最新4电气设备第四章厂用电接线
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第四章厂用电
五、厂用电源及其引接
4. 事故保安电源
含义：
用于工作、备用电源都消失时，向事故保安负荷供 电的电源
五、厂用电源及其引接
4. 事故保安电源
引接方式：
蓄电池组：一种独立而又十分可靠的保安电源
正常运行时：承担全厂直流负荷用电； 事故情况下：一方面提供直流保安负荷用电，另一方面经
过逆变器将直流变为交流，兼作交来自保安电源。上引接； 从联络变压器的低压绕组引接。
五、厂用电源及其引接
2. 备用电源
设置方式：
明备用： 专门设置一台备用变压器，它的容量等于厂用变 压器中最大一台的容量，多用于大中型电厂，特 别是火电厂。
暗备用： 不另设专用的备用变压器，而将每台工作变压器 的容量加大。多用于中小型水电厂或变电所。
用负荷母线。 ③ 充分考虑发电厂正常、事故、检修、启动等运行方式
下的供电要求，尽可能地使切换操作简便，启动（备 用）电源能在短时内投入。 ④ 充分考虑发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。 ⑤ 对200MW及以上大型机组应设置足够容量的交流事故 保安电源。
三、厂用电的电压等级
为了简化厂用电接线，且使运行维护方便，厂 用电电压等级不宜过多。
火电厂：低压：0.4kV（380/220V） 高压：3kV PN <60MW且UGN=10.5kV 6kV PN =100～300MW 3, 10kV PN >300MW
水电厂：一般只设0.4kV一种厂用电压等级 （对坝区和水利枢纽需另设专用变压器）
交流保安负荷：如盘车电动机、交流密封油泵、实时控制用 的电子计算机等。
（二）按重要性分类
电气主接线设计原则和程序
及设计
第一节 电气主接线设计 原则和程序
教学内容
本节教学内容
一、对电气主接线的基本要求 二、电气主接线设计的原则 三、电气主接线的实际程序 四、对电气主接线的基本要求
五、电气主接线的分类
首页
概述
1、电气主接线定义
由发电机、变压器、断路器等一次设备按其功能要求， 2、电气主接线图
一、对电气主接线的基本要求 (2) 占地面积小 主接线的形式影响配电装置的布置和电气总平面的格局， 主接线方案应尽量节约配电装置占地和节省构架、导线、绝 缘子及安装费用。在运输条件许可的地方，应采用三相变压 器而不用三台单相变压器组。
(3)电能损耗小 电能损耗主要由变压器引起，因此要合理选择主变压器 的型式、容量和台数及避免两次变压而增加损耗。年运行费 用包括电能损耗费、折旧费及大修费、日常小修的维护费等。
通过连接线连接而成的用于表示电能的生产、汇集和分 配的电路，通常也称一次接线或电气主系统。 用规定的文字和图形符号按实际运行原理排列和连接， 3 、电气主接线作用 详细地表示电气设备的基本组成和连接关系的接线图。 电气主接线代表发电厂和变电站电气部分的主体结 电气主接线图一般画成单线图,但对三相接线不完全相 构，汇集电能和分配电能，是电力系统网络结构的重要 同的局部（如各相电流互感器的配备情况不同）则画成 组成部分。 三线图。 电气主接线中一次设备的数量、类型、电压等级、 设备间的相互连接方式，及与电力系统连接情况，反映 发电厂或变电站的规模和在电力系统中的地位。
二、电气主接线设计的原则
二、电气主接线设计的原则 电气主接线设计的基本原则是以设计任务书 为依据,以国家经济建设的方针、政策、技术规 定以及标准为准绳,结合工程实际情况,在保证供 电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下 ,兼顾运行、维护方便,尽可能地节省投资,就近 取材,力争设备元件和设计的先进性与可靠性,坚 持可靠、先进、适用、经济和美观的原则. 国家方针政策、技术规范和标准是根据国家 实际状况,结合电力工业的技术特点而制定的准 则,设计时必须严格遵循.
第一节 电气主接线设计 原则和程序
教学内容
本节教学内容
一、对电气主接线的基本要求 二、电气主接线设计的原则 三、电气主接线的实际程序 四、对电气主接线的基本要求
五、电气主接线的分类
首页
概述
1、电气主接线定义
由发电机、变压器、断路器等一次设备按其功能要求， 2、电气主接线图
一、对电气主接线的基本要求 (2) 占地面积小 主接线的形式影响配电装置的布置和电气总平面的格局， 主接线方案应尽量节约配电装置占地和节省构架、导线、绝 缘子及安装费用。在运输条件许可的地方，应采用三相变压 器而不用三台单相变压器组。
(3)电能损耗小 电能损耗主要由变压器引起，因此要合理选择主变压器 的型式、容量和台数及避免两次变压而增加损耗。年运行费 用包括电能损耗费、折旧费及大修费、日常小修的维护费等。
通过连接线连接而成的用于表示电能的生产、汇集和分 配的电路，通常也称一次接线或电气主系统。 用规定的文字和图形符号按实际运行原理排列和连接， 3 、电气主接线作用 详细地表示电气设备的基本组成和连接关系的接线图。 电气主接线代表发电厂和变电站电气部分的主体结 电气主接线图一般画成单线图,但对三相接线不完全相 构，汇集电能和分配电能，是电力系统网络结构的重要 同的局部（如各相电流互感器的配备情况不同）则画成 组成部分。 三线图。 电气主接线中一次设备的数量、类型、电压等级、 设备间的相互连接方式，及与电力系统连接情况，反映 发电厂或变电站的规模和在电力系统中的地位。
二、电气主接线设计的原则
二、电气主接线设计的原则 电气主接线设计的基本原则是以设计任务书 为依据,以国家经济建设的方针、政策、技术规 定以及标准为准绳,结合工程实际情况,在保证供 电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下 ,兼顾运行、维护方便,尽可能地节省投资,就近 取材,力争设备元件和设计的先进性与可靠性,坚 持可靠、先进、适用、经济和美观的原则. 国家方针政策、技术规范和标准是根据国家 实际状况,结合电力工业的技术特点而制定的准 则,设计时必须严格遵循.
