發(fā)電廠電氣部分重點(diǎn)（考試重點(diǎn))

1、 .【燃料的種類：固體、液體、汽體】整個(gè)生產(chǎn)過程可分為三個(gè)系統(tǒng)：（1）燃燒系統(tǒng)：燃料的化學(xué)能在鍋爐中燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，加熱鍋爐中的水使之變?yōu)檎魵狻?（2）汽水系統(tǒng)：蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)，沖動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。 （3）電氣系統(tǒng)：汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，把機(jī)械能變?yōu)殡娔?。能量轉(zhuǎn)換過程：燃燒系統(tǒng)汽水系統(tǒng)電氣系統(tǒng) 抽水蓄能電廠作用1）調(diào)峰。2）填谷。在低谷負(fù)荷時(shí)，可使火電機(jī)組不必降低出力（或停機(jī)）和保持在熱效率較高的區(qū)間運(yùn)行，從而節(jié)省燃料，并提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。3）事故備用。4）調(diào)頻。跟蹤負(fù)荷變化的能力很強(qiáng)，承卸負(fù)荷迅速靈活。5）調(diào)相。6）作為黑啟動(dòng)電源。無需外來電源支持能迅速自動(dòng)完成機(jī)組的

2、自啟動(dòng)，并向部分電網(wǎng)供電，帶動(dòng)其他發(fā)電廠沒有自啟動(dòng)的機(jī)組啟動(dòng)。7）蓄能。水電廠分類: 堤壩式水電廠(壩后式 河床式) 2) 引水式水電站 3)混合式水電廠水電廠特點(diǎn) 1）可綜合利用水能資源【航運(yùn)、灌溉等】。 2）發(fā)電成本低，效率高。3）運(yùn)行靈活，啟、停迅速。適用于用作調(diào)頻、調(diào)峰。 4）水能可儲蓄和調(diào)節(jié)。 5）水力發(fā)電不污染環(huán)境，相反，還可改善自然生態(tài)。 6）投資大（單位kW），且建設(shè)周期長。 7）位于山區(qū)，地形復(fù)雜。 8）設(shè)備利用率低有枯水期和豐水期之分。調(diào)峰電站為1500-3000小時(shí)/年。一次設(shè)備:生產(chǎn)、變換、輸送、分配和使用電能的設(shè)備生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備接通或斷開電路的開關(guān)電器限制故障電

3、流和防御過電壓的設(shè)備載流導(dǎo)體儀用互感器6無功補(bǔ)償設(shè)備、接地裝置二次設(shè)備:對一次設(shè)備進(jìn)行測量、控制、監(jiān)視和保護(hù)用的設(shè)備測量儀表繼電保護(hù)及自動(dòng)控制直流電源操作電源、信號設(shè)備及控制電纜斷路器：在正常情況下控制各輸電線路和設(shè)備的開斷及關(guān)合。有滅弧能力。先斷后通。 隔離開關(guān)：設(shè)備檢修時(shí)，隔離電壓；倒換電源操作，改變運(yùn)行方式。沒有滅弧裝置，不能合分5A以上的電流，但具有明顯斷口。先通后斷。 電壓互感器：把高電壓變成標(biāo)準(zhǔn)的低電壓，供測量、繼電保護(hù)、監(jiān)視等各種設(shè)備和儀表用。一次繞組并聯(lián)在電路中。 電流互感器：把大電流變成標(biāo)準(zhǔn)的小電流，供測量、繼電保護(hù)、監(jiān)視等各種設(shè)備和儀表用。一次繞組串聯(lián)在電路中。 避雷器：是

