1、變電站、繼電保護(hù)基礎(chǔ)知識培訓(xùn)資料零一二二月第一章變電站基礎(chǔ)知識1.電力系統(tǒng)概述：電力系統(tǒng)定義：電力系統(tǒng)是電能生產(chǎn)、變換、輸送、分配、消費(fèi)的各種設(shè)備按 照一定的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)要求有機(jī)組成的一個統(tǒng)一系統(tǒng)的總稱。簡言 之，電力系統(tǒng)是由發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路、用電設(shè)備組成的網(wǎng) 絡(luò)，它包括通過電的或機(jī)械的方式連接在網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備。電力系統(tǒng)的構(gòu)成動力系統(tǒng)是由鍋爐（反應(yīng)堆）、汽輪機(jī)（水輪機(jī)）、發(fā)電機(jī)等 生產(chǎn)電能的設(shè)備，變壓器、輸電線路等變換、輸送、分配電能的設(shè) 備，電動機(jī)、電熱電爐、家用電器、照明等各種消耗電能的設(shè)備以 及測量、保護(hù)、控制乃至能量管理系統(tǒng)所組成的統(tǒng)一整體。動力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的電壓等級額定電壓等

2、級我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的部分標(biāo)準(zhǔn)電壓（額定電壓）如下表:控制屏的 顏色電力設(shè)備額定 線電壓發(fā)電機(jī)線 電壓變壓器一次線 電壓變壓器二次 線電壓深灰220V230V220V330V黃褐380V400V380V400V深綠3KV3和和深藍(lán)6KV6和和絳紅10KV10和10和11KV淺綠綠粉紅18KV鮮黃35KV35KV朱紅110KV110KV121KV紫220KV220KV242KV白330KV330KV363KV淡黃500KV500KV550KV+5% :-5%TG -通常取線路始末電壓的算術(shù)平均值作為用電設(shè)備以及電力網(wǎng) 的額定電壓。由于用電設(shè)備的允許電壓偏移為土 5%而延線路的電壓降落一 般為10%

3、這就要求線路始端電壓為額定值的105%以保證末端電壓不低于95%發(fā)電機(jī)往往接于線路始端，因此發(fā)電機(jī)的額定電壓 為線路的105%通常，多用于50MV及以下的發(fā)電機(jī)；用于25100MW 的發(fā)電機(jī)；用于125MW勺汽輪發(fā)電機(jī)和的水輪發(fā)電機(jī)；用于 200MW勺 汽輪發(fā)電機(jī)和225MW勺水輪發(fā)電機(jī)；18KV用于300MW勺汽輪發(fā)電機(jī)。變壓器的一次額定電壓：升壓變壓器一般與發(fā)電機(jī)直接相連， 故與發(fā)電機(jī)相同，見表中有“ * ”降壓變壓器相當(dāng)于用電設(shè)備，故 與線路相同。變壓器勺二次額定電壓： 考慮到變壓器內(nèi)部勺電壓降落一般為 5%，故比線路高 5%10%。只有漏抗很小勺、 二次測線路較短和電壓 特別高勺變壓器

4、，采用 5%。習(xí)慣上把1KV以上的電氣設(shè)備稱為高壓設(shè)備反之為低壓設(shè)備。電壓等級勺使用范圍：500、330、220KV多半用于大電力系統(tǒng)的主干線；110KV既用于 中小電力系統(tǒng)勺主干線，也用于大電力系統(tǒng)勺二次網(wǎng)絡(luò)；35、 10KV既用于大城市或大工業(yè)企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，也廣泛用于農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)。大功 率電動機(jī)用3、6、10KV小功率電動機(jī)用220、380V；照明用220、 380V。電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng) 小電流接地系統(tǒng)，也稱小接地短路電流系統(tǒng)。 供電可靠性高，但對絕緣水平要求高。電壓等級較高的系統(tǒng)，絕緣費(fèi)用在設(shè)備總價格中占相當(dāng)大比重，故多用于60KV級以下的系統(tǒng)。當(dāng) 36KV 網(wǎng)絡(luò)接

5、地電流v 30A10KV網(wǎng)絡(luò)接地電流v 20A3560KV網(wǎng)絡(luò)接地電流v 10A采用中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式反之，采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)：大電流接地系統(tǒng)，也稱大接地短路電流系統(tǒng)。單相接地需跳閘，但對絕緣水平要求不高。110KV及以上系統(tǒng)采 用。電力系統(tǒng)工程學(xué)科電力系統(tǒng)理論以電路、電磁場、電機(jī)理論為基礎(chǔ)。輸配電技術(shù) 超高壓輸電線路、遠(yuǎn)距離交直流輸電系統(tǒng)，以及提高輸電線路 輸送能力等方面的問題。電力系統(tǒng)規(guī)劃穩(wěn)態(tài)運(yùn)行分析、暫態(tài)過程分析、安全性分析、電能質(zhì)量管理、運(yùn)行方式優(yōu)化電力系統(tǒng)保護(hù)故障分析、元件保護(hù)、線路保護(hù)、系統(tǒng)性故障保護(hù)和過電壓及 其防護(hù)。電力系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)采集、變量調(diào)節(jié)

