上篇介绍完了电力一、二次设备，接下来介绍的是电力一次设备中较为重要的设备：发电机、电缆和变压器。
电力系统的发电要使用到发电机，传输电能要使用到电缆，而变压器则起到改变电压的作用，这些电力设备具体工作原理，在电力系统中起到什么样的作用呢，我们往下看。
知识图谱的内容是笔者从网上搜集素材，再加上个人的思考和经验，编纂而成，文字采集和原创大致是4:6，依据笔者喜好排版，难免有疏漏，欢迎读者指正。在此感谢先行者的奉献，作为继承者也是全公开的发布，没有一点商业目的，如有侵权请告知，笔者可以致谢、删除或支付稿费。
知识图谱网：br/
电力有发输变配用5个环节，其中发电是指利用发电动力装置将水能、化石燃料(煤炭、石油、天然气等)的热能、核能以及太阳能、风能、地热能、海洋能等转换为电能。
发电就要使用到发电机。常见的有水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动的发电机，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。
发电机是基于法拉第电磁感应定律而来的，即一块金属，比如一根铜线，在磁场中运动，金属内部会产生电场。
金属内部的电荷就会沿着电场流动。如果这块金属不是一个环，电荷就会积累在两端，以电压的形式存在，把这块金属接在一个回路中（回路除金属以外的别的部分并没有在磁场中），就产生了电流，于是，发电机发出了电。
所以，发电机的根本原则就是固定住永磁体或者是金属，让金属或者是永磁体不停的运动，运动是相对的嘛，这样，那块不停的在磁场中运动的金属就会源源不断的发电。
由这一点可以区分不同的发电机，水力发电机是利用水从高处落下的能量维持金属的运动，火电是利用火烧开水产生的蒸汽的力量维持金属运动。
同步发电机是一种最常用的交流发电机。在现代电力工业中，它大范围的使用在水力发电、火力发电、核能发电以及柴油机发电。
由于同步发电机一般都会采用直流励磁，当其单机独立运行时，通过调节励磁电流，能方便地调节发电机的电压。若并入电网运行，因电压由电网决定，不能改变，此时调节励磁电流的结果是调节了电机的功率因数和无功功率。
同步发电机的定子、转子结构与同步电机相同，一般都会采用三相形式，只在某些小型同步发电机中电枢绕组采用单相。
表征同步发电机性能的主要是空载特性和负载运行特性。这些特性是用户选用发电机的重要依据 。
发电机运行时，励磁绕组通过直流励磁电流，建立极性相同的励磁磁场，即建立起主磁场。
原动机，柴油发电机组或汽油发电机组拖动转子旋转，机型形同的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组的过程。
同步发电机的工作原理是实际上就是电磁感应原理。通过转子磁场和定子绕组的相对运动，将机械能转变为电能。当转子在原动机的带动下，转子磁场和定子导体做相对运动，即导体切割磁路线，因此在导体中产生感应电动势，其方向可根据u右手定则判断。由于转子磁极的位置是导体以垂直方向切割磁力线。所以此时定子绕组中的感应电动势最大，当磁极转动90度时，磁极成水平位置，导体不切割磁力线，器感应电动势为零。转子在转90度，定子绕组感应电动势又以垂直方向切割磁力线，使感应电动势达到最大值，但方向与前相反。当转子再转90度。感应电动势又为零。这样转子转动一周，定子绕组的感应电动势也发生正，负变化。如果转子连续均匀旋转，在定子绕组中就会感应出一个周期性一直在变化的交流电动势，通过引出线，就可以输出交流电流。
水力发电机组也称“水轮发电机组”，作用是将河川、湖泊等位于高处具有势能的水流至低处，经水轮机转换成水轮机的机械能，水轮机又推动发电机发电，将机械能转换成电能。（如：中国的三峡）。
首先由水轮机将水失去的位能转换为机械能，再由发电机将水轮机的机械能转换为电能。
具体的过程为：在水流的冲击作用下，水轮机开始旋转，将水的位能转换为机械能；水轮机又带动同轴相连的发电机旋转，在励磁电流的作用下，旋转的转子带动励磁磁场旋转，发电机的定子绕组切割励磁磁力线在其中产生感应电动势，在输出电能的同时会在转子上产生一个与其旋转方向相反的电磁制动转矩。由于水流不问断地作用于水轮机，水轮机从水流中获得的旋转力矩用于克服电机转子上产生的电磁制动转矩，当两个力矩达到平衡时，水力发电机组将以某一恒定的转速运转，稳定地发出电力，实现能量的转换。所以水轮机和发电机是水力发电机组中最关键的两个部件。
风力发电机是将风能转换为机械功、并带动发电机运转来发电的，是一种价格低、运行可靠、无温室气体排放的新型发电系统。
