電力行業(yè)概述精品課件

1、電力行業(yè)概述第1頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四中國電力行業(yè)現(xiàn)狀 1998年，電力部撤消，國家電力公司則頒布了“國家電力公司系統(tǒng)公司制改組實施方案”，確定了“政企分開、省為實體”和“廠網(wǎng)分開、競價上網(wǎng)”的主要改革思路。 目前，電力行業(yè)被分為“發(fā)電”和“電網(wǎng)”兩塊，發(fā)電企業(yè)分別為華能集團、大唐集團、華電集團、國電集團、中電投集團 5大發(fā)電集團，當(dāng)時基本含蓋了我國所有發(fā)電廠。電網(wǎng)分為了“國家電網(wǎng)公司”和“南方電網(wǎng)公司”基本含蓋國內(nèi)所有電網(wǎng)。第2頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四電力系統(tǒng)發(fā)展方向高電壓、大系統(tǒng)大電廠、大機組高度自動化、信息化第3頁，共

2、55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四第4頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四對于高壓絕緣的說明(內(nèi)部過電壓的分類及特點)內(nèi)部過電壓是電力系統(tǒng)內(nèi)部原因引起的，根據(jù)引起原因分兩類：操作過電壓 空載線路合閘過電壓、空載線路分閘過電壓、中性點不接地系統(tǒng)中的電弧接地過電壓、切除空載變壓器過電壓暫時過電壓 工頻過電壓、諧振過電壓泄漏比距或爬距： 為了防止浮塵等污穢在絕緣子表面附著,形成通路被絕緣子兩端電壓擊穿,即爬電.故增大表面距離,即爬距,沿絕緣表面放電的距離即泄漏距離叫爬距.爬距=表面距離/系統(tǒng)最高電壓.根據(jù)污穢程度不同,重污穢地區(qū)一般采用爬距為31毫米/每千伏.

3、第5頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四電氣設(shè)備分類 根據(jù)電氣設(shè)備的作用不同，我們一般將電氣設(shè)備分為一次設(shè)備和二次設(shè)備。第6頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四一次設(shè)備 通常把生產(chǎn)、變換、傳輸、分配和使用的設(shè)備，如發(fā)電機、變壓器、母線和斷路器等稱為一次設(shè)備。第7頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四變壓器變壓器中電力系統(tǒng)中的作用是變換電壓，以利于功率的傳輸。電壓經(jīng)升壓變壓器升壓后，可以減少線路損耗，提高送電的經(jīng)濟性，達到遠距離送電的目的。而降壓變壓器則能把高電壓變?yōu)橛脩羲枰母骷壥褂秒妷?，滿足用戶需要。變壓器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)：型式

4、、額定容量、額定電壓、額定電流、空載電流、空載損耗、允許溫升、冷卻方式、接線組別等。第8頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四第9頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四第10頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四1、相別：變壓器可分為單相變（A、B、C相）和三相變兩種。三相油浸式電力變壓器外形圖 1-銘牌；2-信號式溫度計；3-吸濕器；4-油表；5-儲油柜；6-安全氣道；7-氣體繼電器；8-高壓套管；9-低壓套管；10-分接開關(guān)；11-油箱；12-放油閥門；13-器身；14-接地板；15-小車 第11頁，共55頁，2022年，5月20

5、日，18點33分，星期四第12頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四油枕的作用： 變壓器油有熱脹冷縮的物理現(xiàn)象，加裝油枕熱脹不致使油從變壓器中溢出，冷縮不致使油不足，同時有了油枕絕緣油和空氣的接觸面大大減小，因而使變壓器內(nèi)不易受到潮氣的侵入，避免油變質(zhì)。第13頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四瓦斯繼電器： 如果充油的變壓器內(nèi)部發(fā)生放電故障,放電電弧使變壓器油發(fā)生分解,產(chǎn)生甲烷、乙炔、氫氣、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙烷等多種特征氣體，故障越嚴(yán)重，氣體的量越大，這些氣體產(chǎn)生后從變壓器內(nèi)部上升到上部的油枕的過程中，流經(jīng)瓦斯繼電器，推動瓦斯繼電器內(nèi)的一個擋

