1、電力系統(tǒng)工程基礎(chǔ)A電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)水庫GMM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)備電力系統(tǒng)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，稱為電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)。具體組成組成如下： 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

2、的動力部分（例如火力發(fā)電廠的鍋爐、汽輪機和水力發(fā)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)。 通常，將發(fā)電廠電能送到負荷中心的線路叫輸電線路輸電線路。負荷中心至各用戶的線路叫配電線路配電線路。負荷中心一般設(shè)變電站變電站 。電力系統(tǒng)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)：110kV；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。 電力系統(tǒng)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2050km以內(nèi)區(qū)域電力網(wǎng)：電壓等級在35kV以上（一般為

3、110kV220kV），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330kV500kV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)電力系統(tǒng)的特點電能不能大量存儲：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 過渡過程十分短暫：控制操作自動化程度高。必須借助自動裝置對電力系統(tǒng)進行控制：繼電保護裝置、遠動裝置、減載裝置、同期裝置、勵磁裝置、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

4、政治經(jīng)濟影響巨大。負荷分類： 一類負荷、 二類負荷、三類負荷電力系統(tǒng)的特點 對電力系統(tǒng)運行的基本要求對電力系統(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 電能的質(zhì)量指標名 稱允許限值說 明供電電壓允許偏差 35kV 及以上為正負偏差絕對值之和不超過 10%； 10kV 及以下三相供電為7%； 220V 單相供電為+7%，-10%衡量點為供用電產(chǎn)權(quán)分界處或電能計量點電壓允許波動和閃變1電電壓壓波波動動： 10kV 及以下 2.5%; 35kV110kV 為 2%； 220kV 及以上 1.6%2閃閃變變 V10： 對照明要求

5、較高,0.4%(推薦值); 一般照明負荷,0.6%(推薦值) 衡量點為電網(wǎng)公共連接點(PCC)，取實測 95%概率值； 給出閃變電壓限值和頻度的關(guān)系曲線，可以根據(jù)電壓波動曲線查得允許值，并給出算例； 對測量方法和測量儀器作出基本規(guī)定三相供電電壓允許不平衡度 正常允許 2%，短時不超過 4%； 每個用戶一般不得超過 1.3% 各級電壓要求一樣； 衡量點為 PCC，取實測 95%概率值或日累計超標不超過 72min，且每 30min中超標不超過 5min； 對測量方法和測量儀器作出規(guī)定； 提供不平衡度算法電壓質(zhì)量標準：電能的質(zhì)量指標 頻率： 額定頻率：50Hz（國外：50 或 60Hz） 頻率偏差

6、：0.2Hz（3000MW系統(tǒng)）0.5Hz（3000MW系統(tǒng)）國外：(0.10.2)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(shè)備、通訊都會產(chǎn)生負面影響；電力系統(tǒng)的額定電壓及電壓等級電電 力力 變變 壓壓 器器 額額 定定 電電 壓壓 /kV電電 力力 系系 統(tǒng)統(tǒng)額額 定定 電電 壓壓/kV發(fā)發(fā) 電電 機機額額 定定 電電 壓壓/kV一一 次次 繞繞 組組二二 次次 繞繞 組組電電 氣氣 設(shè)設(shè) 備備最最 高高 電電 壓壓/kV33.153 及 3.153.15 及 3.33.666.306 及 6.306.3 及 6.67.21010.5010

7、及 10.510.5 及 11.012-13.8013.80-15.7515.75-18.018.0-2020.020.0-24-22.022.0-24.024.0-353538.540.560606672.5110110121126220220242252330330363363500500550550750-800額定電壓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。電力系統(tǒng)的額定電壓及電壓等級U1I U2SZS = 3U2I我國規(guī)定的額定電壓按電壓高低及使用范圍額定電壓按電壓高低及使用

8、范圍可分為三類：n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。n第二類指1001000V之間的額定電壓，其應(yīng)用最廣、數(shù)量最多。n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。我國電力工業(yè)發(fā)展概況中國電力工業(yè)的現(xiàn)狀與展望中國電力工業(yè)的現(xiàn)狀與展望（2）發(fā)電量：）發(fā)電量：1980年以來，平均年增長率年以來，平均年增長率9，現(xiàn)為，現(xiàn)為世界第二位。世界第二位。（3 3）裝機容量：居世界第二位（水電世界）裝機容量：居世界第二位（水電世界第一）第一） (4)缺電問題與城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造缺電問題與城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造 1970年以來出現(xiàn)缺電問題年以來

9、出現(xiàn)缺電問題 1998年低用電水平下的電力平衡。年低用電水平下的電力平衡。 電力工業(yè)跟不上國民經(jīng)濟的發(fā)展速度是造成缺電電力工業(yè)跟不上國民經(jīng)濟的發(fā)展速度是造成缺電的重要原因的重要原因 我國在發(fā)電、輸電、配電各方面投資比例失調(diào)是缺電的我國在發(fā)電、輸電、配電各方面投資比例失調(diào)是缺電的另一個方面原因。發(fā)電、輸電、配電比例另一個方面原因。發(fā)電、輸電、配電比例 美國美國 1:0.43:0.7 日本日本 1:0.47:0.68 英國英國 1:0.45:0.78 我國我國 1:0.21:0.12我國居民用電比例較低我國居民用電比例較低 我國人均電力消費極低，中國電力工業(yè)有很大的發(fā)我國人均電力消費極低，中國電力

