电力培训讲稿1.ppt

第一讲：概述,一发电厂的基本知识二变电站的基本知识三.现代电网的特点四电气设备的额定电压和额定电流,一发电厂概述,目前按使用的一次能源不同发电厂主要类型：全国总发电量34668.8亿千瓦时火力发电：27900.8亿千瓦时,占80.48%水力发电：5851.9亿千瓦时,占16.88核电:788.1亿千瓦时，占2.27风力发电:128亿千瓦时,火力发电厂,（）凝汽式火力发电厂(火电厂)单一生产电能的火电厂，效率低30%-40%（）供热式火力发电厂(热电厂)即生产电能又能向用户提供热能，效率高(60%-70%),水力发电厂,核电厂,二.变电站的类型,变电站是电力系统的中间环节.1.枢纽变电站:500KV或220KV330KV特别重要的变电所2.中间变电站:220KV-330KV环型网络中或系统主要干线的接口处,汇集23个电源3.地区变电站:一个地区或中等城市的变电所,一般为220KV4.企业变电站:大中型工矿企业专用变电所,一般为35-220KV,1-2回进线5.终端变电站:负荷附近的变电所,一般为110KV.,电力网：包括升压及降压变电所、电力线路电力系统=电力网发电机用电设备动力系统电力系统+动力部分三.现代电网的特点1.兴建大型电厂和采用大型发电机组。2.以500KV-750KV网络为主骨架,将大型水火核联成跨区域的联合电力系统。3.广泛采用超高压或特高压的电压。4.高度自动化。,四额定电压和额定电流,1.额定电压:能够长期正常工作的标准电压就称为额定电压同时，电力网应有自己的额定电压，并且规定电力网的额定电压和用电设备的额定电压相一致。我国有自己制定的一套适合我国国情的标准电压3、6、10、35、110、220、330、500、750、1000KV330、500、750KV称为超高压800-1500KV称为特高压,2.额定电流:在一定基准的环境温度下,允许长期连续通过设备的最大电流。额定容量：发电机、变压器、电动机是用于转换功率的，都有相应规定的额定容量。,第二讲：变压器,一、工作原理二、分类三、变压器的结构四、参数五、变比K六、型号,一.工作原理:,接交流电源的绕组称为一次绕组(一次侧)接负载的绕组称为二次绕组(二次侧)一次绕组流过交流电流,在铁心中产生交变磁通,铁心中的磁通同时交链一次侧、二次侧绕组，根据电磁感应定律，一次侧、二次侧绕组中分别感应出相同频率的电动势，二次侧绕组接用电设备，便有电能输出，实现了电能的传递。,二、分类,按相数分为单相变压器、三相变压器按绕组数目分为双绕组变压器、三绕组变压器、自耦变压器表示符号,三.变压器的结构,绕组,铁心,油箱及冷却装置,绝缘套管及其它附件,四.参数,1.额定电压:UNKV2.额定电流:INA3.额定容量:SNKVA4.三者关系:SN=UNIN,有功功率P：W(KW)无功功率Q：VAR(KVAR)(千乏)视在功率S：KVAS2=P2+Q2：功率三角形功率因数角COS功率因数,功率三角形,例：已知一负荷的有功功率为500KW，负荷的功率因数COS=0.85，求此负荷的无功功率、视在功率。,五.变比K,变比K:原边和付边的匝数比(电压比)K=UN1/UN2=N1/N2I1/I2=N2/N1例如:一变压器的变比为110/10KV要求:根据变压器参数会计算变压器原边和付边(一次侧和二次侧)的电流和电压,六.型号,例1:SL-500/110三相油浸自冷式双绕组(双线圈)铝线变压器,500KVA,额定电压110KV变比为110/10例2:SFPSZ-63000/220三相强迫油循环风冷式三绕组有载调压变压器,63000KVA,220KV.变比220/110/10,例：求SL-500/110，变比为110/10，变压器的一次侧、二次侧的额定电流例：求SFPSZ-63000/220，变比为220/110/10，变压器一次侧、二次侧的额定电流。