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• 1、电力知识图谱：电力二次设备
• 2、电力知识图谱：电力业务
• 3、电力知识图谱：电力企业

电力知识图谱：电力二次设备

电力系统的发输变配用五个环节，都离不开对用电的高效、节能、安全、自动化要求，这个问题就需要依靠电气二次设备来解决。

电气二次设备可以对电气一次设备的运行状态进行测量、监控、控制和调节等。随着电网智能化管理，二次设备的种类越来越多，且趋向一二次融合（一次设备出厂时就带二次设备）。

想要了解更加详细的关于电力设备的内容，可以点击电力知识图谱网站：  查看，上面的关于电力知识的内容更加清晰明了。

常见的电力二次设备主要有以下几种：

如电压表、电流表、功率表、电能表用于测量电路中的电气参数。不同电压等级下的电表体积、造型差异巨大，这里贴的是实验室的图。现在电网用的都是多功能电能表，可以一表采集电压、电流、电能、谐波等数据，且大部分可以远程上传数据。

作用： 电压表是测量电压的一种仪器。

原理： 电流越大，所产生的磁力越大，表现出的就是电压表上的指针的摆幅越大，电压表内有一个磁铁和一个导线线圈，通过电流后，会使线圈产生磁场，线圈通电后在磁铁的作用下会发生偏转，这就是电压表的表头部分。

电压表内部还需要串联一个很大的电阻，这样电压表并联在电路中，才不会被过大的电流烧坏。

作用： 电流表是指用来测量交、直流电路中电流的仪表。

原理： 电流表是根据通电导体在磁场中受磁场力的作用而制成的。

电流表内部有一永磁体，在极间产生磁场，在磁场中有一个线圈，线圈两端各有一个游丝弹簧，弹簧各连接电流表的一个接线柱，在弹簧与线圈间由一个转轴连接，在转轴相对于电流表的前端，有一个指针。指针偏转。由于磁场力的大小随电流增大而增大，所以就可以通过指针的偏转程度来观察电流的大小。这叫磁电式电流表，就是我们平时实验室里用的那种。

作用： 功率表也叫瓦特表，是一种测量电功率的仪器。电功率包括有功功率、无功功率和视在功率。未作特殊说明时，功率表一般是指测量有功功率的仪表。

原理： 因为功率表的种类繁多，我选了几种有代表性的功率表来介绍它的原理。

通过式功率表： 它是利用某种耦合装置，如定向耦合器、耦合环、探针等从传输的功率中按一定的比例耦合出一部分功率，送入功率计度量，传输的总功率等于功率表指示值乘以比例系数。

测热电阻型功率表： 它主要是使用热变电阻做功率传感元件，热变电阻值的温度系数较大。被测信号的功率被热变电阻吸收后产生热量，使其自身温度升高，电阻值发生显著变化，利用电阻电桥测量电阻值的变化，显示功率值。

量热式功率计典型的热效应功率表： 这类功率表主要是利用隔热负载吸收高频信号功率，使负载的温度升高，再利用热电偶元件测量负载的温度变化量，根据产生的热量计算高频功率值。

作用： 电能表是用来测量电能的仪表，又称电度表、火表、千瓦小时表，指测量各种电学量的仪表。

原理： 当把电能表接入被测电路时，电流线圈和电压线圈中就有交变电流流过，这两个交变电流分别在它们的铁芯中产生交变的磁通；交变磁通穿过铝盘，在铝盘中感应出涡流；涡流又在磁场中受到力的作用，从而使铝盘得到转矩（主动力矩）而转动。

负载消耗的功率越大，通过电流线圈的电流越大，铝盘中感应出的涡流也越大，使铝盘转动的力矩就越大。即转矩的大小跟负载消耗的功率成正比。功率越大，转矩也越大，铝盘转动也就越快。

铝盘转动时，又受到永久磁铁产生的制动力矩的作用，制动力矩与主动力矩方向相反；制动力矩的大小与铝盘的转速成正比，铝盘转动得越快，制动力矩也越大。当主动力矩与制动力矩达到暂时平衡时，铝盘将匀速转动。负载所消耗的电能与铝盘的转数成正比。铝盘转动时，带动计数器，把所消耗的电能指示出来。

