设备管理--发电厂和变电站的主设备及主系统

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1、来自来自 中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载4 发电厂和变电站的主设备及主系统发电厂和变电站的主设备及主系统1.在发电厂和变电站中，根据电能生产、转换和分在发电厂和变电站中，根据电能生产、转换和分配的过程，有各种电气设备：配的过程，有各种电气设备：1）生产和转换电能的设备）生产和转换电能的设备（发电机、变压器、电动机）（发电机、变压器、电动机）2）开关电器设备）开关电器设备（断路器、隔离开关、熔断器）（断路器、隔离开关、熔断器）3）限制故障电流和防御过电压的电器）限制故障电流和防御过电压的电器（电抗器、避雷器）（电抗器、避雷器）4）载流导体）载流导体（母线、电缆）（母线、电缆）5）接地装

2、置）接地装置（分为工作接地、保护接地和防雷接地）（分为工作接地、保护接地和防雷接地）6）互感器）互感器（CT、PT）7）继电保护装置）继电保护装置8）直流设备）直流设备（直流发电机组、蓄电池）（直流发电机组、蓄电池）有些变电站还装有调整电压和无功功率的有些变电站还装有调整电压和无功功率的电力电容器、静电力电容器、静止补偿装置止补偿装置或或调相机。调相机。本章的三个内容：电气设备、电气主接线以及配电装置本章的三个内容：电气设备、电气主接线以及配电装置 2.发电厂和变电站的发电厂和变电站的电气主接线电气主接线，是由多种一次设备，是由多种一次设备组成的接受和分配电能的电路，又称为一次接线或电气组成的

3、接受和分配电能的电路，又称为一次接线或电气主系统。主系统。电气设备也可分为一次设备和二次设备：电气设备也可分为一次设备和二次设备：1）一次设备是直接生产和输送电能的设备一次设备是直接生产和输送电能的设备（一次系统中（一次系统中的设备）的设备），如发电机、变压器、开关电，如发电机、变压器、开关电 器、载流导体、避雷器、器、载流导体、避雷器、互感器等。互感器等。2）二次设备是对一次设备进行测量、监视和操作控制二次设备是对一次设备进行测量、监视和操作控制的设备的设备（二次系统中的设备）（二次系统中的设备），如继电器、仪表及自动装置。，如继电器、仪表及自动装置。3.配电装置是用来配电装置是用来接受和分

4、配电能的电气装置接受和分配电能的电气装置。按主接。按主接线的要求，由线的要求，由开关设备、保护和测量电器、母线装置和开关设备、保护和测量电器、母线装置和必要的辅助设备必要的辅助设备构成，是发电厂和变电站的重要组成部构成，是发电厂和变电站的重要组成部分。分。4.2 高压断路器高压断路器w具有足够的开断能力和尽可能短的动作时间，并且要有高具有足够的开断能力和尽可能短的动作时间，并且要有高度的工作可靠性。断路器最重要的任务就是熄灭电弧。在度的工作可靠性。断路器最重要的任务就是熄灭电弧。在开关电器中广泛采用的灭弧方法主要有：开关电器中广泛采用的灭弧方法主要有：1）利用气体或油吹灭电弧（冷却电弧）利用气

5、体或油吹灭电弧（冷却电弧）2）采用多断口（每相有两个或多个串联的断口，这样每个断口的电压降采用多断口（每相有两个或多个串联的断口，这样每个断口的电压降低，拉长了电弧，容易熄灭）低，拉长了电弧，容易熄灭）3）在断路器断口两端并联电阻在断路器断口两端并联电阻n 基本类型（基本类型（按照断路器中所充介质来分按照断路器中所充介质来分）：油断路器、压缩空气断路器、真空油断路器、压缩空气断路器、真空断路器、断路器、SF6断路器断路器 电气设备电气设备4.3 隔离开关隔离开关 与断路器的不同之处在于没有灭弧装置，用于电路的连与断路器的不同之处在于没有灭弧装置，用于电路的连通或断开，一般通或断开，一般必须在电

6、路已被断路器断开的情况下才能操必须在电路已被断路器断开的情况下才能操作。作。主要用途是主要用途是保证高压装置中检修工作的安全保证高压装置中检修工作的安全，在需要检，在需要检修的部分和其它带电部分之间形成一个可靠且明显的断开点；修的部分和其它带电部分之间形成一个可靠且明显的断开点；还可用来进行电路的切换操作还可用来进行电路的切换操作（对于电流较小的电路，例如（对于电流较小的电路，例如经常见到的简单的开关、闸刀等）。经常见到的简单的开关、闸刀等）。电气设备电气设备4.6 互感器互感器 互感器包括互感器包括电流互感器电流互感器（CT）和电压互感器（）和电压互感器（PT），联，联络一次和二次系统间的元