例：SL-500/110，变比为110/10的变压器，一次侧的实际电压是100KV，所带负荷为500KVA，求（1）一次侧的实际电流。（2）二次侧的实际电压和实际电流,第三讲：电弧基本理论,一.电弧的形成:(1)开关触头分开的瞬间,接触电阻增大,接触处的温度急剧升高(2)触头间距小,电压虽小但电场强度增大(3)在外加电压的作用下，带电粒子作定向运动形成电流，介质击穿形成电弧。热电子发射(强电场发射)碰撞游离-电弧,二.灭弧介质1.变压器油:2.六氟化硫SF63.真空三灭弧方法吹弧(纵横吹)纵吹:吹动电弧方向与弧柱轴线平行，电弧冷却变细后熄灭。横吹：吹动电弧方向与弧柱轴线垂直，拉长电弧,增加弧柱表面积使冷却加强。将长电弧分割为多个短电弧多断口灭弧使电弧与耐弧的绝缘材料紧密接触1035KV，空气QF：纵吹(23mpa)压缩空气.SF6气体QF：纵吹，介电强度高，灭弧性能好。油QF：横吹（低压QF），也采用纵吹。110KV及以上采用纵吹,第四讲高压断路器,一、作用二、高压断路器的结构三、分类、参数、型号含义四、操动机构五、GIS六、介绍设备七、总结,一.作用,用于1000V以上的电路中,在正常时,用来接通或断开负荷电流,故障时,用来迅速断开短路电流.表示符号,二.高压断路器的结构,通断元件支撑绝缘件基座中间传动机构操动机构,开断元件,支撑绝缘件,传动机构,基座,操动机构,通断元件:触头导电部分灭弧介质和灭弧室.触头:导体互相接触的导电处.对触头的基本要求:1.结构可靠，有一定的机械强度和散热表面。2、接触电阻不变。3、发热温度不超过允许值。4、通过短路电流时，有足够的稳定性。分类：1、按功能分，主触头（紫铜或黄铜）、灭弧触头（铜、钨或银）、控制触头、辅助触头。2、按所处的位置分：静、动触头。通断元件:触头导电部分灭弧介质和灭弧室.触头:导体互相接触的导电处.1.对触头的基本要求:机械强度和,三、分类、参数及型号含义按灭弧介质分,按灭弧介质分按安装地点分：1、六氟化硫断路器L1、户内（N）2、真空断路器Z2、户外（W）3、少油断路器S4、空气断路器K5、多油断路器D6、磁吹断路器C7、自产气体断路器Q,断路器的分类,空气断路器：利用压缩空气起到灭弧和增强绝缘的作用，并在分、合闸操作中作为驱动动力；少油断路器：油介质主要起灭弧作用，充油较少，整个油箱带电，对地绝缘由瓷瓶座承担，在工厂企业中广泛采用，但由于在分合操作中燃弧高温，可能使触头、触指烧伤，必须定期进行维修，另一方面所充变压器油从质和量上都有较高的要求。真空断路器：触头密封在真空的灭弧室内，利用真空的高绝缘性能灭弧，触头不易氧化，寿命长，触头行程短，断路器体积可以小很多。六氟化硫断路器：采用惰性气体六氟化硫来灭弧，并利用它很高的绝缘性能来增强触头间的绝缘，其特点是断流容量大而体积小，可以与其它设备一起，制成封闭式全绝缘组合电器。,（二）参数及性能：1、Ue：长期工作的标准电压（3、6、10、35、60、110、220、330、500KV）2、Ie：长期通过的最大电流（200、400、60020000A）3、额定开断电流（KA）：在Ue，切断最大Id4、额定开断容量（MVA）：切断短路电流的能力5、动稳定电流(idw)合闸位置时，所能通过最大短路电流。(关合电流等于动稳定电流)6、热稳定电流（Ir）：断路器通过Id能力，反应承受Id热效应的能力。,7、分闸时间：发跳闸信号到开断到电弧熄灭的时间。（t=0.06-0.12S、快速：t0.06s）分闸时间=固有分闸时间+熄弧时间8、合闸时间：发合闸信号到触头刚接触的时间。