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发电厂电气部分基础知识


第一章 能源与发电 1、掌握电力系统与电力网的概念。 ?电力系统是由发电厂、变电所、输配电线路和用电设备有机连接起 来的整体。?电力系统=发电厂+电力网+电力用户。?电力网是指在 电力系统中,由升压和降压变电所通过输、配电线路连接起来的部分。 2、掌握额定电压的概念及电力网的电压等级。 ?额定电压:电气设备的额定电压是能使发电机、变压器和用电设备 在正常运行时获得最佳技术效果的电

压。 ?我国电力网额定电压等级如下:0.22、0.38、3、6、10、35、110、 220、330、500、750、1000 kV ?按电压等级高低分类:低压电网:3kV 以下;高压电网:3~330kV; 超高压电网:330~1000kV; 特高压电网:1000kV 及以上; 4、掌握发电厂的类型。 ?按一次能源取得的方式不同分类:火力发电厂、水力发电厂、核电 厂、风力电厂、太阳能电厂、地热电厂、潮汐电厂等。 ?按燃料分类:燃煤电厂、燃油电厂、燃气电厂、余热电厂。?按蒸 汽压力和温度分类:中低压电厂、高压电厂、超高压电厂、亚临界压 力电厂、超临界压力电厂、超超临界压力电厂。?按原动机分类:凝 汽式汽轮机电厂、燃汽轮机电厂、内燃机电厂、蒸汽-燃气轮机电厂。 ?按输出能源分类:凝汽式发电厂、热电厂。 5、掌握火力发电厂的电能生产过程。 ?1)燃料的化学能在锅炉燃烧中转变为热能,加热锅炉中的水使之变 为蒸汽,称为燃烧系统;2)锅炉产生的蒸汽进入汽轮机,冲动汽轮机 的转子旋转,将热能转变为机械能,称为汽水系统;3)由汽轮机转子 旋转的机械能带动发电机旋转,把机械能变为电能,称为电气系统。 第二章 发电、变电和输电的电气部分 1、什么是一次设备?掌握各种类型一次设备的作用、图形符号和文字 符号。 ?一次设备的概念:生产、变换、输送、分配和使用电能的设备称为 一次设备。 ?一次设备的类型: 1) 生产和转换电能的设备。 发电机:机械能转化为电能;电动机:电能转化为机械能;变压器: 将电压升高或降低; 2)接通和断开电路的开关电器。

?开关电器作用:?正常运行时合、分电路; ?事故(短路)时能在 继电保护装置控制下切断故障回路; ?检修时使被检修设备与电源可 靠隔离。 ?高压断路器作用:①正常状况下,控制各电力线路和设备的开断与 闭合。②电力系统发生故障时,能自动切除短路电流,保证电力系统 正常运行。 具有灭弧装置。可做操作电器!文字符号:QF ?隔离开关作用:①设备检修时,隔离开关用来隔离有电和无电部分, 形成明显的开端点,以保证工作人员和设备的安全。②一般与断路器 配合使用,进行倒闸操作,以改变电力系统的运行方式。无灭弧装置, 不能开断电流,故不可做操作电器! ?高、低压熔断器作用:流过短路电流或较长时间过电流时熔断,来 保护电器设备。 注意事项:6kV 熔断器只能用于 6kV,不能用于 3kV。 10kV 熔断 器只能用于 10kV,不能用于 6kV。 ?低压断路器(自动空气断路器、自动空气开关)作用:①对低压配 电电路实行通断操作。②当电路内出现故障时,能在自身开关所带保 护元件作用下自动断开主回路。 ?接地开关作用:检修设备时起隔离电源的作用。 3、限制故障电流和防御过电压的保护电器。 ?电抗器作用:限制电力系统中短路电流。文字符号与图形符号: ?避雷器作用:防御电力系统过电压。图形符号为: 4、载流导体。 ?载流导体作用:连接各种电气设备(使发电、输电、用电成为一个 可灵活调度的系统) 。 ?分类:电缆(自身包括有绝缘的导体) 、裸导体(无绝缘的导体) 。 5、接地装置。?作用:是电力系统正常运行的需要,也是安全用电的 有效措施。它是埋入地中的金属导体或与电气设备相连的金属线。? 分类:工作接地、保护接地、防雷保护接地。 2、什么是二次设备?掌握其类型有哪些。 ?二次设备:对一次设备的工作进行监察、测量、控制和保护的设备 称二次设备。 ?分类:1)测量表计 2)继电保护及自动装置 3)直流电源 4)互感 器 3、掌握电气主接线、二次接线的概念。

