发电厂电气考试总结.doc

1.1电力系统:由发电机 输配电线路 变配电所以及各种用户用电设备连接起来所构成的整体1.2电力系统联网的优越性:1.提高供电的可靠性;2.减少系统中总备用容量的比重;3.减少总用电负荷的峰值;4.可以安装高效率的大容量机组;5.可以水火互济节约能源改善电网调节性能;6.可以提高电能质量1.3电能质量指标:1.频率 大500.2 小500.5 ;2.电压一般5 35KV以上5;10KV以下7;低压照明10+5;3.波形:正弦波1.4电压等级变化:a.线路额定电压Un=(Ua+Ub)/2;b.用电设备=Un;c.发电机=105Un;d.升压1.一次侧1052.二次侧110(105);降压1.一次侧Un2.二次侧110(105).括号内情况为:1.短线路2.Uk7.53.电压等级很高1.5中性点接地方式:a.直接接地方式b.不接地方式c.经消弧线圈接地方式大接地系统(110kv以上):a.;小接地系统(335kv), 非故障相的相电压升高为3:b c.1.6常用过补偿:让电感电流大于电容电流1.7低压380/220V三相四线系统,中性点也直接接地,但这是为了取得220V单相电压3.1在相同截面积的条件下,扁矩形截面周长大,故导体截面形状宜采用扁矩形或槽型,以获得较大的散热表面积;母线平放时所受的电动力略大,但平放时母线对受力方向的抗弯强度却大为提高,因此还是三相水平布置且母线平放时动稳定性能较好3.2ABC:黄绿红-作用:便于识别,加强散热,防腐蚀4.1a电弧的产生:当QF的动静触头分开瞬间,会有热电子发射,强电场电子发射(最初产生电子的主要原因),这就产生高速运动的电子和正离子,而两者碰撞游离,介质被击穿,产生电弧同时产生高温,而高温会产生热游离从而维持着电弧b去游离(灭弧产生的过程):去游离的主要方式是复合和扩散.电子和正离子在运动中相互吸引会发生复合,使弧隙间的自由电子减少.扩散使弧隙间的电子和离子减少有利于灭弧.c灭弧原理:1.要熄灭电弧,就要减弱游离过程,加强去游离过程2. 弧隙间的电弧能否重燃取决于电流过零时,介质强度和弧隙电压恢复两者竞争的结果.如加强弧隙的去游离或降低弧隙电压的恢复速度,就可以促进电弧熄灭.d灭弧方法:1.用液体或气体吹弧2.采用多断口熄弧3.利用真空灭弧4.利用特殊介质灭弧5.快速拉长电弧6.用特殊金属材料做触头4.2a高压断路器分类:1.多油断路器2.少油断路器3.压缩空气断路器4.SF6断路器5.真空断路器b断路器型号:S W 6-220 G 1000 S断路器名称:S少油 D多油 K空气 L(SF6) Z真空;W使用环境:N户内 W户外;6设计序号;220额定电压(kv);G改进型;1000额定电流(A)c短路时间1.短路计算时间(短路切除时间)tk=继电保护动作时间(主保护或后备保护)tp+断路器全分闸时间tb2.断路器全分闸时间tb=固有分闸时间tg+灭弧时间(燃弧时间)th3.断路器切断计算时间t1=主保护时间tp+断路器固有分闸时间tgd隔离开关用途:1.隔离电压2.可接通或断开很小的电流3.可与断路器配合或单独完成倒闸操作e断路器和隔离开关有什么区别?1.断路器有灭弧装置，故断路器能够带负荷操作，不但能操作负荷电流，还能操作故障（短路）电流；断路器有良好的封装形式，故单纯观察断路器，不能直观地确定其是处在闭合或断开位置。 2.隔离开关没有灭弧装置，虽然规程规定其可以操作于负荷电流小于5A的场合，但其总体属于不能带负荷操作；但隔离开关结构简单，从外观上能一眼看出其运行状态，检修时有明显断开点。 3.断路器在使用中简称为“开关”，隔离开关在使用中简称为“刀闸”，二者常联合使用。4.3a互感器作用:将一次系统的高电压 大电流转变成低电压 小电流,供测量 监视 控制 继电保护使用.b为什么电流互感器二次侧接近短路:1.