电力系统基础知识培训

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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。
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、

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

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
•AI(模拟 量输入)
•DI(数字 量输入)
•E2PROM •CPU •RAM
•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
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
电力系统基础知识培训
2020年5月26日星期二
第一部分 电力系统基础知识

电力系统传输 示意图
•50.0Hz •50.2
•49.8
•发 电
•用 电
•电 网 调 度 •通讯服务器
•应用服务器
•数据采集和传输
•RTU
•RTU
•RTU
•发电
•输电
•变电
•配电

•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 ……
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Байду номын сангаас=I*I*R,传输线中的电流 越小,线损越低;

开关柜的用途

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

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

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

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

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
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
•Ubc 可以说电流由母线流向线路时)
•Uc •Ua
•Ia •90 度 •动作区
•不动作区
•2、当在正方向出口附近发生短路 •Ub 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 ;
•Ubc •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;
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
•3
•C
•N
•2 •1
v
v
T3
T2
•B •A
v
T1 •C •C •C
1
2
3
•C
T
•A •B
IC
T
•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 ,

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
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
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
• 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)
中性点直接接地系统
•3
•C
•N
•2 •1
v
v
T3
T2
•B •A
v
T1 •C •C •C
1
2
3
T
IC
T
•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;
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-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)
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

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)。
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
•Ua
•Ia
•1、电力系统短路时,一般都是表
•a
现出一个感性短路功率;(或者也

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

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
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
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