電力系統基礎知識PPT

1、-MmIlK生主要內容 1 概述 2發(fā)電廠 3 變電站的一次接線 4.電力系統一次設備簡介.-5.變電站的二次接線. 6 變電站綜合自動化簡介7.配電管理系統DMS-組網結構31、概述11什么是電力系統?51、概述11什么是電力系統?應用眾務器數據采集和傳輸4用也#j 1.1什么是電力系統?發(fā)電廠變電所變電所用戶水輪機發(fā)電機 升壓變壓器 輸電線路 降壓變壓器用電設備電力系統V動力系統X 11什么是電力系統?0電力網：電力系統中各種電壓的變電所及輸配電線路組成的統一體。0電力系統：由發(fā)電廠中的電氣部分、各類變電所及輸電、配電線路及各種類 型的用電設備組成的統一體，稱為電力系統。具體組成如下：發(fā)電

2、廠：生產電能。電力網：變換電壓、傳送電能。由變電所和電力線路組成。配電系統：將系統的電能傳輸給電力用戶。電力用戶：高壓用戶額定電壓在lkV以上，低壓用戶額定電壓在lkV以下。用電設備：消耗電能。動力系統：在電力系統的基礎上，把發(fā)電廠的動力部分（例如火力發(fā)電廠的鍋 爐、汽輪機和水力發(fā)電廠的水庫、水輪機以及核動力發(fā)電廠的反應堆等）包 含在內的系統。通常，將發(fā)電廠電能送到負荷中心的線路叫輸電線路。負荷中心至各用戶的線路叫配電線路。負荷中心一般設變電站。#J 1.1什么是電力系統？9J 1.1什么是電力系統？地方電力網變電所D：終端10 kV-KO500kV220kVllOkV超高壓遠距離輸電網區(qū)域電

3、力網><變電所A：樞紐變電所C：地方水余電廠火總丿0 電力網： 按電壓等級分類：低壓網：電壓等級在lkV以下； 中壓網：110kV；a咼壓網：咼于10kV、低于33OkV；超高壓網：低于750kV；特高壓網：lOOOkV及以上。#11什么是電力系統？電力網：按電壓等級的高低、供電范圍的大小的分類地方電力網：電壓等級在35kV及以下，供電半徑 在2050k m以內區(qū)域電力網：電壓等級在35kV以上（一般為 110kV-220kV）,供電半徑超過50km，聯系較多 發(fā)電廠的網絡超高壓遠距離輸電網：電壓等級為330kV-500kV 的網絡，其主要任務是把遠處發(fā)電廠生產的電能 輸送到負荷中

4、心，同時還聯系若干區(qū)域電力網形 成跨省、跨地區(qū)的大型電力系統11J 1.1什么是電力系統？變電所：按其在電力系統中的地位分類 樞紐變電所：中間變電所：地區(qū)變電所：終端電站所：#1.2電力系統的特點過渡過程十分短暫：控制操作自動化程度高。必須 借助自動裝置對電力系統進行控制：繼電保護裝置、 遠動裝置、減載裝置、同期裝置、勵磁裝置電能生產與國民經濟各部門和人民生活有著極為 密切的關系：社會政治經濟影響巨大。負荷分類：一 類負荷、二類負荷、三類負荷電能不能大量存儲：電能的生產、變換、輸送、 分配和使用是同時進行的。 P發(fā)三P用+AP頻率f 頻率表征電力系統有功功率的平衡 Q發(fā)三Q用+AQ n 電壓V

5、電壓則表征該處無功功率的平衡12電力系統的特點對電力系統運行的基本要求如下： (1)保證供電可靠性 (2)保證電能質量 (3)提高電力系統運行的經濟性 (4)環(huán)境保護問題13電能的質量指標電壓質量標準:名稱允許限值說明供電電 壓允許 偏差0 35kV及以上為圧負偏差絕對值 之和不超過10%；0 10kV及以下三相供電為±7%；0 220V單相供電為+7%, -10%衡量點為供用電產權分界處或電能計量點電壓允 許波動 和閃變1. 電壓波動：0 10kV 及以下 2.5%;0 35kVllOkV 為 2%；0 220kV 及以上 1.6%2. 閃變AV/0對照明要求較高,0.4%（推薦值

