電力系統(tǒng)基礎知識內部培訓資料

1、電力系統(tǒng)基礎知識-基礎培訓(Thinkboy ) 1、電力系統(tǒng)基礎知識 電力系統(tǒng)的構成 電力系統(tǒng)的額定電壓 電氣主接線方式 電氣一次設備與二次設備 電力系統(tǒng)變電所安裝試驗標準 電氣設備故障 繼電保護基礎知識 變電所綜合自動化系統(tǒng) 電力系統(tǒng)的中性點運行方式 供電質量的主要指標 微機常規(guī)保護的判斷邏輯 電力系統(tǒng)的構成 一個完整的電力系統(tǒng)由分布各地的各種類型的發(fā)電廠、升壓和降壓變電所、輸電線路 及電力用戶組成，它們分別完成電能的生產、電壓變換、電能的輸配及使用。 圖1- 1電力系統(tǒng)的組成示意圖 12 發(fā)電及升壓 其他電網 10 500）kV 降壓變電所 1 （35 110）kV 1 T T 廠用變匕

2、 1 （6 10）kV f 1 0.4kV （6 10）kV J1 (M) 電力系統(tǒng)的額定電壓 電網電壓是有等級的，電網的額定電壓等級是根據國民經濟發(fā)展的需要、技術經濟的 合理性以及電氣設備的制造水平等因素，經全面分析論證，由國家統(tǒng)一制定和頒布的。 表1 -1我國交流電力網和電氣設備的額定電壓 電力網和用電設備 額定電壓 發(fā)電機 額定電壓 電力變壓器額定電壓 一次繞組 二次繞組 低壓 220/127 230 220/127 230/133 V 380/220 400 380/220 400/230 660/380 690 660/380 690/400 高壓 3 3.15 3 及 3.15 3

3、.15 及 3.3 kV 6 6.3 6 及 6.3 6.3 及 6.6 10 10.5 10 及 10.5 10.5 及 11 一 13.8,15.75,18,20 13.8,15.75,18,20 一 35 一 35 38.5 63 一 63 69 110 一 110 121 220 一 220 242 330 一 330 363 500 一 500 550 750 一 750 一 1用電設備 用電設備的額定電壓和電網的額定電壓一致。實際上，由于電網中有電壓損失，致使 各點實際電壓偏離額定值。為了保證用電設備的良好運行，國家對各級電網電壓的偏差均 有嚴格規(guī)定。顯然，用電設備應具有比電網電壓

4、允許偏差更寬的正常工作電壓范圍。 2. 發(fā)電機 發(fā)電機的額定電壓一般比同級電網額定電壓高出5%,用于補償電網上的電壓損失。 3. 變壓器 變壓器的額定電壓分為一次和二次繞組。對于一次繞組，當變壓器接于電網末端時， 性質上等同于電網上的一個負荷 （如工廠降壓變壓器），故其額定電壓與電網一致，當變壓 器接于發(fā)電機引出端時（如發(fā)電廠升壓變壓器），則其額定電壓應與發(fā)電機額定電壓相同。 對于二次繞組，額定電壓是指空載電壓，考慮到變壓器承載時自身電壓損失（按5%計），變 壓器二次繞組額定電壓應比電網額定電壓高5%，當二次側輸電距離較長時，還應考慮到 線路電壓損失（按5%計），此時， 二次繞組額定電壓應比電

5、網額定電壓高10%。 電氣主接線方式 主接線圖（亦稱原理接線圖）表示電能由電源分配給用戶的主要電路，圖中表示出所 有的電氣設備及其聯(lián)接關系。 1）母線制 常用的母線制主要有三種：單母線制、單母線分段制和雙母線制，工廠供電系統(tǒng)一般 不采用雙母線制。 2）單母線 單母線制如圖1所示，一般用于只有一回進線的情況。 3）單母線分段制 在兩回電源進線的情況下，宜采用單母線分段制，母線分段開關如圖2所示。 4）雙母線制 主要用在供電部門110KV以上電壓等級的網絡變電所，也有用于用戶35Kv電壓等級 的變電所，宜采用單母線分段制，母線分段開關如圖3 所示 電氣一次設備與二次設備 一、一次設備： 變壓器（含

