根據(jù)電能生產(chǎn)顯著的特點(diǎn),對(duì)電力系統(tǒng)提出以下基本要求。
1.保證對(duì)用戶(hù)供電的可靠性
系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的破壞,將引起系統(tǒng)設(shè)備損壞或供電中斷,以致造成國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)生產(chǎn)和運(yùn)行停頓以及人民生活秩序的破壞,甚至發(fā)生設(shè)備和人身事故。
電力用戶(hù)對(duì)供電可靠性的要求并不一樣,即使一個(gè)企業(yè)中各個(gè)部門(mén)或車(chē)間,對(duì)供電持續(xù)性的要求也有所差別。根據(jù)對(duì)供電持續(xù)性的要求,可把用戶(hù)分為三級(jí)。
一級(jí)負(fù)荷。指由于中斷供電會(huì)造成人身傷亡的用戶(hù),如煤礦、大型醫(yī)院;或中斷供電會(huì)在政治、經(jīng)濟(jì)上給國(guó)家造成重大損失的用戶(hù),如大型冶煉廠(chǎng)、軍事基地等;或中斷供電會(huì)影響國(guó)家重要部門(mén)的正常工作的用戶(hù),如國(guó)家重要機(jī)關(guān)、鐵路樞紐、通信樞紐等以及大量人員集中的公共場(chǎng)所、城市公用照明等。對(duì)一類(lèi)負(fù)荷用戶(hù)通常應(yīng)設(shè)置兩路以上相互獨(dú)立的電源供電,所以一類(lèi)用戶(hù)要求很高的供電可靠性。
二級(jí)負(fù)荷。指由于中斷供電會(huì)在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失的用戶(hù),如使主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報(bào)廢、重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)等;或中斷供電會(huì)影響重要單位的正常工作的用戶(hù)以及大型影劇院、大型商場(chǎng)等。對(duì)二類(lèi)用戶(hù)應(yīng)設(shè)專(zhuān)用供電線(xiàn)路,條件許可時(shí)也可采用雙回路供電。
三級(jí)負(fù)荷。一般指短時(shí)停電不會(huì)造成嚴(yán)重后果的用戶(hù),如小城鎮(zhèn)、小加工廠(chǎng)及農(nóng)村用電。
當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生事故,出現(xiàn)供電不足的情況時(shí),應(yīng)當(dāng)首先切除三類(lèi)用戶(hù)的用電負(fù)荷,以保證一、二類(lèi)用戶(hù)的供電。
2.保證電能的良好質(zhì)量
電力系統(tǒng)不僅要滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)電能的需要,而且還要保證電能的良好質(zhì)量。頻率、電壓和波形是電能質(zhì)量的三個(gè)基本指標(biāo),其額定值是電氣設(shè)備設(shè)計(jì)的最佳運(yùn)行條件。當(dāng)系統(tǒng)的頻率、電壓和波形不符合電氣設(shè)備的額定值要求時(shí),往往會(huì)影響設(shè)備的正常工作,造成振動(dòng)、損耗增加、使設(shè)備的絕緣加速老化甚至損壞,危及設(shè)備和人身安全,影響用戶(hù)的產(chǎn)品質(zhì)量等。因此要求系統(tǒng)所提供電能的頻率、電壓及波形必須符合其額定值的規(guī)定。
系統(tǒng)頻率主要取決于系統(tǒng)中有功功率的平衡。發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率不足,會(huì)使系統(tǒng)頻率偏低。節(jié)點(diǎn)電壓主要取決于系統(tǒng)中無(wú)功功率的平衡。無(wú)功不足,則電壓偏低。波形質(zhì)量問(wèn)題是由諧波污染引起的。波形質(zhì)量用波形總畸變率來(lái)表示,正弦波的畸變率是指各次諧波有效值平方和的方根值占基波有效值的百分比。保證波形質(zhì)量就是限制系統(tǒng)中電壓、電流中的諧波成分。
我國(guó)規(guī)定的電力系統(tǒng)的額定頻率為50Hz,大容量系統(tǒng)允許頻率偏差±0.2Hz,中小容量系統(tǒng)允許頻率偏差±0.5Hz。35kV及以上的線(xiàn)路額定電壓允許偏差±5%;10kV線(xiàn)路額定電壓允許偏差±7%,電壓波形為正弦形,其波形總畸變率不大于4%;380V/220V線(xiàn)路額定電壓允許偏差±7%,電壓波形總畸變率不大于5%。