（t0.2s）9、操作循环：分-合分-t-合分分-0.3S-合分-180S-合分,型号含义,220KV:SW6-220/1500-31.5(CY3)西安高压开关厂LW25-252(Ue=220KVIe=1200AIekd=21KA)SF6西安高压电器有限公司HPL245B1(Ue=252KVIe=4000AIekd=40KA)北京ABB开关设备有限公司110KV:LW36-126(Ue=110KVIe=1200AIekd=21KA)北京电器有限公司SW6-110/1200-31.5(CY3)西安开关LW6-110W沈阳开关厂LW29-126T/3150,35KVZW13-40.5/2000丹东开关厂10KVZN22-10/2250-31.5天津津海真空开关厂500KV:OFPT(B)-500-63LB杭州西门子高压开关有限公司LW13-550杭州西门子高压开关有限公司,SW6-220/1250-20少油、户外安装额定电压为220KV，额定电流为1250A，额定开断电流为20KA,灭弧绝缘介质断路器油的作用：灭弧110KV以上常用六氟化硫断路器110KV以下常用真空断路器和六氟化硫断路器SF6、绝缘油、真空和空气等形式真空和SF6断路器等无油化产品大量推广,四、操动机构,操纵机构按其储能方式及操纵动力不同，可分为五种：手动操纵机构。直接用手操纵机构进行分、合闸，过去曾广泛用于10KV及以下设备上，但由于其分、合速度，分、合力度都极不稳定，现多已经淘汰。电磁操纵机构。利用直流电源操纵机构进行分合闸。经广泛使用于10KV及以下设备上；重要的是要保障其直流电源可靠地、不间断地提供。弹簧储能式操纵机构。它可以手动，亦可以利用交、直流电机为动力，使合闸弹簧储能后进行合闸操作，而在合闸的同时又使分闸弹簧储能，进行分闸操作。它广泛用于10KV设备上。气动式操纵机构。利用压缩空气为动力，操作断路器机构进行分、合闸。它多使用于110KV及以上的设备中。液压式操纵机构。利用氮气储能和压缩油相配合后产生的高压动力来驱动操作机构进行分合闸。它用于220KV及以上的设备中。,五、GIS,SF6全封闭组合电器体积小、技术性能优良，我国是20世纪80年代初期出现的一种先进的高压电器配电装置，国际上叫这种设备为GasrlnsuaterSwitchgear，简称GIS。它是由断路器、母线、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、套管、盆形绝缘子等组件组合而成。它的绝缘和灭弧介质采用优质的SF，气体，其绝缘性能、灭弧性能都比空气好得多。由于，GIS设备采用SF6气体作为绝缘和灭弧介质，导电体与金属地电位壳体之间的绝缘距离大大缩小，因此，与常规设备相比，GIS设备的占地面积和安装空间只有相同电压等级的百分之几到百分之二十，电压等级越高，占地比例越小：500kV约为24；110kV和220kY等级约为5，7，所以，GIS设备具有优良的技术性能和占地面积少的特点，适合应用于我国国情和城市中心。,GIS设备主接线,六、ZW-40.5型,ZW7-40.5、ZW17-40.5、ZW30-40.5系列真空断路器是额定电压40.5kV,三相交流50Hz的户外高压开关设备，主要用来开断关合负荷电流、过载电流、短路电流。该产品总体结构为瓷瓶支柱式；上瓷瓶内装真空灭弧室，下瓷瓶为支柱瓷瓶。适用于频繁操作的场所。,主要参数,ZW-40.5,LW25-126,LW25-126型自能式SF6断路器在灭弧原理和结构上与传统的压气式六氟化硫断路器相比有了很大的改进。它充分利用电弧的热效应来提高压气缸中六氟化硫气体压力，使断路器开断短路电流时需要的操作功降低，从而可以采用全弹簧的操动机构。其产品结构主要是：断路器是由装在同一横梁上的三个单极和一个弹簧机构组成，三极间为机械联动，相间传动方式为双拉杆式结构，减少了对灭弧室的冲击。该型断路器的设计合理，结构紧凑，技术性能已到国内先进水平，LW25型SF6断路器所配CT弹簧操动机构，与传统的液压机构相比无油气渗漏。,LW8-40.5型,概述:LW8-40.5型六氟化硫断路器是三相交流50Hz户外高压电器设备，适用于40.5KV输配电系统的控制和保护，也可用作联络断路器及开合电容器组场合。