电站主要电气设备PPT课件.ppt

2020 3 21 1 水电站主要电气设备 第一章概述 一 电气运行工作的主要任务1 电气运行工作内容根据用电负荷的变化 起动 调节和停止机组 对电路进行必要的操作 不间断地监视主要电气设备的工作 定期对主要电气设备进行检查 维护和检修 消除运行中发生的事故或不正常状态等 2020 3 21 2 2 电气运行的主要任务 就是满足用电需求 确保电力生产的安全运行和经济运行 2020 3 21 3 3 运行工作应做到 四勤 勤联系 当增 减负荷时 运行人员应及时联系 相互配合调整负荷 勤调整 运行人员应严密监视设备的运行参数 及时调整各项参数 使其运行在规定范围内 勤分析 对设备的运行状况勤分析 随时掌握设备的运行工况 以便采取相应对策 勤检查 按运行规程规定 定期巡视检查运行设备 及时发现和消除设备缺陷 保证设备运行在正常工作状态下 2020 3 21 4 二 水电站主要电气设备 为了满足电能的生产 输送和分配的需要 发电厂和变电站中安装有各种电气设备 用于实现起动 转换 监视 测量 调整 保护 切换和停止等操作 按电压等级可分为高压电器和低压电器 按所起的作用不同 电气设备可分为一次设备和二次设备两大类 2020 3 21 5 二 水电站主要电气设备 一 一次设备直接生产 转换和输配电能的设备 称为一次设备 主要有以下几种 l 生产和转换电能的设备生产和转换电能的设备有同步发电机 变压器及电动机 它们都是按电磁感应原理工作的 统称为电机 2020 3 21 6 2020 3 21 7 二 水电站主要电气设备 2 开关电器开关电器的作用是接通或断开电路 1 断路器 俗称开关 2 隔离开关 俗称刀闸 3 负荷开关还有用于配电系统的自动重合器和自动分段器等 低压开关电器包括刀开关 组合开关和低压断路器等 断路器有灭弧装置 可用来接通或断开电路的正常工作电流 过负荷电流或短路电流 是电力系统中最重要的控制和保护电器 隔离开关没有灭弧装置 用来在检修设备时隔离电源 进行电路的切换操作及接通或断开小电流电路 它一般只有电路断开的情况下才能操作 在各种电气设备中 隔离开关的使用量是最多的 负荷开关具有简易的灭弧装置 可以用来接通或断开电路的正常工作电流和过负荷电流 但不能用来接通或断开短路电流 还可用来在检修设备时隔离电源 2020 3 21 8 手车式真空断路器 2020 3 21 9 V型隔离开关 二 水电站主要电气设备 2020 3 21 10 3 限流电器限流电器包括串联在电路中的普通电抗器和分裂电抗器 4 载流导体包括母线 架空线和电缆线等 5 补偿设备 1 调相机 2 电力电容器 3 消弧线圈 4 并联电抗器 其作用是限制短路电流 使发电厂或变电站能选择轻型电器和选用截面积较小的导体 母线用来汇集和分配电能或将发电机 变压器与配电装置连接 架空线和电缆线用来传输电能 调相机是一种不带机械负荷运行的同步电动机 主要用来向系统输出感性无功功率 以调节电压控制点或地区的电压 电力电容器补偿有并联和串联补偿两类 消弧线圈用来补偿小接地电流系统的单相接地电容电流 以利于熄灭电弧 并联电抗器一般装设在330kV及以上超高压配电装置的线路侧 作用是吸收过剩的无功功率 改善沿线电压分布和无功分布 降低有功损耗 提高送电效率 二 水电站主要电气设备 2020 3 21 11 6 互感器包括电流互感器和电压互感器 7 保护电器包括用于过负荷电流或短路电流保护的熔断器 俗称保险 和防御过电压的设备 即防雷装置 8 绝缘子9 接地装置 防雷装置包括 避雷器 避雷针 避雷线 架空地线 避雷带和避雷网等 绝缘子用来支持和固定载流导体 并使载流导体与地绝缘 或使装置中不同电位的载流导体间绝缘 接地装置用来保证电力系统正常工作或保护人身安全 前者称工作接地 后者称保护接地 熔断器用来断开电路的过负荷电流或短路电流 保护电气设备免受过载和短路电流的危害 熔断器不能用来接通或断开正常工作电流 必须与其他电器配合使用 2020 3 21 12 电磁式电压互感器 电容式电压互感器 2020 3 21 13 穿墙式电流互感器 支柱式电流互感器 2020 3 21 14 支柱式高压熔断器 跌落式高压熔断器 2020 3 21 15 避雷针的结构图 支柱式高压避雷器 