電氣部分講稿

電力系統(tǒng)基本概念電力系統(tǒng)組成電力系統(tǒng)額定電壓電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式電力系統(tǒng)有功功率平衡及頻率的調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率平衡及電壓的調(diào)整發(fā)電廠主要電氣設(shè)備電力系統(tǒng)基本概念動(dòng)力系統(tǒng)----由動(dòng)力部分、發(fā)電機(jī)、升降壓變電所、輸電線路、用戶用電設(shè)備等環(huán)節(jié)構(gòu)成的整體。電力網(wǎng)----各類升降壓變電所、輸電線路組成的電能傳輸和分配的網(wǎng)絡(luò)。電力系統(tǒng)----由發(fā)電機(jī)、電力網(wǎng)、用戶用電設(shè)備組成的統(tǒng)一體。電力系統(tǒng)基本概念額定電壓----代表電力網(wǎng)或電氣設(shè)備運(yùn)行電壓特性的數(shù)值。最高電壓則是指保證設(shè)備正常運(yùn)行的電壓限值。用電設(shè)備額定電壓----采用國家規(guī)定的額定電壓值。發(fā)電機(jī)額定電壓----比所在電網(wǎng)額定電壓高5%變壓器額定電壓----其一次側(cè)額定電壓與用電設(shè)備額定電壓相同，其而二次側(cè)額定電壓比所在電網(wǎng)額定電壓高5%~10%。電力系統(tǒng)基本概念中性點(diǎn)不接地方式----供電可靠連續(xù)，單相接地時(shí)線電壓仍對稱，可繼續(xù)運(yùn)行2小時(shí)，同時(shí)由于接地電容電流小能自動(dòng)熄弧，迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。但是單相接地時(shí)非故障相電壓升高，因此中性點(diǎn)絕緣按線電壓設(shè)計(jì)。電力系統(tǒng)基本概念中性點(diǎn)直接接地----可降低絕緣制造成本，但是當(dāng)發(fā)生單相接地也要跳閘。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地----可補(bǔ)償接地電容電流，防止弧光短路，保證安全供電。中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地----當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)故障點(diǎn)流過一固定電阻性電流，可吸收部分電弧能量、并有利于確保饋線的零序保護(hù)動(dòng)作；若選擇適當(dāng)電阻可以抑制單相接地時(shí)非故障相過電壓倍數(shù)不超過規(guī)定值，避免故障擴(kuò)大。電力系統(tǒng)基本概念電力系統(tǒng)有功功率平衡電力系統(tǒng)頻率靜態(tài)特性電力系統(tǒng)頻率的調(diào)整＊一次調(diào)頻靠調(diào)速器調(diào)節(jié)＊二次調(diào)頻靠調(diào)頻器調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)基本概念★電力系統(tǒng)無功功率平衡﹟無功負(fù)荷及無功損耗﹟無功電源及無功補(bǔ)償★電力系統(tǒng)電壓靜態(tài)特性★電力系統(tǒng)調(diào)整電壓的方法﹟發(fā)電機(jī)調(diào)壓﹟改變變壓器分接頭﹟改變電網(wǎng)無功分布﹟改變電網(wǎng)參數(shù)電力系統(tǒng)基本概念發(fā)電廠一次電氣設(shè)備----直接生產(chǎn)和輸配電能的設(shè)備。包括生產(chǎn)和變換電能設(shè)備的發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)；接通和斷開電路設(shè)備的斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器；測量保護(hù)電路的電力互感器；限流限壓設(shè)備的限流電抗器、避雷器；載流體；接地裝置等。發(fā)電廠二次電氣設(shè)備----對一次電氣設(shè)備進(jìn)行測量、保護(hù)、監(jiān)視、控制的設(shè)備。包括各種測量儀表、繼電器、自動(dòng)裝置、信號、直流系統(tǒng)等等。