主要特点:产品开断性能优良，采用压气式灭弧室，燃弧时间短，寿命长，在额定电压下连续开断31.5kA短路电流达21次不检修，不更换六氟化硫气体；机械可靠性高。机械寿命达3000次以上；能频繁操作，每台可装12只电流互感器，供用户选择。该产品配用CT14型弹簧机构。,七、总结,国内高压断路器的分类a.封闭式组合电器（GIS），因其体积小、占地少、不受环境影响、少维护、可靠性高的特点,电压等126kV-550kV;b.SF6断路器，是替代油断路器的无油化产品，还具有维修周期长的优点，电压等级12kV-550kV，在110kV级以上断路器中占有绝对优势;c.真空断路器，是高压开关行业中量大面广的产品，也具有无油化和维修周期长的特点，电压等级12kV和40.5kV;d.油断路器，是我国高压开关行业的传统产品，生产历史最长，但技术水平受其介质的限制，提高不大，而且不符合无油化的要求。电压等级12kV-252kV，在同电压等级产品中的比例均逐年下降，尤以126kV40.5kV和12kV下降的幅度较大。今后，对油断路器的需求将逐年减少。,灭弧和绝缘介质的特点,断路器一般采用的灭弧和绝缘介质有：SF6、绝缘油、真空和空气等形式，但对220kV及以上电压等级而言，现在基本都采用SF6作为灭弧和绝缘介质，虽然SF6有温室效应、弧后分解物剧毒等环境方面问题，但目前还没有哪种介质能取代SF6在高压断路器领域中的优越地位，故现在110kV及以上高压断路器如无极特殊要求，都应采用SF6断路器。,SF6断路器的优点,a.灭弧室断口耐压高，对同一电压等级，它的断口数目较少。因而可以简化结构，减少占地面积，有利与生产、维护、管理；b.开断容量大。如：北京ABB型号LTB-245E1开关额定短路开断电流高达40KA；c.寿命长，检修间隔时间长。由于触头烧伤轻微，所以一般连续（累计）开断电流40008000kA可以不检修。由于SF6分解后很快可以还原，且在电弧作用下的分解物不含有炭等影响绝缘能力的物质。在严格控制水分的情况下，生成的物质没有腐蚀性，因此，开断后SF6气体的绝缘强度不会下降。检修周期间隔时间长，一般10年不检修，有的还提出20年不检修；d.开断性能优异。它不仅可以切断空载长线不重燃，切断空载变压器不产截流过电压，而且也比较容易切断故障点附近的故障。,SF6断路器的缺点,SF6高压开关要求加工精度高，密封性能好。多水分和气体的测量和控制要求更严（SF6气体年泄漏气量不大于5%）。5.2.1水分的影响a.SF6气体本身在制造过程中就存在着水分，或在安装过程中混入水分；b.水分来源于断路器的材料，如环氧树脂绝缘子、垫圈和容器本身不干等，这些材料本身含有水分，在组装后蒸发出来；c.水分通过密封垫圈渗入。这决定于密封垫圈的材料，结构等。,结束语,a.无油化产品的广泛应用及其设计的改进、质量的提高，大大提高了设备运行的可靠性。b.近年来，真空和SF6类开关设备作为实现开关无油化的替代产品在电力系统得到大量推广使用。目前，真空开关设备型号繁杂，生产厂家众多，制造水平不一，产品质量分散性很大，给用户选型和运行造成很大困难。SF6开关设备主要用于110kV电压等级及以上电力系统，运行水平对电网安全影响极大，近两年也出现些共性问题，如漏气，水分超标，绝缘拉杆脱落、断裂、击穿，水平拉杆断销等。要有效降低事故率，一方面应选用技术力量强、装备条件好、质量服务信誉好的企业产品；另一方面，应认识到无油化设备整体仍需要必要的维护，重视运行中的检测及维护，及时掌握设备的状况，提高运行和检修水平，有助于降低事故率。,第五讲隔离开关(刀闸),一、作用二、类型三、技术参数四、型号,简介,隔离开关是高压电气装置中保证工作安全的开关电器,结构简单,没有灭弧装置,不能用来接通和断开有负荷电流和短路电流的电路.隔离开关的重要用途是保证电压在1KV的高压装置中检修工作的安全.用隔离开关将需要检修的部分,与其他带电压的部分可靠地断开隔离,工作人员可以安全地检修电气设备,不致影响其余部分的工作.,一、作用,1.