?电气主接线概念:由一次设备按照预期的生产流程所连成的回路, 称一次回路,又叫一次接线、电气主接线。 ?主接线图:一次电路中,各设备元件按规定的图形符号表示的电路 图称一次电路图,又叫主接线图。 ?二次接线概念:二次设备连成的电路,称二次电路,又称二次接线。 ?二次接线图概念:二次接线中,各元件按规定的图形符号表示的电 路图。 第三章 常用计算的基本理论和方法 1、掌握发热对电气设备的影响。 ?⑴使绝缘材料的绝缘性能降低。⑵使金属材料的机械强度下降。⑶ 使导体接触部分的接触电阻增加。 2、掌握长期发热计算的目的。 ?长期发热计算的目的:使母线发热温度不超过最高允许温度,通过 分析导体长期通过工作电流时的发热过程计算导体的载流量. 3、掌握短时发热计算的目的,了解短时发热的过程及短路电流热效应 QK 的计算。 ? ?短时发热计算的目的:通过分析导体通过短路电流 时的发热过程, 确定导体达到的最高温度 , 使这个温度不超过短时发热的最高 允许温度。 4、掌握电动力的概念。 ?电动力的概念:载流导体位于磁场中,要受到磁场力的作用,这种力 称为电动力。 ?电动力计算目的: 当短路时,特别是流过冲击电流的瞬间,产生较 大的电动力,可能导致导体变形或破坏电气设备。所以必须要求电气 设备有足够的电动力承受能力。即动稳定性。 第四章 电气主接线设计原则 1、掌握电气主接线的概念及对电气主接线的基本要求。 ?电气主接线概念:由一次设备按照预期的生产流程所连成的接受和 分配电能的回路,称电气主接线,又叫一次接线。 ?对电气主接线的基本要求:可靠性、灵活性、经济性。 2、掌握电气主接线中各种类型的电气主接线及其特点,了解其适用范 围。 有汇流母线的接线方式:单母线接线、双母线接线、3/2 断路器接线、 4/3 断路器接线、变压器母线组接线 (优点:接线布置清晰、运行方便、有利于安装和扩建。缺点: 母线
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一旦发生故障,将会造成其上连接的所有回路停电、增加了一些设备, 占地面积较大。 ) 无汇流母线的接线方式:单元接线、桥形接线、角形接线(适用:进 出线较少,不再扩建的发电厂、变电站。优点:使用电气设备较少, 配电装置占地面积较少。 ) 4、掌握变电站主变压器的容量和台数的确定原则。 (原则:尽量减少 变压器台数,提高单台容量。原因:变压器单台容量可以做的很大, 而且单位容量的造价随单台容量的增加而下降。台数的减少,与之相 配套的配电设备相应减少。使配电装置结构简化,布置清晰,减少占 地面积。 ) 5、限制短路电流的目的是什么?掌握限制短路电流的方法。 ?限制短路电流的目的为了合理的选择轻型电器。 ?限制短路电流的方法:1)装设限流电抗器 2)采用低压分裂绕组变 压器 3)采用不同的主接线形式和运行方式 6、掌握发电厂或变电所电气主接线设计的步骤及方法。 (会运用) 电气主接线设计程序(重要! ): 1)对原始资料分析 2)拟订主接线方案 3)短路电流计算 4)主要电器选择 5)绘制电气主接线图 6)工程概算的构 成。 第五章 厂用电接线及设计 1、掌握厂用电及厂用电率的概念。 ?厂用电的概念:发电厂中所有厂用负荷总的耗电量,称厂用电。 ?厂用电率: 厂用电耗电量占同一时期发电厂全部发电量的百分数, 称为厂用电率。 2、掌握厂用负荷的分类及各自的特点。 (1)I 类负荷:指短时(手动切换恢复供电所需的时间)停电,将影响人身 或设备安全,使机组运行停顿或发电量大幅度下降的负荷。