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文档简介
上次课内容回顾,第四章配电线路,架空线路和电缆线路是应用最普遍的两大类室外供电线路。架空线路在城区外部应用的较为广泛。优点:成本低、投资少、安装容易、维护和检修方便,易于发现和排除故障;缺点:架空线路会占用较多的土地,影响环境美观,易发生故障,可能会影响交通等;,电缆线路在城市(特别是大中城市)内部应用很广泛。优点:一般埋设在土壤、室内、沟道或隧道中,它占地少,整齐美观,并且受气候条件和周围环境的影响小,传输性能稳定,故障少,安全可靠,维护工作量小。缺点:电缆线路投资大,线路不易变动,寻测故障困难,检修费用大,电缆终端的制作工艺要求也很复杂等。,上次课内容回顾,第四章配电线路,电杆低压架空线路主要由导线、电杆、横担、绝缘子和线路金具等组成。为了加强电杆的稳定性,有的电杆(承力杆)还要安装拉线或撑杆。架空线路的导线一般采用铝绞线;当高压线路档距或交叉档距较长、杆位高差较大时,宜采用钢芯铝绞线;在街道狭窄和建筑物稠密地区应采用绝缘导线。,上次课内容回顾,第四章配电线路,电缆线路的结构,电缆线路主要包括电缆线、支撑物和保护层等。不同的敷设方法和环境,对于支撑物和防护方式的要求也不同。电缆线作用:电缆线担负传输电能结构:主要包括电缆和电缆的中间接头和终端。种类:按其所使用的绝缘材料不同,可以分为油浸纸绝缘电力电缆、橡皮绝缘电力电缆和聚氯乙烯绝缘电力电缆三类。,上次课内容回顾,第四章配电线路,4.2.1导线及线缆选择内容,导线选择包括导线型号、导线截面及敷设方式的选择1.导线及电缆型号选择导线型号反映导线的导体材料和绝缘方式。建筑电气中的各种电气工程所涉及的导线类型主要有:铜/铝母线、裸/绝缘线、电缆三大类。,上次课内容回顾,第四章配电线路,4.2.1导线及线缆选择内容,2.导线及电缆截面选择高压系统,大多采用三相制供电,导线选择主要是指相线截面选择;低压系统中,则是根据采用的供电制的不同,指相线、中性线、保护线和保护中性线的截面选择。,上次课内容回顾,第四章配电线路,4.2.1导线及线缆选择内容,3.导线及电缆敷设方式选择线缆敷设方式分为明敷设与暗敷设两种。(1)明敷设方式明敷设方式又根据作业现场条件有架空敷设和沿建筑附着物敷设之分。(2)暗敷设方式暗敷设方式有直接敷设(直埋)和间接敷设之分。,上次课内容回顾,第四章配电线路,4.2.2导线及线缆选择基本原则,1.导线及电缆型号的选择,应满足用途、电压等级、使用环境和敷设方式的要求2.导线及电缆材质的选择,应满足经济、安全的要求什么时候选用铝芯导线、裸铝线、钢芯铝绞线、电缆、普通绝缘导线、铜芯导线3.导线及电缆产品的选择,应满足科学、合理的要求4.适当考虑社会进步和技术发展需要,上次课内容回顾,第四章配电线路,4.2.3导线及线缆选择条件与校验,按发热条件(负荷电流)选按机械强度条件选按允许电压损失选择按经济电流密度选择按热稳定最小截面来校验,上次课内容回顾,第四章配电线路,4.2.3导线及线缆选择条件与校验,对于35kV及以上供电线路,一般按经济电流密度选择线缆截面后,再按允许载流量、电压损失和机械强度进行校验;对于无调压装置的610kV距离较长(数千米或数十千米)电流大的供电线路,宜按允许电压损失选择线缆截面后,再按允许载流量和机械强度进行校验;对于610kV及以下线路通常按允许载流量选择线缆截面后,再按允许电压损失和机械强度校验;低压线路中,由于照明线路对供电质量要求较高,故该线路的线缆截面在按允许电压损失选择后,再按发热条件和机械强度条件校验;低压动力线路则按允许载流量选择截面后,再按发热条件和机械强度条件校验。,上次课内容回顾,第四章配电线路,4.2.4导线及线缆截面选择方法,1.母线截面选择与校验2.电缆截面选择与校验3.导线截面选择与校验,5继电保护,目录,在供配电系统的运行过程中,往往由于电气设备的绝缘损坏、操作维护不当以及外力破坏等原因,造成系统故障或不正常的运行状态。