断路器与隔离开关.docx

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断路器与隔离开关

断路器的作用、工作原理、运行和事故处理

一、断路器的作用:

1.正常情况下接通和断开高压电路中的空载及负荷电流.

2.在系统发生故障时能与保护装置和自动装置相配合,迅速切断故障电流,防止事故扩大,从而保证系统安全运行.

　高压断路器（或称高压开关）是发电厂、变电所主要的电力控制设备，具有灭弧特性,当系统正常运行时，它能切断和接通线路以及各种电气设备的空载和负载电流;当系统发生故障时,它和继电保护配合，能迅速切断故障电流,以防止扩大事故范围。

因此，高压断路器工作的好坏,直接影响到电力系统的安全运行；高压断路器种类很多，按其灭弧的不同，可分为：

油断路器（多油断路器、少油断路器）、六氟化硫断路器（SF6断路器）、真空断路器、压缩空气断路器等。

其实断路器就是一种开关,它和其他普通开关的不同点主要在:

1.适用电压等级高2.灭弧介质及方式,有真空,少油,多油及六氟化硫等等3.灭弧能力强,效果好.

二、断路器的分类

按操作方式分：

有电动操作、储能操作和手动操作。

按结构分：

有万能式和塑壳式。

按使用类别分：

有选择型和非选择型。

按灭弧介质分：

有油浸式、真空式和空气式。

按动作速度分：

有快速型和普通型。

按极数分：

有单极、二极、三极和四极等。

按安装方式分：

有插入式、固定式和抽屉式等。

断路器按其使用范围分为高压断路器和低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kV以上的称为高压电器。

ABBLTB72.5-245E1型SF6断路器

GIS断路器

山东泰开高压开关有限公司的LW30-126型SF6瓷柱式断路器

ZN63A—12/2500/40

低压断路器又称自动开关，俗称"空气开关"也是指低压断路器，它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。

它可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。

而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件，已获得了广泛的应用。

低压断路器分为万能式断路器和塑料外壳式断路器两大类，目前我国万能式断路器主要生产有DWl5、DWl6、DWl7（ME）、DW45等系列，塑壳断路器主要生产有DZ20、CMl、TM30等系列。

断路器都是由本体和附件组成。

本体是不带任何附件，但能确保顺利合、分电路，并且有在电路或设备发生过载、短路等事故时，自动切断故障的功能，而附件作为断路器功能的派生补充，为断路器增加了控制手段和扩大保护功能，使断路器的使用范围更广、保护功能更齐全、操作和安装方式更多。

