第3章發(fā)電廠的電氣系統(tǒng),重慶大學(xué)版電力系統(tǒng)(第2版)課件

1、 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)1第第3 3章章 發(fā)電廠的電氣系統(tǒng)發(fā)電廠的電氣系統(tǒng) 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)2發(fā)電廠的電氣系統(tǒng)包括由電氣一次設(shè)備構(gòu)成的電氣一次系統(tǒng)和由電氣二次設(shè)備構(gòu)成的電氣二次系統(tǒng)。電氣一次系統(tǒng)包括電氣主結(jié)線和廠用電系統(tǒng)，電氣二次系統(tǒng)包括測量、控制、監(jiān)視、信號、保護等系統(tǒng)以及操作電源系統(tǒng)等。3.1發(fā)電廠的電氣一次設(shè)備發(fā)電廠中安裝有各種服務(wù)于電力生產(chǎn)的電氣設(shè)備，其中直接參與生產(chǎn)、分配和輸送電能的一類設(shè)備，如發(fā)電機、變壓器、斷路器和隔離開關(guān)等，我們稱之為電氣一次設(shè)備。根據(jù)作用和功能的不同，發(fā)電廠中的電氣一次設(shè)備一般可分為如下幾類：生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備，如將機械能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電機、將電能轉(zhuǎn)換

2、為機械能的電動機、根據(jù)需要升高或降低電壓后輸送電能的變壓器等。 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)3接通和斷開一次回路的開關(guān)電器，如斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器、接觸器等。限制故障電流和防御過電壓的電器，如用來限制短路電流的電抗器和防御過電壓的避雷器等。接地裝置，包括埋入地中的接地體和接地線，其作用是為電力系統(tǒng)中性點和電氣設(shè)備提供良好的工作接地、保護接地和防雷接地，從而保證電力系統(tǒng)可靠工作和人身、設(shè)備安全。載流導(dǎo)體，如裸導(dǎo)體（包括硬導(dǎo)體和軟導(dǎo)線）、電力電纜等，其作用是將有關(guān)電氣一次設(shè)備連接成電氣一次回路，傳輸電功率?；ジ衅?，包括電流互感器和電壓互感器，其作用是將一次回路中的大電流和高電壓轉(zhuǎn)換成小電流和低電壓并

3、供給測量儀表和繼電保護裝置等二次回路使用。 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)43.1.1開關(guān)電器中的電弧當(dāng)用開關(guān)電器開斷具有一定電壓和電流的電路時，只要電源電壓大于1020 V，電流大于80100 mA，在開關(guān)電器的觸頭剛剛分離之后瞬間，動、靜觸頭之間便會產(chǎn)生電弧。（1）電弧的產(chǎn)生觸頭周圍的介質(zhì)雖因開關(guān)形式的不同而有所不同，但通常情況下都是絕緣的。介質(zhì)中產(chǎn)生電弧，說明絕緣介質(zhì)發(fā)生了物態(tài)變化，從絕緣體變成了導(dǎo)體。電弧的產(chǎn)生和維持燃燒是觸頭間的絕緣介質(zhì)中性質(zhì)點被游離的結(jié)果，游離就是絕緣介質(zhì)中性質(zhì)點在一定條件下轉(zhuǎn)化為帶電質(zhì)點的過程。1）強電場發(fā)射在開關(guān)動、靜觸頭分離的瞬間，觸頭間距離很小，雖然此時觸頭間的電壓

4、不 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)5圖3.1電弧的形態(tài) 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)6一定很高，但足以產(chǎn)生很強的電場。2）熱電發(fā)射開關(guān)觸頭都是由金屬材料制成的。在開關(guān)即將斷開之前，由于觸頭接觸壓力和有效接觸面逐漸減小，引起觸頭接觸電阻逐漸增大，觸頭表面會形成熾熱的斑點。3）碰撞游離開關(guān)觸頭間隙中的自由電子，包括陰極表面發(fā)射出的電子和弧隙中原有的少數(shù)電子，它們在強電場的作用下向陽極高速運動。4）熱游離電弧形成之后，弧柱中的溫度很高。在高溫作用下，介質(zhì)質(zhì)點的不規(guī)則熱運動加劇。具有足夠動能的中性質(zhì)點相互碰撞，會產(chǎn)生出正離子和自由電子，這種現(xiàn)象稱為熱游離。 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)7（2）電弧的熄滅在開關(guān)觸頭間隙中產(chǎn)

5、生上述游離過程的同時，還存在著使帶電質(zhì)點減少的去游離現(xiàn)象。去游離主要有復(fù)合和擴散兩種形式。1）復(fù)合去游離復(fù)合是指正電荷質(zhì)點和負電荷質(zhì)點互相吸引、相互接觸后電荷中和致使帶電質(zhì)點減少的過程。2）擴散去游離擴散是指帶電質(zhì)點從電弧內(nèi)部逸出并進入周圍介質(zhì)中，從而使弧柱中帶電質(zhì)點減少的現(xiàn)象。開關(guān)電器中的電弧是否能夠最終熄滅，首先取決于弧柱區(qū)內(nèi)介質(zhì)的游離和去游離速度，其次是電源加在觸頭之間的外施電壓的大小。 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)83.1.2高壓斷路器高壓斷路器是發(fā)電廠最重要的電氣設(shè)備之一，是結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、功能最完備、價格最昂貴的一類開關(guān)電器，在發(fā)電廠乃至整個電力系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。（1)高壓斷路器的功

6、能在系統(tǒng)正常運行時，高壓斷路器用來將高壓電氣設(shè)備或高壓輸電線路接入電路或退出運行，可倒換電氣結(jié)線的運行方式，起著控制電路的作用。在系統(tǒng)發(fā)生故障時，高壓斷路器能通過快速斷開電路的方式切除故障設(shè)備或故障回路，以保證非故障部分正常運行，使故障設(shè)備或故障回路免遭更嚴重的損壞，防止故障進一步擴大，起著保護作用。在斷開電路時，高壓斷路器觸頭間將會產(chǎn)生電弧。高壓斷路器必須具有完善 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)9的滅弧裝置和快速動作的特性，必須具有足夠的開斷能力，即切斷電流時熄滅電弧的能力。（2）高壓斷路器熄滅電弧的基本方法高壓斷路器斷開交流電路時，電弧能否熄滅取決于電弧電流過零時弧隙的介質(zhì)強度恢復(fù)速度和弧隙電壓恢

