供配电安全技术.doc

1.详述保护接地、保护接零的保护原理及其适用范围详述保护接地、保护接零的保护原理及其适用范围在正常情况下，将电气设备的金属外壳或构架用导线与接地极可靠地连接起来， 使之与大地做电气上的连接，这种接地的方式就叫保护接地原理如下图所示：采用保护接地之后，当发生人身触电时，由于保护接地电阻的并联，人身触电 电压下降，人身触电电流也减小如果不采用保护接地，当发生人身触电时，由于 触电电流不足以使熔断器或者自动开关动作，因此危险电压一直存在，如果电网绝 缘下降，则存在生命危险保护接地的实质与关键就是通过人体与保护接地体并联 连接，降低人身接触电压接地电阻越小，接触电压越小，流过人体的电流就越小保护接地的适用范围保护接地的适用范围 三相三线制供电系统(中性点不接地系统)采用保护接地可靠 保护接零保护接零 保护接零又叫保护接中线，在三相四线制系统中，电源中线是接地的，将电气 设备的全局外壳或构架用导线与电源零线(即中线)直接连接，就叫保护接零 保护接零示意图保护接零示意图 保护接零要求零线不能断线，因此零线上不能装设熔断器并且尽量使零线重 复接地，降低零线断线时触电的危险性 保护接零的原理保护接零的原理：三相四线制，如果采用保护接零，当设备漏电时，将变成单相短 路，造成熔断器熔断或者开关跳闸，切除电源，就消除了人的触电危险。

因此采用1L2L3L N保护接零是防止人身触电的有效手段对三相四线制，如果不采用保护接零，设备 漏电时，人的接触电压为火线电压，十分危险人体触及外壳便造成单相触电事故保护接零的基本作用和实质保护接零的基本作用和实质 保护接零的基本作用是当某相带电部分碰连设备外壳时，通过设备外壳形成该相对 零线的单相短路，短路电流促使线路上过电流保护装置迅速动作，把故障部分断开， 消除触电危险保护接零的实质是提高动作电流，而保护接地的实质是降低人身触 电电压 保护接零的适用范围保护接零的适用范围 这种安全技术措施用于中性点直接接地，电压为 380/220 伏的三相四线制配电系 统三线三线制不可能进行保护接零，因为没有零线 2.简述小电流接地系统单相接地保护的各种原理及其优缺点 零序电压接地原理零序电压接地原理：利用漏电时零序电压的大小，来反应电网对地的绝缘程度，当 零序电压达到整定值时即认为发生漏电缺点：无选择性适用范围：中性点非有 效接地系统中 零序过电流原理：零序过电流原理： 原理原理：在中性点不接地系统中，发生单相接地故障时，故障相流过零序电流互感器 的电流为非故障相电容电流之和，大于零序过电流保护整定值。

整定值应按躲过本 支路电容电流整定适用于中性点不接地系统原理图如下： 优点优点：保护原理简单，通过零序电流互感器检测出该零序电流的大小，在超过整定 值时使继电器动作，切断故障线路电源 缺点缺点：三相出线电容电流要均匀以母线流向线路电流方向为正以母线流向线路电流方向为正 零序无功功率方向原理零序无功功率方向原理 原理：利用故障线路零序电流（线路流向母线）滞后零序电压 90o、非故障线路零序 电流（母线流向线路）超前零序电压 90o的特点来实现适用于中性点不接地系统 优点：这一原理对零序电流的大小要求降低，使之在实际电网中得到广泛应用 缺点：对零序电流互感器的角特性要求较高以母线流向线路电流方向为正IC1IC2IC3d(1)IC2IC1IC1IC2IC3IC1 IC2IC2IC1 NO.1NO.2NO.3..11..22...312()ccccIIIIIII IC1IC2IC3d(1)IC2IC1IC1IC2IC3IC1 IC2IC2IC1 NO.1NO.2NO.3IL+IRIL+IRIL+IR....1122....123.......3123()()()ccLcccLRcccRIIIIIIIIIIIIIII  ，零序有功功率方向原理零序有功功率方向原理 原理原理：中性点经消弧线圈并（串）电阻接地的电网发生单相接地故障，就相当 于流过故障支路零序电流互感器的零序电流中增加了一电感性电流和一电阻性电流， 方向由支路指向母线，其矢量关系如右图所示。