三、断路器型号含义

目前我国断路器的型号根据国家技术标准的规定，一般用文字符号和数字按一下方式组成，其代表意义为：

1、产品字母代号，用下列字母表示：

1、1S-少油断路器

1、2D-多有断路器

1、3K-空气断路器

1、4L-六氟化硫断路器

1、5Z-真空断路器

1、6Q-产气断路器

1、7C-磁吹断路器

2、装置地点

2、1N-户内

2、2W-户外

3、设计序列顺序号

以数字1、2、3表示

4、额定电压，Kv

5、其它补充工作特性标志

G改进型

F分相操作型

6、额定电流A

7、额定开断电流KA

8、特殊环境

低压断路器：

DW10系列框架式自动开关

DWX15、DWX15C,系列万能式限流断路器

DW17（ME）系列万能式断路器

DZ15塑料外壳系列断路器

DZ10塑料外壳式自动开关你

DZX10塑料外壳式限流断路器

DZ20塑料外壳式断路器

DZ25塑料外壳式断路器

高压断路器：

DW系列高压户外多油断路器

SW系列高压户外少油断路器

SN系列高压户内少油断路器

ZW系列高压户外真空断路器

ZN系列高压户内真空断路器

LN系列高压户内六氟化硫断路器

LW系列高压户外六氟化硫断路器

四、断路器结构和工作原理

1、低压断路器

主要由操作机构、触点、保护装置（各种脱扣器）、灭弧系统等组成。

低压断路器的主触点是靠手动操作或电动合闸的。

主触点闭合后，自由脱扣机构将主触点锁在合闸位置上。

过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联，欠电压脱扣器的线圈和电源并联。

当电路发生短路或严重过载时，过电流脱扣器的衔铁吸合，使自由脱扣机构动作，主触点断开主电路。

当电路过载时，热脱扣器的热元件发热使双金属片上弯曲，推动自由脱扣机构动作。

当电路欠电压时，欠电压脱扣器的衔铁释放。

也使自由脱扣机构动作。

分励脱扣器则作为远距离控制用，在正常工作时，其线圈是断电的，在需要距离控制时，按下起动按钮，使线圈通电，衔铁带动自由脱扣机构动作，使主触点断开。

2、高压断路器

断路器的作用是切断和接通负荷电路，以及切断故障电路，防止事故扩大，保证安全运行。

而高压断路器要开断1500V，电流为1500-2000A的电弧，这些电弧可拉长至2m仍然继续燃烧不熄灭。

故灭弧是高压断路器必须解决的问题。

吹弧熄弧的原理主要是冷却电弧减弱热游离，另一方面通过吹弧拉长电弧加强带电粒子的复合和扩散，同时把弧隙中的带电粒子吹散，迅速恢复介质的绝缘强度。

五、断路器的选择

　　断路器的选择必须按正常的工作条件进行选择，并且按断路情况校验其热稳定和动稳定。

此外，还应考虑电器安装地点的环境条件，当气温、风速、温度、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等环境条件超过一般电器使用条件时，应采取有效措施。

　　对高压断路器有以下几个方面的要求，这些要求在断路器的基本技术参数上得到体现。

（1）断路器在额定条件下（额定电压、额定电流）可以长期工作

（2）应有足够的开断能力，并保证有足够的热稳定和动稳定（开断电流、额定关合电流、极限通过电流、热稳定电流）。

　　（3）具有尽可能短的开断时间，这对减少电网的故障时间，减轻故障设备的损害，提高系统稳定性都是有利的。

　（4）结构简单、价格低廉、体积小、重量轻、便于安装。

六、断路器的特点：

1.多油断路器实现简单、价格便宜，但由于用油量大、体积大、检修工作量大、且易发生爆炸和火灾现象，一般情况下不采用。

2.少油断路器用油少、油箱结构小而坚固，具有节省材料、防爆防火特点。

少油断路器使用安全，使配电装置大大简化，体积小、便于运输、目前被大量采用。

3.空气断路器断路能力大、动作时间快、尺寸小、重量轻、无火灾危险，但结构复杂、价格贵、需要装设压缩空气系统等，主要用于110KV及以上对电气参数及断路时间有较高要求的系统中。

4.SF6电气性能好、断口电压可较高。

设备的操作维护和检修都很方便、检修周期长而且它的开断性能好、占地面积小、特别是发展SF6封闭组合电器可大大减少变电所的占地面积。

SF6断路器广泛应用于90年代，目前我国已成功生产和研制了220、330、500KV的SF6断路器。

七、高压断路器的运行

1、断路器的运行监视

2、断路器正常运行时应监视保护屏及后台机上有关电压、电流、功率等实时参数及运行指示正常；

3、断路器在运行过程中发现过负荷,应将过负荷详细情况汇报调度并作好记录；

4、在断路器过负荷运行中，若发现超过规定倍数或规定时间内尚未解除过负荷，则应要求调度进行减负荷处理；

5、控制切换开关应在远方位置；

6、无控制回路断线、弹簧未储能等报警信号。

7、高压断路器运行一般规定

8、各类经检修、试验合格的高压断路器，允许其按额定电压和额定电流长期运行。

9、断路器的负荷电流不应超过其额定值。

在事故情况下，断路器过负荷不得超过110%，过负荷时间不得超过4小时。

10、断路器安装地点的系统短路容量不应大于其铭牌规定的开断容量，并应能满足热、动稳定性能的要求。

11、严禁将拒绝跳闸的断路器投入运行。

12、断路器跳闸后，若发现绿灯不亮而红灯熄灭时，应立即切断断路器的控制电源，以防跳闸线圈被烧毁。

13、运行中的高压断路器严禁进行慢分、慢合闸操作。

14、断路器在事故跳闸后，应进行全面、详细的检查。

对切除短路电流跳闸次数达到规定值的高压断路器，应向变电运行所报告。

未能及时停电检修时，应申请停用重合闸。

15、断路器的操动机构（电磁式、弹簧式、气动式、液压式）无论是什么类型均应经常保持合格的操作能源。

16、采用电磁式操动机构的断路器禁止用手动杠杆或千斤顶的办法带电进行合闸操作；采用液压（或气动）式操动机构的断路器，如因压力异常导致断路器分、合闸闭锁时，严禁擅自解除闭锁进行操作。

