電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識內(nèi)部培訓(xùn)資料

1、1、電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識l 電力系統(tǒng)的構(gòu)成l 電力系統(tǒng)的額定電壓l 電氣主接線方式l 電氣一次設(shè)備與二次設(shè)備l 電力系統(tǒng)變電所安裝試驗標(biāo)準(zhǔn)l 電氣設(shè)備故障l 繼電保護基礎(chǔ)知識l 變電所綜合自動化系統(tǒng)l 電力系統(tǒng)的中性點運行方式l 供電質(zhì)量的主要指標(biāo)l 微機常規(guī)保護的判斷邏輯電力系統(tǒng)的構(gòu)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(chǎn)、電壓變換、電能的輸配及使用。圖11 電力系統(tǒng)的組成示意圖電力系統(tǒng)的額定電壓電網(wǎng)電壓是有等級的，電網(wǎng)的額定電壓等級是根據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展的需要、技術(shù)經(jīng)濟的合理性以及電氣設(shè)備的制造水平等因素，經(jīng)全面分析論證，由

2、國家統(tǒng)一制定和頒布的。表11 我國交流電力網(wǎng)和電氣設(shè)備的額定電壓電力網(wǎng)和用電設(shè)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v220/127380/220660/380230400690220/127380/220660/380230/133400/230690/400高壓kv361035631102203305007503.156.310.513.8,15.75,18,203及3.156及6.310及10.513.8,15.75,18,2035631102203305007503.15及3.36.3及6.610.5及1138.5691212423635501用電設(shè)備用電設(shè)備的

3、額定電壓和電網(wǎng)的額定電壓一致。實際上，由于電網(wǎng)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(shè)備的良好運行，國家對各級電網(wǎng)電壓的偏差均有嚴(yán)格規(guī)定。顯然，用電設(shè)備應(yīng)具有比電網(wǎng)電壓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(wǎng)額定電壓高出5%，用于補償電網(wǎng)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(dāng)變壓器接于電網(wǎng)末端時，性質(zhì)上等同于電網(wǎng)上的一個負荷(如工廠降壓變壓器)，故其額定電壓與電網(wǎng)一致，當(dāng)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(yīng)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

4、壓損失(按5%計)，變壓器二次繞組額定電壓應(yīng)比電網(wǎng)額定電壓高5%，當(dāng)二次側(cè)輸電距離較長時，還應(yīng)考慮到線路電壓損失(按5%計)，此時， 二次繞組額定電壓應(yīng)比電網(wǎng)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(shè)備及其聯(lián)接關(guān)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(guān)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(wǎng)絡(luò)變電所，也有

5、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(guān)如圖3所示電氣一次設(shè)備與二次設(shè)備一、一次設(shè)備：變壓器（含主變壓器、所用變壓器、消弧線圈等）；開關(guān)（高壓斷路器、隔離開關(guān)、空氣開關(guān)等）；電抗器；母線、電力電纜、電力線路、瓷瓶、支架等。（一）高壓開關(guān)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(guān)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(guān)小車b、接地刀閘c、高壓開關(guān)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(guān)的分類： a、多油開關(guān)b、

6、少油開關(guān)c、真空開關(guān)d、sf6開關(guān)6）高壓開關(guān)的組成：a、開關(guān)小車b、真空泡c、儲能電機d、操作機構(gòu)（機械部分）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(shè)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(shè)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(zhǔn)確度繞組應(yīng)接電能計量儀表，而 3 級準(zhǔn)確度繞組應(yīng)接繼電保護電路。如果錯接則：一是使正常運行中測量的準(zhǔn)確度降低，使電能計量不準(zhǔn)；二是在發(fā)生短路故障時，由于計量繞

7、組鐵心設(shè)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。而繼電保護繞組鐵心不飽和，二次電流隨短路電流相應(yīng)增大，以使繼電保護準(zhǔn)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(zhǔn)確等級的意義：如，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(cè)的負荷來說，電壓互感器的一次內(nèi)阻抗較小以至可以忽略，可以認為電壓互感器是一個電壓

8、源；而電流互感器的一次卻內(nèi)阻很大，以至可以認為是一個內(nèi)阻無窮大的電流源。3) 電壓互感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(cè)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(guān)柜的五防： 防止誤分(合)斷路器 防止帶負荷誤拉(合)隔離開關(guān)（開關(guān)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(biāo)準(zhǔn)l 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

