rcu電力系統(tǒng)基礎知識

1、電力系統(tǒng)一次設備介紹?發(fā)電機在異步電機作發(fā)電機態(tài)運行時，其向電網輸出有功功率，由于其自身不能產生無功功率，仍需山電網或并聯電容器提供。在與電網并聯時，山于其激磁電流山電網提供，且異步發(fā)電機的激磁電流較大，一般為額定電流的30%50%,在 發(fā)電的同時，增加了系統(tǒng)的無功負擔，以經濟運行論證，異步發(fā)電機并網運行并不一定有利。其并網運行有如下特點：其電壓和頻率完全取決于電網的電壓和頻率，與轉速無關，因此無需調壓和調頻， 且并網手序極其簡單，只需注意轉速略大于同步速，即可投入電網運行。 在單機運行時，其勵磁電流山并聯在端點上的電容器供給。與并網運行方式不同，單機運行時，其電壓和頻率隨負載而變化。為維持電

2、壓和頻率恒定，隨著負載變化，必須相應調節(jié)轉速和電容，給使用帶來不便，且由于電容器價格較高，單機運行只用于供電系統(tǒng)無法到達且對電壓和頻率質量無過高要求的地方。同步電機作為發(fā)電機運行時，其轉子山原動機帶動，正常運行時其轉速固定不變, 恒等于額定轉速一同步速度?，F代的發(fā)電廠中， 無例外地采用兒臺同步發(fā)電機并聯運行的方式，而電力系統(tǒng)中乂是許多發(fā)電廠在關聯運行。對于連接于同一電網的發(fā)電機，它們必須有相同的額定電圧和相同的額定頻率，并且各發(fā)電機在并聯以后都有共同的端電壓，但因它們的激磁可以自山調節(jié)，它們的空載電勢卻可以各不相同， 因此同步電抗的數值并不能決定負載電流的分配。同步電抗有不同數值的發(fā)電機仍可用

3、來并聯發(fā)電，并獲得合理的負載分配。我們一般所說的都是同步發(fā)電機。把發(fā)電機并聯至電網的手續(xù)稱為整步，亦稱為并列或并車。并車時必須避免產生巨大的沖擊電流， 以防止同步發(fā)電機受到損壞， 避免電力系統(tǒng)受到嚴重干擾。因此，并車前必須檢驗發(fā)電機和電網是否符合下列條件：（1）雙方應有相同的相序；（2）雙方應有相等的電壓；（3）雙方應有相等或接近于相等的頻率。電力變壓器?變壓器的類別和結構變壓器的主要類別電力變壓器的基本結構變壓器的額定值變壓器的發(fā)熱和冷卻國內外變壓器簡介?三相變壓器的磁路和連接組三相變壓器的磁路系統(tǒng)三相變壓器的繞組接法三相變壓器連接組別和標準連接組三相變圧器繞組接法及其磁路系統(tǒng)對電勢波形的影

4、響?三相變壓器組y/y連接?三相鐵芯式變壓器y/y連接?三相變壓器y/連接? y/y連接附加一組連接第三繞組變壓器的并聯運行?變壓器并聯運行的意義及應具備的條件變壓器為什么要并聯運行理想的并聯運行應該滿足的條件如何滿足并聯運行的條件變壓器并聯運行負載分配的實用計算公式電壓互感器和電流互感器電壓互感器和電流互感器是測備設備，它們?yōu)楣ぷ髟砗妥儔浩骰鞠嗤?，使用互感器有三個l1的：擴大常規(guī)儀表的量程；使測量回路和被測回路隔離，以保障工作人員和測試設備安全；山互感器直接帶動繼電器線圈，為各類繼電保護提供控制訊號，也可以經過整流變換成直流，為控制系統(tǒng)或微機控制系統(tǒng)提供控制訊號。測量系統(tǒng)使用的互感器，電

