电厂电气系统与设备

电厂电气系统与设备山西大学工程学院阎晓霞内容电力系统根本概念发电厂电气系统与设备电气一次系统与设备电气二次系统与设备电力系统根本概念〔一〕电力系统定义1、电力系统：是由发电机、变压器、电力线路、用电设备等组成的用来消费、转换、保送、消费电能的一致整体。2、电力网：由变压器、线路等组成的用来转换、保送、分配电能的整体。电力系统根本概念〔一〕电力系统定义3、动力系统：电力系统再加上发电厂的动力部分。电力系统根本概念〔二〕电力系统运转特点和根本要求1、运转特点(1)电能不能大量储存(2)过渡过程非常短促(3)与国民经济关系亲密电力系统根本概念〔二〕电力系统运转特点和根本要求2、根本要求(1)保证供电的可靠性(2)保证良好的电能质量(3)提高运转的经济性(4)保证生态环境的友好性电力系统根本概念〔三〕电力系统中性点运转方式1、定义：星形接线的发电机、变压器中性点的运转方式。2、运转方式直接接地不直接接地不接地经消弧线圈接地经高阻接地中性点运转方式电力系统根本概念〔四〕调频和调压1、调频根据当系统负荷PL变化时，PE变化，PM-PE出现差值，角速度及频率f发生变化。电力系统根本概念PL的变化可看成是以下三类变化的组合PI：变化周期短，变化幅度小PII：变化周期较长，变化幅度较大PIII：变化周期长，变化幅度大针对不同的负荷变化，采取相应的有功功率调整〔频率调整〕方式。电力系统根本概念PI变化引起f变化进展的调整，由调速器完成。一次调整二次调整PII变化引起f变化进展的调整，由调频器完成。三次调整PIII变化引起f变化进展的调整，由各个发电厂按优化原那么分配负荷。电力系统根本概念一、二次调频是经过调速器、调频器改动蒸汽进汽量到达改动PM，使之与PE趋于平衡实现。一切发电机组只需有可调容量，都要参与一次调频。二次调频由调峰〔频〕电厂的调频机组承当。电力系统根本概念〔四〕调频和调压2、调压根据电网压损系统电压的大小与压损有关。在X>>R时，要改动压损的大小，可经过改动电力系统保送的无功功率来实现。电力系统根本概念详细的调压措施有：改动发电机机端电压〔调理励磁〕改动变压器变比改动无功功率分布〔如并联电容器、并联电抗器、串联电容器、SVC等〕电力系统根本概念〔五〕电力系统稳定性电力系统随时随地都会有干扰发生。小干扰如负荷动摇，大干扰如短路、失磁和大元件的投切等。电力系统稳定性是指系统在某一正常运转形状下遭到干扰后，经过一定时间恢复到稳定运转形状的才干。电力系统根本概念〔五〕电力系统稳定性电力系统稳定性分为：静态稳定性暂态稳定性。发电厂电气系统〔一〕发电厂电气一次系统1、发电厂一次主系统(1)作用(3)系统构成原理(2)根本接线根本主接线单母线接线单母分段接线根本主接线双母线接线根本主接线3/2接线发电厂电气系统例：某2600MW发电厂一次主系统发电厂电气系统2、厂用电系统(1)作用(2)系统构成原理发电厂电气系统例：某电厂600MW机组厂用电系统(3)厂用电的切换运转形状正常切换在正常运转时，由于运转的需求，厂用母线从一个电源切换到另一个电源，对切换速度没有特殊要求事故切换由于发惹事故，厂用母线的任务电源被切除时，要求备用电源自动投入，以实现尽快平安切换。断路器的动作顺序并联切换在切换期间，任务电源和备用电源是短时并联运转的。同时切换在切换时，切除一个电源和投入另一个电源的脉冲信号同时发出。