7、復(fù)速度的快慢。1）利用性能優(yōu)良的滅弧介質(zhì)電弧中的去游離速度，在很大程度上取決于電弧周圍介質(zhì)的特性。采用不同介質(zhì)可以制成不同類型的斷路器，如空氣（壓縮）斷路器、油斷路器、SF6斷路器和真空斷路器等。2）采用特殊金屬材料制成的滅弧觸頭電弧中的去游離強度在很大程度上取決于觸頭材料。若采用熔點高、導(dǎo)熱 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)10系數(shù)和熱容量大的耐高溫金屬作為觸頭材料，可以減少熱電發(fā)射和電弧中的金屬蒸氣，抑制游離作用。3）利用氣流或油流吹動電弧電弧在氣流或油流中被強烈地冷卻而使復(fù)合去游離加強，同時,高速油氣流吹弧有利于帶電粒子的擴散。4）采用多斷口熄弧在高壓斷路器中，每一相采用兩個或更多的斷口串聯(lián)熄弧時

8、，斷口把電弧分割成多個小電弧段，在相等的觸頭行程下，多斷口與單斷口相比其電弧被數(shù)倍拉長，從而增加了弧隙電阻，同時也增大了介質(zhì)強度的恢復(fù)速度。5）拉長電弧并加快斷路器觸頭的分離速度迅速拉長電弧可使弧隙的電場強度驟降，同時使電弧的表面積突然增大， 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)11圖3.2吹弧方式 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)12有利于冷卻電弧和帶電質(zhì)點向周圍介質(zhì)中擴散，使熱游離作用削弱，加快離子的復(fù)合速度，從而加速電弧的熄滅。6）斷路器加裝并聯(lián)電阻在高壓斷路器的觸頭兩端并聯(lián)一個電阻，當(dāng)觸頭分開時，并聯(lián)電阻r接入電路，使其在觸頭斷開過程中起分流作用，r越小則分流越大，對觸頭的滅弧也越有利。7）斷路器加裝并聯(lián)電容

9、當(dāng)電壓等級較高時,高壓斷路器常采用多個滅弧裝置串聯(lián)并形成多斷口斷路器。為了充分發(fā)揮每個滅弧室的作用，應(yīng)使各個斷口的工作條件接近相等。通常在每個斷口之間并聯(lián)一個電容，稱之為均壓電容。 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)13圖3.3滅弧室的并聯(lián)電阻連接方式 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)14（3）高壓斷路器的類型高壓斷路器的種類很多，一般按斷路器的安裝地點可分為戶內(nèi)型和戶外型，按斷路器的滅弧介質(zhì)可分為油斷路器、空氣（壓縮）斷路器、SF6斷路器和真空斷路器等。1）油斷路器采用絕緣油（斷路器油或變壓器油）作為滅弧介質(zhì)的斷路器稱為油斷路器，它可分為多油斷路器和少油斷路器兩種。2）空氣斷路器空氣斷路器又稱為壓縮空氣斷路器，它

10、采用壓縮空氣作為滅弧介質(zhì)滅弧。3）SF6斷路器采用具有優(yōu)良滅弧性能和絕緣性能的SF6氣體作為滅弧介質(zhì)的斷路器， 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)15稱為SF6斷路器。4）真空斷路器利用真空的高介質(zhì)強度來實現(xiàn)滅弧的斷路器，稱為真空斷路器。4）高壓斷路器的基本結(jié)構(gòu)圖高壓斷路器通斷電路的功能是由操動機構(gòu)經(jīng)過傳動機構(gòu)驅(qū)動動、靜觸頭的接觸和分開來實現(xiàn)的。高壓斷路器的結(jié)構(gòu)原理如圖3.4所示。以LW550型的500 kV SF6斷路器為例，其總體結(jié)構(gòu)如圖3.5所示。3.1.3隔離開關(guān)隔離開關(guān)是發(fā)電廠中常用的開關(guān)電器，一般與斷路器配套使用。與高壓斷路 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)16圖3.4 高壓斷路器結(jié)構(gòu)原理圖 出版社電力

11、系統(tǒng)電力系統(tǒng)17圖3.5LW550型SF6斷路器總體結(jié)構(gòu)圖 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)18圖3.6 LW550型SF6斷路器滅弧室單級剖面 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)19器不同的是，隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，不能用來接通和切斷負荷電流和短路電流。（1）隔離開關(guān)的功能隔離開關(guān)的功能主要是隔離電壓，其次是用于倒閘操作和分合小電流。隔離電壓。倒閘操作。分合小電流。（2）隔離開關(guān)的類型與結(jié)構(gòu)隔離開關(guān)種類繁多，一般按安裝地點分為戶內(nèi)式和戶外式；按閘刀運動方式分為水平旋轉(zhuǎn)式、垂直旋轉(zhuǎn)式、水平伸縮式和垂直伸縮式等；按每相的絕緣支柱數(shù)分為單柱式、雙柱式和三柱式；按操作特點分為單極式和三極式；按有無接地隔離開關(guān)分為帶接地隔

12、離開關(guān)和不帶接地隔離開關(guān)。 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)203.1.4電流互感器互感器是電力系統(tǒng)中一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)之間的聯(lián)絡(luò)元件，一般歸類于電氣一次設(shè)備。（1）電流互感器的工作原理目前,電力系統(tǒng)中廣泛采用電磁式電流互感器，其一次繞組串聯(lián)接入被測一次電路中，而且繞組匝數(shù)很少，因而一次繞組的電流完全取決于被測一次電路中電流的大小，與電流互感器的二次電流無關(guān)。電流互感器的原理結(jié)線和等值電路如圖3.7和圖3.8所示，其相量圖也類似于變壓器的相量圖。電流互感器一、二次額定電流之比，稱為電流互感器的額定變比或額定電流比，用Ki表示，其值為： 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)21式中IN1電流互感器一次額定電流，根據(jù)所在

