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1、电力系统基础知识SNP-2000综合自动化系统培训讲座上海南自电力自动化系统有限公司 Leebiner 2006-6-14第一部分第一部分 电力系统基础知识电力系统基础知识电力系统传输示意图通讯服务器通讯服务器数据采集和传输数据采集和传输发电领域的几个概念发电厂类型：火(热)电、水电、风电、核电发电机容量：3000KW80万KW发电机机端电压：6kV，10kV同期的概念：同相位、同幅值、同频率发电机指挥信号：主要用来让电气主控室跟汽机房互相联系的信号发电机保护：差动、后备、转子输电领域的几个概念直流输电、交流输电超高压输电中的距离保护高电压的远程输电分为以下的电压等级：750kV、500kV、

2、330kV、220kV、110kV。在城市内（及周边）一般以110kV变电站居多，变压器为两线圈变压器，变比为110kV比10kV。在市郊是220kV变电站，变压器为三线圈变压器，变比为220kV比110kV/10kV。以10kV电压做为各个馈线送出到各条10kV线路。10kV线路再通过配电变压器降到380V，（线电压380V，相电压220V）输送到厂矿、机关、居民住宅。变电领域的几个概念变压器类型：两卷变、三卷变变压器容量：10000kVA以上单列运行 6000kVA以上并列运行有载调压、无载调压差动保护、后备保护励磁涌流、二次谐波电力系统的特点即时发电,即时使用,电能不能大量存储采用高压输

3、电,电压等级10kV-550kV正常和故障状态的过渡过程非常短暂,以光速传播电力系统的地区性特点较强继电保护装置作用的对象高压开关柜继电保护装置一般是作为高压开关柜的一个元器件安装在高压开关柜上为什么采用高压输电?电网传输功率P=U*I,电压等级越高,高压传输线中的电流越小;传输线消耗功率P=I*I*R,传输线中的电流越小,线损越低;开关柜的用途采用高压输电时,由于电压等级高,在断开一条带负载的线路时,会产生电弧;电弧是空气被高压电离而产生的;电弧是导电的所以必须使用一种特殊的开关来断开高电压等级的线路开关柜的灭弧原理真空灭弧-真空断路器,一般用在10kV以下电压等级SF6灭弧-SF6断路器,

4、一般用在35kV电压等级多油断路器、少油断路器什么时候切除高压线路？线路检修设备安装降低线路负载 以上都是人为的，有计划性的切除线路故障时切除线路 不定时，随时随地的，因为故障是不确定的所以需要一种自动化的切除装置，这就是继电保护装置电力系统的几个概念中性点不接地系统：包括中性点不接地、经消弧线圈接地、经高阻接地 主要使用在35kV以下系统 优点：提高供电可靠性 缺点：投资增加中性点接地系统：包括中性点直接接地、经低阻接地 主要使用在110kV以上系统 优点：不会增加投资 中性点不接地系统aVa2VVN123TC1C2C3vT1vT3vT2ICTCBAABC1、接地相电压降为0，非接地相电压升

5、高到线电压，但角度变化30度；2、在故障线路上的零序电流是全系统非故障元件对地电容电流之和，且零序功率方向由线路流向母线，与非故障元件的零序功率 方向 相反；3、单相接地时容性电流的经验计算公式（单位：A，kV，km）架空线：IcUL/350;电缆线：IcUL/10;中性点直接接地系统aVa2VVN123TC1C2C3vT1vT3vT2ICTCBA优点：系统的绝缘标准按相电压设计，降低了投资；缺点：单相接地时即形成单相短路，且单相短路时短路电流很大，影 响了供电的可靠性；常用一次设备图形电压互感器的特点 1、一次绕组与高压电路并联。2、二次绕组不允许短路（短路电流烧毁 PT）,装有熔断器。3、

6、二次绕组有一点直接接地。4、接线形式有：单相接线、V-V接线、Y-Y接线、Y0/Y0/接线。电压互感器接法接线形式有：单相接线、V-V接线、Y-Y接线、Y0/Y0/接线。电压互感器接线注意点 1）电压互感器的二次侧在工作时不能短路。在正常工作时，其二次侧的电流很小，近于开路状态，当二次侧短路时，其电流很大（二次侧阻抗很小）将烧毁设备。2）电压互感器的二次侧必须有一端接地，防止一、二次侧击穿时，高压窜入二次侧，危及人身和设备安全。3）电压互感器接线时，应注意一、二次侧接线端子的极性。以保证测量的准确性。4）电压互感器的一、二次侧通常都应装设熔丝作为短路保护，同时一次侧应装设隔离开关作为安全检修用