接有 I 类 负荷的高、低压厂用母线,应设置备用电源。当一个电源断电后。另 个电源就立即自动投入。 (2)Ⅱ类负荷:指允许短时停电(如几秒至几分钟),但较长时间停电有 可能损坏设备或影响机组正常运行的负荷。Ⅱ类负荷一般由两段母线 供电,采用手动切换。 (3)Ⅲ类负荷:指长时间停电,不会直接影响生产者。Ⅲ类负荷一般由一 个电源供电,但大型发电厂中也采用两回供电。 (4)0Ⅰ类负荷(不停电负荷) :随着发电机组容量的增大及自动化水平 的不断提高,有些负荷对电源可靠性的要求越来越高,如机组的计算

机控制系统就要求电源的停电时间不超过 5ms,否则就会造成数据遗 失或生产设备失控,酿成严重后果。这类负荷称为 0Ⅰ类负荷。此类 负荷由一般的电源自动切换系统已无法满足要求,所以专门采用不停 电电源(UPS)供电 (5)0Ⅱ类负荷(直流保安负荷) :发电厂的继电保护和自动装置、信号 设备、控制设备以及汽轮机和给水泵的直流润滑油泵、发电机的直流 氢密封油泵等,是由直流系统供电的直流负荷,称为直流保安负荷, 或 0Ⅱ类负荷。要求由独立的、稳定的、可靠的、蓄电池组或整流装 置供电。 (6)0Ⅲ类负荷(交流保安负荷) :200MW 及以上机组的大容量电厂中, 自动化程度较高,要求在停机过程中或停机后的一段时间内仍保证供 电,否则可能引起主要设备损坏、自动控制失灵或危及人身安全等严 重事故的厂用负荷,称交流保安负荷或 0Ⅲ类负荷。 3、掌握厂用电压等级有哪些。 (厂用电或所用电常用的电压等级:低 压 厂用电:380V,高压 厂用电:3、6、10kV) 4、厂用电源的类型有哪些?了解其引接方法。 (工作电源、备用电源 和启动电源、事故保安电源) 5、掌握厂用电系统的接线形式,掌握按炉分段的概念及其优点。 (接 线形式:单母线分段接线,且按锅炉分段; 将厂用母线按锅炉台数 分成若干独立段,凡属同一台锅炉的厂用负荷均接在同一段母线上, 与锅炉同组的汽轮机的厂用负荷也接在该段上,而该段母线由其对应 的发电机组供电。对于大型锅炉,每台锅炉可设两段母线。优点: ( 1) 若某一段母线发生故障,只影响其对应的一台锅炉运行,使事故影响 范围局限在一机一炉。 (2)厂用电系统发生短路时,短路电流较小, 有利于电气设备选择。 (3)同一机炉的厂用电负荷接在同一段母线上, 便于运行管理和安排检修。 ) 7、厂用负荷的计算方法有哪两种?掌握换算系数法计算厂用负荷。? 厂用负荷的计算方法:1)换算系数法 S=∑﹙KP﹚2)轴功率法 S=Km ∑(Pmax/η cosφ )+∑SL 8、怎样选择厂用变压器?掌握其步骤。 ?厂用变压器的选择 1)额定电压的选择:变压器原边电压必须与引 接电源电压一致,副边电压与厂用网络电压一致。2)工作变压器的台 数和型式:与高压厂用母线的段数有关,而母线的段数又与高压厂用 母线的电压等级有关。3)容量的确定:厂用变压器的容量必须满足厂 用负荷从电源获得足够的功率。

9、什么叫电机的自启动,为什么要做电动机的自启动校验? ?厂用电系统中运行的电动机,当突然断开电源或厂用电压降低时, 电动机转速就会下降,甚至会停止运行,这一转速下降的过程称为惰 行。 ? 若电动机失去电压以后,不与电源断开,在很短时间 ( 一般在 0. 5~1.5s)内,厂用电压又恢复或通过自动切换装置将备用电源投入,此 时,电动机惰行尚未结束,又自动启动恢复到稳定状态运行,这一过 程称为电动机的自启动。 第六章 导体和电气设备的原理与选择 1、掌握电气设备选择的一般条件。 电气设备选择的一般条件: 1)按正常工作条件选择 2)按短路状态 校验 2、掌握高压电器中常用的灭弧方法。1)采用良好的灭弧介质 2)采 用特殊材料做灭弧触头 3)利用气体或油吹弧 4)采用多断口熄弧 5)提高 触头开断速度 3、掌握高压断路器的类型及选择。 ?多油断路器:耗油量大,先已淘汰;少油断路器:油量少,占地小, 价廉, 已有长期运行经验, 在 110~220kV 电压等级中应用较多, 500kV 电压等级中禁止应用。?压缩空气断路器:大容量下开断能力强,开 断时间短;但结构复杂,尚需配置压缩空气装置,价格较贵,合闸时 排气噪音大,主要用于 220kV 及以上电压的屋外配电装置。?SF6 断 路器:具有优良的开断性能,运行可靠性高,维护工作量小,适用于 各种电压等级,但是在 35kV 及以下屋内配电装置中使用较少。?真 空断路器:灭弧时间快,低噪声,高寿命,可频繁操作。在 35kV 及 以下配电装置中广泛应用。 4、 电流互感器的原理与特点?二次侧不能开路?电流互感器的准确级 及额定容量选择?电流互感器与测量仪表的三种接线方式? ?特点: (1)一次绕组匝数很少,串接于主回路中。 (2)二次绕组匝 数多,与负载的电流线圈串联,阻抗很小,接近于短路状态工作。 ?运行中的电流互感器二次回路是绝对不允许开路的! 电流互感器二 次回路内不允许安装熔断器!原因:二次绕组内将感应出很高的感应 电动势!2)由于铁芯内磁通Φ 的剧增,引起铁芯损耗增大,造成严重 发热也会使电流互感器烧毁;3)由于铁芯饱和产生剩磁使电流互感器 的误差增大。 ?为了保证测量仪表的准确度,电流互感器的准确级不得低于所供测

量仪表的准确级。 ?准确级选择原则:用于实验室精密测量应选用 0.2 级的电流互感器; 用于电度表应选用 0.5 级的电流互感器,电流表选用 1 级互感器。用 于继电保护的电流互感器(国家规定采用 P 级),准确度要求不如测量 级高。当所供仪表要求不同准确级时,应按相应最高级别来确定电流 互感器的准确级。 ?额定容量选择原则:为了保证电流互感器在一定的准确级下工作, 电流互感器二次侧所接负荷 S2 应不大于该准确级所规定的额定容量 S2N ≥ S2 = I22NZ2L ?电流互感器与测量仪表的连接方式: A、单相接线:用于对称三相 负荷时,测量一相电流。B、星型接线:常用于 110kV 及以上线路和 发电机、变压器等重要回路。C、不完全星型接线:常用于 35kV 及以 下电压等级的不重要出线。 5、 电压互感器的原理与特点?二次侧不能短路?电压互感器的准确级 及额定容量选择?及电压互感器常用的几种接线方式。 特点: (1)容量很小,类似一台小容量变压器,但结构上要求有较高 的安全系数; (2)电压互感器一次侧的电压为电网电压,不受互感器二次 侧负荷的影响,一次侧电压高,需有足够的绝缘强度。(3)互感器二次 侧负荷主要是测量仪表和继电器的电压线圈,其阻抗很大,通过的电 流很小,所以电压互感器的正常工作状态接近于空载状态。 ?电压互感器在使用中的注意事项:二次侧绝对不能短路!原因:电 压互感器一、二次侧都工作在并联状态,正常工作时二次电流很小, 近似于开路,所以二次线圈导体截面较小。当二次侧发生短路,流过 短路电流时将会烧毁电压互感器。 ?电压互感器的接线方式 :(1)一台单相电压互感器用来测量某一相 对地电压或相间电压。 (2)中性点不接地或经消弧线圈接地的电网中, 两个单相电压互感器接成 v,v 形。(3)110kV 及以上中性点直接接地的 电网中:采用三只单相电压互感器的星形接线,而且一次绕组中性点 接地。 (4) 三相三柱式的 y,yn 接法。(5)三相五柱式电压互感器三绕 组接法 8、掌握裸导体、电缆的选择,了解绝缘子与套管的选择,其中要掌握 经济电流密度与经济截面的概念。 导体选择和校验的项目如下:①导体选型:包括材料、截面形状和布 置方式;②导体截面尺寸;③电晕;④热稳定;⑤动稳定;⑥共振频 率。

