电力系统基本知识介绍.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,电力系统基础知识介绍,内 容 提 要,第一章,电力系统概述,第二章,电力系统元件模型和参数计算,第三章,电力系统简单潮流计算,。,第四章,电力系统有功功率与频率调整,第五章,电力系统有功功率与频率调整,第一章,变电所的主要电气设备,第二章,变电所的电气主接线,第三章,电力系统继电保护简述,第四章,变配电站自动化与配电自动化,概述,结束,第一章,电力系统概述,1-1,电力系统的组成,工业,农业,商业,生活,发电,输电,配电,用电,电网,电力系统,图1 动力系统、电力系统和电力网示意图,电力系统,是由,发电厂、变电所、输电线、配电系统及负荷,组成的。是现代社会中最重要、最庞杂的工程系统之一。,电力网络,是由,变压器、电力线路,等变换、输送、分配电能设备所组成的部分。,动力系统,在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分（例如火力发电厂的锅炉、汽轮机和水力发电厂的水库、水轮机以及核动力发电厂的反应堆等）包含在内的系统。,一次/二次电路,：,供配电系统中担负输送和分配电力这一主要任务的电路，称为“一次电路”，也称为“主电路”。供配电系统中用来控制、指示、监测和保护一次电路及其中设备运行的电路,称为“二次电路”，通称“二次回路”,基本概念,总装机容量,指该系统中实际安装的发电机组额定有功功率的 总和，以千瓦（,KW）、,兆瓦（,MW）、,吉瓦（,GW）,为单位计。,年发电量,指该系统中所有发电机组全年实际发出电能的总和，以千瓦时（,KWh）、,兆瓦时（,MWh,）、,吉瓦时（,GWh,）,为单位计。,最大负荷,指规定时间内，电力系统总有功功率负荷的最大值，以千瓦（,KW）、,兆瓦（,MW）、,吉瓦（,GW）,为单位计。,频率,按国家标准规定，我国所有交流电力系统的额定功率为,50,Hz。,最高电压等级,是指该系统中最高的电压等级电力线路的额定电压,12,电力系统运行应满足的基本要求,特点,电能不能大量储存,暂态过程非常短促,与国民经济及日常生活关系密切,要求,安全 优质 经济,环保,安全：保证可靠的供电,措施,电源与电网的建设（西电东送全国联网）,SCADA,设备检修（计划检修状态检修）,人员素质,优质：,指标,电压：,35,kV 5%,10kV 7%,6 10,kV 4%,380V 5%,（,无 功功率）,频率：,0.2（3000,mw)0.5Hz(3000MW）,（有功功率）,谐波：,负荷,（,一级,二级,三级,）,一级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成人身事故，经济严重损失，人民生活发生混乱。,二级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成大量减产，人民生活受影响。,三级负荷：所有不属于一、二级的负荷,。,经济,EX:,一台600,MW,火电机组，年利用小时6000,h，,煤耗率320,g/kW.h，,煤价：300元/吨。,Sol：,年发电量：600000,kW6000h36,亿,kW.h,需标煤：36亿,kW.h320g/kW.h115.2,万吨标煤,燃料费：115.2万吨300元/吨34560万元,1%节约：燃料：1.152万吨标煤,燃料费：345.6万元,厂用电率,网损,煤耗率（水耗率）,环保,火电厂装机,70,煤炭燃烧造成的污染,限制污染物的排放量,13,电力系统的结线方式和电压等级,无备用结线,包括单回路放射式、干线式和链式网络,优点：简单、经济、运行方便,缺点：供电可靠性差,适用范围：二级负荷,1、结线方式,有备用结线,包括双回路放射式、干线式和链式网络,优点：供电可靠性和电压质量高,缺点：不经济,适用范围：电压等级较高或重要的负荷,2、电力系统的额定电压等级,S,=3,U,2,I,I,（,U,1,U,2,）/,Z,传输功率,S,、,电压等级,U,、,输电距离,l,之间的关系,S,Const，,l,U,2,l,Const，,S,U,2,U,1,I