发电厂电气部分_第四章
发电厂电气部分_第四章
WL1
QS1
QS11
QF1
QS12 QS13
QS21 QF2
QS22
QS2
T1 T2
WL2 WI
WII
六、单元接线
1、发电机-双绕组变压器单元接线
优点：接线简单，开关设备少，操作简便。 存在的技术问题： ①当主变QS1发生故障，除了跳主变高压侧断路器外还需跳发电机磁 场开关。 ②发电Q机F1故障时，若变压器高压侧断路器失灵拒跳，只能通过失 灵保护出口启动母差保护或发远方跳闸信号使线路对侧断路器跳
T
闸；若因通道原因远方跳闸信号失效，则只能由对侧后备保护切 除故障，故障切除时间大大延长，会造成发电机、主变压器严重 损坏。QS2 ③发电G机故障跳闸时，将失去厂用工作电源，而这种情况下备用 电源的~快速切换极有可能不成功，因而机组面临厂用电中断的威 胁。
2、发电机-三绕组变压器(自耦变压器)单元接线
下列情况下，可不设置旁路设施 (1)当系统条件允许断路器停电检修时(如双回路供电 的负荷)； (2)当接线允许断路器停电检修时（如角形、一台半 断路器接线等）； (3)中小型水电站枯水季节允许停电检修出线断路器 时； (4)采用六氟化硫(SF6)断路器及封闭组合电器(GIS)时。
4、电源侧断路器是否接入旁路母线
变电站的主变压器可靠性较高，通常不需检修,但是高压 侧断路器有定期检修需要，则应接入;
发电厂升压变压器高压侧断路器的定期检修,可安排在发 电机组检修期同步进行，则不需接入。
5、设置旁路设施
35~60KV配电装置采用单母线分段接线且断路器无条件 停电检修时，可设置不带专用旁路断路器的旁路母线；当采 用双母线时，不宜设置旁路母线，有条件时可设置旁路隔离 开关。
(1)3/2断路器接线的特点 WI 任一母线故障或检修， QS11
发电厂电气部分第四章课件
(一)、单母线接线形式
作者： 版权所有
1. 单母线：最原始、最简单的接线
WL1 WL2
QS5
QS4
QF3
QS3 WB
QS1
QF1
G1
WL3 适用场合： 纯粹的单母线不能满足
重要用户的要求，只适用
于容量小、出线少的发电
厂和变电所中。
如果采用成套配电装置， QS2 由于其工作可靠性高，也
QF2 可以对重要用户供电。如
QS5
QS4
QF3
QS3 WB
QS1
QF1
QS1/QS2：电源隔离开关 QS3：母线隔离开关 QS4：线路隔离开关 QF1/QF2：电源断路器 QS2 QF3：出线断路器 QF2 WB：母线
G1
G2 QS5：接地开关
发电厂电气部分第四章
(一)、单母线接线形式
作者： 版权所有
1. 单母线：最原始、最简单的接线
发电厂电气部分第四章
(一)、单母线接线形式
作者： 版权所有
1. 单母线：最原始、最简单的接线
WL1 WL2 WL3
QS5
QS4
QF3
QS3 WB
QS1
QS2
QF1
QF2
回路的基本组成：
断路器两侧均装设有隔 离开关，用于断路器停 电检修时隔离电压。 隔离开关没有专门的灭 弧装置，开合电流能力 很低。
G2
发电厂的厂用电就常采用
单母线接线。
发电厂电气部分第四章
(一)、单母线接线形式
作者： 版权所有
2. 单母线分段
为了解决纯粹单母线
WL1 WL2
WL3 WL4
缺点中的前两个问题， QS4 提高供电可靠性，可 以用断路器将母线分 QF3
《发电厂电气部分》课后习题答案
第一章能源和发电1—2 电能的特点：便于大规模生产和远距离输送；方便转换易于控制；损耗小;效率高;无气体和噪声污染.随着科学技术的发展,电能的应用不仅影响到社会物质生产的各个侧面，也越来越广泛的渗透到人类生活的每个层面。
电气化在某种程度上成为现代化的同义词。
电气化程度也成为衡量社会文明发展水平的重要标志。
1—3 火力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？答：按燃料分:燃煤发电厂；燃油发电厂;燃气发电厂；余热发电厂。
按蒸气压力和温度分：中低压发电厂；高压发电厂；超高压发电厂；亚临界压力发电厂;超临界压力发电厂。
按原动机分：凝所式气轮机发电厂；燃气轮机发电厂；内燃机发电厂和蒸汽—燃气轮机发电厂。
按输出能源分：凝气式发电厂；热电厂。
