电力系统基础讲解
电力系统继电保护原理基础知识讲解
电流保护的接线及特点
. . 电流保护的接线方式:指保护中电流继电器与电流互
感器二次线圈之间的联系方式。 . 三相星形接线方式的保护对各种故障都能动作。两相
星形接线的保护能反应各种相间短路,但B相发生单 相短路时,保护装置不会动作。
电流保护的接线及特点
. (1)三相星形接线需要三个电流互感器、三个电流继 电器和四根二次电缆,相对复杂和不经济。广泛应用于 发电机、变压器等大型贵重设备的保护中,以为它能提 高保护的可靠性和灵敏性。也可用在中性点直接接地电 网中,作为相间短路的保护,同时也可保护单相接地。 . (2)两相星形接线方式较为经济简单,能反应各种类 型的相间短路。主要应用在35千伏及以下电压等级的中 性点直接接地电网和非直接接地电网中,广泛地采用它 作为相间短路的保护。
. 对于相间短路,故障环路为相—相故障环路,取测量 电压为保护安装处两故障相的电压差,测量电流为两 故障相的电流差,称为相间距离保护接线方式。
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距离保护的组成
•
• 1. 启动部分:当被保护线路发生故障时,瞬间启动保 护装置,以判断线路是否发生了故障。
• 2. 测量部分:测量元件用来测量保护安装处至故障点 之间的距离,并判别短路故障的方向。
保护能保护线路全长,但却不能作为下一相邻线路的 后备保护,因此,必须采用定时限过电流保护作为本 条线路和下一段相邻线路的后备保护。 由电流速断保护,限时电流速断保护及定时限过电流 保护相配合构成的一整套保护。
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无时 限电 流速 断
保
限时 护 电流 方 速断
式
过电 流保 护
I ' =K I dz K d.Bmax
不同的电力系统结构不同,电力元件在系统中位置不 同,误动和拒动危害程度不同,因而不同情况下,侧重点 有所不同。
电力系统分析基础讲义1-3章
特色:不同地区的能源结构具有一定的差异导致其对应的电力系统具有很强的地 区性特点。
易错点:选项 D 尤其需要注意。 【例题 3】电力系统部分接线如图 1-1 所示,各电压等级的额定电压和功率 输送方向已标明在图中,试求: (1)发电机及各变压器高、低压绕组的额定电压; (2)各变压器的额定变比; (3)当变压器 T-1 工作在+5%抽头,T-2,T-4 工作于主抽头,T-3 工作于-2.5% 抽头时,各变压器的实际变比是多少?
2.1 本章知识点串讲 【知识点 1】发电机运行极限图及各种约束
【知识点 2】变压器的电阻,电抗,电导和电纳参数及数学模型
【知识点 3】架空线路的组成及整循环换位的目的 架空线路有导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等组成。 换位的目的:减少三相参数的不平衡 扩径导线:人为地扩大导线直径,但又不增大载流部分截面积的导线。减少 电晕,增大截面积;E 正比于 1/R,场强与半径成反比。 分裂导线:又称复导线,就是将每相导线分成若干根,相互间保持一定距离。 减少电晕和线路电抗,但是也使得线路电容增大。 绝缘子片数与电压等级有关,规程规定如下: 35KV 线路 60KV 线路 110KV 线路 220KV 线路 330KV 线路 500KV 线路
第二章电力系统各元件的特性和数学模型
本章节包括 7 个知识点,包括发电机运行极限图及各种约束,变压器的电阻, 电抗,电导和电纳参数及数学模型,架空线路的组成及整循环换位的目的,电力 线路的电阻、电抗、电导、电纳的求解公式及意义,波阻抗和自然功率的意义, 有功功率日负荷曲线和年负荷曲线的作用,标幺值的归算及等值变压器模型,其 中必须掌握的知识点是 4 个,包括发电机运行极限图及各种约束,电力线路和变 压器的电阻、电抗、电导和电纳参数及数学模型、求解公式和物理意义,标幺值 的归算及等值变压器模型。
电力系统分析基础课程教案
电力系统分析基础课程教案第一章:电力系统概述教学目标:1. 了解电力系统的定义、组成和分类。
2. 掌握电力系统的基本参数和性能指标。
