發(fā)電廠電氣部分發(fā)電輸電變電的電氣部分PPT課件.ppt

第二章發(fā)電 變電和輸電的電氣部分 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 1 第二章發(fā)電 變電和輸電的電氣部分 學(xué)習(xí)目的 通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí) 使學(xué)生熟悉發(fā)電廠 變電站中常用電氣設(shè)備的類(lèi)型和各種電氣設(shè)備的作用 掌握電氣接線的概念 本章主要內(nèi)容 概述 發(fā)電廠 變電站的電氣設(shè)備及電氣接線 發(fā)電廠 變電站的電氣部分 高壓直流輸變電 高壓交流輸變電 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 2 火電廠的電氣主接線圖 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 3 第一節(jié)概述 一 電氣設(shè)備根據(jù)電氣設(shè)備作用的不同 分兩種類(lèi)型 一次設(shè)備 二次設(shè)備 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 4 一次設(shè)備 一次設(shè)備的類(lèi)型 1 生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備 2 接通和斷開(kāi)電路的開(kāi)關(guān)電器 3 限制故障電流和防御過(guò)電壓的保護(hù)電器 4 載流導(dǎo)體 5 接地裝置 一次設(shè)備的概念 生產(chǎn) 變換 輸送 分配和使用電能的設(shè)備稱(chēng)為一次設(shè)備 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 5 1 生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備 發(fā)電機(jī) 變壓器 電動(dòng)機(jī) 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 6 2 接通或斷開(kāi)電路的開(kāi)關(guān)電器 開(kāi)關(guān)電器作用 正常運(yùn)行時(shí)合 分電路 事故 短路 時(shí)能在繼電保護(hù)裝置控制下切斷故障回路 檢修時(shí)使被檢修設(shè)備與電源可靠隔離 上述功能決定了開(kāi)關(guān)電器在電力系統(tǒng)中起著非常重要的作用 占60 以上 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 7 高壓斷路器 作用 正常狀況下 控制各電力線路和設(shè)備的開(kāi)斷與閉合 電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí) 能自動(dòng)切除短路電流 保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行 具有滅弧裝置 可做操作電器 文字符號(hào) QF 圖形符號(hào) 類(lèi)型 按滅弧介質(zhì)的不同分類(lèi) 油斷路器 壓縮空氣斷路器 SF6斷路器 真空斷路器 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 8 隔離開(kāi)關(guān) 作用 設(shè)備檢修時(shí) 隔離開(kāi)關(guān)用來(lái)隔離有電和無(wú)電部分 形成明顯的開(kāi)端點(diǎn) 以保證工作人員和設(shè)備的安全 一般與斷路器配合使用 進(jìn)行倒閘操作 以改變電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式 無(wú)滅弧裝置 不能開(kāi)斷電流 故不可做操作電器 文字符號(hào)與圖形符號(hào) 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 9 隔離開(kāi)關(guān)與斷路器配合使用 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 10 負(fù)荷開(kāi)關(guān) 介于斷路器與隔離開(kāi)關(guān)之間的一種簡(jiǎn)易電器開(kāi)關(guān) 作用 專(zhuān)門(mén)用來(lái)接通或斷開(kāi)正常工作時(shí)的負(fù)荷電流 但不能切斷短路電流 具有滅弧柵 一般與熔斷器配合使用 由熔斷器切斷過(guò)載及短路電流 由負(fù)荷開(kāi)關(guān)接通或斷開(kāi)負(fù)荷電流 文字符號(hào)與圖形符號(hào) 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 11 高 低壓熔斷器 作用 流過(guò)短路電流或較長(zhǎng)時(shí)間過(guò)電流時(shí)熔斷 來(lái)保護(hù)電器設(shè)備 文字符號(hào)與圖形符號(hào) FU 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 12 低壓斷路器 自動(dòng)空氣斷路器 自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān) 作用 對(duì)低壓配電電路實(shí)行通斷操作 