华电发电厂电气部分第2讲

发电厂电气部分（32学时）第二讲主讲：刘君E-mail:[e-mail]:80798481第二章发电、变电和输电的电气部分基本要求1、掌握主要电气设备的功能及其图形符号2、掌握电气主接线及配电装置的基本概念3、掌握发电厂电气部分的组成4、了解300MW、600MW发电机组电气部分的特点第一节概述电能的生产：火电、水电和核电、各种新能源电能的传输：交流架空线路或电缆直流输电电能的变换和分配：变电站电能的使用：各种形式的负荷将电能转换成其他形式的能源。电力系统的功能发电厂第一节概述电气设备的分类和功能电气接线一、电气设备的分类和功能电气设备生产和转换电能的设备开关电器限制短路电流和防御过电压设备载流导体接地装置仪用互感器测量表计继电保护及自动装置直流电源设备操作电器、信号设备及控制电缆一次设备二次设备直接生产和输送电能的设备对一次设备测量、监视、控制和保护一次设备：①生产和转换电能的设备发电机发电机-机械能转换为电能电动机-电能转化为机械能变压器封闭母线变压器-电压升高或降低，满足输配电需要一次设备：②接通或断开电路的开关电器高压断路器：正常运行和故障情况下用作断开或接通电路中的正常工作电流及开断故障电流。隔离开关：建立明显的绝缘间隙，转换线路增加线路联接的灵活性。一次设备：②接通或断开电路的开关电器负荷开关：只能开断负载电流和一定过载电流。熔断器：过载或短路时，起到开断和保护的作用。熔断器高压负荷开关传动机构弹簧脱扣机构一次设备：②接通或断开电路的开关电器一次设备：③限制故障电流和防御过电压的电器电抗器（串联）-限制短路电流，维持母线残压。避雷器-保护电力系统和电气设备的绝缘使其不受过电压而损坏一次设备：④载流导体：将电气设备连接起来架空线路：终端线、联络线电缆：用于城市、厂站内部或附近、穿越江河或海峡母线：汇集和分配电能。硬母线由绝缘子支撑220kV母线10kV母线软母线由绝缘子串悬挂在杆塔上图形符号一次设备：⑤接地装置变压器中性点的工作接地接地刀闸闭合，保护检修人员安全电力系统中性点的工作接地或保护人身安全的保护接地，与地中的接地网相连。二次设备：①互感器(电流互感器、电压互感器)将一次系统的高电压和大电流转换为二次系统标准的低电压和小电流，供给仪表和保护装置使用，使一次与二次系统可靠隔离。电流互感器电压互感器二次设备：②测量表计③继电保护及自动装置测量电路中的电气参数：电压表、电流表、功率因数表迅速反应不正常情况并进行监控和调节二次设备：④直流电源设备供给控制、保护和厂用直流负荷、事故照明的直流用电。直流发电机组蓄电池组硅整流设备母线、导线、电力电缆W（电缆终端头*）生产和转换电能的设备开关电器限制短路电流和防御过电压设备载流导体发电机G变压器T电动机M断路器QF隔离开关QS负荷开关Q熔断器FU电抗器L避雷器F火花间隙F接地E互感器电流互感器TA电压互感器TV主要电气设备的图形符号旧旧二、电气接线------发电厂变电站中，根据各种电气设备的作用和要求，按一定方式用导体连接起来形成的电路称为电气接线。电气接线表明电能汇集和分配关系以及各种运行方式对一次设备及系统进行控制、监察、测量和保护一次电路（电气主接线）电气主接线：由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，又称为一次接线或电气主系统。二次电路（二次接线）测量表计回路、断路器控制和信号回路操作电源回路、继电保护回路、自动装置回路电气主接线图--电气主接线用一定的图形符号和文字符号绘成的电路图。--电气主接线图用单线图表示三相电路--元件为正常状态（开关、刀闸在断开位置）实际电气接线讨论：分析图2-1所示电厂电气主接线的特点假设图2-1中G3的PN=300MW，UN=20kV，cosφ=0.85，则IN=?T3的SN=360MVA，问：UN1=?UN2=?母线联络断路器电气主接线图举例旁路断路器分段断路器第二节发电厂的电气部分电气系统电能生产系统电气一次系统电气二次系统通过与汽轮机同轴的发电机，将机械能转换为电能；通过高压配电装置将电能汇集并分配送往电力传输网络；通过厂用供电系统，保证厂用辅机供电；通过二次系统对一次系统进行监视、测量、控制和保护。