3. 熟悉电力系统的发展历程和未来趋势。
教学内容:1. 电力系统的定义和组成。
2. 电力系统的分类和基本参数。
3. 电力系统的性能指标。
4. 电力系统的发展历程和未来趋势。
教学方法:1. 讲授法:介绍电力系统的定义、组成、分类和性能指标。
2. 讨论法:探讨电力系统的发展历程和未来趋势。
教学资源:1. 教材:电力系统分析基础。
2. 投影仪:用于展示电力系统的图片和图表。
教学活动:1. 引入电力系统的定义和组成,引导学生了解电力系统的基本概念。
2. 通过示例和图表,讲解电力系统的分类和性能指标。
3. 组织学生讨论电力系统的发展历程和未来趋势。
4. 进行课堂小测验,检查学生对电力系统的理解程度。
作业与评估:1. 作业:要求学生编写一篇关于电力系统发展历程和未来趋势的短文。
2. 评估:通过课堂讨论和作业评分,评估学生对电力系统的掌握程度。
第二章:电力系统分析基础教学目标:1. 掌握电力系统分析的基本原理和方法。
2. 熟悉电力系统的状态变量和控制变量。
3. 了解电力系统的稳定性和平衡性分析。
教学内容:1. 电力系统分析的基本原理和方法。
2. 电力系统的状态变量和控制变量。
3. 电力系统的稳定性和平衡性分析。
教学方法:1. 讲授法:介绍电力系统分析的基本原理和方法。
2. 案例分析法:分析电力系统的稳定性和平衡性案例。
教学资源:1. 教材:电力系统分析基础。
2. 投影仪:用于展示电力系统分析的案例和图表。
教学活动:1. 引入电力系统分析的基本原理和方法,引导学生了解电力系统分析的重要性。
2. 通过案例分析,讲解电力系统的状态变量和控制变量。
3. 组织学生进行小组讨论,分析电力系统的稳定性和平衡性。
4. 进行课堂小测验,检查学生对电力系统分析的掌握程度。
作业与评估:1. 作业:要求学生分析一个电力系统的稳定性和平衡性问题,并提出解决方案。
电力系统组成和特点.知识讲解
少传输损耗ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ能节约大量能源、产生极大的经济效益。
核电机组和大型火电机组启动代价很高,适合带基本负荷。 水电机组启动很快,适合调频、调峰。 丰水期适合让水电机组尽量满发,少开火电机组。 (3)可靠性 大规模电网一旦发生故障,若处理不及时或误处理,会造成
(二)大规模联合电网运行的重大问题 (1)电能质量 三个评价指标:电压、频率、波形。
波形靠发电机的设计保证。遏制高次谐波的影响。典型的非 线性大功率电器会产生高次谐波,如轧钢机、电弧炉、电气 铁路等。与运行有关的就是电压、频率。按国家规定,正常 运行频率应在49.8~50.2hz间。电压波动不超过10%。
二、电力系统的特点
(一)电能生产的技术特点 1、与工农业生产及人民生活的密切相关性 2、发、输、配电和用电的连续性 3、瞬态过程的非常短暂性
(二)对电力系统生产的基本要求 1、保证供电可靠性 2、保证良好的电能质量 3、提高系统运行的经济性
根据用户本身的重要程度可将负荷分为三类:
第一类负荷:中断供电会造成人身事故、设备损 坏、产品报废,生产秩序长期不能恢复,人民生活 混乱,严重政治影响等的用户划属为第一类负荷, 这是重要负荷。
业用电的标准频率,简称工频。正常运行时频率偏移不超过 士0.2~0.5Hz。 (2)电压 为各类用电设备的额定电压,各类用电设备的额 定电压允许偏移一般为额定电压的士5%,具体要求在以后调 压中介绍。
电压和频率偏移过大,会引起大量减产、产品报废,严重时 会造成人身事故、设备损坏。
甚至会危及整个系统的安全运行。 (3)波形 交流电压的波形为正弦波。正弦波畸变主要有换
流设备和非线性设备造成。波形畸变产生高次谐波,使电气 设备过热,保护误动、通讯干扰。为保证电压质量,对电压 正弦波形畸变率也有限制,波形畸变率是指各次谐波有效值 平方和的方根值对基波的有效值的百分比,对于110kV不超 过2%,对于35kV不超过3%,对于6~10kV供电电压不超过4%, 对于0.38kv供电电压不超过5%。
电力系统的自动调频与经济调度基础知识讲解
KS
f PN fN
f0
f0 f PN fN
f 0. f PN.