7、。5）一次侧并接在线路中 电流互感器的特点 1、一次绕组与高压电路串联。2、二次绕组不允许开路（开路将产生高电压，危及人身安全），且近似于短路工作状态。3、有保护型和测量型的CT，保护CT的10P20表示在20倍额定电流范围内，该保护CT能保证线性误差在10以内。4、接线形式有：单相接线、星形接线（三相CT）、不完全星形接线（两相CT）。电流、电压互感器的一次接法电压互感器相当于一个衡压电压互感器相当于一个衡压源，所以二次侧不允许短路源，所以二次侧不允许短路电流互感器相当于一个衡流电流互感器相当于一个衡流源，所以二次侧不允许开路源，所以二次侧不允许开路方向保护的产生QF2QF1QF4QF3d在

8、双侧电源的情况下，图中在双侧电源的情况下，图中d点短路，点短路，QF2和和QF3跳闸，跳闸，QF1和和QF4不应该动作；不应该动作；QF2和和QF3：短路电流由母线流向线路；短路电流由母线流向线路；QF1和和QF4：短路电流由线路流向母线；短路电流由线路流向母线；方向保护的产生QF2QF1QF4QF3在双侧电源的情况下，图中在双侧电源的情况下，图中d点短路，点短路，QF1跳闸，跳闸，QF2、QF3和和QF4不应该动作；不应该动作；其中其中QF3和和QF1构成后备保护的关系，所构成后备保护的关系，所以以QF3也不应该误动，也不应该误动，QF3通过定值躲开通过定值躲开QF1处的短路电流处的短路电流

9、方向保护的原理UbcUaIaUcUb1、电力系统短路时，一般都是表 现出一个感性短路功率；（或者也可以说电流由母线流向线路时）2、当在正方向出口附近发生短路时，短路的相电压下降至接近0或者数值很小，所以一般都采用90度接线方式，用来增加保护的灵敏性；3、为了保证动作的可靠性，动作区选择(a-90度)至(a+90度)，a是最大灵敏角；UbcUaIa动作区不动作区90度a第二部分第二部分 继电保护装置的结构及原理继电保护装置的结构及原理微机综保装置的结构组成微机综保装置的简化结构E2PROMCPURAMAI(模拟量输入)DI(数字量输入)按键液晶显示指示灯通讯DO(数字量输出)CPU（中央处理单元

10、）八位单片机十六位单片机双CPU结构 保护CPU 通讯CPUDSP（digital signal processor）芯片E2PROM存放定值及事件记录DI（数字量输入）只有两种状态的输入 例如：开关分合状态（或分或合）刀闸位置状态（或分或合）弹簧储能情况（或储能或未储能）远方/就地信号（或远方或就地）AI（模拟量输入）具有连续输入状态的电气量 例如：保护电流 测量电流 三相电压 变压器温度 DO（继电器输出）保护跳闸输出遥控合闸输出遥控跳闸输出重合闸输出预告信号输出事故信号输出通讯232通讯（共模信号，最长传输15米）485通讯（差模信号，最长传输1200米）CAN通讯（传输距离跟波特率有关

11、）以太网通讯第三部分第三部分 SNP-2000继电保护装置继电保护装置分类及主要功能分类及主要功能SNP-2000正视图及背板接线图脉冲口通信接口以太网口一次系统跟综保装置的连接图关开开量入路电回流路回电压上海南自电力自动化系统有限公司批 准校 核变电站综合自动化装置SNP-2313 线路保护测控装置接线原理图A0版 本第 页共 页图 号遥控跳闸继电器出口备用出口备用出口检同期出口备用出口重合闸保护跳闸遥控合闸审 核设 计8KF16F15F14F127KF13F11F4F2SNP-2313F1X远方就地信号公共端备用遥信量手动合闸信号B14B13B12手动分闸信号备用遥信量备用遥信量闭锁重合闸

12、备用遥信量B8B10B11B9B7B6B5C3WVcWVnWVlSNP-2313B3B4X零序电压C42TAa2TAb2TAc1TAc1TAa1TAbWVaWVbD9C9母线电压保护电流C2C1D11C11D10C10测量电流D8C8D7C7XSNP-2313D1D2D4D3C12D12零序电流B16备用遥信量F5F74KF6F8F9F105KF36K1K2K3K开关柜操作机构XSNP-2313E5E4E6F2F4E9E3F8F6F1F3E7E8F7F5合闸回路跳闸回路控制电源防跳继电器手动合闸遥控合闸跳位监视重合闸小型断路器合位监视手动分闸跳闸保持遥控分闸合闸指示保护跳闸分闸指示HGHR母线

