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電力的基本概念

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  • 發(fā)布時(shí)間:2014/1/25 14:36:11
  • 作者:銀河電氣

  電力是以電能作為動(dòng)力的能源。既是是當(dāng)今的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代我們?nèi)匀粚?duì)電力有著持續(xù)增長(zhǎng)的需求,因?yàn)槲覀儼l(fā)明了電腦、家電等更多使用電力的產(chǎn)品。不可否認(rèn)新技術(shù)的不斷出現(xiàn)使得電力成為人們的必需品。

一、輸電

  電能的傳輸。它和變電、配電、用電一起,構(gòu)成電力系統(tǒng)的整體功能。通過(guò)輸電,把相距甚遠(yuǎn)的(可達(dá)數(shù)千千米)發(fā)電廠和負(fù)荷中心聯(lián)系起來(lái),使電能的開(kāi)發(fā)和利用超越地域的限制。和其他能源的傳輸(如輸煤、輸油等)相比,輸電的損耗小、效益高、靈活方便、易于調(diào)控、環(huán)境污染少;輸電還可以將不同地點(diǎn)的發(fā)電廠連接起來(lái),實(shí)行峰谷調(diào)節(jié)。輸電是電能利用優(yōu)越性的重要體現(xiàn),在現(xiàn)代化社會(huì)中,它是重要的能源動(dòng)脈。
  輸電線路按結(jié)構(gòu)形式可分為架空輸電線路和地下輸電線路。前者由線路桿塔、導(dǎo)線、絕緣子等構(gòu)成,架設(shè)在地面上;后者主要用電纜,敷設(shè)在地下(或水下)。輸電按所送電流性質(zhì)可分為直流輸電和交流輸電。19世紀(jì)80年代首先成功地實(shí)現(xiàn)了直流輸電,后因受電壓提不高的限制(輸電容量大體與輸電電壓的平方成比例)19世紀(jì)末為交流輸電所取代。交流輸電的成功,迎來(lái)了20世紀(jì)電氣化時(shí)代。20世紀(jì)60年代以來(lái),由于電力電子技術(shù)的發(fā)展,直流輸電又有新發(fā)展,與交流輸電相配合,形成交直流混合的電力系統(tǒng)。
  輸電電壓的高低是輸電技術(shù)發(fā)展水平的主要標(biāo)志。到20世紀(jì)90年代,世界各國(guó)常用輸電電壓有220千伏及以下的高壓輸電330~765千伏的超高壓輸電,1000千伏及以上的特高壓輸電。

二、變電

  電力系統(tǒng)中,發(fā)電廠將天然的一次能源轉(zhuǎn)變成電能,向遠(yuǎn)方的電力用戶送電,為了減小輸電線路上的電能損耗及線路阻抗壓降,需要將電壓升高;為了滿足電力用戶安全的需要,又要將電壓降低,并分配給各個(gè)用戶,這就需要能升高和降低電壓,并能分配電能的變電所。所以變電所是電力系統(tǒng)中通過(guò)其變換電壓、接受和分配電能的電工裝置,它是聯(lián)系發(fā)電廠和電力用戶的中間環(huán)節(jié),同時(shí)通過(guò)變電所將各電壓等級(jí)的電網(wǎng)聯(lián)系起來(lái),變電所的作用是變換電壓,傳輸和分配電能。變電所由電力變壓器、配電裝置、二次系統(tǒng)及必要的附屬設(shè)備組成。 
  變壓器是變電所的中心設(shè)備,它利用電磁感應(yīng)原理。 
  配電裝置是變電所中所有的開(kāi)關(guān)電器、載流導(dǎo)體輔助設(shè)備連接在一起的裝置。其作用是接受和分配電能。配電裝置主要由母線、高壓斷路器開(kāi)關(guān)、電抗器線圈、互感器、電力電容器、避雷器、高壓熔斷器、二次設(shè)備及必要的其他輔助設(shè)備所組成。 
  二次設(shè)備是指一次系統(tǒng)狀態(tài)測(cè)量、控制、監(jiān)察和保護(hù)的設(shè)備裝置。由這些設(shè)備構(gòu)成的回路叫二次回路,總稱二次系統(tǒng)。
  二次系統(tǒng)的設(shè)備包含測(cè)量裝置、控制裝置、繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)控制裝置、直流系統(tǒng)及必要的附屬設(shè)備。