当 f0 > fN 时,Ks > 0; 当 f0 < fN 时,Ks < 0;
当 f0 = fN 时,Ks = 0。
结论:当Ks ≤ 0时,调频(速)器是不能在同一母线并联运行的。 调差系数为正的调频器并联工作时,它们之间的有功负荷分配与调差系数 的大小成反比。
电力系统的自动调频与经济调度基础知识讲解
一、机械式调速器简介
1、工作原理
负荷的有功功率 P↑ → n↓ → 重锤开度↓→ A↓→ A′(C点 没动)→B↓→B′;
D点代表由伺服马达控制的 转速整定元件nRFF,不会应转速而 变动。因B↓ → B′,所以E↓、 F↓→ E′、F′→ Ⅱ(控制器)下 活门打开 → Ⅲ(接力器)→ 活 塞上升 → 汽门开大 → 出力↑→ n↑→ DEF(杠杆)提升,Ⅱ关 闭→结束。
由图可以看出,由于C上 升,A必低于A。调速过程结 束后,出力增加,转速稍有降 低。
2、工作特性
通过伺服马达改变D点的位置,就可以达到将调速器特性上下平移 的目的。
二、频率调差系数
定义式:
Ks
f P
式中:Δf是当有功增量为时ΔP时,相应的频率增量。
用标幺值表示时:
Ks
f P
将空载(f0,P0=0)和额定负载(fPN,PN)代入后得:
有差调节与无差调节的区别,在于是否有新的频率稳定值。
三、失灵区
机械式调速器由于机构上的间隙与摩擦等原因,造成调速器在工 作开始的一个过程中,不能跟随负荷的变动,而调整发电机组的转速 (图7-4a)。
1、2表示调速器的工作特性;
P1、P2表示负荷。 当负荷由P1 → P2时,nN → n1,Δn = nN - n1比较小时,在 失灵区内,调速器不会采取调节
电力系统有功功率的平衡和频率调整基础知识讲解
%=3~5或 KG*=33.3~20 %=2~4或 KG*=50~25
c.负荷的单位调节功率:综合负荷的静态频率特性的斜率。
一般而言:
KL* 1.5
三、 频率的一次调整
1、简述:由于负荷突增,发电机组功率不能及时变动而 使机组减速,系统频率下降,同时,发电机组功率由于调 速器的一次调整作用而增大,负荷功率因其本身的调节效 应而减少,经过一个衰减的振荡过程,达到新的平衡。
2、数学表达式:
KS:称为系统的单位调节功率,单位Mw/Hz。表示原动 机调速器和负荷本身的调节效应共同作用下系统频率下 降或上升的多少。
3、注意: ➢ 取功率的增大或频率的上升为正; ➢ 为保证调速系统本身运行的稳定,不能采用过大的
单位调节功率; ➢ 对于满载机组,不再参加调整。
对于系统有若干台机参加一次调频:
原则(1)充分利用水源。 (2)降低火电机组的单位煤耗,发挥高效机组的作用。 (3)尽量降低火力发电成本。 根据上述原则,在夏季丰水期和冬季枯水期各类电厂在
日负荷曲线中的安排示意图,见图4-2。
图4-2 各类发电厂组合顺序示意图 (a)枯水季节 (b)丰水季节
➢夏季丰水期,水量充足,水电厂应带基本负荷以避免 弃水、节约燃煤。在此期间,可抓紧时间进行火电厂设 备的检修。
2)、发电机组的有功功率—频率静态特性 a.发电机的单位调节功率:发电机组原动机或电源频率特 性的斜率。
标志着随频率的升降发电机组发出功率减少或增加的多寡。
b.发电机是调差系数:单位调节功率的倒数。
发电机的单位调节功率与调差系数的关系:
一般来说发电机的单位调节功率是可以整定的:
• 汽轮发电机组 • 水轮发电机组
➢冬季枯水期,来水较少,应由凝汽式火电厂承担基本 负荷,水电厂则承担尖峰负荷。
第二篇电力系统基础知识
第二篇电力系统基础知识第一章电力系统和发电厂概述第一节电力系统的概念为了提高供电的可靠性和经济性,目前,都尽量将许多发电厂用电网联接起来并列运行。
1、电力系统由发电厂(热力、水动部分除外)、电力网、变电所及电力用户组成的统一整体,称为电力系统。
一、电力系统的基本概念通常,电能由发电厂供给,为了经济起见,发电厂多建立在动力资源丰富的地方。
这样离工业企业就可能相距很远,这样就产生了电能的输送问题;电能输送到工矿企业后,由于生产厂房和车间分布很广,因而产生了电能分配问题。
电力主要来自火力和水利发电厂。
为了是工业布局更加合理,常需要将发电厂建造在动力资源如水、煤、石油丰富的地区。
但由于用电的分散性,或者受地理及历史条件的限值,可能会使负荷中心与动力资源相隔很远,这样就必须将电能经变压器升高电压后,由输电线路输送到遥远的用户处,因此便有必要在发电厂与用户之间建立升压和降压变电所。
此外,为了供电的可靠性性和经济性,还须将各发电厂用电力网联起来并列运行。
电力网是电力系统的一部分,它是有各类变电所和各种不同电压等级的线路联接起来组成的统一网络。
它是联系发电厂和用户的中间环节。
电力网的作用是将电能从发电厂输送并分配到用户处。
通常,把发电厂生产的电能直接分配电能给用户,或由降压变电所分配给用户的10KV及以下电力线路,称为配电线路;而把电压在35KV及以上的高压电力线路称为送电线路。
电力用户在电力系统中,一切消费电能的用电设备均称为电力用户。
用电设备按其用途可分为:动力用电设备(如电动机等)、工艺用电设备(如电解、冶炼、电焊、热处理等设备)、电热用电设备(电炉、干燥箱、空调等)、照明用电设备和试验用电设备等,它们分别将电能转换为机械能、热能和光能等不同形式的适于生产需要的能量。
