发电厂电气部分发电输电变电的电气部分PPT课件.ppt

第二章发电 变电和输电的电气部分 2020 3 21 计算机网络技术及应用 1 第二章发电 变电和输电的电气部分 学习目的 通过本节的学习 使学生熟悉发电厂 变电站中常用电气设备的类型和各种电气设备的作用 掌握电气接线的概念 本章主要内容 概述 发电厂 变电站的电气设备及电气接线 发电厂 变电站的电气部分 高压直流输变电 高压交流输变电 2020 3 21 计算机网络技术及应用 2 火电厂的电气主接线图 2020 3 21 计算机网络技术及应用 3 第一节概述 一 电气设备根据电气设备作用的不同 分两种类型 一次设备 二次设备 2020 3 21 计算机网络技术及应用 4 一次设备 一次设备的类型 1 生产和转换电能的设备 2 接通和断开电路的开关电器 3 限制故障电流和防御过电压的保护电器 4 载流导体 5 接地装置 一次设备的概念 生产 变换 输送 分配和使用电能的设备称为一次设备 2020 3 21 计算机网络技术及应用 5 1 生产和转换电能的设备 发电机 变压器 电动机 2020 3 21 计算机网络技术及应用 6 2 接通或断开电路的开关电器 开关电器作用 正常运行时合 分电路 事故 短路 时能在继电保护装置控制下切断故障回路 检修时使被检修设备与电源可靠隔离 上述功能决定了开关电器在电力系统中起着非常重要的作用 占60 以上 2020 3 21 计算机网络技术及应用 7 高压断路器 作用 正常状况下 控制各电力线路和设备的开断与闭合 电力系统发生故障时 能自动切除短路电流 保证电力系统正常运行 具有灭弧装置 可做操作电器 文字符号 QF 图形符号 类型 按灭弧介质的不同分类 油断路器 压缩空气断路器 SF6断路器 真空断路器 2020 3 21 计算机网络技术及应用 8 隔离开关 作用 设备检修时 隔离开关用来隔离有电和无电部分 形成明显的开端点 以保证工作人员和设备的安全 一般与断路器配合使用 进行倒闸操作 以改变电力系统的运行方式 无灭弧装置 不能开断电流 故不可做操作电器 文字符号与图形符号 2020 3 21 计算机网络技术及应用 9 隔离开关与断路器配合使用 2020 3 21 计算机网络技术及应用 10 负荷开关 介于断路器与隔离开关之间的一种简易电器开关 作用 专门用来接通或断开正常工作时的负荷电流 但不能切断短路电流 具有灭弧栅 一般与熔断器配合使用 由熔断器切断过载及短路电流 由负荷开关接通或断开负荷电流 文字符号与图形符号 2020 3 21 计算机网络技术及应用 11 高 低压熔断器 作用 流过短路电流或较长时间过电流时熔断 来保护电器设备 文字符号与图形符号 FU 2020 3 21 计算机网络技术及应用 12 低压断路器 自动空气断路器 自动空气开关 作用 对低压配电电路实行通断操作 当电路内出现故障时 能在自身开关所带保护元件作用下自动断开主回路 文字符号与图形符号 是低压配电系统中的主要开关 万能式低压断路器 2020 3 21 计算机网络技术及应用 13 接地开关 作用 检修设备时起隔离电源的作用 文字符号与图形符号 高压接地开关 2020 3 21 计算机网络技术及应用 14 接地开关的使用 2020 3 21 计算机网络技术及应用 15 3 限制过电流和防御过电压的保护电器 1 电抗器 作用 限制电力系统中短路电流 文字符号与图形符号 2020 3 21 计算机网络技术及应用 16 电抗器的安装地点 2020 3 21 计算机网络技术及应用 17 2 防御过电压设备 避雷线 避雷器 避雷针 3 限制过电流和防御过电压的保护电器 2020 3 21 计算机网络技术及应用 18 避雷器的安装地点 2020 3 21 计算机网络技术及应用 19 4 载流导体 作用 连接各种电气设备 使发电 输电 用电成为一个可灵活调度的系统 分类 电缆 自身包括有绝缘的导体 裸导体 无绝缘的导体 需要绝缘子支撑与悬挂 穿过建筑物时需要穿墙套管 2020 3 21 计算机网络技术及应用 20 5 互感器 作用 将一次接线系统的高电压 大电流变换成标准等级的低电压 100V 和小电流 5A 1A 向二次测量 控制与调节装置及仪表提供电压 电流信号 因此互感器是连接一次回路与二次回路的设备 它是一次回路与二次回路的分界线 2020 3 21 