電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識培訓(xùn)課件

1、電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識綜合自動化系統(tǒng)培訓(xùn)講座電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識綜合自動化系統(tǒng)培訓(xùn)講座第一部分 電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識第一部分 電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識電力系統(tǒng)傳輸示意圖通訊服務(wù)器發(fā)電用電輸電變電配電RTURTURTU數(shù)據(jù)采集和傳輸應(yīng)用服務(wù)器電 網(wǎng) 調(diào) 度50.0Hz49.850.2發(fā) 電用 電電力系統(tǒng)傳輸示意圖通訊服務(wù)器發(fā)電用電輸電變電配電RTURT發(fā)電領(lǐng)域的幾個概念發(fā)電廠類型：火(熱)電、水電、風(fēng)電、核電發(fā)電機(jī)容量：3000KW80萬KW發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓：6kV，10kV同期的概念：同相位、同幅值、同頻率發(fā)電機(jī)指揮信號：主要用來讓電氣主控室跟汽機(jī)房互相聯(lián)系的信號發(fā)電機(jī)保護(hù)：差動、后備、轉(zhuǎn)子發(fā)電領(lǐng)域的幾個概念發(fā)電廠類

2、型：火(熱)電、水電、風(fēng)電、核電輸電領(lǐng)域的幾個概念直流輸電、交流輸電超高壓輸電中的距離保護(hù)高電壓的遠(yuǎn)程輸電分為以下的電壓等級：750kV、500kV、330kV、220kV、110kV。在城市內(nèi)（及周邊）一般以110kV變電站居多，變壓器為兩線圈變壓器，變比為110kV比10kV。在市郊是220kV變電站，變壓器為三線圈變壓器，變比為220kV比110kV/ 10kV。以10kV電壓做為各個饋線送出到各條10kV線路。10kV線路再通過配電變壓器降到380V，（線電壓380V，相電壓220V）輸送到廠礦、機(jī)關(guān)、居民住宅。輸電領(lǐng)域的幾個概念直流輸電、交流輸電變電領(lǐng)域的幾個概念變壓器類型：兩卷變、

3、三卷變變壓器容量：10000kVA以上并列運(yùn)行 6000kVA以上單獨(dú)運(yùn)行有載調(diào)壓、無載調(diào)壓差動保護(hù)、后備保護(hù)勵磁涌流、二次諧波變電領(lǐng)域的幾個概念變壓器類型：兩卷變、三卷變電力系統(tǒng)的特點(diǎn)即時發(fā)電,即時使用,電能不能大量存儲采用高壓輸電,電壓等級10kV-550kV正常和故障狀態(tài)的過渡過程非常短暫,以光速傳播電力系統(tǒng)的地區(qū)性特點(diǎn)較強(qiáng)電力系統(tǒng)的特點(diǎn)即時發(fā)電,即時使用,電能不能大量存儲繼電保護(hù)裝置作用的對象高壓開關(guān)柜繼電保護(hù)裝置一般是作為高壓開關(guān)柜的一個元器件安裝在高壓開關(guān)柜上繼電保護(hù)裝置作用的對象高壓開關(guān)柜為什么采用高壓輸電?電網(wǎng)傳輸功率P=U*I,電壓等級越高,高壓傳輸線中的電流越小;傳輸線消耗

4、功率P=I*I*R,傳輸線中的電流越小,線損越低;為什么采用高壓輸電?電網(wǎng)傳輸功率P=U*I,電壓等級越高,高開關(guān)柜的用途采用高壓輸電時,由于電壓等級高,在斷開一條帶負(fù)載的線路時,會產(chǎn)生電弧;電弧是空氣被高壓電離而產(chǎn)生的;電弧是導(dǎo)電的所以必須使用一種特殊的開關(guān)來斷開高電壓等級的線路開關(guān)柜的用途采用高壓輸電時,由于電壓等級高,在斷開一條帶負(fù)載開關(guān)柜的滅弧原理真空滅弧-真空斷路器,一般用在10kV以下電壓等級SF6滅弧-SF6斷路器,一般用在35kV電壓等級多油斷路器、少油斷路器開關(guān)柜的滅弧原理真空滅弧-真空斷路器,一般用在10kV以下電什么時候切除高壓線路？線路檢修設(shè)備安裝降低線路負(fù)載 以上都是

