1、第二章 發(fā)電、變電和輸電的電氣部分,第二章 發(fā)電、變電和輸電的電氣部分,學(xué)習(xí)目的： 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、變電站的電氣主接線圖 高壓交流輸變電 高壓直流輸變電,2.1 概述電氣設(shè)備,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,為了滿(mǎn)足電力生產(chǎn)和保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，發(fā)電廠和變電站中安裝有各種電氣設(shè)備。,生產(chǎn)、變換、輸送、分配和使用電能的設(shè)備,二次設(shè)備,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,圖形符號(hào)：用于表示電氣圖中電氣設(shè)備

2、、裝置、元器件的一種圖形和符號(hào)。,文字符號(hào)：電氣圖中電氣設(shè)備、裝置、元器件的種類(lèi)字母和功能字母代碼。 文字符號(hào)的字母應(yīng)采用大寫(xiě)的拉丁字母。,2.1 概述電氣設(shè)備,電氣設(shè)備表示方式,-電氣主接線用一定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)繪成的電路圖。 -電氣主接線圖用單線圖表示三相電路,2.1 概述電氣設(shè)備,2.1 概述電氣設(shè)備,2.1 概述電氣設(shè)備,電氣主接線通常用電氣主接線圖來(lái)表示,電氣主接線圖是用規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)表示電氣設(shè)備連接關(guān)系的一種圖。,電氣主接線表明電能匯集和分配的關(guān)系。,電氣主接線圖通常采用單線圖表示，只有需要時(shí)才繪制三線圖。,2.1 概述火電廠的電氣主接線圖,一次設(shè)備的類(lèi)型： 1、生產(chǎn)

3、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：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。,2.1 概述 一次設(shè)備,一、生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備,發(fā)電機(jī)：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,M,變壓器：將電壓升高或降低,電動(dòng)機(jī)：電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,（1）主變壓器,（2）啟/備變壓器,（3）高壓廠用變壓器,（4）低壓廠用變壓器,變壓器組成部件,外殼 鐵芯 線圈 變壓器油枕 充油套管 瓦斯繼電器 防爆管 散熱器 呼吸器 外殼接地 分接開(kāi)關(guān),大型變壓器模型,大型變壓器模型,大型變壓器模型,大型變壓器模型,大型變壓器模型,大型變

4、壓器模型, / 電氣設(shè)備的型號(hào)都用拼音字母和數(shù)字來(lái)表示。 第一個(gè)方框：表示相數(shù)，D表示單相；S表示三相；O表示自耦式 第二個(gè)方框：表示冷卻方式，F(xiàn)表示風(fēng)冷式；W表示水冷式；P表示強(qiáng)迫油循環(huán)；D表示強(qiáng)迫油導(dǎo)向循環(huán)等 第三個(gè)方框：表示繞組數(shù)，L表示鋁繞組（銅繞組不表示）；Z表示 有載調(diào)壓（無(wú)載調(diào)壓不表示）；S表示三繞組（雙繞組不表示）小方框表示設(shè)計(jì)序號(hào) 第四個(gè)方框：表示額定容量（kVA） 第五個(gè)方框：表示高壓繞組額定電壓（kV） 舉例：型號(hào)SFSZ9-31500/110 表示容量為31500kVA的三相風(fēng)冷式三繞組有載調(diào)壓電力變壓器，一次側(cè)電壓為110kV,9為設(shè)計(jì)的序號(hào)。,電力變壓器的型號(hào),繞組

5、接線組別的確定,在我國(guó)： 110kV及以上電壓，變壓器三相繞組接成“YN”，稱(chēng)為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，也稱(chēng)大電流接地系統(tǒng)。 35kV采用“Y”或“d” ，35kV以下（不包含0.4kV）一般都為“d”，中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地，稱(chēng)為中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)，也稱(chēng)小電流接地系統(tǒng)。 在發(fā)電廠和變電站中，為限制3次諧波，主變壓器接線組別一般都采用YNd11常規(guī)接線，三繞組變壓器采用YNYN0d11接線。,變壓器三相繞組的接線方式必須使其線電壓與系統(tǒng)線電壓相位一致！否則不能并列運(yùn)行。,0, 11分別表示該側(cè)的的線電壓與前一側(cè)的線電壓相位差是0和滯后330,二、接通或斷開(kāi)電路的開(kāi)關(guān)電器,正常運(yùn)行時(shí)合、分電