發(fā)電廠電氣主接線概述主接線基本形式發(fā)電廠主接線實(shí)例封閉母線

發(fā)電廠電氣主接線電氣主接線----高壓電氣設(shè)備通過連接線按其功能要求組成接受和分配電能的電路。也稱一次電氣接線或電氣主系統(tǒng)。電氣主接線圖----用規(guī)定的圖形符號和文字符號按工作順序排列詳細(xì)地表示出電氣設(shè)備全部組成和連接關(guān)系的接線圖。也稱電氣一次接線圖或主系統(tǒng)圖。發(fā)電廠電氣主接線基本要求----可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性。基本接線形式----有匯流母線的接線包括單母線、雙母線、帶旁路的單母雙母線接線、3/2接線；無匯流母線的接線包括單元接線、橋形接線、角形接線等。電氣主接線設(shè)計(jì)原則和程序發(fā)電廠電氣主接線封閉母線----封閉母線由母線導(dǎo)體、支持絕緣子和防護(hù)屏蔽外殼組成，導(dǎo)體和外殼均采用鋁管結(jié)構(gòu)。封閉母線各個(gè)終端，通過短路板，將各相的外殼連接成電氣閉合回路，這就構(gòu)成了類似以母線導(dǎo)體為一次側(cè)、外殼為二次側(cè)的三相1：1的空心變壓器。

發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)廠用電及廠用電負(fù)荷廠用電源和基本接線形式廠用電接線實(shí)例廠用電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)交流不停電電源發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)廠用電---供發(fā)電廠廠用電動(dòng)機(jī)用電及全廠運(yùn)行操作、檢修、試驗(yàn)和照明等用電謂之廠用電。廠用負(fù)荷分類-------根據(jù)其用電設(shè)備在生產(chǎn)中的作用和突然中斷供電造成的危害程度，按其重要性可分為：發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)＊Ⅰ類負(fù)荷短時(shí)停電會(huì)造成設(shè)備損壞、危及人身安全、主機(jī)停運(yùn)及影響大量出力的負(fù)荷。通常應(yīng)設(shè)兩套互為備用設(shè)備，兩個(gè)獨(dú)立電源，自動(dòng)切換。＊Ⅱ類負(fù)荷允許短時(shí)停電，恢復(fù)供電后，不致造成生產(chǎn)紊亂的負(fù)荷。應(yīng)設(shè)備用電源，可手動(dòng)切換。＊Ⅲ類負(fù)荷較長時(shí)間停電，不會(huì)直接影響生產(chǎn)的負(fù)荷。通常設(shè)一個(gè)電源供電發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)＊Ⅳ類負(fù)荷稱事故保安負(fù)荷。指事故停機(jī)過程中及停機(jī)后一段時(shí)間內(nèi)，仍必須保證供電的負(fù)荷。直流事故保安負(fù)荷由蓄電池供電，交流事故保安負(fù)荷由柴油發(fā)電機(jī)供電。＊Ⅴ類負(fù)荷稱不停電負(fù)荷。指事故停機(jī)過程中及停機(jī)后一段時(shí)間內(nèi)，仍必須保證恒頻恒壓供電的負(fù)荷。由交流不停電電源供電。發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)廠用電電壓等級的選取廠用電源的引接工作電源、備用電源、事故保安電源、不間斷電源。廠用電接線

單母線接線電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)

廠用系統(tǒng)中正常運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，當(dāng)其供電母線電壓突然消失或顯著降低時(shí)，若經(jīng)過短時(shí)間在其轉(zhuǎn)速未下降很多以前，廠用母線電壓又恢復(fù)正常，電動(dòng)機(jī)又會(huì)恢復(fù)正常運(yùn)行的整個(gè)過程。交流不間斷電源的構(gòu)成整流器、逆變器、隔離變壓器、調(diào)壓器、旁路開關(guān)、靜態(tài)切換開關(guān)。發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)(UPS)

高壓開關(guān)電器高壓斷路器作用及基本結(jié)構(gòu)斷路器開斷電路時(shí)電弧的產(chǎn)生與熄滅六氟化硫斷路器真空斷路器斷路器主要技術(shù)參數(shù)斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)斷路器的運(yùn)行隔離開關(guān)高壓熔斷器

