發(fā)電廠電氣設(shè)備課件2

1、,1.1 電力系統(tǒng),一、發(fā)電廠 1火力發(fā)電廠 燃料的化學能蒸汽的熱能機械能電能,火電廠布置圖 1煤場;2鍋爐房;3汽機房; 4主控制室;5辦公樓;6煙囪;7屋外高壓配電裝置,2水力發(fā)電廠堤壩式（壩后式、河床式）,壩后式水電廠 1壩;2壓力水管;3廠房,河床式水電廠 1進水口;2廠房;3溢流壩,3核電廠,壓水堆核電廠發(fā)電方式示意圖 1核反應(yīng)堆;2穩(wěn)壓器;3蒸汽發(fā)生器; 4汽輪發(fā)電機組;5給水加熱器;6給水泵;7主循環(huán)泵,4其它發(fā)電方式 利用其他一次能源發(fā)電的, 有風力發(fā)電、潮汐發(fā)電、地熱發(fā)電、太陽能發(fā)電等。此外, 還有直接將熱能轉(zhuǎn)換成電能的磁流體發(fā)電等。,2.變電站變電站是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間

2、環(huán)節(jié),起著變換和分配電能的作用。,電力系統(tǒng)原理接線圖,變電站根據(jù)它在系統(tǒng)中的地位，可分為下列幾類： 1樞紐變電所 2中間變電所 3地區(qū)變電所 4終端變電所,500KV變電站,三峽水電站,伊泰普水電站,溪洛渡水電站,秦山核電站,風力場,太陽能發(fā)電,一、主要電氣設(shè)備,為了滿足電能的生產(chǎn)、輸送和分配的需要，發(fā)電廠和變電站中安裝有各種電氣設(shè)備，用于實現(xiàn)起動、轉(zhuǎn)換、監(jiān)視、測量、調(diào)整、保護、切換和停止等操作。 按電壓等級可分為高壓電器和低壓電器； 按所起的作用不同，電氣設(shè)備可分為一次設(shè)備和二次設(shè)備兩大類。,首頁,一、主要電氣設(shè)備,（一）一次設(shè)備 直接生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換和輸配電能的設(shè)備，稱為一次設(shè)備，主要有以下幾種

3、。 l.生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備 生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備有同步發(fā)電機、變壓器及電動機，它們都是按電磁感應(yīng)原理工作的。,電力變壓器,電力變壓器 電力變壓器作用： 實現(xiàn)電網(wǎng)的電壓等級變換，是變電所主要設(shè)備。 變壓器類型 電力變壓器繞組的絕緣和冷卻方式是影響變壓器使用的主要因素。 一般按變壓器繞組的絕緣和冷卻方式進行分為油浸式、干式兩種形式。 油浸式變壓器： 以油為變壓器繞組的絕緣和冷卻方式，散熱較好，性價比較適中，但防火、防爆性能較差。 干式變壓器：以環(huán)氧樹脂為變壓器繞組的絕緣和冷卻方式（用環(huán)氧樹脂澆注變壓器繞組）散熱稍差，價格高，但防火、防爆性能好，在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用日益增多。,電力變壓器,油浸式變壓

4、器： 以油為變壓器繞組的絕緣和冷卻方式，散熱較好，性價比較適中，但防火、防爆性能較差。 干式變壓器：以環(huán)氧樹脂為變壓器繞組的絕緣和冷卻方式（用環(huán)氧樹脂澆注變壓器繞組）散熱稍差，價格高，但防火、防爆性能好，在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用日益增多。,變壓器,1信號溫度計 2銘牌 3吸濕器 4油枕(儲油柜) 5油位指示器(油標) 6防爆管 7瓦斯繼電器 8高壓套管 9低壓套管 10分接開關(guān) 1l油箱 12鐵心 13繞組及絕緣 14放油閥 15小車 16接地端子,干式變壓器,一、主要電氣設(shè)備,2.開關(guān)電器 開關(guān)電器的作用是接通或斷開電路。 （1）斷路器（俗稱開關(guān)） （2）隔離開關(guān)（俗稱刀閘） （3）負荷開關(guān) 還有

