变电站电力系统课件

发电厂变电站电气设备发电厂变电站电气设备第一章绪论第二章电力系统中性点的运行方式第三章电弧及电气触头的基本知识第四章低压电器第五章熔断器第六章高压开关电器第七章互感器第八章母线、电力电缆及绝缘子第九章电力电容器和电抗器第十章电气主接线第十一章自用电接线第十二章配电装置第十三章接地装置第十四章电气设备的选择

第一章绪论第一节我国电力工业发展简况第二节发电厂和变电站概述第三节发电厂变电站电气设备概述第四节电气设备的主要参数本章小结思考练习

1.1我国电力工业发展简况电力是工农业生产不可缺少的动力,并广泛应用到一切生产部门和日常生活方面。电能有许多优点:首先,它可简便地转换成另一种形式的能量。例如,电动机,是将电能转换成机械能,拖动各种机械;又如我们日常使用的电灯,是将电能转换为光能,满足照明需要。其次,电能经过高压输电线路,可输送很远的距离,供给远方使用。另外,许多生产部门利用电能进行控制,更容易实现自动化,提高产品质量和经济效益。电力工业应满足国民经济发展的需要,因此,在国民经济中保持电力工业适度的超前发展是十分必要的。中国经济的持续快速发展大大推动了电力行业的发展。“十五”（2001～2005年）后期至2020年,中国电力工业将进入一个新的发展时期,全国电力装机容量将会实现大幅增长。截至2003年底,中国电力装机容量达到3.8亿kW,预计到2005年将达到4.5亿kW以上,2010年将达到6.5亿kW左右,2020年将达到9.5亿kW左右。目前中国百万千瓦以上的水、火、核电站的总数已达到107座,比2000年初增加27座。中国已形成以大型发电厂和高效大容量发电机组为骨干的电力生产体系。进入21世纪的中国电力工业发展已步入了大电网、大机组、高参数、超高压和自动化、信息化及全国联网的新阶段。1.1我国电力工业发展简况火电站中装机容量最大的为福建漳州后石电厂,为360万kW。水电站装机容量最大的是在建的三峡水电站,为1820万kW。核电站中装机容量最大的为广东岭澳核电站,为198万kW。新能源的开发方面,中国电力企业联合会的统计显示,经过近10年以年均55%的快速增长后,至2003年底,中国内地已建成的风力电厂达40个,风力发电机组达1042台,累计装机总容量为56.7万kW。300MW火力机组已成为我国主力发电机组,目前我国已具备600MW级及以上容量火力发电机组的设备制造能力,单机容量为600MW机组的电厂目前已开始相继投建。中国风能资源非常丰富,尤其是西北、东北和沿海地区。为此,中国有关部门已作出规划,到2005年中国风力发电装机总量将达到100万kW,到2010年将达到400万kW,到2020年将达到2000万kW,届时在全国电力能源结构中的比例将占到2%。1.1我国电力工业发展简况我国各地资源分布和经济发展很不平衡:从一次能源分布看,水能资源主要集中于西部和西南部地区,可开发容量占全国83%,煤炭资源集中在于华北和西北部地区,占全国80%;从各地区发展和电力消费水平看,中部和东部沿海地区经济总量占全国82%,电力消费占78%,而西部地区则分别只占18%和22%。这种资源和经济发展的不平衡客观上要求必须加快全国联网,推动西电东送和南北互供,以促进全国范围内的资源优化配置。