電力系統電壓等級有220/380V（0.4 kV），3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。隨著(zhù)電機制造工藝的提高，10 kV電動(dòng)機已批量生產(chǎn)，所以3 kV、6 kV已較少使用，20 kV、66 kV也很少使用。供電系統以10 kV、35 kV為主。輸配電系統以110 kV以上為主。發(fā)電廠(chǎng)發(fā)電機有6 kV與10 kV兩種，現在以10 kV為主，用戶(hù)均為220/380V（0.4 kV）低壓系統。 
   根據《城市電力網(wǎng)規定設計規則》規定：輸電網(wǎng)為500 kV、330 kV、220 kV、110kV，高壓配電網(wǎng)為110kV、66kV，中壓配電網(wǎng)為20kV、10kV、6 kV，低壓配電網(wǎng)為0.4 kV（220V/380V）。 
   發(fā)電廠(chǎng)發(fā)出6 kV或10 kV電，除發(fā)電廠(chǎng)自己用（廠(chǎng)用電）之外，也可以用10 kV電壓送給發(fā)電廠(chǎng)附近用戶(hù)，互感器綜合測試儀實(shí)驗時(shí)僅需設定測試電壓/電流值，設備便能夠自動(dòng)升壓/升流，并將互感器的伏安特性曲線(xiàn)或變比、極性等實(shí)驗結果快速顯示出來(lái)10 kV供電范圍為10Km、35 kV為20~50Km、66 kV為30~100Km、110 kV為50~150Km、220 kV為100~300Km、330 kV為200~600Km、500 kV為150~850Km。 
   2.變配電站種類(lèi) 
   電力系統各種電壓等級均通過(guò)電力變壓器來(lái)轉換，電壓升高為升壓變壓器（變電站為升壓站），電壓降低為降壓變壓器（變電站為降壓站）。一種電壓變?yōu)榱硪环N電壓的選用兩個(gè)線(xiàn)圈（繞組）的雙圈變壓器，一種電壓變?yōu)閮煞N電壓的選用三個(gè)線(xiàn)圈（繞組）的三圈變壓器。 
   變電站除升壓與降壓之分外，還以規模大小分為樞紐站，區域站與終端站。樞紐站電壓等級一般為三個(gè)（三圈變壓器），550kV /220kV /110kV。區域站一般也有三個(gè)電壓等級（三圈變壓器），220 kV /110kV /35kV或110kV /35kV /10kV。終端站一般直接接到用戶(hù)，大多數為兩個(gè)電壓等級（兩圈變壓器）110kV /10 kV或35 kV /10 kV。用戶(hù)本身的變電站一般只有兩個(gè)電壓等級（雙圈變壓器）110 kV /10kV、35kV /0.4kV、10kV /0.4kV，其中以10kV /0.4kV居多。 
   3.變電站一次回路接線(xiàn)方案 
   1）一次接線(xiàn)種類(lèi) 
   變電站一次回路接線(xiàn)是指輸電線(xiàn)路進(jìn)入變電站之后，所有電力設備（變壓器及進(jìn)出線(xiàn)開(kāi)關(guān)等）的相互連接方式。其接線(xiàn)方案有：線(xiàn)路變壓器組，橋形接線(xiàn)，單母線(xiàn)，單母線(xiàn)分段，雙母線(xiàn)，雙母線(xiàn)分段，環(huán)網(wǎng)供電等。 
   2）線(xiàn)路變壓器組 
   變電站只有一路進(jìn)線(xiàn)與一臺變壓器，而且再無(wú)發(fā)展的情況下采用線(xiàn)路變壓器組接線(xiàn)。 
   3）橋形接線(xiàn) 
   有兩路進(jìn)線(xiàn)、兩臺變壓器，而且再沒(méi)有發(fā)展的情況下，采用橋形接線(xiàn)。針對變壓器，聯(lián)絡(luò )斷路器在兩個(gè)進(jìn)線(xiàn)斷路器之內為內橋接線(xiàn)，聯(lián)絡(luò )斷路器在兩個(gè)進(jìn)線(xiàn)斷路器之外為外橋接線(xiàn)。 
   4）單母線(xiàn) 
   變電站進(jìn)出線(xiàn)較多時(shí)，采用單母線(xiàn)，有兩路進(jìn)線(xiàn)時(shí)，一般一路供電、一路備用（不同時(shí)供電），二者可設備用電源互自投，多路出線(xiàn)均由一段母線(xiàn)引出。 
   5）單母線(xiàn)分段 
   有兩路以上進(jìn)線(xiàn)，多路出線(xiàn)時(shí)，選用單母線(xiàn)分段，兩路進(jìn)線(xiàn)分別接到兩段母線(xiàn)上，兩段母線(xiàn)用母聯(lián)開(kāi)關(guān)連接起來(lái)。出線(xiàn)分別接到兩段母線(xiàn)上。 
   單母線(xiàn)分段運行方式比較多。一般為一路主供，一路備用（不合閘），母聯(lián)合上，當主供斷電時(shí)，備用合上，主供、備用與母聯(lián)互鎖。備用電源容量較小時(shí)，備用電源合上后，要斷開(kāi)一些出線(xiàn)。這是比較常用的一種運行方式。 
   對于特別重要的負荷，兩路進(jìn)線(xiàn)均為主供，母聯(lián)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，當一路進(jìn)線(xiàn)斷電時(shí)，母聯(lián)合上，來(lái)電后斷開(kāi)母聯(lián)再合上進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)。 
   單母線(xiàn)分段也有利于變電站內部檢修，檢修時(shí)可以停掉一段母線(xiàn)，如果是單母線(xiàn)不分段，檢修時(shí)就要全站停電，利用旁路母線(xiàn)可以不停電，旁路母線(xiàn)只用于電力系統變電站。

