電力系統(tǒng)基礎知識大全

1電力系統(tǒng)基礎知識大全21.概述2.發(fā)電廠3.變電站的一次接線4.電力系統(tǒng)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(tǒng)DMS-組網(wǎng)結(jié)構主要內(nèi)容31、概述----1.1什么是電力系統(tǒng)？發(fā)電用電輸電變電配電RTURTURTU數(shù)據(jù)采集和傳輸應用服務器電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)測41.1什么是電力系統(tǒng)？水庫G~M~M~電力網(wǎng)電力系統(tǒng)動力系統(tǒng)發(fā)電廠水輪機發(fā)電機變電所升壓變壓器輸電線路變電所降壓變壓器用戶用電設備51.1什么是電力系統(tǒng)？電力網(wǎng)：電力系統(tǒng)中各種電壓的變電所及輸配電線路組成的統(tǒng)一體。電力系統(tǒng)：

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(tǒng)一體，以及為保證這些設施正常運行所需的繼電保護和安全自動裝置、計量裝置、電力通信設施、電網(wǎng)調(diào)度自動化設施等，稱為電力系統(tǒng)。發(fā)電廠：生產(chǎn)電能。電力網(wǎng)：變換電壓、傳送電能。由變電所和電力線路組成。配電系統(tǒng)：將系統(tǒng)的電能傳輸給電力用戶。電力用戶：高壓用戶額定電壓在1kV以上，低壓用戶額定電壓在1kV以下。用電設備：消耗電能。

動力系統(tǒng)：

在電力系統(tǒng)的基礎上，把發(fā)電廠的動力部分（例如火電廠的鍋爐、汽輪機和水電廠的水庫、水輪機以及核動力發(fā)電廠的反應堆等）包含在內(nèi)的系統(tǒng)。61.1什么是電力系統(tǒng)？△通常，將發(fā)電廠電能送到負荷中心的線路叫輸電線路?！髫摵芍行闹粮饔脩舻木€路叫配電線路?！髫摵芍行囊话阍O變電站

。輸電網(wǎng)：由35KV以上的輸電線路和與其連接的變電所組成，其作用是將電能輸送到各個地區(qū)的配電網(wǎng)或直接送給大型企業(yè)用戶。配電網(wǎng)：由10KV及以下的配電線路和配電變壓器組成，其作用是將電能送給各類用戶。一般將3KV、6KV、10KV的電壓稱為配電電壓。1.1什么是電力系統(tǒng)？7我國發(fā)電廠的發(fā)電機組輸出額定電壓為3.15～20KV。隨著大型發(fā)電廠的建成投產(chǎn)及輸電距離的增加，為了減少線路能耗、壓降，以及節(jié)約有色金屬和降低線路工程造價，必須經(jīng)發(fā)電廠中的升壓變電所升壓至35～500KV，再由高壓輸電線傳送到受電區(qū)域變電所，降壓至6～10KV，經(jīng)高壓配電線送到用戶配電變電所降壓至220/380V低壓，供用電設備使用。81.1什么是電力系統(tǒng)？電力網(wǎng)：按電壓等級分類：低壓網(wǎng)：電壓等級在1kV以下；中壓網(wǎng)：1～10kV；高壓網(wǎng)：高于10kV、低于330kV；超高壓網(wǎng)：低于750kV；特高壓網(wǎng)：1000kV及以上。

91.1什么是電力系統(tǒng)？超高壓遠距離輸電網(wǎng)地方電力網(wǎng)區(qū)域電力網(wǎng)110kV~35kV~35kV500kV220kV110kV10kV水力發(fā)電廠火力發(fā)電廠變電所A：樞紐變電所C：地方變電所D：終端變電所B：中間101.1什么是電力系統(tǒng)？

電力網(wǎng)：按電壓等級的高低、供電范圍的大小的分類地方電力網(wǎng)：電壓等級在35kV及以下，供電半徑在20~50km以內(nèi)區(qū)域電力網(wǎng)：電壓等級在35kV以上（一般為110kV~220kV），供電半徑超過50km，聯(lián)系較多發(fā)電廠的網(wǎng)絡超高壓遠距離輸電網(wǎng)：電壓等級為330kV~500kV的網(wǎng)絡，其主要任務是把遠處發(fā)電廠生產(chǎn)的電能輸送到負荷中心，同時還聯(lián)系若干區(qū)域電力網(wǎng)形成跨省、跨地區(qū)的大型電力系統(tǒng)111.1什么是電力系統(tǒng)？

