1、发电厂电气部分 总结 发电厂电气部分 总结发电厂电气部分 总结 区分一、二次一次设备：生产、变换、输送、分配、使用电能的设备一次接线ex：MTQFQS电抗器导体互感器电容器接地装置二次设备：对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、监视和保护的设备二次接线ex：测量表计继电保护及自动装置直流电源按钮信号设备控制电缆配电装置概念：根据主接线的连接方式，由开关电器、母线、保护和测量设备、必要的辅助设备、建筑物组成的整体作用：正：接受和分配电能故障：迅速切断故障部分，维持系统正常运行分为：1）按装设地点分：屋内、屋外配电装置。2）按组装方式分：装配式、成套式屋内配电装置布置型式：35kv-一般可以分
2、为三层、二层和单层式屋外配电装置布置型式：110kv+根据电器和母线布置的高度，可分为中型、半高型和高型装配式配电装置-在现场将电器组装而成的配电装置成套配电装置-在制造厂预先将开关电器、互感器等组成各种电路成套供应的配电装置安装电抗器时应注意A、C两相的电抗器不能重叠在一起配电装置的安全净距在这距离下，无论在正常最高工作电压或出现内、外部过电压时，都不致使空气间隙被击穿300MW和600WM特点封闭母线和单元接线自耦和普通T区别自耦-联络断路器和隔离开关区别及用法？区别：断路器：有灭弧装置，可以开合负荷电流或断开短路电流，作为通断电路的控制电器隔离开关：无灭弧装置，开合电流能力低，只能用于设
3、备停运或退出工作时断开电路，隔离电压和QF配合，进行倒闸操作，改变系统接线的运行方式操作顺序：断开线路时：1）cut断路器2）cut负荷侧隔离开关3）cut电源侧隔离开关投入线路时：1）close电源侧隔离开关2）close负荷侧隔离开关3）close断路器并联高压电抗器的作用补偿高压输电线路的电容和吸收容性无功功率，防止电网轻负荷时因容性功率过多引起电压升高长期发热和短时发热特点？长期发热-由工作电流所引起。短时发热-由故障时的短路电流所引起绝热过程，导体产生的热量全部用于使导体升温导体温升较大，R和C为T函数为什么要规定导体和电气设备的发热允许温度？使导体可靠工作，发热温度不超过最高发热允
4、许温度，否则会损害电气设备（绝缘老化、金属机械强度降、接触R增大）导体长期发热允许电流是根据什么确定的？导体稳定温升提高允许长期电流应采取哪些措施？ww0a、减小交流电阻：增加Kf采用电阻率小的材料如铜、铝增大导体的截面积减小接触电阻：接触表面镀锡、镀银等b、增大散热面积：同等横截面，选用表面积大（矩形、槽型圆形），改变布置方式（矩形竖放）c、增大散热系数为什么要计算导体短时发热最高温度？如何计算？确定短路时导体最高温度，不超过规定短路时发热允许温度计算方法：1.由w求得Aw.由Qk/S2=Ah-Aw得Ah3.由Ah查曲线h电动力对导体和电气设备的运行有何影响？超过允许值会使导体变形或损坏三相
5、平行导体发生三相短路时最大电动力出现在哪一相上，试加以解释。B相，三相短路时B相冲击电流最大最小费用法费用现值法-折算至第一年 计算期不同费用现值法-按计算期最短 年费用比较法-折算成额年费用比较选出年费最低，计算期不同采用财务评价和国民经济评价区别分析角度不同效益、费用含义，计算范围不同使用价格不同参数不同 F()IR主W和旁路W各起作用主母线：用来汇集电能和分配电能，使接线清晰，运行方便，有利于安装和扩建旁路母线：不停电检修出线断路器专用QFP和其他兼作旁路断路器特点专用QFP：极大的提高可靠性，增加了投资其他：减少设备，节省投资发电机-变压器单元接线中，在发电机和双绕作变压器之间通常不装
