第2章發(fā)電廠電氣部分

1、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 熟悉發(fā)電廠、變電站中常用電氣設備的類型和熟悉發(fā)電廠、變電站中常用電氣設備的類型和各種電氣設備的各種電氣設備的作用作用；掌握電氣接線的概念。；掌握電氣接線的概念。概述（概述（2.1 2.1 概述概述電氣設備電氣設備一、電氣設備一、電氣設備根據(jù)電氣設備作用的不同，分兩種類型：根據(jù)電氣設備作用的不同，分兩種類型：一次設備一次設備 為了滿足電力生產(chǎn)和保證電力系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定為了滿足電力生產(chǎn)和保證電力系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定性和經(jīng)濟性，發(fā)電廠和變電站中安裝有各種電氣設備。性和

2、經(jīng)濟性，發(fā)電廠和變電站中安裝有各種電氣設備。o 生產(chǎn)、變換、輸送、分配和使用電能的設備生產(chǎn)、變換、輸送、分配和使用電能的設備二次設備二次設備o 對一次設備的工作進行監(jiān)察、測量、控制和保護的設備對一次設備的工作進行監(jiān)察、測量、控制和保護的設備圖形符號：圖形符號：用于表示電氣圖中電氣設備、裝置、用于表示電氣圖中電氣設備、裝置、元器件的一種圖形和符號。元器件的一種圖形和符號。文字符號：文字符號：電氣圖中電氣設備、裝置、元器件的電氣圖中電氣設備、裝置、元器件的種類字母和功能字母代碼。種類字母和功能字母代碼。文字符號的字母應采用大寫的拉丁字母。文字符號的字母應采用大寫的拉丁字母。2.1 2.1 概述概述

3、電氣設備電氣設備電氣設備表示方式電氣設備表示方式-電氣主接線電氣主接線用一定的圖形符號和文字符號繪成的電路圖。用一定的圖形符號和文字符號繪成的電路圖。-電氣主接線圖用電氣主接線圖用單線圖表示三相電路單線圖表示三相電路2.1 2.1 概述概述電氣設備電氣設備2.1 2.1 概述概述電氣設備電氣設備2.1 2.1 概述概述電氣設備電氣設備電氣主接線通常用電氣主接線圖來表示電氣主接線通常用電氣主接線圖來表示n電氣主接線圖電氣主接線圖是用是用規(guī)定的圖形符號和規(guī)定的圖形符號和文字符號表示電氣文字符號表示電氣設備連接關系的一設備連接關系的一種圖。種圖。n電氣主接線表明電電氣主接線表明電能匯集和分配的關能匯

4、集和分配的關系。系。n電氣主接線圖通常電氣主接線圖通常采用采用單線圖單線圖表示，表示，只有需要時才繪制只有需要時才繪制三線圖三線圖。2.1 2.1 概述概述火電廠的電氣主接線圖火電廠的電氣主接線圖2.1 2.1 概述概述 一次設備一次設備一、一、生產(chǎn)和轉換電能的設備生產(chǎn)和轉換電能的設備發(fā)電機：機械能轉化為電能發(fā)電機：機械能轉化為電能GMT變壓器：將電壓升高或降低變壓器：將電壓升高或降低電動機：電能轉化為機械能電動機：電能轉化為機械能（1）主變壓器）主變壓器（2）啟）啟/備變壓器備變壓器（3）高壓廠用變壓器）高壓廠用變壓器（4）低壓廠用變壓器）低壓廠用變壓器變壓器組成部件變壓器組成部件外殼外殼鐵

