发电厂电气主系统 全面复习

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1、第一章基本概念1、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土 500K V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500K V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) 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

2、征的覆盖全国各主要电网的电力专用通信网 基本形成2、火电厂的电能生产过程及其能量转换过程P14火电厂的电能生产过程概括的说是把煤中含有的化学能转变为电能的过程。整个 过程可以分为三个系统：1、燃料的化学能在锅炉燃烧中转变为热能，加热锅炉 中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；2、锅炉中产生的蒸汽进入汽轮机，冲动 汽轮机转子旋转，将热能转变为机械能，称为汽水系统；3、由汽轮机转子旋转 的机械能带动发电机旋转，把机械能变为电能，称为电气系统。能量的转换过程是：燃料的化学能一热能一机械能一电能。3、水力发电厂的基本生产过程答：基本生产过程是：从河流较高处或水库内引水，利用水的压力或流速冲动水 轮机旋转，

3、将水能转变成机械能，然后由水轮机带动发电机旋转，将机械能转换 成电能。4、五防防止误拉合隔离开关、带接地线合闸、带电合接地开关、误拉合断路器、误入带 电间隔1、发电厂的类型火电厂：凝汽式火电厂、热电厂，燃气轮机电厂水电厂：堤坝式水电厂(坝后式，河床式)、引水式水电厂、抽水蓄能电站（调峰，填谷，调频）核电厂：最多是轻水堆核电厂，即压水堆、沸水堆核电厂新能源发电：风力发电、海洋能发电、地热发电、太阳能发电、磁流体发电2、电能优点：1便于转换2通过输送线路可以远距离经济输送，供给给远方用 户使用3便于控制4清洁能源1、电气设备的分类：满足电能生产、转换、输送、分配，并保证电力系统 运行的安全稳定性和

4、经济性，在发电厂和变电站中安装有各种电气设备。按作用 不同，分为一次设备和二次设备。2、一次设备：生产、转换、输送、分配和使用电能的设备。 包括：（1）生产和转换电能的设备：发电机 电动机 变压器（2）接通或断开电路的开关电器：断路器 隔离开关 接触器 熔断器（3）限流电器和防压电器：避雷针，避雷器，避雷线（4）载流导体：裸导体，绝缘导线，电力电缆（5）补偿设备；调相机，电力电容器，消弧线圈，并联电抗器（6）仪用互感器（7）接地装置3、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。包括：（1）测量仪表（2）绝缘监察装置（3）继电保护及自动装置（4） 直流设备（5）控制

5、和信号设备及控制电缆第二章电弧各类元件1. 电弧：一种气体游离放电现象，碰撞游离产生电弧。热游离给弧隙提供了大量 的自由电子，电流继续流过，电弧燃烧难以维持。在开关电器中，电弧是有害的。2开关断开时产生电弧的原因：强电场发射(最初产生电子的原因)，热电子发 射。关合时：强电场发射3. 电弧的熄灭：去游离过程a.复合去游离b.扩散去游离(温度扩散 浓度扩散 吹弧扩散)4交流电弧熄灭的条件：Ud(t)Ur(t)5交流电弧熄灭的方法：1利用灭弧介质，2吹弧，3采用特殊金属材料作灭弧 触头,4提高断路器触头的分离速度5,采用多断口灭弧(用于电压等级较高电 路)，6在断路器主触头两端加装低值并联电阻6.

6、 并联电阻作用：将弧隙恢复电压由周期性振荡特性恢复电压转变为非周期性恢 复电压，大大降低了恢复电压的上升速度和幅值，改善了断路器的灭弧条件.7. 并联电容作用:每个断口加装均压电容C,使每个断口工作条件基本一致。各类电器元件1高压断路器：a) .作用：(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入或退出运行。(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，断开故障设备。b) .分类:油断路器,SF6断路器，真空断路器，压缩空气断路器2隔离开关:隔离电压，倒闸操作，分合小电流电路3.电流互感器TA

7、:作用：1)将电气一次回路的大电流变为二次回路标准的小电流(5A OR 1A)，供电 给测量仪表和保护装置继电器的电流线圈,使测量仪表和继电器标准化，小型化, 结构轻巧，价格便宜,便于屏内安装2) 使电气二次设备与一次高压部分隔离,并且互感器的二次侧一端接地, 从而能保证二次设备和人身的安全.特点：1）TA的一次绕组串联于电气一次回路中,流过一次绕组的电流仅由被测 电路的负荷决定，与二次绕组无关.2）TA的二次绕组匝数较多，二次负载电流线圈相互串联后接于二次绕组 两端.3）二次侧接近短路状态运行,不允许开路.若二次绕组开路，则二次磁势比正常状态的合成磁势增大了许多倍，使铁芯 中的磁通急剧增加而

8、达到饱和状态。铁芯饱和致使随时间变化的磁通波形变为平 顶波。在波形的上升沿和下降沿，因磁通急剧变化而在二次绕组内产生的感应电 势e2可达数千伏甚至上万伏，危及工作人员的安全和仪表、继电器的绝缘。由 于磁感应强度骤增，会引起铁心和绕组过热，使互感器损坏。铁心中会产生剩磁， 使互感器特性变坏，误差增大。4）电流互感器的准确级概念：准确级是指在规定的二次负荷变化范围内， 一次电流为额定值时的最大电流误差。tpy4. 电压互感器：作用：1）将电气一次回路的高电压变为二次回路标准的低电压（100 OR 100/根3）,供电给测量仪表和保护装置继电器的电流线圈,使测量仪表和继电器标准化， 小型化，结构轻巧