用来监察交、直流电网的绝缘状况。

作用： 为了防止直流系统出现一点接地的运行。

原理：

直流绝缘监察装置装置分为信号和测量两部分，且均按直流电桥的工作原理进行工作的。它能在任一极的绝缘电阻降低时，自动发出灯光和音响信号，并且可利用它判断出接地极和正、负极的绝缘电阻值。

作用： 专门用于监视系统对地绝缘状况的装置。

原理： 当系统中发生一相接地故障时，装置中的三个相电压表中，接地相电压表指示降低或为零、另两相指示升高或为线电压。同时发出声光报警信号。通知运行值班人员判断、查找和处理。

控制主要是指采用手动或自动方式，通过操作回路实现配电装置中断路器的合、跳闸。

作用： 监视电气设备运行状态的一种声光指示装置，是电气设备安全运行的耳目。

原理： 中央信号装置包括事故信号和预告信号，装在变电所主控制室内的中央信号屏上。当变电所任一配电装置的断路器事故跳闸时，启动事故信号；当出现不正常运行情况或操作电源故障时，启动预告信号。事故信号和预告信号都有音响和灯光两种信号装置，音响信号可唤起值班人员的注意，灯光信号有助于值班人员判断故障的性质和部位。为了从音响上区别事故，事故信号用蜂鸣器，预告信号用电铃发出音响。

用于监视一次系统的运行状况，迅速反应异常和事故，然后作用于断路器，进行保护控制。

很多人不理解为什么继电器算二次设备，继电器可以分断电路的话不就是开关，开关不是属于一次设备吗？

其实，继电器算是特殊的开关。之所以说继电器是二次设备，是因为继电器需要用开关控制继电器线圈，当线圈通电时衔铁吸合，主线路接通，也就是说，是通过开关控制继电器，进而控制主线路的，所以说是二次设备。

作用： 通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

原理： 电磁式继电器的原理比较简单，当线圈励磁之后，就相当于一个电磁铁，将簧片（动触头）吸附到另外一个簧片（静触头）上，这样回路就可以沟通。

作用： 提高供电的可靠性、延续性。还可以提高电能质量和安全、经济运行水平、减轻运行人员劳动强度。

如蓄电池组、直流发电机、硅整流装置、逆变器等，供给控制保护用的直流电源及用直流负荷和事故照明用电等。

作用： 储存太阳能电池方阵受光照时所发出的电能并可随时向负载供电。

原理： 蓄电池组有充电、放电工作方式和浮充电工作方式，通常采用浮充电工作方式。因为浮充电流既补偿了蓄电池组的自放电损失，又可带一部分直流负荷，可使蓄电池组经常处于充满电状态，只有在合闸瞬间，才由蓄电池组提供大电流。这种工作方式，不需频繁地充、放电，延长蓄电池的使用寿命，又减少运行维护工作量，所以得到广泛应用。

作用： 把机械能转化为直流电能。

原理： 把电枢线圈中感应产生的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势 因为电刷 A 通过换向片所引出的电动势始终是切割N 极磁力线的线圈边中的电动势。所以电刷 A 始终有正极性，同样道理，电刷 B 始终有负极性。所以电刷端能引出方向不变但大小变化的脉动电动势。

作用： 可控硅整流器具有控制开关数千瓦乃至兆瓦级电功率的能力，是一种电源功率控制电器。常用于整流、开关、变频、逆变等电路中。

原理： 利用硅二极管的单向导通性，交流电的大小和方向是随时间周期性变化的，二极管的单向导通性使其电流只能沿单一方向通过，从而使电流的方向统一，将反方向的电流滤过，从而达到整流的效果。

作用： 一种转换器，能把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成定频定压或调频调压交流电（一般为220V,50Hz正弦波）。