6、主變壓器、所用變壓器、消弧線圈等）；開關（高壓斷路器、隔離開關、空 氣開關等）；電抗器；母線、電力電纜、電力線路、瓷瓶、支架等。 （一）高壓開關柜的分類：（35kV、10Kv、6kV） 1、固定柜（GG1） a由隔離刀閘b、接地刀閘c、高壓開關d、支柱瓷瓶e、電流互感器（電壓互感 器）f、避雷器g、高壓母線h、控制小室 2、手車柜：a、開關小車b、接地刀閘c、高壓開關d、支柱瓷瓶e、電流互感器（電 壓互感器）f、避雷器g、高壓母線h、控制小室 （二）高壓開關的分類： a多油開關b、少油開關c、真空開關d、SF6開關 6）高壓開關的組成： a開關小車b、真空泡c、儲能電機d、操作機構（機械部分）

7、 e、高壓觸頭f、電流互感 器g、分合閘線圈h、二次控制部分儲能回路、分合閘回路（帶防跳功能）等等 2）二次設備： 電壓互感器、電流互感器、阻波器、耦合電容器以及“控制”、“測量”、“保護”、“自 動裝置”、“遠動”、“通訊”等設備。 a電流互感器測量級與保護級的區(qū)別： 以10kV電流互感器的 0.5/3兩個繞組為例。其 0.5級準確度繞組應接電能計量儀表， 而3級準確度繞組應接繼電保護電路。如果錯接則：一是使正常運行中測量的準確度降低， 使電能計量不準；二是在發(fā)生短路故障時，由于計量繞組鐵心設計時保證在短路電流超過 額定電流的一定倍數(shù)時，鐵心飽和，限制了二次電流增長，以保護儀表。而繼電保護繞

8、組 鐵心不飽和，二次電流隨短路電流相應增大，以使繼電保護準確動作。如果錯接，則繼電 保護動作不靈敏，而計量儀表可能燒壞?？傊?，兩個二次繞級鐵心厚薄不同，接線時不可 錯接。 b、電流互感器的準確等級的意義： 女口，10P15,意思是互感器的一次電流為額定電流的15倍時,誤差不超過土 10% c、電壓互感器與電流互感器工作原理上的區(qū)別： 1）電流互感器二次可以短路，但不得開路；電壓互感器二次可以開路，但不得短路； 2）相對于二次側的負荷來說，電壓互感器的一次內阻抗較小以至可以忽略，可以認為電壓 互感器是一個電壓源；而電流互感器的一次卻內阻很大，以至可以認為是一個內阻無窮大 的電流源。 3）電壓互感

9、器正常工作時的磁通密度接近飽和值，故障時磁通密度下降；電流互感器正常 工作時磁通密度很低，而短路時由于一次側短路電流變得很大，使磁通密度大大增加，有 時甚至遠遠超過飽和值。 3）高壓開關柜的五防：防止誤分（合）斷路器防止帶負荷誤拉（合）隔離開關（開關小 車） 防止帶電掛接地線 防止帶地線送電 防止誤入帶電間隔 4）微機電子五防： 是集圖形編輯、智能開票、傳統(tǒng)的五防功能”的要求，并具有操作方便、安全可靠等特 點。 電力系統(tǒng)變電所安裝試驗標準 用兆歐表搖絕緣電阻時，如果接地端子與線路端子互換接線，測出的絕緣電阻比實際 值偏低。 盤、柜安裝時，盤間接縫允許的偏差為v 2mm。 查找直流接地時，所用儀

10、表內阻 不應低于2000Q/V。 基礎型鋼安裝水平度允許偏差為 v 1mm/m。 電纜管的加工應符合下列要求： （1）管口應無毛刺和尖銳棱角，管口宜做成喇叭形。， (2) 電纜管在彎制后，不應有裂縫和顯著的凹癟現(xiàn)象，其彎扁程度不宜大于管子外徑的 10%，電纜管的彎曲半徑不應小于所穿入電纜的最小允許彎曲半徑。 (3) 金屬電纜管應在外表涂防腐漆或涂瀝青，鍍鋅管鋅層剝落處應涂以防腐劑。 對于盤柜內0.4kV低壓母線，相線間距及相線對地間距為20mm。 變電所電纜溝內敷設電纜時，電力電纜應放在控制電纜的上方。 二次回路接線基本要求： (1) 按圖施工，接線正確。 (2) 導線與電氣元件間采用螺栓連接

