发电厂电气设备论文

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1、目录1. 发电厂的基本设备 31.2. 电气一次设备及其作用 31.2. 电气二次设备及其作用 32. 电气设备的作用 42.1. 变压器 42.2. 高压断路器 42.3. 隔离开关 52.4. 电流互感器 52.5. 电压互感器 62.6. 限流电抗器 62.7. 自动空气开关 62.8. 接触器 73. 电气设备选择的一般原则 74 110KV 变电所设计 84.1 文字说明部分 . 84.1.1 所址的选择 84.1.2 主变压器的选择 84.1.3 变电站电气主接线 94.1.4 高压断路器和隔离开关的选择 124.1.5 互感器的选择 134.1.6 裸导体的选择 144.1.7

2、补偿装置的选择 . 154.1.8 避雷装置的选择 154.1.9 所用变压器的设置 . 174.1.10 变电所的自动化控制 . 184.1.11 电缆设施及防水 . 194.1.12 变压器事故排油系统 . 194.1.13 消防系统 . 194.1.14 保护配置 . 204.2 电气设备的选择及校验过程 214.2.1 变压器的选择 214.2.3 导线截面的选择 344.2.4 电压互感器的选择 394.2.5 补偿装置的选择 424.2.6 避雷针的保护范围 424.2.7 避雷器的选择 434.2.8 接地刀闸的选择 441. 发电厂的基本设备在发电厂和变电所中，根据电能生产、转

3、换和分配等各环的需 要，我们配置了各种电气设备。根据它们在运行中所起的作用不同， 通常将它们分为电气一次设备和电气二次设备。1.2. 电气一次设备及其作用直接参与生产、变换、传输、分配和消耗电能的设备称为电气 一次设备，主要有：（ 1） 进行电能生产和变换的设备，如发电机、电动机、变压器等。（ 2） 接通、断开电路的开关电器，如断路器、隔离开关、自动空 气开关、接触器、熔断器等。（ 3） 限制过电流或过电压的设备，如限流电抗器、避雷针等。（ 4） 将电路中的电压和电流降低，供测量仪表和继电保护装置使 用的变换设备，如电压互感器、电流互感器。（ 5） 载流导体及其绝缘设备，如母线、电力电缆、绝缘

4、子、穿墙 套管等。（6） 为电气设备正常运行及人员、设备安全面采取的相应措施， 如接地装置等。1.2. 电气二次设备及其作用为了保证电气一次设备的正常运行，对其运行状态进行测量、监视、控制、调节、保护等的设备称为电气二次设备，主要有：(1) 各种测量表计，如电流表、电压表、有功功率表、无功功率表、功率因数表等。(2) 各种继电保护及自动装置。(3) 直流电源设备，如蓄电池、浮充电装置等。2. 电气设备的作用2.1.变压器电力变压器是变电所的主要设备之一。变压器的作用是多方面 的不仅能升高电压把电能送到用电地区，还能把电压降低为各级使 用电压，以满足用电的需要。在电力系统传送电能的过程中，必然

5、会产生电压和功率两部分损耗，在输送同一功率时电压损耗与电压 成反比，功率损耗与电压的平方成反比。利用变压器提高电压，减 少了送电损失。22高压断路器高压断路器是发电厂、变电所及电力系统中最重要的控制和保 护设备，它的作用是：(1)控制作用。根据电力系统运行的需要，将 部分或全部电气设备，以及部分或全部线路投人或退出运行。(2)保护作用。当电力系统某一部分发生故障时，它和保护装置、自动装 置相配合，将该故障部分从系统中迅速切除，减少停电范围，防止 事故扩大，保护系统中各类电气设备不受损坏，保证系统无故障部 分安全运行。2.3. 隔离开关隔离开关的作用：（ 1 ）隔离开关又称隔离刀闸，简称刀闸。是

