电力和地理相关知识（一）电力系统

一、电力系统

• 电力系统是由发电、输电、变电、配电、用电等五个关键环节组成的一个整体系统
• 是从发电到用户的完整供电过程
• 电压等级一般分为低压、高压、超高压、特高压：
  • 高 压： 35kV~220kV
  • 超高压： 330kV~750kV
  • 特高压： 800kV及以上
• 一般来说，35kV及以上指输电线路电压等级、10kV及以下指配电线路电压等级
• 负荷：用电设备在某时刻从系统中取用的功率，负荷高影响变电站电力设备、输电电网运行安全

二、发电

• 火力发电：利用可燃物（例如煤）作为燃料生产电能
• 水力发电：利用河流、湖泊等位于高处具有势能的水流至低处，将其中所含势能转换成水轮机之动能，再借水轮机为原动力，推动发电机产生电能
• 风能发电：把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能
• 光伏发电：太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置
• 核电站：以核反应堆来代替火电站的锅炉，以核燃料在核反应堆中发生特殊形式的“燃烧”产生热量，使核能转变成热能来加热水产生蒸汽
• 储能：指通过介质或设备把能量存储起来，在需要时再释放的过程，通常储能主要指电力储能类型：储能站、抽水蓄能、电转氢

三、变电

1、变电站：指电力系统中对电压和电流进行变换，接受电能及分配电能的场所。

• 主要作用包括将电能升压或降压，方便输送或使用；将多路电源汇集再分配至广大用户，增强供电可靠性。
• 升压：为了降低输送电能的损耗； 降压：为了用户能够使用。
• 变压器：需要远距离输送时为了降低损耗，需要升高电压；在用电地降压至用电客户所需要的电压。升压和降压都需要变压器。依靠电磁感应输出不同的电压。
• 电流互感器：用来监视内部气体压力是否正常。
• 电压互感器：主要功能是将一次高电压按照一定比率变为低电压。
• 阻波器：阻止高频谐波进入站内设备。
• 母线： 母线是汇集电能分配电能的地方，同一电压等级的所有电源、负荷接到同一母线上
• 电容器组：作用是限制合闸涌流和限制谐波。
• GIS（气体绝缘变电站）：是全部或部分采用气体而不采用处于大气压下的空气作为绝缘介质的金属封闭开关设备。它是由断路器、母线、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、套管7 种高压电器组合而成的高压配电装置

2、换流站：完成将交流电变换为直流电或者将直流电变换为交流电的转换，并达到电力系统对于安全稳定及电能质量的要求而建立的站点。

3、调相机站：从发电机和高压输电线供给的无功功率，满足不了负荷需要，所以在电网中要设置无功补偿装置补充无功功率，用电设备才能在额定电压下工作。这种“无功补偿装置”，就是调相机

四、输电

1、杆塔：通过绝缘子悬挂导线的支持结构的统称，是电杆和铁塔的总称。

• 杆塔用来支持导线、避雷线及其他附件，使导线、避雷线、杆塔彼此保持一定的安全距离，并使导线对地面、交叉跨越物或其他建筑物等设施保持允许的安全距离
• 直线杆塔：直线杆塔是线路中使用最多的一种杆塔，结构比较简单，材料消耗量比较少，造假较低
• 耐张杆塔：用来锚固导线、限制线路故障范围、便利施工与检修。结构复杂，钢材消耗量和造价都比较高。
• 转角塔：主要用于线路转角处、线路转向内角的补角称为线路转角。
• 终端杆塔：是输电线路进出变电所或发电厂的最后或最初一基杆塔。材料消耗量大、造价高，塔形与耐张塔相似。
• 换相（位）塔：用来改变线路中三相导线排列位置的杆塔.。

2、导线：固定在杆塔上输送电流用的金属线

• 现在的输电线路多采用中心为机械强度高的钢线，周围是电导率较高的硬铝绞线的钢芯铝绞线，钢芯铝绞线比铜线电导率略小，但是具有机械强度高、重量轻、价格便宜等特点，特别适用于高压输电线

3、避雷线：作用是防止雷电直接击于导线上，并把雷电流引入大地

4、线路金具：通常把输电线路使用的金属部件总称为金具