5、芯鐵芯線圈線圈變壓器油枕變壓器油枕充油套管充油套管瓦斯繼電器瓦斯繼電器防爆管防爆管散熱器散熱器呼吸器呼吸器外殼接地外殼接地分接開關分接開關大型變壓器模型大型變壓器模型大型變壓器模型大型變壓器模型大型變壓器模型大型變壓器模型大型變壓器模型大型變壓器模型大型變壓器模型大型變壓器模型大型變壓器模型大型變壓器模型 / / 電氣設備的型號都用拼音字母和數(shù)字來表示。電氣設備的型號都用拼音字母和數(shù)字來表示。第一個方框：第一個方框：表示相數(shù)，表示相數(shù)，D D表示單相；表示單相；S S表示三相；表示三相；O O表示自耦式表示自耦式第二個方框：第二個方框：表示冷卻方式，表示冷卻方式，F(xiàn) F表示風冷式；表示風冷式；

6、W W表示水冷式；表示水冷式；P P表示表示強迫油循環(huán)；強迫油循環(huán)；D D表示強迫油導向循環(huán)等表示強迫油導向循環(huán)等第三個方框：第三個方框：表示繞組數(shù)，表示繞組數(shù)，L L表示鋁繞組（銅繞組不表示）；表示鋁繞組（銅繞組不表示）；Z Z表示表示 有載調壓（無載調壓不表示）；有載調壓（無載調壓不表示）；S S表示三繞組（雙繞組不表示）小表示三繞組（雙繞組不表示）小方框表示設計序號方框表示設計序號第四個方框：第四個方框：表示額定容量（表示額定容量（kVAkVA）第五個方框：第五個方框：表示高壓繞組額定電壓（表示高壓繞組額定電壓（kVkV）舉例：舉例：型號型號SFSZ9-31500/110 SFSZ9-3

7、1500/110 表示容量為表示容量為31500kVA31500kVA的三相風冷式三的三相風冷式三繞組有載調壓電力變壓器，一次側電壓為繞組有載調壓電力變壓器，一次側電壓為110kV,9110kV,9為設計的序號。為設計的序號。電力變壓器的型號電力變壓器的型號繞組接線組別的確定繞組接線組別的確定在我國：在我國：u 110kV及以上電壓，變壓器三相繞組接成及以上電壓，變壓器三相繞組接成“YN”，稱為，稱為中性中性點直接接地系統(tǒng)，也稱大電流接地系統(tǒng)。點直接接地系統(tǒng)，也稱大電流接地系統(tǒng)。u 35kV采用采用“Y”或或“d” ，35kV以下（不包含以下（不包含0.4kV）一般）一般都為都為“d”，中性點

8、不接地或經(jīng)消弧線圈接地，稱為，中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地，稱為中性點非中性點非直接接地系統(tǒng)，也稱小電流接地系統(tǒng)。直接接地系統(tǒng)，也稱小電流接地系統(tǒng)。u 在發(fā)電廠和變電站中，為限制在發(fā)電廠和變電站中，為限制3次諧波，主變壓器接線組別一次諧波，主變壓器接線組別一般都采用般都采用YNd11常規(guī)接線，三繞組變壓器采用常規(guī)接線，三繞組變壓器采用YNYN0d11接線。接線。變壓器三相繞組的接線方式必須使其線電壓與系統(tǒng)線電壓相變壓器三相繞組的接線方式必須使其線電壓與系統(tǒng)線電壓相位一致！否則不能并列運行。位一致！否則不能并列運行。0, 110, 11分別表示該側的的線電壓與前一側的線電壓相位差是分別表示該側的

9、的線電壓與前一側的線電壓相位差是0 0和滯后和滯后330330二、二、接通或斷開電路的開關電器接通或斷開電路的開關電器 正常運行時合、分電路；正常運行時合、分電路；事故（短路）時能在繼電保護裝置控制下切斷故障事故（短路）時能在繼電保護裝置控制下切斷故障 回路；回路；檢修時使被檢修設備與電源可靠隔離。檢修時使被檢修設備與電源可靠隔離。 上述功能決定了開關電器在電力系統(tǒng)中起著上述功能決定了開關電器在電力系統(tǒng)中起著非常重要的作用，占非常重要的作用，占60%60%以上！以上！開關電器作用：開關電器作用：二、接通或斷開電路的開關電器二、接通或斷開電路的開關電器 開關電器的分類：（按電壓等級的高低）開關電

