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第 1 章 绪 论 电能是商品，此商品的质量标准由可靠性、电压、频率、波形等指标来描述。由发电 厂、变电所、输配电线路和用户组成的整体称为电力系统。电力系统起着生产、分配、输 送和消费电能的作用。要将电能输送到用户必须经过电力网络。电力网络可分成 110kV 以 上高压网络、10kV~110kV 中压网络、10kV 以下低压网络。电力网络的电压等级对系统的 运行特性有着重大影响,因此也影响电力系统的设计。电力网络所选定的电压等级将决定每 条馈线的最大长度、最大负荷和接线方式,以及馈线的总条数和每条馈线上的配电所数目。 本章主要介绍电力网络技术基础—— 电力系统的基本概念、电力系统中供电设备和用 电设备的额定电压等级及电力系统中性点的运行方式。 1.1 供配电系统发展概述 1.1.1 国内外供配电技术的发展情况 自从20 世纪初发明三相交流电以来，输电技术朝着高电压、大容量、远距离、较高自 动化的目标不断发展，20 世纪后半叶发展更加迅速。1952 年瑞典首先采用 380kV 输电电 压，1954 年美国 354kV 线路投运，1956 年前苏联建成伏尔加河水电站至莫斯科的 400kV 线路并于 1959 年升压到 500kV 。进入 20 世纪 60 年代欧洲各国普遍采用 380kV 级输电电 压，北美和日本则建设大量 500kV 线路。以后加拿大、前苏联和美国又相继建成一批 735kV~765kV 输电线路。20 世纪 70 年代，欧、美各国对交流 1000kV 级特高压(UHV)输电 技术进行了大量研究开发，1985 年前苏联建成世界上第一条 1150kV 工业性输电线路，日 本也在 20 世纪 90 年代初建成 1000kV 输电线路。 近 50 年来中国的供配电技术也已经取得了突破性进展。20 世纪 50 年代建设了一大批 35kV 和 110kV 输电线路；60 年代，许多城市建设 220kV 输电线路，并逐步形成地区 220kV 电网。随着电力负荷的增长和大型水力发电和火力发电电源的开发，1972 年建成第一条 330kV 刘家峡水电站至关中超高压线路，该输电线路全长 534km 。随后330kV 输电线路延 伸到陕甘宁青 4 个省区，形成西北跨省联合电网。1981 年第一条 500kV 全长 595km 平顶 山至武汉输电线路投入运行，接着其他地区也相继采用500kV 级电压输送电力。目前全国 已有东北、华北、华东、华中、西北、南方、川渝 7 个跨省电网和山东、福建、新疆、海 南、西藏 5 个独立省(区) 网。网内 220kV 输电线路合计全长 120000km，330kV 输电线路 7500km，500kV 输电线路 20000km 。华中与华东两大电网之间，通过 1500kV 葛洲坝至上 海直流线路实行互联。中国输电线路的建设规模和增长速度在世界上是少有的。 1.1.2 中国电网发展趋势 中国大部分能源资源分布在西部地区，而东部沿海地区经济发达，电力负荷增长迅速。 ·2 · 工厂供配电 开发西部的水电和火电基地，实行 “西电东送”是国家的一项长期战略。近十年来，山西、 内蒙古西部火电基地向京津唐电网送电，葛洲坝水电站通过±500kV 直流线路向上海送电， 南方互联电网将天生桥水电站和云南、贵州的水电站所发的电送往广东、广西等省的 “西 电东送”措施已经取得一定成效。随着西部大开发战略的实施，内蒙古西部、山西、陕西、 宁夏、河南西部火电基地的建设，黄河上游、金沙江、澜沧江、红水河、乌江等大型水电 站的开发，以及 “西电东送”输电大通道 的开辟 ，将加大 “西电东送”的能力并促进电网 的快速发展。 电网是电力能源的载体。加强 电网建设是拓展电力市场 ，提高电力工业整体效益的重 要举措 。 中国电网发展分为 3 个步骤进行： (1) 加紧实施 7 个跨省大区电网之间 以及大区电网与 5 个独立省网之间的互联。 (2) 2010 年前后，建成以三峡电网为中心连接华中、华东、川渝的中部 电网；华北、 东北、西北 3 个电网互联形成的北部 电网；以及云南、贵州、广西、广东 4 省( 自治区) 的 南部联合电网。同时，北、中、南 3 大电网之间实现局部互联，初步形成全国统一的联合 电网的格局 。 (3) 2020 年前后，随着长江和黄河上