电力系统基础知识

《电力系统基础知识》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力系统基础知识（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、电力系统基础知识1、电力体系差不多常识 电力体系的构成电力体系的额定电压电力体系的中性点运行方法 供电质量的重要指标 电气主接线方法 电力体系的构成一个完全的电力体系由分布各地的各类类型的发电厂、升压和降压变电所、输电线路及电 力用户构成，它们分别完成电能的临盆、电压变换、电能的输配及应用。图11电力体系的构成示意图电力体系的额定电压电网电压是有等级的，电网的额定电压等级是依照公平易近经济成长的须要、技巧经济的 合理性以及电气设备的制造程度等身分，经周全分析论证，由国度同一制订和颁布的。表11我邦交换电力网和电气设备的额定电压电力网和用电设备额定电压发电机额定电压 电力变压器额定电压一次绕组二

2、次绕组 低压V 220/127 380/220 660/380 230 400690 220/127 380/220660/380 230/133400/230 690/400 高压 kV 3 61035 63 110 220 330 500750 3.156.310.513.8,15.75,18,20一3 及 3.156 及 6.310 及 10.513.8,15.75,18,203563110220330500750 3.15 及 3.36.3 及 6.610.5 及 1138.5691212423635501. 用电设备用电设备的额定电压和电网的额定电压一致。实际上，因为电网中有电压损掉

3、，致使各点实 际电压偏离额定值。为了包管用电设备的优胜运行，国度对各级电网电压的误差均有严格规 定。明显，用电设备应具有比电网电压许可误差更宽的正常工作电压范畴。2. 发电机发电机的额定电压一样比同级电网额定电压赶过5%，用于补偿电网上的电压损掉。3. 变压器变压器的额定电压分为一次和二次绕组。关于一次绕组，当变压器接于电网末尾时，性质 上等同于电网上的一个负荷（如工厂降压变压器），故其额定电压与电网一致，当变压器接于 发电机引出端时（如发电厂升压变压器），则其额定电压应与发电机额定电压雷同。关于二次 绕组，额定电压是指空载电压，推敲到变压器承载时自身电压损掉（按5%计），变压器二次 绕组额定

4、电压应比电网额定电压高5%，当二次侧输电距离较长时，还应推敲到线路电压损 掉（按5%计），现在，二次绕组额定电压应比电网额定电压高10%。电力体系的中性点运行方法在电力体系中，当变压器或发电机的三相绕组为星形联络时，个中性点可有两种运行方法： 中性点接地和中性点部接地。中性点直截了当接地体系称为大年夜电流接地体系，中性点不 接地和中性点经消弧线圈(或电阻)接地的体系称为小电流接地体系。中性点的运行方法重 要取决于单相接地时电气设备绝缘要求及供电靠得住性。图12列出了常用的中性点运行 方法。图中，电容C为输电线路对地分布电容。图12电力体系中性点运行方法a)中性点直截了当接地b)中性点不接地c)

5、中性点经消弧线圈接地d)中性点经电阻接地中性点直截了当接处所式：当产生一相对地绝缘破坏时，即构成单相短路，供电中断，靠得 住性降低。然则，该方法下非故障相对地电压不变，电气设备绝缘程度可按相电压推敲。此 外，在380/220V低压供电体系中，线对地电压为相电压，可接入单相负荷。中性点不接处所式：当产生单相接地故障时，线电压不变，而非故障相对地电压升高到本来 相电压的53倍，供电不中断，靠得住性高。供电质量的重要指标决定用户供电质量的指标为电压、频率和靠得住性。1. 电压幻想的供电电压应当是幅值恒为额定值的三相对称正弦电压。因为供电体系存在阻抗、用 电负荷的变更和用电负荷的性质等身分，实际供电电

6、压不管是在幅值上、波形上照样三相对 称性上都与幻想电压之间存在着误差。(1) 电压误差：电压误差是指电网实际电压与额定电压之差，实际电压偏高或偏低对用电 设备的优胜运行都有阻碍。(2) 电压波动和闪变：电网电压的均方根值随时刻的变更称为电压波动，由电压波动引起 的灯光闪耀对人眼脑的刺激效应称为电压闪变。当电弧炉等大年夜容量冲击性负荷运行时， 猛烈变更的负荷电流将引起线路压降的变更，从而导致电网产生电压波动。(3) 高次谐波：当电网电压波形产生非正弦畸变时，电压中显现高次谐波。高次谐波的产 生，除电力体系自身背景谐波外，在用户方面重要由大年夜功率变流设备、电弧炉等非线性 用电设备所引起。高次谐波