6、、電能質(zhì)量控制、運(yùn)行優(yōu)化控制、能量管 理系統(tǒng)。電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析 ：電力系統(tǒng)得基本知識、電力系統(tǒng)中各 元件的特性和數(shù)學(xué)模型、電力系統(tǒng)正常運(yùn)行狀況的分析和計算、電 力系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)試和優(yōu)化。電力系統(tǒng)暫態(tài)分析 ：電磁暫態(tài)過程（故障分析） 、機(jī)電暫態(tài) 過程（穩(wěn)定性分析）發(fā)電廠電氣設(shè)備 、發(fā)電廠及變電站二次回路 、繼電保 護(hù)、自動裝置原理 、電力系統(tǒng)運(yùn)行技術(shù) 、高電壓技術(shù)2. 變電站基礎(chǔ)定義：電力網(wǎng)中的線路連接點(diǎn)，用于交換電壓、交換功率和匯集、分 配電能的設(shè)施。分類：根據(jù)變電站在系統(tǒng)中的地位和作用可分為以下幾類：樞紐變電站：在系統(tǒng)處于樞紐地位，一般為500或330KM全所停電，引起系統(tǒng)解列或癱瘓。 中間變

7、電站： 一般設(shè)在高壓和超高壓主要環(huán)線線路或系統(tǒng)主要干線的接口處，起中間環(huán)節(jié)作用，電壓為220330KV全所停電，引起區(qū)域網(wǎng)解列。 地區(qū)變電站： 主要給所屬地區(qū)供電， 電壓一般為 110220KV。全所停電，引起所屬地區(qū)停電。企業(yè)變電站：工礦企業(yè)專用變電站，電壓一般為110KV中大企業(yè)多為220KV全所停電，引起該企業(yè)停電終端變電站：在輸電線路的終端，直接向用戶供電，電壓多 為110KV全所停電，引起用戶停電。 開關(guān)站：無變壓器，只起匯集、分配電能的作用，電壓為 10KV。它主要包括一次設(shè)備和二次設(shè)備。一次設(shè)備：定義和分類 ： 通常把生產(chǎn)、輸送、變換電壓、分配電能的設(shè)備稱為一次設(shè)備。 分類： 生

8、產(chǎn)和變換電能的設(shè)備：發(fā)電機(jī)、變壓器、電動機(jī)。 接通和斷開電路的開關(guān)設(shè)備：斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器、 接觸器等。 限制短路電流或防御過電壓的設(shè)備：電抗器、避雷器。 接地裝置 載流導(dǎo)體：母線、電纜、架空線路。 補(bǔ)償裝置：調(diào)相機(jī)、靜止補(bǔ)償器、電容器、并聯(lián)電抗器。 儀用互感器：電流互感器、電壓互感器電力變壓器：定義：借助于電磁感應(yīng)作用， 將一種交流電壓和電流變成相同頻率的 另一種或幾種不同電壓或電流，并用于電力系統(tǒng)輸電、配電和用電的電氣設(shè)備。分類：相數(shù)：單相、三相、多相變壓器。繞組數(shù)：雙繞組、三繞組、多繞組、自藕變壓器。用途：升壓、降壓變壓器。調(diào)壓方式：有載調(diào)壓、無勵磁調(diào)壓、無分接變壓器。絕緣介質(zhì)：油

9、侵、干式變壓器。有載調(diào)壓分接開關(guān)：自整角機(jī)指示位置、ZY1型（貴州長征電器廠）、MR型（西德） 有載開關(guān)。例如：35/10 ± 3X %位置顯示：當(dāng)?shù)仫@示、控制室顯示、遠(yuǎn)方顯示。編碼方式、空 接點(diǎn)方式、直流遙測方式。圖形及文字符號表示：雙繞組變壓器自藕變壓器文字符號：TM新） B（舊）斷路器：用途:在正常或故障狀態(tài)下，接通或斷開高壓電路的專用電器。斷路 器的觸頭裝有特殊的滅弧裝置，能迅速的斷開短路電流，切斷故障電路。分類： 根據(jù)滅弧介質(zhì)：油斷路器：結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜。檢修時間短（6次），易燃。少油斷路器在10220KV得到廣泛應(yīng)用。 壓縮空氣斷路器： 通流及開斷能力大， 動作時間短；