4、保護(hù)電氣設(shè)備免遭雷電入侵波危害的設(shè)備1、電氣接線 定義：根據(jù)各種電氣設(shè)備的作用及要求，按一定方式用導(dǎo)體連接起來所形成的電路。 分類:電氣主接線（又稱電氣一次接線或電氣主系統(tǒng)）電氣二次接線配電裝置 （1）定義：根據(jù)主接線的要求，由開關(guān)設(shè)備、母線、保護(hù)和測量設(shè)備以及必要的輔助設(shè)備和建筑物組成的整體，其作用是接受和分配電能。 （2）按安裝地點(diǎn)分類： 屋內(nèi)配電裝置：<35kV 屋外配電裝置：>=35kV 限制導(dǎo)體（或其它電氣設(shè)備）長期工作電流的根本條件：是其穩(wěn)定溫度不應(yīng)超過長期發(fā)熱最高允許溫度，即計(jì)算目的：確定導(dǎo)體的長期允許工作電流，即載流量。工程條件： 1)求導(dǎo)體的載流量，此時(shí) (沒有特

5、殊說明時(shí)) 舉例1： 設(shè) 求解：短路電流熱效應(yīng)Qk計(jì)算；目的:確定導(dǎo)體的最高溫度.由于短路電流變化復(fù)雜，工程上常采用近似計(jì)算法來計(jì)算-即采用實(shí)用計(jì)算法【辛卜生法】代入得： 求非周期分量的熱效應(yīng) Qnp 1、求周期分量的熱效應(yīng) Qp對于任意曲線的定積分，可采用辛卜生法 電動(dòng)力計(jì)算: 畢奧-沙瓦定律法根據(jù) 式中， 空氣的導(dǎo)磁系數(shù) 可得電氣主接線的初步設(shè)計(jì)步驟（重點(diǎn)） （一）發(fā)電機(jī)電壓母線的接線設(shè)計(jì) （二）機(jī)壓母線上發(fā)電機(jī)臺數(shù)的確定【對地區(qū)性發(fā)電廠來說】（三）升高電壓母線的接線方式設(shè)計(jì) （四）主變?nèi)萘?、臺數(shù)、型號的確定必須限制短路電流IK，其目的： 1、對大功率系統(tǒng)要求克服QF的斷流容量（INbr）

6、不足的缺點(diǎn)。2、對于小功率系統(tǒng)，可以采用輕型設(shè)備。所謂“輕型”是指QF的額定電流與所控制回路的額定電流相匹配。3、使設(shè)備免受大的電動(dòng)力和發(fā)熱的影響。 變電所主變?nèi)萘康拇_定原則一般應(yīng)按5-10年規(guī)劃負(fù)荷來選擇對重要變電所，應(yīng)考慮一臺主變停運(yùn)時(shí),其余主變在允許過負(fù)荷范圍內(nèi)，應(yīng)滿足I類和II類負(fù)荷的供電。對一般變電所，當(dāng)一臺主變停運(yùn)時(shí)，其余主變?nèi)萘繎?yīng)能滿足全部的70-80%。 變電所主變臺數(shù)確定原則 與系統(tǒng)有強(qiáng)聯(lián)系的大、中型發(fā)電廠和變電所，在一種電壓等級下，主變應(yīng)不小于兩臺?！疽话銥閮膳_】對弱聯(lián)系的中、小型電廠和低壓側(cè)電壓為6-10kV的變電所，或與系統(tǒng)聯(lián)系只是備用性質(zhì)時(shí)，可只裝一臺。 早期故障期（

7、A）故障一般是由設(shè)計(jì)制造和安裝調(diào)試方面的原因引起的。其主要任務(wù)是嚴(yán)格進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)和驗(yàn)收。 偶發(fā)故障期（B）多由運(yùn)行操作上的失誤造成的。這期間故障率較低且穩(wěn)定，大致為常數(shù)，其長度，稱為設(shè)備的有效使用壽命。耗損故障期（C）主要原因是設(shè)備某些零件的老化和磨損。如能預(yù)知耗損開始時(shí)間，事先進(jìn)行預(yù)防、維修，能延長設(shè)備的實(shí)際使用壽命。 不可修復(fù)元件的可靠性指標(biāo)（1）可靠度【R(t)】（2）不可靠度【F(t)】（3）故障密度函數(shù)f(t) （4）故障率(t)： 可修復(fù)元件的可靠性指標(biāo)（1）可靠度【R(t)】（2）不可靠度【F(t)，又稱失效度】（4）故障率(t) （5）修復(fù)率(t) （6）平均修復(fù)時(shí)間MTTR【用

