电力知识学习材料.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流电力知识学习材料.精品文档.1电力负荷 所谓电力负荷是指发电厂或电力系统中,在某一时刻所承担的各类用电设备消费电功率的总和,叫电力负荷。单位:“KW”。电力负荷可分为如下几类: 虽然电力负荷的标准电位为“KW”,但在实际运行工作中我们经用电流来表征负荷。 (1)、用电负荷:用户的用电设备在某一时刻实际取用的功率的总和。 通俗来讲就是用户在某一时刻对电力系统所要求的功率。从电力系统来讲,则是指该时刻为了满足用户用电所须具备的发电出力。 (2)、线路损失负荷:电能在输送过程中发生的功率和能量损失叫线路损失负荷。 (3)、供电负荷:用电负荷加上同一
2、时刻的线路损失负荷称为供电负荷。 (4)、厂用负荷:发电厂厂用设备所消耗的功率称厂用负荷。 (5)、发电负荷:供电负荷加上同一时刻各发电厂的厂用负荷,构成电网的全部生产负荷,称为电网发电负荷。 2按电力系统中负荷发生的时间对负荷分类 (1)高峰负荷:是指电网或用户在一天时间内所发生的最大负荷值。通常选一天24小时中最高的一个小时的平均负荷为最高负荷。 (2)最低负荷:是指电网或用户在一天24小时内发生的用电量最小的一点的小时平均电量。 (3)平均负荷:是指电网或用户在某一段确定时间阶段内的平均小时用电量。 3 根据突然中断供电所造成的损失程度分类 一级负荷:是指突然中断供电将会造成人身伤亡或会
3、引起周围环境严重污染的;将会造成经济上的巨大损失的;将会造成社会秩序严重混乱或在政治上产生严重影响的。 二级负荷:是指突然中断供电会造成经济上较大损失的;将会造成社会秩序混乱或政治上产生较大影响的。 三级负荷:是指不属于上述一类和二类负荷的其他负荷。 用电负荷的这种分类方法,其主要目的是为确定供电工程设计和建设标准,保证使建成投入运行的供电工程的供电可靠性能满足生产或安全、社会安定的需要。发电机和变压器的单位都可以是KW或KVA,KW和KVA表示的意义一样,都指“功率”。 而电力变压器常用KVA作容量的单位,原因是在负载没有确定的情况下,是不能得到有功功率(符号P,单位KW)和无功功率(符号Q
4、,单位KVAR)的大小的,只有使用KVA为单位,表示视在功率,符号S。 S2=P2+Q 可以理解负载为纯阻抗时,变压器的有功功率。 参: KW:有功功率(P)单位 KVA:视在功率(S)单位 VAR: 无功功率Q S(P平方Q平方)的开方 PScos() 是功率因数 S=UII2Z,(Z为复数阻抗) 有功功率(单位KW)与视在功率(单位KVA)差一个cos()电力系统电压等级与变电站种类 电力系统电压等级有220/380V(0.4 kV),3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。随着电机制造工艺的提高,10 k
5、V电动机已批量生产,所以3 kV、6 kV已较少使用,20 kV、66 kV也很少使用。供电系统以10 kV、35 kV为主。输配电系统以110 kV以上为主。发电厂发电机有6 kV与10 kV两种,现在以10 kV为主,用户均为220/380V(0.4 kV)低压系统。 根据城市电力网规定设计规则规定:输电网为500 kV、330 kV、220 kV、110kV,高压配电网为110kV、66kV,中压配电网为20kV、10kV、6 kV,低压配电网为0.4 kV(220V/380V)。 发电厂发出6 kV或10 kV电,除发电厂自己用(厂用电)之外,也可以用10 kV电压送给发电厂附近用户,
6、10 kV供电范围为10Km、35 kV为2050Km、66 kV为30100Km、110 kV为50150Km、220 kV为100300Km、330 kV为200600Km、500 kV为150850Km。 2.变配电站种类 电力系统各种电压等级均通过电力变压器来转换,电压升高为升压变压器(变电站为升压站),电压降低为降压变压器(变电站为降压站)。一种电压变为另一种电压的选用两个线圈(绕组)的双圈变压器,一种电压变为两种电压的选用三个线圈(绕组)的三圈变压器。 变电站除升压与降压之分外,还以规模大小分为枢纽站,区域站与终端站。枢纽站电压等级一般为三个(三圈变压器),550kV /220kV
