电力系统的接线相关知识.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,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,*,*,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,*,*,第二章 电力系统接线,电力系统接线,-,包含：,发电厂、变电所内,电气主接线,发电厂、变电所之间连接关系，即,电网接线。,电力系统接线主要性：,影响供电安全、可靠和经济性。,影响调度操作灵活及方便性。,影响电气设备选择。,影响故障工况下故障隔离、检修以及修复后供电恢复操作等。,电力系统的接线相关知识,第1页,2.1 电气主接线,基本概念,电气主接线,由发电厂,/,变电所主要高压电气设备,（发电机、变压器、断路器、隔离开关、母线等）,及连接线按照一定次序连接而成，用来接收和分配电能电路。,发电厂、变电所电气部分关键,。,又称：电气一次接线、一次电路、电气主系,统、主电路,电力系统的接线相关知识,第2页,2.1 电气主接线,电力系统的接线相关知识,第3页,电气主接线图,采取国家,要求设备图形符号及文字符号,，按电能产生、聚集和分配次序，表示出各设备连接关系电路接线图。,即,电气主接线图形表示,，普通用,单线图,-,简单、明了。,2.1 电气主接线,电力系统的接线相关知识,第4页,电力系统的接线相关知识,第5页,断路器QF：,含有专用灭弧装置，可开断或闭合负荷电流和自动开断短路电流，主要用作接通或切断电路控制开关。,隔离开关QS,：,无灭弧装置，其通断电流能力极低，仅在设备停运退出工作后，形成一定距离断口，确保停运设备与带电部分安全隔离，起隔离电压作用。,2.1 电气主接线,电力系统的接线相关知识,第6页,2.1 电气主接线,展现在下列图中控制屏上即葛洲坝二江电厂电气主接线方式图。,电力系统的接线相关知识,第7页,2.1,电气主接线,对电气主接线基本要求,电力系统的接线相关知识,第8页,2.1,电气主接线,对电气主接线基本要求,电力系统的接线相关知识,第9页,2.1,电气主接线,对电气主接线基本要求,四、其它,接线尽可能简单明了，倒闸操作步骤最少。,电力系统的接线相关知识,第10页,2.1,电气主接线,主接线基本形式,主接线三大基本步骤：,电源,（,发电机或变压器或高压进线,）,母线,出线,（馈线）,母线（汇流排中间步骤，在进出线较多时帮助聚集和分配电能。,优点：,使接线简单清楚，运行方便，利于安装和扩建。,缺点：,配电装置占地面积增大、使用开关设备增多。,电力系统的接线相关知识,第11页,两大类主接线形式,有汇流母线接线形式：,单母线接线,双母线接线,一台半断路器接线,(“3/2”,接线,),无汇流母线接线形式：,单元接线,扩大单元接线,桥形接线,（多）角形接线,2.1,电气主接线主接线基本形式,电力系统的接线相关知识,第12页,2.1,电气主接线,单母线接线,单母线接线图,QSL,QSW,电力系统的接线相关知识,第13页,单母线接线概述：,仅一组汇流母线；,每个电源和出线回路都经过断路器和隔离开关接至母线；,尽可能使负荷均匀分配在母线上，降低功率在母线上传输；,任一回路故障，该回路断路器能够切除该回路，而使其它电源和线路能继续工作；,（,QS4,接地刀闸,，检修线路或设备时合上，起,安全地线,作用。,),2.1,电气主接线单母线接线,电力系统的接线相关知识,第14页,2.1,电气主接线单母线接线,倒闸操作,将设备由一个状态（运行、检修或备用）改变为另一个状态操作,。,对接地刀闸、刀闸和断路器之间倒闸操作时，必须严格按一定次序进行。,与断路器配合时,，,隔离开关,严格遵照：,“先通后断”,标准,送电：,先合隔离开关，最终合断路器,断电：,先断断路器，再断隔离开关,电力系统的接线相关知识,第15页,2.1,电气主接线单母线接线,倒闸操作,示例：,线路,1,需,停电进行检修时,：,“逐层停电”,-,负荷侧到电源侧,（断开,QF2,确认,QF2,断开,断开,QS3,断开,QS2,合上,QS4,）。,线路1检修完,送电时,：,刚好相反，,“逐层送电”-电源侧到负荷侧（,拉开QS4检验确认QF2断开合QS2 合QS3 最终合QF2）。