电力系统识图

电力系统基本知识与系统识图2021年3月30日目录1.常用术语与含义2.常用图形符号、文字符号及用途、分类3.主接线4.二次接线5.防雷与接地6.电能质量（无功补偿）常用术语与含义1电力系统：由发电机、配电装置、升压和降压变电所、电力线路及电能用户所组成的统一整体，称为电力系统。发电厂与变电所的主要工作：生产和输送分配电能；根据负荷变化的要求，起动、调整和停止机组；对电路进行必要的切换；不断监视主要设备的工作；周期性的检查和维护主要设备；定期检修设备以及迅速消除发生的故障等。一次设备：直接生产和输配电能的设备称为一次设备。主要包括：发电机、变压器、断路器、隔离开关、自动空气开关、接触器、闸刀开关、母线、电力电缆、电抗器、避雷器、熔断器、电流互感器、电压互感器等等。常用术语与含义1二次设备：对一次设备的工作进线监察、测量、控制、保护的辅助设备称为二次设备。主要包括：仪表、继电器、自动控制设备、信号设备、控制电缆等等。1常用术语与含义电流(I)：是指一群电荷的流动[。电流的大小称为电流强度，是指单位时间内通过导线某一截面的电荷量，每秒通过一库仑的电量称为一“安培。（Ampere）。安培是国际单位制中的一种基本单位。电流表是专门测量电流的仪器。电压(V)：也称作电势差或电位差，是衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量。其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所作的功，电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。电压的国际单位制为伏特(V)1常用术语与含义电阻(R)：导电物体阻碍传导电流通过的能力。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种特性。导体的电阻通常用字母R表示，电阻的单位是欧姆（ohm），简称欧，符号是Ω。欧姆定理：R=U/I。R=ρL/S(ρ表示电阻的电阻率，是由其本身性质决定，L表示电阻的长度，S表示电阻的横截面积)。电阻的倒数称为电导，单位西门子(S)。电容(C)：是指在给定电位差下的电荷储藏量，记为C，国际单位是法拉（F）。一般来说，电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上，造成电荷的累积储存，储存的电荷量则称为电容。1常用术语与含义电感(L)：是闭合回路的一种属性。当线圈通过电流后，在线圈中形成磁场感应，感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。这种电流与线圈的相互作用关系称为电的感抗，也就是电感，单位是“亨利（H）”。磁场：对放入其中的磁体有磁力的作用的物质叫做磁场。磁场的基本特征是能对其中的运动电荷施加作用力，即通电导体在磁场中受到磁场的作用力。磁场对电流、对磁体的作用力或力距皆源于此。而现代理论则说明，磁力是电场力的相对论效应。1常用术语与含义功率(W)：是指物体在单位时间内所做的功，即功率是描述做功快慢的物理量。功的数量一定，时间越短，功率值就越大。电功率计算公式：P=W/t=UI，根据欧姆定律U=IR代入P=UI中还可以得到：P=I*IR=(U*U)/R。在动力学中：功率计算公式：P=W/t（平均功率）；P=Fvcosa（瞬时功率），力X速度功率因数(COSΦ）：在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S频率(Hz）：物质在1秒内完成周期性变化的次数叫做频率，常用f表示。交流电的频率是指它单位时间内周期性变化的次数，单位是赫兹（Hz），与周期成倒数关系。日常生活中的交流电的频率一般为50赫兹。1常用术语与含义电气间隙：不同电位的两个导电部件间最短的空间直线距离。爬电距离：不同电位的两个导电部件之间沿绝缘材料表面的最短距离。