發(fā)電廠及電氣主系統(tǒng)

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1、總 復(fù) 習(xí) 熄滅交流電弧的基本方法 1利用滅弧介質(zhì) 在高壓斷路器中，廣泛采用去游離作用強(qiáng)的滅弧介質(zhì)滅弧。 2吹弧 吹弧是指利用各種結(jié)構(gòu)形式的滅弧室，使高溫分解的 氣體或具有很大壓力的新鮮且低溫的氣體在滅弧室中按特 定的通路，吹動(dòng)電弧，加強(qiáng)擴(kuò)散和復(fù)合去游離而使電弧熄 滅的方法。 3采用特殊金屬材料作滅弧觸頭 采用銅、鎢合金和銀、鎢合金等特殊金屬材料作觸頭。 這些材料在高溫下不易熔化和蒸發(fā)、抗熔焊，可以減少熱電 子發(fā)射和高溫分解產(chǎn)生的金屬蒸氣，削弱了游離作用。 4提高斷路器觸頭的分離速度 加快斷路器觸頭的分離速度，可以迅速拉長(zhǎng)電弧，使弧 隙的電場(chǎng)強(qiáng)度驟降，弧隙電阻和電弧的表面積突然增大，電 弧的冷

2、卻加快，有利于帶電質(zhì)點(diǎn)的擴(kuò)散和復(fù)合去游離。 5采用多斷口滅弧 多斷口將電弧分割成多段，在相同觸頭行程下，增加電 弧的總長(zhǎng)度，弧隙電阻迅速增大，介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)速度加快。 使每個(gè)斷口上的恢復(fù)電壓減小，降低了恢復(fù)電壓的上升 速度和幅值，提高了滅弧能力。 6在斷路器主觸頭兩端加裝低值并聯(lián)電阻 二、高壓斷路器 1高壓斷路器的作用 高壓斷路器內(nèi)有滅弧介質(zhì)和滅弧裝臵，可以熄滅接通 或開(kāi)斷電路時(shí)產(chǎn)生的電弧，其作用是 : 在正常運(yùn)行時(shí)接通或斷開(kāi)有負(fù)荷電流的電路； 在電氣設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，能夠在繼電保護(hù)裝臵的控制下 自動(dòng)切斷短路電流。 2高壓斷路器的分類 根據(jù)滅弧介質(zhì)的不同，高壓斷路器可以分為以下幾種類型。 （ 1）

3、油斷路器 :以具有絕緣能力的礦物油作為滅弧介質(zhì) 多油斷路器：斷路器中的油除作為滅弧介質(zhì)外，還作為觸 頭斷開(kāi)后的間隙絕緣介質(zhì)和帶電部分與接地外殼間的絕緣介質(zhì)。 少油斷路器：油只作為滅弧介質(zhì)和觸頭斷開(kāi)后的間隙絕緣 介質(zhì)，而帶電部分對(duì)接地之間采用固體絕緣（例如瓷絕緣）。 主要用在不需頻繁操作及不要求高速開(kāi)斷的各級(jí)電壓電網(wǎng)中。 （ 2）六氟化硫 (SF6)斷路器 :采用 SF6氣體作為滅弧介質(zhì)和 觸頭斷開(kāi)后的間隙絕緣介質(zhì)的斷路器。 SF6氣體是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒、不燃的惰性氣體， 具有優(yōu)良的滅弧性能和絕緣性能。 適用于頻繁操作及要求高速開(kāi)斷的場(chǎng)合 ,特別是 126KV 以上幾乎全部選用 SF6斷路器

4、 ,但不適用于高海拔地區(qū)。 （ 3）真空斷路器 :以真空的高介質(zhì)強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)滅弧和絕緣。 主要用于頻繁操作及要求高速開(kāi)斷的場(chǎng)合，但在海邊地區(qū) 使用時(shí)，應(yīng)注意防凝露，因?yàn)闀?huì)使斷路器滅弧室滅弧能力下降 （ 4）壓縮空氣斷路器 :采用壓縮空氣作為滅弧介質(zhì)和觸頭斷開(kāi) 后的間隙絕緣介質(zhì)的斷路器。 三、隔離開(kāi)關(guān) 隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有專門的滅弧裝臵，不能用來(lái)接通或切斷負(fù) 荷電流和短路電流， 否則，將產(chǎn)生強(qiáng)烈的電弧，造成人身傷 亡，設(shè)備損壞或引起相間短路故障。 隔離開(kāi)關(guān)的作用如下。 隔離電源 :在檢修電氣設(shè)備時(shí)為了安全，需要用隔離開(kāi)關(guān)將 停電檢修的設(shè)備與帶電運(yùn)行的設(shè)備隔離，形成明顯可見(jiàn)的斷口 倒閘操作 :在倒換母線或接通

