2022年发电厂电气部分知识总结.docx
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1、优选参考资料20*-20* 发电厂电气部分课程复习要点byshuwh 04.26绪论第一章其次章1. 明白现阶段我国电力工业的进展方针、现状进呈现状:目前我国基本上进入大电网、大电厂、大机组、高电压输电、高度自动掌握的新时代;( 1) 我国发电装机容量和年发电量均居世界其次位( 2) 各电网中 500KV(包括 330KV)主网架逐步形成和壮大;220KV电网不断完善和扩充( 3) 1990年我国第一条从葛洲坝水电站至上海南桥换流站的500KV直流输电线路实现双极运行,使华中和华东两大区电网实现非同期联网( 4) 随着 500KV网架的形成和加强,网络结构的改善,电力系统运行的稳固性得到改善;
2、( 5) 省及以上电网现代化的调度自动化系统基本实现了有用化;( 6) 数据通信为特点的掩盖全国各主要电网的电力专用通信网基本形成2. 明白发电厂和变电所的类型,特点(1) 发电厂:火力发电厂( 1火电厂布局敏捷,装机容量大小可按需要打算;2火电厂的一次性建造投资少;建造工期短;发电设备年利用小时数较高;3、火电厂耗煤量大,单位发电成本比水电厂高3-4倍; 4、动力设备繁多,掌握操作复杂; 5、大型机组停机到开机并带满负荷时间长,附加耗用大量燃料;6担负急剧升降负荷时,需要付出附加燃料消耗的代价;7如担任调峰、调频、事故备用,就相 应事故增多,强迫停运率增高,厂用电率增高;应尽可能担负较匀称负
3、荷;8、对空气、环境污染大)水力发电厂( 1、可合理利用水资源; 2、发电成本低,效率高; 3、运行敏捷; 4、可储备和调剂; 5、不污染环境; 6、投资较大,工期较长; 7、受水文条件制约; 8、埋没土地,生态环境)核能发电厂(建设费用高,燃料费用廉价,带基荷运行) 新能源发电风力 地热 海洋能太阳能生物质能磁流体(2) 变电所:(1) 枢纽变电所(2) 中间变电所(3) 地区变电所(4) 终端变电所3. 发电厂电气设备简述一次设备a) 直接生产、变换、输送、安排和用电的设备二次设备b) 对一次设备和系统运行状态进行测量、掌握、监视和爱护的设备;4. 初步明白发电厂和变电所中一次设备和二次设
4、备的基本构成:明白发电厂和变电所的电气主接线的概念;一次设备 :(1) 生产和转换电能的设备发电机 将机械能转换为电能变压器 电压上升或降低以满意输配电的需要电动机:将电能转换为机械能(2) 接通或断开电路的开关电器断路器(俗称开关) 隔离开关(俗称刀闸) 熔断器(俗称保险)(3) 限流电器和防备过电压设备电抗器避雷器( 4)载流导体裸导体母线,电缆等( 5)接地装置保证电力系统正常运行或爱护人身安全二次设备:(1) 仪用互感器电流互感器 大电流变成小电流( 5A或1A) 电压互感器 大电压变成小电压( 100V或( 2)测量表计电压表,电流表,功率表和电能表等( 3)继电爱护及自动装置( 4
5、)直流电源设备( 5)操作电器、信号设备及掌握电缆第三章常用运算的基本理论和方法1. 把握导体的正常最高答应温度和通过短路电流时的短时答应温度;把握长期发热和短时发热的区分;导体的发热和散热一般明白;正常最高答应温度:导体正常最高答应温度(长期发热),一般不超过70;计及太阳辐射(日照)影响时,钢芯铝绞线及管形导体,可按80通过短路电流时的答应温度:硬铝和铝锰合金200,硬铜 300长期发热:正常运行时工作电流产生短时发热:故障时短路电流产生导体的发热和散热:导体的发热运算,依据能量守恒定律;稳固状态时:QRQtQlQ f其中:单位长度导体电阻损耗的热量,W / m ;单位长度导体吸取太阳日照