1常用术语与含义带电部件：在争吵使用中用来通电的导体或导电部件，包括中性导体，但不包括中性保护导体。裸露导电部件：电气设备的一种可触及的到店部件，它通常不带电，但在故障情况下可能带电。保护导体（PE）：为防止发生点击危险而与下列部件进行电气连接的一种导体，裸露导电部件、外部导电部件、主接地端子、接地电极、电源的接地点或人为的中性节点。1常用术语与含义中性导体（N）：与系统的中性点连接，并能够传输电能的一种导体。中性保护导体（PEN）：一种同时具有中性导体和保护导体功能的接地导体。对直接触电的防护：防止人体与带电部件产生危险接触的一种防护。对间接触电的防护：防止人体与裸露导电部件产生危险接触的一种防护。1常用术语与含义动稳定：短路电流、短路冲击电流通过导体时，相邻载流导体间将产生巨大的电动力，衡量电路及元件能否承受短路时最大电动力的这种能力，称作动稳定。热稳定：电流通过导体时，导体要产生热量，并且该热量与电流的平方成正比，当有短路电流通过导体时，将产生巨大的热量，由于短路时间很短，热量来不及向周围介质散发，衡量电路及元件在这很短的时间里，能否承受短路时巨大热量的能力为热稳定。1常用术语与含义短路电流：电力系统在运行中，相与相之间或相与地（或中性线）之间发生非正常连接（即短路）时流过的电流。其值可远远大于额定电流，并取决于短路点距电源的电气距离。例如，在发电机端发生短路时，流过发电机的短路电流最大瞬时值可达额定电流的10～15倍。大容量电力系统中，短路电流可达数万安。这会对电力系统的正常运行造成严重影响和后果。主要类型有：单相接地、两相接地、两相短路、三相短路。1常用术语与含义额定运行短路分断能力(Ics)：是指在一定的试验参数(电压、短路电流和功率因数)条件下，经一定的试验程序，能够接通、分断的短路电流，经此通断后，还要继续承载其额定电流的分断能力，它的试验程序为O—t（线上）CO—t(线上)CO。额定极限短路分断能力(Icu)：是指在一定的试验参数(电压、短路电流、功率因数)条件下，经一定的试验程序，能够接通、分断的短路电流，经此通断后，不再继续承载其额定电流的分断能力。它的试验程序为0—t(线上)CO(“O”为分断，t为间歇时间，一般为3min，“CO”表示接通后立即分断)。试检后要验证脱扣特性和工频耐压。1常用术语与含义短时耐受电流（Icw）：是指在一定的电压、短路电流、功率因数下，耐受0.05、0.1、0.25、0.5、1.0、4s而断路器不允许脱扣的能力，Icw是在短延时脱扣时，对断路器的电动稳定性和热稳定性的考核指标。工频耐压：是检验电气设备绝缘耐受工频电压作用的能力。一般在试验时，保持1min，在此时间内部发生击穿或表明闪络先下，则认为通过工频耐压试验。1常用术语与含义负荷等级：根据GB50052-95供配电系统设计规范》，负荷等级的划分标准如下：1.一级负荷：中断供电将造成人员伤亡的负荷；中断供电将在政治上、经济上造成重大损失的负荷；中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作的负荷。2.二级负荷：中断供电将在政治、经济上造成较大损失的负荷；中断供电将影响重要用电单位的正常工作的负荷。3.三级负荷：不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。1常用术语与含义电压等级分类：在我国电力系统中，把标称电压1kV及以下的交流电压等级定义为低压，把标称电压1kV以上、330kV以下的交流电压等级定义为高压，把标称电压330kV及以上、1000kV以下的交流电压等级定义为超高压，把标称电压1000kV及以上的交流电压等级定义为特高压，把标称电压±800kV以下的直流电压等级定义为高压直流，把标称电压±800kV及以上的直流电压等级定义为特高压直流。通常还有一个“中压”的名称，美国电气和电子工程师协会（IEEE）的标准文件中把2.4kV至69kV的电压等级称为中压，我国国家电网公司(SG)的规范性文件中把1kV以上至20kV的电压等级称为中压。