rcu电力系统基础知识

1、电力系统一次设备介绍发电机30%50%,在 发电的同时，增加了系统的无功负担，以经济运行论证，异步发电机并网运行并不一定有利。其并网运行有如下特点：其电压和频率完全取决于电网的电压和频率，与转速无关，因此无同步电机作为发电机运行时，其转子山原动机带动，正常运行时其转速固定不变, 恒等于额定转速一同步速度现代的发电厂中无例外地采用儿台同步发电机并联运行的方式，而电力系统中乂是许多发电厂在关联运行。对于连接于同一电网 的发电机它们必须有相同的额定电圧和相同的额定频率，并且各发电机在并联以后都有共同的端电压，但因它们的激磁可以自山调节，它们的空载电势却可以各不相同因此同步电抗的数值并不能决定负载电流

2、的分配。同步电抗有不同数值的发电机仍可用来并联发电，并获得合理的负载分配。我们一般所说的都是同步发电机。并车前必须检验发电机和电网是否符合下列条件：双方应有相同的相序；双方应有相等的电压；双方应有相等或接近于相等的频率。电力变压器变压器的类别和结构 电力变压器的基本结构变压器的额定值三相变压器的磁路和连接组三相变压器连接组别和标准连接组三相变圧器绕组接法及其磁路系统对电势波形的影响 三相变压器组Y/Y连三相铁芯式变压器Y/Y连接三相变压器Y/连接Y/Y连接附加一组连接第三绕组变压器的并联运行变压器并联运行的意义及应具备的条件变压器为什么要并联运行如何满足并联运行的条件变压器并联运行负载分配的实

3、用计算公式电压互感器和电流互感器电压互感器和电流互感器是测备设备，它们為工作原理和变压器基本相同， 使用互感器有三个L1工作人员和测试设备安全；山互感器直接带动继电器线圈，为各类继电保护 提供控制讯号，也可以经过整流变换成直流，为控制系统或微机控制系统提供控 制讯号。100* 电流互感器的5A1A电压互感器为了使测量结果接近于理想情况，从仏用角度来看，所接测量仪表要具有高阻 抗，如此，则副方电流较小，可接近于空载状态。电压互感器的额定容量 与一般电力变圧器不同，不是按发热程度来规定，而是为了满足测量精度， 也就是说， 其接入的测量仪表要受其额定容量的限制，否则将无法保证测量 精度。从制造角度来

4、讲，必须设法互感器的激磁电流和漏电抗。因,在铁 芯制作上通常采用铁耗小的高级硅钢片，工作磁密要选择的低一些，一般为 (0. 608)T,磁路应处不饱和状态，在加工时尽可能使磁路有较小的间隙， 在绕组制作上应尽量减小漏磁，并适当釆用较粗导线以减小电阻，使有较小 的漏阻抗。国家标准提供了0.2、0.5. 1、3等四个标准等级供使用单位选用。 使用电压互感器时应特别注意两点：(1)(2)为保障人身安 电流互感器电流互感器的主要结构也与普通变压器相似，不同的是原绕组匝数较少一般只有一匝或儿匝，而副绕组的匝数较多。山于是测量电流，各测量仪表的 电流线圈应串联连接，电流线圈的电阻值是很小的，电流互感器可视

5、为处于 短路运行状态。为了使测量接近于理想情况，从使用角度看，副方所串联的 仪表数量应受到额定容量的限制，否则，随着测量仪表的增多，电流互感器 的副方端电压将增大，而不再是短路状态原方端电压也增大从而使激磁电流增大这将影响测量精度。从铁芯制造来看，山于激磁电流受负载电流 变化的影响较电压互感器更为严重， 磁通密度应取得更低些，通常选取为 （0.080.1） T,且制造时尽可能减小气隙从绕组制造来看应有较小的电阻和漏抗国家标准有020.51.0.3.010.0 五个标准等级，供使用单位选择。在使用电流互感器时应特别注意两点在运行过程中或带电切 换仪表时，绝对不允许电流互感器的副方开路。电流互感器

6、的原方电流是山 原方被测试电路决定的，在正常运行时，山于有副方电流的去磁作用，激磁 电流是很小的。若副方开路，则流入电流互感器的原方电流将全部为激磁电 流，使铁芯过饱和，铁耗将急剧增大，引起互感器严重发热，乂因副绕组匝数较多，副绕组突然开路，在其中将感应较高的电压，对操作人员有极大危险母线母线在配电系统中起到的是汇集和分配电流的作用。我们较多接触到的软母 线有钢芯铝绞线、软管母线和分裂导线，硕母线常用的有矩形、管形和分裂 管形母线等；常见母线制有单母线制.单母线分段制、双母线制等。断路器断路器的主要作用是用来开断正常和故障时的供电回路，起保护电气设备或改变运行方式作用。根据灭弧介质和能力的不同