6、扳，使繼電器的常開接點閉合，作用于輕瓦斯保護發(fā)出警告信號，重瓦斯則直接啟動繼電保護跳閘，斷開斷路器，切除故障變壓器。 當(dāng)然，油流和其他一些因發(fā)熱產(chǎn)生的氣體也可以使瓦斯繼電器動作。第14頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四壓力釋放器： 壓力釋放閥裝在一般裝在變壓器側(cè)壁或油箱蓋上，一旦發(fā)生故障，油箱內(nèi)壓力大到一定值時，壓力釋放閥動作，壓力釋放后，又可恢復(fù)密封。第15頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四2、繞組數(shù)與結(jié)構(gòu)： 電力變壓器每相的繞組分為雙繞組、三繞組或更多繞組等形式；按電磁結(jié)構(gòu)分為普通雙繞組、三繞組、自耦式及低壓繞組分裂式等形式。 普通變壓器的原

7、理圖第16頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四3、繞組接線組別 電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星形“Y”和三角形“d”兩種。在發(fā)電廠和變電站中，主變壓器接線組別一般都采用YN，d11常規(guī)接線。 第17頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四4、調(diào)壓方式 為了保證供電質(zhì)量，電壓必須保持在允許的范圍內(nèi)?？梢酝ㄟ^變壓器的分接頭開關(guān)切換，改變高壓繞組的匝數(shù)，從而實現(xiàn)電壓調(diào)整。 切換方式有兩種：一種是不帶電切換，稱為無激磁調(diào)壓（無載調(diào)壓）；另一種是帶電切換，稱為有載調(diào)壓。第18頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四 帶電濾油器的作用： 有載分接

8、開關(guān)由切換開關(guān)和分接選擇器組成。有載分接開關(guān)的切換開關(guān)浸在單獨的油室中。為防止切換開關(guān)油室中的污穢物進入變壓器本體而影響變壓器的絕緣性能，油室應(yīng)與變壓器本體隔離。隨著用戶對電壓質(zhì)量的要求越來越高，變壓器分接開關(guān)每天動作的次數(shù)也越來越多。由于在切換開關(guān)切換中變壓器油起熄滅電弧和絕緣的作用，每次切換后變壓器油可能產(chǎn)生分解物和部分游離碳而導(dǎo)致變壓器油劣化。通常廠家在設(shè)計分接開關(guān)時可能沒有考慮油室中的變壓器油的在線過濾，因此變壓器檢修規(guī)程要求分接開關(guān)每隔一二年需要換油和吊芯檢查。第19頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四5、冷卻方式 電力變壓器的冷卻方式隨變壓器型式和容量不同而異

9、，一般有自然風(fēng)冷卻、強迫風(fēng)冷卻、強迫油循環(huán)水冷卻、強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻第20頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四斷路器的介紹 Circuit Breaker 功能：正常運行時，倒換運行方式，把設(shè)備或線路接入電網(wǎng)或退出運行，起控制作用。當(dāng)發(fā)生故障時，在繼電保護裝置的作用下，快速切除故障，起保護作用。 第21頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四斷路器第22頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四高壓斷路器由以下五個部分組成：通斷元件，中間傳動機構(gòu)，操動機構(gòu)，絕緣支撐件和基座。通斷元件是斷路器的核心部分，主電路的接通和斷開

10、由它來完成。主電路的通斷，由操動機構(gòu)接到操作指令后，經(jīng)中間傳動機構(gòu)傳送到通斷元件，通斷元件執(zhí)行命令，使主電路接通或斷開。通斷元件包括有觸頭、導(dǎo)電部分、滅弧介質(zhì)和滅弧室等，一般安放在絕緣支撐件上，使帶電部分與地絕緣，而絕緣支撐件則安裝在基座上。這些基本組成部分的結(jié)構(gòu)，隨斷路器類型不同而異。斷路器根據(jù)滅弧介質(zhì)不同可分為：油斷路器、壓縮空氣斷路器、SF6斷路器、真空斷路器等。 第23頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四其主要參數(shù)如下：（1）額定電壓(標(biāo)稱電壓)：它是表征斷路器絕緣強度的參數(shù)，它是斷路器長期工作的標(biāo)準(zhǔn)電壓。為了適應(yīng)電力系統(tǒng)工作的要求，斷路器又規(guī)定了與各級額定電壓相