   6）雙母線(xiàn)

   雙母線(xiàn)主要用于發(fā)電廠(chǎng)及大型變電站，每路線(xiàn)路都由一個(gè)斷路器經(jīng)過(guò)兩個(gè)隔離開(kāi)關(guān)分別接到兩條母線(xiàn)上，這樣在母線(xiàn)檢修時(shí)，就可以利用隔離開(kāi)關(guān)將線(xiàn)路倒在一條件母線(xiàn)上。雙母線(xiàn)也有分段與不分段兩種，雙母線(xiàn)分段再加旁路斷路器，接線(xiàn)方式復雜，但檢修就非常方便了，停電范圍可減少。

   4.變配電站二次回路

   1）二次回路種類(lèi)

   變配電站二次回路包括：測量、保護、控制與信號回路部分。測量回路包括：計量測量與保護測量。控制回路包括：就地手動(dòng)合分閘、防跳聯(lián)鎖、試驗、互投聯(lián)鎖、保護跳閘以及合分閘執行部分。信號回路包括開(kāi)關(guān)運行狀態(tài)信號、事故跳閘信號與事故預告信號。

   2）測量回路

   測量回路分為電流回路與電壓回路。電流回路各種設備串聯(lián)于電流互感器二次側（5A），電流互感器是將原邊負荷電流統一變?yōu)?A測量電流。計量與保護分別用各自的互感器（計量用互感器精度要求高），計量測量串接于電流表以及電度表，功率表與功率因數表電流端子。保護測量串接于保護繼電器的電流端子。微機保護一般將計量及保護集中于一體，分別有計量電流端子與保護電流端子。

   電壓測量回路，220/380V低壓系統直接接220V或380V，3KV以上高壓系統全部經(jīng)過(guò)電壓互感器將各種等級的高電壓變?yōu)榻y一的100V電壓，電壓表以及電度表、功率表與功率因數表的電壓線(xiàn)圈經(jīng)其端子并接在100V電壓母線(xiàn)上。微機保護單元計量電壓與保護電壓統一為一種電壓端子。

   3）控制回路

  （1）合分閘回路
 合分閘通過(guò)合分閘轉換開(kāi)關(guān)進(jìn)行操作，常規保護為提示操作人員及事故跳閘報警需要，轉換開(kāi)關(guān)選用預合-合閘-合后及預分-分閘-分后的多檔轉換開(kāi)關(guān)。以使利用不對應接線(xiàn)進(jìn)行合分閘提示與事故跳閘報警，國家已有標準圖設計。采用微機保護以后，要進(jìn)行遠分合閘操作后，還要到就地進(jìn)行轉換開(kāi)關(guān)對位操作，這就失去了遠分操作的意義，所以應取消不對應接線(xiàn)，選用中間自復位的只有合閘與分閘的三檔轉換開(kāi)關(guān)。