5、旁路母線時(shí)，某些隔離開(kāi)關(guān)可 以在 “ 等電位 ” 的情況下進(jìn)行分、合閘，配合斷路器完成改變 運(yùn)行方式的倒閘操作。 分、合小電流電路 :可用來(lái)合電壓互感器、避雷器和空載 母線；分、合勵(lì)磁電流小于 2A的空載變壓器；關(guān)合電容電流 不超過(guò) 5A的空載線路 。 第二節(jié) 電流互感器 電流互感器的作用： 變換：將一次回路的大電流變?yōu)槎位芈返男‰娏鳎?5A或 1A），供電給測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝臵繼電器的電流線圈，使測(cè) 量?jī)x表和繼電器標(biāo)準(zhǔn)化、小型化、結(jié)構(gòu)輕巧、價(jià)格便宜。 隔離：使電氣二次設(shè)備與一次高壓部分隔離，并且互感器 的二次側(cè)均接地，從而保證二次設(shè)備和人身安全。 第三章 電氣主接線 第一節(jié) 對(duì)電氣主接線的基

6、本要求 第二節(jié) 電氣主接線的基本接線形式 第三節(jié) 發(fā)電廠和變電所主變壓器的選擇 第四節(jié) 限制短路電流的方法 第五節(jié) 發(fā)電廠和變電所的典型電氣主接線 第六節(jié) 電氣主接線設(shè)計(jì) 第七節(jié) 電氣主接線的可靠性計(jì)算 第一節(jié) 電氣主接線設(shè)計(jì)原則和程序 1.可靠性 電能生產(chǎn)的特點(diǎn)要求電氣主接線首先應(yīng)滿足可靠性的 要求。電能不能大量?jī)?chǔ)存，發(fā)電、輸電和用電必須在同一瞬 間完成的，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障都會(huì)造成供電中斷。 可靠性不是絕對(duì)的 ,對(duì)于不重要的用戶 ,太高的可靠 性將造成浪費(fèi)。 分析主接線的可靠性時(shí)，要考慮發(fā)電廠與變電所在 電力系統(tǒng)中的地位和作用、負(fù)荷的性質(zhì)、設(shè)備的可靠性和 運(yùn)行實(shí)踐等因素。 一、對(duì)電氣主接

7、線的基本要求 應(yīng)滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性三項(xiàng)基本要求。 (2)用戶的負(fù)荷性質(zhì) 電力用戶負(fù)荷按照其對(duì)供電可靠性的要求分為三個(gè)等 級(jí)，即 I、 II、 III類負(fù)荷。 I類負(fù)荷：對(duì)這類負(fù)荷突然中斷供電，將造成人身傷亡， 或造成重大設(shè)備損壞，或給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)重大的損失。 II類負(fù)荷：對(duì)這類負(fù)荷突然中斷供電將造成生產(chǎn)設(shè)備局 部破壞，或造成生產(chǎn)流程紊亂且難以恢復(fù)，或出現(xiàn)大量廢 品和減產(chǎn)，因而在經(jīng)濟(jì)上造成一定損失。 III類負(fù)荷： I類和 II類負(fù)荷之外的其它負(fù)荷。 一、有母線的基本接線形式 1. 單母線接線及其母線分段的接線 單母線接線 a) 結(jié)構(gòu)特征： 只有一 組母線 W， 每一回線路 均經(jīng)過(guò)一臺(tái)斷

8、路器 QF 和隔離開(kāi)關(guān) QS接于一 組母線上。 b) 倒閘操作原則： 斷路器與隔離開(kāi)關(guān)間的操作順序 :保證隔離開(kāi)關(guān) “ 先通 后斷 ” （在等電位狀態(tài)下，隔離開(kāi)關(guān)也可以單獨(dú)操作），絕 不能帶負(fù)荷拉刀閘，否則將產(chǎn)生電弧而導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。 母線隔離開(kāi)關(guān)與線路隔離開(kāi)關(guān)間的操作順序： 母線隔離 開(kāi)關(guān) “ 先通后斷 ” ，即接通電路時(shí)，先合母線隔離開(kāi)關(guān)，后 合線路隔離開(kāi)關(guān)；切斷電路時(shí)，先斷開(kāi)線路隔離開(kāi)關(guān)，后斷 開(kāi)母線隔離開(kāi)關(guān)。以避免萬(wàn)一斷路器的實(shí)際開(kāi)合狀態(tài)與指示 狀態(tài)不一致時(shí)，誤操作母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)上，產(chǎn)生的電弧會(huì)引 起母線短路，使事故擴(kuò)大。 例如： 對(duì) WL1送電時(shí)，先 合上 QS11，再合 上 QS1

