電力系統(tǒng)知識

1、電力系統(tǒng)n全國電力系統(tǒng)的分布n電力系統(tǒng)傳輸n電力系統(tǒng)變電n電力系統(tǒng)的配置全國電力系統(tǒng)的分布電力傳輸電壓100/6 . 05 . 5PlV交流電力的傳輸直流電力的傳輸電壓等級與輸配電網(wǎng)絡電力系統(tǒng)基本任務與運行特點u環(huán)境保護問題環(huán)境保護問題n變電所：按其在電力系統(tǒng)中的地位分類n樞紐變電所：n中間變電所：n地區(qū)變電所：n終端電站所：變換電壓的設備：如變壓器。接通和開斷電路的開關電器：如斷路器，隔離開關，熔斷器等。防御過電壓，限制故障電流的電器：如避雷器、避雷針、避雷線、電抗器。無功補償設備：如電力電容器，同步調(diào)相機，靜止補償器。載流導體：如母線，引線，電纜，架空線。接地裝置；如變壓器中性點接地、設備

2、外殼接地、防雷接地等。 電氣主接線 發(fā)電廠和變電所中的一次設備，按照一定規(guī)律連接而成的電路，也稱電氣一次接線或一次系統(tǒng)。 輸變電設備包括3 變電站的一次接線 輸電線路 開關電器高壓斷路器的基本參數(shù)額定開斷電流INbr、全開斷時間tab、合閘時間ton額定動穩(wěn)定電流（峰值）ies、熱穩(wěn)定電流It、自動重合閘性能 電流互感器運行特點：二次繞組不能開路二次接線：單相接線；星形接線；不完全星形接線A BCAK2K1L1L2A B CAAAA B CAwhIaIcIb3 變電站的一次接線 電壓互感器運行特點：二次繞組不能短路接線方式：2 0 k V3 k V( c )3 5 k V2 2 0 k V3

3、k V1 1 0 k V( b )( a )( d )2 2 0 k V3 k V3 變電站的一次接線3.2 電力系統(tǒng)接線和輸變電網(wǎng)絡接線 電力系統(tǒng)接線地理接線圖：表明各發(fā)電廠、變電所的相對地理位置和它們之間的聯(lián)接關系電氣接線圖：表明電力系統(tǒng)中各主要元部件之間和廠所之間的電氣聯(lián)接關系 輸變電網(wǎng)絡接線無備用：單回路放射式、干線式和鏈式網(wǎng)絡等，每一負荷只能靠一條線路獲得電能，又稱開式網(wǎng)絡。有備用：雙回路式、單環(huán)式、雙環(huán)式和兩端供電式等，每一個負荷點至少可以通過兩條線路從不同方向取得電能，又稱閉式網(wǎng)絡。3 變電站的一次接線3 變電站的一次接線3.3 電氣主接線的基本接線形式有匯流母線：單母線、單母線

4、分段，雙母線，雙母線分段；增設旁路母線或旁路隔離開關，一倍半斷路器接線，變壓器母線組接線等。無匯流母線：單元接線、橋形接線、角形接線等。 幾個基本概念：匯流母線：起匯集和分配電能的作用，也稱匯流排。進、出線：進線指電源，出線指線路。斷路器、隔離開關（母線、線路）、接地刀閘：QSQF斷路器與隔離開關的操作順序：送電操作順序送電操作順序：先合上斷路器兩側(cè)的隔離開關，再投入斷路器。停電檢修操作順序停電檢修操作順序：先斷開斷路器，再斷開斷路器兩側(cè)的隔離開關。待線路對方仃電后，再合上接地刀閘。3 變電站的一次接線QFQSQSWL4QFQSQSWL3QFQSQSWL2QFQSGQF1QS1GQF2QS3Q

5、S2WL1QS4W3.3.1 單母線接線特點簡單、清晰、設備少。當母線故障或檢修或母線隔離開關檢修時，整個系數(shù)全部停電。斷路器檢修期間也必須停止該回路的供電。適用范圍單電源的發(fā)電廠和變電所，且出線回路數(shù)少，用戶對供電可靠性要求不高的場合。3 變電站的一次接線3.3.2 單母線分段接線QF1分段斷路器GWL1WL2WL3WL4G特點減少母線故障或檢修時的停電范圍。斷路器檢修期間必須停止該回路的供電。母線分段的數(shù)目，通常以23分段為宜，分段太多增加了分段斷路器。適用范圍610kV配電裝置出線6回及以上；35kV出線數(shù)為48回；110220kV出線數(shù)為34回。3 變電站的一次接線旁路母線的作用不停電