工厂供电第4章
14
第四章
注意 隔离开关没有灭弧装置，不能用来接通或断开较大的负荷
电流，通常只能在相应的断路器断开以后才能进行拉合闸操作。否 则容易造成事故。 类型 图4-2隔离开关GN8—10/600型 装置地点的不同： 户内、户外式； 支持绝缘数目的不同： 单柱式、双柱式、三柱式； 闸刀运动方向的不同: 水平旋转式、垂直旋转式、 摆动式.插入式； 接地刀闸： 有接地刀闸、无接地刀闸； 操作机构： 手动、电动、气动。 （工厂一般采用CS6型）
7第四章三、电弧的熄灭 Nhomakorabea1、熄灭电弧的条件：电弧中的去游离率大于游离率， 即电弧中离子消失的速率大于离子产生的速率。 2、熄弧的方式——主要是复合和扩散。 复合——异号带电质点彼此中和，又称去游离。 扩散——弧柱内的自由电子逸出弧柱以外，到周围冷介质中 去的过程。 两种方式的目的： 复合使弧柱中的中性质点增加； 扩散可降低弧柱的温度，减少热游离。 3、交流电弧的熄灭特点 交流电流每半个周期过零一次。利用交流电流过零时电 弧暂时熄灭的特点熄弧。
第四章 工厂变配电所及其一次系统
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 第九节 工厂变配电所的任务和类型 电气设备中的电弧问题及对触头的要求 高压一次设备 低压一次设备 电力变压器 电流互感器和电压互感器 工厂变配电所的主接线 工厂变配电所的所址、布置、结构及安装图 工厂变配电所的运行维护和检修试验
12
第四章
RN1RN2型熔断器图4-10
户外熔断器RW4—10（G）型 图4-11
13
第四章
三、高压隔离开关 QS 1、作用 隔离高压电源，使设备和电源间造成一个明显的断 开点，确保试验检修人员的安全。 它还可以断开或接通一些较小电流的回路： ①开合电压互感器和避雷器回路； ②开合励磁电流不超过2A的空载变压器； ③开合空载电流不超过5A的空载线路； ④开合电压为10kv及以下，电流为15A以下的线路； ⑤开合电压为10kv及以下，环路均衡电流为70A及以 下的环路。
发电厂及变电站电气设备——发电厂和变电所的自用电4.1
1.安全可靠、运行灵活 2.投资少，接线简单、清晰，运行费用低 3.满足供电的对应性 4.满足系统的整体性 5.对于200MW及以上的大容量机组应设置具有足
够容量的交流事故保安电源和电能质量指标合 格的交流不间断供电装置。
4.2 厂用负荷分类及厂用电电压等级
一.厂用负荷分类 • Ⅰ类负荷:凡短时间(手动切换恢复供电所需的时间)内
是保证发电机正常运行的最基本电源。 厂用高压电源的引接方式
（1）当主接线具有发电机电压母线时，一般直 接由发电机电压母线上引接，供给接在该母线 段机组的厂用负荷， （2）当采用发电机——变压器组单元接线时， 从发电机至主变压器的封闭母线上引接。
厂用工作电源的引接方式
厂用低压工作电源的引接
1）从高压厂用母线段上引接； 2）无高压厂用母线段时，发电机电压
起动／备用电源的设置对保证大容量机组的快 速起动，提高电力系统运行的稳定性具有重要 作用。
对厂用备用或起动／备用电源的要求
引接应保证其独立性，避免与厂用工作电源由 同一电源处引接；
引接点处电源数量应有两个以上，并且具有足 够的电源容量。
最好能与电力系统紧密联系，在全厂停电情况 下仍能从电力系统获得厂用电源。
厂用系统电压等级的选择
• 低压厂用电电压等级：380/220 • 高压厂用电电压等级：一般采用3kV、6kV和
10kV。一般可按下列原则考虑： 1)60MW及以下机组，发电机电机压10.5kV时， 采用3kV； 2)100~300MW的机组宜采用6kV； 3)300MW以上的机组，当技术经济合理时， 也 可采用两种高压厂用电电压。
一.厂用负荷分类
Ⅲ类负荷：在较长时间内停止供电不致直接影 响生产的负荷，称为Ⅲ类厂用负荷。例如中央 修配厂、油处理室的电动机等。
够容量的交流事故保安电源和电能质量指标合 格的交流不间断供电装置。
4.2 厂用负荷分类及厂用电电压等级
一.厂用负荷分类 • Ⅰ类负荷:凡短时间(手动切换恢复供电所需的时间)内
是保证发电机正常运行的最基本电源。 厂用高压电源的引接方式
（1）当主接线具有发电机电压母线时，一般直 接由发电机电压母线上引接，供给接在该母线 段机组的厂用负荷， （2）当采用发电机——变压器组单元接线时， 从发电机至主变压器的封闭母线上引接。
厂用工作电源的引接方式
厂用低压工作电源的引接
1）从高压厂用母线段上引接； 2）无高压厂用母线段时，发电机电压
起动／备用电源的设置对保证大容量机组的快 速起动，提高电力系统运行的稳定性具有重要 作用。
对厂用备用或起动／备用电源的要求
引接应保证其独立性，避免与厂用工作电源由 同一电源处引接；
引接点处电源数量应有两个以上，并且具有足 够的电源容量。
最好能与电力系统紧密联系，在全厂停电情况 下仍能从电力系统获得厂用电源。
厂用系统电压等级的选择
• 低压厂用电电压等级：380/220 • 高压厂用电电压等级：一般采用3kV、6kV和
