電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識大全

電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識大全4.電力系統(tǒng)一次設(shè)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(gòu)主要內(nèi)容2021/7/1721、概述----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(yīng)用服務(wù)器電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)測2021/7/173什么是電力系統(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(shè)備2021/7/174什么是電力系統(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(shè)備組成的統(tǒng)一體，以及為保證這些設(shè)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(shè)施、電網(wǎng)調(diào)度自動化設(shè)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(shè)備：消耗電能。

動力系統(tǒng)：

在電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)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(yīng)堆等）包含在內(nèi)的系統(tǒng)。2021/7/175什么是電力系統(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(shè)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。2021/7/176什么是電力系統(tǒng)？我國發(fā)電廠的發(fā)電機組輸出額定電壓為～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(shè)備使用。2021/7/177什么是電力系統(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。

2021/7/178什么是電力系統(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2021/7/179什么是電力系統(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(luò)超高壓遠距離輸電網(wǎng)：電壓等級為330kV~500kV的網(wǎng)絡(luò)，其主要任務(wù)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)2021/7/1710什么是電力系統(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：2021/7/17111.2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(guān)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2021/7/1712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2021/7/1713電壓質(zhì)量標準：過電壓、欠電壓影響用電設(shè)備安全運行2021/7/1714頻率：額定頻率： 50Hz（國外：50或60Hz）頻率偏差Hz（≥3000MW系統(tǒng)）Hz（＜3000MW系統(tǒng)） 國外： ±(0.1~0.2)Hz或±Hz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(shè)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(dǎo)致中性點偏移，引起電壓偏相，影響用電設(shè)備安全；降低變壓器利用率，降低變壓器使用壽命等。2021/7/1715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(shè)備設(shè)計時所依據(jù)的電壓值。在這一電壓下工作時，電氣設(shè)備的技術(shù)經(jīng)濟性能指標能夠達到最佳狀態(tài)，保證長期可靠運行。2021/7/1716U1IU2SZS=√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(shè)備。第二類指100～1000V之間的額定電壓，其應(yīng)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。2021/7/17171.5開關(guān)柜基礎(chǔ)知識高低壓配電設(shè)備定義△配電設(shè)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(shè)備?！鞒Ｒ姷牡蛪号潆娫O(shè)備有：低壓配電屏、開關(guān)柜、開關(guān)板、照明箱、動力箱和電動機控制中心?！鞒Ｒ姷母邏号潆娫O(shè)備有：主要有高壓熔斷器、高壓隔離開關(guān)、高壓負荷開關(guān)、高壓斷路器等。隔離開關(guān)：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(shè)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(gòu)和足夠的斷流能力。

高壓負荷開關(guān)：高壓負荷開關(guān)是一種功能介于高壓斷路器和高壓隔離開關(guān)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。

2021/7/17181.5開關(guān)柜基礎(chǔ)知識高壓開關(guān)設(shè)備的作用及意義

高壓開關(guān)設(shè)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(shè)備或線路投入或退出運行，也可在電力設(shè)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(shè)備、運行維修人員的安全。因此，高壓開關(guān)設(shè)備是非常重要的輸配電設(shè)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。

2021/7/17191.5開關(guān)柜基礎(chǔ)知識高壓開關(guān)設(shè)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(guān)、接地開關(guān)、重合器、分段器、負荷開關(guān)、接觸器、熔斷器、負荷開關(guān)+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(guān)、熔斷器式開關(guān)、敞開式組合電器等。（2）成套設(shè)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(guān)設(shè)備（開關(guān)柜）、氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備（GIS）個高壓/低壓預(yù)裝式變電站等。

2021/7/17201.5開關(guān)柜基礎(chǔ)知識開關(guān)柜定義、分類

開關(guān)柜是一種電氣設(shè)備，外線先進入柜內(nèi)主控開關(guān)，然后進入分控開關(guān)，各分路按其需要設(shè)置。如儀表，自控，電動機磁力開關(guān)，各種交流接觸器等，有的還設(shè)高壓室與低壓室，設(shè)有高壓母線，如發(fā)電廠等，有的還設(shè)有為保主要設(shè)備的低周減載。開關(guān)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(shè)備。

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

2021/7/17211.5開關(guān)柜基礎(chǔ)知識繼電保護裝置作用的對象△高壓開關(guān)柜△繼電保護裝置一般是作為高壓開關(guān)柜的一個元器件安裝在高壓開關(guān)柜上

開關(guān)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)生電弧；●電弧是空氣被高壓電離而產(chǎn)生的；●電弧是導(dǎo)電的；所以必須使用一種特殊的開關(guān)來斷開高電壓等級的線路2021/7/17221.5開關(guān)柜基礎(chǔ)知識開關(guān)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(zāi)，安全性差，且檢修、維護工作量大，目前基本淘汰。

2021/7/17231.5開關(guān)柜基礎(chǔ)知識什么時候切除高壓線路？●線路檢修●設(shè)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。

2021/7/17241.6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2021/7/17251.6我國電力工業(yè)發(fā)展概況2021/7/17262發(fā)電廠火力發(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。2021/7/17272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。2021/7/17282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(yīng)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。