计算机网络技术及应用 21 互感器 电流互感器 电压互感器 电子式 电容式 电磁式 2020 3 21 计算机网络技术及应用 22 互感器符号图 电压互感器TV 电流互感器TA 2020 3 21 计算机网络技术及应用 23 互感器的使用示意图 2020 3 21 计算机网络技术及应用 24 6 无功补偿设备 类型 并联电容器 串联电容器 并联电抗器 作用 补偿电力系统的无功功率 降低有功损耗和维持系统的稳定性 并联电抗器 电容器 2020 3 21 计算机网络技术及应用 25 接地装置 保护接地 工作接地 7 接地装置 保护人身安全 保证电力系统正常工作 2020 3 21 计算机网络技术及应用 26 二次设备 概念 对一次设备的工作进行监察 测量 控制和保护的设备称二次设备 分类 1 测量表计2 继电保护及自动装置3 直流电源4 操作电器 信号设备及控制电缆 2020 3 21 计算机网络技术及应用 27 二次设备 1 测量表计作用 测量电路中的参数 例 电流表 电压表 功率表 电能表等 2 继电保护及自动装置作用 电力系统故障时 这些装置能迅速反应 并进行自动监控和调节 3 直流电源设备作用 供保护用或事故时照明用 例 直流发电机 蓄电池等4 操作电器 信号设备及控制电缆 作用 实现对电路的操作控制 例 操作把手 按钮 信号设备等 2020 3 21 计算机网络技术及应用 28 二 电气接线 电气接线的概念 在发电厂和变电站中 根据各种电气设备作用和要求 按一定的方式用导线连接起来所形成的电路 类型 1 电气主接线 一次接线 2 二次接线 2020 3 21 计算机网络技术及应用 29 1 电气主接线 电气主接线概念 由一次设备按照预期的生产流程所连成的回路 称一次回路 又叫一次接线 电气主接线 主接线图 一次电路中 各设备元件按规定的图形符号表示的电路图称一次电路图 又叫主接线图 举例 见下页 注意 电气主接线图一般用单线图表示三相电路 2020 3 21 计算机网络技术及应用 30 火电厂电气主接线图 2020 3 21 计算机网络技术及应用 31 母线 发电厂 变电站中通常出线和发电机电源数目教多 为了便于二者的连接 常用母线将电源和出线连接起来 作用 汇集 分配 传输电能 表示方法 2020 3 21 计算机网络技术及应用 32 配电装置 概念 根据电气主接线的要求 由开关电器 母线 保护和测量设备以及必要的辅助设备和建筑物组成的整体 分类 按照安装地点的不同 屋内配电装置屋外配电装置 2020 3 21 计算机网络技术及应用 33 屋内配电装置 屋外配电装置 2020 3 21 计算机网络技术及应用 34 2 二次接线 二次接线概念 二次设备连成的电路 称二次电路 又称二次接线 二次接线图概念 二次接线中 各元件按规定的图形符号表示的电路图 二次接线作用 为了保证一次接线安全 可靠 经济的运行 对一次接线中的设备实施测量 控制 调节 2020 3 21 计算机网络技术及应用 35 第二节发电厂的电气部分 一 300MW机组电气部分1 电气主接线2 主要电气设备二 600MW机组电气部分三 1000MW机组电气部分 2020 3 21 计算机网络技术及应用 36 1 发电机 额定功率300Mw 额定电压20kV 额定电流10189A cos 0 85 额定转速 3000r min 2 主变压器 额定容量360MV A 额定电压242 2 2 5 20kV 额定电流858 9 10392 3A 连接组别为YN d11 3 高压厂用变压器 额定容量40 20 20MVA 额定电压20 2 2 5 6 3 6 3kV 接线组别为D d12 d12 4 电压互感器 JDZJ 20型 5 高压熔断器 RN4 20型 额定电流20KA 额定容量4500MV A 6 电流互感器 LRD 20型 变比1200 5A 7 中性点接地变压器 型式为干式 单相 额定电压20 0 23kv 额定容量为25kV A 二次侧负载电阻为0 5 0 6 换算至变压器一次侧电阻值为3781 4537 可见发电机中性点实际为高电阻接地方式 用来限制电容电流 2020 3 21 计算机网络技术及应用 37 全连分相封闭母线的优点 1 供电可靠 封闭母线有效地防止了绝缘遭受灰尘 潮气等污秽和外物造成的短路 2 运行安全 由于母线封闭在外壳内 且外壳接地 