理想情况下I1不变时I2也不变,但实际上当I1不变时I2随二次负荷阻抗的增大而减小,因而使励磁电流I0增大,误差也随之增大.当二次侧阻抗超过其允许值时,互感器的准确级就降低了2.电流互感器正常运行时基本处于短路状态,其二次绕组绝对不允许开路运行.否则二次侧电流为零,一次测电流全部转化为激磁电流,导致铁心饱和,其磁通变为平顶波,则二次绕组中感应电势很高(波形为很尖的尖顶波),二次端子出将出现很高电压,危及设备和人身安全.c电压互感器型号:JSJW-10,10/0.1(0.1/3)KV,0.5:油侵三相五柱三绕组电压互感器;JDJ-10: 油侵单相电压互感器;JDZ-10:环氧树脂浇注单相电压互感器d正常时开口三角形绕组两端电压为零,如果系统中发生一相完全接地,开口三角形绕组两端出现100V电压4.4电压互感器的有关问题1.大接地系统(110kv)a测相对地电压-一台单相b测线和相电压,监视电网绝缘-三台单相三绕组Y0/Y0/【(100v)2.小接地系统(35kv)a测量某一线电压-一台单相b测三个线电压-两台单相接成不完全即V-V接线(20kv)c测相和线电压,监视电网绝缘-一台三相五柱式OR三台单相三绕组Y0/Y0/【(100/3v)3. 三相五柱式Y0/Y0/【a一次绕组(Y0中性点接地)b基本二次绕组(Y0中性点接地,测相或线电压)c附加二次绕组(【开口供绝缘监视 仪表和继电器使用)4. 三台单相三绕组Y0/Y0/【a一次绕组(Y0中性点接地)b基本二次绕组(Y0中性点接地,测相或线电压)c附加二次绕组(【开口供中性点不接地电网的绝缘监视 仪表和继电器使用OR供中性点直接接地系统的接地保护4.5a限流电抗器串联在电路;限流对象和范围:1.出线电抗器:36;2.母线分段电抗器:812b限流电抗器型号:NKL10OR6(额定电压kv)-2000(额定电流A)-10额定电抗百分数:是以本身额定电压和额定电流作为基值的标幺值5.1电气主接线的基本要求:可靠性 灵活性 经济性5.2内桥接线:桥设在靠近变压器一侧,另外两台断路器则接在线路上.当输电线路较长,故障机会较多,而变压器又不需经常切换时使用;外桥接线: 桥设在靠近线路一侧.若线路较短,且变压器又因经济运行的要求在负荷小时需使一台主变退出运行,或系统在本站高压侧有穿越功率时使用.5.3a主变压器:发电厂中用来向电力系统或用户输送电能的变压器;联络变压器:用于沟通两个升高电压等级并可相互交换功率的变压器;厂用变压器:只供发电厂本身用电的变压器.b主变形式的选择:1.三相 单相2.双绕组 三绕组 多绕组3.普通型 自耦型4.无载调压 有载调压5.自然风冷 强迫风冷 强迫油循环水冷却 强迫油循环风冷却 强迫油循环导向冷却5.4a为什么存在绕组:1.有绕组后,三次谐波电流仅在绕组内部循环流通,而不流到线路上,就不会干扰通信线路了2.在绕组内部流通的三次谐波电流对主磁通的三次谐波分量产生强烈的去磁作用,从而使主磁通和各相电压波形为正弦波,不致引起附加铁损而降低效率引起局部过热.b无绕组怎样解决问题:1.全星形变压器高中压绕组均为星形中性点直接接地,可让三次谐波电流流通,从而使变压器主磁通保持正弦波2.可增大系统的零序阻抗以减少日益增大的单相短路电流5.5自耦变压器与普通变压器不同之处是: 1、其一次侧与二次侧不仅有磁的联系,而且有电的联系,而普通变压器仅是磁的联系。 2、电源通过变压器的容量是由两个部分组成:即一次绕组与公用绕组之间电磁感应功率,和一次绕组直接传导的传导功率。 3、由于自耦变绕组是由一次绕组和公用绕组两部分组成,一次绕组的匝数较普通变压器一次绕组匝数和高度及公用绕组电流及产生的漏抗都相应减少,自耦变的短路电抗X自是普通变压器的短路电抗X普的(1-1/k)倍,k为变压器变比。 4、若自耦变压器设有第三绕组,其第三绕组将占用公用绕组容量,影响自耦变运行方式和交换容量。 