發(fā)電廠電氣運(yùn)行檢修培訓(xùn)-項(xiàng)目1-電力系統(tǒng)概述

2023/1/111電氣培訓(xùn)2023/1/112培訓(xùn)內(nèi)容同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行三

電力變壓器運(yùn)行二一異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行四五

發(fā)電廠電氣一次設(shè)備過電壓及防雷保護(hù)六七

電力系統(tǒng)概述

發(fā)電廠電氣二次回路電氣運(yùn)行運(yùn)行監(jiān)控倒閘操作故障處理認(rèn)識(shí)設(shè)備電氣運(yùn)行設(shè)備之間聯(lián)系認(rèn)識(shí)設(shè)備電氣運(yùn)行設(shè)備之間聯(lián)系認(rèn)識(shí)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)設(shè)備之間聯(lián)系2023/1/117項(xiàng)目一電力系統(tǒng)概述

一、電力系統(tǒng)組成及特點(diǎn)二、電氣設(shè)備分類三、電力系統(tǒng)短路基本知識(shí)四、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式與接地2023/1/118電纜配電線路發(fā)電廠降壓變電站升壓變電站架空配電線路：電纜輸電線路架空輸電線路一、電力系統(tǒng)組成及特點(diǎn)電力系統(tǒng)組成示意圖2023/1/119發(fā)電用電輸電變電配電RTURTURTU數(shù)據(jù)采集和傳輸應(yīng)用服務(wù)器電網(wǎng)調(diào)度電力系統(tǒng)組成示意圖一、電力系統(tǒng)組成及特點(diǎn)2023/1/1110電力系統(tǒng)特點(diǎn)同時(shí)性：電能不能大規(guī)模儲(chǔ)存，發(fā)電-變電-輸電-配電-用電同時(shí)進(jìn)行。短暫性：電力系統(tǒng)暫態(tài)過程非常短。（故障、投切）

密切性：電力系統(tǒng)發(fā)展與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系密切；電能質(zhì)量要求高：電壓、頻率一、電力系統(tǒng)組成及特點(diǎn)2023/1/1111

電力系統(tǒng)主要電氣設(shè)備按作用不同可分成一次設(shè)備和二次設(shè)備。一次設(shè)備：直接產(chǎn)生、輸送和分配電能的設(shè)備。

二次設(shè)備：對(duì)一次設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行測(cè)量、控制、保護(hù)和監(jiān)察的設(shè)備。二、電氣設(shè)備分類2023/1/1112生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備接通和斷開電路的開關(guān)電器限制故障電流和防御過電壓的保護(hù)電器載流導(dǎo)體接地裝置無功補(bǔ)償設(shè)備1.一次設(shè)備分類二、電氣設(shè)備分類2023/1/1113~發(fā)電機(jī)升壓變隔離開關(guān)斷路器220kV母線送電線路#1變壓器#1變主刀閘電流互感器#1變主開關(guān)#1變主刀閘220kV母線電壓互感器輸電線路220kV母線66kV母線一次設(shè)備連接示意圖二、電氣設(shè)備分類2023/1/1114測(cè)量?jī)x表保護(hù)及自動(dòng)裝置自動(dòng)化監(jiān)控設(shè)備通訊設(shè)備電能表、電流、電壓表、有功、無功表、溫度表主變、線路、母線、母聯(lián)、電容器等保護(hù)裝置減載、解列、錄波、備自投等自動(dòng)裝置公用測(cè)控、遠(yuǎn)動(dòng)通信、各單元測(cè)控、自動(dòng)校時(shí)監(jiān)控后臺(tái)等設(shè)備通訊傳輸、分配、光電轉(zhuǎn)換等設(shè)備2.二次設(shè)備分類二、電氣設(shè)備分類2023/1/1115短路：指三相系統(tǒng)中相與相或相與地之間發(fā)生不正常的連接。對(duì)稱短路不對(duì)稱短路單相接地短路(65%)兩相短路(10%)兩相接地短路(20%)三相短路(5%)三、電力系統(tǒng)短路基本知識(shí)1.短路定義及分類分類2023/1/11162.短路的圖例及表示符號(hào)代表符號(hào)示意圖短路種類三相短路兩相短路單相短路兩相短路接地K（3）K（1,1）K（2）K（1）三、電力系統(tǒng)短路基本知識(shí)2023/1/1117（1）短路的原因絕緣材料的自然老化，設(shè)計(jì)、安裝及維護(hù)不良所帶來的設(shè)備缺陷發(fā)展成短路。惡劣天氣：雷擊造成的閃絡(luò)放電或避雷器動(dòng)作，架空線路由于大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌等。人為誤操作，如運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉刀閘，線路或設(shè)備檢修后未拆除地線就加上電壓引起短路。外力破壞：挖溝損傷電纜，鳥獸跨接在裸露的載流部分等3.短路的原因及危害三、電力系統(tǒng)短路基本知識(shí)2023/1/1118三、電力系統(tǒng)短路基本知識(shí)3.短路的原因及危害（2）短路危害電流劇增：設(shè)備發(fā)熱增加，若短路持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，可能使設(shè)備過熱甚至損壞;由于短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)，導(dǎo)體間還將產(chǎn)生很大的機(jī)械應(yīng)力，致使導(dǎo)體變形甚至損壞。電壓大幅度下降，對(duì)用戶影響很大。當(dāng)短路發(fā)生地點(diǎn)離電源不遠(yuǎn)而持續(xù)時(shí)間又較長(zhǎng)時(shí)，并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)可能失去同步，破壞系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，造成大面積停電，這是短路最嚴(yán)重的后果。發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí),三相不平衡電流會(huì)在相鄰的通訊線路感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì),影響通訊。2023/1/1119作為選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的依據(jù)；為設(shè)計(jì)和選擇電氣主接線提供依據(jù)；為合理配置各種繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置提供依據(jù)。4.短路短路計(jì)算目的三、電力系統(tǒng)短路基本知識(shí)2023/1/11205.無限大容量系統(tǒng)短路電流變化