7、 /110kV。区域站一般也有三个电压等级(三圈变压器),220 kV /110kV /35kV或110kV /35kV /10kV。终端站一般直接接到用户,大多数为两个电压等级(两圈变压器)110kV /10 kV或35 kV /10 kV。用户本身的变电站一般只有两个电压等级(双圈变压器)110 kV /10kV、35kV /0.4kV、10kV /0.4kV,其中以10kV /0.4kV为最多。 3.变电站一次回路接线方案 1)一次接线种类 变电站一次回路接线是指输电线路进入变电站之后,所有电力设备(变压器及进出线开关等)的相互连接方式。其接线方案有:线路变压器组,桥形接线,单母线,单母
8、线分段,双母线,双母线分段,环网供电等。 2)线路变压器组 变电站只有一路进线与一台变压器,而且再无发展的情况下采用线路变压器组接线。 3)桥形接线 有两路进线、两台变压器,而且再没有发展的情况下,采用桥形接线。针对变压器,联络断路器在两个进线断路器之内为内桥接线,联络断路器在两个进线断路器之外为外桥接线。 4)单母线 变电站进出线较多时,采用单母线,有两路进线时,一般一路供电、一路备用(不同时供电),二者可设备用电源互自投,多路出线均由一段母线引出。 5)单母线分段 有两路以上进线,多路出线时,选用单母线分段,两路进线分别接到两段母线上,两段母线用母联开关连接起来。出线分别接到两段母线上。
9、单母线分段运行方式比较多。一般为一路主供,一路备用(不合闸),母联合上,当主供断电时,备用合上,主供、备用与母联互锁。备用电源容量较小时,备用电源合上后,要断开一些出线。这是比较常用的一种运行方式。 对于特别重要的负荷,两路进线均为主供,母联开关断开,当一路进线断电时,母联合上,来电后断开母联再合上进线开关。 单母线分段也有利于变电站内部检修,检修时可以停掉一段母线,如果是单母线不分段,检修时就要全站停电,利用旁路母线可以不停电,旁路母线只用于电力系统变电站。 6)双母线 双母线主要用于发电厂及大型变电站,每路线路都由一个断路器经过两个隔离开关分别接到两条母线上,这样在母线检修时,就可以利用隔
10、离开关将线路倒在一条件母线上。双母线也有分段与不分段两种,双母线分段再加旁路断路器,接线方式复杂,但检修就非常方便了,停电范围可减少。 4.变配电站二次回路 1)二次回路种类 变配电站二次回路包括:测量、保护、控制与信号回路部分。测量回路包括:计量测量与保护测量。控制回路包括:就地手动合分闸、防跳联锁、试验、互投联锁、保护跳闸以及合分闸执行部分。信号回路包括开关运行状态信号、事故跳闸信号与事故预告信号。 2)测量回路 测量回路分为电流回路与电压回路。电流回路各种设备串联于电流互感器二次侧(5A),电流互感器是将原边负荷电流统一变为5A测量电流。计量与保护分别用各自的互感器(计量用互感器精度要求
11、高),计量测量串接于电流表以及电度表,功率表与功率因数表电流端子。保护测量串接于保护继电器的电流端子。微机保护一般将计量及保护集中于一体,分别有计量电流端子与保护电流端子。 电压测量回路,220/380V低压系统直接接220V或380V,3KV以上高压系统全部经过电压互感器将各种等级的高电压变为统一的100V电压,电压表以及电度表、功率表与功率因数表的电压线圈经其端子并接在100V电压母线上。微机保护单元计量电压与保护电压统一为一种电压端子。 3)控制回路 (1)合分闸回路 合分闸通过合分闸转换开关进行操作,常规保护为提示操作人员及事故跳闸报警需要,转换开关选用预合-合闸-合后及预分-分闸-分