6、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！,開(kāi)關(guān)電器作用：,二、接通或斷開(kāi)電路的開(kāi)關(guān)電器,開(kāi)關(guān)電器的分類(lèi)：（按電壓等級(jí)的高低）,常用開(kāi)關(guān)電器： 斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、接觸器、熔斷器等。,高壓斷路器,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,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?？勺霾僮麟娖?！,補(bǔ)充：電弧的

7、概念,實(shí)質(zhì)：電弧是一束游離的氣體放電現(xiàn)象。,動(dòng)靜觸頭分離瞬間，觸頭間就會(huì)出現(xiàn)電弧，此時(shí)，觸頭雖已分開(kāi)，但是電路中的電流還在繼續(xù)流通。只有電弧熄滅，電路才被真正斷開(kāi)。,概念：在觸頭開(kāi)斷有一定電壓和電流的電路時(shí)， 觸頭間產(chǎn)生強(qiáng)烈而又刺眼的亮光的現(xiàn)象。,產(chǎn)生條件： 電源電壓1020V， 電流80100mA,危害： 溫度高達(dá)數(shù)千攝氏度，輕則損壞設(shè)備，引起火災(zāi)，重則產(chǎn)生爆炸，危及生命和財(cái)產(chǎn)安全。,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,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,文字符號(hào)與圖形

8、符號(hào)：,低壓斷路器,高壓斷路器 外形結(jié)構(gòu)圖,高壓斷路器 滅弧室結(jié)構(gòu)圖,滅弧室,操作機(jī)構(gòu)箱,高壓斷路器,多油斷路器,少油斷路器,多油斷路器與少油斷路器,在多油斷路器中，油不僅作為絕緣介質(zhì)，而且還可以作為滅弧介質(zhì)。因此用油量多，鋼材消耗也多。,在少油斷路器中，油只作為滅弧介質(zhì)，因此用油量少、體積小、耗用鋼材少,原理：油斷路器利用變壓器油在電弧高溫作用下分解出大量的氫氣進(jìn)行滅弧。 油斷路器缺點(diǎn)：1.易爆炸； 2.油泄露； 3.維修周期短； 4.污染環(huán)境。,油斷路器-,機(jī)構(gòu)箱,支持瓷套,均壓電容,空氣斷路器,優(yōu)點(diǎn)：具有滅弧能力強(qiáng)、動(dòng)作迅速等優(yōu)點(diǎn)。 缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工藝要求高、有色金屬消耗多。 用途：空

9、氣斷路器用在110KV及以上的電力系統(tǒng)中。,空氣斷路器以壓縮空氣作為滅弧介質(zhì)。,SF6斷路器采用具有絕緣能力的SF6氣體作為滅弧介質(zhì)，具有優(yōu)良的滅弧能力和。 優(yōu)點(diǎn)：具有開(kāi)斷能力強(qiáng)、動(dòng)作快、體積小等優(yōu)點(diǎn)。 缺點(diǎn)：金屬消耗多，價(jià)格較貴。SF6氣體泄露與空氣作用生成有毒的低氟化硫，危害人體健康。 用途： 110kV以上的高壓系統(tǒng)。,SF6斷路器,SF6斷路器類(lèi)型,“Y”布置,“T”布置,“I”布置,落 地 罐 式,SF6斷路器類(lèi)型,真空斷路器,戶(hù)內(nèi)真空斷路器,戶(hù)外真空斷路器,真空斷路器是在高度真空中滅弧。 優(yōu)點(diǎn)：可以頻繁操作，維護(hù)工作量小，體積小等。 真空斷路器用于滅弧的動(dòng)、靜觸頭封在真空泡內(nèi)，利用