2021/7/17292發(fā)電廠2.4風力發(fā)電廠2021/7/17303變電站的一次接線輸變電設(shè)備包括變換電壓的設(shè)備：如變壓器。接通和開斷電路的開關(guān)電器：如斷路器，隔離開關(guān)，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(shè)備：如電力電容器，同步調(diào)相機，靜止補償器。載流導(dǎo)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(shè)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(shè)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(shè)備2021/7/17313變電站的一次接線輸電線路開關(guān)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ABCAK2K1L1L2ABCAAAABCAwhIaIcIb2021/7/17323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：2021/7/17333變電站的一次接線3.2電力系統(tǒng)接線和輸變電網(wǎng)絡(luò)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(guān)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(guān)系輸變電網(wǎng)絡(luò)接線無備用：單回路放射式、干線式和鏈式網(wǎng)絡(luò)等，每一負荷只能靠一條線路獲得電能，又稱開式網(wǎng)絡(luò)。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(luò)。2021/7/17343變電站的一次接線2021/7/17353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(shè)旁路母線或旁路隔離開關(guān)，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(guān)（母線、線路）、接地刀閘：QSQF斷路器與隔離開關(guān)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(guān)，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(guān)。待線路對方仃電后，再合上接地刀閘。2021/7/17363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(shè)備少。當母線故障或檢修或母線隔離開關(guān)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。2021/7/17373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。2021/7/17383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(yīng)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2021/7/17393變電站的一次接線3.3.4雙母線接線接線圖 具有兩組母線W1，W2。每一回路經(jīng)一臺斷路器和兩組隔離開關(guān)分別與兩組母線連接，母線之間通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器QF（簡稱母聯(lián)）連接。運行方式母聯(lián)QF斷開，一組母線工作，另一組母線備用，全部進出線接于運行母線上。母聯(lián)QF斷開，進出線分別接于兩組母線，兩組母線分裂運行。母聯(lián)QF閉合，電源和饋線平均分配在兩組母線上。優(yōu)點檢修一組母線，可使回路供電不中斷；一組母線故障，部分進出線會暫時停電。供電可靠，調(diào)度靈活，又便于擴建。QFQS2QS1W1W2電源1電源22021/7/17403變電站的一次接線3.3.5雙母線帶旁路母線接線QS4W3QF1W1W2QF4QF2電源1電源22021/7/17413.變電站的一次接線一個半斷路器接線接線圖 在母線W1，W2之間，每串接有三臺斷路器，兩條回路，每二臺斷路器之間引出一回線，故稱為一臺半斷路器接線，又稱二分之三接線。特點具有較高的供電可靠性及運行靈活性。母線故障，只跳開與此母線相連的斷路器，任何回路不停電。隔離開關(guān)不作操作電器，減少了誤操作的幾率。使用設(shè)備較多，投資較大，二次控制接線和繼電保護配置也比較復(fù)雜。適用范圍大型電廠和變電所的超高壓配電裝置。W1W2QFQSQSQSQSQFQFQSQSQS1QS12021/7/17424.電力系統(tǒng)一次設(shè)備簡介發(fā)電機2021/7/17434.電力系統(tǒng)一次設(shè)備簡介4.2變壓器2021/7/17444.電力系統(tǒng)一次設(shè)備簡介4.3高壓斷路器2021/7/17454.電力系統(tǒng)一次設(shè)備簡介4.4隔離開關(guān)2021/7/17464.電力系統(tǒng)一次設(shè)備簡介負荷開關(guān)2021/7/17474.電力系統(tǒng)一次設(shè)備簡介母線2021/7/17484.電力系統(tǒng)一次設(shè)備簡介絕緣子及電纜2021/7/17494.電力系統(tǒng)一次設(shè)備簡介4.7電抗器2021/7/17504.電力系統(tǒng)一次設(shè)備簡介4.8電力電容器2021/7/17514.電力系統(tǒng)一次設(shè)備簡介互感器及避雷器2021/7/17525.變電站的二次接線概述一次設(shè)備及一次系統(tǒng)一次設(shè)備有：發(fā)電機、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電抗器、電力電纜以及母線、輸電線路等。由這些設(shè)備按一定規(guī)律相互連接構(gòu)成的電路稱為一次接線或一次系統(tǒng)，它是發(fā)電、輸變電和配電的主體。二次設(shè)備及二次系統(tǒng)二次設(shè)備包括監(jiān)察測量儀表、控制及信號器具、繼電保護裝置、自動裝置、遠動裝置等。這些設(shè)備通常是由電流互感器、電壓互感器、蓄電池組或廠（所）用低壓電源供電。表明二次設(shè)備互相連接關(guān)系的電路稱為二次接線或二次系統(tǒng)。二次接線圖：原理接線圖、展開接線圖和安裝接線圖。2021/7/17535.變電站的二次接線原理接線圖原理接線圖：是用來表示繼電保護、測量儀表和自動裝置等工作原理的一種二次接線圖。特點：二次回路中的元件及設(shè)備以整體形式表示，同時將相互聯(lián)系的電氣部件和連線畫在同一張圖上，給人以明確的整體概念。說明：QS-隔離開關(guān)、QF-斷路器、KA-電流繼電器、KT-時間繼電器、KS-信號繼電器。