變電站一次系統(tǒng)及廠用電

一次系統(tǒng)介紹發(fā)電站在電力系統(tǒng)中位置示意圖由以上的分析得出：我們需要一些設(shè)備，在電網(wǎng)出現(xiàn)短路、接地等故障時可靠地將故障設(shè)備或線路切除，保證非故障設(shè)備的可靠運(yùn)行，從而提高供電可靠性，提高電站的經(jīng)濟(jì)效益。帶開關(guān)設(shè)備的接線示意圖實(shí)際電網(wǎng)構(gòu)成特點(diǎn)：設(shè)備多結(jié)構(gòu)復(fù)雜設(shè)備之間聯(lián)系緊密同類設(shè)備參數(shù)差別大發(fā)電廠和變電所的電氣主接線圖是由各種電氣設(shè)備的圖形符號和聯(lián)接線按照一定的工作順序和規(guī)程要求連接而成的一種電路形式。又稱為一次電路圖、主接線圖、一次接線圖。

由于以上種種原因，我們需要一種圖形能夠準(zhǔn)確、清晰、有效的表示出我們系統(tǒng)設(shè)備的鏈接關(guān)系及其構(gòu)成原理。由此我們引入一個概念：電氣主接線圖。典型一次接線圖：常見一次設(shè)備常見一次設(shè)備：常見一次設(shè)備發(fā)電機(jī)（CircuitBreakers）變壓器（Transformer）斷路器（CircuitBreakers）隔離刀閘（Switchgear）母線（busbar

）避雷器（SurgeArrester）互感器（Transformer）組合電器（CompositeApparatus）常見一次設(shè)備用途：——水電廠的發(fā)電機(jī)都為同步電機(jī)，它能把原動機(jī)（水輪機(jī)）的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。利用電磁感應(yīng)原理將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿?。水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)形式有以下幾種：1）臥式結(jié)構(gòu)臥式結(jié)構(gòu)的水輪發(fā)電機(jī)通常有沖擊式水輪機(jī)驅(qū)動。2）立式結(jié)構(gòu)國產(chǎn)水輪發(fā)電機(jī)組廣泛采用立式結(jié)構(gòu)。立式水輪發(fā)電機(jī)組通常由混流式或軸流式水輪機(jī)驅(qū)動。立式結(jié)構(gòu)又可分為懸式和傘式。發(fā)電機(jī)推力軸承位于轉(zhuǎn)子上部的統(tǒng)稱為懸式,位于轉(zhuǎn)子下部的統(tǒng)稱為傘式。3）貫流式結(jié)構(gòu)貫流式水輪發(fā)電機(jī)組由貫流式水輪機(jī)驅(qū)動。貫流式水輪機(jī)是一種帶有固定或可調(diào)轉(zhuǎn)輪葉片的軸流式水輪機(jī)的特殊型式。

發(fā)電機(jī)（CircuitBreakers）G常見一次設(shè)備用途：——電力變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，是用來將某一數(shù)值的交流電壓變成頻率相同的另一種或幾種數(shù)值不同的電壓的設(shè)備。變壓器就是將一種數(shù)值的電壓變成同頻率另一種數(shù)值的電壓變壓器（Transformer）當(dāng)一次繞組通以交流電時，就產(chǎn)生交變的磁通，交變的磁通通過鐵芯導(dǎo)磁作用，就在二次繞組中感應(yīng)出交流電動勢。二次感應(yīng)電動勢的高低與一二次繞組匝數(shù)的多少有關(guān)，即電壓大小與匝數(shù)成正比。主要作用是傳輸電能，因此，額定容量是它的主要參數(shù)。額定容量是一個表現(xiàn)功率的慣用值，它是表征傳輸電能的大小，以kVA或MVA表示，當(dāng)對變壓器施加額定電壓時，根據(jù)它來確定在規(guī)定條件下不超過溫升限值的額定電流。T常見一次設(shè)備母線（busbar）母線的作用是匯集、分配和傳送電能。用途：——定義：可以連接多個電氣回路的低阻抗導(dǎo)體。母線是指在變電所中各級電壓配電裝置的連接，以及變壓器等電氣設(shè)備和相應(yīng)配電裝置的連接，大都采用矩形或圓形截面的裸導(dǎo)線或絞線，這統(tǒng)稱為母線。W原理：

高壓斷路器:在高壓電路中起控制作用，用于在正常運(yùn)行時接通或斷開電路，故障情況在繼電保護(hù)裝置的作用下迅速斷開電路，高壓斷路器是在正常或故障情況下接通或斷開高壓電路的專用電器。