作用300MW发电机组电气部分:电气设备及接线发电机－变压器单元接线，采用全连分相封闭母线。无发电机出口断路器和隔离开关；在主变低压侧引接一台高压厂用变压器，供给厂用电；在发电机出口侧，通过高压熔断器接有三组电压互感器和一组避雷器；在发电机出口侧和中性点侧，每相装有电流互感器；发电机中性点接有中性点接地变压器，干式（高电阻接地）高压厂用变压器高压侧，每相装有电流互感器。（1）发电机：额定功率300MW，额定电压20KV，额定电流10189A，COSФ=0.85，额定转速3000r/min。（2）主变压器：额定容量360MV·A，额定电压242±2×2.5%/20kV，额定电流858.9/10392.3A，连接组别为YN,d11，ΔP0＝177kW，I0%=0.3，ΔPk＝809kW，Uk=11（3）高压厂用变压器：额定容量40/20-20MV·A，额定电压20±2×2.5%/6.3－6.3kV，接线组别为D，d12，d12。（4）电压互感器：JDZD-20型，变比kV和JDZ-20型，变比kV（5）高压熔断器：RN4-20型，额定电流20kA，额定容量4500MV·A（6）电流互感器：LRD-20型，变比12000/5A（7）中性点接地变压器：干式、单相、额定电压20/0.23kV，额定容量25kV·A，二次侧负载电阻为0.5～0.6，换算至变压器一次侧电阻值为3781～4537欧姆。发电机中性点实际为高电阻接地方式，用来限制电容电流。31.0/31.0/32031.0/320300MW发电机组主要电气设备的参数600MW发电机组的电气部分1)发电机－变压器单元接线，采用全连分相封闭母线。2）无发电机出口断路器和隔离开关；3）主变采用三个单相双绕组变压器接成三相，低压侧接成三角形，高压侧接成星形。4）在主变低压侧引接一台高压厂用变压器，供给厂用电；5）在发电机出口侧，接有两组电压互感器、一组避雷器和一组电容器；6）在发电机出口侧和中性点侧，每相装有电流互感器；7）发电机中性点接有中性点接地变压器；8）高压厂用变压器高压侧和低压侧，每相装有电流互感器；9）主变压器高压侧，每相装有电流互感器。（1）发电机：额定功率600MW，额定电压20KV，额定电流19245A，COSФ=0.9，额定转速3000r/min。（2）主变压器：由三台DFP-240型单相双绕组变压器接成三相组，额定容量3×240MV·A，额定电压550/20kV，Uk=14.5～15.5（3）高压厂用变压器：额定容量60/35－35MV·A，额定电压20±8×1.25%/6.3－6.3kV，接线组别为D，d12，d12。（4）电压互感器：JDZ-20型，变比kV（5）电流互感器：LRD-20型，变比22000/5A（6）中性点接地变压器：干式、单相、额定电压20/0.23kV，额定容量30kV·A，二次侧接地电阻为0.542欧姆。31.0/320600MW发电机组主要电气设备的参数地理接线图主要显示发电厂、变电站的位置，电力线的路径和长度，以及它们之间的相互连接。演示：电网地理接线图与电气主接线图电气接线图主要显示系统中发电机、变压器、电力线路、母线及断路器等主要元件间的电气接线。小结1、厂站主要电气设备及其功能2、电气主接线及电气主接线图的基本概念课堂练习初步设计下列回路的电气接线：发电机回路发电机变压器组变压器回路馈电线路/联络线路第二章作业1、以表格形式总结发电厂/变电站的主要电气设备的图形符号、文字符号、作用。2、自学第三节高压交流输电第四节高压直流输电谢谢大家！补充：电能生产系统电能生产系统发电机系统发电机励磁系统转子系统定子系统冷却系统直流励磁机交流励磁机静止励磁方式水、氢、氢水、水、空水、水、氢有刷励磁无刷励磁转子系统-----传递原动机的轴功率，在转子绕组中注入直流电流后产生磁场。定子系统-----形成三相绕组，当转子磁场旋转时，在定子绕组中感应出电动势，发出电能。冷却系统-----连续不断地排出发电机因各种损耗而产生的热量，防止发电机温度超过设计值而影响绝缘寿命和发电机出力，保证发电机安全运行。发电机励磁系统-----为转子提供直流电，用以建立转子磁场，通过调节励磁，可以调节发电机的无功功率输出，调节发电机端电压。调节和控制励磁还可以改善电力系统的稳定性。