11、、插接、焊接或壓接點，均應牢固可靠。 (3) 盤、柜內的導線不應有接頭，導線芯線應無損傷。 (4) 導線芯線和所配導線的端部均應標明其回路編號，編號應正確，字跡清晰且不易脫 色。 (5) 配線應整齊、清晰、美觀，導線絕緣應良好，無損傷。 (6) 每個接線端子的每側接線宜為 1根，不得超過2根。對于插接式端子，不同截面的 兩根導線不得接在同一端子上；對于螺栓連接端子，當接兩根導線時，中間應加平 墊片。 (7) 二次回路接地應設專用螺栓。 二次回路的每一支路的絕緣電阻 不應小于2M Q。 低壓配線裝置應用 500V搖表測量全線的電阻，相對地不應V .022 M Q ,相對相不應 V .038M Q

12、。 接地保護接地電阻一般不 4Q ,重復接地的接地電阻一般不 10Q ,用500V搖表測 移動電器時，其絕緣電阻不應 V 0.5 M Q。 用搖表測量低壓變壓器四線制線路時應用500V搖表，保持120轉/分，持續(xù)1分鐘。 1000V以下的電力電纜和控制電纜應采用1000V搖表測量絕緣電阻，其絕緣電阻不 V 10 M Q,移動電器在安裝使用前，用 500V搖表測試其帶電部分對金屬外殼的絕緣 電阻，其電阻應 0.5M Q ,直流系統(tǒng)監(jiān)視裝置要求每個二次回路對地絕緣電阻 1M Q ,潮濕地區(qū) 0.5 M Q。 當保護接地時，接地電阻越小保護效果越好。 變壓器在現(xiàn)場安裝時，如果有制造廠合格的試驗報告，

13、也必須進行吊芯檢查。 低壓驗電器除了用于檢查電氣設備是否帶電外還應區(qū)分火線和地線。 上、下布置的 A、B、C母線應由上向下排列。 查找二次回路故障時，常用 導通法、對地電壓法、電壓降法。 不對稱負載作星形連接時，中線一定不能斷開。 在地方狹窄，工作不便，陰暗潮濕等環(huán)境中，應采用12V的安全電壓。 無論電容器的額定電壓為多少，在切斷電源后的30秒之內，電容器端電壓不得 超過 65V。 作為電氣工作人員必要清楚，直流負載的端電壓就是負載兩端的電位差，而直流電源 兩極間的電動勢也是兩極間的 電位差。 怎樣區(qū)分中性點、中性線、零點、零線。 中性點-在三相星形連接電路中，其中三個線圈連在一起的一點。 中

14、性線由中性點引出的線。 零點中性點接地。 零線-由零點引出的線。 如何識別接地體和接地線： 接地體-埋入地下直接與土壤接觸，有一定流散電阻的金屬導體或金屬導體組。 接地線-連接接地體與電氣設備接地部分的金屬導線。 如何區(qū)分工作接地和重復接地： 工作接地-在正?；蚬收锨闆r下，為保證電器設備安全可靠工作，即運行需要的接 地線。 重復接地-將零線的一處或多處通過接地裝置與大地再次連接。 在這里我們要明確什么是保護接地，和保護接零： 保護接地-為防止因電器設備絕緣損壞而使人體有遭受觸電的危險，將電器設備的 金屬外殼與接地體的相連。 保護接零-將電器設備的金屬外殼與變壓器零線相連。 高壓隔離開關不能用來

15、拉、合大于2安培的負荷電流電路。 高壓隔離開關除了 倒母線外，還有隔離電源即用其將檢修電氣設備與帶電的電網可靠 隔離，另外還可切除小電流回路，如 電壓互感器、避雷器和110kV以下空載電流不大 于2安培的空載變壓器。 10kV的隔離開關可動刀片進入插口的深度應 90%而又不沖擊絕緣子的頂端，其可動 刀片與固定觸頭的底閘應保持 35mm的間隙；合閘時三相各相前后相差不 3mm。 三相負載中，如星形接法，必須三個負載的 同名端相連為中點，如三角形接法，必須 三個負載的異名端相接成閉合回路。 1; 1隔離變壓器次級不得接地。 熔斷器通常使用在容量小和不重要負荷上，對熔體的選擇，其額定電流是負荷電流的