早在1989年,就已形成了7个跨省电网:东北电网、华北电网、华东电网、华中电网、西北电网、西南电网、南方互联电网(含香港电网和澳门电网)。在经历了从省网发展到大区电网的积累后,跨大区电网互联工程大步推进。1989年9月,华中华东电网之间的±500kV超高压直流输电工程(1.2GW)投入运行,在中国首次实现非同步跨大区联网。“十五”期间全国联网取得实质性进展。2005年前后,将以三峡工程为中心,以华中电网为依托,向东西南北四个方向辐射,建设四个方向的联网和输电线路,同时不断扩大北中南三个主要西电东送通道规模。届时,除新疆、西藏、海南、台湾外,全国互联电网格局基本形成。1.2发电厂和变电站概述一、发电厂发电厂是把各种一次能源转换成电能的工厂。1火力发电厂燃料的化学能—蒸汽的热能—机械能—电能火电厂布置图1—煤场;2—锅炉房;3—汽机房;4—主控制室;5—办公楼;6—烟囱;7—屋外高压配电装置1.2发电厂和变电站概述2水力发电厂堤坝式（坝后式、河床式）坝后式水电厂1—坝;2—压力水管;3—厂房河床式水电厂1—进水口;2—厂房;3—溢流坝1.2发电厂和变电站概述引水式引水式水电厂1—堰;2—引水渠;3—压力水管;4—厂房1.2发电厂和变电站概述抽水蓄能电厂抽水蓄能电厂1—压力水管;2—厂房;3—坝1.2发电厂和变电站概述3核电厂压水堆核电厂发电方式示意图1—核反应堆;2—稳压器;3—蒸汽发生器;4—汽轮发电机组;5—给水加热器;6—给水泵;7—主循环泵4其它发电方式 利用其他一次能源发电的,有风力发电、潮汐发电、地热发电、太阳能发电等。此外,还有直接将热能转换成电能的磁流体发电等。1.2发电厂和变电站概述2.变电站 变电站是联系发电厂和用户的中间环节,起着变换和分配电能的作用。电力系统原理接线图1.2发电厂和变电站概述变电站根据它在系统中的地位，可分为下列几类：1枢纽变电所2中间变电所3地区变电所4终端变电所三峡水电站伊泰普水电站溪洛渡水电站火电防厂火电咳厂秦山宾核电狼站大亚榨湾核园电站风电末厂太阳兴能发催电太阳浑能风径能互剃补发公电返回1.浸3车发电昼厂和轻变电缘瑞站电党气设收备概驻述1．海主裙要电晌气设门备一次刮设备久：直什接生省产和叹输配钢电能基的设乖备称临为一墙次设应备。二次逝设备碍：对支一次迟设备鹅的工指作进凝行监榜察测沃量和写控制宗保护汗的辅豪助设抵备成蓬为二劲次设创备。2．晌电志气主廊接线一次挠设备廉连成滤的电夫路称侮为电载气主谅接线蓬或一再次电娇路（于主电僚路）陷。泳二次鄙设备详连成妙的电跑路成倾为二都次电竹路（好副电跑路）督。奋电路冠图是内用一退定的粮图形伏符号春描绘肌成三香线图跃或单型线图构，主甩接线鹊图通浆常画夸成单债线图究。割几种戒典型晃的主评接线劝（单绘母线握、双隙母线距、桥开式接流线、戴单元斧接线盯）1.管3病发电期厂和初变电伶站电皂气设峡备概锦述3．帆主治要电顷气设舍备母线珠：汇擦总接忽受和嚷分配伶电能奏的装叫置。旨断稍路器狐、隔杯离开回关：薪断路按器是善用来歪接通架和断霉开电略路。言隔离矿开关玩不能圾用于吐接通场或断仅开有位负荷魄电流东的电原路，住因其宅无灭汗弧装忆置，暮作用释是使蝇需要粒停电今设备考与带地电部秆分可杰靠地夫隔开么。杜互感贱器：咳把一爱次电些路的肥高电纳压和完大电匆流变撒换为财二次蒸设备男所需睡要的抢低电旬压和伟小电处流，坟同时过实现同了一德次与模二次洪的隔口离。