6、檢修進出線斷路器。操作方式（檢修QF4，且WL4不停電）如A、B段經(jīng)QF1和QS1、QS2并列運行，則閉合QS5斷開QF1斷開QS1閉合QS3閉合QF1使W3帶電（不要首先閉合QS8）。此時若W3隱含故障，則由繼電保護裝置動作斷開QF1。若W3充電正常，操作可以繼續(xù)進行：合上QS8斷開QF4。這時WL4由母線BQS2QF1QS3 W3QS8 WL4供電。并由QF1替代斷路器QF4。QF4檢修前，應把QS6、QS7斷開。適用范圍中小型發(fā)電廠和35110kV的變電所。GGWL1WL4WL3WL2QS7QS6QF4WABQS8W3QS5QF1QS1QS3QS2QS4（分段斷路器QF1兼旁母斷路器）3

7、.3.3 單母線分段加裝旁路母線接線3 變電站的一次接線3.3.4 雙母線接線接線圖 具有兩組母線W1，W2。每一回路經(jīng)一臺斷路器和兩組隔離開關分別與兩組母線連接，母線之間通過母線聯(lián)絡斷路器QF（簡稱母聯(lián)）連接。運行方式母聯(lián)QF斷開，一組母線工作，另一組母線備用，全部進出線接于運行母線上。母聯(lián)QF斷開，進出線分別接于兩組母線，兩組母線分裂運行。母聯(lián)QF閉合，電源和饋線平均分配在兩組母線上。優(yōu)點檢修一組母線，可使回路供電不中斷；一組母線故障，部分進出線會暫時停電。供電可靠，調(diào)度靈活，又便于擴建。QFQS2QS1W1W2電源1電源23 變電站的一次接線3.3.5 雙母線帶旁路母線接線QS4W3QF

8、1W1W2QF4QF2電源1電源23. 變電站的一次接線3.3.6 一個半斷路器接線接線圖 在母線W1，W2之間，每串接有三臺斷路器，兩條回路，每二臺斷路器之間引出一回線，故稱為一臺半斷路器接線，又稱二分之三接線。特點具有較高的供電可靠性及運行靈活性。母線故障，只跳開與此母線相連的斷路器，任何回路不停電。隔離開關不作操作電器，減少了誤操作的幾率。使用設備較多，投資較大，二次控制接線和繼電保護配置也比較復雜。適用范圍大型電廠和變電所的超高壓配電裝置。W1W2QFQSQSQSQSQFQFQSQSQS1QS14.電力系統(tǒng)一次設備簡介4.1發(fā)電機4.電力系統(tǒng)一次設備簡介n4.2 變壓器4.電力系統(tǒng)一次

9、設備簡介n4.3 高壓斷路器4.電力系統(tǒng)一次設備簡介n4.4 隔離開關4.電力系統(tǒng)一次設備簡介n4.5負荷開關4.電力系統(tǒng)一次設備簡介n4.6母線4.電力系統(tǒng)一次設備簡介n4.7絕緣子及電纜4.電力系統(tǒng)一次設備簡介n4.7 電抗器4.電力系統(tǒng)一次設備簡介n4.8 電力電容器4.電力系統(tǒng)一次設備簡介n互感器及避雷器5. 變電站的二次接線5.1概述概述 一次設備及一次系統(tǒng)一次設備有：發(fā)電機、變壓器、斷路器、隔離開關、電抗器、電力電纜以及母線、輸電線路等。由這些設備按一定規(guī)律相互連接構(gòu)成的電路稱為一次接線或一次系統(tǒng)，它是發(fā)電、輸變電和配電的主體。 二次設備及二次系統(tǒng)二次設備包括監(jiān)察測量儀表、控制及信