17、断路器的金属外壳及底座应有明显的接地标志并可靠接地。

18断路器的分、合闸指示器应易于观察，且指示正确。

19、对SF6断路器，新装及大修后1年内应进行1次SF6气体水份测定，如符合要求，则正常运行中1~3年检测1次。

运行中水份含量应不大于300PPm（V/V）。

20、真空断路器的机构及真空度要求应满足规范规定。

八、断路器巡视检查

1、断路器正常巡视：

1.1分、合闸位置指示正确，后台监控系统显示与现场实际位置对应。

1.2套管无破损、裂痕、放电痕迹,连接部位无发热变色,通过额定电流时接头温度不应超过70℃。

1.3断路器本体无异味和异常声响。

1.4真空断路器无变色，放电声响，真空管无破损裂纹。

1.5操作机构箱内无冒烟、异味，接线端子无松动锈蚀。

1.6SF6断路器压力应正常，SF6气压表内无水雾，

1.7弹簧已储能,储能电机无异常。

1.8操作机构箱清洁,加热除湿器工作良好,箱内无积水、潮气。

2、高压断路器特殊巡视项目：

2.1新投或大修后的断路器投运后72小时内每3小时1次，其中前4小时必须每小时巡视检查1次，72小时后转入正常巡视。

2.2事故跳闸后应检查套管、接头是否正常，各部位无松动、损坏、断裂、熔化等。

2.3雪天各接头有无熔雪现象，雾天套管有无放电闪络现象，雷雨后套管有无放电闪络痕迹。

2.4断路器操作前应检查控制、信号，SF6气压，弹簧储能及其断路器本体正常。

2.5断路器异常运行期间应进行特殊巡视，每小时1次。

3、断路器巡视检查注意事项

3.1ABBLTB72.5-245E1型SF6断路器SF6气压额定值为0.7Mpa，报警压力值为0.62Mpa，低于0.6Mpa时发“分合闸闭锁”、“控制回路断线”信号。

LW30－126型和LW25－126型SF6断路器正常时其SF6气体额定值为0.5Mpa，报警压力值为0.45Mpa，低于0.4Mpa时发“分合闸闭锁”、“控制回路断线”信号。

断路器有分、合闸及弹簧储能位置机械指示，其实际位置应与后台监控系统对应。

3.2运行中的SF6断路器一旦发生漏气现象，应立即联系调度停用断路器,报告上级。

同时，巡视设备不得靠近该断路器和打开柜门以免中毒,若工作需要，应戴好防毒面具，才能接近和打开柜门。

九、断路器运行操作

1、断路器的正常操作，采取远方控制操作的形式。

2、严禁将故障断路器投入运行。

3、运行中的断路器发生SF6气压严重降低等灭弧能力故障时，应立即退出该断路器的保护跳闸压板和其它保护跳该断路器的保护压板,联系调度停用该断路器。

4、非本站原因造成系统振荡及过电压，未经当值调度员许可不得任意拉合断路器。

5、运行中的断路器，发生灭弧能降低故障时，禁止将其断开，以免发生事故。

应汇报调度转移负荷，采用旁路断路器代替或断开上一级开关后，方可进行处理

十、断路器故障处理

1、断路器出现下列情况时应立即停电处理。

1、1套管有严重破损和放电现象。

1、2灭弧室有烟或内部有异常声响。

1、3断路器着火。

1、4真空断路器真空管破裂、变色，波纹管拉伤。

1、5连接部位严重过热发红

1、6发生支柱绝缘子穿透性闪络放电

2、其它断路器丧失灭弧能力故障时

2、1断路器拒绝分闸而情况危急，在断路器灭弧能力正常的条件下，可手动打跳该断路器。

2、2断路器真空管破裂或SF6气体压力下降而发生分、合闸闭锁期间，断路器己失去分闸能力，为了保证安全，应立即断开故障断路器操作电源,退出重合闸，联系调度停用该断路器,并报紧急缺陷。