13、一次回路而定； IN2電流互感器二次額定電流，為5 A或1 A的標準電流； N1，N2電流互感器一、二次繞組的匝數(shù)。電流互感器等值電路電流誤差fi為二次電流的實際測量值I2乘以額定電流比Ki后所得的結(jié)果KiI2與實際一次電流I1之差，再除以實際一次電流I1后得到的百分數(shù)，即因KiN2/N1，故上式可寫成： 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)22圖3.7電流互感器原理圖 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)23圖3.8電流互感器等值電路 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)24進一步分析的結(jié)果表明，電流互感器的誤差將隨一次繞組磁動勢F1和二次繞組電流I2的大小而變化。（2）電流互感器的準確級和額定容量測量用的電流互感器的標準準確級是根

14、據(jù)測量時誤差的大小來劃分的。我國測量用電流互感器準確級和誤差限值如表3.1所示。電流互感器二次繞組所串接的全部阻抗即為其二次負荷,包括它所連接的全部測量儀表和繼電器電流線圈的阻抗、二次電纜的電阻和導(dǎo)線連接接頭的接觸電阻等。電流互感器的額定容量也可以用阻抗ZN2（額定二次負荷或額定二次阻抗）來表示： 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)25 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)26式中SN2電流互感器的額定容量，VA； IN2電流互感器的二次額定電流，為5 A或1 A； ZN2電流互感器的二次額定負荷，。（3）電流互感器的工作狀態(tài)電流互感器正常工作時，二次回路近似于短路狀態(tài)。這時二次電流所產(chǎn)生的磁動勢F2對一次磁動勢F1有

15、去磁作用，故合成磁動勢F0=F1+F2及合成磁通0都不大，二次繞組內(nèi)感應(yīng)電動勢e2也不大。使用中的電流互感器如果發(fā)生二次繞組回路開路，其二次去磁磁動勢F2等于零，一次磁動勢F1仍保持不變，且全部用于勵磁，合成磁動勢F0=F1。這時的F0較正常時的合成磁動勢(F1+F2)增大了許多倍，使得鐵芯中的磁通急劇增加而達到飽和狀態(tài)。 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)27圖3.9電流互感器二次開路時磁通和電動勢波形 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)28電流互感器二次繞組與測量儀表和繼電器的結(jié)線最常見的有三種形式，如圖3.10所示。（4）電流互感器的類型和結(jié)構(gòu)電流互感器按安裝地點可分為戶內(nèi)式和戶外式；按安裝方式可分為支持式、穿

16、墻式和裝入式；按一次繞組匝數(shù)可分為單匝式和多匝式；按絕緣結(jié)構(gòu)可分為干式、澆注式、油浸式和SF6氣體絕緣式。3.1.5電壓互感器電力系統(tǒng)中目前廣泛應(yīng)用的電壓互感器按工作原理分為電磁式和電容分壓式兩種。（1）電磁式電壓互感器的工作原理電磁式電壓互感器相當(dāng)于一臺小容量的變壓器，其特點是一次繞組并聯(lián)接入 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)29圖3.10電流互感器的二次結(jié)線 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)30圖3.11電磁式電壓互感器 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)31被測一次電路，其所承受的電壓隨被測電路電壓變化而變化，而二次繞組則并聯(lián)接入測量儀表和繼電器的電壓線圈。電壓互感器的一、二次繞組額定電壓之比就是電壓互感器的額定變比，

17、又稱為額定電壓比，即Ku=UN1/UN2。由于UN1為電網(wǎng)的標準額定電壓，而UN2為標準電壓100 V（或100/3V），所以Ku也已標準系列化。電壓誤差fu為電壓互感器二次電壓的測量值U2乘以額定電壓比Ku的所得值與實際一次側(cè)電壓U1之差，再除以實際一次電壓U1，通常以百分數(shù)表示為：運行中的電壓互感器的電壓誤差與二次負荷和一次電壓等因素有關(guān)。 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)32（2）電容式電壓互感器的工作原理電容式電壓互感器實質(zhì)上是一個電容分壓器。電容分壓器由主電容C1和分壓電容C2串聯(lián)而成，當(dāng)系統(tǒng)的相對地電壓為U1時，按電壓分壓原理可得分壓電器C2上的電壓UC2為： 式中，K為分壓比，K = C1

18、 / (C1+C2)。負載越大，誤差也越大。為盡可能消除內(nèi)阻抗1/j(C1+C2) 所導(dǎo)致的誤差，在電容C2的測量回路中串入補償電抗器L，此時的內(nèi)阻抗為： 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)33圖3.12電容式電壓互感器原理結(jié)線圖 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)34合理選擇補償電抗器L，使L =1/ (C1+C2)，則內(nèi)阻抗為零，輸出電壓UC2與負荷無關(guān)。電容式電壓互感器的誤差由空載誤差f0，0，負載誤差f1，1和阻尼器負載產(chǎn)生的誤差fd，d等組成，即：（3）電壓互感器的準確級和額定容量電壓互感器的準確級是指在規(guī)定的一次電壓和二次負荷變化范圍內(nèi)，二次負荷功率因數(shù)為額定值時，互感器的電壓誤差最大值。電壓互感器的額定

19、容量是指在最高準確級工作時所容許的二次最大負荷的容量。如果二次電纜較長又需要精確測量時，應(yīng)考慮電壓互感器二次導(dǎo)線上的電壓損失。 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)35 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)36（4）電壓互感器的結(jié)線（5）電壓互感器的分類和結(jié)構(gòu)電壓互感器除按工作原理分為電磁式和電容式以外，還可按安裝地點分為戶內(nèi)式和戶外式，按相數(shù)分為單相式和三相式，按絕緣結(jié)構(gòu)分為干式、澆注式和油浸式，按每相繞數(shù)分為雙繞組、三繞組和四繞組。3.1.6母線、絕緣子和絕緣套管（1）母線各種電氣一次設(shè)備之間要用載流導(dǎo)體連接才能構(gòu)成回路。在發(fā)電廠中，連接導(dǎo)體大都采用無外層絕緣的敞露硬導(dǎo)體，這些導(dǎo)體稱為敞露母線或裸導(dǎo)體。根據(jù)母線截面形