原理： 逆变器是一种DC to AC的变压器，它其实与转化器是一种电压逆变的过程。转换器是将电网的交流电压转变为稳定的12V直流输出，而逆变器是将Adapter输出的12V直流电压转变为高频的高压交流电；两个部分同样都采用了用得比较多的脉宽调制（PWM）技术。其核心部分都是一个PWM集成控制器，Adapter用的是UC3842，逆变器则采用TL5001芯片。TL5001的工作电压范围3.6～40V，其内部设一个误差放大器，一个调节器、振荡器、有死区控制的PWM发生器、低压保护回路及短路保护回路等。

高频阻波器又称塞流线圈。

作用： 塞流线圈起到阻止高频电流向变电站或支线泄漏、减小高频能量损耗的作用。

原理： 线圈的电抗大小由两个因素决定，一是电感，一是频率。当频率增大时，电抗增大，对于不同频率的电流，在电感线圈中体现的感抗不同。高频时阻抗大，因而电流小，难以通过线圈。塞流线圈就是由这个原理制成的。

作用： 目前，广泛采用的变电站综合自动化系统是通过后台监控机对变电站全部一次设备及二次设备进行监视、测量、记录、并处理各种信息，对变电站的主要设备实现远方控制操作功能。

可以提高变电站安全、可靠稳定运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供高质量电能服务。

原理： 利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、自动装置等)的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。

二次设备不直接参与电能的生产和分配过程，但对保证主体设备的正常、有序地工作和发摔其运行经济效益，起着十分重要的作用。

电力知识图谱：电力业务

本文要介绍的“电力业务”，是电力人要干的业务，不是说电力设备执行的业务。

这里只是简单介绍说明下电力人要干的业务有哪些，想要了解更加详细的内容，可以点击电力知识图谱网站查看： 。

电力的三环节“发输用”，抛开用电这一末端环节，发电公司和输电公司业务的顶层划分十分接近，核心都是工程建设、设备运维、负荷调度、客户营销和安全监督五块：

没设备，就不可能有发电和输电，因此电力设备的基础建设，是电力业务最起始的业务。工程建设就是电力设备的安装施工业务，大至建发电厂、变电站，小至居民业扩，铺电缆沟，相当于房地产的盖房子。

按照规模大小和来源，可以将电力的工程建设分成基础建设工程、技术改造工程、设备大修工程和用户工程这四类。

按照建设过程，可分为规划、设计、施工、验收四个环节。

建设工程大家在中国这个大工地上见得多了，电力工程一半也是在建“房子“，另一半是电力设备的特色建设，将会在后续展开。

谈实质业务，我们不谈“发电”或“输电”，因为这是设备在“发功”，而人，实质上是在维护设备。把设备建好，维护好，设备就能给人打工，做好发电和输电了。因此设备运维是电力生产时间最长、工作量更大的业务。

电力的设备运维是对设备定期/不定期进行巡视、检测、维修、更换等设备维护工作，这是电力公司更大的工作。

在运维检修和工程过程中，接受调度部门和安监部门的指导、监督，也是电力安全的更大体现，所以干运维的同志们既身累又心累。

电力是精细化的系统，小电力系统要控制电压电流，比如五福一安（5V1A），大电网要控制整个电网的负荷平衡，故障屏蔽、安全运行，发电要控制发电的电量、频率、上网量、能源类型等。

电力的客户营销，对于大电网和大电厂来说，在本环节接近于垄断，价格在电力交易平台接近透明，客户营销基本上就是业务受理和服务、结算。中小电厂就比较弱势，价格可谈。小电厂为了争上网容量还是有做市场工作的。

随着电力市场的开发，没有卖的问题，后来拆开了，发电厂要和电网谈采购量，谈价格。

电作为看不见的隐形杀手，电力安全监督是电力的重要工作。电力安全规定千千万，核心就是操作安全、场地安全、装备安全。人员的操作要按规章制度，如两票许可，干活的场地要做好安全设施，如场地整洁、停电作业、高工作业搭好防护网，装备安全是指操作的设备和人的穿戴要安全，如安全帽、接地线等。