9、低。l 盤、柜安裝時，盤間接縫允許的偏差為2mm。l 查找直流接地時，所用儀表內(nèi)阻不應(yīng)低于2000/v。l 基礎(chǔ)型鋼安裝水平度允許偏差為1mm/m。l 電纜管的加工應(yīng)符合下列要求：（1） 管口應(yīng)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(yīng)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(yīng)小于所穿入電纜的最小允許彎曲半徑。（3） 金屬電纜管應(yīng)在外表涂防腐漆或涂瀝青，鍍鋅管鋅層剝落處應(yīng)涂以防腐劑。l 對于盤柜內(nèi)0.4kv低壓母線，相線間距及相線對地間距為20mm。l 變電所電纜溝內(nèi)敷設(shè)電纜時，電力電纜應(yīng)放在控制電纜的上方。l 二次回路接線基本要求

10、：（1） 按圖施工，接線正確。（2） 導(dǎo)線與電氣元件間采用螺栓連接、插接、焊接或壓接點，均應(yīng)牢固可靠。（3） 盤、柜內(nèi)的導(dǎo)線不應(yīng)有接頭，導(dǎo)線芯線應(yīng)無損傷。（4） 導(dǎo)線芯線和所配導(dǎo)線的端部均應(yīng)標(biāo)明其回路編號，編號應(yīng)正確，字跡清晰且不易脫色。（5） 配線應(yīng)整齊、清晰、美觀，導(dǎo)線絕緣應(yīng)良好，無損傷。（6） 每個接線端子的每側(cè)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(dǎo)線不得接在同一端子上；對于螺栓連接端子，當(dāng)接兩根導(dǎo)線時，中間應(yīng)加平墊片。（7） 二次回路接地應(yīng)設(shè)專用螺栓。l 二次回路的每一支路的絕緣電阻不應(yīng)小于2m。l 低壓配線裝置應(yīng)用500v搖表測量全線的電阻，相對地不應(yīng).022

11、m，相對相不應(yīng).038m。l 接地保護接地電阻一般不4，重復(fù)接地的接地電阻一般不10，用500v搖表測移動電器時，其絕緣電阻不應(yīng)0.5 m。l 用搖表測量低壓變壓器四線制線路時應(yīng)用500v搖表，保持120轉(zhuǎn)/分，持續(xù)1分鐘。l 1000v以下的電力電纜和控制電纜應(yīng)采用1000v搖表測量絕緣電阻，其絕緣電阻不10 m，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(yīng)0.5 m，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，潮濕地區(qū)0.5 m。l 當(dāng)保護接地時，接地電阻越小保護效果越好。l 變壓器在現(xiàn)場安裝時，如果有制造廠合格的試驗報告，也必須進行吊芯檢查。l

12、低壓驗電器除了用于檢查電氣設(shè)備是否帶電外還應(yīng)區(qū)分火線和地線。l 上、下布置的a、b、c母線應(yīng)由上向下排列。l 查找二次回路故障時，常用導(dǎo)通法、對地電壓法、電壓降法。l 不對稱負載作星形連接時，中線一定不能斷開。l 在地方狹窄，工作不便，陰暗潮濕等環(huán)境中，應(yīng)采用12v的安全電壓。l 無論電容器的額定電壓為多少，在切斷電源后的30秒之內(nèi)，電容器端電壓不得超過65v。l 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。l 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。中性線-由中性點引出的線。

13、零點-中性點接地。零線-由零點引出的線。l 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(dǎo)體或金屬導(dǎo)體組。接地線-連接接地體與電氣設(shè)備接地部分的金屬導(dǎo)線。l 如何區(qū)分工作接地和重復(fù)接地：工作接地- 在正?；蚬收锨闆r下，為保證電器設(shè)備安全可靠工作，即運行需要的接地線。重復(fù)接地-將零線的一處或多處通過接地裝置與大地再次連接。l 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(shè)備絕緣損壞而使人體有遭受觸電的危險，將電器設(shè)備的金屬外殼與接地體的相連。保護接零-將電器設(shè)備的金屬外殼與變壓器零線相連。l 高壓隔離開關(guān)不能用來拉、合大于2安培的負荷電流電路