20、狀，敞露母線可分為矩形母線、槽形母線和圓管形母線等。封閉母線可分為共箱封閉母線和分相封閉母線。 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)37圖3.13電壓互感器結(jié)線 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)38（2）絕緣子在電力系統(tǒng)的一次回路中，絕緣子的作用是支持和固定載流導(dǎo)體，并使導(dǎo)體與接地部分絕緣或使處于不同電位的載流導(dǎo)體之間相互絕緣。絕緣子的制成材料有電瓷、鋼化玻璃和有機絕緣材料等，按安裝地點可分為戶內(nèi)式和戶外式兩種，按支持導(dǎo)體的方式可分為支持式和懸掛式。（3）絕緣套管當(dāng)電氣回路的導(dǎo)體穿過建筑物墻體或樓板，或從設(shè)備內(nèi)部引出導(dǎo)體時，使導(dǎo)體與接地部分絕緣的設(shè)備稱為絕緣套管，分為戶內(nèi)和戶外兩種形式，穿過墻體或樓板的絕緣套管又被稱

21、為穿墻套管。3.2發(fā)電廠的電氣主結(jié)線3.2.1概述將發(fā)電機、變壓器、斷路器和隔離開關(guān)等電氣一次設(shè)備按照功能要求或預(yù)定 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)39的方式連接起來并能完成生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換和分配電能任務(wù)的電路，稱為電氣一次結(jié)線或電氣一次系統(tǒng)，其中承擔(dān)向廠外系統(tǒng)或電力用戶輸送電能任務(wù)的部分稱為電氣主結(jié)線。發(fā)電廠電氣主結(jié)線代表了發(fā)電廠電氣系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，直接影響著發(fā)電廠乃至整個系統(tǒng)的運行可靠性和靈活性，對一次設(shè)備的選定和二次系統(tǒng)的構(gòu)成都起著決定性的作用。電氣主結(jié)線的基本單元是電源（發(fā)電機或變壓器）回路、匯流母線（簡稱母線）和出線（又稱饋線或線路）回路。常見的電氣主結(jié)線的基本結(jié)線形

22、式包括單母線結(jié)線、雙母線結(jié)線、一臺半斷路器結(jié)線、單元結(jié)線、擴大單元結(jié)線、橋形結(jié)線、角形結(jié)線。3.2.2單母線結(jié)線單母線結(jié)線如圖3.14所示，其每回進出線都分別經(jīng)過一臺斷路器和一組隔離 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)40開關(guān)接入一組母線。改變電氣設(shè)備的運行狀態(tài)可以通過倒閘操作來實現(xiàn)，即通過合上或斷開斷路器和隔離開關(guān)達到改變運行方式的目的。對斷路器和隔離開關(guān)進行操作的基本原則是：用斷路器接通和斷開電路；用隔離開關(guān)隔離電壓或在等電位的前提下切換電路，即在接通和斷開隔離開關(guān)時，必須保證同一回路的斷路器處于斷開狀態(tài)，或者保證隔離開關(guān)兩側(cè)等電位。在同一回路斷路器沒有斷開的情況下拉開隔離開關(guān)，是帶負荷拉開隔離開關(guān)的

23、誤操作，可能會引起嚴重的短路事故。按上述要求對線路進行停送電操作時，即使出現(xiàn)帶負荷分合隔離開關(guān)的誤操作，也可以縮小故障影響范圍或縮短停電時間。單母線結(jié)線是一種最簡單的有匯流母線的結(jié)線，它具有簡單清晰、設(shè)備投資少、運行操作方便等優(yōu)點，且有利于擴建。 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)41圖3.14單母線結(jié)線 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)42圖3.15單母線分段結(jié)線 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)43當(dāng)進出線回路數(shù)較多時，為提高供電可靠性，可將單母線用斷路器分段，成為單母線分段結(jié)線。單母線分段結(jié)線的任何一段母線故障或檢修時，另一段母線仍可繼續(xù)正常運行。但任一回路斷路器檢修時，該回路必須停電。為克服單母線結(jié)線或單母線分段結(jié)線

24、中出線斷路器檢修時出線不得不停電的缺點，可采用加設(shè)旁路母線的方法分別構(gòu)成單母線帶旁路結(jié)線和單母線分段帶旁路結(jié)線。單母線帶旁路結(jié)線中設(shè)有專用旁路斷路器，增加了價格昂貴的斷路器和隔離開關(guān)數(shù)量，投資因此而增加。3.2.3雙母線結(jié)線每回進出線都各用一臺斷路器和兩組隔離開關(guān)分別接入兩組母線，兩組母線 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)44圖3.16單母線帶旁路母線結(jié)線 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)45圖3.17單母線分段帶旁路結(jié)線 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)46圖3.18單母線分段帶旁路結(jié)線的其他形式 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)47之間通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器（簡稱母聯(lián)斷路器或母聯(lián)）連接，這種結(jié)線形式稱為雙母線結(jié)線，如圖3.19所示。

25、雙母線結(jié)線具有較高的可靠性和靈活性。雙母線結(jié)線具有供電可靠、調(diào)度靈活、擴建方便的優(yōu)點，在電力系統(tǒng)中廣為采用，并已積累了豐富的運行經(jīng)驗。當(dāng)進出線回路數(shù)或母線上電源較多、輸送功率較大時，可采用雙母線分段（三分段或四分段）結(jié)線，以進一步提高供電可靠性和運行靈活性。3.2.4一臺半斷路器結(jié)線每兩個進出線回路用3臺斷路器接在兩組母線上，即每一回路經(jīng)一臺斷路器接至一組母線，兩個回路間設(shè)一臺聯(lián)絡(luò)斷路器連接，形成一串，這種結(jié)線形式稱一臺半斷路器結(jié)線，又稱二分之三（3/2）結(jié)線或一又二分之一結(jié)線。 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)48圖3.19雙母線結(jié)線 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)49圖3.20雙母線分段結(jié)線 出版社電力系統(tǒng)