10、工業(yè)有很大的發(fā)展空間展空間（5）中國電力工業(yè)展望）中國電力工業(yè)展望 “十五十五”期間，期間，GDP年增長率年增長率78，電力增長，電力增長率將達率將達6以上。以上。 2010年，年，25000億億kW.h 2015年，年，30000億億kW.h 2020年，年， 36000億億kW.h 高壓遠距離輸電是我國面臨的主要問題（水電、火高壓遠距離輸電是我國面臨的主要問題（水電、火電），必須出現(xiàn)新的電壓等級。電），必須出現(xiàn)新的電壓等級。 電能質(zhì)量問題是我國電力發(fā)展必須面臨的又一個問電能質(zhì)量問題是我國電力發(fā)展必須面臨的又一個問題。題。 工程總投資為954.6億元人民幣，工程施工總工期自1993年到200

11、9年共17年。 大壩為混凝土重力壩，壩頂總長3035米，壩頂高185 米，正常蓄水位175米，總庫容393億立方米，能夠抵御百年一遇的特大洪水。 年均發(fā)電量 849億度。 航運能力將從1000萬噸提高到5000萬噸，萬噸級船隊可直達重慶。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。2 發(fā)電廠核電廠：均采用原子核裂變時釋放出來的能量發(fā)電。2 發(fā)電廠水電廠：利用水能發(fā)電，分堤壩式、徑流式、抽水畜能三類；水輪機組工作靈活，迅速適應(yīng)負荷急劇變化，從機組啟動、并網(wǎng)到帶負荷只需幾分鐘即可；通

12、常運行壽命50年。 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)。 電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備3 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)

13、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A BCAK2K1L1L2A B CAAAA B CAwhIaIcIb3 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：20kV3kV(c)35kV220kV3kV110kV(b)(a)(d)220kV3kV3 變電站的一次接線電力系統(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

14、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)。3 變電站的一次接線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： 送電操作順序送電操

15、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。3 變電站的一次接線QFQSQSWL4QFQSQSWL3QFQSQSWL2QFQSGQF1QS1GQF2QS3QS2WL1QS4W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。3 變電站的一次接線3.3.2 單母線分段接線QF1分段斷路器GWL1WL2WL3WL4G 特點減少母

16、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23分段為宜，分段太多增加了分段斷路器。 適用范圍610kV配電裝置出線6回及以上；35kV出線數(shù)為48回；110220kV出線數(shù)為34回。3 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BQS2QF1Q

17、S3 W3QS8 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35110kV的變電所。GGWL1WL4WL3WL2QS7QS6QF4WABQS8W3QS5QF1QS1QS3QS2QS4（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3 變電站的一次接線雙母線接線 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，

18、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23 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23. 變電站的一次接線3.3.6 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

19、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雜。 適用范圍大型電廠和變電所的超高壓配電裝置。W1W2QFQSQSQSQSQFQFQSQSQS1QS14.電力系統(tǒng)一次設(shè)備簡介4.3 高壓斷路器4.電力系統(tǒng)一次設(shè)備簡介4.4 隔離開關(guān)4.電力系統(tǒng)一次設(shè)備簡介4.5負荷開關(guān)4.電力系統(tǒng)一次設(shè)備簡介4.6母線4.電力系統(tǒng)一次設(shè)備簡介4.7絕緣子及電纜4.電力系統(tǒng)一次設(shè)備簡介4.7 電抗器4.電力系統(tǒng)一次設(shè)備簡介 4.8 電力電容器5. 變電站的二次接線5.1概述概述 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

20、、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。5. 變電站的二次接線5.2原理接線圖原理接線圖 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

21、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。 5. 變電站的二次接線5.3 展開接線圖展開接線圖 展開接線圖（簡稱展開圖）：用來說明二次回路的動作原理，在現(xiàn)場使用極為普遍。 特點：將每套裝置的有關(guān)設(shè)備部件解體，按供電電源的不同分別畫出電氣回路接線圖，如交流電流回路、交流電壓回路和直流回路分開表示。于是，同一個儀表或繼電器的電流線圈、電壓線圈和接點分別畫在不同的回路里，為了避免混淆，將同一個元件及設(shè)備的線圈和結(jié)點采用相同的文字標號表示。5. 變電站的二次接線5.4 安裝接線圖安裝接線圖 安裝接線圖安裝接線圖是制造廠加工