5、用于配電系統(tǒng)的 自動重合器和自動分段器等。 低壓開關(guān)電器包括刀開關(guān)、組合開關(guān)和低壓斷路器等。,斷路器有滅弧裝置，可用來接通或斷開電路的正常工作電流、過負荷電流或短路電流，是電力系統(tǒng)中最重要的控制和保護電器。,隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，用來在檢修設(shè)備時隔離電源，進行電路的切換操作及接通或斷開小電流電路。它一般只有電路斷開的情況下才能操作。在各種電氣設(shè)備中，隔離開關(guān)的使用量是最多的。,負荷開關(guān)具有簡易的滅弧裝置，可以用來接通或斷開電路的正常工作電流和過負荷電流，但不能用來接通或斷開短路電流。還可用來在檢修設(shè)備時隔離電源。,高壓斷路器,高壓斷路器(或稱高壓開關(guān)) 它不僅可以切斷或閉合高壓電路中的空載電流

6、和負荷電流，而且當系統(tǒng)發(fā)生故障時在繼電器保護裝置的作用下，可迅速地切斷過負荷電流和短路電流，以防止故障擴大。 高壓斷路器的類型 作為閉合和開斷電路的高壓斷路器，必須有完善有效的措施迅速滅弧。,高壓斷路器,按滅弧介質(zhì)和滅弧方式進行分類。 a）少油斷路器（少油、多油） 以油作為滅弧介質(zhì)，多油斷路器已趨于淘汰，少油斷路器由于價格適中，在早期的建筑供配電系統(tǒng)中較常用，但有火災(zāi)危險； b）空氣斷路器 以壓縮空氣作為滅弧介質(zhì)，斷路器分斷電流能力強，但造價高、維護要求高，一般只在大型變電站采用；,c）六氟化硫（SF6）斷路器 采用具有良好滅弧和絕緣性能的SF6氣體作為滅弧介質(zhì)，滅弧性能好，開斷能力強，允許連

7、續(xù)開斷次數(shù)較多，適用于頻繁操作，噪音小，無火災(zāi)危險，機電磨損小等，是一種性能優(yōu)異的“無維修”斷路器。 SF 6 的分子和自由電子有非常好的混合性。當電子和SF 6 分子接觸時幾乎100%的混合而組成重的負離子，這種性能對滅弧有極大的使用價值。即SF 6 具有很好的負電性，它的分子能迅速捕捉自由電子而形成負離子。這些負離子的導電作用十分遲緩，從而加速了電弧間隙介質(zhì)強度的恢復率，因此有很好的滅弧性能。 SF 6 的滅弧性能是空氣的100倍，并且滅弧后不變質(zhì)，可重復使用。,d）真空斷路器 采用真空作為滅弧介質(zhì)，器具有分斷電流能力強，結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，體積小，維護要求低、無爆炸危險等優(yōu)點，近年來發(fā)展較

8、快，在建筑供配電系統(tǒng)中使用越來越多，不足之處是價格較貴。,隔離開關(guān),GN810600型 高壓隔離開關(guān) 1上接線端子 2靜觸頭 3閘刀 4套管絕緣子 5下接線端子 6框架 7轉(zhuǎn)軸 8拐臂 9升降絕緣子 10支柱絕緣子,一、主要電氣設(shè)備,3.限流電器 限流電器包括串聯(lián)在電路中的普通電抗器和分裂電抗器. 4.載流導體 包括母線、架空線和電纜線等。 5.補償設(shè)備 （1）調(diào)相機。 （2）電力電容器。 （3）消弧線圈。 （4）并聯(lián)電抗器。,其作用是限制短路電流，使發(fā)電廠或變電站能選擇輕型電器和選用截面積較小的導體。,母線用來匯集和分配電能或?qū)l(fā)電機、變壓器與配電裝置連接；架空線和電纜線用來傳輸電能。,調(diào)相