6、的热量,W / m ;单位长度导体的对流散热量,W / m ;单位长度导体向四周介质辐射散热量,W / m ;2. 导体的长期发热要求把握稳固温升公式、导体的载流量及导体的正常发热温度;(1)稳固温升公式:I 2RW( W为散热系数, F为总的散热面积)W F( 2)导体载流量以及导体正常发热温度导体载流量:IW F W0 QlQf(由稳固温升公式得到)RR导体正常发热温度:WI 2 R0F计及日照QlQfQtIR3. 导体的短时发热要求把握短时发热的特点, 娴熟把握短路电流热效应的运算方法(1)导体短时发热:短路开头到短路被切除的一段很短的时间内导体发热的过程( 2)导体短时发热的特点: 发
7、出的热量比正常发热要多,导体温度上升的很快( 3)短路电流热效应:(1) 短路切除时间tk1sQKQpQnp其中tk2t k222k周期重量: QpI pt dtI10I t2012k 2I t )非周期重量 :QnpTI( 2)短路切除时间tk1s导体发热主要由短路电流周期重量打算QKQptK I 21210 I2t K / 2I tK2 As4. 把握导体短路的电动力的运算, 其中公式推导不作要求;( 1)两平行导体间的电动力F2107 K Lai1i2(外形系数 K见书P75)(2) 三相导体短路时的电动力F1.7310 7Li sha2(为三相短路时的冲击电流)5. 明白电气设备及主接
8、线的牢靠性分析中主要的指标,以及简洁串并联系统的分析;( 1)电气设备的分类:可修复元件:如元件 系统 投入使用一段时间后发生故障,经过修理后能再次复原到正常状态:发电机变压器断路器 输电线路不行修复元件:如元件 系统 投入使用后,一旦发生故障便无法修复,或虽能修复但很不经济:电容器 照明灯(2)牢靠性:元件、设备和系统在规定的条件和时间内,完成规定功能的概率电气主接线牢靠性分析主要的指标:( 3)简洁串并联: P866. 一般明白技术经济分析;可用度:稳态下处于正常运行状态的概率平均无故障工作时间每年平均停运时间故障率:元件从起始到t 完好的条件下, 在t 以后的单位时间内发生故障的次数第四
9、章电气主接线及设计1. 一般明白对电气主接线的基本要求和设计原就;一般明白主接线的设计程序;(1) 基本要求:牢靠性、敏捷性、经济性( 2 )设计原就:进出线较多(超过4回)采纳母线作为中间环节,进出线较少, 不再进展和扩建的发电厂和变电所采纳无汇流母线接线( 3)一般明白主接线的设计程序: 1 对原始资料分析工程情形电力系统情形负荷情形环境条件设备供货情形2 主接线方案的拟定和挑选3 短路电流运算和主要电器挑选4 绘制电气主接线图5 编制工程概算2. 娴熟把握主接线的基本接线形式, 特殊是把握各种类型的单母线接线和双母线接线(包括带旁母)的特点、运行方式和倒闸操作, 以及一台半断路器接线、变
10、压器母线组接线的主要特点;把握三种无母线接线(单元接线、桥形接线、多角形接线)特点;能够依据要求绘制主接线图;单母接线:特点:( 1)优点:接线简洁(操作便利)、设备少(经济性好)、母线便于向两端延长(扩建便利)( 2)缺点:牢靠性差、调度不便利、线路侧发生短路时,有较大短路倒闸操作:电流( 3)适用范畴: 适用于出线回路少、没有重要负荷的发电厂和变电所( 1)线路送电时的操作次序为:先闭合母线隔离开关,再闭合线路隔离开关,最终合上断路器( 2)线路停电时的操作次序为:先断开断路器,再拉开线路隔离开关,最终拉开母线隔离开关缘由: 1、防止隔离开关带负荷合闸或拉闸2、断路器处于合闸状态下,误操作
