第二章-发电、变电和输电的电气部分分解.ppt

第二章发电、变电和输电的电气部分,发电厂电气部分,主要内容电气设备的分类、电气接线和配电装置；300MW和600MW发电机组的电气主接线、特点及有关设备的技术性能；高压交流输电：330750kV超高压输电和1000kV特高压输电的作用；高压直流输电的优点和缺点，直流输电的基本原理等。,一、电气设备电气设备的主要任务是启停机组、调整负荷、切换设备和线路、监视主要设备的运行状态、发生异常事故时及时处理等。根据电气设备的作用不同，可将电气设备分为一次设备和二次设备。,发电厂电气部分,第一节概述,第二章发电、变电和输电的电气部分,1、一次设备,生产、变换、输送、分配和使用电能的设备。(1)生产和转换电能设备。发电机、电动机、变压器等。(2)接通或断开电路的开关电器。断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器、接触器等。(3)限制故障电流和防御过电压的设备。限制短路电流的电抗器和防御过电压的避雷器等。(4)载流导体。裸导体、电缆等。(5)电流互感器和电压互感器：100V、5A/1A(6)无功补偿设备，并联电容器、串联电容器和并联电抗器。(7)接地装置。电力系统中性点的工作接地、防雷接地、保护接地、保护接零，均需同埋入地中的接地装置相连。,第二章发电、变电和输电的电气部分,对一次设备和系统进行测量、控制、监视和保护设备。(1)测量表计。电压表、电流表、功率表和电能表等，用于测量电路中的电气参数。(2)继电保护及自动装置。能迅速反应系统不正常情况并进行监控和调节或作用于断路器跳闸，将故障切除。(3)直流电源设备。包括直流发电机组、蓄电池组和硅整流装置等，供给控制、保护用的直流电源和厂用直流负荷、事故照明用电等。(4)操作电器、信号设备及控制电缆。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，控制电缆。,2、二次设备,发电厂电气部分,第二章发电、变电和输电的电气部分,二、电气接线和装置在发电厂和变电站中，各种电气设备必须用导体按一定的要求连成一个整体，并与必要的辅助设备仪器安装，构成通路，实现发供电，这便是电气接线和电气装置。1.电气接线在发电厂和变电站中，根据各种电气设备的作用及要求，按一定的方式用导体连接起来所形成的电路称为电气接线。,(1)电气主接线由一次设备，如发电机、变压器、断路器等，按预期生产流程所连成的电路，称为一次电路，或称电气主接线。(2)二次接线由二次设备所连成的电路称为二次电路，或二次接线。,电气主接线表明电能汇集和分配的关系以及各种运行方式。电气主接线通常用规定的图形符号和文字符号画成电气主接线图来表示。电气主接线图可画成三线图，也可画成单线图。,发电厂电气部分,第二章发电、变电和输电的电气部分,断路器作用,隔离开关作用,母线作用,电抗器作用,2、配电装置,根据电气主接线的要求，由开关电器、母线、保护和测量设备以及必要的辅助设备和建筑物组成的整体即为配电装置。配电装置按电气设备装设地点不同，分为屋内配电装置和屋外配电装置。,发电厂电气部分,第二章发电、变电和输电的电气部分,第二节发电厂的电气部分,一、300MW发电机电气部分,1、电气主接线300MW发电机组，采用发电机-变压器单元接线，单机容量为300MW的发电机，由于额定电流很大，采用全连分相封闭母线,电气主接线特点(1)发电机与主变压器的连接采用发电机变压器单元接线。(2)主变压器低压侧引接一台高压厂用变压器，供给厂用电。(3)发电机出口，经熔断器接有三组电压互感器和一组避雷器。(4)发电机出口侧和中性点侧，每相装有电流互感器4只。(5)发电机中性点接地变压器。,发电厂电气部分,第二章发电、变电和输电的电气部分,采用全连分相封闭母线优点,(1)供电可靠。(2)运行安全。(3)基本解决母线周围钢构件发热。(4)施工安装简便，运行维护工作量小。,发电厂电气部分,第二章发电、变电和输电的电气部分,(1)发电机,2、主要电气设备,(2)主变压器,300MW,20kV,10189A,0.85,3000r/min。,(4)电压互感器,360MVA,24222.5%/20kV，YN，d11，UK=11%。,(3)高压厂用变压器,40/20-20MVA，2022.5%/6.3-6.3kV，D，d12，d12。,JDZJ-20型和JDZ-20型。