14、。l 高壓隔離開關(guān)除了倒母線外，還有隔離電源即用其將檢修電氣設(shè)備與帶電的電網(wǎng)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。l 10kv的隔離開關(guān)可動刀片進入插口的深度應(yīng)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(yīng)保持35mm的間隙；合閘時三相各相前后相差不3mm。l 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。l 1；1隔離變壓器次級不得接地。l 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1.52.5倍。l 測量變壓器的直流電阻可

15、有效的發(fā)現(xiàn)線圈匝間或?qū)娱g短路，分接開關(guān)接觸不良和引線焊接頭松動等缺陷。l 二次回路上所用的保險絲，應(yīng)當(dāng)符合： 長時間能承受規(guī)定的額定電流， 當(dāng)最小電流試驗時，其熔斷時間1小時；當(dāng)最大電流試驗時，其熔斷時間在1小時以內(nèi)。l 對分散式安裝的微機保護開關(guān)柜，應(yīng)裝設(shè)獨立的接地母排，母排不2mm*20mm。l 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(dǎo)線截面不2mm2。l 對組屏式安裝的微機保護屏，應(yīng)裝設(shè)接地母排，母排不2mm*20mm。l 保護屏端子排、微機保護裝置、電纜蔽層的接地引下線，導(dǎo)線截面不2mm2。l 相互獨立的二次回路上的接地引下線，應(yīng)單獨引至接地母排。l 要求每根電纜蔽層

16、的接地引下線，應(yīng)獨立的引至接地母排。電氣設(shè)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(shè)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(guān)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(chǎn)品質(zhì)量。 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(chǔ)知識l 繼電保護的作用及要求l 供電系統(tǒng)中常用的保護l 繼電保護的發(fā)展趨勢l 微機保護的優(yōu)點繼電保護的作用及要求（一）繼電保護廣泛應(yīng)用在電力系統(tǒng)、飛機、機車、艦船、汽車等等各

17、個領(lǐng)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(zhì)量高、經(jīng)濟性好。但是，電力系統(tǒng)的組成元件數(shù)量多，結(jié)構(gòu)各異，運行情況復(fù)雜，覆蓋的地域遼闊。因此，受自然條件、設(shè)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(shè)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(guān)的非故障元件的損壞?？拷收宵c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(chǎn)品質(zhì)量。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

18、電保護的作用是：（1）在過載時，繼電保護裝置應(yīng)發(fā)出警報信號。（2）在短路故障時，繼電保護裝置應(yīng)立即動作，要求準(zhǔn)確、迅速地自動將有關(guān)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(yīng)將備用電源投入或經(jīng)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(yīng)以盡可能快的速度斷開故障元件。這樣就能減輕故障設(shè)備的損壞程度，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(nèi)

19、的故障或不正常運行狀態(tài)的反應(yīng)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(nèi)的指定點校驗，并滿足有關(guān)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。.可靠性可靠性是指在保護裝置規(guī)定的保護范圍內(nèi)發(fā)生它應(yīng)該反應(yīng)的故障時，保護裝置應(yīng)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(yīng)該動作（即不誤動）。供電系統(tǒng)中常用的保護（1）電網(wǎng)的電流電壓保護：包括：單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)的相間短路的電流電壓保護、電網(wǎng)相間短路的方向性電流保護、大接地電流系統(tǒng)的零序電流保護、中性點不接地單相接地的保護；電網(wǎng)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

20、、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、高頻相差動保護、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(nèi)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(zhuǎn)子表層過熱（負序電流）保護、發(fā)電機的逆功率保護、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

21、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(wǎng)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(yīng)其直接埋地或敷設(shè)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(zhì)、建筑施工破壞、熱力網(wǎng)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(chǎn)生的故障，占其全部故障的70%以上。工業(yè)企業(yè)供電線路基本上是開式單端供電網(wǎng)絡(luò)，廠區(qū)內(nèi)距離較短，所以線路保護并不復(fù)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)

22、的單相接地保護等。一、過電流保護當(dāng)流過被保護元件中的電流超過預(yù)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。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(guān)。這種保護裝置的接線圖如圖5-12所示。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(yīng)式帶有瞬時動作元件的反時限過電流繼電器，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(jīng)整定便不能變動，如圖5-13所示，當(dāng)k3處