7、，一般可分为少油断路器、 多油SF6断路器等类型，随着我国经济实 力和制10KV及以上级广泛采 用SF6断负荷开关和隔离开关负荷开关与断路器的功能类似，只是由于其灭弧能力较弱，不能开断短路电流， 一般用来正常情况下的变运行方式操作，与其配套的高压熔断器共同使 用，可实现开断短路电流的作用。但应用范围较小，一般只在10KV以下使 用。其选用条件与断路器相似，可酌情从简。隔离开关在供电系统中只用于接通和开断没有负荷电流通过的电路，它的作用是为保证电气设备检修时，使需要检修的设备与处于电压下的其余部分构 成明显隔离。山于其没有特殊的灭弧装置，所以它的接通和切断必需在断 路器打开以才能进行。电力设讣技

8、术规范规定，隔离开关也可以在下列情 况下作小功率操作：切合电压互感器及避雷器回路2A的空载变压器5A的空载线路10KV15A以下的线路。10KV70A及以下的环路。隔离开关因无切断故障电流的要求，所以它只根据一般条件进行选择，并 按照短路情况下做动稳定和热稳定的校验。电容器作为提高功率因数的补偿装置有同步补偿器和电容器。同步补偿器的最大优 点是可以均匀调节电网的电圧水平，但它的容量组成不灵活，安装条件要求 高，维护运行也较复杂且单位无功消耗的有功远较电容器为高，因此一般只 在大的电网中枢调圧处应用，在工厂，特别是机械制造工厂，没有见到应用 的。电容器的补偿方式分三种：个别补偿、分组补偿和集中补

9、偿。个别补偿即在 用电设备附近按照其本身无功功率的需要量装设电容器组，一般与用电设备 同时投入运1为实际应用中， 电力系统一般在变压器的中、低圧侧各设一组并联电容器，采用分组投切的方式运行：工业用户往往根据实际需要，综合采用各种方式补 偿，以获得稳定的运行效果和良好的经济效益。电抗器电抗器的主要作用是限制短路电流。按安装地点可分为母线电抗器和线路电 抗器： 当线路电抗器后发生短路时，电压降主要产生在电抗器中，这不仅限制了短 路电流，而且能在母线上维持较高的剩余残压（大于65%Ue）是电动机负荷极为有利，能提高供电可黑性，为了既能限制短路电 流，维持较高残压，乂不致在正常工作时产生较大的电压损失

10、（应小于5%Ue ）3、6亂母线电抗器一般装设在母线分段处，此处往往是正常工作情况下功率流动最小 的 地方，所产生的电压损失和功率损耗远较其他处为小，所以一般设讣主 接线时， 应首先考虑在分段断路器回路或联络断路器回路中以及变压器回路 中装设电抗器只有在经过计算认为限制效果不够时，才考虑装设线路电抗 器。一般在电厂和系统容量较大时，两种电抗器都需要安装。为了运行操作 方便和减小母线各段之间电压差，母线分段不宜超过三段，母线电抗器的Ie 较大，且正常运行时通过功率较小，为了有效地限制短路电流，母线电抗器的电抗百分值应取8、12亂分裂电抗器在结构上与普通电抗器相似，只是线圈中心有一个抽头用来连接电

11、源，两个分支用来连接大致相等的两组负荷。当分裂电抗器的电抗值与普 通电抗器相同时，两者在短路时的限流作用一样，但正常运行时电压损失只 有普通电抗器的一半，而且比普通电抗器多供一倍的出线，减少了电抗器的 数 th 运行中需特别注意的是：当两个分支负荷不等或负荷 变化过大时，将引起电压偏812肌避雷器避雷器的作用是限制过电压以保护电气设备。类型主要有保护间隙、管型避雷 器、阀型避雷器和氧化锌避雷器等多种，保护间隙和管型避雷器主要用于 限制大气过电压，一般用于配电系统、线路和发电厂、变电所进线段的保, 阀型避雷器用于变电所和发电厂的保护，在220KV及以下系统主要用于限制大 气过电压， 在超高圧系统

12、中还用来限制内过电圧或作内过电压的后备保护。 阀型避雷器普型有FS和FZ两种，FS型适用于配电系统型适用于变电所。 磁吹型主要有FCZ电站型和保护旋转电机用的FCD两种。氧化锌避雷器山于其 所用阀片以氧化锌为主要材料，附以少量精选过的金属氧化物，在高温下烧 结而成而得名的。常规SiC避雷器相比，主要有无继流、无间隙、电气设备 所受过电压可以降低及通流容量大的特点，随着制造技术和成本的降低，其 在各个电压等级的应用将断扩大。消弧线圈通过分析我们可以知道，当中性点不接地电网中发生单相接地时，在接地点 要流过全系统的对地电容电流，如果此电流比较大，就会在接地点燃起电弧, 引起弧光过电压，从而使非故障

13、相的对地电压进一步升高，因此，使绝缘破 坏，形成两点或多点接地短路，造成停电事故。为了解决这个问题，通常在 中性点接入一个电感线圈，这样当单相接地时，在接地点就有一个电感分量 的电流通过，此电流和原系统的电容电流相抵销，就可以减少流经故障点的 电流，因此，称它为消弧线圈。在各级电压网络中，当全系统的电容电流超过以下数值时，即应装设消弧线圈对36KV电网30A： 10KV电网20A： 22、66KVlOAo根据对电容 电流补偿程度的不同，消弧线圈可以有完全补偿、欠补偿及过补偿三种补偿 方式。从消除弧光过电压的角度来看，完全补偿的方式最好，但是从其他方面来说， 则乂存在有严重的缺点：完全补偿时，正