7、件，主要用途是：络一次和二次系统间的元件，主要用途是：1）将测量仪表、保护电器与高压电路隔离，将测量仪表、保护电器与高压电路隔离，保证二次设备保证二次设备和工作人员的安全和工作人员的安全2）将一次回路的高电压和大电流转化成二次回路的低电压将一次回路的高电压和大电流转化成二次回路的低电压和小电流，和小电流，使测量仪表和保护装置标准化、小型化使测量仪表和保护装置标准化、小型化。电压互。电压互感器二次侧感器二次侧额定电压为额定电压为100V，或，或100/根根3V；电流互感器二次；电流互感器二次侧额定电流为侧额定电流为5A或或1A，以便选用监测设备。以便选用监测设备。电气设备电气设备电气设备电气设备

8、4.7 互感器互感器电流互感器电流互感器(Current Transformer,即即CT)1.电流互感器电流互感器(Current Transformer,即即CT)：广泛应用的是电磁式电流互感器，一次绕组（匝数较广泛应用的是电磁式电流互感器，一次绕组（匝数较少，流过的电流即为被测电路的负荷电流）串联在被测电少，流过的电流即为被测电路的负荷电流）串联在被测电路中，二次绕组接仪表与继电器（正常情况下，近于短路路中，二次绕组接仪表与继电器（正常情况下，近于短路状态下运行）。状态下运行）。工作原理类似变压器。工作原理类似变压器。不同的是变压器铁心内的交变主磁通是由不同的是变压器铁心内的交变主磁通是

9、由一次线圈两端交流电压产生的，而一次线圈两端交流电压产生的，而CT是是由一次绕组内电流产生。由一次绕组内电流产生。额定互感比：额定互感比：一、二次额定电流之比，还可近似表示为二、一次匝一、二次额定电流之比，还可近似表示为二、一次匝数之比。数之比。根据是一、二次侧的电流乘匝数的值应该相根据是一、二次侧的电流乘匝数的值应该相等。等。（因此，为了把大电流转换到小电流用于测量或因此，为了把大电流转换到小电流用于测量或者保护，一次侧匝数较少，而二次侧匝数多。者保护，一次侧匝数较少，而二次侧匝数多。）电气设备电气设备4.6 互感器互感器电流互感器误差来源：电流互感器误差来源：电流互感器误差来源：电流互感器

10、误差来源：CT本身存在激磁损耗和磁饱和等影响，使测得的电流在本身存在激磁损耗和磁饱和等影响，使测得的电流在数值和相位上都和理想情况有差异。数值和相位上都和理想情况有差异。电流误差：电流误差：二次电流乘以变比所得值与一次电流之差对于一二次电流乘以变比所得值与一次电流之差对于一次电流的百分数，指的是电流幅值上的误差。次电流的百分数，指的是电流幅值上的误差。角度误差（也叫角差）：角度误差（也叫角差）：二次电流旋转二次电流旋转180度后与一次电流的度后与一次电流的夹角。夹角。4.6 互感器互感器CT电流互感器误差影响因素：电流互感器误差影响因素：电流互感器误差影响因素：电流互感器误差影响因素：1）一次

11、电流的影响）一次电流的影响2）二次负荷阻抗的影响）二次负荷阻抗的影响电流互感器的准确级：电流互感器的准确级：电流互感器的准确级：电流互感器的准确级：4.6 互感器互感器CT准确级：准确级：在一定的二次负荷和额定电流时的最大容许误差。在一定的二次负荷和额定电流时的最大容许误差。参见表参见表4-1，我国，我国CT准确级的误差限值，准确级是准确级的误差限值，准确级是按照按照在额定电流附近工作时的允许电流误差的大小在额定电流附近工作时的允许电流误差的大小来取值的来取值的。电流互感器的分类：电流互感器的分类：电流互感器的分类：电流互感器的分类：1）测量用：）测量用：要求有较高的精度（要求有较高的精度（0

