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电力系统基础知识SNP 2000综合自动化系统培训讲座 第一部分电力系统基础知识 电力系统传输示意图 通讯服务器 50 0Hz 49 8 50 2 发电 用电 发电领域的几个概念 发电厂类型 火 热 电 水电 风电 核电 发电机容量 3000KW 80万KW发电机机端电压 6kV 10kV同期的概念 同相位 同幅值 同频率发电机指挥信号 主要用来让电气主控室跟汽机房互相联系的信号发电机保护 差动 后备 转子 输电领域的几个概念 直流输电 交流输电超高压输电中的距离保护高电压的远程输电分为以下的电压等级 750kV 500kV 330kV 220kV 110kV 在城市内 及周边 一般以110kV变电站居多 变压器为两线圈变压器 变比为110kV比10kV 在市郊是220kV变电站 变压器为三线圈变压器 变比为220kV比110kV 10kV 以10kV电压做为各个馈线送出到各条10kV线路 10kV线路再通过配电变压器降到380V 线电压380V 相电压220V 输送到厂矿 机关 居民住宅 变电领域的几个概念 变压器类型 两卷变 三卷变 变压器容量 10000kVA以上单列运行6000kVA以上并列运行有载调压 无载调压差动保护 后备保护励磁涌流 二次谐波 电力系统的特点 即时发电 即时使用 电能不能大量存储采用高压输电 电压等级10kV 550kV正常和故障状态的过渡过程非常短暂 以光速传播电力系统的地区性特点较强 继电保护装置作用的对象 高压开关柜继电保护装置一般是作为高压开关柜的一个元器件安装在高压开关柜上 为什么采用高压输电 电网传输功率P U I 电压等级越高 高压传输线中的电流越小 传输线消耗功率P I I R 传输线中的电流越小 线损越低 开关柜的用途 采用高压输电时 由于电压等级高 在断开一条带负载的线路时 会产生电弧 电弧是空气被高压电离而产生的 电弧是导电的所以必须使用一种特殊的开关来断开高电压等级的线路 开关柜的灭弧原理 真空灭弧 真空断路器 一般用在10kV以下电压等级SF6灭弧 SF6断路器 一般用在35kV电压等级多油断路器 少油断路器 什么时候切除高压线路 线路检修设备安装降低线路负载以上都是人为的 有计划性的切除线路故障时切除线路不定时 随时随地的 因为故障是不确定的 所以需要一种自动化的切除装置 这就是继电保护装置 电力系统的几个概念 中性点不接地系统 包括中性点不接地 经消弧线圈接地 经高阻接地主要使用在35kV以下系统优点 提高供电可靠性缺点 投资增加中性点接地系统 包括中性点直接接地 经低阻接地主要使用在110kV以上系统优点 不会增加投资 中性点不接地系统 1 接地相电压降为0 非接地相电压升高到线电压 但角度变化30度 2 在故障线路上的零序电流是全系统非故障元件对地电容电流之和 且零序功率方向由线路流向母线 与非故障元件的零序功率方向相反 3 单相接地时容性电流的经验计算公式 单位 A kV km 架空线 Ic UL 350 电缆线 Ic UL 10 中性点直接接地系统 aV a2V V N 1 2 3 T C1 C2 C3 vT1 vT3 vT2 ICT C B A 优点 系统的绝缘标准按相电压设计 降低了投资 缺点 单相接地时即形成单相短路 且单相短路时短路电流很大 影响了供电的可靠性 常用一次设备图形 电压互感器的特点 1 一次绕组与高压电路并联 2 二次绕组不允许短路 短路电流烧毁PT 装有熔断器 3 二次绕组有一点直接接地 4 接线形式有 单相接线 V V接线 Y Y接线 Y0 Y0 接线 电压互感器接法 接线形式有 单相接线 V V接线 Y Y接线 Y0 Y0 接线 电压互感器接线注意点 1 电压互感器的二次侧在工作时不能短路 在正常工作时 其二次侧的电流很小 近于开路状态 当二次侧短路时 其电流很大 二次侧阻抗很小 将烧毁设备 2 电压互感器的二次侧必须有一端接地 防止一 二次侧击穿时 高压窜入二次侧 危及人身和设备安全 3 电压互感器接线时 应注意一 二次侧接线端子的极性 以保证测量的准确性 4 电压互感器的一 二次侧通常都应装设熔丝作为短路保护 同时一次侧应装设隔离开关作为安全检修用 5 一次侧并接在线路中 电流互感器的特点 1 一次绕组与高压电路串联 2 二次绕组不允许开路 开路将产生高电压 危及人身安全 