9、2，最后合 上 QF1。對(duì) WL1停 電時(shí)，先斷開(kāi) QF1，再依次拉 開(kāi) QS12和 QS11。 主要優(yōu)點(diǎn) ：接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，操作方便，造價(jià)便宜， 只要配電裝臵留有余地，母線可以向兩端延伸，可擴(kuò)性好。 主要缺點(diǎn) ：可靠性和靈活性都較差： 母線和母線隔離開(kāi)關(guān)檢修時(shí)，全部回路均需停運(yùn)； 母線故障時(shí)，繼電保護(hù)會(huì)切除所有電源，全部回路停運(yùn)； 任一斷路器檢修時(shí)，其所在回路也將停運(yùn)； 它只有一種運(yùn)行方式。 適用范圍： 單母線接線只能用于某些出線回?cái)?shù)較少，對(duì)供 電可靠性要求不高的小容量發(fā)電廠和變電所中。 練習(xí)：試畫出三個(gè)電源，三回出線的單母不分段接線圖 單母線分段接線 a) 結(jié)構(gòu)特征： 設(shè)臵分段斷路

10、器將母線分成兩 段，當(dāng)可靠性要 求不高時(shí)，也可 利用分段隔離開(kāi) 關(guān)進(jìn) 行分段。 各段母線為 單母線結(jié)構(gòu) 。 b) 評(píng)價(jià)： 接線簡(jiǎn)單清晰， 經(jīng)濟(jì)性好。 有一定靈活性 可靠性 : 任一母線或母線隔離開(kāi)關(guān)檢修時(shí)，僅停檢修段。 任一段母線故障時(shí)，繼電保護(hù)裝臵可使分段斷路器跳閘， 保證正常母線段繼續(xù)運(yùn)行，減小了母線故障影響范圍。 任一斷路器檢修時(shí)，該斷路器所帶用戶也將停電。 缺點(diǎn)： 任一段母線故障或檢修期間， 該段母線上的所有回路均停電； 任一斷路器檢修時(shí)，該斷路器 所帶用戶也將停電。 考慮到采用單母線分段接線 時(shí)，重要用戶可從不同母線段上 分別引出兩回饋線向其供電，保 證不中斷供電。 適用范圍： 中、

11、小容量發(fā)電廠和變電所的 6-10kV配電 裝臵和出線回路數(shù)較少的 35-220kV配電裝臵中。 2帶旁路母線的單母線分段接線 (1) 帶專用旁路斷路器的單母線分段帶旁路母線接線 a) 結(jié)構(gòu)特征： 在單母線分段的 基礎(chǔ)上又增加了旁路母 線 W3、專用旁路斷路器 QFp 及旁路回路隔離開(kāi) 關(guān) QS1和 QS2 。 各出線回路除通 過(guò)斷路器與匯流母線連接 外，還通過(guò)旁路隔離開(kāi)關(guān) 與旁路母線相連接。 旁路母線的作用： 檢修任一進(jìn)出線斷路器時(shí)，不中斷 對(duì)該回路的供電。 適用范圍： 6-10kV配電裝臵。 評(píng)價(jià)： 單母線分段接線增設(shè)旁路母線后，可以使單母 線分段接線在檢修任一出線斷路器時(shí)不中斷對(duì)該回路的供

12、 電。但配電裝臵占地面積增大，增加了斷路器和隔離開(kāi)關(guān) 數(shù)量，接線復(fù)雜，投資增大。 檢修斷路器時(shí)的不停電倒閘操作過(guò)程： 正常運(yùn)行時(shí)， 旁路斷路器 QFp、 各進(jìn)出線回路的旁 路隔離開(kāi)關(guān)是斷開(kāi) 的，旁路斷路器兩 側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)是合 上的，旁路母線 W3 不帶電。 1) 合上 QFp 給旁路母線 W3 充電，檢查旁路母 線 W3是否完好，如 果旁路母線有故障， QFp在繼電保護(hù)控 制下自動(dòng)切斷故障， 旁路母線不能使用； 如果 QFp合閘成功， 說(shuō)明旁路母線完好。 若檢修 WL1的斷路器 QF1，使該出線不停電的操作步驟為： 2) 合上出線旁路隔離開(kāi)關(guān) QS1p 3) 斷開(kāi)出線 WL1的斷路器 QF1;

13、 4) 斷開(kāi) QS12和 QS11 此時(shí)出線 WL1 已經(jīng)由旁路斷路器 QFp回路供電，在 需要檢修的斷路器 QF1兩側(cè)布臵安全 措施后，就可以對(duì) 其進(jìn)行檢修。 3雙母線接線 (1) 結(jié)構(gòu)特征： 有兩組母線 W1、 W2兩組母線間通 過(guò)母線聯(lián)絡(luò)斷路 器 QFc相連； 每回進(jìn)出線均經(jīng) 一組斷路器和兩組 母線隔離開(kāi)關(guān)分別 接至兩組母線 .正 常運(yùn)行時(shí)只合一組 隔離開(kāi)關(guān)。 (2) 運(yùn)行方式 : 兩組母線同時(shí)工作將 母聯(lián)斷路器 QFc合閘， 而進(jìn)出線均衡地分配在 兩組母線上。當(dāng)一組母 線故障時(shí)，在繼電保護(hù) 作用下，母聯(lián)斷路器斷 開(kāi)，僅停故障的母線。 一組母線工作，另一組母線備用 .全部電源和出線接于工

