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1、一、二次系统基础,生产技术部 陈志拓 2015.8.17,主要内容,1,2,一次系统基础,二次系统基础,一次系统基础,电力系统概述 电气主接线方式 一次系统的设备 电力系统的中性点接地方式,一次系统基础,电力系统概述：,电力系统：一个完整的电力系统由分布各地的各种类型的发电厂、升压和降压变电所、输电线路及电力用户组成，它们分别完成电能的生产、电压变换、电能的输配及使用。,电力网：在电力系统中，连接各种电压等级的输电线路、各种类型的变、配电所及用户的电缆和架空线路构成的输、配电网络。,一次系统基础,电气主接线方式：,双母线制主要用在供电部门110kV以上电压等级的网络变电所；35kV电压等级的变
2、电所，宜采用单母线分段制。,主接线图（亦称原理接线图）表示电能由电源分配给用户的主要电路，图中表示出所有的电气设备及其联接关系。常用的主接线方式主要有三种：单母线制、单母线分段制和双母线制，工厂供电系统一般不采用双母线制。,一次系统基础,一次系统的设备：,一次设备定义：直接用于生产、输送和分配电能的生产过程中的电气设备为一次设备。 它包括发电机、变压器、输电线路、电力电缆、断路器、隔离开关、自动开关、接触器、刀开关、母线、电抗器、电动机、电流互感器（TA)与电压互感器(TV)等。在施工图一次系统单线图设计时需要注明一次设备的型号与规格，以及系统的运行方式与继电保护方案。,一次系统基础,一次设备
3、的作用,1）发电机：把各种形式的能量转化为电能的设备； 2）变压器：电能需要传送，变压器将电压升高进行长距离传输，这样可以降低损耗，当使用电能时，为了满足电气设备的要求，变压器又将电压降低到电气设备需要的电压等级； 3）线路：传输电能； 4）电力电容器：给系统补偿无功； 5）断路器：切断电气设备之间的联系，具有灭弧的功能。,一次系统基础,6）隔离刀闸：为了检修设备时，有可靠与明显的断开点，保证安； 7）电流互感器：将一次侧的大电流转换为统一的二次侧小电流（额定值为5A或1A），有利于电气测量与继电保护设置的制造，并起到隔离作用； 8）电压互感器：将一次侧高电压转换为统一的二次侧低电压（额定值为
4、100V），有利于电气测量与继电保护设置的制造，并起到隔离作用。,一次设备的作用,一次系统基础,一次设备的选用,一次设备选用时除额定电压、额定电流（或额定容量）、开关设备的遮断容量以及导线与母线的载流量应满足要求外，还需要进行热稳定与动温度校验，电流互感器还需要根据准确级限值系数P进行误差校验。,一次系统基础,电力系统的中性点接地方式 ：,在电力系统中，当变压器或发电机的三相绕组为星形联结时，其中性点可有两种运行方式：中性点接地和中性点不接地。中性点直接接地系统称为大电流接地系统，中性点不接地和中性点经消弧线圈（或电阻）接地的系统称为小电流接地系统。中性点的运行方式主要取决于单相接地时电气设备
5、绝缘要求及供电可靠性。,一次系统基础,a)中性点直接接地 b)中性点不接地 c)中性点经消弧线圈接地d)中性点经电阻接地,主要内容,1,2,一次系统基础,二次系统基础,二次系统基础,二次系统概述 二次系统的设备 电力系统继电保护,二次系统基础,二次系统概述,1）二次设备定义：二次设备是指对一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护以及为运行、维护人员提供运行工况或生产指挥信号所需的低压电气设备。,二次系统基础,2）二次电路设计：二次电路图施工图设计时需要注明二次设备的型号与规格，二次电路图包括测量回路、控制与保护回路、信号回路与操动机构电源回路；采用数字式（微机）保护装置后，还需要设计数字式（微
6、机）保护装置电源与通信回路。,二次系统基础,二次系统的设备,如低压小型断路器与熔断器、继电保护装置、监控装置、测量与计量仪表、信号灯、转换与控制开关、以及测量、信号与控制电缆等。,二次系统基础,电力系统继电保护,一、 继电保护的任务,三、 继电保护分类,二、 继电保护的基本要求,四、继电保护装置与自动装置异常运行及事故处理,二次系统基础,继电保护的任务,继电保护的任务当电气设备或线路发生短路故障时，能自动迅速地将故障设备从电力系统切除；或及时针对各种不正常的运行状态发生报警信号通知运行值班人员处理，把事故尽可能限制在最小范围内。当正常供电的电源因故突然中断时，通过继电保护和自动装置还可以迅速投
7、入备用电源，使重要设备能继续获得供电。,二次系统基础,继电保护的基本要求,针对电气设备发生故障时的各种形态及电气量的变化，设置了各种继电保护方式：电流过负荷保护、过电流保护、电流速断保护、电流方向保护、低电压保护、过电压保护、电流闭锁电压速断保护、差动保护、距离保护、高频保护等，此外还有非电气量的瓦斯保护。 为了能正确无误而又迅速地切除故障，对继电保护有如下要求：选择性、 快速性、灵敏性、可靠性。,二次系统基础,1）选择性：当系统发生故障时，继电保护装置应该有选择地切除故障部分，非故障部分应能继续运行，使停电范围尽量缩小。继电保护动作的选择，可以通过正确地整定电气动作值和上下级保护的动作时限来