按发电厂总装机容量分：小容量发电厂；中容量发电厂;大中容量发电厂；大容量发电厂。
火电厂的生产过程概括起来说是把煤中含有的化学能转变为电能的过程。
整个生产过程分三个系统:燃料的化学能在锅炉燃烧变为热能,加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；锅炉产生的蒸汽进入气轮机，冲动气轮机的转子旋转,将热能转变为机械能，称不汽水系统；由气轮机转子的机械能带动发电机旋转，把机械能变为电能，称为电气系统。
1-4 水力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？答:按集中落差的方式分为：堤坝式水电厂；坝后式水电厂；河床式水电厂；引水式水电厂；混合式水电厂。
按径流调节的程度分为:无调节水电厂；有调节水电厂；日调节水电厂;年调节水电厂；多年调节水电厂。
水电厂具有以下特点:可综合利用水能资源;发电成本低，效率高;运行灵活；水能可储蓄和调节；水力发电不污染环境；水电厂建设投资较大工期长；水电厂建设和生产都受到河流的地形，水量及季节气象条件限制,因此发电量也受到水文气象条件的制约，有丰水期和枯水期之分，因而发电量不均衡；由于水库的兴建,淹没土地，移民搬迁，农业生产带来一些不利，还可能在一定和程度破坏自然的生态平衡。
发电厂电气部分问答题
第四章问答题1、中性点不接地系统发生单相接地时应如何处理？答案：中性点不接地系统发生单相接地时不必停电，应尽快找出故障点，排除故障或将故障线路切除。
如果寻找和排除故障的时间将超过二小时，必须考虑停电处理，并提早通知用户。
2、小接地短路电流系统发生单相接地时，由Ｙ，ｄｎ0接线、变比为10／0.4kV的配电变压器供电的用户为什么不知道系统发生单相接地？答案：因为用户承受的电压是由Ｙ，ｄｎ0配电变压器的低压 侧供给的， 侧各相电压决定于高压Ｙ侧各相绕组的电压，而Ｙ侧各相绕组的电压决定于系统提供的线电压。
当正常工作情况时，系统提供的线电压对称，Ｙ侧各相绕组承受了对称的相对系统中性点电压，并等于相对地电压，故 侧各相电压及线电压对称，负荷正常工作；当系统发生单相接地，虽然各相的对地电压发生了变化，但系统提供的线电压仍然维持不变，Ｙ侧各相绕组由于本侧中性点是不接地的，承受的相对中性点电压仍与正常工作情况相同，故 侧负荷承受的电压也同正常工作情况，因此用户并不知道系统发生单相接地，只不过系统故障不排除，用户继续工作的时间不能超过二小时。
3、为什么额定电流小的交流接触器用双断点结构，而额定电流大的反而用单断点结构？答案：额定电流小的交流接触器采用双断点结构，可以在电流过零时可靠熄弧，无需另装灭弧装置。
同时，双断点结构的触头开距小、体积小、没有软连接、冲击能量小、机械寿命高。
虽然双断点结构触头压力小，触头接触时无摩擦自清扫作用，而且要用银基合金做材料，但这些缺点影响不大。
额定电流大的交流接触器触头压力要大，且由于开断容量大，电弧不易自熄，一定要装设灭弧装置。
此时，如还用双断点结构，必然使接触器结构更加复杂，而采用单断点已能满足要求。
4、消弧线圈有何作用？答案：消弧线圈的作用是将系统的接地电容电流加以补偿，使接地点的电流补偿到最小值，防止弧光短路扩大事故；同时降低了弧隙电压恢复速率以提高弧隙的绝缘强度，防止电弧重燃造成间歇性弧光接地过电压。
发电厂电气部分(第五版)苗世洪课件
目前，我国最大的火电机组容量为110万kW（新疆农六师煤电有限公司二期工程 ），最大的水电机组容量为80万kW（向家坝水电站），最大的核电机组容量为175万 kW（台山核电站）；最大的火力发电厂装机容量为540万kW（内蒙古托克托电厂， 8×60万+2×30万kW），最大的水力发电厂装机容量为2250万kW（三峡电厂，32×70 万+2×5万kW），最大的核电发电厂装机容量为380万kW（大亚湾——岭澳核电站， 2×90万+2×100万kW），最大的抽水蓄能厂装机容量为240万kW（广东抽水蓄能电厂 ，8×30万kW）。