11、應(yīng)的最高工作電壓。對3220KV各級，其最高工作電壓較額定電壓約高15%左右；對330KV及以上，最高工作電壓較額定電壓約高10%。斷路器在最高工作電壓下，應(yīng)能長期可靠地工作。（2）額定電流：它是表征斷路器通過長期電流能力的參數(shù)，即斷路器允許連續(xù)長期通過的最大電流。（3）額定開斷電流：它是表征斷路器開斷能力的參數(shù)。在額定電壓下，斷路器能保證可靠開斷的最大電流，稱為額定開斷電流，其單位用斷路器觸頭分離瞬間短路電流周期分量有效值的千安數(shù)表示。當(dāng)斷路器在低于其額定電壓的電網(wǎng)中工作時，其開斷電流可以增大。但受滅弧室機械強度的限制，開斷電流有一最大值，稱為極限開斷電流。第24頁，共55頁，2022年，5

12、月20日，18點33分，星期四（4）熱穩(wěn)定電流：斷路器處于合閘狀態(tài)下，在一定的持續(xù)時間內(nèi)，所允許通過電流的最大周期分量有效值，此時斷路器不應(yīng)因短時發(fā)熱而損壞。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：斷路器的額定熱穩(wěn)定電流等于額定開斷電流。額定熱穩(wěn)定電流的持續(xù)時間為2S，需要大于2S時，推薦4S。（5）動穩(wěn)定電流：設(shè)備能承受其電磁力的作用而無電氣或機械損傷的最大一次電流峰值稱為額定動穩(wěn)定電流。（6）固有合閘時間：從斷路器操動機構(gòu)合閘線圈接通到主觸頭接觸這段時間.（7）固有分閘時間：斷路器的分閘時間包括固有分閘時間和熄弧時間兩部分。固有分閘時間是指從操動機構(gòu)分閘線圈接通到觸頭分離這段時間。熄弧時間是指從觸頭分離到各相電弧熄

13、滅為止這段時間。（8）操作循環(huán)：這也是表征斷路器操作性能的指標(biāo)。架空線路的短路故障大多是暫時性的，短路電流切斷后，故障即迅速消失。因此，為了提高供電的可靠性和系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，斷路器應(yīng)能承受一次或兩次以上的關(guān)合、開斷、或關(guān)合后立即開斷的動作能力。此種按一定時間間隔進行多次分、合的操作稱為操作循環(huán)。 第25頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四另外斷路器參數(shù)有：合閘電阻值、工頻耐壓、操作沖擊耐壓、全波雷電沖擊耐壓等、斷口電容器、操作機構(gòu)閉鎖壓力等。 西門子斷路器 第26頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四GIS 介紹 GIS全稱為Gas Insulate

14、d Switchgear。 它是由斷路器、隔離開關(guān)、快速和慢速接地開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、母線和出線套管等元件，按電氣主接線的要求依次連接，組成一個整體，并且全部封閉于接地的金屬外殼中，殼內(nèi)充滿一定壓力的SF6氣體。第27頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四第28頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四隔離開關(guān) Isolator 隔離開關(guān)也是發(fā)電廠和變電站中常用的開關(guān)設(shè)備。它需要與斷路器配套使用。但隔離開關(guān)無滅弧裝置，不能用來接通和切斷負(fù)荷電流和短路電流。第29頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四隔離開關(guān)也是發(fā)電廠和變電站中常

