电力系统基础知识-基础培训（Thinkboy）1、电力系统基础知识l 电力系统的构成l 电力系统的额定电压l 电气主接线方式l 电气一次设备与二次设备l 电力系统变电所安装试验标准l 电气设备故障l 继电保护基础知识l 变电所综合自动化系统l 电力系统的中性点运行方式l 供电质量的主要指标l 微机常规保护的判断逻辑电力系统的构成一个完整的电力系统由分布各地的各种类型的发电厂、升压和降压变电所、输电线路及电力用户组成，它们分别完成电能的生产、电压变换、电能的输配及使用。图11 电力系统的组成示意图电力系统的额定电压电网电压是有等级的，电网的额定电压等级是根据国民经济发展的需要、技术经济的合理性以及电气设备的制造水平等因素，经全面分析论证，由国家统一制定和颁布的。表11 我国交流电力网和电气设备的额定电压电力网和用电设备额定电压发电机额定电压电力变压器额定电压一次绕组二次绕组低压V220/127380/220660/380230400690220/127380/220660/380230/133400/230690/400高压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用电设备用电设备的额定电压和电网的额定电压一致。实际上，由于电网中有电压损失，致使各点实际电压偏离额定值。为了保证用电设备的良好运行，国家对各级电网电压的偏差均有严格规定。显然，用电设备应具有比电网电压允许偏差更宽的正常工作电压范围。2发电机发电机的额定电压一般比同级电网额定电压高出5%，用于补偿电网上的电压损失。3变压器变压器的额定电压分为一次和二次绕组。对于一次绕组，当变压器接于电网末端时，性质上等同于电网上的一个负荷(如工厂降压变压器)，故其额定电压与电网一致，当变压器接于发电机引出端时(如发电厂升压变压器)，则其额定电压应与发电机额定电压相同。对于二次绕组，额定电压是指空载电压，考虑到变压器承载时自身电压损失(按5%计)，变压器二次绕组额定电压应比电网额定电压高5%，当二次侧输电距离较长时，还应考虑到线路电压损失(按5%计)，此时， 二次绕组额定电压应比电网额定电压高10%。电气主接线方式主接线图（亦称原理接线图）表示电能由电源分配给用户的主要电路，图中表示出所有的电气设备及其联接关系。1）母线制常用的母线制主要有三种：单母线制、单母线分段制和双母线制，工厂供电系统一般不采用双母线制。2）单母线单母线制如图1所示，一般用于只有一回进线的情况。3）单母线分段制在两回电源进线的情况下，宜采用单母线分段制，母线分段开关如图2所示。4）双母线制主要用在供电部门110Kv以上电压等级的网络变电所，也有用于用户35Kv电压等级的变电所，宜采用单母线分段制，母线分段开关如图3所示电气一次设备与二次设备一、一次设备：变压器（含主变压器、所用变压器、消弧线圈等）；开关（高压断路器、隔离开关、空气开关等）；电抗器；母线、电力电缆、电力线路、瓷瓶、支架等。（一）高压开关柜的分类：（35kV、10Kv、6kV） 1、固定柜（GG1）a、由隔离刀闸b、接地刀闸c、高压开关d、支柱瓷瓶e、电流互感器（电压互感器）f、避雷器g、高压母线h、控制小室 2、手车柜：a、开关小车b、接地刀闸c、高压开关d、支柱瓷瓶e、电流互感器（电压互感器）f、避雷器g、高压母线h、控制小室（二）高压开关的分类： a、多油开关b、少油开关c、真空开关d、SF6开关6）高压开关的组成：a、开关小车b、真空泡c、储能电机d、操作机构（机械部分）e、高压触头f、电流互感器g、分合闸线圈h、二次控制部分储能回路、分合闸回路（带防跳功能）等等2）二次设备：电压互感器、电流互感器、阻波器、耦合电容器以及“控制”、“测量”、“保护”、“自动装置”、“远动”、“通讯”等设备。a、电流互感器测量级与保护级的区别：以 10kV 电流互感器的 0.5/3 两个绕组为例。其 0.5 级准确度绕组应接电能计量仪表，而 3 级准确度绕组应接继电保护电路。如果错接则：一是使正常运行中测量的准确度降低，使电能计量不准；二是在发生短路故障时，由于计量绕组铁心设计时保证在短路电流超过额定电流的一定倍数时，铁心饱和，限制了二次电流增长，以保护仪表。而继电保护绕组铁心不饱和，二次电流随短路电流相应增大，以使继电保护准确动作。如果错接，则继电保护动作不灵敏，而计量仪表可能烧坏。总之，两个二次绕级铁心厚薄不同，接线时不可错接。b、电流互感器的准确等级的意义：如，10P15,意思是互感器的一次电流为额定电流的15倍时,误差不超过10% c、电压互感器与电流互感器工作原理上的区别：1) 电流互感器二次可以短路，但不得开路；电压互感器二次可以开路，但不得短路；2) 相对于二次侧的负荷来说，电压互感器的一次内阻抗较小以至可以忽略，可以认为电压互感器是一个电压源；而电流互感器的一次却内阻很大，以至可以认为是一个内阻无穷大的电流源。3) 电压互感器正常工作时的磁通密度接近饱和值，故障时磁通密度下降；电流互感器正常工作时磁通密度很低，而短路时由于一次侧短路电流变得很大，使磁通密度大大增加，有时甚至远远超过饱和值。