由于电阻电流的加入，使流过故障支路零序电流互感器的电流同流过非故障支 路零序电流互感器的电流拉开一定的角度，流过非故障支路零序电流互感器的电流 在零序电压上的投影等于零，而流过故障支路零序电流互感器的电流在零序电压上 的投影等于与消弧线圈并联的电阻中的电流，但是，方向是零序电压的负方向，即优点优点：上式中 φ 为零序电流超前零序电压的角度这样根据 IRL 就可很方便地区分 故障支路与非故障支路，实现选择性接地保护 适用范围适用范围：适用于中性点经并或串阻尼的消弧线圈接地 谐波功率方向原理谐波功率方向原理 原理原理：在中性点经消弧线圈接地电网中，电网电源电压中不仅有基波，而且存在一 定的高次谐波，对高次谐波来讲，消弧线圈的感抗将增加，电网对地电容的容抗将 减小，如 5 次谐波的感抗将增加 5 倍，容抗将降低 5 倍，所以，高次谐波的零序电 流中电容电流远大于电感电流，其电感电流可以忽略，也就是说，对高次谐波来讲， 电网相当于未接入消弧线圈一样，就可用高次谐波零序电流的大小和方向来区分故 障支路与非故障支路，实现选择性接地保护 适用范围适用范围：适用于中性点各种接地形式 缺点缺点：由于 5 次或 7 次谐波的含量相对基波而言要小得多，且各电网的谐波含量大 小不一（如对某矿 6 kV 电网零序电流谐波成分的实测，其 5 次与 7 次谐波成分相近， 为 1.12％～1.78％） ，故以此原理构成的保护其灵敏度较低，在接地点存在一定过渡 电阻值时将出现拒动现象。

3.简述简述 6-10kv 一次供配电系统常用的防雷技术一次供配电系统常用的防雷技术?3.1 直击雷保护直击雷保护：发、变电站的屋外配电装置、较高建(构)筑物以及易燃易爆对象， 都应加直击雷保护独立避雷针(线)与被保护物之间应有一定距离，以免雷击针(线) 时造成反击参看左图cos1LHRLII消除雷电的反击现象的措施是：要消除反击现象，通常采取两种措施：一是作 等电位连接，用金属导体将两个金属导体连接起来，使其接闪时电位相等；二是两 者之间保持一定的距离不致于发生反击的空气距离 Sk 不应小于 5m；独立避雷针 的接地装置与被保护物的接地装置之间在土中也应保持一定距离 Sd，以免击穿，Sd 不应小于 3m 3.2、变电所进线防雷、变电所进线防雷 为了限制进入变电所的雷电过电压波的波前陡度和避雷器动作后流过的电流(例 如不超过 5kA)，均应采取措施防止或减少在直接接近变电所的一段线路上发生雷击 闪络 3.3 三绕组变压器的防雷保护三绕组变压器的防雷保护 当三绕组变压器的高压侧或中压侧有雷电过电压波袭来时．通过绕组间的静电 耦合和电磁耦合，其低压绕组上也会出现一定的过电压，最不利的情况是低压绕组 处于开路状态，这时静电感应分量可能很大而危及绝缘，考虑到这一分量将使低压 绕组的三相导线电位同时升高，所以只要在任意一相低压绕组出线端加装一只该电 压等级的避雷器，就能保护好三相低压绕组。

中压绕组虽也有开路运行的可能，但 因其绝缘水平较高一般不需加装避雷器来保护 3.4、旋转电机的防雷保护、旋转电机的防雷保护 旋转电机防雷保护的特点：旋转电机(发电机、调相机、大型电动机等)的防雷保护要 比变压器困难得多其雷害事故率也往往大于变压器，这是由它的绝缘结构、运行 条件等方面的特殊性所造成的 理论分析和运行经验均表明：不必对非直配电机 采取专门的保护措施不过，对于处在多雷区的经升压变压器送电的大型电机，仍 宜装设一组避雷器加以保护，如果再装上并联电容 C 和中性点避雷器，那就可以认 为保护已足够可靠了直配发电机的防雷保护是电力系统防雷中的一大难题下图 是我国标准推荐的 25～60MW 直配电机的防雷保护接线4．对比．对比 TCR-SVC、、MCR-SVC 与与 SVG 等无功补偿设备优缺点等无功补偿设备优缺点⑴⑴ TCR-SVC：晶闸管控制的电抗器：晶闸管控制的电抗器优点优点：具有快速抑制(响应时间 10ms)电压波动，节约能源，能平滑的控制无功负荷 的允许波动，负荷稳定 缺点缺点：必须和 FC 同时运行所以限制了它的发展不能直接用于特高压功耗大； 占地面积大；晶闸管的冷却系统必须带电运行，水冷运行维护成本高，风冷效率低； 自身产生的谐波不可忽视，谐波引起电感、电容发热，导致绝缘老化，电容器参数 变化及损坏；谐波在 TCR 与 FC 间流动增加损耗，降低效率；谐波引起电磁兼容问 题－干扰周围设备；谐波造成电磁污染、辐射－环保问题。

