发电厂电气部分第二章aPPT课件.pptVIP

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 1 第一节概述 电气设备的分类和功能电气接线 2 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 3 一 电气设备的分类和功能 电气设备 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 4 一次设备 生产和转换电能的设备 电动机 电能转化为机械能 5 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 6 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 7 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 一次设备 接通或断开电路的开关电器 8 一次设备 限制故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 9 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 10 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 11 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 供给仪表和保护装置使用 使一次与二次系统可靠隔离 12 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 13 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 14 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 15 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 控制电缆用于连接二次设备 信号设备 控制电缆 16 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 17 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 18 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 19 讨论 分析图2 1所示电厂电气主接线的特点 发电机G1和G2发出的电力 经断路器QF1 QF2和隔离开关QS1 QS4送至10kV母线 母线W1 W5起汇集和分配电能的作用 10KV母线为双母三分段馈线WL1和WL2分别装有电抗器L1和L2 限制短路电流 发电机G3和变压器T3单独接成发电机 变压器单元接线220KV母线为双母线 母线联络断路器 20 断路器QF1和QF2 隔离开关QS1 QS4 母线W1 W3 电抗器L1和L2以及馈线WL1和WL2等构成的配电装置在屋内 称为屋内配电装置又称发电机配电装置 断路器QF3 QF5 相应的隔离开关 母线W4和W5以及出线WL3和WL4等构成的配电装置 称为屋外配电装置 又称高压配电 配电装置按电气设备装设地点不同 可分为 屋内配电装置和屋外配电装置 21 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 22 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4只 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4只 23 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YNd11 P0 177kW I0 0 3 Pk 809kW Uk 11 3 高压厂用变压器 额定容量40 20 20MV A 额定电压20 2 2 5 6 3 6 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4500MV A 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 24 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侧 每相装有电流互感器4只 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3只 主变压器高压侧每相各配置套管式电流互感器3只 中性点配置电流互感器1只 25 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 2 主变压器 三相双绕组变压器 额定容量720MV A 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 5 31 5MV A 额定电压20 8 1 25 6 3 6 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25kV A 二次侧接地电阻为0 5 0 6欧姆 7 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4500MV A 8 避雷器 FCD2 20 600MW发电机组主要电气设备的参数 26 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4只 发电机中性经隔离开关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3只 主变压器高压侧每相各配置套管式电流互感器4只 中性点配置电流互感器2只 27 28 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 29 10KV 35KV 110KV 220KV 330KV 500KV 750KV 1000KV 第三节高压交流输变电输电电压等级的发展历程 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 24 电力系统互联 影响输电电压等级发展的原因 30 变电所 站 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 31 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220 330kV 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 32 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 33 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 目前 我国500kV变电站的电气主接线一般采用3 2断路器和双母线四分段带专用旁路母线两种接线形式 34 母线W1和W2间有两串断路器 每一串的三组断路器之间接入两个回路引出线 如WL1 WL2 600MW汽轮发电机G与主变压器T接成发电机 变压器单元接线方式 发电机出口不装断路器和隔离开关 将额定电压20kV的发电机经三台主变压器升高电压至500kV 每台发电机设置两台高压厂用变压器 断路器采取三列式布置 在母线和线路上三相装设电容式电压互感器 在主变压器上为单相装设升压变压器采用架空地线作直击雷保护 35 500kV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 36 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支柱绝缘子 37 运行在湖北荆门变电站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 38 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 转子系统定子系统冷却系统 直流励磁机交流励磁机静