供电基本知识.doc

CH1电力系统基本概念线路充电功率:由线路对地电容电流所产生的无功功率电力系统：由生产、变换、输送、分配、消费电能的发电机、变压器、电力线路和各种用电设备以及测量、保护、控制等装置组成的统一整体。电力网络：电力系统中，由变压器和不同电压等级电力线路等变换、输送、分配电能设备所组成的部分动力系统：电力系统和发电厂动力部分的总和，又称“广义电力系统”。电能生产、输送、消费的特点：1电能与国民经济各个部门之间的关系密切2电能一般不能大量储存3生产、输送、消费电能各环节所组成的统一整体不可分割4生产、输送、消费工况的改变十分迅速5对电能质量的要求严格供电（标准）煤耗：火电厂每向外提供1kWh电能平均消耗的标准煤重。线损率又称网损率，指电力网络中损耗的电能与向电力网络供应电能的百分比。总装机容量：系统中实际安装的发电机额定有功功率的总和年发电量：该系统中所有发电机组全年实际发出的电能的总和地理结线图：显示系统中各发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径以及相互之间的联结关系电气结线图：图显示系统中各发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主要电气元件之间的的电气联结关系。对电力系统运行的基本要求：1保证可靠地持续供电2保证良好的电能质量3保证系统运行的经济性4保证对环境的友好电能质量指标：电压，频率，波形。电压偏移，频率偏移，正弦波形畸变率不超过规定值。典型结线方式：无备用结：单回路放射式，干线式，链式。有备用结线双回路放射式，干线式，链式环形结线两端供电结线电力系统中性点的运行方式：直接接地（供电可靠性低对绝缘水平要求不高110kV及以上系），不接地（中性点绝缘，中性点经消弧线圈接地供电可靠性对绝缘水平要求高60kV及以下系统.通过消弧线圈的感性电流来补偿接地电弧的容性电流使得接地电流减小有利于熄弧提高供电可靠性）同电压等级下用电设备，发电机，变压器及线路额定电压同否：不同1U用=U线2U发=1.05U线3U变一次侧=U用4U变二次侧=1.10U线输电效率=输出有功功率/输入有功功率100%规定额定电压等级原因：1考虑导线的载流部分的截面积以及线路的绝缘水平，对于一定长度的输电线路需要一个合理的电压等级2对于电气设备制造商，可保证其产品的系列化。有利于电力工业的发展。配电系统基本概念1、三相交流电：由三个频率相同、相位差互差 120 角的交流电路组成的电力系统，叫三相交流电。2、一次设备：直接与生产电能和输配电有关的设备称为一次设备。包括各种高压断路器、隔离开关、母线、高压熔断器,母线、电力电缆、电压互感器、电流互感器、电抗器等、。3、二次设备：对一次设备进行监视、测量、操纵控制和保护作用的辅助设备。4、高压断路器：又称高压开关，它不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流，而且当系统发生故障时，通过继电保护装置的作用，切断过负荷电流和短路电流。它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力。 5、负荷开关：负荷开关的构造秘隔离开关相似，只是加装了简单的灭弧装置。它也是有一个明显的断开点，有一定的断流能力，可以带负荷操作，但不能直接断开短路电流，如果需要，要依靠与它串接的高压熔断器来实现。6、空气断路器 （自动开关）：是用手动（或电动）合闸，用锁扣保持合闸位置，由脱扣机构作用于跳闸并具有灭弧装置的低压开关，目前被广泛用于 500V 以下的交、直流装置中，当电路内发生过负荷、短路、电压降低或消失时，能自动切断电路。7、电缆：由芯线（导电部分）、外加绝缘层和保护层三部分组成的电线称为电缆。8、母线：电气母线是汇集和分配电能的通路设备，它决定了配电装置设备的数量，并表明以什么方式来连接发电机、变压器和线路，以及怎样与系统连接来完成输配电任务。9、变压器：一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压变成频率相同的另一种或几种数值不同的交流电压的设备。 10、接地线：是为了在已停电的设备和线路上意外地出现电压时保证工作人员的重要工具。按部颁规定，接地线必须是 25mm 2 以上裸铜软线制成。11、跨步电压：如果地面上水平距离为 0.8m 的两点之间有电位差，当人体两脚接触该两点，则在人体上将承受电压，此电压称为跨步电压。最大的跨步电压出现在离接地体的地面水平距离 0.8m 处与接地体之间。12、相序：就是相位的顺序，是交流电的瞬时值从负值向正值变化经过零值的依次顺序13、电力系统：电力系统是动力系统的一部分，它由发电厂的发电机及配电装置，升压及降压变电所、输配电线路及用户的用电设备所组成。1、电导率-又叫电导系数，也是衡量物质导电性能好坏的一个物理量。大小在数值上是电阻率的倒数，以字母表示，单位为米/欧姆*毫米平方。 2、电动势-电路中因其他形式的能量转换为电能所引起的电位差，叫做电动势或者简称电势。用字母E表示，单位为伏特。 3、自感-当闭合回路中的电流发生变化时，则由这电流所产生的穿过回路本身磁通也发生变化，因此在回路中也将感应电动势，这现象称为自感现象，这种感应电动势叫自感电动势。 4、互感-如果有两只线圈互相靠近，则其中第一只线圈中电流所产生的磁通有一部分与第二只线圈相环链。