5、人為的，有計劃性的切除線路故障時切除線路 不定時，隨時隨地的，因?yàn)楣收鲜遣淮_定的所以需要一種自動化的切除裝置，這就是繼電保護(hù)裝置什么時候切除高壓線路？線路檢修電力系統(tǒng)的幾個概念中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)： 包括中性點(diǎn)不接地、經(jīng)消弧線圈接地、經(jīng)高阻接地 主要使用在35kV以下系統(tǒng) 優(yōu)點(diǎn)：提高供電可靠性 缺點(diǎn)：投資增加中性點(diǎn)接地系統(tǒng)： 包括中性點(diǎn)直接接地、經(jīng)低阻接地 主要使用在110kV以上系統(tǒng) 優(yōu)點(diǎn)：不會增加投資 電力系統(tǒng)的幾個概念中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)aVa2VVN123TC1C2C3vT1vT3vT2ICTCBAABC1、接地相電壓降為0，非接地相電壓升高到線電壓，但角度變化30度；2、在

6、故障線路上的零序電流是全系統(tǒng)非故障元件對地電容電流之和， 且零序功率方向由線路流向母線，與非故障元件的零序功率 方向 相反；3、單相接地時容性電流的經(jīng)驗(yàn)計算公式（單位：A，kV，km） 架空線：IcUL/350; 電纜線： IcUL/10; 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)aVa2VVN123TC1C2C3vT1vT中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)aVa2VVN123TC1C2C3vT1vT3vT2ICTCBA優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)的絕緣標(biāo)準(zhǔn)按相電壓設(shè)計，降低了投資；缺點(diǎn)：單相接地時即形成單相短路，且單相短路時短路電流很大，影 響了供電的可靠性；中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)aVa2VVN123TC1C2C3vT1v常用一次設(shè)備圖形常用一次設(shè)備圖

7、形電壓互感器的特點(diǎn) 1、一次繞組與高壓電路并聯(lián)。 2、二次繞組不允許短路（短路電流燒毀 PT）,裝有熔斷器。 3、二次繞組有一點(diǎn)直接接地。 4、接線形式有：單相接線、V-V接線、Y-Y接線、Y0/Y0/接線。 電壓互感器的特點(diǎn) 1、一次繞組與高壓電路并聯(lián)。 2、二電壓互感器接法接線形式有：單相接線、V-V接線、Y-Y接線、Y0/Y0/接線。 電壓互感器接法接線形式有：單相接線、V-V接線、Y-Y接線、電壓互感器接線注意點(diǎn) 1）電壓互感器的二次側(cè)在工作時不能短路。在正常工作時，其二次側(cè)的電流很小，近于開路狀態(tài)，當(dāng)二次側(cè)短路時，其電流很大（二次側(cè)阻抗很?。龤гO(shè)備。 2）電壓互感器的二次側(cè)必須有

8、一端接地，防止一、二次側(cè)擊穿時，高壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備安全。 3）電壓互感器接線時，應(yīng)注意一、二次側(cè)接線端子的極性。以保證測量的準(zhǔn)確性。 4）電壓互感器的一、二次側(cè)通常都應(yīng)裝設(shè)熔絲作為短路保護(hù)，同時一次側(cè)應(yīng)裝設(shè)隔離開關(guān)作為安全檢修用。 5）一次側(cè)并接在線路中 電壓互感器接線注意點(diǎn) 1）電壓互感器的二次側(cè)在工作時不能電流互感器的特點(diǎn) 1、一次繞組與高壓電路串聯(lián)。 2、二次繞組不允許開路（開路將產(chǎn)生高電壓，危及人身安全），且近似于短路工作狀態(tài)。3、有保護(hù)型和測量型的CT，保護(hù)CT的10P20表示在20倍額定電流范圍內(nèi)，該保護(hù)CT能保證線性誤差在10以內(nèi)。 4、接線形式有：單相接線、星形接線

