发电厂电气部分重点(考试重点)

学习文档仅供参考学习文档仅供参考【燃料的种类：固体、液体、汽体】整个生产过程可分为三个系统：(1)燃烧系统：燃料的化学能在锅炉中燃烧转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸气。(2)汽水系统：蒸汽进入汽轮机，冲动汽轮机旋转，将热能转变为机械能。(3)电气系统：汽轮机带动发电机转动，把机械能变为电能。能量转换过程：化学能一^热能机械能一^u电能燃烧系统 汽水系统 电气系统排粉风机煤粉一次风tl运炭縻煤、烧、风烟因T”冲灰水排粉风机煤粉一次风tl运炭縻煤、烧、风烟因T”冲灰水个「系统组成图17火电厂燃烧系统流程示意图它缶眼麟、岷侬和它缶眼麟、岷侬和i豳侬三个子系纵水自旨光三机械能发电机〉电能薨汽过

热器省煤器沌水系正过热蒸汽厂电々系统U间再

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热那oO麒口给水氽汽轮in发申机断路涔凝汽器给水±水[2\ /隰离开关'用高压母战主交长耕厂相交••一抽汽 ►热用户热电厂士温S热隅北裂图1-2火电厂汽水系统流程及电气系统图抽水蓄能电厂作用1）调峰。2）填谷。在低谷负荷时，可使火电机组不必降低出力（或停机）和保持在热效率较高的区间运行，从而节省燃料，并提高电力系统运行的稳定性。3）事故备用。4）调频。跟踪负荷变化的能力很强，承卸负荷迅速灵活。5）调相。6）作为黑启动电源。无需外来电源支持能迅速自动完成机组的自启动，并向部分电网供电，带动其他发电厂没有自启动的机组启动。7）蓄能。水电厂分类：堤坝式水电厂（①坝后式②河床式）2）引水式水电站3）混合式水电厂水电厂特点1）可综合利用水能资源【航运、灌溉等，2）发电成本低，效率高。3）运行灵活，启、停迅速。适用于用作调频、调峰。4）水能可储蓄和调节。5）水力发电不污染环境，相反，还可改善自然生态。6）投资大（单位kW）,且建设周期长。7）位于山区，地形更杂。8）设备利用率低［有枯水期和丰水期之分］。调峰电站为1500-3000小时/年。一次设备:生产、变换、输送、分配和使用电能的设备①生产和转换电能的设备②接通或断开电路的开关电器③限制故障电流和防御过电压的设备④载流导体⑤仪用互感器6无功补偿设备、接地装置二次设备:对一次设备进行测量、控制、监视和保护用的设备①测量仪表②继电保护及自动控制③直流电源④操作电源、信号设备及控制电缆断路器：在正常情况下控制各输电线路和设备的开断及关合。有灭弧能力。先断后通。隔离开关：①设备检修时，隔离电压；②倒换电源操作，改变运行方式。没有灭弧装置，不能合分5A以上的电流，但具有明显断口。先通后断。电压互感器：把高电压变成标准的低电压，供测量、继电保护、监视等各种设备和仪表用。一次绕组并联在电路中。电流互感器：把大电流变成标准的小电流，供测量、继电保护、监视等各种设备和仪表用。一次绕组串联在电路中。避雷器：是保护电气设备免遭雷电入侵波危害的设备1、电气接线定义：根据各种电气设备的作用及要求，按一定方式用导体连接起来所形成的电路。分类:电气主接线（又称电气一次接线或电气主系统）电气二次接线配电装置（1）定义：根据主接线的要求，由开关设备、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，其作用是接受和分配电能。(2)按安装地点分类：①屋内配电装置：＜35kV②屋外配电装置：＞=35kV限制导体〔或其它电气设备〕长期工作电流的根本条件：是其稳定温度不应超过长期发热最高允许温度，即 为,储计算目的：确定导体的长期允许工作电流，即载流量。工程条件：，max«/./(4)1)求导体的载流量，此时 Q.=4=70C7港右皓由酊日R小举例1:设〃=200048n=25C,3=70C。,现珞=30。°心(加)求解：&(30)=J；］；；x2000«1885.6A短路电流热效应2〃计算；目的:确定导体的最高温度.