发电厂变电所电气设备课件DOCWord格式文档下载.docx
《发电厂变电所电气设备课件DOCWord格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发电厂变电所电气设备课件DOCWord格式文档下载.docx（25页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
装在油箱盖上的测温箱内，用来测量油箱内的上层油温。
5、冷却装置：
将变压器在运行中产生热量散发出去的设备。
6、套管：
是装在变压器高低压绕组的引线，引到油箱外部的绝缘装置，它既是引线对地（壳）的绝缘又担负固定引线的作用。
7、压力释放阀：
若变压器过负荷或因故障而引起过电压，当油箱内的压力达到35KPa时，装在变压器顶盖上的压力释放阀便可靠地动作，及时释放压力，当压力恢复到正常值时，压力释放阀自动复位，变压器仍可运行。
8、呼吸器：
呼吸器由一铁管和玻璃器组成，内装干燥剂（如硅胶）与油枕内的空间相连通，当油枕内的空气随变压器油的体积膨胀或收缩时，排出或吸入的空气都经过呼吸器，呼吸器内的干燥剂吸收空气中的水份，对空气起到过滤的作用，从而保持油的清洁和绝缘水平。
9、防爆管：
防爆管装在变压器顶盖上部油枕侧，管子一端与油箱连通，另一端与大气边通，管口用薄膜（划有刀痕的玻璃）封住，当变压器内部有故障时，油温升高，油剧烈分解产生大量气体，使油箱内压力剧增，此时，防爆管薄膜破碎油及气体由管口喷出，池压。
防止变压器的油箱爆炸或变形。
10、变压器油枕和防爆管之间的小边通管
此小管使防爆管的上部空间与油枕的上部空间相连通，让两个空间内的压力相等，油面保持相同。
11、油枕：
当变压器的体积，随着油温的变化而膨胀或缩小时，油枕起到储油和补油的作用，能保证油箱内充满油，同时由于装了油枕，变压器与空气的接触面减少，减绶了油的劣化速度，油枕的侧面，还装有油位计，可以监视油位的变化。
二.发电机
同步发电机是根据导体切割磁力线感应电动势这一基本原理工作的。
因此，同步发电机应具有产生磁力线的磁场和切割该磁场的导体。
通常前者是转动的，称为转子，后者是固定的，称为定子
同步电机的工作原理图
1一定子；
2—转子；
3一滑环
同步发电机定子绕组感应电动势的频率取决于它的极对数p和转子的转速n。
可见，同步发电机极对数p一定时，转速n与电枢电动势的频率f之间具有严格不变的关系。
亦即当电力系统频率f一定时，电机的转速亦为恒值，这就是同步电机的主要特点。
如果同步发电机作电动机运行，必须在定子绕组加以三相交流电源，电机内部便产生一个旋转磁场。
这时转子绕组加直流励磁，则转子将在定子旋转磁场的带动下，沿定子磁场的方向以相同的转速旋转，转子的转速仍由式（n=60f/p）决定，同步电机无论是作为发电机使用，还是作为电动机使用，其转速和交流电频率之间都将保持严格不变的关系，也就是说，电枢磁动势为一同步旋转的旋转磁动势，它与转子同速同方向旋转，定子和转子磁动势之间保持相对静止并产生恒定的电磁转矩。
同步电机在恒定频率下的转速恒为同步速度，是同步电机和感应电机的基本区别之一。
同步发电机的结构采用旋转磁极式，按转子磁极的形状可分为隐极式和凸极式两种。
一般隐极式结构在汽轮发电机中采用，而凸极式结构则通常在水轮发电机中采用，如图7-3所示。
从图中可见，隐极式的气隙是均匀的，转子呈圆柱形。
凸极式的气隙是不均匀的，极弧底下气隙较小，极间部分较大。
（a）隐极式；
（b）凸极式
2一隐极式转子；
3一凸极式转子
无论电机是隐极式或凸极式，其基本结构均包括定子和转子两大部分。
汽轮发电机的运行方式
汽轮发电机的运行方式包括正常运行方式，进相运行方式以及不对称运行方式等，现简单叙述如下。