22、制造屏（屏盤）和現(xiàn)場施工安裝所必不可少的圖，也是運行試驗、檢修和事故處理等的主要參考圖。 安裝接線圖包括屏面布置圖、屏背面接線圖和端子排圖三個組成部分，它們相互對應(yīng)，相互補充。 屏面布置圖：說明屏上各個元件及設(shè)備的排列位置和其相互間距離尺寸的圖，要求按照一定的比例尺繪制。 屏背面接線圖：在屏上配線所必需的圖，其中應(yīng)標明屏上各設(shè)備在屏背面的引出端子之間的連接情況，以及屏上設(shè)備與端子排的連接情況。 端子排圖：表示屏上需要裝設(shè)的端子數(shù)目、類型及排列次序以及它與屏外設(shè)備連接情況的圖。變電站的二次接線 屏背面接線圖和端子排圖必須說明導線從何處來，到何處去，以防接錯導線。我國廣泛采用“相對編號法”，例如甲

23、、乙兩個端子需用導線連接起來，則在甲端子旁邊標上乙端子的編號，而在乙端子旁邊標上甲端子的編號；如果一個端子需引出兩根導線，那么，在它旁邊就標出所要連接的兩個端子編號。5. 變電站的二次接線二次回路分類：二次回路分類：1按二次回路功能劃分按二次回路功能劃分：控制回路:由各種控制器具、控制對象和控制網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。其主要作用是對發(fā)電廠及變電所的開關(guān)設(shè)備進行跳、合閘操作，以滿足改變主系統(tǒng)運行方式及處理故障的要求。信號回路:由信號發(fā)送機構(gòu)、接收顯示元件及其網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。其作用是準確、及時地顯示出相應(yīng)一次設(shè)備地工作狀態(tài)，為運行人員提供操作、調(diào)節(jié)和處理故障的可靠依據(jù)。測量監(jiān)察回路:由各種電氣測量儀表、監(jiān)測裝置、切換

24、開關(guān)及其網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。其作用是指示或記錄主要電氣設(shè)備和輸電線路的運行參數(shù)，監(jiān)察絕緣狀況，作為生產(chǎn)調(diào)度和值班人員掌握主系統(tǒng)的運行情況、進行經(jīng)濟核算和故障處理的主要依據(jù)。繼電保護與自動裝置:由互感器、變換器、各種繼電器及自動裝置、選擇開關(guān)及其網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。其作用是保護主系統(tǒng)的正常運行，一次系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障或異常便自動進行處理，并發(fā)出相應(yīng)信號。調(diào)節(jié)回路:由測量機構(gòu)、傳輸設(shè)備執(zhí)行元件及其網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。其作用是調(diào)節(jié)某些主設(shè)備的工作參數(shù)，以保證主設(shè)備及電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行。同期回路:由電壓互感器、同期開關(guān)、同期裝置構(gòu)成。操作電源：由直流電源設(shè)備和供電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。其作用是供給上述各二次系統(tǒng)的工作電源，計算器及其

25、他重要設(shè)備的事故電源。5. 變電站的二次接線2按發(fā)展階段劃分按發(fā)展階段劃分：就地分散控制。對每個被控制對象設(shè)置獨立的控制回路，在設(shè)備安裝處一對一的控制。這種控制方式簡便易行，但不便于各機組、設(shè)備間的協(xié)調(diào)配合，適用于小型發(fā)電廠及變電所。集中控制。在發(fā)電廠或變電所設(shè)置一個中央控制室（又稱主控室），對全廠（所）主要電氣設(shè)備（如同步發(fā)電機、主變壓器、高壓廠用變壓器、35kV及其以上電壓的輸電線路等）實行遠方集中控制。采用集中控制時，相應(yīng)的繼電保護、自動裝置也安裝在中央控制室內(nèi)，可節(jié)省電纜，便于調(diào)試維護，提高運行安全性。單元控制。200MW及其以上發(fā)電機采用的控制方式。爐、機、電按單元控制運行，設(shè)置數(shù)個

26、單元控制室和一個網(wǎng)絡(luò)控制室。每個單元控制室包括發(fā)電機或發(fā)電機雙繞組變壓器，高壓廠用變壓器及備用變壓器，以及其他需要集中控制的設(shè)備。在網(wǎng)絡(luò)控制室控制三繞組及自耦變壓器，高壓母線設(shè)備和110kV及其以上高壓輸電線路。運行實踐標明，采用單元控制有利于運行人員協(xié)調(diào)配合，尤其是便于爐、機、電的統(tǒng)一指揮調(diào)度和事故處理，并可大大改善爐、機值班人員的工作條件，是目前我國大型發(fā)電廠主要采用的控制方式。綜合控制。以計算機為核心，同時完成發(fā)電廠及變電所的控制、監(jiān)控、保護、測量、調(diào)節(jié)、分析計算、計劃決策等功能，實現(xiàn)最優(yōu)化運行。綜合控制是電力自動化水平高度發(fā)展的重要標制。6. 變電站綜合自動化簡介變電站綜合自動化系統(tǒng)的

