1.1 电力系统的组成

电能是现代社会中最重要、也是最方便的能源。电能具有许多优点，它可以方便地转化为别种形式的能，如机械能、热能、光能、化学能等；它的输送和分配易于实现；它的应用规模也很灵活。因此，电能被极其广泛地应用于工农业、交通运输业、商业贸易、通信以及人民的日常生活中。以电作为动力，可以促进工农业生产的机械化和自动化，保证产品质量，大幅度提高劳动生产率。还需要指出的是，提高电气化程度，以电能代替其他形式的能量，是节约总能源消耗的一个重要途径。

发电厂把别种形式的能量转换成电能，电能经过变压器和不同电压等级的输电线路输送并被分配给用户，再通过各种用电设备转换成适合用户需要的别种能量。这些生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体称为电力系统。火电厂的汽轮机、锅炉、供热管道和热用户，水电厂的水轮机和水库等则属于与电能生产相关的动力部分。电力系统中输送和分配电能的部分称为电力网，它包括升压变压器、降压变压器和各种电压等级的输电线路（见图1-1）。

图1-1 电力系统和电力网示意图

在交流电力系统中，发电机、变压器、输配电设备都是三相的，这些设备之间的连接状况可以用电力系统接线图来表示。为简单起见，电力系统接线图一般都画成单线的，如图1-1所示。

随着电工技术的发展，直流输电作为一种补充的输电方式得到了实际应用。在交流电力系统内或者在两个交流电力系统之间嵌入直流输电系统，便构成了现代交、直流联合系统。直流输电系统由换流设备、直流线路以及相关的附属设备组成，如图1-2所示。

图1-2 直流输电系统示意图

本书为叙述方便，使读者对某些物理量的含义不致引起混淆，在大部分地方，电阻γ，电抗X，电导G，电纳B，电位V采用小写字母形式表示，以和矩阵中的相应元素相区别。