10kV。一般可按下列原则考虑： 1)60MW及以下机组，发电机电机压10.5kV时， 采用3kV； 2)100~300MW的机组宜采用6kV； 3)300MW以上的机组，当技术经济合理时， 也 可采用两种高压厂用电电压。
一.厂用负荷分类
Ⅲ类负荷：在较长时间内停止供电不致直接影 响生产的负荷，称为Ⅲ类厂用负荷。例如中央 修配厂、油处理室的电动机等。
发电厂电气部分-第四章
两种运行方式： 完整串运行 不完整串运行
接线的两条原则： •电源线与负荷线配对成串； • 仅两串时，同名回路宜分别接入不同侧的母线（交叉接线），进出线 应装设隔离开关； •当大于3串时，同名回路可接于同一侧母线，进出线不宜装隔离开关。
特点： 调度灵活，电源和负荷可自由调 配，安全可靠，有利于扩建。 变压器可靠性高，其直接接入母线 对母线运行不会产生明显影响。 变压器故障时，连接于对应母线上 的断路器跳开，不影响其他回路供 电。 适用于长距离、大容量输电线路、 系统稳定性问题突出和要求线路有高 度可靠性的并要求主变压器的质量的是： 角形接线用于调峰电厂时，需增设发电机出 口断路器，便于启、停机，以避免角形接线 常开环运行，但增加了电厂主变的空载损 耗。
典型主接线分析： （1）火力发电厂电气主接线 （2）水力发电厂电气主接线 （3）变电站电气主接线
• 按发电机的最大连续容量。扣除一台厂用变压器的计 算负荷和变压器绕组平均温升在标准环境温度或冷却水 温度不超过65度的条件选择。 •采用扩大单元接线时，应尽可能采用分裂绕组变压 器，其容量应按照单元接线的计算原则算出两台机容量 之和来确定。
为防止误操作，还应对隔离开关和相应的断路器加装电磁闭锁、机械闭锁或 防误操作的电脑钥匙。
单
且分段断路器QFD上还应装设备用电源自动投入装置。
，一般2-3段为宜。
该接线适用于以下场合： •小容量发电厂的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。 • 变电站有两台主变压器时的6-10kV配电装置。 • 35-63kV配电装置出线4-8回； •110kV-220kV配电装置出线3-4回。
扩大单元接线：
通常，单机容量仅为系统 容量的1%-2%或更小时，而 电厂的升高电压等级又较高 时，可采用这种接线方式。
第四章 电气主接线及设计1讲解
10.5kV电压级:地方负荷容量最大为20MW,共有10回电缆 馈线,与50MW发电机机端电压相等，采用直馈线为宜。
18kV电压级: 300MW发电机出口电压，既无直配负荷, 又无特殊要求,拟采用单元接线形式。
220kV电压级:出线回路数为5回，为保证检修出线断路 器不致对该回路停电，拟采取带旁路母线接线形式为宜。
4-4 限制短路电流的方法
一、选择适当的主接线形式和运行方式
1、发电机组采用单元接线 2、环形电网开环运行 3、并联运行的变压器分开运行 二、装设限流电抗器
1、在发电机电压母线上装设分段电抗器 2、在发电机电压电缆出线上装设出线电抗器 3、装设分裂电抗器 三、采用低压绕组分裂变压器
4-5 电气主接线设计举例
厂 备 用 电 源
某新建热电厂原始资料如下
1、发电厂规模： ①装机容量：2台QFQ-50-2机组，额定电压10.5kV，功 率因数为0.8；2台QFN-100-2机组，额定电压10.5kV，功率 因数为0.85。 ②厂用电率：按10%考虑。 2、电力负荷及与电力系统连接情况： ①10.5kV电压级:电缆馈线14回,每回平均输送容量3MW。 10.5kV最大综合负荷为35MW，最小负荷为25MW，功率 因数为0.8。 ②60kV电压级: 架空线路2回,60kV最大负荷为30MW,最 小负荷为20MW，功率因数为0.8。 ③220kV电压级: 架空线路6回，220kV与电力系统连接， 接受该厂的剩余功率。
220~500kV容量较大的发电厂或变电所高压接线，有时 采用双母线三分段或四分段接线。
三、带旁路母线的单母线和双母线接线
1、单母线带旁路母线的接线 ①普通单母线带旁路母线接线 ②单母线分段带旁路接线
③利用分段兼旁路(旁路兼分段) 单母线分段接线
发电厂电气部分第四章习题解答
第四章电气主接线4—1 对电气主接线的基本要求是什么?答：对电气主接线的基本要求是：可靠性、灵活性和经济性.其中保证供电可靠是电气主接线最基本的要求。
灵活性包括：操作、调度、扩建的方便性。
经济性包括：节省一次投资，占地面积小，电能损耗少。
4-2 隔离开关与断路器的区别何在？对它们的操作程序应遵循哪些重要原则？答：断路器具有专用灭弧装置，可以开断或闭合负荷电流和开断短路电流,故用来作为接通和切断电路的控制电器.而隔离开关没有灭弧装置,其开合电流极小，只能用来做设备停用后退出工作时断开电路。
4—3 防止隔离开关误操作通常采用哪些措施？答：为了防止隔离开关误操作,除严格按照规章实行操作票制度外，还应在隔离开关和相应的断路器之间加装电磁闭锁和机械闭锁装置或电脑钥匙。