27、基本功能：1監(jiān)控子系統(tǒng)。包括模擬量、開關(guān)量和電能量數(shù)據(jù)采集；事件順序記錄SOE；故障記錄；故障錄波和測距；操作控制功能；安全監(jiān)視功能；人機聯(lián)系功能；打印功能；數(shù)據(jù)處理與記錄功能；諧波分析與監(jiān)視。2微機保護子系統(tǒng)。包括變壓器、輸電線、電容器組、母線等的保護和不完全接地系統(tǒng)的單相接地選線。3電壓、無功綜合控制子系統(tǒng)。包括補償電容器、電抗和有載調(diào)壓變壓器等的微機電壓無功綜合控制裝置。4電力系統(tǒng)的低頻減負荷控制。5備用電源自投控制；6變電站綜合自動化系統(tǒng)的通信。包括內(nèi)部現(xiàn)場級間的通信和自動化系統(tǒng)與上級調(diào)度的通信兩部分。前者有并行通信、串行通信、局域網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場總線等多種方式，后者以部頒通信規(guī)約（如POL

28、LING、CDT等規(guī)約）與上級調(diào)度通信完成遙測、遙信、遙調(diào)、遙控等四遙功能。 6. 變電站綜合自動化簡介變電站層間隔層設(shè)備層監(jiān)控主機遠動主機測量控制故障錄波保護單元1保護單元nTT高壓設(shè)備TT高壓設(shè)備斷路器高壓設(shè)備斷路器. . .圖8-14 變電站的一、二次設(shè)備分層結(jié)構(gòu)示意圖TTTT6. 變電站綜合自動化簡介進 線單元出 線單元電 容器 單元變 壓器 單元交 直流 電源 單元規(guī)約1當?shù)乇O(jiān)控其他廠家設(shè)備ASM-21 數(shù)字變電站管理系統(tǒng)CANHCANLASM-21 數(shù)字變電站管理系統(tǒng)ASM-21ASM-21 數(shù)字變電站管理系統(tǒng)ASM-21 數(shù)字變電站管理系統(tǒng)ASM-21 數(shù)字變電站管理系統(tǒng)ASM-

29、21 數(shù)字變電站管理系統(tǒng)ASM-21 數(shù)字變電站管理系統(tǒng)規(guī)約2序網(wǎng)方程序網(wǎng)方程(1)(1)(1)faeqfffaVEZI(2)(2)(2)fafffaVZI(0)(0)(0)fafffaVZI簡單不對稱短路的分析簡單不對稱短路的分析1. 單相單相(a相相)接地短路接地短路序分量邊界條件序分量邊界條件0, 0(1), 0fafbfcVII相量表示的邊界條件：(1)(2)(0)(1)(2)(0)(1)(2)(0)0002fafafafafbfbfbfbfcfcfcfcVVVVIIIIIIII( )對稱分量表示的邊界條件 0faV fbV fcV faI 0fbI 0fcI a b c (1)(2)

30、(0)2(1)(2)(0)2(1)(2)(0)0030fafafafafbfafafafcfafafaaVVVVIIIIIIII( )以 相為參考相(1)(2)(0)(1)(2)(0)0(8-42)fafafafafafaVVVIII( )序分量邊界條件：簡單不對稱短路的分析簡單不對稱短路的分析1. 單相單相(a相相)接地短路接地短路聯(lián)立方程求解聯(lián)立方程求解 0faV fbV fcV faI 0fbI 0fcI a b c (1)(2)(0)(1)(2)(0)0(8 2)fafafafafafaVVVIII(0)(1)(1)(1)(2)(2)(2)(0)(0)(0) (8 1) faffffa

31、fafffafafffaVVjXIVjXIVjXI(0)(1)(1)(2)(0) (8 3)()ffaffffffVIj XXX(0)(1)(1)(1)(2)(0)(1)(2)(2)(2)(0)(0)(0) (8 4)faffffafffffafafffafafffaVVjXIj XXIVjXIVjXI簡單不對稱短路的分析簡單不對稱短路的分析1. 單相單相(a相相)接地短路接地短路復合序網(wǎng)復合序網(wǎng) 0faV fbV fcV faI 0fbI 0fcI a b c (1)(2)(0)(1)(2)(0)0(8 2)fafafafafafaVVVIII(0)(1)(1)(2)(0) (8 3)()f

32、faffffffVIj XXX(0)(1)(1)(1)(2)(0)(1)(2)(2)(2)(0)(0)(0) faffffafffffafafffafafffaVVjXIj XXIVjXIVjXI將各序網(wǎng)絡(luò)將各序網(wǎng)絡(luò)在故障端口連接在故障端口連接起來所構(gòu)成的網(wǎng)起來所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)簡單不對稱短路的分析簡單不對稱短路的分析1. 單相單相(a相相)接地短路接地短路故障點各相電流電壓故障點各相電流電壓222(1)(2)(0)(2)(0)(1)22(1)(2)(0)(2)(0)(1)0()(1)()(1)fafbfafafafffffafcfafafafffffaVVVVVjXXIVVVVjXXI(1)(2