一、额定情况下的运行方式
发电机按照制造厂铭牌规定数据运行的方式，称为额定运行方式。
在此方式下，可以长期连续运行。
发电机的额定数据，如转速、定子电压、定子和转子温度、振动幅度等，是制造厂的设计依据，只有严格控制其在允许值范围内，才能保障发电机安全而高效地运行。
二、发电机的允许运行方式
发电机的定子电压、频率、功率因数等异于额定运行方式时，未经试验和明确前，规定如下。
1、发电机电压的规定
在发电机各部分温度没有超过限额的情况下，定子电压在额定值的±
5%范围内变化时，其额定容量不变，但当发电机定子电压低于额定电压95%运行时，其定子最大电流不允许超过铭牌定子电流的105%。
发电机定子电压最高不得大于额定电压的110%，最低值应根据稳定运行的要求来确定，一般不应低于额定值的90%。
2、发电机过负荷的规定
发电机不允许在长期过负荷情况下运行，但在系统发生事故时，发电机允许事故过负荷。
过负荷数值最高为额定电流的115％，时间不超过15min，且应监视定子冷却水出水温度不得超过85℃。
3、发电机不平衡电流的规定
发电机允许在三相不平衡负荷条件下运行，但定子各大一相定子电流不应大于额定电流。
如运行中发现超出上述规定，应立即降低定子电流，使其不超出上述规定，同时并应加强对发电机转子温度的监视。
不平衡电流，可分为正序、负序及零序三个分量，负序电流与发电机额定值之比不得大于0.08。
三.隔离开关
GNl9-12（c）系列户内高压隔离开关
是在设备检修时，造成明显的断开点，使检修设备和系统隔离，原则上隔离
开关不能用于断路开负荷电流，保证高压电气装置检修工作的安全。
1、隔离电源，用隔离开关将需检修的电气设备与带电部分可靠隔离，有个明显的断开点，以保证检修人员的安全。
2、配合断路器倒换母线运行方式。
3、接通和断开允许的小电流电路。
其特点：
它的结构简单，没有专门的灭弧装置，用此隔离开关只能分合允许的小电流电路，配合断路器倒换运行方式。
隔离开关又称（隔离）刀闸，是一种高压开关电器。
因为它没有专门的灭弧装置，故不能用来切断负荷电流和短路电流。
使用时应与断路器配合，只有在断路器断开时才能进行操作。
隔离开关在分闸时，动静触头间形成明显可见的断口，绝缘可靠。
一、隔离开关的作用
隔离电源，保证检修工作的安全。
配合断路器，在电路中进行倒闸操作。
接通和断开小电流电路。
在某些终端变电所中，快分隔离开关与接地开关相配合，代替断路器的工作。
二、隔离开关的技术参数
（1）额定电压
指隔离开关长期运行时所能承受的工作电压。
（2）最高工作电压
指隔离开关能承受的超过额定电压的最高电压。
（3）额定电流
指隔离开关可以长期通过的工作电流。
（4）热稳定电流
指隔离开关在规定的时间内允许通过的最大电流。
（5）极限通过电流峰值
指隔离开关所能承受的最大瞬时冲击短路电流。
三、隔离开关的型号含义
隔离开关型号、规格一般由文字符号和数字表示：
第一单元：
产品字母代号，隔离开关用G；
第二单元：
安装场所代号，户内用N，户外用W；
第三单元：
设计序列顺序号，用数字1、2、3、……表示；
第四单元：
额定电压，kV；
第五单元：
其他标志，如T表示统一设计，G表示改进型，D表示带接地刀闸，K表示快分型等。
第六单元：
额定电流，A。
三.高压断路器
1柱式SF6断路器
2.ZW32-12真空断路器
3.罐式SF6断路器
在正常运行时，用于接通或断开电路的负荷电流，故障时用来迅速断开故障电流，消除故障，起到控制和保护作用。
1、多油断路器：
就是其中的变压器油不但是灭弧介质，而且还担负相间，相对地的绝缘作用。
2、少油断路器：