U,2,S,Z,用电设备额定线电压,交流发电机线电压,变压器线电压,一次绕组,二次绕组,3,6,10,35,110,220,330,500,3.15,6.3,10.5,3及3.15,6及6.3,10及10.5,35,110,220,330,500,3.15及3.3,6.3及6.6,10.5及11,38.5,121,242,345及363,525及550,电压等级及其适用范围,说明：,1、用电设备的容许电压偏移一般为,5%,；,2、沿线路的电压降落一般为,10%,；,3、在额定负荷下，变压器内部的电压降落约为,5%,电力网络中电压分布采取的措施：,1、取用电设备的额定电压为线路额定电压，使所有设备能在接近它们的额定电压下运行；,2、取线路始端电压为额定电压的105%；,3、取发电机的额定电压为线路额定电压的105%；,4、变压器分升压变和降压变考虑一次侧接电源，取一次侧额定电压等于用电设备额定电压；二次侧接负荷，取二次侧额定电压等于线路额定电压,。,如：,35/121，110/38.5,接地？,为了保证电力网或电气设备的正常运行和工作人员的人身安全，人为地使电力网及其某个设备的某一特定地点通过导体与大地作良好的连接。,接地分类,：,工作接地,：,为了保证电气设备在正常或发生故障情况下可靠地工作而采取的接地。,保护接地,：,将一切正常工作时不带电而在绝缘损坏时可能带电的金属部分接地，以保证工作人员接触时的安全。,（接地保护）,保护接零,：,在中性点直接接地的低压电力网中，把电气设备的外壳与接地中性线（也称零线）直接连接，以实现对人 身安全的保护作用。,防雷接地,：,为消除大气过电压对电气设备的威胁，而对过电压保护装置采取的接地措施。,防静电接地,：,对生产过程中有可能积蓄电荷的设备所采取的接地。,13,电力系统中性点的运行方式,如何实现,工作接地？,电气设备（电力变压器、电压互感器或发电机）的中性点接地 又称为电力系统中性点接地。,电力系统的中性点：星形连接的变压器或发电机的中性点,电力系统的,中性点接地方式,：,小电流接地：,中性点不接地（中性点绝缘）,中性点经消弧线圈接地,大电流接地：,中性点直接接地,中性点经电阻接地,如何确定,电力系统中性点接地方式？,应从,供电可靠性,、,内过电压,、,对通信线路的干扰,、,继电保护,以及,确保人身安全,诸方面综合考虑。,负,荷,A,B,C,k,(1),I,k,(1),I,k,(1),特点,：,供电可靠性不如电力系统中性点不接地和经消弧线圈接地方式。,故障时：如发生接地故障，则构成 短路回路，接地相电流很大；,为提高供电可靠性，在线路上广泛安装三相或单相自动重合闸装置。,对地电压,U,N,，,电气设备的绝缘水平只需按电力网的相电压考虑，可以降低工程造价。,我国380/220,V,系统中一般都采用中性点直接接地方式，主要是从人身安全考虑问题。,适用范围,：,我国110,kV（,国外220,kV）,及以上电压等级的电力系统。,380/220,V,低压系统。,1、,中性点,直接接地,2、,中性点,不接地的电力系统,A,负,荷,B,C,C,C,C,I,C,a.,电路图,0,U,A,U,B,U,C,I,B0,I,C0,I,A0,b.,矢量图,正常运行时,U,A,U,B,U,C,0,I,A,I,B,I,C,0,结论,：,三相电压对称，三相导线对地电容电流也是对称的，三相电容电流相量之和为零，这说明没有电容电流经过大地流动。,适用范围,3,kV60kV,的电力系统,3、中性点经消弧线圈接地的电力系统,消弧线圈？,安装在变压器或发电机中性点与大地之间的具有气隙铁芯的电抗器。,单相(,C,相)金属性接地故障,负,荷,A,B,C,C,C,C,I,L,I,C,I,CC,I,CB,I,CA,I,CC,I,CB,I,CA,I,PE,L,0,U,A,U,B,U,C,-,U,C,U,A,U,B,I,L,I,C,I,CA,I,CB,4、中性点经电阻接地的电力系统,特点,：,降低工频过电压，抑制弧光过电压；,消除铁磁谐振过电压，防止断线谐振过电压；,设置零序保护动作跳闸；,设置零序保护动作跳闸；,避免发生高压触电事故；,供电可靠性有保证。,适用范围,：,配网系统（与中性点经消弧线圈接地、不接地比选）,在我国城市配网系统中：,全电缆出线变电站的单相接地故障电容电流超过30,A,时采用中性点经电阻接地；,全架空线路出线变电站的单相接地故障电流超过10,A,时，采用中性点经消弧线圈接地；,对电缆与架空线混合线路的单相接地故障电容电流超过10,A,时，可采用中性点经消弧线圈接地或采用中性点经电阻接地。,2-1 系统等值模型的基本概念,电力系统元件:,构成电力系统的各组成部件，包括各种,一次设备元件,、,二次设备元件,及,各种控制元件,等。