14、好满足串联谐振的条件，这样，在 正常情况时，如果架空线路三相的对地电容不完全相等，则电源中性点对地 之间就会产生电压偏移：此外，在断路器合闸三相触头不同时闭合时，也将 短时出现一个数值更大的零序分量电压。此电圧将在串联谐振的回路中产主 很大的电压降落，从而使电源中性点对地电压严重升高，这是不能允许的， 因此在实际上不能采用这种方式。欠补偿就是消弧线圈提供的电感电流不能完全补偿电容电流，补偿后的接地 点电流仍然是电容性的。这种方法也是一般不采用的，因为在系统运行方式 变化时， 电容电流就会减小，这时很可能乂出现完全补偿的情况，引起过电 压。过补偿就是补偿后的残余电流是电感性的，釆用这种方法不可能

15、发生串联谐 振的过电压问题，因此在实际中获得了广泛的应用。变圧器的保护变压器保护的类型&、瓦斯保护b、纵差动保护Cd、过电流保护 e、过负荷保护 f、过励磁保护瓦斯保护对变压器油箱内的各种故障以及油面的降低，应装设瓦斯保护，它反映于油箱内部所产生的气体或油流而动作。其中轻瓦斯保护动作于信号，重瓦斯保 护动作跳开各电源侧的断路器。一般应装设瓦斯保护的变压器容量界限: 800KVA及以上的油浸式变压器和400KVA及以上的车间内油浸式变圧器。纵差动保护我们一般接触到的差动保护都是纵差动保护，横差动保护一般专指发电机定 子绕组的匝间短路保护，所以我们通常就把纵差动保护称为差动保护。一般 来说，差动保

16、护适用于：6300KVA以上时；10000KVA以上时；6300KVA以 上时。2000KVA以上的变压器，当电流速断的灵敬性不能满足要 求时，则宜于装设差动保护。差动保护的不平衡电流及减小不平衡电流的方法稳态情况下的不平衡电流我们知道，在理想惜况下，正常运行及外部故障时，在差动继电器中是没 有电流流过的。可是，山于实际情况下电流互感器总是有励磁电流，且励磁 特性不会完全相同，因此在差动继电器中就会流过一个不平衡电流，这实际 上是两只电流互感器的励磁电流之差。具有铁心的线圈是一个非线性元件， 对于已经做好的电流互感器而言，影响其误差的主要原因是：当一次侧电流一定时，二次侧的负载越大则要求二次侧

17、的感应电势越大， 因而要求铁心中的磁通密度越大，铁心就容易饱和。大，因此，一次电流越大时，二次电流的误差也随之增大。为了保证继电保护的正确丄作，就要求电流互感器在流过故障电流时，应 保10%误差曲线。当电流互感器 的容10%10亂相应 的角度误7度。暂态过程中的不平衡电流由于差动保护是瞬时动作的，因此，还必须考虑在外部短路暂态过程中， 差动回路中出现的不平衡电流。这时，在一次侧短路电流中包含有非周期分 量，由于它对时间的变率远小于周期分量的变率，因而很难变换到二次侧， 而大部分成为电流互感器的励磁电流。乂山于电流互感器的励磁回路以及二 次回路电感中的磁通不能突变，还将在二次回路中引起自山非周期

18、分量。所 以，在暂态过程中励磁电流将大大超过其稳态值，并含有大量缓慢衰减的非 周期分量，将使差动回路的不平衡电流大为增加。为了保证差动保护的选择性，差动继电器的起动电流必须躲开最大不平衡电 流， 成为一切差动保护的中心问题。为了减小稳态情况下的不平衡电流，差动保护应采用型号和特性完全相同的D10%误差曲线的 要求。为了减小暂态过程中最大不平衡电流（非周期分量）的影响，最常用的方法是在差动回路中接入具有快速饱和特性的中间变流器；有时也可以釆用 接入不显著，只用于小容量的变压器和发电机上。况需要进一步提高差动保护的灵敬性时，可采用具有制动特性的差动继电器。以上所讨论的是差动保护的共性，对于变压器来说，还有其自身的特点。 山于变压器的励磁电流仅流经变圧器的某一侧，因此通过电流互感器反应到差动回路中不能被平衡。在变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复时， 则可能岀现数值很大的励磁涌流，对其分析可以发现，励磁涌流具有如下特 点：包含有很大成分的非周期分量且往往使涌流偏于时间轴的一侧。包含有 大量的高次谐波，且以二次谐波为主。波形之间出现间断，在一个周期中间 断角为C1。此外还有由变压器两侧电流相位不同产生的不平衡电流等。根据上面讨论的情况，我们可以找釆取一些方法来减小变