8、达到互相配合。一般上下级保护的时限差取 0.30.7s ，用得较多的是 0.5s 。,2）快速性：快速切除故障，可以把故障部分控制在尽可能轻微的状态，减少系统电压因短路故障而降低的时间，提高电力系统运行的稳定性。但快速性有时会与选择性发生矛盾，这时就要通过选取各种保护配合方式以达到确保选择性基础上的令人满意的快速性。,二次系统基础,3）灵敏性：继电保护动作的灵敏性是指继电保护装置对其保护范围内故障的反应能力，即继电保护装置对被保护设备可能发生的故障和不正常运行方式应能灵敏地感受和灵敏地反映。上、下级保护之间灵敏性必须配合，这也是保证选择性的条件之一。,4）可靠性：继电保护动作的可靠性是指需要动
9、作时不拒动，不需要动作时不误动，这是继电保护装置正确工作的基础。为保证继电保护装置具有足够的可靠性，应力求接线方式简单、继电器性能可靠、回路触点尽可能最小。还必须注意安装质量，并对继电保护装置按时进行维修和校验。,二次系统基础,继电保护的分类,2）按保护原理分类： 按保护原理可分为电流保护、电压保护、差动保护、距离保护、方向保护与高频保护。电流保护包括电流速断、过电流与过负荷三段式保护，以及负序与零序复合电压起动的电流保护、电流电压连锁保护、零序过电流保护与不平衡电流保护等。电压保护包括过电压保护、低电压保护、失压保护、零序过电压保护与不平衡电压等。差动保护包括纵差动保护、横差动保护与磁平衡差
10、动保护。,1）按被保护的对象分类： 按被保护的对象可分为发电机保护、输电线路保护、变压器保护、母线保护、高压电动机保护、高压电力电容器保护与电抗器保护等,二次系统基础,3）按保护所起的作用分类： 按保护所起的作用可分为主保护、后备保护与辅助保护等。 a、主保护为能够满足系统稳定和设备安全运行要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路事故的保护。 b、后备保护为在主保护或断路器拒动时用来切除事故的保护。后备保护又分为远后备保护和近后备保护两种。远后备保护为当主保护或断路器拒动时，由上一级相邻电力设备或线 路的保护来实现的后备保护。近后备保护为当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实
11、现的后备的保护。 c、断路器失灵保护为当断路器拒动时，跳开拒动断路器母线上的所有电源的后备保护。,二次系统基础,d、辅助保护为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。,常见的一些继电保护,1）电流保护： 根据电流增加，超过继电保护动作电流整定值时动作的保护称为电流保护，电流保护包括电流速断、过电流与过负荷保护，一般称为三段式电流保护。有些数字式（微机）保护装置开始采用多段式电流保护。,二次系统基础,2）复合电压起动的过电流保护： 根据发生故障后电压降低与负序电压增加来起动的过电流保护称为复合电压起动过电流保护，电压降低与负序电压判断采用或的关系。,3）电压保护：
12、 根据电压变化，超过动作电压整定值时动作的保护称为电压保护；电压保护包括过压电压保护、低电压保护与失压保护；根据电压升高，超过动作电压整定值时动作，称为过电压保护；根据电压降低，低于动作电压整定值时动作，称为低电压保护；根据电压消失，无电压（无电流）时动作，称为失压保护。,二次系统基础,4）差动保护： 差动保护分为纵差动保护与横差动保护，根据发生故障后流入与流出电气设备电流差的变化进行的保护称为纵差动保护；根据并列线路发生故障后电流差的变化进行的保护称为横差动保护。,5）负序电流与负序电压保护： 根据三相电流负荷不平衡时，负荷电流中负序电流（I2）变化进行的保护称为负序电流；根据三相电压不平衡
13、时，负序电压（U2）变化进行的保护称为负序电压保护。,二次系统基础,6）零序电流与零序电压保护： 根据负荷零电流中序电流（I0）变化进行的保护称为零序电流；根据零序电压（U0）变化进行的保护称为与零序电压保护。零序电流与零序电压保护主要用于单相接地保护。,7）方向保护： 根据发生事故后电流与电压之间相位角变化（tgU/I，正常时为20左右，短路后一般为6085），判断出电流方向不同，然后在根据不同的保护动作整定值而动作的保护称为方向保护。方向保护用于有双端电源供电的输电线路。,二次系统基础,8）阻抗保护： 根据发生事故后输电线路电压与电流比值（阻抗Z=U/I）变化进行的保护称为阻抗保护，阻抗保
14、护又称为距离保护。阻抗保护受电力系统运行方式影响比较小，保护范围比较大，用于输电线路保护。,9）非电量保护： 非电量保护包括，变压器瓦斯与温度、电动机过热保护等。,二次系统基础,1 、运行中的继电保护装置出现异常情况，值班人员应加强巡视，并采用果断措施立即处理，对有碍于安全运行的则应立即报告主管部门或负责人。,继电保护装置与自动装置异常运行及事故处理,2 、继电保护装置动作，使断路器跳闸，应通知该回路的用电单位，并做记录。电源进户总断路器因继电保护装置动作而跳闸，应通知供电部门。,二次系统基础,3 、凡因保护装置动作而引起断路器跳闸者，应检查保护装置动作情况并查明原因。恢复送电前必须将保护装置的所有信号全部复归。以上作业必须有两人进行，并做好监护和核查。,4 、发现表针指示异常，如电流冲击、电压下降等，应立即检查信号装置 , 判断是否发生故障。,5 、变压器的差别保护装置动作，经检查判断，是由于引线故障或电流互感器及二次回路等原因造成，则经过处理修复后，变压器应继续投人使用。,二次系统基础,6 、变压器瓦斯保护装置动作后，如不能明显判定是变压器内部故障时，则应立即收集所在继电器内聚积的气体，并判定其性质。,7 、处理故障时，一般应为两人，并做好详尽记录，同时应遵守安全操作规程。处理事故必须遵照继电保护原理接线图。,