當(dāng)電路內(nèi)出現(xiàn)故障時(shí) 能在自身開(kāi)關(guān)所帶保護(hù)元件作用下自動(dòng)斷開(kāi)主回路 文字符號(hào)與圖形符號(hào) 是低壓配電系統(tǒng)中的主要開(kāi)關(guān) 萬(wàn)能式低壓斷路器 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 13 接地開(kāi)關(guān) 作用 檢修設(shè)備時(shí)起隔離電源的作用 文字符號(hào)與圖形符號(hào) 高壓接地開(kāi)關(guān) 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 14 接地開(kāi)關(guān)的使用 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 15 3 限制過(guò)電流和防御過(guò)電壓的保護(hù)電器 1 電抗器 作用 限制電力系統(tǒng)中短路電流 文字符號(hào)與圖形符號(hào) 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 16 電抗器的安裝地點(diǎn) 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 17 2 防御過(guò)電壓設(shè)備 避雷線 避雷器 避雷針 3 限制過(guò)電流和防御過(guò)電壓的保護(hù)電器 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 18 避雷器的安裝地點(diǎn) 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 19 4 載流導(dǎo)體 作用 連接各種電氣設(shè)備 使發(fā)電 輸電 用電成為一個(gè)可靈活調(diào)度的系統(tǒng) 分類(lèi) 電纜 自身包括有絕緣的導(dǎo)體 裸導(dǎo)體 無(wú)絕緣的導(dǎo)體 需要絕緣子支撐與懸掛 穿過(guò)建筑物時(shí)需要穿墻套管 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 20 5 互感器 作用 將一次接線系統(tǒng)的高電壓 大電流變換成標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)的低電壓 100V 和小電流 5A 1A 向二次測(cè)量 控制與調(diào)節(jié)裝置及儀表提供電壓 電流信號(hào) 因此互感器是連接一次回路與二次回路的設(shè)備 它是一次回路與二次回路的分界線 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 21 互感器 電流互感器 電壓互感器 電子式 電容式 電磁式 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 22 互感器符號(hào)圖 電壓互感器TV 電流互感器TA 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 23 互感器的使用示意圖 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 24 6 無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備 類(lèi)型 并聯(lián)電容器 串聯(lián)電容器 并聯(lián)電抗器 作用 補(bǔ)償電力系統(tǒng)的無(wú)功功率 降低有功損耗和維持系統(tǒng)的穩(wěn)定性 并聯(lián)電抗器 電容器 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 25 接地裝置 保護(hù)接地 工作接地 7 接地裝置 保護(hù)人身安全 保證電力系統(tǒng)正常工作 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 26 二次設(shè)備 概念 對(duì)一次設(shè)備的工作進(jìn)行監(jiān)察 測(cè)量 控制和保護(hù)的設(shè)備稱(chēng)二次設(shè)備 分類(lèi) 1 測(cè)量表計(jì)2 繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置3 直流電源4 操作電器 信號(hào)設(shè)備及控制電纜 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 27 二次設(shè)備 1 測(cè)量表計(jì)作用 測(cè)量電路中的參數(shù) 例 電流表 電壓表 功率表 電能表等 2 繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置作用 電力系統(tǒng)故障時(shí) 這些裝置能迅速反應(yīng) 并進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控和調(diào)節(jié) 3 直流電源設(shè)備作用 供保護(hù)用或事故時(shí)照明用 例 直流發(fā)電機(jī) 蓄電池等4 操作電器 信號(hào)設(shè)備及控制電纜 作用 實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的操作控制 