电缆选择和校验的项目如下:①电缆选型:包括材料、型号;②额定 电压选择;③电缆截面尺寸;④允许电压降校验;⑤热稳定和动稳定 校验。 I 经济电流密度 SJ? 的概念:对应不同种类的导体和不同的最大负荷利用 (mm ) J 小时数 Tmax, 将有一个年计算费用最低的电流密度, 称为经济电流密 度。 导体的经济截面 S:SJ=(Imax/J)(mm?) 第七章 配电装置 1、掌握配电装置的概念。 ?配电装置是根据电气主接线的连接方式,由开关电器、保护和测量 电器、母线和必要的辅助设备组建而成的总体装置。 2、掌握最小安全净距的概念。 ?最小安全净踞概念:最小安全净踞是指在这一距离下,无论在正常 最高工作电压或出现内、外部过电压时,都不致使空气间歇被击穿。 3、掌握配电装置的类型和特点。 ?按照安装地点的不同分:屋内配电装置、屋外配电装置。2)按照组 装方式的不同分:装配式配电装置、成套式配电装置。 ?屋内配电装置的特点:①占地面积小。②不受气候影响。③维护工 作量小。④房屋建筑投资大。 ?屋外配电装置的特点:①占地面积大。②受外界气候影响较大。③ 土建工作量和费用较少,建设周期短。④相邻设备之间距离较大,便 于带电作业。⑤扩建比较方便。 ?成套配电装置的特点:①占地面积小。②缩短了建设周期,便于扩 建和搬迁。③运行可靠性高,维护方便。④耗用钢材较多,造价较高。 5、掌握屋外配电装置的分类及特点。 ?根据电器和母线的布置高度,分以下三种类型:中型配电装置、半 高型配电装置、高型配电装置。 ?普通中型配电装置特点(优点:布置清晰,不易误操作,运行可靠, 施工和维护方便,构架高度低,抗震性能好,造价省 ,并有多年的运 行经验。缺点:占地面积大。) ?中型配电装置具有接线简单,清晰,占地面积小的特点。 ?高型配电装置特点:可节省占地面积 50%左右,但耗用钢材较多, 造价高,操作和维护条件较差。 ?半高型配电装置节约占地面积不如高型显著,但运行、施工条件稍 有改善,所用钢材比高型少。
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6、掌握成套配电装置的定义及类型,各种类型成套配电装置的特点及 适用范围。 ?成套配电装置定义: 按照电气主接线的标准配置或用户的具体要求, 将同一功能回路的开关电器、测量仪表、保护电器和辅助设备都组装 在全封闭或半封闭的金属壳(柜)体内,形成标准模块,由制造厂按主 接线成套供应, 各模块在现场装配而成的配电装置称为成套配电装置。 ?成套配电装置的类型: 低压配电屏: (380V) 、 高压开关柜: (3~35kV) 、 气体全封闭组合电器(110kV 及以上) 。 ?成套配电装置的特点及适用范围 低压配电屏特点:低压配电屏结构简单、价廉,并可双面维护,检修 方便。在发电厂(或变电站)中,作为厂(站)用低压配电装置。一般几回 低压线路可共用一块低压配电屏。 气体全封闭组合电器(GIS)主要优点:占地面积小、占用空间少、运 行可靠性高,维护工作量小。检修周期长,不受外界环境条件的影响, 无静电感应和电晕干扰,噪声水平低,抗震性能好,适应性强。适用: 110~500kV 各个电压等级,特别是在 500kV 及以上超高压电网中将 获得广泛的应用。 第八章 发电厂和变电站的控制与信号 1、发电厂两种控制方式? ?就宏观方式而言:主控制室方式、机炉 电集中控制。 ?就微观方式而言:模拟信号测控方式、数字信号测控方式。 2、掌握常用二次设备的图形符号和文字符号。 3、掌握二次接线图的三种形式。重点掌握原理接线图与展开接线图。 ?二次接线图的三种形式:归总式原理接线图、展开接线图、安装接 线图。 ?归总式原理接线图概念:规总式原理接线图 (简称原理图)中,有关 的一次设备及回路同二次回路一起画出、所有的电气元件都以整体形 式表示出,且画有它们之间的连接回路。 ?归总式原理接线图优点:能够使看图者对二次回路的原理有一个整 体概念。 ?归总式原理接线图缺点:(1)只能表示继电保护装置的主要元件,而 对细节之处无法表示; (2)不能表明继电器之间接线的实际位置,不 便于维护和调试; (3)没有表示出各元件内部的接线情况, 如端子编号、 回路编号等;(4)标出直流“+” 、 “-”极符号多而散,不易看图;(5) 对于较复杂的继电保护装置,很难表示,即使画出了图,也很难让人

