发电厂电气一次系统简单介绍

二、主接线
主接线：主要是指在发电厂、变电所、电力系统中，为满足预定的功率传送 方式和运行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电 能的电路。 盛鲁电厂2×1000MW机组按采用发电机—变压器组单元接线，接入厂内 500kV升压站，500kV 配电装置采用3/2交叉接线，出线2回。电厂母线装设 一组高压并联电抗器，本期500kV母线引接。500kV主变压器和启/备变高压侧中性点
电能的过程。
三、发电机及辅助系统
发电机主要有以下部件：定子（绕组及铁芯）、转子（绕组及铁芯）、机座、端 盖、轴承、励磁系统、冷却系统、密封油系统及监测系统（温度、电流等）等。
发电机定子主要由机座、定子铁芯、定子绕组、端盖等部分组成。
发电机转子主要由转子铁芯、励磁绕组(转子绕组)、护环和风扇。
三、发电机及辅助系统
三、发电机及辅助系统
三、发电机及辅助系统
三、发电机及辅助系统
三、发电机及辅助系统
三、发电机及辅助系统
发电机运行时，其内部产生的各种损耗会转化为热能，引起发电机发热。尤其是大型汽轮发电机， 因其结构细长，中部热量不易散发，发热问题更显得严重。如果发电机温度过高，会直接影响绝 缘的使用寿命，因此冷却对于大型汽轮发电机是非常重要的问题。 定子绕组采用水内冷，转子绕组采用氢内冷，定子铁心和其他构件为氢冷的发电机。发电机内的 氢气在发电机的两端风扇的驱动下，以闭式循 环方式在发电机内部作强制循环流动，使发电机 的铁芯和 转子绕组得到冷却。其间，氢气流经位于发电机四角处的 四个氢气冷却器，经氢气冷 却器冷却后的氢气又重新进入 铁芯和转子绕组作反复循环。氢气冷却器的冷却水来自闭 式循环
机绝缘材料超过该温度才能保证发电机正常工作。
一、电气专业常用概念
• 绝缘等级 对常用的A、E、B、F和H级绝缘还规定了绕组温升和性能参考温度， 绕组温升是指实际温度减去环境温度的极限值，而性能参考温度是指 元件的参考工作温度。
绝缘等级 绕组温升限值 （K） 性能参考温度 （℃） A 60 80 E 75 95 B 80 100 F 100 120 H 125 145
一、电气专业常用概念
• 厂用负荷分类
Ⅰ类负荷：凡是属于单元机组本身运行所必需的负荷，短时停电会造成主辅设备损坏、 危及人身安全、主机停运及影响大量出力的负荷，都属于Ⅰ类负荷。这类负荷对于电 厂的生产极其重要，即便是在瞬时断电而由手动恢复供电前的短时停电中，也可能危 及人身及设备的安全，使生产停顿或发电量大幅度下降，如送、引风机及给水泵等负 荷。 Ⅱ类负荷：允许停电短时（几分钟至几个小时），恢复供电后，不致造成生产紊乱的 厂用负荷，属于Ⅱ类负荷。此类负荷不需要24小时连续运行，但如停电时间过长，有
五、厂用电系统
厂用电系统：发电厂在启动、运转、停役、检修过程中，有大量以电动
机拖动的机械设备，用以保证机组的主要设备和输煤、碎煤、除灰、除 尘及水处理等辅助设备的正常运行。这些电动机以及全厂的运行、操作、
试验、检修、照明等用电设备都属于厂用负荷，为厂用负荷供电的系统
称为厂用电系统。
五、厂用电系统
将发电机出口的电压提升到主接线的电压等级，是发电
环节和供电环节的主要枢纽。
六、变压器
大型发电机组主变压器主要选用单相变压器或常规三相一体变压器。单相变压器组由 三台单相变压器组成，将三台变压器分别布置，油路完全分开，通过外部封闭母线实 现变压器的电气连接，可排除三相短路的可能性，提高机组运行可靠性。与采用单相 变压器相比，三相变压器具有设备(主变压器和封闭母线)投资低、占地面积少、安装 方便、运行损耗低、安装材耗少、土建费用低、本体外部接线简单等优点，在技术上 和设备投资方面具有一定的优势，但对运输要求高，故本期主变选择为国产、户外、 单相、油浸式双绕组变压器，容量为3×400MVA。
绝缘电阻：加直流电压于电介质，经过一定时间极化过程结束后，流过
电介质的泄漏电流对应的电阻称绝缘电阻。 绝缘测量的意义：电动机或其他电气设备停用时间较长，受潮或积灰，
影响电气设备的绝缘；在电气设备进行检修完毕时，测绝缘可以检测电
机绕组是否接线正确或者所属回路是否有接地点。
一、电气专业常用概念
• 绝缘等级 在发电机等电气设备中，绝缘材料是最为薄弱的环节。绝缘材料尤其容易受到高 温的影响而加速老化并损坏。不同的绝缘材料耐热性能有区别，采用不同绝缘材 料的电气设备其耐受高温的能力就有不同。因此一般的电气设备都规定其工作的 最高温度。人们根据不同绝缘材料耐受高温的能力对其规定了7个允许的最高温度， 按照温度大小排列分别为：Y、A、E、B、F、H和C。它们的允许工作温度分别 为：90、105、120、130、155、180和180℃以上。因此，B级绝缘说明的是该 发电机采用的绝缘耐热温度为130℃。使用者在发电机工作时应该保证不使发电
变，两台机设一台与分裂高厂变同容量的分裂启/备变；满足1台机组启 动所需容量。低压厂用电电压为380/220V。高压厂用电系统采用在高厂