,发电厂电气部分,第二章发电、变电和输电的电气部分,2、主要电气设备,(5)高压熔断器,RN4-20，20kA，4500MVA。,(6)电流互感器,LRD-20型，变比12000/5A。,20/0.23kV，25kVA。,(7)中性点接地变压器,二、600MW发电机组电气部分1.电气主接线600MW发电机组，采用发电机变压器单元接线。单机容量为600MW的发电机，由于额定电流为19245A，采用全连分相封闭母线。2.电气主接线的特点发电机与主变压器的连接采用发电机-变压器单元接线，发电机与变压器之间没有断路器和隔离开关；主变压器采用三相双绕组变压器构成，低压侧绕组接成三角形，高压侧绕组接成星形；,发电厂电气部分,第二章发电、变电和输电的电气部分,在主变压器的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；高压厂用变压器高压侧，每相配置套管式电流互感器3只；主变压器高压侧每相个配置套管式电流互感器3只，中性点配置电流互感器1只。,发电厂电气部分,第二章发电、变电和输电的电气部分,2.主要电气设备（1）发电机；（2）主变压器；（3）高压厂用变压器（4）电压互感器；（5）电流互感器；（6）中性点接地变压器,发电厂电气部分,第二章发电、变电和输电的电气部分,第三节高压交流输变电,一、高压交流输变电概述影响输电电压等级发展的主要原因：1.长距离输送电能；,发电厂电气部分,第二章发电、变电和输电的电气部分,3、节省基建投资和运行费用,以输送千瓦/千米电力的线路造价作为单位造价，则在各电压等级输送容量范围内，线路的单位造价将随输送电压等级的升高而降低。在长距离输电线路中，变压器造价所占比重较小，即使按输送距离300km计算，包括变电设备造价在内，750kV输电线路的单位造价仅为330kV的50左右。在相同的输送容量和距离的条件下，输电线路的总损耗随输电电压等级的升高而降低。,2、大容量输送电能,4、电力系统互联,二、我国330KV及以上超高压输电,1972年，我国第一回330KV线路（从刘家峡水电站向关中送电，全长534km）正式投入运行；1981年在华中电力系统建成并投入运行的我国第一回500KV线路平（顶山）武（汉）线，全长595km。2003年9月19日，西北750KV官亭至兰州东输变电工程正式开工，2006年试运行。2006年提出1000KV特高压方案。,发电厂电气部分,第二章发电、变电和输电的电气部分,变电站电气主接线指的是变电站中汇集、分配电能的电路，是由变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线、避雷器等电气设备按一定顺序连接而成目前，我国500kV变电站的电气主接线一般采用双母线四分段带专用旁路母线的接线方式和3/2断路器两种接线方式。,三、500kV变电站电气主接线,电气主接线是整个变电站电气部分的主干。,三、500kV变电站电气主接线,四、750kV超高压输变电示范工程2005年9月，西北750kV官亭至兰州东输变电示范工程正式投产运行。,五、1000kV特超高压输变电试验示范工程2009年1月6日，1000kV晋东南南阳荆门特高压示范工程投入商业运行。,发电厂电气部分,第二章发电、变电和输电的电气部分,*第四节高压直流输电,一、概述,1、直流输电发展概况,1882年法国物理学家德普勒用装在米斯巴赫煤矿中的1.5kW直流发电机，以2kV直流电压，沿57km的输电线路，把电力送到在慕尼黑举办的国际展览会上。19世纪末，成功制造了交流发电机、变压器和感应电动机。交流输电几乎代替了直流输电，并发展成规模巨大的交流电力系统。1954年瑞典建成了一条96km海底电缆直流输电线路,输送功率20MW、输电电压为100kV。,20世纪60年代，可控硅整流元件问世，随着晶闸管技术的发展，投入运行的直流输电工程几乎全部选用晶闸管换流阀，加快了直流输电发展。目前世界上已投运的最大容量的直流输电工程是巴西的伊泰普直流输电工程,6300MW、输电电压600kV，线路长度806km；输送电压最高的是前苏联直流输电工程,容量6000MW、电压750kV、线路长达2414km；,海底电缆跨海峡输电直流输电工程，以芬兰瑞典的海底电缆最长，185km、输送容量420MW、电压350kV；我国已建成的直流输电工程有葛洲坝到上海南桥的500kV直流输电线路，全长1080km，输送容量1200MW；,发电