6、设断路器，有何利弊？利：增加可靠性，同时避免了由于In或短路I过大，使得在选择出口断路器时，受到制造条件或价格甚高等原因造成的困难弊：操作不方便，检修时必须断开T侧的断路器一台半断路器接线中的交叉布置意义？更高运行的可靠性，减少特殊运行方式下事故扩大限制短路电流方法？1、加装母线、线路电抗器2、加装分裂电抗器3、采用低压分裂绕组变压器中性点接地方式不接地经高阻接地 经消弧线圈接地厂用电源工作电源、备用电源和启动电源、事故保安电源火电厂厂用电接线为什么要按锅炉分段？为提高厂用电系统供电可靠性，通常都采用那些措施？为了保证厂用电系统的供电可靠性和经济性措施：高压工作厂用变压器和启动备用变压器采用带
7、负荷调压变压器厂用电：厂用负荷总耗电量厂用电率：厂用电耗电量占发电厂全部发电量的百分数厂用电动机的自启动定义？电动机失去电压以后，不与电源断开，在很短时间内，厂用电压又恢复或通过自动切换装置，将备用电源投入，此时，电动机惰行尚未结束，又自动启动恢复到稳定状态运行，这一过程为什么要进行电动机自启动校验？参加自启动的电动机多，容量大时，启动电流过大，使厂用母线及厂用电网络电压，引起电动机过热，危机电动机的安全及厂用电网络稳定运行如果厂用变压器的容量小于自启动电动机总容量时，应如何解决？限制参加自启动电动机数量负载转矩为定值的重要电动机采用低电压保护和自动重合闸装置 重要的机械设备，采用高启动转矩和
8、允许过载倍数较大的电动机配套互感器选择条件额定电压额定电流热稳定动稳定电流互感器二次短路电压互感器二次开路电流互感器常用的二次接线中，为什么不将三角形接线用于测量表计？流过电流不等为提高电流互感器容量，能否采用同型号的两个互感器在二次侧串联或串联使用？串-相等并-形成回路按经济电流密度选择的导体，为何还必须按长期发热允许电流进行校验？配电装置的汇流母线，为何不按经济电流密度选择导体截面？长期发热温度过高会损害电气设备可靠性在第一位封闭母线的作用减少接地故障，避免相间短路减少母线周围钢构件发热减少相间电动力采用微正压充气方式运行运行可靠性高减少刚构件发热方法加大刚构件和导体之间距离断开钢构件回路
9、采用电磁屏蔽采用封闭母线归宗式原理接线图优：使看图者对二次回路的原理有一个整体概念 缺：1.只能表示继电保护装置的主要元件，无法表示细节.不能表明继电器之间接线的实际位置3.没有表示各元件内部接线情况4.标出的+-符号多而散.很难表示复杂的继电保护装置展开接线图优：1.容易跟踪回路的动作顺序.在同一图中可清楚地表示某一次设备的多套保护和自动装置的二次接线回路3.易阅读什么叫断路器的“跳跃”？在控制回路中，防止“跳跃”的措施是什么？断路器合闸时，遇永久性故障，继电保护使其跳闸，此时如果开关未复位或自动装置被卡住，将引起断路器再次合闸又跳闸，容易损坏断路器 措施：装设电气防跳或机械防跳装置 发电厂
10、电气部分总结 20xx-20xx发电厂电气部分课程复习要点 byshuwh04.绪论第一章第二章.了解现阶段我国电力工业的发展方针、现状 发展现状：目前我国基本上进入大电网、大电厂、大机组、高电压输电、高度自动控制 的新时代。 （1）我国发电装机容量和年发电量均居世界第二位 （2）各电网中500KV（包括330KV）主网架逐步形成和壮大。220KV电网不 断完善和扩充 （3）1990年我国第一条从葛洲坝水电站至上海南桥换流站的500KV直 流输电线路实现双极运行，使华中和华东两大区电网实现非同期联网 （4）随着500KV网架的形成和加强，网络结构的改善，电力系统运行的稳 定性得到改善。 （5）
11、省及以上电网现代化的调度自动化系统基本实现了实用化。 （6）数据通信为特征的覆盖全国各主要电网的电力专用通信网基本形成 .了解发电厂和变电所的类型，特点 （1）发电厂： 火力发电厂（1火电厂布局灵活，装机容量大小可按需要决定；2火电厂的一次性建造投资少。建造工期短。发电设备年利用小时数较高；3、火电厂耗煤量大，单位发电成本比水电厂高3-4倍；4、动力设备繁多，控制操作复杂；5、大型机组停机到开机并带满负荷时间长，附加耗用大量燃料；6担负急剧升降负荷时，需要付出附加燃料消耗的代价；7若担任调峰、调频、事故备用，则相应事故增多，强迫停运率增高，厂用电率增高。应尽可能担负较均匀负荷；8、对空气、环境