在供配电系统中最常见的故障和不正常运行状态为断线、短路、接地及过载。为了保证供电系统的安全可靠运行,避免过载引起的过电流或短路产生的故障电流对系统的影响,因此在供电系统中需装设不同类型的保护装置。,5.1绪论,保护装置的作用是:在发生故障时自动检测出故障,迅速而有选择地将故障区域从供电系统中切除,以免系统设备继续遭到破坏。另一作用是及时发现系统中不正常运行,如过载、欠电压等情况时,能发出报警信号,以便及时处理,保证安全可靠地供电。,5.1绪论,5.1绪论,供配电系统常用保护装置的类型主要有:(1)继电保护用各种不同类型的继电器按一定方式连接和组合,构成继电保护装置。继电保护适用于要求供电可靠性较高的高压供电系统中。(2)熔断器保护适用于高低压供电系统。由于装置简单经济,在供电系统中广泛应用,但是它的断流能力较小、选择性差,熔体熔断后更换不方便,不能迅速恢复供电,因此在要求供电可靠性较高的场所不宜用。(3)低压断路器保护又称低压自动开关保护。由于低压断路器带有多种脱扣器,能够进行过电流、过负载、失电压和欠电压保护等,而且可作为控制开关进行操作,因此在对供电可靠性要求较高且频繁操作的低压供电系统中广泛应用。,5.1绪论,继电保护装置的基本任务是:迅速、有选择性地将故障元件从系统中切除,使其免于继续遭受破坏,并保证其他恢复正常运行。反应不正常运行状态,发出相应信号,由运行人员进一步处理或自动进行调整,也可以延时将继续运行会引起事故的电气元件切除。与供配电系统中其他自动化装置(如重合闸)配合,采取预定措施,尽快恢复供电,缩短事故停电时间,提高系统运行可靠性。,动作于跳闸的继电保护,在技术层面上应满足四个基本要求,即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。1.选择性选择性是指当供配电系统发生故障时,保护动作只切除故障设备,最大限度地缩小停电范围,保证系统中非故障设备继续运行。满足选择性要求的做法是:由距故障点最近的电源侧断路器动作切除故障。,5.1绪论,5.1绪论,2.速动性为了防止事故扩大,减轻其危害程度,并提高电力系统运行的稳定性,在系统发生故障时,保护装置应尽快动作,迅速切除故障。故障切除时间为保护装置动作时间和断路器动作时间之和。一般的快速保护动作时间在0.060.12s;一般断路器的动作时间为0.060.15s。3.灵敏性指保护装置在其保护范围内对故障或不正常运行状态的反应能力。如果保护装置对其保护区内极轻微的故障都能及时地反应动作,就说明保护装置的灵敏性高。,5.1绪论,4.可靠性保护装置的可靠性是指在保护范围内发生了它应该动作的故障时,不应该拒绝动作;而在任何不属于它应该动作的情况下,则不应该误动作。,1.继电保护工作原理供配电系发生故障或不正常运行状态,电气物理量会改变。会引起电流的增加和电压的降低,以及电流、电压间相位角的变化,出现负序和零序分量等等。继电器是在电气物理量达到规定值时,其电气输出电路被接通或分断的自动电器。它是组成继电保护装置的基本元件。常见的继电保护有:反映电流增大的电流速断、带时限的过电流保护。反映电压改变的低电压或过电压保护。根据故障时被保护元件两端电流相位和大小的变化,可构成差动保护。,5.1绪论,5.1绪论,既反映电流又反映电流与电压间相角改变的,有方向过电流保护。根据接地故障出现的零序分量,可构成零序电流保护等。除了反映各种电气物理量而动作的保护外,还有反应非电参数的保护装置,如电力变压器的气体(瓦斯)保护、温度保护等。,5.1绪论,传统的模拟型继电保护一般工作原理如图5.1所示。它由测量部分、逻辑部分和执行部分组成的。1)测量部分测量部分作用是测量被保护对象的输入物理量,如电流、电压等等,以确定系统是否发生了短路故障或出现不正常运行状态。2)逻辑部分根据测量部分各输出量的大小、性质、先后顺序及它们的组合等进行逻辑判断,以确定保护装置的动作,并向执行部分发出相应信号。3)执行部分根据逻辑部分传送的判断结果,最后完成保护装置的任务。如故障时,发出切除故障的跳闸脉冲;不正常运行时,发出指示信号;或者根据保护的选择性,不予动作等。