16、 1.52.5 倍。 測量變壓器的直流電阻可有效的發(fā)現(xiàn)線圈匝間或層間短路，分接開關接觸不良和引線 焊接頭松動等缺陷。 二次回路上所用的保險絲，應當符合： 長時間能承受規(guī)定的額定電流， 當最小電流試驗時，其熔斷時間 1小時；當最大電流試驗時，其熔斷時間在 1 小時以內。 對分散式安裝的微機保護開關柜，應裝設獨立的接地母排，母排不 v 2mm*20mm。 微機保護裝置、電流回路、電壓回路及其他裝置的接地引下線，導線截面不v 2mm2。 對組屏式安裝的微機保護屏，應裝設接地母排，母排不v2mm*20mm。 保護屏端子排、微機保護裝置、電纜蔽層的接地引下線，導線截面不v 2mm2。 相互獨立的二次回路

17、上的接地引下線，應單獨引至接地母排。 要求每根電纜蔽層的接地引下線，應獨立的引至接地母排。 電氣設備故障 故障中最常見、危害最大的是各種形式的短路。發(fā)生短路時可能造成的危害是： 故障點的很大的短路電流燃起的電弧，使故障設備損壞。 從電流到短路點間流過的短路電流，它們引起的發(fā)熱和電動力將造成在該路徑中 有關的非故障元件的損壞。 靠近故障點的部分地區(qū)電壓大幅度下降，使用戶的正常工作遭到破壞或影響產品 破壞電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)振蕩，甚至使該系統(tǒng)瓦解和崩潰。 繼電保護基礎知識 繼電保護的作用及要求 供電系統(tǒng)中常用的保護 繼電保護的發(fā)展趨勢 微機保護的優(yōu)點 繼電保護的作用及要求 （一）繼電

18、保護廣泛應用在電力系統(tǒng)、飛機、機車、艦船、汽車等等各個領域。我們 討論的主要是電力系統(tǒng)的繼電保護。 電力系統(tǒng)的運行要求安全可靠、電能質量高、經濟性好。但是，電力系統(tǒng)的組成元件 數(shù)量多，結構各異，運行情況復雜，覆蓋的地域遼闊。因此，受自然條件、設備及人為因 素的影響，可能出現(xiàn)各種故障和不正常運行狀態(tài)。故障中最常見、危害最大的是各種形式 的短路。發(fā)生短路時可能造成的危害是： 故障點的很大的短路電流燃起的電弧，使故障設備損壞。 從電流到短路點間流過的短路電流，它們引起的發(fā)熱和電動力將造成在該路徑中有關 的非故障元件的損壞。 靠近故障點的部分地區(qū)電壓大幅度下降，使用戶的正常工作遭到破壞或影響產品質量。

19、 破壞電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)振蕩，甚至使該系統(tǒng)瓦解和崩潰。 繼電保護的作用是：（1 ）在過載時，繼電保護裝置應發(fā)出警報信號。（2）在短路故障 時，繼電保護裝置應立即動作，要求準確、迅速地自動將有關的斷路器跳閘，將故障部分 從系統(tǒng)中斷開，確保其他回路的正常運行。（3）為了保證電源不中斷，繼電保護裝置應將 備用電源投入或經自動裝置進行重合閘。 （二）繼電保護的基本要求 選擇性 基本含義是保護裝置動作時，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量減小， 以保證系統(tǒng)中非故障部分繼續(xù)安全運行。 速動性 速動性是指繼電保護裝置應以盡可能快的速度斷開故障元件。這樣就能減輕故障設備 的損壞程度，

20、減小用戶在低電壓情況下工作的時間，提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。 靈敏性 保護裝置對其保護范圍內的故障或不正常運行狀態(tài)的反應能力稱為靈敏性（靈敏度） 靈敏性常用靈敏系數(shù)來衡量。它是在保護裝置的測量元件確定了動作值后，按最不利的運 行方式、故障類型、保護范圍內的指定點校驗，并滿足有關規(guī)定的標準。 .可靠性 可靠性是指在保護裝置規(guī)定的保護范圍內發(fā)生它應該反應的故障時，保護裝置應可靠 地動作（即不拒動）。而在不屬于該保護動作的其他任何情況下，則不應該動作（即不誤動） 。 供電系統(tǒng)中常用的保護 （1）電網的電流電壓保護： 包括：單側電源網絡的相間短路的電流電壓保護、電網相間短路的方向性電流保護、 大接地電