無限大容量系統(tǒng)：指在這種系統(tǒng)正常運(yùn)行和短路時(shí)，電源的端電壓和頻率恒定不變，認(rèn)為電源容量“無限大”，電源內(nèi)阻為零。分析：無限大是一個(gè)相對(duì)概念。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)阻抗遠(yuǎn)小于，外電路阻抗時(shí)，當(dāng)外電路電流變化時(shí)，系統(tǒng)母線電壓變化很小，實(shí)用計(jì)算時(shí)，認(rèn)為電壓不變。三、電力系統(tǒng)短路基本知識(shí)2023/1/1121正常運(yùn)行時(shí)，電路中電流取決于網(wǎng)絡(luò)總阻抗和電源電壓。突然短路時(shí)，網(wǎng)絡(luò)總阻抗減少，電路中電流突然增加。5.無限大容量系統(tǒng)短路電流變化

三、電力系統(tǒng)短路基本知識(shí)2023/1/11225.無限大容量系統(tǒng)短路電流變化

三、電力系統(tǒng)短路基本知識(shí)2023/1/11236.短路電流的分布高壓側(cè)僅㈠回為電源，其它均為負(fù)荷時(shí)短路電流的分布：若㈠回線路故障：若㈡回線路故障：若㈢回線路故障：㈠㈡㈢㈣①②③④短路電流（功率）由電源流向短路點(diǎn)；短路電流的大小取決于電源和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。三、電力系統(tǒng)短路基本知識(shí)2023/1/1124四、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式與接地1.電力系統(tǒng)中性點(diǎn)定義及分類2.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)3.中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)4.中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)5.電氣接地2023/1/1125（1）電力系統(tǒng)中性點(diǎn)定義

電力系統(tǒng)中性點(diǎn)指系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)或變壓器繞組的星形連接點(diǎn)。1.電力系統(tǒng)中性點(diǎn)定義及分類2023/1/1126（2）中性點(diǎn)運(yùn)行方式的分類非有效接地系統(tǒng)有效接地系統(tǒng)小電流接地系統(tǒng)大電流接地系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地經(jīng)低阻抗接地中性點(diǎn)不接地經(jīng)消弧線圈接地經(jīng)高阻抗接地1.電力系統(tǒng)中性點(diǎn)定義及分類2023/1/1127（1）中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)正常運(yùn)行分析