4-4 主母线和旁路母线各起什么作用?设置专用旁路断路器和以母联断路器或者分段断路器兼作旁路断路器，各有什么特点？检修出线断路器时,如何操作？答：主母线主要用来汇集电能和分配电能。
旁路母线主要用与配电装置检修短路器时不致中断回路而设计的。
设置旁路短路器极大的提高了可靠性。
而分段短路器兼旁路短路器的连接和母联短路器兼旁路断路器的接线,可以减少设备,节省投资。
当出线和短路器需要检修时，先合上旁路短路器，检查旁路母线是否完好,如果旁路母线有故障，旁路断路器在合上后会自动断开,就不能使用旁路母线。
如果旁路母线完好，旁路断路器在合上就不会断开,先合上出线的旁路隔离开关，然后断开出线的断路器，再断开两侧的隔离开关，有旁路短路器代替断路器工作，便可对短路器进行检修。
4-5 发电机—变压器单元接线中,在发电机和双绕作变压器之间通常不装设断路器，有何利弊？答：发电机和双绕组变压器之间通常不装设断路器，避免了由于额定电流或短路电流过大，使得在选择出口断路器时，受到制造条件或价格等原因造成的困难。
但是，变压器或者厂用变压器发生故障时,除了跳主变压器高压侧出口断路器外，还需跳发电机磁场开关，若磁场开关拒跳,则会出现严重的后果，而当发电机定子绕组本身发生故障时,若变压吕高压侧失灵跳闸，则造成发电机和主变压器严重损坏.并且发电机一旦故障跳闸，机组将面临厂用电中断的威胁。
《发电厂电气部分》课后习题答案
第一章能源和发电1-2 电能的特点：便于大规模生产和远距离输送；方便转换易于控制；损耗小；效率高；无气体和噪声污染。
随着科学技术的发展，电能的应用不仅影响到社会物质生产的各个侧面，也越来越广泛的渗透到人类生活的每个层面。
电气化在某种程度上成为现代化的同义词。
电气化程度也成为衡量社会文明发展水平的重要标志。
1-3 火力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？答：按燃料分：燃煤发电厂；燃油发电厂；燃气发电厂；余热发电厂。
按蒸气压力和温度分：中低压发电厂；高压发电厂；超高压发电厂；亚临界压力发电厂；超临界压力发电厂。
按原动机分：凝所式气轮机发电厂；燃气轮机发电厂；内燃机发电厂和蒸汽—燃气轮机发电厂。
按输出能源分：凝气式发电厂；热电厂。
按发电厂总装机容量分：小容量发电厂；中容量发电厂；大中容量发电厂；大容量发电厂。
火电厂的生产过程概括起来说是把煤中含有的化学能转变为电能的过程。
整个生产过程分三个系统：燃料的化学能在锅炉燃烧变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；锅炉产生的蒸汽进入气轮机，冲动气轮机的转子旋转，将热能转变为机械能，称不汽水系统；由气轮机转子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。
1-4 水力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？答：按集中落差的方式分为：堤坝式水电厂；坝后式水电厂；河床式水电厂；引水式水电厂；混合式水电厂。
按径流调节的程度分为：无调节水电厂；有调节水电厂；日调节水电厂；年调节水电厂；多年调节水电厂。
水电厂具有以下特点：可综合利用水能资源；发电成本低，效率高；运行灵活；水能可储蓄和调节；水力发电不污染环境；水电厂建设投资较大工期长；水电厂建设和生产都受到河流的地形，水量及季节气象条件限制，因此发电量也受到水文气象条件的制约，有丰水期和枯水期之分，因而发电量不均衡；由于水库的兴建，淹没土地，移民搬迁，农业生产带来一些不利，还可能在一定和程度破坏自然的生态平衡。
发电厂电气主接线及设计
编辑课件
（3）设备制造水平 （4）运行经验
定性分析和衡量主接线可靠性的标准： (1)断路器检修时，能否不影响供电
(2)线路、断路器或母线故障时，以及母线或母线隔离开关
检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以 及能否保证对Ⅰ、Ⅱ类负荷的供电
(3)发电厂或变电站全部停电的可能性
(4) 大型机组突然停运时，对电力系统稳定运行的影响及后
果等因素
编辑课件
二、灵活性 1. 操作方便 2. 调度方便 3. 扩建方便
三、经济性 1. 节省一次投资 2. 节约占地面积 3. 降低运行费用
编辑课件
二、主接线的设计原则 以设计任务书为依据，以国家经济建设
的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结 合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵 活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、 维护方便，尽可能地节省投资，就近取材， 力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚 持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。
编辑课件