10、真空作為絕緣介質(zhì)和滅弧介質(zhì)，因而帶來(lái)了其它類(lèi)型斷路器無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。 用途：電壓等級(jí)較低（335KV）要求頻繁操作、戶(hù)內(nèi)裝設(shè)的場(chǎng)合。, / 第一個(gè)方框：表示的是類(lèi)型，D表示多油斷路器；S表示少油斷路器；K表示空氣斷路器；Z表示真空斷路器；L表示六氟化硫斷路器； 第二個(gè)方框：表示裝置的地點(diǎn)，N表示戶(hù)內(nèi)；W表示戶(hù)外 小方框表示設(shè)計(jì)序號(hào) 第三個(gè)方框：表示額定電壓（kV） 第四個(gè)方框：表示補(bǔ)充工作特性：G改進(jìn)型；F表示分相操作； 第五個(gè)方框：表示額定電流（A） 第六個(gè)方框：表示額定開(kāi)斷電流（kA） 第七個(gè)方框：表示特殊環(huán)境代號(hào) 舉例：LW6-110/3150型號(hào) 表示戶(hù)外式110KV六氟化硫斷路器，其

11、額定電壓110kV、額定電流3150A，其設(shè)計(jì)順序號(hào)為6。,高壓斷路器的型號(hào),隔離開(kāi)關(guān),文字符號(hào)與圖形符號(hào)：,無(wú)滅弧裝置，不能開(kāi)斷電流， 故不可做操作電器！,作用：,1. 隔離電源：隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)點(diǎn)明顯可見(jiàn)，隔離開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸頭和靜觸頭斷開(kāi)后，兩者之間的距離應(yīng)大于被擊穿時(shí)所需的距離，以保證安全。,2.倒閘操作：運(yùn)行、備用、檢修時(shí)用來(lái)配合斷路器協(xié)同完成倒閘操作。如倒母線操作。,3 .分、合小電流： 隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置，因此僅能用來(lái)分、合只有電壓沒(méi)有負(fù)荷電流的電路。 否則在隔離開(kāi)關(guān)的觸頭間形成強(qiáng)大電弧，危及設(shè)備和人身安全，造成重大事故。 一般只能在斷路器已將電路斷開(kāi)的情況下，才能接通斷開(kāi)。但隔離開(kāi)關(guān)也

12、具有一定的分、合小電流的能力。 例如：能用來(lái)分、合電壓互感器、避雷器或分、合變壓器的接地中性點(diǎn)；分、合勵(lì)磁電流不超過(guò)2A的空載變壓器；關(guān)合電容電流不超過(guò)5A的空載線路等。,隔離開(kāi)關(guān)的分類(lèi),隔離開(kāi)關(guān)的分類(lèi)-按裝置地點(diǎn)分,戶(hù)外式,戶(hù)內(nèi)式,隔離開(kāi)關(guān)的分類(lèi)-按產(chǎn)品組裝級(jí)數(shù)分,三極式,單極式,隔離開(kāi)關(guān)的分類(lèi)-按有無(wú)接地閘刀可分為,不帶接地閘刀,帶接地閘刀,隔離開(kāi)關(guān)的分類(lèi)-帶接地閘刀,V型隔離開(kāi)關(guān)，光伏用于35110KV電壓等級(jí)中。,隔離開(kāi)關(guān)的分類(lèi)-按每極支撐絕緣子數(shù)目分為,雙柱式,三柱式,單柱式,隔離開(kāi)關(guān)的分類(lèi)-單柱,隔離開(kāi)關(guān)的分類(lèi)-雙柱式,斷開(kāi)狀態(tài),閉合狀態(tài),隔離開(kāi)關(guān)的分類(lèi)-三柱式,隔離開(kāi)關(guān)型號(hào),隔離

13、開(kāi)關(guān)與斷路器配合使用：,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)。,文字符號(hào)與圖形符號(hào)：,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。,高、低壓熔斷器（銅、銀；鉛、鋅）,文字符號(hào)與圖形符號(hào)：,FU,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，不能單獨(dú)使用。,跌落式熔斷器是10kV配電線路分支線和配電變壓器最常用的一種短路保護(hù)開(kāi)關(guān)，經(jīng)濟(jì)、操作方便、適應(yīng)戶(hù)外環(huán)境性強(qiáng)。,注意事項(xiàng)： 6kV熔斷器只能用于6kV高壓系統(tǒng)，不能用于3kV。 10kV熔斷器