33、)(0)2(1)(2)(0)2(1)(2)(0)fafafafafbfafafafcfafafaIIIIIIIIIIII(0)(1)(1)(2)(0)3 () 0, 0fffafffffffbfcVIIj XXXII(1)(2)(0)(1)(2)(2)(1)(0)(0)(1), , fafffffafafffafafffaVj XXIVjXIVjXI簡單不對稱短路的分析簡單不對稱短路的分析1. 單相單相(a相相)接地短路接地短路相量圖相量圖 (1)faI (1)fbI (1)fcI (2)faI (2)fcI (2)fbI (0)faI faI (0)fbI (0)faI (0)fcI (2)

34、faI (2)fbI (2)fcI (1)faI (1)fcI (1)fbI (1)faI以為參考相量 (1)faV (1)fbV (1)fcV (2)faV (2)fcV (1)faV (2)faV (0)faV fcV fbV (2)fbV (0)faV 0faV (1)(2)(0)(1)(2)(2)(1)(0)(0)(1)fafffffafafffafafffaVj XXIVjXIVjXI簡單不對稱短路的分析簡單不對稱短路的分析1. 單相單相(a相相)接地短路接地短路特例分析特例分析(I&II)(0)(0(1)(1)(2)(0)(1)()3)0)1(3Case I ()fffaf

35、fffffffffffffVVIj XXXIXjXIX：(1)(2)(0),ffffffXXX：與系統(tǒng)中性點接地情況有關(guān) (1)faV (1)fbV (1)fcV (2)faV (2)fcV (2)fbV fbV fcV 0faV (0)Case II ffX：短路點靠近中性點直0，接接地點(1)(2)(0)(1)(2)(2)(1)(1(0)(01)(0fafffffaffaafffafafffaVj XXIVjXIVVjXI(0)0, 32fafbfcfVVVV(1)(2)(0)2faffaVVV簡單不對稱短路的分析簡單不對稱短路的分析1. 單相單相(a相相)接地短路接地短路特例分析特例分析

36、(III)(1)(2)(0),ffffffXXX：與系統(tǒng)中性點接地情況有關(guān) (0)faV (0)fbV (0)fcV 0faV fbV fcV (0)(0)fafaVV 60 (1)fbV (1)fcV (0)Case III ffX：中性點，不接地系統(tǒng)(1)(2)(0)(1)(2)(2)(1)(0)(0)(1)fafffffafafffafafffaVj XXIVjXIVjXI(0)(0)0, 3fafbfcfabVVVVV(0)(0)(1)(2)(0), 0, faffafafVVVVV(1)(2)(0)22(1)(2)(0)(1)2(1)(2)(0)(1)=0(1)(1)fafafafa

37、fbfafafafafcfafafafaVVVVVVVVVVVVVV1. 單相單相(a相相)接地短路接地短路特例分析特例分析(IV)(1)(2)(0),ffffffXXX：與系統(tǒng)中性點接地情況有關(guān)(2)(0)(2)(0)(1)Case IV 12fffffafafaXXVVV：(1)(2)(0)(1)(2)(2)(1)(0)(0)(1)fafffffafafffafafffaVj XXIVjXIVjXI (1)fbV (1)fcV (2)fcV (1)faV (2)faV (0)faV fcV fbV (2)fbV 0faV 120 (0)(1)(1(2)(0) ()ffffffffaVj X

38、XXI(1)(2)(0)(1)(2)(2)(1)(0)(0)(1)(0)(0)(0)231313fafffffafafffafaffffffaVj XXIVjXIVjXIVVV(0)(1)32fbfcfafVVVV2. 兩相兩相(b相和相和c相相)短路短路序分量邊界條件序分量邊界條件, 0(1), 0fbfcfafbfcVVIII相量表示的邊界條件：(1)(2)(0)(1)(2)(0)(1)(2)(0)(1)(2)(0)(1)(2)(0)002fbfbfbfcfcfcfafafafbfbfbfcfcfcVVVVVVIIIIIIIII( )對稱分量表示的邊界條件 faV fbfcVV 0faI

39、fbI fcI a b c (1)(2)(1)(2)(0)40 (8-7)0fafafafafaVVIII( )序分量邊界條件：22(1)(2)(1)(2)(0)22(1)(2)(0)()()00()()203fafafafafafafafaVVIIIIIaI( )以 相為參考相2. 兩相兩相(b相和相和c相相)短路短路聯(lián)立方程求解聯(lián)立方程求解(0)(1)(1)(1)(2)(2)(2)(0)(0)(0) (8 1) faffffafafffafafffaVVjXIVjXIVjXI(0)(1)(1)(2) (8 8)()ffaffffVIj XX(2)(1)(1)(2)(2)(2)(2)(1)(

40、0)(0)(0)(8 9)0fafafafafffafffafafffaIIVVjXIjXIVjXI(1)(2)(1)(2)(0),0 (8 7)0fafafafafaVVIII faV fbfcVV 0faI fbI fcI a b c 2. 兩相兩相(b相和相和c相相)短路短路復合序網(wǎng)復合序網(wǎng) (0)(1)(1)(2) (8 8)()ffaffffVIj XX faV fbfcVV 0faI fbI fcI a b c (1)(2)(1)(2)(0),0 (8 7)0fafafafafaVVIII(2)(1)(1)(2)(2)(1)(0)(0)(0)(8 9)0fafafafafffafa