5、壓互感器的副邊額定電圧統(tǒng)一設訃為100* 電流互感器的副邊額定電流統(tǒng)一設計為5a或1a 電壓互感器?為了使測量結果接近于理想情況，從仏用角度來看，所接測量儀表要具有高阻抗，如此，則副方電流較小，可接近于空載狀態(tài)。電壓互感器的額定容量與一般電力變圧器不同，不是按發(fā)熱程度來規(guī)定，而是為了滿足測量精度，也就是說，其接入的測量儀表要受其額定容量的限制，否則將無法保證測量精度。從制造角度來講，必須設法互感器的激磁電流和漏電抗。因此, 在鐵 芯制作上通常采用鐵耗小的高級硅鋼片，工作磁密要選擇的低一些，一般為(0. 60? 8)t,磁路應處于不飽和狀態(tài)，在加工時盡可能使磁路有較小的間隙，在繞組制作上應盡量減

6、小漏磁，并適當釆用較粗導線以減小電阻，使有較小的漏阻抗。國家標準提供了0. 2、0.5. 1、3等四個標準等級供使用單位選用。使用電壓互感器時應特別注意兩點：(1)副方絕對不允許短路，因短路電流將引起繞組發(fā)熱，有可能破壞繞組絕緣電阻，導致高電壓侵入低壓回路，危及人身和設備安全。(2)為保障人身安全，互感器鐵芯和副繞組的一端必須可靠接地。電流互感器?電流互感器的主要結構也與普通變壓器相似，不同的是原繞組匝數較少，一 般只有一匝或兒匝，而副繞組的匝數較多。山于是測量電流，各測量儀表的電流線圈應串聯連接，電流線圈的電阻值是很小的，電流互感器可視為處于短路運行狀態(tài)。為了使測量接近于理想情況，從使用角度

7、看，副方所串聯的儀表數量應受到額定容量的限制，否則，隨著測量儀表的增多，電流互感器的副方端電壓將增大，而不再是短路狀態(tài)， 原方端電壓也增大， 從而使激磁電流增大， 這將影響測量精度。從鐵芯制造來看，山于激磁電流受負載電流變化的影響較電壓互感器更為嚴重，磁通密度應取得更低些，通常選取為（0.08、0.1 ） t,且制造時盡可能減小氣隙。從繞組制造來看， 應有較小的電阻和漏抗。 國家標準有0? 2、0.5、1.0. 3.0、10.0五個標準等級，供使用單位選擇。在使用電流互感器時應特別注意兩點：（1）在運行過程中或帶電切換儀表時，絕對不允許電流互感器的副方開路。電流互感器的原方電流是山原方被測試電

8、路決定的，在正常運行時，山于有副方電流的去磁作用，激磁電流是很小的。若副方開路，則流入電流互感器的原方電流將全部為激磁電流，使鐵芯過飽和，鐵耗將急劇增大，引起互感器嚴重發(fā)熱，乂因副繞組匝 數較多，副繞組突然開路，在其中將感應較高的電壓，對操作人員有極大危險（2）為防止絕緣被擊穿帶來的不安全，電流互感器的一端以及鐵芯均應可靠接地。母線?母線在配電系統(tǒng)中起到的是匯集和分配電流的作用。我們較多接觸到的軟母線有鋼芯鋁絞線、軟管母線和分裂導線，碩母線常用的有矩形、管形和分裂管形母線等；常見母線制有單母線制. 單母線分段制、雙母線制等。斷路器?斷路器的主要作用是用來開斷正常和故障時的供電回路，起保護電氣設