14、作 母線上，母聯(lián)斷路器斷開(kāi)。工作母線故障時(shí)，全部短時(shí)停電。 (3) 優(yōu)點(diǎn)： 運(yùn)行方式靈活 由于每個(gè)回路均可 以換接至兩組母線的任 一組上運(yùn)行，使得雙母 線接線的可靠性和靈活 性大大提高。 任一組母線檢修時(shí) 不中斷供電 . 任一組母線故障時(shí)僅短時(shí)停電， 停電時(shí)間是接于該母線上的所 有回路切換至另一組母線所需時(shí)間，故障母線上的回路經(jīng)短時(shí)停 電便可恢復(fù)供電。 (4) 缺點(diǎn)： 檢修任一回路斷路器時(shí)，該回路仍需停電。 任一母線故障仍會(huì)短時(shí)停電。 變更運(yùn)行方式時(shí)，要用各回路母線側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行倒 閘操作，操作步驟較為復(fù)雜，容易出現(xiàn)誤操作。 增加了大量的母線隔離開(kāi)關(guān)和母線長(zhǎng)度，雙母線的配電 裝臵結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，

15、占地面積大，投資大。 (5) 適用范圍： 雙母線接線廣泛應(yīng)用于對(duì)可靠性要求較高、出線回路 數(shù)較多的 6-220kV配電裝臵中。 (6) 倒母線操作 ： 在母線 W1工作、母線 W2備用的運(yùn)行方式下，欲檢修母線 W1時(shí)的倒閘操作步驟如下： 合 QFc兩側(cè)隔 離開(kāi)關(guān)及 QFc， 向母線 W2充電， 若其母線完好， 則 QFc不會(huì)因繼 電保護(hù)動(dòng)作而 跳閘，便可繼 續(xù)倒閘操作； 合上所有回 路與母線 W2連 接的隔離開(kāi)關(guān)， 之后再斷開(kāi)所 有回路與母線 W1連接的隔離 開(kāi)關(guān)， （此時(shí) 隔離開(kāi)關(guān)等電 位操作）。 以 實(shí)現(xiàn)全部回路 由母線 W1換接 至母線 W2。 注意：兩組母線隔離開(kāi)關(guān)切不可以先拉后合！

16、斷開(kāi) QFc 及其兩側(cè)隔 離開(kāi)關(guān)，此 時(shí)母線 W1不 帶電，母線 W2變?yōu)楣ぷ?母線。 4雙母線分段接線 (1) 雙母線三分段接線： 將一組母線用 分段斷路器 QFd分為 兩段（ W1和 W2）， 兩個(gè)分段母線（ W1 和 W2）與另一組母 線（ W3）之間都用 母聯(lián)斷路器連接， 也稱為雙母線三分 段接線。 W1和 W2作為工作母線， W3作為備用母線，全部進(jìn)出線均分在 W1 和 W2兩個(gè)分段上運(yùn)行； 也可以將兩個(gè)母聯(lián)斷 路器中的一個(gè)和分段斷 路器合上，全部進(jìn)出線 合理地分配在三段上運(yùn) 行，三段母線并列運(yùn)行。 此種運(yùn)行方式降低 了全廠（所）停電事故 的可能性 ,可以減小母 線故障的停電范圍 .

17、 5雙母線帶旁路母線接線 (1) 結(jié)構(gòu)特征： 增設(shè)了一組旁路 母線 W3及專用旁路斷 路器 QFp回路。 各回路除通過(guò)斷路 器與兩組匯流母線連 接外，還通過(guò)旁路隔 離開(kāi)關(guān)與旁路母線相 連接。 (2) 評(píng)價(jià)： 1) 可 靠性、靈活性都相當(dāng)高。 任一組母線故障時(shí)僅短時(shí)停電 。 檢修任一回路斷路器時(shí)，該回路不停電。 所用的電氣設(shè)備數(shù)量較多，操作、接線及配電裝臵較復(fù) 雜，占地面積較大， 經(jīng)濟(jì)性較差。 任一組母線檢修時(shí)不中斷供電， 檢修任一回路母線隔離 開(kāi)關(guān)時(shí)，只中斷該回路的供電。 (3) 適用范圍： 220kV出線在 4回及以上、 110kV出線在 6回及以上時(shí)，宜 采用有專用旁路斷路器的旁路母線接線