15、用的開關(guān)設(shè)備。它需要與斷路器配套使用。但隔離開關(guān)無滅弧裝置，不能用來接通和切斷負(fù)荷電流和短路電流。同時也可用來作為接地閘刀。主要技術(shù)數(shù)據(jù) 額定電流、額定電壓、極限通過電流、熱穩(wěn)定電流、爬電距離、動穩(wěn)定電流、操動機構(gòu)型號等。第30頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四隔離開關(guān)第31頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四 主要功能： 1) 隔離電壓。在檢修電氣設(shè)備時，用隔離開關(guān)將被檢修的設(shè)備與電源電壓隔離，以確保檢修安全。 2) 倒閘操作。投入備用母線或旁路母線以及改變運行方式時，常用隔離開關(guān)配合斷路器，協(xié)同操作的安全。 3) 分、合小電流。因隔離開關(guān)具有一

16、定的分、合小電感和電容電流的能力，一般可以用來進行以下操作：分、合避雷器、電壓互感器和空載母線；分、合勵磁電流不超過2A的空載變壓器；關(guān)合電容電流不超過5A的空載線路。第32頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四第33頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四消弧線圈用途： 消弧線圈是一種帶鐵芯的電感線圈。它接于變壓器（或發(fā)電機）的中性點與大地之間，構(gòu)成消弧線圈接地系統(tǒng)。正常運行時，消弧線圈中無電流通過。而當(dāng)電網(wǎng)受到雷擊或發(fā)生單相電弧性接地時，中性點電位將上升到相電壓，這時流經(jīng)消弧線圈的電感性電流與單相接地的電容性故障電流相互抵消，使故障電流得到補償，補償后

17、的殘余電流變得很小，不足以維持電弧，從而自行熄滅。這樣，就可使接地迅速消除而不致引起過電壓。擋位： 消弧線圈電流通過有載開關(guān)調(diào)節(jié)并實現(xiàn)遠方自動控制，采用予調(diào)節(jié)方式，即在正常運行方式情況下，根據(jù)電網(wǎng)參數(shù)的變化而隨時調(diào)節(jié)消弧線圈的分接頭到最佳位置。第34頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四電容器1、耦合電容 電力系統(tǒng)中通信用的高頻弱電信號（如調(diào)度信號、高頻保護信號等）以高壓線路作為載波通道，耦合電容的作用就是為高頻弱電信號提供通路，同時阻止高壓工頻電流，從而將強電和弱電系統(tǒng)隔離開來。我們都知道電容器的容抗與頻率成反比，對高頻信號它呈現(xiàn)低阻抗，而對工頻信號則呈高阻抗，這就是其工

18、作的基本原理。 耦合電容下部可能裝有電壓抽取裝置，其原理與電容式電壓互感器相同。 注意：相別2、并聯(lián)電容器： 因總的負(fù)載呈電感性，提高電源使用效率，提高功率因素,，進行無功補償，提高補償點的電壓。 注意：相別、連接方式、總?cè)萘?、臺數(shù)等。3、電容器放電線圈： 放電線圈與電力電容器或電力電容器組并聯(lián)，當(dāng)電力電容器從回路切除時，作為放電器件，把電容器上剩余電壓在短時間內(nèi)降到安全值。當(dāng)電力電容器運行時，作為保護或測量器件。 主要參數(shù)：放電容量、放電時間等。第35頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四第36頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四電抗器 分為并聯(lián)電抗

19、器和串聯(lián)電抗器第37頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四1、并聯(lián)電抗器作用：削弱空載或輕載時長線路的電容效應(yīng)所引起的工頻電壓升高。改善沿線電壓分布和輕載線路中的無功分布并降低線損。減少潛供電流，加速潛供電弧的熄滅，提高線路自動重合閘的成功率。有利于消除發(fā)電機的自勵磁。第38頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四注意：相別、冷卻方式、絕緣等級、短路阻抗、保護設(shè)備等。第39頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四2、串聯(lián)電抗器串聯(lián)電抗器按結(jié)構(gòu)可以分為干式和油浸,干式又分為干式鐵心(主要用于戶內(nèi)),干式空心和半鐵心(主要用于戶外).現(xiàn)在還有