就是其中的油仅作灭弧介质，而相间，相对地的绝缘一般由空气等其它介质承担。
（少油断路器的动作原理：
少油断路器分闸后，导电杆与静触头接触，整个油箱带电，绝缘油仅为灭弧介质用，分闸后，导电杆与静触头分断，导电杆借助瓷套管与油箱绝缘。
）
3、真空断路器是利用真空作为绝缘和灭弧手段的断路器。
4、磁吹断路器是外加磁场力作用下将电弧吹入灭弧室进行灭弧的。
5、高压断路器中的油起什么作用
主要是用来熄灭电弧的，当断路器切断电流时，动触头与静触头之间产生电弧的高温作用，使油剧烈分解成气体，该气体中氢占7%左右，它能够迅速地降低弧柱温度并提高极间的绝缘强度。
一、高压断路器的基本技术数据
（1）额定电压（kV）
保证断路器长时间正常运行能承受的工作电压（线电压），我国采用的额定电压等级：
3、6、10、35、60、110、220、330、500、750、1000kV等。
（2）最高工作电压（kV）
通常规定，220kV及以下设备，其最高工作电压为额定电压的1.15倍；
对于330kV及以上的设备规定为额定电压的1.1倍。
我国采用的最高电压有：
3.5、6.9、11.5、40.5、69、126、252、363、550、825、1100kV等。
（3）额定电流（A）
断路器在规定的基准环境温度下允许长期通过的最大工作电流有效值。
我国采用的额定电流有：
200、400、630、1000、1250、1600、2000、2500、3150、4000、5000、6300、8000、10000、12500、16000、20000A等。
四.互感器
电压互感器
电流互感器
（一）、互感器的作用是将电路中大电流变为小电流，将高压变为低压的电气设备，作为测量仪表和继电器的交流电源。
（1）、仪表和继电器等二次侧的设备与一次侧高压装置，在电气方面隔离，以保证工作人员的安全。
（2）、使测量仪表和纪电器实现标准化和小型化，能够采用低压小截面控制电缆远距离的测量和控制。
（3）、当一次侧电路发生短路时，能够保护测量仪表和继电器的电流线圈不受大电流的损坏。
注：
为了确保在接触测量仪表和继电器时的安全，互感器二次绕组必须接地，因为接地后当一次侧绕组间的绝缘损坏时，可以防止仪表和继电器出现高电压，危及人身设备安全。
1、电流互感器的作用
电流互感器是将大电流变为小电流，供给测量仪表和继电器的电流线圈，间接测出大电流，正常工作时，电流互感器二次侧相当于短接，运行时二次侧不允许开路，因为开路会在二次侧出现很高的电压，危及设备和人身安全。
而且还可以隔离高压，保证了工作人员及二次设备的安全。
2、电压互感器
电压互感器是将高压转变为低压，一次侧绕组匝数多，并接于二次电路中，二次侧绕组供给仪表和继电器的电压线圈，正常时，电压互感器二次侧相当于开路，不能短路。
（1）、变压：
将按一定的比例把高压变成适合二次设备应用的低电压一般为100V，便于二次设备标准化。
（2）、隔离：
将高电压系统与低电压系统实行电气隔离，以保证工作人员和二次设备的安全。
（3）、用于特殊用途。
五、熔断
熔断器是一种过电流保护器。
熔断器主要由熔体和熔管以及外加填料等部分组成。
使用时，将熔断器串联于被保护电路中，当被保护电路的电流超过规定值，并经过一定时间后，由熔体自身产生的热量熔断熔体，使电路断开，从而起到保护的作用。
以金属导体作为熔体而分断电路的电器，串联于电路中，当过载或短路电流通过熔体时，熔体自身将发热而熔断，从而对电力系统、各种电工设备以及家用电器都起到了一定的保护作用。
六.电抗器的作用
在大容量发电厂的配电装置中，电抗器的作用是限制电网发生短路故障时的短路电流，使短路电流不超过一定限值，以减轻相应输电设备的负担，从而可以选择轻型电气设备，节省投资。