18、。 由于六氟化硫斷路器工作可靠，可以長(zhǎng)時(shí)間不檢修，當(dāng) 使用六氟化硫斷路器且與系統(tǒng)聯(lián)系緊密時(shí)，可以不設(shè)臵旁 路母線。 當(dāng)出線回 數(shù)較少時(shí)，可采用如圖 3-10所示的以母聯(lián)斷路 器兼作旁路斷路器的簡(jiǎn)易接線形式，以節(jié)省斷路器和占地， 改善其經(jīng)濟(jì)性。 6一臺(tái)半斷路器接線 (1) 結(jié)構(gòu)特征： 每?jī)蓚€(gè)回路經(jīng)三臺(tái)斷路器 （稱為一串）接在兩組母線之 間 , 構(gòu)成一串 , 兩個(gè)回路中間 的斷路器稱為聯(lián)絡(luò)斷路器 ; 多環(huán)路供電，可靠性高。 任一組母線故障或檢修 時(shí)，只斷開(kāi)與此母線相連的 所有斷路器，所有回路都不 會(huì)停電。 (2) 優(yōu)點(diǎn)： 任一斷路器檢修時(shí)，所有 回路都不會(huì)停電 (每個(gè)回路都 經(jīng)過(guò)兩臺(tái)斷路器供電 )

19、。 甚至在一組母線檢修另一 組母線故障或兩組母線同時(shí) 故障的極端情況下，也不中 斷供電。 (3)主要缺點(diǎn)是： 所用斷路器、電流互感器 等設(shè)備多、投資較大；繼電保護(hù) 及二次回路的設(shè)計(jì)、調(diào)整、檢修等比較復(fù)雜。 (4) 適用范圍： 大型電廠和變電所的 500kV配電裝臵。 二、無(wú)母線的基本接線形式 1橋形接線 (1) 結(jié)構(gòu)特征： 無(wú)母線，只有兩 臺(tái)變壓器和兩回線路 四個(gè)回路使用三 臺(tái)斷路器，中間的斷 路器稱為聯(lián)絡(luò)斷路器， 連同兩側(cè)的隔離開(kāi)關(guān) 稱為聯(lián)接橋。聯(lián)接橋 靠近變壓器為內(nèi)橋接 線，聯(lián)接橋靠近線路 為外橋接線。 易于發(fā)展過(guò)渡為單母線分段或雙母線接線； 但 可靠性和靈活性不夠高。 橋形接線簡(jiǎn)單清晰，

20、沒(méi)有母線 ; 所用斷路器數(shù)量最少，經(jīng)濟(jì)性好 ; (2) 評(píng)價(jià)： (3) 適用范圍： 橋形接線一般可用于兩變配兩線的中小型發(fā)電廠和變電所， 或作為最終接線為單母線分段或雙母線接線的工程初期接線方 式。 思考： a)線路 L2故障或 檢修如何操作？ a)變壓器 T2故障 或檢修如何操作？ b)線路 L2故障或 檢修如何操作？ b)變壓器 T2故障 或檢修如何操作？ 3單元接線 (1) 結(jié)構(gòu)特征： 發(fā)電機(jī)與變壓器直接連接，中間不設(shè)母線。 發(fā)電機(jī) 雙繞組變壓器單元接線 由于發(fā)電機(jī)和變壓器不可能單獨(dú)運(yùn)行，故發(fā)電機(jī) 出口不裝斷路器（當(dāng)發(fā)電機(jī)、主變壓器故障時(shí)， 通 過(guò)斷開(kāi)主變壓器高壓側(cè)斷路器和發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁回

21、路 來(lái)切除故障電流） 但為調(diào)試發(fā)電機(jī)方便，可裝一組 隔離開(kāi)關(guān)。 發(fā)電機(jī)一三繞組變壓器單元接線 為了在發(fā)電機(jī)停運(yùn)時(shí)，不影響高、中壓側(cè) 電網(wǎng)間的功率交換，在發(fā)電機(jī)出口應(yīng)裝設(shè)斷 路器及隔離開(kāi)關(guān)。 為保證在斷路器檢修時(shí)不停電，高中壓側(cè) 斷路器兩側(cè)均應(yīng)裝隔離開(kāi)關(guān)。 由于 200MW及以上機(jī)組的發(fā)電機(jī)出口斷路器制 造很困難，造價(jià)也很高，故 200MW及以上機(jī)組一 般都是采用發(fā)電機(jī)一雙繞組變壓器單元接線。 擴(kuò)大單元接線 當(dāng)發(fā)電機(jī)容量不大時(shí) ， 可由兩臺(tái)發(fā)電機(jī)與一臺(tái)變壓器組成擴(kuò) 大單元接線 ，減少了變壓器及其高壓側(cè)斷路器的臺(tái)數(shù)，相應(yīng)的配 電裝臵間隔也減少，節(jié)約投資與占地。 圖 a所示是發(fā)電機(jī) 變壓器擴(kuò)大 單元

22、接線。 圖 b所示是發(fā)電機(jī) 分裂低壓 繞組變壓器的擴(kuò)大單元接線，它 的優(yōu)點(diǎn)是可以限制其低壓側(cè)的短 路電流。 第三節(jié) 發(fā)電廠和變電所主變壓器的選擇 主變壓器： 在發(fā)電廠和變電所中，用來(lái)向電力系統(tǒng)或用戶輸 送電能的變壓器。 聯(lián)絡(luò)變壓器： 用于兩個(gè)電壓等級(jí)之間交換電能的變壓器。 廠 (所 )變壓器： 用于本廠 (所 )用電的變壓器，也稱自用變。 一、變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 1發(fā)電廠變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 為保證供電可靠性，接在發(fā)電機(jī)電壓母線上的主變壓器一 般不少于兩臺(tái)。 單元接線變壓器為一臺(tái)。擴(kuò)大單元接線時(shí)，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)配 一臺(tái)變壓器。 第四節(jié) 限制短路電流的方法 問(wèn)題的提出： 在發(fā)電機(jī)或變電所的 6 10kV母