由于短路电流变化复杂，工程上常采用近似计算法来计算----即采用实用计算法【辛卜生法】代入得：q=k，力Jj［沁+?(1—e全居。=Qp+Qnp0 0“求非周期分量的热效应QnpQ”=乙,。一6会"心=TI21、求周期分量的热效应。对于任意曲线的定积分，可采用辛卜生法Qd=广I^tclt“—0+1077+/j)Jo 12' 〃 ，k＞电动力计算：毕奥-沙瓦定律法4=卜%=卜％ =①xio-7(r)2a兀 cif1+1 4"X1°学习褥后附Q,饰H物dF=idLxB (近的方向与电流弓方向相同)学习文档仅供参考学习文档仅供参考一、主接线的基本形式按照主接线母线设置情况,‘用点；套线荷比可宛如下两大类/L=—"X1,窿磁上线1,2方便，便于安裳和扩建，但占地面积较大。适用于进出二线数较多的厂（所）°「单母线接线系统,单母线分段接线I单母线分段带旁路接线r双母线接线有汇流母线的接线形式双母线接线系统4双母线分段接线〔双母线带旁路接线I3/2接线单元接线发电机一双绕组变单元接线发电机一三绕组变单元接线发一变一线单元接线无汇流母线的垂线形式 S桥形接线.特点：使用设备相对较少，占:地面积少。只适用于进出线数1多角形接线、少"丕再扩建和发展的匚惬［内桥接线1外桥接线「三角形接线I四角形接线优点：接线简单，操作方便，设备少、经济性好，并且母线便于向两端延伸,扩建方便，缺点：1、可靠性差，母线或母线隔离开关检修或故障时，所有回路都要停止运行，造成全厂（站）停电。2、调度不方便，电源只能并列运行，不能分列运行，并且线路侧发生短路时，有较大的短路电流。适用地点：此接线形式一般用在出线回路少，没有重要负荷的发电厂和变电站中。操作程序：QS：先通后断，且母线（电源）侧刀闸QS2先通后断。QF：先断后通LiL2L3L4图47单母线接线图43单母线分段接线举例：如图4—4所示，正常运行时，图43单母线分段接线举例：如图4—4所示，正常运行时，QFP、-QS8均在断开位置，写出检修QF1的操作票。分析供电路径:图47单母线分段带专用旁路接线2、单母线分段接线用断路器分段运行特点如下：①任一段母线(包括QS.)故障或检修，非故障段母线照常工作，缩小了停电的范围，②重要用户可以从两分段母线上取得电源。双回路供电③检修任一进出线回路中的QF,该回路必须停止供电。以下同单母线接线特点。适用地点：亩于6-10kV系统时，每段母线上所接容量不宜超过2.5万kW,用于35-60kV系统时，出线回路数不应超过八回，用于110-220kV时，出线回路数不应超过四回。3、加装旁路断路器与旁路母线的接线(1)加装专用旁路QF的接线前述两种接线，检修QF时，该回路必须停电，为解决这个问题，需要加装旁路母线。如图所示WP。旁母作用：检修任一台进出线断路器，可以不中断该回路的供电。（2）单母线分段兼旁路接线（重点）木佟（2）单母线分段兼旁路接线（重点）木佟M-6单母线分段兼旁路接我图4-6单母线分段兼旁路接线操作票，第一步：检查旁母完好情况①合QS3：②合QS4：③合QFP（并投入继保），充电5分钟，若不跳闸，说明PM完好。第二步：检修操作方法一，等电位操作：④合QS5；⑤断QF1；⑥断QS2；⑦断QS1。方法二，非等电位操作：④断QFP,⑤合QS5；⑥合QFP；⑦断QF1；⑧断QS2；⑨断QS1。如右图示：分段QFD兼作旁路断路器。正常运行时,WP不带电，QFD、QS1、Q52在闭合位置，QS3、QS4、QSD在断开位置，以单母线分段运行。1）运行特点分析此接线除具有单母线分段接线的一切优点之外，还具有下列两个优占・A、检修任一台进出线QF时，可以不中断该回路的供电举例：写出检修QF1的操作票（分析供电路径）第一步：检查旁母是否完好（先现场目测，后充电检查）①合QSD,②断QFD,③断QS2④合QS4⑤合QFD,并投入继保，如旁路完好，则QFD便不会跳闸第二步：检修操作⑥合QS7；⑦断QF1；⑧断QS6；⑨断QS5B、当检修任一段母线时，如果系统能量充裕时，可以保证部分一类负荷不停电。