21、流系統(tǒng)的零序電流保護、中性點不接地單相接地的保護； 電網的距離保護 輸電線路的縱聯(lián)保護 包括：縱聯(lián)差動保護、高頻保護、高頻閉鎖方向保護、高頻閉鎖負序方向保護、高頻 閉鎖距離保護和零序保護、咼頻相差動保護、光纖差動保護； 輸電線路的自動重合閘 包括：三相自動重合閘、綜合自動重合閘 電力變壓器的保護 包括：主變壓器內部故障的差動保護、主變壓器零序保護、主變壓器瓦斯保護、 高壓廠用變壓器保護； 發(fā)電機保護 包括：相間短路的縱聯(lián)差動保護、發(fā)電機定子繞組匝間短路保護、發(fā)電機定子繞組的 單相接地保護、發(fā)電機低勵失磁保護、勵磁回路一點接地保護、勵磁回路兩點接地保護、 轉子表層過熱(負序電流)保護、發(fā)電機的逆

22、功率保護、發(fā)電機失步異常運行保護、定子 繞組對稱過負荷保護、發(fā)電機變壓器組公用繼電保護； 母線的繼電保護 包括：母線差動保護、電流相位比較式母線保護； 異步電動機和電容器的保護 (2 )供電系統(tǒng)的單端電網的保護： 供電線路常見的故障對架空線來說，有斷線、碰線、絕緣子被擊穿、相間飛弧、短路 以及桿塔倒塌等；對電纜來說，應其直接埋地或敷設在混凝土管、隧道等，受外界因素影 響較少，除本身絕緣老化的原因外，只有某些特殊情況下，如的基下沉、土壤含有雜質、 建筑施工破壞、熱力網影響等，才會使相間或相地之間絕緣擊穿或斷裂，但是電纜接頭連 接不良或由于污垢而產生的故障，占其全部故障的70%以上。 工業(yè)企業(yè)供電

23、線路基本上是開式單端供電網絡，廠區(qū)內距離較短，所以線路保護并不 復雜，常用的保護裝置有：定時限或反時限的過電流保護；低電壓保護；電流速斷保護； 中性點不接地系統(tǒng)的單相接地保護等。 一、過電流保護 當流過被保護元件中的電流超過預先整定的某個數(shù)值時就使斷路器跳閘或給出報警信 號的裝置稱為過電流保護裝置，它有定時限和反時限兩種。 1定時限過電流保護裝置 定時限過電流是電流繼電器本身的動作時限是固定的，與通過它的電流大小無關。這 種保護裝置的接線圖如圖 5-12所示。 2.反時限過電流保護裝置 圖5-14是一個交流操作的反時限過電流保護裝置圖，1KA、2KA為GL型感應式帶 有瞬時動作元件的反時限過電

24、流繼電器，繼電器本身動作帶有時限，并有動作指示掉牌信 號，所以回路不需接時間繼電器和信號繼電器。 二、電流速斷保護 定時限過電流保護裝置的時限一經整定便不能變動，如圖5-13所示，當k3處發(fā)生 三相短路故障時，斷路器 QF3的繼電保護動作時間必須經過 t0+2 才能動作，達不到速 斷的目的。為了減小本段線路故障下的事故影響范圍，當過電流保護的動作時限大于0.7s 時，便需設置電流速斷保護，以保證本段線路的短路故障能迅速地被切除。 具有電流速斷和定時限過電流保護的線路如圖5-16所示。 三、低電壓保護 低電壓保護主要用于以下幾個方面。 1低電壓閉鎖的過電流保護 定時限過電流保護的動作電流是按躲過

25、最大的負荷電流來整定的，在某些情況下可 能滿足不了靈敏度的要求。為此可采用低電壓繼電器的過電流保護裝置來提高其靈敏 度。其閉鎖接線如圖5-20所 2.用于電動機的低電壓保護 電動機采用低電壓保護的目的是當電網電壓降低到某一數(shù)值時，低電壓保護裝置動 作，將不重要的或不允許自起動的電動機從電網切除，以保證重要電動機在電網電壓 恢復時，順利自起動。 四、中性點不接地系統(tǒng)的單相接地保護 IcO 中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，線電壓值不變，故障相對地電壓為零，非 故障相對地電壓升高了 3倍，流經故障點的電容電流 Ic是正常時每相對地電容電流 的3倍。因此在供電系統(tǒng)中采用中性點不接地系統(tǒng)的目的是，當