12、污染大） 水力发电厂（1、可合理利用水资源；2、发电成本低，效率高；3、运行灵活；4、可存储和调节；5、不污染环境；6、投资较大，工期较长；7、受水文条件制约；8、淹没土地，生态环境） 核能发电厂（建设费用高，燃料费用便宜，带基荷运行）新能源发电 风力地热海洋能太阳能生物质能磁流体 （2）变电所： （1）枢纽变电所（2）中间变电所（3）地区变电所（4）终端变电所 .发电厂电气设备简述 一次设备 a)直接生产、变换、输送、分配和用电的设备二次设备 b)对一次设备和系统运行状态进行测量、控制、监视和保护的设备。.初步了解发电厂和变电所中一次设备和二次设备的基本构成:了解发电厂和变电所的电气主接线的
13、概念。 一次设备: （1）生产和转换电能的设备 发电机将机械能转换为电能 变压器电压升高或降低以满足输配电的需要电动机：将电能转换为机械能 （2）接通或断开电路的开关电器 断路器（俗称开关）隔离开关（俗称刀闸）熔断器（俗称保险） （3）限流电器和防御过电压设备 电抗器避雷器 （4）载流导体 裸导体母线，电缆等 （5）接地装置 保证电力系统正常运行或保护人身安全 二次设备： （1）仪用互感器 电流互感器大电流变成小电流（5A或1A）电压互感器大电压变成小电压（100V或 （2）测量表计 电压表，电流表，功率表和电能表等 （3）继电保护及自动装置（4）直流电源设备 （5）操作电器、信号设备及控制电
14、缆 第三章常用计算的基本理论和方法.掌握导体的正常最高允许温度和通过短路电流时的短时允许温度。掌握长期发热和短时发热的区别。导体的发热和散热一般了解。 正常最高允许温度：导体正常最高允许温度（长期发热），一般不超过70；计及太阳辐 射（日照）影响时，钢芯铝绞线及管形导体，可按80 通过短路电流时的允许温度：硬铝和铝锰合金200，硬铜300 长期发热：正常运行时工作电流产生短时发热：故障时短路电流产生 导体的发热和散热：导体的发热计算，根据能量守恒定律。稳定状态时： QRQtQlQf 其中：QR单位长度导体电阻损耗的热量，W/m； Qt单位长度导体吸收太阳日照的热量，W/m；Ql单位长度导体的对
15、流散热量，W/m； Qf单位长度导体向周围介质辐射散热量，W/m； .导体的长期发热要求掌握稳定温升公式、导体的载流量及导体的正常发热温度。（1）稳定温升公式： I2R（W为散热系数，F为总的散热面积）WWF（2）导体载流量以及导体正常发热温度导体载流量：IWF(W0)RQlQfR（由稳定温升公式得到） I2R导体正常发热温度：WF 计及日照 I QlQfQtR3.导体的短时发热要求掌握短时发热的特点,熟练掌握短路电流热效应的计算方法（1）导体短时发热：短路开始到短路被切除的一段很短的时间内导体发热的过程（2）导体短时发热的特点:发出的热量比正常发热要多，导体温度升高的很快（3）短路电流热效应
16、：（1）短路切除时间tk1s QKQpQnp 其中 周期分量：Qptk02Iptdttk22(I10I2tkItk）122非周期分量:QnpTI （2）短路切除时间 tk1s 导体发热主要由短路电流周期分量决定 QKQp tK”“222(I10ItK/2ItK)(As)12.掌握导体短路的电动力的计算,其中公式推导不作要求。（1）两平行导体间的电动力 F2107KLi1i2（形状系数K见书P75）aL2ish（ish为三相短路时的冲击电流）a（2）三相导体短路时的电动力 F1.731075.了解电气设备及主接线的可靠性分析中主要的指标，以及简单串并联系统的分析。（1）电气设备的分类：可修复元件