2016年4月发电厂电气部分第一章概述571章第二章载流导体的发热和电动力72126章第三章灭弧原理及主要开关电器127215目录章第四章电气主接线及设计216357第五章厂用电接线及设计358470第六章导体和电气设备的原理与选择471576第七章配电装置577627发电厂电气部分第八章发电厂和变电站的控制与信号第九章同步发电机的运行第十章电力变压器的运行628674675710711791发电厂电气部分第一节电力工业发展概况一我国电力工业发展简况第一章概述1882年7月26日上海电气公司在上海成立安装了一台以蒸汽机带动的直流发电机并正式发电从电厂到外滩沿街架线供给照明用电这是我国的第一座火电厂
发电厂电气部分
第八章 发电厂和变电站的控制与信号 第九章 同步发电机的运行 第十章 电力变压器的运行
628～674 675～710 711～791
发电厂电气部分
第一章 概述
发电厂电气部分-第四章
两种运行方式： 完整串运行 不完整串运行
接线的两条原则： •电源线与负荷线配对成串； • 仅两串时，同名回路宜分别接入不同侧的母线（交叉接线），进出线 应装设隔离开关； •当大于3串时，同名回路可接于同一侧母线，进出线不宜装隔离开关。
特点： 调度灵活，电源和负荷可自由调 配，安全可靠，有利于扩建。 变压器可靠性高，其直接接入母线 对母线运行不会产生明显影响。 变压器故障时，连接于对应母线上 的断路器跳开，不影响其他回路供 电。 适用于长距离、大容量输电线路、 系统稳定性问题突出和要求线路有高 度可靠性的并要求主变压器的质量的是： 角形接线用于调峰电厂时，需增设发电机出 口断路器，便于启、停机，以避免角形接线 常开环运行，但增加了电厂主变的空载损 耗。
典型主接线分析： （1）火力发电厂电气主接线 （2）水力发电厂电气主接线 （3）变电站电气主接线
• 按发电机的最大连续容量。扣除一台厂用变压器的计 算负荷和变压器绕组平均温升在标准环境温度或冷却水 温度不超过65度的条件选择。 •采用扩大单元接线时，应尽可能采用分裂绕组变压 器，其容量应按照单元接线的计算原则算出两台机容量 之和来确定。
为防止误操作，还应对隔离开关和相应的断路器加装电磁闭锁、机械闭锁或 防误操作的电脑钥匙。
单
且分段断路器QFD上还应装设备用电源自动投入装置。
，一般2-3段为宜。
该接线适用于以下场合： •小容量发电厂的发电机电压配电装置，一般每段母 线上所接发电容量为12MW左右，每段母线上出线 不多于5回。 • 变电站有两台主变压器时的6-10kV配电装置。 • 35-63kV配电装置出线4-8回； •110kV-220kV配电装置出线3-4回。
扩大单元接线：
通常，单机容量仅为系统 容量的1%-2%或更小时，而 电厂的升高电压等级又较高 时，可采用这种接线方式。
发电厂电气部分第四章PPT课件
QS22 QF2 QS21 QS11
QF1
单母线接线
（3）每条回路中都装有 断路器和隔离开关。 断路器：具有专用的灭弧 装置，可以接通和断开负 荷电流和短路电流 隔离开关：没有灭弧装置， 不能带负荷分、合。
（4）QE，接地开关（接 地刀闸），用于线路检修 时替代临时安全接地线
WL1 WL2 WL3 WL4
QS11 QF1
单母线接线
优点：接线简单、操作方便、 设备少、经济性好，便于扩建
WL1 WL2 WL3 WL4
缺点： （1）可靠性较差 （2）灵活性较差
QE
QS22
QF2 QS21
适用范围：
QS11
一般适用于6-220kV系统中
QF1
出线回路少，并且没有重要
负荷的中小型发电厂和变电所
WL1
WL2
4、绘制电气主接线图
5、编制工程概算
7
第二节 主接线的基本接线形式
单回路放射式
无备用接线 开式网络
干线式 链式
有备用接线 闭式网络
双回路 单环式 双环式 两端式
第二节 主接线的基本接线形式
有母线接线
单母线接线
单母线分段 增设旁路
双母线接线
双母线分段 增设旁路
一台半断路器接线
变压器母线组接线
无母线接线
2、灵活性
(1)操作的方便性； (2)调度的方便性； (3)扩建的方便性。
3、经济性
(1)节省一次投资；(2)占地面积少；(3)电能损耗少。
6
二、电气主接线设计的原则 三、电气主接线的设计程序
1、对原始资料分析 (1)工程情况 (2)电力系统情况 (3)负荷情况 (4)环境条件 (5)设备供货情况 2、主接线方案的拟定与选择 3、短路电流计算和主要电器选择