浓电策容器缝：补速充系年统无餐功功赠率缺立额的在电气酱设备柔。思考名题1丈.两我国匠电力念工业概发展熟的方烦针是崇什么恰?2劝.约发电皮厂、挠变电番所的可类型胆有哪径些?胀各蔑有什斩么特锈点?3改.哥哪些胞设备降属于丑一次全设备雹?算其功事能是蛇什么涝?第二颈章电力典系统管中性何点的拴运行械方式第一朵节袋中夜性点丢不接腰地的浪三相零系统第二艳节梨中钩性点迷经消汉弧线冠圈接掠地的梅三相观系统第三蜜节捧中射性点苹直接嫂接地妙的三鹿相系普统第四柏节篇中惊性点当经阻须抗接朵地的虚三相茶系统第五色节锄主贿变压盒器和册发电贷机中饶性点艘接地韵方式本章水小结思考甜练习电力方系统慕中性拦点是件三相益绕组炭作星沾形连痰接的危变压棉器和箩发电虫机的虾中性厦点。电力吐系统各中性耀点与蜻大地临间的蜡电气寨连接棕方式兰，称木为电猾力系球统中限性点炕接地愉方式都（即贺中性匹点运偷行方抬式）庭。电力必系统炉中性稻点的博运行歼方式纯，可归分为慕中性间点非淘有效他接地邮和中屿性点推有效仰接地况两大腐类。中性窄点非娇有效搂接地下包括平中性热点不赵接地斩、中田性点男经消草弧线婚圈接思地和斥中性应点经删高电峡阻接她地的煎系统途，当彼发生件单相杰接地姿时，善接地茧电流溪被限湾制到址较小摄数值舟，故杜又称民为小狠接地烟电流朽系统盘；中性绸点有域效接堆地包瓣括中薄性点援直接因接地缠和中竖性点挨经小泼阻抗鼻接地县的系隶统，冻因发姐生单认相接缝地时惑接地彩电流凡很大滤，故封又称拢为大察接地咏电流慕系统隙。2.贱1螺中性纺点不凤接地象的三车相系尊统一、售正常倡运行咽情况中性箭点不赔接地畏系统惑的正奔常运痛行情洲况时症的电成路图2.积1殃中性泡点不盛接地固的三侄相系耍统电力汤系统衣正常亿运行嗽时，危一般脱认为越三相梢系统剥是对甲称的叼，若搁三相僻导线鼠经过伴完全谷换位蒸，则坟各相柿的对牲地电跳容相详等，典相对顿地电步压分揭别为指：各相窃导线量对地甚的电议容相晓等并泻等于裙C，查正常员时各缠相对胶地电标容电疲流的长有效乖值也窝相等矿，且恒有ICU＝ICV＝ICW＝ω惑CUph中性普点不率接地翠系统贸的正蛮常运悲行情绘况时查的相案量图2.杂1棕中性耻点不饭接地召的三番相系乒统一、苹单相既接地设故障中性汁点不狼接地秒系统鱼的单泳相接与地时伐的电冒路图2.鸦1最中性妈点不踩接地除的三陆相系辨统当W膝相完找全接才地时锄，故者障相攻的对趴地电背压为捕零，槐即：则有子：非故私障相急U相斑和V后相的挽对地赞电压跑分别走为：非故叉障相糕的对蚀地电得压升博高到你线电语压，龟即升蒜高为化相电浑压的随倍。系统合三相勇的线瓣电压汽仍保牲持对殖称且屠大小砍不变骆。因限此，会对接将于线推电压血的用川电设州备的壁工作败并无奴影响盟，无语须立篇即中干断对芬用户雾供电貌。2.装1河中性如点不乞接地碎的三善相系划统Ｗ相项接地雨时，冤W相略对地跳电容术被短乐接，队Ｗ相功的对堪地电茫容电欢流为划零。卵未接桃地U偷、V灵相的劈燕对地生电容摩电流缩慧的有孟效值片为：此时之三相张对地恼电容挨电流远之和易不再撒等于魄零，饲大地五中有熊容性糕电流钩流过急，并歌通过闻接地亦点形略成回谷路，悬接地烤电流臂：单相膏接地仰电容专电流洁的实查用计们算为郑：式中蕉：IC—接继地电盘容电湿流，欢A；U—逢系统贴的线重电压突，k锤V；L1悠—架家空线决路的士总长红度，梯km翁；L2安—电探缆线浇路的俩总长婆度，域km猪。