第二节 主接线的基本形式（典型、常用的接线形式）
按有无汇流母线分类：
有汇流母线的电气主接线
无汇流母线的电气主接线
为什么按有无汇流母线分类？
一般一个厂、站中有多回进线（或电源），多回出线，为提 高供电可靠性，必须使每一回出线都能从任一电源获得供电。 最好的方法：进出线多于4回时，采用母线，即电源不直接与 出线相连，而是与母线相连把电能送到母线上，各回出线也间 接到母线上获得电能。这样以母线来汇集和分配电能，使整个 主接线环节减少，简单清晰，运行方便、可靠，也有利于安装 和扩建。 相应的缺点：开关设备增多，配电装置占地面积增大。
编辑课件
2. 单母线分段接线
WL1
1) 接线形式
第4章 供配电一次系统4-2
按三相短路 稳态电流和 短路发热假 想时间校验
48
23:28
23:28 15
23:28
16
压气式
23:28
油浸式
17
真空式
23:28
18
SF6式
23:28 19
（1）高压油断路器 采用变压器油作灭弧介质的断路器称为油断路器。油断路器又 可分为多油断路器和少油断路器。
SN10-10型少油断路器按断流容量分有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型。Ⅰ型， 断流容量Soc为300MVA，Ⅱ型为500MVA；Ⅲ型为750MVA。其特点是： 开关触头在绝缘油中闭合和断开；油只作灭弧介质，油量少；结构 简单，体积小，重量轻；外壳带电，必须与大地绝缘，人体不能触 及，燃烧和爆炸危险少。
23:28
33
（3）高压六氟化硫（SF6）断路器 (SF6 circuit_breaker)
23:28
34
瓷柱式
落地罐式
23:28
35
5．高压开关柜
开关柜是金属封闭式开关设备的俗称。按照国 标GB3906的定义，金属封闭开关设备是指除进出 线外，完全被金属外壳包住的开关设备。
高压开关柜（high voltage switchgear）结构 紧凑，占地面积小，安装工作量小，使用和维修 方便，且有多种接线方案以供选择，故用户使用 极为便利。
23:28 36
（1）空气绝缘金属封闭开关设备（开关柜） 1）分类 铠装式 各室间用金属板隔离且接地，如 KYN1-10型 间隔式 各室间是用一个或多个非金属板隔 离，如JYN2-10型 箱式 具有金属外壳，但间隔数目少于铠 装式或隔离式，如XGN2-10型
23:28
《发电厂电气部分》课后习题答案
第一章能源和发电1-2 电能的特点：便于大规模生产和远距离输送；方便转换易于控制；损耗小；效率高；无气体和噪声污染。
随着科学技术的发展，电能的应用不仅影响到社会物质生产的各个侧面，也越来越广泛的渗透到人类生活的每个层面。
电气化在某种程度上成为现代化的同义词。
电气化程度也成为衡量社会文明发展水平的重要标志。
1-3 火力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？答：按燃料分：燃煤发电厂；燃油发电厂；燃气发电厂；余热发电厂。
按蒸气压力和温度分：中低压发电厂；高压发电厂；超高压发电厂；亚临界压力发电厂；超临界压力发电厂。
按原动机分：凝所式气轮机发电厂；燃气轮机发电厂；内燃机发电厂和蒸汽—燃气轮机发电厂。
按输出能源分：凝气式发电厂；热电厂。
按发电厂总装机容量分：小容量发电厂；中容量发电厂；大中容量发电厂；大容量发电厂。
火电厂的生产过程概括起来说是把煤中含有的化学能转变为电能的过程。
整个生产过程分三个系统：燃料的化学能在锅炉燃烧变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；锅炉产生的蒸汽进入气轮机，冲动气轮机的转子旋转，将热能转变为机械能，称不汽水系统；由气轮机转子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。
1-4 水力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？答：按集中落差的方式分为：堤坝式水电厂；坝后式水电厂；河床式水电厂；引水式水电厂；混合式水电厂。
按径流调节的程度分为：无调节水电厂；有调节水电厂；日调节水电厂；年调节水电厂；多年调节水电厂。
水电厂具有以下特点：可综合利用水能资源；发电成本低，效率高；运行灵活；水能可储蓄和调节；水力发电不污染环境；水电厂建设投资较大工期长；水电厂建设和生产都受到河流的地形，水量及季节气象条件限制，因此发电量也受到水文气象条件的制约，有丰水期和枯水期之分，因而发电量不均衡；由于水库的兴建，淹没土地，移民搬迁，农业生产带来一些不利，还可能在一定和程度破坏自然的生态平衡。
发电厂电气部分 第4章 电气主接线
改进：
单母线分段 加装旁路母线
发 电 厂 电 气 部 分
— 第 四 章
一、单母线接线（续）
• 单母线分段接线