23、線上發(fā)生短路 時(shí)，短路電流的數(shù)值可能很大，致使電氣設(shè)備的選擇發(fā)生困 難，或使所選擇的設(shè)備容量升級(jí)，投資增加。 發(fā)電機(jī)電壓和變電所 6 10kV出線回路中能采用容量不升級(jí) 的電器 (選擇輕型斷路器 )及截面較小的電力電纜，節(jié)約投資。 一、采用適合的主接線形式及運(yùn)行方式 選擇計(jì)算阻抗比較大的接線形式或運(yùn)行方式，增大電 源至短路點(diǎn)的等效電抗。 例如： 限制接入發(fā)電機(jī)電壓母線的發(fā)電機(jī)臺(tái)數(shù)和容量；大容 量的發(fā)電機(jī)采用單元接線形式；降壓變電所采用變壓器在低 壓側(cè)分列運(yùn)行的方式；合理地?cái)嚅_(kāi)環(huán)網(wǎng)等。 二、裝設(shè)限流電抗器 普通電抗器 分裂電抗器 母線電抗器 線路電抗器 限流電抗器分 1裝設(shè)母線分段電抗器 母線分

24、段電抗器裝設(shè)地點(diǎn)： 在發(fā)電 機(jī)電壓的 6-10kV母線分段處。 作用： 限制來(lái)自另一母線的發(fā)電機(jī) 所提供的短路電流（限制發(fā)電廠內(nèi) 部的短路電流），對(duì)系統(tǒng)提供的短 路電流也能起到一定的限制作用。 G 1 2T1T k 3 k 1 k 2 W 1 W 21L 2L G 2 圖 3 - 1 9 2裝設(shè)線路電抗器 線路電抗器裝設(shè)地點(diǎn)： 在線路隔離開(kāi)關(guān)與線路斷路器之間。 作用： 限制電纜線路的短路電流（架空線路的電抗大，不需裝 電抗器）。 加裝線路電抗器后： 可使 電纜線路的 斷路器容量不升級(jí)； 電纜 截面減?。?維持母線殘壓在較高數(shù)值，這對(duì)其他回路正常運(yùn)行有利。 加裝母線電抗器后： 可使所選擇的發(fā)電機(jī)

25、、主變、分段、 母聯(lián)回路的斷路器容量不升級(jí)，減少投資。 3裝設(shè)分裂電抗器 分裂電抗器的圖形符號(hào)、一相接線及等效電路如圖 3-20所示。 正常運(yùn)行時(shí)， 每臂的電抗值只有其自感電抗的一半，故正 常工作時(shí)的電壓損失較小 。 當(dāng)某端發(fā)生短路時(shí)， 每臂的等值電抗大于正常運(yùn)行時(shí)的電抗， 故限流作用強(qiáng)。 4采用低壓分裂繞組變壓器 (1) 結(jié)構(gòu) 低壓分裂繞組變壓器是一種將低壓繞組分裂成為相同容 量的兩個(gè)繞組的變壓器 (2) 常見(jiàn)應(yīng)用 常用于發(fā)電機(jī) 變壓器擴(kuò)大單元接線，限制發(fā)電機(jī)出口的短路電流 作為大容量機(jī)組的高壓廠用變壓器，以限制廠用電系統(tǒng)的短路電流 第一節(jié) 概述 一、廠用電及廠用電率 廠用電：保證發(fā)電廠 (

26、或變電所 )正常運(yùn)行而自己耗用的電能。 廠用電率 KP ：廠用電耗電量 AP占同一時(shí)期內(nèi)全廠總發(fā)電量 A 的百分?jǐn)?shù)。 廠用電率是發(fā)電廠的主要運(yùn)行經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一，降低廠用電率不 僅降低了發(fā)電成本，同時(shí)也相應(yīng)地增大了對(duì)電力系統(tǒng)的供電量。 %1 0 0PP AAK 凝汽式火電廠為 5 8 熱電廠為 8 10 水電廠為 0.3 2 二、廠用負(fù)荷分類 1. 按重要性分類 類廠用負(fù)荷： 短時(shí)停電也可能造成發(fā)電廠的主要設(shè)備損壞、危 及人身安全、主機(jī)停運(yùn)和大量影響電廠出力的廠用負(fù)荷。 保證措施：它們應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電，兩個(gè)電源之間自動(dòng)切換。 如：給水泵、凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵、引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、給粉機(jī)、 水電廠的調(diào)

