一、電力系統基礎

1. 電力系統組成

- 分析：電力系統由發電、輸電、變電、配電和用電等環節構成。發電環節產生電能，如火力發電利用煤炭燃燒產生蒸汽推動汽輪機帶動發電機發電；輸電是將電能從發電廠輸送到遠方；變電通過變壓器改變電壓大??；配電將電能分配到各個用戶；用電則是用戶端對電能的消耗。

- 例如：三峽水電站發電后，電能通過高壓輸電線路傳輸到各個城市的變電站，再降壓后分配到工廠、居民小區等用電場所。

2. 電壓等級劃分

- 分析：常見的電壓等級有 220V、380V 用于低壓用戶端，10kV、35kV、110kV、220kV 等用于不同規模的輸電和配電。電壓等級的選擇取決于傳輸距離、傳輸功率等因素。高電壓等級可減少線路損耗，但對絕緣等要求更高。

- 例如：在城市配電網中，10kV 線路常用于向小區配電室供電，而長距離的電能傳輸可能會用到 500kV 等高電壓等級。

二、供配電設備

3. 變壓器

- 分析：變壓器依據電磁感應原理工作，通過改變繞組匝數比實現電壓的升降。它是供配電系統中改變電壓的關鍵設備。

- 例如：在降壓過程中，將 10kV 電壓降至 380V / 220V 供居民和商業用戶使用；升壓變壓器可將發電機發出的低電壓升高以便于遠距離傳輸。

4. 開關柜

- 分析：開關柜包含斷路器、隔離開關、互感器等元件，起到控制、保護和隔離等作用。它能控制線路的通斷，在故障時切斷電路保護設備。

- 例如：在配電室中，當某條線路出現短路故障時，開關柜內的斷路器會迅速跳閘，隔離故障線路。

5. 母線

- 分析：母線是匯集和分配電能的導體，有硬母線和軟母線之分。它可以將多個電源或多個負荷連接在一起，實現電能的靈活傳輸。

- 例如：在變電站中，不同電壓等級的母線將各個進出線回路連接，方便電能在不同線路間的分配。

三、電力負荷

6. 負荷分類

- 分析：分為一級負荷、二級負荷和三級負荷。一級負荷如醫院手術室等，中斷供電會造成嚴重后果；二級負荷中斷供電會有較大影響；三級負荷停電影響較小。

- 例如：大型數據中心屬于一級負荷，需配備備用電源；普通居民照明用電屬于三級負荷。

7. 計算負荷概念

- 分析：計算負荷是通過統計和計算得出的一個假想負荷，它在一定時間內產生的熱效應與實際變動負荷的最大熱效應相等，是選擇設備和導線的重要依據。

- 例如：根據一個工廠內所有設備的功率和使用情況計算出計算負荷，以此來選擇合適容量的變壓器。

四、短路電流

8. 短路類型

- 分析：包括三相短路、兩相短路、單相接地短路和兩相接地短路。三相短路電流最大，單相接地短路在中性點接地系統中較為常見。

- 例如：線路絕緣損壞可能導致單相接地短路，如潮濕環境下電纜老化引發故障。

9. 短路電流計算目的

- 分析：用于選擇電氣設備的額定斷流容量、校驗設備的動穩定和熱穩定以及確定繼電保護裝置的整定值等。

- 例如：設計 10kV 配電室時，通過短路電流計算確定開關柜內斷路器的額定開斷電流。

五、電氣主接線

10. 單母線接線

- 分析：所有進出線都連接在同一組母線上，接線簡單但可靠性低。母線故障或檢修時，與之相連的線路都需停電。

- 例如：小型工廠配電室對供電可靠性要求不高時可采用單母線接線。

11. 雙母線接線

- 分析：有兩組母線，進出線可接在不同母線上，提高了供電可靠性和靈活性。

- 例如：大型變電站采用雙母線接線，在母線故障或檢修時可切換負荷到另一組母線繼續供電。

六、供配電保護

12. 繼電保護原理

- 分析：繼電保護通過檢測電氣元件的故障或異常運行狀態，如電流增大、電壓降低等電氣量變化，發出跳閘或報警信號。

- 例如：線路短路時電流增大，超過繼電保護裝置設定值就會動作，使斷路器跳閘。

13. 過電流保護

- 分析：當電流超過設備或線路額定電流時，過電流保護裝置動作。分為定時限和反時限過電流保護。

- 例如：電動機過載時電流增大，過電流保護在一定時間后動作切斷電源，保護電動機。

七、無功補償與功率因數

14. 無功功率概念

- 分析：無功功率用于電路內電場與磁場的交換以及建立和維持電氣設備磁場，不對外做功但在電力系統中不可或缺。

- 例如：電動機運轉需要無功功率建立磁場。

15. 功率因數意義

- 分析：功率因數是有功功率與視在功率的比值，功率因數低會增加線路損耗和降低設備利用率，提高功率因數可提高供電效率。

- 例如：工廠功率因數低會導致電費增加，通過無功補償裝置可提高功率因數降低成本。

八、接地與防雷

16. 接地類型

- 分析：分為工作接地、保護接地和防雷接地等。工作接地保證電力系統正常運行，保護接地防止設備外殼帶電危及人身安全，防雷接地將雷電電流導入大地。

- 例如：家庭用電中三孔插座的接地端就是保護接地，可避免電器漏電時人體觸電。

17. 防雷裝置組成

- 分析：主要包括接閃器、引下線和接地裝置。接閃器接收雷電，引下線傳導電流，接地裝置將電流導入大地。

- 例如：避雷針作為接閃器可將雷電吸引，通過引下線和接地裝置釋放電流。

九、電氣照明

18. 照明方式

- 分析：分為一般照明、局部照明和混合照明。一般照明提供均勻照明，局部照明針對特定區域，混合照明則是兩者結合。

- 例如：辦公室天花板熒光燈是一般照明，辦公桌上臺燈是局部照明。

19. 照明光源類型

- 分析：常見的有白熾燈、熒光燈、LED 燈等。白熾燈顯色性好但效率低，熒光燈效率較高但含汞，LED 燈節能、壽命長且環保。

- 例如：現在家庭照明多使用 LED 燈降低能耗。

十、供配電運行與維護

20. 巡視檢查內容

- 分析：包括設備外觀是否破損、電氣連接是否松動發熱、運行參數如電壓、電流、溫度是否正常等。

- 例如：對變壓器巡視時檢查油溫、油位、散熱器及連接部位等情況。