能源演化史
即使在今天的互联网时代，我们对电力的需求仍然不断增长，因为我们发明了电脑、家电和其他用电量更大的产品。不可否认，新技术的不断出现使电成为人们的必需品。
20世纪出现的大规模电力系统是人类工程科学史上最重要的成就之一。它是由发电、输电、变电、配电和用电组成的电力生产和消费系统。它通过发电装置将自然界的一次能源转化为电能，再通过输、变、配将电能供应给所有用户。
发电方式:火力发电(燃煤)、太阳能发电、大容量风力发电技术、核能发电、氢能发电、水利发电、垃圾焚烧发电等。21世纪，能源科学将为人类文明创造更多辉煌。燃料电池燃料电池是将氢气、天然气、煤气、甲醇、肼等燃料的化学能直接转化为电能的一种化学电源。生物质能高效清洁利用技术生物质能是以生物质为基础的能源。
传输电力
输电
电能传输。它与变配电和用电一起构成了电力系统的整体功能。通过输电，相距甚远(在千千可达数米)的发电厂与负荷中心连接起来，使电能的开发利用超越了地域的限制。与其他能源(如输煤、输油)相比，电力输送具有损耗小、效率高、灵活方便、易于调节、环境污染小等优点；输电还可以连接不同地点的电厂，实施峰谷调节。电能传输是电能利用优越性的重要体现，是现代社会重要的能源动脉。
输电线路按其结构形式可分为架空输电线路和地下输电线路。前者由线路杆塔、导线和绝缘子组成，竖立在地面上；后者主要采用电缆，敷设在地下(或水下)。根据所送电流的性质，输电可分为DC输电和交流输电。20世纪80年代，65438+2009年，DC输电首次成功实现，但受低压升的限制(输电容量大致与输电电压的平方成正比)，65438+2009年底被交流输电取代。交流输电的成功开启了20世纪的电气化时代。20世纪60年代以来，由于电力电子技术的发展，DC输电取得了新的进展，与交流输电相配套，形成了交流-DC混合电力系统。
输电电压的高低是输电技术发展水平的主要标志。到90年代，国际上常用的输电电压有220千伏及以下，330-765千伏UHV输电，1000千伏UHV输电。
电力转换
在电力系统中，发电厂将自然一次能源转化为电能，并将电力输送给远处的电力用户。为了降低输电线路上的功率损耗和线路阻抗压降，必须提高电压。为了满足电力用户的安全需求，也为了降低电压并将其分配给所有用户，这就需要一个能够升降电压并分配电能的变电站。因此，变电站是电力系统中转换电压、接收和分配电能的电气设备。它是电厂和电力用户之间的中间环节。同时，各电压等级的电网通过变电站连接起来。变电站的作用是转换电压，传输和分配电能。变电站由电力变压器、配电装置、二次系统和必要的辅助设备组成。
变压器是变电站的中心设备，采用电磁感应原理。
配电装置是连接变电站内所有开关设备和载流导体辅助设备的装置。它的功能是接收和分配电能。配电装置主要由母线、高压断路器开关、电抗器线圈、变压器、电力电容器、避雷器、高压熔断器、二次设备和其他必要的辅助设备组成。
二次设备是指用于测量、控制、监视和保护一次系统状态的设备和装置。这些装置形成的回路称为二次回路，称为二次系统。
二次系统的设备包括测量装置、控制装置、继电保护装置、自动控制装置、DC系统和必要的辅助设备。
配电
1.电力系统电压等级和变电站类型
电力系统的电压等级为220/380V(0.4 kV)、3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、10 kV、220 kV、330 kV和500 kV。随着电机制造技术的提高，10 kV电机已经批量生产，所以很少使用3 kV和6 kV，20 kV和66 kV也很少使用。供电系统以10千伏和35千伏为主。输配电系统主要是110千伏以上。发电厂的发电机有两种:6 kV和10 kV。现在10 kV为主发电机，用户都是220/380V(0.4 kV)低压系统。
根据城市电网设计规则，输电网为500 kV、330 kV、220kV、110kV，高压配电网为10kV、66kV，中压配电网为20kV、10kV、6kV。