26、電力系統(tǒng)50圖3.21雙母線帶旁路結(jié)線 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)51圖3.22雙母線帶旁路（母聯(lián)兼旁路斷路器）結(jié)線 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)52圖3.23一臺半斷路器結(jié)線 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)533.2.5單元結(jié)線發(fā)電機與變壓器直接連接而組成發(fā)電機變壓器組，稱為單元結(jié)線。這種結(jié)線具有結(jié)線簡單、開關(guān)設(shè)備少、操作簡便等特點。為了減少變壓器臺數(shù)和高壓側(cè)斷路器數(shù)目，節(jié)省配電裝置占地面積，在系統(tǒng)允許時可將兩臺發(fā)電機與一臺變壓器相連接，從而組成擴大單元結(jié)線。3.2.6橋形結(jié)線兩臺變壓器和兩條輸電線路可通過3臺斷路器連接構(gòu)成橋形結(jié)線，如圖3.26所示。這種結(jié)線使用斷路器數(shù)目最少。橋形結(jié)線雖具有采用設(shè)備少、結(jié)線

27、清晰簡單的優(yōu)點，但可靠性不高，且隔離開關(guān)又用作操作電器。 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)54圖3.24單元結(jié)線 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)55圖3.25擴大單元結(jié)線 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)56圖3.26橋形結(jié)線 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)57圖3.27角形結(jié)線 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)583.2.7角形結(jié)線將一組母線閉合成環(huán)形，按進出線回路數(shù)用斷路器分段且在每一段上接入一回進出線，即構(gòu)成角形結(jié)線，又稱為環(huán)形結(jié)線或多角形結(jié)線。3.3發(fā)電廠的廠用電結(jié)線在生產(chǎn)電能的過程中，發(fā)電廠有大量的廠用機械設(shè)備為主設(shè)備（如鍋爐、汽輪機或水輪機、發(fā)電機等）和輔助設(shè)備服務(wù)，它們一般由電動機拖動。3.3.1廠用電率廠用電負荷是發(fā)電廠的

28、重要負荷之一。在額定工況下，廠用電率可根據(jù)下式計算 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)59式中Kp廠用電率,%； Sc廠用計算負荷,kVA； cosav廠用負荷的平均功率因數(shù)，一般取0.8；PN發(fā)電機的額定功率或總裝機容量,kW。廠用電率是發(fā)電廠的主要運行經(jīng)濟指標之一，其影響因素很多，主要與發(fā)電廠的類型有關(guān)。3.3.2廠用電結(jié)線（1）廠用供電電壓發(fā)電廠的廠用電系統(tǒng)供電電壓等級一般要根據(jù)發(fā)電機容量和額定電壓、廠用電動機的容量和額定電壓以及廠用供電網(wǎng)絡(luò)的可靠性要求等諸多因素，經(jīng)過經(jīng)濟、技術(shù)綜合比較后才能最終確定。 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)60發(fā)電廠的廠用電供電電壓一般分為高壓和低壓兩種，高壓等級有3 kV、 6

29、 kV和10 kV，低壓為0.4 kV（380/220 V）。（2）廠用母線結(jié)線形式發(fā)電廠的廠用負荷有很多，其廠用電結(jié)線一般采用簡單清晰、操作方便的單母線分段結(jié)線形式，并配置高可靠性的成套高壓和低壓開關(guān)柜。（3）廠用電源及其引接為保證發(fā)電廠在各種運行方式下對廠用負荷可靠供電，必須合理設(shè)置供電電源并采取可靠的電源引接方式。1）工作電源在正常情況下給廠用負荷供電的電源稱為工作電源。為保證發(fā)電廠的正常運行，工作電源不僅應(yīng)具有足夠的供電可靠性，還要滿足各級電壓廠用負荷的 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)61容量要求。高壓廠用工作電源的引接方式與發(fā)電機回路的主結(jié)線形式有關(guān)，圖3.28示出幾種典型的高壓廠用工作電源

30、的引接方式。當(dāng)發(fā)電機容量為300 MW及以上時，廠用高壓工作電源可用一臺低壓繞組分裂變壓器或兩臺雙繞組變壓器給服務(wù)于同一臺機組的兩段高壓廠用母線供電。2）備用電源當(dāng)工作電源因故障失去后，代替工作電源向廠用負荷供電的電源稱為備用電源或事故備用電源。啟動電源是指廠用工作電源消失后，保證機組快速啟動或發(fā)電機成功投運的廠用電源，它也是一種備用電源。為保證備用電源的可靠性，避免工作電源失去的同時也失去備用電源，廠用備用電源應(yīng)具有相對獨立性。 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)62圖3.28廠用高壓工作電源引接方式 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)633）事故保安電源和不停電電源對于300 MW及以上的大型發(fā)電機組，當(dāng)其廠用工

31、作電源和備用電源都消失時，為確保事故狀態(tài)下能安全停機并在事故消除后又能及時恢復(fù)供電，應(yīng)設(shè)置事故保安電源和不停電電源，保證事故保安負荷和不停電負荷的連續(xù)供電。3.4電氣設(shè)備的選擇電氣一次系統(tǒng)是由各電氣一次設(shè)備連接而成的回路，電氣設(shè)備的合理選型是電氣主結(jié)線和廠用電系統(tǒng)安全可靠經(jīng)濟運行的重要條件。3.4.1電氣設(shè)備選擇的一般條件總體而言，制成電氣設(shè)備的材料主要是導(dǎo)體（通過電流）和絕緣體（耐受電壓）。導(dǎo)體和電器的工作狀態(tài)有兩種，一種是正常工作狀態(tài)，另一種是短路工作狀態(tài)。 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)64圖3.29事故保安電源結(jié)線 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)65圖3.30大型火電廠用電結(jié)線典型示例 出版社電力系統(tǒng)

