发电厂、变电所二次回路授课内容

第一部分、发电厂、变电所及电力系统概述

第一节、 电力系统概述

1．电力系统、动力系统、电力网

电力系统：由发电机、变压器、输电线路以及负荷组成的整体称为电力系统。

2． 动力系统：电力系统加上热能动力装置、水能动力装置及其它能源动力装置称为动力系统。

3．电力网：电力系统中各级电压电力线路及联系的变电所叫做电力网，简称电网。

电网按电压等级划分：6KV电网、35KV电网、110KV电网等； 电网按地区称呼：东北电网、华北电网、华东电网等；

我国的电力网额定电压等级（KV）：0.22 ,0.38 ,3 ,6 ,10 ,35 ,60 ,110 ,220 , 330 ,500。

习惯上称10KV以下线路为配电线路，35KV、60KV线路为输电线路，110KV、220KV线路为高压线路，330KV以上线路称为超高压线路。把60KV以下电网称为地域电网，110KV、220KV电网称为区域电网，330KV以上电网称为超高压电网。把电力用户从系统所取用的功率称为负荷。另外，通常把1KV以下的电力设备及装置称为低压设备，1KV以上的设备称为高压设备。 4．由电力系统原理性电路图描述发、变、输、配电过程

第二节、 发电厂变电所电气设备概述

1．主要电气设备

发电厂和变电所的主要工作是生产、输送和分配电能，根据负荷变化的要求启动、调整和停止机组，对电路进行必要地切换，不断的监视主要设备的工作，周期性的检查和维护主要设备、定期检修设备以及迅速消除发生的故障。

一次设备：直接生产和输配电能的设备称为一次设备。包括发电机、变压器、断路器、隔离开关、自动空气开关、接触器、闸刀开关、母线、电力电缆、电抗器、避雷器、熔断器、互感器等等。

二次设备：对一次设备的工作进行监察测量和控制保护的辅助设备成为

1

2．电气主接线

二次设备。包括仪表、继电器、自动控制设备、信号设备及保护、电源等等。

一次设备连成的电路称为电气主接线或一次电路（主电路）。 二次设备连成的电路成为二次电路（副电路）。

电路图是用一定的图形符号描绘成三线图或单线图，主接线图通常画成单线图。

几种典型的主接线（单母线、双母线、桥式接线、单元接线）

~

3．以图例说明主要电气设备的连接情况 母线：汇总接受和分配电能的装置。

断路器、隔离开关：为了正常运行和发生故障时进行操作，装有断路器和隔离开关。断路器是用来接通和断开电路。隔离开关不能用于接通或断开有负荷电流的电路，因其无灭弧装置，作用是使需要停电设备与带电部分可靠地隔开。

互感器：把一次电路的高电压和大电流变换为二次设备所需要的低电压和小电流，同时实现了一次与二次的隔离。 电容器：补充系统无功功率缺额的电气设备。

第三节电力系统的中性点接线方式

中性点运行方式：是指系统中星形连接的发电机、变压器中性点对地的连接方式。分为大接地电流系统和小接地电流系统。

2

380V/220V。

大接地电流系统：中性点直接接地或经过低阻抗接地系统。如110KV、

小接地电流系统：中性点不接地或经消弧线圈及其他高阻抗而接地的系统。如6KV、10KV、35KV。在6~10KV电网中接地点电容电流超过20~30A，35KV~66KV电网中接地点电容电流超过10A 需加装消弧线圈。当发生单相接地时一般故障电流较小，特别是经消弧线圈补偿后，约为20~30A ，小接地电流系统由此而来。我国普遍采用过补偿方式。用来判断接地点并发出告警的自动装置为小电流接地选线仪。

小接地电流系统接地电流的特点：

非故障线路3I0大小为本线路的接地电容电流，并且超前零序电压90o；故障线路3I0大小等于所有非故障线路的接地电容电流之和，并滞后零序电压90o与非故障线路3I0相差180o；接地故障处的电流大小等于全部线路（故障与非故障）接地电容电流之和。

公司小接地电流选线判据(SIEMENS判据)：

装置通过零序电压和零序电流互感器直接采集U0和I0，然后计算零序有功功率、零序无功功率及零序电流的无功分量，用以判断主变中性点不接地或经消弧线圈接地的小电流接地系统中的单相接地情况。判据如下：

⑴ 无消弧线圈 对于接地线路：

a.U0>U0zd （U0为零序电压，U0zd为零序电压整定值） b.三线电压对称

c.Q0>0 （Q0为零序无功功率）

d.I0q>I0qzd （I0q为零序电流的无功分量，I0qzd为零序电流无功分

量的整定值）

对于未接地线路：

Q0<0 （Q0为零序无功功率）

⑵ 有消弧线圈

3

对于接地线路：

a.U0>U0zd （U0为零序电压，U0zd为零序电压整定值） b.三线电压对称

c.P0>0.5P0zd （P0为零序有功功率，P0zd为消弧线圈的消弧功率）

对于未接地线路：

P0<0 （P0为零序有功功率）

第四节、常见的电气故障

电力系统中常见的电气故障是短路、接地、低电压、过负荷和超温。 当电力系统因某种原因发生短路时形成电流增大、电压降低、电流和电压间的向量发生变化，人们依照这种正常何不正常的特点区分保护范围内外的故障，采用不同的继电保护措施。

各种电气故障中最严重的是短路。常见的短路故障有三相短路、两相短路、两相接地短路、不同地点的两相接地短路、单相接地短路以及变压器电动机绕组的匝间短路等。其中单相接地故障频率最高，发生概率约为65%。

第五节、继电保护的概念、任务及电力系统对继电保护的要求 当故障发生时，应尽快切除故障，确保无故障部分继续运行，缩小事故范围，保证系统稳定运行。为了完成这个任务，只有借助自动装置—继电保护装置。

继电保护装置：当电力系统中心元件（发电机、变压器、线路）或电力系统本身发生了故障或危及安全运行的事件时需要有向运行值班人员及时发出警告信号或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。实现这种自动化措施用于保护电力元件的成套硬件设备，一般统称为继电保护装置。用于保护电力系统的则成为电力系统安全自动装置。继电保护装置是保证电力元件安全运行的基本装备，任何电力元件不能无保护运行。 电力系统安全自动装置用以快速恢复电力系统的完整性，防止发生和终止以开始发生的足以引起电力系统长期大面积停电的重大事故，如失去电力系统稳定、频率崩溃或电压崩溃等。

任务：发生故障时迅速快速切除故障。反映设备的不正常状态，发信号或自

4