任务二 了解供电关系与电能质量指标
作为整个电力系统，首要的任务就是实现高质量、高可靠性的供电以及经济合理的运行。实际上这也是用户的需要。
供电系统的故障或电气参数不符合要求，会给用户造成麻烦，用户的故障或用户的某些设备运行也能够使供电系统受到影响（如用户将高次谐波或超前的电流反馈至电网）。因此，供电部门与用户都有责任为实现上述目标而协调工作。
一、对供电系统的基本要求
1）供电要可靠。用户希望供电系统能够连续地供电，即使供电系统出现局部故障，对某些重要用户的供电也不能中断。为实现这一要求，对电力网的结构要有周密地考虑，对其运行也有很高的要求。此外，为防止某些发电机组因检修或故障停机影响电力网的正常运行，在电力系统中应至少有10%～15%的备用容量。
2）供电质量要合格。所谓供电质量合格，就是电气参数应合格，以保证用户的电气设备都能正常地运行。这里所说的电气参数主要有电压、频率、波形、三相电压的平衡性等。实际上，用户所使用的电气设备，在其设计时大多是以供电系统中合格的电气参数为依据的。当其运行时如果这些参数得不到满足，轻者达不到设计的出力，严重时可能造成设备的损坏。
3）要安全、经济、合理地运行。为实现此项目标，就要供、用电双方协调管理，采取必要的技术措施（如增加无功补偿装置、装电力定量器等）和组织措施（如合理地调度和运行管理等）。
4）电力网运行调度应灵活。电力网的容量越大，供电的可靠性越高，同时出现局部故障的可能性也越大，其调度管理的复杂程度也越高。为不使局部故障影响到电力网的正常运行，使故障停电或检修停电影响的范围尽可能小，就要求在调度管理上有尽可能大的灵活性。
二、供电电能的质量指标
供电电能的质量指标主要有电压、频率、波形和三相电压的对称性及可靠性。其中前三项指标为技术性的，后一项是运行调度指标。
1.电压指标
用户受电端电压偏离额定值的幅度不应超过：
①对于35kV及以上用户和对电压质量有特殊要求的用户不应超过±5%；
②对于10kV及以下用户和低压电力用户不应超过±7%；
③对于低压照明用户不应超过±（5%～7%）。
注释：什么样的用户是低压动力用户？什么样的用户是低压照明用户？
正确的依据是看用户所用的电是拿来做什么用的。非生活用电类三相负荷都被归入低压动力用户。一般采用380V低压三相供电的用户都属低压动力用户。但低压照明用户也有采用三相四线供电的，比如你家购买了三相家用空调器或特殊的小功率三相家用电器，不得不用三相电，申请用电时也被归类为照明用户。在供电行业中，“照明电”一词被解释为“家庭生活用电”。“动力电”指的是小工业（非普通工业）用电。低压动力用户与低压照明用户的电价是不一样的，我国现行政策是动力电比照明用电贵。除此之外还有商业用电、大工业用电、普通工业用电、农业生产用电、排灌用电、特种行业用电等很多类别，都实行不同的电价。
电压变化幅度按下式计算
式中 ΔU——电压的百分数，%；
U1——受电端实测电压，kV；
Un——供电的额定电压，kV。
供电部门应定期对用户受电端电压进行调查或测量，发现达不到指标时应及时采取措施。
电力网的运行电压，有很多额定电压等级。我国的规定其标称电压为
高压：3kV、6kV、10kV、20kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV
低压：220V/380V、380V/660V
注释：电压等级（voltage class）是电力系统及电力设备的额定电压级别系列。额定电压是电力系统及电力设备规定的正常电压，即与电力系统及电力设备某些运行特性有关的标称电压。电力系统各点的实际运行电压允许在一定程度上偏离其额定电压，在这一允许偏离范围内，各种电力设备及电力系统本身仍能正常运行。我国最高交流电压等级是1000kV（长治-荆门线），于2008年12月30日投入运行。在建输电线路（向家坝-上海，锦屏-苏南特高压直流800kV），其下有500kV、330kV、220kV、110kV、（60kV）、35kV、10kV，380/220V，其中60kV是由于历史原因遗留下来的，目前仅在我国东北地区存在；我国最高直流电压等级为±500kV（葛洲坝-上海南桥线、天生桥-广州线、贵州-广东线、三峡-广东线），另有正负50kV（上海-嵊泗群岛线），100kV（宁波-舟山线），南方电网公司将建设±800kV特高压直流输电线。目前我国常用的电压等级：220V、380V、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV，1000kV。电力系统一般是由发电厂、输电线路、变电所、配电线路及用电设备构成。通常将35kV及35kV以上的电压线路称为输电线路，10kV及其以下的电压线路称为配电线路，将额定1kV以上电压称为“高电压”，额定电压在1kV以下电压称为“低电压”。我国规定安全电压为36V、24V、12V三种。
