浅谈牵引供电系统的无功补偿
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浅谈牵引供电系统的无功补偿
作者：王春燕
来源：《教育界·上旬》2014年第04期
【摘要】通过分析了牵引供电系统中无功的危害和无功的补偿原理，阐述了牵引供电系
统中无功补偿的重要意义。
【关键词】牵引供电系统无功补偿
1 概述
在电力生产中，发电机输出的功率有两种，一种是有功功率，另一种是无功功率。而在交流电能输送和使用过程中，用于转换成机械能、热能、光能等的那部分能量叫做有功功率；用于电路内电场与磁场交换的那部分能量叫做无功功率。由于电力的生产和使用是同时完成的，所以应该把电能传输和电力负荷联系起来分析。
电力网的负荷一般分为三种，即电阻性、电感生和电容性负荷。通常电阻性负荷又称为有功负荷，所消耗的功率叫做有功功率；电感性负荷、电容性负荷称为无功负荷，电感性负荷储存能量的时候，恰好是电容性负荷放出能量的时候，而电感性负荷放出能量的时候，恰好是电容性负荷储存能量之时。在一个变化的周期中，能量也是送出两次，收回两次，能量仅被用来进行交换而没被负荷消耗掉，反应的是能量互换的规模，规模的大小可用无功负荷来表示。
2 无功的危害
牵引供电系统主要由牵引变电所和接触网组成，而用户是电力机车或电动车组，牵引变电所主要由感性的牵引变压器组成。那么由这个系统所组成的供电网络，主要还是以呈现感性为主，所以使得整个系统的功率因数较低。当牵引供电系统的功率因数偏低时，供电系统除了供给有功功率外，还供给一定数量的无功功率，常常造成了以下的影响。
2.1 增加线路负担
降低发电机组的输出能力和输变电设备的供电能力，使电气设备的利用率大大降低，随之而来的是伴随着成本的提升。也就是说，当输送的总功率不变的情况下，输送的有功功率减少了。
2.2 增加线路损耗
实践证明：当电流流过牵引供电系统时，产生的有功功率的损失与功率因数的平方成反比，因此，当功率因数降低的时候，使得有功功率的损失也大大地增加了。
地铁直流牵引变电所的保护原理
浅析地铁直流牵引变电所的保护原理 2009年04月04日星期六 03:55 0 引言 在我国，地铁是城市公共交通的重点发展方向，设备国产化又是发展的主要原则。在地铁直流供电继电保护领域内，国产保护设备还处于起步阶段，目前，国内主要城市的地铁直流保护设备均来自国外，例如广州地铁二号线选用的是德国Siemens 公司的DPU96，武汉轻轨选用的是瑞士sechron公司的SEPCOS。通过对部分国外产品的研究，笔者认为，直流保护设备的原理并不是十分复杂，功能实现在理论上也没有任何障碍，希望通过本文的抛砖引玉，在将来的不久，能够看到国产的直流保护设备在我国甚至国际市场成为主流。 1 一次系统简介 图1显示了一个典型的牵引变电所的电气主接线图，该所将主变电所来的交流高电压（典型值：33kV）经整流机组（包括变压器及整流器）降压、整流为直流1500V，再经直流开关柜向接触网供电。我国上海和广州地铁的直流牵引供电系统均是如此，北京地铁采用的是第三轨受流器（上海和广州地铁则是架空接触网），其馈电电压为750V。由于750V馈电电压供电距离短、杂散电流大，现在多采用1500V。图2显示的是采用双边供电的上行接触网的分区段示意图（下行亦相同），一个供电区由相邻的2个牵引变电所同时供电，这种双边供电的方式提高了供电的可靠性，同时分区段的方式使故障被隔离在某个区段以内，而不致影响其它供电区段，因而被广
泛采用。本文中所讨论的保护原理均基于1500V架空接触网双边供电方式。 图1 典型牵引变电所电气主接线参考图 ?? 图2 双边供电接触网分区段示意图 图3 短路电流与列车运行电流示意图 2牵引变电所内直流保护的配置 牵引变电所内的直流保护系统必须在系统发生故障时快速、准确地切除故障，同时又要避免列车正常运行时一些电气参数的变化引起保护装置误跳闸。后备保护的存在增加了故障切除的可靠性，同时也增加了与主保护配合的难度，所以保护的配置也不宜过多。不同的牵引变电所其电气特性不同，运行要求不同，所以保护装置的整定值不同，甚至保护的配置亦不相同。通常，牵引变电所内的直流保护安装于开关柜中，其可能的配置如下： A．馈线柜（图1中对应211，212，213，214开关柜）： a．大电流脱扣保护（over-current protection）； b．电流上升率保护（di/dt protection）； c．定时限过流保护（definite-time over-current protection）； d．低电压保护（under-voltage protection）；
电力系统继电保护原理试题及答案
大学200 －200 学年第( )学期考试试卷课程代码 3042100 课程名称电力系统继电保护原理考试时间120 分钟 阅卷教师签字： 一、填空题（每空1分，共18分） 1、电力系统发生故障时，继电保护装置应将部分切除，电力系统出现不正常工作 时，继电保护装置一般应。 2、继电保护的可靠性是指保护在应动作时，不应动作时。 3、瞬时电流速断保护的动作电流按大于本线路末端的整定，其 灵敏性通常用 来表示。 4、距离保护是反应的距离，并根据距离的远近确定的—种保护。 5、偏移圆阻抗继电器、方向圆阻抗继电器和全阻抗继电器中，受过 渡电阻的影响最大， 受过渡电阻的影响最小。 6、线路纵差动保护是通过比较被保护线路首末端电流的和的原理实现 的，因此它不反应。 7、在变压器的励磁涌流中，除有大量的直流分量外，还有大量的分量，其 中以为主。 8、目前我国通常采用以下三种方法来防止励磁涌流引起纵差动保护的误动， 即， 和。 二、单项选择题（每题1分，共12分）