,电力系统的接线相关知识,第16页,2.1,电气主接线单母线接线,优点：,（,1,）接线简单、明了；,（,2,）采取设备少、投资省；,（,3,）操作方便、,配电装置建造轻易，,便于扩建。,缺点：,可靠性、灵活性较差,-,表现在：,（,1,）母线、母线隔离开关故障或检修，都必须全厂、站,长时间,停电；,（,2,）,检修出线回路断路器时，该回路必须停电。,适用：,可靠性、灵活性要求不高小容量配电装置，普通仅一台发电机或变压器且,出线回路不宜过多,。,电力系统的接线相关知识,第17页,2.1,电气主接线单母线接线,电力系统的接线相关知识,第18页,2.1,电气主接线单母线接线,可用断路器（隔离开关）将汇流,单母线分段,；,运行方式：,两段母线能够,并列或分裂,运行，运行方式较灵活。,（,正常时并列运行,，即分段开关合上，可靠性高。）,分段数目标考虑：,取决于,电源容量和数量,，多数情况下，,分段数等于电源数量,。,另：引出线在各分段上分配时，应该尽可能使,母线各分段授、受功率平衡，,防止母线上过多功率流动。,电力系统的接线相关知识,第19页,2.1,电气主接线单母线接线,单母分段优点：,可轮番检修一段母线，减小停电范围；,主要用户可从不一样分段实现双回路供电,；,提升了供电可靠性。,单母分段缺点：,当检修出线断路器时，该回路仍须停电。,适用：,6,220kv,变电所或中、小容量发电厂,6,10kv,接线。,电力系统的接线相关知识,第20页,2.1,电气主接线单母线接线,思索,：,假如采取隔离开关分段，某段母线故障时，停电情况怎样？跟采取断路器分段相比较。,当某段母线故障时，继电保护使QF1及故障电源相关断路器自动跳闸，只故障段停电完好段不停电；,若用分段隔离开关分段，当某段母线故障时，,全部短时停电，拉开分段隔离开关后，完好段可快速恢复供电,。,电力系统的接线相关知识,第21页,2.1,电气主接线单母线接线,电源侧断路器是否接入旁母线？,依据实际需要决定,电力系统的接线相关知识,第22页,2.1,电气主接线单母线接线,单母带旁母运行方式：,正常运行时：,旁母不带电，,QF2,断开，相当单母运行。,电力系统的接线相关知识,第23页,2.1,电气主接线单母线接线,检修出线,L3,断路器时：,先检验旁母,（合,QF2,，试充电）；,旁母无故障话，,带上旁母,（合上,QS3,）,-,出线此时能从主母线和旁母同时取得电源,；,最终退出要检修断路器,QF1,，接着断开,QS2,、,QS1,；,整个倒闸过程中，,用户不会停电,。,（示例：,单母带旁母接线，不停电检修出线断路器倒闸操作过程演示。）,适用：,110kv及以上高压配电装置，出线回路数较多或对供电可靠性有特殊要求情形。,电力系统的接线相关知识,第24页,QF1,兼作分段和旁路断路器,，,两段汇流母线均可带旁母,。,特点：,相对节约了投资，含有较高可靠性、灵活性，但接线较复杂。,适用：,出线回路数较多，容量不佷大中小型发电厂以及,35110kV,变电所。,2.1,电气主接线单母线接线,单母分段带旁母,电力系统的接线相关知识,第25页,2.1,电气主接线,双母线接线双母线接线图，以下所表示：,每一回路设一台断路器；,每一电源和线路断路器都经过,两组隔离开关,分别连接到两组母线上；,两组母线经过,母联断路,器QF,相连,。,母联断路器,电力系统的接线相关知识,第26页,2.1,电气主接线,双母线接线,双母接线运行方式,两类三种,标准运行方式,/,固定连接运行方式,（正常运行方式）：,母联闭合，电源、负荷平均分配在两组母线上；双母线同时并列运行，最惯用。,（,相当于,单母分段）,母联断路器,电力系统的接线相关知识,第27页,2.1,电气主接线,双母线接线,非标准运行方式,：,一组母线运行，另一组母线备用,（,相当,单母线，多在检修母线时采取）,；,双母同时运行，但母联断开，进出线分别接于两组母线上（“,分裂运行,”，可降低短路电流。）,母联断路器,电力系统的接线相关知识,第28页,2.1,电气主接线,双母线接线,优点,:,供电可靠性高,，即：,轮番检修主母线时，全部用户不会停电（隔离开关“先合后拉”,“,热倒,”）；,检修任一回路母线隔离开关时，,只影响该回路及其相连母线供电（,其它电路均可经过另一组母线继续运行）；,3）,任一母线若故障，能利用正常母线使无故障线路快速恢复供电（隔离开关“先拉后合”“,冷倒,”）；,调度灵活,（运行方式多样化）,扩建方便,电力系统的接线相关知识,第29页,2.1,电气主接线,双母线接线,主要缺点：,工作母线故障该母线上全部回路仍将短时停电；,在母线检修或故障时，需要用隔离开关来操作切换电路，易引发误操作；,配电装置结构较复杂，占地面积较大；,母线隔离开关数目大大增加，接线复杂,。