9、（三相CT） 、不完全星形接線（兩相CT）。 電流互感器的特點(diǎn) 1、一次繞組與高壓電路串聯(lián)。 2、二電流、電壓互感器的一次接法電壓互感器相當(dāng)于一個衡壓源，所以二次側(cè)不允許短路電流互感器相當(dāng)于一個衡流源，所以二次側(cè)不允許開路電流、電壓互感器的一次接法電壓互感器相當(dāng)于一個衡壓源，所以二方向保護(hù)的產(chǎn)生d在雙側(cè)電源的情況下，圖中d點(diǎn)短路，QF2和QF3跳閘，QF1和QF4不應(yīng)該動作；QF2和QF3：短路電流由母線流向線路；QF1和QF4：短路電流由線路流向母線；方向保護(hù)的產(chǎn)生d在雙側(cè)電源的情況下，圖中d點(diǎn)短路，QF2和Q方向保護(hù)的產(chǎn)生在雙側(cè)電源的情況下，圖中d點(diǎn)短路，QF1跳閘，QF2、 QF3和QF

10、4不應(yīng)該動作；其中QF3和QF1構(gòu)成后備保護(hù)的關(guān)系，所以QF3也不應(yīng)該誤動，QF3通過定值躲開QF1處的短路電流方向保護(hù)的產(chǎn)生在雙側(cè)電源的情況下，圖中d點(diǎn)短路，QF1跳閘，方向保護(hù)的原理UbcUaIaUcUb1、電力系統(tǒng)短路時，一般都是表 現(xiàn)出一個感性短路功率；（或者也可以說電流由母線流向線路時）2、當(dāng)在正方向出口附近發(fā)生短路時，短路的相電壓下降至接近0或者數(shù)值很小，所以一般都采用90度接線方式，用來增加保護(hù)的靈敏性；3、為了保證動作的可靠性，動作區(qū)選擇(a-90度)至(a+90度)，a是最大靈敏角；UbcUaIa動作區(qū)不動作區(qū)90度a方向保護(hù)的原理UbcUaIaUcUb1、電力系統(tǒng)短路時，一

11、般第二部分 繼電保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)及原理第二部分 繼電保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)及原理微機(jī)綜保裝置的結(jié)構(gòu)組成微機(jī)綜保裝置的結(jié)構(gòu)組成微機(jī)綜保裝置的簡化結(jié)構(gòu)E2PROMCPURAMAI(模擬量輸入)DI(數(shù)字量輸入)按鍵液晶顯示指示燈通訊DO(數(shù)字量輸出)微機(jī)綜保裝置的簡化結(jié)構(gòu)E2PROMAI(模擬量輸入)DI(數(shù)CPU（中央處理單元）八位單片機(jī)十六位單片機(jī)雙CPU結(jié)構(gòu) 保護(hù)CPU 通訊CPUDSP（digital signal processor）芯片E2PROM存放定值及事件記錄CPU（中央處理單元）八位單片機(jī)DI（數(shù)字量輸入）只有兩種狀態(tài)的輸入 例如：開關(guān)分合狀態(tài)（或分或合） 刀閘位置狀態(tài)（或分或合） 彈簧

12、儲能情況（或儲能或未儲能） 遠(yuǎn)方/就地信號（或遠(yuǎn)方或就地）DI（數(shù)字量輸入）只有兩種狀態(tài)的輸入AI（模擬量輸入）具有連續(xù)輸入狀態(tài)的電氣量 例如：保護(hù)電流 測量電流 三相電壓 變壓器溫度 AI（模擬量輸入）具有連續(xù)輸入狀態(tài)的電氣量DO（繼電器輸出）保護(hù)跳閘輸出遙控合閘輸出遙控跳閘輸出重合閘輸出預(yù)告信號輸出事故信號輸出DO（繼電器輸出）保護(hù)跳閘輸出通訊232通訊（共模信號，最長傳輸15米）485通訊（差模信號，最長傳輸1200米）CAN通訊（傳輸距離跟波特率有關(guān)）以太網(wǎng)通訊通訊232通訊（共模信號，最長傳輸15米）第三部分 繼電保護(hù)裝置分類及主要功能第三部分 繼電保護(hù)裝置分類及主要功能背板接線圖背

