电气部分讲稿

电力系统基本概念电力系统组成电力系统额定电压电力系统中性点接地方式电力系统有功功率平衡及频率的调整电力系统无功功率平衡及电压的调整发电厂主要电气设备电力系统基本概念动力系统----由动力部分、发电机、升降压变电所、输电线路、用户用电设备等环节构成的整体。电力网----各类升降压变电所、输电线路组成的电能传输和分配的网络。电力系统----由发电机、电力网、用户用电设备组成的统一体。电力系统基本概念额定电压----代表电力网或电气设备运行电压特性的数值。最高电压则是指保证设备正常运行的电压限值。用电设备额定电压----采用国家规定的额定电压值。发电机额定电压----比所在电网额定电压高5%变压器额定电压----其一次侧额定电压与用电设备额定电压相同，其而二次侧额定电压比所在电网额定电压高5%~10%。电力系统基本概念中性点不接地方式----供电可靠连续，单相接地时线电压仍对称，可继续运行2小时，同时由于接地电容电流小能自动熄弧，迅速恢复正常运行。但是单相接地时非故障相电压升高，因此中性点绝缘按线电压设计。电力系统基本概念中性点直接接地----可降低绝缘制造成本，但是当发生单相接地也要跳闸。中性点经消弧线圈接地----可补偿接地电容电流，防止弧光短路，保证安全供电。中性点经高电阻接地----当发生单相接地时故障点流过一固定电阻性电流，可吸收部分电弧能量、并有利于确保馈线的零序保护动作；若选择适当电阻可以抑制单相接地时非故障相过电压倍数不超过规定值，避免故障扩大。电力系统基本概念电力系统有功功率平衡电力系统频率静态特性电力系统频率的调整＊一次调频靠调速器调节＊二次调频靠调频器调节电力系统基本概念★电力系统无功功率平衡﹟无功负荷及无功损耗﹟无功电源及无功补偿★电力系统电压静态特性★电力系统调整电压的方法﹟发电机调压﹟改变变压器分接头﹟改变电网无功分布﹟改变电网参数电力系统基本概念发电厂一次电气设备----直接生产和输配电能的设备。包括生产和变换电能设备的发电机、变压器、电动机；接通和断开电路设备的断路器、隔离开关、熔断器；测量保护电路的电力互感器；限流限压设备的限流电抗器、避雷器；载流体；接地装置等。发电厂二次电气设备----对一次电气设备进行测量、保护、监视、控制的设备。包括各种测量仪表、继电器、自动装置、信号、直流系统等等。

发电厂电气主接线概述主接线基本形式发电厂主接线实例封闭母线

发电厂电气主接线电气主接线----高压电气设备通过连接线按其功能要求组成接受和分配电能的电路。也称一次电气接线或电气主系统。电气主接线图----用规定的图形符号和文字符号按工作顺序排列详细地表示出电气设备全部组成和连接关系的接线图。也称电气一次接线图或主系统图。发电厂电气主接线基本要求----可靠性、灵活性、经济性。基本接线形式----有汇流母线的接线包括单母线、双母线、带旁路的单母双母线接线、3/2接线；无汇流母线的接线包括单元接线、桥形接线、角形接线等。电气主接线设计原则和程序发电厂电气主接线封闭母线----封闭母线由母线导体、支持绝缘子和防护屏蔽外壳组成，导体和外壳均采用铝管结构。封闭母线各个终端，通过短路板，将各相的外壳连接成电气闭合回路，这就构成了类似以母线导体为一次侧、外壳为二次侧的三相1：1的空心变压器。