利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风力发电机技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便能开始发电。
交流发电机和直流发电机产生电流的原理是一样的，都是“运动的磁场磁力线”在“切割”固定的导线，或者是“运动的导线”在切割固定的磁场磁力线，只要能输出电流的导线与发电机磁场有相对运动，发电机就能发电了，这里的相对运动就是靠动力拖动发电机的旋转部分（转子）使之旋转来实现的，只不过直流发电机是通过一个叫换向器（也叫整流子）的装置把交流电整流成直流电输出，而交流发电机没有换向器，直接输出交流电而已。
利用定子与转子间气隙旋转磁场与转子绕组中感应电流相互作用的一种交流发电机。其转子的转向和旋转磁场的转向相同，但转速略高于旋转磁场的同步转速。常用作小功率水轮发电机。
柴油发电机组是一种独立的发电设备，系指以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。
在汽缸内，经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合，在活塞上行的挤压下，体积缩小，温度迅速升高，达到柴油的燃点。柴油被点燃，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行，称为‘作功’。各汽缸按一定顺序依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转。将无刷同步交流发电机与柴油发电机曲轴同轴安装，就可通过柴油发电机的旋转带动发电机的转子，利用‘电磁感应’原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。
测速发电机是一种测量转速的微型发电机，他把输入的机械转速变换为电压信号输出，并要求输出的电压信号与转速成正比。也算是”发电“，但用途不是为了能量输出，原理就不赘述了。
电缆作为电能或信号传输装置，是电力中用量最大的设备没有之一。电缆通常是由几根或几组导线组成，材料是铜。
说句题外话，前几个月国际大宗资源价格持续上涨，铜价在最高点相对去年涨了快一倍，做电力设备、工程的单位就压力山大了，很多没做资源期货对冲的，六七月工地的电力部分都停工了。好在最近铜价降下来了，又开工了。
电缆有五大种类，其中电力电缆在电力系统主干线路中是用以传输和分配大功率电能的电缆产品，常用于城市地下电网、发电站引出线路、工矿企业内部供电及过江海水下输电线。
由一根或多根相互绝缘的导体和外包绝缘保护层制成，将电力或信息从一处传输到另一处的导线：
由几根或几组导线（每组至少两根）绞合而成的类似绳索的电缆，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层。电缆具有内通电，外绝缘的特征。
电缆的种类有很多，如果按照光伏电站的系统可分为直流电缆及交流电缆，根据用途及使用环境的不同分类如下：
电磁线又称绕组线，是用以制造电工产品中的线圈或绕组的绝缘电线。大多数都用在各种电机、仪器仪表等。
电力电缆主要用在发、配、输、变、供电线路中的强电电能传输，通过的电流大（几十安至几千安）、电压高（220V至500kV及以上）。
你说电力怎么还扯通信电缆？其实现在电网公司在城市铺设电缆的时候，还会铺设光纤用于通信，属信通公司管理，信通还有专门的光缆巡视班组。
从电力系统的配电点把电能直接传送到各种用电设备、器具的电源连接线路用电线电缆,各种工、农、工矿企业所用装备中的电气安装线和控制信号用的电线电缆均属于此类产品。
电力系统采用的电线电缆产品主要有架空裸电线、汇流排（母线）、电力电缆（塑料线缆、油纸力缆（基本被塑料电力电缆代替）、橡套线缆、架空绝缘电缆）、分支电缆（取代部分母线）、电磁线以及电力设备用电气装备电线电缆等。
用于信息传输系统的电线电缆主要有市话电缆、电视电缆、电子线缆、射频电缆、光纤缆、数据电缆、电磁线、电力通讯或其他复合电缆等。
此部分除架空裸电线外几乎其他全部的产品均有应用，但主要是电力电缆、电磁线、数据电缆、仪器仪表线缆等。
变压器是电力最有辨识度的设备，体积大、特征明显、原理简单但维护工作多，看起来比“电缆”有分量得多。在电网图上，变压器就像骨干节点，别的设备像是他的连线。这么核心的设备，我们就分两节来介绍，这次介绍变压器的组成、原理、作用、分类，下节介绍变压器的维护、负载、损耗、管理等。
变压器有两组线圈。初级线圈和次级线圈。当初级线圈通上交流电时，变压器铁芯产生交变磁场，次级线圈就产生感应电动势。变压器的线圈的匝数比等于电压比。