使工作人员不会触及带电导体 3 出于外壳的屏蔽作用 母线电动力大大减少 而且基本消除了母线周围钢构件的发热 4 运行维炉工作量小 2020 3 21 计算机网络技术及应用 38 2020 3 21 计算机网络技术及应用 39 四 数字化发电厂 2020 3 21 计算机网络技术及应用 40 第三节高压交流输电 一 概述采用高压交流输电的原因 1 长距离输送电能 2 大容量输送电能 3 节省基建投资和运行费用 4 电力系统互连 2020 3 21 计算机网络技术及应用 41 二 我国330kV及以上超高压输电线路 我国第一回330kV线路正式投运 1972年 使刘家峡水电站的电力送入了西北电力系统 线路全长约534千米 我国第一回500kV线路正式投运 1981年 在华中电力系统建成 我国第一回750kV线路正式开工 2003年9月在西北开工 可促进西电东送 线路全长约595千米 我国第一回1000KV线路正式开工 2006年8月19日 我国首条1000kV特高压示范线路工程开工建设 线路全长约653 8千米 2020 3 21 计算机网络技术及应用 42 三 500kV变电站电气主接线 1 升压变电站 2020 3 21 计算机网络技术及应用 43 500kV变电站电气主接线 2 降压变电站 2020 3 21 计算机网络技术及应用 44 主要设备 1 主变压器2 断路器3 隔离开关4 电压互感器5 电流互感器6 避雷器7 并联高压电抗器和抽能并联高压电抗器 2020 3 21 计算机网络技术及应用 45 第四节高压直流输电 一 高压直流输电概述1 直流输电发展概况1882年 1 5 2kV直流电压 57km输电线路 1912年 100kV 功率为15MW 190km1954年 100kV 功率为20MW 96km 采用汞弧阀做换流装置 发展较慢 1976年 采用晶闸管做换流装置 发展迅速 2020 3 21 计算机网络技术及应用 46 第四节高压直流输电 世界直流输电 输送容量最大的直流输电 巴西 600kV 长度806km 容量为6300MW电压等级最高 前苏联 750kV 长度2414km 容量为6000MW我国直流输电 1 葛洲坝 上海南桥 1990年8月 500kV 长度1045 7km 容量为1200MW2 天生桥 广东 三峡 华东 三峡 广东等 500kV 2020 3 21 计算机网络技术及应用 47 我国直流输电 3 四川 800千伏特高压直流输电四川特高压工程三大项目 1 向家坝 上海 800千伏特高压直流输电示范工程是我国自主设计 自主建设的世界上第一个特高压直流工程 这是目前开工建设的世界上电压等级最高 输送距离最远 容量最大的直流输电工程 工程额定输送功率6400万千瓦 最大输送功率700万千瓦 已于2010年7月竣工 投入运行 2020 3 21 计算机网络技术及应用 48 我国直流输电 2 四川第二个 800千伏特高压直流输电工程 锦屏 苏南工程 在2008年11月14日得到了国家发改委的核准 工程起点于四川西昌裕隆换流站 落点为江苏同里换流站 线路长度2095千米 输送容量达720万千瓦 该工程预计于2011年单极投运 3 四川第三个 800千伏特高压直流输电工程 溪洛渡 浙西工程 已于2009年底开工建设 目前四川省电力公司在国家电网公司统一安排下 已开始办理该项目的选址意见书 用地预审等项目核准支持性文件 水土保持 地灾压矿 环评等前期工作正在开展 初步设计已开始进行 2020 3 21 计算机网络技术及应用 49 2 直流输电的优点 1 线路造价低 年运行费用省A 如果输电线路建设费用相等 则直流输送的功率可为交流输送功率的1 5倍 B 在导线截面相等并输送同样功率时 直流线路发生的功率损耗约比交流线路少1 3 C 双极直流线路的年平均损耗仅为相同交流线路的50 60 D 直流电缆比交流电缆的造价在同样电压等级下要低得多 2020 3 21 计算机网络技术及应用 50 2 直流输电的优点 2 没有运行稳定问题用直流输电线路连接两个交流系统 就不受距离的限制 两端交流系统不需要同步运行 各自的电压 频率 相角与对侧无关 3 能限制短路电流 直流系统的定电流控制将快速地把短路电流限制到额定电流值 即使在暂态过程也不超过2倍额定值 直流输电这种限制短路电流的功能对于两个大系统的互联具有很大的实用意