变电站一次系统及厂用电

一次系统介绍发电站在电力系统中位置示意图由以上的分析得出：我们需要一些设备，在电网出现短路、接地等故障时可靠地将故障设备或线路切除，保证非故障设备的可靠运行，从而提高供电可靠性，提高电站的经济效益。带开关设备的接线示意图实际电网构成特点：设备多结构复杂设备之间联系紧密同类设备参数差别大发电厂和变电所的电气主接线图是由各种电气设备的图形符号和联接线按照一定的工作顺序和规程要求连接而成的一种电路形式。又称为一次电路图、主接线图、一次接线图。

由于以上种种原因，我们需要一种图形能够准确、清晰、有效的表示出我们系统设备的链接关系及其构成原理。由此我们引入一个概念：电气主接线图。典型一次接线图：常见一次设备常见一次设备：常见一次设备发电机（CircuitBreakers）变压器（Transformer）断路器（CircuitBreakers）隔离刀闸（Switchgear）母线（busbar

）避雷器（SurgeArrester）互感器（Transformer）组合电器（CompositeApparatus）常见一次设备用途：——水电厂的发电机都为同步电机，它能把原动机（水轮机）的机械能转变成电能。利用电磁感应原理将机械能转变为电能的。水轮发电机结构形式有以下几种：1）卧式结构卧式结构的水轮发电机通常有冲击式水轮机驱动。2）立式结构国产水轮发电机组广泛采用立式结构。立式水轮发电机组通常由混流式或轴流式水轮机驱动。立式结构又可分为悬式和伞式。发电机推力轴承位于转子上部的统称为悬式,位于转子下部的统称为伞式。3）贯流式结构贯流式水轮发电机组由贯流式水轮机驱动。贯流式水轮机是一种带有固定或可调转轮叶片的轴流式水轮机的特殊型式。

发电机（CircuitBreakers）G常见一次设备用途：——电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压的设备。变压器就是将一种数值的电压变成同频率另一种数值的电压变压器（Transformer）当一次绕组通以交流电时，就产生交变的磁通，交变的磁通通过铁芯导磁作用，就在二次绕组中感应出交流电动势。二次感应电动势的高低与一二次绕组匝数的多少有关，即电压大小与匝数成正比。主要作用是传输电能，因此，额定容量是它的主要参数。额定容量是一个表现功率的惯用值，它是表征传输电能的大小，以kVA或MVA表示，当对变压器施加额定电压时，根据它来确定在规定条件下不超过温升限值的额定电流。T常见一次设备母线（busbar）母线的作用是汇集、分配和传送电能。用途：——定义：可以连接多个电气回路的低阻抗导体。母线是指在变电所中各级电压配电装置的连接，以及变压器等电气设备和相应配电装置的连接，大都采用矩形或圆形截面的裸导线或绞线，这统称为母线。W原理：

高压断路器:在高压电路中起控制作用，用于在正常运行时接通或断开电路，故障情况在继电保护装置的作用下迅速断开电路，高压断路器是在正常或故障情况下接通或断开高压电路的专用电器。

低压断路器:也称为自动空气开关，可用来接通和分断负载电路，也可用来控制不频繁起动的电动机。它功能相当于闸刀开关、过过流继电器、失压继电器、热继电器及漏电保护器等电器部分或全部的功能总和，是低压配电网中一种重要的保护电器。

常见一次设备

正常时通断负荷电流，故障时切断巨大的短路电流，具有较强的灭弧能力.断路器（CircuitBreakers）用途：接通或切断负载结构：SF6，真空，空气，油，磁场QFQF常见一次设备用途：——检修设备隔离高压电源：用隔离开关断口的可靠绝缘能力，将需要检修的设备与带电部分相互隔离。——倒换母线：在断口两端接近等电位的条件下，带负荷进行分闸、合闸；变换双母线或其他不长的并联线路的接线方式。——合空载电路：利用隔离开关断口在分开时将电弧拉长和空气的自然熄弧能力，分、合一定长度的母线、空载电缆或架空线路的电容电流（不超过5A），一定容量的变压器的空载励磁电流（不超过2A），以及分、合电压互感器，避雷器和消弧线圈等回路。隔离电源，形成一个明显的断开点隔离开关（Switchgear）QS常见一次设备用途：——将一次侧的高电压按比例变为适合仪表或继电器使用的额定电压为100V的变换设备。用于隔离、保护、测量等。高压变为低压，供计量和继电保护用电压互感器（PotentialTransformer）TV运行要求：电压互感器二次回路不允许短路常见一次设备电流互感器（CurrentTransformer）用途：——电力系统广泛采用的是电磁式电流互感器(以下简称电流互感器)，它的工作原理和变压器相似。特点：