12、.51级），而当其通过故障级），而当其通过故障电流时希望电流时希望CT过早饱和，避免仪表受到短路电流过早饱和，避免仪表受到短路电流的损害。的损害。2）继电保护用：继电保护用：在系统发生故障时工作。准确级常用的有在系统发生故障时工作。准确级常用的有5P（对应（对应1级）和级）和10P（对应（对应3级）级）4.6 互感器互感器CT电流互感器的额定容量：电流互感器的额定容量：电流互感器的额定容量：电流互感器的额定容量：额定容量额定容量：二次绕组在额定电流和额定阻抗时输出的容量。二次绕组在额定电流和额定阻抗时输出的容量。CT使用在不同的准确级时，对应不同的额定容量。使用在不同的准确级时，对应不同的额定

13、容量。为了保证为了保证CT的准确级，二次侧所接负荷应不大于的准确级，二次侧所接负荷应不大于该准确级所规定的额定容量。该准确级所规定的额定容量。电流互感器的接线：电流互感器的接线：电流互感器的接线：电流互感器的接线：一次侧串联在被测电路中；二次侧接测量仪表、继电器及一次侧串联在被测电路中；二次侧接测量仪表、继电器及各种自动装置的电流线圈。各种自动装置的电流线圈。电流互感器使用的注意事项：电流互感器使用的注意事项：电流互感器使用的注意事项：电流互感器使用的注意事项：4.6 互感器互感器CT1）二次回路不准开路：）二次回路不准开路：当当CT在运行中需拆除连接的仪表时，必在运行中需拆除连接的仪表时，必

14、须先短接其二次绕组。须先短接其二次绕组。开路危害：开路危害：二次感应很高的电动势危及工作人员安全及设备的二次感应很高的电动势危及工作人员安全及设备的绝缘；铁心损耗增大发热，导致互感器损坏；铁心绝缘；铁心损耗增大发热，导致互感器损坏；铁心剩磁使以后的测量误差增大剩磁使以后的测量误差增大2）联接注意极性规定：）联接注意极性规定：电流互感器使用的注意事项：电流互感器使用的注意事项：电流互感器使用的注意事项：电流互感器使用的注意事项：同名端：同名端：两个端子上同时达到最高电位两个端子上同时达到最高电位或最低电位，表示为：或最低电位，表示为：当从一次绕组当从一次绕组L1注入电流时，二次绕组感应的电流从注

15、入电流时，二次绕组感应的电流从K2流向流向K1，二者的，二者的电流方法相反。这被称为减极性。电流方法相反。这被称为减极性。采用减极性标号法后，经采用减极性标号法后，经CT接入的仪表内流过的电流方向将与把仪表直接接入的仪表内流过的电流方向将与把仪表直接接入一次电路时相同。接入一次电路时相同。3）二次绕组及外壳可靠接地：）二次绕组及外壳可靠接地：保证设备、人身安全的重要措施，可防止保证设备、人身安全的重要措施，可防止一次绕组击穿后，高电压传到二次侧。一次绕组击穿后，高电压传到二次侧。电流互感器使用的注意事项：电流互感器使用的注意事项：电流互感器使用的注意事项：电流互感器使用的注意事项：电压互感器电

16、压互感器(Potential Transformer,即即PT)电气设备电气设备4.7 电压互感器电压互感器2.电压互感器电压互感器(Potential Transformer,即即PT)：广泛应用的是电磁式和电容分压式电压互感器。广泛应用的是电磁式和电容分压式电压互感器。一次绕组并联在被测电路中（匝数较多，阻抗很大，一次绕组并联在被测电路中（匝数较多，阻抗很大，因此接入对被测电路没有影响），二次绕组接仪表因此接入对被测电路没有影响），二次绕组接仪表与继电器（电压线圈的阻抗很大，因此与继电器（电压线圈的阻抗很大，因此PT在近似在近似空载下运行）。空载下运行）。工作原理类似变压器，但容量较小。工

17、作原理类似变压器，但容量较小。电气设备电气设备4.7 电压互感器电压互感器电压互感器误差：电压互感器误差：电压互感器误差：电压互感器误差：电压误差：电压误差：二次电压乘以额定互感比所得值与一次电压实际二次电压乘以额定互感比所得值与一次电压实际值之差对于一次电压的百分数，指的是电压幅值值之差对于一次电压的百分数，指的是电压幅值上的误差。上的误差。对测量仪表的指示和继电器的输入值对测量仪表的指示和继电器的输入值有直接影响。有直接影响。角度误差（也叫角差）：角度误差（也叫角差）：二次电压相量旋转二次电压相量旋转180度后与一次电度后与一次电压压相量相量的夹角。的夹角。只是给功率型的测量仪表和继电只是

