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

2023/12/31電氣培訓(xùn)2023/12/32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)識設(shè)備電氣運(yùn)行設(shè)備之間聯(lián)系認(rèn)識設(shè)備電氣運(yùn)行設(shè)備之間聯(lián)系認(rèn)識設(shè)備運(yùn)行維護(hù)設(shè)備之間聯(lián)系2023/12/39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2023/12/310電力系統(tǒng)特點同時性：電能不能大規(guī)模儲存，發(fā)電-變電-輸電-配電-用電同時進(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2023/12/311

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：對一次設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行測量、控制、保護(hù)和監(jiān)察的設(shè)備。二、電氣設(shè)備分類2023/12/312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2023/12/313~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2023/12/314測量儀表保護(hù)及自動裝置自動化監(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、備自投等自動裝置公用測控、遠(yuǎn)動通信、各單元測控、自動校時監(jiān)控后臺等設(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2023/12/315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。對稱短路不對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1.短路定義及分類分類2023/12/3162.短路的圖例及表示符號代表符號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2023/12/317（1）短路的原因絕緣材料的自然老化，設(shè)計、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2023/12/318三、電力系統(tǒng)短路基本知識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)時間較長，可能使設(shè)備過熱甚至損壞;由于短路電流的電動力效應(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，對用戶影響很大。當(dāng)短路發(fā)生地點離電源不遠(yuǎn)而持續(xù)時間又較長時，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)生不對稱短路時,三相不平衡電流會在相鄰的通訊線路感應(yīng)出電動勢,影響通訊。2023/12/319作為選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的依據(jù)；為設(shè)計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)和自動裝置提供依據(jù)。4.短路短路計算目的三、電力系統(tǒng)短路基本知識2023/12/3205.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，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：無限大是一個相對概念。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)阻抗遠(yuǎn)小于，外電路阻抗時，當(dāng)外電路電流變化時，系統(tǒng)母線電壓變化很小，實用計算時，認(rèn)為電壓不變。三、電力系統(tǒng)短路基本知識2023/12/321正常運(yùn)行時，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，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2023/12/3225.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2023/12/3236.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；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2023/12/324四、電力系統(tǒng)中性點運(yùn)行方式與接地1.電力系統(tǒng)中性點定義及分類2.中性點不接地系統(tǒng)3.中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)4.中性點直接接地系統(tǒng)5.電氣接地2023/12/325（1）電力系統(tǒng)中性點定義

電力系統(tǒng)中性點指系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)或變壓器繞組的星形連接點。1.電力系統(tǒng)中性點定義及分類2023/12/326（2）中性點運(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)中性點直接接地經(jīng)低阻抗接地中性點不接地經(jīng)消弧線圈接地經(jīng)高阻抗接地1.電力系統(tǒng)中性點定義及分類2023/12/327（1）中性點不接地系統(tǒng)正常運(yùn)行分析

2.中性點不接地系統(tǒng)2023/12/328（2）單相接地故障分析

2.中性點不接地系統(tǒng)2023/12/3292.中性點不接地系統(tǒng)故障相對地電壓變?yōu)榱悖恢行渣c對地電壓變?yōu)橄嚯妷?；未故障相的對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；單相接地時的接地電流等于正常時各相對地電容電流的三倍，且為電容性。接地電流的大小與網(wǎng)絡(luò)的電壓、頻率和相對地的電容有關(guān)，而相對地電容與電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和線路的長度有關(guān)。2.單相接地故障分析

2023/12/330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。對于中性點不接地電網(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、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.中性點不接地系統(tǒng)2.單相接地故障分析

2023/12/331（3）中性點不接地系統(tǒng)特點

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

規(guī)程規(guī)定：中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，允許繼續(xù)允許2小時。2.中性點不接地系統(tǒng)2023/12/332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，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.中性點不接地系統(tǒng)（3）中性點不接地系統(tǒng)特點

2023/12/3333.中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)（1）中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)分析