12、后的多档转换开关。以使利用不对应接线进行合分闸提示与事故跳闸报警,国家已有标准图设计。采用微机保护以后,要进行远分合闸操作后,还要到就地进行转换开关对位操作,这就失去了远分操作的意义,所以应取消不对应接线,选用中间自复位的只有合闸与分闸的三档转换开关。 (2)防跳回路 当合闸回路出现故障时进行分闸,或短路事故未排除,又进行合闸(误操作),这时就会出现断路器反复合分闸,不仅容易引起或扩大事故,还会引起设备损坏或人身事故,所以高压开关控制回路应设计防跳。防跳一般选用电流启动,电压保持的双线圈继电器。电流线圈串接于分闸回路作为启动线圈。电压线圈接于合闸回路,作为保持线圈,当分闸时,电流线圈经分闸回路
13、起动。如果合闸回路有故障,或处于手动合闸位置,电压线圈起启动并通过其常开接点自保持,其常闭接点马上断开合闸回路,保证断路器在分闸过程中不能马上再合闸。防跳继电器的电流回路还可以通过其常开接点将电流线圈自保持,这样可以减轻保护继电器的出口接点断开负荷,也减少了保护继电器的保持时间要求。 有些微机保护装置自己已具有防跳功能,这样就可以不再设计防跳回路。断路器操作机构选用弹簧储能时,如果选用储能后可以进行一次合闸与分闸的弹簧储能操作机构(也有用于重合闸的储能后可以进行二次合闸与分闸的弹簧储能操作机构),因为储能一般都要求10秒左右,当储能开关经常处于断开位置时,储一次能,合完之后,将储能开关再处于断
14、开位置,可以跳一次闸;跳闸之后,要手动储能之后才能进行合闸,此时,也可以不再设计防跳回路。 (3)试验与互投联锁与控制 对于手车开关柜,手车推出后要进行断路器合分闸试验,应设计合分闸试验按钮。进线与母联断路,一般应根据要求进行互投联锁或控制。 (4)保护跳闸 保护跳闸出口经过连接片接于跳闸回路,连接片用于保护调试,或运行过程中解除某些保护功能。 (5)合分闸回路 合分闸回路为经合分闸母线为操作机构提供电源,以及其控制回路,一般都应单独画出。 4)信号回路 (1)开关运行状态信号由合闸与分闸指示两个装于开关柜上的信号灯组成:经过操作转换开关不对应接线后接到正电源上。采用微机保护后,转换开关取消了
15、不对应接线,所以信号灯正极可以直接接到正电源上。 (2)事故信号有事故跳闸与事故预告两种信号,事故跳闸报警也要通过转化开关不对应后,接到事故跳闸信号母线上,再引到中央信号系统。事故预告信号通过信号继电器接点引到中央信号系统。采用微机保护后,将断路器操作机构辅助接点与信号继电器的接点分别接到微机保护单元的开关量输入端子,需要有中央信号系统时,如果微机保护单元可以提供事故跳闸与事故预告输出接点,可将其引到中央信号系统。否则,应利用信号继电器的另一对接点引到中央信号系统。 (3)中央信号系统为安装于值班室内的集中报警系统,由事故跳闸与事故预告两套声光报警组成,光报警用光字牌,不用信号灯,光字牌分集中
16、与分散两种。采用变电站综合自动化系统后,可以不再设计中央信号系统,或将其简化,只设计集中报警作为计算机报警的后备报警。 5.变配电站继电保护 1)变配电站继电保护的作用 变配电站继电保护能够在变配电站运行过程中发生故障(三相短路、两相短路、单相接地等)和出现不正常现象时(过负荷、过电压、低电压、低周波、瓦斯、超温、控制与测量回路断线等),迅速有选择性发出跳闸命令将故障切除或发出报警,从而减少故障造成的停电范围和电气设备的损坏程度,保证电力系统稳定运行。 2)变配电站继电保护的基本工作原理 变配电站继电保护是根据变配电站运行过程中发生故障时出现的电流增加、电压升高或降低、频率降低、出现瓦斯、温度
17、升高等现象超过继电保护的整定值(给定值)或超限值后,在整定时间内,有选择的发出跳闸命令或报警信号。 根据电流值来进行选择性跳闸的为反时限,电流值越大,跳闸越快。根据时间来进行选择性跳闸的称为定时限保护,定时限在故障电流超过整定值后,经过时间定值给定的时间后才出现跳闸命令。瓦斯与温度等为非电量保护。 可靠系数为一个经验数据,计算继电器保护动作值时,要将计算结果再乘以可靠系数,以保证继电保护动作的准确与可靠,其范围为1.31.5。 发生故障时的最小值与保护的动作值之比为继电保护的灵敏系数,一般为1.22,应根据设计规范要进行选择。 3)变配电站继电保护按保护性质分类 4)变电站继电保护按被保护对象
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