电力系统是动力系统的一部分,它是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。
电力系统的作用是使个发电厂、变电所并列运行,从而提高整个系统运行的可靠性和经济性。
电力系统运行电压的有关问题基础知识讲解
为了确定末端无功电流补偿容量:
设:Us为参考向量,Ur = Ur(conδ- jsinδ),δ为Ur滞后Us的角度。
由(2-5a)得:
Is
Ur
sin
j(U rcon U sconL) Z0 sin L
送端视在功率为:
Байду номын сангаасSs
Ps
jQs
U
s
I
s
U sU r
sin
j
U
2 s
conL
U
sU
r
con
Z0 sin L
4、正常运行时,对自动调压器的要求 1)、有足够的调整容量
在没有励磁调节的作用下,发 电机端电压延曲线1下降
无载(不是空载)时,Qg=0, Ug=UN;但随着Ir↑→Ug↓低于UN, 此时必须要增发阴影部分的面积, 才能保持UN不变。
ΔUIr.N为励磁系统容量的最小允许值 (1.8~2.0倍)。
励磁系统的调整容量既决定了自动调压器的工作容量,也决定励磁 机的调整容量。
且: sinβL≈βL, Z0sinβL=XL P=UsUrsinδ/XL,其δ<600(日常运行稳定)。
超高压长距离输电,采用按站站接力的形式,δ则可大于900。所以自 动调压器的功能显而易见
2、超高压输电线路基本上不传送无功功率(式中第二项相同), 即,首端和末端均应向线路送等量的无功,才能确保UN的要求,满足 无功功率应“分区、分级就地平衡” 规定。
电力系统运行电压的有关问题基础知识讲解
一、同步发电机运行电压的有关问题 1、单机运行时
ES是转子绕组, Ig —定子电流, Ie — 转子直流励磁电流, Ed — 感应电动势。
Ie↑→ Ed↑;Ie↓→ Ed↓。
电气工程专业公开课电力系统基础
电气工程专业公开课电力系统基础电力系统基础是电气工程专业的核心课程之一,它涵盖了电力系统的基本原理、构成要素以及相关的运行和管理等内容。
本文将针对电力系统基础这一课程,从电力系统介绍、电力系统的拓扑结构、电力系统的稳态分析和电力系统的暂态分析四个方面进行论述。
一、电力系统介绍电力系统是由发电厂、变电站、输电线路、配电网和终端用户组成。
发电厂通过燃煤、水力、核能等能源转换为电能,变电站将发电厂的电能调整为合适的电压并输送到各处,输电线路负责将电负荷从变电站送往终端用户。
配电网将输电线路中的高压电能调整为适合终端用户的低压电能,最终供应给用户使用。
二、电力系统的拓扑结构电力系统的拓扑结构是指电力系统的组织形式和电力设备之间的连接方式。
电力系统的拓扑结构有多种形式,常见的包括单线图、双线图和环网图等。
单线图是将电力系统的各个元件按照电路的关系绘制在一条线上,双线图则是在单线图的基础上将各个元件的回路分开绘制,环网图是将电力系统的各个元件按照环形连接绘制在一个平面上。
三、电力系统的稳态分析电力系统的稳态分析是指在电力系统正常运行时对其进行的分析,主要包括电压稳定性、功率平衡和潮流计算等内容。
电压稳定性是指电力系统在负荷变化或故障时的电压稳定情况,功率平衡是指电力系统中各个节点的功率输入与输出之间的平衡关系,潮流计算是指通过对电力系统各个节点的电压和电流进行计算,确定电力系统中各个元件的功率和电压分布情况。
四、电力系统的暂态分析电力系统的暂态分析是指在电力系统发生故障或其他突发事件时对其进行的分析,主要包括短路分析和暂态过电压分析等内容。
短路分析是指对电力系统中发生短路故障时电压、电流和功率等参数的分析,暂态过电压分析是指对电力系统故障或其他突发事件引起的暂态过电压进行分析和计算,以确保电力系统的安全运行。
以上就是电气工程专业公开课电力系统基础的相关内容。
通过对电力系统介绍、电力系统的拓扑结构、电力系统的稳态分析和电力系统的暂态分析的论述,可以帮助学生全面了解电力系统基础的相关知识和技术,为其未来在电气工程领域的学习和工作打下坚实的基础。
电力系统分析基础教案按课时
电力系统分析基础教案(第一课时)课时安排:第一课时教学目标:1. 了解电力系统的基本概念和组成;2. 掌握电力系统的电源、负载、线路、变压器等基本元件的特性;3. 理解电力系统的有功功率和无功功率的传输。
教学内容:1. 电力系统的基本概念和组成;2. 电力系统的电源、负载、线路、变压器等基本元件的特性;3. 电力系统的有功功率和无功功率的传输。
教学步骤:一、导入(5分钟)1. 向学生介绍电力系统的基本概念和组成;2. 引导学生思考电力系统的作用和重要性。
二、电源(10分钟)1. 介绍电源的种类和特性;2. 讲解电源的接入方式和影响电源输出的因素。
三、负载(10分钟)1. 介绍负载的种类和特性;2. 讲解负载的接入方式和影响负载的因素。
四、线路(10分钟)1. 介绍线路的种类和特性;2. 讲解线路的电阻、电感和电容对电力系统的影响。
五、变压器(5分钟)1. 介绍变压器的种类和特性;2. 讲解变压器的工作原理和影响变压器输出的因素。
教学评价:1. 学生能准确回答电力系统的基本概念和组成;2. 学生能理解电源、负载、线路、变压器等基本元件的特性;3. 学生能掌握电力系统的有功功率和无功功率的传输。