10、器的分類：（按電壓等級的高低） 高壓開關電器高壓開關電器 低壓開關電器低壓開關電器常用開關電器：常用開關電器：斷路器、隔離開關、負荷開關、接觸器、熔斷器等。斷路器、隔離開關、負荷開關、接觸器、熔斷器等。高壓斷路器高壓斷路器QF補充：電弧的概念補充：電弧的概念實質：實質：電弧是一束游離的氣體放電現(xiàn)象。電弧是一束游離的氣體放電現(xiàn)象。動靜觸頭分離瞬間，觸頭間就會出現(xiàn)電弧，此時，觸頭動靜觸頭分離瞬間，觸頭間就會出現(xiàn)電弧，此時，觸頭雖已分開，但是電路中的電流還在繼續(xù)流通。只有電弧雖已分開，但是電路中的電流還在繼續(xù)流通。只有電弧熄滅，電路才被真正斷開。熄滅，電路才被真正斷開。 電源電壓電源電壓1020V，

11、 電流電流80100mA 溫度高達數(shù)千攝氏度，輕則損壞設備，引起火災，重溫度高達數(shù)千攝氏度，輕則損壞設備，引起火災，重則產(chǎn)生爆炸，危及生命和財產(chǎn)安全。則產(chǎn)生爆炸，危及生命和財產(chǎn)安全。低壓斷路器低壓斷路器（自動空氣斷路器、自動空氣開關）（自動空氣斷路器、自動空氣開關）作用：作用：對低壓配電電路實行通斷操作。對低壓配電電路實行通斷操作。當電路內(nèi)出現(xiàn)故障時，能在自身開關所帶保護元件作用下當電路內(nèi)出現(xiàn)故障時，能在自身開關所帶保護元件作用下自動斷開主回路自動斷開主回路QA是低壓配電系統(tǒng)中的主要開關。是低壓配電系統(tǒng)中的主要開關。萬能式低壓斷路器萬能式低壓斷路器低壓斷路器低壓斷路器高高壓壓斷斷路路器器外外形

12、形結結構構圖圖高高壓壓斷斷路路器器滅滅弧弧室室結結構構圖圖滅弧室滅弧室操作機構箱操作機構箱高壓斷路器高壓斷路器多油斷多油斷路器路器少油斷少油斷路器路器多油斷路器與少油斷路器多油斷路器與少油斷路器在多油斷路器中，油不僅在多油斷路器中，油不僅作為絕緣介質，而且還可作為絕緣介質，而且還可以作為滅弧介質。因此用以作為滅弧介質。因此用油量多，鋼材消耗也多。油量多，鋼材消耗也多。在少油斷路在少油斷路器中，油只器中，油只作為滅弧介作為滅弧介質，因此用質，因此用油量少、體油量少、體積小、耗用積小、耗用鋼材少鋼材少原理：油斷路器原理：油斷路器利用變壓器油在利用變壓器油在電弧高溫作用下電弧高溫作用下分解出大量的氫

13、分解出大量的氫氣進行滅弧。氣進行滅弧。油斷路器缺點：油斷路器缺點：1.1.易爆炸；易爆炸；2.2.油泄露；油泄露；3.3.維修周期短；維修周期短；4.4.污染環(huán)境污染環(huán)境。油斷路器油斷路器-機構箱機構箱支持瓷支持瓷套套均壓電均壓電容容空氣斷路器空氣斷路器優(yōu)點：優(yōu)點：具有滅弧能力強、動作具有滅弧能力強、動作迅速等優(yōu)點。迅速等優(yōu)點。缺點：缺點：結構復雜、工藝要求高、結構復雜、工藝要求高、有色金屬消耗多。有色金屬消耗多。用途：用途：空氣斷路器用在空氣斷路器用在110KV110KV及以上的電力系統(tǒng)中。及以上的電力系統(tǒng)中?？諝鈹嗦菲饕詨嚎s空氣作空氣斷路器以壓縮空氣作為滅弧介質。為滅弧介質。SF6SF6斷