10、號器具、繼電保護裝置、自動裝置、遠動裝置等。這些設備通常是由電流互感器、電壓互感器、蓄電池組或廠（所）用低壓電源供電。表明二次設備互相連接關系的電路稱為二次接線或二次系統(tǒng)。 二次接線圖：原理接線圖、展開接線圖和安裝接線圖。5. 變電站的二次接線5.2原理接線圖原理接線圖原理接線圖：是用來表示繼電保護、測量儀表和自動裝置等工作原理的一種二次接線圖。特點：二次回路中的元件及設備以整體形式表示，同時將相互聯(lián)系的電氣部件和連線畫在同一張圖上，給人以明確的整體概念。說明：QS-隔離開關、QF-斷路器、KA-電流繼電器、KT-時間繼電器、KS-信號繼電器。 5. 變電站的二次接線5.3 展開接線圖展開接線

11、圖展開接線圖（簡稱展開圖）：用來說明二次回路的動作原理，在現(xiàn)場使用極為普遍。特點：將每套裝置的有關設備部件解體，按供電電源的不同分別畫出電氣回路接線圖，如交流電流回路、交流電壓回路和直流回路分開表示。于是，同一個儀表或繼電器的電流線圈、電壓線圈和接點分別畫在不同的回路里，為了避免混淆，將同一個元件及設備的線圈和結(jié)點采用相同的文字標號表示。5. 變電站的二次接線5.4 安裝接線圖安裝接線圖安裝接線圖安裝接線圖是制造廠加工制造屏（屏盤）和現(xiàn)場施工安裝所必不可少的圖，也是運行試驗、檢修和事故處理等的主要參考圖。安裝接線圖包括屏面布置圖、屏背面接線圖和端子排圖三個組成部分，它們相互對應，相互補充。屏面

12、布置圖：說明屏上各個元件及設備的排列位置和其相互間距離尺寸的圖，要求按照一定的比例尺繪制。屏背面接線圖：在屏上配線所必需的圖，其中應標明屏上各設備在屏背面的引出端子之間的連接情況，以及屏上設備與端子排的連接情況。端子排圖：表示屏上需要裝設的端子數(shù)目、類型及排列次序以及它與屏外設備連接情況的圖。5. 變電站的二次接線屏背面接線圖和端子排圖必須說明導線從何處來，到何處去，以防接錯導線。我國廣泛采用“相對編號法”，例如甲、乙兩個端子需用導線連接起來，則在甲端子旁邊標上乙端子的編號，而在乙端子旁邊標上甲端子的編號；如果一個端子需引出兩根導線，那么，在它旁邊就標出所要連接的兩個端子編號。5. 變電站的二

13、次接線n二次回路分類：二次回路分類：n1按二次回路功能劃分按二次回路功能劃分：n控制回路:由各種控制器具、控制對象和控制網(wǎng)絡構(gòu)成。其主要作用是對發(fā)電廠及變電所的開關設備進行跳、合閘操作，以滿足改變主系統(tǒng)運行方式及處理故障的要求。n信號回路:由信號發(fā)送機構(gòu)、接收顯示元件及其網(wǎng)絡構(gòu)成。其作用是準確、及時地顯示出相應一次設備地工作狀態(tài)，為運行人員提供操作、調(diào)節(jié)和處理故障的可靠依據(jù)。n測量監(jiān)察回路:由各種電氣測量儀表、監(jiān)測裝置、切換開關及其網(wǎng)絡構(gòu)成。其作用是指示或記錄主要電氣設備和輸電線路的運行參數(shù)，監(jiān)察絕緣狀況，作為生產(chǎn)調(diào)度和值班人員掌握主系統(tǒng)的運行情況、進行經(jīng)濟核算和故障處理的主要依據(jù)。n繼電保護

14、與自動裝置:由互感器、變換器、各種繼電器及自動裝置、選擇開關及其網(wǎng)絡構(gòu)成。其作用是保護主系統(tǒng)的正常運行，一次系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障或異常便自動進行處理，并發(fā)出相應信號。n調(diào)節(jié)回路:由測量機構(gòu)、傳輸設備執(zhí)行元件及其網(wǎng)絡構(gòu)成。其作用是調(diào)節(jié)某些主設備的工作參數(shù)，以保證主設備及電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行。n同期回路:由電壓互感器、同期開關、同期裝置構(gòu)成。n操作電源：由直流電源設備和供電網(wǎng)絡構(gòu)成。其作用是供給上述各二次系統(tǒng)的工作電源，計算器及其他重要設備的事故電源。5. 變電站的二次接線n2按發(fā)展階段劃分按發(fā)展階段劃分：n就地分散控制。對每個被控制對象設置獨立的控制回路，在設備安裝處一對一的控制。這種控制