5、由于自耦变压器中性点必须接地,使继电保护的定植整定和配置复杂化。 6、自耦变压器体积小,重量轻,便于运输,造价低。5.6a断路器QF和隔离开关QS配合1.送电时,先合QS,先下后上,再合QF2.断电时,先断QF,再断QS,先上后下3.倒闸操作:对于QF,QS应先合后断,严禁带负荷拉刀闸;QS可在等电位下单独操作b分析主接线1.单母线带旁路母线接线(旁母作用:不停电地检修任一台出线断路器)正常工作时:专用旁路断路器及其两侧的隔离开关断开,每一回出线与旁路母线相连的旁路隔离开关也全部断开,旁路母线处于无电状态任务:检修某一回出线L4的断路器QF1;步骤:a使旁路断路器QF的保护整定值调整到与QF1相同b合上QF两侧的隔离开关QF5,QF4c合QF,对旁路母线充电检查d如充电正常,合该出线的旁路隔离开关QSe断QF1f断QF1两侧的隔离开关QS1,QS2g在QF1两侧安全接地2.单母线分段兼旁路的接线正常工作时:QF上面QS3(左) QS4(右),分段隔离开关QS5及所有出线旁路隔离开关QS断开;其余闭合任务:检修某一回出线L3的断路器QF1;步骤:a合QF5使工作母线A(左下)B(右下)处于并联运行状态b断QF,QS1(左下) QS2(右下)c将QF的保护整定值调整到与QF1相同d合QS1 QS4,再合QF,对工作母线D(右上)充电检查e若D正常合QSf断QF1及两侧的隔离开关QS7(上),QS6(下)g在QF1两侧安全接地3.双母线接线正常工作时:工作母线带电,备用母线不带电,所有工作母线隔离开关闭合,备用母线隔离开关断开,母联断路器QF也断开(相当于单母线运行)任务:检修某一母线;步骤:a合上QF两侧隔离开关b合上QF给备用母线充电c此时两母线等电位,根据先通后断,先合上备用母线隔离开关,再断开其工作母线隔离开关直到所有线路均以倒闸完毕d断开QF,拉开其两侧隔离开关e将工作母线安全接地开始检修4.3/2断路器接线:每两回进出线占用3台断路器构成一串接在两组母线之间6.1厂用电率:厂用电耗电量占同一时期发电厂全部发电量的百分数6.2厂用电负荷的分类: 类负荷 类负荷 类负荷 事故保安负荷 不间断供电负荷6.3厂用电系统的电压等级:高压3kv 6kv 10kv低压380/220v6.4厂用备用电源:明备用:装设专门的备用变压器,平时不工作或仅带很小负荷,一旦某一工作电源失去后该备用变压器自动代替原来的工作电源;暗备用:不设专门的备用变压器,而是两个常用工作变压器容量选大一些互为备用7.1a外部过电压雷电对发电厂的危害类型:直击雷 感应雷 雷电侵入波 b内部过电压形式:工频过电压 操作过电压 谐振过电压计算公式标幺制:Sb=3UbIbZb=UbUb/SbUb=3IbZbYb=Sb/UbUbZb=1/YbIb=Sb/3UbZ=Zk,Y=Y/k,U=Uk,I=I/kZ=ZSb/Ub,Y=YUb/Sb,U=U/Ub,T=I3Ub/SbSB UB则IB=SB/3UB,ZB=UB/3IB=UB/SB发电机X(B)= X(N) (SB/SN) (UN/UB)变压器XT(B)= Us()/100(SB/SN) (UN/UB)电抗器XR(B)= UR()/100(IB/IN) (UN/UB) OR XR(B)= UR()/100(UN /3IN) (SB/ UB)线路X(B)=LXSB/UBY形电阻R1=相邻电阻乘积/Y电阻之和=R12R13/(R12+R23+R31)形电阻R12=Y电阻两乘积之和/Y不相邻电阻=(R1R2+R2R3+R3R1)/R33-3.15 6-6.3 10-10.5 20-21 35-37 110-115 220-230 330-345 500-525四.选某发电机10kv电压母线上的出线电抗器,要求装设出线电抗器后可采用SN10-10I型断路器,额定开断电流Inbr=16KA.已知线路上最大持续工作电流为Igmax=350A,cos=0.8.