17、：若元件(系统)投入使用一段时间后发生故障，经过修理后能再次恢复到正常状 态：发电机变压器断路器输电线路 不可修复元件：若元件(系统)投入使用后，一旦发生故障便无法修复，或虽能修复 但很不经济：电容器照明灯 （2）可靠性：元件、设备和系统在规定的条件和时间内，完成规定功能的概率电气主接线可靠性分析主要的指标： 可用度：稳态下处于正常运行状态的概率平均无故障工作时间每年平均停运时间 故障率：元件从起始到t完好的条件下，在t以后 的单位时间内发生故障的次数 （3）简单串并联：P6.一般了解技术经济分析。第四章电气主接线及设计.一般了解对电气主接线的基本要求和设计原则；一般了解主接线的设计程序。 （
18、1）基本要求：可靠性、灵活性、经济性 （2）设计原则：进出线较多（超过4回）采用母线作为中间环节，进出线较少，不 再发展和扩建的发电厂和变电所采用无汇流母线接线 （3）一般了解主接线的设计程序：1对原始资料分析 工程情况电力系统情况负荷情况环境条件设备供货情况主接线方案的拟定和选择短路电流计算和主要电器选择4绘制电气主接线图5编制工程概算2.熟练掌握主接线的基本接线形式,尤其是掌握各种类型的单母线接线和双母线接线（包括带旁母）的特点、运行方式和倒闸操作,以及一台半断路器接线、变压器母线组接线的主要特点。掌握三种无母线接线（单元接线、桥形接线、多角形接线）特点。能够根据要求绘制主接线图。单母接线
19、：特点： （1）优点：接线简单（操作方便）、设备少（经济性好）、母线便于向 两端延伸（扩建方便） （2）缺点：可靠性差、调度不方便、线路侧发生短路时，有较大短路 电流 （3）适用范围：适用于出线回路少、没有重要负荷的发电厂和变电 所 倒闸操作： （1）线路送电时的操作顺序为：先闭合母线隔离开关，再闭合线路隔离 开关，最后合上断路器 （2）线路停电时的操作顺序为：先断开断路器，再拉开线路隔离开关， 最后拉开母线隔离开关 原因：1、防止隔离开关带负荷合闸或拉闸、断路器处于合闸状态下，误操作隔离开关的事故不发生在母线侧隔离开关上，以避免误操作的电弧引起母线短路事故 单母分段：特点： （1）优点：1、
20、当母线发生故障时，仅故障母线 段停止工作，另一段母线仍继续工作。2、对重要用户，可由不同段母线分别引出的两个回路供电，以保证供电的可靠。、供电可靠性提高，运行较之灵活 （2）缺点：对重要负荷必须采用两条出线供电，大大增加了出线数目，使整 个母线系统可靠性受到限制 （3）适用范围：一般适用于中小容量发电厂和变电所的610kV接线中 双母接线：设置有两组母线，其间通过母线联络断 路器相连，每回进出线均经一台断路器和两组母线隔离开关分别接至两组母线。 特点： （1）优点： （一）可靠性高 （1）母线检修不断电：将要检修的母线上的所有回路通过倒闸操作 换到另一母线上即可检修W1:（1）检查W2是否完好
21、，闭合QF以及两侧的隔离开关， 如果W2完好QF不会因为继电保护动作而跳闸（2）将所有回路切换到W2，先闭合W2侧隔离开关在断开W1侧隔离开关（3）断开QF以及两侧的隔离开关 （2）母线隔离开关检修不断电：方法同上 （3）检修任一线路短路器时可以用母线短路线代替其工作 检修L1回路上断路器QF3：即QF3通过W2、QF接到W1上 （1）将所有回路切换到W1（2）断开QF3以及两侧的隔离开关，QF以及两侧的隔离开关（3）在QF3两侧加临时载流用跨条（4）闭合跨条两端的隔离开关和QF两端的隔离开关和QF （注意，加跨条的操作将双母接线变为单母接线） （二）调度灵活：可双母同时工作也可一工作一备用（