27、速器、壓油泵等。 類廠用負(fù)荷： 僅 允許短時(shí)停電（幾秒至幾分鐘），再恢復(fù)供電后， 不致造成生產(chǎn)紊亂，損壞設(shè)備或影響機(jī)組正常運(yùn)行的廠用負(fù)荷。 如：輸煤設(shè)備、化學(xué)水處理設(shè)備等 。 保證措施：應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電，兩個(gè)電源之間手動(dòng)切換。 類廠用負(fù)荷： 較長(zhǎng)時(shí)間（幾小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間）停電，不會(huì)直 接影響電廠生產(chǎn)，僅造成生產(chǎn)上不方便的廠用負(fù)荷。 可由單電源供電，電源故障時(shí) , 允許進(jìn)行檢修或更換。 事故保安負(fù)荷： 事故停機(jī)過(guò)程及停機(jī)后一段時(shí)間內(nèi)，停電會(huì)引起 主要設(shè)備損壞、重要的自動(dòng)控制失靈或危及人身安全的負(fù)荷。 如：實(shí)驗(yàn)室、中央修配廠、油處理室等負(fù)荷 如 ：直流保安負(fù)荷：發(fā)電機(jī)組的直流潤(rùn)滑油泵。 交流保

28、安負(fù)荷：盤車電動(dòng)機(jī)、交流潤(rùn)滑油泵等。 直流保安負(fù)荷： 由 蓄電池組供電 。 交流保安負(fù)荷，平時(shí)由交流廠用電源供電，事故后， 由快速啟動(dòng)柴 油發(fā)電機(jī)組自動(dòng)投入供電 。 交流不間斷供電負(fù)荷： 在機(jī)組啟動(dòng)、運(yùn)行以及正常和事故 停機(jī)過(guò)程中，甚至在停機(jī)后的一段時(shí)間內(nèi)，需要連續(xù)供電并 具有恒頻恒壓特性的負(fù)荷。 如：實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)、熱工儀表與保護(hù)、自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)裝 臵等用電負(fù)荷。 措施： UPS電源供電。 當(dāng)供電輸入正常時(shí)， UPS電源將電穩(wěn)壓后 供應(yīng)給負(fù)載使用，此時(shí)的 UPS就是一臺(tái)交 流穩(wěn)壓器，同時(shí)它還向機(jī)內(nèi)電池充電；當(dāng) 供電中斷 ( 事故停電 )時(shí) , UPS電源立即 將機(jī)內(nèi)電池的電能 ,通過(guò)逆變轉(zhuǎn)換

29、的方法 向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng) 220V交流電。 （ 3）備用電源的備用方式 暗備用： 是指不另設(shè)專門的備用變壓器，工作變壓器之間互為備 用。這種備用方式，需要將每臺(tái)工作變壓器的容量加大，正常運(yùn)行 時(shí)均在輕載狀態(tài)下運(yùn)行。廠用負(fù)荷較小，廠用工作變壓器的容量也 較小時(shí)可采用這種方式，如水電廠和變電所通常采用暗備用方式。 明備用： 是指設(shè)有專門的備用變壓器，當(dāng)某個(gè)廠用工作電源故障 退出后，備用電源自動(dòng)投入，恢復(fù)對(duì)該廠用母線段的供電。這種備 用方式，備用電源容量應(yīng)等于最大一臺(tái)工作變壓器的容量。大型火 電廠廠用負(fù)荷很大，廠用工作變壓器的容量也很大，通常采用明備 用方式。 第一節(jié) 概 述 當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，在導(dǎo)體

30、電阻中所產(chǎn)生的電阻損耗。 絕緣材料在電壓作用下所產(chǎn)生的介質(zhì)損耗。 導(dǎo)體周圍的金屬構(gòu)件，特別是鐵磁物質(zhì)，在電磁場(chǎng)作用下， 產(chǎn)生的渦流和磁滯損耗。 長(zhǎng)期發(fā)熱：導(dǎo)體和電器中長(zhǎng)期通過(guò)正常工作電流所引起的發(fā)熱。 短時(shí)發(fā)熱：由短路電流通過(guò)導(dǎo)體和電器時(shí)引起的發(fā)熱。 2. 發(fā)熱的分類 1. 引起導(dǎo)體和電器發(fā)熱的原因 3. 發(fā)熱對(duì)導(dǎo)體和電器的不良影響 機(jī)械強(qiáng)度下降 高溫會(huì)使金屬材料退火軟化，機(jī)械強(qiáng)度下降。 接觸電阻增加 高溫將造成導(dǎo)體接觸連接處表面氧化，使接觸電阻增加，溫 度進(jìn)一步升高，產(chǎn)生惡性循環(huán)，可能導(dǎo)致連接處松動(dòng)或燒熔。 絕緣性能降低 有機(jī)絕緣材料（如電纜紙、橡膠等）長(zhǎng)期受高溫的作用，將 逐漸變脆和老化，