教学资源:1. 教学PPT;2. 相关教材或参考资料。
电力系统分析基础教案(第二课时)课时安排:第二课时教学目标:1. 掌握电力系统的潮流计算方法;2. 理解电力系统的有功功率和无功功率的传输;3. 学习电力系统的稳定性和可靠性。
教学内容:1. 电力系统的潮流计算方法;2. 电力系统的有功功率和无功功率的传输;3. 电力系统的稳定性和可靠性。
教学步骤:六、潮流计算(15分钟)1. 介绍潮流计算的基本方法和原理;2. 讲解潮流计算的步骤和注意事项。
七、有功功率和无功功率传输(15分钟)1. 讲解有功功率和无功功率的传输原理;2. 介绍有功功率和无功功率的调节方法。
八、电力系统的稳定性(15分钟)1. 介绍电力系统的稳定性概念;2. 讲解影响电力系统稳定性的因素。
电力系统基本知识讲解
北京电网500系统现状
沙岭子电厂
十三陵蓄能电厂
怀柔
500千伏系统现装有
主变13组,主变运
行容量1005.6万千
西沙屯
伏安。
聂各庄
京西 下马岭
燕山石化东风站
一公司自备厂
李遂
500千伏电网已清形河成由昌平、顺
义、安定、房电科山院 4座变电站构成的孙河环
下苇甸 王平村电厂
门头沟
形至丰内唐龙泉务房蒙山镇网小高水石山托姜通,井电首一景钢一山模热三、 克 家过通式电口厂河 托 营张过新张八北 至 至家5仪里个庄张 安 顺口受知家 定 义的春电二里热口 、 )张北草断太桥至 东 将家平王面庄太府昌 北 区坊阳井(宫平 绥 域至西山大一东、 中 外顺望热北西内 通 电义郊大王蒙 过 力、华同四能华营电飞厂电厂
如图所示。
蚀骨药香蚀骨药香黑岩
2、电力系统、电力网和动力系统
电力系统并网运行的优点: 1、减少总备用容量的比重; 2、可以采用效率高、容量大的机组; 3、可充分利用水电厂的水能资源; 4、减少总负荷的峰值; 5、提高供电可靠性。
3、电力系统运行的特点和要 求
1、 运行的特点 ⑴电能不能大量存储
电力系统的供电负荷是指电力系统的综合用电负荷 加上电力网的功率损耗,也就是发电厂供出的负荷。
电力系统的发电负荷是指供电负荷再加上发电厂厂 用电,也就是发电机应发出的功率。
4、电力系统的负荷及负荷曲 线
二、电力系统的负荷曲线 某一段时间内负荷随时间变化的曲线。 按照负荷种类:有功和无功; 按照时间段:日、年等;
⑵110—330—750—2300,以美、加、俄为代 表,我国西北电网采用;
⑶110—220—400—800—1800;以英、德、法、 瑞典等欧洲国家为代表。
电力系统过电压及保护基础知识讲解
示,连接点为A。现将线路z1合闸于直流电源U 0 ,合闸后沿
线路 z1有一与电源电压相同的前行波电压 u1q自电源向结点A
传播,到达结点A遇到波阻抗z 2的线路,根据前节所述,在
结点A前后都必须保持单位长度导线的电场能与磁场能相等
的规律,由于线路z1与z 2的单位长度电感与对地电容都不相
同,因此当u1q 到达A点时要发生电压、电流的变化。也就是
z2 z1 ) z1 z2
。
在线路z2 中的折射电压 u2q 随时间按指数规律增长如图7
-3-19(b)所示,当时,t=0;u2q 0 当t→∞时 u2q au1q
,这说明无限长直角波通过电感后改变为一指数波头的行波
,串联电感起了降低来波上升速率的作用。 从式(7-3-2)中可得出折射波u2q 的陡度为
z1
z2
u1q
(a)
(b)
图7 - 3 -1 行波通过串联电感
(a)线路示意及等值电路;(b)折射波与反射波
图7-3-1为一无限长直角波 u1q 投射到具有串联电感L的线 路上的情况,L前后两线路的波阻抗分别为z1 及z2 ,当z 2中的
反行波尚未到达两线连接点时,其等值电路如图7-3-1(a)
所示,由此可得
z1 z2 z1 z2
i1q
2 z1 z1 z2
ai
称为电流折射系数;
z2 z1 z1 z2
u
z1 z2 z1 z2
i
称为电压反射系数, 称为电流反射系数。
折射系数的值永远是正的,这说明折射电压波总是和入射 电压波同极性的。
二、 几种特殊情况下的波过程
(一)线路末端开路: 线路末端开路相当于Z2=∞的情况。 此时α=2, β=1;
电力系统的正常工作状态、不正常工作状态和故障状态基础知识讲解
电力系统由各种电气元件组成,包括 发电机、变压器、母线、输电线路等一次 设备。对一次设备的运行状态进行监视、 测量、控制和保护的设备称为电力系统的 二次设备。
电力系统的运行状态分为正常工作状 态、不正常工作状态和故障状态。
1.1.1 正常工作状态
二、继电保护的任务
故障时,自动、迅速、有选择性的将故障元件 从电力系统中切除
不正常运行状态时,动作于发出信号(减负荷 或跳闸)
P Gi
PLj
PS 0
QGi QLj QS 0
电力系统中各种有功功率和无功功率损耗
1.1.1 正常工作状态
不等式约束条件:
Sk Sk.max
Ui.min Ui Ui.max
用电设备的功率及其上限 母线电压及其上、下限
Iij Iij.max
线路电流及其上限
fmin f fmax 系统频率及其上、下限
等式约束条件:
P Gi
PLj
PS 0
QGi QLj QS 0
发电机或其他电源设备发出的有功和无功功率
1.1.1 正常工作状态
等式约束条件:
P Gi
PLj
PS 0
QGi QLj QS 0