三、配電

  1.電力系統(tǒng)電壓等級(jí)與變電站種類 

  電力系統(tǒng)電壓等級(jí)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。隨著電機(jī)制造工藝的提高,10 kV電動(dòng)機(jī)已批量生產(chǎn),所以3 kV、6 kV已較少使用,20 kV、66 kV也很少使用。供電系統(tǒng)以10 kV、35 kV為主。輸配電系統(tǒng)以110 kV以上為主。發(fā)電廠發(fā)電機(jī)有6 kV與10 kV兩種,現(xiàn)在以10 kV為主,用戶均為220/380V(0.4 kV)低壓系統(tǒng)。 
  根據(jù)《城市電力網(wǎng)規(guī)定設(shè)計(jì)規(guī)則》規(guī)定:輸電網(wǎng)為500 kV、330 kV、220 kV、110kV,高壓配電網(wǎng)為110kV、66kV,中壓配電網(wǎng)為20kV、10kV、6 kV,低壓配電網(wǎng)為0.4 kV(220V/380V)。 
  發(fā)電廠發(fā)出6 kV或10 kV電,除發(fā)電廠自己用(廠用電)之外,也可以用10 kV電壓送給發(fā)電廠附近用戶,10 kV供電范圍為10Km、35 kV為20~50Km、66 kV為30~100Km、110 kV為50~150Km、220 kV為100~300Km、330 kV為200~600Km、500 kV為150~850Km。 

  2.變配電站種類 

  電力系統(tǒng)各種電壓等級(jí)均通過(guò)電力變壓器來(lái)轉(zhuǎn)換,電壓升高為升壓變壓器(變電站為升壓站),電壓降低為降壓變壓器(變電站為降壓站)。一種電壓變?yōu)榱硪环N電壓的選用兩個(gè)線圈(繞組)的雙圈變壓器,一種電壓變?yōu)閮煞N電壓的選用三個(gè)線圈(繞組)的三圈變壓器。 
  變電站除升壓與降壓之分外,還以規(guī)模大小分為樞紐站,區(qū)域站與終端站。樞紐站電壓等級(jí)一般為三個(gè)(三圈變壓器),550kV /220kV /110kV。區(qū)域站一般也有三個(gè)電壓等級(jí)(三圈變壓器),220 kV /110kV /35kV或110kV /35kV /10kV。終端站一般直接接到用戶,大多數(shù)為兩個(gè)電壓等級(jí)(兩圈變壓器)110kV /10 kV或35 kV /10 kV。用戶本身的變電站一般只有兩個(gè)電壓等級(jí)(雙圈變壓器)110 kV /10kV、35kV /0.4kV、10kV /0.4kV,其中以10kV /0.4kV為最多。 

  3.變電站一次回路接線方案 

  1)一次接線種類 
  變電站一次回路接線是指輸電線路進(jìn)入變電站之后,所有電力設(shè)備(變壓器及進(jìn)出線開(kāi)關(guān)等)的相互連接方式。其接線方案有:線路變壓器組,橋形接線,單母線,單母線分段,雙母線,雙母線分段,環(huán)網(wǎng)供電等。 
  2)線路變壓器組 
  變電站只有一路進(jìn)線與一臺(tái)變壓器,而且再無(wú)發(fā)展的情況下采用線路變壓器組接線。 
  3)橋形接線 
  有兩路進(jìn)線、兩臺(tái)變壓器,而且再?zèng)]有發(fā)展的情況下,采用橋形接線。針對(duì)變壓器,聯(lián)絡(luò)斷路器在兩個(gè)進(jìn)線斷路器之內(nèi)為內(nèi)橋接線,聯(lián)絡(luò)斷路器在兩個(gè)進(jìn)線斷路器之外為外橋接線。 
  4)單母線 
  變電站進(jìn)出線較多時(shí),采用單母線,有兩路進(jìn)線時(shí),一般一路供電、一路備用(不同時(shí)供電),二者可設(shè)備用電源互自投,多路出線均由一段母線引出。 
  5)單母線分段 
  有兩路以上進(jìn)線,多路出線時(shí),選用單母線分段,兩路進(jìn)線分別接到兩段母線上,兩段母線用母聯(lián)開(kāi)關(guān)連接起來(lái)。出線分別接到兩段母線上。 
  單母線分段運(yùn)行方式比較多。一般為一路主供,一路備用(不合閘),母聯(lián)合上,當(dāng)主供斷電時(shí),備用合上,主供、備用與母聯(lián)互鎖。備用電源容量較小時(shí),備用電源合上后,要斷開(kāi)一些出線。這是比較常用的一種運(yùn)行方式。 
  對(duì)于特別重要的負(fù)荷,兩路進(jìn)線均為主供,母聯(lián)開(kāi)關(guān)斷開(kāi),當(dāng)一路進(jìn)線斷電時(shí),母聯(lián)合上,來(lái)電后斷開(kāi)母聯(lián)再合上進(jìn)線開(kāi)關(guān)。 
  單母線分段也有利于變電站內(nèi)部檢修,檢修時(shí)可以停掉一段母線,如果是單母線不分段,檢修時(shí)就要全站停電,利用旁路母線可以不停電,旁路母線只用于電力系統(tǒng)變電站。 
  6)雙母線 
  雙母線主要用于發(fā)電廠及大型變電站,每路線路都由一個(gè)斷路器經(jīng)過(guò)兩個(gè)隔離開(kāi)關(guān)分別接到兩條母線上,這樣在母線檢修時(shí),就可以利用隔離開(kāi)關(guān)將線路倒在一條件母線上。雙母線也有分段與不分段兩種,雙母線分段再加旁路斷路器,接線方式復(fù)雜,但檢修就非常方便了,停電范圍可減少。 