32、電力系統(tǒng)66（1）正常工作條件1）額定電壓電網(wǎng)的運行電壓受調(diào)壓或負荷變化的影響而常高于電網(wǎng)的額定電壓UNS?？砂凑针娖鞯念~定電壓UN不低于安裝地點電網(wǎng)的額定電壓UNS的條件來選擇電器，即:2）額定電流電器的額定電流IN是指周圍環(huán)境溫度為額定值并在保證發(fā)熱溫度不超過長期最高允許發(fā)熱溫度的前提下的電器長期允許工作電流。因此，IN應(yīng)不小于電器所在回路在各種可能的合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流Imax，即： 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)67同一工作回路在不同的運行方式下具有不同的持續(xù)工作電流，應(yīng)按最大情形考慮。3）型式與環(huán)境條件應(yīng)根據(jù)電器的使用條件、檢修和運行等方面的要求來選擇適當(dāng)?shù)碾姎庠O(shè)備型式，還應(yīng)考慮

33、安裝地點的環(huán)境條件對電器的特殊要求。（2）短路工作條件按正常工作條件選擇的電器能否承受短路電流，這還必須經(jīng)過短路情況校驗才能判斷。電氣設(shè)備必須能夠承受短路發(fā)熱和短路電動力的作用。1）短路熱穩(wěn)定校驗從分析短路電流通過電器時的發(fā)熱過程可知，只要短路切除時電器的發(fā)熱溫度不超過短時最高允許發(fā)熱溫度，則稱為熱穩(wěn)定。短路熱穩(wěn)定條件為： 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)68電器中通過短路電流時，電器各部件溫度或短路電流產(chǎn)生的等值熱效應(yīng)不超過允許值。即： 式中QK短路電流產(chǎn)生的等值熱效應(yīng)； It，t電器允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間，由生產(chǎn)廠家提供。2）短路動穩(wěn)定校驗電器承受短路電動力機械效應(yīng)的能力稱為動穩(wěn)定或電動力穩(wěn)定。

34、電器滿足動穩(wěn)定的條件為：式中ish電器所在回路通過的短路沖擊電流幅值，通過短路電流計算得 出； 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)69ies電器允許通過的動穩(wěn)定電流幅值，由廠家提供。3.4.2主要電氣設(shè)備的選擇校驗條件除了按額定電壓、額定電流和型式環(huán)境等正常工作條件選擇，以及按短路熱穩(wěn)定條件和短路動穩(wěn)定條件校驗外，不同的電器還有不同的特殊選擇校驗項目。（1）高壓斷路器高壓斷路器的一般選擇校驗條件包括種類與型式、額定電壓、額定電流以及熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定條件，特殊選擇校驗項目包括開斷電流和短路關(guān)合電流。（2）隔離開關(guān)隔離開關(guān)與高壓斷路器同屬開關(guān)電器，且往往配合使用。（3）敞露母線、支柱絕緣子和穿墻套管 出版社電力

35、系統(tǒng)電力系統(tǒng)70敞露母線的選擇校驗項目一般包括導(dǎo)體材料、類型、敷設(shè)方式和截面積選擇以及電暈電壓、熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定等，發(fā)電機、變壓器和匯流母線等重要回路中的導(dǎo)體還應(yīng)校驗共振頻率。支柱絕緣子只需按類型和額定電壓選擇，并進行短路動穩(wěn)定校驗；穿墻套管則應(yīng)按額定電壓、額定電流和類型進行選擇，以及按短路工作條件校驗動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。（4）電流互感器對于電流互感器而言，應(yīng)從種類和型式、額定一次電壓、額定一次電流、額定二次電流等方面進行選擇；同時，應(yīng)選擇合適的準確級，且應(yīng)保證互感器二次側(cè)所接負荷不大于所選準確級對應(yīng)的額定容量。 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)71（5）電壓互感器為確保電壓互感器的安全運行和規(guī)定的準確等級條

36、件，電壓互感器一次繞組所在電網(wǎng)電壓UNS的變化范圍應(yīng)限制為(0.81.2)UN1，二次額定電壓應(yīng)滿足繼電保護和測量儀表的要求。3.5發(fā)電廠的電氣二次結(jié)線電氣一次設(shè)備及由其構(gòu)成的一次系統(tǒng)要完成預(yù)定任務(wù)和實現(xiàn)要求的功能，并達到安全、可靠、經(jīng)濟的運行要求，必須對生產(chǎn)過程進行監(jiān)視和控制，故必須有二次設(shè)備為一次設(shè)備服務(wù)。3.5.1二次結(jié)線和二次結(jié)線圖二次結(jié)線是由對一次設(shè)備起控制、測量、監(jiān)視和保護等作用的二次設(shè)備相互連接所構(gòu)成的電路，又稱為二次回路。 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)72 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)73用規(guī)定的圖形符號和文字符號表示二次設(shè)備之間的連接關(guān)系的電路圖稱為二次結(jié)線圖。根據(jù)表達對象和用途的不同，

37、工程上將二次結(jié)線圖分為單元結(jié)線圖、互連結(jié)線圖、端子結(jié)線圖和電纜配置圖。電氣二次結(jié)線圖中，任何設(shè)備或元件都必須用具有一定特征的圖形符號來表示，并同時用相應(yīng)的文字符號來標明。3.5.2測量與信號系統(tǒng)（1）測量系統(tǒng)為了保證發(fā)電廠的安全經(jīng)濟運行，需要在各電氣一次回路中裝設(shè)相應(yīng)的電氣測量儀表以對電氣一次設(shè)備進行監(jiān)測。電氣測量儀表裝設(shè)應(yīng)滿足下列要求：正確反映電氣設(shè)備及系統(tǒng)的運行狀態(tài)；在發(fā)生事故時，便于運行人員迅速判斷事故的原因、地點和性質(zhì)；監(jiān)視電氣回路的絕緣狀態(tài)。 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)74 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)75為了保證測量和繼電保護的需要，在發(fā)電機、變壓器、線路、母線分段斷路器、母線聯(lián)絡(luò)斷路器、旁