负荷使用的有功功率和无功功率
1.1.1 正常工作状态
等式约束条件:
1.1.2 不正常工作状态及其危害
所有的等式约束条件均满足,部分 的不等式约束条件不满足但又不是故障 的工作状态称为不正常运行状态。
1.1.2 不正常工作状态及其危害
过负荷:因负荷超过电气设备的额定值造成 的电流增大
危害:造成载流导体的熔断或加速绝缘材料 的老化和损坏从而导致故障
电力系统基础知识-电力线路讲解
敷设要求: (1)电缆隧道净高不宜小于1.9m,与其他沟道交叉的局部 段净高,不得小于1.4m。 (2)除控制电缆外,每档支架敷设的电缆不宜超过三段。 (3)电缆固定于建筑物上,水平装置时,电力电缆外径大 于0.05m的,每隔1m宜加支撑。垂直装置时,电力电缆每隔 1~1.5m应加以固定。
有良好的电气绝缘性能兼有绝缘子和横担的双重功能能节约大量的木材和钢材有效地降低杆塔的高度可节省线路投资30高压针式绝缘子低压针式绝缘子高压线路拉棒绝缘子高压线路瓷横担绝缘子线路盘形悬式绝缘子复合针式绝缘子复合棒式绝缘子线路金具针式绝缘子
电力线路的结构
电力线路按结构可分为架空线路和 电缆线路两大类。 架空线路:将导线架设在室外的杆塔上。 经济,便于架设和维护,但可靠性差。 电缆线路:一般埋于地下的电缆沟或管 道中。可靠性高,造价高。
电力电缆型号中字母与数字的意义
三芯电缆终端头
美式肘型插头
联通母排及T型接头
电缆分支箱
电缆的敷设方式及要求:
电缆线路的敷设方式应根据电压等级、最终数量、施 工条件和初期投资等因素确定,按不同情况采取以下几种方 式: ■一、直埋敷设
适用于农村、郊区、公园绿地等便于开挖的场所,是最 经济简便的敷设方式。 1、敷设要求 (1)电力电缆的埋设深度不应低于1m,敷设在农田的电力 电缆埋设深度不小于1.4m或冻土层以下,若不能满足上述要 求时,应采取保护措施。
电力线路的结构
1.架空线路
架空线路主要由导 线、避雷线(即架空地 线)、杆塔、绝缘子和 金具等部件组成,如图 所示。
图1-6 架空线路的结构
导线和避雷线:导线的作用是传导电流、输送电能;避雷线 的作用是将雷电流引入大地,以保护电力线路免遭雷击。
电力系统基础知识
电力系统根底知识简介电力系统是一个包括发电、输电、配电和终端用电等环节的供电系统。
它是现代社会运转中不可或缺的根底设施之一,为各种生产、生活以及交通等领域的电能需求提供稳定可靠的电力。
发电局部发电是电力系统的起点,通过各种不同的方式将其他形式的能源转换成电能。
常见的发电方式有热力发电、水力发电、核能发电和风能发电等。
热力发电是利用燃烧化石燃料或核反响等方式产生高温高压蒸汽,再通过汽轮机驱动发电机发电。
水力发电是利用水流的能量,通过水轮机驱动发电机发电。
风能发电那么是利用风力转动风车产生电能。
输电局部输电是把发电厂产生的电能从发电厂送到用户的过程。
高压输电线路主要通过电缆或者电网架设在地面或者高架上,以减小电能的损耗和延长输电距离,通常有220千伏、500千伏和750千伏等不同电压等级。
输电线路在铁塔、绝缘子、导线和接地电缆等配套设备的支持下,保证电能的稳定传输。
配电局部配电是将输电过程中的高电压电能转换成适合终端用户使用的低电压电能。
配电系统在各个不同的区域内将电能分成不同的支路,通过变压器等设备提供适当的电压和频率,以满足用户的电能需求。
配电系统通常包括变电站、高压配电网和低压配电网等。
终端用电局部终端用电指的是最终将电能用于生活、生产等领域的环节。
这涉及到各种电器设备和用电设施,包括家庭中的灯具、冰箱、空调等,工业部门的机器设备,以及商业领域的电脑、空调等设备。
电力系统的稳定性电力系统的稳定性是指系统在遇到外部扰动或内部失常时,能够自动恢复原有的稳定工作状态的能力。
保持电力系统的稳定性是电力工业的重要任务。
为了确保电力系统的稳定运行,需要依靠高效准确的监测和控制系统。
电力系统的平安性电力系统的平安性是指在系统运行过程中,对人员和设备的保护。
电力系统中常见的平安问题包括线路过载、断路器故障和电气火灾等。
为了提高电力系统的平安性,需要对系统进行定期检修和维护,并加强系统的保护措施。
电力系统的可持续开展电力系统的可持续开展是指在满足当前电能需求的同时,也要考虑对环境的影响和资源的长远利用。
电力系统数字式继电保护基础讲解
• 定时器用来记数、产生采样脉冲和实时钟等。 • 而CPU 主系统中的小键盘、液晶显示器和打印机等常
用设备用于实现人机对话。
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开关量输入输出电路
• 1. 开关量输出电路 • 在微机保护装置中设有开关量输出(DO,简称开出)电路,
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数据采集系统
• 2. 采样保持电路和模拟低通滤波器 • 1) 采样基本原理:采样保持(S/H)电路,其作用是在一个极
短的时间内测量模拟输入量在该时刻的瞬时值,并在模/数 转换器进行转换的期间内保持其输出不变。
TC称为采样脉冲宽度, TS称为 采样间隔(或称采样周期)。等间 隔的采样脉冲由微型机控制内部 的定时器产生, “采样脉冲”,用 于对“信号”进行定时采样,从而 得到反映输入信号在采样时刻的 信息,并在随后一定时间内保持 采样信号处于不变的状态。