,电力系统分析和计算一般只需计及主要元件或对所分析问题起较大作用的元件参数及其数学模型。,对电力系统稳态及暂态分析计算有关的元件，包括,输电线路、电力变压器、同步发电机及负荷,。,元件参数,:,表述元件电气特征的参量，元件特征不同，其表述特征的参数亦不同，如线路参数为电阻、电抗、电纳、电导，变压器除上述参数外还有变比，发电机有时间常数等。,数学模型,：,元件或系统物理模型(物理特性)的数学描述，根据元件特征、运行状态及求解问题不同，数学模型可分为：描述静态(或稳态)问题的代数方程和描述动态(或暂态)问题的微分方程、描述线性系统的线性方程和非线性系统的非线性方程、定常系数方程和时变系数方程、描述非确定性过程的模糊数学方程及利用人工智能和神经元技术的网络方程等。,第二章,电力系统元件模型和参数计算,2-2 输电线路的等值电路和参数计算,1、架空线,导线,避雷线,杆塔,绝缘子,金具,悬式绝缘子,主要用于35,kV,及以系统，根据等的高低组成数目不同的绝缘子链。,棒式绝缘子,起到绝缘和横担的作用，应用于1035,kV,农网。,2、输电线路的等值电路,架空输电线路参数有四个：,（1）,电阻,r,0,：,反映线路通过电流时产生的有功功率损耗效应。,（2）,电感,L,0,：,反映载流导体的磁场效应,。,（3）,电导,g,0,：,线路带电时绝缘介质中产生的泄漏 电流及导体附近空气游离而产生有功功率损耗。,（4）,电容,C,0,：,带电导体周围的电场效应。,输电线路的以上四个参数沿线路均匀分布。,2、变压器的等值电路,U,1N,R,T2,jX,T2,U,r,I,o,U,x,.,.,.,.,R,T1,jX,T1,电力变压器型式选择是指确定变压器的相数、调压方式、绕组型式、绝缘及冷却方式、联结组别等，并应优先选用技术先进、高效节能、免维护的新产品。,3、,隐极发电机组的运行限额和数学模型,决定隐极式发电机组运行极限的因素：,定子绕组温升约束,。取决于发电机的视在功率。以,O,点为圆心，以,OB,为半径的圆弧,S,。,励磁绕组温升约束,。取决于发电机的空载电势。以,O,点为圆心，以,OB,为半径的圆弧,F,。,原动机功率约束,。即发电机的额定功率。,直线,BC,。,其他约束,。当发电机以超前功率因数运行的场合。综合为,圆弧,T,。,第三章,电力系统简单潮流计算,1、电力线路功率的计算,已知条件为：首端电压 ，首端功率,S1=P1+jQ1，,以及线路参数。求解的是线路中的功率损耗和末端电压和功率。,解过程：从首端向末端推导。,1）首端导纳支路的功率,2）阻抗支路首端功率,3）阻抗支路中损耗的功率,4）阻抗支路末端的功率,5）末端导纳支路的功率,6）末端功率,2,、电力线路电压的计算,求取末端电压的方法如下，令：,U,2,的幅值和相角分别为,1.电力系统频率变化的影响,对用户的影响,（1）异步电机转速：纺织/造纸工业,（2）异步电机功率下降,（3）电子设备的准确度。,第四章,电力系统有功功率与频率调整,2,频率与有功平衡的关系,转矩平衡与功率平衡,4转矩不平衡时,转子转 速变化引起频率变化。,保持频率恒定不变是十分困难,的,!,对发电厂和电力系统的影响,（1）对发电厂厂用机械设备运行的影响,（2）对汽轮机叶片的影响,（3）对异步电机及变压器励磁的影响，增 加无功消耗,系统负荷可以看作由以下三种具有不同变化规律的变动负荷组成：,（1）变动周期小于10,s，,变化幅度小:小操作,、线路摇摆等,调速器,频率的一次调整,（2）,变动周期在（10,s，180s），,变化幅度,较大：大电机、电炉启停,调频器,频率的二次调整,（3）,变动周期最大，变化幅度最大：气象、,生产、生活规律,根据预测负荷，在各机组间进行最优负荷分配,电力系统的经济运,行调度（发电计划）,当频率偏离额定值不大时,，负荷有功频率静态特性用一条近似直线来表示,1 为转速测量元件离心飞摆及其附件；,2 为放大元件错油门(或称配压阀)；,3 为执行机构油动机(或称接力器)；,4 为转速控制机构或称同步器(调频器),调速器的工作原理,频率的一次调整,频率的二次调整,p,f,0,f,1,A,B,f,2,C,E,F,由于二次调频增加了发电机的出力，在同样的频率 偏移下，系统能承受的负荷变化量增加了。,调频厂选择,原则,（,1）充分利用水源。,（2）降低火电机组的单位煤耗，发挥高效机组的作用。