⑵⑵ MCR-SVC优点优点： 控硅元件的功率和工作电压仅为电抗器额定功率和电压的 0.5%左右与普 通双绕组变压器相似，因此，不需专门的冷却水，占地少，可靠性高，波形失真小， 损耗少，无故障时间 12 年，维护简单，不要专门的维护人员，价格便宜有以下三 点优势：① MCR 型可调电抗器的容量调节不需要大功率晶闸管阀组，占地面积小，结简单采用磁控式，使整个 SVC 系统可靠性极高，20 年免维护 ② 应用自耦励磁和极限磁饱和先进技术，不仅使所产生的谐波大大减少，而且 有功损耗低、响应速度快、无电磁辐射 ③ 可用于特高压 缺点缺点：MCR 本体为油浸电抗器:这样容易造成 MCR 的维修不方便，并且维护成本高; MCR 运行噪声大，对变电站的运行环境产生噪声污染;MCR 能耗大:MCR 采用饱和 电抗器技术，铁芯损耗非常大虽然现在的 MCR 改良以后采用部分铁芯饱和技术， 但是其能耗依然很大依靠目前先进的制造技术，MCR 的能耗依然不低于 2%⑶⑶ SVG 的优点与缺点的优点与缺点与 SVC 相比，SVC 进行双向补偿时，需同等容量的电容和电感，而 SVG 可以实现 双向调节，显然要省得多；静态特性，SVG 容量除了电压太低时只与电压呈比例下降， 且有短时过载能力，在满足同样的无功要求下，SVG 的容量可比 SVC 小 15~20%；SVC 输出感性无功时，用晶闸管控制电感时会产生高次谐波，SVG 一般采用多重逆变器方式， 基本上无有谐波“污染”；SVG 占地小，此外，SVG 的维护工作量也较 SVC 小。

SVG 通 过与系统进行无功功率交换，以维持电压稳定，因而是抑制系统无功与电压波动、提高 系统稳定性，特别是电压稳定性的有力工具 优点优点：可对频率和大小都变化的谐波以及变化的无功功率进行补偿，对补偿对象的 变化有极快的响应，补偿无功功率时不需要储能元件，补偿谐波时所需储能元件的 容量不大，且补偿无功功率的大小可以做到连续调节；不会引起谐振短路；可以吸 纳无功；精准电压控制（该装置除了可以按照功率因数或者无功功率控制之外，还 可以按照电压幅值来控制，确保用户获得的电压的平稳性，降低电压纹波） ；受电网 阻抗的影响不大，不容易和电网阻抗发生谐振；且可以跟踪电网频率的变化，故补 偿性能不受电网频率变化的影响 缺点缺点：目前仅在大容量区域变电所使用，造价昂贵5.简述智能电网技术的现状与发展简述智能电网技术的现状与发展智能电网的定义智能电网的定义：通过信息化手段，使能源资源开发、转换（发电） 、输电、配电、 供电、售电及用电的电网系统的各个环节，进行智能交流，实现精确供电、互补供电、提高能源利用率、供电安全，节省用电成本的目标这样的电力网络，称为智 能电网 智能电网的现状智能电网的现状：状截至目前，智能电网还处于初期研究阶段，国际上尚无统一而 明确的定义。

由于发展环境和驱动因素不同不同国家的电网企业和组织都在以自 己的方式来理解智能电网，对智能电网进行研究和实践，各国智能电网发展的思路、 路径和重点也各不相同因此智能电网概念本身也在不断发展、丰富和明晰中作 为倡导智能电网建设的美国电力科学研究院(EPRI)，对智能。