20、一種叫磁屏蔽電抗器,應(yīng)該屬于干式電抗器類. 串聯(lián)電抗器在回路中主要作用是抑制合閘涌流和限制諧波.注意：保護設(shè)備、電抗率等數(shù)據(jù)。第40頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四調(diào)相機同步調(diào)相機的結(jié)構(gòu)基本上與同步電動機相同，如果在輸電線的受電端裝一同步調(diào)相機，在電網(wǎng)負(fù)載重時，讓其過勵運行，減少輸電線中滯后的無功電流分量，從而可減少線路壓降；在輸電線輕載的情況下，讓其欠勵運行，吸收滯后的無功電流，可防止電網(wǎng)電壓上升，從而維持電網(wǎng)的電壓在一定的水平上。同步調(diào)相機還有提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。主要數(shù)據(jù)：額定容量、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)速、定子結(jié)線、冷卻方式等。第41頁，共55頁，2022年，5月2

21、0日，18點33分，星期四二次設(shè)備 對一次設(shè)備和系統(tǒng)運行狀態(tài)進行測量、控制、監(jiān)視和保護的設(shè)備，稱為二次設(shè)備。如互感器、測量表計、繼電保護裝置等。第42頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四互感器 互感器是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護等二次設(shè)備獲取電氣一次回路信息的傳感器?；ジ衅鲗⒏唠妷?、大電流按比例變成低電壓和小電流，其一次測接在系統(tǒng)中，二次側(cè)接測量儀表與繼電保護裝置等?；ジ衅鞫蝹?cè)需可靠接地。 第43頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四 1、電壓互感器分類：電磁式和電容分壓式電磁式特點： 1）容量很小，類似一臺小型的變壓器，但要求很高的安全系數(shù)。 2

22、）二次側(cè)儀表和繼電器的電壓線圈阻抗叫大，互感器在接近空載 的狀態(tài)下運行。電磁式電壓互感器的準(zhǔn)確級，是指在規(guī)定的一次電壓和二次負(fù)荷變化范圍內(nèi)，負(fù)荷功率因數(shù)為額定值時，電壓誤差的最大值。由于電壓互感器誤差與二次負(fù)荷有關(guān)，所以同一臺電壓互感器對應(yīng)不同的準(zhǔn)確級便有不同的容量。通常，額定容量是指對應(yīng)于最高準(zhǔn)確級的容量。 第44頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四第45頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四 電容式電壓互感器電容式電壓互感器實質(zhì)上是一個電容分壓器，220KV以上一定采用電容式電壓互感器。第46頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期

23、四 電容式電壓互感器 500KV電壓互感器只生產(chǎn)電容式 準(zhǔn)確級：在規(guī)定一次電壓和二次負(fù)荷變化的范圍內(nèi)，負(fù)荷功率因數(shù)為額定值時，電壓誤差的最大值。 注：電壓互感器二次側(cè)嚴(yán)禁短路第47頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四2、電流互感器準(zhǔn)確級：在規(guī)定的二次負(fù)荷變化范圍內(nèi)，一次電流為額定值的最大電流誤差。注：電流互感器二次側(cè)嚴(yán)禁開路。配置原則：電壓互感器位置：母線、35KV及以上線路、發(fā)電機、變壓器。電流互感器位置：發(fā)電機、變壓器、出線、母線分段及母聯(lián)斷路器、旁路斷路器。第48頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四第49頁，共55頁，2022年，5月20日，18點33分，星期四避雷器 無論是電源線還是信號線及其他用途的金屬導(dǎo)線，從保護區(qū)外部與電子設(shè)備連接，當(dāng)他們受到雷擊感應(yīng)或其他因素干擾時就會產(chǎn)生超出正常情況幾十倍甚至上千倍的電流、電壓及能量，從而損壞設(shè)備。避雷器的作用就是在最短的時間內(nèi)納秒級將感應(yīng)雷擊釋放到安全地