18、给功率型的测量仪表和继电器带来误差。器带来误差。电压互感器误差影响因素：电压互感器误差影响因素：电压互感器误差影响因素：电压互感器误差影响因素：1）激磁阻抗的影响）激磁阻抗的影响2）二次负荷阻抗的影响）二次负荷阻抗的影响电压互感器的准确级：电压互感器的准确级：电压互感器的准确级：电压互感器的准确级：电气设备电气设备4.7 电压互感器电压互感器电压互感器的分类：电压互感器的分类：电压互感器的分类：电压互感器的分类：电压电压互感器互感器电电磁式磁式PT电电容式容式PT按安装地按安装地点点户户内式内式（35kV以下）以下）户户外式外式（35kV以上）以上）相当于一个相当于一个电电容分容分压压器。广器

19、。广泛泛应应用于用于110500kV中性点中性点直接接地系直接接地系统统按相数按相数单单相式相式（35kV及以上）及以上）三相式三相式（2kV以下）以下）按按绝缘绝缘浇浇注式注式（335kV）油浸式油浸式（110kV及以上）及以上）电气设备电气设备4.7 电压互感器电压互感器电气设备电气设备4.7 电压互感器电压互感器电压互感器的接线方式：电压互感器的接线方式：电压互感器的接线方式：电压互感器的接线方式：20kV以下中性点不接地或经消弧以下中性点不接地或经消弧线圈接地系统，只能测量线电压线圈接地系统，只能测量线电压只能测量线电压只能测量线电压35330kV315kV电压互感器接线的注意事项：电

20、压互感器接线的注意事项：电压互感器接线的注意事项：电压互感器接线的注意事项：1）二次绕组必须有一点接地（保护接地）：）二次绕组必须有一点接地（保护接地）：电压互感器的一次线圈接于高压系统，如果在运行中，电压互感器的绝缘电压互感器的一次线圈接于高压系统，如果在运行中，电压互感器的绝缘发生击穿，高电压将窜入二次回路，这时除损坏二次设备还会威胁到电气运行发生击穿，高电压将窜入二次回路，这时除损坏二次设备还会威胁到电气运行人员的人身安全。因此，为了保障二次设备和人身安全，要求电压互感器的二人员的人身安全。因此，为了保障二次设备和人身安全，要求电压互感器的二次回路有一点接地。次回路有一点接地。2）正确确

21、定同名端）正确确定同名端3）二次绕组不能短路）二次绕组不能短路电气设备电气设备4.7 电压互感器电压互感器4.8 电气主接线电气主接线电电气气主主接接线线：由由高高压压电电器器设设备备通通过过连连接接线线组组成成的的汇汇集集、分分配配和和输输送送电电能的电路，也称为一次接线或电气主系统。能的电路，也称为一次接线或电气主系统。是电力系统的一个子系统，其作用是将电源发出的电能通过变压是电力系统的一个子系统，其作用是将电源发出的电能通过变压器将电压升高（或降低），再通过不同的接线方式输送给用户或下级器将电压升高（或降低），再通过不同的接线方式输送给用户或下级变电所。变电所。电电气气主主接接线线图图：

22、将将电电路路中中各各种种电电气气设设备备用用规规定定的的文文字字符符号号和和图图形形符符号号绘制的单线接线图。绘制的单线接线图。4.8 电气主接线电气主接线对电气主接线的基本要求：对电气主接线的基本要求：对电气主接线的基本要求：对电气主接线的基本要求：对电气设备选择、配电装置的布置及运行的可靠性和经济性等都有重大对电气设备选择、配电装置的布置及运行的可靠性和经济性等都有重大的影响，应满足以下五个方面的要求：的影响，应满足以下五个方面的要求：1）保证供电可靠性和电能质量；）保证供电可靠性和电能质量；2）具有一定的灵活性，适应各种运行状态；）具有一定的灵活性，适应各种运行状态；3）接线简单明了；）

23、接线简单明了；4）投资和运行费的经济性；）投资和运行费的经济性；5）留有发展的余地。）留有发展的余地。4.8 电气主接线电气主接线电气主接线的基本接线形式：电气主接线的基本接线形式：电气主接线的基本接线形式：电气主接线的基本接线形式：发电厂和变电站主接线的发电厂和变电站主接线的基本环节是电源和出线，母线是联接二者的中基本环节是电源和出线，母线是联接二者的中间环节间环节，起到汇集和分配电能的作用。，起到汇集和分配电能的作用。采用母线的优缺点：可使接线简单明了、运行方便，有利于安装和扩建，采用母线的优缺点：可使接线简单明了、运行方便，有利于安装和扩建，但配电装置占地面积大，使用的开关电器多。但配电