当第一线圈中电流发生变化时，则其与第二只线圈环链的磁通也发生变化，在第二只线圈中产生感应电动势。这种现象叫做互感现象。 5、感抗-交流电流过具有电感的电路时，电感有阻碍交流电流过的作用，这种作用叫做感抗，以Lx表示，Lx=2fL. 6、容抗-交流电流过具有电容的电路时，电容有阻碍交流电流过的作用，这种作用叫做容抗，以Cx表示，Cx=1/12fc。 7、脉动电流-大小随时间变化而方向不变的电流，叫做脉动电流。 8、振幅-交变电流在一个周期内出现的最大值叫振幅。 9、平均值-交变电流的平均值是指在某段时间内流过电路的总电荷与该段时间的比值。正弦量的平均值通常指正半周内的平均值，它与振幅值的关系：平均值=0.637*振幅值。 10、有效值-在两个相同的电阻器件中，分别通过直流电和交流电，如果经过同一时间，它们发出的热量相等，那么就把此直流电的大小作为此交流电的有效值。正弦电流的有效值等于其最大值的0.707倍。 11、有功功率-又叫平均功率。交流电的瞬时功率不是一个恒定值，功率在一个周期内的平均值叫做有功功率，它是指在电路中电阻部分所消耗的功率，以字母P表示，单位瓦特。 12、视在功率-在具有电阻和电抗的电路内，电压与电流的乘积叫做视在功率，用字母Ps来表示，单位为瓦特。 13、无功功率-在具有电感和电容的电路里，这些储能元件在半周期的时间里把电源能量变成磁场（或电场）的能量存起来，在另半周期的时间里对已存的磁场（或电场）能量送还给电源。它们只是与电源进行能量交换，并没有真正消耗能量。我们把与电源交换能量的速率的振幅值叫做无功功率。用字母Q表示，单位为芝。 14、功率因数-在直流电路里，电压乘电流就是有功功率。但在交流电路里，电压乘电流是视在功率，而能起到作功的一部分功率（即有功功率）将小于视在功率。有功功率与视在功率之比叫做功率因数，以COS表示。 15、相电压-三相输电线（火线）与中性线间的电压叫相电压。 16、线电压-三相输电线各线（火线）间的电压叫线电压，线电压的大小为相电压的1.73倍。 17、相量-在电工学中，用以表示正弦量大小和相位的矢量叫相量，也叫做向量。 18、磁通-磁感应强度与垂直于磁场方向的面积的乘积叫做磁通，以字母表示，单位为麦克斯韦。 19、介电常数-又叫介质常数，介电系数或电容率，它是表示绝缘能力特性的一个系数，以字母表示，单位为法/米。 1 故障分析 目前各县级电力企业，都是以110kV变电所为电源点，以35kV输电线为骨架，以10kV配电线为网络，以小水电站为补充的一个网架结构。由于电压等级较低，输配电线路不长，对地电容较小，因此，属于小接地电流系统。当小接地电流系统发生单相接地时，由于没有直接构成回路，接地电容电流比负载电流小得多，而且系统线电压仍然保持对称，不影响对用户的供电。因此，规程规定允许带一个接地点继续运行不超过2h。但是由于非故障相对地电压的升高，对绝缘造成威胁。因此，对已发生接地的线路，应尽快发现并处理。这就要借助系统中设置的绝缘监察装置，来对故障作出准确的判断和处理。 对于绝缘监察装置，我们通常采用三相五柱式电压互感器加上电压继电器、信号继电器及监视仪表构成。它由五个铁芯柱组成，有一组原绕组和二组副绕组，均绕在三个中间柱上，其接线方式是：ynynd。这种接线的优点是第一副绕组不仅能测量线电压，而且还能测相电压；第二副绕组接成开口三角形，能反映零序电压。当网络在正常情况下，第一副绕组的三相电压是对称的，开口三角形开口端理论上无电压，当网络中发生单相金属性接地时(假设A相)，网络中就出现了零序电压。网络中发生非金属性单相接地时，开口两端点间同样感应出电压，因此，当开口端达到电压继电器的动作电压时，电压继电器和信号继电器均动作，发出音响及灯光信号。值班人员根据信号和电压表指示，便可以知道发生了接地并判定接地相别，然后向调度值班员汇报。但必须指出，绝缘监察装置是一段母线共用的，它必竟不是人脑，不可能选择鉴别故障类型，由于实际情况要比书本上的理论复杂得多，恶劣天气、网络中高压熔丝熔断、电网中的高次谐波及电压互感器本身的误差等一系列问题，都可能使电压互感器二次侧开口三角形绕组感应出不平衡电压，使电压继电器、信号继电器动作，发出虚假接地信号。 2 故障现象类型 根据运行经验及现场处理人员反馈的情况分析，把62例接地故障现象分为以下几种类型： (1)金属性接地。接地次数为36次，占整个接地故障次数的58%且多发生在馈电线路上，现象为：故障相电压为零或接近于零，非故障相电压上升为线电压或接近于线电压。1999年12月13日，城关变发10kV单接信号，经派人抢修，反馈情况为：10kV三相线5km处断落一相架空导线，且电源侧断线直接落在地面上，造成金属性单相接地。 (2)非金属性接地。接地次数为3次，占整个接地故障次数的4.8%，且多发生在馈电线路上，接地现象为故障相电压大于零，但低于相电压，非故障相电压大于相电压而低于线电压。 (3)网络中分支线高压熔丝熔断一相(即高压一相开路)。次数为14次，占整个接地故障次数的22.5%，且多发生在10kV配电线路中T接有较大负荷的分支线路上，接地现象为：故障相电压上升为相电压的3/2倍，非故障相电压不变或为正常相电压的3/2倍。2000年7月12日，寨蒿变发10kV单接信号，报告所测电压为：U线=10.5kV,UA=5.5kV,UB=9.5kV,UC=5.5kV。经拉路法遂一操作后，找出故障线路，因该线路对侧有电源，经询问，对侧发电机组运行正常，因此判定为该线路T接的10kV乐朗支线跌开故障，对该线路继续运行无妨碍。事后