41、fffaIIVVjXIVjXI2. 兩相兩相(b相和相和c相相)短路短路故障點各相電流電壓故障點各相電流電壓(1)(2)(0)(1)(2)(1)2(1)(2)(0)(1)2(1)(2)(0)(1)2222fafafafafafffafbfafafafafafcfafafafafaVVVVVj XIVVVVVVVVVVVV(1)(2)(0)22(1)(2)(0)(1)(1)(1)+ 0+ ()33fafafafafbfafafafafafcfbfaIIIIIIIIIjIIIjI(2)(1)(0)(1)(2)(2)(1)(0), 0, , 0fafafafafafffafaIIIVVjXIV fa

42、V fbfcVV 0faI fbI fcI a b c 2. 兩相兩相(b相和相和c相相)短路短路相量圖相量圖(1)faI (1)fbI (1)fcI (2)faI (2)fcI (2)fbI fbI (1)faV (1)fcV (1)fbV fcI (2)fbV (2)fcV fbV fcV faV (1)faI以為參考相量 (2)faV (2)(1)(0)(1)(2)(2)(1)(0), 0, , 0fafafafafafffafaIIIVVjXIV3. 兩相兩相(b相和相和c相相)短路接地短路接地序分量邊界條件序分量邊界條件(1)0, 0fbfcfaVVI相量表示的邊界條件：(1)(2)

43、(0)(1)(2)(0)(1)(2)(0)0002fbfbfbfcfcfcfafafaVVVVVVIII( )對稱分量表示的邊界條件 faV 0fbfcVV 0faI fbI fcI a b c (1)(2)(0)(1)(2)(0)(8-13)04fafafafafafaVVVIII( )序分量邊界條件：2(1)(2)(0)2(1)(2)(0)(1)(2)(0)0003fafafafafafafafafaVVVVVVIIaI( )以 相為參考相3. 兩相兩相(b相和相和c相相)短路接地短路接地聯(lián)立方程求解聯(lián)立方程求解(0)(1)(1)(1)(2)(2)(2)(0)(0)(0) (8 1) fa

44、ffffafafffafafffaVVjXIVjXIVjXI(0)(1)(1)(2)(0) (8 14)(/)ffaffffffVIj XXX(0)(2)(1)(2)(0)(2)(0)(1)(2)(0)(8 15)fffafafffffffafaffffXIIXXXIIXX faV 0fbfcVV 0faI fbI fcI a b c (1)(2)(0)(1)(2)(0)(8-13)0fafafafafafaVVVIII(2)(0)(1)(2)(0)(1)(2)(0)fffffafafafaffffXXVVVjIXX3. 兩相兩相(b相和相和c相相)短路接地短路接地復合序網(wǎng)復合序網(wǎng) (1)(2

45、)(0)(1)(2)(0)(8-13)0fafafafafafaVVVIII(0)(1)(1)(2)(0) (/)ffaffffffVIj XXX(2)(0)(1)(2)(0)(1)(2)(0)fffffafafafaffffXXVVVjIXX(0)(2)(1)(2)(0)(2)(0)(1)(2)(0)fffafafffffffafaffffXIIXXXIIXX faV 0fbfcVV 0faI fbI fcI a b c 3. 兩相兩相(b相和相和c相相)短路接地短路接地故障點各相電流故障點各相電流電壓電壓(2)(0)(1)(2)(0)(1)(1)(2)(0)30fffffafafafafa

46、fafffffbfcXXVVVVVjIXXVV(1)(2)(0)(2)(0)22(1)(2)(0)(1)(2)(0)2(2)(0)2(1)(2)(0)(1)(2)(0)+ 0+ + fafafafafffffbfafafafafffffffffcfafafafaffffIIIIXXIIIIIXXXXIIIIIXX(2)(0)(1)(2)(0)(1)(2)(0)fffffafafafaffffXXVVVjIXX(0)(1)(1)(2)(0) (/)ffaffffffVIj XXX(0)(2)(1)(2)(0)(2)(0)(1)(2)(0)fffafafffffffafaffffXIIXXXIIX

47、X3. 兩相兩相(b相和相和c相相)短路接地短路接地相量圖相量圖 (1)faV (1)fbV (1)fcV (2)faV (2)fcV (2)fbV (0)faV faV (1)faI (2)faI (0)faI fcI fbI 0faI (1)fcI (1)fbI (2)fcI (2)fbI 3. 兩相兩相(b相和相和c相相)短路接地短路接地故障點入地電流故障點入地電流(2)(0)(1)(2)(0)(1)(2)(0)fffffafafafaffffXXVVVjIXX(0)(1)(1)(2)(0) (/)ffaffffffVIj XXX faV 0fbfcVV 0faI fbI fcI a b