9、備或改變運行方式作用。根據滅弧介質和能力的不同，一般可分為少油斷路器、多油斷路器、空氣斷路器、真空斷路器、sf6斷路器等類型，隨著我國經濟實力和制造水平的提高，現10kv級普便采用真空斷路器，35kv及以上級廣泛采用sf6斷路器，運行效果良好。實際選用時一般要根據其工作電壓. 電流、開斷電流 . 動穩(wěn)定. 熱穩(wěn)定 . 過電壓等性能指標綜合考慮。負荷開關和隔離開關?負荷開關與斷路器的功能類似，只是由于其滅弧能力較弱，不能開斷短路電流，一般用來正常情況下的變運行方式操作，與其配套的高壓熔斷器共同使用，可以實現開斷短路電流的作用。但應用范圍較小，一般只在10kv以下使用。其選用條件與斷路器相似，可酌

10、情從簡。?隔離開關在供電系統(tǒng)中只用于接通和開斷沒有負荷電流通過的電路，它的作用是為保證電氣設備檢修時，使需要檢修的設備與處于電壓下的其余部分構成明顯的隔離。山于其沒有特殊的滅弧裝置，所以它的接通和切斷必需在斷路器打開以后才能進行。電力設訃技術規(guī)范規(guī)定，隔離開關也可以在下列情況下作小功率操作：（1）切合電壓互感器及避雷器回路（2）切合勵磁電流不超過2a的空載變壓器（3）切合電容電流不超過5a的空載線路（4）切合電壓為10kv及以下，電流為15a以下的線路。（5）切合電壓為10kv及以下，環(huán)路均衡電流為70a及以下的環(huán)路。隔離開關因無切斷故障電流的要求，所以它只根據一般條件進行選擇，并按照短路情況

11、下做動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的校驗。電容器?作為提高功率因數的補償裝置有同步補償器和電容器。同步補償器的最大優(yōu)點是可以均勻調節(jié)電網的電圧水平，但它的容量組成不靈活，安裝條件要求高，維護運行也較復雜且單位無功消耗的有功遠較電容器為高，因此一般只在大的電網中樞調圧處應用，在工廠，特別是機械制造工廠，沒有見到應用的。?電容器的補償方式分三種：個別補償、分組補償和集中補償。個別補償即在用電設備附近按照其本身無功功率的需要量裝設電容器組，一般與用電設備同時投入運行和斷開。 在對感應電動機個別補償時，一般應以空載時補償至功率因數接近1為準。從技術的觀點來看， 這是最好的補償方式， 但也存在電容器利用率低， 易受到機

12、械震動及其它環(huán)境條件的影響。因此這種補償方式適用于長期穩(wěn)定運行，無功功率需要量較大， 或距電源遠， 不便于實現分組補償的場合。 與個別補償相比， 分組補償的優(yōu)點是利用率高，同時，所需的電容器總容量也會少一些。集中補償的優(yōu)點是總體投資小，為了提高變壓器的負載能力，一般布置在低圧側。?實際應用中，電力系統(tǒng)一般在變壓器的中、低圧側各設一組并聯電容器，采用分組投切的方式運行：工業(yè)用戶往往根據實際需要，綜合采用各種方式補償，以獲得穩(wěn)定的運行效果和良好的經濟效益。電抗器?電抗器的主要作用是限制短路電流。按安裝地點可分為母線電抗器和線路電抗器：按結構和運行方式可分為普通電抗器和分裂電抗器。?當線路電抗器后發(fā)

13、生短路時，電壓降主要產生在電抗器中，這不僅限制了短路電流，而且能在母線上維持較高的剩余殘壓（大于65%ue ），這對非故障用戶，尤其是電動機負荷極為有利，能提高供電可黑性，為了既能限制短路電流，維持較高殘壓，乂不致在正常工作時產生較大的電壓損失（應小于5%ue ） 和較多的功率損耗，通常線路電抗器的百分電抗值為3、6亂?母線電抗器一般裝設在母線分段處，此處往往是正常工作情況下功率流動最小的地方，所產生的電壓損失和功率損耗遠較其他處為小，所以一般設訃主接線時，應首先考慮在分段斷路器回路或聯絡斷路器回路中以及變壓器回路中裝設電抗器，只有在經過計算認為限制效果不夠時，才考慮裝設線路電抗器。一般在電廠