,适用：,出线回路或母线电源数目多、大容量主要变电站和水电厂。,电力系统的接线相关知识,第30页,2.1,电气主接线,双母线接线,为了克服双母接线缺点：,电力系统的接线相关知识,第31页,2.1,电气主接线,双母线接线,特点：,兼具单母分段和双母接线特点；,运行方式多样、灵活；,但母联、分段断路器均随分段数目而增加。,分段数目：,取决于主母线负荷大小及出线回路数（如,220KV,回路数，若,10,14,回，双母三分段；,15,回及以上，双母四分段）。,适用：,6,10kv,机压母线负荷,24MW,（分段处加装限流电抗器以限制短路电流），或,220kv,及以上进出线回路数较多时。,电力系统的接线相关知识,第32页,2.1,电气主接线,双母线接线,双母带旁母接线,-,含有,专用旁路断路器,双母带旁路母线接线,电力系统的接线相关知识,第33页,2.1,电气主接线,双母线接线,双母带旁母接线优点：,检修接入旁路出线断路器，该回路不会停电；,运行操作方便。,缺点：,投资、配电装置体积增加；,继电保护整定复杂。,普通适用：,110kV,及以上高压配电装置，对出线回路供电可靠性有特殊要求时；,110KV,出线,6,回及以上，220KV,出线,4,回及以上时，宜采取带专用旁路断路器旁路母线。,电力系统的接线相关知识,第34页,双母线接线,在出线回路数较少时，为了省投资，有时也可,将母联和旁路断路器合二为一,，仅须增加一组隔离开关。,电力系统的接线相关知识,第35页,2.1,电气主接线,一台半断路器接线,（,“特殊双母线接线”,）,电力系统的接线相关知识,第36页,2.1,电气主接线,一台半断路器接线,正常运行方式：,全部QF闭合，两组母线同时工作，形成多环形供电，运行调度非常灵活可靠。,“,3/2接线,”,两组母线，每一回路经一台QF接至一组母线；,两个回路间有一台,QF联络,，组成一个,“串”,电路；,每回进出线都与两台QF相连，而,同一“串”,支路,两条回路共用三台断路器,。,电力系统的接线相关知识,第37页,2.1,电气主接线,一台半断路器接线,多环形供电，运行可靠灵活。,电力系统的接线相关知识,第38页,2.1,电气主接线,一台半断路器接线,3/2,接线优点：,运行灵活可靠。,兼有环形和双母接线优点；,正常运行时成环形供电，任一组母线发生短路故障，均不影响各回路供电。,操作方便。,任一台断路器或母线检修，只需拉开对应断路器及隔离开关，各回路仍可继续运行。,隔离开关仅作检修隔离电压操作，不易误操作。,电力系统的接线相关知识,第39页,2.1,电气主接线,一台半断路器接线,缺点：,二次接线和继电保护比较复杂；,用断路器多，投资较大。,适用：,大型厂、所超高压配电装置（,330,500kv,）,尤其是多回路、超高压（,500,750kv,）、远距离送电时应用。,电力系统的接线相关知识,第40页,2.1,电气主接线,发电机,-,变压器,单元接线,发电机与变压器,直接串联,成一个单元（亦称,发变组,），其间没有横向联络，称为,发电机,-,变压器单元接线,（简称,单元接线,）,。,电力系统的接线相关知识,第41页,2.1,电气主接线,发电机,-,变压器单元接线,适用：,将发电机发出全部电能以升高电,压（,35KV,以上）输入电网大中型电厂中。,依据采取变压器不一样，又可分为：,发电机,-,双绕变单元接线,只有一个升高电压级；,发、变直接相连,，机端电压侧不设母线，,可不装设,QF,或,QS,；,发电机与变压器,容量应相当,；,为了发电机检修后调试方便，,亦可,在发电机出口,装设,QS,。,电力系统的接线相关知识,第42页,2.1,电气主接线,发电机,-,变压器单元接线,发电机,-,三绕（或自耦）变单元接线,有两个升高电压级；,发电机和变压器之间应,装设断路器,-,为了在发电机停顿工作时，还能保持高压和,中压电网之间联络。,优点：,接线简单清楚，设备少，投资少，操作简便，继电保护简化。,缺点：,当一组单元中某个元件故障或检修时，整个单元将停顿运行。,电力系统的接线相关知识,第43页,2.1,电气主接线,发电机,-,变压器扩大单元接线,采取,多台发电机与一台变压器相连,接线称为,扩大单元接线,。