14、路器采用具有絕緣能力的斷路器采用具有絕緣能力的SF6SF6氣體作為滅弧介質，具氣體作為滅弧介質，具有優(yōu)良的滅弧能力和。有優(yōu)良的滅弧能力和。優(yōu)點：優(yōu)點：具有開斷能力強、動作快、體積小等優(yōu)點。具有開斷能力強、動作快、體積小等優(yōu)點。缺點：缺點：金屬消耗多，價格較貴。金屬消耗多，價格較貴。SF6SF6氣體泄露與空氣作用氣體泄露與空氣作用生成有毒的低氟化硫，危害人體健康。生成有毒的低氟化硫，危害人體健康。用途：用途： 110kV110kV以上的高壓系統(tǒng)。以上的高壓系統(tǒng)。SF6SF6斷路器斷路器SF6SF6斷路器類型斷路器類型“Y”“Y”布置布置“T”“T”布置布置“I”“I”布置布置落落地地罐罐式式SF

15、6SF6斷路器類型斷路器類型真空斷路器真空斷路器戶內(nèi)真空斷路器戶外真空斷路器 / / 第一個方框：第一個方框：表示的是類型，表示的是類型，D D表示多油斷路器；表示多油斷路器；S S表示少油斷路器；表示少油斷路器；K K表示空表示空氣斷路器；氣斷路器；Z Z表示真空斷路器；表示真空斷路器；L L表示六氟化硫斷路器；表示六氟化硫斷路器；第二個方框：第二個方框：表示裝置的地點，表示裝置的地點，N N表示戶內(nèi)；表示戶內(nèi)；W W表示戶外表示戶外小方框小方框表示設計序號表示設計序號第三個方框：第三個方框：表示額定電壓（表示額定電壓（kVkV）第四個方框：第四個方框：表示補充工作特性：表示補充工作特性：G

16、G改進型；改進型；F F表示分相操作；表示分相操作；第五個方框：第五個方框：表示額定電流（表示額定電流（A A）第六個方框：第六個方框：表示額定開斷電流（表示額定開斷電流（kAkA）第七個方框：第七個方框：表示特殊環(huán)境代號表示特殊環(huán)境代號舉例：舉例：LW6-110/3150LW6-110/3150型號型號表示戶外式表示戶外式110KV110KV六氟化硫斷路器，其額定電壓六氟化硫斷路器，其額定電壓110kV110kV、額定電流、額定電流3150A3150A，其設，其設計順序號為計順序號為6 6。高壓斷路器的型號高壓斷路器的型號隔離開關隔離開關文字符號與圖形符號：文字符號與圖形符號：QSQSQFQ

17、S無滅弧裝置，不能開斷電流，無滅弧裝置，不能開斷電流， 故不可做操作電器！故不可做操作電器！1. 隔離電源：隔離電源：隔離開關斷開點明顯可見，隔離開關的動隔離開關斷開點明顯可見，隔離開關的動觸頭和靜觸頭斷開后，兩者之間的距離應大于被擊穿時觸頭和靜觸頭斷開后，兩者之間的距離應大于被擊穿時所需的距離，以保證安全。所需的距離，以保證安全。2.倒閘操作：倒閘操作：運行、備用、檢修時用來配合斷路器協(xié)同運行、備用、檢修時用來配合斷路器協(xié)同完成倒閘操作。如倒母線操作。完成倒閘操作。如倒母線操作。3 .分、合小電流：分、合小電流： 隔離開關沒有滅弧裝置，因此僅能用來分、合只有隔離開關沒有滅弧裝置，因此僅能用來