8、TD表示，又稱平均停運(yùn)時(shí)間】 7）平均運(yùn)行周期MTBF【用TS表示，又稱平均故障間隔時(shí)間】8）可用度A【又稱可用率，有效度】 廠用電本身來說，按其用電設(shè)備的作用和突然供電中斷時(shí)造成危害的程度，可分為以下四大類：I類負(fù)荷、II類負(fù)荷、III類負(fù)荷、事故保安負(fù)荷0I類負(fù)荷0II類負(fù)荷（直流保安負(fù)荷）0III類負(fù)荷（交流保安負(fù)荷）備用電源引接方式: 當(dāng)有機(jī)壓母線時(shí)，由與工作電源不同的分段上引接。 當(dāng)無機(jī)壓母線時(shí)，由與電力系統(tǒng)連接的最低一級電壓母線上引接，或由聯(lián)絡(luò)變的第三繞組引接。 2）引接要求: 獨(dú)立性；足夠的供電容量。 工作電源引接方式：引接要求；供電可靠；容量滿足負(fù)荷的要求；不應(yīng)少于兩個(gè)。(1)

9、高壓廠用工作電源應(yīng)從發(fā)電機(jī)回路引接，其引接方式與電氣主接線形式有關(guān) 當(dāng)有機(jī)壓母線時(shí)，應(yīng)從各母線段引接，供給接在該母線段的機(jī)組的廠用負(fù)荷。單元接線時(shí)（包括擴(kuò)大單元接線）時(shí)，應(yīng)從主變低壓側(cè)引接，供給本機(jī)組的廠用負(fù)荷。 (2)低壓廠用工作電源(380 V /220V) 一般由高壓廠用母線上取得自啟動(dòng)的危害性：啟動(dòng)電流大，導(dǎo)致：廠用母線電壓降低，降低了供電可靠性；使電動(dòng)機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重。因此，必須進(jìn)行自啟動(dòng)校驗(yàn)。 1、什么叫惰行？轉(zhuǎn)速下降的過程 2、什么叫自啟動(dòng)？轉(zhuǎn)速上升的過程 電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)校驗(yàn) 1）電壓校驗(yàn) 假設(shè)成組電動(dòng)機(jī)在電壓消失或下降時(shí)全部處于制動(dòng)狀態(tài)，電壓恢復(fù)后，同時(shí)自啟動(dòng)。 忽略外電路中所有元件的

10、電阻。 系統(tǒng)電源視為無窮大電源?；鶞?zhǔn)值：變壓器低壓側(cè)的額定容量，廠用電電網(wǎng)額定電壓。按爐分段原則：高壓廠用母線按鍋爐的臺數(shù)分成若干獨(dú)立工作段 優(yōu)越性：即便于運(yùn)行、檢修，又能使故障局限在一機(jī)一爐,不致過多的干擾正常運(yùn)行機(jī)爐，同時(shí)可以減小廠用系統(tǒng)的短路電流。 明備用：專門設(shè)置一臺備用變壓器(或線路)，它的容量應(yīng)等于它所代替的廠用工作變中容量最大的一臺的容量。在大型電廠，特別是火電廠，常采用明備用暗備用(互為備用)：不另設(shè)專用的備用變(或線路)，而將每臺工作變的容量加大。正常工作時(shí)，每臺工作變在欠載下運(yùn)行，當(dāng)任一臺工作變因故被切除后，其廠用負(fù)荷由完好的工作變承擔(dān)。在水電廠和變電站中廣泛采用。 強(qiáng)電場