断电切换(串联切换)其切换过程是，一个电源切除后，才允许投入另一个电源。切换速度快速切换普通是指，在厂用母线上的电动机反响电压与待投入电源电压的相角差还没有到达电动机允许接受的合闸冲击电流前合上备用电源。慢速切换主要是指残压切换，即任务电源切除后，当母线残压下降到额定电压的20%~40%后合上备用电源。发电厂电气系统3、电气设备1)发电机(1)根本原理3、电气设备(2)构造机座和端盖定子铁芯定子绕组转子铁芯转子绕组密封油系统水系统氢气系统定子铁芯、基座、端盖水内冷定子线棒断面转子本体〔转轴〕轴向槽横向月牙槽转子绕组密封油系统氢气系统的供气系统水冷系统发电厂电气系统3、电气设备2)变压器(1)根本原理发电厂电气系统(2)变压器的根本分类相数三相变压器单相变压器铁芯构造芯式壳式单相式三相三柱式三相五柱式单相式三相三柱式三相五柱式铁芯构造(a)单相芯式(b)三相三柱式(c)三相五柱式(d)单相壳式式铁芯构造(e)三相壳式发电厂电气系统按绕组分双绕组变压器三绕组变压器分裂绕组变压器自耦变压器变压器根本分类发电厂电气系统按绕组接线组别分YN,d11按调压方式分无激磁调压变压器有载调压变压器YN,yn,ynYN,d,dD,d,d按冷却方式分强油循环风冷变压器强油循环水冷变压器变压器根本分类发电厂电气系统铁芯变压器构造特点绕组变压器油箱及油储油柜防爆阀瓦斯继电器冷却安装套管强迫油循环风冷式冷却系统油—水冷却器构造挡板式气体〔瓦斯〕继电器任务原理图发电厂电气系统3)断路器(1)作用(2)构造特点灭弧原理变开距灭弧室构造表示图1-主静触头；2-弧静触头；3-喷嘴；4-弧动触头；5-自动触头6-压气缸；7-逆止阀；8-压气室；9-固定活塞；19-中间触头灭弧原理变开距灭弧室灭弧过程表示图操作构造种类电磁操作构造弹簧操作构造液压操作构造气动操作构造液压操作构造简图1-储压筒2-低压油箱3-两级控制阀系统4-合闸电磁铁5-分闸电磁铁6-任务缸7-信号缸及辅助触头8-平安阀9-油泵10-过滤器4)隔分开关(1)作用分闸后，建立可靠的绝缘间隙，将需求检修的线路或电气设备与电源隔开，以保证检修人员及设备的平安。根据运转需求，切换电路。可用来分、合小电流电路，如电压互感器回路、消弧线圈回路等。4)隔分开关(2)构造特点(a)双柱式；(b)三柱式；(c)单柱式5)电流、电压互感器(1)作用(2)运转特点电气隔离大电流、高电压变换为规范的小电流、低电压电流互感器电压互感器原理图电容式电压互感器原理接线图发电厂电气系统6)避雷针及避雷器(1)作用(2)任务原理避雷器任务原理表示图发电厂电气系统7)母线(1)作用(2)构造特点裸母线封锁母线矩形槽形管形封锁母线全连式分相封锁母线单个绝缘子支持的分相封锁母线三个绝缘子支持的分相封锁母线发电厂电气系统〔二〕发电厂电气二次系统1、控制系统(1)作用(2)控制原理断路器控制信号电路例如2、继电维护(1)作用当系统中的电气设备异常时发出信号；当缺点时切断缺点回路或元件，保证完好部分正常运转。(2)对继电维护的根本要求选择性是指相当系统发生缺点时，维护安装仅将缺点元件切除，保证系统中非缺点部分仍继续运转，使停电范围尽量减少的性能。速动性快速切除缺点。(2)对继电维护的根本要求灵敏性是指对其维护范围内发生缺点或不正常运转形状的反响才干。可靠性是指在它的维护范围内发生属于它动作的缺点时，应可靠动作，即不应拒动；而发生不属于它动作的情况时，那么应可靠不动