• （1）分段断路器闭合运行： 两个电源分别接在两段母线上； 两段母线上的负荷应均匀分配。 可靠性比较好，但线路故障时 短路电流较大。 • （2）分段断路器断开运行： 每个电源只向接至本段母线上 的引出线供电，可以限制短路 电流，两段母线上的电压可不 相同 。 • 可在分段断路器处装设备自 投装臵，重要用户可以从两段 母线引接采用双回路供电。
发 电 厂 电 气 部 分
— 第 四 章
一、单母线接线（续）
• 2.优缺点分析 • 优点：供电可靠性较高 • （1）当母线发生故障时，仅故障母线段停止工作，另 一段母线仍继续工作。 • （2）两段母线可看成是两个独立的电源，提高了供电 可靠性，可对重要用户供电。 • 缺点：停电范围仍较大 • （1）当一段母线故障或检修时，该段母线上的所有支 路必须断开，停电范围较大。 • （2）任一支路的断路器检修时，该支路必须停电。 • 3.适用范围 • （1）6～10k：出线回路数为6回及以上； • （2）35～63kV：出线回路数为4～8回； • （3）110～220kV：出线回路数为3～4回。
第一节 对电气主接线的基本要求
由发电机、变压器、断路器等一次设备按其功能要求， 通过连接线连接而成的用于表示电能的生产、汇集和分 配的电路，通常也称一次接线或电气主系统。
一、可靠性
电力系统中，按负荷重要性的不同将负荷分为三类： ① Ⅰ类负荷：即使短时停电也将造成人身伤亡和重大 设备损坏的最重要负荷； ② Ⅱ类负荷：停电将造成减产，使用户蒙受较大的经 济损失的负荷； ③ Ⅲ类负荷： Ⅰ类、 Ⅱ类负荷以外的其它负荷。 可靠性评价可定性分析，也可定量计算。主要衡量设 备事故时或检修时对用户供电的影响程度。 不同类型的发电厂、变电所有不同的可靠性指标要求。
发电厂电气部分第四章 电气主接线及设计(三)(四)
发电厂变电所电气主系统
19
第四节 限制短路电流的方法
② 对臂2可能送来的短路电流 IkG和系统送来的短路电流IkS在分裂电抗器中的流向
是相同的，磁通方向也相同。每一臂由IkQ=IkG+IkS产生的磁通在另一臂中产生正的互
② 降压变压器用于功率流向由高压绕组传送至中压和低压，常用于变电站。
机组容量为200MW以上的发电厂采用发电机—双绕组变压器单元接线接人系统， 而两种升高电压级之间加装联络变压器更为合理。 联络变压器宜选用三绕组变压 器(或自耦变压器)，低压绕组可作为厂用备用电源或厂用启动电源，亦可连接无功 补偿装置。
发电厂变电所电气主系统
16
第四节 限制短路电流的方法
（二）分裂电抗器
分裂电抗器在结构上与普通电抗器相似，只是绕组中心有一个抽头，将电抗器 分为两个分支，即两个臂1和2，一般中间抽头用来连接电源，分支1和2用来连接大 致相等的两组负荷。 正常工作时，两个分支的负荷电流相等，在两臂中通过大小相等、方向相反的 电流，产生方向相反的磁通，如图4-21（a）所示。每臂的磁通在另一臂中产生互
切换方式有两种：
一种是不带电切换，称为无激磁调压，调整范围通常在±2×2.5％以内； 另一种是带负荷切换，称为有载调压，调整范围可达30％。其结构较复杂，价 格较贵。
(五）冷却方法
电力变压器的冷却方式随变压器型式和容量不同而异，一般有自然风冷却、强
迫风冷却、强迫油循环水冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环导向冷却。
变压器容量选得过大、台数过多，不仅增加投资，增大占地面积，而且也增加了 运行电能损耗，设备未能充分发挥效益； 变压器容量选得过小，将可能“封锁”发电机剩余功率的输出或者会满足不了变 电站负荷的需要，这在技术上是不合理的，因为每千瓦的发电设备投资远大于每千
发电厂电气部分-第四章 电气主接线及设计1讲解
单母线分段接线特点
• 优点
– 当母线发生故障时，仅故障母线 段停止工作，另一段母线仍继续 工作。
– 对重要用户，可由不同段母线分 别引出的两个回路供电，以保证 供电的可靠。
– 当一段母线故障或检修时，必须 断开接在该段母线上的所有支路， 使之停止工作，但不影响另一段 母线上所连的支路。
– 供电可靠性提高，运行较之灵活。
Ⅲ类负荷：Ⅰ类和Ⅱ负荷之外的其它负荷。 对 Ⅲ类负荷的供电要求：可以较长时间的停电，可用单回路 线路供电。
由此可见，对于带Ⅰ、Ⅱ类型负荷的发电厂和变 电站，应选择可靠性较高的主接线形式。
设备的可靠性程度 电气主接线是由电气设备组成的，选择可靠性
高、性能先进的电气设备是保证主接线可靠性的基 础。
电气主接线反映了：
1）发电机、变压器、线路、断路器和隔离开关等有 关电气设备的数量； 2）各回路中电气设备的连接关系； 3）发电机、变压器和输电线路及负荷间的连接方式。
• 电气主接线图
– 用规定的图形与文字符号将发电机、变压器、母线、 开关电器、输电线路等有关电气设备，按电能流程顺 序连接而成的电路图。
大、中型发电厂和变电站，其电气主接线采取供电可靠性 高的接线形式；对于小型发电厂和变电站对于接线可靠性要 求低。
我国发电机单机容量大小划分：
小型机组：50MW以下； 中型机组：50~200MW； 大型机组：200MW以上；
发电厂容量大小划分：