2、3断路器发“SF6气压降低”信号或运行入员发现SF6气压降低故障后，应联系调度停用断路器,并填报重大缺陷，申请专业人员检修处理。

2、4线路故障跳闸重合未成功或重合闸未重合时，应检查断路器（包括各种压力、电源等）及现场设备确无异常后，在得到调度许可后，可以试送电，但必须停用重合闸

3、断路器拒分闸的原因及处理方法

、故障的原因：

A不满足五防条件

B控制回路故障,例如控制电源消失,控制电源空开断开,操作控制把手故障,断路器的辅助接点接触不良,跳闸线圈烧坏,回路断线,以及防跳回路、闭锁回路故障等

CSF6气压闭锁

D断路器控制转换开关在“就地”位置；

E操作机构卡涩,分闸弹簧故障

、检查及处理：

A检查断路器的操作是否满足五防逻辑条件,纠正错误的操作;

B如果是控制电源失压，则运行人员可检查控制电源回路,试合断开的电源开关一次，若不成功，说明回路有故障。

C若二次回路断线，分闸回路电气元件和控制电源回路故障短时无法处理者，则应联系调度停用该断路器（参照事故处理预案）,由专业人员处理。

DSF6气压闭锁或断路器机构故障则应联系调度停用该断路器。

4、断路器拒绝合闸的原因及处理方法

、故障的原因：

A不满足五防条件

B控制回路故障,例如控制电源消失,控制电源空开断开,操作控制把手故障,断路器的辅助接点接触不良,合闸线圈烧坏,回路断线,以及防跳回路、闭锁回路故障等

CSF6气压闭锁

D断路器控制转换开关在“就地”位置；

E弹簧未储能

F操作机构卡涩,合闸弹簧故障

G同期条件不满足或同期回路故障

、检查及处理：

A检查断路器的操作是否满足五防条件,纠正错误的操作;

B如果是控制电源失压，则运行人员可检查控制电源回路,试合断开的电源开关一次，若不成功，说明回路有故障。

C若二次回路断线，合闸回路电气元件和控制电源回路故障短时无法处理者，则应联系调度停用该断路器,由专业人员处理,有旁路的可用旁路代路运行。

DSF6气压闭锁或断路器机构故障则应联系调度停用该断路器,有旁路的可用旁路代路运行。

F、检查储能回路,必要时可采取手动储能

5、断路器非全相运行的处理：

5、1断路器合闸只合上一相或两相时应立即拉开或手动打跳已合上的断路器相，拉开两侧隔离开关进行检查处理或试分合，并及时报告当值调度员。

5、2断路器分闸只分开一相或两相时应立即手动打跳未分开的一相或两相，汇报当值调度员派人来处理。

5、3运行中断路器故障跳闸只跳开一相，断路器未重合，应拉开三相断路器试送一次，试送不成功，将该断路器退出运行。

5、4运行中因装置故障只跳开两相，应立即将断路器三相断开，不得试送或强送。

5、5非全相运行造成谐振过电压，应尽快处理消除，非全相造成220kV电压超过254kV时,应立即拉开该断路器。

5、6当断路器发生爆炸时，运行人员应迅速隔离故障断路器。

若SF6断路器爆炸，在无防毒措施的情况下，运行人员严禁在其下风侧停留。

隔离开关的作用、工作原理、运行和事故处理

一、隔离开关的作用：

（1）用于隔离电源，将高压检修设备与带电设备断开，使其间有一明显可看见的断开点。

（2）隔离开关与断路器配合，按系统运行方式的需要进行倒闸操作，以改变系统运行接线方式。

（3）用以接通或断开小电流申路。

二、隔离开关的类型

隔离开关是统称，目前使用最多的型号包括：

伸缩式（垂直隔离断口）、伸缩式（水平隔离断口）、水平开启式（两柱）、水平开启式（三柱）、接地开关、主变侧中性点隔离开关。

1、面向隔离开关分闸状态时的开口方向：

左侧安装有接地开关的就是左接地，右侧安装有接地开关的就是右接地；以上两种隔离开关只要用于母线侧或线路侧的隔离开关，左或右接地主要是考虑现场的安装和操作方便，没有特别的要求；