1、电力系统最危险的故障是（ ）。 （A ）单相接地 （B ）两相短路 （C ）三相短路 2、继电保护的灵敏系数 要求（ ） 。 （A ） （B ） （C ） 3、定时限过电流保护需要考虑返回系数，是为了（ ）。 （A ）提高保护的灵敏性 （B ）外部故障切除后保护可靠返回 （C ）解决选择 性 4、三段式电流保护中，保护范围最小的是（ ） （A ）瞬时电流速断保护 （B ）限时电流速断保护 （C ）定时限过电流保护 5、三种圆特性的阻抗继电器中， （ ）既能测量故障点的远近，又能判别故障方向 （A ）全阻抗继电器； （B ）方向圆阻抗继电器； （C ）偏移圆阻抗继电器 6、有一整定阻抗为的方向圆阻抗继电器，当测量阻抗时， 该继电器处于 （ ）状态。 （A ）动作 （B ）不动作 （C ）临界动作 7、考虑助增电流的影响，在整定距离保护II 段的动作阻抗时，分支系数应取（ ）。 （A ）大于1，并取可能的最小值 （B ）大于1，并取可能的最大值 （C ）小于1，并取可能的最小值 8、从减小系统振荡的影响出发，距离保护的测量元件应采用（ ）。 （A ）全阻抗继电器； （B ）方向圆阻抗继电器； （C ）偏移圆阻抗继电器 9、被保护线路区内短路并伴随通道破坏时，对于相差高频保护（ ） （A ）能正确动作 （B ）可能拒动 （C ）可能误动 10、如图1所示的系统中，线路全部配置高频闭锁式方向纵联保护，k 点短路，若A-B 线路通道故障，则保护1、2将（ ）。 （A ）均跳闸 （B ）均闭锁 （C ）保护1跳闸，保护2 闭锁 图1 11、变压器的电流速断保护与( )保护配合，以反应变压器绕组及变压器电源侧的引出线套管上的各种故障。 （A ）过电流 （B ）过负荷 （C ）瓦斯 12、双绕组变压器纵差动保护两侧电流互感器的变比，应分别按两侧（ ）选择。 sen K 1sen K <1sen K =1sen K >860set Z =∠?Ω430m Z =∠?Ω A B C D
供配电系统无功补偿方案的选择
0引言 韶钢新一钢供电系统负荷存在多样性，无功功率消耗大，自然功率因数低，谐波大。因此解决好电网的无功功率补偿和谐波治理问题，对于提高炼钢供配电系统电能质量、保证设备安全运行、节能降耗、充分利用电气设备的出力等具有重要的意义。 1无功补偿 1.1无功补偿作用 在炼钢供配电系统中，电动机、变压器等设备是无功功率消耗大户，电力线路、变频器、气体放电电灯、电焊机、空调及其它大多数设备也都是无功功率消耗户。如果所需要的无功功率由外部供电网络经过长距离传送，通常不合理也不可能。如果这些所需要的无功功率不能及时得到补偿，对炼钢供电系统电能质量就会造成严重影响。无功功率补偿作用有：（1）稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。 （2）提高供用电系统及负载的功率因数，降低设备容量，减小功率损耗。 （3）减少线路损失，提高电网的有功传输能力。 （4）降低电网的功率损耗，提高变压器的输出功率及运行经济效益。 （5）降低设备发热，延长设备寿命，改善设备的利用率。 （6）高水平平衡三相的有功功率和无功功率。1.2无功补偿方法及原则 配电网中常用的无功补偿方式包括：在高低压配电线路中分散安装并联电容器组；在配电变压器低压侧和车间配电屏间安装并联电容器以及在单台用电设备附近安装并联电容器(就地补偿)等。目前，常采用的无功补偿方式有就地无功补偿、分散无功补偿和集中无功补偿。就地无功补偿采用电容器直接装于用电设备附近，与其供电回路相并联，常用于低压网络；分散无功补偿常采用高压电容器分组安装于电网的10kV和6kV配电线路的杆架上、公用配电变压器的低压侧、用户各车间的配电母线上，达到提高电网的功率因数、降低供电线路的电流、减少线损的目的；集中无功补偿采用变电站或高压供电电力用户降压变电站母线上的高压电容器组，也包括集中装设于电力用户总配电高低压母线上的电容器组，其优点是有利于控制电压水平，且易于实现自动投切，利用率高，维护方便，能减少配电网、用户变压器及专供线路的无功负荷和电能损耗，但是不能减少电力用户内部各条配电线路的无功负荷和电能损耗。 根据P＝S cosφ，当功率因数cosφ＝1时，有功功率P等于变压器的视在功率S，而当功率因数为0.6～0.7时，如不进行补偿，供电变压器的效率就很难提高，如1000kVA的变压器仅能带600~700kW的有功功率。 供配电系统无功补偿方案的选择 刘火红，陆吉利，李权辉，左文瑞 （宝钢集团广东韶关钢铁有限公司炼钢厂，广东韶关512123） 摘要：介绍无功补偿的作用、方法及原则，分析炼钢供配电系统负荷性质及无功补偿的必要性，并提出各供配电系统的无功补偿方案。 关键词：负荷；无功补偿；功率因数 Selection of Reactive Power Compensation Scheme for Distribution System LIU Huo-hong,LU Ji-li,LI Quan-hui,ZUO Wen-rui (Steel Plant of Guangdong Shaoguan Iron&Steel Co.,LTD of Baosteel Group,Shaoguan512123,China) Abstract:The function,method and principle of reactive power compensation are introduced.The nature of the supply load and distribution system of steel making and the necessity of reactive power compensation are analyzed.The reactive pow-er compensation programs of the power supply and distribution system are proposed. Keywords:load;reactive power compensation;power factor 作者简介：刘火红（1972-），三电主管，电气工程师，从事电 气自动化管理工作。 收稿日期：2013-10-15 电力专栏 89 2014 自动化应用3期