電力系統(tǒng)的負(fù)荷是不斷變化的,系統(tǒng)的電壓和頻率必然會(huì)隨之變動(dòng)。這就要求調(diào)度必須時(shí)刻注視電壓、頻率變化情況和系統(tǒng)的有功和無(wú)功負(fù)荷平衡情況,隨時(shí)給發(fā)電廠(chǎng)及變電所下達(dá)指令,通過(guò)自動(dòng)裝置快速、及時(shí)地調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流或原動(dòng)力,停止或啟動(dòng)備用電源及切除部分負(fù)荷等,使電力系統(tǒng)中發(fā)出的無(wú)功和有功功率與負(fù)荷的無(wú)功和有功功率保持平衡,以保持系統(tǒng)額定電壓和額定頻率的穩(wěn)定,確保系統(tǒng)的電能質(zhì)量。
3.保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性
電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中不可避免地會(huì)發(fā)生短路事故,此時(shí)系統(tǒng)的負(fù)荷將發(fā)生突變。當(dāng)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差,或?qū)κ鹿侍幚聿划?dāng)時(shí),局部事故的干擾有可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的全面瓦解(即大部分發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)解列),而且需要長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù),嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成大面積、長(zhǎng)時(shí)間停電,因此穩(wěn)定問(wèn)題是影響大型電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的一個(gè)重要因素。為使電力系統(tǒng)能保持穩(wěn)定運(yùn)行,除要求系統(tǒng)參數(shù)配置得當(dāng),自動(dòng)裝置靈敏、可靠、準(zhǔn)確外,還應(yīng)做到調(diào)度合理,處理事故果斷、正確等。
4.保證運(yùn)行人員和電氣設(shè)備工作的安全
保證運(yùn)行人員和電氣設(shè)備工作的安全是電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本原則,為此要求不斷提高運(yùn)行人員的技術(shù)水平和保持電氣設(shè)備始終處于完好狀態(tài)。這一方面要求在設(shè)計(jì)時(shí),合理選擇設(shè)備,使之在一定過(guò)電壓和短路電流的作用下不致?lián)p壞;另一方面還應(yīng)按規(guī)程要求及時(shí)安排對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn),及早發(fā)現(xiàn)隱患,及時(shí)進(jìn)行維修。在運(yùn)行和操作中要嚴(yán)格遵守有關(guān)的規(guī)章制度。
5.保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性
為使電能在生產(chǎn)、輸送和分配過(guò)程中效率高、損耗小,以期最大限度地降低電能成本,實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠(chǎng)和電力網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,就要最大限度地降低電廠(chǎng)的燃料消耗率(或水的消耗率)、用電率及線(xiàn)路損耗等。應(yīng)該看到,電能成本的降低不僅會(huì)使各用電部門(mén)的成本降低,更重要的是節(jié)省了能量資源,因此會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和長(zhǎng)遠(yuǎn)的社會(huì)效益。為了實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,除了進(jìn)行合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)外,還須對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)施最佳經(jīng)濟(jì)調(diào)度,實(shí)現(xiàn)火電廠(chǎng)、水電廠(chǎng)及核電廠(chǎng)負(fù)荷的合理分配,同時(shí)還要提高整個(gè)系統(tǒng)的管理技術(shù)水平。
綜上所述,保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,安全可靠地向用戶(hù)提供充足、優(yōu)質(zhì)而又經(jīng)濟(jì)的電能,是人們對(duì)電力系統(tǒng)的基本要求。