看清楚。 ?展开接线图:简称展开图,在该图中,各元件被分解成若干部分。 元件的线圈和触点分散在交流回路和直流回路中。 ?展开图具有如下优点:(1)容易跟踪回路的动作顺序;(2)在同一个图 中可清楚地表示某一次设备的多套保护和自动装置的二次接线回路, 这是原理图所难以做得到的; (3)易于阅读,容易发现施工中的接线 错误。 4、掌握断路器控制电路的控制方式及对断路器控制回路的一般要求。 重点掌握灯光监视的控制回路的工作原理。了解其他类型的断路器控 制回路原理。 ?断路器控制回路的接线方式分类(按监视方式分) :灯光监视的控制 回路、音响监视的控制回路。 (一般只用于在电气主接线的进出线很多 的场合) ?对控制回路的一般要求: (1)断路器的合闸和跳闸回路是按 短时通 电 来设计的,操作完成后,应迅速自动断开合闸或跳闸回路以免烧坏 线圈。 (2)断路器既能远方由控制开关控制,又能在自动装置和继电 保护作用下自动合闸或跳闸。 (3)控制回路应有反映断路器位置状态 的信号。 (4)具有“防跳”装置。 (5)具有对控制回路或电源是否完 好进行监视的回路。 强电控制:220V、 110V; 弱电控制: +48V、 24V、 12V。 (6)对采用气压、液压和弹簧操作的断路器,应有对压力是否 正常、弹簧是否拉紧到位的监视回路和动作闭锁回路。 第十章 电力变压器的运行 ?变压器额定容量的概念:是指在规定的环境温度下,长时间地按这 种容量连续运行,就能获得经济合理的效率和正常预期寿命(约 20~30 年)。换句话说,变压器的额定容量是指长时间所能连续输出的最大功 率。 ?变压器负荷能力的概念:变压器的负荷能力是指在短时间内所能输 出的功率,在一定条件下,它可能超过额定容量。 ?变压器的正常过负荷的概念:变压器绕组热点温度和其它部分的温 度,在运行时受到负荷波动和外境空气温度变化的影响有很大变化, 最高温度和最低温度的差别也较大。在此情况下、可以在一部分时间 内使变压器超过额定负荷运行,即过负荷运行;而在另一部分时间内, 小于额定负荷运行。变压器的正常过负荷能力,就是以不牺牲变压器 正常预期寿命为原则而制定的。 ?变压器的事故过负荷的概念:当系统发生事故时,保证不间断供电

是首要任务,变压器绝缘老化加速是次要的,所以事故过负荷,与变 压器的正常过负荷不同,它是以牺牲变压器寿命为代价,绝缘老化率 容许比正常过负荷高的多。 1、了解组成电力系统的优越性: 1)各系统用电负荷的错峰效益;2)提 高供电可靠性、减少系统备用容量;3)有利于安装单机容量较大的机 组;4)进行电力系统的经济调度;5)调峰能力互相支援。 2、了解各种类型发电厂的特点: 3、了解抽水畜能电厂的作用。 ?抽水畜能电厂的作用:? 调峰? 填谷? 备用? 调频? 调相 4、了解 300MW 机组、600MW、1000MW 机组的电气部分。 ?全连分相封闭母线的优点:(1)供电可靠。(2)运行安全。(3)出于外壳 的屏蔽作用,母线电动力大大减少。(4)运行维炉工作量小。 5 了解导体的温升过程:对于均匀导体,其持续发热的热平衡方程式 是: 了解其计算方法?导体在电磁场中受到的电动力 F 按左手定则确定: 6、了解对电气设备及主接线进行可靠性分析计算的目的,了解可靠性 的含义及可靠性的主要指标。 ?目的: (1)通过设备的可靠性数据来分析计算电气主接线的可靠性。 (2)对不同主接线方案进行可靠性指标综合比较,提供计算结果,作 为选择最优方案的依据。 (3)对已经运行的主接线,寻求可能的供电 路径,选择最佳运行方式。 (4)寻找主接线的薄弱环节,以便合理安 排检修计划和采取相应对策。 (5)研究可靠性和经济性的最佳搭配。 ?可靠性的含义: 可靠性定义为元件、设备和系统在规定的条件下和 预定的时间内,完成规定功能的概率。 ?不可修复元件的可靠性指标:可靠度、不可靠度、故障率、平均无 故障时间。 ?可修复元件的可靠性指标:可靠度、不可靠度、故障率、修复率、 平均修复时间、平均运行周期、可用度、不可用度、故障频率。 7、了解技术经济分析的内容和方法。 ?技术经济分析的内容: 财务评价、国民经济评价、不确定性分析、 方案比较。 ?常用方法:最小费用法、净现值法、内部收益率法、低偿年限法。 8、了解主变压器的选择。 了解厂用电接线的要求及设计原则。 ,了解厂用电压等级的确定方法

一、厂用电接线的要求 1、供电可靠、运行灵活。2、各机组的厂用电 系统应是独立的。3、全厂公用性负荷应分散接入不同机组的厂用母线 或公用负荷母线。4、充分考虑发电厂各种运行方式下的供电要求,进 可能使切换操作简便,启动电源能在短时间内投入。5、供电电源应尽 量与电力系统保持紧密的联系。6、充分考虑电厂分期建设和连续施工 过程中厂用电系统的运行方式,特别要注意对公用负荷供电的影响, 要便于过渡、尽量减少改变接线和更换设置。 9、了解不同类型的发电厂的厂用电接线。 了解高压断路器中电弧产生的原因?电弧产生过程概念:在触头开断 有一定电压和电流的电路时, 触头间产生强烈而又刺眼的亮光的现象。 11、了解互感器在主接线中的配置原则。 12、了解电抗器、高压熔断器的选择。 13、了解屋内外配电装置各种安全净距的含义 14、了解屋外配电装置的布置原则 15、 了解屋内配电装置的布置原则, 配电装置图有几种?各自的作用? ?屋内配电装置的布置原则:(1)尽量将电源布置在每段母线的中部, 使母线截面通过较小的电流;但有时为了连接的方便,根据主厂房或 变电站的布置而将发电机或变压器间隔设在每段母线的端部。 (2)同 一回路的电器和导体应布置在一个间隔内,以保证检修和限制故障范 围。(3)较重的设备(如电抗器)布置在下层,以减轻楼板的荷重并便于 安装。(4)充分利用间隔的位置。(5)设备对应布置,便于操作。(6)有利 于扩建。 ?平面图是按比例画出房屋及其间隔、通道和出口等处的平面布置轮 廓,平面上的间隔只是为了确定间隔数及排列,故可不表示所装电气 设备。 ?断面图是用来表明所取断面的间隔中各种设备的具体空间位置、安 装和相互连接的结构图。 也应按比例绘制。 16、掌握发电厂或变电所电气主接线设计的步骤及方法。 电气主接线设计程序(重要! ): 1)对原始资料分析 2)拟订主接线方案 3)短路电流计算 4)主要电器选择 5)绘制电气主接线图 6)工程概算的构 成。 1)对原始资料分析 (1)本工程情况①发电厂类型②设计规划容量: (50MW 以下—小型 机组、50~200MW—中型机组、200MW 以上—大型机组)最大单机容 量的选择不宜大于系统总容量的 10%,以保证该机组在检修或故障情

况下系统的供电可靠性。对于形成中的电力系统,且负荷增长较快时, 应优先考虑大型机组。电厂总容量:2×50+2×300=700MW,为大中 型火电厂。 年最大负荷利用小时为 6500h>5000h,在电力系统中承担基 荷。③发电厂运行方式及年最大利用小时也影响主接线的选择。承担 基 荷 ( 年 利 用 小 时 在 5000h 以 上 ) 、 承 担 腰 荷 ( 年 利 用 小 时 在 3000~5000h)、承担峰荷(年利用小时 在 3000h 以下) (2)电力系统情况①电力系统近期及远景规划(5~10 年)②发电厂 或变电所在电力系统中的位置和作用;大型发电厂—总容量 1000MW 以上,单机容量在 200MW 以上;中型发电厂—总容量 200~1000MW, 单机容量在 50~200MW;小型发电厂—总容量 200MW 以下,单机容 量在 50MW 以下。 