(1)一次线圈串联在电路中，并且匝数很少，因此，一次线圈中的电流完全取决于被测电路的负荷电流．而与二次电流无关；(2)电流互感器二次线圈所接仪表和继电器的电流线圈阻抗都很小，所以正常情况下，电流互感器在近于短路状态下运行。电流大变小，供计量和继电保护用TA运行要求：电流互感器二次回路不允许开路常见一次设备避雷器（SurgeArrester）用途：——

一种能释放雷电或兼能释放电力系统操作过电压能量，保护电工设备免受瞬时过电压危害，又能截断续流，不致引起系统接地短路的电器装置（见图）。避雷器通常接于带电导线和地之间，与被保护设备并联。当过电压值达到规定的动作电压时,避雷器立即动作,流过电荷，限制过电压幅值，保护设备绝缘；当电压值正常后，避雷器又迅速恢复原状，以保证系统正常供电。

抑制雷电过电压和操作过电压，保护设备F常见一次设备组合电器（CompositeApparatus）用途：——两种或两种以上的电器，按接线要求组成一个整体而各电器仍保持原性能的装置。结构紧凑，外形及安装尺寸小，使用方便，且各电器的性能可更好地协调配合。按电压高低可分为低压组合电器及高压组合电器。一次主接线一次主接线电气主接线电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。主接线图用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线图。

回顾：一次主接线——可靠性、灵活性、经济性

供电可靠性是电力生产首要要求。事故停电的机会越小，影响的范围越小，停电的时间越短，可靠性就越高。适应各种运行状态，并能灵活转换。不仅正常运行能安全可靠地供电，在系统故障或电气设备检修及故障时，也能并能灵活、简便、迅速地倒换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。主接线的设计应在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。

要求：一次主接线单母线双母线一个半断路器接线桥形接线角形接线单元接线扩大单元接线主接线形式一次主接线特点：接线简单清晰、设备少、操作方便，便于扩建和采用成套配电装置。灵活性和可靠性差。单母线接线一次主接线特点：一段母线故障，另一母线不间断供电。重要用户可双电源供电。一段母线或母线隔离开关故障或检修，整段母线停电。

两母线负载需均衡。单母线分段接线一次主接线特点：检修带旁路的断路器时，该回路可以不停电，提高了供电的可靠性。

单母线分段带旁路接线一次主接线特点：供电可靠调度灵活扩建方便便于试验投资较高倒闸复杂，易误操作双母线接线一次主接线双母线带旁路接线特点：断路器检修时，回路可不停电，供电可靠性高。

一次主接线特点：供电可靠性高布置简单投资高二次接线复杂一个半接线一次主接线内桥接线特点：投资少线路切换方便灵活性和可靠性较差一次主接线外桥接线特点：投资少主变切换方便适于两线路功率交换情况灵活性和可靠性较差一次主接线扩大内桥接线特点：灵活性和可靠性较好操作步骤多一次主接线特点：供电可靠性高投资相对较少二次接线复杂不便于扩建角形接线一次主接线发变组接线及发变组单元接线特点：接线简单，开关设备少，操作简便

任一元件故障需全停

采用两台（或三台）发电机与一台变压器的接线称为扩大单元接线。特点：每一发电机回路都装设断路器每台断路器和主变压器之间装设隔离开关。一次主接线扩大单元接线扩大单元接线与单元接线相比，其优点有：(1)减少了主变压器和主变高压侧的断路器的数量，减少了高压侧连线回路数，从而简化了高压侧接线，节省了投资和场地。(2)任一机组停机都不影响自用电的供给。其缺点有：当变压器发生故障或检修时，该扩大单元的所有发电机的电能都不能送出，同时，这种扩大单元接线中扩大单元的容量受到限制。扩大单元接线在我国许多大中型水电站中获得了广泛的应用。一次主接线一次识图及绘图

发电站一次图是由许多基本的一次设备基本电器图构成的。一次识图原则：①以电能流向为线索②清理相互关系③划分单元④了解功能及特点⑤电器设备仔细看⑥参数信息应清楚一次识图用规定的设备文字符号和图形符号，按其实际连接顺序绘制而成的，用图形将其表示出来,通常用单线图表示。一次绘图