31、使用年限縮短，甚至碳化而燒壞。 4. 為了保證導(dǎo)體在長(zhǎng)期發(fā)熱和短時(shí)發(fā)熱作用下能可靠、 安全地工作，應(yīng)使其發(fā)熱的最高溫度不超過(guò)導(dǎo)體的長(zhǎng)期 發(fā)熱和短時(shí)發(fā)熱最高允許溫度。 導(dǎo)體的長(zhǎng)期發(fā)熱最高允許溫度不應(yīng)超過(guò) +70 ，在計(jì)及日照影 響時(shí)，鋼心鋁線及管形導(dǎo)體可按不超過(guò) +80 考慮。當(dāng)導(dǎo)體接觸 面處有鍍（搪）錫的可靠覆蓋層時(shí)，可提高到 +85 。 導(dǎo)體的短時(shí)最高允許溫度，對(duì)硬鋁及鋁錳合金可取 +200 ， 硬銅可取 +300 。 5. 發(fā)生短路故障時(shí)，除了引起發(fā)熱外，還會(huì)產(chǎn)生很大的電 動(dòng)力，造成導(dǎo)體變形或損壞。 第四節(jié) 導(dǎo)體的短時(shí)發(fā)熱 導(dǎo)體的短時(shí)發(fā)熱 ，是指短路開(kāi)始至短路切除為止，很短 一段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體

32、發(fā)熱的過(guò)程。此時(shí)，導(dǎo)體發(fā)出的熱量比正常發(fā) 熱量要多得多，導(dǎo)體溫度升得很高。 短時(shí)發(fā)熱計(jì)算的目的 ，就是確定導(dǎo)體可能出現(xiàn)的最高溫 度 。 如果最高溫度沒(méi)有超過(guò)所規(guī)定的 導(dǎo)體短時(shí)發(fā)熱允許溫度 ， 則稱該導(dǎo)體在短路時(shí)是熱穩(wěn)定的。 否則，需要 增大導(dǎo)體截面積或限制短路電流 以保證導(dǎo)體 在短路時(shí)的熱穩(wěn)定。 短時(shí)發(fā)熱的特點(diǎn) : 發(fā)熱時(shí)間很短，電流比正常工作電流大的多，導(dǎo)體產(chǎn)生 的熱量來(lái)不及散失到周圍介質(zhì)中去，全部用來(lái)使導(dǎo)體溫度 升高， 散熱量可以忽略不計(jì) 。 在短時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體的溫度快速升高，其電阻和比熱容（溫 度變化 1 ，單位質(zhì)量物體吸熱量的變化量）不再是常數(shù)而 是溫度的函數(shù)。 第七章 配電裝置 第一節(jié)

33、 概 述 第二節(jié) 屋內(nèi)配電裝置 第三節(jié) 屋外配電裝置 第四節(jié) 成套配電裝置 第五節(jié) 發(fā)電機(jī)、變壓器與配電裝置的連接 第六節(jié) 發(fā)電廠和變電所的電氣總平面布置 屋內(nèi)配電裝臵是將電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體安裝在屋內(nèi)，其特點(diǎn)是： （ 1）可以分層布臵，占地面積較??； （ 2）維修、巡視和操作不受氣候影響； （ 3）外界污穢的空氣對(duì)電氣設(shè)備影響較小，可減少維護(hù)的工作 量（ 4）房屋建筑的投資較大。 大、中型發(fā)電廠和變電站中， 35kV及以下電壓等級(jí)的配電裝 臵多采用屋內(nèi)配電裝臵。 110kV及 220kV裝臵有特殊要求和處于嚴(yán)重污穢地區(qū)時(shí)，也可 以采用屋內(nèi)配電裝臵。 第二節(jié) 屋內(nèi)配電裝置 屋外配電裝臵的特點(diǎn)：

34、土建工作量和費(fèi)用較小，建設(shè)周期短； 擴(kuò)建比較方便； 相鄰設(shè)備之間距離較大，便于帶電作業(yè)； 占地面積大； 受外界環(huán)境影響，設(shè)備運(yùn)行條件較差，需加強(qiáng)絕 緣 不良?xì)夂驅(qū)υO(shè)備維修和操作有影響。 第三節(jié) 屋外配電裝置 屋外配電裝臵： 將電氣設(shè)備安裝在露天場(chǎng)地基礎(chǔ)、支架、或構(gòu)架 上的配電裝臵。一般多用于 110kV及以上電壓等級(jí)的配電裝臵。 第四節(jié) 成套配電裝置 1、成套配電裝臵的特點(diǎn) 有金屬外殼（柜體）的保護(hù)，電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體不易 積灰，便于維護(hù)，特別處在污穢地區(qū)更為突出。 具有裝配質(zhì)量好、速度快，運(yùn)行可靠性高的特點(diǎn)。其結(jié) 構(gòu)緊湊、布臵合理、縮小了體積和占地面積。 電器安裝、線路敷設(shè)與變配電室的施工分開(kāi)進(jìn)行，縮短 了基建時(shí)間。