且近似于短路工作状态 3 有保护型和测量型的CT 保护CT的10P20表示在20倍额定电流范围内 该保护CT能保证线性误差在10 以内 4 接线形式有 单相接线 星形接线 三相CT 不完全星形接线 两相CT 电流 电压互感器的一次接法 电压互感器相当于一个衡压源 所以二次侧不允许短路 电流互感器相当于一个衡流源 所以二次侧不允许开路 方向保护的产生 d 在双侧电源的情况下 图中d点短路 QF2和QF3跳闸 QF1和QF4不应该动作 QF2和QF3 短路电流由母线流向线路 QF1和QF4 短路电流由线路流向母线 方向保护的产生 在双侧电源的情况下 图中d点短路 QF1跳闸 QF2 QF3和QF4不应该动作 其中QF3和QF1构成后备保护的关系 所以QF3也不应该误动 QF3通过定值躲开QF1处的短路电流 方向保护的原理 Ubc 1 电力系统短路时 一般都是表现出一个感性短路功率 或者也可以说电流由母线流向线路时 2 当在正方向出口附近发生短路时 短路的相电压下降至接近0或者数值很小 所以一般都采用90度接线方式 用来增加保护的灵敏性 3 为了保证动作的可靠性 动作区选择 a 90度 至 a 90度 a是最大灵敏角 Ubc a 第二部分继电保护装置的结构及原理 微机综保装置的结构组成 微机综保装置的简化结构 E2PROMCPURAM AI 模拟量输入 DI 数字量输入 按键液晶显示指示灯 通讯 DO 数字量输出 CPU 中央处理单元 八位单片机十六位单片机双CPU结构保护CPU通讯CPUDSP digitalsignalprocessor 芯片E2PROM 存放定值及事件记录 DI 数字量输入 只有两种状态的输入例如 开关分合状态 或分或合 刀闸位置状态 或分或合 弹簧储能情况 或储能或未储能 远方 就地信号 或远方或就地 AI 模拟量输入 具有连续输入状态的电气量例如 保护电流测量电流三相电压变压器温度 DO 继电器输出 保护跳闸输出遥控合闸输出遥控跳闸输出重合闸输出预告信号输出事故信号输出 通讯 232通讯 共模信号 最长传输15米 485通讯 差模信号 最长传输1200米 CAN通讯 传输距离跟波特率有关 以太网通讯 第三部分SNP 2000继电保护装置分类及主要功能 SNP 2000正视图及背板接线图 一次系统跟综保装置的连接图 SNP 2000系列保护装置 变电站保护系列 6种变压器保护系统 6种电动机保护系统 4种发电机保护系列 4种 SNP 2000变电站保护系列 SNP 2313线路保护测控装置SNP 2315母联保护测控装置SNP 2331电容器保护测控装置SNP 2305母线监视及PT并列装置SNP 2361备自投母联保护测控装置SNP 2361B进线备自投装置 SNP 2313线路保护装置功能 三相 两相三段式方向电流保护 速断 限时速断 过流 三相三次重合闸 检无压 检同期 不检 重合次数可设定 带后加速功能零序电压闭锁方向零序过流保护 报警 可选择跳闸 具有小电流接地选线功能低电压保护低压闭锁 滑差闭锁的低频减载保护过负荷告警 线路保护的选择配置 SNP 2313 一般情况 三段式保护零序过流告警 跳闸重合闸 架空出线 双侧电源 方向保护110kV及其以上电压等级 短线路 光纤纵差保护长线路 距离保护 阻抗保护 SNP 2331电容器保护装置功能 二段式电流保护 限时速断 过流 过电压保护低电压保护不平衡电压保护不平衡电流保护控制回路断线报警 SNP 2305母监及PT并列装置 I段 II段母线接地告警I段 II段PT断线告警I段 II段PT失压告警PT并列 SNP 2361备自投母联保护装置 母联电流保护 限时速断 过流 母联控制回路断线报警四种方式备自投 SNP 2361B进线备自投装置 专门为双进线设计的备自投可以设置主备供电方式 带自恢复功能 SNP 2000变压器保护系列 SNP 2316配电变保护测控装置SNP 2321三卷变差动保护测控装置SNP 2322两卷变差动保护测控装置SNP 2323变压器低后备保护测控装置SNP 2324变压器高后备保护测控装置SNP 2326变压器公共测控装置 SNP 2316配电变保护装置功能 三 两相三段式复合电压闭锁电流保护 速断 限时速断 过流 带后加速功能零序电压闭锁方向零序过流保护 报警 可选择跳闸 具有小电流接地选线功能低压闭锁 滑差闭锁的低频减载保护过负荷告警非电量保护 重瓦斯 轻瓦斯 压力释放 温度过高 