2.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)2023/1/1128（2）單相接地故障分析

2.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)2023/1/11292.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)故障相對(duì)地電壓變?yōu)榱悖恢行渣c(diǎn)對(duì)地電壓變?yōu)橄嚯妷海晃垂收舷嗟膶?duì)地電壓升高到線電壓；系統(tǒng)的線電壓的大小及相位均沒有發(fā)生變化；單相接地時(shí)的接地電流等于正常時(shí)各相對(duì)地電容電流的三倍，且為電容性。接地電流的大小與網(wǎng)絡(luò)的電壓、頻率和相對(duì)地的電容有關(guān)，而相對(duì)地電容與電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和線路的長(zhǎng)度有關(guān)。2.單相接地故障分析

2023/1/1130單相接地電容電流的影響

單相接地是電力系統(tǒng)中最常見的故障形式，約占60%以上。對(duì)于中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)，由于電容電流的存在，在接地瞬間形成接地電弧，而接地電弧不易熄滅，電弧的發(fā)展會(huì)引起相間短路；接地電弧產(chǎn)生間歇性弧光過電壓；電磁式電壓互感器鐵心飽和引起諧振過電壓等，將造成燒保險(xiǎn)、避雷器、PT的爆炸、線路的跳閘等事故發(fā)生，其中尤以相間短路和間歇性弧光接地過電壓最為嚴(yán)重。2.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)2.單相接地故障分析

2023/1/1131（3）中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)特點(diǎn)

中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)可以繼續(xù)運(yùn)行，提高了供電可靠性；單相接地電流很小，對(duì)臨近通信線路干擾?。环枪收舷嚯妷荷叩骄€電壓；對(duì)地絕緣要按線電壓設(shè)計(jì)，增加了絕緣投資。

規(guī)程規(guī)定：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，允許繼續(xù)允許2小時(shí)。2.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)2023/1/1132在小電流接地系統(tǒng)中，單相接地電流遠(yuǎn)小于正常負(fù)荷電流，實(shí)現(xiàn)有選擇性的接地保護(hù)比較困難；但大電流接地系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)比較容易，由于接地電流較大，繼電保護(hù)一般都能迅速而準(zhǔn)確地切除故障線路，且保護(hù)裝置簡(jiǎn)單，工作可靠。在小電流接地系統(tǒng)中，當(dāng)接地的電容電流較大時(shí)，接地處產(chǎn)生的電弧很難自行熄滅。在接地處還可能出現(xiàn)間隙電弧，間歇電弧將引起相對(duì)地的過電壓，其數(shù)值可達(dá)(2.5～3)Ux，易造成兩相接地短路。2.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)（3）中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)特點(diǎn)

2023/1/11333.中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)（1）中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)分析

2023/1/11343.中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)消對(duì)發(fā)生單相接地故障電網(wǎng)的電容電流進(jìn)行補(bǔ)償，減少流過接地點(diǎn)電流，使接地點(diǎn)電弧易于熄滅。降低弧隙恢復(fù)電壓上升速度，使電弧不會(huì)重燃，不易發(fā)生間歇性弧光接地過電壓。（2）消弧線圈作用（3）消弧線圈的運(yùn)行方式傳統(tǒng)的消弧線圈（手動(dòng)式消弧線圈）自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧線圈2023/1/1135完全補(bǔ)償：易形成串聯(lián)諧振，造成中性點(diǎn)電位升高，危及設(shè)備絕緣，一般不采用。欠補(bǔ)償：在切除部分線路時(shí)或系統(tǒng)頻率降低時(shí)，可能變成完全補(bǔ)償，在電網(wǎng)中一般不采用。過補(bǔ)償：一般裝在電網(wǎng)中變壓器中性點(diǎn)的消弧線圈以及具有直配線的發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的消弧線圈均采用此方式。3.中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)（4）固定抽頭消弧線圈的補(bǔ)償方式2023/1/11363.中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)（5）中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地系統(tǒng)的特點(diǎn)中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地與經(jīng)消弧線圈接地相比，改變了接地電流的相位，使通過接地點(diǎn)的電流成為阻容性電流。由于流過接地點(diǎn)總電流含有阻性分量，可促使接地點(diǎn)處的電弧容易自行熄滅，從而降低弧光間隙接地過電壓，同時(shí)可提供足夠的電流和零序電壓,使接地保護(hù)可靠動(dòng)作。

