電氣部分講稿

電力系統基本概念電力系統組成電力系統額定電壓電力系統中性點接地方式電力系統有功功率平衡及頻率的調整電力系統無功功率平衡及電壓的調整發電廠主要電氣設備電力系統基本概念動力系統----由動力部分、發電機、升降壓變電所、輸電線路、用戶用電設備等環節構成的整體。電力網----各類升降壓變電所、輸電線路組成的電能傳輸和分配的網絡。電力系統----由發電機、電力網、用戶用電設備組成的統一體。電力系統基本概念額定電壓----代表電力網或電氣設備運行電壓特性的數值。最高電壓則是指保證設備正常運行的電壓限值。用電設備額定電壓----采用國家規定的額定電壓值。發電機額定電壓----比所在電網額定電壓高5%變壓器額定電壓----其一次側額定電壓與用電設備額定電壓相同，其而二次側額定電壓比所在電網額定電壓高5%~10%。電力系統基本概念中性點不接地方式----供電可靠連續，單相接地時線電壓仍對稱，可繼續運行2小時，同時由于接地電容電流小能自動熄弧，迅速恢復正常運行。但是單相接地時非故障相電壓升高，因此中性點絕緣按線電壓設計。電力系統基本概念中性點直接接地----可降低絕緣制造成本，但是當發生單相接地也要跳閘。中性點經消弧線圈接地----可補償接地電容電流，防止弧光短路，保證安全供電。中性點經高電阻接地----當發生單相接地時故障點流過一固定電阻性電流，可吸收部分電弧能量、并有利于確保饋線的零序保護動作；若選擇適當電阻可以抑制單相接地時非故障相過電壓倍數不超過規定值，避免故障擴大。電力系統基本概念電力系統有功功率平衡電力系統頻率靜態特性電力系統頻率的調整＊一次調頻靠調速器調節＊二次調頻靠調頻器調節電力系統基本概念★電力系統無功功率平衡﹟無功負荷及無功損耗﹟無功電源及無功補償★電力系統電壓靜態特性★電力系統調整電壓的方法﹟發電機調壓﹟改變變壓器分接頭﹟改變電網無功分布﹟改變電網參數電力系統基本概念發電廠一次電氣設備----直接生產和輸配電能的設備。包括生產和變換電能設備的發電機、變壓器、電動機；接通和斷開電路設備的斷路器、隔離開關、熔斷器；測量保護電路的電力互感器；限流限壓設備的限流電抗器、避雷器；載流體；接地裝置等。發電廠二次電氣設備----對一次電氣設備進行測量、保護、監視、控制的設備。包括各種測量儀表、繼電器、自動裝置、信號、直流系統等等。

發電廠電氣主接線概述主接線基本形式發電廠主接線實例封閉母線

發電廠電氣主接線電氣主接線----高壓電氣設備通過連接線按其功能要求組成接受和分配電能的電路。也稱一次電氣接線或電氣主系統。電氣主接線圖----用規定的圖形符號和文字符號按工作順序排列詳細地表示出電氣設備全部組成和連接關系的接線圖。也稱電氣一次接線圖或主系統圖。發電廠電氣主接線基本要求----可靠性、靈活性、經濟性。基本接線形式----有匯流母線的接線包括單母線、雙母線、帶旁路的單母雙母線接線、3/2接線；無匯流母線的接線包括單元接線、橋形接線、角形接線等。電氣主接線設計原則和程序發電廠電氣主接線封閉母線----封閉母線由母線導體、支持絕緣子和防護屏蔽外殼組成，導體和外殼均采用鋁管結構。封閉母線各個終端，通過短路板，將各相的外殼連接成電氣閉合回路，這就構成了類似以母線導體為一次側、外殼為二次側的三相1：1的空心變壓器。