低壓斷路器:也稱為自動空氣開關(guān)，可用來接通和分?jǐn)嘭?fù)載電路，也可用來控制不頻繁起動的電動機(jī)。它功能相當(dāng)于閘刀開關(guān)、過過流繼電器、失壓繼電器、熱繼電器及漏電保護(hù)器等電器部分或全部的功能總和，是低壓配電網(wǎng)中一種重要的保護(hù)電器。

常見一次設(shè)備

正常時通斷負(fù)荷電流，故障時切斷巨大的短路電流，具有較強(qiáng)的滅弧能力.斷路器（CircuitBreakers）用途：接通或切斷負(fù)載結(jié)構(gòu)：SF6，真空，空氣，油，磁場QFQF常見一次設(shè)備用途：——檢修設(shè)備隔離高壓電源：用隔離開關(guān)斷口的可靠絕緣能力，將需要檢修的設(shè)備與帶電部分相互隔離?！箵Q母線：在斷口兩端接近等電位的條件下，帶負(fù)荷進(jìn)行分閘、合閘；變換雙母線或其他不長的并聯(lián)線路的接線方式?！峡蛰d電路：利用隔離開關(guān)斷口在分開時將電弧拉長和空氣的自然熄弧能力，分、合一定長度的母線、空載電纜或架空線路的電容電流（不超過5A），一定容量的變壓器的空載勵磁電流（不超過2A），以及分、合電壓互感器，避雷器和消弧線圈等回路。隔離電源，形成一個明顯的斷開點(diǎn)隔離開關(guān)（Switchgear）QS常見一次設(shè)備用途：——將一次側(cè)的高電壓按比例變?yōu)檫m合儀表或繼電器使用的額定電壓為100V的變換設(shè)備。用于隔離、保護(hù)、測量等。高壓變?yōu)榈蛪?，供?jì)量和繼電保護(hù)用電壓互感器（PotentialTransformer）TV運(yùn)行要求：電壓互感器二次回路不允許短路常見一次設(shè)備電流互感器（CurrentTransformer）用途：——電力系統(tǒng)廣泛采用的是電磁式電流互感器(以下簡稱電流互感器)，它的工作原理和變壓器相似。特點(diǎn)：

(1)一次線圈串聯(lián)在電路中，并且匝數(shù)很少，因此，一次線圈中的電流完全取決于被測電路的負(fù)荷電流．而與二次電流無關(guān)；(2)電流互感器二次線圈所接儀表和繼電器的電流線圈阻抗都很小，所以正常情況下，電流互感器在近于短路狀態(tài)下運(yùn)行。電流大變小，供計(jì)量和繼電保護(hù)用TA運(yùn)行要求：電流互感器二次回路不允許開路常見一次設(shè)備避雷器（SurgeArrester）用途：——

一種能釋放雷電或兼能釋放電力系統(tǒng)操作過電壓能量，保護(hù)電工設(shè)備免受瞬時過電壓危害，又能截?cái)嗬m(xù)流，不致引起系統(tǒng)接地短路的電器裝置（見圖）。避雷器通常接于帶電導(dǎo)線和地之間，與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)。當(dāng)過電壓值達(dá)到規(guī)定的動作電壓時,避雷器立即動作,流過電荷，限制過電壓幅值，保護(hù)設(shè)備絕緣；當(dāng)電壓值正常后，避雷器又迅速恢復(fù)原狀，以保證系統(tǒng)正常供電。

抑制雷電過電壓和操作過電壓，保護(hù)設(shè)備F常見一次設(shè)備組合電器（CompositeApparatus）用途：——兩種或兩種以上的電器，按接線要求組成一個整體而各電器仍保持原性能的裝置。結(jié)構(gòu)緊湊，外形及安裝尺寸小，使用方便，且各電器的性能可更好地協(xié)調(diào)配合。按電壓高低可分為低壓組合電器及高壓組合電器。一次主接線一次主接線電氣主接線電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。主接線圖用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號并按工作順序排列，詳細(xì)地表示電氣設(shè)備或成套裝置的全部基本組成和連接關(guān)系的單線接線圖，稱為主接線圖。

回顧：一次主接線——可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性

供電可靠性是電力生產(chǎn)首要要求。事故停電的機(jī)會越小，影響的范圍越小，停電的時間越短，可靠性就越高。適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并能靈活轉(zhuǎn)換。不僅正常運(yùn)行能安全可靠地供電，在系統(tǒng)故障或電氣設(shè)備檢修及故障時，也能并能靈活、簡便、迅速地倒換運(yùn)行方式，使停電時間最短，影響范圍最小。主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。

要求：一次主接線單母線雙母線一個半斷路器接線橋形接線角形接線單元接線擴(kuò)大單元接線主接線形式一次主接線特點(diǎn)：接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。靈活性和可靠性差。單母線接線一次主接線特點(diǎn)：一段母線故障，另一母線不間斷供電。重要用戶可雙電源供電。一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修，整段母線停電。

