1、2主要內容主要內容31、概述、概述-什么是電力系統？什么是電力系統？數據采集和傳輸數據采集和傳輸4什么是電力系統？什么是電力系統？水庫GMM電力網電力系統動力系統發電廠水輪機 發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備5什么是電力系統？什么是電力系統？電力網：電力系統中各種電壓的變電所及輸配電線路組成的統一體 。 電力系統：由發電廠中的電氣局部、各類變電所及輸電、配電線路及各種類型的用電設備組成的統一體，稱為電力系統。具體組成如下： 發電廠：生產電能。電力網：變換電壓、傳送電能。由變電所和電力線路組成。配電系統：將系統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

2、上，低壓用戶額定電壓在1kV以下。用電設備：消耗電能。 動力系統：在電力系統的根底上，把發電廠的動力局部例如火力發電廠的鍋爐、汽輪機和水力發電廠的水庫、水輪機以及核動力發電廠的反響堆等包含在內的系統。通常，將發電廠電能送到負荷中心的線路叫輸電線路。負荷中心至各用戶的線路叫配電線路。負荷中心一般設變電站 。6什么是電力系統？什么是電力系統？超高壓遠距離輸電網地方電力網區域電力網110kV35kV35kV500kV220kV110kV10 kV水力發電廠火力發電廠變電所A：樞紐變電所C：地方變電所D：終端變電所B：中間7什么是電力系統？什么是電力系統？ 電力網： 按電壓等級分類：低壓網：電壓等級在

3、1kV以下；中壓網：110kV；高壓網：高于10kV、低于330kV；超高壓網：低于750kV；特高壓網：1000kV及以上。 8什么是電力系統？什么是電力系統？n 電力網：按電壓等級的上下、供電范圍的大小的分類n地方電力網：電壓等級在35kV及以下，供電半徑在2050km以內n區域電力網：電壓等級在35kV以上一般為110kV220kV，供電半徑超過50km，聯系較多發電廠的網絡n超高壓遠距離輸電網：電壓等級為330kV500kV的網絡，其主要任務是把遠處發電廠生產的電能輸送到負荷中心，同時還聯系假設干區域電力網形成跨省、跨地區的大型電力系統9什么是電力系統？什么是電力系統？n 變電所：按其

4、在電力系統中的地位分類n樞紐變電所：n中間變電所：n地區變電所：n終端電站所：101.2 電力系統的特點電能不能大量存儲：電能的生產、變換、輸送、分配和使用是同時進展的。P發 P用P 頻率f 頻率表征電力系統有功功率的平衡Q發 Q用Q 電壓V 電壓那么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進展控制：繼電保護裝置、遠動裝置、減載裝置、同期裝置、勵磁裝置、電能生產與國民經濟各部門和人民生活有著極為密切的關系：社會政治經濟影響巨大。負荷分類： 一類負荷、 二類負荷、三類負荷11n對電力系統運行的根本要求如下：對電力系統運行的根本要求如下：n 1保證

5、供電可靠性保證供電可靠性 n 2保證電能質量保證電能質量 n 3提高電力系統運行的經濟性提高電力系統運行的經濟性 n 4環境保護問題環境保護問題 12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%衡量點為供用電產權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： 對照明要求較高,0.4%(推薦值); 一般照明負荷,0.6%(推薦值) 衡量點為電網公共連接點(PC

6、C)，取實測 95%概率值； 給出閃變電壓限值和頻度的關系曲線，可以根據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定； 提供不平衡度算法電壓質量標準：13頻率：額定頻率：50Hz國外：50 或 60Hz頻率偏差：0.2Hz3000MW系統0.5Hz3000MW系統波形：質量標準：正弦波電壓和電流諧波的危害與抑制：對于電

7、網、電力設備、通訊都會產生負面影響；14電力系統的額定電壓及電壓等級電力變壓器額定電壓電力變壓器額定電壓/kV電力系統電力系統額定電壓額定電壓/kV發電機發電機額定電壓額定電壓/kV一次繞組一次繞組二次繞組二次繞組電氣設備電氣設備最高電壓最高電壓/kV33.153 及 3.153.15 及 3.33.666.306 及 6.306.3 及 6.67.21010.5010 及 10.510.5 及 11.012-13.8013.80-15.7515.75-18.018.0-2020.020.0-24-22.022.0-24.024.0-353538.540.560606672.511011012