38、路斷路器、發(fā)電機和主變壓器的中性點等回路中均要裝設(shè)電流互感器。電壓互感器的配置要綜合考慮測量儀表、同期、保護和自動裝置的需要，同時還與主結(jié)線的形式有關(guān)。（2）信號系統(tǒng)在發(fā)電廠和變電所中，除了依靠測量儀表來監(jiān)測設(shè)備的運行狀況以外，還必須借助信號系統(tǒng)來反映設(shè)備狀態(tài)并及時發(fā)現(xiàn)和分析故障，以便迅速消除和處理事故，確保設(shè)備的正常運行。1）信號回路的分類和基本要求信號回路按電源電壓高低可分為強電信號回路和弱電信號回路。 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)76圖3.31發(fā)電機定子測量儀表回路 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)77發(fā)電廠的信號按用途可分為事故信號、預(yù)告信號、位置信號和指揮信號。2）中央信號中央信號裝置實現(xiàn)對全廠主要

39、電氣設(shè)備的監(jiān)控，其安裝在主控制室或單元控制室的中央信號屏上。3.5.3斷路器的控制與信號回路（1）斷路器的控制方式斷路器是發(fā)電廠和變電所中的主要控制設(shè)備，斷路器的工作狀態(tài)由其控制回路所控制。按照控制方式，對斷路器的控制可分為一對一強電控制和一對N弱電選線控制。根據(jù)控制地點的不同，強電控制又分為就地控制和遠方控制。（2）斷路器的操動機構(gòu) 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)78圖3.32中央信號邏輯回路 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)79斷路器的操動機構(gòu)是斷路器的跳、合閘驅(qū)動裝置，其作用是使斷路器合閘并維持在閉合狀態(tài)，或使斷路器跳閘。（3）斷路器的控制和信號回路斷路器的跳合閘操作通過控制回路驅(qū)動操動機構(gòu)來實現(xiàn)。因此，

40、斷路器的控制回路必須滿足下列基本要求：斷路器的跳合閘操作完成后應(yīng)立即自動切斷跳合閘回路，以防跳合閘線圈因長時間通電導(dǎo)致線圈過熱而燒毀。斷路器既可用控制開關(guān)或按鈕進行手動跳合閘，又可由繼電保護和自動裝置實現(xiàn)自動跳合閘。控制回路應(yīng)具有監(jiān)視控制電源和跳合閘回路是否完好、動力源是否正常的功能，且應(yīng)對二次回路的短路和過載提供保護。 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)80控制回路應(yīng)具有反映斷路器運行狀態(tài)的位置信號?？刂苹芈窇?yīng)具有防止斷路器多次合、跳閘的電氣“防跳”措施。3.5.4操作電源操作電源是提供給電氣設(shè)備的控制、信號、測量、繼電保護和自動裝置以及斷路器的跳合閘回路的工作電源。按電源性質(zhì)，操作電源分為直流操作電源

41、和交流操作電源兩類，直流操作電源又分為蓄電池組、復(fù)式整流裝置或電容儲能整流裝置。發(fā)電廠和大中型變電所通常采用由蓄電池組供電的直流操作電源。蓄電池按電解液的不同可分為酸性蓄電池和堿性蓄電池。蓄電池直流系統(tǒng)除了蓄電池外，主要還包括充電設(shè)備和浮充電設(shè)備。蓄電池直流電源系統(tǒng)的運行方式有充電放電運行方式和浮充電運行方式， 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)81圖3.33斷路器的控制和信號回路結(jié)線圖 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)82一般采用浮充電運行方式。蓄電池組的設(shè)置與電廠控制方式、機組容量等因素有關(guān)。為提高直流電源系統(tǒng)的運行可靠性和安全性，給控制負荷供電的專用蓄電池組宜采用110 V，給動力負荷和直流事故照明負荷供電的

42、專用蓄電池組宜采用220 V。3.5.5電氣結(jié)線的絕緣監(jiān)視（1）交流絕緣監(jiān)視110 kV及以上中性點直接接地系統(tǒng)正常運行時的三相對地電壓是相電壓，發(fā)生單相接地短路時的接地電流很大，繼電保護動作將接地故障切除，因而無需監(jiān)視各相對地絕緣狀況。中性點不直接接地系統(tǒng)必須裝設(shè)絕緣監(jiān)察裝置，用來監(jiān)視各相對地的絕緣狀況。 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)83圖3.34交流絕緣監(jiān)察回路 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)84（2）直流絕緣監(jiān)視當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生一點接地時，因不能構(gòu)成回路而沒有短路電流流過，故其并不影響直流系統(tǒng)正常工作。但是這種接地故障必須盡早發(fā)現(xiàn)并予以排除，否則再發(fā)生另一點接地時，會引起短路，造成信號回路、控制回路、繼

43、電保護或自動裝置回路誤動作。直流絕緣監(jiān)察裝置的原理結(jié)線如圖3.36所示。該裝置主要由靈敏電流繼電器K、具有電壓和電阻兩種刻度指示的電壓表PV1、雙向電壓表PV2、轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1和SA2以及電阻R1，R2，R3等設(shè)備組成。3.6.1水電廠微機監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能水電廠微機監(jiān)控系統(tǒng)的功能與裝機容量、機組數(shù)、電廠在系統(tǒng)中的重要性以及電廠承擔(dān)的其他任務(wù)（如航運、灌溉、防洪等）等各方面因素有關(guān)。 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)85圖3.35線路保護回路內(nèi)兩點接地 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)86圖3.36直流絕緣監(jiān)察裝置 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)87從發(fā)電的角度考慮，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)實現(xiàn)如下基本功能。1）參數(shù)數(shù)據(jù)的采集和處理2