6、高压开关电器的一种。没有专门的灭弧装置，应与开关配合使用。 （2）离开关能使停电工作的设备与带电部分可靠隔离，即具有明显 的断开点，确保工作人员的安全。 （ 3）接通或断开小电流的特定电 路。2.4. 电流互感器电流互感器的特点和作用： （1） 一次线圈串联在电路中，并且匝 数很少，因此，一次线圈中的电流完全取决于被测电路的负荷电 流而与二次电流无关； （2） 电流互感器二次线圈所接仪表和继电器 的电流线圈阻抗都很小，所以正常情况下，电流互感器在近于短路 状态下运行。电流互感器一、二次额定电流之比，称为电流互感器 的额定互感比： kn=I1n/I2n 。因为一次线圈额定电流 I1n 己标准化，

7、 二次线圈额定电流 I2n 统一为 5（1 或 0.5） 安，所以电流互感器额定 互感比亦已标准化。 kn 还可以近似地表示为互感器一、二次线圈的 匝数比，即knkN二N1/N2式中N1、N2为一、二线圈的匝数。其主要作用是 :（1） 、将很大的一次电流转变为标准的 5 安培；（2）、为测量装置和继电保护的线圈提供电流；（3）、对一次设备和二次设备进行隔离。2.5. 电压互感器作用是：把高电压按比例关系变换成100V 或更低等级的标准二次电压，供保护、计量、仪表装置使用。同时，使用电压互感器 可以将高电压与电气工作人员隔离。电压互感器虽然也是按照电磁 感应原理工作的设备，但它的电磁结构关系与电

8、流互感器相比正好 相反。电压互感器二次回路是高阻抗回路，二次电流的大小由回路 的阻抗决定。当二次负载阻抗减小时，二次电流增大，使得一次电 流自动增大一个分量来满足一、二次侧之间的电磁平衡关系。可以 说，电压互感器是一个被限定结构和使用形式的特殊变压器。2.6. 限流电抗器限流电抗器应用在在 610kV系统中常用的干式水泥电抗器（NKL的主要作用是限制短路电流。按照安装地点分为：母线电抗 器（其作用是限制短路电流，维持母线电压）和线路电抗器其作用 是限制线路短路电流。2.7. 自动空气开关自动空气开关又称自动空气断路器，是低压配电网络和电力拖 动系统中非常重要的一种电器，它集控制和多种保护功能于

9、一身。 除了能完成接触和分断电路外，尚能对电路或电气设备发生的短 路严重过载及欠电压等进行保护，同时也可以用于不频繁地启动 电动机。2.8. 接触器接触器是一种用来频繁地接通或切断负载的主电路和大容量的 控制电器，便于实现远距离控制的自动切换电器。3. 电气设备选择的一般原则供配电系统中的电气设备的选择，既要满足在正常工作时能安 全可靠运行，同时还要满足在发生短路故障时不至产生损坏，开关 电器还必须具有足够的断流能力，并适应所处的位置 ( 户内或户外 ) 、 环境温度、海拔高度，以及防尘、防火、防腐、防爆等环境条件电 气设备选择的一般原则主要有以下几条：(1) 按工作环境及正常工作条件选择电气

10、设备1) 根据设备所在位置 (户内或户外 ) 、使用环境和工作条件，选择电 气设备型号。2) 按工作电压选择电气设备的额定电压。3) 按最大负荷电流选择电气设备的额定电流。电气设备的额定电流IN应不小于实际通过它的最大负荷电流I ma*或计算电流| j),即| Nmax或| Nj(2) 按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定为保证电气设备在短 路故障时不至损坏，按最大可能的短路电流校验电气设备的动稳定 和热稳定。动稳定：电气设备在冲击短路屯流所产生的电动力作用下，电气设备不至损坏 热稳定：电气设备载流导体在最大隐态短路屯流作用下，其发热温 度不超过载流导体短时的允许发热温度。(3) 开关电器断