6、）；0 一般照明負荷,0.6%（推薦值）0衡量點為電網公共連接點（PCC）,取實 測95%概率值；0給出閃變電壓限值和頻度的關系曲線， 可以根據電壓波動曲線查得允許值，并 給出算例；0對測量方法和測量儀器作岀基本規(guī)定三相供 電電壓 允許不 平衡度0匸常允許2%,短時不超過4%；0每個用戶一般不得超過1.3%0各級電壓要求一樣；0衡量點為PCC,取實測95%概率值或 1累計超標不超過72min,且每30min 中超標不超過5min；0對測量方法和測量儀器作出規(guī)定；0提供不平衡度算法右13電能的質量指標0頻率：額定頻率:頻率偏差:國外：50Hz （國外:50 或 60Hz） ±02Hz

7、（3000MW系統） ±0.5Hz （3000MW系統） ±（0.1-0.2）Hz 或 ±05Hz0波形：質量標準：正弦波電壓和電流諧波的危害與抑制：對于電網、電力設備、通訊都會產生 負面影響；17X 14電力系統的額定電壓及電壓等級 額誤壓是由國家規(guī)定的一種標準電壓，是電氣設備設計時所依據的電壓值。 在這一電壓下工作時，電氣設備的技術經濟性能指標能夠達到最佳狀態(tài)，保證 長期可靠運行。電力系統 額定電壓 /kV發(fā)電機 額定電壓 /kV電力變壓器額定電壓/kV電氣設備 最高電壓 /kV一次繞組二次繞組3353 及 3.153.15 及 3.33.666.306 及

8、6.306.3 及 6.67.21010.5010 及 10.510.5 及 11.012-13.8013.80-15.7515.75-18.018.02020.020.024-22.022.0-24.024.0353538.540.560606672.5110110121126220220242252330330363363500500550550750-8001.4電力系統的額定電壓及電壓等級U、哀1-7Z采用架空踐路時與各額定電壓等級相適應的輸送功率和輸送距離幀定電壓CkV)輸送功率(kW)輸送距離(km)額定電壓CkV)輸送功率(kW)輸送JO(km:3100-100013603500

9、700003G W61001200415110100005000050-1-；010200-2000；620220100000-500000100-31)'3520001000020 50我國規(guī)定的額定電壓按電壓高低及使用范圍可分為三類：第一類指100V及其以卜的額定電壓。主要用安全動力、照明、蓄電池及特殊設備。第二類指1001000VZ間的額定電壓，其應用最廣、數量最多。第三類指1000V及其以上電壓等級。電力系統的發(fā)、供、輸、配、用電都采用該電壓等級。19為 1. 5我國電力工業(yè)發(fā)展概況* 跨省電力系統5個,獨立省電力系統若干個圖1-7各電力系統的覆蓋范圍1621$ 14卿加1$軸

10、總裝蛇環(huán)戦輯'鍛機汕(GW)年發(fā)電量Vh)水暢占 百沁(%)比暢占百分比()玻暢占 百觥(%)at水暢占 百魁 佻)火暢占百他(%)啟電爐占石曲«.砒200029030>0-61.0L23.2145020.0-71.0-L54 | :34,4二 66,0戲574.52015580298盹？105.02 J0020.01.07：生15我國電力工業(yè)發(fā)展概況電力工業(yè)發(fā)展史上的第一：火電：1882年上海楊樹浦；水電：1912年云南石龍壩240kW；核電：1991年浙江秦山300MW；輸電線路：1974年廿肅劉家峽水電站陜西關中地區(qū)330kV交流， 1981年河南姚孟火電廠到武漢