2020 3 21 16 绝缘子 二 水电站主要电气设备 2020 3 21 17 二 二次设备对一次设备进行监察 测量 控制 保护 调节的辅助设备 称为二次设备 1 测量表计2 绝缘监察装置用来监察交 直流电网的绝缘状况 3 控制和信号装置 测量表计用来监视 测量电路的电流 电压 功率 电能 频率及设备的温度等 如电流表 电压表 功率表 电能表 频率表 温度表等 控制主要是指采用手动或自动方式通过操作回路实现配电装置中断路器的分 合闸 断路器都有位置信号灯 有些隔离开关有位置指示器 主控制室设有中央信号装置 用来反映电气设备的事故或异常状态 二 水电站主要电气设备 2020 3 21 18 4 继电保护及自动装置5 直流电源设备6 塞流线圈 又称高频阻波器 继电保护的作用是当发生故障时 作用于断路器跳闸 自动切除故障元件 当出现异常情况时发出信号 自动装置的作用是用来实现发电厂的自动并列 发电机自动调节励磁 电力系统频率自动调节 按频率启动水轮机组 实现发电厂或变电站的备用电源自动投入 输电线路自动重合闸及按事故频率自动减负荷等 直流电源设备包括蓄电池组和硅整流装置 用作开关电器的操作 信号 继电保护及自动装置的直流电源 以及事故照明和直流电动机的备用电源 塞流线圈是电力载波通信设备中必不可少的组成部份 它与耦合电容器 结合滤波器 高频电缆 高频通信机等组成电力线路高频通信通道 塞流线圈起到阻止高频电流向变电站或支线泄漏 减小高频能量损耗的作用 二 水电站主要电气设备 电压等级不同一次设备是根据高压侧来设计的 所带电压是强电 二次设备基本带的是弱电 还有一点要注意的是一次设备也有分一次侧与二次侧 如变压器与互感器 但总得来说还是属于一次设备 2020 3 21 19 一次设备与二次设备的区别 三 电气主接线 1 概念 电气主接线是由高压电气设备通过连接线组成的接收和分配电能的线路 又称一次接线 2020 3 21 20 2 主接线图用规定的设备文字和符号 按其作用依次连接的单线图 称为主接线图 它反映发电厂各主要设备的规范 数量 连接方式和各回路间的相互关系 表明各设备的作用 2020 3 21 21 三 电气主接线 2020 3 21 22 3 电气设备的符号 图形符号是用于表示电气图中电气设备 装置 元器件的一种图形和符号 文字符号是电气图中电气设备 装置 元器件的种类字母和功能字母代码 文字符号的字母应采用大写的拉丁字母 文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号两种 主要电气设备的图形和文字符号如表所示 三 电气主接线 2020 3 21 23 3 电气设备的符号 三 电气主接线 2020 3 21 24 3 电气设备的符号 三 电气主接线 2020 3 21 25 3 电气设备的符号 三 电气主接线 主接线图是电气运行人员进行各种操作和事故处理的重要依据之一 因此 电气运行人员必须熟悉本站电气主接线图 了解电路中各种电气设备的用途 性能及维护 检查项目和运行操作步骤 以确保安全用电 2020 3 21 26 三 电气主接线 4 电气主接线的基本要求 2020 3 21 27 三 电气主接线 保证供电的可靠性 满足电网 用电设备对供电可靠性和电能质量的要求 具有一定的灵活性 具有一定的运行灵活性 能适应各种运行方式的变化 在正常运行时 能保证发供电 在部分电气设备检修时 也不应扩大停电范围 并保证检修工作安全 具有经济性 在满足供电可靠 运行灵活的基础上 应尽量使设备投资少 运行费用低 具有发展和扩建的可能性 5 电气主接线的基本形式 2020 3 21 28 三 电气主接线 1 分类 有母线和无母线 2 接线形式 有母线接线形式 单母线接线 双母线接线 一个半断路器接线 无母线接线形式 桥式接线 角形接线 单元接线 3 单元接线电气装置中各元件串联而无任何横向联系的接线方式称为单元接线 优点 接线简明清晰 操作方便 高压配电装置布置简单 占地面积小 继电保护简化 设备投资少 缺点 在一组单元中某个元件故障或检修时 整个单元都将停止运行 2020 3 21 29 三 电气主接线 6 电气主接线的运行方式指电气主接线中电气元件实际所处的工作状态 运行 备用 检修 及其相连接的方式 