   （2）防跳回路

   當合閘回路出現故障時(shí)進(jìn)行分閘，或短路事故未排除，又進(jìn)行合閘（誤操作），這時(shí)就會(huì )出現斷路器反復合分閘，不僅容易引起或擴大事故，還會(huì )引起設備損壞或人身事故，所以高壓開(kāi)關(guān)控制回路應設計防跳。防跳一般選用電流啟動(dòng)，電壓保持的雙線(xiàn)圈繼電器。電流線(xiàn)圈串接于分閘回路作為啟動(dòng)線(xiàn)圈。電壓線(xiàn)圈接于合閘回路，作為保持線(xiàn)圈，當分閘時(shí)，電流線(xiàn)圈經(jīng)分閘回路起動(dòng)。如果合閘回路有故障，或處于手動(dòng)合閘位置，電壓線(xiàn)圈起啟動(dòng)并通過(guò)其常開(kāi)接點(diǎn)自保持，其常閉接點(diǎn)馬上斷開(kāi)合閘回路，保證斷路器在分閘過(guò)程中不能馬上再合閘。防跳繼電器的電流回路還可以通過(guò)其常開(kāi)接點(diǎn)將電流線(xiàn)圈自保持，這樣可以減輕保護繼電器的出口接點(diǎn)斷開(kāi)負荷，也減少了保護繼電器的保持時(shí)間要求。

   有些微機保護裝置自己已具有防跳功能，這樣就可以不再設計防跳回路。斷路器操作機構選用彈簧儲能時(shí)，如果選用儲能后可以進(jìn)行一次合閘與分閘的彈簧儲能操作機構（也有用于重合閘的儲能后可以進(jìn)行二次合閘與分閘的彈簧儲能操作機構），因為儲能一般都要求10秒左右，當儲能開(kāi)關(guān)經(jīng)常處于斷開(kāi)位置時(shí)，儲一次能，合完之后，將儲能開(kāi)關(guān)再處于斷開(kāi)位置，可以跳一次閘；跳閘之后，要手動(dòng)儲能之后才能進(jìn)行合閘，此時(shí)，也可以不再設計防跳回路。

   （3）試驗與互投聯(lián)鎖與控制

   對于手車(chē)開(kāi)關(guān)柜，手車(chē)推出后要進(jìn)行斷路器合分閘試驗，應設計合分閘試驗按鈕。進(jìn)線(xiàn)與母聯(lián)斷路，一般應根據要求進(jìn)行互投聯(lián)鎖或控制。

   （4）保護跳閘

    保護跳閘出口經(jīng)過(guò)連接片接于跳閘回路，連接片用于保護調試，或運行過(guò)程中解除某些保護功能。

   （5）合分閘回路

   合分閘回路為經(jīng)合分閘母線(xiàn)為操作機構提供電源，以及其控制回路，一般都應單獨畫(huà)出。

    4）信號回路

   （1）開(kāi)關(guān)運行狀態(tài)信號由合閘與分閘指示兩個(gè)裝于開(kāi)關(guān)柜上的信號燈組成：經(jīng)過(guò)操作轉換開(kāi)關(guān)不對應接線(xiàn)后接到正電源上。采用微機保護后，轉換開(kāi)關(guān)取消了不對應接線(xiàn)，所以信號燈正極可以直接接到正電源上。

   （2）事故信號有事故跳閘與事故預告兩種信號，事故跳閘報警也要通過(guò)轉化開(kāi)關(guān)不對應后，接到事故跳閘信號母線(xiàn)上，再引到中央信號系統。事故預告信號通過(guò)信號繼電器接點(diǎn)引到中央信號系統。采用微機保護后，將斷路器操作機構輔助接點(diǎn)與信號繼電器的接點(diǎn)分別接到微機保護單元的開(kāi)關(guān)量輸入端子，需要有中央信號系統時(shí)，如果微機保護單元可以提供事故跳閘與事故預告輸出接點(diǎn)，可將其引到中央信號系統。否則，應利用信號繼電器的另一對接點(diǎn)引到中央信號系統。