8、1126220220242252330330363363500500550550750-800額定電壓是由國家規定的一種標準電壓，是電氣設備設計時所依據的電壓值。額定電壓是由國家規定的一種標準電壓，是電氣設備設計時所依據的電壓值。在這一電壓下工作時，電氣設備的技術經濟性能指標能夠到達最正確狀態，保在這一電壓下工作時，電氣設備的技術經濟性能指標能夠到達最正確狀態，保證長期可靠運行。證長期可靠運行。15U1I U2SZS = 3U2I我國規定的額定電壓按電壓上下及使用范圍可分為三類：第一類指100V及其以下的額定電壓。主要用于平安動力、照明、蓄電池及特殊設備。第二類指1001000V之間的額定電壓

9、，其應用最廣、數量最多。第三類指1000V及其以上電壓等級。電力系統的發、供、輸、配、用電都采用該電壓等 級。16跨省電力系統5個，獨立省電力系統假設干個1718電力工業開展史上的第一：火電：1882年上海楊樹浦；水電：1912年云南石龍壩240kW；核電：1991年浙江秦山300MW；輸電線路： 1974年甘肅劉家峽水電站陜西關中地區330kV交流， 1981年河南姚孟火電廠到武漢500kV交流， 1988年葛州壩水電站到上海南橋變電站500kV直流。電力系統之最：類 別中 國世 界火 電 單 機 （ MW）600（ 900）1300水 電 單 機 （ MW）700 800700 800交

10、流 輸 電 線 路 （ kV）500 1000直 流 輸 電 線 路 （ kV） 500 75019年 份裝機容量（萬 kW）年發電量（億 kWh）1949184.8643.119871000049601995210001000020003000013000200135300（2003.2.18）14780年人均電量：2002年底全國發電裝機容量到達3.56億千瓦，發電量到達16542億千瓦時，均居世界第二位202 發電廠2.1火力發電廠：將煤、油、天然氣或其它燃料的化學能轉換成電能的工廠。主要由燃燒、汽水、電氣系統三局部組成；可分為凝氣式火電廠和熱電廠兩類 通常運行壽命25年。212 發電廠

11、2.2 核電廠：均采用原子核裂變時釋放出來的能量發電。222 發電廠2.3 水電廠：利用水能發電，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，能迅速適應負荷急劇變化，一般從機組啟動、并網到帶負荷只需幾分鐘即可完成；通常運行壽命50年。 232 發電廠2.4 風力發電廠243 變電站的一次接線 輸變電設備包括變換電壓的設備：如變壓器。接通和開斷電路的開關電器：如斷路器，隔離開關，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。無功補償設備：如電力電容器，同步調相機，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、設備外

12、殼接地、防雷接地等。 電氣主接線 發電廠和變電所中的一次設備，按照一定規律連接而成的電路，也稱電氣一次接線或一次系統。 3.1 電力系統的電氣設備253 變電站的一次接線 輸電線路 開關電器高壓斷路器的根本參數額定開斷電流INbr、全開斷時間tab、合閘時間ton額定動穩定電流峰值ies、熱穩定電流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 CAwhIaIcIb263 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(

13、b)(a)(d)220kV3kV273 變電站的一次接線3.2 電力系統接線和輸變電網絡接線 電力系統接線地理接線圖：說明各發電廠、變電所的相對地理位置和它們之間的聯接關系電氣接線圖：說明電力系統中各主要元部件之間和廠所之間的電氣聯接關系 輸變電網絡接線無備用：單回路放射式、干線式和鏈式網絡等，每一負荷只能靠一條線路獲得電能，又稱開式網絡。有備用：雙回路式、單環式、雙環式和兩端供電式等，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，又稱閉式網絡。283 變電站的一次接線293 變電站的一次接線3.3 電氣主接線的根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；增設旁路母線

14、或旁路隔離開關，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。 幾個根本概念：匯流母線：起聚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、隔離開關母線、線路、接地刀閘：QSQF斷路器與隔離開關的操作順序：送電操作順序送電操作順序：先合上斷路器兩側的隔離開關，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，再斷開斷路器兩側的隔離開關。待線路對方仃電后，再合上接地刀閘。303 變電站的一次接線QFQSQSWL4QFQSQSWL3QFQSQSWL2QFQSGQF1QS1GQF2QS3QS2WL1QS4W3.3.1 單母線接

15、線特點簡單、清晰、設備少。當母線故障或檢修或母線隔離開關檢修時，整個系數全部停電。斷路器檢修期間也必須停頓該回路的供電。適用范圍單電源的發電廠和變電所，且出線回路數少，用戶對供電可靠性要求不高的場合。313 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特點減少母線故障或檢修時的停電范圍。斷路器檢修期間必須停頓該回路的供電。母線分段的數目，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出線數為48回；110220kV出線數為34回。323 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

