这篇是知识图谱的电力理论合集，主要讲解电力的一些理论名词。理论虽然枯燥，但是实践加强深度的必走之路。因此要做电力的领导/工人/Coder还是要看一下的。
因为直接学理论，很容易就“从入门到放弃”，理论大多枯燥乏味，缺少成就感，特别是现代人都追求短期刺激，一入门就说沉下心三年，肯定吓跑大部分人。
这就好像程序员，入门写了个页面、算法、小网站、小游戏，High了，然后发现提升很难。因为实践缺乏系统性，还有自己研究分析虽然记忆深，但毕竟不如看理论的快，所以这一阶段就是学习理论系统性成长，类比程序员看github、编程大师的书一样。
本篇主要介绍的是关于电力基础的理论知识：电压和电流、频率、电量、功率、电阻（绝缘）、线项是电力的基本概念，后三样算是理论的高级应用。
更形象的说，电流相当于水流，而电压相当于高度差，电压大，电流就大。没有高度，水还在，只是不流，电也是这样。
电压是形成电流的原因，只要电路中有电源（或电路两端有电压），且电路是连通的，那么电路中就能获得持续的电流。
电压有直流电压和交流电压的区别，直流电压是电压的大小及方向都不随时间变化的，用大写字母U表示。
电压的大小和方向都随时间改变的电叫交流电，如交流电220V的民用电，工业用电交流380V等。瞬时值用小写字母u或u（t）表示。
交流电的大小和方向都会发生周期性的变化，我们生活中电视、电饭煲等电器所使用的的就是交流电源；直流电的方向是不随时间改变的，生活中使用的电池（可移动外置式电源）提供的就是直流电。
在电网中，对电压是有等级划分的。高压通常指高于1kV的电压等级，低压指用于配电的交流电力系统中1kV及以下的电压等级。
在工业上也有另一种说法是电压为380V或以上的称之为高压电，所以我们的习惯上所说的220V、380V都是低压，而高于这个电压的都是高压。
所谓的高压、超高压、特高压并无本质区别（随着电压增高，绝缘要求、安全要求会有不同），只是人们的叫法不同而已，其分界线也是约定俗成，并无明确规定。
在电力系统中多用额定电压作为考虑对象，比较少用电流。和电流有关，大概只有设备的限流值（本质是限功率）、电能质量的三相电流不平衡这些。
因为额定电压是有限的，基本只有几个，都在上面的电压等级中了。而额定电流根据传输容量不同，有无穷多个。如果用电流来表示电力系统，会更加复杂。
频率的稳定靠用电负荷和发电功率的平衡，这主要有系统调度员根据每天每时每刻电网频率变化调整电网中发电机功率来稳定，当然也有很多自动化的辅助手段。
频率是整个电网中最稳定的一个值了，如果频率出现了大的波动（0.1%都算大的），都会影响大电网的安全。也正因为频率的稳定，不说老百姓，就是电网非调度专业的人，也极少会去关注这个值，非电力的更无法理解他的含义了。
频率是整个电力系统统一的运行参数，一个电力系统只能有一个频率。日常生活中的交流电的频率一般为50赫兹或60赫兹，国内使用的交流电的频率（也叫作工频）是50Hz。
我国电力工业部1996年发布施行的《供电营业规则》规定：在电力系统正常的情况下，供电频率的允许误差为：
新能源发电具有间歇性、随机性、可调度性差的特点，目前，在电网接纳能力不足的情况下，大规模新能源发电并网会给电力系统带来一些不利影响，电网必须控制接入容量在可控范围内，以最大限度地减小不利影响，存在的主要问题也有很多，也需要改善新能源装置，使用性能更好的电力设备和电能质量分析工具去分析和改进技术，达到新能源尽可能完美融入电网的目标。
电量和功率要分清楚，功率（kW）表示能产生或是消耗电能的快慢，而电量（kWh）表示单位时间内消耗了多少电量。
我们需要动力，把船运向目的地，所以动力是“有用”的；浮力在运输过程中没有起到啥作用，但是没有浮力，轮船也是无法行驶的。就像无功作为电力系统中的节点电压支撑一样。
2021年前三季度中国全社会用电量同比增12.9%，而2021年9月份高载能行业用电情况有所回落。
对于用电的老百姓，接触最多的是电量，即kWh、度。而对电力从业人员，特别是电网、发电厂设备维护人员，看到最多的是电压等级和功率，像400kW的变压器、200MW的发电站。
功率相当于最大的暴发力，电量相当于最大的耐力，说功率不足，通常是指某个短时间的用电量大增，系统供电量跟不上了。
功率P=\frac{W}{t}（功/时间），表示物体在单位时间做功的多少，即做功快慢的物理量。
举个简单的例子：空调1小时耗电1度，那么空调的功率就是1000W（上节提到1千瓦的功率工作一小时所消耗的电量即为1度）。
我们在媒体上常常看见的功率单位有kW、Ps、hp、bhp、whpmw等，还有意大利以前用的cv，在这里边千瓦kW是国际标准单位。
电网从业人员一怕听说故障停电，立刻出事，二怕听说功率不足，不是要紧急拉闸停电，就是要给客户增容。当然企业专变用户增容是好事，有钱赚，如果是居民增容，那就亏了。
80~100%，从损耗上看更经济，但对设备的承载能力、质量有较高要求，且有超载的可能，需要预计划扩容或均衡负载。
100%~120%，可接受的瞬时超载，即进入这个负荷是不健康的，但设备不能因为短期超过这个值就炸了，应立即扩容、降载。