11、500kV交流，1988年葛州壩水電站到上海南橋變電站土 500kV直流。電力系統Z最：類別中國世界火電單機(MW)600 (900)1300水電單機(MW)700800700800交流輸電線路(kV)500>1000直流輸電線路(kV)±500土750生15我國電力工業(yè)發(fā)展概況2002年底全國發(fā)電裝機容量達到356億千瓦，發(fā)電量達到16542億千瓦時，均居世界第二位年份裝機容量（萬kW）年發(fā)電量（億kWh）1949184.8643.119871000049601995210001000020003000013000200135300 (2003.2.18)14780年人均電量

12、：我國：lOOOkW.h中等發(fā)達國家：7000kW.h 北歐、美國： 18000kW.h252發(fā)電廠1|平 2.1火力發(fā)電廠：將煤、油、天然氣或其它燃料的化學能轉換成電能的工廠。 主要由燃燒、汽水、電氣系統三部分組成；對分為凝氣式火電廠和熱電廠兩類 通常運行壽命25年。沖灰溝#2發(fā)電廠補Q 給潔 水'高壓 加熱 器給水煙塵灰渣泵送 風煤 粉熱 空 氣磨 煤 機芒鍋爐W煤斗;熱空氣過熱蒸汽 除I器 水箱煤,P渣斗t:冷卻水匕聲結水泵低壓加熱器排粉風機 主變壓器劉省煤器空氣預熱器引風.機至灰場沖灰溝272發(fā)電廠穩(wěn)壓器反應堆2.2核電廠：均采用原子核裂變時釋放出來的能量發(fā)電。蒸汽發(fā)生器尾水管

13、#2發(fā)電廠尾水管#2發(fā)電廠主循環(huán)泵循環(huán)水回路X 1|凝結水泵' 一二回路系統閥門一回路系統給水加熱器冷凝器循環(huán)水泵2.3水電廠：利用水能發(fā)電，對分為堤壩式、徑流式（如葛洲壩）、抽 水畜能三類；水輪機組工作靈活，能迅速適應負荷急劇變化，一般從機 組啟動、并網到帶負荷只需幾分鐘即町完成；通常運行壽命50年。進水閘門攔河壩調壓井壩體廠房水3開關水輪機蝴蝶閥蝸殼上游水庫尾水管29丁|2發(fā)電廠2.4風力發(fā)電廠WLWL3.1電力系統的電氣設備3llOkV2X120MV 陌TAQF . 10kJ1一t2QF1 (913回QFS3OMvar0輸變電設備包括變換電壓的設備：如變壓器。接通和開斷電路的開關

14、電器：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，同步調相機，靜止補償器。載流導體：如母線，引線，電纜，接地裝置；如變壓器中性點接地、如斷路器，隔離開關，熔斷器等。架空線。設備外殼接地、防雷接地等。0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。33寸.3變電站的一次接線0輸電線路開關電器高壓斷路器的基本參數額定開斷電流1暢、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0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

15、接線#35ABCC (whn1IAxABC#電壓互感器運行特點：二次繞組不能短路接線方式：#llOkV- 220kVr_(a)3kV22OkV3kV 35kV3kV20kV£30(d)37寸.3變電站的一次接線:3.2電力系統接線和輸變電網絡接線0電力系統接線地理接線圖：表明各發(fā)電廠、變電所的相對地理位置和它 們之間的聯接關系電氣接線圖：表明電力系統中各主要元部件之間和廠所之 間的電氣聯接關系0輸變電網絡接線無備用：單回路放射式、干線式和鏈式網絡等，每一負荷只能靠 一條線路獲得電能，又稱開式網絡。有備用：雙回路式、單壞式、雙環(huán)式和兩端供電式等，每一個負 荷點至少對以通過兩條線路從不同