使线路形成明显的断点.(隔离电源)2.接通和开断小电流电路.如:拉、合电压互感器,避雷器分、合有关规程规定的线路空载电流和空载变压器的励磁电流分、合变压器中性点.3.倒换母线.,二、类型,1.极数:单极、三极2.安装地点:屋内(GN)、屋外(GW)3.构造:转动式、插入式4.有无接地刀闸:带接地刀闸、不带接地刀闸备注:接地刀闸的作用是在检修时接地用.,三、技术参数,1.Ue：长期工作的标准电压（3、6、10、35、60、110、220、330、500KV）2.最高工作电压:所能承受的超过额定电压的电压.取决绝缘要求,外部尺寸.Ue220KVU1.15UeUe330KVU1.1Ue3、Ie：长期通过的工作电流.4、极限通过电流峰值:隔离开关所能承受的瞬间冲击短路电流.5、热稳定电流（Ir）：隔离开关在某规定的时间，允许通过的最大电流,反应承受Id热效应的能力。,四、型号,1.GW4-110D/500：户外隔离开关、4-设计序号、额定电压110KV、D-带接地刀、额定电流500A2.GN6-10T/400T-统一设计G-改进型D-带接地刀K-快分型符号：,类型,第六讲变电站的主接线,一、作用二、对主接线的要求三、主接线的类型:,一、作用,发电厂和变电所中的一次设备,按一定要求和顺序连接成的电路，称为电气主接线它表明一次设备的数量和作用，设备间的连接方式，以及与电力系统的连接情况,二、要求,对主接线的基本要求保证供电可靠性主接线应简单，明了，运行灵活，操作方便保证维护检修基本安全，方便满足扩建要求力求一次投资及年运行费用低,三、主接线类型,1、单母线接线优点简单清晰、设备少、投资小、操作方便、易于扩建等缺点可靠性和灵活性较差，当母线或母线隔离开关检修时，必须断开它所接的全部电源，因此所有出线也须停电；此外，当线路断路器检修期间，必须停止该回路的送电适用范围：6220kV系统中只有一台发电机或一台主变压器，且出线回路又不多的中、小型发电厂或变电所，、二类它不能满足一负荷的要求,2.单母线分段接线可靠性较单母接线式要高分段的数目取决于电源容量的大小以及电源进线和负荷出线的多少，一般以23段为宜。此种接线既保留了单母线的优点，又在一定程度上提高了供电可靠性，所以广泛应用于中、小容量发电厂的610kV接线和6220kV变电所中。,3、双母线接线运行方式灵活：可以靠母联断路器分列或并列运行供电可靠性高扩建方便双母线有许多优点，在大中型发电厂和变电所中广为采用，并已积累了丰富的运行经验。但这种接线使用设备较多，投资较大，配电装置较复杂。,4、双母线分段接线这种接线具有单母线分段和双母线的优点，有较高的可靠性和灵活性。适用于大中型发电厂的发电机电压配电装置中，330KV、500KV的配电装置中双母线四分段,5、一个半断路器正常运行时，所有断路器都是接通的，两组母线同时工作，任何一母线检修时，各回路仍按原接线方式运行，不需要切换任何回路，避免了用隔离开关进行大量的倒闸操作。用于大型发电厂和超高压变电站中,6、单母线带旁路接线当出线断路器需要检修时，可用旁路断路器代替出线断路器可对用户不停电进行倒闸操作。,7、双母线带旁路,第七讲电压互感器,一、电压互感器的作用和工作原理二、电压准确度等级和额定容量三、类型和结构四、接线方式,一、电压互感器的作用和工作原理,作用：将高电压变为低电压作供测量仪表和继电保护装置原理：和变压器类似并联于电路中二次侧额定电压为100V变比为XX/100注意：在运行中二次侧不允许短路,二、电压准确度等级和额定容量,1、准确度等级：0.1、0.2、0.5、1、3五个。表示电压误差的百分比。0.1、0.2级用于实验室的精密测量0.5级的用于计费的电度表0.5、1.0发电厂变电所的仪表盘3级用于一般测量和某些继电保护。,2、额定容量：电压互感器的误差与二次侧负荷有关，对于每一准确度等级都有相应的额定容量。对应于最高准确度等级时的