《发电厂电气部分》(含答案版)
《发电厂电气部分》(含答案版)能源和发电1、火、水、核等发电厂的分类依据一次能源的不同，发电厂可分为：火力发电厂、水力发电厂、核电厂、风力发电厂等。
火电厂的分类：（1）按蒸汽压力和温度分：中低压发电厂，高压发电厂，超高压发电厂，亚临界压力发电厂，超临界压力发电厂。
（2）按输出能源分：凝汽式发电厂，热电厂（3）按原动机分：凝汽式汽轮发电厂，燃气轮机发电厂，内燃机发电厂，蒸汽--燃气轮轮机发电厂。
水力发电厂的分类：按集中落差的方式分类：堤坝式水电厂（坝后式，河床式），引水式水电厂，混合式水电厂。
（2）按径流调节的程度分类：无调节水电厂，有调节水电厂（根据水库对径流的调节程度：日调节水电厂，年调节水电厂，多年调节水电厂）。
核电厂的分类：压水堆核电厂，沸水堆核电厂。
2、抽水蓄能电厂的作用调峰，填谷，调频，调相，备用。
3、火电厂的电能生产过程及其能量转换过程P14火电厂的电能生产过程概括的说是把煤中含有的化学能转变为电能的过程。
整个过程可以分为三个系统：1、燃料的化学能在锅炉燃烧中转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；2、锅炉中产生的蒸汽进入汽轮机，冲动汽轮机转子旋转，将热能转变为机械能，称为汽水系统；3、由汽轮机转子旋转的机械能带动发电机旋转，把机械能变为电能，称为电气系统。
能量的转换过程是：燃料的化学能－热能－机械能－电能。
4、水力发电厂的基本生产过程答：基本生产过程是：从河流较高处或水库内引水，利用水的压力或流速冲动水轮机旋转，将水能转变成机械能，然后由水轮机带动发电机旋转，将机械能转换成电能。
第二章发电、变电和输电的电气部分1、一次设备、二次设备的概念一次设备：通常把生产、变换、输送、分配和使用电能的设备，如发电机、变压器和断路器等称为一次设备二次设备：对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、监视和保护的设备，称二次设备2、断路器、隔离开关的区别隔离开关由于没有灭弧装置，不能开断负荷电流或短路电流。
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一、电气主接线设计的基本要求 作者： 版权所有
②保证运行的灵活性、方便性
运行方式多，能适应各种工作情况（故障或检修） 的转换。
可以方便的投入、切除或停运机组、变压器或开关 设备，而能满足供电要求。 不应有多余设备，布置对称，操作时步骤少，避免 误操作。
一、电气主接线设计的基本要求 作者： 版权所有
发电厂装机容量标志着发电厂的规模和在电力系
统中的地位和作用，设计优先选用大机组，但是最大 单机容量不宜大于系统容量的10%，以保证该机在检 修和事故情况下系统的可靠性。
发电厂的运行方式和年利用小时数直接影响主接 线有设计，承担基荷的发电厂t>5000h，承担腰荷的发 电3000h > t>5000h，承担峰荷的发电t<3000h,承担基荷 的发电厂应以可靠性为主选择接线形式，其它根据具 体情况选择。
❖主接线图一般画成单线图，用规定的图形和文字符 号描述实际的主电路连接情况。图上的主要元件有G、 T、QF、QS、TV、TA、母线和电抗器等设备。局部以 三相表示（如TV、TA的配置）。图中描述的设备处于 “正常状态”，即电路无电压和无外力作用下的状态。 QF、QS处于断开位置。
❖实际现场还应用“主接线模拟图”。
一、电气主接线设计的基本要求 作者： 版权所有
❖电气主接线的重要性：
电气主接线是发电厂和变电所电气部分的主体。它 表明了各种设备的数量及连接情况。 电气主接线决定了可能存在的运行方式，影响着运 行的可靠性和灵活性。 电气主接线决定了电气设备的选择，配电装置的布 置。 电气主接线决定了继电保护和控制的方式。
二、电气主接线的设计程序
作者： 版权所有
1、对原始资料分析
电力系统情况：包括电力系统近期及远景发展规划，发
电厂及变电站在电力系统中的地位及作用，本期工程的近期 和远景与电力系统的连接方式，以及各级电压中性点接地方 式等。