  4.變配電站二次回路 

  1)二次回路種類 
  變配電站二次回路包括:測(cè)量、保護(hù)、控制與信號(hào)回路部分。測(cè)量回路包括:計(jì)量測(cè)量與保護(hù)測(cè)量??刂苹芈钒ǎ壕偷厥謩?dòng)合分閘、防跳聯(lián)鎖、試驗(yàn)、互投聯(lián)鎖、保護(hù)跳閘以及合分閘執(zhí)行部分。信號(hào)回路包括開(kāi)關(guān)運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)、事故跳閘信號(hào)與事故預(yù)告信號(hào)。 
  2)測(cè)量回路 
  測(cè)量回路分為電流回路與電壓回路。電流回路各種設(shè)備串聯(lián)于電流互感器二次側(cè)(5A),電流互感器是將原邊負(fù)荷電流統(tǒng)一變?yōu)?A測(cè)量電流。計(jì)量與保護(hù)分別用各自的互感器(計(jì)量用互感器精度要求高),計(jì)量測(cè)量串接于電流表以及電度表,功率表與功率因數(shù)表電流端子。保護(hù)測(cè)量串接于保護(hù)繼電器的電流端子。微機(jī)保護(hù)一般將計(jì)量及保護(hù)集中于一體,分別有計(jì)量電流端子與保護(hù)電流端子。 
  電壓測(cè)量回路,220/380V低壓系統(tǒng)直接接220V或380V,3KV以上高壓系統(tǒng)全部經(jīng)過(guò)電壓互感器將各種等級(jí)的高電壓變?yōu)榻y(tǒng)一的100V電壓,電壓表以及電度表、功率表與功率因數(shù)表的電壓線圈經(jīng)其端子并接在100V電壓母線上。微機(jī)保護(hù)單元計(jì)量電壓與保護(hù)電壓統(tǒng)一為一種電壓端子。 
      目前新型的功率傳感器將取代傳統(tǒng)的互感器作為測(cè)量用,例如基于光纖傳輸?shù)?a target="_blank">SP變頻功率傳感器,采用前端數(shù)字化技術(shù),既可以測(cè)量電壓、電流信號(hào),而且有很強(qiáng)抗干擾能力。
  3)控制回路 
 ?。?)合分閘回路 
  合分閘通過(guò)合分閘轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)進(jìn)行操作,常規(guī)保護(hù)為提示操作人員及事故跳閘報(bào)警需要,轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)選用預(yù)合-合閘-合后及預(yù)分-分閘-分后的多檔轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。以使利用不對(duì)應(yīng)接線進(jìn)行合分閘提示與事故跳閘報(bào)警,國(guó)家已有標(biāo)準(zhǔn)圖設(shè)計(jì)。采用微機(jī)保護(hù)以后,要進(jìn)行遠(yuǎn)分合閘操作后,還要到就地進(jìn)行轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)對(duì)位操作,這就失去了遠(yuǎn)分操作的意義,所以應(yīng)取消不對(duì)應(yīng)接線,選用中間自復(fù)位的只有合閘與分閘的三檔轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。 
 ?。?)防跳回路 
  當(dāng)合閘回路出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行分閘,或短路事故未排除,又進(jìn)行合閘(誤操作),這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)斷路器反復(fù)合分閘,不僅容易引起或擴(kuò)大事故,還會(huì)引起設(shè)備損壞或人身事故,所以高壓開(kāi)關(guān)控制回路應(yīng)設(shè)計(jì)防跳。防跳一般選用電流啟動(dòng),電壓保持的雙線圈繼電器。電流線圈串接于分閘回路作為啟動(dòng)線圈。電壓線圈接于合閘回路,作為保持線圈,當(dāng)分閘時(shí),電流線圈經(jīng)分閘回路起動(dòng)。如果合閘回路有故障,或處于手動(dòng)合閘位置,電壓線圈起啟動(dòng)并通過(guò)其常開(kāi)接點(diǎn)自保持,其常閉接點(diǎn)馬上斷開(kāi)合閘回路,保證斷路器在分閘過(guò)程中不能馬上再合閘。防跳繼電器的電流回路還可以通過(guò)其常開(kāi)接點(diǎn)將電流線圈自保持,這樣可以減輕保護(hù)繼電器的出口接點(diǎn)斷開(kāi)負(fù)荷,也減少了保護(hù)繼電器的保持時(shí)間要求。 