48、 c eI (2)(0)(1)(2)(0)33 ffefbfcfafbfcfafaffffXIIIIIIIIXX(0)(0)(1)(0)(1)(0)(2)33fefaffffffffffVIIjXXXXX(0)(2)(1)(2)(0)(2)(0)(1)(2)(0)fffafafffffffafaffffXIIXXXIIXX小結(jié)小結(jié)簡單不對稱短路的分析方法小結(jié)簡單不對稱短路的分析方法小結(jié)制定制定各序網(wǎng)絡(luò)各序網(wǎng)絡(luò)；根據(jù)系統(tǒng)運行方式確定故障口；根據(jù)系統(tǒng)運行方式確定故障口正常電壓、各序輸入阻抗，建立正常電壓、各序輸入阻抗，建立序網(wǎng)方程序網(wǎng)方程；(Chapter 7)根據(jù)故障情況選取參考相，確定用根據(jù)故

49、障情況選取參考相，確定用序分量表示序分量表示的邊界條件的邊界條件；由序網(wǎng)方程和序分量邊界條件求解由序網(wǎng)方程和序分量邊界條件求解故障口電流故障口電流電壓各序分量電壓各序分量(復合序網(wǎng)、復合序網(wǎng)、方程求解等方程求解等)；對電流電壓各序分量進行綜合即可得到對電流電壓各序分量進行綜合即可得到故障口故障口的電流和電壓相量的電流和電壓相量。序分量邊界條件序分量邊界條件 faV fbfcVV 0faI fbI fcI a b c 0faV fbV fcV faI 0fbI 0fcI a b c faV 0fbfcVV 0faI fbI fcI a b c eI (1)f(1)(2)(0)(1)(2)(0)0

50、fafafafafafaVVVIII(1)(2)(1)(2)(0)0,0fafafafafaVVIII(1)(2)(0)(1)(2)(0)0fafafafafafaVVVIII(2)f(1,1)f關(guān)于故障特殊相和參考相關(guān)于故障特殊相和參考相使序分量邊界條件表達式簡使序分量邊界條件表達式簡單單簡單不對稱短路的分析簡單不對稱短路的分析復合序網(wǎng)復合序網(wǎng)(1)f(2)f(1,1)f(0)(1)(1(2)(0) (/)ffaffffffXVIj XX(0)(1)(2(1) ()fffafffVIjXX(0)(1)(1)(2)(0) ()ffffffffaVIjXXX簡單不對稱短路的分析簡單不對稱短路的分

51、析正序等效定則正序等效定則(0)( )(1)(1( ) ()fnanfffVj XXI(1)f(2)f(3)f(1,1)f 0(2)(0) ffffXX(2) ffX(2)(0) /ffffXX故障類型故障類型 附加電抗附加電抗 復合序網(wǎng)復合序網(wǎng)( ) nX算例算例如圖所示系統(tǒng)，各元件標幺值已標明于圖中，變壓器均采用如圖所示系統(tǒng)，各元件標幺值已標明于圖中，變壓器均采用 Y/-11 接線，已知當接線，已知當 f 點發(fā)生點發(fā)生A相接地短路時，變壓器相接地短路時，變壓器 T1 中性中性線電流為線電流為 1.0，試計算：，試計算：(1) 變壓器變壓器T2中性點接地電抗中性點接地電抗 Xn 的標幺值；的

52、標幺值；(2) 發(fā)電機側(cè)各相電流。發(fā)電機側(cè)各相電流。簡單不對稱短路的分析簡單不對稱短路的分析算例算例以以A相為參考相的故障系統(tǒng)正序、負序和零序等值電路：相為參考相的故障系統(tǒng)正序、負序和零序等值電路： (1)fAV E djX 1TjX 1jX + - + - (1)fAI 2jX (2)fAV 1TjX 1jX + - (2)fAI (T1)(0)fAI 1TjX (0)fAV 0jX + - (0)fAI (T2)(0)fAI 2TjX 3nj X (1)0.5ffjXj(2) 0.5ffjXj(0)01(0.1 3)/()(0.1 3)/1.0ffnTnjXjXXXjX簡單不對稱短路的分析

53、簡單不對稱短路的分析算例算例以以A相為參考相的故障系統(tǒng)正序、負序和零序等值電路：相為參考相的故障系統(tǒng)正序、負序和零序等值電路： (1)fAV E djX 1TjX 1jX + - + - (1)fAI 2jX (2)fAV 1TjX 1jX + - (2)fAI (T1)(0)fAI 1TjX (0)fAV 0jX + - (0)fAI (T2)(0)fAI 2TjX 3nj X (1)0.5ffjXj(2) 0.5ffjXj(0)01(0.1 3)/()(0.1 3)/1.0ffnTnjXjXXXjXA相單相接地短路時，短路電流各序分量：相單相接地短路時，短路電流各序分量：(1)(1)(1)