变压器能降压也能升压。如果初级线圈比次级线圈圈数少就是升压变压器,可将低电压升为高电压。
铁芯是变压器的磁路通道，绕组是变压器的电路部分，由一定匝数的气包线绕制而成。
与电源相连的，我们把它称作初级绕组，也称作是一次绕组。与负载相连的，我们把它称作次级绕组，也称作是二次绕组，或者是副边绕组。
心式结构的变压器铁芯柱被绕组所包围。简单地说，就是绕组包围着铁芯，结构最简单，装配和绝缘非常容易，所以变压器常常采用心式结构。
壳式结构则是铁芯包围着绕组。壳式结构的变压器，机械强度较高，露齿角，但是其制造工艺复杂，使用材料较多，通常只用于低压大电流的变压器或小容量的电源变压器中。
交流电压等级中，通常将1kV及以下称为低压，1kV以上、35kV及以下称为中压，35kV以上、220kV以下称为高压，330kV及以上、1000kV以下称为超高压，1000kV及以上称为特高压。
如上图所示，变压器的编号依次为相数代号、绝缘代号、冷却 代号、调压代号、绕组导线材质、设计序号、额定容量和高压绕组电压等级等，每个编号上的字母都有特定的含义。
用于输配电系统的升压、降压、配电和联络，或专门用于发电厂、变电所自用变压器。>
初级、次级绕组组合为一个，用于连接不同电压的电力系统。也可做为普通的升压或降后变压器用。>
油枕通连管和吸湿器与大气直接相通，这样油枕里的油与空气接触，油易被氧化，而且空气中的水份也容易进入到变压器的油中，所以一般只用在低电压等级的变压器中，如10KV和部分35KV的变压器。
上面说了那么多理论知识，大家肯定觉得枯燥了，接下来说点变压器管理上的事：
一是他在图上是一个点，二是经过变压器划分了电压等级，区分了管理要求。在近十年最热的营配贯通上，变压器就充当了一个主要的连接点。在配电专业，变压器就是配变，在营销专业，把配变及其供电范围叫台区，然后在信息系统中给配变弄了个台区号。
很多搞信息化的人经常在配变和台区上搞晕。营配贯通这个事以后能专门列一章讲解。
居民用的配变都是由电网公司直接管理，叫公变（公家的变压器，有没有当家作主的感觉？）。
电力公司要提供低价高质的运维保障服务，电表以上的损耗算电网公司的，就是一亏本赚吆喝的生意。企业、政府、事业、工商业单位的变压器叫专变，专门给他们用的变压器。由企业运维，也有很多企业转包给电网公司运维，从分界点往下的损耗算企业的，是电网公司和售电公司赚钱的地方。
作为电网骨干节点，变压器是各种考核指标的重点，相比线路来说，点总是比线好算。变压器装的表计又全，比线路中间节点好算得多。
相关的计算指标有：电能质量系列（电压波动、电流平衡等）、停电系列（停电时长、停电次数）、负荷计量（电量、功率等）、经济运行（负载量、过重载、轻载）等等。
以居民配变为例，新投的小区没人用，负荷低、高低峰差大，就叫轻载，不经济，一般95%时间平均负载率在20%以下，如是负载到80%以上，那就是重载，可能发展到超载（100%以上），要考虑扩容。
损耗是传输介质天生自带的，有空载损耗（铁损）和负载损耗（铜损），两者对电力公司都不是好事，铁损改善靠厂家改良材质，铜损改善靠提升前面说的利用率。
变压器管理聊完了，我们再来看看运行方面。变压器的运行是有标准的，需要时刻注意它的温度、负荷情况和电压等，如果放任它不管，很可能就“挂了”。
以干式变压器为例，允许温度一般不宜超过110度，最高也不允许超出120度。其它型号的变压器可根据具体的说明要求。
变压器一般不应超过额定容量运行，但允许正常过负荷运行，过负荷运行时不能超过变压器容量的10％，而且要注意温升。
当三相不平衡时应该监视最大一相的电流，假如发现三相电流严重不平衡，应及时进行调节单相用电设备负荷的平均分配。
变压器电源电压一般不允许超出额定值的5％,也就是10KV线变压器过负荷要求
变压器过负荷是一件很正常的事情，毕竟如果发生了事故，保证不断电才是最需要仔细考虑的事情，绝缘老化这种都要靠边站。
变压器允许过负荷指过负荷程度不大，且在过负荷前的负荷较轻，变压器油温并不高，绕组的热点温度不会达到有危害的程度。
变压器过负荷程度较大，使油温升高，绕组的热点温度可能达到有危害的程度，但还未达到危险的程度。这时变压器虽然能继续运行，但会使绝缘强度下降，威胁变压器的安全，影响变压器的寿命，这种过负荷是必须加以限制的。
变压器过负荷程度较大，时间比较久，使油温已超越了允许值，绕组的热点温度已达到危险程度。如果继续运行，热点周围的绝缘油会分解产生气泡，绝缘强度严重下降，这种过负荷是必须禁止的。
除了要重视变压器过负荷情况，变压器日常的运行和维护还必须要格外注意哪些方面呢？