正常运行方式 指正常情况下 全部设备投入运行时 电气主接线经常采用的运行方式 正常运行方式包含两个方面 一是 母线及其接线的运行方式 二是 系统中性点的运行方式 2020 3 21 30 三 电气主接线 正常运行方式一经确定 其母线接线的运行方式 发动机和变压器中性点的运行方式也随之确定 非正常运行方式 指在事故处理 设备故障或检修时 电气主接线所采用的运行方式 单元接线的正常运行方式 是串联的各电气元件同时运行 串联回路各断路器和隔离开关均合上 继电保护按规定投入 2020 3 21 31 三 电气主接线 单母线接线 1 接线特点2 优缺点分析3 典型操作4 适用范围 特点 每一回路均经过一台断路器QF和隔离开关QS接于一组母线上 母线侧隔离开关 线路侧隔离开关 优点 接线简单清晰 设备少 操作方便 投资少 便于扩建 缺点 可靠性和灵活性较差 在母线和母线隔离开关检修或故障时 各支路都必须停止工作 引出线的断路器检修时 该支路要停止供电 停电 先断路器后隔离开关 先负荷侧再母线侧 送电 不能满足不允许停电的供电要求 一般用于6 220kV系统中 出线回路较少 对供电可靠性要求不高的中 小型发电厂与变电站中 动画点击 2020 3 21 32 单母线接线 1 接线特点2 优缺点分析3 典型操作4 适用范围 特点 每一回路均经过一台断路器QF和隔离开关QS接于一组母线上 母线侧隔离开关 线路侧隔离开关 优点 接线简单清晰 设备少 操作方便 投资少 便于扩建 缺点 可靠性和灵活性较差 在母线和母线隔离开关检修或故障时 各支路都必须停止工作 引出线的断路器检修时 该支路要停止供电 停电 先断路器后隔离开关 先负荷侧再母线侧 送电 不能满足不允许停电的供电要求 一般用于6 220kV系统中 出线回路较少 对供电可靠性要求不高的中 小型发电厂与变电站中 动画点击 2020 3 21 33 单母线接线 1 接线特点2 优缺点分析3 典型操作4 适用范围 特点 每一回路均经过一台断路器QF和隔离开关QS接于一组母线上 母线侧隔离开关 线路侧隔离开关 优点 接线简单清晰 设备少 操作方便 投资少 便于扩建 缺点 可靠性和灵活性较差 在母线和母线隔离开关检修或故障时 各支路都必须停止工作 引出线的断路器检修时 该支路要停止供电 停电 先断路器后隔离开关 先负荷侧再母线侧 不能满足不允许停电的供电要求 一般用于6 220kV系统中 出线回路较少 对供电可靠性要求不高的中 小型发电厂与变电站中 动画点击 2020 3 21 34 单母线接线 1 接线特点2 优缺点分析3 典型操作4 适用范围 特点 每一回路均经过一台断路器QF和隔离开关QS接于一组母线上 母线侧隔离开关 线路侧隔离开关 优点 接线简单清晰 设备少 操作方便 投资少 便于扩建 缺点 可靠性和灵活性较差 在母线和母线隔离开关检修或故障时 各支路都必须停止工作 引出线的断路器检修时 该支路要停止供电 停电 先断路器后隔离开关 先负荷侧再母线侧 送电 不能满足不允许停电的供电要求 一般用于6 220kV系统中 出线回路较少 对供电可靠性要求不高的中 小型发电厂与变电站中 动画点击 2020 3 21 35 双母线接线 1 接线特点2 优缺点分析3 适用范围4 典型操作 两组母线通过母联断路器连接 每一条引出线和电源支路都经一台断路器与两组母线隔离开关分别接至两组母线上 1 可靠性高 2 灵活性好 3 扩建方便 4 检修出线断路器时该支路仍然会停电 5 设备较多 配电装置复杂 易引起误操作 投资和占地面积也较大 1 6 10kV短路容量大 有出线电抗器的装置 2 35 60kV出线超过8回或电源较多 负荷较大的装置 3 110 220kV出线为5回及以上 或者在系统中居重要位置 出线为4回及以上的装置 动画点击 2020 3 21 36 双母线分段接线 主要适用于大容量进出线较多的装置中 1 220kV进出线为10 14回的装置 2 6 10kV配电装置中 进出线回路数或者母线上电源较多 输送的功率较大 短路电流较大时 常采用双母线分段接线 并在分段处装设母线电抗器 2020 3 21 37 一个半断路器接线 1 接线特点2 优缺点分析3 典型操作4 适用范围 1 运行灵活可靠 2 操作方便 3 一台母线侧断路器故障或拒动 