  有些微機(jī)保護(hù)裝置自己已具有防跳功能,這樣就可以不再設(shè)計(jì)防跳回路。斷路器操作機(jī)構(gòu)選用彈簧儲(chǔ)能時(shí),如果選用儲(chǔ)能后可以進(jìn)行一次合閘與分閘的彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)(也有用于重合閘的儲(chǔ)能后可以進(jìn)行二次合閘與分閘的彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)),因?yàn)閮?chǔ)能一般都要求10秒左右,當(dāng)儲(chǔ)能開(kāi)關(guān)經(jīng)常處于斷開(kāi)位置時(shí),儲(chǔ)一次能,合完之后,將儲(chǔ)能開(kāi)關(guān)再處于斷開(kāi)位置,可以跳一次閘;跳閘之后,要手動(dòng)儲(chǔ)能之后才能進(jìn)行合閘,此時(shí),也可以不再設(shè)計(jì)防跳回路。 
  (3)試驗(yàn)與互投聯(lián)鎖與控制 
  對(duì)于手車開(kāi)關(guān)柜,手車推出后要進(jìn)行斷路器合分閘試驗(yàn),應(yīng)設(shè)計(jì)合分閘試驗(yàn)按鈕。進(jìn)線與母聯(lián)斷路,一般應(yīng)根據(jù)要求進(jìn)行互投聯(lián)鎖或控制。 
 ?。?)保護(hù)跳閘 
  保護(hù)跳閘出口經(jīng)過(guò)連接片接于跳閘回路,連接片用于保護(hù)調(diào)試,或運(yùn)行過(guò)程中解除某些保護(hù)功能。 
 ?。?)合分閘回路 
  合分閘回路為經(jīng)合分閘母線為操作機(jī)構(gòu)提供電源,以及其控制回路,一般都應(yīng)單獨(dú)畫(huà)出。 
  4)信號(hào)回路 
 ?。?)開(kāi)關(guān)運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)由合閘與分閘指示兩個(gè)裝于開(kāi)關(guān)柜上的信號(hào)燈組成:經(jīng)過(guò)操作轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)不對(duì)應(yīng)接線后接到正電源上。采用微機(jī)保護(hù)后,轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)取消了不對(duì)應(yīng)接線,所以信號(hào)燈正極可以直接接到正電源上。 
 ?。?)事故信號(hào)有事故跳閘與事故預(yù)告兩種信號(hào),事故跳閘報(bào)警也要通過(guò)轉(zhuǎn)化開(kāi)關(guān)不對(duì)應(yīng)后,接到事故跳閘信號(hào)母線上,再引到中央信號(hào)系統(tǒng)。事故預(yù)告信號(hào)通過(guò)信號(hào)繼電器接點(diǎn)引到中央信號(hào)系統(tǒng)。采用微機(jī)保護(hù)后,將斷路器操作機(jī)構(gòu)輔助接點(diǎn)與信號(hào)繼電器的接點(diǎn)分別接到微機(jī)保護(hù)單元的開(kāi)關(guān)量輸入端子,需要有中央信號(hào)系統(tǒng)時(shí),如果微機(jī)保護(hù)單元可以提供事故跳閘與事故預(yù)告輸出接點(diǎn),可將其引到中央信號(hào)系統(tǒng)。否則,應(yīng)利用信號(hào)繼電器的另一對(duì)接點(diǎn)引到中央信號(hào)系統(tǒng)。 
 ?。?)中央信號(hào)系統(tǒng)為安裝于值班室內(nèi)的集中報(bào)警系統(tǒng),由事故跳閘與事故預(yù)告兩套聲光報(bào)警組成,光報(bào)警用光字牌,不用信號(hào)燈,光字牌分集中與分散兩種。采用變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)后,可以不再設(shè)計(jì)中央信號(hào)系統(tǒng),或?qū)⑵浜?jiǎn)化,只設(shè)計(jì)集中報(bào)警作為計(jì)算機(jī)報(bào)警的后備報(bào)警。 

  5.變配電站繼電保護(hù) 