24、装置占地面积大，使用的开关电器多。无汇流母线的接线的优缺点：使用开关电器少，占地面积小，适于进出无汇流母线的接线的优缺点：使用开关电器少，占地面积小，适于进出线回路少的场所。线回路少的场所。据此，主接线的基本形式可以概括的分为两大类：据此，主接线的基本形式可以概括的分为两大类：有汇流母线有汇流母线的接线形的接线形式和式和无汇流母线无汇流母线的接线形式。当然这两大类里面又可细分，分别进行介绍。的接线形式。当然这两大类里面又可细分，分别进行介绍。有汇流母线的接线：有汇流母线的接线：有汇流母线的接线：有汇流母线的接线：1）单母线接线单母线接线(只有一台发电机或主变，出线回路数不多的中、小型发电厂或变

25、电站只有一台发电机或主变，出线回路数不多的中、小型发电厂或变电站)4.8 电气主接线电气主接线电气主接线的基本接线形式电气主接线的基本接线形式运行操作时的顺序（操作对运行操作时的顺序（操作对象为最右边的线路）：象为最右边的线路）：1）送电时：）送电时：先合上隔离开先合上隔离开关关K1、K2和和K3，然后，然后再闭合断路器再闭合断路器D1和和D22）断电时：）断电时：先跳开断路器先跳开断路器D1和和D2，然后再拉开隔，然后再拉开隔离开关离开关K1、K2和和K3。优优点点：接接线线简简单单清清晰晰，每每一一进进出出线线回回路路各各自自连连接接一一组组断断路路器器和和隔隔离离开开关关，互互不不影影响

26、响；正正常常运运行行操操作作由由断断路路器器进进行行，易易于于实实现现自自动动化化、远远动动化化；保保护护简简单单；占占地地面面积积小小；便便于于维维护护、检检修修；易易于于实实现现“无人值班，少人值守无人值班，少人值守”。缺缺点点：当当母母线线、母母线线隔隔离离开开关关故故障障或或检检修修时时，必必须须断断开开接接在在母母线线上上的的全部电源。此外，在检修出线断路器时，该回路必须停止工作全部电源。此外，在检修出线断路器时，该回路必须停止工作2）单母线分段接线单母线分段接线(中小容量发电厂的中小容量发电厂的610kV接线和接线和6220kV变电站变电站)4.8 电气主接线电气主接线电气主接线的

27、基本接线形式电气主接线的基本接线形式优优点点：母母线线及及母母线线所所连连接接的的设设备备检检修修或或故故障障，只只影影响响一一段段母母线线及及所所连连接的回路停电，可靠性稍高于单母线。接的回路停电，可靠性稍高于单母线。缺点：缺点：占地面积较单母线大，设备投资稍大。占地面积较单母线大，设备投资稍大。3）单母线加设旁路母线和断路器单母线加设旁路母线和断路器(出线较多的出线较多的110kV及以上的高压配电装置及以上的高压配电装置)可满足检修断路器时，不中断该断路器所在回路供电的要求。可满足检修断路器时，不中断该断路器所在回路供电的要求。4.8 电气主接线电气主接线电气主接线的基本接线形式电气主接线

28、的基本接线形式 正常运行时，正常运行时，BQF、BQS断开。断开。当检修某出线断路器当检修某出线断路器QF时，时，先闭合先闭合BQS和和BQF两侧的隔两侧的隔离开关，再闭合离开关，再闭合BQF，然后断，然后断开开QF及其两侧隔离开关及其两侧隔离开关QS1和和QS2，即：在检修期间，由，即：在检修期间，由旁路断路器取代出线断路器继旁路断路器取代出线断路器继续供电。续供电。4）桥形接线桥形接线4.8 电气主接线电气主接线电气主接线的基本接线形式电气主接线的基本接线形式 接线简单，高压断路器数量少，便于实现自动化和运动接线简单，高压断路器数量少，便于实现自动化和运动化。仅用于高压进出线各两回的变电所。化。仅用于高压进出线各两回的变电所。5）双母线接线双母线接线(大中型发电厂和变电站广泛采用大中型发电厂和变电站广泛采用)一组为工作母线，一组为备用母线。每回线路经一个断路器和一组为工作母线，一组为备用母线。每回线路经一个断路器和两个隔离开关连接到母线上，两组母线间解有母线联络断路器两个隔离开关连接到母线上，两组母线间解有母线联络断路器4.8 电气主接线电气主接线电气主接线的基本接线形式电气主接线的基本接线形式演讲完毕，谢谢观看！