电力系统短路计算课程设计
南昌工程学院 课程设计 (论文) 机械与电气工程学院电气工程及其自动化专业课程设计（论文）题目电力系统短路电流计算 学生姓名 班级 学号 指导教师 完成日期2013 年11 月30 日
成绩： 评语： 指导教师： 年月日
南昌工程学院 课程设计（论文）任务书
机械与电气工程学院 10电气工程及其自动化专业班学生： 日期：自 2013 年 11 月 18 日至 2013 年 11 月 30 日 指导教师： 助理指导教师(并指出所负责的部分)： 教研室：电气工程教研室主任： 附录：短路点的设置如下，计算时桥开关和母连开关都处于闭合状态。
一、取基准容量： S B=100MVA 基准电压：U B=U av 二、计算各元件电抗标幺值： =0.0581， (1)X L=0.401Ω／km ，L1=16.582km L2=14.520km ，X d1=X d2=X'' d 系统电抗标幺值X'' =0.0581，两条110kV进线为LGJ-150型 d 线路长度一条为16.582km,另一条为14.520km.。 (2)主变铭牌参数如下： 1﹟主变：型号 SFSZ8-31500/110 接线 Y N/Y N/d11 变比 110±4×2.5%∕38.5±2×2.5%∕10.5 短路电压（%） U K(1-2)=10.47 U K(3-1)=18 U K(2-3)=6.33 短路损耗（kw） P K(1-2)=169.7 P K(3-1)=181 P K(2-3)=136.4 空载电流（%） I0(%)=0.46 空载损耗（kW） P0=40.6 2﹟主变：型号 SFSZ10-40000/110 接线 Y N/Y N/d11 变比 110±8×1.25%∕38.5±2×2.5%∕10.5 短路电压（%） U K(1-2)=11.79 U K(3-1)=21.3 U K(2-3)=7.08 短路损耗（kW） P K(1-2)=74.31 P K(3-1)=74.79 P K(2-3)=68.30 空载电流(%) I0(%)=0.11 空载损耗（kW） P0=26.71 (3)转移电势E∑=1
国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则
国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则 为进一步加强国家电网公司无功补偿装置的技术管理工作，规范电网无功补偿的配置要求，提高电网的安全、稳定、经济运行水平，国家电网公司在广泛征求公司各有关单位意见的基础上，制定完成了《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》，并于8月24日以国家电网生［2004］435号印发，其全文如下： 国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则 第一章总则 第一条为保证电压质量和电网稳定运行，提高电网运行的经济效益，根据《中华人民共和国电力法》等国家有关法律法规、《电力系统安全稳定导则》、信息来源：《电力系统电压和无功电力技术导则》、《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》等相关技术标准和管理规定，特制定本技术原则。 第二条国家电网公司各级电网企业、并网运行的发电企业、电力用户均应遵守本技术原则。 第二章无功补偿配置的基本原则 第三条电力系统配置的无功补偿装置应能保证在系统有功负荷高峰和负荷低谷运行方式下，分（电压）层和分（供电）区的无功平衡。分（电压）层无功平衡的重点是220kV及以上电压等级层面的无功平衡，分（供电）区就地平衡的重点是110kV及以下配电系统的无功平衡。无功补偿配置应根据电网情况，实施分散就地补偿与变电站集中补偿相结合，电网补偿与用户补偿相结合，高压补偿与低压补偿相结合，满足降损和调压的需要。 第四条各级电网应避免通过输电线路远距离输送无功电力。500（330）kV 电压等级系统与下一级系统之间不应有大量的无功电力交换。500（330）kV电压等级超高压输电线路的充电功率应按照就地补偿的原则采用高、低压并联电抗器基本予以补偿。 第五条受端系统应有足够的无功备用容量。当受端系统存在电压稳定问题时，应通过技术经济比较，考虑在受端系统的枢纽变电站配置动态无功补偿装置。 第六条各电压等级的变电站应结合电网规划和电源建设，合理配置适当规模、类型的无功补偿装置。所装设的无功补偿装置应不引起系统谐波明显放大，并应避免大量的无功电力穿越变压器。35kV～220kV变电站，在主变最大负荷时，其高压侧功率因数应不低于0.95，在低谷负荷时功率因数应不高于0.95。 第七条对于大量采用10kV～220kV电缆线路的城市电网，在新建110kV 及以上电压等级的变电站时，应根据电缆进、出线情况在相关变电站分散配置适当容量的感性无功补偿装置。
地铁牵引变电所保护原理
0 引言 在我国，地铁是城市公共交通的重点发展方向，设备国产化又是发展的主要原则。在地铁直流供电继电保护领域内，国产保护设备还处于起步阶段，目前，国内主要城市的地铁直流保护设备均来自国外，例如广州地铁二号线选用的是德国Siemens公司的DPU96，武汉轻轨选用的是瑞士sechron公司的SEPCOS。通过对部分国外产品的研究，笔者认为，直流保护设备的原理并不是十分复杂，功能实现在理论上也没有任何障碍，希望通过本文的抛砖引玉，在将来的不久，能够看到国产的直流保护设备在我国甚至国际市场成为主流。 1 一次系统简介 图1显示了一个典型的牵引变电所的电气主接线图，该所将主变电所来的交流高电压（典型值：33kV）经整流机组（包括变压器及整流器）降压、整流为直流1500V，再经直流开关柜向接触网供电。我国上海和广州地铁的直流牵引供电系统均是如此，北京地铁采用的是第三轨受流器（上海和广州地铁则是架空接触网），其馈电电压为750V。由于750V馈电电压供电距离短、杂散电流大，现在多采用1500V。图2显示的是采用双边供电的上行接触网的分区段示意图（下行亦相同），一个供电区由相邻的2个牵引变电所同时供电，这种双边供电的方式提高了供电的可靠性，同时分区段的方式使故障被隔离在某个区段以内，而不致影响其它供电区段，因而被广泛采用。本文中所讨论的保护原理均基于1500V架空接触网双边供电方式。 图1 典型牵引变电所电气主接线参考图 图2 双边供电接触网分区段示意图