7、的存在降导致供电体系能耗增大年夜、电气设备绝缘老化加快， 同时干扰主动化妆置和通信举措措施的正常工作。(4) 三相纸谬称：三相电压纸谬称指三个相电压的幅值和相位关系上存在误差。三相纸谬 称重要由体系运行参数纸谬称、三相用电负荷纸谬称等身分引起。供电体系的纸谬称运行， 对用电设备及供配电体系都有损害，低压体系的纸谬称运行还会导致中性点偏移，从而危及 人身和设备安稳。2. 频率我国规定的电力体系标称频率(俗称工频)为50Hz，国际上标称频率有50Hz和60Hz两种。 由电力体系供电的交换用电设备的工作频率应与电力体系频率相一致。为了达到某种专门目 标，有的用电设备需在其它频率下工作，则可配以专用变

8、频电源供电，如高频加热、电念头 变频调速等。当电能供需不均衡时，体系频率会偏离其标称值。频率误差不仅阻碍用电设备的工作状况、 产品的产量和质量，更重要的阻碍到电力体系的稳固运行。用户供电体系的电压频率是由电力体系包管的。我国国标规定，电力体系正常频率误差许可 值为0.2Hz，当体系容量较小时，误差值能够放到0.5Hz。3. 靠得住性靠得住性即依照用电负荷的性质和突然中断其供电在政治或经济上造成损掉和阻碍的程度，对用电设备提出的不许可中断供电的要求。按照供电靠得住性要求，用电负荷分为下列 三级：（1）一级负荷：突然停电将造成人身伤亡，或在经济上造成重大年夜损掉，或在政治上造 成重大年夜不良阻碍者

9、。如重要交通和通信枢纽用电负荷、重点企业中的重大年夜设备和连 续临盆线、政治和外事活动中间等。（2）二级负荷：突然停电将在经济上造成较大年夜损掉，或在政治上造成不良阻碍者。如 突然停电将造成重要设备破坏或大年夜量产品报废或大年夜量减产的工厂用电负荷，交通和 通信枢纽用电负荷，大年夜量人员集中的公共场合等。（3）三级负荷：不属于一级和二级负荷者。电气主接线方法主接线图（亦称道理接线图）表示电能由电源分派给用户的重要电路，图中表示出所有的 电气设备及其联接关系。1、母线制常用的母线制重要有三种：单母线制、单母线分段制和双母线制，工厂供电系同一样不采取 双母线制。1）单母线单母线制如下图所示，一样用

10、于只有一回进线的情形。2）单母线分段制在两回电源进线的情形下，宜采取单母线分段制，母线分段开关2、继电爱护差不多常识继电爱护的感化及要求供电体系中常用的爱护继电爱护的成长趋势微机爱护的长处继电爱护的感化及要求（一）继电爱护广泛应用在电力体系、飞机、机车、舰船、汽车等等各个范畴。我们评论辩 论的主假如电力体系的继电爱护。电力体系的运行要求安稳靠得住、电能质量高、经济性好。然则，电力体系的构成元件数量 多，构造各别，运行情形复杂，覆盖的地区宽敞。是以，受天然前提、设备及工资身分的阻 碍，可能显现各类故障和不正常运行状况。故障中最常见、损害最大年夜的是各类情势的短 路。产生短路时可能造成的损害是：故

11、障点的专门大年夜的短路电流燃起的电弧，使故障设备破坏。从电流到短路点间流过的短路电流，它们引起的发烧和电动力将造成在该路径中有关的非故 障元件的破坏。接近故障点的部分地区电压大年夜幅度降低，应用户的正常工作遭到破坏或阻碍产品德量。 破坏电力体系并列运行的稳固性，引起体系振荡，甚至使该体系崩溃和崩溃。继电爱护的感化是：（1）在过载时，继电爱护装配应发出警报旌旗灯号。（2）在短路故障 时，继电爱护装配应急速动作，要求精确、灵敏地主动将有关的断路器跳闸，将故障部分从 体系中断开，确保其他回路的正常运行。（3）为了包管电源不中断，继电爱护装配应将备 用电源投入或经主动装配进行重合闸。（二）继电爱护的全