常用软件：AutoCAD（AutoComputerAidedDesign）bacccd图标、会签栏图框线图面构成：边框线、图框线、标题栏、会签栏、主图变电所平面布置图2004D-06-01审定审核项目负责人专业负责人校核设计制图日期工程名称子项名称比例图号中国电力工程东北设计研究院阶段专业********工程小区变电所工程1/300施工图电力基本幅面代号A0A1A2A3A4b×d841×1189594×841420×594297×420210×297c10101055a2525252525倒闸操作

倒闸操作是指电气设备或电力系统由一种运行状态变换到另一种运行状态，由一种运行方式转变为另一种运行方式时所进行的一系列的有序操作。

倒闸操作定义：倒闸操作的原则：1）拉合刀闸时，开关必须断开。2）设备送电前必须将有关保护加用，没有保护或不能电动跳闸的开关不准送电。3）开关不允许带电压手动合闸。4）运行中的小车开关不允许手动分闸。5）在操作过程中，发现误合刀闸时，不得将误合的刀闸再拉开。6）在操作过程中，发现误拉刀闸时，不得将误拉的刀闸重新合上。 7）送电操作，先合电源侧隔离开关，后合负荷侧隔离开关，再合断路器；停电顺序与此相反。 8）变压器停电时，先拉负荷侧开关，再拉电源侧开关，最后拉开两侧闸刀，送电顺序与此相反。先合电源侧，后合负荷侧，可由线路断路器断开故障；跳闸和故障只影响本出线。先合负荷侧，后合电源侧，则线路断路器不能断开故障，跳闸和故障影响整个母线。关于第7点的特别说明：若断路器触头意外闭合，隔离刀闸闭合负荷引起的拉弧可能造成弧光短路。允许用隔离开关进行的操作：拉合无故障的电压互感器和避雷器拉合无故障的空载母线拉合无接地故障的变压器中性点地刀拉合无阻抗等电位的并联回路（如双母线刀闸）拉合电容电流不大于5A的10kV以下空载线路

高压电气设备应具备五种防误功能的简称，是电力安全的重要措施之一。

1、防止误分、合断路器。

2、防止带负荷分、合隔离开关。

3、防止带电挂（合）接地线（接地开关）。

4、防止带地线送电。

5、防止误入带电间隔。

变配电室的“五防”即防火、防水、防雷、防雪、防小动物。“一通”即保持通风良好。五防：厂用系统介绍水力发电厂的厂用机械1）为水轮机和发电机服务的机械如：机组的调速和润滑系统的油泵，发电机冷却系统和机组润滑系统中的水泵等。2）为变压器冷却服务的机械如：通风泵、油泵、水泵等。3）为堤坝、进水管、发电机间等服务的机械如：起重机、卷扬机、行车、电梯等。4）辅助设备的机械如：供水泵、排水泵、供蓄电池组充电用的充电池组或整流设备、备用励磁机等。厂用负荷分类：（1）I类负荷（2）II类负荷厂用负荷分类（3）III类负荷（4）事故保安负荷（5）不间断供电负荷I类负荷

短时（手动切换恢复供电所需的时间）停电将影响人身或设备安全，使机组运行停顿或发电量大幅下降的负荷。

如水力发电厂中的调速器、压油泵、润滑油泵等。

接有I类负荷的高、低压厂用母线，应设置备用电源。当一个电源断电后，另一个电源就立即自动投入。II类负荷

允许短时停电（几秒至几分钟），但较长时间停电有可能损耗设备或影响机组正常运行的负荷。

如水力发电厂中的漏油泵、水轮机上盖排水泵、整流设备、吊车、照明设备等。II类负荷一般由两段母线供电，采用手动切换。III类负荷

长时间停电不会直接影响生产的负荷。

如试验室和检修班室的用电设备等。

III类负荷一般由一个电源供电。

即在停机过程及以后一段时间内仍应保证供电的负荷。否则将引起主要设备损坏、重要的自动控制失灵或推迟恢复供电。注意：通常大容量机组应设事故保安负荷。事故保安负荷不间断供电负荷

在机组运行期间，以及正常或事故停机过程中设置在停机后的一段时间内，需要连续供电并具有恒频恒压特性的负荷，称为不间断供电负荷。如实时控制用的计算机、热工保护、自动控制和调节装置。一般采用由蓄电池供电或配备数控的静态逆变装置。厂用供电电源及其引接方式（1）工作电源（2）备用电源和启动电源厂用电源（3）事故保安电源若有35kV和6kV两个电压等级时，一般从35kV母线引接。我们大