例 操作把手 按鈕 信號(hào)設(shè)備等 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 28 二 電氣接線 電氣接線的概念 在發(fā)電廠和變電站中 根據(jù)各種電氣設(shè)備作用和要求 按一定的方式用導(dǎo)線連接起來(lái)所形成的電路 類(lèi)型 1 電氣主接線 一次接線 2 二次接線 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 29 1 電氣主接線 電氣主接線概念 由一次設(shè)備按照預(yù)期的生產(chǎn)流程所連成的回路 稱(chēng)一次回路 又叫一次接線 電氣主接線 主接線圖 一次電路中 各設(shè)備元件按規(guī)定的圖形符號(hào)表示的電路圖稱(chēng)一次電路圖 又叫主接線圖 舉例 見(jiàn)下頁(yè) 注意 電氣主接線圖一般用單線圖表示三相電路 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 30 火電廠電氣主接線圖 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 31 母線 發(fā)電廠 變電站中通常出線和發(fā)電機(jī)電源數(shù)目教多 為了便于二者的連接 常用母線將電源和出線連接起來(lái) 作用 匯集 分配 傳輸電能 表示方法 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 32 配電裝置 概念 根據(jù)電氣主接線的要求 由開(kāi)關(guān)電器 母線 保護(hù)和測(cè)量設(shè)備以及必要的輔助設(shè)備和建筑物組成的整體 分類(lèi) 按照安裝地點(diǎn)的不同 屋內(nèi)配電裝置屋外配電裝置 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 33 屋內(nèi)配電裝置 屋外配電裝置 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 34 2 二次接線 二次接線概念 二次設(shè)備連成的電路 稱(chēng)二次電路 又稱(chēng)二次接線 二次接線圖概念 二次接線中 各元件按規(guī)定的圖形符號(hào)表示的電路圖 二次接線作用 為了保證一次接線安全 可靠 經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行 對(duì)一次接線中的設(shè)備實(shí)施測(cè)量 控制 調(diào)節(jié) 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 35 第二節(jié)發(fā)電廠的電氣部分 一 300MW機(jī)組電氣部分1 電氣主接線2 主要電氣設(shè)備二 600MW機(jī)組電氣部分三 1000MW機(jī)組電氣部分 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 36 1 發(fā)電機(jī) 額定功率300Mw 額定電壓20kV 額定電流10189A cos 0 85 額定轉(zhuǎn)速 3000r min 2 主變壓器 額定容量360MV A 額定電壓242 2 2 5 20kV 額定電流858 9 10392 3A 連接組別為YN d11 3 高壓廠用變壓器 額定容量40 20 20MVA 額定電壓20 2 2 5 6 3 6 3kV 接線組別為D d12 d12 4 電壓互感器 JDZJ 20型 5 高壓熔斷器 RN4 20型 額定電流20KA 額定容量4500MV A 6 電流互感器 LRD 20型 變比1200 5A 7 中性點(diǎn)接地變壓器 型式為干式 單相 額定電壓20 0 23kv 額定容量為25kV A 二次側(cè)負(fù)載電阻為0 5 0 6 換算至變壓器一次側(cè)電阻值為3781 4537 可見(jiàn)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)實(shí)際為高電阻接地方式 用來(lái)限制電容電流 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 37 全連分相封閉母線的優(yōu)點(diǎn) 1 供電可靠 封閉母線有效地防止了絕緣遭受灰塵 潮氣等污穢和外物造成的短路 2 運(yùn)行安全 由于母線封閉在外殼內(nèi) 且外殼接地 使工作人員不會(huì)觸及帶電導(dǎo)體 3 出于外殼的屏蔽作用 母線電動(dòng)力大大減少 而且基本消除了母線周?chē)摌?gòu)件的發(fā)熱 4 運(yùn)行維爐工作量小 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 38 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 39 四 數(shù)字化發(fā)電廠 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 40 第三節(jié)高壓交流輸電 一 概述采用高壓交流輸電的原因 1 長(zhǎng)距離輸送電能 2 大容量輸送電能 3 節(jié)省基建投資和運(yùn)行費(fèi)用 4 電力系統(tǒng)互連 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 41 二 我國(guó)330kV及以上超高壓輸電線路 