44、）開關(guān)量的監(jiān)視和記錄3）事件順序記錄4）事故追憶和故障錄波5）正常的控制和操作6）緊急控制和恢復(fù)控制7）自動發(fā)電控制8）自動電壓控制9）通信10）自診斷 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)8811）人機接口12）自動處理電廠事故13）仿真培訓(xùn)3.6.2水電廠微機監(jiān)控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)早期的水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有集中式和功能分散式兩種。目前，大型水電廠大都采用分層分布式微機監(jiān)控系統(tǒng)，具有很高的可靠性和靈活性。（1）水電廠的控制方式與網(wǎng)絡(luò)通信水電廠生產(chǎn)過程復(fù)雜，被控設(shè)備多，設(shè)備所處地點分散且要實現(xiàn)的功能多，因而監(jiān)控系統(tǒng)多采用分層分布式控制方式，相互之間的信息交換采用計算機局域網(wǎng)來實現(xiàn)。一般將水電廠的控制分為

45、4層。 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)89考慮到水電廠生產(chǎn)設(shè)備分布地域較廣，分層分布式監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的計算機一般采用局域網(wǎng)實現(xiàn)通信。（2）大型水電廠微機監(jiān)控系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)圖3.37示出了某大型水電廠微機監(jiān)控系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)采用開放式分層全分布結(jié)構(gòu)，這種開放式結(jié)構(gòu)具有體系結(jié)構(gòu)模塊化、模塊接口標準化、功能處理分布化、應(yīng)用軟件可移植和網(wǎng)絡(luò)資源共享等特點，因而可以優(yōu)化配置，易于升級和擴展。3.6.3火電廠微機監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能和典型結(jié)構(gòu)20世紀80年代以后，大型火電廠的機組熱力設(shè)備控制從傳統(tǒng)的常規(guī)監(jiān)控系統(tǒng)逐步過渡到以微機為基礎(chǔ)的分散控制系統(tǒng)（DCS）。 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)90 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)91

46、（1）火電廠監(jiān)控系統(tǒng)的基本電氣監(jiān)控功能從電氣監(jiān)控的角度來說，以微機和可編程序控制器（PLC）為基礎(chǔ)的火電廠監(jiān)控系統(tǒng)的功能與水電廠類似。（2）大型火電廠微機監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)對大型火電廠而言，由于其單機容量大、機組臺數(shù)多，故除了各單元機組DCS、公用系統(tǒng)/輔助車間DCS用于實時監(jiān)控外，一般還應(yīng)配置廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）用于實時生產(chǎn)過程管理。3.7同步發(fā)電機的正常操作現(xiàn)代發(fā)電廠通常都裝有多臺發(fā)電機，這些發(fā)電機一般都是并聯(lián)運行，不同發(fā)電廠的發(fā)電機之間也是并聯(lián)運行的，從而形成了大型電力系統(tǒng)。同步發(fā)電機的正常操作主要包括同期并列、正常解列和停機。 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)92圖3.38火電廠微機監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)

47、構(gòu)圖 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)933.7.1同步發(fā)電機的同期并列所謂發(fā)電機的并列運行，就是將兩臺或兩臺以上的發(fā)電機分別接入電力系統(tǒng)的對應(yīng)母線，或通過變壓器、輸電線路接在電力系統(tǒng)的公共母線上，共同向用戶供電。（1）同步發(fā)電機的準同期并列同期并列操作在發(fā)電廠中是一項經(jīng)常性的重要操作，要求同期并列時沖擊電流和沖擊力矩不能超過允許值，而且并列后發(fā)電機能迅速被拖入同步。1）同期并列的方法發(fā)電機同期并列的方法有自同期和準同期兩種。自同期并列是將待并發(fā)電機由原動機拖至接近同步轉(zhuǎn)速時，把待并發(fā)電機投入系統(tǒng)，然后再給發(fā)電機加上勵磁，使發(fā)電機自行轉(zhuǎn)入同步。 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)94準同期并列操作是將待并發(fā)電機轉(zhuǎn)速

48、升至接近同步轉(zhuǎn)速后加上勵磁，當(dāng)發(fā)電機的頻率、電壓幅值和電壓相角分別與運行系統(tǒng)的頻率、電壓幅值和電壓相角接近相同時合上并列斷路器，將待并發(fā)電機投入系統(tǒng)并列運行。2）準同期并列的條件發(fā)電機的同期并列操作最終是通過并列斷路器的合閘來完成的。在并列前，同期并列斷路器（亦稱為同期點）兩側(cè)的電壓分別是系統(tǒng)電壓US和待并發(fā)電機（或待并系統(tǒng)）電壓UG，將它們表示為瞬時值形式，則:式中Usm系統(tǒng)電壓幅值； s系統(tǒng)角頻率； S0系統(tǒng)電壓初相角； 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)95S系統(tǒng)電壓t時刻的相角，S=St+S0。 式中UGm待并發(fā)電機電壓幅值； G待并發(fā)電機角頻率； G0待并發(fā)電機電壓初相角； G待并發(fā)電機電壓t時

49、刻的相角，G=Gt+G0。在進行并列操作前，同期并列斷路器兩側(cè)電壓的狀態(tài)量一般是不相等的。并列斷路器兩側(cè)電壓的幅值差Um，頻率差f（或角頻率之差）和相角差之間的關(guān)系為: 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)96發(fā)電機同期并列的理想條件是并列斷路器兩側(cè)電壓的3個狀態(tài)量全部相等，即：或表示為 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)97允許偏差的大小與機組容量有關(guān)，機組容量越大，允許偏差越小。準同期并列的條件通?？杀硎緸椋海?）自動準同期并列裝置的基本原理自動準同期裝置通過比較并列斷路器兩側(cè)的電壓來檢測并列條件是否滿足。1）自動準同期裝置的基本結(jié)構(gòu)自動準同期裝置的基本結(jié)構(gòu)如圖3.39所示。其裝置包括頻率差控制單元、電壓差控制單元和合閘信號控制單元。 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)98圖3.39自動準同期裝置組成示意圖 出版社電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)99按照自動化程度的不同，準同期并列裝置又分為半自動準同期并列裝置和自動準同期并列裝置。傳統(tǒng)布線邏輯型自動準同期裝置采用恒定越前時間規(guī)律控制，其輸入檢測信息采用發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓的相量差即所謂的脈動電壓。2）微機準同期并列裝置微機準同期并列裝置硬件結(jié)構(gòu)簡單，編程方