高壓開關(guān)電器斷路器的作用：▼控制作用-----正常時(shí)根據(jù)運(yùn)行要求，投入或退出電路。▼保護(hù)作用------故障時(shí)切除故障回路，保證非故障部分繼續(xù)運(yùn)行。斷路器的分類：按絕緣介質(zhì)分有油斷路器、空氣斷路器、六氟化硫斷路器、真空斷路器等。斷路器的基本結(jié)構(gòu)：▼開斷部分；▼操動(dòng)和傳動(dòng)部分；▼絕緣部分；采用由阿爾斯通公司生產(chǎn)的GL314X220KV斷路器滅弧室接線板接線板支柱傳動(dòng)箱控制箱220KV斷路器結(jié)構(gòu)發(fā)電機(jī)出口斷路器采用由ABB公司生產(chǎn)的戶內(nèi)型、金屬封閉、自冷、水平布置、SF6氣體絕緣HEC7型發(fā)電機(jī)出口斷路器。額定工作電壓（kV）:22最高工作電壓（kV）:24額定電流（A）:22000額定頻率（Hz）:50發(fā)電機(jī)出口斷路器(HEC7)安裝實(shí)例高壓開關(guān)電器斷路器開斷電路時(shí)電弧的產(chǎn)生----強(qiáng)電場發(fā)射；熱電子發(fā)射；碰撞游離；熱游離。電弧熄滅條件----介質(zhì)強(qiáng)度大于恢復(fù)電壓。介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)過程----弧隙能承受的而不被擊穿的過程，以耐受電壓表示，與滅弧裝置結(jié)構(gòu)及介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)。電壓恢復(fù)過程------電弧電流過零電路開斷，電源電壓加在弧隙觸頭的過程?；謴?fù)電壓與電路參數(shù)有關(guān)。近陰極效應(yīng)----交流電弧過零后，弧隙在0.1~1微秒時(shí)間內(nèi)，陰極區(qū)出現(xiàn)150~250V介質(zhì)強(qiáng)度的現(xiàn)象。它對熄滅低壓電器電弧特別有利。