,当变压器一个绕组(通常是低压绕组)，分成相同若干部分，这些部分在电路上不相连，而 仅有微弱磁联络（磁路上仅有涣散耦合）-,分裂变压器,。,(分裂每一部分叫分裂变压器一个支路),？三绕变？,双分裂,电力系统的接线相关知识,第44页,2.1,电气主接线,发电机,-,变压器扩大单元接线,与单元接线相比：,为了适应机组,独立开停,需要，,每一发电机回路都须装设断路器,。,降低了主变、主变高压侧断路器数量，简化了高压侧接线，节约了投资和场地。,适用：,在我国许多大中型电厂（没有机端电压负荷）取得了广泛应用，如葛洲坝大江电厂。,电力系统的接线相关知识,第45页,2.1,电气主接线,桥形接线,当只有两台主变和两条线路时,若采取两组单元接线，当线路或变压器发生故障或检修时，变压器,-,线路单元将整个停顿工作，供电可靠性很低；,如在两组单元之间增加,横向联络,-,桥电路,，即组成,桥形接线,。,电力系统的接线相关知识,第46页,2.1,电气主接线,桥形接线,内桥接线,桥靠近变压器侧,主变故障或检修时：,线路将暂时停电，需要进行操作恢复。,线路故障或检修时：,变压器能继续运行，其余三个回路供电不受影响。,适用：,变压器无需经常切换，线路较长（故障几率多）情形，如火电厂。,电力系统的接线相关知识,第47页,外桥接线,桥靠近线路侧,主变故障或检修时：,其余三回路能够继续工作，,线路不会停电。,线路故障或检修时：,需停主变，须要进行操作使变压器恢复供电。,适用：,变压器需频繁进行投切操作,（如水电站，发电机组经常开停机，经常投入和切除变压器）,线路较短,或系统有穿越功率经过情形。,2.1,电气主接线,桥形接线,电力系统的接线相关知识,第48页,2.1,电气主接线,桥形接线,缺点：,检修断路器时，线路或主变要停电；,桥断路器故障或检修，全厂分列为两部分；,可靠性不高。,优点：,最省断路器（只用了,3,台，而一样,4,回路单母接线需要,4,台）、,接线简明、经济；,无母线，配电装置简单，占地小；,有一定灵活性，易发展为单母分段或双母接线。,适用：,双进双出回路、较小容量发电厂和变电所，也可,作为大型电站早期过渡接线。,电力系统的接线相关知识,第49页,2.1,电气主接线,（多）角形,/,环形接线,角形接线特点,将断路器和隔离开关相互连接，而成,闭合单环形,，且每一台断路器两侧都有隔离开关；,由隔离开关之间送出回路，表现出来，,各支路接于环顶点,；,当前多为三角形、四角形接线。,注意：,正常要求,保持闭环,运行；,电源与出线回路应,交替布置,。,电力系统的接线相关知识,第50页,优点：,所用设备少，投资省，运行灵活性和可靠性很好。,断路器数目与回路数相同,，比单母分段和双母接线均少用一个断路器，较经济；,正常情况下为,双重连接,，任一断路器检修都不中止送电；,任一回路故障仅该回路断开，其余回路不受影响，可靠性较高。,2.1,电气主接线（多）角形,/,环形接线,电力系统的接线相关知识,第51页,缺点：,故障后或检修环内任一开关电器，均不得不,开环运行,（,开、闭环两种工况，流过设备电流不一样，给设备选择带来困难,）；,继电保护装置整定复杂。,适用范围：,仅适合于容量不大、进出线,3,5,回,110KV,及以上配电装置。,不便于扩建，适于一次性规划完成，且不宜大于六角。,2.1,电气主接线（多）角形,/,环形接线,电力系统的接线相关知识,第52页,2.1 电气主接线经典水电厂主接线图示例,扩大单元,3/2,双母带旁母,单元,电力系统的接线相关知识,第53页,2.1,电气主接线,主接线方式汇总,主接线方式,有汇流母线,无汇流母线,单母线,双母线,简单单母,单母分段,单母带旁母,单母分段带旁母,简单双母,双母分段,双母带旁母,单元接线,扩大单元接线,桥形接线（内桥、外桥）,多角形接线,3/2接线（一台半）,电力系统的接线相关知识,第54页,2.2,电力设备及其选择普通标准,电力设备选择普通性标准：,必须满足供电系统,正常工作条件下,和,短路故障条件下,工作要求：,绝缘安全可靠,工频最高工作电压长久作用、内外部短时过电压；,一定过负荷能力,；,正常,工作电流下能,长久安全工作,，发烧不超允许温升；,短路时含有,足够动稳定和热稳定性能,，不致损坏。,性能可靠、结构简单、经济,。