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1、第五章 发电厂和变电所一次系统第一节第一节 概述概述 l发电厂和变电所的电气设备 一次电气设备：直接生产和输配电能的设备,包括发电机、变压器、母线、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、电抗器、电力电缆等。 二次电气设备：对一次电气设备的工作进行测量、监视、保护和控制的设备,包括各种仪表、继电器、自动控制设备、信号设备及控制电缆等。l电气接线图 电气主接线图：由电气一次设备连成的电路图构成电气主接线图,又称一次接线图 。二次接线图：由二次设备及连接线构成的接线图,称为二次接线图。 第二节第二节 电气主接线电气主接线 l主接线及其基本要求 满足用户或电力系统对供电可靠性和电能质量要求
2、。 有一定的灵活性。 接线简单、清晰，操作维护方便。 技术先进，经济合理。便于发展和扩展（水电站考虑过渡）。 l主接线基本形式 单母线接线 双母线接线 一个半断路器接线 桥形接线 单元接线 角形接线 l单母线接线单母线接线 它仅有一组母线，电源和引出线都通过一组隔离开关和一台断路器接入母线。 l单母线接线主要优点 ：接线简单、清晰、操作方便，所用电气设备少； 隔离开关仅作为隔离电源用，不作为操作电器，减少误操作机会。l单母线接线主要缺点 ： 可靠性灵活性差。若母线或隔离开关故障或检修时，所有回路必须停止运行，一直待修复完毕后才能恢复供电。 单母线分段接线单母线带旁路接线l双母线接线双母线接线
3、具有两组主母线，每回路通过一台断路器和两组隔离开关分别连到两组母线上，两组主母线通过母联断路器连接。 l双母线接线的优点轮流检修主母线而不中断供电； 检修任一回路母线隔离开关时，只断开该回路； 工作母线发生故障，可将全部回路转换到备用母线上，以便迅速恢复供电；两组母线带有均衡负荷，当母联投入并联运行时，相当于单母线分段接线的作用； 任一回路运行中的断路器故障、拒绝动作或不允许操作时，可利用母联断路器代替之，以断开该回路而检修故障断路器。 l双母线接线的缺点： 接线复杂、设备多、造价高，母线故障仍须短时停电，在倒闸操作过程中隔离开关作为操作电器，易引起误操作。 带旁路的双母线接线l一个半断路器接
4、线一个半断路器接线 此种接线有两组主母线，一串有三台断路器串接在两组母线之间，三台断路器控制着两条回路，故又名为3/2接线。l一个半断路器接线的优点 此种接线即使两组母线同时故障也不会停止供电，除联络断路器外，其它任何断路器故障或检修都不会中断供电，隔离开关均不作为操作电器，因而此接线具有很高的可靠性和灵活性。 l桥型接线内桥接线外桥接线l内桥接线适用于线路较长、主变压器不经常切除的情况；l外桥接线适用于线路较短、主变需经常切除、且有穿越功率的情况。 l桥形接线的优点：简单清晰、使用电器少，具有一定的可靠性和灵活性，适用于具有两进两出回路的情况或者作为一种过渡接线。l单元接线单元接线 几个元件
5、直接串联，其间没有横向联系的接线称为单元接线 。l单元接线的优点 单元接线简明清晰、故障范围小、运行可靠、设备元件少。l单元接线的缺点 当单元中任一元件故障，即可引起整个单元停止工作。 l角形接线角形接线 三角形接线 四角形接线 l角形接线的优点 由于没有主母线，就不存在主母线故障的缺点。检修任一台断路器，进出线完全可以不停电，只需断开断路器和两侧隔离开关即可；隔离开关不作为操作电源。角形接线具有较高的供电可靠性、运行灵活性和经济性。 l角形接线的缺点 当检修断路器时，角形接线就变成开环运行，如果再有一台断路器故障，就可能造成停电；角形接线会使继电保护复杂，选择设备容量过大等。角数越多，这些缺
6、点越突出。 第三节第三节 电气设备与选择电气设备与选择 l电气设备选择的一般原则绝缘安全可靠； 具有一定的过载能力； 正常工作电流通过时，能正常工作，正常发热不能超过正常发热允许温度； 具有足够的动稳定性和热稳定性； 工作性能可靠、结构简单、成本低廉。 为了保证电气设备安全可靠运行，必须根据以上基本要求合理选择设备。 因此“按正常运行条件选择，按短路条件进行校验”是选择电气设备的一般原则。 （1）按正常工作条件选择 1)电压：选择设备时应使设备额定电压大于或等于设备安装地点电网的标称电压，即 2)电流：设备的额定电流应该大于等于设备通过的最大工作电流。即 3)环境条件：产品制造时分户内、户外型
7、，另外要考虑防污秽和防火的要求 (2)按短路条件校验 要进行动热稳定校验。短路的种类应以三相短路验算；计算短路电流的接线应该按可能发生最大短路电流的正常接线方式；选取短路点应该是通过电气设备和导体短路电流最大的那些点。 2. 母线、电缆、绝缘子的选择（1）敞露母线及其选择 1）按最大长期工作电流选择母线截面：母线最大长期工作电流值应该大于等于母线中可能流过的最大电流值。即 3）按短路条件检验母线热稳定：根据热稳定导体最小允许截面为 式中 为稳态短路电流； C为热稳定系数，与母线的材料及发热温度有关； tdz为等值时间； Kf为附加损耗； 所选截面必须满足 2）按经济电流密度选择母线截面：对于年
8、最大负荷利用小时数高、母线较长、传输容量较大的回路，为了降低年运行费用，需按经济电流密度J选择截面积，即 4）按短路条件校验母线动稳定：母线受到的最大应力应小于材料允许的应力，即 式中L为绝缘子跨距；为相间距离；W为抗弯截面系数。 5）对于35kV及以上电压的户外母线，应按当地晴天气象条件下不发生可见电晕为条件加以校验，即 （2）电力电缆 根据绝缘类别分为油浸纸绝缘电缆、橡皮绝缘电缆、塑料绝缘电缆和高压充油电缆。电力电缆与由绞线构成的软母线选择方法相同，可不校验动稳定。 （3）绝缘子 绝缘子应有足够的绝缘强度和机械强度，并有良好的耐热耐潮防污性能。 l断路器的种类断路器的种类 油断路器油断路器
9、 空气断路器空气断路器 六氟化硫断路器六氟化硫断路器 真空断路器真空断路器 l断路器断路器 高压断路器是高压开关设备中最重要最复杂的开关电器。它既能切断正常负载电流，又能迅速切除短路故障电流,同时承担着控制和保护的双重任务。 多油断路器多油断路器 少油断路器少油断路器 空气断路器空气断路器 SF6断路器断路器 l断路器的基本参数断路器的基本参数 额定电压额定电流额定开断电流额定断流容量热稳定电流 动稳定电流 分闸时间 合闸时间 l断路器的选择 1）按额定开断电流选择 2）考虑关合电流 3）断路器的结构形式、操作机构的形式也需选择。 l隔离开关隔离开关 隔离开关是一种没有灭弧装置的开关设备，在分闸时有明显可见断口，在合闸状态能可靠地通过正常工作电流和短路电流。隔离开关的主要特点是在有电压无负荷电流情况下，进行分、合电路 l隔离开关的主要功用 分闸后在电路中形成明显的断开点，建立可靠的绝缘间隙，保证检修人员及设备的安全；根据运行需要进行正常的电路切换操作 l互感器互感器 包括电压互感器电压互感器和电流互感器电流互感器电压互感器、电流互感器原理接线 电电 流流 互互 感感 器器 电电 压压 互互 感感 器器