發電廠廠用電系統廠用電及廠用電負荷廠用電源和基本接線形式廠用電接線實例廠用電動機的自起動交流不停電電源發電廠廠用電系統廠用電---供發電廠廠用電動機用電及全廠運行操作、檢修、試驗和照明等用電謂之廠用電。廠用負荷分類-------根據其用電設備在生產中的作用和突然中斷供電造成的危害程度，按其重要性可分為：發電廠廠用電系統＊Ⅰ類負荷短時停電會造成設備損壞、危及人身安全、主機停運及影響大量出力的負荷。通常應設兩套互為備用設備，兩個獨立電源，自動切換。＊Ⅱ類負荷允許短時停電，恢復供電后，不致造成生產紊亂的負荷。應設備用電源，可手動切換。＊Ⅲ類負荷較長時間停電，不會直接影響生產的負荷。通常設一個電源供電發電廠廠用電系統＊Ⅳ類負荷稱事故保安負荷。指事故停機過程中及停機后一段時間內，仍必須保證供電的負荷。直流事故保安負荷由蓄電池供電，交流事故保安負荷由柴油發電機供電。＊Ⅴ類負荷稱不停電負荷。指事故停機過程中及停機后一段時間內，仍必須保證恒頻恒壓供電的負荷。由交流不停電電源供電。發電廠廠用電系統廠用電電壓等級的選取廠用電源的引接工作電源、備用電源、事故保安電源、不間斷電源。廠用電接線

單母線接線電動機自起動

廠用系統中正常運行的電動機，當其供電母線電壓突然消失或顯著降低時，若經過短時間在其轉速未下降很多以前，廠用母線電壓又恢復正常，電動機又會恢復正常運行的整個過程。交流不間斷電源的構成整流器、逆變器、隔離變壓器、調壓器、旁路開關、靜態切換開關。發電廠廠用電系統(UPS)

高壓開關電器高壓斷路器作用及基本結構斷路器開斷電路時電弧的產生與熄滅六氟化硫斷路器真空斷路器斷路器主要技術參數斷路器的操動機構斷路器的運行隔離開關高壓熔斷器

高壓開關電器斷路器的作用：▼控制作用-----正常時根據運行要求，投入或退出電路。▼保護作用------故障時切除故障回路，保證非故障部分繼續運行。斷路器的分類：按絕緣介質分有油斷路器、空氣斷路器、六氟化硫斷路器、真空斷路器等。斷路器的基本結構：▼開斷部分；▼操動和傳動部分；▼絕緣部分；采用由阿爾斯通公司生產的GL314X220KV斷路器滅弧室接線板接線板支柱傳動箱控制箱220KV斷路器結構發電機出口斷路器采用由ABB公司生產的戶內型、金屬封閉、自冷、水平布置、SF6氣體絕緣HEC7型發電機出口斷路器。額定工作電壓（kV）:22最高工作電壓（kV）:24額定電流（A）:22000額定頻率（Hz）:50發電機出口斷路器(HEC7)安裝實例高壓開關電器斷路器開斷電路時電弧的產生----強電場發射；熱電子發射；碰撞游離；熱游離。電弧熄滅條件----介質強度大于恢復電壓。介質強度恢復過程----弧隙能承受的而不被擊穿的過程，以耐受電壓表示，與滅弧裝置結構及介質性質有關。電壓恢復過程------電弧電流過零電路開斷，電源電壓加在弧隙觸頭的過程。恢復電壓與電路參數有關。近陰極效應----交流電弧過零后，弧隙在0.1~1微秒時間內，陰極區出現150~250V介質強度的現象。它對熄滅低壓電器電弧特別有利。