,电力系统的接线相关知识,第55页,2.2,电力设备及其选择普通标准,-,母线、电缆、绝缘子,一、母线,定义：,发电厂、变电所各级电压配电装置母线,，各种电器间连接线，电力设备与配电装置母线间连接线，均可,统称为母线,。,作用,：,连接各种电力设备、聚集分配和传送电能。,电力系统的接线相关知识,第56页,2.2,电力设备及其选择普通标准,-,母线、电缆、绝缘子,母线合理选择主要性：,正常时，,经过较大功率,；,短路故障时，承受,很大热效应和电动力效应,；,必须慎重选择，以确保系统安全、经济运行。,电力系统的接线相关知识,第57页,2.2,电力设备及其选择普通标准,-,母线、电缆、绝缘子,1,）母线选材：,铝、铜、钢,普通为铝或铝合金导体，屋内、外配电装置均优先采取；,铜次之，适于,有腐蚀性气体或出线走廊狭窄,（发电机端部）场所；,钢实际较少用，可用于电压互感器和小容量变压器高压侧。,2,）母线应用形式：,普通均以裸露形式应用，常称,裸母线,。,但当工作电流大于,8000A,或空间狭窄时，要求采取,封闭母线,。,电力系统的接线相关知识,第58页,2.2,电力设备及其选择普通标准,-,母线、电缆、绝缘子,分相封闭母线,：,有别于大多传统,裸露式,结构（易于受外界影响，如表面积灰和易发相间短路等），每相母线各封装在单独外壳内，外壳两端用短路板连接；,惯用于20万KW及以上大型机组出口（连至变压器）。,发电机端狭窄空间铜管母线安装效果图,电力系统的接线相关知识,第59页,2.2,电力设备及其选择普通标准,-,母线、电缆、绝缘子,1、矩形,优缺点：散热好，有一定机械强度，便于安装；但集肤效应较大。,普通适用：35kv及以下、电流4000A及以下配电装置中。,实用办法：,为了减小其集肤效应，单条矩形截面S1200mm,2,；,工作电流很大时，每相可用23条矩形母线并列使用。,3）母线截面形状选择,基本标准：,集肤效应系数应尽可能小、散热良好，机械强度高，安装、连接便利。惯用导体截面：,矩形、圆管形、槽形,、,绞线圆形,。,电力系统的接线相关知识,第60页,系统中实际采取布置方式：,三种,水平布置，导体竖放,散热好，载流量大，但机械强度较低；,水平布置，导体平放,反之；,垂直布置，导体竖放,兼顾前两种优点，但配电装置高度将增加。,注意：,矩形导体散热和机械强度与其布置方式相关。,2.2,电力设备及其选择普通标准,-,母线、电缆、绝缘子,导体布置方式应视以下原因而定：,载流量大小、短路电流水平以及配电装置详细情况。,电力系统的接线相关知识,第61页,2,、槽形,特点：机械强度好，载流量大，集肤效应系数较小。,普通适用：,35kv,以下，,4000,8000A,配电装置中。,3,、圆管形,特点：集肤效应系数小，机械强度高，管内可通水或通风（室内和室外气压差，能自然形成热空气对流）,散热条件好,。,普通适用：,8000A,以上大电流配电装置。,另外，,又一优点,：表面光滑，,电晕放电电压高,即不易产生电晕。,适用：,110KV,及以上屋外配电装置。,2.2,电力设备及其选择普通标准,-,母线、电缆、绝缘子,电力系统的接线相关知识,第62页,前述几个截面母线又常统称,硬母线,按材料不一样，硬母线分为,硬铜母线、硬铝母线、铝合金母线,等；,按截面形状不一样，又分矩形、圆管形和槽形等结构。,除圆管形外，,多用于,35kv,及以下屋内配电装置,。,4,、绞线圆形：,即多股铜绞线或,钢芯铝绞线,软母线,特点：耐张性能比单股母线好，一样载流量比单股母线直径大，机械强度较大。,普通适用：,35KV,以上屋外配电装置,。,2.2,电力设备及其选择普通标准,-,母线、电缆、绝缘子,电力系统的接线相关知识,第63页,惯用硬母线截面形状图：,2.2,电力设备及其选择普通标准,-,母线、电缆、绝缘子,电力系统的接线相关知识,第64页,2.2,电力设备及其选择普通标准,-,母线、电缆、绝缘子,电力系统的接线相关知识,第65页,2.2,电力设备及其选择普通标准,-,母线、电缆、绝缘子,硬母线需要涂上,不一样颜色油漆,，以帮助,识别相序,：,三相交流：,A,相,黄色,；B,相,绿色,；,C,相红色,双极直流：,正极红色；负极,蓝色,中性线：,接地中性线,紫色,；不接地中性线,白色,另外，,着色还能够,：,增强热辐射能力，利于散热；钢母线还可预防生锈。,电力系统的接线相关知识,第66页,二、电力电缆,-,传送和分配电能一个,非裸露,特殊导线。