电厂容量占系统总容量的百分数: 700/ (3500+700) ×100%=16.7% (3)负荷情况 10.5kV 电压等级 10 回电缆出线,负荷容量不大(最 大负荷 20MW) ,与 50MW 机组的机端电压相等。 采用直馈线(有母线接线方式) 。 ? 15.75kV 电压等级 无直配负荷, 为 300MW 机组出口电压。 采用单 元接线形式。 ? 220kV 电压等级 出线 5 回。为保证检修出线断路器时不停电,宜 采用带旁路母线的接线。 500kV 电压等级: 4 回架空馈线,一回备用。送出本厂最大可能的电 力为 : 700﹣15﹣200﹣700×6%=443MW 17、了解导体的温升过程 18、了解电气主接线中各种类型的电气主接线适用范围。 (不分段)单母线接线的适用范围:只适用于出线回路数较少,没有 重要负荷的发电厂、变电所。 单母线分段接线适用范围 小容量发电厂: 发电机电压配电装置,一般每段母线上所接发电 容量为 12MW 左右,每段母线上出线不多于 5 回; 变电站:有 2 台主变时的 6~10kV 配电装置; 35~63kV 配电装置出 线为 4~8 回;110~220kV 配电装置出线为 3~4 回。 (不分段的)双母线接线的适用范围①、进出线回路数较多、容量较 大、出线带电抗器的 6~10kV 配电装置;②、35~60kV 出线超过 8 回,或联结的电源较大、负荷较大时;③、110 出线回路数为 6 回及 以上时;④、220kV 出线数为 4 回及以上时。 双母线分段的特点及适用范围:

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?中小电厂的发电机电压配电装置及变电站 6~10kV 配电装置中,进 出线回路数较多,输送容量较大时,为限制短路电流,常采用 3 分段 或 4 分段; ? 220kV 进出线为 10~14 回的装置,采用 3 分段; ?在 330~500kV 大容量的装置中,出线为 6 回及以上时,也有采用 双母线分 4 段的接线。 单母线接线的特点①接线简单(设备少) 、清晰、明了;②布置、安装 简单,配电装置建造费用低;③断路器与隔离开关之间易实现可靠的 防误闭锁,操作安全、方便,母线故障的几率低;④易扩建和采用成 套式配电装置。 单母线分段接线①可采用双回路供电给一级负荷,可靠性大为提高; ②母线、母线隔离开关检修仅停一半,提高了灵活性。 一台半断路器接线的特点(1)检修任一断路器时,都不会造成任何回 路停电。 (2)任一母线故障,仅跳开与此母线相连的断路器,不引起 任何回路停电。 (1)高压厂用变压器容量:高压厂用变压器容量=高压厂用电计算负 荷的 110%+低压厂用电计算负荷之和 A、双绕组变压器 ST ≥ 1.1Sh+SL (Sh --厂用电的高压计算负荷 之和 SL --厂用电的低压计算负荷之和) B、分裂绕组变压器低压分裂绕组: St S2 ≥ Sc Sc= 1.1Sh+SL(Sc ——厂用变压器分裂绕组计算负荷) 高压绕组: St S1 ≥∑Sc - Sr (Sr ——分裂绕组两分支重复计算 负荷) (2)低压厂用变压器容量选择 低压厂用变压器容量选择=厂用电的低压计算负荷之和留有 10%裕度 Kθ S ≥ SL (S—低压厂用工作变压器容量 Kθ ——对应于全年周 围空气温度的修正系数) (3)备用变压器的容量 厂用高压备用变压器容量=最大一台高压厂用工作变压器的容量; 厂用 低压备用变压器容量=最大一台低压厂用工作变压器容量。


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