二、双母线接线系统1、双母线接线运行特点：(1)检修任一组母线，不会中断对用户的连续供电(利用母联倒换操作)(2)一组母线故障后，该母线上的所有进出线都要停电，但能迅速恢复供(3)检修任一回路中的母线侧QS,仅该回路停电，其余线路照常工作。(4)断路器检修，可临时用母联代替，但须短时停电°(5)运行调度灵活，通过倒换操作可图4-8双母线接线图4-8双母线接线(6)任一回路中的QF,如拒动或因故不能操作时，可用母联代替操作。要腾出一组母线。(7)在特殊需要时，可以用母联与系统进行同期或解列操作。(8)QS不仅用来隔离电压，而且还用来倒换操作(9)扩建方便。适用地点：此接线具有供电可靠，调度灵活，又便于扩建等优点，在我国大中型厂(所)中广泛采用。但所用设备多【特别是QS】，同时，QS又作为操作电器，易发生误操作，不易实现自动化和远动化，因此，特别重要的大型电厂(所)不允许采用此接线。举例：检修W1母线，写出检修操作票。图4-8双母线接线【运行方式：双母线接线按单母线运行，即W2不带电】

图4-8双母线接线2、双母线带旁路接线（重点）如下图所示，QFP：专用旁路断路器；QFC：专用母联,图4-9图4-9双母线带旁路接线此接线除具有双母线接线的所有优点外，还具有下列两个优点：（1）旁路母线可避免检修任一进出线QF时的短时停电现象C2）检修母线侧QS时，可以不中断供电举例：检修QFT,写出其检修操作票【方法有多个】分析：1）首先弄清运行方式哪些QS、QF是在合上的，哪些QS、QF是断开的，假设此接线按单母线运行方式，即W1为工母，W2为备用，QS01、QS02、QFC及与W2相连的隔离开关均在断开位置。（红线路径）第一步：查备用母线W2完好情况①合上QS01、QS02；②合QFCC投入继电保护，如不跳闸，说明W2完好）第二步：查旁母完好情况③合QS3、QS6④合QFP（投入继保），如下跳闸，说明W3完好第二步：检修操作⑤合QS7⑥断QF3⑦断QS5、QS2,然后进行检修电气主接线的初步设计步骤（重点）（一）发电机电压母线的接线设计（二）机压母线上发电机台数确实定【对地区性发电厂来说】（三）升高电压母线的接线方式设计（四）主变容量、台数、型号确实定必须限制短路电流IK,其目的：1、对大功率系统要求克服QF的断流容量（INbr）不足的缺点。2、对于小功率系统，可以采用轻型设备。所谓“轻型”是指QF的额定电流与所控制回路的额定电流相匹配。3、使设备免受大的电动力和发热的影响。变电所主变容量确实定原则①一般应按5-10年规划负荷来选择②对重要变电所，应考虑一台主变停运时，其余主变在允许过负荷范围内，应满足I类和II类负荷的供电。③对一般变电所，当一台主变停运时，其余主变容量应能满足全部的70-80%。变电所主变台数确定原则①与系统有强联系的大、中型发电厂和变电所，在一种电压等级下，主变应不小于两台。【一般为两台】②对弱联系的中、小型电厂和低压侧电压为6-10kV的变电所，或与系统联系只是备用性质时，可只装一台。早期故障期（A）故障一般是由设计制造和安装调试方面的原因引起的。其主要任务是严格进行试运转和验收。偶发故障期（B）多由运行操作上的失误造成的。这期间故障率较低且稳定，大致为常数，其长度，称为设备的有效使用寿命。耗损故障期（C）主要原因是设备某些零件的老化和磨损。如能预知耗损开始时间，事先进行预防、维修，能延长设备的实际使用寿命。不可修复元件的可靠性指标口）可靠度【R。）】（2）不可靠度（3）故障密度函数f（t）（4）故障率入（t）：可修复元件的可靠性指标（1）可靠度【R（t）】（2）不可靠度【F（t）,乂称失效度】（4）故障率入⑴（5）修复率口⑴（6）平均修复时间MTTR【用TD表示，乂称平均停运时间】7）平均运行周期MTBF【用TS表示，乂称平均故障间隔时间】8）可用度A【又称可用率，有效度】厂用电本身来说，按其用电设备的作用和突然供电中断时造成危害的程度，可分为以下四大类：I类负荷、n类负荷、m类负荷、事故保安负荷①01类负荷on类负荷（直流保安负荷）oni类负荷（交流保安负荷）备用电源引接方式：①当有机压母线时，由与工作电源不同的分段上引接。