兩母線負(fù)載需均衡。單母線分段接線一次主接線特點(diǎn)：檢修帶旁路的斷路器時，該回路可以不停電，提高了供電的可靠性。

單母線分段帶旁路接線一次主接線特點(diǎn)：供電可靠調(diào)度靈活擴(kuò)建方便便于試驗(yàn)投資較高倒閘復(fù)雜，易誤操作雙母線接線一次主接線雙母線帶旁路接線特點(diǎn)：斷路器檢修時，回路可不停電，供電可靠性高。

一次主接線特點(diǎn)：供電可靠性高布置簡單投資高二次接線復(fù)雜一個半接線一次主接線內(nèi)橋接線特點(diǎn)：投資少線路切換方便靈活性和可靠性較差一次主接線外橋接線特點(diǎn)：投資少主變切換方便適于兩線路功率交換情況靈活性和可靠性較差一次主接線擴(kuò)大內(nèi)橋接線特點(diǎn)：靈活性和可靠性較好操作步驟多一次主接線特點(diǎn)：供電可靠性高投資相對較少二次接線復(fù)雜不便于擴(kuò)建角形接線一次主接線發(fā)變組接線及發(fā)變組單元接線特點(diǎn)：接線簡單，開關(guān)設(shè)備少，操作簡便

任一元件故障需全停

采用兩臺（或三臺）發(fā)電機(jī)與一臺變壓器的接線稱為擴(kuò)大單元接線。特點(diǎn)：每一發(fā)電機(jī)回路都裝設(shè)斷路器每臺斷路器和主變壓器之間裝設(shè)隔離開關(guān)。一次主接線擴(kuò)大單元接線擴(kuò)大單元接線與單元接線相比，其優(yōu)點(diǎn)有：(1)減少了主變壓器和主變高壓側(cè)的斷路器的數(shù)量，減少了高壓側(cè)連線回路數(shù)，從而簡化了高壓側(cè)接線，節(jié)省了投資和場地。(2)任一機(jī)組停機(jī)都不影響自用電的供給。其缺點(diǎn)有：當(dāng)變壓器發(fā)生故障或檢修時，該擴(kuò)大單元的所有發(fā)電機(jī)的電能都不能送出，同時，這種擴(kuò)大單元接線中擴(kuò)大單元的容量受到限制。擴(kuò)大單元接線在我國許多大中型水電站中獲得了廣泛的應(yīng)用。一次主接線一次識圖及繪圖

發(fā)電站一次圖是由許多基本的一次設(shè)備基本電器圖構(gòu)成的。一次識圖原則：①以電能流向?yàn)榫€索②清理相互關(guān)系③劃分單元④了解功能及特點(diǎn)⑤電器設(shè)備仔細(xì)看⑥參數(shù)信息應(yīng)清楚一次識圖用規(guī)定的設(shè)備文字符號和圖形符號，按其實(shí)際連接順序繪制而成的，用圖形將其表示出來,通常用單線圖表示。一次繪圖

常用軟件：AutoCAD（AutoComputerAidedDesign）bacccd圖標(biāo)、會簽欄圖框線圖面構(gòu)成：邊框線、圖框線、標(biāo)題欄、會簽欄、主圖變電所平面布置圖2004D-06-01審定審核項(xiàng)目負(fù)責(zé)人專業(yè)負(fù)責(zé)人校核設(shè)計(jì)制圖日期工程名稱子項(xiàng)名稱比例圖號中國電力工程東北設(shè)計(jì)研究院階段專業(yè)********工程小區(qū)變電所工程1/300施工圖電力基本幅面代號A0A1A2A3A4b×d841×1189594×841420×594297×420210×297c10101055a2525252525倒閘操作

倒閘操作是指電氣設(shè)備或電力系統(tǒng)由一種運(yùn)行狀態(tài)變換到另一種運(yùn)行狀態(tài)，由一種運(yùn)行方式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N運(yùn)行方式時所進(jìn)行的一系列的有序操作。