14、和系統(tǒng)容量較大時，兩種電抗器都需要安裝。為了運行操作方便和減小母線各段之間電壓差，母線分段不宜超過三段，母線電抗器的ie 較大，且正常運行時通過功率較小，為了有效地限制短路電流，母線電抗器的電抗百分值應取8、12亂?分裂電抗器在結構上與普通電抗器相似，只是線圈中心有一個抽頭用來連接電源，兩個分支用來連接大致相等的兩組負荷。當分裂電抗器的電抗值與普通電抗器相同時，兩者在短路時的限流作用一樣，但正常運行時電壓損失只有普通電抗器的一半，而且比普通電抗器多供一倍的出線，減少了電抗器的數th故被廣泛采用。運行中需特別注意的是：當兩個分支負荷不等或負荷變化過大時，將引起電壓偏差造成電圧波動， 甚至可能出現

15、過電壓。 所經分 裂電抗器的電抗百分值取8、12肌避雷器?避雷器的作用是限制過電壓以保護電氣設備。類型主要有保護間隙、管型避雷器、閥型避雷器和氧化鋅避雷器等多種，保護間隙和管型避雷器主要用于限制大氣過電壓，一般用于配電系統(tǒng)、線路和發(fā)電廠、變電所進線段的保護, 閥型避雷器用于變電所和發(fā)電廠的保護，在220kv及以下系統(tǒng)主要用于限制大氣過電壓，在超高圧系統(tǒng)中還用來限制內過電圧或作內過電壓的后備保護。閥型避雷器普通型有fs和fz兩種，fs型適用于配電系統(tǒng)，fz型適用于變電所。磁吹型主要有fcz電站型和保護旋轉電機用的fcd兩種。氧化鋅避雷器山于其所用閥片以氧化鋅為主要材料，附以少量精選過的金屬氧化物

16、，在高溫下燒結而成而得名的。與常規(guī)sic避雷器相比，主要有無繼流、無間隙、電氣設備所受過電壓可以降低及通流容量大的特點，隨著制造技術和成本的降低，其在各個電壓等級的應用將不斷擴大。消弧線圈?通過分析我們可以知道，當中性點不接地電網中發(fā)生單相接地時，在接地點要流過全系統(tǒng)的對地電容電流，如果此電流比較大，就會在接地點燃起電弧, 引起弧光過電壓，從而使非故障相的對地電壓進一步升高，因此，使絕緣破壞，形成兩點或多點接地短路，造成停電事故。為了解決這個問題，通常在中性點接入一個電感線圈，這樣當單相接地時，在接地點就有一個電感分量的電流通過，此電流和原系統(tǒng)的電容電流相抵銷，就可以減少流經故障點的電流，因此

17、，稱它為消弧線圈。?在各級電壓網絡中，當全系統(tǒng)的電容電流超過以下數值時，即應裝設消弧線圈：對36kv電網30a： 10kv電網20a： 22、66kv loao根據對電容電流補償程度的不同，消弧線圈可以有完全補償、欠補償及過補償三種補償方式。?從消除弧光過電壓的角度來看，完全補償的方式最好，但是從其他方面來說，則乂存在有嚴重的缺點：完全補償時，正好滿足串聯諧振的條件，這樣，在正常情況時，如果架空線路三相的對地電容不完全相等，則電源中性點對地之間就會產生電壓偏移：此外，在斷路器合閘三相觸頭不同時閉合時，也將短時出現一個數值更大的零序分量電壓。此電圧將在串聯諧振的回路中產主很大的電壓降落，從而使電