,（3）尽量降低火力发电成本,1、电力系统的电压,电压是衡量,电能质量,的重要指标。,电力系统的,运行电压水平,取决于,无功功率的平衡,。,系统中各种无功电源的无功出力应能满足系统负荷和网络损耗,在额定电压下,对无功功率的需求，否则电压就会偏离额定值,2、无功功率电源,发电机,同步发电机既是有功功率电源，又是最基本的无功功率电源,。,电容器和调相机,并联电容器只能向系统供应感性无功功率。它所供应的感性无功功率与其端电压约平方成正比。,静止补偿器和静止凋相机,静止补偿器和静止调相机是分别与电容器和调相机相对应而又同属“灵活交流输电系统”范畴的两种无功功率电源。,第五章,电力系统无功功率与电压调整,3、电压管理,电压中枢点,就是那些反映系统电压水平的主要发电厂的高压母线、枢纽变电所低压母线或有大量地方负荷的发电机母线。,逆调压,：对于供电线路较长，负荷波动较大的网络，考虑在,最大负荷,时线路上的电压损耗增加，这时适当,提高中枢点电压,以补偿增大的电压损耗，比,线路,U,N,高5（即1.05,U,N,）,；,最小负荷,时线路上电压损耗减小，,降低中枢点电压为,U,N,。,顺调压,：负荷变动小，供电线路不长，在允许电压偏移范围内某个值或较小的范围内，,最大负荷,时电压可以,低,一些，但,1.025,U,N,，,小负荷,时电压可以,高,一些，但,1.075,U,N,。,常调压,（,恒调压,）：负荷变动小，供电线路电压损耗也较小的网络，无论最大或最小负荷时，只要中枢点电压维持在允许电压偏移范围内,某个值,或较小的范围内（如,1.025,U,N,1.05U,N,），,就可保证各负荷点的电压质量。这种,在任何负荷情况下，中枢点电压保持基本不变的调压方式,。,4、借改变发电机端电压调整,通过自动励磁调节装置,I,f,E,q,U,G,，,不需另增设备，简便可行且经济。,由发电机不经升压直接供电的地方负荷，实行逆调压,。发电机经多级变压向负荷供电时，仅借发电机调压往往不能满足负荷对电压质量的要求(,I,f,I,fN,），,这时需借助其他措施。,5、借改变变压器变比调压,双绕组变压器的高压绕组和三绕组的高、中压绕组有若干分接头可供选择，如有,U,N,5、U,N,22.5,或,U,N,42。,其中对应于,U,N,的分接头常称主接头或主抽头。,合理选择变压器的分接头也可调压。,6、借补偿设备调压,对 称 分 量 法,定义：三个不对称相量可用三组对称相量来表示,正序分量,零序分量,负序分量,合成,第一章 变配电所主要电气设备,变换,：,控制,：,保护,：,调节,：,电气设备的,功能,供电系统对电气设 备的,共同性要求,安全可靠的绝缘,电气设 备的,发展趋势,高可靠,高性能,小型化,组合化（模块化）,电子化,智能化,按供电系统工作要求来改变电压或电流,按供电系统工作要求来控制一次电路的通断,用来对供电系统进行过电流和过电压等的保护,用来补偿供电系统的无功功率，以提高系统的功率因数,一、概述,必要的载流能力,较高的通断能力,良好的机械性能,必要的电寿命,完善的保护性能,功能,：不仅能通断正常负荷电流，而且能接通和承受一定时间的短路电流，,并能在保护装置作用下自动跳闸，切除故障。,二、高压电气设备,弹簧操动机构,电磁操动机构,永磁,操动机构,操动机构：,(按合闸所需能量分),类型,(按灭弧介质分),油断路器,SF,6,断路器,真空断路器,（,一）高压断路器,QF,图形符号,结构,：触头装置、灭弧室、基座框架、传动机构（配操动机构）,以油作为灭弧介质 已逐步淘汰,以,SF,6,气体作绝缘介质和灭弧介质，可频繁操作,利用“真空”作绝缘和灭弧介质，可频繁操作,交流或直流操作电源，合闸所需能量小,直流操作电源，合闸,所需,能量大,直流操作电源，合闸,所需,能量小,续上页,真空断路器实物图片,绝缘套筒内有真,空灭弧室及触头,上接线端子,下接线端子,手车式框架,二次接线插头,功能,：主要对高压线路及电气设备进行短路保护，有的也具有过负荷保,护功能。,续上页,（,二）高压熔断器,FU,图形符号,原理,：当所在电路电流超过规定值并经一定时间后，熔体熔化汽化,生弧灭弧(电路分断),保护特性：,也称时间电流特性,结构,：金属熔体、熔体支持件,、,熔管及灭弧材料,限流特性,：在短路电流尚未达到冲击值之前,就切断电路,熔断器时间电流特性,具有反时限特点,续上页,高压限流熔断器实物图片,接线端子,绝缘子,安装卡座,金属管帽,瓷熔管,内有金属熔体与石英沙,熔断器底座,石英沙,熔断撞针,金属熔体缠绕在内瓷管上,瓷熔管剖面图,类型,：户内、户外高压限流熔断器,功能,：主要用来隔离高压电源以保证其他设备的安全检修。