,电力电缆组成,-,三大部分：,电缆线芯,-,铜或铝绞线,绝缘层,-,相间及对地绝缘，油,浸纸、塑料、橡皮等。,保护层,-,防止电缆受到机械损伤，,预防绝缘受潮和绝缘油流出。,内保护层,须严格密封，分铅包和铝包两种。,外保护层,可细分为衬垫层、钢铠层和外皮等。,2.2,电力设备及其选择普通标准,-,母线、电缆、绝缘子,电力系统的接线相关知识,第67页,电力电缆选型,包含,芯线材料、芯数、电缆绝缘型式、保护层结构,等。,详细问题详细分析，如：,芯线有铜芯和铝芯，国内工程多用铝芯电缆；,动力电缆常采取三芯或四芯；,直埋地下普通选钢带铠装电缆；,潮湿或腐蚀场所选取塑料护套电缆；,2.2,电力设备及其选择普通标准,-,母线、电缆、绝缘子,电力系统的接线相关知识,第68页,除,110KV,及以上常采取充油单芯电缆外，普通多采取三相铝芯电缆等。,2.2,电力设备及其选择普通标准,-,母线、电缆、绝缘子,电力系统的接线相关知识,第69页,电力电缆特点：,优点：,防腐、防潮、防损伤、不易故障；,布置紧凑（占地少）、美观、敷设方式灵活。,缺点：,散热差、载流量小；,有色金属利用率低、价格贵；,敷设、维护及故障检修较复杂。,2.2,电力设备及其选择普通标准,-,母线、电缆、绝缘子,电力系统的接线相关知识,第70页,2.2,电力设备及其选择普通标准,-,母线、电缆、绝缘子,三、绝缘子,（“绝缘瓷瓶”）,绝缘子用途：,用来,固定和支持载流裸导体,，确保裸导体,对地绝缘,及其在短路电流经过时,动稳定性,。,对绝缘子性能要求：,足够,绝缘强度与机械强度,耐热、耐潮湿,多灰尘或有害气体地域，要求突出防污秽性能（-,防污绝缘子,）。,电力系统的接线相关知识,第71页,绝缘子分类,按其使用场地分：,电站用绝缘子、电器用绝缘子、线路绝缘子,按绝缘子形式分：,支柱绝缘子,支持和固定裸导体（常为屋内外配电装置硬母线或电器载流部分），并使导体与地绝缘；,套管绝缘子（,又称,穿墙套管）,裸导体穿过墙壁或楼板时，使得导线间、导线与墙壁或楼板间绝缘；,悬式绝缘子,固定屋外配电装置中软母线以及架空输电线导线。,2.2电力设备及其选择普通标准-,母线、电缆、绝缘子,电力系统的接线相关知识,第72页,高压母线式穿墙瓷套管,悬式钢化玻璃绝缘子,悬式瓷绝缘子,2.2电力设备及其选择普通标准-,母线、电缆、绝缘子,绝缘子选型：,多项选择取支柱绝缘子；,若是软母线或架空输电导线，可采取悬式绝缘子；,当需要穿墙过板时，采取套管绝缘子。,电力系统的接线相关知识,第73页,户内支柱瓷绝缘子户外棒型支柱瓷绝缘子,户外支柱钢化玻璃绝缘子,2.2电力设备及其选择普通标准-,母线、电缆、绝缘子,电力系统的接线相关知识,第74页,2.2,电力设备及其选择普通标准,-,高压断路器（,circuit breaker,）,-,高压开关设备中,最主要,开关电器。若无尤其说明，系统中所称,“开关”多指断路器,。,特点：,灭弧能力很强,，能在保护装置作用下,自动跳闸、重合闸,，及时,排除故障,，及时恢复正常运行。,弧光放电即电弧：,高温、高导电率,游离气体，,气体放电,一个形式。,开关在,切断电路瞬间，动静触头间介质快速游离，存在一定浓度带电质点即形成电弧，使得电流继续流通。,电弧产生强度与开断回路电压高低、电流大小相关。,电力系统中超强高压电弧视频,电弧特点,电弧本质,电力系统的接线相关知识,第75页,2.2,电力设备及其选择普通标准,-,高压断路器（,circuit breaker,）,高压断路器功效：,能切断正常负荷电流；,能屡次快速通、断短路电流，并切除故障线路；,兼控制和保护双重担务。,高压断路器类型：,普通均按,灭弧介质,不一样来分类,-,油断路器、压缩空气、固体产气,SF,6,、真空等,电力系统的接线相关知识,第76页,2.2,电力设备及其选择普通标准,-,高压断路器（,circuit breaker,）,油断路器：又分,多油、少油断路器,多油断路器,-,以绝缘油为,灭孤介质,及主要,绝缘介质,高压断路器。,优点：,结构简单、工艺要求低、使用可靠，气候适应性强。,缺点：,体积大、用钢材和绝缘油都比较多，在电压 较高时尤其如此，增大了火灾和爆炸危险性。,适用：,已逐步被,少油,断路器代替，当前只存在 于,35kv,配电网,中。