變電所：按其在電力系統(tǒng)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：121.2電力系統(tǒng)的特點▲即時發(fā)電，即時使用，電能不能大量存儲：電能的生產(chǎn)、變換、輸送、分配和使用是同時進行的。P發(fā)=P用＋

P

頻率f頻率表征電力系統(tǒng)有功功率的平衡Q發(fā)=Q用＋

Q

電壓V電壓則表征該處無功功率的平衡

▲正常和故障狀態(tài)的過渡過程十分短暫：必須借助自動裝置對電力系統(tǒng)進行控制，控制操作自動化程度高：繼電保護裝置、遠動裝置、減載裝置、同期裝置等▲電能生產(chǎn)與國民經(jīng)濟各部門和人民生活有著極為密切的關系：社會政治經(jīng)濟影響巨大。負荷分類：一類負荷、二類負荷、三類負荷131.2電力系統(tǒng)的特點對電力系統(tǒng)運行的基本要求如下：（1）保證供電可靠性（2）保證電能質(zhì)量（3）提高電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性（4）環(huán)境保護問題141.3電能的質(zhì)量指標電壓質(zhì)量標準：過電壓、欠電壓影響用電設備安全運行151.3電能的質(zhì)量指標頻率：額定頻率： 50Hz（國外：50或60Hz）頻率偏差： ±0.2Hz（≥3000MW系統(tǒng)） ±0.5Hz（＜3000MW系統(tǒng)） 國外： ±(0.1~0.2)Hz或±0.5Hz波形：質(zhì)量標準： 正弦波電壓和電流諧波的危害與抑制：對于電網(wǎng)、電力設備、通訊都會產(chǎn)生負面影響。如：增加線損、危害電容器、影響計量、保護誤動作等。功率因素低的危害：增加線損，占用變壓器容量，占用線路傳輸容量，引起末端電壓降低等。三相不平衡的危害：增加線損；中性線電流增大導致中性點偏移，引起電壓偏相，影響用電設備安全；降低變壓器利用率，降低變壓器使用壽命等。161.4電力系統(tǒng)的額定電壓及電壓等級額定電壓是由國家規(guī)定的一種標準電壓，是電氣設備設計時所依據(jù)的電壓值。在這一電壓下工作時，電氣設備的技術經(jīng)濟性能指標能夠達到最佳狀態(tài)，保證長期可靠運行。171.4電力系統(tǒng)的額定電壓及電壓等級U1IU2SZS=√3U2I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及其以下的額定電壓。主要用于安全動力、照明、蓄電池及特殊設備。第二類指100～1000V之間的額定電壓，其應用最廣、數(shù)量最多。第三類指1000V及其以上電壓等級。電力系統(tǒng)的發(fā)、供、輸、配、用電都采用該電壓等級。181.5開關柜基礎知識高低壓配電設備定義△配電設備是指各種在發(fā)電廠、變電站和廠礦企業(yè)的低壓配電系統(tǒng)中作動力、配電和照明的成套設備?！鞒Ｒ姷牡蛪号潆娫O備有：低壓配電屏、開關柜、開關板、照明箱、動力箱和電動機控制中心?！鞒Ｒ姷母邏号潆娫O備有：主要有高壓熔斷器、高壓隔離開關、高壓負荷開關、高壓斷路器等。隔離開關：屬于特殊的刀閘，沒有專門的滅弧裝置，不能用來接通、切斷負荷電流和短路電流，只能在電氣線路切斷的情況下，才能進行操作。其主要作用是隔離電源，使電源與停電電氣設備之間有一明顯的斷開點。高壓斷路器：不僅可以切斷或閉合高壓電路中的空載電流和負荷電流，而且當系統(tǒng)發(fā)生故障時通過繼電器保護裝置的作用，切斷過負荷電流和短路電流，它具有相當完善的滅弧結(jié)構和足夠的斷流能力。