2.抢1朽中性倦点不赖接地矛的三找相系粉统中性注点不嗓接地辜系统塘的单伶相接宪地时烛的相旱量图当发畜生不凭完全造接地塞时，砖即通粉过一驱定的低电阻探接地批时，藏接地杯相的昆相对胀地电胳压大剪于零烦而小税于相皇电压辞，未易接地尊相的寄对地都电压丙大于牺相电讲压而败小于荡线电梳压，显中性视点电敌压大否于零笑而小合于相升电压柜，线窄电压裤仍保巩持不火变，域此时摔的接羡地电冷流要负比完虾全接瞎地时续小一用些。2.葵1证中性仅点不怜接地淹的三济相系丝式统中性豆点不采接地与系统摘发生留单相艇接地迫故障年时产喉生的弓影响师：单相买接地丝式时，税在接锄地处比有接率地电倦流流罚过，蚕会引义起电嘱弧，烈此电过弧的猾强弱则与接警地电味流的寨大小航成正滴比。当接帖地电积流不菜大时泳，交露流电懂流过父零时还电弧炭将自毫行熄给灭，畏接地沙故障戒随之崭消失免，电窝网即猜可恢弓复正舅常运待行；当接溉地电趋流超犬过一蝇定值皂时，缝将会母产生据稳定田的电描弧，射形成权持续斩的电花弧接睬地，共高温欣的电灾弧可竖能损坑坏设灰备，赖甚至雹可能攀导致令相间培短路棚，尤堤其在良电机妄或电填器内净部发氧生单棚相接冤地出遭现电拘弧时缴最危涝险；接地茂电流盐小于桶30开A而快大于舌5～轧10扶A时根，有徐可能错产生席一种凶周期维性熄俊灭与灰复燃衡的间皇歇性熟电弧侵，将视引起翻过电包压，催其幅适值可驳达2飞.5瞒～3车倍的狭相电泄压，目这个纠过电爸压对守于正臂常电蓝气绝膏缘来饶说应坚能承蚕受，管但当爽绝缘适存在买薄弱揭点时桑，可风能发寺生击嘱穿而幕造成拜短路摆，危运及整降个电枪网的是安全锋。2.芽1效中性南点不射接地卸的三粒相系剧统单相污接地旗故障伪时，效由于迅线电额压保循持不疼变，忍对电惨力用笑户没柏有影冰响，仓用户剑可继棍续运迅行，侍提高炼了供滋电可枕靠性够。为防们止由估于接栋地点伴的电礼弧及遭伴随眠产生由的过丧电压宴，引候起故愤障范冷围扩任大，百在这葡种系傍统中要必须斥装设触交流自绝缘侧监察胆装置衬，当敲发生指单相裂接地熔故障音时，解立即权发出蓝绝缘胃下降运的信戒号，棕通知稀运行承值班投人员并及时遣处理间。电力勇系统订的有抢关规停程规理定：席在中疑性点宫不接住地的焦三相次系统倍中发侨生单帆相接鲁地时洁，允央许继战续运怖行的青时间迟不得费超过2ｈ，敞并要口加强撒监视潮。系统蝇中电满气设唯备和音线路稀的对盛地绝障缘必门须按规能承捆受线纪电压述考虑车设计朗，从持而相掠应地痕增加胞了投桑资。2.泰1逼中性刊点不誉接地勤的三基相系编统（１零）3鉴～1没0k孤V钢声筋混室凝土诊或金凉属杆嗽塔的问架空设线路辽构成杰的系彻统和绵所有彼35贯kV双、6慕6k祝V系习统，嘴不直纯接连斩接发傻电机盈的系撑统；偿当接欧地电圆流I泥C＜粮10毛A时定；（２窜）3永～1头0k筑V非买钢筋托混凝译土或盒非金副属杆已塔的引架空刊线路灵构成点的系脑统，脱电压稻为3催kV络时，叔接地释电流营IC察＜3崇0A惩；电陵压为碎6k旱V时唯，接床地电挖流I捐C＜辩20刊A；（３容）3梅～1稼0k漠V电峰缆线末路构肝成的赌系统滤，接领地电踢流I火C＜逝30案A；（４脂）与烘发电翻机有渐直接笋电气调联系屠的3共～2闯0k朵V系成统，利如果员要求高发电溜机带泡内部酒单相颜接地樱故障自运行州，当帖接地仗电流探不超地过允挎许值魂时。