2、两侧都安装有接地开关的就是双接地，主要安装在考虑该隔离开关两侧都有可能来电（电源）如母线的分段或母线设备（TV）间隔使用；

3、两侧都没有接地开关的就是不接地，主要用于母线侧（仅考虑母线作为电源）而且母线上已经有其他附有接地开关的隔离开关了，仅仅作为停电时一个明显的断开点隔离电源使用。

因为隔离开关加上接地开关后，不管是造价，还是安装、检修、维护都提高了成本和难度，也增加了故障的可能性，所以在接地线不是很不方便安装的地方，都尽量不要考虑采用带接地开关的隔离开关。

220KV垂直伸缩式剪刀隔离开关

110KV水平开启式隔离开关（GW4-126WⅢ-630）

10KV水平开启式隔离开关

3、隔离开关型号含义：

第一位：

G——隔离开关'>隔离开关；J——接地开关。

第二位：

N——户内式；W——户外式。

第三或四位：

数字——设计序号或额定电压（kV）。

第四或五位：

K——带快分装置；G——改进型D——带接地刀闸。

“/”后数字——额定电流（A）。

例：

GW4-126WⅢ-630

G：

隔离开关W：

户外4：

设计系列号126：

额定电压Ⅲ型：

（设计序号）630：

额定电流

四、隔离开关结构和工作原理

1、垂直伸缩式隔离开关：

其结构包括有由基座、底座、联动主轴、主拐臂和单极输出拐臂连接组成的传动装置，由绝缘子和工作绝缘子组成的绝缘装置，以及由接线端子和触指导电臂组成的导电装置，在所述工作绝缘子与所述触指导电臂之间接有自动夹紧装置。

克服了传统高压隔离开关中触指导电臂因弹簧连接所产生的受力困难和触头触指磨损严重的问题，避免了开合失灵现象的出现，提高了工作可靠性。

其结构简单，使用寿命长，不易老化，安装容易，操动灵活，免维护，易于调整。

2、水平开启式隔离开关：

GW4系列隔离开关是一种双柱式隔离开关，它是单极形,当三极使用时,极间用带轴机械连接起来,三极同步使用。

GW4系列隔离开关由底座，绝缘支柱及导电部分组成。

GW4系列隔离开关每极有两个瓷柱，分别装有底座两端轴承上，以交叉连杆连接（GW4-10系列隔离开关只有一个瓷柱装在底座一端轴承上，另一个瓷柱固定装在底座的另一端），可以水平旋转。

GW4系列隔离开关导电闸刀分成两半，分别固定在两个瓷柱顶上，作水平分合闸，触头接触地方是在两个瓷柱的中间，用操动机构操动一个瓷柱及导电体转动91度，另一个瓷柱及导电体也由连杆传动转动91度，（GW4-10系列隔离开关当操动机构操动时,只有装在底座轴承上一端的瓷柱及导电体转动91度,另一端固定）,于是闸刀便向同一侧方向断开或闭合。

高压隔离开关没有灭弧能力（或者只有很小的灭弧能力），所以只能作为回路的隔离元件，装在回路首端或者需要检修的开断元件前面，当回路需要停电检修时，先用开断元件断开回路电源，然后打开隔离开关，确保回路有一个明显的断开点，保证人身安全。