23、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(jīng)過t0+2t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(dāng)過電流保護的動作時限大于0.7s時，便需設(shè)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(dāng)電

24、網(wǎng)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(wǎng)切除，以保證重要電動機在電網(wǎng)電壓恢復(fù)時，順利自起動。四、中性點不接地系統(tǒng)的單相接地保護中性點不接地系統(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(jīng)故障點的電容電流ic是正常時每相對地電容電流ic0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(dāng)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(shè)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(chǎn)生間歇性電弧以致引起過電壓、損壞絕緣，

25、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(yīng)當(dāng)裝設(shè)絕緣監(jiān)測裝置，必要時還可裝設(shè)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(shè)備，它的故障對供電的可靠性和用戶的生產(chǎn)、生活將產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。因此，必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度裝設(shè)適當(dāng)?shù)谋Ｗo裝置。變壓器的故障一般分為內(nèi)部故障和外部故障兩種。變壓器的內(nèi)部故障主要有繞組的相間短路、繞組匝間短路和單相接地短路，內(nèi)部故障是很危險的，因為短路電流產(chǎn)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(chǎn)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(dǎo)致引出線的相間短路或接

26、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(yīng)裝備下列保護。a、瓦斯保護 它能反應(yīng)（油浸式）變壓器油箱內(nèi)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(yīng)變壓器內(nèi)部故障和引出線的相間短路、接地短路，瞬時動作于跳閘。c、 過電流保護它能反應(yīng)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(yīng)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(yīng)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

27、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。由于計算機的通用性，因此，在繼電保護硬件的基礎(chǔ)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(shè)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)l 綜合自動化的優(yōu)點l 綜合自動化系統(tǒng)的基本

28、l 綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(diào)節(jié)與控制中心”；特別是電力與無功的調(diào)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(zhì)量起著不可替代的作用。變電站的設(shè)備主要可以分為：一次設(shè)備：變壓器（含主變壓器、所用變壓器、消弧線圈等）；開關(guān)（高壓斷路器、隔離開關(guān)、空氣開關(guān)等）；電抗

29、器；母線、電力電纜、電力線路、瓷瓶、支架等。二次設(shè)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(shè)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，與繼電保護有關(guān)的功能，接口功能，系統(tǒng)功能。 結(jié)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(jié)構(gòu)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(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)密切相關(guān)。隨著高科技的不斷發(fā)展，綜合自動化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)也不

30、斷發(fā)生變化，其性能和功能不斷提高。從國內(nèi)外變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展過程來看，其結(jié)構(gòu)形式有集中式、分布集中式、分散與集中相結(jié)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(shù)密集、多專業(yè)技術(shù)相互交叉、相互配合的系統(tǒng)。它是在計算機硬件和軟件技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它綜合了變電站內(nèi)除一次設(shè)備和交直流電源以外的全部二次設(shè)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(jù)用戶需要，微機保護子系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)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。

31、2）設(shè)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(nèi)，就是在主控站或調(diào)度室內(nèi)，面對彩色屏幕顯示器，對變電站的設(shè)備和輸電線路進行全方位的監(jiān)視與操作。3）結(jié)構(gòu)分布、分層化綜合自動化系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)和各功能模塊由不同配置的單片機或微型計算機組成，采用分布式結(jié)構(gòu)，通過網(wǎng)絡(luò)、總線將微機保護、數(shù)據(jù)采集、控制等各子系統(tǒng)連接起來，構(gòu)成一個分級分布式的系統(tǒng)。4）通信局域或網(wǎng)絡(luò)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(diào)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

32、故記錄，事件順序記錄，指標(biāo)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(fù)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(fù)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(shè)備所無法實現(xiàn)的。常規(guī)的二次設(shè)備只能監(jiān)視一次設(shè)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(dāng)變壓器或發(fā)電機的三相繞組為星形聯(lián)結(jié)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(jīng)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(shè)備絕緣要求及供電可靠性。圖12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。圖12 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(jīng)消弧線圈接地d)中性點經(jīng)電阻接地中性點直接接地方式：當(dāng)發(fā)生一相對地絕緣破壞時，即構(gòu)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(shè)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(dāng)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(zhì)量的主要指標(biāo)決定用戶供電質(zhì)量