3）高压开关柜的五防： 防止误分(合)断路器 防止带负荷误拉(合)隔离开关（开关小车） 防止带电挂接地线 防止带地线送电 防止误入带电间隔4）微机电子五防：是集图形编辑、智能开票、传统的“五防功能”的要求,并具有操作方便、安全可靠等特点。电力系统变电所安装试验标准l 用兆欧表摇绝缘电阻时，如果接地端子与线路端子互换接线，测出的绝缘电阻比实际值偏低。l 盘、柜安装时，盘间接缝允许的偏差为2mm。l 查找直流接地时，所用仪表内阻不应低于2000/V。l 基础型钢安装水平度允许偏差为1mm/m。l 电缆管的加工应符合下列要求：（1） 管口应无毛刺和尖锐棱角，管口宜做成喇叭形。，（2） 电缆管在弯制后，不应有裂缝和显著的凹瘪现象，其弯扁程度不宜大于管子外径的10%，电缆管的弯曲半径不应小于所穿入电缆的最小允许弯曲半径。（3） 金属电缆管应在外表涂防腐漆或涂沥青，镀锌管锌层剥落处应涂以防腐剂。l 对于盘柜内0.4kV低压母线，相线间距及相线对地间距为20mm。l 变电所电缆沟内敷设电缆时，电力电缆应放在控制电缆的上方。l 二次回路接线基本要求：（1） 按图施工，接线正确。（2） 导线与电气元件间采用螺栓连接、插接、焊接或压接点，均应牢固可靠。（3） 盘、柜内的导线不应有接头，导线芯线应无损伤。（4） 导线芯线和所配导线的端部均应标明其回路编号，编号应正确，字迹清晰且不易脱色。（5） 配线应整齐、清晰、美观，导线绝缘应良好，无损伤。（6） 每个接线端子的每侧接线宜为1根，不得超过2根。对于插接式端子，不同截面的两根导线不得接在同一端子上；对于螺栓连接端子，当接两根导线时，中间应加平垫片。（7） 二次回路接地应设专用螺栓。l 二次回路的每一支路的绝缘电阻不应小于2M。l 低压配线装置应用500V摇表测量全线的电阻，相对地不应.022 M，相对相不应.038M。l 接地保护接地电阻一般不4，重复接地的接地电阻一般不10，用500V摇表测移动电器时，其绝缘电阻不应0.5 M。l 用摇表测量低压变压器四线制线路时应用500V摇表，保持120转/分，持续1分钟。l 1000V以下的电力电缆和控制电缆应采用1000V摇表测量绝缘电阻，其绝缘电阻不10 M，移动电器在安装使用前，用500V摇表测试其带电部分对金属外壳的绝缘电阻，其电阻应0.5 M，直流系统监视装置要求每个二次回路对地绝缘电阻1M，潮湿地区0.5 M。l 当保护接地时，接地电阻越小保护效果越好。l 变压器在现场安装时，如果有制造厂合格的试验报告，也必须进行吊芯检查。l 低压验电器除了用于检查电气设备是否带电外还应区分火线和地线。l 上、下布置的A、B、C母线应由上向下排列。l 查找二次回路故障时，常用导通法、对地电压法、电压降法。l 不对称负载作星形连接时，中线一定不能断开。l 在地方狭窄，工作不便，阴暗潮湿等环境中，应采用12V的安全电压。l 无论电容器的额定电压为多少，在切断电源后的30秒之内，电容器端电压不得超过65V。l 作为电气工作人员必要清楚，直流负载的端电压就是负载两端的电位差，而直流电源两极间的电动势也是两极间的电位差。l 怎样区分中性点、中性线、零点、零线。中性点-在三相星形连接电路中，其中三个线圈连在一起的一点。中性线-由中性点引出的线。零点-中性点接地。零线-由零点引出的线。l 如何识别接地体和接地线：接地体-埋入地下直接与土壤接触，有一定流散电阻的金属导体或金属导体组。接地线-连接接地体与电气设备接地部分的金属导线。l 如何区分工作接地和重复接地：工作接地- 在正常或故障情况下，为保证电器设备安全可靠工作，即运行需要的接地线。重复接地-将零线的一处或多处通过接地装置与大地再次连接。l 在这里我们要明确什么是保护接地，和保护接零：保护接地-为防止因电器设备绝缘损坏而使人体有遭受触电的危险，将电器设备的金属外壳与接地体的相连。保护接零-将电器设备的金属外壳与变压器零线相连。l 高压隔离开关不能用来拉、合大于2安培的负荷电流电路。l 高压隔离开关除了倒母线外，还有隔离电源即用其将检修电气设备与带电的电网可靠隔离，另外还可切除小电流回路，如电压互感器、避雷器和110kV以下空载电流不大于2安培的空载变压器。l 10kV的隔离开关可动刀片进入插口的深度应90%而又不冲击绝缘子的顶端，其可动刀片与固定触头的底闸应保持35mm的间隙；合闸时三相各相前后相差不3mm。l 三相负载中，如星形接法，必须三个负载的同名端相连为中点，如三角形接法，必须三个负载的异名端相接成闭合回路。l 1；1隔离变压器次级不得接地。l 熔断器通常使用在容量小和不重要负荷上，对熔体的选择，其额定电流是负荷电流的1.52.5倍。l 测量变压器的直流电阻可有效的发现线圈匝间或层间短路，分接开关接触不良和引线焊接头松动等缺陷。l 二次回路上所用的保险丝，应当符合： 长时间能承受规定的额定电流， 当最小电流试验时，其熔断时间1小时；当最大电流试验时，其熔断时间在1小时以内。l 对分散式安装的微机保护开关柜，应装设独立的接地母排，母排不2mm*20mm。l 微机保护装置、电流回路、电压回路及其他装置的接地引下线，导线截面不2mm2。l 对组屏式安装的微机保护屏，应装设接地母排，母排不2mm*20mm。l 保护屏端子排、微机保护装置、电缆蔽层的接地引下线，导线截面不2mm2。l 相