此外，在母线上装设电抗器后，当发后短路故障时，电压降主要产生在电抗器上，这样便保持了母线一定的电压水平。
从而使用户电动机的工用保持稳定。
限制短路电流的方法：
一般是增大短路的阻抗，电抗器是电阻很小的电感线圈。
七.电气主接线
一次设备按预期的生产流程所连成的电路，称为电气主接线。
主接线表明电能的生产、汇集、转换、分配关系和运行方式，是运行操作、切换电路的依据，又称一次接线、一次电路主系统或主电路。
用国家规定的图形和文字符号表示主接线中的各元件，并依次连接起来的单线图，称电气主接线图。
一、电气主接线定义
由发电机、变压器、断路器等一次设备按其功能要求，通过连接线连接而成的用于表示电能的生产、汇集和分配的电路，通常也称一次接线或电气主系统。
第二节电气主接线图
（一）单母线接线
1.接线特点：
每一回线路均经过一台断路器QF和隔离开关QS接于一组母线上。
2.优缺点分析：
优点：
接线简单清晰，设备少，操作方便，投资少，便于扩建。
缺点：
可靠性和灵活性较差。
在母线和母线隔离开关检修或故障时，各支路都必须停止工作；
引出线的断路器检修时，该支路要停止供电。
3.典型操作
L1线路停电操作：
断开1QF断路器，检查1QF确实断开，断开13QS隔离开关，断开11QS隔离开关。
L1线路送电操作：
检查1QF确实断开，合上11QS隔离开关，合上13QS隔离开关，合上1QF断路器
4.适用范围
一般用于6～220kV系统中，出线回路较少，对供电可靠性要求不高的中、小型发电厂与变电站中。
（二）单母线分段接线
每个电源只向接至本段母线上的引出线供电，可以限制短路电流，两段母线上的电压可不相同。
可在0QF处装设备自投装置，重要用户可以从两段母线引接采用双回路供电。
供电可靠性较高
停电范围仍较大
3.适用范围：
（1）6～10k：
出线回路数为6回及以上；
（2）35～63kV：
出线回路数为4～8回；
（3）110～220kV：
出线回路数为3～4回。
（三）单母线分段带旁路母线接线
1.接线形式：
旁路母线经旁路断路器90QF接至I、II段母线上。
正常运行时，90QF回路以及旁路母线处于冷备用状态，分段断路器兼作旁路断路器，旁路断路器兼作分段断路器。
2.优点
正常运行时，分段断路器0QF及其两侧隔离开关03QS和04QS处于接通位置，联络隔离开关05QS和06QS处于断开位置，分段隔离开关01QS和02QS中，一组断开，一组闭合，旁路母线不带电。
正常运行时，两分段隔离开关01QS、02QS一个投入一个断开，两段母线通过901QS、90QF、905QS、旁路母线、03QS相连接，90QF起分段断路器作用。
出线断路器故障或检修时可以用旁路断路器代路送电，使线路不停电。
2.适用范围：
主要用于电压为6～10kV出线较多而且对重要负荷供电的装置中；
35kV及以上有重要联络线路或较多重要用户时也采用。
（四）双母线接线
两组母线通过母联断路器连接；
每一条引出线和电源支路都经一台断路器与两组母线隔离开关分别接至两组母线上。
1.优缺点分析：
（1）可靠性高
（2）灵活性好
（3）扩建方便
（4）检修出线断路器时该支路仍然会停电
（5）设备较多、配电装置复杂，易引起误操作，投资和占地面积也较大
（1）6～10kV短路容量大，有出线电抗器的装置；
（2）35～60kV出线超过8回或电源较多，负荷较大的装置；
（3）110～220kV出线为5回及以上，或者在系统中居重要位置、出线为4回及以上的装置。
（五）双母线分段接线
主要适用于大容量进出线较多的装置中：
（1）220kV进出线为10～14回的装置；
（2）6～10kV配电装置中，进出线回路数或者母线上电源较多，输送的功率较大，短路电流较大时，常采用双母线分段接线，并在分段处装设母线电抗器。