16、方向取得電能，又稱閉式網絡。#3變電站的一次接線他t393變電站的一次接線3.3電氣主接線的基本接線形式QFXQS0有匯流母線:單母線、單母線分段，雙母線，雙母 線分段；增設旁路母線或旁路隔離開關，倍半斷 路器接線，變壓器母線組接線等。0無匯流母線：單元接線、橋形接線、角形接線等。h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:斷路器與隔離開關的操作順序: 送電操作順序：先合上斷路器兩側的隔離開關，再投入斷路器。停電檢修操作順序：先斷開斷路器，再斷開斷路器兩側的隔離開關。待線路對力仃電后，再合

17、上接地刀閘。413變電站的一次接線3變電站的一次接線3.3.1單母線接線G(WL? QS2WL4 QSxA、QF QS1QF QS 亠1I<QFOG特點簡單、清晰、設備少。T當母線故障或檢修或 母線隔離開關檢修時, 整個系數全部停電。.斷路器檢修期間也必 須停止該回路的供電。適用范圍T單電源的發(fā)電廠和變 電所，且出線回路數 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313變電站的一次接線#3變電站的一次接線特點T減少母線故障或檢修時的 停電范圍。T斷路器檢修期間必須停止 該回路的供電。母線分段的數冃，通常以 23分段為宜，分段太多 增加了分段斷路器

18、。適用范圍 6-10kV配電裝置出線6回 及以上；-35kV出線數為48回；-110-220kV 出線數為 3-4 回。#3變電站的一次接線（分段斷路器QF兼旁母斷路器）333單母線分段加裝旁路母線接線旁路母線的作用-不停電檢修進出線斷路器。操作方式（檢修QF4,且W不停電）-如A、B段經QF和QS、QS?并列運行, 則閉合QS5T斷開QB-斷開QS1閉合 QS3T閉合QF使W?帶電（不耍首先閉合 QS8） 0此時若W3隱含故障，則由繼電 保護裝置動作斷開QF。-若W?充電正常，操作可以繼續(xù)進行：T 合上QS&T斷開QF4o這時WL由母線 BTQS2TQF1TQS3TW3TQS8T W

19、l_4供 電。并由QF替代斷路器QF4oQF4檢修前，應把QSs、QS?斷開。適用范圍t屮小型發(fā)電廠和35-110kV的變電所。3.3.4雙母線接線333變電站的一次接線#3變電站的一次接線接線圖具有兩組母線W, W?o每 一回路經一臺斷路器和兩組隔離 開關分別與兩組母線連接，母線 Z間通過母線聯絡斷路器QF （簡 稱母聯）連接。運行方式-母聯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QF斷開，進出線分別接 /兩組母線，兩組母線分裂 運行。-母聯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

20、時停電。-供電可靠，調度靈活，又便 于擴建。353變電站的一次接線3.3.5雙母線帶旁路母線接線34QFQSQSQSQFQSQSQFQS3.變電站的一次接線1.3.6 個半斷路器接線接線圖在母線Wi，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T具有較高的供電可靠性及運行靈活性。T母線故障，只跳開與此母線相連的斷路 器，任何回路不停電。T隔離開關不作操作電器，減少了誤操作QS 的幾率。-T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T大型電廠和變電所的超高壓配電裝置。4.電力系統一次設備簡介

21、4.1發(fā)電機JPLil35q. 4.電力系統一次設備簡介 4.2變壓器394.電力系統一次設備簡介 4.4隔離開關4.電力系統一次設備簡介 導4.5負荷融414.電力系統一次設備簡介.4.6母線#4.電力系統一次設備簡介434.電力系統一次設備簡介 4.7絕緣子及電纜密封管端子密封管應力控制管晅力彈番鎧裝層接地銭 T 1屏蔽層接地銭1KV. 10KV熱縮電境終端#4. I(!力系統次設備fnJ介 47電抗器454.電力系統一次設備簡介 4.8電力電容器二 040922Z3VSK g 的mvsk474-電力系統一次設備間介J互感器及避雷器Voltage & Current Transfo

