发电厂电气部分重点(考试重点)

【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：电能机械能热能化学能发电机汽轮机锅炉−−→−−−→−−−→−燃烧系统汽水系统电气系统输煤皮带煤斗冷空气送风机空气预热器锅炉除尘器炉渣冲灰沟经烟囱排向大气引风机细灰至灰场冲灰水煤粉煤热空气热空气磨煤机图1-1 火电厂燃烧系统流程示意图二次风一次风电能机械能水能发电机水轮机−−→−−−→−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，地形复杂。

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屋配电装置：<35kV ②屋外配电装置：>=35kV计算目的：确定导体的长期允许工作电流，即载流量。

短路电流热效应Qk 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】求非周期分量的热效应 Qnp1、求周期分量的热效应 Qp 对于任意曲线的定积分，可采用辛卜生法解： AI al 6.1885200025703070)30(≈⨯--=工程条件： )(0max θal I I ≤ 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alw θθ≤1)求导体的载流量，此时C al w 70==θθ(没有特殊说明时)举例1： 设C ，C ，C A ，I al N N30702520000====θθθ现 求)30(al I 代入得： npp np Tat a t t pt kt k Q Q i eT dt I dt i Q k k k+=-+≈=-⎰⎰2020022)1(22""22)1(TIIe T Q T at a np k =-=-电动力计算: 毕奥-沙瓦定律法)10(12222"022k kkt t t k ptp I I I t dt IQ ++≈=⎰)(10227110102T ai a i H B -⨯===πμμ式中， 70104-⨯=πμ 空气的导磁系数BL id⨯=d F )(2方向相同的方向与电流i L d根据 )(102702122222N i i a LL B i dl B i F L-⨯===⎰可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的确定【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、型号的确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。

变电所主变容量的确定原则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围，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（1）可靠度【R(t)】（2）不可靠度【F(t)】（3）故障密度函数f(t) （4）故障率λ(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)，又称失效度】（4）故障率λ(t) （5）修复率μ(t) （6）平均修复时间MTTR【用TD表示，又称平均停运时间】7）平均运行周期MTBF【用TS表示，又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、II类负荷、III类负荷、事故保安负荷①0I类负荷0II类负荷（直流保安负荷）0III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。

(1)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，供给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，供给本机组的厂用负荷。

(2)低压厂用工作电源(380 V /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、什么叫惰行？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。

按炉分段原则：高压厂用母线按锅炉的台数分成若干独立工作段优越性：即便于运行、检修，又能使故障局限在一机一炉,不致过多的干扰01*****+=U x x x U mt m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（=N1/N2）<<1；Ki=I1N/I2N≈1/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下列条件：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：I2t t>=Qk2、动稳定校验【承受机械效应的能力】满足：i es>= i sh或I es >=I sh（TA）电流互感器的选择（1）种类和型式选择1)按地点分：户式：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：UN≥UNs I1N≥Imax（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。