9、機是一種不帶機械負荷運行的同步電動機，主要用來向系統(tǒng)輸出感性無功功率，以調(diào)節(jié)電壓控制點或地區(qū)的電壓。,電力電容器補償有并聯(lián)和串聯(lián)補償兩類。,消弧線圈用來補償小接地電流系統(tǒng)的單相接地電容電流，以利于熄滅電弧。,并聯(lián)電抗器一般裝設(shè)在330kV及以上超高壓配電裝置的線路側(cè)。作用是吸收過剩的無功功率，改善沿線電壓分布和無功分布，降低有功損耗，提高送電效率。,一、主要電氣設(shè)備,6.互感器 包括電流互感器和電壓互感器。 7.保護電器 保護電器包括用于過負荷電流或短路電流保護的熔斷器（俗稱保險）和防御過電壓的設(shè)備，即防雷裝置。 8.絕緣子 9.接地裝置,熔斷器用來斷開電路的過負荷電流或短路電流，保護電氣設(shè)備

10、免受過載和短路電流的危害。熔斷器不能用來接通或斷開正常工作電流，必須與其他電器配合使用。,防雷裝置包括：避雷器、避雷針、避雷線（架空地線）、避雷帶和避雷網(wǎng)等。,絕緣子用來支持和固定載流導體，并使載流導體與地絕緣，或使裝置中不同電位的載流導體間絕緣。,接地裝置用來保證電力系統(tǒng)正常工作或保護人身安全。前者稱工作接地，后者稱保護接地。,一、主要電氣設(shè)備,（二）二次設(shè)備 對一次設(shè)備進行監(jiān)察、測量、控制、保護、調(diào)節(jié)的輔助設(shè)備，稱為二次設(shè)備。 1.測量表計 2.絕緣監(jiān)察裝置 用來監(jiān)察交、直流電網(wǎng)的絕緣狀況。 3.控制和信號裝置,測量表計用來監(jiān)視、測量電路的電流、電壓、功率、電能、頻率及設(shè)備的溫度等，如電流

11、表、電壓表、功率表、電能表、頻率表、溫度表等。,控制主要是指采用手動或自動方式通過操作回路實現(xiàn)配電裝置中斷路器的分、合閘。斷路器都有位置信號燈，有些隔離開關(guān)有位置指示器。主控制室設(shè)有中央信號裝置，用來反映電氣設(shè)備的事故或異常狀態(tài)。,一、主要電氣設(shè)備,4.繼電保護及自動裝置 5.直流電源設(shè)備 6.塞流線圈（又稱高頻阻波器）,繼電保護的作用是當發(fā)生故障時，作用于斷路器跳閘，自動切除故障元件；當出現(xiàn)異常情況時發(fā)出信號。自動裝置的作用是用來實現(xiàn)發(fā)電廠的自動并列、發(fā)電機自動調(diào)節(jié)勵磁、電力系統(tǒng)頻率自動調(diào)節(jié)、按頻率啟動水輪機組；實現(xiàn)發(fā)電廠或變電站的備用電源自動投入、輸電線路自動重合閘及按事故頻率自動減負荷等

12、。,直流電源設(shè)備包括蓄電池組和硅整流裝置，用作開關(guān)電器的操作、信號、繼電保護及自動裝置的直流電源，以及事故照明和直流電動機的備用電源。,塞流線圈是電力載波通信設(shè)備中必不可少的組成部份，它與耦合電容器、結(jié)合濾波器、高頻電纜、高頻通信機等組成電力線路高頻通信通道。塞流線圈起到阻止高頻電流向變電站或支線泄漏、減小高頻能量損耗的作用。,二、電氣設(shè)備的符號,圖形符號是用于表示電氣圖中電氣設(shè)備、裝置、元器件的一種圖形和符號。 文字符號是電氣圖中電氣設(shè)備、裝置、元器件的種類字母和功能字母代碼。文字符號的字母應(yīng)采用大寫的拉丁字母。文字符號分為基本文字符號和輔助文字符號兩種。 主要電氣設(shè)備的圖形和文字符號如表所