11、隔离开关的事故不发生在母线侧隔离开关上,以防止误操作的电弧引起母线短路事故单母分段: 特点:( 1) 优点: 1、当母线发生故障时,仅故障母线段停止工作,另一段母线仍连续工作;2、对重要用户,可由不同段母线分别引出的两个回路供电,以保证供电的牢靠;3、 供电牢靠性提高,运行较之敏捷( 2) 缺点:对重要负荷必需采纳两条出线供电,大大增加了出线数目,使整个母线系统牢靠性受到限制( 3) 适用范畴:一般适用于中小容量发电厂和变电所的6 10kV接线中双母接线:设置有两组母线,其间通过母线联络断路器相连,每回进出线均经一台断路器和两组母线隔离开关分别接至两组母线;特点:( 1) 优点:(一)牢靠性高
12、( 1) 母线检修不断电:将要检修的母线上的全部回路通过倒闸操作换到另一母线上即可检修 W1:(1 )检查 W2是否完好,闭合 QF以及两侧的隔离开关,假如 W2 完好 QF不会由于继电爱护动作而跳闸( 2)将全部回路切换到 W2 ,先闭合 W2侧隔离开关在断开 W1 侧隔离开关( 3)断开 QF以及两侧的隔离开关( 2) 母线隔离开关检修不断电:方法同上( 3) 检修任一线路短路器时可以用母线短路线代替其工作检修 L1回路上断路器 QF3:即 QF3通过 W2、QF接到 W1上( 1)将全部回路切换到 W1(2)断开 QF3以及两侧的隔离开关, QF以及两侧的隔离开关( 3)在 QF3两侧加
13、暂时载流用跨条( 4)闭合跨条两端的隔离开关和 QF两端的隔离开关和QF(留意,加跨条的操作将双母接线变为单母接线)(二)调度敏捷:可双母同时工作也可一工作一备用(三)扩建便利( 2) 缺点( 1) 变更运行方式的操作较为复杂简洁显现误操作( 2) 检修回路短路器仍旧需要短时停电(加暂时跨条操作)( 3) 增加了大量的隔离开关和母线的长度( 3)使用范畴: 出线带电抗器的 610KV配电装置;35 60KV出线超过 8回,或连接电源较大、负荷大110 220KV出线大于等于 5回时;双母分段:分段断路器QS将工作母线分为段、段,每段母线用各自的母联断路器与备用母线相连, 电源和出线匀称分别在两
14、段工作母线上;( 610KV的配电装置中,电压和输送功率大时,特点:为了限制短路电流,在分段处加母线电抗器)( 1)优点:(一) 牢靠性高( 1) 母线检修不断电:将要检修的母线上的全部回路通过倒闸操作换到另一母线上即可检修 W1 故障段 :( 1)分段断路器自动跳开(2)检查 W2是否完好,闭合 QF1以及两侧的隔离开关,假如W2 完好 QF不会由于继电爱护动作而跳闸(3)将W1 故障段连接回路切换到W2 ,先闭合 W2 侧隔离开关再断开 W1 侧隔离开关( 4)断开 QF1以及两侧的隔离开关( 2) 母线隔离开关检修不断电:方法同上( 3) 检修任一线路短路器时可以用母线短路线代替其工作检
15、修 L1回路上断路器 QF4:即 QF4通过 W2、QF1接到 W1上( 1)将全部回路切换到 W1(2)断开 QF4以及两侧的隔离开关, QF1以及两侧的隔离开关( 3)在 QF4两侧加暂时载流用跨条(4) 闭合跨条两端的隔离开关和QF1两端的隔离开关和 QF1(留意,加跨条的操作将双母接线变为单母分段接线)(二)调度敏捷:可双母同时工作也可一工作一备用(三)扩建便利( 3)使用范畴: 发电厂的发电机电压配电装置中,220 500KV大容量配电装置旁路母线:检修线路断路器时,不致中断该回路的供电,可增设旁路母线;三种形式:专用旁路断路器母联断路器兼旁路断路器分段断路器兼旁路断路器( 1)单母