它没有专门,的灭弧装置，因此不允许带负荷操作。但它可以用来通断一定的,小电流电路等。,续上页,（,三）高压隔离开关,高压户内隔离开关实物图片,QS,图形符号,结构,：触头装置、绝缘瓷瓶、,底座及传动机构等,高压隔离开关一般,采用手力操动机构,类型,：户内、户外,功能,：能通断一定的负荷电流和过负荷电流，但不能断开短路电流，因,此它一般与高压熔断器串联使用，借助熔断器来切除短路故障。,续上页,QL,图形符号,QFS,图形符号,（,四,）,高压负荷开关,（,五,）,高压负荷开关限流熔断器组合电器,功能,：兼有负荷开关与限流熔断器的双重功能,结构,：,主要有产气式、压气式、真空式和,SF,6,式等结构类型,操动机构有手动和电动储能弹簧机构等形式。,结构：,高压负荷开关与限流熔断器串连组合,续上页,高压负荷开关限流熔断器组合电器,实物图片,限流熔断器,真空负荷开关,上接线端子,下接线端子,传动机构,弹簧脱扣机构,开关柜是金属封闭开关设备的俗称，是按一定的电路方案将有关电气设备组装在一个封闭的金属外壳内的成套配电装置。,续上页,（,六,）,高压开关柜,落地式,中置式,中压断路器的,置放,绝缘类型,空气绝缘金属封闭开关柜,SF,6,气体绝缘金属封闭开关设备,(,充气柜,),用户变配电所采用高压开关柜组合成高压配电系统。,结构类型,铠装式,间隔式,箱式,各室间用金属板隔离且接地，如,KYN,型和,KGN,型,各室间是用一个或多个非金属板隔离，如,JYN,型,具有金属外壳，但间隔数目少于铠装式或间隔式，如,XGN,型,断路器手车本身落地，推入柜内；,手车装于开关柜中部，手车的装卸需要装载车。,续上页,10,kV,中置式真空断路器手车柜实物图片（多台组合）,10,kV,负荷开关柜实物图片（一台）,功能,：它既能带负荷通断电路，又能在失压、短路和过负荷时自动跳闸，,其功能类似于高压断路器。,三、低压电气设备,（,一）低压断路器,结构,触头系统,（主触头及辅助触点,）,灭弧装置,脱扣器,自由脱扣机构及操作机构,（手柄操作、电磁铁操作、电动机操作）,热电磁式,电子式,智能式,用途：,配电用、电动机保护用、照明用、漏电保护用。,QF,图形符号,配电用断路器,类型：塑壳式断路器和框架式（万能式）断路器,2026年6月22日,51,洁明过滤系统,万能式断路器,实物图片,万能式断路器,万能式断路器（又称框架式断路器）一般有一个有绝缘衬垫的钢制框架，所有部件均安装在这个框架底座内。,续上页,智能控制器,手动储能手柄,分闸按钮,合闸按钮,抽屉框架,二次接线端子,分合闸指示,储能指示,万能式断路器主要安装在低压配电柜中作为进线开关、母联开关和大电流出线开关，用于控制和保护低压配电网络。,塑壳式断路器,塑料外壳式低压断路器（原称装置式断路器）的主要特征是有一个采用聚酯绝缘材料模压而成的外壳，所有部件都装在这个封闭外壳中，仅在壳盖中央露出操作手柄。,续上页,塑壳式,断路器,实物图片,手动操作手柄,上接线端子,分励脱扣按钮,下接线端子,塑壳式断路器通常装设在低压配电装置之中，作为配电线路或电动机回路的控制与保护开关,模数化微型断路器,t,I,0,I,r,熔断器时间电流特性,原理,：当所在电路电流超过规定值并经一定时间后，熔体熔化汽化,生弧灭弧(电路分断)。,续上页,（,二）低压熔断器,类型,刀形触头熔断器,，如,NT、RT16、RT17,系列,螺栓连接式熔断器,，如,RT12、RT15,系列,螺旋式熔断器,，如,RL6、RL7,系列,圆筒帽式熔断器，,如,RT14、RT30,系列等,FU,图形符号,功能,：主要对低压线路及电气设备进行短路保护，有的也具有过负荷保,护功能。,结构,：金属熔体、熔体支持件,、,熔管及灭弧材料。,保护特性：,具有反时限特点。,续上页,低压熔断器实物图片,刀型触头熔断体,瓷熔管,内有金属熔体与石英沙,熔断器底座,接线端子,安装卡座,圆筒帽式,熔断体,螺旋式熔断器,功能,：主要用来隔离低压电源。,续上页,QS,低压隔离开关实物图片,（,三）低压隔离开关,结构,：触头装置、绝缘子、底座及传动机构等。,低压隔离开关一般采用手力操动机构。,续上页,低压,熔断器组合电器,实物图片,QFS,（四）,低压熔断器组合电器,熔断器组合电器包括：,开关熔断器组（俗称负荷开关）,隔离器熔断器组,熔断器式开关（俗称刀熔开关）,熔断器式隔离器,功能,：用于供电系统的主电源与备用电源的自动转换或两台负载设备,的自动转换。