2023/12/3343.中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)消對發(fā)生單相接地故障電網(wǎng)的電容電流進(jìn)行補(bǔ)償，減少流過接地點電流，使接地點電弧易于熄滅。降低弧隙恢復(fù)電壓上升速度，使電弧不會重燃，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（手動式消弧線圈）自動跟蹤補(bǔ)償消弧線圈2023/12/335完全補(bǔ)償：易形成串聯(lián)諧振，造成中性點電位升高，危及設(shè)備絕緣，一般不采用。欠補(bǔ)償：在切除部分線路時或系統(tǒng)頻率降低時，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)中變壓器中性點的消弧線圈以及具有直配線的發(fā)電機(jī)中性點的消弧線圈均采用此方式。3.中性點經(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2023/12/3363.中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)（5）中性點經(jīng)電阻接地系統(tǒng)的特點中性點經(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，使通過接地點的電流成為阻容性電流。由于流過接地點總電流含有阻性分量，可促使接地點處的電弧容易自行熄滅，從而降低弧光間隙接地過電壓，同時可提供足夠的電流和零序電壓,使接地保護(hù)可靠動作。

2023/12/3373.中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)（6）中性點接地電阻接入中性點的方式經(jīng)配電變壓器接入中性點方式配電變壓器一次側(cè)接于發(fā)電機(jī)的中性點，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，從而可簡化電阻器的結(jié)構(gòu)，降低其價格，使安裝空間更容易解決2023/12/3383.中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)（6）中性點接地電阻接入中性點的方式大型火電廠高壓廠用電系統(tǒng)中性點經(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接線的場合適用于廠用變壓器二次側(cè)為d接線的場合2023/12/3391.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、大地、中性點構(gòu)成回路，回路阻抗很小，接地短路電流很大。中性點電位基本不偏移，非故障相電壓不會升高。4.中性點直接接地系統(tǒng)2023/12/340（2）特點

中性點直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，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，非故障相電壓不會升高，對地絕緣可按相電壓設(shè)計，降低了絕緣投資。系統(tǒng)電壓等級越高經(jīng)濟(jì)效益越顯著；單相接地短路對臨近的通信線路產(chǎn)生干擾。

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

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

國家電網(wǎng)公司城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則

城網(wǎng)中性點運(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直接接地和經(jīng)低電阻接地；中性點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)，如采用中性點經(jīng)低電阻接地方式，應(yīng)考慮以下幾個方面問題：（1）單相接地時線路應(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）單相接地時的接地電流應(yīng)限制在對音頻電纜的通信線路干擾的允許范圍之內(nèi)；（3）單相接地時的線路的繼電保護(hù)應(yīng)有足夠的靈敏度和選擇性；

國家電網(wǎng)公司城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則

對于35kV、20kV和10kV電壓等級的中性點不接地系統(tǒng)，在發(fā)生單相接地故障時，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。對于35kV、20kV、10kV電壓等級的中性點經(jīng)低電阻接地系統(tǒng)，在發(fā)生單相接地故障時，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。

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

國家電網(wǎng)公司城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則

2023/12/344（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2023/12/345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2023/12/346接地電阻

接地裝置的接地電阻：接地極或自然接地極的對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2023/12/347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2023/12/348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2023/12/349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：為防止靜電對易燃油、天然氣貯罐和管道等的危險作用而設(shè)的接地。

（2）接地的種類及作用2023/12/350接觸電位差：接地短路(故障)電流流過接地裝置時，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，地面上水平距離為0.8m的兩點間的電位差。（3）接觸電位差和跨步電位差

2023/12/351（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和大地關(guān)系。

接地型式一般由兩個字母組成，必要時可加后續(xù)字母。T：表示直接接地I：表示不接地或經(jīng)高阻抗接地2023/12/352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，從某點將N線和PE線分開。T：表示獨(dú)立于電源接地點直接接地N：表示與直接接地電源系統(tǒng)中性點或該點的引出線相連（4）低壓配電系統(tǒng)接地2023/12/353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2023/12/354IT系統(tǒng)特點

IT系統(tǒng)常用于對供電連續(xù)性要求較高的配電系統(tǒng)，或用于對電擊防護(hù)要求較高的場所。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2023/12/355TT系統(tǒng)特點

電氣設(shè)備的外殼與電源的接地?zé)o電氣聯(lián)系，適用于對電位敏感的數(shù)據(jù)處理設(shè)備和精密電子設(shè)備