16、分段带专用旁路断路器:P108( 1 )正常工作: QFP断开, QSPP闭合, QSP1闭合( QFP对于线路W1处于热备用状态)( 2)出线回路检修( QF3检修):( 1)备用母线充电:QSP1切换到闭合, QP2切换到断开,闭合QF3,备用母线完好时QF3不断开( 2)故障断路器隔离:闭合QSP1,断开 QF3以及 QS32,QS31(2)分段断路器皆做旁路断路器P109(1) 正常工作: QFD闭合, QS1、QS2闭合, QS3、QS4断开, QSD断开(2) 出线回路检修( QF3):( 1)双母连接切换:闭合QSD,断开 QFD和QS2( 2)旁路母线充电:闭合 QS4,再闭合
17、 QFD,如旁母完好就QFD不会断开( 3 )故障短路器隔离:闭合QSP1,断开 QF3,断开 QS32和QS31(3) 旁路断路器皆做分段断路器P109( 1 )正常工作:QFP闭合, QS1和 QS3闭合,即分段母线通过旁路断路器QFP做分段断路器,旁母处于带点的状态(2)显现回路检修( QF3检修):( 1)双母线连接切换:闭合QS2,断开 QS3( 2)故障断路器隔离:闭合 QSP1,断开 QF3,在断开 QS32和QS31旁母设置原就: 110KV 及以上高压配电装置中,因电压等级高,输送功率较大,送电距离较远,因此不答应因检修断路器而长期停电,故需设置旁路母线;110KV出线在 6
18、回以上、 220 KV出线在 4回以上,宜采纳带专用旁路断路器的旁母;一台半断路器接线:优点:( 1)牢靠性高 :1、 每回出线由两台断路器供电2、 一母线故障由令一条母线供电( 3) 运行方式敏捷( 4) 操作检修便利:隔离开关只做检修时隔离电压,没有复杂的倒闸操作;检修任意母线和短路器时进出线回路都不需要切换 操作缺点:( 1)断路器多,投资大(2) 继电爱护和二次回路的设计、调整、检修等比较的复杂适用的范畴:大型电厂和变电所220KV及以上、进出线回路数 6 回及以上的高压、超高压配电装置中;变压器母线组接线:显现回路由两台断路器分别接在两组母线上,变压器直接通过隔离开关接在母线上牢靠性
19、高:变压器是高牢靠性设备,可以通过隔离开关直接接在母线 上;故障时,通过断开相应母线上的断路器,再断开相应的隔离开关不影响其他回路的运行调度敏捷:双断路器接线、或者一个半断路器接线单元接线:接线简洁(经济性好);不设发电机电压母线,变压器低压侧短路电流减小( 1)发电机双绕组变压器单元接线发电机出口不设置母线:发电机和变压器低压侧短路几率和短路电流减小 发电机出口不设置断路器:发电机一般不空载运行切入线路,不必设置断路器;同时防止由于发电机大电流而选不到合适的断路器( 2)发电机三绕组变压器单元接线发电机出口设置断路器:在变压器高、中压联合运行时能够投、切发电机发电机容量大时不采纳这种接线:大
20、容量和大电流的断路器价格高(3)发电机变压器线路单元接线发电机发电经变压器升压后直接供应负载(4)扩大单元接线:(变压器故障,两台发电机均停止工作) 发电机出口设置断路器:一台发电机故障不影响另一台运行 分裂绕组变压器和双绕组变压器有限制短路电流的作用变压器台数削减,变压器高压侧断路器削减,经济性好桥形接线:只有两台变压器和两条线路时采纳(1) 内桥接法:联络断路器在线路断路器内侧切除线路故障简洁,切除变压器故障复杂:适用变压器不需要常常切换,线路常常故障的场合,穿越功率较小(2) 外桥接法:联络断路器在线路短路器外侧切除线路故障复杂,切换变压器简洁:适用变压器需要常常切换,线路较短故障率低,
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