②当无机压母线时，由与电力系统连接的最低一级电压母线上引接，或由联络变的第三绕组引接。2）引接要求：①独立性；②足够的供电容量。工作电源引接方式：引接要求；①供电可靠；②容量满足负荷的要求；③不应少于两个。（D高压厂用工作电源应从发电机回路引接，其引接方式与电气主接线形式有关①当有机压母线时，应从各母线段引接，供应接在该母线段的机组的厂用负荷。②单元接线时（包括扩大单元接线）时，应从主变低压侧引接，供应本机组的厂用负荷。⑵低压厂用工作电源（380V/220V）一般由高压厂用母线上取得自启动的危害性：启动电流大，导致：①厂用母线电压降低，降低了供电可靠性；②使电动机发热严重。因此，必须进行自启动校验。1、什么叫情行？转速下降的过程2、什么叫自启动？转速上升的过程电动机自启动校验1）电压校验①假设成组电动机在电压消失或下降时全部处于制动状态，电压恢复后，同时自启动。②忽略外电路中所有元件的电阻。 ③系统电源视为无穷大电源。④基准值：变压器低压侧的额定容量，厂用电电网额定电压。 %U栉按炉分段原则：高压厂用母线按锅炉的台数分成假设干独立工作段 4十“加优越性：即便于运行、检修，乂能使故障局限在一机一炉，不致过多的干扰正常运行机炉，同时可以减小厂用系统的短路电流。明备用：专门设置一台备用变压器（或线路），它的容量应等于它所代替的厂用工作变中容量最大的一台的容量。在大型电厂，特别是火电厂，常采用明备用暗备用（互为备用）：不另设专用的备用变（或线路），而将每台工作变的容量加大。正常工作时，每台工作变在欠载下运行，当任一台工作变因故被切除后，其厂用负荷由完好的工作变承担。在水电厂和变电站中广泛采用。强电场发射是产生电弧的最根本的条件电弧的形成过程1）强电场发射2）碰撞游离3）热电子发射4）热游离高温是维持电弧燃烧的主要原因交流电弧的两大特点：①过零自然熄灭；②动态的伏安特性高压开关电器熄灭交流电弧的基本方法1）利用灭弧介质2）采用特殊金属材料作灭弧触头3）利用气体或油吹动电弧4）采用多断口熄弧5）提高断路器触头的分断速度，迅速拉长电弧互感器可分电流互感器、电压互感器两种，它是一次系统和二次系统的联络元件。其作用是：1、使二次系统的设备与高压部分隔离，且互感器的二次侧均接地，从而保证了设备和人身的安全。2、将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压和小电流，使测量仪表和保护装置标准化、小型化。3、取得零序电流、电压分量供反应接地故障的继电保护装置使用。电磁式电流互感器工作特点：1）原边匝数很少，KN（=N1ZN2）«1；Ki=IlN/I2N^l/KN2）付边负载阻抗很小（电流线圈），因此，原边电流只取决于原边负荷电流，不因付边负荷的变化而变化；3）原边被视为恒流源，付边不容允许开路。电气设备选择的一般条件：一、按正常工作条件选择1、额定电压工程上通常采用以下条件：UN>=USN【USN:电气设备所在电网的额定电压】2、额定电流应满足： IN>=Imax3、按当地环境条件校核二、按短路情况校验1、热稳定校验【承受热效应的能力】满足：I2tt>=Qk2、动稳定校验【承受机械效应的能力】满足：ies>=ish或Ies>=Ish(TA)电流互感器的选择(1)种类和型式选择1)按地点分：户内式：20kV及以下户外式：35kV及以上2)按安装方式分：穿墙式：装在墙壁或金属结构的孔中支持式：安装在平面或支柱上装入式：变压器或多油QF油箱内的套管中3)按绝缘方式分：有干式、浇注式、油浸式三种。4)按一次绕组的匝数分：单匝和多匝式【当一次电流小于400A,应选多匝式,以提高准确度，(2)一次回路额定电压和额定电流的选择应满足：UNNUNsIlN^Iinax(3)准确级和额定容量的选择为了保证测量仪表的准确度，互感器的准确级不得低于所供测量仪表的准确级。其原则：1)当同一台TA二次回路接有不同准确级的仪表时，那么，应按相应最高级别来确定TA的准确级。2)为了保证互感器的准确度，互感器二次侧所接负荷应不大于该准确级