图3 短路电流与列车运行电流示意图 2牵引变电所内直流保护的配置 牵引变电所内的直流保护系统必须在系统发生故障时快速、准确地切除故障，同时又要避免列车正常运行时一些电气参数的变化引起保护装置误跳闸。后备保护的存在增加了故障切除的可靠性，同时也增加了与主保护配合的难度，所以保护的配置也不宜过多。不同的牵引变电所其电气特性不同，运行要求不同，所以保护装置的整定值不同，甚至保护的配置亦不相同。通常，牵引变电所内的直流保护安装于开关柜中，其可能的配置如下： A．馈线柜（图1中对应211，212，213，214开关柜）： a．大电流脱扣保护（over-current protection）； b．电流上升率保护（di/dt protection）； c．定时限过流保护（definite-time over-current protection）； d．低电压保护（under-voltage protection）； e．双边联跳保护（transfer intertrip protection）； f．接触网热过负荷保护（cable thermal overload protection）； g．自动重合闸（automatic re-closure）。 B．进线柜（图1中对应201，202开关柜）： a．大电流脱扣保护（over-current protection）； b．逆流保护（reverse current protection）。 C．负极柜： a．框架保护（frame fault protection）。 D. 轨道电压限制装置
电力系统无功补偿论文
电力系统的无功优化、补偿及无功补偿技术对低压电网功率因数的影响 电气与信息工程学院 自动化13-2 马春野 20131802
电力系统的无功优化、补偿及 无功补偿技术对低压电网功率因数的影响 一前言 随着国民经济的迅速发展，用电量的增加，电网的经济运行日益受到重视。降低网损，提高电力系统输电效率和电力系统运行的经济性是电力系统运行部门面临的实际问题，也是电力系统研究的主要方向之一。特别是随着电力市场的实行，输电公司（电网公司）通过有效的手段，降低网损，提高系统运行的经济性，可给输电公司带来更高的效益和利润。电力系统无功功率优化和无功功率补偿是电力系统安全经济运行研究的一个重要组成部分。通过对电力系统无功电源的合理配置和对无功负荷的最佳补偿,不仅可以维持电压水平和提高电力系统运行的稳定性, 而且可以降低有功网损和无功网损,使电力系统能够安全经济运行。 无功补偿，就其概念而言早为人所知，它就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低能耗，改善电网电压质量。 二无功优化和补偿的原则和类型 1、无功优化和补偿的原则 在无功优化和无功补偿中，首先要确定合适的补偿点。无功负荷补偿点一般按以下原则进行确定： 1)根据网络结构的特点，选择几个中枢点以实现对其他节点电压的控制； 2)根据无功就地平衡原则，选择无功负荷较大的节点。 3)无功分层平衡，即避免不同电压等级的无功相互流动，以提高系统运行的经济性。 4)网络中无功补偿度不应低于部颁标准0.7的规定。 2、无功优化和补偿的类型 电力系统的无功补偿不仅包括容性无功功率的补偿而且包括感性无功功率的补偿。在超高压输电线路中(500kV及以上)，由于线路的容性充电功率很大，据统计在500kV 每公里的容性充电功率达1.2Mvar／km。这样就必须对系统进行感性无功功率补偿以抵消线路的容性功率。如实际上，电网在500kV的变电所都进行了感性无功补偿，并联了高压电抗和低压电抗，使无功在500kV电网平衡。
浅析工厂供配电系统无功补偿的益处
浅析工厂供配电系统无功补偿的益处 文章分析了并联电容器作为无功补偿装置的基本原理以及在工厂供配电系统中的效益和补偿方法，同时介绍了通过选择电气设备和合理运行电气设备来提高自然功率因数的具体节能措施。通过合理选择和运行电气设备以及无功功率补偿提高低压电网和用电设备的功率因数，已成为节电工作的一项重要措施。 标签：无功补偿；节能；有功功率；无功功率；功率因数 前言 我公司是属于典型的机械加工企业，用电设备以电焊机和拖动机床的感应电动机为主，都是感性负载，所以我公司的自然功率因数很低，达不到有关电力设计规程规定：高压供电的工厂，最大负荷时的功率因数不得低于0.9，达不到要求，必须进行人工补偿。此外，变压器本身也是大感性负载需要消耗较多的无功功率，所以系统无功消耗很大，必须进行人工补偿。下面笔者以并联电容器补偿方式为例进行论述。 1 无功补偿的基本原理 在交流电路中，如果是纯电阻电路，电能都转化成了热能，而在通过纯容性或纯感性负载的时候，并不做功，也就是不消耗电能，即为无功功率。当然实际负载一般都是混合性负载，这样电能在通过负载时，就有一部分电能不做功，就是无功功率，此时的功率因数小于1，为了提高电能的利用率，就要进行无功补偿。 无论是工业负荷还是民用负荷，大多数均为感性。所有电感负载均需要补偿大量的无功功率，提供这些无功功率有两条途径：一是输电系统提供；二是补偿电容器提供。如果由输电系统提供，则设计输电系统时，既要考虑有功功率，也要考虑无功功率。由输电系统传输无功功率，将造成输电线路及变压器损耗的增加，降低系统的经济效益。而由并联补偿电容器就地提供无功功率，就可以避免由输电系统传输无功功率，从而降低无功损耗，提高系统的传输功率。 S1为功率因数改善前的视在功率；S2为功率因数改善后的视在功率 2 无功补偿的效益 2.1 提高功率因数 2.1.1 基本原理 在交流纯电阻电路中，负载中的电流IR与电压U同相位，纯电感负载中的电流IL滞后于电压90°，而纯电容的电流IC则超前于电压90°，如图所示。可