,电力系统的接线相关知识,第77页,2.2,电力设备及其选择普通标准,-,高压断路器（,circuit breaker,）,少油断路器,-,绝缘油仅作,灭孤介质。,用油量少，体积轻巧。,户内式少油断路器多用于,10,35kV,户内配电装置中。,户外式少油高压断路器多用于,35kV,及以上系统中。,SW6-110型断路器外形图,电力系统的接线相关知识,第78页,2.2,电力设备及其选择普通标准,-,高压断路器（,circuit breaker,）,SF6,断路器：,-,利用,SF,6,气体作为灭,弧和绝缘介质,一个断路器。,70,年代开始应用，当前主导。,SF,6,断路器突出优点,结构紧凑、省空间（,SF,6,良好绝缘性能，降低装置电气距离）；,带电部件等全封闭，运行安全、可靠；,切断性能好，断流能力强，动作快速；,操作噪音极低，适于居民区；,无易燃、易爆物质，适于户内及矿区；,结构极简单，重量较轻，具优良抗震能力。,电力系统的接线相关知识,第79页,2.2,电力设备及其选择普通标准,-,高压断路器（,circuit breaker,）,SF,6,断路器缺点：,对结构密封性、元件加工精度及,SF,6,气体质量要求很高；,造价高，维护困难。,适用：,220KV,及以上系统,广泛应用,电力系统的接线相关知识,第80页,2.2,电力设备及其选择普通标准,-,高压断路器（,circuit,breaker,）,真空断路器,-,利用,“真空”作为灭弧和绝缘介质,，有前途。,“真空”：,相正确,，气体压力,10,-4,mmHg,空间。,几乎无任何气体分子可供游离导电、少许导电离子易于扩散，绝缘强度极高。,真空断路器特点：,开断能力可达,50KA,；,灭弧速度快，介质绝缘强度恢复快；,电弧能量小、触头损耗小，开断次数多；,无噪声、火灾及爆炸危险；,全封闭灭弧结构，体积小，维护简便。,电力系统的接线相关知识,第81页,2.2,电力设备及其选择普通标准,-,隔离开关,隔离开关-（又叫隔离,刀闸,，,系统习惯）是一个,没有灭弧装置,开关设备。,用来关合、开断,有电压、无负荷,线路；,隔离,设备与高压电源，便于,安全,检修和试验作用。,与断路器配合使用，由断路器来关合、开断电流,。（常配机械或电气连锁装置）,电力系统的接线相关知识,第82页,2.2,电力设备及其选择普通标准,-,隔离开关,切记,：,隔离开关不能用来切断负荷电流或短路电流！,“,带负荷拉隔离开关,”严重事故：,在高压作用下，断开点将产生,强烈电弧,，并,极难自行熄灭,；,甚至可能造成“,飞弧,”,（相对地或相间,短路,），,烧损设备，危及人身安全,。,电力系统的接线相关知识,第83页,2.2,电力设备及其选择普通标准,-,隔离开关,隔离开关主要作用：,（,1,）分闸后形成,显著可见断口，,建立足够可靠绝缘间隙，将停役电气设备与带电电网隔离，以形成,安全检修环境,；,（,2,）在断口两端近乎,等电位时,，可依据运行需要分、合闸来,切换线路,，以改变系统运行方式；,（,3,）,可操作一些很小电流电路,，比如：电压互感器、避雷器、无负荷母线、小容量空载变压器、无负荷或小负荷线路等。,电力系统的接线相关知识,第84页,2.2,电力设备及其选择普通标准,-,隔离开关,经典35千伏V型隔离开关视频演示,电力系统的接线相关知识,第85页,2.3,电力网接线及中性点接地方式,2.3.1,电力网接线,电网接线图：,反应电力网各节点间电气连接关系图形表示方法。,按供电可靠程度分类：,无备用,接线（,开式网,）,-,（单回路）放射式、干线式、链式网络,有备用,接线（,闭式网,）,-,（双回路）放射式、干线式、链式及环式、两端供电网络,电力系统的接线相关知识,第86页,2.3.1,电力网接线,-,无备用接线（开式网）,无备用接线-,只能从单一方向一条线路取得电能。,优点：,简单明了，运行方便，投资少。,缺点：,可靠性低，多用于向普通负荷供电,。,（设置单独备用电源-少许一类 或 采取自动重合闸-二类负荷）,电力系统的接线相关知识,第87页,2.3.1,电力网接线,-,有备用接线（闭式网）,有备用接线-,能从两个或以上方向取得电能。,电力系统的接线相关知识,第88页,2.3.1,电力网接线,-,有备用接线（闭式网）,优缺点,双回路：,可靠性提升，运行操作方便；,费用增加。,环形：,可靠性、经济性很好；,环网节点多时，运行调度复杂。,两端供电式：,可靠性等价于双电源环网；,最常见，但须有两个或以上独立电源。