高壓開關(guān)電器六氟化硫斷路器的結(jié)構(gòu)有支柱式和罐式之分；從滅弧結(jié)構(gòu)上有變開距和定開距之分；滅弧原理上有壓氣式和高壓熱膨脹式。斷路器的主要技術(shù)參數(shù)有：額定電壓、額定電流、額定開斷電流、額定關(guān)合電流、熱穩(wěn)定電流、動(dòng)穩(wěn)定電流、合閘時(shí)間、分閘時(shí)間、操作循環(huán)等。斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)有：電磁式、彈簧式、液壓式、液壓彈簧式及氣動(dòng)彈簧式等。高壓開關(guān)電器斷路器的運(yùn)行★開斷短路電流電路開斷短路電流電路時(shí)，恢復(fù)電壓包括瞬態(tài)恢復(fù)電壓和工頻恢復(fù)電壓，其首相開斷系數(shù)為1.5(1.3),決定于電路參數(shù)及開斷初始條件?！镩_斷近區(qū)故障距離斷路器處數(shù)百米或數(shù)千米的故障稱近區(qū)故障。近區(qū)故障的起始恢復(fù)電壓上升速度較快、幅值又較高，電弧易重燃，斷路器開斷困難。試驗(yàn)時(shí)的開斷電流選擇為額定開斷電流的75%~90%?！镩_斷失步故障當(dāng)系統(tǒng)振蕩時(shí)兩電源失步，最嚴(yán)重的是反相時(shí)，斷路器開斷電流比正常電流大，恢復(fù)電壓高開斷困難。系統(tǒng)失步狀態(tài)下，斷路器應(yīng)能可靠開合25%~40%額定短路開斷電流?！镩_斷延伸故障和并聯(lián)故障★關(guān)合電容電流電路★開斷電感性電流電路★開斷高壓電動(dòng)機(jī)高壓開關(guān)電器隔離開關(guān)的作用：＊隔離電源保證檢修安全＊根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)可進(jìn)行等電位操作和接通斷開小電流電路。熔斷器的作用：熔斷器串聯(lián)在電路中，當(dāng)發(fā)生短路或過負(fù)荷熔體熔斷切斷故障電路，設(shè)備免遭損壞，維持非故障部分繼續(xù)運(yùn)行。220KV隔離開關(guān)GW10-550DW/3150A：單柱垂直伸縮式隔離開關(guān),防污型，單接地，主刀、地刀均采用電動(dòng)機(jī)構(gòu)（可手動(dòng)操作）。電力互感器電力互感器的分類與作用電磁式電流互感器電磁式電壓互感器電容式電壓互感器電力互感器的配置電力互感器電力互感器的分類：電壓互感器電流互感器電力互感器的作用：＊隔離，保證設(shè)備和人身安全＊將高電壓變?yōu)榈碗妷簩⒋箅娏髯優(yōu)樾‰娏鳎卧O(shè)備小型化標(biāo)準(zhǔn)化＊二次設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜，便于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制集中管理。電力互感器電磁式電流互感器的工作原理與變壓器工作原理基本相似，其特點(diǎn)：＊原副邊串聯(lián)在各自電路中＊其一次側(cè)線圈匝數(shù)很少，其一次側(cè)電流僅取決于被測電路電流電路電流大小，與二次電流大小無關(guān)＊正常運(yùn)行時(shí)，其二次側(cè)處于短路狀態(tài)，因此二次側(cè)不允許開路。＊要拆除二次設(shè)備應(yīng)先將二次側(cè)短接再拆除二次設(shè)備。電力互感器電磁式電壓互感器的工作原理與變壓器工作原理基本相同，其特點(diǎn)：容量??；正常運(yùn)行時(shí)二次側(cè)處于空載狀態(tài)，其二次不允許短路。電容式電壓互感器的工作原理是采用電容分壓原理，其結(jié)構(gòu)由電容分壓器和電磁單元兩部分構(gòu)成。電磁單元包括中間變壓器、補(bǔ)償電抗器、高頻阻斷線圈和阻尼器。發(fā)電廠防雷與接地雷電及過電壓分類發(fā)電廠防雷保護(hù)裝置發(fā)電廠防雷保護(hù)措施發(fā)電廠的接地發(fā)電廠防雷與接地雷電過電壓分為：直擊雷過電壓、感應(yīng)雷過電壓和侵入雷電波過電壓。內(nèi)部過電壓分為：暫時(shí)過電壓（包括工頻過電壓、諧振過電壓）操作過電壓（包括操作電容電感負(fù)荷過電壓、解列過電壓、中性點(diǎn)絕緣電弧接地過電壓）。發(fā)電廠防雷保護(hù)裝置有：避雷針(防直擊雷)、避雷線(防直擊雷)和避雷器(防侵入雷電波)。配電裝置配電裝置配電裝置分類最小安全凈距超高壓配電裝置電磁環(huán)境影響指標(biāo)配電裝置配電裝置-------根據(jù)主接線的連接方式，由所有的開關(guān)電器、保護(hù)測量電器、母線和輔助設(shè)備，按一定要求、用來接受和分配電能的裝置。配電裝置分類----屋內(nèi)配電裝置、屋外配電裝置、成套配電裝置和六氟化硫全封閉組合電器。配電裝置當(dāng)導(dǎo)線表面的電場強(qiáng)度超過空氣擊穿強(qiáng)度時(shí)，導(dǎo)線表面將出現(xiàn)電暈放電，在黑暗中可以看到導(dǎo)線附近有藍(lán)色暈光，還伴有咝咝聲。電暈放電將產(chǎn)生可聽噪聲、無線電干擾和電暈損失等。交流輸電線路工作時(shí)，導(dǎo)線上的電荷在空間產(chǎn)生工頻電場。工頻電場在生物體和其他物體內(nèi)感應(yīng)出電壓，其短時(shí)影響第一表現(xiàn)為人在電場中的直接感覺，處于電場中的人體相當(dāng)于導(dǎo)體，將使周圍電場畸變，人體凸出部位將會(huì)通過毛發(fā)顫動(dòng)感覺到；第二表現(xiàn)在人體或動(dòng)物接觸因靜電感應(yīng)處于不同電位的物體時(shí)可能出現(xiàn)不愉快的暫態(tài)電擊。配電裝置交流輸電線路工作時(shí)，其導(dǎo)線電流會(huì)產(chǎn)生磁場。工頻磁場在生物體和其他物體內(nèi)感應(yīng)產(chǎn)生電流和電場，其短時(shí)影響主要表現(xiàn)在人或動(dòng)物接觸因感性耦