13、板接線圖一次系統(tǒng)跟綜保裝置的連接圖一次系統(tǒng)跟綜保裝置的連接圖系列保護(hù)裝置變電站保護(hù)系列6種變壓器保護(hù)系統(tǒng)6種電動機(jī)保護(hù)系統(tǒng)4種發(fā)電機(jī)保護(hù)系列4種系列保護(hù)裝置變電站保護(hù)系列6種變電站保護(hù)系列線路保護(hù)測控裝置母聯(lián)保護(hù)測控裝置電容器保護(hù)測控裝置母線監(jiān)視及PT并列裝置備自投母聯(lián)保護(hù)測控裝置進(jìn)線備自投裝置變電站保護(hù)系列線路保護(hù)測控裝置線路保護(hù)裝置功能三相/兩相三段式方向電流保護(hù)（速斷、限時速斷、過流） 三相三次重合閘(檢無壓，檢同期，不檢)，重合次數(shù)可設(shè)定，帶后加速功能 零序電壓閉鎖方向零序過流保護(hù)（報警，可選擇跳閘） 具有小電流接地選線功能 低電壓保護(hù) 低壓閉鎖、滑差閉鎖的低頻減載保護(hù) 過負(fù)荷告警 線

14、路保護(hù)裝置功能三相/兩相三段式方向電流保護(hù)（速斷、限時速斷線路保護(hù)的選擇配置一般情況：三段式保護(hù) 零序過流告警/跳閘 重合閘（架空出線）雙側(cè)電源：方向保護(hù)110kV及其以上電壓等級： 短線路：光纖縱差保護(hù) 長線路：距離保護(hù)（阻抗保護(hù)） 線路保護(hù)的選擇配置一般情況：三段式保護(hù)電容器保護(hù)裝置功能二段式電流保護(hù) （限時速斷、過流） 過電壓保護(hù)低電壓保護(hù)不平衡電壓保護(hù)不平衡電流保護(hù)控制回路斷線報警電容器保護(hù)裝置功能二段式電流保護(hù) （限時速斷、過流） 母監(jiān)及PT并列裝置I段/II段母線接地告警 I段/II段PT斷線告警I段/II段PT失壓告警PT并列母監(jiān)及PT并列裝置I段/II段母線接地告警 備自投母聯(lián)

15、保護(hù)裝置母聯(lián)電流保護(hù) （限時速斷、過流） 母聯(lián)控制回路斷線報警四種方式備自投備自投母聯(lián)保護(hù)裝置母聯(lián)電流保護(hù) （限時速斷、過流） 進(jìn)線備自投裝置專門為雙進(jìn)線設(shè)計的備自投可以設(shè)置主備供電方式，帶自恢復(fù)功能進(jìn)線備自投裝置專門為雙進(jìn)線設(shè)計的備自投變壓器保護(hù)系列配電變保護(hù)測控裝置三卷變差動保護(hù)測控裝置兩卷變差動保護(hù)測控裝置變壓器低后備保護(hù)測控裝置變壓器高后備保護(hù)測控裝置變壓器公共測控裝置變壓器保護(hù)系列配電變保護(hù)測控裝置配電變保護(hù)裝置功能三/兩相三段式復(fù)合電壓閉鎖電流保護(hù)（速斷、限時速斷、過流），帶后加速功能 零序電壓閉鎖方向零序過流保護(hù)（報警,可選擇跳閘） 具有小電流接地選線功能 低壓閉鎖、滑差閉鎖的低