54、(1)(2)(0)(1)(2)(0)(0)1.01.0fAfAfAffffffffEIIIjXjXjXX簡單不對稱短路的分析簡單不對稱短路的分析算例算例以以A相為參考相的故障系統(tǒng)正序、負序和零序等值電路：相為參考相的故障系統(tǒng)正序、負序和零序等值電路： (1)fAV E djX 1TjX 1jX + - + - (1)fAI 2jX (2)fAV 1TjX 1jX + - (2)fAI (T1)(0)fAI 1TjX (0)fAV 0jX + - (0)fAI (T2)(0)fAI 2TjX 3nj X (1)0.5ffjXj(2) 0.5ffjXj變壓器變壓器 T-1 中性點入地電流：中性點入

55、地電流：(0)(0)(0)(T1)(T1)(0)1010(0)(0)(0)(0)3331.0331.0fAfffAefATTfffAffffVjXIIIjXjXjXjXXIXX(0)01(0.1 3)/()(0.1 3)/1.0ffnTnjXjXXXjX(0)0.5ffX0.3nX =1簡單不對稱短路的分析簡單不對稱短路的分析算例算例計算發(fā)電機側(cè)各相電流：計算發(fā)電機側(cè)各相電流：（a）故障口短路電流各序分量分別為：）故障口短路電流各序分量分別為：(1)(1)(1)(1)(2)(0)(1)(2)(0)(0)1.021.03fAfAfAffffffffEIIIjXjXjXX（b）發(fā)電機端）發(fā)電機端

56、a 相電流各序分量相電流各序分量分別為：分別為：(1)(1)30(1)(1)30(1)(1)(1)(2)(2)(0), , 0jjfafAfafAfaIIeIIeI簡單不對稱短路的分析簡單不對稱短路的分析算例算例計算發(fā)電機側(cè)各相電流：計算發(fā)電機側(cè)各相電流：（c）發(fā)電機端各相電流分別為：）發(fā)電機端各相電流分別為：(1)(1)(1)(1)(2)(0)(1)30(1)30(1)(1)(2)(0)2(1)(1)(1)(1)(2)(0)(1)90(1)90(1)(1)(2)(0)(1)2(1)2 3 3 1.15470fafafafajjfAfAfafbfafafajjfAfAfafcfafIIIIIe

57、IeIIIIIIeIeIIII(1)(1)(2)(0)(1)150(1)150(1)(1)(2)(0)2 3 31.1547afajjfAfAfaIIeIeI= 0簡單不對稱短路的分析簡單不對稱短路的分析(1) 單相單相(a相相)非金屬性接地短路非金屬性接地短路序分量邊界序分量邊界條件條件,(1 ,0)0 faffbffcaVIIz I相量表示的邊界條件：(1)(2)(0)(1)(2)(0)(1)(2)(0)(1)(2)(0)()002fafafafaffafafafbfbfbfbfcfcfcfcVVVVzIIIIIIIIIII( )對稱分量表示的邊界條件 faV fbV fcV faI 0f

58、bI 0fcI a b c fz (1)(2)(0)(1)(2)(0)2(1)(2)(0)2(1)(2)(0)()003fafafafaffafafafbfafafafcfafafaVVVVzIIIIIIIIIIaI( )以 相為參考相(1)(2)(0)(1)(1)(2)(0)43fafafaffafafafaVVVz IIII( )序分量邊界條件：簡單不對稱短路的分析簡單不對稱短路的分析非金屬性短路非金屬性短路(1) 單相單相(a相相)非金屬性接地短路非金屬性接地短路復合序網(wǎng)復合序網(wǎng) faV fbV fcV faI 0fbI 0fcI a b c fz (1)(2)(0)(1)(1)(2)(

59、0)3fafafaffafafafaVVVz IIII faV fbV fcV faI 0fbI 0fcI a b c fz EQU簡單不對稱短路的分析簡單不對稱短路的分析非金屬性短路非金屬性短路(2) 兩相兩相(b相和相和c相相)非金屬性短路非金屬性短路序分量邊界序分量邊界條件條件, 0,0fbffbfcffcfafbfcVz IVz IIII(1)(1)(2)(2)(1)(2)(0)0,0faffafaffafafafaVz IVz IIII序分量邊界條件：(1)(2)(0)(1)(2)(0)(1)(2)(0)(1)(2)(0)(1)(2)(0)(1)(2)(0)(1)(2)(0)()()

60、00fbfbfbffbfbfbfcfcfcffcfcfcfafafafbfbfbfcfcfcVVVzIIIVVVzIIIIIIIIIIII22(1)(2)22(1)(2)(1)(2)(0)22(1)(2)(0)()() ()()0()()20fafaffafafafafafafafaVVzIIIIIIII faV fbV 0faI fbI fcI a b c fz fz fcV 簡單不對稱短路的分析簡單不對稱短路的分析非金屬性短路非金屬性短路(2) 兩相兩相(b相和相和c相相)非金屬性短路非金屬性短路復合序網(wǎng)復合序網(wǎng)EQU faV fbV 0faI fbI fcI a b c fz fz fcV fa