发电厂电气部分 第二章 发电、变电和输电的电气部分

1、第二章 发电、变电和输电的电气部分第一节 概述第二节 发电厂的电气部分第三节 高压交流输变电第一节 概 述电气设备的分类和功能电气接线电能的生产：火电、水电和核电、各种新能源电能的传输： 交流架空线路或电缆 直流输电电能的变换 和分配： 变电站电能的使用：各种形式的负荷将电能转换成 其他形式的能源。电力系统的功能发电厂第一节 概 述一、电气设备的分类和功能电气设备一次设备二次设备生产、变换、输送、分配和使用电能的设备（高压部分）对一次设备和系统的运行状态进行测量、监视、控制和保护（低压部分）测量表计继电保护、自动装置及远动装置直流电源设备操作电器、信号设备及控制电缆生产和转换电能的设备接通或断

2、开电路的开关电器限制短路电流和防御过电压的保护电器载流导体接地装置互感器无功补偿设备一次设备：生产和转换电能的设备发电机发电机-机械能转换为电能电动机-电能转化为机械能变压器封闭母线变压器-电压升高或降低，满足输配电需要一次设备：接通或断开电路的开关电器高压断路器：正常运行和故障情况下用作断开或接通电路中的正常工作电流及开断故障电流。隔离开关：建立明显的绝缘间隙，转换线路增加线路联接的灵活性。一次设备：接通或断开电路的开关电器负荷开关：只能开断负载电流和一定过载电流。熔断器：过载或短路时，起到开断和保护的作用。熔断器负荷开关传动机构弹簧脱扣机构一次设备：接通或断开电路的开关电器一次设备：限制故

3、障电流和防御过电压的电器电抗器（串联）-限制短路电流，维持母线残压。避雷器-保护电力系统和电气设备的绝缘使其不受过电压而损坏一次设备：载流导体：将电气设备连接起来架空线路：终端线、联络线电缆：用于城市、厂站内部或附近、穿越江河或海峡母线：汇集和分配电能。硬母线由绝缘子支撑220kV母线10kV母线软母线由绝缘子串悬挂在杆塔上图形符号一次设备：接地装置变压器中性点的工作接地接地刀闸闭合，保护检修人员安全接地装置埋入地下。与电力系统中性点的工作接地、防雷接地、保护接地、保护接零等相连。一次设备：互感器(电流互感器、电压互感器)将一次系统的高电压和大电流转换为二次系统标准的低电压和小电流，供给仪表和

4、保护装置使用，使一次与二次系统可靠隔离。电流互感器电压互感器一次设备：无功补偿设备 如并联电容器、串联电容器和并联电抗器，用来补偿电力系统 的无功功率，以降低有功损耗和维持系统的稳定性。电容器电抗器 并联电容器 串联电容器并联电抗器二次设备：测量表计 继电保护及自动装置测量电路中的电气参数：电压表、电流表、功率因数表迅速反应不正常情况并进行监控和调节二次设备：直流电源设备供给控制、保护和厂用直流负荷、事故照明的直流用电。 直流发电机组 蓄电池组 整流设备二次设备：操作电器、信号设备及控制电缆如各种类型的操作把手、按钮等操作电器实现对电路的操作控制，信号设备给出信号或显示运行状态标志，控制电缆用

5、于连接二次设备 信号设备 控制电缆母线、导线、电力电缆W（电缆终端头*）生产和转换电能的设备开关电器限制短路电流和防御过电压设备载流导体发电机G 变压器T 电动机M断路器QF 隔离开关QS 负荷开关Q 熔断器FU电抗器L 避雷器F 火花间隙F 接地E互感器电流互感器TA电压互感器TV主要电气设备的图形符号旧旧二、电气接线-发电厂和变电站中，根据各种电气设备的作用和要求，按一定方式用导体连接起来所形成的电路称为电气接线。电气接线表明电能汇集和分配关系以及各种运行方式对一次设备及系统进行控制、监察、测量和保护一次电路（电气主接线）电气主接线：由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电