  1)變配電站繼電保護(hù)的作用 
  變配電站繼電保護(hù)能夠在變配電站運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生故障(三相短路、兩相短路、單相接地等)和出現(xiàn)不正?,F(xiàn)象時(shí)(過(guò)負(fù)荷、過(guò)電壓、低電壓、低周波、瓦斯、超溫、控制與測(cè)量回路斷線等),迅速有選擇性發(fā)出跳閘命令將故障切除或發(fā)出報(bào)警,從而減少故障造成的停電范圍和電氣設(shè)備的損壞程度,保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。 
  2)變配電站繼電保護(hù)的基本工作原理 
  變配電站繼電保護(hù)是根據(jù)變配電站運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生故障時(shí)出現(xiàn)的電流增加、電壓升高或降低、頻率降低、出現(xiàn)瓦斯、溫度升高等現(xiàn)象超過(guò)繼電保護(hù)的整定值(給定值)或超限值后,在整定時(shí)間內(nèi),有選擇的發(fā)出跳閘命令或報(bào)警信號(hào)。 
  根據(jù)電流值來(lái)進(jìn)行選擇性跳閘的為反時(shí)限,電流值越大,跳閘越快。根據(jù)時(shí)間來(lái)進(jìn)行選擇性跳閘的稱為定時(shí)限保護(hù),定時(shí)限在故障電流超過(guò)整定值后,經(jīng)過(guò)時(shí)間定值給定的時(shí)間后才出現(xiàn)跳閘命令。瓦斯與溫度等為非電量保護(hù)。 
  可靠系數(shù)為一個(gè)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),計(jì)算繼電器保護(hù)動(dòng)作值時(shí),要將計(jì)算結(jié)果再乘以可靠系數(shù),以保證繼電保護(hù)動(dòng)作的準(zhǔn)確與可靠,其范圍為1.3~1.5。 
  發(fā)生故障時(shí)的最小值與保護(hù)的動(dòng)作值之比為繼電保護(hù)的靈敏系數(shù),一般為1.2~2,應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范要進(jìn)行選擇。 
  3)變配電站繼電保護(hù)按保護(hù)性質(zhì)分類 
  4)變電站繼電保護(hù)按被保護(hù)對(duì)象分類 
 ?。?)發(fā)電機(jī)保護(hù) 
  發(fā)電機(jī)保護(hù)有定子繞組相間短路,定子繞組接地,定子繞組匝間短路,發(fā)電機(jī)外部短路,對(duì)稱過(guò)負(fù)荷,定子繞組過(guò)電壓,勵(lì)磁回路一點(diǎn)及兩點(diǎn)接地,失磁故障等。出口方式為停機(jī),解列,縮小故障影響范圍和發(fā)出信號(hào)。 
  (2)電力變壓器保護(hù) 
  電力變壓器保護(hù)有繞組及其引出線相間短路,中性點(diǎn)直接接地側(cè)單相短路,繞組匝間短路,外部短路引起的過(guò)電流,中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過(guò)電流及中性點(diǎn)過(guò)電壓、過(guò)負(fù)荷,油面降低,變壓器溫度升高,油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。 
 ?。?)線路保護(hù) 
  線路保護(hù)根據(jù)電壓等級(jí)不同,電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式不同,輸電線路以及電纜或架空線長(zhǎng)度不同,分別有:相間短路、單相接地短路、單相接地、過(guò)負(fù)荷等。 
 ?。?)母線保護(hù) 
  發(fā)電廠和重要變電所的母線應(yīng)裝設(shè)專用母線保護(hù)。 
  (5)電力電容器保護(hù) 
  電力電容器有電容器內(nèi)部故障及其引出線短路,電容器組和斷路器之間連接線短路,電容器組中某一故障電容切除后引起的過(guò)電壓、電容器組過(guò)電壓,所連接的母線失壓。 
 ?。?)高壓電動(dòng)機(jī)保護(hù) 
  高壓電動(dòng)機(jī)有定子繞組相間短路、定子繞組單相接地、定子繞組過(guò)負(fù)荷、定子繞組低電壓、同步電動(dòng)機(jī)失步、同步電動(dòng)機(jī)失磁、同步電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)非同步?jīng)_擊電流。 

