《电力系统与高电压技术》.docx

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《电力系统与高电压技术》

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课题一电力系统基本知识

一、电力系统运行的基本要求

1、保证供电的可靠性

一类负荷、二类负荷、三类负荷（按可靠性要求不同分）

2、保证良好的电能质量

电压、频率、波形三个技术指标

3、保证电力系统运行的经济性

燃料消耗、厂用电率、线损率三个考核指标

4、最大限度地满足用户的用电需要

二、电力网的接线方式

1、开式电力网

从单方向得到电能的电力网，具有投资少，结构简单，但供电可靠性比较低。

2、闭式电力网

可从两个及以上方向得到电能的电力网，具有供电可靠性高，但投资大，结构较复杂。

可从两个及以上方向得到电能的电力网，具有供电可靠性高，但投资大，结构较复杂。

三、电力系统负荷

1、分类

综合用电负荷、供电负荷、发电负荷

2、负荷曲线

是指某一段时间内负荷随时间变化的曲线

（1）日负荷曲线

表示负荷在一天内各时间的变化

（2）年最大负荷曲线

表示一年内电网最大负荷的变化规律

（3）年持续负荷曲线

四、电力系统中性点的接地方式

1、分类

中性点直接接地和中性点不接地系统

2、中性点不同接地方式的特点

（1）中性点直接接地系统

优点：

安全性好，经济性好。

缺点为：

可靠性差。

（2）中性点不接地系统

优点：

可靠性好。

缺点为：

经济性差。

3、中性点不接地系统单相接地电流的分析单相接地时，在接地点流过电流为正常时每相对地电容电流的3倍。

课题二电力系统的经济运行与稳定运行

一、降低电力网线损的技术措施

1、改善电网中的功率分布

（1）提高用户的功率因数减少线路输送的无功功率

1）合理选择异步电动机和变压器的容量

2）有条件可采用同步电动机代替异步电动机

（2）在用户端安装并联电容补偿装置减少通过线路和变压器传输的无功功率，减少电能损耗和电压损耗。

（3）在闭式电网中实行功率的经济分布

2、合理组织电力网的运行方式

（1）适当提高电力网的运行电压

（2）合理组织变压器的运行

3、对原有电网进行改造

（1）采用升压改造

（2）简化网络结构，减少变电层次

（3）更换大截面导线

二、静态稳定

电力系统在某个运行方式下受到微小的干扰后能独立地回到原来的运行状态。

三、暂态稳定

电力系统正常运行时，受到一个大的干扰后，能从原来的运行状态过渡到新的运行状态，并在新的运行状态下稳定地工作。

四、提高电力系统稳定运行的措施

（一）提高电力系统静态稳定的措施

1、减少系统各元件的感抗

（1）采用分裂导线

（2）采用串联电容补偿

（3）采用高一级的电压等级输电

2、采用自动调节励磁装置

3、提高并稳定系统运行电压水平

（二）提高暂态稳定的措施

1、快速切除短路故障

2、采用自动重合闸

3、采用联锁切机

4、快速关闭汽门

5、电气制动

6、正确选择系统运行方式

7、尽量减少系统稳定破坏带来的损失和影响

课题三变电所电气设备试验

一、电气试验的基本知识

1、目的：

通过电气试验，反映出电气设备的各项性能情况，以便作出正确处理，保证电气设备正常安全运行。

2、试验分类

（1）绝缘试验

反映电气设备绝缘方面的性能

绝缘缺陷：

集中性缺陷、分布性缺陷

试验分类：

非破坏试验、破坏性试验

先做非破坏性试验，合格后，再做破坏性试验。

（2）特性试验

绝缘试验以外的试验称为特性试验，表征电气设备的电气和机械的某些特性，不同电气设备有各自的特性试验。

3、对试验结果的判断分析试验结果的判断分析应有同一温度下比较

（1）与规定值比较

（2）与历次试验数据比较

（3）与同类、同组不同相设备数据比较

二、变压器试验

1、绝缘电阻、吸收比及极化指数

绝缘电阻：

