电力系统基础知识培训.ppt

1、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：3000KW80万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

2、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-550

3、kV 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

4、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

5、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：IcUL/350; 电缆线： IcUL/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）

6、,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

7、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

8、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+9

9、0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,E2PROM CPU RAM,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CPU DSP（digital signal processor）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

10、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

11、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

12、：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,

13、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

14、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

15、-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（

16、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

17、 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-23

18、82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 Windows NT/2000 客户端Windows 98/NT/2000 数据库系统 Microsoft SQL Server Microsoft Acc