發(fā)電廠電氣部分-第二章 發(fā)電、變電的電氣部分

第二章發(fā)電、變電和輸電的電氣部分

北方民族大學電信學院電氣工程系主要內容概述發(fā)電廠的電氣部分目標和要求：了解發(fā)電廠和變電站中電氣設備的分類，掌握常用電氣設備的類型和各種電氣設備的作用；掌握電氣接線的概念；掌握300MW、600MW和1000MW發(fā)電機組電氣部分接線特點及使用的主要電氣設備。重點：一次接線和二次接線的概念及作用；300MW、600MW和1000MW發(fā)電機組電氣部分接線特點。本章學習要點一、電氣設備

為了滿足電力生產和保證電力系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定性和經濟性，發(fā)電廠和變電站中安裝有各種電氣設備其主要任務是啟停機組、調整負荷、切換設備和線路、監(jiān)視主要設備的運行狀態(tài)、發(fā)生異常故障時及時處理等。 根據電氣設備作用的不同，分兩種類型：一次設備二次設備第一節(jié)概述一次設備概念：直接生產、變換和分配電能的設備。類型生產和轉換電能的設備；接通或斷開電路的開關設備；載流導體；儀用互感器；保護電器；接地裝置；無功補償設備；發(fā)電機：機械能轉化為電能；電動機：電能轉化為機械能；變壓器：將電壓升高或降低以滿足輸配電需要。1.生產和轉換電能的設備

發(fā)電機分類直流發(fā)電機、交流發(fā)電機（同步發(fā)電機、異步發(fā)電機）

工作原理基于電磁感應定律和電磁力定律

文字符號：G圖形符號：舊

電動機分類直流電動機、交流電動機工作原理磁場對電流受力的作用，使電動機轉動文字符號：M圖形符號：

變壓器分類升壓變壓器，降壓變壓器主要作用升壓變壓器將一種電壓升高另一種（兩種）電壓。降壓變壓器將一種電壓升高另一種（兩種）電壓。文字符號：T圖形符號：2、接通或斷開電路的開關設備開關電器作用：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回路；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)中起著非常重要的作用，占60%以上！開關電器的分類（按電壓等級的高低）高壓開關電器低壓開關電器

高壓斷路器主要作用：是發(fā)電廠或變電所中 最重要的電氣設備之一正常狀況下，控制各電力線路的開斷與閉合；事故時在繼電保護裝置控制下能自動切除短路電流；

具有滅弧裝置，可做操作電器!類型（按滅弧介質的不同分類）油斷路器、壓縮空氣斷路器、SF6斷路器、真空斷路器；文字符號：QF圖形符號：

隔離開關主要作用： 隔離電壓、切換電路、拉合小電流回路。

無滅弧裝置，不能開斷電流，故不可做操作電器！文字符號：QS圖形符號：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。主要作用：專門用來接通或斷開正常工作時的負荷電流，但不能切斷短路電流！具有滅弧柵；一般與熔斷器配合使用。由熔斷器切斷過載及短路電流，由負荷開關接通或斷開負荷電流；文字符號：QL圖形符號：高、低壓熔斷器主要作用：流過短路電流或較長時間過電流時熔斷，來保護電器設備。注意事項：6KV熔斷器只能用于6KV，不能用于3KV；10KV熔斷器只能用于10KV,不能用于6KV；文字符號：FU圖形符號：自動空氣開關（自動空氣斷路器、低壓斷路器）主要作用：

對低壓配電電路實行通斷操作；當電路內出現(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。文字符號：QA圖形符號：是低壓配電系統(tǒng)中主要開關！接地開關主要作用：檢修設備時起隔離電源的作用。文字符號：QE圖形符號：3.載流導體主要作用：連接各種電氣設備（使發(fā)電、輸電和用電成為一個可靈活調度的系統(tǒng)）。分類：母線：匯集和分配電能；電纜：自身包括有絕緣的導體；架空線：無絕緣的導體；注意：需要絕緣子支撐與懸掛，穿過建筑物時需要穿墻套管。4.儀用互感器主要作用：

將一次接線系統(tǒng)的高電壓、大電流變換成標準等級的低電壓（100V）和小電流（5A/1A），向二次測量、控制與調節(jié)裝置及儀表提供電壓、電流信號。

因此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。分類：電壓互感器、電流互感器電壓互感器主要作用：將一次回路高電壓降為二次回路標準低電壓，使測量儀表和保護裝置標準化、小型化。使二次設備與高壓部分隔離，其二次側均接地，保證設備和人身安全。文字符號：TV圖形符號：電流互感器主要作用：將一次回路大電流降為二次回路標準小電流使測量儀表和保護裝置標準化、小型化。使二次設備與高壓部分隔離，其二次側均接地，保證設備和人身安全。文字符號：TA圖形符號：5.保護電器（1）電抗器

主要作用：限制電力系統(tǒng)中短路電流。

文字符號：L

圖形符號：（2）避雷器主要作用：用來限制作用于電氣設備上的大氣過電壓的一種防雷保護設備。文字符號：F圖形符號：6.接地裝置 主要作用： 是電力系統(tǒng)正常運行的需要，也是安全用電的有效措施。 它是埋入地中的金屬導體或與電氣設備相連的金屬線。 分類：工作接地保護接地防雷保護接地工作接地主要作用：

為了保證電氣設備在正常與故障情況下可靠的工作而進行的接地。包括：

中性點直接接地、中性點非直接接地。保護接地定義：

電氣設備的金屬外殼、鋼筋混凝土桿、金屬桿塔、互感器的二次繞組等由于帶電導體絕緣損壞，有可能使其帶有危險的高壓，為了防止這種電壓危機人身和設備的安全而設置的接地。包括：電機、變壓器等點起的底座和外殼；互感器的二次繞組；配電屏與控制屏的框架。防雷保護接地 避雷針、避雷器等。7.無功補償設備分類：