小型发电厂：总装机容量在100MW以下； 中型发电厂：250~1000MW； 大型发电厂：1000M供电可靠性的要求不同分
为三个等级，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类负荷。
Ⅰ类负荷：对这类负荷突然中断供电，将造成人身伤亡，或 造成重大设备损坏，或给国民经济带来重大的损失。 例：冶金行业的炉体冷却水泵、浇注车间、连续轧钢车间、 矿山企业的主排水泵、主扇风机、化工企业的反应炉；医院 的手术室；国家的铁路枢纽、通信枢纽、国防设施等。
第4章 电气主接线及设计
2.主接线方案的拟定 3.短路电流计算和主要电气设备选择 4.绘制电气主接线图 5.编制工程概算 等各项步骤，请参见P103～104
第二节 主接线的基本接线
相关专业术语及基本概念
主接线的基本形式——主要电气设备常用的几种连接 方式。它以电源和出线为主体。
汇流母线——发电厂或变电站出线回路和电源进线的 中间环节，以便于电能的汇集和分配。 由于各个发电厂或变电站的出线回路数和电源数 不同，且每路馈线所传输的功率也不一样 当进出线数较多时（一般超过4回），通常采用母 线连接。
(4)长期实践运行经验
主接线可靠性与运行管理水平和运行值班人员的素质 等因素有密切关系，衡量可靠性的客观标准是运行实 践。 国内外长期运行经验的积累，经过总结均反映于技术 规范之中，在设计时均应予以遵循（应采用典型设 计）。
2.灵活性
灵活性指电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵 活地进行运行方式的转换。
包括当地的气温、湿度、覆冰、污秽、风向、水文、 地质、海拔高度及地震等因素，对主接线中电气设备 的选择和配电装置的实施均有影响，应予以重视。 330kv以上电压的电气设备和配电装置要遵循《电磁 辐射防护规程》、控噪、控静电感应的场强水平和电 晕无线电干扰。对重型设备的运输条件亦应充分考虑。
(5)设备供货情况 这往往是设计能否成立的重要前提，为使所设计的主 接线具有可行性，必须对各主要电气设备的性能、制 造能力和供货情况、价格等资料汇集并分析比较。
工程设计中设计任务书（或委托书）的内容
根据国家经济发展及电力负荷增长率的规划 （1）所设计电厂（变电站）的容量、机组台数； （2）电压等级、出线回路数、主要负荷要求； （3）电力系统参数和对电厂的具体要求； （4）设计的内容和范围。
发电厂电气部分第4章 电气主接线及设计-3
T2 L2
k2
W2
L1
k1
G2
图4图-139-19
母线电抗器的参数选择：
IN =(0.5 ~ 0.8) IGmax xL %= 8% ~ 12%
加装母线电抗器后：可使所选择的发电机、主变、分段、母联 回路的断路器容量不升级，减少投资。
母线电抗器对出线回路的限流作用较小型地区性电厂的电气主接线
中小型地区性电厂的特点： 1)建设在工业企业或靠近城市的负荷中心，通常还
兼供部分热能，所以它需要设置发电机电压母 线，使部分电能通过6～10kV的发电机电压向 附近用户供电。 2) 机组多为中、小型机组，总装机容量也较小。 3) 以1～2种升高电压将剩余电能送往电力系统。
一、装设限流电抗器
普通电抗器
｛ ｛ 限流电抗器分
母线电抗器 线路电抗器
分裂电抗器
k3
1．装设母线分段电抗器
T1
如图4-19所示。
母线分段电抗器装设地点：在发电
机电压的6~10kV母线分段处。
作用：限制来自另一母线的发电机 W1
所提供的短路电流（限制发电厂内
部的短路电流），对系统提供的短
G1
路电流也能起到一定的限制作用。
图4-22所示 为某大型区域性 火电厂主接线简 图，该厂有两台 300MW和两台 600MW大型凝 汽式汽轮发电机 组，均采用发电 机一双绕组变压 器单元接线形式， 其中两台 300MW机组单 元接入带专用旁 路断路器的 220kV双母线带 旁路母线接线。
图4-22
水电厂的特点:
1) 通常建设在水力资源丰富的江河湖泊狭谷处， 厂址较为狭窄，建设规模比较明确。
2) 接发电机的三绕组变压器，为低压侧向高中压侧输送功率， 应选升压型；
第四章电气设备课后作业答
第四章发电厂和变电所的自用电1．什么叫厂用电和厂用电率?答：厂用电：大量的机械设备和自动化装置，为发电厂的主机(锅炉、汽轮机、发电机等)和辅助设备服务。
这些厂用机械大多数是采用电动机拖动的。
这些电动机以及全厂的运行操作、热工和电气试验、机械修配、电气照明、电焊机等用电设备的总耗电量，统称为厂用电。
厂用电率：自用电能消耗量分别与同一时期对应机组发电量和供热量的比值。
2．为了保证场用电的连续供电，保证机组安全、经济运行，厂用电接线应能满足哪些基本要求？答：1)安全可靠、运行灵活。
2)投资少，接线简单、清晰，运行费用低。
3)供电的对应性。
4)整体性。
3．火力发电厂的厂用负荷是怎样分类的?答：根据火电厂内厂用负荷对火电厂运行所起的作用，以及突然中断供电对人身和设备造成危害的程度，按其重要性可将厂用负荷分为四类：1）Ⅰ类负荷凡短时间(手动切换恢复供电所需的时间)内停止供电，将影响人身或设备安全，使机组停顿或发电量大幅度下降的厂用负荷。