适用障范围2.周2活中性小点经清消弧甚线圈杨接地拘的三挎相系吊统消弧检线圈勺的结选构特铸点：①为隆了保浆持补侍偿电册流与垮电压持之间具的线筋性关贿系，节采用授滞气肢隙铁船芯②气哥隙沿遥整个矮铁芯估均匀捏设置夹，以糟减少辅漏磁③为痕了绝庄缘及巨散热葵，铁刊芯和渡线圈川都浸竟在油碗中④为泪适应质系统喜中电毯容电罚流变柏化特钢点，游消弧黎线圈墨中设酷有分侮接头托（5惜～9魂个）中性璃点不锡接地夫系统勇，具佛有单坟相接景地故筹障时仿可继苍续用血户供疮电的率优点愿，即磁供电程可靠醉性比燥较高翼，但茂当接另地电蜜流较最大时兰电弧袜不能介自行猴熄灭贡则将污造成吗危害适。3-丑66碗kV驶系统烘中，埋当单辱相接范地故洁障电像流超碰过规涂定值魂时应幻玉采取皇措施老减小脑接地挥点的惰电流傻。这微时可吗采用上中性滚点经全消弧冬线圈筐接地丧的方脱式，曲在发促生单工相接议地故询障时彼，接辱地处侵流过娱一个吓与容舌性接征地电谋流相昏反的士感性肾电流率，即猛消弧病线圈蚀对接称地电掌流起粪补偿析作用冲，使斗接地柴点处六的电膝弧能役自行费熄灭蛋。2.缴2密中性京点经巧消弧求线圈节接地坟的三护相系寺统⒈忆正常杠运行碧（理穷想）奥情况Ｕ0顷＝０臭→Ｉ影L＝锯０，篇消弧蹄线圈君不起虽作用教。⒉诊单相按接地重故障灾(挥如C层相完闪全接极地)电压忌及电岔流关逆系分鸣析①电李压关扔系与阅不接你地系滨统相暑同；②在便习惯土规定译方向祸下,纹ＩL和ＩC在接设地处交相互汉抵消屋而实章现补打偿。2.间2临中性竭点经绸消弧拘线圈穿接地双的三秋相系接统3剥适用妈范围35碎kV重及以爹下接道地电翼流不疯满足急中性预点绝公缘系缸统规愧定值漫时采固用；于雷嗽害事贪故严洋重的拌某些申大城脾市电袄网的狐11灾0k天V系势统也邪可采胆用。4捡补偿验方式⒈搭完全获补偿阳Ｉ筝L＝歇ＩC花即１氧／ω葡Ｌ＝泼３ω盘Ｃ；串联航谐振命过电淘压危唉及绝箱缘。⒉岂欠补挣偿窗Ｉ漫L＜绳ＩC见；切除读线路体或频煌率下厦降可垂能谐李振。⒊平过补嫂偿燃Ｉ星L＞量ＩC听；⒋临补偿巩容量摔的选着择Ｑh盐.e戴≥1投.3盆5Ｉ残cＵ咱x5.星消刊弧线弊圈的货安装圈地点发电旗厂的希发电荡机或活厂变磨的中自性点特；变展电所伟主变轨的中债性点瞧。2.四3压中性临点直无接接炮地的谱三相找系统中性爆点直钳接接握地，组即中肯性点伍直接叠与大运地相钉连。正常中运行欠时，由窑于三怨相系献统对凳称，母中性派点的稍电压徐为零音，中泉性点枯没有帆电流浮流过叙。发生单相英接地时，帜由于惨接地有相直密接通堆过大邮地与尊电源活构成则单相燃回路助，故凭称这娱种故虽障为钢单相灰短路个。此狠时供壤电中碍断，埋可靠投性降腿低。柄但是笛，该府方式昌下非础故障尤相对炼地电榨压不段变，笑电气绍设备棒绝缘忘水平求可按萝相电醉压考怖虑。销此外驱，在福38盒0/育22艰0V偿低压枝供电裙系统筛中，多线对活地电乳压为桑相电厌压，吐可接蓝入单难相负毛荷。2.腥3幻玉中性科点直砖接接车地的食三相炉系统优点石：1、蜓不外州加设折备即匠可消怖弧2、隶降低槽电网之对地养绝缘股，节斑省造宴价缺点足：1、痛供电秆可靠惕性降继低改进庸：装绍自动趁重合程闸装菠置、怖加脆备用品电源2、撕短路乌电流盈很大改进巩：如中性菊点经菊电抗根器接雾地