6、路，成为传输强电流、高电压的网络，又称为一次接线或电气主接线。二次电路（二次接线）测量表计回路、断路器控制和信号回路操作电源回路、继电保护回路、自动装置回路电气主接线图 -电气主接线用一定的图形符号和文字符号绘成的电路图。-电气主接线图用单线图表示三相电路实际电气接线电气主接线讨论：分析图2-1所示电厂电气主接线的特点10kV母线为双母三分段220kV母线为双母线G3,T3 单元接线直接连接至220kV母线母线联络断路器第二节 发电厂的电气部分电气系统电能生产系统电气一次系统电气二次系统通过与汽轮机同轴的发电机，将机械能转换为电能；通过高压配电装置将电能汇集并分配送往电力传输网络；通过厂用供电

7、系统，保证厂用辅机供电；通过二次系统对一次系统进行监视、测量、控制和保护。作用300MW发电机组电气部分:电气设备及接线发电机变压器单元接线，无发电机出口断路器和隔离开关；在主变低压侧引接一台高压厂用变压器，供给厂用电；在发电机出口侧，通过高压熔断器接有三组电压互感器和一组避雷器；在发电机出口侧和中性点侧，每相装有电流互感器；发电机中性点接有中性点接地变压器。高压厂用变压器高压侧，每相装有电流互感器。（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360MVA，额定电压24222.5%/20kV，额

8、定电流858.9/10392.3A，连接组别为YN,d11，P0177kW，I0%=0.3，Pk809kW，Uk=11（3）高压厂用变压器：额定容量40/20-20 MVA，额定电压2022.5%/6.36.3kV，接线组别为Dd12，d12。（4）电压互感器：JDZJ-20型,变比 kV;JDZ-20型,变比 kV; （5）高压熔断器：RN4-20型，额定电压20kV,额定电流0.35A，最大开断电流有效值20kA,三相最大开断容量4500 MVA。（6）电流互感器：LRD-20型，变比12000/5A（7）中性点接地变压器：干式、单相、额定电压20/0.23kV，额定容量25 kVA，二次

9、侧负载电阻为0.50.6,换算至变压器一次侧电阻值为37814537欧姆.发电机中性点实际为高电阻接地方式,用来限制电容电流。300MW发电机组主要电气设备的参数600MW发电机组的电气部分采用发电机-变压器单元接线，无断路器和隔离开关。主变压器采用三相双绕组变压器。在主变压器低压侧引接一台高压厂用变压器和一台高压公用变压器，供给厂用电。在发电机出口侧，通过高压熔断器接有三组电压互感器和一组避雷器。在发电机出口侧和中性点测，每组装有电流互感器。发电机中性点接有中性点接地变压器.（1）发电机：额定功率600MW，额定电压20KV，额定电流19245A，COS=0.9，额定转速3000r/min。

10、（2）主变压器：三相双绕组变压器，额定容量720MVA，额定电压550/20kV，调压范围 kV,额定电流755.8/20784.6A（高压/低压），联结组号YNd11， kW， kW, .（3）高压厂用变压器：额定容量50/31.531.5 MVA，额定电压2081.25%/6.36.3kV，接线组别为Dyn1-yn1。（4）电压互感器：JDZ-20型,变比 kV;JDZ-20型,变比 kV. （5）电流互感器：LRD-20型，变比12000/5A（6）中性点接地变压器：干式、单相、额定电压20/0.23kV，额定容量25 kVA，二次侧接地电阻为0.5-0.6欧姆。（7）高压熔断器：RN4

11、-20型，额定电压20kV，额定电流0.35A，最大开断电流有效值20kA，三相最大开断容量4500MVA.（8）避雷器：FCD2-20。600MW发电机组主要电气设备的参数1000MW发电机组的电气部分采用发电机-变压器单元接线，无断路器和隔离开关。发电机出口主封闭母线上有接地开关。主变压器采用三台单相双绕组油浸式变压器，在主变压器低压侧引接两台容量相同的高压厂用变压器，供给厂用电。通过高压熔断器接有三组三相电压互感器和一组避雷器。在发电机出口侧和中性点侧，每相装有电流互感器。发电机中性经隔离开关接有中性点接地变压器。（1）发电机：额定功率1008MW，额定电压27KV，额定电流23949A