变及高压启/备变低压侧中性点经电阻接地的方式，低压厂用电采用中性
点直接接地方式。
六、变压器
主变压器是一个单位或变电站中主要用于输变电的总降
压变压器，也是变电站的核心部分。发电厂的主变压器
三、发电机及辅助系统
汽轮发电机转子具有一对磁极(即一个N极、一个S极)，当汽轮发电机转子与 汽轮机转子同轴高速旋转时，汽轮机以3000转/分旋转，这样发电机转子以 50周/秒的恒速旋转，磁极极性也要变化50次，那么在发电机定子绕组内感 应电动势也变化50次，同时在定子三相绕组内感应出相位不同的三相交变电 动势，即频率为50赫兹的三相交变电动势。这时若将发电机定子三相绕组末 端(即中性点)连在一起接地，而将发电机定子三相绕组的首端引出线与用电 设备连接，就会有电流流过，这个过程即为汽轮机转子输入的机械能转换为
成数据遗失或失控，过去叫做“不停电负荷”，现在统一称为“0Ⅰ类负荷”。相应地称直
流负荷为“0Ⅱ类负荷”。 0Ⅲ类负荷，即事故保安负荷。在正常运行工况下时相当于Ⅰ、Ⅱ类负荷，一旦全厂 停电时，不受本厂厂用电及本区域电力系统影响的独立电源供电，以保证发电机组顺
利停机，不致造成损坏，并能很快地再启动。
一、电气专业常用概念
一、电气专业常用概念
• 热备用状态： 电气设备的热备用状态：是指该电器设备已具备运行条件，但该设备尚 未带电；连接该设备的各侧均只有一个断开点；且继电保护、自动装置 及控制电源满足设备运行要求的状态。 断路器的热备用状态：是指其本身在断开位置，但连接断路器各侧的隔 离开关在合闸位置；相关接地刀闸断开（或没有接地短路线）；且继电 保护、自动装置及控制电源等满足设备运行要求的状态。 母线、变压器、及线路等电气设备的热备用状态：是指连接该设备的各 侧均无安全措施；连接该设备各侧的断路器全部在断开位置，但其中至 少一组断路器两侧隔离开关处于合闸位置；相关接地刀闸断开（或没有 接地短路线）；且继电保护、自动装置及控制电源等满足设备运行要求 的状态。
直接接地。
三、发电机及辅助系统
汽轮发电机是由汽轮机作原动机拖动转子旋转，利用电磁感应原理把机械能 转换成电能的发电设备。发电机转子绕组内通入直流电流后，便建立转子磁 场，这个磁场称主磁场，它随着汽轮发电机转子旋转。其磁通自转子的一个 磁极出来，经过空气隙、定子铁芯、空气隙，再进入转子另一个相邻磁极， 从而构成主磁通回路。由于发电机转子随着汽轮机转动，发电机磁极旋转一 周，主磁极的磁力线被装在定子铁芯内的u、v、w三相绕组(导线)依次切割， 根据电磁感应定律，在定子三相绕组内感应出相位不同的三相交变电动势。
一、电气专业常用概念
• 运行状态： 电气设备的运行状态：是指连接该设备的断路器、隔离开关（熔断器、 负荷开关等）均处于合闸接通位置，设备已带有标称电压，且继电保 护、自动装置及控制电源满足设备运行要求的状态。 母线、线路、断路器、变压器、及电压互感器等一次电气设备的运行 状态：是指从该设备电源至受电端的电路接通并有相应电压（无论是 否带有负荷），且控制电源、继电保护及自动装置正常投入。 继电保护、安全自动装置等二次设备的运行状态：是指该设备电源投 入，输出功能与一次设备的控制回路保持正确连接。
四、励磁系统
励磁系统的主要作用有： 1）根据发电机负荷的变化相应的调节励磁电流，以维持机端电压为给定值； 2）控制并列运行各发电机间无功功率分配； 3）提高发电机并列运行的静态稳定性； 4）提高发电机并列运行的暂态稳定性； 5）在发电机内部出现故障时，进行灭磁，以减小故障损失程度； 6）根据运行要求对发电机实行最大励磁限制及最小励磁限制。
一、电气专业常用概念
• 明备用和暗备用 明备用是指两路电源变压器其中一台工作运行，而另一台备用。两台 变压器的容量都是按计算负荷100％确定的。 暗备用是指两台变压器都工作，两路电源变压器容量都是按计算负荷 一、二级负荷确定，在供电系统中变压器容量占全部计算负荷的70％， 而工业则是40%。 简而言之就是：系统正常运行时，备用电源不工作，称为明备用；系 统正常运行时，备用电源同时投入运行的，称为暗备用，暗备用实际 上是两个工作电源的互为备用。
为了适应辅机的配置方式，同时提高自身的可靠性，厂用电系统通常采 用单母线分段接线。
机组10KV母线的电源有两路：高厂变作为机组正常运行时的工作电源，
启备变作为机组启动过程中和停运检修期间的备用电源。10KV母线电源 的切换通过快切装置实现。
五、厂用电系统
高压厂用电采用10kV一级电压，每台机设1台77/46-46MVA的分裂高厂
可能损坏设备或影响正常 生产，如钢球磨煤机、碎煤机等。
一、电气专业常用概念
• 厂用负荷分类
Ⅲ类厂用负荷：可以较长时间停电，不会直接影响生产，仅造成生产上的不方便者， 都属于Ⅲ类厂用负荷。如修配车间、实验室及油处理室等负荷。 0Ⅰ类负荷，如机组的计算机控制系统要求电源的停电时间不得超过5ms，否则将造