2电路常见图形、文字符号：一次系统•文字符号:QF(DL)•图形符号：●断路器的作用：能断开或闭合电路中正常的工作电流，还能断开过负荷电流或短路电流●对高压断路器的基本要求a.工作可靠：在额定电压、额定电流及以下的工况下能长期运行b.足够的开断能力：能可靠的断开短路电流c.足够的热温度性和动稳定性：能承受短路电流的热效应和电动力而不致损坏d.尽可能短的切断时间（满足机械特性）2.1.1断路器2电路常见图形、文字符号：一次系统2.1.1断路器断路器的主要技术参数●额定电压：线电压●额定电流：断路器长期通过额定电流时，其各部分的发热温度不超过允许值。●动稳定电流：断路器在冲击短路电流作用下，承受点动力的能力。这个电流值的大小由导电及绝缘部分的机械强度所决定。●热稳定电流：断路器在某规定时间内（4s），允许通过的最大电流。它表明断路器承受短路电流热效应的能力。●额定开断电流：断路器在额定电压下能够正常开断的最大电流，它表明断路器能够正常开断最大短路电流的能力。●机械特性：分闸时间、合闸时间、分闸速度、合闸速度、行程、超程，接触电阻。2电路常见图形、文字符号：一次系统2.1.1断路器高压断路器的分类：按灭弧原理分：●油断路器SN2-10●真空断路器VD4-12,VS1-12，VBI，VM，●SF6断路器高压断路器的操作机构：●弹簧式操动机构：CT8,CT10,CT17,CT19●电磁式操动机构:CDII-10●永磁式操动机构:●液压式操动机构●手操式操动机构●电动机式操动机构2电路常见图形、文字符号：一次系统2.1.2隔离开关文字符号：QS；图形符号：●隔离开关的用途：在电路中造成一个可靠的断开点，隔离高压电源。用于检修或倒闸操作。隔离开关没有专门的灭弧装置，不能带负荷分隔离开关。●倒闸顺序：与断路器配合使用，合闸：先合隔离开关，再合断路器；分闸：先分断路器，再分隔离开关。●技术参数：额定电压、额定电流、开断能力●常用型号：HD11、HD13、HS13；GN19、GN30文字符号：QL；图形符号：2电路常见图形、文字符号：一次系统2.1.3负荷开关●负荷开关的作用：负荷开关有简单的灭弧装置，能开断正常的负荷电流或规定范围内的过负荷电流，但不能切断短路电流。负荷开关还可以用来接通或切断空载变压器、空载线路或电力电容器组。●技术参数：额定电压、额定电流、断流能力●分类：固定产气式、压气式负荷开关（高压环网柜）真空负荷开关SF6负荷开关●用途：线路、环网柜文字符号：FU；图形符号：2电路常见图形、文字符号：一次系统2.1.4熔断器●作用：电路中的一种保护电器，当通过短路电流或长期过负荷电流是将自行熔断，以保护该电路中的电气设备。主要用于小容量电网中。●技术参数：额定电压、额定电流、开断能力文字符号：TV；图形符号：2电路常见图形、文字符号：一次系统2.1.5电压互感器●作用：把电力系统中的高电压按比例变成低电压，以满足测量仪表、继电保护和自动装置的需要。●技术参数：额定电压、变比、准确级、输出容量●电压互感器的极性●电压互感器的接线方式：a.单电压互感器b.V/V联接c.星形-有中性点引出的星形联接d.两绕组为有中性点引出的星形接线方式且中性点接地，第三绕组为开口三角形联接2.2基本知识：电路常见图形、文字符号2.1.5电压互感器•a.单绕组互感器b.V/V联接c.星形-有中性点引出的星形联接2基本知识：电路常见图形、文字符号2.1.5电压互感器•d.两绕组为有中性点引出的星形接线方式且中性点接地，第三绕组为开口三角形联接2电路常见图形、文字符号：一次系统2.1.5电压互感器•V/V接线一般用于小型配电所。•Yo/Y/υ接线用于较大型变、配电所。可利用绝缘监视继电器发出接地预告信号（零序电压超过一定值）；当向交流操作的保护装置和自动装置供电时，二次侧宜通过击穿保险接地。•电压互感器的二次接线不能低于1.5mm2铜芯导线。当作为供电公司计量用接线一般采用单芯4mm2铜芯导线。2电路常见图形、文字符号：一次系统2.1.6电流互感器•文字符号：TA•图形符号：•作用：把电力系统中高电压大电流按比例变换成低电压和小电流，以满足测量仪表、继电保护和自动装置