22、三）扩建方便 （2）缺点 （1）变更运行方式的操作较为复杂容易出现误操作 （2）检修回路短路器仍然需要短时停电（加临时跨条操作）（3）增加了大量的隔离开关和母线的长度 （3）使用范围：出线带电抗器的610KV配电装置；60KV出线超过8回，或连接电源较大、负荷大110220KV出线大于等于5回时。 双母分段：分段断路器QS将工作母线分为段、段，每 段母线用各自的母联断路器与备用母线相连，电源和出线均匀分别在两段工作母线上。 （610KV的配电装置中，电压和输送功率大时，为了限制短路电流，在分段处加母线电抗器） 特点： （1）优点： （一）可靠性高 （1）母线检修不断电：将要检修的母 线上的所有
23、回路通过倒闸操作换到另一母线上即可 检修W1故障段:（1）分段断路器自动跳开（2）检查W2是否完 好，闭合QF1以及两侧的隔离开关，如果W2完好QF不会因为继电保护动作而跳闸（3）将W1故障段连接回路切换到W2，先闭合W2侧隔离开关再断开W1侧隔离开关（4）断开QF1以及两侧的隔离开关 （2）母线隔离开关检修不断电：方法同上 （3）检修任一线路短路器时可以用母线短路线代替其工作 检修L1回路上断路器QF4：即QF4通过W2、QF1接到W1上 （1）将所有回路切换到W1（2）断开QF4以及两侧的隔离开关，QF1以及两侧的隔离开关（3）在QF4两侧加临时载流用跨条（4）闭合跨条两端的隔离开关和QF
24、1两端的隔离开关和QF（注意，加跨条的操作将双母接线变为单母分段接线） （二）调度灵活：可双母同时工作也可一工作一备用（三）扩建方便 （3）使用范围：发电厂的发电机电压配电装置中，220500KV大容量配电 装置 旁路母线：检修线路断路器时，不致中断该回路的供电，可增设旁路母线。 三种形式： 专用旁路断路器 母联断路器兼旁路断路器分段断路器兼旁路断路器 （1）单母分段带专用旁路断路器：P1（1）正常工作：QFP断开，QSPP闭合，QSP1闭合（QFP对于线路W1处 于热备用状态）（2）出线回路检修（QF3检修）：（1）备用母线充电：QSP1切换到闭合， QP2切换到断开，闭合QF3，备用母线完
25、好时QF3不断开（2）故障断路器隔离：闭合QSP1，断开QF3以及QS32，QS（2）分段断路器皆做旁路断路器P1（1）正常工作：QFD闭合，QS1、QS2闭合，QS3、QS4断开，QSD断开（2）出线回路检修（QF3）：（1）双母连接切换：闭合QSD，断开QFD和QS2（2）旁路母线 充电：闭合QS4，再闭合QFD，若旁母完好则QFD不会断开（3）故障短路器隔离：闭合QSP1，断开QF3，断开QS32和QS（3）旁路断路器皆做分段断路器P1（1）正常工作：QFP闭合，QS1和QS3闭合，即分段母线通过旁路断路器QFP做分段断路器， 旁母处于带点的状态 （2）出现回路检修（QF3检修）：（1）
26、双母线连接切换：闭合QS2，断开QS3（2）故障断路 器隔离：闭合QSP1，断开QF3，在断开QS32和QS旁母设置原则：110KV及以上高压配电装置中，因电压等级高，输送功率较大，送 电距离较远，因此不允许因检修断路器而长期停电，故需设置旁路母线。0KV出线在6回以上、220KV出线在4回以上，宜采用带专用旁路断路器的旁母。 一台半断路器接线：优点：（1）可靠性高:、每回出线由两台断路器供电2、一母线故障由令一条母线供 电 （3）运行方式灵活（4）操作检修方便：隔离开关只做检修 时隔离电压，没有复杂的倒闸操作；检修任意母线和短路器时进出线回路都不需要切换操作 缺点：（1）断路器多，投资大 （