,5.1绪论,2.继电保护分类供配电系统继电保护根据被保护对象不同,有输配电线保护和电气设备保护(如发电机、变压器、电动机、母线、电容器等保护)。根据保护的动作原理可分为:过电流保护、欠电压保护、差动保护、功率方向保护等。按保护作用,可分为主保护、后备保护和辅助保护和异常运行保护。,5.1绪论,1)主保护在保护范围内发生各种类型的故障都能能以最快速度有选择的切除故障的保护。2)后备保护当主保护动作失败后,用以切除故障的保护;分为近后备、远后备保护。近后备是当主保护拒动时,由本设备或线路的另一套保护实现后备的保护;或当断路器拒动时,由断路器失灵保护来实现的后备保护。远后备是当保护切除故障失败,由相邻设备或线路的保护来实现的后备。,5.1绪论,3)辅助保护考虑到主保护和后备保护退出运行或者补充主保护及后备保护的性能而设置的保护。4)异常运行保护反应被保护对象(输配电线路或电力设备)异常运行状态而动作的保护。,电流互感器的接线,是指电流互感器二次线圈与电流继电器线圈之间的电气连接方式。为了表示实际流入继电器线圈的电流Ij与电流互感器二次侧电流I2的关系,引入接线系数Kj的概念。Kj表示实际流入继电器的电流Ij与电流互感器二次侧电流I2之比值,即:(5-1),5.2互感器接线,1.三相三继电器完全星形接法此接线由接成星形的三只电流互感器和三只电流继电器构成。由于每相都装有电流互感器,并且每个电流互感器回路均有电流继电器,因此可以反映出三相、两相和单相短路以及中性点直接接地电网中的单相接地短路故障。三相三继电器完全星形接法,其接线系数Kj=1。,5.2互感器接线,图5.3电流互感器三相完全星形接法,5.2互感器接线,2.两相两继电器不完全星形接法接线方式如图5.4所示。中相(B相)不装设电流互感器,当B相发生单相短路与单相接地故障时不能起保护作用。两相两继电器不完全星形接法又称为“V”形接法,可以提供三相、两相短路保护,其接线系数Kj=1。两相两继电器不完全星形接法作为过电流保护应用于此电压等级的供配电网络较为合适。,图5.4电流互感器两相不完全星形接法,5.2互感器接线,3.两相一继电器差接法此接法流过电流继电器的电流是两相互感器二次电流的相量差。正常工作和三相短路时,三相电流对称。A、C两相电流互感器二次侧电流大小相等,相位差120,流过电流继电器的电流数值上等于电流互感器二次电流的倍,接线系数Kj=。A、B两相或C、B两相短路时,仅一只电流互感器二次侧有短路电流,所以接线系数Kj=1。A、C两相短路时,两只电流互感器的二次侧短路电流与在数值上相等,相位差180,所以接线系数Kj=2。两相一继电器差接法能构成三相、两相短路保护,不过保护灵敏度会随相间短路的类型而变。,图5.5电流互感器的两相差接法,5.3高压线路继电保护,发生短路故障时,高压供配电线路上的电流急剧增大同时电压降低,利用这个特点可以构成电流电压保护。当线路电流大过启动电流值或低于启动电压值时动作。高压供配电线路上的电流保护依据启动参数整定原则的不同可分为:不带时限的电流速断保护、带时限的电流速断保护和定时限过流保护三种。(具体内容不作要求,自学),电力变压器作为用电负荷的电源在供配电系统中大量使用,其安全运行关系到供配电系统工作的可靠性。必须根据其容量的大小和重要程度,设置性能良好、动作可靠的保护装置,确保变压器的正常运行。,5.4电力变压器保护,5.4电力变压器保护,变压器故障分内部故障和外部故障两种。常见内部故障包括:线圈的相间短路、匝间或层间短路、单相接地短路以及烧坏铁芯等。这些故障都伴随有电弧产生,电弧将会引起绝缘油的剧烈气化,从而可能导致油箱爆炸等更严重的事故。常见的外部故障包括:套管及引出线上的短路和接地。最容易发生的外部故障是由于绝缘套管损坏而引起引出线的相间短路和碰壳后的接地短路。变压器常见的不正常工作状态是:过负荷、温升过高以及油面下降超过了允许程度等。变压器的过负荷和温度
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