15、方式簡便易行，但不便于各機組、設備間的協(xié)調(diào)配合，適用于小型發(fā)電廠及變電所。n集中控制。在發(fā)電廠或變電所設置一個中央控制室（又稱主控室），對全廠（所）主要電氣設備（如同步發(fā)電機、主變壓器、高壓廠用變壓器、35kV及其以上電壓的輸電線路等）實行遠方集中控制。采用集中控制時，相應的繼電保護、自動裝置也安裝在中央控制室內(nèi)，可節(jié)省電纜，便于調(diào)試維護，提高運行安全性。n單元控制。200MW及其以上發(fā)電機采用的控制方式。爐、機、電按單元控制運行，設置數(shù)個單元控制室和一個網(wǎng)絡控制室。每個單元控制室包括發(fā)電機或發(fā)電機雙繞組變壓器，高壓廠用變壓器及備用變壓器，以及其他需要集中控制的設備。在網(wǎng)絡控制室控制三繞組及自

16、耦變壓器，高壓母線設備和110kV及其以上高壓輸電線路。運行實踐標明，采用單元控制有利于運行人員協(xié)調(diào)配合，尤其是便于爐、機、電的統(tǒng)一指揮調(diào)度和事故處理，并可大大改善爐、機值班人員的工作條件，是目前我國大型發(fā)電廠主要采用的控制方式。n綜合控制。以計算機為核心，同時完成發(fā)電廠及變電所的控制、監(jiān)控、保護、測量、調(diào)節(jié)、分析計算、計劃決策等功能，實現(xiàn)最優(yōu)化運行。綜合控制是電力自動化水平高度發(fā)展的重要標制。電力系統(tǒng)的配置變壓器是利用電磁感應作用將一種電壓、電流的電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓、電流的電變壓器是利用電磁感應作用將一種電壓、電流的電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓、電流的電能。能。( (也稱為一種靜止

17、的電機）也稱為一種靜止的電機）原理如圖一所示：原理如圖一所示：一個鐵心一個鐵心: :提供磁通的閉合路徑，兩個繞組提供磁通的閉合路徑，兩個繞組:1:1次側(cè)繞組次側(cè)繞組( (原邊原邊)N1,2)N1,2次側(cè)繞組次側(cè)繞組( (副邊副邊)N2)N2。工作原理工作原理變壓器的基本工作原理是電磁感應原理。當交流電壓加到一次側(cè)繞組后交流電流流入該繞組變壓器的基本工作原理是電磁感應原理。當交流電壓加到一次側(cè)繞組后交流電流流入該繞組就產(chǎn)生勵磁作用，在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通，這個交變磁通不僅穿過一次側(cè)繞組，同時也穿就產(chǎn)生勵磁作用，在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通，這個交變磁通不僅穿過一次側(cè)繞組，同時也穿過二次側(cè)繞組，它分別在

18、兩個繞組中引起感應電動勢。這時如果二次側(cè)與外電路的負載接通，過二次側(cè)繞組，它分別在兩個繞組中引起感應電動勢。這時如果二次側(cè)與外電路的負載接通，便有交流電流流出，于是輸出電能。便有交流電流流出，于是輸出電能。當當1 1次繞組接交流電壓后，電流次繞組接交流電壓后，電流I I0 0, ,該電流在鐵心中產(chǎn)生一個交變的主磁通該電流在鐵心中產(chǎn)生一個交變的主磁通,在兩個繞組中在兩個繞組中分別產(chǎn)生感應電勢分別產(chǎn)生感應電勢E1E1和和E2E2。變壓器變壓器: :E:E:感應電勢感應電勢N:N:匝數(shù)匝數(shù):磁通磁通副線圈副線圈產(chǎn)生感產(chǎn)生感應電動勢應電動勢原線圈原線圈接接 交交流流 電電在鐵芯中在鐵芯中產(chǎn)生變化產(chǎn)生變化的磁通量的磁通量副線圈中副線圈中如有電流如有電