,续上页,断路器转换型,ATS,图片,电动操作机构,低压断路器,控制单元,负荷开关转换型,ATS,图片,全密封转换型负荷开关,电动,控制单元,手动操作手柄,类型,负荷开关转换型,ATS,断路器转换型,ATS,（,五）自动转换开关电器,ATS,由一个或多个低压开关设备和相应的控制、测量、信号、保护、调节等电气元件或设备，以及所有内部的电气、机械的相互连接和结构部件组装成的一种组合体，称为低压成套开关设备,。,续上页,结构类型,（按开关安装方式分,）,固定式,结构简单、价格便宜,抽屉式,操作安全、易于检修及维护、更换故障开关容易,插拔式,仅主要元件（断路器）采用抽出式或插入式安装,组合式,小开关用抽屉式、大开关用插拔式,1、抽出式低压开关柜 主要有,GCL(K)、GCS、MNS,型等,可用作动力中心(,PC),和电动机控制中心(,MCC)。,2、固定分隔式开关柜 有,GLL(K),型等。,3、固定式开关柜 有,GGD、JK,型等。,用户变配电所采用低压开关柜组合成低压配电系统。,（,六,）,低压开关柜,续上页,GGD,型固定式开关柜,实物图片,进线柜,出线柜,固定柜 柜体,出线柜,MCC,GCS,型抽出式开关柜,实物图片,进线柜,出线柜,PC,抽屉柜 柜体,四、电流互感器与电压互感器,结构原理,：一次绕组串联在主电路中或 直接利用一次母线；二次绕组所接仪表、继电器均串联。,用来使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘,用来扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围,功能,I,2N,=5A,或1,A,（一）电流互感器(,CT),TA,TA,图形符号,电流互感器的基本结构和接线,1,-铁心 2-一次绕组 3-二次绕组,在工作时其二次侧不得开路,二次侧有一端必须接地,连接时要注意其端子的极性,使用注意事项,续上页,单匝式（包括母线式、心柱式、套管式）,多匝式（包括线圈式、线环式、串级式）,类型,准确度级,：测量用有,0.1,、,0.2,、,0.5,、,1,、,3,、,5,等级，,保护用有,5,P,和,10,P,两级。,高压电流互感器一般制成两个铁心和两个二次绕组，其中准确度级高的二次绕组接测量仪表，其铁心易饱和；准确度级低的二次绕组接继电器，其铁心不应饱和。,一次接线端子,二次接线端子,铁心,一次绕组,二次绕组,LQJ-10,高压电流互感器,实物图片,高压,CT,图形符号,低压电流互感器实物图片,二次接线端子,二次绕组,及铁心,一次母线穿孔,一次母线穿孔,续上页,（二,）,电压互感器,(,PT,),在工作时其二次侧不得短路,二次侧有一端必须接地,连接时要注意其端子的极性,使用注意事项,U,2N,=100,伏,结构原理,：,一次绕组并联在主电路中,二次绕组中仪表，继电器均并联连接,。,TV,TV,有的电压互感器具有3个绕组（有2个二次绕组），其图形符号为,TV,TV,图形符号,1,-铁心 2-一次绕组 3-二次绕组,电压互感器的基本结构和接线图,续上页,按相数分,：,有单相式和三相式；,按绕组数量分,：,有双绕组（如,JDZ-10,型）,和三绕组（如,JDZJ-10,型）,类型,（,环氧树脂浇注绝缘,）,准确度级,：有0.2、0.5、1、3等级。,一次接线端子,二次接线端子,铁心,一二次绕组,JDZ(J)-10,电压互感器实物图片,JDZ10-10(RZL),电压互感器,实物图片,第二章 变配电所的电气主接线,主接线是指由电力变压器、各种开关电器及配电线路，按一定顺序连接而成的表示电能输送和分配路线的电路，亦称主电路。,基本,要求,安全,可靠,灵活,经济,主,接线常用,主,接线图（,主,电路图）,表示，是用国家标准规定的电气设备图形符号并按电流通过顺序排列，表示供电系统、电气设备或成套装置的基本组成和连接关系的功能性简图。由于交流供电系统通常是三相对称的，故一次接线图一般绘制成,单线图,。,包括设备安全及人身安全,一次接线应符合一、二级负荷对供电可靠性的要求,用最少的切换来适应各种不同的运行方式，检修时操作简便，另外，还应能适应负荷的发展，便于扩建。,尽量做到接线简化、投资省、占地少、运行费用低。,一、主接线图及其要求,二、,电气主接线基本形式,（一）有母线的主接线,母线又称汇流排，起着汇集电能和分配电能的作用。