只影响一个回路工作 联络断路器故障或拒动 造成二条回路停电 4 一台半断路器接线的二次线和继电保护比较复杂 投资较大 广泛应用于大型发电厂和变电站的330 500kV的配电装置中 2020 3 21 38 一个半断路器接线 1 接线特点2 优缺点分析3 典型操作4 适用范围 1 运行灵活可靠 2 操作方便 3 一台母线侧断路器故障或拒动 只影响一个回路工作 联络断路器故障或拒动 造成二条回路停电 4 一台半断路器接线的二次线和继电保护比较复杂 投资较大 广泛应用于大型发电厂和变电站的330 500kV的配电装置中 2020 3 21 39 桥形接线 1 内桥接线2 外桥接线 1 线路操作方便 2 正常运行时变压器操作复杂 3 在实际接线中可采用设外跨条来提高运行灵活性 适用于 两回进线两回出线且线路较长 故障可能性较大和变压器不需要经常切换运行方式的发电厂和变电站中 1 变压器操作方便 2 线路投人与切除时 操作复杂 3 桥回路故障或检修时设内跨条 适用于 两进两出且线路较短 故障可能性小和变压器需常切换 线路有穿越功率通过 适用于仅有两台变压器和两回出线的装置中 动画点击 2020 3 21 40 单元接线 1 单元接线2 扩大单元接线 发电机 变压器单元接线的特点 1 接线简单清晰 电气设备少 配电装置简单 投资少 占地面积小 2 不设发电机电压母线 发电机或变压器低压侧短路时 短路电流小 3 操作简便 降低故障的可能性 提高了工作的可靠性 继电保护简化 4 任一元件故障或检修全部停止运行 检修时灵活性差 单元接线适用于机组台数不多的大 中型不带近区负荷的区域发电厂以及分期投产或装机容量不等的无机端负荷的中 小型水电站 特点 1 减小了主变压器和主变高压侧断路器的数量 减少了高压侧接线的回路数 从而简化了高压侧接线 节省了投资和场地 2 任一台机组停机都不影响厂用电的供给 3 当变压器发生故障或检修时 该单元的所有发电机都将无法运行 扩大单元接线用于在系统有备用容量时的大中型发电厂中 2020 3 21 41 1 厂用电厂用设备 用来保证电厂正常工作的辅助设备的总体成为厂用设备 厂用电 厂用设备的用电和电站照明用电 交直流配电装置的电源用电等总称为水电站的厂用电 2020 3 21 42 四 厂用电接线 一 水电站厂用电 二 水电站厂用电负荷的特点 1负荷容量小 一般总容量只占电站总容量的1 3 2采用中性点接地的三相四线制系统供电 3负荷率和同时率都很低 一般50 70 不经常运行 4设备的重要性不相同 5运行方式多变 2020 3 21 43 四 厂用电接线 三 厂用负荷分类1 按重要程度分 一类负荷 二类负荷 三类负荷 2020 3 21 44 四 厂用电接线 只允许瞬时中断供电 机组润滑油泵 机组技术供水泵 励磁系统风机允许中断数秒钟外 其余负荷允许中断电源时间一般不超过10min 如主变冷却风扇 压油装置油泵 蝶阀油压装置等 允许停电几十分钟 如蓄电池充电 浮充装置 吊车 排水泵和照明等 允许较长停电而不至于影响正常生产 如检修间 油处理室等 2 按运行方式分 连续 短时 断续 经常和不经常运行负荷 经常性负荷 是指与正常生产过程密切相关 一般每天都要使用电动机 不经常性负荷 是指正常时不用 只在检修 事故时使用的电动机 连续性负荷 是指每次连续代负荷运转2h以上的负荷 断续性负荷 是指每次使用时的工作方式是由带负荷到满负荷又停止 每个工作周期不超过10min的负荷 2020 3 21 45 四 厂用电接线 2020 3 21 46 四 厂用电接线厂用电负荷分类表 3 接线形式 单母线 单母线分段 4 厂用电负荷的连接方式 单层辐射式 双层辐射式 干线式 两端供电式 单层辐射式 厂用母线呈辐射状直接供给厂用电负荷 负载直接接在厂用屏的一个回路中 适用于机组自用电 吊车和容量较大的排水泵 双层辐射式 主屏到分屏 分屏到负载 适用于距主屏较远且相对集中的厂用电负荷 干线式 由一个电源回路供给若干位置相近的厂用电负荷 适用于小容量的负荷 两端供电式 适用于一 二类负荷 2020 3 21 47 四 厂用电接线 水电厂厂用电接线 2020 3 21 48 变电站站用电接线 2020 3 21 49 一 变压器的用途把某一电压等级的交流电