18、源中性點對地電壓嚴重升高，這是不能允許的，因此在實際上不能采用這種方式。?欠補償就是消弧線圈提供的電感電流不能完全補償電容電流，補償后的接地點電流仍然是電容性的。這種方法也是一般不采用的，因為在系統(tǒng)運行方式變化時，電容電流就會減小，這時很可能乂出現完全補償的情況，引起過電壓。?過補償就是補償后的殘余電流是電感性的，釆用這種方法不可能發(fā)生串聯諧振的過電壓問題，因此在實際中獲得了廣泛的應用。變圧器的保護?變壓器保護的類型&、瓦斯保護b、縱差動保護c、電流速斷保護d、 過電流保護e、 過負荷保護f、 過勵磁保護瓦斯保護?對變壓器油箱內的各種故障以及油面的降低，應裝設瓦斯保護，它反映于油箱內部

19、所產生的氣體或油流而動作。其中輕瓦斯保護動作于信號，重瓦斯保護動作于跳開各電源側的斷路器。一般應裝設瓦斯保護的變壓器容量界限是: 800kva及以上的油浸式變壓器和400kva及以上的車間內油浸式變圧器?？v差動保護?我們一般接觸到的差動保護都是縱差動保護，橫差動保護一般專指發(fā)電機定子繞組的匝間短路保護，所以我們通常就把縱差動保護稱為差動保護。一般來說，差動保護適用于：?(1)并列運行的變壓器，容量在6300kva以上時；? (2)單獨運行的變壓器，容量在10000kva以上時；? (3)發(fā)電廠廠用工作變壓器及工業(yè)企業(yè)中的重要變壓器，容量為6300kva以 上時。另外，對于2000kva以上的變

20、壓器，當電流速斷的靈敬性不能滿足要求時，則宜于裝設差動保護。差動保護的不平衡電流及減小不平衡電流的方法?穩(wěn)態(tài)情況下的不平衡電流我們知道，在理想惜況下，正常運行及外部故障時，在差動繼電器中是沒有電流流過的。可是，山于實際情況下電流互感器總是有勵磁電流，且勵磁特性不會完全相同，因此在差動繼電器中就會流過一個不平衡電流，這實際上是兩只電流互感器的勵磁電流之差。具有鐵心的線圈是一個非線性元件，對于已經做好的電流互感器而言，影響其誤差的主要原因是：(1)當一次側電流一定時，二次側的負載越大則要求二次側的感應電勢越大，因而要求鐵心中的磁通密度越大，鐵心就容易飽和。(2)當二次負載已確定之后，則一次側電流的

21、升高也將引起鐵心中磁通密度增大，因此，一次電流越大時，二次電流的誤差也隨之增大。為了保證繼電保護的正確丄作，就要求電流互感器在流過故障電流時，應保持一定的準確度，實際上是采用電流互感器的10%誤差曲線。當電流互感器的容量滿足10%誤差曲線的要求時，其二次電流的誤差就一定小于10亂相應的角度誤差不大于7度。?暫態(tài)過程中的不平衡電流由于差動保護是瞬時動作的，因此，還必須考慮在外部短路暫態(tài)過程中，差動回路中出現的不平衡電流。這時，在一次側短路電流中包含有非周期分量，由于它對時間的變率遠小于周期分量的變率，因而很難變換到二次側，而大部分成為電流互感器的勵磁電流。乂山于電流互感器的勵磁回路以及二次回路電感中的磁通不能突變，還將在二次回路中引起自山非周期分量。所以，在暫態(tài)過程中勵磁電流將大大超過其穩(wěn)態(tài)值，并含有大量緩慢衰減的非周期分量，將使差動回路的不平衡電流大為增加。?為了保證差動保護的選擇性，差動繼電器的起動電流必須躲開最大不平衡電流，也正因如此，不平衡電流越小則保護的靈敬性就越好，故如何減小不平衡電流就成為一切差動保護的中心問題。（1）為了減小穩(wěn)態(tài)情況下的不平衡電流，差動保護應采用型號和特性完全相同的d級電流互感器，并當外部最大短路電流流過時，能滿足10%誤差曲線的要求。（2）為了減小暫態(tài)過程中最大不平