   （3）中央信號系統為安裝于值班室內的集中報警系統，由事故跳閘與事故預告兩套聲光報警組成，光報警用光字牌，不用信號燈，光字牌分集中與分散兩種。采用變電站綜合自動(dòng)化系統后，可以不再設計中央信號系統，或將其簡(jiǎn)化，只設計集中
報警作為計算機報警的后備報警。

   5.變配電站繼電保護

   1）變配電站繼電保護的作用

   變配電站繼電保護能夠在變配電站運行過(guò)程中發(fā)生故障（三相短路、兩相短路、單相接地等）和出現不正常現象時(shí)（過(guò)負荷、過(guò)電壓、低電壓、低周波、瓦斯、超溫、控制與測量回路斷線(xiàn)等），迅速有選擇性發(fā)出跳閘命令將故障切除或發(fā)出報警，從而減少故障造成的停電范圍和電氣設備的損壞程度，保證電力系統穩定運行。

   2）變配電站繼電保護的基本工作原理

   變配電站繼電保護是根據變配電站運行過(guò)程中發(fā)生故障時(shí)出現的電流增加、電壓升高或降低、頻率降低、出現瓦斯、溫度升高等現象超過(guò)繼電保護的整定值（給定值）或超限值后，在整定時(shí)間內，有選擇的發(fā)出跳閘命令或報警信號。

   根據電流值來(lái)進(jìn)行選擇性跳閘的為反時(shí)限，電流值越大，跳閘越快。根據時(shí)間來(lái)進(jìn)行選擇性跳閘的稱(chēng)為定時(shí)限保護，定時(shí)限在故障電流超過(guò)整定值后，經(jīng)過(guò)時(shí)間定值給定的時(shí)間后才出現跳閘命令。瓦斯與溫度等為非電量保護。

   可靠系數為一個(gè)經(jīng)驗數據，計算繼電器保護動(dòng)作值時(shí)，要將計算結果再乘以可靠系數，以保證繼電保護動(dòng)作的準確與可靠，其范圍為1.3~1.5。

   發(fā)生故障時(shí)的小值與保護的動(dòng)作值之比為繼電保護的靈敏系數，一般為1.2~2，應根據設計規范要進(jìn)行選擇。

   3）變配電站繼電保護按保護性質(zhì)分類(lèi)
  （1）發(fā)電機保護

   發(fā)電機保護有定子繞組相間短路，定子繞組接地，定子繞組匝間短路，發(fā)電機外部短路，對稱(chēng)過(guò)負荷，定子繞組過(guò)電壓，勵磁回路一點(diǎn)及兩點(diǎn)接地，失磁故障等。出口方式為停機，解列，縮小故障影響范圍和發(fā)出信號。

  （2）電力變壓器保護

   電力變壓器保護有繞組及其引出線(xiàn)相間短路，中性點(diǎn)直接接地側單相短路，繞組匝間短路，外部短路引起的過(guò)電流，中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過(guò)電流及中性點(diǎn)過(guò)電壓、過(guò)負荷，油面降低，變壓器溫度升高，油箱壓力升高或冷卻系統故障。

  （3）線(xiàn)路保護

   線(xiàn)路保護根據電壓等級不同，電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式不同，輸電線(xiàn)路以及電纜或架空線(xiàn)長(cháng)度不同，分別有：相間短路、單相接地短路、單相接地、過(guò)負荷等。

   （4）母線(xiàn)保護

   發(fā)電廠(chǎng)和重要變電所的母線(xiàn)應裝設專(zhuān)用母線(xiàn)保護。
   （5）電力電容器保護

  電力電容器有電容器內部故障及其引出線(xiàn)短路，電容器組和斷路器之間連接線(xiàn)短路，電容器組中某一故障電容切除后引起的過(guò)電壓、電容器組過(guò)電壓，所連接的母線(xiàn)失壓。

   （6）高壓電動(dòng)機保護

   高壓電動(dòng)機有定子繞組相間短路、定子繞組單相接地、定子繞組過(guò)負荷、定子繞組低電壓、同步電動(dòng)機失步、同步電動(dòng)機失磁、同步電動(dòng)機出現非同步?jīng)_擊電流。