R60

吸收比：

极化指数：

2、泄漏电流试验

3、tgδ试验

4、工频耐压试验

5、直流电阻试验

6、变比试验（联结组别试验）

7、全电压空载合闸试验

8、局放试验

9、频响绕组变形试验

10、套管试验

（1）绝缘电阻试验

（2）tgδ试验

（3）油色谱试验

三、断路器试验

1、绝缘电阻

2、泄漏电流试验（少油断路器）

3、tgδ试验（多油断路器）

4、工频耐压试验

5、测量导电回路电阻试验

6、断路器动作特性试验

包括固有分、合闸时间及同期差，分、合闸速度

7、操作机构试验

（1）直流电阻试验

（2）绝缘电阻试验

（3）最低动作电压试验

三、避雷器试验（氧化锌避雷器）

1、绝缘电阻

2、直流1mA电压（U1mA）及0.75U1mA下

的泄漏电流

3、运行电压下的交流泄漏电流

课题四变电所过电压保护

一、避雷针

（一）结构原理

接闪器、接地引下线、接地体

（二）保护范围

1、单支避雷针的保护范围

当hx≥0.5h时，rx=（h-hx）

当hx＜0.5h时，rx=（1.5h-2hx）

例：

有一储油罐高5m，直径为3m，

在离储油罐5m处架设一支8m高避雷针，

问该避雷针能否保护储油罐，若不能应如何改进？

二、避雷器

（一）阀型避雷器

1、结构

火花间隙，阀片电阻（非线性）

2、工作原理

（1）系统正常时，火花间隙将阀片与母线隔离

（2）侵入波来临时，火花间隙击穿，雷电流通过阀片入地，残压不高。

（3）侵入波消失后，有工频续流存在，由于工频续流远小于雷电流，阀片电阻变大，使工频续流在第一次过零点熄灭，系统恢复正常。

（二）氧化锌避雷器

1、结构

氧化锌阀片，具有优良的非线性。

2、工作原理

（1）正常时，R→∞

（2）侵入波来临时，R→0

（3）侵入波消失时，R→∞

3、特点

（1）没有间隙，没有工频续流，结构简单，体积小

（2）易于保护设备绝缘配合

（3）可承受多重雷击

（4）可降低电气设备所承受的过电压

（5）可限制内部过电压

（6）易于制成直流避雷器

（7）是SF6组合电器中的理想保护设备

正常工作时，有一定的泄漏电流渡过阀片，需装设在线监测装置。

三、防雷接地

（一）冲击接地电阻特点

1、火花效应

R冲↓

2、电感效应

R冲↑

（二）接地体间屏蔽效应

三、发电厂、变电所的防雷保护

（一）发电厂、变电所的直击雷保护

1、直击雷保护

（1）所有被保护物应处于避雷针（线）的

保护范围内

（2）雷击避雷针（线）后，不反击

2、防止反击的措施

SK=0.3R冲+0.1h一般SK≥5m

Sd=0.3R冲一般Sd≥3m

3、避雷针安装方式

（1）构架避雷针

110KV及以上采用（不反击），

要求：

构架避雷针与接地主网连接，并增设辅助接地装置，L≥15m。

（2）独立避雷针

35KV及以下采用（避免反击），

要求：

应有独立的接地装置，且接地电阻不宜超过10Ω，当超过10Ω时可以与接地主网相连，L≥15m。

（3）注意点

1）变压器门型构架、发电厂房上不安装避雷针

2）避雷针与道路距离不宜小于3m，否则应采取均压措施

3）严禁在避雷针及构架上装设未采取保护的低压线

四、发电厂、变电所的侵入波保护

（一）采用避雷器保护

1、应绝缘配合良好

2、满足最大允许电气距离

UB=UC5+2αL/V

例：

UC5=260KVUj=478KVα=450KV/μS

若L=60m，问变压器是否会损坏？

（二）采用变电所进线段保护

1、作用

降低侵入波的幅值和陡度

2、典型接线及各元件的作用

（1）进线段保护的作用

降低侵入波的幅值和陡度

（2）避雷器1

保护变电所内电气设备免受侵入波的破坏

（3）避雷器2

保护处于开路状态的开关

开路时，可靠动作

闭路时，不动作

（4）避雷器3

对冲击绝缘水平特别高的线路需要装设，保证流过避雷器雷电流的幅值小于5KA。