发电厂电气部分复习各章总结

《发电厂电气部分》课程复习要点绪论第一章第二章1.了解现阶段我国电力工业的发展方针、现状发展现状：目前我国基本上进入大电网、大电厂、大机组、高电压输电、高度自动控制的新时代。（1）我国发电装机容量和年发电量均居世界第二位（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，电力系统运行的稳定性得到改善。（5）省及以上电网现代化的调度自动化系统基本实现了实用化。（6）数据通信为特征的覆盖全国各主要电网的电力专用通信网基本形成2.了解发电厂和变电所的类型，特点（1）发电厂：火力发电厂（1火电厂布局灵活，装机容量大小可按需要决定；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，控制操作复杂；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若担任调峰、调频、事故备用，则相应事故增多，强迫停运率增高，厂用电率增高。应尽可能担负较均匀负荷；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、运行灵活；4、可存储和调节；5、不污染环境；6、投资较大，工期较长；7、受水文条件制约；8、淹没土地，生态环境）核能发电厂（建设费用高，燃料费用便宜，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、分配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、控制、监视和保护的设备。4.初步了解发电厂和变电所中一次设备和二次设备的基本构成:了解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——电压升高或降低以满足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）限流电器和防御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保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）继电保护及自动装置（4）直流电源设备（5）操作电器、信号设备及控制电缆第三章常用计算的基本理论和方法（公式不要求）1.掌握导体的正常最高允许温度和通过短路电流时的短时允许温度。掌握长期发热和短时发热的区别。导体的发热和散热一般了解。正常最高允许温度：导体正常最高允许温度（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℃通过短路电流时的允许温度：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：导体的发热计算，根据能量守恒定律。稳定状态时：RtlfQQQQ其中：RQ——单位长度导体电阻损耗的热量，/Wm；tQ——单位长度导体吸收太阳日照的热量，/Wm；lQ——单位长度导体的对流散热量，/Wm；fQ——单位长度导体向周围介质辐射散热量，/Wm；2.导体的长期发热要求掌握稳定温升公式、导体的载流量及导体的正常发热温度。（1）稳定温升公式：2WWIRF（αW为散热系数，F为总的散热面积）（2）导体载流量以及导体正常发热温度导体载流量：0()lfWWQQFIRR（由稳定温升公式得到）导体正常发热温度：FRIW20计及日照lftQQQIR3.导体的短时发热要求掌握短时发热的特点,熟练掌握短路电流热效应的计算方法（1）导体短时发热：短路开始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:发出的热量比正常发热要多，导体温度升高的很快（3）短路电流热效应：（1）短路切除时间stk1nppKQQQ其中周期分量：kkkt2222kppttt02tQIdt(I10II12）非周期分量:2npQIT（2）短路切除时间stk1导体发热主要由短路电流周期分量决定))(10(12222''2/sAIIItQQKKttKpK4.掌握导体短路的电动力的计算,其中公式推导不作要求。（1）两平行导体间的电动力217102iiaLKF（形状系数K见书P75）（2）三相导体短路时的电动力271073.1shiaLF（shi为三相短路时的冲击电流）发生故障的次数（3）简单串并联：P86第四章电气主接线及设计1.一般了解对电气主接线的基本要求和设计原则；一般了解主接线的设计程序。（1）基本要求：可靠性、灵活性、经济性（2）设计原则：进出线较多（超过4回）采用母线作为中间环节，进出线较少，不再发展和扩建的发电厂和变电所采用无汇流母线接线（3）一般了解主接线的设计程序：1对原始资料分析工程情况电力系统情况负荷情况环境条件设备供货情况2主接线方案的拟定和选择3短路电流计算和主要电器选择4绘制电气主接线图5编制工程概算2.熟练掌握主接线的基本接线形式,尤其是掌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、变压器母线组接线的主要特点。掌握三种无母线接线（单元接线、桥形接线、多角形接线）特点。能够根据要求绘制主接线图。单母接线：特点：（1）优点：接线简单（操作方便）、设备少（经济性好）、母线便于向两端延伸（扩建方便）（2）缺点：可靠性差、调度不方便、线路侧发生短路时，有较大短路电流（3）适用范围：适用于出线回路少、没有重要负荷的发电厂和变电所倒闸操作：（1）线路送电时的操作顺序为：先闭合母线隔离开关，再闭合线路隔离开关，最后合上断路器（2）线路停电时的操作顺序为：先断开断路器，再拉开线路隔离开关，最后拉开母线隔离开关原因：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，误操作隔离开关的事故不发生在母线侧隔离开关上，以避免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，另一段母线仍继续工作。2、对重要用户，可由不同段母线分别引出的两个回路供电，以保证供电的可靠。3、供电可靠性提高，运行较之灵活（2）缺点：对重要负荷必须采用两条出线供电，大大增加了出线数目，使整个母线系统可靠性受到限制（3）适用范围：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）可靠性高（1）母线检修不断电：将要检修的母线上的所有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，如果W2完好QF不会因为继电保护动作而跳闸（2）将所有回路切换到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）将所有回路切换到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QF3两侧加临时载流用跨条（4）闭合跨条两端的隔离开关和QF两端的隔离开关和QF（注意，加跨条的操作将双母接线变为单母接线）（二）调度灵活：可双母同时工作也可一工作一备用（三）扩建方便（2）缺点（1）变更运行方式的操作较为复杂容易出现误操作（2）检修回路短路器仍然需要短时停电（加临时跨条操作）（3）增加了大量的隔离开关和母线的长度（3）使用范围：出线带电抗器的6~10KV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Ⅰ段、Ⅱ段，每段母线用各自的母联断路器与备用母线相连，电源和出线均匀分别在两段工作母线上。（6~10KV的配电装置中，电压和输送功率大时，为了限制短路电流，在分段处加母线电抗器）特点：（1）优点：（一）可靠性高（1）母线检修不断电：将要检修的母线上的所有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，如果W2完好QF不会因为继电保护动作而跳闸（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修L1回路上断路器QF4：即QF4通过W2、QF1接到W1上（1）将所有回路切换到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QF4两侧加临时载流用跨条（4）闭合跨条两端的隔离开关和QF1两端的隔离开关和QF1（注意，加跨条的操作将双母接线变为单母分段接线）（二）调度灵活：可双母同时工作也可一工作一备用（三）扩建方便（3）使用范围：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QFD，若旁母完好则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）出现回路检修（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旁母设置原则：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，因此不允许因检修断路器而长期停电，故需设置旁路母线。110KV出线在6回以上、220KV出线在4回以上，宜采用带专用旁路断路器的旁母。一台半断路器接线：优点：（1）可靠性高: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）运行方式灵活（4）操作检修方便：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）继电保护和二次回路的设计、调整、检修等比较的复杂适用的范围：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：出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可靠性高：变压器是高可靠性设备，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灵活：双断路器接线、或者一个半断路器接线单元接线：接线简单（经济性好）；不设发电机电压母线，变压器低压