11、流能力校验 断路器和熔断器等电气设备担负着可靠 切断短路电流的任务，所以开关电器还必须校验断流能力，开关设 备的断流容量不小于安装地点最大三相短路容量。4 110KV 变电所设计4.1 文字说明部分4.1.1 所址的选择首先考虑变电所所址的标高，历史上有无被洪水浸淹历史；进 出线走廊应便于架空线路的引入和引出，尽量少占地并考虑发展余 地；其次列出变电所所在地的气象条件：年均最高、最低气温、最 大风速、覆冰厚度、地震强度、年平均雷暴日、污秽等级，把这些 作为设计的技术条件。4.1.2 主变压器的选择变压器台数和容量的选择直接影响主接线的形式和配电装置的 结构。它的确定除依据传递容量基本原始资料外

12、，还应依据电力系 统 5-10 年的发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及 接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。选择主变压器型式时，应考虑以下问题：相数、绕组数与结构、 绕组接线组别（在电厂和变电站中一般都选用 YN，d11 常规接线）、 调压方式、 冷却方式。由于本变电所具有三种电压等级110KV 35KV 10KV,各侧的功率均达到变压器额定容量的15%以上，低压侧需装设无功补偿，所以主变压器采用三绕组变压器。为保证供电质量、降低线路的损 耗此变压器采用的是有载调压方式，在运行中可改变分接头开关的 位置，而且调节范围大。由于本地区的自然地理环境的特点，故冷 却方式采

13、用自然风冷却。为保证供电的可靠性，该变电所装设两台主变压器。当系统处于 最大运行方式时两台变压器同时投入使用，最小运行方式或检修时 只投入一台变压器且能满足供电要求。所以选择的变压器为2X SFSZL7-31500/110型变压器。4.1.3 变电站电气主接线变电站主接线的设计要求，根据变电站在电力系统中的地位、 负荷性质、出线回路数等条件和具体情况确定。通常变电站主接线的高压侧，应尽可能采用短路器数目教少的 接线，以节省投资，随出线数目的不同，可采用桥形、单母线、双 母线及角形接线等。如果变电站电压为超高压等级，又是重要的枢 纽变电站，宜采用双母线带旁母接线或采用一台半断路器接线。变 电站的

14、低压侧常采用单母分段接线或双母线接线，以便于扩建。610KV馈线应选轻型断路器，如 SN10型少油断路器或ZN13型真空 断路器；若不能满足开断电流及动稳定和热稳定要求时，应采用限 流措施。在变电站中最简单的限制短路电流的方法，是使变压器低 压侧分列运行；若分列运行仍不能满足要求，则可装设分列电抗器， 一般尽可能不装限流效果较小的母线电抗器。故综合从以下几个方面考虑：1断路器检修时，是否影响连续供电；2线路能否满足I , H类负荷对供电的要求；3大型机组突然停电对电力系统稳定运行的影响与产生的后果等因素。主接线方案的拟定：对本变电所原始材料进行分析，结合对电气主接线的可靠性、灵活性及经济性等基

15、本要求，综合考虑。在满足技术、经济政策的 前提下，力争使其技术先进，供电可靠，经济合理的主接线方案。此主接线还应具有足够的灵活性，能适应各种运行方式的变化，且 在检修、事故等特殊状态下操作方便、调度灵活、检修安全、扩建 发展方便。故拟定的方案如下：方案I: 110KV侧采用内桥接线，35KV采用单母分段，10KV单母接T a35則 st10KV方案H: 110KV侧采用单母分段，35KV采用单母分段带旁母,采用单母分段由以上两个方案比较可知方案I的110KV母线侧若增加负荷时不便于扩建，35KV 10KV出线的某一回路出现故障时有可能使整个 线路停止送电，所以很难保证供电的可靠性、不便于扩建检修，故 不采用。方案H的110KV母线侧便于扩建，35KV线路故障、检修、 切除或投入时，不影响其余回路工作，便于倒闸操作，10KV侧某一线路出现故障时不至于使整个母线停电，满足供电可靠、操作灵活、 扩建方便等特点，所以采用方案主接线图如图所示。4.1.4 高压断路器和隔离开关的选择1 断路器种类和型