13、示。,二、電氣設(shè)備的符號,二、電氣設(shè)備的符號,二、電氣設(shè)備的符號,三、電氣主接線和配電裝置的概念,1.電氣主接線 一次設(shè)備按預期的生產(chǎn)流程所連成的電路，稱為電氣主接線。主接線表明電能的生產(chǎn)、匯集、轉(zhuǎn)換、分配關(guān)系和運行方式，是運行操作、切換電路的依據(jù)，又稱一次接線、一次電路主系統(tǒng)或主電路。 用國家規(guī)定的圖形和文字符號表示主接線中的各元件，并依次連接起來的單線圖，稱電氣主接線圖。 某火電廠的電氣主接線圖如圖所示。,電氣主接線,三、電氣主接線和配電裝置的概念,2配電裝置 按主接線圖，由母線、開關(guān)設(shè)備、保護電器、測量電器及必要的輔助設(shè)備組建成接受和分配電能的電工建筑物，稱為配電裝置。配電裝置是發(fā)電廠和

14、變電站的重要組成部分。 配電裝置按電氣設(shè)備的安裝地點可分為： （1）屋內(nèi)配電裝置。全部設(shè)備都安裝在屋內(nèi)。 （2）屋外配電裝置。全部設(shè)備都安裝在屋外（即露天場地）。,三、電氣主接線和配電裝置的概念,按電氣設(shè)備的組裝方式可分為以下二種。 （1）裝配式配電裝置。電氣設(shè)備在現(xiàn)場（屋內(nèi)或屋外）組裝。 （2）成套式配電裝置。制造廠預先將各單元電路的電氣設(shè)備裝配在封閉或不封閉的金屬柜中，構(gòu)成單元電路的分間。成套配電裝置大部分為屋內(nèi)型，也有屋外型。 配電裝置還可按其他方式分類，例如按電壓等級分類，稱10kV配電裝置、35kV配電裝置、110kV配電裝置、220kV配電裝置、500kV配電裝置等。, 2.3 高

15、壓交流輸變電,高壓直流輸電,斷路器圖例,隔離開關(guān)圖例,負荷開關(guān)圖例,自動重合器和自動分段器,低壓開關(guān)電器,智能萬能式斷路器,限流電器,載流導體,補償設(shè)備,電流互感器 電壓互感器,電流互感器作用是將交流大電流變成小電流（5A或lA），供電給測量儀表和繼電保護裝置的電流線圈； 電壓互感器作用是將交流高電壓變成低電壓（100V或100/ V），供電給測量儀表和繼電保護裝置的電壓線圈。 它們使測量儀表和保護裝置標準化和小型化，使測量儀表和保護裝置等二次設(shè)備與高壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證設(shè)備和人身安全。,互感器,保護電器 熔斷器 避雷器,絕緣子,配電裝置,箱式變電站,箱式變電站又稱戶外成

16、套變電站，也有稱做組合式變電站，它具有組合靈活，便于運輸、遷移、安裝方便，施工周期短、運行費用低、無污染、免維護等優(yōu)點。箱式變電站有美式箱式變電站和歐式箱式變電站，美式預裝式變電站變壓器器身、高壓負荷開關(guān)、熔斷器及高低連線置于一個共同的封閉油箱內(nèi)，構(gòu)成一體式布置。用變壓器油作為帶電部分相間及對地的絕緣介質(zhì)。同時，安裝有齊全的運行檢視儀器儀表，如壓力計，壓力釋放閥，油位計，油溫表等。歐式預裝式變電站以前在我國習慣稱為“組合式變電站”，它是將高壓開關(guān)設(shè)備、配電變壓器和低壓配電裝置布置在三個不同的隔室內(nèi),通過電纜或母線來實現(xiàn)電氣連接。,歐式箱式變電站,箱式變電站,美式預裝式變電站的結(jié)構(gòu)型式大致有三種