,优点是简单、清晰、设备少，但可靠性与灵活性不高。,一般供三级负荷，两路电源进线的单母线可供二级负荷。,图,a,一路电源,图,b,两路电源一用一备,1、单母线接线,续上页,母线分段后，可提高供电的可靠性和灵活性。,单母线分段接线图,2,、单母线分段接线,两路电源一用一备时，分段断路器接通运行,。任一段母线故障，,分段断路器,可,在继电保护装置作用下自动断开。,两路电源同时工作互为备用（又称暗备用）时，分段断路器则断开运行。任一电源故障，分段断路器可自动投入。,续上页,双母线接线与单母线接线相比从结构上而言，多设置了一组母线，同时每个回路经断路器和两组隔离开关分别接到两组母线,WB1,、,WB2,上，两组母线之间可通过母线联络断路器,QF3,连接起来。,双母线接线图,3,、双母线接线,正常工作时一组母线工作（如,WB1,），,一组母线备用（如,WB2,），,各回路中连接在工作母线上的隔离开关接通，而连接在备用母线上的隔离开关均断开。,双母线接线能保证所有出线的供电可靠性，,用于有大量一、二级负荷的大型变配电所。,续上页,无母线主接线的特点，是在电源与出线或变压器之间没有母线连接。,图,1,为几种典型形式。其特点是接线简单，设备少，经济性好，适于只有一台主变压器的小型变电所。,图1,线路变压器组单元接线,（二）无母线的主接线,1,、,线,路,变,压器,组,单元,接线,图,c,中变压器的高压侧仅设置负荷开关，而未设保护装置。这种接线仅适于距上级变配电所较近的车间变电所采用。,图,d,是户外杆上变电台的典型接线形式，户外跌落式熔断器,FU,作为变压器的短路保护，也可用来切除空载运行的小容量变压器。,续上页,当有两路电源进线和两台主变压器时，可采用双回线路变压器组单元接线，再配以变压器二次侧的单母线分段接线，则可靠性大大提高，如图2所示。,图,2,双回线路变压器组单元接线,正常运行时，两路电源及主变压器同时工作，变压器二次侧母联断路器,QF3,断开运行。,一旦任一主变压器或任一电源进线故障或检修时，主变压器两侧断路器就在继电保护装置的作用下自动断开，母联断路器,QF3,自动投入，即可恢复整个变电所的供电。,双回线路变压器组单元接线可供一、二级负荷。,续上页,分内桥和外桥两种，如图所示。,桥式接线图,a),内桥,b),外桥,2,、桥式接线,能实现电源线路和变压器的充分利用，如变压器,T1,故障，可以将,T1,切除，由电源1和电源2并列给,T2,供电以减少电源线路中的能耗和电压损失,；,若电源2线路故障，可以将电源2切除，由电源1同时给变压器,T1,和,T2,供电，以充分利用变压器并减少其能耗。,三、,变配电所电气主接线典型方案,（一）变配电所电气主接线的设计与绘制,1、,电气主接线的设计,一般应遵循如右,步骤：,确定供电电源电压及其进线回路数,选择主变压器的台数、容量及型式,拟定可能采用的主接线形式,考虑所用电与操作电源的取得,确定电能计量方式,确定配电方式和无功补偿方式,选择高低压开关电器,确定相应的配电装置布置方案,通过技术经济比较，确定最终方案,2、电气主接线图,（主电路图）,的绘制,变配电所主接线中各进线、出线等开关设备及其联接关系通常作成标准高压开关柜和低压配电屏以供选用，因而主接线图的绘制应与柜、屏的实际布局相对应。绘制主接线图时，所有电气设备符号均表示处于不带电状态。,续上页,典型方案如图所示，变压器一次侧采用线路变压器组单元接线。,（二）,10,kV,变电所电气主接线典型方案,一次侧电,气,主,接,线,图,1、一路外供电源,（,1,）,装有一台变压器,二次侧电气主接线图,续上页,二次侧采用单母线接线。,续上页,典型方案如图所示，变压器一次侧,采用单母线接线,。,为测量高压侧电压和提供交流操作电源而设置的电压互感器，安装于进线柜体内（中置柜有此配置方案）,。,1、一路外供电源,（,2,）,装有两台或以上变压器,变压器一次侧电气主接线,图,二次侧采用单母线分段接线。低压配电屏采用抽出式柜，其插接头可起到隔离开关的作用。,两台变压器为互为备用运行方式，正常运行时，低压母联断路器断开,。,续上页,变压器二次侧电气主接线,图,续上页,典型方案如图所示，,已知,两路外供电源可供容量相同且可供全部负荷，采用一用一备运行方式，故,变压器一次侧采用单母线接线，而二次侧采用单母线分段接线。