2023/1/11373.中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)（6）中性點(diǎn)接地電阻接入中性點(diǎn)的方式經(jīng)配電變壓器接入中性點(diǎn)方式配電變壓器一次側(cè)接于發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)，而接地電阻R接于配電變壓器的二次側(cè)變壓器的作用是使低壓小電阻起高壓大電阻的作用，從而可簡(jiǎn)化電阻器的結(jié)構(gòu)，降低其價(jià)格，使安裝空間更容易解決2023/1/11383.中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)（6）中性點(diǎn)接地電阻接入中性點(diǎn)的方式大型火電廠高壓廠用電系統(tǒng)中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地的原理接線適用于廠用變壓器二次側(cè)為Y接線的場(chǎng)合適用于廠用變壓器二次側(cè)為d接線的場(chǎng)合2023/1/11391.單相接地故障分析

故障相構(gòu)成短路回路，單相接地短路電流很大；

故障相、接地點(diǎn)、大地、中性點(diǎn)構(gòu)成回路，回路阻抗很小，接地短路電流很大。中性點(diǎn)電位基本不偏移，非故障相電壓不會(huì)升高。4.中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)2023/1/1140（2）特點(diǎn)

中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，短路電流很大，故障線路不能繼續(xù)運(yùn)行，降低了供電可靠性；單相短路時(shí)，非故障相電壓不會(huì)升高，對(duì)地絕緣可按相電壓設(shè)計(jì)，降低了絕緣投資。系統(tǒng)電壓等級(jí)越高經(jīng)濟(jì)效益越顯著；單相接地短路對(duì)臨近的通信線路產(chǎn)生干擾。

為提高中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)供電可靠性，通常在線路上裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置。

在我國(guó)110KV及以上系統(tǒng)一般采用中性點(diǎn)直接接地。4.中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)

國(guó)家電網(wǎng)公司城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則

城網(wǎng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式一般可分為有效接地方式和非有效接地方式兩大類。有效接地方式是指中性點(diǎn)直接接地和經(jīng)低電阻接地；中性點(diǎn)非有效接地主要分為二種：不接地、經(jīng)消弧線圈接地。220kV及以上直接接地；110kV直接接地；66kV經(jīng)消弧線圈接地；35kV、20kV、10kV不接地或經(jīng)消弧線圈接地，或經(jīng)低電阻接地；380/220V直接接地。電纜為主和架空線混合型網(wǎng)絡(luò)的35kV、20kV、10kV電網(wǎng)，如采用中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地方式，應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面問題：（1）單相接地時(shí)線路應(yīng)考慮跳閘，為了保證供電可靠性要求，應(yīng)考慮負(fù)荷轉(zhuǎn)移問題；（2）單相接地時(shí)的接地電流應(yīng)限制在對(duì)音頻電纜的通信線路干擾的允許范圍之內(nèi)；（3）單相接地時(shí)的線路的繼電保護(hù)應(yīng)有足夠的靈敏度和選擇性；

國(guó)家電網(wǎng)公司城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則

對(duì)于35kV、20kV和10kV電壓等級(jí)的中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，在發(fā)生單相接地故障時(shí)，若單相接地電流在10A以上，宜采用經(jīng)消弧線圈接地方式，將接地電流宜控制在10A以內(nèi)，并允許單相接地運(yùn)行2小時(shí)。對(duì)于35kV、20kV、10kV電壓等級(jí)的中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地系統(tǒng)，在發(fā)生單相接地故障時(shí)，20kV，10kV接地電流宜控制在150～500A范圍內(nèi)，35kV接地電流為1000A，應(yīng)考慮跳閘停運(yùn)，并注意與重合閘的配合。

對(duì)于35kV、20kV、10kV電壓等級(jí)的非有效接地系統(tǒng)，當(dāng)單相接地故障電流達(dá)到150A以上的水平時(shí)，宜改為低電阻接地系統(tǒng)。

國(guó)家電網(wǎng)公司城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則

2023/1/1144（DL/T621—1997）交流電氣裝置接地規(guī)定：A類電氣裝置：指交流標(biāo)稱電壓500kV及以下發(fā)電、變電、送電和配電電氣裝置(含附屬直流電氣裝置)。B類電氣裝置：指建筑物電氣裝置。A類和B類電氣裝置5.電氣接地2023/1/1145接地的定義

