变电站继电保护培训

变电站、继电保护基础知识

培训资料

二零一二二月

第一章变电站基础知识

1. 电力系统概述：

1.1 电力系统定义：

电力系统是电能生产、变换、输送、分配、消费的各种设备按照一定的技术和经济要求有机组成的一个统一系统的总称。简言之，电力系统是由发电机、变压器、输电线路、用电设备组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。

1.2 电力系统的构成

动力系统是由锅炉（反应堆）、汽轮机（水轮机）、发电机等生产电能的设备，变压器、输电线路等变换、输送、分配电能的设备，电动机、电热电炉、家用电器、照明等各种消耗电能的设备以及测量、保护、控制乃至能量管理系统所组成的统一整体。

煤

1.3电力系统的电压等级 1.3.1 额定电压等级

我国国家标准规定的部分标准电压（额定电压）如下表：

T

+5%

-5%

通常取线路始末电压的算术平均值作为用电设备以及电力网的额定电压。

由于用电设备的允许电压偏移为±5%，而延线路的电压降落一般为10%，这就要求线路始端电压为额定值的105%，以保证末端电压不低于95%。发电机往往接于线路始端，因此发电机的额定电压为线路的105%。通常，6.3KV 多用于50MW 及以下的发电机；10.5KV

用于25~100MW的发电机；13.8KV用于125MW的汽轮发电机和72.5MW 的水轮发电机；15.75KV用于200MW的汽轮发电机和225MW的水轮发电机；18KV用于300MW的汽轮发电机。

变压器的一次额定电压：升压变压器一般与发电机直接相连，故与发电机相同，见表中有“*”降压变压器相当于用电设备，故与线路相同。

变压器的二次额定电压：考虑到变压器内部的电压降落一般为5%，故比线路高5%~10%。只有漏抗很小的、二次测线路较短和电压特别高的变压器，采用5%。

习惯上把1KV以上的电气设备称为高压设备反之为低压设备。

1.3.2 电压等级的使用范围：

500、330、220KV多半用于大电力系统的主干线；110KV既用于中小电力系统的主干线，也用于大电力系统的二次网络；35、10KV既用于大城市或大工业企业内部网络，也广泛用于农村网络。大功率电动机用3、6、10KV，小功率电动机用220、380V；照明用220、380V。

1.4电力系统中性点的运行方式

1.4.1 中性点非直接接地系统

小电流接地系统，也称小接地短路电流系统。

供电可靠性高，但对绝缘水平要求高。电压等级较高的系统，绝缘费用在设备总价格中占相当大比重，故多用于60KV级以下的系统。

当 3~6KV网络接地电流﹤30A

10KV网络接地电流﹤20A

35~60KV网络接地电流﹤10A采用中性点不接地运行方式

反之，采用中性点经消弧线圈接地方式。

1.4.2 中性点直接接地系统：

大电流接地系统，也称大接地短路电流系统。

单相接地需跳闸，但对绝缘水平要求不高。110KV及以上系统采用。

1.5 电力系统工程学科

1.5.1电力系统理论

以电路、电磁场、电机理论为基础。

1.5.2输配电技术

超高压输电线路、远距离交直流输电系统，以及提高输电线路输送能力等方面的问题。

1.5.3电力系统规划

稳态运行分析、暂态过程分析、安全性分析、电能质量管理、运行方式优化

1.5.4 电力系统保护

故障分析、元件保护、线路保护、系统性故障保护和过电压及其防护。

1.5.5电力系统控制

数据采集、变量调节、电能质量控制、运行优化控制、能量管理系统。

《电力系统稳态分析》：电力系统得基本知识、电力系统中各元件的特性和数学模型、电力系统正常运行状况的分析和计算、电力系统的运行调试和优化。

《电力系统暂态分析》：电磁暂态过程（故障分析）、机电暂态过程（稳定性分析）

《发电厂电气设备》、《发电厂及变电站二次回路》、《继电保护》、《自动装置原理》、《电力系统运行技术》、《高电压技术》

2. 变电站基础

2.1 定义：

电力网中的线路连接点，用于交换电压、交换功率和汇集、分配电能的设施。

2.2 分类：

根据变电站在系统中的地位和作用可分为以下几类：◇枢纽变电站：在系统处于枢纽地位，一般为500或330KV。全所停电，引起系统解列或瘫痪。

◇中间变电站：一般设在高压和超高压主要环线线路或系统主要干线的接口处，起中间环节作用，电压为

220~330KV。全所停电，引起区域网解列。

◇地区变电站：主要给所属地区供电，电压一般为

110~220KV。全所停电，引起所属地区停电。

◇企业变电站：工矿企业专用变电站，电压一般为110KV，中大企业多为220KV。全所停电，引起该企业停电。

◇终端变电站：在输电线路的终端，直接向用户供电，电压多为110KV。全所停电，引起用户停电。

◇开关站：无变压器，只起汇集、分配电能的作用，电压为10KV。

它主要包括一次设备和二次设备。

2.3 一次设备：

2.3.1 定义和分类：

通常把生产、输送、变换电压、分配电能的设备称为一次设备。

分类：

◇生产和变换电能的设备：发电机、变压器、电动机。

◇接通和断开电路的开关设备：断路器、隔离开关、熔断器、接触器等。

◇限制短路电流或防御过电压的设备：电抗器、避雷器。

◇接地装置

◇载流导体：母线、电缆、架空线路。

◇补偿装置：调相机、静止补偿器、电容器、并联电抗器。

◇仪用互感器：电流互感器、电压互感器