倒閘操作定義：倒閘操作的原則：1）拉合刀閘時，開關(guān)必須斷開。2）設(shè)備送電前必須將有關(guān)保護(hù)加用，沒有保護(hù)或不能電動跳閘的開關(guān)不準(zhǔn)送電。3）開關(guān)不允許帶電壓手動合閘。4）運(yùn)行中的小車開關(guān)不允許手動分閘。5）在操作過程中，發(fā)現(xiàn)誤合刀閘時，不得將誤合的刀閘再拉開。6）在操作過程中，發(fā)現(xiàn)誤拉刀閘時，不得將誤拉的刀閘重新合上。 7）送電操作，先合電源側(cè)隔離開關(guān)，后合負(fù)荷側(cè)隔離開關(guān)，再合斷路器；停電順序與此相反。 8）變壓器停電時，先拉負(fù)荷側(cè)開關(guān)，再拉電源側(cè)開關(guān)，最后拉開兩側(cè)閘刀，送電順序與此相反。先合電源側(cè)，后合負(fù)荷側(cè)，可由線路斷路器斷開故障；跳閘和故障只影響本出線。先合負(fù)荷側(cè)，后合電源側(cè)，則線路斷路器不能斷開故障，跳閘和故障影響整個母線。關(guān)于第7點(diǎn)的特別說明：若斷路器觸頭意外閉合，隔離刀閘閉合負(fù)荷引起的拉弧可能造成弧光短路。允許用隔離開關(guān)進(jìn)行的操作：拉合無故障的電壓互感器和避雷器拉合無故障的空載母線拉合無接地故障的變壓器中性點(diǎn)地刀拉合無阻抗等電位的并聯(lián)回路（如雙母線刀閘）拉合電容電流不大于5A的10kV以下空載線路

高壓電氣設(shè)備應(yīng)具備五種防誤功能的簡稱，是電力安全的重要措施之一。

1、防止誤分、合斷路器。

2、防止帶負(fù)荷分、合隔離開關(guān)。

3、防止帶電掛（合）接地線（接地開關(guān)）。

4、防止帶地線送電。

5、防止誤入帶電間隔。

變配電室的“五防”即防火、防水、防雷、防雪、防小動物。“一通”即保持通風(fēng)良好。五防：廠用系統(tǒng)介紹水力發(fā)電廠的廠用機(jī)械1）為水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)服務(wù)的機(jī)械如：機(jī)組的調(diào)速和潤滑系統(tǒng)的油泵，發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)和機(jī)組潤滑系統(tǒng)中的水泵等。2）為變壓器冷卻服務(wù)的機(jī)械如：通風(fēng)泵、油泵、水泵等。3）為堤壩、進(jìn)水管、發(fā)電機(jī)間等服務(wù)的機(jī)械如：起重機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)、行車、電梯等。4）輔助設(shè)備的機(jī)械如：供水泵、排水泵、供蓄電池組充電用的充電池組或整流設(shè)備、備用勵磁機(jī)等。廠用負(fù)荷分類：（1）I類負(fù)荷（2）II類負(fù)荷廠用負(fù)荷分類（3）III類負(fù)荷（4）事故保安負(fù)荷（5）不間斷供電負(fù)荷I類負(fù)荷

短時（手動切換恢復(fù)供電所需的時間）停電將影響人身或設(shè)備安全，使機(jī)組運(yùn)行停頓或發(fā)電量大幅下降的負(fù)荷。

如水力發(fā)電廠中的調(diào)速器、壓油泵、潤滑油泵等。

接有I類負(fù)荷的高、低壓廠用母線，應(yīng)設(shè)置備用電源。當(dāng)一個電源斷電后，另一個電源就立即自動投入。II類負(fù)荷

允許短時停電（幾秒至幾分鐘），但較長時間停電有可能損耗設(shè)備或影響機(jī)組正常運(yùn)行的負(fù)荷。

如水力發(fā)電廠中的漏油泵、水輪機(jī)上蓋排水泵、整流設(shè)備、吊車、照明設(shè)備等。II類負(fù)荷一般由兩段母線供電，采用手動切換。III類負(fù)荷

長時間停電不會直接影響生產(chǎn)的負(fù)荷。

如試驗(yàn)室和檢修班室的用電設(shè)備等。

III類負(fù)荷一般由一個電源供電。

即在停機(jī)過程及以后一段時間內(nèi)仍應(yīng)保證供電的負(fù)荷。否則將引起主要設(shè)備損壞、重要的自動控制失靈或推遲恢復(fù)供電。注意：通常大容量機(jī)組應(yīng)設(shè)事故保安負(fù)荷。事故保安負(fù)荷不間斷供電負(fù)荷

在機(jī)組運(yùn)行期間，以及正常或事故停機(jī)過程中設(shè)置在停機(jī)后的一段時間內(nèi)，需要連續(xù)供電并具有恒頻恒壓特性的負(fù)荷，稱為不間斷供電負(fù)荷。如實(shí)時控制用的計(jì)算機(jī)、熱工保護(hù)、自動控制和調(diào)節(jié)裝置。一般采用由蓄電池供電或配備數(shù)控的靜態(tài)逆變裝置。廠用供電電源及其引接方式（1）工作電源（2）備用電源和啟動電源廠用電源（3）事故保安電源若有35kV和6kV兩個電壓等級時，一般從35kV母線引接。我們大