电力安全天天学、月月考，实现过程是贯穿在工程建设、设备运维、电力调度中的，在后续介绍以上业务的时候都连带讲到。

讲完了电力的企业、设备、理论、业务四个维度的概述，后续我们会从电力的常用设备介绍发起，介绍更细层次的内容。

电力知识图谱：电力企业

一般老百姓的电费支出占生活费用基本都在1%以上，工业会更高，这说明电力的GDP的比值也会在1%以上，随着电能替换，这个比例会越来越高。GDP高且经营集中度高的行业，龙头企业的规模也一定及其庞大，除了老百姓日常见到的国家电网、南方电网，还有数家电力巨头公司。本文就介绍下电力行业的巨头。

这里只是简单概述一下，如果想要了解更加详细的关于电力行业巨头的知识，可以点击电力知识图谱网站： ，上面有详细的介绍哦~

我国电力系统内的巨头企业包括：两大国网、两大EPC单位、发电集团(五大+四小+地方)、设备制造集团。其中：

1）两大国网：国家电网、南方电网；

2）两大EPC单位：中电建、中能建；

3）发电集团：新五大（国能投、国电投、华能、大唐、华电）、四小（国投电力、三峡、中广核、华润）、地方公司（浙能、京能、申能、鲁能等等）

4）设备制造集团：上海电气、东方电气、哈尔滨电气

以下是对上述提及的集团公司的详细介绍：

主要业务： 以建设和运营电网为核心业务。

组成部分： 各省电力公司、中国电力科学研究院。其中：省电力公司主要由省电科院、省经研院、省供电局、检修公司组成。

主要子集团：

1）中国水电（SINOHYDRO），中国水利水电建设集团公司，前身为燃料工业部水力发电建设总局，2011年成为中国电建全资子公司。

2）中水顾问（HYDROCHINA），中国水电工程顾问集团有限公司，前身为水利水电规划设计总局（院），主要分为中国水电顾问集团国际工程有限公司和中国水电顾问集团投资有限公司。

主要业务： 集电力和能源规划咨询、勘测设计、工程承包、装备制造、投资运营等于一体的完整业务链的特大型骨干企业。

主要组成部分：

1）五大豪门：中国华能集团公司、中国大唐集团公司、中国华电集团公司、中国国电集团公司、国家电力投资集团公司。

2）四小豪门：国投华靖电力控股股份有限公司（国投电力）、中国神华能源股份有限公司国华电力分公司（国华电力）、华润电力控股有限公司（华润电力）、中国广核集团有限公司（中广核）。

3）地方能源公司。

4）中国节能环保集团公司。

三大电气制造厂：东方电气、上海电气、哈尔滨电气；以及许继、南瑞、特变电工等。

以上企业结构也可参见下图：

其实这些单位往前追溯，都有一个共同的祖师爷 ——国家电力公司所垄断，中国电力经历了四个阶段，不断地合并重组，形成新的“五大四小”。

之一阶段 ：

在2002年电改之前，那个时候，国家电力企业只有国家电力公司。

第二阶段 ：

2002年电改之后，成立了：

►电监会( *** 部门，现已整合至国家能源局)

►两大电网：国家电网、南方电网（还有一些地方电网公司）

►五大发电集团：华能、大唐、华电、国电、国家电投；

►四家辅业集团：中国电力工程顾问集团、中国水电工程顾问有限公司、中国水利水电建设集团公司、中国葛洲坝集团公司。

第三阶段：

2010年改革之后，形成了中国电力建设集团公司和中国能源建设集团有限公司两大央企。

同时在五大发电集团的基础上，形成了：国投电力、华润电力、国华电力、中广核这四小豪门。以及一些地方能源巨头，比如：鲁能、浙能、申能、粤能等。

第四阶段：

本轮改革中，几大电力发电企业在不断地合并重组，形成新的“五大四小”，如文章开头所示。

值得注意的是：中国电力科学研究院在两次改革中一直没有从电网分离开，一开始属于电力局、国家电力公司，改革后也一直属于电网。电科院就是电网的“亲儿子”单位。

当然还有很多电力企业，由于篇幅有限，这里就不一一列举了，想要了解更多电力知识，请关注电力知识图谱网站： 。

参考 *** 资料整理