发电厂厂用电系统厂用电及厂用电负荷厂用电源和基本接线形式厂用电接线实例厂用电动机的自起动交流不停电电源发电厂厂用电系统厂用电---供发电厂厂用电动机用电及全厂运行操作、检修、试验和照明等用电谓之厂用电。厂用负荷分类-------根据其用电设备在生产中的作用和突然中断供电造成的危害程度，按其重要性可分为：发电厂厂用电系统＊Ⅰ类负荷短时停电会造成设备损坏、危及人身安全、主机停运及影响大量出力的负荷。通常应设两套互为备用设备，两个独立电源，自动切换。＊Ⅱ类负荷允许短时停电，恢复供电后，不致造成生产紊乱的负荷。应设备用电源，可手动切换。＊Ⅲ类负荷较长时间停电，不会直接影响生产的负荷。通常设一个电源供电发电厂厂用电系统＊Ⅳ类负荷称事故保安负荷。指事故停机过程中及停机后一段时间内，仍必须保证供电的负荷。直流事故保安负荷由蓄电池供电，交流事故保安负荷由柴油发电机供电。＊Ⅴ类负荷称不停电负荷。指事故停机过程中及停机后一段时间内，仍必须保证恒频恒压供电的负荷。由交流不停电电源供电。发电厂厂用电系统厂用电电压等级的选取厂用电源的引接工作电源、备用电源、事故保安电源、不间断电源。厂用电接线

单母线接线电动机自起动

厂用系统中正常运行的电动机，当其供电母线电压突然消失或显著降低时，若经过短时间在其转速未下降很多以前，厂用母线电压又恢复正常，电动机又会恢复正常运行的整个过程。交流不间断电源的构成整流器、逆变器、隔离变压器、调压器、旁路开关、静态切换开关。发电厂厂用电系统(UPS)

高压开关电器高压断路器作用及基本结构断路器开断电路时电弧的产生与熄灭六氟化硫断路器真空断路器断路器主要技术参数断路器的操动机构断路器的运行隔离开关高压熔断器

高压开关电器断路器的作用：▼控制作用-----正常时根据运行要求，投入或退出电路。▼保护作用------故障时切除故障回路，保证非故障部分继续运行。断路器的分类：按绝缘介质分有油断路器、空气断路器、六氟化硫断路器、真空断路器等。断路器的基本结构：▼开断部分；▼操动和传动部分；▼绝缘部分；采用由阿尔斯通公司生产的GL314X220KV断路器灭弧室接线板接线板支柱传动箱控制箱220KV断路器结构发电机出口断路器采用由ABB公司生产的户内型、金属封闭、自冷、水平布置、SF6气体绝缘HEC7型发电机出口断路器。额定工作电压（kV）:22最高工作电压（kV）:24额定电流（A）:22000额定频率（Hz）:50发电机出口断路器(HEC7)安装实例高压开关电器断路器开断电路时电弧的产生----强电场发射；热电子发射；碰撞游离；热游离。电弧熄灭条件----介质强度大于恢复电压。介质强度恢复过程----弧隙能承受的而不被击穿的过程，以耐受电压表示，与灭弧装置结构及介质性质有关。电压恢复过程------电弧电流过零电路开断，电源电压加在弧隙触头的过程。恢复电压与电路参数有关。近阴极效应----交流电弧过零后，弧隙在0.1~1微秒时间内，阴极区出现150~250V介质强度的现象。它对熄灭低压电器电弧特别有利。