  6.微機(jī)保護(hù)裝置 

  1)微機(jī)保護(hù)的優(yōu)點(diǎn) 
 ?。?)可靠性高:一種微機(jī)保護(hù)單元可以完成多種保護(hù)與監(jiān)測(cè)功能。代替了多種保護(hù)繼電器和測(cè)量?jī)x表,簡(jiǎn)化了開(kāi)關(guān)柜與控制屏的接線,從而減少了相關(guān)設(shè)備的故障環(huán)節(jié),提高了可靠性。微機(jī)保護(hù)單元采用高集成度的芯片,軟件有自動(dòng)檢測(cè)與自動(dòng)糾錯(cuò)功能,也有提高了保護(hù)的可靠性。 
  (2)精度高,速度快,功能多。測(cè)量部分?jǐn)?shù)字化大大提高其精度。CPU速度提高可以使各種事件以m s來(lái)計(jì)時(shí),軟件功能的提高可以通過(guò)各種復(fù)雜的算法完成多種保護(hù)功能。 
 ?。?)靈活性大,通過(guò)軟件可以很方便的改變保護(hù)與控制特性,利用邏輯判斷實(shí)現(xiàn)各種互鎖,一種類型硬件利用不同軟件,可構(gòu)成不同類型的保護(hù)。 
 ?。?)維護(hù)調(diào)試方便,硬件種類少,線路統(tǒng)一,外部接線簡(jiǎn)單,大大減少了維護(hù)工作量,保護(hù)調(diào)試與整定利用輸入按鍵或上方計(jì)算機(jī)下傳來(lái)進(jìn)行,調(diào)試簡(jiǎn)單方便。 
  (5)經(jīng)濟(jì)性好,性能價(jià)格比高,由于微機(jī)保護(hù)的多功能性,使變配電站測(cè)量、控制與保護(hù)部分的綜合造價(jià)降低。高可靠性與高速度,可以減少停電時(shí)間,節(jié)省人力,提高了經(jīng)濟(jì)效益。 
  2)微機(jī)保護(hù)裝置的種類 
 ?。?)微機(jī)保護(hù)裝置共有四大類。 
 ?。?)線路保護(hù)裝置 
  微機(jī)線路保護(hù)裝置 微機(jī)電容保護(hù)裝置 微機(jī)方向線路保護(hù)裝置 
  微機(jī)零序距離線路保護(hù)裝置 微機(jī)橫差電流方向線路保護(hù)裝置 
 ?。?)主設(shè)備保護(hù)裝置 
  微機(jī)雙繞組變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置 微機(jī)三繞組變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置 
  微機(jī)變壓器后備保護(hù)裝置 微機(jī)發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)裝置 微機(jī)發(fā)電機(jī)后備保護(hù)裝置 
  微機(jī)發(fā)電機(jī)后備保護(hù)裝置 微機(jī)電動(dòng)機(jī)差動(dòng)保護(hù)裝置 微機(jī)電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置 
  微機(jī)廠(站)用變保護(hù)裝置 
  (4)測(cè)控裝置
  微機(jī)遙測(cè)遙控裝置 微機(jī)遙信遙控裝置 微機(jī)遙調(diào)裝置 微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置 
  微機(jī)備自投裝置 微機(jī)PT切換裝置 微機(jī)脈沖電度測(cè)量裝置 
  微機(jī)多功能變送測(cè)量裝置 微機(jī)解列裝置 
 ?。?)管理裝置單元 
  通信單元 管理單元 雙機(jī)管理單元 
  3)微機(jī)保護(hù)裝置功能 
  微機(jī)保護(hù)裝置的通用技術(shù)要求和指標(biāo)(工作環(huán)境、電源、技術(shù)參數(shù)、裝置結(jié)構(gòu))以及主要功能(保護(hù)性能指標(biāo)、主要保護(hù)功能、保護(hù)原理、定值與參數(shù)設(shè)定,以及外部接線端子與二次圖)詳見(jiàn)相關(guān)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)。 

  7. 220/380V低壓配電系統(tǒng)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) 