18、分、合只有電壓沒有負荷電流的電路。電壓沒有負荷電流的電路。 否則在隔離開關的觸頭間形成強大電弧，危及設備否則在隔離開關的觸頭間形成強大電弧，危及設備和人身安全，造成重大事故。和人身安全，造成重大事故。 一般只能在斷路器已將電路斷開的情況下，才能接一般只能在斷路器已將電路斷開的情況下，才能接通斷開。但隔離開關也具有一定的分、合小電流的能力。通斷開。但隔離開關也具有一定的分、合小電流的能力。例如：例如：能用來分、合電壓互感器、避雷器或分、合變壓能用來分、合電壓互感器、避雷器或分、合變壓器的接地中性點；分、合勵磁電流不超過器的接地中性點；分、合勵磁電流不超過2A2A的空載變壓的空載變壓器；關合電容電

19、流不超過器；關合電容電流不超過5A5A的空載線路等。的空載線路等。隔離開關的分類隔離開關的分類隔離開關的分類隔離開關的分類- -按裝置地點分按裝置地點分隔離開關的分類隔離開關的分類- -按產(chǎn)品組裝級數(shù)分按產(chǎn)品組裝級數(shù)分隔離開關的分類隔離開關的分類- -按有無接地閘刀可分為按有無接地閘刀可分為隔離開關的分類隔離開關的分類- -帶接地閘刀帶接地閘刀V型隔離開關，光伏用于型隔離開關，光伏用于35110KV電壓等級中。電壓等級中。隔離開關的分類隔離開關的分類- -按每極支撐絕緣子數(shù)目分為按每極支撐絕緣子數(shù)目分為隔離開關的分類隔離開關的分類- -單柱單柱隔離開關的分類隔離開關的分類- -雙柱式雙柱式斷開

20、斷開狀態(tài)狀態(tài)閉閉合合狀態(tài)狀態(tài)隔離開關的分類隔離開關的分類- -三柱式三柱式隔離開關型號隔離開關型號隔離開關與斷路器配合使用：隔離開關與斷路器配合使用：負荷開關負荷開關介于斷路器與隔離開關之間的一種簡易電器開關。介于斷路器與隔離開關之間的一種簡易電器開關。QL高、低壓熔斷器（銅、銀；鉛、鋅）高、低壓熔斷器（銅、銀；鉛、鋅）FUFU流過短路電流或較長時間過電流時熔斷，來保護電器流過短路電流或較長時間過電流時熔斷，來保護電器 設備，不能單獨使用。設備，不能單獨使用。跌落式熔斷器跌落式熔斷器是是10kV10kV配電線路分支線和配電變壓器最常用的配電線路分支線和配電變壓器最常用的一種短路保護開關，經(jīng)濟、

21、操作方便、適應戶外環(huán)境性強。一種短路保護開關，經(jīng)濟、操作方便、適應戶外環(huán)境性強。注意事項：注意事項： 6kV6kV熔斷器只能用于熔斷器只能用于6kV6kV高壓系統(tǒng)，不能用于高壓系統(tǒng)，不能用于3kV3kV。 10kV10kV熔斷器只能用于熔斷器只能用于10kV10kV，不能用于，不能用于6kV6kV。高壓熔斷器高壓熔斷器跌落式熔斷器跌落式熔斷器接地開關接地開關 QE高壓接地開關高壓接地開關用于電路接地部分的機械式開關，屬于隔離開關類別。用于電路接地部分的機械式開關，屬于隔離開關類別。檢修設備時起隔離電源的作用。檢修設備時起隔離電源的作用。接地開關的使用接地開關的使用三、限制過電流和防御過電壓的保

22、護電器三、限制過電流和防御過電壓的保護電器（1）電抗器）電抗器(電感器電感器)L（2）避雷器）避雷器F限制電力限制電力作用：作用：避雷器類型：避雷器類型： 保護間隙、管型避雷器、保護間隙、管型避雷器、 閥型避雷器、磁吹式避雷器、閥型避雷器、磁吹式避雷器、 氧化鋅避雷器等。氧化鋅避雷器等。避雷器本體均壓環(huán)三、限制過電流和防御過電壓的保護電器三、限制過電流和防御過電壓的保護電器避雷器避雷器電抗器在電網(wǎng)中可以限制短路電流和高次諧波，維持母電抗器在電網(wǎng)中可以限制短路電流和高次諧波，維持母線有較高殘壓，圖中所示的是母線串聯(lián)電抗器，作用主線有較高殘壓，圖中所示的是母線串聯(lián)電抗器，作用主要是限制主變低壓側母