26、系統(tǒng)發(fā)生幾率最多的單相 接地故障時，一般并不要求立即將電源切斷，這是因為這種故障并不影響接于線電壓上電 氣設備的正常工作，仍可繼續(xù)運行。但如果流過故障點的接地電流數(shù)值較大時，就會在接 地點間產生間歇性電弧以致引起過電壓、損壞絕緣，發(fā)展成為相間或兩相對地短路，擴大 故障。因此，對中性點不接地系統(tǒng)應當裝設絕緣監(jiān)測裝置，必要時還可裝設零序電流保護。 五、變壓器的保護 電力變壓器是供電系統(tǒng)中的重要設備，它的故障對供電的可靠性和用戶的生產、生 活將產生嚴重的影響。因此，必須根據變壓器的容量和重要程度裝設適當?shù)谋Ｗo裝置。 變壓器的故障一般分為內部故障和外部故障兩種。 變壓器的內部故障主要有繞組的相間短路、

27、繞組匝間短路和單相接地短路，內部故 障是很危險的，因為短路電流產生的電弧不僅會破壞繞組絕緣，燒壞鐵心，還可能使絕緣 材料和變壓器油受熱而產生大量氣體，引起變壓器油箱爆炸。 變壓器常見的外部故障是引出線上絕緣套管的故障從而可能導致引出線的相間短路 或接地短路。 變壓器的不正常工作狀態(tài)有：由于外部短路和過負荷而引起的過電流，油面的過度 降低和溫度升高等。 對于變壓器的故障種類及不正常運行狀態(tài)，變壓器一般應裝備下列保護。 a、瓦斯保護 它能反應(油浸式)變壓器油箱內部故障油面降低，瞬時動作于信號或跳閘。 b、差動保護或電流速斷保護 它能反應變壓器內部故障和引出線的相間短路、接地短路， 瞬時動作于跳閘

28、。 c、過電流保護 它能反應變壓器外部短路而引起的過電流，帶時限動作于跳閘，可作為上述保護的后備保 護。 d、過負荷保護 它能反應過載而引起的過電流，一般作用于信號。 e、溫度信號它能反應變壓器溫度升高和油冷卻系統(tǒng)的故障。 微機保護的優(yōu)點 微機繼電保護裝置是通過數(shù)字量輸出實現(xiàn)對斷路器等的控制。易于解決常規(guī)保護難于 解決的問題，對于相同的硬件，可以通過算法的不同，實現(xiàn)不同的保護。這樣，也就可以 通過改善算法來不斷完善保護性能，而不需改動硬件。通過軟件算法的改善，可以較好地 解決原有模擬繼電保護裝置難于解決的問題。在各種保護方法中，考慮到了電力系統(tǒng)的各 種情況，具有很強的綜合分析和判斷能力。由于計

29、算機的通用性，因此，在繼電保護硬件 的基礎上，可以很方便地通過增加軟件的方法獲得保護之外的功能。 目前的微機保護裝置均設有通信接口，這樣可方便地將各地保護裝置納入變電站綜合 自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)遠方修改定值、投切保護裝置。 變電所綜合自動化系統(tǒng) 綜合自動化的優(yōu)點 綜合自動化系統(tǒng)的基本 綜合自動化系統(tǒng)的結構和配置 綜合自動化系統(tǒng)的基本功能 變電站在電力系統(tǒng)中是不可缺少的重要環(huán)節(jié)，因為變電站是電力系統(tǒng)中通過變壓器進 行電壓的升降和進行電能交換的地點；變電站也是電能不同電壓等級的母線進行重新分配 的地點；變電站還是不同電壓等級線路的始端或終端，因此變電站是電力系統(tǒng)中重要的 “調節(jié)與控制中心”；特別是電力

30、與無功的調節(jié)中心； 變電站又是電力系統(tǒng)中重要的“信息源”與“信息中繼站”。 因此變電站對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行，保證對用戶供電可靠性與電能質量起著不 可替代的作用。 變電站的設備主要可以分為： 一次設備：變壓器（含主變壓器、所用變壓器、消弧線圈等）；開關（高壓斷路器、隔 離開關、空氣開關等）；電抗器；母線、電力電纜、電力線路、瓷瓶、支架等。 二次設備：電壓互感器、電流互感器、阻波器、耦合電容器以及“控制”、“測量”、 “保護”、“自動裝置”、“遠動”、“通訊”等設備。 變電站需完成的功能大概有 63種，歸納起來可分為以下幾種功能組： 控制、監(jiān)視功能，自動控制功能，測量表記錄功能，繼電保護功能