調相機、電力電容器、消弧線圈、并聯(lián)電抗器等。作用：

用來補償系統(tǒng)的無功功率、補償小電流接地系統(tǒng)中的單相接地電容電流、吸收系統(tǒng)過剩的無功功率等。二次設備概念：對一次設備的工作進行測量、控制、保護和監(jiān)察的設備。類型測量表計；繼電保護及自動裝置；直流設備；操作電器、信號設備及控制電纜；1、測量表計作用：測量電路中的電氣參數(shù)。例：電流表、電壓表、功率表、電能表等。2、繼電保護及自動裝置作用：電力系統(tǒng)故障時，這些裝置能迅速反應，并進行自動監(jiān)控和調節(jié)。3、直流設備作用：供保護用或事故時照明用。例：直流發(fā)電機、蓄電池、硅整流裝置等。4、操作電器、信號設備及控制電纜控制設備是指對斷路器進行手動或自動的開、合操作控制的設備。信號設備有光子牌信號、反映斷路器和隔離開關位置的信號、主控制的中央信號燈?？刂齐娎|是連接二次設備的電纜。二、電氣接線概念：在發(fā)電廠和變電站中，根據各種電氣設備作用和要求，按一定的方式用導線連接起來多形成的電路。類型電氣主接線（一次接線）；二次接線；1、電氣主接線注意：電氣主接線圖一般用單線圖表示三相電路！概念：由一次設備按照預期的生產流程所連成的回路，稱為一次回路，又叫一次接線、電氣主接線。主接線圖：定義：一次回路中，各設備元件按規(guī)定的圖形符號表示的電路圖稱一次電路圖，又叫主接線圖。包括：單線圖和三線圖。單線圖——一相設備的連接圖三線圖——各相的所有設備的全圖2、二次接線概念：二次設備連成的電路，稱為二次電路，又稱為二次接線。作用：為了保證一次接線安全、可靠、經濟的運行，對一次接線中的設備實施測量、控制和調節(jié)。3、配電裝置概念：根據電氣主接線的要求，由開關電器、母線、保護和測量設備以及必要的輔助設備和建筑物組成的整體。分類（按照安裝地點的不同）1.屋內配電裝置2.屋外配電裝置電氣主接線通常用電氣主接線圖來表示電氣主接線圖是用規(guī)定的圖形符號和文字符號表示電氣設備連接關系的一種圖。電氣主接線表明電能匯集和分配的關系。電氣主接線圖通常采用單線圖表示，只有需要時才繪制三線圖。W4W5W3G1G2W1W2WL4QF4T2~WL3QF3T1~QF2QF1G3QF5T3~WL1WL2220kV10kV第二節(jié)

發(fā)電廠電氣部分一、300MW發(fā)電機組電氣部分采用發(fā)電機─變壓器單元接線。由于額定電流很大，采用全連式分相封閉母線。1.電氣主接線一、300MW發(fā)電機組電氣部分2.主要電氣設備發(fā)電機主變壓器高壓廠用變壓器電壓互感器高壓熔斷器避雷器電流互感器中性點接地變壓器一、300MW發(fā)電機組電氣部分采用發(fā)電機─變壓器單元接線，無發(fā)電機出口斷路器和隔離開關。在主變壓器低壓側引接一臺高壓廠用變壓器，供給廠用電。在發(fā)電機出口側，通過高壓熔斷器接三組電壓互感器和一組避雷器。在發(fā)電機出口側和中性點側，每相裝有電流互感器4只。3.接線特點一、300MW發(fā)電機組電氣部分高壓廠用變壓器高壓側每相裝有電流互感器4只。3.接線特點發(fā)電機中性點接有中性點接地變壓器。一、300MW發(fā)電機組電氣部分供電可靠。封閉母線有效地防止了灰塵、潮氣等污穢和外物造成的短路。運行安全。母線封閉在外殼內，且外殼接地，使工作人員不會觸及帶電導體。由于外殼的屏蔽作用，母線電動力大大減少，而且基本消除了母線周圍鋼構件的發(fā)熱。運行維護工作量小。4.封閉母線的優(yōu)點二、600MW發(fā)電機組電氣部分1.電氣主接線采用發(fā)電機─變壓器單元接線。由于額定電流（19245A）很大，采用全連式分相封閉母線。二、600MW發(fā)電機組電氣部分發(fā)電機主變壓器高壓廠用變壓器電壓互感器電容器避雷器電流互感器中性點接地變壓器2.主要電氣設備二、600MW發(fā)電機組電氣部分采用發(fā)電機─變壓器單元接線，無發(fā)電機出口斷路器和隔離開關。主變壓器采用三個單相雙繞組變壓器接成三相組，低壓側繞組接成三角形，高壓側繞組接成星形。在主變壓器低壓側引接一臺高壓廠用變壓器，供給廠用電。3.接線特點二、600MW發(fā)電機組電氣部分在發(fā)電機出口側和中性點側，每相裝有電流互感器3只。發(fā)電機中性點接有中性點接地變壓器。高壓廠用變壓器高壓側和低壓側，每相裝有電流互感器4只。3.接線特點在發(fā)電機出口側，接有二組電壓互感器、一組避雷器和一組電容器。二、600MW發(fā)電機組電氣部分主變壓器高壓側引出線，每相裝有電流互感器3只。3.接線特點具有以下特點：發(fā)電機－變壓器單元接線發(fā)電機出口主封閉母線上有接地開關三臺單相雙繞組變壓器，低壓側接成三角形，