11、發(fā)射是產(chǎn)生電弧的最根本的條件電弧的形成過程1）強(qiáng)電場發(fā)射2）碰撞游離3）熱電子發(fā)射4）熱游離高溫是維持電弧燃燒的主要原因 交流電弧的兩大特點(diǎn)：過零自然熄滅；動(dòng)態(tài)的伏安特性高壓開關(guān)電器熄滅交流電弧的基本方法1）利用滅弧介質(zhì)2）采用特殊金屬材料作滅弧觸頭3）利用氣體或油吹動(dòng)電弧4）采用多斷口熄弧5）提高斷路器觸頭的分?jǐn)嗨俣?，迅速拉長電弧 互感器可分電流互感器、電壓互感器兩種，它是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)元件。其作用是：1、使二次系統(tǒng)的設(shè)備與高壓部分隔離，且互感器的二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身的安全。 2、將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓和小電流，使測量儀表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、

12、小型化。 3、取得零序電流、電壓分量供反應(yīng)接地故障的繼電保護(hù)裝置使用。 電磁式電流互感器工作特點(diǎn)： 1)原邊匝數(shù)很少，KN（=N1/N2）<<1；Ki=I1N/I2N1/KN 2)付邊負(fù)載阻抗很小（電流線圈），因此，原邊電流只取決于原邊負(fù)荷電流，不因付邊負(fù)荷的變化而變化； 3)原邊被視為恒流源，付邊不容允許開路。 電氣設(shè)備選擇的一般條件：一、按正常工作條件選擇 1、額定電壓 工程上通常采用下列條件：UN>=USN【USN:電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的額定電壓】 2、額定電流 應(yīng)滿足： IN>=Imax 3、按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核 二、按短路情況校驗(yàn) 1、熱穩(wěn)定校驗(yàn)【承受熱效應(yīng)的能力】

13、滿足：I2t t>=Qk2、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)【承受機(jī)械效應(yīng)的能力】滿足：ies>= ish或Ies >=Ish （TA）電流互感器的選擇 （1）種類和型式選擇 1)按地點(diǎn)分：戶內(nèi)式：20kV及以下 戶外式：35kV及以上 2)按安裝方式分：穿墻式：裝在墻壁或金屬結(jié)構(gòu)的孔中 支持式：安裝在平面或支柱上 裝入式：變壓器或多油QF油箱內(nèi)的套管中 3)按絕緣方式分：有干式、澆注式、油浸式三種。 4)按一次繞組的匝數(shù)分：單匝和多匝式【當(dāng)一次電流小于400A，應(yīng)選多匝式，以提高準(zhǔn)確度】。（2）一次回路額定電壓和額定電流的選擇應(yīng)滿足：UNUNs I1NImax （3）準(zhǔn)確級和額定容量的選擇 為了

14、保證測量儀表的準(zhǔn)確度，互感器的準(zhǔn)確級不得低于所供測量儀表的準(zhǔn)確級。其原則：1)當(dāng)同一臺TA二次回路接有不同準(zhǔn)確級的儀表時(shí)，那么，應(yīng)按相應(yīng)最高級別來確定TA的準(zhǔn)確級。 2)為了保證互感器的準(zhǔn)確度，互感器二次側(cè)所接負(fù)荷應(yīng)不大于該準(zhǔn)確級所規(guī)定的額定容量。即：S2N=I2N2Z2NS2=I2N2 Z2L，并以最大負(fù)荷相為準(zhǔn)。（4）熱穩(wěn)定校驗(yàn)滿足：I2tQK 或 (KtIN1)2QK (熱穩(wěn)定時(shí)間t=1)（5）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) （TV）電壓互感器的選擇（1）種類和型式選擇 1）在6-35kV屋內(nèi)配電裝置中一般采用油浸式或澆注式TV，20kV及以下可以采用三相式TV【因?yàn)槿嗍絋V投資省】2）110-220kV配電裝置母線上裝設(shè)的TV，通常選用串級式電磁式TV，出線上多選用電容式TV。3）500kV配電裝置，全部采用電容式TV，且TV具有三個(gè)二次繞組，即兩個(gè)主二次繞組和一個(gè)輔助二次繞組【開口三角】 開口三角的作用：