22、rmers, Electric Porcelain ArresterHYIOW-nekV有機外套金屬氧化物避雷器 Metal Oxide Lightning Arrester with Organic Covering高分斷能力戶外跌落式熔斷器 Outdoor Falling Type Fuse Protector With High Breaking Capacity互感器、電磁避雷器電隸油斛電住翳 Electromagnetic OiMnsulation 帥 fect Transformer油社讎互飜 Oil-Immersed Current Transtaer電軾勰藐匡翳Electrom

23、agnetic Oil-Insulation Voltage Transformer電嚅壓套菅 High Voltage Insulation Sleeve電軾SF6氣淞匏泳電壓互翳SF6 Magnetic Gas-Insulated Current & Voltage Transformer k495.1概述0 一次設備及一次系統一次設備有：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)律相互連接構成的電路稱為次接線或一次系統, 它是發(fā)電、輸變電和配電的主體。0二次設備及二次系統二次設備包括監(jiān)察測量儀表、控制及信號器具、繼電保護裝置、自動

24、 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。0二次接線圖：原理接線圖、展開接線圖和安裝接線圖。51寸.5.變電站的二次接線.2原理接線圖原理接線血：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 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535.變電站的二次接線5.3展開接線圖展開接線冋（簡稱展

25、開圖）:用來說明二次回路的動作原理, 在現場使用極為普遍。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 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點采 用相同的文字標號表示。KS 去信號5A相過流交流電流回路C相過流公共線時間繼電器 回路直流操作回路跳閘回路信號回路TA,(>ta2(>WAS10kV線路示意圖150150 300slIIgtT-glz - 5*4安裝接線圖0安裝接線圖是制造廠加工制造屏（屏盤）和現場施

26、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?；匕惭b接線圖包括屏面布置圖、屏背面 接線圖和端了排圖三個組成部分，它 們相互對應，相互補充。屏面布置圖：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ihi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。設備文 字符號端子排圖：表示屏上需要裝設的端子 數冃、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

27、編號法”，例如甲、乙兩個端子需用導線連接起來，貝恠 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?？傂l(wèi)31/1N2 8 3L3【2 fOI ! 10kV線路1TAla1Ii 2TAic2I22TA in3】284+5?Ii 1667o【3 28】QF9I廠41011WAS12I4-l信號13I4-1，至控制盤，至電流互感器5變電站的二次接線二次回路分類：1.按二次回路功能劃分:控制回路:由各種控制器具、控制對彖和控制網絡構成。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，以滿足改變主系統運行方式

28、及處理故障的要 求。信號回路:由信號發(fā)送機構、接收顯示元件及其網絡構成。其作用是準確、及時地 顯示出相應一次設備地匚作狀態(tài)，為運行人員提供操作、調節(jié)和處理故障的可靠依 據。測量監(jiān)察回路:由各種電氣測量儀表、監(jiān)測裝置、切換開關及其網絡構成。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，監(jiān)察絕緣狀況，作為生產調度 和值班人員掌握主系統的運行情況、進行經濟核算和故障處理的主要依據。-繼電保護與h動裝置:由互感器、變換器、各種繼電器及it動裝置、選擇開關及其 網絡構成。其作用是保護主系統的正常運行，一次系統一旦出現故障或異常便h動 進行處理，并發(fā)出相應信號。調節(jié)回路:由測量機構、傳輸設備執(zhí)行元

29、件及其網絡構成。其作用是調節(jié)某些主設 備的工作參數，以保證主設備及電力系統的安全、經濟、穩(wěn)定運行。同期回路:由電壓互感器、同期開關、同期裝置構成。操作電源：由直流電源設備和供電網絡構成。其作用是供給上述齊二次系統的工作 電源，計算器及其他重要設備的事故電源。2.按發(fā)展階段劃分:就地分散控制。對每個被控制對彖設置獨立的控制回路，在設備女裝處一對一的 控制。這種控制方式簡便易行，但不便r各機組、設備間的協調配合，適用:小 型發(fā)電廠及變電所。集中控制。在發(fā)電廠或變電所設置一個屮央控制室（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