高压开关电器六氟化硫断路器的结构有支柱式和罐式之分；从灭弧结构上有变开距和定开距之分；灭弧原理上有压气式和高压热膨胀式。断路器的主要技术参数有：额定电压、额定电流、额定开断电流、额定关合电流、热稳定电流、动稳定电流、合闸时间、分闸时间、操作循环等。断路器的操动机构有：电磁式、弹簧式、液压式、液压弹簧式及气动弹簧式等。高压开关电器断路器的运行★开断短路电流电路开断短路电流电路时，恢复电压包括瞬态恢复电压和工频恢复电压，其首相开断系数为1.5(1.3),决定于电路参数及开断初始条件。★开断近区故障距离断路器处数百米或数千米的故障称近区故障。近区故障的起始恢复电压上升速度较快、幅值又较高，电弧易重燃，断路器开断困难。试验时的开断电流选择为额定开断电流的75%~90%。★开断失步故障当系统振荡时两电源失步，最严重的是反相时，断路器开断电流比正常电流大，恢复电压高开断困难。系统失步状态下，断路器应能可靠开合25%~40%额定短路开断电流。★开断延伸故障和并联故障★关合电容电流电路★开断电感性电流电路★开断高压电动机高压开关电器隔离开关的作用：＊隔离电源保证检修安全＊根据运行经验可进行等电位操作和接通断开小电流电路。熔断器的作用：熔断器串联在电路中，当发生短路或过负荷熔体熔断切断故障电路，设备免遭损坏，维持非故障部分继续运行。220KV隔离开关GW10-550DW/3150A：单柱垂直伸缩式隔离开关,防污型，单接地，主刀、地刀均采用电动机构（可手动操作）。电力互感器电力互感器的分类与作用电磁式电流互感器电磁式电压互感器电容式电压互感器电力互感器的配置电力互感器电力互感器的分类：电压互感器电流互感器电力互感器的作用：＊隔离，保证设备和人身安全＊将高电压变为低电压将大电流变为小电流，二次设备小型化标准化＊二次设备结构简单、价格便宜，便于实现远方控制集中管理。电力互感器电磁式电流互感器的工作原理与变压器工作原理基本相似，其特点：＊原副边串联在各自电路中＊其一次侧线圈匝数很少，其一次侧电流仅取决于被测电路电流电路电流大小，与二次电流大小无关＊正常运行时，其二次侧处于短路状态，因此二次侧不允许开路。＊要拆除二次设备应先将二次侧短接再拆除二次设备。电力互感器电磁式电压互感器的工作原理与变压器工作原理基本相同，其特点：容量小；正常运行时二次侧处于空载状态，其二次不允许短路。电容式电压互感器的工作原理是采用电容分压原理，其结构由电容分压器和电磁单元两部分构成。电磁单元包括中间变压器、补偿电抗器、高频阻断线圈和阻尼器。发电厂防雷与接地雷电及过电压分类发电厂防雷保护装置发电厂防雷保护措施发电厂的接地发电厂防雷与接地雷电过电压分为：直击雷过电压、感应雷过电压和侵入雷电波过电压。内部过电压分为：暂时过电压（包括工频过电压、谐振过电压）操作过电压（包括操作电容电感负荷过电压、解列过电压、中性点绝缘电弧接地过电压）。发电厂防雷保护装置有：避雷针(防直击雷)、避雷线(防直击雷)和避雷器(防侵入雷电波)。配电装置配电装置配电装置分类最小安全净距超高压配电装置电磁环境影响指标配电装置配电装置-------根据主接线的连接方式，由所有的开关电器、保护测量电器、母线和辅助设备，按一定要求、用来接受和分配电能的装置。配电装置分类----屋内配电装置、屋外配电装置、成套配电装置和六氟化硫全封闭组合电器。配电装置当导线表面的电场强度超过空气击穿强度时，导线表面将出现电晕放电，在黑暗中可以看到导线附近有蓝色晕光，还伴有咝咝声。电晕放电将产生可听噪声、无线电干扰和电晕损失等。交流输电线路工作时，导线上的电荷在空间产生工频电场。工频电场在生物体和其他物体内感应出电压，其短时影响第一表现为人在电场中的直接感觉，处于电场中的人体相当于导体，将使周围电场畸变，人体凸出部位将会通过毛发颤动感觉到；第二表现在人体或动物接触因静电感应处于不同电位的物体时可能出现不愉快的暂态电击。配电装置交流输电线路工作时，其导线电流会产生磁场。工频磁场在生物体和其他物体内感应产生电流和电场，其短时影响主要表现在人或动物接触因感性耦