高壓負荷開關：高壓負荷開關是一種功能介于高壓斷路器和高壓隔離開關之間的電器，具有簡單的滅弧裝置，因此能通斷一定的負荷電流和過負荷電流。但是它不能斷開短路電流，所以它一般與高壓熔斷器串聯(lián)使用，借助熔斷器來進行短路保護。

191.5開關柜基礎知識高壓開關設備的作用及意義

高壓開關設備主要用于電力系統(tǒng)（包括發(fā)電廠、變電站、輸配電線路和工礦企業(yè)等用戶）的控制和保護，既可根據(jù)電網(wǎng)運行需要將一部分電力設備或線路投入或退出運行，也可在電力設備或線路發(fā)生故障時將故障部分從電網(wǎng)快速切除，從而保證電網(wǎng)中無敵故障部分的正常運行及設備、運行維修人員的安全。因此，高壓開關設備是非常重要的輸配電設備，其安全、可靠運行對電力系統(tǒng)的安全、有效運行具有十分重要的意義。

201.5開關柜基礎知識高壓開關設備按其功能和作用的不同，可分為：（1）元件及其組合：包括斷路器、隔離開關、接地開關、重合器、分段器、負荷開關、接觸器、熔斷器、負荷開關+熔斷器組合電器、接觸器+熔斷器（F-C）組合電器、隔離負荷開關、熔斷器式開關、敞開式組合電器等。（2）成套設備：將上述元件及其組合與其他電器產(chǎn)品（如變壓器、互感器、電容器、電抗器、避雷器和二次元件等）進行合理配置，有機地組合于金屬封閉外殼內(nèi)，具有相對完整使用功能的產(chǎn)品。如金屬封閉開關設備（開關柜）、氣體絕緣金屬封閉開關設備（GIS）個高壓/低壓預裝式變電站等。

211.5開關柜基礎知識開關柜定義、分類

開關柜是一種電氣設備，外線先進入柜內(nèi)主控開關，然后進入分控開關，各分路按其需要設置。如儀表，自控，電動機磁力開關，各種交流接觸器等，有的還設高壓室與低壓室，設有高壓母線，如發(fā)電廠等，有的還設有為保主要設備的低周減載。開關柜的主要作用是在電力系統(tǒng)進行發(fā)電、輸電、配電和電能轉(zhuǎn)換的過程中，進行開合、控制和保護用電設備。

開關柜常見分類：1、低壓抽出式開關柜；2、交流低壓配電柜；3、金屬鎧裝移開式開關柜；4、低壓固定分隔式開關柜；5、高壓電容器柜；6、高壓開關柜。

221.5開關柜基礎知識繼電保護裝置作用的對象△高壓開關柜△繼電保護裝置一般是作為高壓開關柜的一個元器件安裝在高壓開關柜上

開關柜的作用●采用高壓輸電時，由于電壓等級高，在斷開一條帶負載的線路時，會產(chǎn)生電??；●電弧是空氣被高壓電離而產(chǎn)生的；●電弧是導電的；所以必須使用一種特殊的開關來斷開高電壓等級的線路231.5開關柜基礎知識開關柜的滅弧原理△真空滅弧——真空斷路器，一般用在10KV

及以下電壓等級△SF6滅弧——SF6斷路器，一般用在35KV

以上電壓等級△油斷路器——多油斷路器、少油斷路器。體積龐大，用絕緣油作為滅弧介質(zhì)，容易火災，安全性差，且檢修、維護工作量大，目前基本淘汰。

241.5開關柜基礎知識什么時候切除高壓線路？●線路檢修●設備安裝●降低線路負載以上都是人為的，有計劃性的切除線路●故障時切除線路不定時，隨時隨地的，因為故障是不確定的——所以需要一種自動化的切除裝置，這就是繼電保護裝置。