,2、两路外供电源,变压器一次侧电气主接线图,续上页,低压主接线仍采用单母线分段接线形式，低压进线柜放置在中间，而低压出线柜则放置在两侧，以便于扩建时添加出线柜；低压配电屏采用固定分隔式，断路器为插入式安装。,变压器二次侧电气主接线图,续上页,典型方案如图所示，变电所由,两路外供电源供电，其中电源,1,容量可供全部负荷，电源,2,容量可供部分重要的负荷,，,故采用单母线分段接线。,（三）,10,kV,配电所电气主接线典型方案,正常运行时，变电所由两路电源同时供电，母联断路器断开；当电源1线路故障或停电检修时，断开电源1进线断路器，接通母联断路器,则由电源2供电给重要负荷。,电气主接线图,第三章 继电保护简述,一继电保护的基本任务,1、,有选择性地将故障元件从电力系统中快速、自动地切除，使其损坏程度减至最轻，并保证最大限度地迅速恢复系统中无故障部分的正常运行。,2、,反应电气设备的异常运行工况，根据运行维护的具体条件和设备的承受能力，发出报警信号，减负荷或延时跳闸信号。,3、,根据实际情况，尽快自动恢复停电部分的供电。,二继电保护的基本内容,1,、电网,电流保护：输电线路发生短路故障时，电流突然增大，,利用电流突然增大来使继电器动作而构成的保护装置，称为电,流保护。,2、电网,距离保护：是反应保护安装处至故障点的距离，并根,据距离的远近而确定动作时限的一种保护装置，测量保护安装,处至故障点的距离，实际是在测保护安装处至故障处的距离。,3、电网的差动保护：线路差动保护是利用比较被保护单元,元件始末端电流的大小和相位的原理构成输电线路的保护。,4、电网的高频保护：是利用高频载波代替二次导线，传送线路,两侧电信号，原理与差动保护一样。,5、自动重合闸：用于解决瞬时性故障。,6、电力变压器的继电保护。分为油箱内部和外部故障。内部有,相间短路，绕组匝间短路和单相接地短路；外部故障包括引,线及套管处产生的各种相间短路和接地故障。,除此以外，还有同步发电机保护，高压电动机保护和母线保护等。,概念：原有的保护装置使输入的电流、电压信号直接在模拟量之间进行比,较和运 算处理，使模拟量与装置中的机械量或电气量进行 比较和,处理。微机保护 是将输入的电流、电压瞬时值变换为离 散的数字,量，送入处理器，按规定的算法和程序进行运算，并将运算的结果,随时与给定的数字量比较，做出 跳闸的依据。,要求：（1）满足可靠性、选择性、快速性、灵敏性的要求。,（2）,软、硬件结构要相对独立；它的工作不受监控 系统和其它子,系统的影响。,（3）具有故障记录功能,（4）察看,和授权修改保护整定值,方便,（5）,具有,故障自诊断、自闭锁和自恢复功能,（6）具有对时功能,（7）,具有,通信功能和标准的通信规约。,优点：（,1）灵活性强 （2）稳定性好（3）利用微机的记忆功能，可改,善保护性能,（4）体积小，功能全。,三微机保护,第四章,变配电站自动化与配电自动化概述,常规的变电站存在的问题：,安全性、可靠性不能满足电力系统发展的需求。,不适应电力系统快速计算和实时性要求。,供电质量缺乏科学的保证。,不利于提高运行管理水平。,维护工作量大，设备可靠性差。,占地面积大，增加征地投资。,变电站综合自动化的优势：,提高了变电站的安全、可靠运行水平。,提高电力系统的运行、管理水平和技术水平,缩小变电站占地面积，降低造价，减少总投资。,提高供电质量，提高电压合格率，降低电能损耗。,减少维护工作量。由于综合自动化系统中的微机保护装置和自动装置，都,具有故障自诊断功能，装置内部有故障，能自动显示故障部位，缩短了维,修时间,。,何为“四遥”,(1)遥测:测量变电站的电压 电流 功率 电量 频率 温度 档位等,按遥测的工作方式可分为循环传送遥测和问答传送遥测.,(2)遥信:远距离传送信号,对变电站断路器位置信号以及继电保护装置的动作信号等传送到远方装置.工作方式有:变位传送和循环传送遥信.,(3)遥控:远方拉合开关,便于调度人员及时 迅速地处理电力系统故障,以保证用电的安全可靠.,(4)遥调:远距离调节,如变压器分接头的调节,进线监控,配电管理系统,配,电,管,理,系,统,配电自动化,配电网,SCADA,系统,10,KV,开闭所、变电站自动化,馈线自动化,远方抄表与计费自动化,配电地理信息系统,需方管理,网络分析（潮流计算）,变压器巡检与无功补偿,高级应用,网络拓扑,负荷监控与管理,网络优化（负荷均衡、降低线损的网络重构、无功/电压优化）,短路电流计算,客户呼叫服务系统,工作票管理系统,调度员仿真调度系统,谢 谢 大 家！,