9、，价格便宜,便于屏内安装2）使电气二次设备与一次高压部分隔离,并且互感器的二次侧一端接地， 从而能保证二次设备和人身的安全.特点：1） 一次绕组并联于电气一次回路中，流过一次绕组的电流仅由被测电路 的负荷决定，与二次绕组无关.2）二次侧接近开路状态运行3）335kv经隔离开关和熔断器接入电网，110kv以上只经隔离开关电压互感器二次绕组运行中不能短路。因为电压互感器二次侧线圈匝数比一 次侧线圈匝数要少，但线径较大，根据变压器原理，一旦二次侧短路，势必在二 次侧引起很大的短路电流，会造成互感器烧毁4）电压互感器的准确级：准确级是指在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，二次负荷功率因数为额定值时，

10、电压误差的最大值。5. 电抗器：a）作用：限制短路电流b）普通电抗器的选择i. 额定电压的选择ii. 额定电流的选择iii. 电抗百分值的选择iv. 电压损失校验v. 母线残压校验vi. 热稳定和动稳定校验c）分裂电抗器的选择i. 每臂额定电流的选择ii. 每臂电抗百分值的选择iii. 电压波动校验iv. 动稳定校验：分别按单臂流过短路电流和两臂同时流过反向短路电 流两种情况进行校验d）进行电压损失校验和母线残压校验的目的：i. 电压损失校验时为保证电能质量，不至于使得正常工作电压损失过 多，电压偏低ii. 母线残压校验是为出线电抗器短路时，该母线所供其他回路的电动 机不至惰行e）分裂电抗器与

11、普通电抗器的异同：分裂电抗器与普通电抗器相比正常运 行时电抗值小，电抗上压降小，较普通电抗器多一倍出线，出线发生短 路时，限制短路电流作用相同，当分裂电抗器两臂负荷不等时，造成两 臂电压不平衡，甚至可能过电压第三章电气主接线1、主接线的基本要求：1、可靠性（1）发电厂、变电站在电力系统中的作用和地位（2）负荷性质和类别（3）设备制造水平（4）长期实践运行经验。2、灵活性（1）调度灵活、操作方便（2）适应发展、扩建方便。3、经济性（1）投资省（2）占地少（3）电能损耗少2、母线的作用：汇集、分配和传送电能3、主接线的基本接线形式A. 有汇流母线1单母线：适用于出线回路少、没有重要负荷的发电厂和变

12、电2. 单母分段：一般适用于中小容量发电厂和变电所的610kV接线中3双母线：出线带电抗器的610KV配电装置；3560KV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4双母线分段：发电厂的发电机电压配电装置中，220500KV大容量配电装置5旁路母线配置原则：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。110KV出线在6回以上、220 KV出线在4回以上，宜采用带专用旁路断路器 的旁母。6一台半断路器接线：优点：（1）可靠性高：1、每回出线由两台断路器供电2、一母线故障由令一条母线

13、供电（1）运行方式灵活（2）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（1）继电保护和二次回路的设计、调整、检修等比较的复杂 同名回路配置原则：1）同名回路应布置在不同串上，以免当一串的中间断路器故障（或一串 母线侧断路器检修）同时串入另一侧回路故障时，使该串中两个同名回路同 时断开。2）在只有两串的情况下，对于特别重要的同名回路，应分别接入不同的母 线,称为交叉换位，以避免一串中联络断路器检修时，另一串两个回路中的任 意个故障，同时切除两个同名回路,可能造成全场停电.3）当接线串数多于两串时

14、，由于是多环路供电方式,也可以不进行交叉换 位.此时各回路也可以不装设隔离开关.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 上的咼压、超咼压配电装置中。B. 无汇流母线1、桥形接线:只有两台变压器或两条线路则采用内桥:变压器不需要经常切换，输电线路长,穿越功率小的线路.线路故障不影响 变压器，变压器故障影响线路.外桥:线路短，变压器经常切换，穿越功率大的线路变压器故障不影响线路2、角形接线：断路器台数等于进出线路数,正常运行闭环接线,断路器检 修时开环接线3、单元接线:发电机与变压器直接相连，中间不设母线第四章发电厂相关1发电厂厂用电电动机以及全厂的运行、操作、试验、检

15、修、照明用电设备等都 属于厂用负荷，厂用负荷的用电统称为厂用电。2厂用电率：厂用电耗电量占发电厂全部发电量的百分数，称为厂用电率。3厂用负荷的分类:根据用电设备在生产中的作用和突然断电造成的危害程度A. 1类厂用负荷:不允许短时停电，两个独立电源供电，自由切换B. 2类厂用负荷:允许短时停电，两个独立电源供电，手动切换C. 3类厂用负荷:允许长时停电，1个电源供电D. 事故安保负荷:事故停机过程中及停机后的一段时间内仍必须保证供电E. 交流不间断供电负荷：在机组启动运行以及正常和事故停机过程中，甚至 在停机后的一段时间内，需要连续供电并具有恒频恒压特性4. 厂用电压等级：根据发电机的额定电压，厂用电动机的额定电压和厂用供电网 络的可靠经济运行等因素，经过技术经济综合比较后确定高压厂用电压:3,6,10KV低压厂用电压:380/220V5厂用电源的种类及引接：1、工作电源:保证发电厂正常运行最基本的电源当主接线具有发电机电 压母线时，则厂用工作电源一般直接从母线上引接；当发电机和主变压器为 单元接线时，则厂用高压工作电源从主变压器的低压侧引接；低压