系统火电厂总容量300MVA,归算到电抗器前的系统总电抗为0.378,出线上继电保护动作时间为tp=2s,断路器全开断时间tb=0.1s解:取基准值Sd=100MVA,Ud=Uav=10.5kv.Id=Ud/(3Ud)=5500A,tk=tp+tb=2+0.1=2.1(s) 1s系统归算后的电抗:X=0.378100/300=0.126;XL(Id/InbrX)INUd/(IdUN) 100=(5.5/160.126) 40010500/(550010000) 100=1.663初选NKL-10-400-4型断路器XL=XLIdUN/(INUd)=0.04550010000/(40010500)=0.524则系统至短路点间的直连电抗:0.126+0.524=0.65;计算电抗:Xca=0.65300/100=1.953I”=0.526300/(310.5)=8.677(kA)I1.05=I2.1=0.535300/(310.5)=8.825(kA)因tk=2.1s1s故可不计非周期分量的发热影响Qk=tk(I”+10 I1.05+ I2.1)/12=2.1(8.677+108.825+8.825)/12=163.1(KAS) 22.2(KAS)满足热稳定Ish=21.88.677=22.07KA25.5KA满足动稳定电压损失: U= XLIgmaxsin100/Id=43500.6/400=2.15母线残压:Ure= XLI” 100/IN=48677/400=86.7770故选用NKL-10-400-4型断路器符合要求五.某热电厂装机225MW,cos=0.8,近区负荷Smin=20MVA, Smax=25MVA,厂用电率Kp=Sca cos100/PN=10.解:1.单元接线的主变压器选择ST1=1001.2=1201.2=120MVA或(100/0.8100/0.810)1.1=123.75MVA2.接于发电机电压母线的主变压器选择1)225/0.82022510/0.8=36.25MVA2)25+22510/0.825/0.8=03)25+22510/0.8=31.25MVA4) 1)70=25.4MVA考虑到T的过载能力ST2=25.4/1.3=19.52MVA综上:ST2=ST3=20MVA(SI温度绝缘机械,过载系数1.32,)三.选择发电机出口母线及其支柱绝缘子和穿墙套管.已知发电机UN=10.5kv,IN=1500A,Tmax=3200h.I”=28kA,I0.15=22KA,I0.3=20KA.tp=0.1s,tb=0.2s.三相母线水平放置,绝缘子跨距L=1.2m,相间距a=0.7m,周围环境温度0=28.解:1.发电机出口母线选择按经济电流密度选择母线截面.据Tmax=3200h,查图得J=1.06A/mm,求母线经济截面:Se=IN/J=1500/1.06=1415 mm查有关手册,选截面为2(808)=1280 mm的矩形母线.按导体平放,其Ial=1946A,Kf=1.27,ri=2.312cm,计及温度修正K=(al0)/(alN)= (7028)/(7025)=0.966,KIal=0.9661946=1880AIgmax=1.05IN=1.051500=1575A显然Igmax=1575A1880A,可满足正常发热要求2.校验母线热稳定:tk=tp+tb=0.1+0.2=0.3s周期电流热效应Qp=(28+1022+20) 0.3=150.6KAs因tk1s,应计算非周期电流热效应.tk=0.3s0.1s,得Ta=0.2s,非周期电流热效应为Qnp=TaI”=0.228=156.8 KAs短路全电流热效应Qk=Qp+Qnp=150.6+150.8=307.4 KAs短路前母线工作温度w=0+(al0)(I/Ial)=28+(1500/1880)=55查表得C=93,满