16、QF4，且WL4不停電如A、B段經QF1和QS1、QS2并列運行，那么閉合QS5斷開QF1斷開QS1閉合QS3閉合QF1使W3帶電不要首先閉合QS8。此時假設W3隱含故障，那么由繼電保護裝置動作斷開QF1。假設W3充電正常，操作可以繼續進展：合上QS8斷開QF4。這時WL4由母線BQS2QF1QS3 W3QS8 WL4供電。并由QF1替代斷路器QF4。QF4檢修前，應把QS6、QS7斷開。適用范圍中小型發電廠和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

17、線333 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。每一回路經一臺斷路器和兩組隔離開關分別與兩組母線連接，母線之間通過母線聯絡斷路器QF簡稱母聯連接。運行方式母聯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QF斷開，進出線分別接于兩組母線，兩組母線分裂運行。母聯QF閉合，電源和饋線平均分配在兩組母線上。優點檢修一組母線，可使回路供電不中斷；一組母線故障，局部進出線會暫時停電。供電可靠，調度靈活，又便于擴建。QFQS2QS1W1W2電源1電源2343 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

18、源2353. 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。隔離開關不作操作電器，減少了誤操作的幾率。使用設備較多，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。W1W2QFQSQSQSQSQFQFQSQSQS1QS1364.電力系統一次設備簡介發電機374.電力系統一次設備簡介n4.2 變壓器384.電力系統一次設備簡介n4.3 高壓斷路器3

19、94.電力系統一次設備簡介n4.4 隔離開關404.電力系統一次設備簡介n負荷開關414.電力系統一次設備簡介n母線424.電力系統一次設備簡介n絕緣子及電纜434.電力系統一次設備簡介n4.7 電抗器444.電力系統一次設備簡介n4.8 電力電容器454.電力系統一次設備簡介n互感器及避雷器465. 變電站的二次接線 一次設備及一次系統一次設備及一次系統一次設備有：發電機、變壓器、斷路器、隔離開關、電一次設備有：發電機、變壓器、斷路器、隔離開關、電抗器、電力電纜以及母線、輸電線路等。抗器、電力電纜以及母線、輸電線路等。由這些設備按一定規律相互連接構成的電路稱為一次接由這些設備按一定規律相互連

20、接構成的電路稱為一次接線或一次系統，它是發電、輸變電和配電的主體。線或一次系統，它是發電、輸變電和配電的主體。 二次設備及二次系統二次設備及二次系統二次設備包括監察測量儀表、控制及信號器具、繼電保二次設備包括監察測量儀表、控制及信號器具、繼電保護裝置、自動裝置、遠動裝置等。這些設備通常是由電護裝置、自動裝置、遠動裝置等。這些設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流互感器、電壓互感器、蓄電池組或廠所用低壓電源供電。源供電。說明二次設備互相連接關系的電路稱為二次接線或二次說明二次設備互相連接關系的電路稱為二次接線或二次系統。系統。 二次接線圖：二次接線圖：原理接線圖、展開接線圖

21、和安裝接線圖。原理接線圖、展開接線圖和安裝接線圖。475. 變電站的二次接線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備以整體形式表示，同時將相互聯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、QF-斷路器、KA-電流繼電器、KT-時間繼電器、KS-信號繼電器。 485. 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，在現場使用極為普遍。原理，在現場使用極為普遍。特點：將每套裝置的有關設備部

22、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，為了防止混淆，將同一個元件及設備的線圈和結點采用一樣的文字標號表示。495. 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是制造廠加工制造屏屏盤和現場施工安裝所安裝接線圖是制造廠加工制造屏屏盤和現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。考圖。安裝接線圖包括屏面布置圖、屏反面接線圖和端子排圖三個組成局部，它們相互對應，相互補充。屏面布置圖：

23、說明屏上各個元件及設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。屏反面接線圖：在屏上配線所必需的圖，其中應標明屏上各設備在屏反面的引出端子之間的連接情況，以及屏上設備與端子排的連接情況。端子排圖：表示屏上需要裝設的端子數目、類型及排列次序以及它與屏外設備連接情況的圖。505. 變電站的二次接線屏反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、乙兩個端子需用導線連接起來，那么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。515. 變電站的二