  1)220/380V低壓配電系統(tǒng)特點(diǎn) 
 ?。?)應(yīng)用范圍廣,現(xiàn)在工業(yè)與民用用電除礦井、醫(yī)療、危險(xiǎn)品庫(kù)等外,均為220/380V,所以應(yīng)用范圍非常廣泛。 
  (2)低壓配電系統(tǒng)一般均為T(mén)N—S,或TN—C—S系統(tǒng)。TN—C系統(tǒng)為三個(gè)相線(A、B、C)與一個(gè)中性線(N),N線在變壓器中性點(diǎn)接地或在建筑物進(jìn)戶處重復(fù)接地。輸電線為四根線,電纜為四芯,沒(méi)有保護(hù)地線(PE),少一根線。設(shè)備外殼,金屬導(dǎo)電部分保護(hù)接地接在中性線(N)上,稱為接零系統(tǒng),接零系統(tǒng)安全性較差,對(duì)電子設(shè)備干擾大,設(shè)計(jì)規(guī)范已規(guī)定不再采用。
  TN—S系統(tǒng)為三個(gè)相線,一個(gè)中性線(N)與一個(gè)保護(hù)地線(PE)。N線與PE線在變壓器中性點(diǎn)集中接地或在建筑物進(jìn)戶線處重復(fù)接地。輸電線為五根,電纜為五芯。中性線(N)與保護(hù)地線(PE)在接地點(diǎn)處連接在一起后,再不能有任何連接,因此中性線(N)也必須用絕緣線。中性線(N)引出后如果不用絕緣對(duì)地絕緣,或引出后又與保護(hù)地線有連接,雖然用了五根線,也為T(mén)N—C系統(tǒng),這一點(diǎn)應(yīng)特別引起注意。TN—S或TN—C—S系統(tǒng)安全性好,對(duì)電子設(shè)備干擾小,可以共用接地線(CPE),,采用等電位連接后安全性更好,干擾更小。所以設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定除特殊場(chǎng)所外,均采用TN—S或TN—C—S系統(tǒng)。 
 ?。?)220/380V低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)現(xiàn)在仍采用低壓斷路器或熔斷器。所以220/380V只有監(jiān)控沒(méi)有保護(hù)。監(jiān)控包括電流、電壓、電度、頻率、功率、功率因數(shù)、溫度等測(cè)量(遙測(cè)),開(kāi)關(guān)運(yùn)行狀態(tài),事故跳閘,報(bào)警與事故預(yù)告(過(guò)負(fù)荷、超溫等)報(bào)警(遙信)與電動(dòng)開(kāi)關(guān)遠(yuǎn)方合分閘操作(遙控)等三個(gè)內(nèi)容(簡(jiǎn)稱三遙),而沒(méi)有保護(hù)。 
  (4)220/380V低壓配電系統(tǒng)一次回路一般均為單母線或單母線分段,兩臺(tái)以上變壓器均為單母線分段,有幾臺(tái)變壓器就分幾段,這是因?yàn)橛脩糇冸娬咀儔浩饕话悴徊捎貌⒘羞\(yùn)行,這是為了減小短路電流,降低短路容量,否則,低壓斷路器的斷開(kāi)容量就要加大。 
 ?。?)220/380V低壓配電系統(tǒng)進(jìn)線、母聯(lián)、大負(fù)荷出線與低壓聯(lián)絡(luò)線因容量較大,一般一路(1個(gè)斷路器)占用一個(gè)低壓柜。根據(jù)供電負(fù)荷電流大小不同,一個(gè)低壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)有兩路出線(安裝兩個(gè)斷路器),四路出線(安裝四個(gè)斷路器),以及五、六、八與十路出線,不象高壓配電系統(tǒng)一個(gè)斷路器占用一個(gè)開(kāi)關(guān)柜。因此低壓監(jiān)控單元就要有用于一路、兩路或多路之分,設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)每個(gè)低壓開(kāi)關(guān)的出線回路數(shù)與低壓監(jiān)控單元的規(guī)格來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 
 ?。?)低壓斷路器除手動(dòng)操作外,還可以選用電動(dòng)操作。大容量低壓斷路器一般均有手動(dòng)與電動(dòng)操作,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選用帶遙控的低壓監(jiān)控單元,小容量低壓斷路器,設(shè)計(jì)時(shí),大多數(shù)都選用只有手動(dòng)操作的斷路器,這樣低壓監(jiān)控單元的遙控出口就可以不接線,或選用不帶遙控的低壓監(jiān)控單元。 
  2)220/380V低壓配電系統(tǒng)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 
 ?。?)220/380V低壓配電系統(tǒng)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)首先根據(jù)一次系統(tǒng)及用戶要求進(jìn)行遙測(cè)、遙信及遙控設(shè)計(jì)。 
 ?。?)測(cè)量回路設(shè)計(jì) 
  A 測(cè)量部分的二次接線與高壓一樣,電流回路串聯(lián)于電壓互感器二次回路,電壓回路并聯(lián)于電壓測(cè)量回路。由于220/380V低壓配電系統(tǒng)沒(méi)有電壓互感器,電壓測(cè)量可以直接接到220/380V母線上,和電度表電壓回路一樣一般可以不加熔斷器保護(hù),但柜內(nèi)接線應(yīng)盡量短,有條件時(shí)最好加熔斷器保護(hù),以便于檢修。 
  B 電度測(cè)量可選用自帶電源有脈沖輸出的脈沖電度表,對(duì)于有計(jì)算功率與電度功能的低壓監(jiān)控單元,只作為內(nèi)部計(jì)費(fèi)時(shí),可以不再選用脈沖電度表。 
  C 選用有顯示功能的低壓監(jiān)控單元,可以不再設(shè)計(jì)電流、電壓表,選用不帶顯示功能的低壓監(jiān)控單元時(shí)還應(yīng)設(shè)計(jì)電流或電壓表,不應(yīng)兩種都設(shè)計(jì)。 
 ?。?)信號(hào)回路設(shè)計(jì) 
  設(shè)計(jì)時(shí),低壓斷路器要增加一對(duì)常開(kāi)接點(diǎn)接到低壓監(jiān)控單元開(kāi)關(guān)狀態(tài)輸入端子上。有事故跳閘報(bào)警輸出接點(diǎn)的,再將其接到低壓監(jiān)控單元事故預(yù)告端子上。 
 ?。?)遙控回路設(shè)計(jì) 
  低壓監(jiān)控系統(tǒng)的遙控設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單,電動(dòng)操作的低壓斷路器都有一對(duì)合分閘按鈕,只要將低壓監(jiān)控單元合分閘輸出端子分別并在合分閘按鈕上即可,必要時(shí),可設(shè)計(jì)一個(gè)就地與遙控操作轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān),防止就地檢修開(kāi)關(guān)時(shí),遙控操作引起事故。 
  (5)供電電源與通信電纜設(shè)計(jì) 
  低壓監(jiān)控單元電源為交流220V供電,耗電量一般只有幾瓦,設(shè)計(jì)時(shí)將其電源由端子上引到一個(gè)220V/5A兩極低壓斷路器上,再引到開(kāi)關(guān)柜端子上,然后統(tǒng)一用KVV—3×1.0電纜集中引到低壓柜一路小容量出線上。需要時(shí)可加一個(gè)UPS電源。 
  通信電纜一般距離不超過(guò)200米可選用KVV—3×1.0普通屏蔽控制電纜,超過(guò)200米時(shí)應(yīng)選用屏蔽雙絞線(最好選帶護(hù)套型)或計(jì)算機(jī)用通信電纜。 