,注意,因为在系统负担,职能,不一样、对供电,可靠性要求,不一样，,输电网、配电网,对接线方式要求有所区分。,电力系统的接线相关知识,第89页,2.3.1,电力网接线电力网接线方式小结,电力网接线,开式网（无备用）,闭式网（有备用）,放射式,干线式,链式,双回路放射式、干线式、链式,环式,两端供电式,电力系统的接线相关知识,第90页,2.3.2 中性点运行方式,中性点：,星形接线三相变压器或发电机绕组公共点。,电力系统中性点运行方式,:,大电流接地系统（直接接地系统）：,中性点直接接地,或经低阻抗接地；,小电流接地系统（非直接接地系统）,:,中性点不接地、经消弧线圈接地或经高阻抗接地。,采取最广泛是,中性点不接地、中性点经消弧线圈接地,和,中性点直接接地,三种方式。,电力系统的接线相关知识,第91页,2.3.2,中性点运行方式,(,一,),中性点不接地,系统正常运行时：,三相电压对称，大地中无电流流过，各相对地电压即为各相相电压。,单相接地故障,（,如,A,相,）：,A,相,对地电压变为零,，即接地相与大地同电位；,B,、,C,相对地电压均,升高为线电压,；,单相接地短路电流 其模值为：,电力系统的接线相关知识,第92页,2.3.2,中性点运行方式,(,一,),中性点不接地,即为,正常运行时相线对地电容电流,3,倍,，,数值普通不大,。,中性点不接地系统中单相接地短路特点：,线路线电压不变，三相用电设备仍能照常运行；,电源不会被短接，,系统可带故障运行,(2h),，供电可靠性高,；,非故障相对地电压将上升 倍,，故各相对地绝缘水平也必须按,线电压,设计，绝缘费用增加。,电力系统的接线相关知识,第93页,2.3.2,中性点运行方式,(,一,),中性点不接地,当线途经长或电压等级很高时，较大，接地处,电弧极难自行熄灭,；,可能引发相对地过电压，其数值可达,(2.53),相电压，轻易引发另一相对地击穿，发展成两相接地短路。,为此，这类系统,须对 进行限制,：,在,36kV,电网中，不允许大于,30A,，不然电弧难熄灭；,10KV,电网，不允许超出,20A,；,在,3560kV,电网中，不得大于,10A,。（因为电压较高，电弧更难自行熄灭）。,电力系统的接线相关知识,第94页,2.3.2,中性点运行方式,(,二,),经消弧线圈接地,当 超出上述允许值时，可用中,性点经消弧线圈接地,方法，对接地短路电流进行限制。,消弧线圈,主要由带气隙铁芯和套在铁芯上绕组组成，放在充满变压器油油箱内；,其绕组电阻很小，,电抗很大，,故其可直接,用,L,表示,。,消弧（赔偿）原理：,利用消弧线圈感性电流来赔偿接地短路容性电流。,即接入消弧线圈后，短路处电流将变为对地,电容电流,和流过,L,电感电流,之和，二者刚好,相位相反，相互抵消,。,电力系统的接线相关知识,第95页,2.3.2,中性点运行方式,(,二,),经消弧线圈接地,注意：,理论上：,若选取一定,L,值，可能两相位相反电流刚好相等，即有 为零完,全,调谐,/,赔偿,。,实际上：,因为全赔偿运行可能引发,中性点电位偏移问题,(,谐振过电压,),，消弧线圈电感,L,取值有所限制，普通工作在,过赔偿,状态。,总之：,消弧线圈可使接,地处电流大大减小、电,弧自动熄灭，还可减轻对,附近绝缘微弱线路影响。,感性电流大于容性电流（反之，称,欠赔偿,）,选取原因：,不会因线路切除或系统频率降低而形成全赔偿而产生谐振过电压；电网发展线路加长时，不需马上增加赔偿容量。,电力系统的接线相关知识,第96页,2.3.2,中性点运行方式,（三）中性点直接接地,中性点电位在电网任何工作状态下均保持为零，即,无零序电压,（三相参数完全对称）,。,单相接地故障时直接经过,接地点、大地和中性点短路,，故障相,电源被短接,；,单相接地短路电流数值最大,，对附近线路干扰大，将引发断路器跳闸而,停电,。,可,装设自动重合闸装置,-,在系统单相接地线路切除后，马上自动重合，再试送电一次；如为暂时性故障，送电即可恢复。,电力系统的接线相关知识,第97页,优点：,发生单相接地故障时，非故障相,对地电压不会升高,；,各相对地,绝缘,水平即,可按相电压考虑,（电网电压愈高，,经济效果,愈大）；,因为接地短路电流很大，继电保护实现比较轻易，且继保装置反应快速、可靠。,适用：,110kV,及以上系统,，可降低线路和设备绝缘费用，简化继保装置。,2.3.2,中性点运行方