23、線短路電流對主變繞組的沖擊。要是限制主變低壓側母線短路電流對主變繞組的沖擊。三、限制過電流和防御過電壓的保護電器三、限制過電流和防御過電壓的保護電器電抗器電抗器防御過電壓設防御過電壓設 備備避雷線避雷線避雷器避雷器避雷針避雷針三、限制過電流和防御過電壓的保護電器三、限制過電流和防御過電壓的保護電器電抗器的安裝地點電抗器的安裝地點避避雷雷器器的的安安裝裝地地點點四、載流導體四、載流導體作用：作用： 連接各種電氣設備（使發(fā)電、輸電、用電成為一個可靈連接各種電氣設備（使發(fā)電、輸電、用電成為一個可靈活調度的系統(tǒng)）?；钫{度的系統(tǒng)）。分類：分類： 電纜：電纜：自身包括有絕緣的導體自身包括有絕緣的導體 裸導

24、體：裸導體：無絕緣的導體無絕緣的導體 需要絕緣子支撐與懸掛，需要絕緣子支撐與懸掛， 穿過建筑物時需要穿墻套管。穿過建筑物時需要穿墻套管。 發(fā)電廠、變電站中通常出線和發(fā)電機電源數(shù)目較多，發(fā)電廠、變電站中通常出線和發(fā)電機電源數(shù)目較多，為了便于二者的連接，常用母線將為了便于二者的連接，常用母線將電源和出線電源和出線連接起來。連接起來。W表示方法：表示方法：四、載流導體四、載流導體母線母線作用：作用：匯集、分配、傳輸電能。匯集、分配、傳輸電能。銅（銅排）、鋁質材料制成銅（銅排）、鋁質材料制成五、一種特殊的設備五、一種特殊的設備互感器互感器互感器是一種特殊的變壓器?；ジ衅魇且环N特殊的變壓器?；ジ衅鞣蛛妷?/p>

25、互感器和電流互感器兩大類，互感器分電壓互感器和電流互感器兩大類， 是供電系統(tǒng)中測量和保護用的重要設備。是供電系統(tǒng)中測量和保護用的重要設備。電壓互感器：電壓互感器： 將系統(tǒng)的高電壓改變?yōu)闃藴实牡碗妷簩⑾到y(tǒng)的高電壓改變?yōu)闃藴实牡碗妷?(l00V或或100/3)電壓互感器電壓互感器 TV雙繞組雙繞組三繞組三繞組電壓互感器符號圖：電壓互感器符號圖：五、一種特殊的設備五、一種特殊的設備互感器互感器互感器用途：互感器用途：互感器是連接一次回路與二次回路的設備，它是一次回路與互感器是連接一次回路與二次回路的設備，它是一次回路與二次回路的分界線，使一次與二次系統(tǒng)可靠隔離。二次回路的分界線，使一次與二次系統(tǒng)可靠隔離。電流互感器符號圖：電流互感器符號圖：電流互感器電流互感器 TA單次級單次級雙次級雙次級電流互感器：電流互感器： 將高壓系統(tǒng)中的電流或低壓系統(tǒng)中的大電流改變將高壓系統(tǒng)中的電流或低壓系統(tǒng)中的大電流改變 為低壓的標準小電流為低壓的標準小電流 (5A(5A或或lA)lA)。電流互感器電流互感器互感器互感器電流互感器電流互感器電壓互感器電壓互感器電子式電子式電容式電容式電磁式電磁式五、一種特殊的設備五、一種特殊的設備互感器互感器支柱絕支柱絕緣子緣子電流互感器電流互感