温度升高 SNP 2322变压器差动保护装置 差动速断保护比率差动保护二次谐波制动的差动保护CT断线报警及闭锁差动非电量保护 本体重瓦 有载调压重瓦 本体轻瓦 有载调压轻瓦 压力释放 温度过高 温度升高 油位高 油位低 SNP 2323变压器后备保护装置 二段式复合电压闭锁方向过流保护 限时速断 过流 三段式零序电压闭锁方向零序过流保护间隙零序保护零序过电压保护过负荷告警过负荷启动通风 SNP 2326变压器公共测控装置 测量所用变的电流 电压测量2台主变的温度监视2台主变的档位同时对2台主变实行有载调压 变压器保护的选择配置 大容量变压器 定义 单独运行的容量10000kVA以上并列运行的容量6300kVA以上配置 SNP 2322 SNP 2321 差动 SNP 2323 SNP 2324 后备 SNP 2326 公共测控 小容量变压器 配电变 定义 容量10000kVA以下 且过流保护时限大于0 5S配置 SNP 2316 SNP 2000电动机保护测控系列 SNP 2371异步电动机保护测控装置SNP 2372异步电动机差动保护测控装置SNP 2373同步电动机保护测控装置SNP 2374同步电动机差动保护测控装置 SNP 2371电动机保护装置功能 二段式定时限 反时限过流保护二段式定时限 反时限负序过流保护堵转保护过负荷告警低电压 过电压保护零序过流保护 报警可选择跳闸 零序过压保护 报警可选择跳闸 过热保护非电量保护 温度过高 温度升高 SNP 2372电动机差动保护装置 差动速断保护比率差动保护CT断线报警及闭锁差动5路非电量保护速断保护反时限过流保护过负荷告警低电压 过电压保护零序过流保护 报警可选择跳闸 零序过压保护 报警可选择跳闸 过热保护 SNP 2373电动机差动保护装置 二段式定时限 反时限过流保护堵转保护过负荷告警低电压保护定子接地保护失步保护失磁保护低周减载与低周解列启动时间过长保护5路非电量保护 SNP 2374电动机差动保护装置 差动速断保护比率差动保护CT断线报警及闭锁差动5路非电量保护速断保护反时限过流保护过负荷告警低电压 过电压保护失步保护零序过流保护 报警可选择跳闸 零序过压保护 报警可选择跳闸 异步电动机保护的选择配置 大容量电动机 定义 容量2000kW以上配置 SNP 2372 带差动 小容量电动机 定义 容量2000kW以下配置 SNP 2371 同步电动机保护的选择配置 大容量电动机 定义 容量2000kW以上配置 SNP 2374 带差动 小容量电动机 定义 容量2000kW以下配置 SNP 2373 SNP 2000发电机保护系列 SNP 2380发电机转子接地保护测控装置SNP 2381发变组差动保护测控装置SNP 2382发电机差动保护测控装置SNP 2383发电机后备保护测控装置 SNP 2380发电机转子接地保护 转子一点接地告警转子两点接地保护励磁低压保护 SNP 2382发电机差动保护装置 差动速断保护比率差动保护CT断线报警及闭锁差动 SNP 2383发电机后备保护装置 低阻抗保护复合电压起动过流保护失磁保护定子过负荷保护转子过负荷保护定子负序反时限及定时限过流保护过电压保护高频 低频保护PT断线告警 第三部分SNP 2000后台监控系统的构成 SNP 2000自动化系统的构成 RS232 SNP 2000典型监控系统组成图 总工监控工作站 双机热备SCADA监控系统 服务器 备用服务器 工作站 485总线 SNP 2000较大监控系统组成图 SNP 2000监控系统运行环境 操作系统服务器端WindowsNT 2000客户端Windows98 NT 2000数据库系统MicrosoftSQLServerMicrosoftAccess SNP 2000监控系统主要功能 SCADA功能数据采集数据处理和统计远方控制异常事故告警图形画面制作显示报表生成打印用户管理 SNP 2000监控系统技术特点 网络化设计基于RS485 CAN总线通信的可靠连接功能模块分解 组合 创建引擎商用数据库和实时数据库协调工作面向对象的设备图形管理系统面向设备运行状态的动态图形组态支持独具特色的通信管理 规约在线配置 即插即用灵活的数据模型设计 无规模限制低硬件配置需求 高系统性能 SNP 2000监控系统技术特点 软件工程管理系统功能模块增加及软件扩充始终保持对原版本的前向兼容软件始终保持唯一一套版本 系统升级时对原系统的各种资