10、 但結(jié)構(gòu) 復(fù)雜，需配置空氣壓縮系統(tǒng)，噪聲大。多用于110KV及以上 系統(tǒng)中。 真空斷路器：體積小，開斷能力強(qiáng)，開斷時間短，可頻繁操 作，不需經(jīng)常檢修（可開斷額定短路電流 3050 次），無污 染。用于1035KV系統(tǒng)中，正逐步替代少油斷路器。 SF6 斷路器： 通流及開斷能力大， 可頻繁操作， 不需經(jīng)常檢 修（1020年）；但價格較貴?？捎糜?10500KV系統(tǒng)中。操作機(jī)構(gòu)： 斷路器的操作機(jī)構(gòu)是使斷路器分閘、合閘，并將斷路器保 持在合閘狀態(tài)的設(shè)備。 電磁操作機(jī)構(gòu)：制造簡單，成本低；但合閘消耗功率大，時 間長，結(jié)構(gòu)笨重。廣泛用于 110KV及以下的斷路器中。彈簧操作機(jī)構(gòu)：交流化操作。用于1035

11、KV的斷路器中。 液壓式操作機(jī)構(gòu)： 體積小， 操作平穩(wěn)， 無噪聲， 可交流操作； 但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。在110KV及以上少油和SF斷路器得到廣泛應(yīng) 用。氣動操作機(jī)構(gòu)：可用于各電壓等級，多用于空氣斷路器。圖形及文字符號表示：新文字符號：QF（新）DL（舊）隔離開關(guān)：用途：主要起隔離電壓和切換電路的作用。無滅弧裝置。注意應(yīng)“先 開后斷”。可手動操作，也可電動操作（110KV及以上）。圖形及文字符號表示：新舊文字符號：QS（新）G（舊）電力電容器：用途：并聯(lián)連接于交流電力系統(tǒng)中，用于補(bǔ)償感性無功功率，改善功 率因數(shù)，改善電壓質(zhì)量，降低線路損耗，提高系統(tǒng)或變壓器的有功 輸出。圖形及文字符號表示:文字符號：C限

12、流電抗器：用途：限制短路電流在允許范圍內(nèi)，保證母線殘壓不致過低（60叨圖形及文字符號表示：文字符號：L熔斷器：用途：用于高壓小容量電路中，作為過載和短路故障的保護(hù)設(shè)備。237.2 圖形及文字符號表示：文字符號：FU（新）RD（舊）避雷器：用途:限制系統(tǒng)可能出現(xiàn)的雷電和操作過電壓。圖形及文字符號表示：T文字符號:F 電流互感器：作用：將一次回路的大電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的小電流，使測量儀表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化；使二次設(shè)備與高電壓部分隔離，保證 人身和設(shè)備的安全。電流互感器二次側(cè)阻抗很小，相當(dāng)于短路。嚴(yán)禁將電流互感器 二次側(cè)開路。因?yàn)殚_路一是會產(chǎn)生數(shù)千伏的高電壓，危及設(shè)備及人 身安全；二是由于鐵

13、芯內(nèi)的磁通劇增，電流互感器嚴(yán)重發(fā)熱將其燒 毀；三是鐵芯飽和產(chǎn)生剩磁使電流互感器誤差增大。電流互感器二 次回路不允許安裝熔斷器。電流互感器的準(zhǔn)確級：儀用電流互感器的準(zhǔn)確級:準(zhǔn)確級l/le電流誤差±%相位誤差土515208：10012055302015：100120105902045p00120301531802090100120160保護(hù)用電流互感器的準(zhǔn)確級:準(zhǔn)確級額定電流下的誤差額疋準(zhǔn)確先值下的誤差（I=NIe ）電流誤差±%相位誤差±'5PNp60510PN：310圖形及文字符號表示:文字符號：TA（新）LH（舊）電壓互感器：作用：將一次回路的大電壓變?yōu)?/p>

14、二次回路標(biāo)準(zhǔn)的小電壓，使測量儀表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化；使二次設(shè)備與高電壓部分隔離，保證人身和 設(shè)備的安全。、卜I亠、卜:注意:電壓互感器二次側(cè)阻抗很大，相當(dāng)于開路。嚴(yán)禁將電壓互感 器二次側(cè)短路。因?yàn)閿嗦芬皇菚a(chǎn)生很大的短路電流，故電壓互感 器二次回路必須安裝熔斷器或空氣開關(guān)。電壓互感器的準(zhǔn)確級電壓互感器的準(zhǔn)確級:準(zhǔn)確級額定電流下的誤差保證誤差的條件(U/Ue)電壓誤差±%相位誤差±'51020114033電壓互感器的接線方式：單相電壓互感器接線:不完全星形(V-V)接線:A B C只能測量線電壓，不能測量相電壓。廣泛用于中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中。三相三柱式電壓互感器接線：只能測量線電壓，不能測量相電壓三相五柱式電壓互感器接線：廣泛用于310KV配電裝置。三臺單相三繞組電壓互感器接線:既能測量線電壓，又