  8.變配電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

  1)系統(tǒng)組成 
  高壓采用微機(jī)保護(hù),低壓采用監(jiān)控單元,再用通信電纜將其與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)之后就可以組成一個(gè)現(xiàn)代化變配電站管理系統(tǒng)——變配電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。 
  2)變配電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容 
  A高壓微機(jī)保護(hù)單元(組屏或安裝在開(kāi)關(guān)柜上)選型及二次圖設(shè)計(jì)。 
  B低壓微機(jī)監(jiān)控單元(安裝在開(kāi)關(guān)柜上)選型及二次圖設(shè)計(jì)。 
  C管理計(jì)算機(jī)(放在值班室,無(wú)人值班時(shí)可放在動(dòng)力調(diào)度室)選型。 
  D模擬盤(pán)(放在值班室或調(diào)度室)設(shè)計(jì)。 
  E上位機(jī)(與工廠計(jì)算機(jī)或電力部門(mén)調(diào)度聯(lián)網(wǎng))聯(lián)網(wǎng)方案設(shè)計(jì)。 
  F通信電纜設(shè)計(jì)(包括管理計(jì)算機(jī)與上位機(jī))。 
  3)管理計(jì)算機(jī) 
  管理計(jì)算機(jī)可根據(jù)系統(tǒng)要求進(jìn)行配置。 
  4)模擬盤(pán) 
  用戶要求有模擬盤(pán)時(shí),可以設(shè)計(jì)模擬盤(pán),小系統(tǒng)可以用掛墻式,大系統(tǒng)用落地式,模擬盤(pán)尺寸根據(jù)供電系統(tǒng)一次圖及值班室面積來(lái)決定。模擬盤(pán)采用專用控制單元,將其通信電纜引到管理計(jì)算機(jī)處。模擬盤(pán)還需要一路交流220V電源,容量只有幾十瓦,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)與管理計(jì)算機(jī)電源一起考慮。 
  5)變配電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要功能 
  變配電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的管理計(jì)算機(jī)通過(guò)通信電纜與安裝在現(xiàn)場(chǎng)的所有微機(jī)保護(hù)與監(jiān)控單元進(jìn)行信息交換。管理計(jì)算機(jī)可以向下發(fā)送遙控操作命令與有關(guān)參數(shù)修改,隨時(shí)接受微機(jī)保護(hù)與監(jiān)控單元傳上來(lái)的遙測(cè)、遙信與事故信息。管理計(jì)算機(jī)就可通過(guò)對(duì)信息的處理,進(jìn)行存盤(pán)保存,通過(guò)記錄打印與畫(huà)面顯示,還可以對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行分析,通過(guò)遙信可以隨時(shí)發(fā)現(xiàn)與處理事故,減少事故停電時(shí)間,通過(guò)遙控可以合理調(diào)配負(fù)荷,實(shí)現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)行,從而為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理提供了必須的條件。 
  管理計(jì)算機(jī)軟件要標(biāo)準(zhǔn)化,操作要簡(jiǎn)單方便,人機(jī)界面好,組態(tài)方便,用戶使用與二次開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單,容易掌握。
  9.變配電站組成和安全要求
  變配電站是接受、變換和分配電能的環(huán)節(jié),是企、事業(yè)單位的動(dòng)力樞紐。變配電站一旦發(fā)生事故必將帶來(lái)重大損失。再者,變配電站裝有大量高壓設(shè)備和低壓設(shè)備,而且密集度很高,安全問(wèn)題比較特殊。因此,保證變配電站的安全運(yùn)行是十分重要的。  

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