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微机保护的特征量算法
. 数字滤波器与模拟滤波器相比,有如下优点: . (1) 数字滤波器不需增加硬设备,所以系统可靠性高,
不存在阻抗匹配问题。 . (2) 使用灵活、方便,可根据需要选择不同的滤波方
法,或改变滤波器的参数。 . (3) 数字滤波器是靠软件来实现的,没有物理器件,所
以不存在特性差异。 . (4) 数字滤波器不存在由于元件老化及温度变化对滤波
• 由采样(香农)定理可以证明,如果被采样信号中所含最
高 频 率 成 分 的 频 率 为 fmax , 则 采 样 频 率 fS必 须 大 于 fmax
的2倍(即fS >2fmax) ,否则将造成频率混叠。
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数据采集系统
• 3) 模拟低通滤波器的应用 • 对微机保护来说,在故障初瞬,电压、电流中含有相
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对称星形负载线电压与相电压关系:
Ia IaN Ib IbN Ic IcN
Ia Ib Ic 0
对称三相电路用一相等值电路进行分析
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功率
单相功率
UIaa
Uau Iai
高压侧和低压侧变比 KT
变压器基本参数
电阻R 电抗X 电导G 电纳B
RT
PkU
2 N
S
2 N
103 ()
XT
Uk (%) 100
UN 3I N
103 ()
BT
I0 (%) SN
100
U
2 N
GT
PFe
U
2 N103Fra bibliotekP0
U
2 N
103
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称为电气主接线,也称电气一次接线或一次系统
输变电网络接线
无备用接线方式 可靠性低 用于三级负荷 有备用接线方式 可靠性高 用于重要负荷 一级和二级负荷
无备用接线
有备用接线方式
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输变电系统
电气主接线基本形式
有汇流母线接线 无汇流母线接线
有汇流母线接线
单母线 单母线分段 双母线 双母线分段 一台半短路器接线
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W2 18
输变电系统
双母线接线— 检修一组线路,可使回路供电不中断,一组母线故障,部分进 出线会暂时停电,经母线隔离开关切换,线路供电可迅速恢复
双母线三种运行方式
WL1
WL2
WL3
WL4
母联QF断开,一组母线工作
一组备用
母联QF断开,进出线分别接
入两组母线,两组母线分裂
负荷
3
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3
4
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4
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电力网
电力系统基本概念
电力系统中输送和分配电能的部分称为电力网
动力系统
包括发电厂的动力部分在内的整个系统,称为动力系统
发电厂
水轮机 发电机
G
升压变压器
输电线路
变电所
降压变压器
用户
用户设备
电力网 电力系统 动力系统
一次绕组
二次绕组
3及3.15
3.15及3.3
6及6.3
6.3及6.6
10及10.5
10.5及11
13.8
—
15.75
—
18
—
20
—
35
38.5
110
121
220
242
330
363
500
—
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电力系统基本概念
电力系统的中性点是指星形连接的变压器和发电机的中性点
小电流接地
用于电压电流变换,使测量仪表标准化,小型化
使二次设备与一次高压隔离 二次侧必须接地,以保证人身和设备安全
电流互感器 TA
将一次回路大电流转化为小电流(5A或1A)
电流互感器 TV
将一次回路高电压转化为低电压
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输变电系统
电气一次接线 发电厂和变电所中的一次设备,按照一定的规律连接而成的电路
电力系统额定电压 电力设备额定电压 高出或低于系统额定5%-10%
受电设备与电力系统额定 线电压/kV
3 6 10 — — — — 35 110 220 330 500
供电设备额定 电压/kV
3.15* 6.3 10.5 13.8* 15.75* 18* 20* — — — — —
变压器额定线电压/kV
无汇流母线接线
桥形接线 角形接线
单元接线及扩大单元接线
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输变电系统