接地：將電力系統(tǒng)或建筑物中電氣裝置、設(shè)施的某些導(dǎo)電部分，經(jīng)接地線連接至接地極。

接地極：埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體。接地線：電氣裝置、設(shè)施的接地端子與接地極連接用的金屬導(dǎo)電部分。接地裝置：接地線和接地極的總和。（1）電氣接地的基本概念2023/1/1146接地電阻

接地裝置的接地電阻：接地極或自然接地極的對(duì)地電阻和接地線電阻的總和。

工頻接地電阻：按通過接地極流入地中工頻交流電流求得的電阻；沖擊接地電阻：按通過接地極流入地中沖擊電流求得的接地電阻。

接地電阻的數(shù)值等于接地裝置對(duì)地電壓與通過接地極流入地中電流的比值。（1）電氣接地的基本概念2023/1/1147工作接地

保護(hù)接地

雷電保護(hù)接地

防靜電接地

接地保護(hù)接零

（DL/T621—1997和GB50169-2006）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于保護(hù)接地和保護(hù)接零定義有所不同，本講義仍沿用通行叫法）（2）接地的種類及作用2023/1/1148工作接地（系統(tǒng)接地）：在電力系統(tǒng)電氣裝置中，為運(yùn)行需要所設(shè)的接地(如中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)其他裝置接地等)。保護(hù)接地（安全接地）：電氣裝置的金屬外殼、配電裝置的構(gòu)架和線路桿塔等，由于絕緣損壞有可能帶電，為防止其危及人身和設(shè)備的安全而設(shè)的接地。

保護(hù)接零（保護(hù)接地）：中性點(diǎn)直接接地低壓電力網(wǎng)中，電氣設(shè)備外殼與保護(hù)零線連接。（2）接地的種類及作用2023/1/1149雷電保護(hù)接地：為雷電保護(hù)裝置(避雷針、避雷線和避雷器等)向大地泄放雷電流而設(shè)的接地。

防靜電接地：為防止靜電對(duì)易燃油、天然氣貯罐和管道等的危險(xiǎn)作用而設(shè)的接地。

（2）接地的種類及作用2023/1/1150接觸電位差：接地短路(故障)電流流過接地裝置時(shí)，大地表面形成分布電位，在地面上離設(shè)備水平距離為0.8m處與設(shè)備外殼、架構(gòu)或墻壁離地面的垂直距離1.8m處兩點(diǎn)間的電位差。接觸電位差跨步電位差跨步電位差：接地短路(故障)電流流過接地裝置時(shí)，地面上水平距離為0.8m的兩點(diǎn)間的電位差。（3）接觸電位差和跨步電位差

2023/1/1151（4）低壓配電系統(tǒng)接地接地型式表示方法

第一字母表示電源接地點(diǎn)和大地關(guān)系。

接地型式一般由兩個(gè)字母組成，必要時(shí)可加后續(xù)字母。T：表示直接接地I：表示不接地或經(jīng)高阻抗接地2023/1/1152第二字母表示設(shè)備外露可導(dǎo)電部分與大地關(guān)系。

后續(xù)字母表示中性線與保護(hù)線關(guān)系。C：表示中心線與保護(hù)線合并為PEN線；S：中心線與保護(hù)線分開C－S：表示電源側(cè)為PEN線，從某點(diǎn)將N線和PE線分開。T：表示獨(dú)立于電源接地點(diǎn)直接接地N：表示與直接接地電源系統(tǒng)中性點(diǎn)或該點(diǎn)的引出線相連（4）低壓配電系統(tǒng)接地2023/1/1153低壓系統(tǒng)接地型式

IT系統(tǒng)TT系統(tǒng)TN系統(tǒng)TN-C系統(tǒng)TN-S系統(tǒng)TN-C-S系統(tǒng)(4)低壓配電系統(tǒng)接地2023/1/1154IT系統(tǒng)特點(diǎn)

IT系統(tǒng)常用于對(duì)供電連續(xù)性要求較高的配電系統(tǒng)，或用于對(duì)電擊防護(hù)要求較高的場(chǎng)所。前者如礦山巷道的供電，后者如醫(yī)院手術(shù)室的配電等。(4)低壓配電系統(tǒng)接地2023/1/1155TT系統(tǒng)特點(diǎn)

電氣設(shè)備的外殼與電源的接地?zé)o電氣聯(lián)系，適用于對(duì)電位