（六）双母线带旁路母线接线
1.优缺点分析
（1）大大提高了主接线系统的工作可靠性
（2）母联断路器兼做旁路断路器接线经济
（3）代路过程中降低了可靠性
2.适用范围
一般用在220kV线路4回及以上出线或者110kV线路有6回及以上出线的场合。
（七）一个半断路器接线
1.接线特点：
有两组母线，每一回路经一台断路器接至一组母线，两个回路间有一台断路器联络，形成一串，每回进出线都与两台断路器相连，而同一串的两条进出线共用三台断路器。
正常运行时，两组母线同时工作，所有断路器均闭合。
2.优缺点分析：
（1）运行灵活可靠
（2）操作方便
（3）一台母线侧断路器故障或拒动，只影响一个回路工作；
联络断路器故障或拒动，造成二条回路停电。
（4）一台半断路器接线的二次线和继电保护比较复杂，投资较大。
4.适用范围：
广泛应用于进出线回路数为6回及以上，在系统中占重要地位的大型发电厂和变电站的330～500kV的配电装置中。
（八）桥形接线
1.内桥接线
（1）线路操作方便
（2）正常运行时变压器操作复杂。
（3）在实际接线中可采用设外跨条来提高运行灵活
适用于：
两回进线两回出线且线路较长、故障可能性较大和变压器不需要经常切换运行方式的发电厂和变电站中。
性。
2.外桥接线
（1）变压器操作方便
（2）线路投人与切除时，操作复杂
（3）桥回路故障或检修时设内跨条
适用于：
（八）多角形接线
特点：
（1）检修任一断路器都不中断供电。
（2）容易实现自动化和遥控。
（3）运行可靠性高（4）任一断路器故障或检修时，则开环运行，要求接线最多不超过6角
（5）设备选择和继电保护整定难。
（6）不便于扩建和发展。
适用范围：
适用于最终容量和出线数已确定的110kV及以上的水电厂中。
（九）单元接线
1.单元接线
发电机－变压器单元接线的特点：
（1）接线简单清晰，电气设备少，配电装置简单，投资少，占地面积小。
（2）不设发电机电压母线，发电机或变压器低压侧短路时，短路电流小。
（3）操作简便，降低故障的可能性，提高了工作的可靠性，继电保护简化。
（4）任一元件故障或检修全部停止运行，检修时灵活性差。
单元接线适用于：
机组台数不多的大、中型不带近区负荷的区域发电厂以及分期投产或装机容量不等的无机端负荷的中、小型水电站。
2.扩大单元接线
（1）减小了主变压器和主变高压侧断路器的数量，减少了高压侧接线的回路数，从而简化了高压侧接线，节省了投资和场地。
（2）任一台机组停机都不影响厂用电的供给。
（3）当变压器发生故障或检修时，该单元的所有发电机都将无法运行。
（4）扩大单元接线用于：
在系统有备用容量时的大中型发电厂中。
八.配电装置
按主接线图，由母线、开关设备、保护电器、测量电器及必要的辅助设备组建成接受和分配电能的电工建筑物，称为配电装置。
配电装置是发电厂和变电站的重要组成部分。
配电装置按电气设备的安装地点可分为：
（1）屋内配电装置。
全部设备都安装在屋内。
（2）屋外配电装置。
全部设备都安装在屋外（即露天场地）。
变压器在电器设备和无线电路中，变压器常用作升降电压、匹配阻抗，安全隔离等。
在发电机中，不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈，均能在线圈中感应电势，此两种情况，磁通的值均不变，但与线圈相交链的磁通数量却有变动，这是互感应的原理。
变压器就是一种利用电磁互感应，变换电压，电流和阻抗的器件。
发电厂变电所电器设备
课
件
设
计
专业：
电力系统继电保护与自动化
班级：
12电力
科目：
发电厂变电所电器设备
姓名：
杨涛
升级会员 