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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，分兩種類型：,一次設(shè)備,為了滿足電力生產(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、裝置、元

2、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)備的類型： 1、生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)

3、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,大型變壓器模型, / 電氣設(shè)備的型號(hào)都用

4、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),繞組接線組別的確定,在我國(guó)：110kV及以上電壓，

5、變壓器三相繞組接成“YN”，稱為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，也稱大電流接地系統(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，稱為中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)，也稱小電流接地系統(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、分電路；事故（短路）時(shí)能在繼電保護(hù)裝置控制下切斷故障 回

6、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：（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),類型：（按滅弧介質(zhì)的不同分類） 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

7、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

8、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

9、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斷路器類型,“Y”布置,“T”布置,“I”布置,落地罐式,SF6斷路器類型,真空斷路器,戶內(nèi)真空斷路器,戶外真空斷路器,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)，利用真空作為絕緣介質(zhì)和滅弧介質(zhì)，因而帶來(lái)了其它類型斷路器無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。用途：電壓等級(jí)較低（335KV）要

10、求頻繁操作、戶內(nèi)裝設(shè)的場(chǎng)合。, / 第一個(gè)方框：表示的是類型，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表示戶內(nèi)；W表示戶外小方框表示設(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)表示戶外式110KV六氟化硫斷路器，其額定電壓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，

11、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

12、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,隔離開(kāi)關(guān)的分類-按裝置地點(diǎn)分,戶外式,戶內(nèi)式,隔離開(kāi)關(guān)的分類-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-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-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-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-單柱,隔離開(kāi)關(guān)的分類-雙柱式,斷開(kāi)狀態(tài),閉合狀態(tài),隔離開(kāi)關(guān)的分類-三柱式,隔離開(kāi)關(guān)型號(hào),隔離開(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：專門用來(lái)接通或斷

13、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

14、式開(kāi)關(guān)，屬于隔離開(kāi)關(guān)類別。,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

15、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： 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。,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

16、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， 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