我國(guó)第一回330kV線路正式投運(yùn) 1972年 使劉家峽水電站的電力送入了西北電力系統(tǒng) 線路全長(zhǎng)約534千米 我國(guó)第一回500kV線路正式投運(yùn) 1981年 在華中電力系統(tǒng)建成 我國(guó)第一回750kV線路正式開(kāi)工 2003年9月在西北開(kāi)工 可促進(jìn)西電東送 線路全長(zhǎng)約595千米 我國(guó)第一回1000KV線路正式開(kāi)工 2006年8月19日 我國(guó)首條1000kV特高壓示范線路工程開(kāi)工建設(shè) 線路全長(zhǎng)約653 8千米 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 42 三 500kV變電站電氣主接線 1 升壓變電站 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 43 500kV變電站電氣主接線 2 降壓變電站 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 44 主要設(shè)備 1 主變壓器2 斷路器3 隔離開(kāi)關(guān)4 電壓互感器5 電流互感器6 避雷器7 并聯(lián)高壓電抗器和抽能并聯(lián)高壓電抗器 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 45 第四節(jié)高壓直流輸電 一 高壓直流輸電概述1 直流輸電發(fā)展概況1882年 1 5 2kV直流電壓 57km輸電線路 1912年 100kV 功率為15MW 190km1954年 100kV 功率為20MW 96km 采用汞弧閥做換流裝置 發(fā)展較慢 1976年 采用晶閘管做換流裝置 發(fā)展迅速 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 46 第四節(jié)高壓直流輸電 世界直流輸電 輸送容量最大的直流輸電 巴西 600kV 長(zhǎng)度806km 容量為6300MW電壓等級(jí)最高 前蘇聯(lián) 750kV 長(zhǎng)度2414km 容量為6000MW我國(guó)直流輸電 1 葛洲壩 上海南橋 1990年8月 500kV 長(zhǎng)度1045 7km 容量為1200MW2 天生橋 廣東 三峽 華東 三峽 廣東等 500kV 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 47 我國(guó)直流輸電 3 四川 800千伏特高壓直流輸電四川特高壓工程三大項(xiàng)目 1 向家壩 上海 800千伏特高壓直流輸電示范工程是我國(guó)自主設(shè)計(jì) 自主建設(shè)的世界上第一個(gè)特高壓直流工程 這是目前開(kāi)工建設(shè)的世界上電壓等級(jí)最高 輸送距離最遠(yuǎn) 容量最大的直流輸電工程 工程額定輸送功率6400萬(wàn)千瓦 最大輸送功率700萬(wàn)千瓦 已于2010年7月竣工 投入運(yùn)行 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 48 我國(guó)直流輸電 2 四川第二個(gè) 800千伏特高壓直流輸電工程 錦屏 蘇南工程 在2008年11月14日得到了國(guó)家發(fā)改委的核準(zhǔn) 工程起點(diǎn)于四川西昌裕隆換流站 落點(diǎn)為江蘇同里換流站 線路長(zhǎng)度2095千米 輸送容量達(dá)720萬(wàn)千瓦 該工程預(yù)計(jì)于2011年單極投運(yùn) 3 四川第三個(gè) 800千伏特高壓直流輸電工程 溪洛渡 浙西工程 已于2009年底開(kāi)工建設(shè) 目前四川省電力公司在國(guó)家電網(wǎng)公司統(tǒng)一安排下 已開(kāi)始辦理該項(xiàng)目的選址意見(jiàn)書(shū) 用地預(yù)審等項(xiàng)目核準(zhǔn)支持性文件 水土保持 地災(zāi)壓礦 環(huán)評(píng)等前期工作正在開(kāi)展 初步設(shè)計(jì)已開(kāi)始進(jìn)行 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 49 2 直流輸電的優(yōu)點(diǎn) 1 線路造價(jià)低 年運(yùn)行費(fèi)用省A 如果輸電線路建設(shè)費(fèi)用相等 則直流輸送的功率可為交流輸送功率的1 5倍 B 在導(dǎo)線截面相等并輸送同樣功率時(shí) 直流線路發(fā)生的功率損耗約比交流線路少1 3 C 雙極直流線路的年平均損耗僅為相同交流線路的50 60 D 直流電纜比交流電纜的造價(jià)在同樣電壓等級(jí)下要低得多 2020 3 21 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用 50 2 直流輸電的優(yōu)點(diǎn) 2 沒(méi)有運(yùn)行穩(wěn)定問(wèn)題用直流輸電線路連接兩個(gè)交流系統(tǒng) 就不受距離的限制 兩端交流系統(tǒng)不需要同步運(yùn)行 各自的電壓 頻率 相角與對(duì)側(cè)無(wú)關(guān) 3 能限制短路電流 直流系統(tǒng)的定電流控制將快速地把短路電流限制到額定電流值 即使在暫態(tài)過(guò)程也不超過(guò)2倍額定值 直流輸電這種限制短路電流的功能對(duì)于兩個(gè)大系統(tǒng)的互聯(lián)具有很大的實(shí)用意