铁路牵引供电系统继电保护配置分析
目录 摘要 (3) 前言 (4) 第1章绪论............................................................................... . (4) 第2章铁路牵引供电系统及继电保护概述............................................................................... .. (5) 2.1 铁路牵引供电系统组成 (6) 2.1.1 牵引变电所、开闭所 (7) 2.1.2 牵引网、分区所、AT所 (8) 2.2 继电保护装置 (9) 2.2.1 继电保护分类 (10) 2.2.2 对继电保护的基本要求 (11) 第3章牵引变压器继电保护配置及分析............................................................................... . (11) 3.1 牵引变压器的运行方式 (12) 3.1.1 空载合闸 (12) 3.1.2 短路故障 (12) 3.1.3 不正常运行状态 (13) 3.2 牵引变压器的保护 (13) 3.2.1 主保护 (13) 3.2.2 后备保护 (14) 3.2.3 辅助性保护 (14) 3.3 牵引变压器差动保护 (15) 3.3.1 单相变压器 (15) 3.3.2 Y/d11接线变压器 (16) 3.3.3 V/v接线变压器 (16) 3.3.4 阻抗匹配平衡变压器 (17) 3.3.5 Scott接线变压器 (18) 3.3.6 V/x接线变压器 (19) 3.3.7 自耦变压器 (19) 3.4 牵引变压器差动保护原理框图 (20) 第4章 AT供电方式继电保护配置及分析 (22) 4.1 铁路牵引供电方式 (22) 4.2 AT供电方式继电保护配置及分析 (22) 4.2.1 AT供电方式的原理接线 (22) 4.2.2 AT供电方式的特点 (23) 4.2.3 AT供电方式牵引网保护配置 (23) 4.2.4 全并联AT供电牵引网保护配置 (25)
电力系统继电保护原理(都洪基)课后答案
第一章 填空题： 1.电力系统继电保护应满足(选择性 )( 速动性)(灵敏性) ( 可靠性)四个基本要求。 2.电力系统发生骨子后，总伴随有电流（增大）电压（降低）线路始端测量阻抗的（减小）电压与电流之间相位角（变大） 3.电力系统发生故障时，继电保护装置应（切除故障设备），继电保护装置一般应（发出信号） 4.电力系统切除故障时的时间包括（继电保护动作）时间和(断路器跳闸)的时间 5.继电保护灵敏性指其对保护范围内发生故障或不正常工作状态的反应能力 6.继电保护装置一般由测量部分，逻辑环节和执行输出组成。 7.继电保护装置的测量部分是由被保护原件的（某些运行参数）与保护的整定值进行比较。 选择题： 8我国继电保护技术发展过了五个阶段，其发展顺序是C A机电型晶体管型整流型集成电路型微机型 B机电型整流型集成电路型晶体管型微机型 C机电型整流型晶体管型集成电路型微机型
9电力系统最危险的故障C A单相接地 B两相短路 C 三相短路 10电力系统短路时最严重的后果是C A电弧使故障设备损坏 B使用户的正常工作遭到破坏C破坏电力系统运行的稳定性 11.继电保护的灵敏度系数K1m要求（C） (A)K1m<1 (B)K11 (C)K1m>1 12.线路保护一般装设两套，它们是 (B) (A)主保护 (B)一套为主保护，另一套为后备保护 (C)后备保护 判断题： 13.电气设备过负荷时，继电保护应将过负荷保护设备切除。 （错） 14.电力系统继电保护装置通常应在保护选择性的前提下，使其快速动作。（对） 15.电力系统在不正常工作状态时，继电保护不但发出信号，同时也把不正常工作的设备切除 （错） 16.能使电流继电器从释放状态改变至动作状态的最大电流称为继电器的动作电流。（错）
工厂供配电系统无功补偿的作用与收益
工厂供配电系统无功补偿的作用与收益 1.无功补偿的基本原理 在交流电路中，如果是纯电阻电路，电能都转化成了热能，而在通过纯容性或纯感性负载的时候，并不做功，也就是不消耗电能，即为无功功率。当然实际负载一般都是混合性负载，这样电能在通过负载时，就有一部分电能不做功，就是无功功率，此时的功率因数小于1，为了提高电能的利用率，就要进行无功补偿。 无论是工业负荷还是民用负荷，大多数均为感性。所有电感负载均需要补偿大量的无功功率，提供这些无功功率有两条途径：一是输电系统提供；二是补偿电容器提供。如果由输电系统提供，则设计输电系统时，既要考虑有功功率，也要考虑无功功率。由输电系统传输无功功率，将造成输电线路及变压器损耗的增加，降低系统的经济效益。而由并联补偿电容器就地提供无功功率，就可以避免由输电系统传输无功功率，从而降低无功损耗，提高系统的传输功率。 S1为功率因数改善前的视在功率；S2为功率因数改善后的视在功率 2.无功补偿的效益 2.1 提高功率因数 2.1.1 基本原理 在交流纯电阻电路中，负载中的电流IR与电压U同相位，纯电感负载中的电流IL滞后于电压90°，而纯电容的电流IC则超前于电压
90°，如图所示。可见，电容中的电流与电感中的电流相差180°，它们能够互相抵消。 电力系统中的负载大部分是感性的，因此总电流I将滞后于电压一个角度φ，如果将并联电容器与负载并联，则电容器的电流IC将抵消一部分电感电流，从而使电感电流IL减小到IL'，总电流从I减小到I'，功率因数将由cosφ提高到cosφ'，这就是并联电容器补偿无功功率提高功率因数的原理（如图2）。 由于电容器与电感性负载并联安装，所以，当电感性负载吸收能量时，正好并联电容器释放能量。而电感性负荷放出能量时，并联电容器却在吸收能量，能量在两者之间转换。即：电感性负载所吸收的无功功率，可由并联电容器所输出的 2.1.2 节省企业电费开支 提高功率因数对企业的直接经济效益是明显的，因为国家电价制度中，从合理利用有限电能出发，对用电企业的功率因数规定了最低数值（一般规定基数为cosφ=0.9），低于规定的数值，需要罚款多收电费，高于规定的数值，可奖励相应的减少电费。 供电部门在收取电费时，按照行业标准规定：根据每月的实际功率因数，在高于或低于基数0.9时，按照规定的电价计算出当月的电费后，再按照上表所规定的百分数进行奖惩，增减电费。 无功功率的节能对用户来说，就是最大可能的提高功率因数，减少无功计量，把实际功率因数保持在0.95以上，以降低电费。以我公司
电力系统三相短路电流的计算
能源学院 课程设计 课程名称：电力系统分析 设计题目：电力系统三相短路电流的计算 学院：电力学院 专业：电气工程及其自动化____________ 班级：1203班________________________ 姓名：将________________________ 学号：1310240006__________________
目录 摘要 (1) 课题 (2) 第一章.短路的概述 (2) 1.1发生短路的原因 (2) 1.2发生短路的类型 (2) 1.3短路计算的目的 (3) 1.4短路的后果 (3) 第二章.给定电力系统进行三相短路电流的计算 (4) 2.1收集已知电力系统的原始参数 (4) 2.2制定等值网络及参数计算 (4) 2.2.1标幺值的概念 (4) 2.2.2计算各元件的电抗标幺值 (5) 2.2.3系统的等值网络图 (5) 第三章.故障点短路电流计算 (6) 第四章.电力系统不对称短路电流计算 (9) 4.1对称分量法 (9) 4.2各序网络的定制 (10) 4.2.1同步发电机的各序电抗 (10) 4.2.2变压器的各序电抗 (10) 4.3不对称短路的分析 (12) 4.3.1不对称短路三种情况的分析 (12) 4.3.2正序等效定则 (14) 心得体会 (15) 参考文献 (16)
电力系统分析是电气工程、电力工程的专业核心课程，通过学习电力系统分析，学生可以了解电力系统的构成，电力系统的计算分析及方法、电力系统常见的故障及其处理方法、电力系统稳定性的判断，为从事电力系统打下必要的基础。 电力系统短路电流的计算是重中之重，电力系统三相短路电流计算主要是短路电流周期（基频）分理的计算，在给定电源电势时，实际上就是稳态交流电路的求解。采用近似计算法，对系统元件模型和标幺参数计算作简化处理，将电路转化为不含变压器的等值电路，这样，就把不同电压等级系统简化为直流系统来求解。 在电力系统中，短路是最常见而且对电力系统运行产生最严重故障的后果之一。
浅论配电系统中智能低压无功补偿技术
浅论配电系统中智能低压无功补偿技术 【摘要】本文对传统无功补偿技术的特点及缺点进行了简要阐述，并对智能无功补偿技术中的投切开关技术和智能无功补偿控制器等做了详细分析。通过采用智能低压无功补偿技术，电网中的电压质量得到显著提高，电能损耗情况得到明显改善，给现代电力行业带来了可观的经济效益。 【关键词】智能电压质量无功补偿投切开关功率因数配电监测 1 引言 在我国，电力行业越来越表现出高电压和大容量的特点。与以前地方性的小电网不同，我国电网系统逐渐形成了大区域联网的形式，由此表现出对先进电网系统节能技术越来越迫切的需求。除此之外，由于当今电力系统都采用大规模和大容量的形式，这就对电力系统自身的稳定性提出了非常高的要求。面对上述电力系统的发展状况，传统的低压无功补偿技术已经无法满足电力行业的要求，现代智能低压无功补偿技术受到了电力行业越来越广泛的认可。智能低压无功补偿系统不仅兼具传统无功补偿技术的特点，还具有对电能综合配电和谐波检测等功能。 2 对传统低压无功补偿技术的特点和缺点分析 传统低压无功补偿技术通常采用无功补偿电容器的形式，这种无功补偿设备在结构上比较简单，便于使用，而且在费用上也有一定优势。但是这种补偿方法也有其自身的缺陷，主要表现为以下几个方面。（1）传统低压无功补偿技术只对单一的信号进行检测，采用三相电容器对三相电源同时补偿。该补偿方法对负载为电动机类的三相负载作用比较明显，然而对负载为家用电器等单相设备而言就会出现补偿不当的情况，因为单相用电设备不需三相电源全补，从而导致欠补或者过补等情况的发生。（2）传统低压无功补偿技术一般将交流接触器作为投切开关。交流接触器在进行投切响应时反应不灵敏，而且接触器进行投切动作时其自身会产生冲击电流，这些冲击电流不仅影响了电网的电能质量，同时也大大降低了接触器的使用寿命，从而造成开关故障的频繁发生，增加了电网维护成本。（3）传统的低压无功补偿技术只对电网电压、电流以及功率因数进行控制，投切开关技术一般采用循环或编码投切方式。这种补偿技术显然考虑的方面比较有限，他不仅无法对系统配电进行有效监测，类似于电压平衡以及区域的无功优化因素会大大影响其对电网的控制效果。 3 智能低压无功补偿技术分析 3.1 对投切开关技术的特性分析 智能低压无功补偿技术的投切开关主要有三种：第一种是以过零触发可控硅为控制单元的开关电路，应用可控硅使得其投切动作非常迅速，并且对电网不产
铁路牵引供电系统继电保护配置及分析
目录 摘要 (2) 前言 (3) 第1章绪论 (4) 第2章铁路牵引供电系统及继电保护概述 (5) 2.1 铁路牵引供电系统组成 (5) 2.1.1 牵引变电所、开闭所 (6) 2.1.2 牵引网、分区所、AT所 (7) 2.2 继电保护装置 (8) 2.2.1 继电保护分类 (9) 2.2.2 对继电保护的基本要求 (10) 第3章牵引变压器继电保护配置及分析 (11) 3.1 牵引变压器的运行方式 (11) 3.1.1 空载合闸 (11) 3.1.2 短路故障 (11) 3.1.3 不正常运行状态 (12) 3.2 牵引变压器的保护 (12) 3.2.1 主保护 (12) 3.2.2 后备保护 (13) 3.2.3 辅助性保护 (13) 3.3 牵引变压器差动保护 (14) 3.3.1 单相变压器 (14) 3.3.2 Y/d11接线变压器 (15) 3.3.3 V/v接线变压器 (15) 3.3.4 阻抗匹配平衡变压器 (16) 3.3.5 Scott接线变压器 (17) 3.3.6 V/x接线变压器 (18) 3.3.7 自耦变压器 (18) 3.4 牵引变压器差动保护原理框图 (19) 第4章AT供电方式继电保护配置及分析 (21) 4.1 铁路牵引供电方式 (21) 4.2 AT供电方式继电保护配置及分析 (21) 4.2.1 A T供电方式的原理接线 (21) 4.2.2 A T供电方式的特点 (22) 4.2.3 A T供电方式牵引网保护配置 (22) 4.2.4 全并联AT供电牵引网保护配置 (24) 总结和体会 (27) 谢辞 (28) 参考文献 (29)
电力系统继电保护原理试题及答案
大学200 －200 学年第( )学期考试试卷 课程代码 3042100 课程名称电力系统继电保护原理考试时间120 分钟 阅卷教师签字： 一、填空题（每空1分，共18分） 1、电力系统发生故障时，继电保护装置应将部分切除，电力系统出现不正常工作 时，继电保护装置一般应。 2、继电保护的可靠性是指保护在应动作时，不应动作时。 3、瞬时电流速断保护的动作电流按大于本线路末端的整定，其 灵敏性通常用 来表示。 4、距离保护是反应的距离，并根据距离的远近确定的—种保护。 5、偏移圆阻抗继电器、方向圆阻抗继电器和全阻抗继电器中，受过 渡电阻的影响最大， 受过渡电阻的影响最小。 6、线路纵差动保护是通过比较被保护线路首末端电流的和的原理实现 的，因此它不反应。 7、在变压器的励磁涌流中，除有大量的直流分量外，还有大量的分量，其 中以为主。 8、目前我国通常采用以下三种方法来防止励磁涌流引起纵差动保护的误动， 即， 和。 二、单项选择题（每题1分，共12分）
1、电力系统最危险的故障是（ ）。 （A ）单相接地 （B ）两相短路 （C ）三相短路 2、继电保护的灵敏系数sen K 要求（ ） 。 （A ） 1sen K < （B ）1sen K = （C ）1sen K > 3、定时限过电流保护需要考虑返回系数，是为了（ ）。 （A ）提高保护的灵敏性 （B ）外部故障切除后保护可靠返回 （C ）解决选择性 4、三段式电流保护中，保护范围最小的是（ ） （A ）瞬时电流速断保护 （B ）限时电流速断保护 （C ）定时限过电流保护 5、三种圆特性的阻抗继电器中， （ ）既能测量故障点的远近，又能判别故障方向 （A ）全阻抗继电器； （B ）方向圆阻抗继电器； （C ）偏移圆阻抗继电器 6、有一整定阻抗为860set Z =∠?Ω的方向圆阻抗继电器，当测量阻抗430m Z =∠?Ω时， 该继电器处于 （ ）状态。 （A ）动作 （B ）不动作 （C ）临界动作 7、考虑助增电流的影响，在整定距离保护II 段的动作阻抗时，分支系数应取（ ）。 （A ）大于1，并取可能的最小值 （B ）大于1，并取可能的最大值 （C ）小于1，并取可能的最小值 8、从减小系统振荡的影响出发，距离保护的测量元件应采用（ ）。 （A ）全阻抗继电器； （B ）方向圆阻抗继电器； （C ）偏移圆阻抗继电器 9、被保护线路区内短路并伴随通道破坏时，对于相差高频保护（ ） （A ）能正确动作 （B ）可能拒动 （C ）可能误动 10、如图1所示的系统中，线路全部配置高频闭锁式方向纵联保护，k 点短路，若A-B 线路通道故障，则保护1、2将（ ）。 （A ）均跳闸 （B ）均闭锁 （C ）保护1跳闸，保护2 闭锁 图1 11、变压器的电流速断保护与( )保护配合，以反应变压器绕组及变压器电源侧的引出线套管上的各种故障。 （A ）过电流 （B ）过负荷 （C ）瓦斯 12、双绕组变压器纵差动保护两侧电流互感器的变比，应分别按两侧（ ）选择。 A B C D
《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》
《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》 第一章总则 第一条为保证电压质量和电网稳定运行，提高电网运行的经济效益，根据《中华人民共和国电力法》等国家有关法律法规、《电力系统安全稳定导则》、信息来源：《电力系统电压和无功电力技术导则》、《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》等相关技术标准和管理规定，特制定本技术原则。 第二条国家电网公司各级电网企业、并网运行的发电企业、电力用户均应遵守本技术原则。 第二章无功补偿配置的基本原则 第三条电力系统配置的无功补偿装置应能保证在系统有功负荷高峰和负荷低谷运行方式下，分（电压）层和分（供电）区的无功平衡。分（电压）层无功平衡的重点是220kV 及以上电压等级层面的无功平衡，分（供电）区就地平衡的重点是110kV及以下配电系统的无功平衡。无功补偿配置应根据电网情况，实施分散就地补偿与变电站集中补偿相结合，电网补偿与用户补偿相结合，高压补偿与低压补偿相结合，满足降损和调压的需要。 第四条各级电网应避免通过输电线路远距离输送无功电力。500（330）kV电压等级系统与下一级系统之间不应有大量的无功电力交换。500（330）kV电压等级超高压输电线路的充电功率应按照就地补偿的原则采用高、低压并联电抗器基本予以补偿。 第五条受端系统应有足够的无功备用容量。当受端系统存在电压稳定问题时，应通过技术经济比较，考虑在受端系统的枢纽变电站配置动态无功补偿装置。 第六条各电压等级的变电站应结合电网规划和电源建设，合理配置适当规模、类型的无功补偿装置。所装设的无功补偿装置应不引起系统谐波明显放大，并应避免大量的无功电力穿越变压器。35kV～220kV变电站，在主变最大负荷时，其高压侧功率因数应不低于0.95，在低谷负荷时功率因数应不高于0.95。 第七条对于大量采用10kV～220kV电缆线路的城市电网，在新建110kV及以上电压等级的变电站时，应根据电缆进、出线情况在相关变电站分散配置适当容量的感性无功补偿装置。 第八条35kV及以上电压等级的变电站，主变压器高压侧应具备双向有功功率和无功功
电力系统分析短路电流的计算
1课程设计的题目及目的 1.1课程设计选题 如图所示发电机G ，变压器T1、T2以及线路L 电抗参数都以统一基准的标幺值给出，系统C 的电抗值是未知的，但已知其正序电抗等于负序电抗。在K 点发 生a 相直接接地短路故障，测得K 点短路后三相电压分别为0=a U ， 1201-∠=b U ， 1201∠=c U 。试求： （1）系统C 的正序电抗； （2）K 点发生bc 两相接地短路时故障点电流； （3）K 点发生bc 两相接地短路时发电机G 和系统C 分别提供的故障电流（假设故障前线路电流中没有电流）。 系统C 发电机G 15.01=T X 15 .00=T X 25 .02=T X 25.02==''X X d 图1-1 1.2课程设计的目的 1. 巩固电力系统的基础知识； 2. 练习查阅手册、资料的能力； 3．熟悉电力系统短路电流的计算方法和有关电力系统的常用软件； 2短路电流计算的基本概念和方法 2.1基本概念的介绍 1.在电力系统中，可能发生的短路有：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相短路。三相短路也称为对称短路，系统各相与正常运行时一样仍处于对称状态。其他类型的短路都属于不对称短路。 2.正序网络:通过计算对称电路时所用的等值网络。除中性点接地阻抗、空载线路（不计导纳）以及空载变压器（不计励磁电流）外，电力系统各元件均应包括在正序网络中，并且用相应的正序参数和等值电路表示。 3.负序网络：与正序电流的相同，但所有电源的负序电势为零。因此，把正序网络中各元件的参数都用负序参数代替，并令电源电势等于零，而在短路点引入
代替故障条件的不对称电势源中的负序分量，便得到负序网络。 4.零序网络：在短路点施加代表故障边界条件的零序电势时，由于三项零序电流大小及相位相同，他们必须经过大地（或架空地线、电缆包庇等）才能构成回路，而且电流的流通与变压器中性点接地情况及变压器的解法有密切关系。 2.2 短路电流计算的基本方法 1.单相(a 相)接地短路 单相接地短路是，故障处的三个边界条件为： 0fa V = ； 0fb I = ； 0fc I = 经过整理后便得到用序量表示的边界条件为： (2)(0)(1)(2)(0)00fa fa fa fa fa fa V V V I I I ? =++=? ??==? 2.两相（b 相和c 相）短路 b 相和c 相短路的边界条件 . 0fa I = ； ..0fb fc I I += ； . . fb fc V V = 经过整理后便得到用序量表示的边界条件为： (0) (1)(2)(1)(2)00fa fa fa fa fa I I I V V ? =??? +=??? =?? 3. 两相（b 相和c 相）短路接地 b 相和 c 相短路接地的边界条件 0fa I = ； 0fb V = ； 0fc V =
浅析配电网无功补偿技术
浅析配电网无功补偿技术 【摘要】运用合理的无功补偿技术不仅能提高电网输送电能效率和设备利用率，还可以提高供电系统的电压质量。本文介绍了无功补偿的作用及其重要性，着重介绍了配电网无功补偿技术的演变过程和优化后的补偿方案，以便读者对配电网无功补偿技术的演变有全面的了解，更好地指导配电网的安全、经济运行。 【关键词】配电网；无功补偿；可靠性；方案优化 1 配电网无功补偿的作用及其重要性分析 电力系统传输有功功率和无功功率，其中无功功率虽然不对外部做功，但它可以形成感应电磁场，进而为电力系统变压器等感性器件提供正常工作必须的能量，因此，无功功率是电力系统中不可缺少的一部分。然而，电力系统中大多数元器件和负荷都要消耗无功功率，一旦无功电功率短缺将占据在电力系统无功功率，降低电网的功率因数，引起电力系统中其他器件输出功率降低，同时增加线损，降低供电系统的电压质量。无功功率不宜长距离传输。因此，必须在消耗无功功率的地方产生无功功率，即采用就地无功补偿技术。由于该项技术可以提高系统功率因数，减少变压器等设备和线路的损耗，进而使设备利用率提高，同时也能够使电网电压得到稳定并且还提高供电系统的电压质量。在长距离输电线路中安装无功补偿设施还可以提高输电能力和线路稳定性。因此，研究无功补偿技术具有重要性意义。据调查统计，我国电力系统中配电网无功功率不足或分布不合理的问题最为突出，大部分配电设备的自然功率因素约为0.7，也就是说配电网的电能损耗约有50% 是无功功率不足引起的，严重影响了配电网电压质量，用户对电能质量的需求很难得到满足。因此，在配电网中无功补偿技术的研究是非常重要的。 2 配电网曾经采用的无功补偿技术介绍 2.1 主要以纯电容器补偿形式为主 电容器较为脆弱，容易受到外部因素的影响。由于电网中大量谐波的存在，在无功补偿时若都以纯电容补偿方式，容易导致谐波电流放大，从而破坏配电网投切开关、补偿电容器和其他电气设备的相关元器件。 2.2 以接触器作为投切开关的方式为主 接触器运用于投切开关时，响应时间往往非常长。在用电设备上无功变化很快，或有冲击载荷的分布网络中，无法有效地实现跟踪补偿。因为电容器投入运行时会有涌流现象，所以电容器被切除时容易产生过电压，电容器再次投入运行前必须将电容器进行完全的放电。