17、： （1）變壓器和負荷開關(guān)、熔斷器共用一個油箱； （2）變壓器和負荷開關(guān)、熔斷器分別裝在上下兩個不同的油箱內(nèi)； （3）變壓器和負荷開關(guān)、熔斷器分別裝在左右兩個不同的油箱內(nèi)。 考慮到開關(guān)操作和熔斷器的動作造成的游離碳會影響整個箱變的壽命。（3）型由于采用普通油和難燃油作為絕燃介質(zhì)，使之既可用于戶外，又可用于戶內(nèi)，適用于住宅小區(qū)、工礦企業(yè)及各種公共場所，如機場、車站、碼頭、港口、高速公路、地鐵等。,箱式變電站變壓器為防日照輻射使室溫升高，采用四周壁添加隔熱材料、雙層夾板結(jié)構(gòu)，頂蓋設(shè)計成帶空氣墊或隔熱材料的氣樓結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)通風道，裝有自動強迫排氣通風裝置(軸流風機或幅面風機)。裝置的開啟和停止，由變壓

18、器室的溫度監(jiān)控裝置自控，其溫度的整定值按允許溫度的80%90%設(shè)定；室內(nèi)正常溫度下，靠自然通風來散熱。有為防止灰塵對絕緣的影響，在變壓器連接處加上絕緣防護罩。室內(nèi)溫度不正常的情況下采用機械強迫通風，以變壓器油溫不超過95作為動作整定值。,采用負荷開關(guān)熔斷器組合電器保護變壓器 負荷開關(guān)是用來開、合負載電流的開關(guān)裝置，它一般具有關(guān)合短路電流能力，但是它不能開斷短路電流。負荷開關(guān)可以單獨使用在遠離電源中心、且容量較小的終端變電站，用于投切無功補償回路、并聯(lián)電抗器及電動機等。 熔斷體是熔斷器的主要元件，當熔斷體通過的電流超過一定值時，熔斷體本身產(chǎn)生的焦耳熱，使本身溫度升高，在達到熔斷體熔點時，熔斷體自

19、行熔斷切斷過載電流或短路電流。,負荷開關(guān)與熔斷器配合使用于箱變可替代斷路器，作為變壓器的保護開關(guān)設(shè)備。當變壓器內(nèi)部發(fā)生故障，為使油箱不爆炸，故障切除時間必須限在20ms內(nèi)。采用斷路器保護的話，斷路器最快全開斷時間(繼電保護動作時間+斷路器固有動作時間+燃弧時間)一般需要23個周波(40ms60ms)左右，而限流熔斷器則可保證在10ms以內(nèi)切除故障。,箱式變電站總體布置 10kV箱式變電站高壓室額定電壓10kV ，低壓室額定電壓0.4kV。主變壓器額定容量為1600kVA，接在10kV母線上。采用電纜或架空進、出線。在結(jié)構(gòu)設(shè)計上具有防壓、防雨和防小動物等措施及占地面積小、操作方便，安全可靠、可以

20、移動等特點。箱式變電站主要包括4部分，分別為框架、高壓室、低壓室、變壓器室。,1）框架：基本結(jié)構(gòu)是由槽鋼、角鋼和鋼板焊接而成，外股、門和頂蓋用新材料色彩鋼板制作。 （2）高壓室：裝備真空斷路器。包括三工位負荷開關(guān)、熔斷器、互感器、避雷器等。 （3）低壓室：裝備GGD型固定式低壓配電屏、包括主開關(guān)柜、計量柜、多路出線柜、耦合電容器。 （4）變壓器室：油浸式變壓器。室頂裝有溫度監(jiān)控儀啟動的軸流風扇。,箱式變電站智能監(jiān)控 預裝變電站所有有用的信息，包括電參量、環(huán)境溫濕度、變壓器溫度等信息。通過對這些信息的綜合分析作出對應(yīng)動作，確保變電站的經(jīng)濟、安全運行，延長使用壽命能監(jiān)控功能 實時在線監(jiān)測高壓側(cè)三相入口電壓/出口電流，低壓側(cè)各輸出端口電流，記錄運行時的電壓，電流，功率，功率因數(shù)，供上位機調(diào)用或本地監(jiān)測；實時監(jiān)測預裝式變電站三相高壓端出口電流故障，根據(jù)故障狀態(tài)及時分斷負荷開關(guān)或向上位機發(fā)送故障狀態(tài)信號