发电厂的容量与电力系统的总容量之比，若大于15%， 则该厂在电力系统中的承地担位基比荷较的重发要电，应该选择可靠性高的 接线形式，因为它的容量己经超过了电力系统的检修和事故 备用容量。
为了简化网络结构及电厂主接线，减少电压等级，电厂
接入系统电厂不应超过两级，容量为100-300MW机组 宜接入 220KV系统，容量为600MW及 以上机组宜接入500KV及以上 系统，且出线数目应尽量减少，以利于简化配电装置的规模 及其维护。
二、电气主接线的设计程序
作者： 版权所有
1、对原始资料分析 电力系统情况：
一、电气主接线设计的基本要求
❖电气主接线设计的基本要求：
作者： 版权所有
①根据系统和用户的要求，保证供电的可靠性 供电可靠性是电力生产和分配的首要要求。 因事故或因检修，导致的停电机会越少、停电影响 范围越小、停电时间越短、停电后恢复供电越快，供 电可靠性就越高。
一、电气主接线设计的基本要求 作者： 版权所有
二、电气主接线的设计程序
作者： 版权所有
1、对原始资料分析
设备供货情况
是主接线设计方案能否成立的重要前提。
二、电气主接线的设计程序
作者： 版权所有
2、主接线方案的拟定与选择
在原始资料分析的基础上，根据对电源和出线回路数， 电压等级，变压器台数，变压器容量能及母线结构等的不同 考虑，拟定若干种方案。
主变压器和发电机中性点接地方式是一综合性的问题， 它与电压等级，单相短路接地电流，过电压水平，保护配置 等有关，直接影响电力系统的绝缘水平，系统供电的可靠性 和连续性，主变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的 干扰等，我国一般以35KV及以下电压电力系统采用中性点非 直接接地系统，又称小电流接地系统，对110KV及以上高压电 力系统采用中性点直接接地系统，又称大电流接地系统，发 电机中性点都采用非直接接地方式，目前广泛采用的是中性 点经消弧线圈接地或经单相配电变压器（二次侧接电阻）接 地
二、电气主接线的设计程序
作者： 版权所有
1、对原始资料分析 负荷情况
包括负荷性质及其地理位置，输电电压等级， 出线回路数，及输送容量等。
二、电气主接线的设计程序
作者： 版权所有
1、对原始资料分析 环境情况
包括当地的气温，湿度，覆冰，污秽，风向， 水文，地质，海拔高度，及地震等素，对主接线中电 气设备的选择和配电装置的实施均有影响。
第四章 电气主接线及设计
4.1 电气主接线的基本要求和设计程序 4.2 主接线的基本接线形式 4.3 主变压器的选择 4.4 限制短路电流的方法 4.5 电气主接线设计举例
4.1电气主接线的基本要求和设计 程序
一、电气主接线设计的基本要求 作者： 版权所有
❖电气主接线是指一次设备的连接电路，又叫一次电 路或主电路。它表示了电能产生、汇集、分配和传输 的关系。
主接线的可靠性与设备的可靠程度、运行管理水平、 运行值班人员等因素有密切关系。
主接线的可靠性也必须与发电厂、变电所在系统中 的地位和作用；接入电力系统的方式以及所供负荷性 质相适应。即主接线的可靠性是相对的。
一、电气主接线设计的基本要求 作者： 版权所有
①根据系统和用户的要求，保证供电的可靠性
主接线可靠性的基本要求通常包括以下几个方面： 断路器检修时，不宜影响对系统供电；线路，断路器 或母线故障时，以及母线或母线隔离开关检修时，尽 量减少停运出线回路数和停电时间，并能保证对全部 1类及全部或大部分2类用户的供电；尽量避免发电厂 或变电站全部停电的可能性，大型机组突然停运时， 不应危及电力系统稳定运行。
3、短路电流计算和主要电器选择
根据不同电压等级各类电气设备选择和校验的要求，确
定电气主接线的各短路计算点，进行短路电流计算，并合理 选择电气设备。
4、绘制电气主接线图
③在满足上述前提下，保证经济性 降低投资：节约设备；选用合理的设备；简化控制 和保护 节约占地面积：合理选择主变 降低运行费用：避免两级变压；减少电能损失
④应具有扩建的可能性 考虑到电力负荷的增长，考虑以后扩建的可能性
二、电气主接线的设计程序
作者： 版权所有
1、对原始资料分析
工程情况：包括发电厂类型，设计规划容量，单机容 量及台数，最大负荷利用小时数，可能的运行方式等。