24、次接線n二次回路分類：二次回路分類：n1按二次回路功能劃分：按二次回路功能劃分：n控制回路控制回路:由各種控制器具、控制對象和控制網絡構成。其主要作用是對發電廠及由各種控制器具、控制對象和控制網絡構成。其主要作用是對發電廠及變電所的開關設備進展跳、合閘操作，以滿足改變主系統運行方式及處理故障的變電所的開關設備進展跳、合閘操作，以滿足改變主系統運行方式及處理故障的要求。要求。n信號回路信號回路:由信號發送機構、接收顯示元件及其網絡構成。其作用是準確、及時地由信號發送機構、接收顯示元件及其網絡構成。其作用是準確、及時地顯示出相應一次設備地工作狀態，為運行人員提供操作、調節和處理故障的可靠顯示出相應

25、一次設備地工作狀態，為運行人員提供操作、調節和處理故障的可靠依據。依據。n測量監察回路測量監察回路:由各種電氣測量儀表、監測裝置、切換開關及其網絡構成。其作用由各種電氣測量儀表、監測裝置、切換開關及其網絡構成。其作用是指示或記錄主要電氣設備和輸電線路的運行參數，監察絕緣狀況，作為生產調是指示或記錄主要電氣設備和輸電線路的運行參數，監察絕緣狀況，作為生產調度和值班人員掌握主系統的運行情況、進展經濟核算和故障處理的主要依據。度和值班人員掌握主系統的運行情況、進展經濟核算和故障處理的主要依據。n繼電保護與自動裝置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、選擇開關及其由互感器、變換器

26、、各種繼電器及自動裝置、選擇開關及其網絡構成。其作用是保護主系統的正常運行，一次系統一旦出現故障或異常便自網絡構成。其作用是保護主系統的正常運行，一次系統一旦出現故障或異常便自動進展處理，并發出相應信號。動進展處理，并發出相應信號。n調節回路調節回路:由測量機構、傳輸設備執行元件及其網絡構成。其作用是調節某些主設由測量機構、傳輸設備執行元件及其網絡構成。其作用是調節某些主設備的工作參數，以保證主設備及電力系統的平安、經濟、穩定運行。備的工作參數，以保證主設備及電力系統的平安、經濟、穩定運行。n同期回路同期回路:由電壓互感器、同期開關、同期裝置構成。由電壓互感器、同期開關、同期裝置構成。n操作電

27、源：由直流電源設備和供電網絡構成。其作用是供給上述各二次系統的工操作電源：由直流電源設備和供電網絡構成。其作用是供給上述各二次系統的工作電源，計算器及其他重要設備的事故電源。作電源，計算器及其他重要設備的事故電源。525. 變電站的二次接線n2按開展階段劃分：按開展階段劃分：n就地分散控制。對每個被控制對象設置獨立的控制回路，在設備安裝處一對一的就地分散控制。對每個被控制對象設置獨立的控制回路，在設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、設備間的協調配合，適用于小控制。這種控制方式簡便易行，但不便于各機組、設備間的協調配合，適用于小型發電廠及變電所。型發電廠及變電所。n集中

28、控制。在發電廠或變電所設置一個中央控制室又稱主控室，對全廠所集中控制。在發電廠或變電所設置一個中央控制室又稱主控室，對全廠所主要電氣設備如同步發電機、主變壓器、高壓廠用變壓器、主要電氣設備如同步發電機、主變壓器、高壓廠用變壓器、35kV及其以上電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，相應的繼電保護、自動壓的輸電線路等實行遠方集中控制。采用集中控制時，相應的繼電保護、自動裝置也安裝在中央控制室內，可節省電纜，便于調試維護，提高運行平安性。裝置也安裝在中央控制室內，可節省電纜，便于調試維護，提高運行平安性。n單元控制。單元控制。200MW及其以上發電機采用的控制方式。爐、機、電

29、按單元控制運及其以上發電機采用的控制方式。爐、機、電按單元控制運行，設置數個單元控制室和一個網絡控制室。每個單元控制室包括發電機或發電行，設置數個單元控制室和一個網絡控制室。每個單元控制室包括發電機或發電機雙繞組變壓器，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備。在網絡控制室控制三繞組及自耦變壓器，高壓母線設備和備。在網絡控制室控制三繞組及自耦變壓器，高壓母線設備和110kV及其以上高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調配合，尤其是便壓輸電線路。運行實踐標明，采用單元控制有利于運行人員協調配合，尤其是便于爐、機、電的統一指揮調度和事故處理，并可大大改善爐、機值班人員的工作于爐