電力系統(tǒng)基礎知識培訓課件

1、電力系統(tǒng)基礎知識綜合自動化系統(tǒng)培訓講座電力系統(tǒng)基礎知識綜合自動化系統(tǒng)培訓講座第一部分 電力系統(tǒng)基礎知識第一部分 電力系統(tǒng)基礎知識電力系統(tǒng)傳輸示意圖通訊服務器發(fā)電用電輸電變電配電RTURTURTU數(shù)據(jù)采集和傳輸應用服務器電 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器發(fā)電用電輸電變電配電RTURT發(fā)電領域的幾個概念發(fā)電廠類型：火(熱)電、水電、風電、核電發(fā)電機容量：3000KW80萬KW發(fā)電機機端電壓：6kV，10kV同期的概念：同相位、同幅值、同頻率發(fā)電機指揮信號：主要用來讓電氣主控室跟汽機房互相聯(lián)系的信號發(fā)電機保護：差動、后備、轉(zhuǎn)子發(fā)電領域的幾個概念發(fā)電廠類

2、型：火(熱)電、水電、風電、核電輸電領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高電壓的遠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、機關、居民住宅。輸電領域的幾個概念直流輸電、交流輸電變電領域的幾個概念變壓器類型：兩卷變、

3、三卷變變壓器容量：10000kVA以上并列運行 6000kVA以上單獨運行有載調(diào)壓、無載調(diào)壓差動保護、后備保護勵磁涌流、二次諧波變電領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)性特點較強電力系統(tǒng)的特點即時發(fā)電,即時使用,電能不能大量存儲繼電保護裝置作用的對象高壓開關柜繼電保護裝置一般是作為高壓開關柜的一個元器件安裝在高壓開關柜上繼電保護裝置作用的對象高壓開關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;電弧是導電的所以必須使用一種特殊的開關來斷開高電壓等級的線路開關柜的用途采用高壓輸電時,由于電壓等級高,在斷開一條帶負載開關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？線路檢修設備安裝降低線路負載 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，因為故障是不確定的所以需要一種自動化的切除裝置，這就是繼電保護裝置什么時候切除高壓線路？線路檢修電力系統(tǒng)的幾個概念中性點不接地系統(tǒng)： 包括中性點不接地、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：提高供電可靠性 缺點：投資增加中性點接地系統(tǒng)： 包括中性點直接接地、經(jīng)低阻接地 主要使用在110kV以上系統(tǒng) 優(yōu)點：不會增加投資 電力系統(tǒng)的幾個概念中性點不接地系統(tǒng)：中性點不接地系統(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)驗計算公式（單位：A，kV，km） 架空線：IcUL/350; 電纜線： IcUL/10; 中性點不接地系統(tǒng)aVa2VVN123TC1C2C3vT1vT中性點直接接地系統(tǒng)aVa2VVN123TC1C2C3vT1vT3vT2ICTCBA優(yōu)點：系統(tǒng)的絕緣標準按相電壓設計，降低了投資；缺點：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；中性點直接接地系統(tǒng)aVa2VVN123TC1C2C3vT1v常用一次設備圖形常用一次設備圖

7、形電壓互感器的特點 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 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 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)，當二次側(cè)短路時，其電流很大（二次側(cè)阻抗很小）將燒毀設備。 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)，危及人身和設備安全。 3）電壓互感器接線時，應注意一、二次側(cè)接線端子的極性。以保證測量的準確性。 4）電壓互感器的一、二次側(cè)通常都應裝設熔絲作為短路保護，同時一次側(cè)應裝設隔離開關作為安全檢修用。 5）一次側(cè)并接在線路中 電壓互感器接線注意點 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 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、有保護型和測量型的CT，保護CT的10P20表示在20倍額定電流范圍內(nèi)，該保護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 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于一個衡壓源，所以二次側(cè)不允許短路電流互感器相當于一個衡流源，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于一個衡壓源，所以二方向保護的產(chǎn)生d在雙側(cè)電源的情況下，圖中d點短路，QF2和QF3跳閘，QF1和QF4不應該動作；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；方向保護的產(chǎn)生d在雙側(cè)電源的情況下，圖中d點短路，QF2和Q方向保護的產(chǎn)生在雙側(cè)電源的情況下，圖中d點短路，QF1跳閘，QF2、 QF3和QF

10、4不應該動作；其中QF3和QF1構(gòu)成后備保護的關系，所以QF3也不應該誤動，QF3通過定值躲開QF1處的短路電流方向保護的產(chǎn)生在雙側(cè)電源的情況下，圖中d點短路，QF1跳閘，方向保護的原理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方向保護的原理UbcUaIaUcUb1、電力系統(tǒng)短路時，一