27、2）继电保护和二次回路的设计、调整、检修等比较的复杂 适用的范围：大型电厂和变电所220KV及以上、进出线 回路数6回及以上的高压、超高压配电装置中。 变压器母线组接线：出现回路由两台断路器分别接在两 组母线上，变压器直接通过隔离开关接在母线上 可靠性高：变压器是高可靠性设备，可以 通过隔离开关直接接在母线上。故障时，通过断开相应母 线上的断路器，再断开相应的隔离开关不影响其他回路的运行 调度灵活：双断路器接线、或者一个半断路器接线 单元接线：接线简单（经济性好）；不设发电机电压母线，变压器低压侧短路电 流减小 （1）发电机双绕组变压器单元接线 发电机出口不设置母线：发电机和变压器低压侧短路几
28、率和短路电流减小发电机出口不设置断路器：发电机一般不空载运行切入线路，不必设置断路器； 同时避免因为发电机大电流而选不到合适的断路器 （2）发电机三绕组变压器单元接线 发电机出口设置断路器：在变压器高、中压联合运行时能够投、切发电 机 发电机容量大时不采用这种接线：大容量和大电流的断路器价格高（3）发电机变压器线路单元接线发电机发电经变压器升压后直接供给负载（4）扩大单元接线：（变压器故障，两台发电机均停止工作）发电机出口设置断路器：一台发电机故障不影响另一台运行分裂绕组变压器和双绕组变压器有限制短路电流的作用变压器台数减少，变压器高压侧断路器减少，经济性好 桥形接线：只有两台变压器和两条线路
29、时采用（1）内桥接法：联络断路器在线路断路器内侧 切除线路故障简单，切除变压器故障复杂：适用变压器 不需要经常切换，线路经常故障的场合，穿越功率较小 （2）外桥接法：联络断路器在线路短路器外侧 切除线路故障复杂，切换变压器简单：适用变压器需要 经常切换，线路较短故障率低，电路系统有较大的穿越功率 特点：接线简单（经济性好）可靠性和灵活性不高 多角形接法：每边一台断路器和两台隔离开关；进出线只装设隔离开关优点：（1）可靠性高：每条回路由两条断路器连接回路故障不影响其他回路工作 （2）灵活性高 （3）经济性好：平均一条回路只装设一台断路器 缺点：（1）检修任一断路器时，多角形接线变成开环运行，可
30、靠性降低 （2）每边供应两条回路，回路状态发生变化时电流的波 动很大，继电保护难 （3）扩建困难 适用的范围：在110kV及以上配电装置中，当出线回数不多，发展现模比较明确时，可以来 用多角形接线；中小型水电厂中也有应用。一般以采用三角或四角形为宜，最多不要超过六角形 .一般了解发电厂和变电所主变压器的容量和台数的选择；了解其型式的选择。 （一）主变压器：用来向电力系统或用户输送功率的变压器 单元接线主变压器：发电机组额定容量减去厂用负荷后留10%的裕度来确定具有发电厂电压母线接线的主变压器： （1）发电机全部投入运行，在满足发电机电压供应的最小日负荷以及厂用负 荷后，主变压器能将发电厂所有剩
31、余功率送入系统 （2）发电机检修时，主变压器能从系统倒送功率以满足发电机电压母线最大 负荷的要求 （3）发电机电压母线上有多台主变时，最大容量的主变退出运行时其他主变 能保证送出电压母线剩余功率的70%以上 （4）考虑供电的可靠性，接于发电机电压母线上的主变压器一般不少于两台， 一般优先考虑两台容量相同的主变压器 （5）考虑负荷曲线的变化和5年内负荷的发展 变电站主变压器选择： （1）重要变电站：一台主变停运，能保证一次和二次负荷 一般性变电站，一台主变停运，剩余容量能保证全部负荷的70% （2）变电站主变压器台数：对于枢纽变电站在中、低压侧已形成环网的情况 下，变电站以设置2台主变压器为宜；对地区性孤立的一次变压站或大型工业专用变压站，可设3台主变压器，以提高供电可靠性。 （3）考虑510年的规划 （二）变压器形式和结构的选择 （1）相数：容量为300MW及以下机组单元连接的主变压器和330kV及以下的电力系统中： 三相 容量为600MW机组单元连接的主变压器和500kV电力系统：单相（2）绕组数和结构：、只有一种升高电压向用户供电或与系统连接时，以及只有两种电压的变电所，采用双绕组变压器。、有两种升高电压向用户供