输电距离越大，采用的额定电压等级也应越高。一般说来，每千伏电压合理的输送距离在1km左右，同时还要根据采用的导线截面积及输送电力的大小而定。
额定电压等级与设备的额定电压不一定一致。一般，向电网提供电力的设备，其输出端的额定电压要高于电网额定电压5%（较长距离输电时要高10%）；从电网取得电力的设备其输入端额定电压，要与该电网的额定电压一致。例如：向10kV电力网馈电的主变其一次额定电压为35kV（或110kV），则二次额定电压是10.5kV（短距输电用）或11kV（长距输电用）。而作为从10kV电力网受电的配电变压器，其一次额定电压应是10kV，其余电压等级的主变及配变的一、二次额定电压与之类似。
2.频率指标
我国规定，供电系统的频率标称值为50Hz；运行中允许偏差的绝对值应不大于下述要求：
①电力网容量在3000MW及以上者为0.2Hz；
②电力网容量在3000MW以下者为0.5Hz。
电力网在运行中，往往电压的变化也伴随着频率的变化。一般说来，无功功率用要大于供，对电压的下降影响较大。当运行的频率低于标称值时，对发电及用电设备都不利。分述如下：
（1）低频率对发电、供电设备（各级主变）及电力网的影响
①频率降低，意味着发电机已经过载，其转速也相应降低，作为原动力的汽轮机在低转速下作超负荷运行，有可能使汽轮机叶片因共振而断裂。
②发电设备出力下降。一般说来，频率每降低1Hz，出力要下降3%。
③各级主变出力不足。因励磁电流随频率的下降而提高，损耗相应增加。
④使电力网对事故的应变能力下降，严重时能造成电网的解列，形成大面积停电。
（2）低频率对用户的影响
①使电动机转速下降（频率每降低1%，转速至少下降1%）。造成电动机所拖动的设备产量也成比例地下降，使成本相对提高。
②电动机转速下降，出力达不到额定值。
③使某些以电力网额定频率为“标准值”的设备工作不正常。
④使无线电发射及接收设备工作质量下降。
3.波形及三相电压对称性
电力网上的工频电压应是准确的正弦波形；三相电压应相等且相位上互差120°。
如果电压波形不是正弦波形，我们称作波形失真（可用失真度仪测出）或叫做波形畸变。
畸变后的波形，可以认为是由一个无畸变的基波与各种倍频的正弦波叠加而成，对于这些倍频的正弦波，习惯上称作“高次谐波”。因此，有了畸变的波形，常称其为含有高次谐波。
波形的畸变（即含有高次谐波），对电力系统中补偿电容器的运行非常不利。因为电容器对高次谐波的容抗小，可使电容器的工作电流超过额定值；高次谐波又能使电容器的介质损耗增大，引起过热，严重时会使电容器爆裂，造成严重事故。高次谐波还可使变压器铁损及绝缘油的介质损耗增加引起过热。
三相电压不对称可能是由于下列原因引起的：
①用户使用大电力的单相设备（如三相负荷分配极不平衡造成单相负荷过大或使用大功率的单相电焊机）。
②电力系统中出现不对称性故障，如中性点接地系统中的单相对地故障、相间故障等。
波形畸变及三相电压对称性的破坏，对用户及供电系统的运行都是不利的。一般说来三相电压的不对称不应超过额定电压5%，只要加强管理是不难做到的，而波形畸变则较难治理。
4.可靠性要求
可靠性的要求，实际上就是要求电力网对用户连续地提供质量合格的电能，尽可能不对用户停电，要实现这一点很不容易，不仅电力系统要有足够的备用发电容量，而且对电力网的结构、调试、运行管理等各方面都有很高的要求，对季节性清扫和计划停电检修及试验，也要安排得非常合理。与之相配合，用户也要保持自有配电系统及设备的正常运行。
一般要求，对35kV及以上系统，每年停电应不超过一次；对10kV系统，每年停电应不超过三次；对重要用户的停电应提前七天通知。