16、頻減載保護(hù) 過負(fù)荷告警 非電量保護(hù)（重瓦斯、輕瓦斯、壓力釋放、溫度過高、溫度升高） 配電變保護(hù)裝置功能三/兩相三段式復(fù)合電壓閉鎖電流保護(hù)（速斷、變壓器差動保護(hù)裝置差動速斷保護(hù) 比率差動保護(hù) 二次諧波制動的差動保護(hù) CT斷線報警及閉鎖差動 非電量保護(hù)（本體重瓦、有載調(diào)壓重瓦、本體輕瓦、有載調(diào)壓輕瓦、壓力釋放、溫度過高、溫度升高、油位高、油位低） 變壓器差動保護(hù)裝置差動速斷保護(hù) 變壓器后備保護(hù)裝置二段式復(fù)合電壓閉鎖方向過流保護(hù)（限時速斷，過流） 三段式零序電壓閉鎖方向零序過流保護(hù) 間隙零序保護(hù)零序過電壓保護(hù)過負(fù)荷告警過負(fù)荷啟動通風(fēng) 變壓器后備保護(hù)裝置二段式復(fù)合電壓閉鎖方向過流保護(hù)（限時速斷，變壓器

17、公共測控裝置測量所用變的電流、電壓 測量2臺主變的溫度監(jiān)視2臺主變的檔位同時對2臺主變實(shí)行有載調(diào)壓變壓器公共測控裝置測量所用變的電流、電壓 變壓器保護(hù)的選擇配置大容量變壓器： 定義：并列運(yùn)行的容量10000kVA以上 單獨(dú)運(yùn)行的容量6300kVA以上 配置：（差動） （后備） （公共測控）小容量變壓器（配電變）： 定義：容量10000kVA以下，且過流保護(hù)時限大于0.5S 配置： 變壓器保護(hù)的選擇配置大容量變壓器：電動機(jī)保護(hù)測控系列異步電動機(jī)保護(hù)測控裝置異步電動機(jī)差動保護(hù)測控裝置同步電動機(jī)保護(hù)測控裝置同步電動機(jī)差動保護(hù)測控裝置電動機(jī)保護(hù)測控系列異步電動機(jī)保護(hù)測控裝置電動機(jī)保護(hù)裝置功能二段式定時

18、限/反時限過流保護(hù) 二段式定時限/反時限負(fù)序過流保護(hù) 堵轉(zhuǎn)保護(hù) 過負(fù)荷告警 低電壓、過電壓保護(hù) 零序過流保護(hù)（報警可選擇跳閘） 零序過壓保護(hù)（報警可選擇跳閘） 過熱保護(hù) 非電量保護(hù) （溫度過高、溫度升高） 電動機(jī)保護(hù)裝置功能二段式定時限/反時限過流保護(hù) 電動機(jī)差動保護(hù)裝置差動速斷保護(hù) 比率差動保護(hù) CT斷線報警及閉鎖差動 5路非電量保護(hù)速斷保護(hù)反時限過流保護(hù) 過負(fù)荷告警 低電壓、過電壓保護(hù) 零序過流保護(hù)（報警可選擇跳閘） 零序過壓保護(hù)（報警可選擇跳閘） 過熱保護(hù) 電動機(jī)差動保護(hù)裝置差動速斷保護(hù) 電動機(jī)差動保護(hù)裝置二段式定時限/反時限過流保護(hù) 堵轉(zhuǎn)保護(hù) 過負(fù)荷告警 低電壓保護(hù) 定子接地保護(hù) 失步保護(hù)失磁保護(hù)低周減載與低周解列 啟動時間過長保護(hù)5路非電量保護(hù)電動機(jī)差動保護(hù)裝置二段式定時限/反時限過流保護(hù) 電動機(jī)差動保護(hù)裝置差動速斷保護(hù) 比率差動保護(hù) CT斷線報警及閉鎖差動 5路非電量保護(hù)速斷保護(hù)反時限過流保護(hù) 過負(fù)荷告警 低電壓、過電壓保護(hù) 失步保護(hù)零序過流保護(hù)（報警可選擇跳閘） 零序過壓保護(hù)（報警可選擇跳閘） 電動機(jī)差動保護(hù)裝置差動速斷保護(hù) 異步電動機(jī)保護(hù)的選擇配置大容量電動機(jī)： 定義：容量2000kW以上 配置：（帶差動） 小容量電動機(jī)： 定義：容量2000kW以下 配置：異步電動機(jī)保護(hù)的選擇配置大容量電動機(jī)：同步電動機(jī)保護(hù)的選擇配置大容量電動機(jī)： 定義：容量