11、般第二部分 繼電保護裝置的結(jié)構(gòu)及原理第二部分 繼電保護裝置的結(jié)構(gòu)及原理微機綜保裝置的結(jié)構(gòu)組成微機綜保裝置的結(jié)構(gòu)組成微機綜保裝置的簡化結(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）八位單片機十六位單片機雙CPU結(jié)構(gòu) 保護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DI（數(shù)字量輸入）只有兩種狀態(tài)的輸入 例如：開關分合狀態(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） 遠方/就地信號（或遠方或就地）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）保護跳閘輸出遙控合閘輸出遙控跳閘輸出重合閘輸出預告信號輸出事故信號輸出DO（繼電器輸出）保護跳閘輸出通訊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）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 繼電保護裝置分類及主要功能第三部分 繼電保護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裝置變電站保護系列6種變壓器保護系統(tǒng)6種電動機保護系統(tǒng)4種發(fā)電機保護系列4種系列保護裝置變電站保護系列6種變電站保護系列線路保護測控裝置母聯(lián)保護測控裝置電容器保護測控裝置母線監(jiān)視及PT并列裝置備自投母聯(lián)保護測控裝置進線備自投裝置變電站保護系列線路保護測控裝置線路保護裝置功能三相/兩相三段式方向電流保護（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)可設定，帶后加速功能 零序電壓閉鎖方向零序過流保護（報警，可選擇跳閘） 具有小電流接地選線功能 低電壓保護 低壓閉鎖、滑差閉鎖的低頻減載保護 過負荷告警 線

14、路保護裝置功能三相/兩相三段式方向電流保護（速斷、限時速斷線路保護的選擇配置一般情況：三段式保護 零序過流告警/跳閘 重合閘（架空出線）雙側(cè)電源：方向保護110kV及其以上電壓等級： 短線路：光纖縱差保護 長線路：距離保護（阻抗保護） 線路保護的選擇配置一般情況：三段式保護電容器保護裝置功能二段式電流保護 （限時速斷、過流） 過電壓保護低電壓保護不平衡電壓保護不平衡電流保護控制回路斷線報警電容器保護裝置功能二段式電流保護 （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、保護裝置母聯(lián)電流保護 （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)保護裝置母聯(lián)電流保護 （限時速斷、過流） 進線備自投裝置專門為雙進線設計的備自投可以設置主備供電方式，帶自恢復功能進線備自投裝置專門為雙進線設計的備自投變壓器保護系列配電變保護測控裝置三卷變差動保護測控裝置兩卷變差動保護測控裝置變壓器低后備保護測控裝置變壓器高后備保護測控裝置變壓器公共測控裝置變壓器保護系列配電變保護測控裝置配電變保護裝置功能三/兩相三段式復合電壓閉鎖電流保護（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（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 過負荷告警 非電量保護（重瓦斯、輕瓦斯、壓力釋放、溫度過高、溫度升高） 配電變保護裝置功能三/兩相三段式復合電壓閉鎖電流保護（速斷、變壓器差動保護裝置差動速斷保護 比率差動保護 二次諧波制動的差動保護 CT斷線報警及閉鎖差動 非電量保護（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） 變壓器差動保護裝置差動速斷保護 變壓器后備保護裝置二段式復合電壓閉鎖方向過流保護（限時速斷，過流） 三段式零序電壓閉鎖方向零序過流保護 間隙零序保護零序過電壓保護過負荷告警過負荷啟動通風 變壓器后備保護裝置二段式復合電壓閉鎖方向過流保護（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 變壓器保護的選擇配置大容量變壓器： 定義：并列運行的容量10000kVA以上 單獨運行的容量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，且過流保護時限大于0.5S 配置： 變壓器保護的選擇配置大容量變壓器：電動機保護測控系列異步電動機保護測控裝置異步電動機差動保護測控裝置同步電動機保護測控裝置同步電動機差動保護測控裝置電動機保護測控系列異步電動機保護測控裝置電動機保護裝置功能二段式定時

18、限/反時限過流保護 二段式定時限/反時限負序過流保護 堵轉(zhuǎn)保護 過負荷告警 低電壓、過電壓保護 零序過流保護（報警可選擇跳閘） 零序過壓保護（報警可選擇跳閘） 過熱保護 非電量保護 （溫度過高、溫度升高） 電動機保護裝置功能二段式定時限/反時限過流保護 電動機差動保護裝置差動速斷保護 比率差動保護 CT斷線報警及閉鎖差動 5路非電量保護速斷保護反時限過流保護 過負荷告警 低電壓、過電壓保護 零序過流保護（報警可選擇跳閘） 零序過壓保護（報警可選擇跳閘） 過熱保護 電動機差動保護裝置差動速斷保護 電動機差動保護裝置二段式定時限/反時限過流保護 堵轉(zhuǎn)保護 過負荷告警 低電壓保護 定子接地保護 失步保護失磁保護低周減載與低周解列 啟動時間過長保護5路非電量保護電動機差動保護裝置二段式定時限/反時限過流保護 電動機差動保護裝置差動速斷保護 比率差動保護 CT斷線報警及閉鎖差動 5路非電量保護速斷保護反時限過流保護 過負荷告警 低電壓、過電壓保護 失步保護零序過流保護（報警可選擇跳閘） 零序過壓保護（報警可選擇跳閘） 電動機差動保護裝置差動速斷保護 異步電動機保護的選擇配置大容量電動機： 定義：容量2000kW以上 配置：（帶差動） 小容量電動機： 定義：容量2000kW以下 配置：異步電動機保護的選擇配置大容量電動機：同步電動機保護的選擇配置大容量電動機： 定義：容量