12、然要求 .选择性全然含义是爱护装配动作时，仅将故障元件从电力体系中切除，使停电范畴尽量减小，以包 管体系中非故障部分连续安稳运行。 .速动性速动性是指继电爱护装配应以尽可能快的速度断开故障元件。如许就能减轻故障设备的破坏 程度，减小用户在低电压情形下工作的时刻，进步电力体系运行的稳固性。 .灵敏性爱护装配对其爱护范畴内的故障或不正常运行状况的反响才能称为灵敏性（灵敏度）。灵敏 性常用灵敏系数来衡量。它是在爱护装配的测量元件确信了动作值后，按最晦气的运行方法、 故障类型、爱护范畴内的指定点校验，并知足有关规定的标准。 .靠得住性靠得住性是指在爱护装配规定的爱护范畴内产生它应当反响的故障时，爱护装

13、配应靠得住地 动作（即不拒动）。而在不属于该爱护动作的其他任何情形下，则不该该动作（即不误动）。 供电体系中常用的爱护（1）电网的电流电压爱护：包含：单侧电源收集的相间短路的电流电压爱护、电网相间短路的偏向性电流爱护、大年夜 接地电流体系的零序电流爱护、中性点不接地单相接地的爱护； 电网的距离爱护输电线路的纵联爱护包含：纵联差动爱护、高频爱护、高频闭锁偏向爱护、高频闭锁负序偏向爱护、高频闭锁距 离爱护和零序爱护、高频相差动爱护、光纤差动爱护；输电线路的主动重合闸包含：三相主动重合闸、综合主动重合闸电力变压器的爱护包含：主变压器内部故障的差动爱护、主变压器零序爱护、主变压器瓦斯爱护、高压 厂用变

14、压器爱护； 发电机爱护包含：相间短路的纵联差动爱护、发电机定子绕组匝间短路爱护、发电机定子绕组的单相接 地爱护、发电机低励掉磁爱护、励磁回路一点接地爱护、励磁回路两点接地爱护、转子表层 过热（负序电流）爱护、发电机的逆功率爱护、发电机掉步专门运行爱护、定子绕组对称过 负荷爱护、发电机变压器组公用继电爱护；母线的继电爱护包含：母线差动爱护、电流相位比较式母线爱护；异步电念头和电容器的爱护（2）供电体系的单端电网的爱护：供电线路常见的故障对架空线来说，有断线、碰线、绝缘子被击穿、相间飞弧、短路以及杆 塔倾圮等；对电缆来说，应其直截了当埋地或敷设在混凝土管、地道等，受外界身分阻碍较 少，除本身绝缘老

15、化的缘故外，只有某些专门情形下，如的基下沉、泥土含有杂质、建筑施 工破坏、热力网阻碍等，才会使相间或相地之间绝缘击穿或断裂，然则电缆接头连接不良或 因为污垢而产生的故障，占其全部故障的70%以上。工业企业供电线路全然上是开式单端供电收集，厂区内距离较短，因此线路爱护并不复杂， 常用的爱护装配有：准时限或反时限的过电流爱护；低电压爱护；电流速断爱护；中性点不 接地体系的单相接地爱护等。一、过电流爱护当流过被爱护元件中的电流跨过预先整定的某个数值时就使断路器跳闸或给出报警旌旗灯 号的装配称为过电流爱护装配，它有准时限和反时限两种。1.准时限过电流爱护装配准时限过电流是电流继电器本身的动作时限是固定的，与经由过程它的电流大年夜小无关。 这种爱护装配的接线图如图5-12所示。2.反时限过电流爱护装配图5-14是一个交换操作的反时限过电流爱护装配图，1KA、2KA为GL型感应式带有瞬时 动作元件的反时限过电流继电器，继电器本身动作带有时限，并有动作指导掉落牌旌旗灯号， 因此回路不需接时刻继电器和旌旗灯号继电器。二、电流速断爱护准时限过电流爱护装配的时限一经整定便不克不及更换，如图5-13所示，当k3处产生三相 短路故障时，断路器QF3的继