电厂产生6 kV或10 kV的电力，可由电厂自身使用(厂用电)，也可送至电厂附近10 kV电压的用户。10 kV供电范围为10Km，35 kV为20~50Km，66 kV为30 ~ 10km，110 kV为50~150Km，220 kV为100 ~。
2.变电站的类型
电力系统中的各种电压水平由电力变压器转换，电压上升到升压变压器(变电站是升压站)，电压下降到降压变压器(变电站是降压站)。具有两个线圈(绕组)的双线圈变压器用于将一种电压变为另一种电压，具有三个线圈(绕组)的三线圈变压器用于将一种电压变为两种电压。
变电站除了升压和降压外，还按其规模分为枢纽站、区域站和末站。枢纽站电压等级一般为三级(三绕组变压器)，550kV /220kV /110kV。一般地区站也有三个电压等级(三绕组变压器)，220 kV /110kV /35kV或110kV/35kV/10kV。一般终端站直接接入用户，多为两个电压等级(双线圈变压器)110kV /10 kV或35 kV /10 kV。用户自己的变电站一般只有两个电压等级(双线圈变压器):110 kV /10kV，35kV /0.4kV，10kV /0.4kV，其中10kV /0.4kV最多。
3.变电站一次回路接线图
1)主接线类型
变电站一次回路接线是指所有电力设备(变压器、进出线开关等)的互联方式。)输电线路进入变电站后。其接线方案包括:线路变压器组、桥式接线、单母线、单母线段、双母线、双母线段、环网供电等。
2)线路变压器组
变电站只有一条进线和一台变压器，在没有进一步发展的情况下，采用线路变压器组进行接线。
3)桥接
有两条进线，两台变压器，在没有进一步发展的情况下，采用桥式接线。对于变压器，联络断路器连接两个进线断路器内部的内桥，联络断路器连接两个进线断路器外部的外桥。
4)单总线
当变电站有多条进线和出线时，采用单条母线。有两条进线时，通常一条线供电，另一条线备用(供电不同时)。两条线路可随设备电源自动相互切换，多条出线由一条母线引出。
5)单母线段
当有两条以上进线和多条出线时，选择一条母线分段，两条进线分别接入两条母线，两条母线由一个母联开关连接。引出线分别接到两段母线上。
单母线分段运行方式有多种。一般一主一备(未合闸)，母线连接。当主电源切断时，备用电源关闭，主电源和备用电源与母线联锁。当备用电源容量较小时，应在关闭备用电源后断开部分出线。这是一种常见的操作模式。
对于特别重要的负载，主要由两条进线供电，母联开关断开。当一个进线被切断时，母联打开，然后呼叫进来后母联关闭，上线开关打开。
单母线分段也有利于变电站的内部维护。在维护期间，可以停止一段母线。单母线不分段，检修时全站停电，旁路母线只能在电力系统变电站使用。
6)双总线
双母线主要用于发电厂和大型变电站。每条线路由断路器通过两个隔离开关连接到两条母线，这样当母线检修时，隔离开关可以用来将线路倒到有条件的母线上。双母线也有分段和非分段两种。双母线分段，加装旁路断路器，接线方式复杂，但维护非常方便，可以缩小停电范围。
4.变电站二次回路
1)类型的二次回路
变电站二次回路包括测量、保护、控制和信号回路。测量回路包括:测量测量和保护测量。控制回路包括:就地手动分合闸、防跳闸联锁、试验、联锁、保护跳闸和分合闸执行。信号回路包括开关操作状态信号、事故跳闸信号和事故报警信号。
2)测量电路
测量回路分为电流回路和电压回路。电流回路中的各种设备串联连接到电流互感器的次级侧(5A ),该电流互感器将初级侧负载电流均匀地变为5A测量电流。测量和保护使用各自的互感器(测量用互感器要求精度高)，测量与电流表、电能表、功率表、功率因数表的电流端子串联。保护测量与保护继电器的电流端子串联。微机保护一般集测量和保护于一体，分别有测量电流端子和保护电流端子。
在电压测量回路中，220/380V低压系统直接接入220V或380V，3KV以上的高压系统全部通过电压互感器变换为统一的100V电压，电压表、电度表、功率表、功率因数表的电压线圈通过其端子并联到100V电压母线上。微机保护装置的计量电压和保护电压统一为一个电压端子。