单母线接线-简单、清晰、设备少、但供电可靠性不高
WL1
WL2
WL3
WL4
送电: QS4 QF2断开 合QS2 QS3
断电: 断QF2 QS3 QS2 合QS4
QS3
QS4
QF2
QF
QS2
QS1
故障录波器在电力系统中的应用
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电力系统
电力系统基本概念
由发电厂内的发电机、电力网内的变压器和输电线路以及用户的各种 用电设备,按照一定的规律连接而组成的统一整体,称为电力系统。
发电厂1
开关站1 500kV
发电厂2
发电机
500kV变电站 110kV
220kV
负荷
发电机
负荷开关—仅用于断开或闭合正常工作电流的开关电器 熔断器—仅用于断开过负荷电流或短路电流的开关电器 断路器—用于断开或闭合正常工作电流、短路电流的开关电器
隔离开关—不要求断开或闭合电流,只用于检修时隔离电压的开关电器
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输变电系统
互感器 工作原理与变压器相似
R j(L 1 ) c
R称为电阻 X称为电抗
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电路基础知识
导纳的定义:阻抗的倒数 Y G jB
G称为电导
B称为电纳
Y
1 Z
I U
I U
i
u
Y
y
YR
G
1 R
对于单个元件R,L,C的导纳为:
YC jC
YL
G1
G2
(a)
G1
G2
(b)
(a)发电机-变压器扩大单元 (b)发电机-分裂绕组变压器扩大单元接线
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电力系统负荷
概念 电力系统负荷是指电力系统在某一时刻各类用电设备消耗功率的总和
按供电可靠性可分为:一类负荷:中断供电会带来人身危险或造成巨大经济损失 二类负荷:中断供电会带来大量减产,或扰乱大部分居民生活 三类负荷:中断供电,造成损失不大
R r0l
电抗 电导 电纳
x0
L (0.1445lg Djp r
0.0157) / km
X
x0l
g0
P U2
b0
C0
2
fC0
7.58 lg Djp /
r
106 S
/
km
B b0l
l-线路的长度
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电力网络等值参数
已知: 短路损耗 Pk ,短路电压Uk (%) ,空载损耗 P0,空载电流百分值 I0(%)
1 j 1
jL L
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电路基础知识
阻抗与导纳的串并联关系
对于n个导纳并联而成的电路,等效电纳为:
Yeq Y1 Y2 Yn
对于n个电阻的串联形式,等效电阻为:
Zeq Z1 Z2 Zn
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电路基础知识
三相电力系统: 三相电源、三相负载、三相输电线路组成
ua ub
Um *sin(t) U0o U a Uar Um *sin(t 120o ) U 120o
jUax Ub Ubr
jUbx
uc Um *sin(t 120o ) U120o Uc Ucr jUcx
不接地 经消弧线圈接地
电力系统中性点接地 大电流接地
中型点直接接地 经电阻接地
不接地
经消弧线圈接地
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火力发电厂
发电系统
锅炉 汽轮机 发电机
化学能转化为热能 热能转化为机械能 机械能转化为电能
水力发电厂
水轮机 发电机
核电厂
核反应堆 汽轮机 发电机
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电力系统工程基础
培训资料(内部资料)
研发部
2007. 7
陈 述 内容
电力系统定义
电力系统基本概念
电力系统质量指标
电力系统基本组成 电力系统基本算法
电力系统电压等级 发电系统 输变电系统 配电系统 电力系统负荷
电路基础知识 电路网络等值参数 三相电路基本知识
录波分析的基本算法
继电保护基本概念
一类负荷一般应由两个独立电源供电
二类负荷可以采用双回路线供电
电力系统负荷曲线
日负荷曲线 日平均负荷曲线 日负荷持续曲线 年负荷曲线
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电路基础知识
电压电流正弦量的表示:
u Um cos(t u ) i Im cos(t i )
正弦分量三要素
复功率 视在功率
S P jQ U * Iˆ S P2 Q2
P jQ S *cos( ) jS *sin( )
cos1( P ) tan1(Q )
S
P
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架空线路参数 架空线路等值电路
电力网络等值参数
电阻 r0 / s
最大值 初始相位角 角速度
周期电流i与有效值I的关系: