發(fā)電廠電氣部分-第二章

1、電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)：由發(fā)電廠、升壓變電所、輸電線路、降壓變電所及電力電力系統(tǒng)：由發(fā)電廠、升壓變電所、輸電線路、降壓變電所及電力 用戶所組成的統(tǒng)一整體；用戶所組成的統(tǒng)一整體；動(dòng)力系統(tǒng)：電力系統(tǒng)加上帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力裝置構(gòu)成的整體。動(dòng)力系統(tǒng)：電力系統(tǒng)加上帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力裝置構(gòu)成的整體。第二章第二章 發(fā)電、變電和輸電的電氣部分發(fā)電、變電和輸電的電氣部分電電 力力 網(wǎng)：網(wǎng)： （1 1）定義：由各類升壓變電所、輸電線路、降壓變電）定義：由各類升壓變電所、輸電線路、降壓變電所組成的電能傳輸和分配的網(wǎng)絡(luò)。所組成的電能傳輸和分配的網(wǎng)絡(luò)。 （2 2）分類：）分類： 按供電范圍、輸送功率和電壓等級(jí)分：地方電力

2、網(wǎng)和按供電范圍、輸送功率和電壓等級(jí)分：地方電力網(wǎng)和區(qū)域電力網(wǎng)。按電壓等級(jí)電力網(wǎng)分：低壓（區(qū)域電力網(wǎng)。按電壓等級(jí)電力網(wǎng)分：低壓（1kV1kV及以下及以下）、高壓（）、高壓（1-330kV1-330kV）、超高壓（）、超高壓（330-1000kV330-1000kV）和特）和特高壓（高壓（1000kV1000kV以上）幾種以上）幾種第一節(jié)概述第一節(jié)概述一、電氣設(shè)備一、電氣設(shè)備第二章第二章 發(fā)電、變電和輸電的電氣部分發(fā)電、變電和輸電的電氣部分( (一）一次設(shè)備一）一次設(shè)備 通常把生產(chǎn)、變換、輸送、分配和使用電能的設(shè)備，如發(fā)電機(jī)、變壓通常把生產(chǎn)、變換、輸送、分配和使用電能的設(shè)備，如發(fā)電機(jī)、變壓器和斷路

3、器等稱為一次設(shè)備。它們包括：器和斷路器等稱為一次設(shè)備。它們包括： （1 1）生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備。）生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備。 （2 2）接通或斷開電路的開關(guān)電器。）接通或斷開電路的開關(guān)電器。 （3）限制故障電流和防御過電壓的保護(hù)電器。限制故障電流和防御過電壓的保護(hù)電器。 （4）載流導(dǎo)體。載流導(dǎo)體。 （5）互感器，包括電壓互感器和電流互感器?；ジ衅鳎妷夯ジ衅骱碗娏骰ジ衅?。 （6）無功補(bǔ)償設(shè)備。無功補(bǔ)償設(shè)備。 （7）接地裝置。）接地裝置。常用一次設(shè)備名稱及圖形文字符號(hào)常用一次設(shè)備名稱及圖形文字符號(hào) 對(duì)一次設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量、控制、監(jiān)視和起保護(hù)作用的設(shè)對(duì)一次設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量

4、、控制、監(jiān)視和起保護(hù)作用的設(shè)備，稱為二次設(shè)備。備，稱為二次設(shè)備。 （1 1）測(cè)量表計(jì)，如電壓表、電流表、頻率表、功率表和電能表等，用于測(cè)）測(cè)量表計(jì)，如電壓表、電流表、頻率表、功率表和電能表等，用于測(cè)量電路中的電氣參數(shù)。量電路中的電氣參數(shù)。 （2 2）繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置及遠(yuǎn)動(dòng)裝置。）繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置及遠(yuǎn)動(dòng)裝置。 （3 3）直流電源設(shè)備，包括直流發(fā)電機(jī)組、蓄電池組和整流裝置等。）直流電源設(shè)備，包括直流發(fā)電機(jī)組、蓄電池組和整流裝置等。 （4 4）操作電器、信號(hào)設(shè)備及控制電纜。）操作電器、信號(hào)設(shè)備及控制電纜。（二）二次設(shè)備（二）二次設(shè)備 一次電路：由一次設(shè)備，例如發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器等，按預(yù)期生產(chǎn)

5、一次電路：由一次設(shè)備，例如發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器等，按預(yù)期生產(chǎn)流程所連成的電路，稱為一次電路，或稱電氣主接線；流程所連成的電路，稱為一次電路，或稱電氣主接線； 二次電路：由二次設(shè)備所連成的電路稱為二次電路，或稱二次接線。二次電路：由二次設(shè)備所連成的電路稱為二次電路，或稱二次接線。 圖圖2-12-1是具有兩種電壓（發(fā)電機(jī)電壓及升高電壓）大容量發(fā)電廠的電氣主接是具有兩種電壓（發(fā)電機(jī)電壓及升高電壓）大容量發(fā)電廠的電氣主接線圖。線圖。二、電氣接線和裝置二、電氣接線和裝置( (一）電氣接線一）電氣接線 在發(fā)電廠和變電站中，根據(jù)各種電氣設(shè)備的作用及要求，按一定的方式在發(fā)電廠和變電站中，根據(jù)各種電氣設(shè)備的作

6、用及要求，按一定的方式用導(dǎo)體連接起來所形成的電路稱為電氣接線。用導(dǎo)體連接起來所形成的電路稱為電氣接線。圖圖2-1-1火電廠的電氣主接線圖火電廠的電氣主接線圖（二）配電裝置（二）配電裝置 根據(jù)電氣主接線的要求，由開關(guān)電器、母線、保護(hù)盒測(cè)量設(shè)備以及必要根據(jù)電氣主接線的要求，由開關(guān)電器、母線、保護(hù)盒測(cè)量設(shè)備以及必要的輔助設(shè)備和建筑物組成的整體即為配電裝置。的輔助設(shè)備和建筑物組成的整體即為配電裝置。 配電裝置按電氣設(shè)備裝設(shè)地配電裝置按電氣設(shè)備裝設(shè)地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)配電裝置和屋外配電裝置。點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)配電裝置和屋外配電裝置。 圖圖2-1中，由斷路器中，由斷路器QF1和和QF2，隔離開關(guān)，隔離開關(guān)

7、QS1QS4，母線，母線W1W3，電，電抗器抗器L1和和L2以及饋線以及饋線WL1和和WL2等，構(gòu)成的配電裝置，布置在屋內(nèi)，稱為屋等，構(gòu)成的配電裝置，布置在屋內(nèi)，稱為屋內(nèi)配電裝置，又稱發(fā)電機(jī)電壓配電裝置；而由斷路器內(nèi)配電裝置，又稱發(fā)電機(jī)電壓配電裝置；而由斷路器QF3QF5，相應(yīng)的隔離，相應(yīng)的隔離開關(guān)，母線開關(guān)，母線W4和和W5以及出線以及出線WL3和和WL4等，構(gòu)成的配電裝置，稱為屋外配等，構(gòu)成的配電裝置，稱為屋外配電裝置，又稱高壓配電裝置。電裝置，又稱高壓配電裝置?！笆晃迨晃濉眹?guó)家級(jí)規(guī)劃教材國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材一、一、300MW300MW發(fā)電機(jī)組電氣部分發(fā)電機(jī)組電氣部分（一）電氣主接線（一）電

8、氣主接線 300MW發(fā)電機(jī)組，采用發(fā)電機(jī)變壓器單元接線，如圖2-2所示。變壓器高壓側(cè)，經(jīng)引線接入220kV系統(tǒng)。第二節(jié)第二節(jié) 發(fā)電廠的電氣部分發(fā)電廠的電氣部分圖圖2- 2 300MW發(fā)電機(jī)組電氣主接線圖發(fā)電機(jī)組電氣主接線圖1發(fā)電機(jī)；發(fā)電機(jī)；2主變壓器；主變壓器；3高壓廠用變壓器高壓廠用變壓器（為分裂繞組變壓器）（為分裂繞組變壓器）4電壓互感器；電壓互感器； 5高壓熔斷器；高壓熔斷器； 6避雷器；避雷器；7電流互感器；電流互感器； 8中性點(diǎn)接地變壓器中性點(diǎn)接地變壓器 由圖由圖2-2可看出，可看出，300MW發(fā)電機(jī)組電氣主接線具有下述特點(diǎn)：發(fā)電機(jī)組電氣主接線具有下述特點(diǎn)： （1）發(fā)電機(jī)與主變壓器的

9、連接采用發(fā)電機(jī)變壓器單元接線，無發(fā)電機(jī)出發(fā)電機(jī)與主變壓器的連接采用發(fā)電機(jī)變壓器單元接線，無發(fā)電機(jī)出口斷路器和隔離開關(guān)?？跀嗦菲骱透綦x開關(guān)。 （2）在主變壓器低壓側(cè)引接一臺(tái)高壓廠用變壓器，供給廠用電。）在主變壓器低壓側(cè)引接一臺(tái)高壓廠用變壓器，供給廠用電。 （3）在發(fā)電機(jī)出口側(cè)，通過高壓熔斷器接有三組電壓互感器和一組避雷器）在發(fā)電機(jī)出口側(cè)，通過高壓熔斷器接有三組電壓互感器和一組避雷器 （4）在發(fā)電機(jī)出口側(cè)和中性點(diǎn)側(cè)，每相裝有電流互感器）在發(fā)電機(jī)出口側(cè)和中性點(diǎn)側(cè)，每相裝有電流互感器4只。只。 （5）發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接有中性點(diǎn)接地變壓器。）發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接有中性點(diǎn)接地變壓器。 （6）高壓廠用變壓器高壓側(cè)，每

10、相裝有電流互感器）高壓廠用變壓器高壓側(cè)，每相裝有電流互感器4只。只。 “十一五十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材 發(fā)電機(jī)和主變壓器之間的連接母線及廠用分支母線均采用全連離相封閉發(fā)電機(jī)和主變壓器之間的連接母線及廠用分支母線均采用全連離相封閉母線。其具有以下優(yōu)點(diǎn)：母線。其具有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）供電可靠。）供電可靠。 （2）運(yùn)行安全。）運(yùn)行安全。 （3）基本消除了母線周圍鋼構(gòu)件的發(fā)熱。）基本消除了母線周圍鋼構(gòu)件的發(fā)熱。 （4）施工安裝簡(jiǎn)便，運(yùn)行維護(hù)工作量小。）施工安裝簡(jiǎn)便，運(yùn)行維護(hù)工作量小。 （二）主要電氣設(shè)備（二）主要電氣設(shè)備 （1）發(fā)電機(jī)。）發(fā)電機(jī)。 （5）高壓熔斷器。）高壓熔斷器。 （2）主

11、變壓器。）主變壓器。 （6）電流互感器。）電流互感器。 （3）高壓廠用變壓器。）高壓廠用變壓器。 （7）發(fā)電不均衡。）發(fā)電不均衡。 （4）電壓互感器。電壓互感器。 （8）中性點(diǎn)接地變壓器。）中性點(diǎn)接地變壓器。 “十一五十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材二、二、600MW600MW發(fā)電機(jī)組電氣部分發(fā)電機(jī)組電氣部分( (一）電氣主接線一）電氣主接線圖2-3 600MW發(fā)電機(jī)組電氣主接線圖1發(fā)電機(jī)；2主變壓器；3高壓廠用變壓器4高壓公用變壓器；5勵(lì)磁變壓器；6中性點(diǎn)接地變壓器；7電壓互感器；8熔斷器；9高壓避雷器“十一五十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材 由圖2-3可看出，600MW發(fā)電機(jī)組電氣

12、主接線具有下述特點(diǎn)： （1）發(fā)電機(jī)與主變壓器的連接采用發(fā)電機(jī)變壓器單元接線，發(fā)電機(jī)和主變壓器之間沒有斷路器和隔離開關(guān)。 （2）主變壓器采用三相雙繞組變壓器，低壓側(cè)繞組接成三角形，高壓側(cè)繞組接成星形。變壓器高壓側(cè)中性點(diǎn)接地方式為直接接地。 （3）在主變壓器低壓側(cè)引接一臺(tái)高壓廠用變壓器和一臺(tái)高壓公用變壓器，供給廠用電。 （4）在發(fā)電機(jī)出口側(cè)，通過高壓熔斷器接有三組電壓互感器和一組避雷器。 （5）在發(fā)電機(jī)出口側(cè)和中性點(diǎn)側(cè)，每相裝有電流互感器4只。 （6）發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接有中性點(diǎn)接地變壓器。 “十一五十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材 （7）高壓廠用變壓器高壓側(cè)，每相配置套管式電流互感器3只。 （8）

13、主變壓器高壓側(cè)每相各配置套管式電流互感器3只，中性點(diǎn)配置電流互感器1只 （二）主要電氣設(shè)備（二）主要電氣設(shè)備 （1）發(fā)電機(jī)。 （5）電流互感器。 （2）主變壓器。 （6）中性點(diǎn)接地變壓器。 （3）高壓廠用變壓器。 （7）高壓熔斷器。 （4）電壓互感器。 （8）避雷器。 “十一五十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材三、三、1000MW1000MW發(fā)電機(jī)組電氣部分發(fā)電機(jī)組電氣部分（一）電氣主接線（一）電氣主接線 1000MW發(fā)電機(jī)組，采用發(fā)電機(jī)變壓器單元接線，如圖2-4所示。變壓器高壓側(cè)，經(jīng)隔離開關(guān)和引線接入500kV系統(tǒng)，500kV側(cè)采用一個(gè)半斷路器接線方式。“十一五十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材國(guó)家級(jí)

14、規(guī)劃教材圖2-4 1000MW發(fā)電機(jī)組電氣主接線圖1發(fā)電機(jī)；2主變壓器；3、4高壓廠用變壓器；5勵(lì)磁變壓器；6中性點(diǎn)接地變壓器；7、8電壓互感器；9高壓避雷器；10隔離開關(guān)；11電壓互感器“十一五十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材 由圖2-4可看出，1000MW發(fā)電機(jī)組電氣主接線具有下述特點(diǎn)： （1）發(fā)電機(jī)與主變壓器的連接采用發(fā)電機(jī)變壓器單元接線，發(fā)電機(jī)和主變壓器之間沒有斷路器和隔離開關(guān)，但在主母線上設(shè)有可拆連接點(diǎn)。 （2）發(fā)電機(jī)出口主封閉母線上有接地刀閘，母線接地刀閘能承受主回路動(dòng)、熱穩(wěn)定的要求。接地刀閘附近有觀察接地刀閘位置的窺視孔。 （3）主變壓器采用三臺(tái)單相雙繞組油浸式變壓器，低壓側(cè)

15、繞組接成三角形，高壓側(cè)繞組接成星形。變壓器高壓側(cè)中性點(diǎn)接地方式為直接接地。 （4）在主變壓器低壓側(cè)引接兩臺(tái)容量相同的高壓廠用變壓器，供給廠用電。 “十一五十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材 （5）在發(fā)電機(jī)出口主封閉母線有短路試驗(yàn)裝置，主回路T接引至電壓互感器柜，通過高壓熔斷器接有三組三相電壓互感器和一組避雷器。 （6）在發(fā)電機(jī)出口側(cè)和中性點(diǎn)側(cè)，每相裝有套管式電流互感器4只。 （7）發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)隔離開關(guān)接有中性點(diǎn)接地變壓器。 （8）高壓廠用變壓器高壓側(cè)，每相配置套管式電流互感器3只。 （9）主變壓器高壓側(cè)每相各配置套管式電流互感器4只，中性點(diǎn)配置電流互感器2只。 （二）主要電氣設(shè)備（二）主要

16、電氣設(shè)備 （1）發(fā)電機(jī)。 （2）主變壓器。 （3）高壓廠用變壓器。 （4）電壓互感器。 （5）電流互感器。 （6）中性點(diǎn)接地變壓器?！笆晃迨晃濉眹?guó)家級(jí)規(guī)劃教材國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材（三）超超臨界發(fā)電機(jī)組的特點(diǎn)與問題（三）超超臨界發(fā)電機(jī)組的特點(diǎn)與問題u 前述300MW發(fā)電機(jī)組為亞臨界火力發(fā)電機(jī)組，600MW發(fā)電機(jī)組為超臨界火力發(fā)電機(jī)組，1000MW發(fā)電機(jī)組為超超臨界火力發(fā)電機(jī)組。u 超超臨界火力發(fā)電機(jī)組和常規(guī)發(fā)電機(jī)組相比，具有無可比擬的優(yōu)越性。但是，發(fā)展超超臨界機(jī)組，在設(shè)計(jì)和制造方面還有許多關(guān)鍵技術(shù)問題有待解決，例如開發(fā)新材料就是關(guān)鍵的問題?！笆晃迨晃濉眹?guó)家級(jí)規(guī)劃教材國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材（一）數(shù)字化發(fā)

17、電廠概念（一）數(shù)字化發(fā)電廠概念四、數(shù)字化發(fā)電廠四、數(shù)字化發(fā)電廠 數(shù)字化發(fā)電廠是采用數(shù)字方式映射的物理電廠，把龐大的發(fā)電廠通過數(shù)字0、1精確地表示在電腦的桌面上。也就是說，從電廠前期可行性研究、設(shè)計(jì)、基建開始，到生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)、企業(yè)管理的全過程，全部采用數(shù)字描述和數(shù)字化存儲(chǔ)。（二）數(shù)字化發(fā)電廠模式（二）數(shù)字化發(fā)電廠模式 數(shù)字化發(fā)電廠的模式有以下5種： （1）基于上層網(wǎng)絡(luò)模式（信息網(wǎng)絡(luò)）。 （2）基于下層網(wǎng)絡(luò)模式（FCS網(wǎng)絡(luò)）。 （3）基于控制網(wǎng)絡(luò)模式（DCS網(wǎng)絡(luò)）。 （4）上中下網(wǎng)絡(luò)合一模式（3層網(wǎng)絡(luò)）。 （5）數(shù)字化發(fā)電廠5層網(wǎng)絡(luò)模型?！笆晃迨晃濉眹?guó)家級(jí)規(guī)劃教材國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材 5層網(wǎng)絡(luò)模型組成的

18、數(shù)字化發(fā)電廠： （1）一次設(shè)備層。 （2）DCS層：控制系統(tǒng)。本層為二次系統(tǒng)層。 （3）SIS層：優(yōu)化增值。 （4）MIS層：高端信息。 （5）Internet層：網(wǎng)絡(luò)媒體。“十一五十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材 （三）實(shí)現(xiàn)數(shù)字化發(fā)電廠的核心技術(shù)（三）實(shí)現(xiàn)數(shù)字化發(fā)電廠的核心技術(shù) （1）采用成熟的FCS數(shù)字化儀表或裝置。 （2）發(fā)電廠“爐、機(jī)、電、輔”DCS一體化控制和數(shù)字化升壓站NCS。 （3）數(shù)字化CCTV（工業(yè)）網(wǎng)絡(luò)圖像監(jiān)視技術(shù)。 （4）廠級(jí)運(yùn)營(yíng)優(yōu)化增值服務(wù)技術(shù)。 （5）信息層面的數(shù)字化高端應(yīng)用。 （6）系統(tǒng)工程、軟件技術(shù)、流程技術(shù)和先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、三維技術(shù)（3D）等

19、其它技術(shù)。一、高壓交流輸變電概述一、高壓交流輸變電概述 影響輸電電壓等級(jí)的發(fā)展主要有以下原因：影響輸電電壓等級(jí)的發(fā)展主要有以下原因： 由于大容量發(fā)電廠的建設(shè)地點(diǎn)遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，如果采用低壓輸電，勢(shì)必造成輸由于大容量發(fā)電廠的建設(shè)地點(diǎn)遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，如果采用低壓輸電，勢(shì)必造成輸送功率的巨大浪費(fèi)和電能質(zhì)量的下降，因此，提高輸電電壓等級(jí)就成為必然的選擇。送功率的巨大浪費(fèi)和電能質(zhì)量的下降，因此，提高輸電電壓等級(jí)就成為必然的選擇。不同電壓等級(jí)的輸送功率和輸送距離的關(guān)系如表不同電壓等級(jí)的輸送功率和輸送距離的關(guān)系如表2-1所示。所示。（一）長(zhǎng)距離輸送電能（一）長(zhǎng)距離輸送電能第三節(jié)第三節(jié) 高壓交流輸變電高壓交流輸變

20、電電壓等級(jí)電壓等級(jí)（kV）輸送功率輸送功率（MW）輸送距離輸送距離（km）電壓等級(jí)電壓等級(jí)（kV）輸送功率輸送功率（MW）輸送距離輸送距離（km）10100.22202063302002008 8006006002003535210 050502050010 00015 50085085015011011010501501505075020002500500以上以上220220100500300300100100010004000400050005000500以上以上表表2-1 不同電壓等級(jí)的輸送功率和輸送距離不同電壓等級(jí)的輸送功率和輸送距離 隨著電力系統(tǒng)發(fā)電容量的增大，特別是大型坑口電站和核

21、電站的投產(chǎn)，隨著電力系統(tǒng)發(fā)電容量的增大，特別是大型坑口電站和核電站的投產(chǎn)，雖然輸電距離不長(zhǎng)，但輸送容量很大，也需要采用較高的電壓等級(jí)。雖然輸電距離不長(zhǎng)，但輸送容量很大，也需要采用較高的電壓等級(jí)。（二）大容量輸送電能（二）大容量輸送電能電壓等級(jí)（電壓等級(jí)（kV）導(dǎo)線截面（導(dǎo)線截面（mm2）輸送容量（輸送容量（MW）線損率（線損率（%）2202201752.753303302 22707007001.301.305005004 4570120012000.950.957507504 4570250025000.700.70 如果以輸送每km每kW電力的線路造價(jià)作為單位造價(jià)

22、，則在各級(jí)電壓相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)輸送容量范圍內(nèi)，線路的單位造價(jià)將隨輸送電壓等級(jí)的升高而降低。在相同的輸送容量和距離的條件下，輸電線的總損耗（包括電阻損耗和電暈損耗）隨輸電電壓等級(jí)的升高而降低。如表2-2所示，750kV線路的線損率約為330kV線路的1/2。表2-2 電壓等級(jí)與線損率的關(guān)系（三）節(jié)省基建投資和運(yùn)行費(fèi)用（三）節(jié)省基建投資和運(yùn)行費(fèi)用 此外，輸送相同容量電力的線路走廊的寬度，也隨著采用電壓等級(jí)的升此外，輸送相同容量電力的線路走廊的寬度，也隨著采用電壓等級(jí)的升高而降低。走廊用地在線路總造價(jià)中所占比重較大（如美國(guó)本部地區(qū)高而降低。走廊用地在線路總造價(jià)中所占比重較大（如美國(guó)本部地區(qū)500kV線路約

23、占線路約占15%30%），為減少走廊占地費(fèi)用，采用超高壓輸電也就在所難免），為減少走廊占地費(fèi)用，采用超高壓輸電也就在所難免 電力系統(tǒng)的發(fā)展，必然會(huì)打破歷史形成的地方電力系統(tǒng)的疆域，逐漸連電力系統(tǒng)的發(fā)展，必然會(huì)打破歷史形成的地方電力系統(tǒng)的疆域，逐漸連成大區(qū)域或跨區(qū)域的聯(lián)合電力系統(tǒng)。為了增強(qiáng)電網(wǎng)輸送能力，提高系統(tǒng)的運(yùn)成大區(qū)域或跨區(qū)域的聯(lián)合電力系統(tǒng)。為了增強(qiáng)電網(wǎng)輸送能力，提高系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，大區(qū)電網(wǎng)間的連接多采用行穩(wěn)定性，大區(qū)電網(wǎng)間的連接多采用500kV或或750kV超高壓電壓等級(jí)，甚至超高壓電壓等級(jí)，甚至采用采用1150kV的特高壓電壓等級(jí)。的特高壓電壓等級(jí)。（四）電力系統(tǒng)互聯(lián)（四）電力系統(tǒng)互聯(lián)

24、 二、二、500kV500kV輸變電系統(tǒng)輸變電系統(tǒng) 目前，我國(guó)目前，我國(guó)500kV變電站的電氣接線一般采用雙母線四分段帶專用旁變電站的電氣接線一般采用雙母線四分段帶專用旁路母線和路母線和3/2斷路器兩種接線方式。如圖斷路器兩種接線方式。如圖2-5所示，兩組母線所示，兩組母線W1和和W2間有兩間有兩串?dāng)嗦菲?，每一串的三組斷路器之間接入兩個(gè)回路引出線，如串?dāng)嗦菲?，每一串的三組斷路器之間接入兩個(gè)回路引出線，如WL1、WL2，處于每串中間部位的斷路器稱為聯(lián)絡(luò)斷路器（如處于每串中間部位的斷路器稱為聯(lián)絡(luò)斷路器（如QF12），由于平均每條引出），由于平均每條引出線裝設(shè)一臺(tái)半斷路器，故稱為一臺(tái)半斷路器接線。線

25、裝設(shè)一臺(tái)半斷路器，故稱為一臺(tái)半斷路器接線。（一）（一）500kV500kV變電站電氣主接線變電站電氣主接線圖2-5 500kV變電站電氣主接線“十一五十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材（二）（二）500kV500kV變電站主要電氣設(shè)備變電站主要電氣設(shè)備 500kV超高壓變電站的主要電氣設(shè)備有：超高壓變電站的主要電氣設(shè)備有： （1）主變壓器：）主變壓器：500kV升壓變壓器和升壓變壓器和500kV自耦變壓器自耦變壓器。 （2）斷路器）斷路器 。 （3）隔離開關(guān)。）隔離開關(guān)。 （4）電壓互感器。電壓互感器。 （5）電流互感器。）電流互感器。 （6）避雷器。避雷器。 （三）并聯(lián)高壓電抗器和抽能并聯(lián)

26、高壓電抗器（三）并聯(lián)高壓電抗器和抽能并聯(lián)高壓電抗器 （一）（一）并聯(lián)高壓電抗器的作用：并聯(lián)高壓電抗器的作用： （1）限制工頻電壓升高。限制工頻電壓升高。 （2）降低操作過電壓。）降低操作過電壓。 （3）消除發(fā)電機(jī)帶長(zhǎng)線出現(xiàn)自勵(lì)磁。）消除發(fā)電機(jī)帶長(zhǎng)線出現(xiàn)自勵(lì)磁。 （4）避免長(zhǎng)距離輸送無功功率并降低線損。避免長(zhǎng)距離輸送無功功率并降低線損。 （5）限制潛供電流，有利于單相自動(dòng)重合閘。）限制潛供電流，有利于單相自動(dòng)重合閘。 （二）抽能并聯(lián)高壓電抗器（二）抽能并聯(lián)高壓電抗器： 500kV并聯(lián)電抗器及抽能系統(tǒng)，如圖并聯(lián)電抗器及抽能系統(tǒng)，如圖2-7所示。所示。圖2-7 500kV并聯(lián)電抗器及抽能系統(tǒng)接線圖（

27、四）（四）串聯(lián)電容器補(bǔ)償串聯(lián)電容器補(bǔ)償 （一）（一）基本原理基本原理： 高壓輸電線路的靜態(tài)穩(wěn)定輸送功率可由下式表示，即高壓輸電線路的靜態(tài)穩(wěn)定輸送功率可由下式表示，即 當(dāng)線路中安裝有串聯(lián)電容器補(bǔ)償后，線路的靜態(tài)穩(wěn)定輸送功率變?yōu)楫?dāng)線路中安裝有串聯(lián)電容器補(bǔ)償后，線路的靜態(tài)穩(wěn)定輸送功率變?yōu)?在同一個(gè)相角差在同一個(gè)相角差 的條件下，裝有串聯(lián)電容器補(bǔ)償前后的穩(wěn)定輸送功率之比為的條件下，裝有串聯(lián)電容器補(bǔ)償前后的穩(wěn)定輸送功率之比為 其中，其中，K KC C= =X XC C/ /X XL L為補(bǔ)償度，補(bǔ)償度一般取在為補(bǔ)償度，補(bǔ)償度一般取在2560%2560%左右。因此，采用串聯(lián)電容器左右。因此，采用串聯(lián)電容器

28、補(bǔ)償可以大幅度地減低線路電抗，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，也是提高遠(yuǎn)距離輸電線路補(bǔ)償可以大幅度地減低線路電抗，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，也是提高遠(yuǎn)距離輸電線路的輸送能力的一種有效措施。的輸送能力的一種有效措施。 （二）串聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置的電氣接線（二）串聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置的電氣接線： （1） 根據(jù)使用的目的不同：串聯(lián)電容器補(bǔ)償?shù)男褪接谐Ｒ?guī)固定式串補(bǔ)、有可控根據(jù)使用的目的不同：串聯(lián)電容器補(bǔ)償?shù)男褪接谐Ｒ?guī)固定式串補(bǔ)、有可控制的串補(bǔ)和晶閘管控制串補(bǔ)。制的串補(bǔ)和晶閘管控制串補(bǔ)。 （2） 對(duì)于固定式串補(bǔ)按照過電壓保護(hù)方案和故障切除后要求串聯(lián)補(bǔ)償重投的時(shí)對(duì)于固定式串補(bǔ)按照過電壓保護(hù)方案和故障切除后要求串聯(lián)補(bǔ)償

29、重投的時(shí)間，其電氣線接一般有以下形式：間，其電氣線接一般有以下形式：?jiǎn)伍g隙串聯(lián)補(bǔ)償接線；單間隙串聯(lián)補(bǔ)償接線；雙間隙串聯(lián)補(bǔ)償接線；雙間隙串聯(lián)補(bǔ)償接線；單間隙串聯(lián)補(bǔ)償接線；單間隙串聯(lián)補(bǔ)償接線；雙間隙串聯(lián)補(bǔ)償接線；雙間隙串聯(lián)補(bǔ)償接線；圖圖2-8 非線性電阻并帶觸發(fā)間隙的串聯(lián)補(bǔ)償接線非線性電阻并帶觸發(fā)間隙的串聯(lián)補(bǔ)償接線“十一五十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材 （三）串聯(lián)補(bǔ)償裝置的主要設(shè)備（三）串聯(lián)補(bǔ)償裝置的主要設(shè)備： （1）電容器組。電容器組。 （2）非線性電阻器。）非線性電阻器。 （3）觸發(fā)型火花間隙。）觸發(fā)型火花間隙。 （4）旁路斷路器。）旁路斷路器。 （5）阻尼回路。）阻尼回路。 （6）電流

30、互感器。）電流互感器。 三、三、750kV超高壓輸變電示范工程超高壓輸變電示范工程圖圖2-9 750kV輸變電示范工程接線示意圖輸變電示范工程接線示意圖世界首條世界首條特高壓交流輸電線路特高壓交流輸電線路 2009年年1月，我國(guó)首條也是世界首月，我國(guó)首條也是世界首條條1000千伏特高壓交流輸電線千伏特高壓交流輸電線路建成投運(yùn)，線路從山西長(zhǎng)治路建成投運(yùn)，線路從山西長(zhǎng)治到湖北荊門全長(zhǎng)到湖北荊門全長(zhǎng)640公里。公里。v“晉東南-南陽-荊門” 1000千伏特高壓交流輸電線路四、四、1000kV特高壓輸變電試驗(yàn)示范工程特高壓輸變電試驗(yàn)示范工程 2006年年8月月19日，特高壓試驗(yàn)示范工程日，特高壓試驗(yàn)示

31、范工程1000kV晉東南南陽荊門工晉東南南陽荊門工程正式奠基，這是我國(guó)首個(gè)特高壓交流試驗(yàn)示范工程。該試驗(yàn)示范工程包括程正式奠基，這是我國(guó)首個(gè)特高壓交流試驗(yàn)示范工程。該試驗(yàn)示范工程包括三站兩線，起于山西長(zhǎng)治境內(nèi)的晉東南變電站，經(jīng)河南南陽境內(nèi)的南陽開關(guān)三站兩線，起于山西長(zhǎng)治境內(nèi)的晉東南變電站，經(jīng)河南南陽境內(nèi)的南陽開關(guān)站，止于湖北荊門境內(nèi)的荊門變電站，線路全長(zhǎng)站，止于湖北荊門境內(nèi)的荊門變電站，線路全長(zhǎng)653.8km。系統(tǒng)額定電壓為。系統(tǒng)額定電壓為1000kV，最高運(yùn)行電壓，最高運(yùn)行電壓1200kV，自然輸送功率約，自然輸送功率約500萬萬kW。（一）（一）1000kV特高壓試驗(yàn)示范工程規(guī)模 （1）輸送容量大，送電距離長(zhǎng)。）輸送容量大，送電距離長(zhǎng)。 （2）工程投資省，節(jié)省土地資源，線路損耗低。）工程投資省，節(jié)省土地資源，線路損耗低。 （3）聯(lián)網(wǎng)能力強(qiáng)。）聯(lián)網(wǎng)能力強(qiáng)。 （4）可解決）可解決500kV電網(wǎng)短路電流超標(biāo)問題。電網(wǎng)短路電流超標(biāo)問題。 （5）特高壓同步電網(wǎng)覆蓋范圍大，連接多個(gè)電源基地和負(fù)荷中心，潮流方式變化大）特高壓同步電網(wǎng)覆蓋范圍大，連接多個(gè)電源基地和負(fù)荷中心，潮流方式變化大，運(yùn)行控制和安全穩(wěn)定控制相對(duì)比較復(fù)雜，技術(shù)要求高。，運(yùn)行控制和安全穩(wěn)定控制相對(duì)比較復(fù)雜，技術(shù)要