31、，與繼電保護有關的 功能，接口功能，系統(tǒng)功能。 結合我國的情況，變電站綜合自動化系統(tǒng)的基本功能可用監(jiān)控子系統(tǒng)、微機保護子系統(tǒng) 與遠動通信子系統(tǒng)來說明。 綜合自動化系統(tǒng)的結構和配置 變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展過程與集成電路技術、計算機技術、通信技術和網絡技 術密切相關。隨著高科技的不斷發(fā)展，綜合自動化系統(tǒng)的體系結構也不斷發(fā)生變化，其性 能和功能不斷提高。從國內外變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展過程來看，其結構形式有集中 式、分布集中式、分散與集中相結合和全分散式等四種類型 變電站綜合自動化 1）功能綜合化 變電站綜合自動化系統(tǒng)是一個技術密集、多專業(yè)技術相互交叉、相互配合的系統(tǒng)。它 是在計算機硬件和軟件

32、技術、數(shù)據通信技術的基礎上發(fā)展起來的。它綜合了變電站內除一 次設備和交直流電源以外的全部二次設備微機監(jiān)控系統(tǒng)綜合了原來的儀表屏、操作屏、模 擬屏和變送器柜、遠動裝置及中央信號系統(tǒng)等功能；微機保護子系統(tǒng)代替了電磁式或晶體 管式的保護裝置；還可根據用戶需要，微機保護子系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)相結合，綜合了故障錄 波、故障測距和小電流接地等子系統(tǒng)功能。 2）設備操作監(jiān)視屏幕化 變電站實現(xiàn)綜合自動化后，無論是有人值班，還是無人值班，操作人員不是在變電 站內，就是在主控站或調度室內，面對彩色屏幕顯示器，對變電站的設備和輸電線路進行 全方位的監(jiān)視與操作。 3）結構分布、分層化 綜合自動化系統(tǒng)內各子系統(tǒng)和各功能模塊由

33、不同配置的單片機或微型計算機組成，采 用分布式結構，通過網絡、總線將微機保護、數(shù)據采集、控制等各子系統(tǒng)連接起來，構成 一個分級分布式的系統(tǒng)。 4）通信局域或網絡化、光纜化 5）運行管理智能化 變電站綜合自動化的另一個最大特點是運行管理智能化。智能化的含義不僅是能 實現(xiàn)許多自動化的功能，例如電壓、無功自動調節(jié)，不完全接地系統(tǒng)單相接地自動選線， 自動事故判別與事故記錄，事件順序記錄，指標打印，自動報警等；更重要的是能實現(xiàn)故 障分析和故障恢復操作智能化；而且能實現(xiàn)自動化系統(tǒng)本身的故障自診斷、自閉鎖和自恢 復功能。這對于提高變電站的運行管理水平和安全可靠性是非常重要的，也是常規(guī)的二次 設備所無法實現(xiàn)的

34、。常規(guī)的二次設備只能監(jiān)視一次設備，而本身的故障必須靠維護人員去 檢查，本身不具備自診斷能力。 電力系統(tǒng)的中性點運行方式 在電力系統(tǒng)中，當變壓器或發(fā)電機的三相繞組為星形聯(lián)結時，其中性點可有兩種運行 方式：中性點接地和中性點部接地。中性點直接接地系統(tǒng)稱為大電流接地系統(tǒng)，中性點不 接地和中性點經消弧線圈（或電阻）接地的系統(tǒng)稱為小電流接地系統(tǒng)。中性點的運行方式 主要取決于單相接地時電氣設備絕緣要求及供電可靠性。圖1 2列出了常用的中性點運行 方式。圖中，電容 C為輸電線路對地分布電容。 a) 0 B C A c) A d) b) 圖1 2電力系統(tǒng)中性點運行方式 a）中性點直接接地 b）中性點不接地 c）中性點經消弧線圈接地d）中性點經電阻接地 中性點直接接地方式：當發(fā)生一相對地絕緣破壞時，即構成單相短路，供電中斷，可 靠性降低。但是，該方式下非故障相對地電壓不變，電氣設備絕緣水平可按相電壓考慮。 此外，在380/220V低壓供電系統(tǒng)中，線對地電壓為相電壓，可接入單相負荷。 中性點不接地方式：當發(fā)生單相接地故障時，線電壓不變，而非故障相對地電壓升高 到原來相電壓的3倍，供電不中斷，可靠性高。 供電質量