12、，COS=0.9滞后，额定转速3000r/min。（2）主变压器：单相双绕组变压器，额定容量3380MVA，额定电压525/27kV，调压范围 kV,额定电流1254/14074A（高压/低压），联结组号YNd11， kW， kW, .（3）高压厂用变压器：额定容量68/3434 MVA，额定电压2722.5%/10.510.5kV，接线组别为Dyn1-yn1。（4）电压互感器：TEMP-500IU型单相、油浸、户外、电容式电压互感器，变比 kV;JDZJ-27型,变比 kV. （5）电流互感器：变比30000/5A（6）中性点接地变压器：干式、单相、额定电压27/0.23kV，额定容量100

13、 kVA，二次侧接地电阻为0.30欧姆。1000MW发电机组主要电气设备的参数超超临界发电机组300MW发电机组：亚临界火力发电机组600MW发电机组：超临界火力发电机组1000MW发电机组：超超临界火力发电机组 10KV35KV110KV220KV330KV500KV750KV1000KV第三节 高压交流输变电1、长距离输送电能 表2-12、大容量输送电能3、节省基建投资和运行费用 表2-2 4、电力系统互联500KV输变电系统 500kV变电站是电力系统的枢纽站，在电力系统工程中地位极为重要，其安全可靠运行将直接影响整个系统的安全稳定运行。因此，对500kV变电站供电可靠性要求较高。500

14、kV变电站主要电气设备1.主变 500kV升压变压器：户外油浸三相变压器 500kV自耦变压器(联络变和降压变)：一般接成星形-星形，户外油浸三相三绕组自耦变压器2.断路器我国500kV断路器全部使用SF6断路器。型号LW6-5003.隔离开关型号GW-5004.电压互感器-电容式电压互感器5.电流互感器6.避雷器目前500kV系统广泛采用氧化锌避雷器作过电压保护，也采用磁吹阀式避雷器作过电压保护。由西变公司研制成功的1000kV特高压电抗器 由天威保变研制的1000MVA/1000kV特高压交流变压器1000kV晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程JTS1转角塔特高压工程1000kV支柱

15、绝缘子变压器保护装置是1000kV特高压电力系统的重要继电保护设备。SG T756变压器保护在该1000kV特高压电力系统成功投运，提升了国电南自承担国家重点工程的能力。2009年1月1日1月6日1000kV特高压工程带电试运行，国电南自研制的SGT 756变压器保护也在1000kV特高压系统中成功投运。1000kV荆门特高压变电站500kV场电气设备 运行在湖北荆门变的气体绝缘金属封闭开关设备(HGIS)1000kV瓷套避雷器特高压隔离开关正在安装过程中的接地开关第二章 作业自学 第4节 高压直流输电以表格形式总结发电厂/变电站的主要电气设备的图形符号、文字符号、作用。2-12-3变电所（站

16、）的类型变电所：接受、变换和分配电能的场所，连接电厂和用户，也连接各级电压的电力网。1. 根据任务不同，可分为：a. 升压变电所：发电机电压 1到2个高电压；一般在发电厂内b. 降压变电所：高电压1到2个低电压；一般靠近负荷中心补充：作者： 版权所有变电所的类型2、根据地位和作用不同，可分为：a. 枢纽变电所：汇集大容量和多电源，电压等级330kV以上，进出线回路多，地位重要。一旦停电，将引起系统解列甚至瘫痪。b. 中间变电所：高压侧以交换潮流为主，也称“穿越变电所”。电压等级220330kV。若停电，将引起区域电网解列。c. 地区变电所：向地区供电为主。若停电，该地区停电。220kV。d. 终端变电所：降压后直接供电给用户。110kV。作者： 版权所有变电所的类型 枢纽变电所 地区变电所 终端变电所 中间变电所 水电厂 火电厂 35kV10kV35kV110kV220kV110kV220kV环形电网500kV补充：电能生产系统电能生产系统发电机系统发电机励磁系统转子系统定子系统