251.6我國電力工業(yè)發(fā)展概況跨省電力系統(tǒng)5個，獨立省電力系統(tǒng)若干個261.6我國電力工業(yè)發(fā)展概況272發(fā)電廠2.1火力發(fā)電廠：將煤、油、天然氣或其它燃料的化學能轉(zhuǎn)換成電能的工廠。主要由燃燒、汽水、電氣系統(tǒng)三部分組成；可分為凝氣式火電廠和熱電廠兩類

通常運行壽命25年。282發(fā)電廠2.2核電廠：均采用原子核裂變時釋放出來的能量發(fā)電。292發(fā)電廠2.3水電廠：利用水能發(fā)電，可分為堤壩式、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(wǎng)到帶負荷只需幾分鐘即可完成；通常運行壽命50年。

302發(fā)電廠2.4風力發(fā)電廠313變電站的一次接線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電器：如斷路器，隔離開關，熔斷器等。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(diào)相機，靜止補償器。載流導體：如母線，引線，電纜，架空線。接地裝置；如變壓器中性點接地、設備外殼接地、防雷接地等。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(tǒng)。

3.1電力系統(tǒng)的電氣設備323變電站的一次接線輸電線路開關電器高壓斷路器的基本參數(shù) 額定開斷電流INbr、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；不完全星形接線ABCAK2K1L1L2ABCAAAABCAwhIaIcIb333變電站的一次接線電壓互感器運行特點：二次繞組不能短路接線方式：343變電站的一次接線3.2電力系統(tǒng)接線和輸變電網(wǎng)絡接線電力系統(tǒng)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(lián)接關系電氣接線圖：表明電力系統(tǒng)中各主要元部件之間和廠所之間的電氣聯(lián)接關系輸變電網(wǎng)絡接線無備用：單回路放射式、干線式和鏈式網(wǎng)絡等，每一負荷只能靠一條線路獲得電能，又稱開式網(wǎng)絡。有備用：雙回路式、單環(huán)式、雙環(huán)式和兩端供電式等，每一個負荷點至少可以通過兩條線路從不同方向取得電能，又稱閉式網(wǎng)絡。353變電站的一次接線363變電站的一次接線3.3電氣主接線的基本接線形式有匯流母線：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，一倍半斷路器接線，變壓器母線組接線等。無匯流母線：單元接線、橋形接線、角形接線等。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：QSQF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(cè)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(cè)的隔離開關。待線路對方仃電后，再合上接地刀閘。373變電站的一次接線QFQSQSWL4QFQSQSWL3QFQSQSWL2QFQS～GQF1QS1～GQF2QS3QS2WL1QS4W3.3.1單母線接線特點簡單、清晰、設備少。當母線故障或檢修或母線隔離開關檢修時，整個系數(shù)全部停電。斷路器檢修期間也必須停止該回路的供電。適用范圍單電源的發(fā)電廠和變電所，且出線回路數(shù)少，用戶對供電可靠性要求不高的場合。383變電站的一次接線3.3.2單母線分段接線QF1分段斷路器～GWL1WL2WL3WL4～G特點減少母線故障或檢修時的停電范圍。斷路器檢修期間必須停止該回路的供電。母線分段的數(shù)目，通常以2～3分段為宜，分段太多增加了分段斷路器。適用范圍6~10kV配電裝置出線6回及以上；35kV出線數(shù)為4~8回；110~220kV出線數(shù)為3~4回。393變電站的一次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WL4不停電）如A、B段經(jīng)QF1和QS1、QS2并列運行，則閉合QS5

斷開QF1

斷開QS1

閉合QS3

閉合QF1使W3帶電（不要首先閉合QS8）。此時若W3隱含故障，則由繼電保護裝置動作斷開QF1。若W3充電正常，操作可以繼續(xù)進行：

合上QS8

斷開QF4。這時WL4由母線B

QS2

QF1

QS3

W3

QS8

WL4供電。并由QF1替代斷路器QF4。QF4檢修前，應把QS6、QS7斷開。適用范圍中小型發(fā)電廠和35~110kV的變電所?！獹～GWL1WL4WL3WL2QS7QS6QF4WABQS8W3QS5QF1QS1QS3QS2QS4 （分段斷路器QF1兼旁母斷路器）3.3.3單母線分段加裝旁路母線接線403變電站的一次接線3.3.4雙母線接線接線圖