高壓開關電器六氟化硫斷路器的結構有支柱式和罐式之分；從滅弧結構上有變開距和定開距之分；滅弧原理上有壓氣式和高壓熱膨脹式。斷路器的主要技術參數有：額定電壓、額定電流、額定開斷電流、額定關合電流、熱穩定電流、動穩定電流、合閘時間、分閘時間、操作循環等。斷路器的操動機構有：電磁式、彈簧式、液壓式、液壓彈簧式及氣動彈簧式等。高壓開關電器斷路器的運行★開斷短路電流電路開斷短路電流電路時，恢復電壓包括瞬態恢復電壓和工頻恢復電壓，其首相開斷系數為1.5(1.3),決定于電路參數及開斷初始條件。★開斷近區故障距離斷路器處數百米或數千米的故障稱近區故障。近區故障的起始恢復電壓上升速度較快、幅值又較高，電弧易重燃，斷路器開斷困難。試驗時的開斷電流選擇為額定開斷電流的75%~90%。★開斷失步故障當系統振蕩時兩電源失步，最嚴重的是反相時，斷路器開斷電流比正常電流大，恢復電壓高開斷困難。系統失步狀態下，斷路器應能可靠開合25%~40%額定短路開斷電流。★開斷延伸故障和并聯故障★關合電容電流電路★開斷電感性電流電路★開斷高壓電動機高壓開關電器隔離開關的作用：＊隔離電源保證檢修安全＊根據運行經驗可進行等電位操作和接通斷開小電流電路。熔斷器的作用：熔斷器串聯在電路中，當發生短路或過負荷熔體熔斷切斷故障電路，設備免遭損壞，維持非故障部分繼續運行。220KV隔離開關GW10-550DW/3150A：單柱垂直伸縮式隔離開關,防污型，單接地，主刀、地刀均采用電動機構（可手動操作）。電力互感器電力互感器的分類與作用電磁式電流互感器電磁式電壓互感器電容式電壓互感器電力互感器的配置電力互感器電力互感器的分類：電壓互感器電流互感器電力互感器的作用：＊隔離，保證設備和人身安全＊將高電壓變為低電壓將大電流變為小電流，二次設備小型化標準化＊二次設備結構簡單、價格便宜，便于實現遠方控制集中管理。電力互感器電磁式電流互感器的工作原理與變壓器工作原理基本相似，其特點：＊原副邊串聯在各自電路中＊其一次側線圈匝數很少，其一次側電流僅取決于被測電路電流電路電流大小，與二次電流大小無關＊正常運行時，其二次側處于短路狀態，因此二次側不允許開路。＊要拆除二次設備應先將二次側短接再拆除二次設備。電力互感器電磁式電壓互感器的工作原理與變壓器工作原理基本相同，其特點：容量小；正常運行時二次側處于空載狀態，其二次不允許短路。電容式電壓互感器的工作原理是采用電容分壓原理，其結構由電容分壓器和電磁單元兩部分構成。電磁單元包括中間變壓器、補償電抗器、高頻阻斷線圈和阻尼器。發電廠防雷與接地雷電及過電壓分類發電廠防雷保護裝置發電廠防雷保護措施發電廠的接地發電廠防雷與接地雷電過電壓分為：直擊雷過電壓、感應雷過電壓和侵入雷電波過電壓。內部過電壓分為：暫時過電壓（包括工頻過電壓、諧振過電壓）操作過電壓（包括操作電容電感負荷過電壓、解列過電壓、中性點絕緣電弧接地過電壓）。發電廠防雷保護裝置有：避雷針(防直擊雷)、避雷線(防直擊雷)和避雷器(防侵入雷電波)。配電裝置配電裝置配電裝置分類最小安全凈距超高壓配電裝置電磁環境影響指標配電裝置配電裝置-------根據主接線的連接方式，由所有的開關電器、保護測量電器、母線和輔助設備，按一定要求、用來接受和分配電能的裝置。配電裝置分類----屋內配電裝置、屋外配電裝置、成套配電裝置和六氟化硫全封閉組合電器。配電裝置當導線表面的電場強度超過空氣擊穿強度時，導線表面將出現電暈放電，在黑暗中可以看到導線附近有藍色暈光，還伴有咝咝聲。電暈放電將產生可聽噪聲、無線電干擾和電暈損失等。交流輸電線路工作時，導線上的電荷在空間產生工頻電場。工頻電場在生物體和其他物體內感應出電壓，其短時影響第一表現為人在電場中的直接感覺，處于電場中的人體相當于導體，將使周圍電場畸變，人體凸出部位將會通過毛發顫動感覺到；第二表現在人體或動物接觸因靜電感應處于不同電位的物體時可能出現不愉快的暫態電擊。配電裝置交流輸電線路工作時，其導線電流會產生磁場。工頻磁場在生物體和其他物體內感應產生電流和電場，其短時影響主要表現在人或動物接觸因感性耦