高压隔离开关的工作原理是：

通过手动操作机构或者其他电动（气动）等操作机构，将高压隔离开关两个触头打开或者合上，为回路供电提供回路条件。

五、隔离开关运行监视

1、隔离开关正常运行时应监视保护屏及后台机上有关电压、电流、功率等实时参数及运行指示正常；

2、隔离开关在运行过程中发现过负荷,应将过负荷详细情况汇报调度并作好记录；

3、发现隔离开关严重发热发红时，应立即汇报当值调度员请示倒负荷或停电处理。

4、在负荷较大时，应密切监视电流变化情况并测温,通过额定电流时触头及连接部位温度不应超过70℃。

六、隔离开关巡视检查

1、隔离开关的巡视检查项目：

2、无合不到位和错位现象，引线无断股。

3、绝缘子清洁无裂纹、放电和闪络。

4、触头无发热、发红、变形、倾斜，弹簧无折断现象。

5、接地刀闸刀口严密，接地良好，接地引线无断裂现象。

6、操作连杆及机构、底座无断裂、脱落，底座法兰盘无裂纹、松动。

7、防误闭锁装置良好，操作箱门关闭良好。

8、检查操作机构箱内,端子箱内无异常。

二次接线、端子连接完好,加热器除湿工作正常。

9、隔离开关和接地刀闸的操作传动连杆连接正常,传动轴杆及轴承、接头无破损变形,各部位无严重锈蚀现象。

10、运行中的隔离开关接地刀闸刀柄应分到位,检修状态的接地刀闸三相应接触良好。

11、对于GW6型剪刀式隔离开关，还应检查下列内容：

1）支撑铜套无裂纹，破损。

2）伸缩弹簧应完好，无断裂现象。

3）动静触头接（夹）触应良好。

4）各软连接无断裂、松动现象。

12、特殊巡视

A、设备异常运行时，应重点检查异常运行部位。

B、过负荷运行时，应重点检查各部位无发热变色现象。

C、大雾、小雨天气应重点检查各部位无闪络放电现象，雷雨过后，应重点检查绝缘子无放电痕迹和破损现象，下雪及严寒天气时，应重点检查各部位无变形融雪现象。

D、高温天气，应重点检查各部位温度正常，无发热、发红现象。

七、隔离开关运行操作

1、操作隔离开关时，应先检查相应的断路器确在断开位置（倒换母线和旁路代运行操作时除外），严禁带负荷操作隔离开关。

2、隔离开关一般在主控室进行操作，当远方电气操作失灵时，应检查并排除失灵原因。

确证满足操作条件而不能操作时，可在现场就地进行电动或手动操作，但必须加强现场监护。

3、隔离开关操作时,应有值班人员在现场逐相检查其分、合闸是否到位,触头接触得深度适当,接触良好。

4、隔离开关、接地刀闸和断路器等之间安装有防止误操作的电气闭锁和机械闭锁装置,在操作时一定按操作顺序进行。

如果当闭锁装置失灵或隔离开关和接地刀闸不能正常操作时,必须严格按闭锁要求的条件检查相应的断路器、隔离开关位置状态,确证操作条件满足,并征得站长许可后,方能解除闭锁进行操作。

5、电动机构的接地刀闸,只在操作时合上其动力交流电源,其它时间应断开动力交流电源。

八、隔离开关异常情况处理

1、隔离开关带负荷拉闸：

手动操作隔离开关时，如发现已误拉，在刀口刚出现电弧时弧迅速将其合上，如已拉开、弧光己中断则不允许再合上。

2、隔离开关带负荷（短路电流）误合闸：

没有起弧时应停止操作将误合隔离开关拉开，如己起弧则应合上误合的隔离开关；不允许把误合上的隔离开关再拉开;设法用断路器切断误合上的隔离开关，再进行处理。

3、隔离开关电动分、合闸失灵后，应检查操作电源回路，动力电源回路是否完好，电气闭锁回路是否正常。

4、下列情况应立即申请停电处理：

1）瓷瓶严重破损、放电（包括底座）；

2）瓷瓶因放电爆炸；

3）刀口过热熔焊；

4）传动机构故障；

5、隔离开关严重不同期或合不平（直）时，应拉开再次合闸，如确实三相无法同时合上或合不（直）时，可用绝缘捧进行调整或调传动杆，实在无法调整时，应停电进行检修。

6、当触头、连接部位严重过热超温时，需立即设法联系调度减少负荷，将此隔离开关退出运行或用其它方式进行处理，严禁长期过热运行。

电容器的作用、结构、运行和事故处

一、电容器的作用：

电容器主要用于电力系统中功率因数的提高，电子电路中获得振荡、滤波、相移、旁路、耦合等。

并联电力电容器主要用于补偿系统无功和改善电压质量。

电力系统的负荷如电动机.电焊机.感应电炉等用电设备，除了消耗有功功率外，还要“吸收”无功功率。

另外电力系