120%以上，除少数特殊设备在设计时可在此状态运行（很贵），一般设备很可能损坏乃至爆炸。到这个值，不说了，赶紧拉闸去现场。
设备上都能看到的值，设备所能承受的最大常态负载率，如400kW。注意，原本额定功率就是指最大负载，但实际中，变压器都会预留20%的超载能力。我们看到标示额定功率，都是设备可以短期承受的负载率。
实际运行中能达到的最大瞬时负载，这一项，会对设备的材质产生要求，如有些农业地区，在某几天，会出现用电量暴涨的情况，就可能需要材质特殊，可承受100%超载的设备。
一定时间内，设备平均输出的视在功率与设备额定容量之比。用于体现设备的利用率、经济运行状态、电网的运行效率。
电流、电压、功率、电量都是电力生产运行经常关注的事项，但电阻就没怎么看到了，其实并不是电阻不重要，而是在日常时我们没有直接管理这个值。
电阻一边关系安全，我们希望它非常大，叫“绝缘”，一边关系经济，我们希望它非常小，减少线损。这节主要谈的是绝缘。
电阻是所有电子电路中使用最多的元件，它代表电流流动时所受到导体阻力的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。
打个比方，一个电气系统就像是管道系统，电压好比是液体压力，电流就是液体的流速，而电气绝缘就好比是管壁。绝缘防止电子从导体发生漏泄——其作用的大小是用绝缘电阻表示的。
有效的绝缘电阻系统具有高的电阻值，通常大于几个兆欧（MΏ）。差的绝缘系统具有较低的绝缘电阻。
电力安全生产最大的安全，当然就是不要触电，这一取决与设备本身的绝缘性能，二取决于施工人员的绝缘安全措施和装备。设备绝缘、“人也绝缘”，这样才有安上加安。
输电线路地电位、中间电位的带电作业主要安全防护措施是保证与带电体的电气绝缘距离，最经常使用的工器具是绝缘操作杆。
输电线路地电位作业主要的安全防护措施是屏蔽服，屏蔽服可以视作导体，进入电场后使周围保持与高压线路的等电位，此时最需要注意的是与地电位之间的绝缘距离，而且进去电场的速度也需要越快越好；
进入电场使用的绝缘工器具主要有绝缘软梯、绝缘士字梯+绝缘绳、或者通过耐张串绝缘子进入等电位。
配电线路带电作业了解较少，但主要思路还是保证绝缘，但由于低压线路绝缘距离余地较小，一般通过佩戴绝缘手套，设置绝缘遮蔽或绝缘毯的方式保证绝缘，防止触电。
当然，绝缘不是万无一失的，因为绝缘也会遭到破坏、有的是机械损伤，有的是电压过高或绝缘老化产生电击穿，所以必须按照规定严格检查。
运行中的线路和设备，要求可降低为每伏工作电压1KΩ，在潮湿环境中，要求可降低为每伏工作电压500Ω；
高压线路和设备的绝缘电阻不应低于1KMΩ，架空线路每个悬式绝缘子的绝缘电阻不应低于300MΩ；
运行中电缆线路的绝缘电阻可参考下表要求，其中，干燥季节应选取较大数值，潮湿季节可选取较小数据。
8.对电容量比较大的高压电气设备，如电缆、变压器等的绝缘状况，主要以吸收比值和极化指数的大小为判断的依据。如果吸收比和极化指数有明显下降者，说明绝缘受潮，或油质严重劣化。
有功消耗是指由于用来传输电流的导体线路或线路网自身的电阻作用、磁场作用，对流经的电流产生一种阻力，电能在电力网的传输过程中必须克服导体的这种阻力做工，产生热量，造成有功消耗。
理论上无功功率是不会损耗的，但是电网和设备之间交换无功功率，必定有电流流来流去，会导致线路发热，这是实实在在的线路损耗。
线路越长，负荷越低，损耗越大，像新投产的小区配变，没有入住，变压器空转就会损耗，叫低经济运行，以前的村村通工程，很偏的地方说100年也收不回成本，说的不是无法回收输电线路投资（都不敢想），是说损耗大，交的电费的价差可能都抵不上损耗。
因为现在手拉手线路很多，运行方式如果没有及时更新到电网拓扑图形上，计算就会不准，更麻烦的是线损计算是要计算包含专变用户在内的所有终端用电量，专变用户的运行切换经常不告诉电网，电网图形不准确，实际线损就算不准。
线损计算这个工具，现在已不单用来指导降线损工作，还用来分析是否有（也算某种形式上的线损），还有一个重要用途是用来做电力各大信息系统的数据检验，因为线损需要用到台帐、图形、负荷三大数据，一个数据不准，结果就会有很大的偏差，因此很多地方考核线损合格率，实质上是用来抓信息系统数据准确性。
供电可靠性和电能质量是电力系统的供电质量是否合格的重要指标，稳定是不停电，质量是用好电，当然是先谈有电，再谈好电。这节先说供电可靠性。7.1全国供电可靠率
衡量供配电可靠性的指标，一般以全年平均供电时间占全年时间的百分数来表示。下面是2016-2020年全国供电系统用户平均供电可靠率：
1.网架要强壮，故障率要低，出了故障要满足N-1甚至N-2 要求，即当前网架故障一或二个设备，不影响正常供电，这要求网架有冗余备份且是手拉手联络结构（变电站的多配、配电路边的环网柜、开关站），网架在故障时物理结构上要能切换，进行转供电。电源要冗余，当故障时两条线转一条线，负荷要带得动，能切能带才是N-1的完整要求。这些就是工程、调度的工作。
我们理想的供电电压应该是幅值恒为额定值的三相对称正弦电压。但是实际的供电电压与理想的是存在偏差的。
- 上一篇:低压电器行业简述
- 下一篇:盛帮股份2023年年度董事会经营评述