14、只能用于10kV，不能用于6kV。,高壓熔斷器,跌落式熔斷器,接地開(kāi)關(guān),文字符號(hào)與圖形符號(hào),高壓接地開(kāi)關(guān),用于電路接地部分的機(jī)械式開(kāi)關(guān)，屬于隔離開(kāi)關(guān)類(lèi)別。,作用： 檢修設(shè)備時(shí)起隔離電源的作用。,接地開(kāi)關(guān)的使用,三、限制過(guò)電流和防御過(guò)電壓的保護(hù)電器,（1）電抗器(電感器),（2）避雷器,F,文字符號(hào)與圖形符號(hào)：,作用：串聯(lián)時(shí)限制電力系統(tǒng)中短路電流并 聯(lián)電抗器經(jīng)常用于無(wú)功補(bǔ)償。,作用：保護(hù)電氣設(shè)備絕緣，防御電力系統(tǒng)過(guò)電壓。,避雷器類(lèi)型： 保護(hù)間隙、管型避雷器、 閥型避雷器、磁吹式避雷器、 氧化鋅避雷器等。,避雷器本體,均壓環(huán),220kV氧化鋅避雷器 氧化鋅避雷器利用氧化鋅良好的非線性伏安特性，使在

15、正常工作電壓時(shí)流過(guò)避雷器的電流極?。ㄎ不蚝涟布?jí)）；當(dāng)過(guò)電壓作用時(shí)，電阻急劇下降，泄放過(guò)電壓的能量，達(dá)到保護(hù)的效果。,三、限制過(guò)電流和防御過(guò)電壓的保護(hù)電器避雷器,電抗器在電網(wǎng)中可以限制短路電流和高次諧波，維持母線有較高殘壓，圖中所示的是母線串聯(lián)電抗器，作用主要是限制主變低壓側(cè)母線短路電流對(duì)主變繞組的沖擊。,三、限制過(guò)電流和防御過(guò)電壓的保護(hù)電器電抗器,防御過(guò)電壓設(shè) 備,避雷線,避雷器,避雷針,三、限制過(guò)電流和防御過(guò)電壓的保護(hù)電器,電抗器的安裝地點(diǎn),避雷器的安裝地點(diǎn),四、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：

16、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。,發(fā)電廠、變電站中通常出線和發(fā)電機(jī)電源數(shù)目較多，為了便于二者的連接，常用母線將電源和出線連接起來(lái)。,表示方法：,四、載流導(dǎo)體母線,作用：匯集、分配、傳輸電能。,銅（銅排）、鋁質(zhì)材料制成,五、一種特殊的設(shè)備互感器,互感器是一種特殊的變壓器。,互感器分電壓互感器和電流互感器兩大類(lèi)， 是供電系統(tǒng)中測(cè)量和保護(hù)用的重要設(shè)備。,電壓互感器： 將系統(tǒng)的高電壓改變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的低電壓 (l00V或100/3),電壓互感器符號(hào)圖：,五、一種特殊的設(shè)備互感器,互感器用途： 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，使一次與二次系

17、統(tǒng)可靠隔離。,電流互感器符號(hào)圖：,電流互感器： 將高壓系統(tǒng)中的電流或低壓系統(tǒng)中的大電流改變 為低壓的標(biāo)準(zhǔn)小電流 (5A或lA)。,電流互感器,互感器,電流互感器,電壓互感器,電子式,電容式,電磁式,五、一種特殊的設(shè)備互感器,支柱絕緣子,電流互感器起到變流和電氣隔離作用。便于二次儀表測(cè)量需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流。它是電力系統(tǒng)中測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路電流信息的傳感器，將高電流按比例轉(zhuǎn)換成低電流。,220kV電流互感器,母線電壓互感器把高電壓按比例關(guān)系變換成100V或更低等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)二次電壓，供保護(hù)、計(jì)量、儀表裝置使用。同時(shí)電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離，并使二次設(shè)備簡(jiǎn)單化。,110kV母線電壓互感器,1發(fā)電機(jī) 2主變壓器 3高壓廠用變壓器 （分裂繞組變壓器） 4電壓互感器 5高壓熔斷器 6避雷器； 7電流互感器； 8中性點(diǎn)接地變壓器,互感器的使用示意圖：,六、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,七、接地裝置,作用：