13、QF2TA1TA3TA3TA断断通分合断断通通断断手动跳闸接 点公共位置LW12-16Z/4.0331.2(2SA)遥控通断通断断通LW12-16/4.5711.3(1SA)就地就地位接 点遥控位通断断手动合闸远方就地信号(B11)遥控位（定位型）就地位手动跳闸手动合闸发手动合闸信号(B12)发手动跳闸信号(B10)（自复位型）电能量脉冲2脉冲公共端脉冲口电能量脉冲1SNP-2313事故信号预告信号信号出口信号公共端E12E11E10X工作电源XSNP-2313XE1E2-220V+220VA2A3A4SNP-2313A1485A485BCANH通讯接CANL口A7A6A5备用遥信量备用遥信量

14、备用遥信量SNP-2000系列保护装置变电站保护系列6种变压器保护系统6种电动机保护系统4种发电机保护系列4种SNP-2000变电站保护系列SNP-2313线路保护测控装置SNP-2315母联保护测控装置SNP-2331电容器保护测控装置SNP-2305母线监视及PT并列装置SNP-2361备自投母联保护测控装置SNP-2361B进线备自投装置SNP-2313线路保护装置功能三相/两相三段式方向电流保护（速断、限时速断、过流）三相三次重合闸(检无压，检同期，不检)，重合次数可设定，带后加速功能 零序电压闭锁方向零序过流保护（报警，可选择跳闸）具有小电流接地选线功能 低电压保护 低压闭锁、滑差闭

15、锁的低频减载保护 过负荷告警 线路保护的选择配置（SNP-2313）一般情况：三段式保护 零序过流告警/跳闸 重合闸（架空出线）双侧电源：方向保护110kV及其以上电压等级：短线路：光纤纵差保护 长线路：距离保护（阻抗保护）SNP-2331电容器保护装置功能二段式电流保护（限时速断、过流）过电压保护低电压保护不平衡电压保护不平衡电流保护控制回路断线报警SNP-2305母监及PT并列装置I段/II段母线接地告警 I段/II段PT断线告警I段/II段PT失压告警PT并列SNP-2361备自投母联保护装置母联电流保护（限时速断、过流）母联控制回路断线报警四种方式备自投 SNP-2361B进线备自投装

16、置专门为双进线设计的备自投可以设置主备供电方式，带自恢复功能 SNP-2000变压器保护系列SNP-2316配电变保护测控装置SNP-2321三卷变差动保护测控装置SNP-2322两卷变差动保护测控装置SNP-2323变压器低后备保护测控装置SNP-2324变压器高后备保护测控装置SNP-2326变压器公共测控装置SNP-2316配电变保护装置功能三/两相三段式复合电压闭锁电流保护（速断、限时速断、过流），带后加速功能 零序电压闭锁方向零序过流保护（报警,可选择跳闸）具有小电流接地选线功能 低压闭锁、滑差闭锁的低频减载保护 过负荷告警 非电量保护（重瓦斯、轻瓦斯、压力释放、温度过高、温度升高）

17、SNP-2322变压器差动保护装置差动速断保护 比率差动保护 二次谐波制动的差动保护 CT断线报警及闭锁差动 非电量保护（本体重瓦、有载调压重瓦、本体轻瓦、有载调压轻瓦、压力释放、温度过高、温度升高、油位高、油位低）SNP-2323变压器后备保护装置二段式复合电压闭锁方向过流保护（限时速断，过流）三段式零序电压闭锁方向零序过流保护 间隙零序保护零序过电压保护过负荷告警过负荷启动通风 SNP-2326变压器公共测控装置测量所用变的电流、电压 测量2台主变的温度监视2台主变的档位同时对2台主变实行有载调压变压器保护的选择配置大容量变压器：定义：单独运行的容量10000kVA以上 并列运行的容量63

18、00kVA以上 配置：SNP-2322/SNP-2321（差动）SNP-2323、SNP-2324（后备）SNP-2326（公共测控）小容量变压器（配电变）：定义：容量10000kVA以下，且过流保护时限大于0.5S 配置：SNP-2316 SNP-2000电动机保护测控系列SNP-2371异步电动机保护测控装置SNP-2372异步电动机差动保护测控装置SNP-2373同步电动机保护测控装置SNP-2374同步电动机差动保护测控装置SNP-2371电动机保护装置功能二段式定时限/反时限过流保护 二段式定时限/反时限负序过流保护 堵转保护 过负荷告警 低电压、过电压保护 零序过流保护（报警可选择

19、跳闸）零序过压保护（报警可选择跳闸）过热保护 非电量保护（温度过高、温度升高）SNP-2372电动机差动保护装置差动速断保护 比率差动保护 CT断线报警及闭锁差动 5路非电量保护速断保护反时限过流保护 过负荷告警 低电压、过电压保护 零序过流保护（报警可选择跳闸）零序过压保护（报警可选择跳闸）过热保护 SNP-2373电动机差动保护装置二段式定时限/反时限过流保护 堵转保护 过负荷告警 低电压保护 定子接地保护 失步保护失磁保护低周减载与低周解列 启动时间过长保护5路非电量保护SNP-2374电动机差动保护装置差动速断保护 比率差动保护 CT断线报警及闭锁差动 5路非电量保护速断保护反时限过流

20、保护 过负荷告警 低电压、过电压保护 失步保护零序过流保护（报警可选择跳闸）零序过压保护（报警可选择跳闸）异步电动机保护的选择配置大容量电动机：定义：容量2000kW以上 配置：SNP-2372（带差动）小容量电动机：定义：容量2000kW以下 配置：SNP-2371 同步电动机保护的选择配置大容量电动机：定义：容量2000kW以上 配置：SNP-2374（带差动）小容量电动机：定义：容量2000kW以下 配置：SNP-2373 SNP-2000发电机保护系列SNP-2380发电机转子接地保护测控装置SNP-2381发变组差动保护测控装置SNP-2382发电机差动保护测控装置SNP-2383发

21、电机后备保护测控装置SNP-2380发电机转子接地保护转子一点接地告警转子两点接地保护励磁低压保护SNP-2382发电机差动保护装置差动速断保护 比率差动保护 CT断线报警及闭锁差动 SNP-2383发电机后备保护装置低阻抗保护 复合电压起动过流保护失磁保护定子过负荷保护 转子过负荷保护 定子负序反时限及定时限过流保护过电压保护 高频、低频保护PT断线告警第三部分第三部分 SNP-2000后台监控系统的构成后台监控系统的构成SNP-2000自动化系统的构成站内一次设备保护、信息采集及监视控制间隔层间隔层站内智能设备互联通信层通信层智能规约转换及数据信息转发 变电站层变电站层RS232MODEM

22、调度RS485计量屏内部总线RS485线路保护屏RS485智能直流屏变压器保护屏模拟屏当地监控主机电容器保护测控装置线路保护测控装置变压器保护测控装置RS485网络SNP-2000典型监控系统组成图全厂MIS 系统平台路由器总工监控工作站双机热备SCADA监控系统服务器备用服务器工作站网络交换机 多串口通讯服务器1多串口通讯服务器2模拟屏工业MODEM远方调度端100M以太网总线直流屏485总线数字式电度表保护屏屏内总线485总线分散安装的保护测控装置485总线 SNP-2000较大监控系统组成图较大监控系统组成图SNP-2000监控系统运行环境操作系统 服务器端 Windows NT/200

23、0 客户端Windows 98/NT/2000数据库系统 Microsoft SQL Server Microsoft AccessSNP-2000监控系统主要功能 SCADA功能 数据采集 数据处理和统计 远方控制 异常事故告警 图形画面制作显示 报表生成打印 用户管理SNP-2000监控系统技术特点网络化设计基于RS485、CAN总线通信的可靠连接功能模块分解、组合、创建引擎 商用数据库和实时数据库协调工作面向对象的设备图形管理系统面向设备运行状态的动态图形组态支持独具特色的通信管理，规约在线配置，即插即用灵活的数据模型设计，无规模限制低硬件配置需求，高系统性能SNP-2000监控系统技术

24、特点软件工程管理系统功能模块增加及软件扩充始终保持对原版本的前向兼容 软件始终保持唯一一套版本，系统升级时对原系统的各种资源，包括硬件、软件（如数据库、画面、报表等等），均可直接使用，避免重复投资和重复劳动专业维护队伍永久免费升级SNP-2000监控系统的特点 保护功能完全不依赖通信网，即使通讯网完全瘫痪，装置对设备保护功能仍能执行 系统支持网络运行，可扩展成多工作站的网络级监控系统 系统建立在标准商用关系型数据库之上，具有良好的开放性 系统配有基于商用数据库的内存实时数据库，充分满足实时性的要求 系统安全性能确保系统的稳定可靠和无人值守变电站安全控制 图形子系统允许用户灵活地实现实时监控图形组态 系统运行稳定可靠，界面友好 操作维护简单方便，功能可灵活感谢您的关注，请与我们联系http:/