2）Ⅱ类负荷在较长时间内停止供电，会造成设备损坏或影响正常生产。
但在允许的停电时间内，如经值班人员操作后能恢复供电而不致造成生产混乱的负荷。
3）Ⅲ类负荷在较长时间内停止供电不致直接影响生产的负荷，称为Ⅲ类厂用负荷。
4）事故保安负荷在主机事故停机过程中及停机后一段时间内，仍应保证供电，否则可能引起主要设备损坏，重要的自动控制失灵或危及人身安全的负荷。
4．怎样确定厂用火力发电厂的厂用电压等级？答：高压厂用电电压的选择，一般可按下列原则考虑：1)容量为60MW及以下的机组，发电机电压为10.5kV时，可采用3kV；2)容量为100~300MW的机组宜采用6kV；3)容量为300MW以上的机组，当技术经济合理时，也可采用两种高压厂用电电压。
低压厂用电电压为380/220V三相四线制。
5．高压厂用工作电源应当如何引接？答： 1）当主接线具有发电机母线时，高压厂用工作电源一般直接由发电机电压母线上引接；2）当在大容量机组的发电厂中，高压厂用工作变压器均从发电机至变压器的封闭母线上引接。
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• 40kW以下：低压配电屏设置闸刀开关和熔断器；电机附近设置 接触器和磁力启动器就地操作；
• 20kW以下：配电箱供电，设置闸刀开关和熔断器，或者刀熔组 合开关
厂用电思考题
1. 厂用电的作用和意义是什么？ 2. 厂用电负荷哪几大类？为什么要进行分类？ 3. 什么是备用电源？明、暗备用的区别是什么？ 4. 对厂用电接线有哪些基本要求？ 5. 发电厂和变电站的自用电在接线上有何区别？
供电） －事故保安负荷：大容量发电厂自动化程度高，事故停机过程中及停机
后的一段时间内，必须保证供电的负荷。（由蓄电池组、柴油发电机、 燃气轮机、外部独立电源) 按对电源的要求分为： 直流保安负荷: 直流油泵 交流不停电保安负荷： 实时控制的计算机 允许短时停电交流保安负荷：盘车电动机
• 通常采用单母线，成套配电装置 • 发电机电压母线引接工作电源 • 发电机出口引接工作电源
• 发电机电压6.3kV，变压器改用电抗器 • 发电厂有两种升高电压，则备用厂用变
压器接至与主系统相连的母线 • 厂用备用变压器和工作变压器低压侧必
须相位一致，才可并联工作－由接线方 式决定
35-110kV
4.3 大容量机组
• 每台锅炉拉的两套
220kV
220kV
厂用电动机分别接
系统
系统
到两段母线
结束语
谢谢大家聆听！！！19源自主母线 备用电源 6kV母线
～ 柴油机组 低压厂用负 荷380V
工作电源 ～
备用电源
6kV母线
～ 柴油机组 低压厂用负 荷380V
2.3.3 厂用电母线分段
• 锅炉辅机电耗占60％，“按炉 分段”原则
• 四炉和两炉接线（简化四炉、 低压两炉类似）
• 400t/h以上锅炉设两段高压厂 用母线 －减小故障影响范围 －短路电流小，轻型电气设备 －同一锅炉的所有辅机在同一 分段，检修方便
和电动机，由配电箱成组供电
4.4.2 低压电动机供电回路的电器组合方案
• 380V低压电机：闸刀开关ZK、交流接触器CJ、磁力启动器、熔 断器RD、组合开关、自动空气开关（DW作为控制和保护电器)
• 75-200kW电机：集中控制用DW系列电动自动空气开关；就地控 制用交流接触器
• 40-75kW：手动操作的DW系列自动空气开关就地控制；集中控 制用交流接触器
对装有两台所用变压器的变电所，应装设备用电源自动投入装置。 变电所的所用电一般采用单母线接线形式。
4 厂用电接线类型
4.1 地区火电厂
变压器：明备用 如果发电机出口电压为 6.3kV，则用电抗器代替 变压器 110kV系统可以经主变压 器提供厂用电
35kV
110kV
4.2 区域性火电厂
• 发电机－变压器单元接线，35-110kV， 明备用
4电气设备第四章厂用电接线
厂用负荷按其重要性可分为四类 －Ⅰ类：短时停电会造成设备损坏，危及人身安全，主机停运及严重影
响出力的厂用负荷。（两套设备互为备用） －Ⅱ类：允许短时停电，恢复供电后不会造成生产紊乱。（两段母线供
电，手动切换） －Ⅲ类：较长时间停电，不会直接影响生产，仅带来不便。（一个电源
• 厂用变压器高压侧 断路器开断能力较 小，用于切除厂变 低压侧故障
• 厂变高压侧故障由 1DL切除，发电机 被迫停机
4.4 厂用电动机的供电接线
4.4.1 厂用电动机供电原则
• 6kV电动机经断路器接至厂用高压母线 • 低压（380V）大容量电动机和重要机械的电动机需单独供电 • 不重要机械的小容量电动机、距离厂用配电装置较远的设备
6kV 备用电源
2.3.4 各段厂用电母线设有备用电源及其自动投入装置
10.5kV 6kV
明备用
暗备用
3 变电所自用电接线
3.1 变电所的自用电负荷 在中小型降压变电所中，自用电的负荷主要是照明、蓄电池的充电
设备、硅整流设备、变压器的冷却风扇、采暖、通风、油处理设备、检 修器具以及供水水泵等。其中，重要负荷有主变压器的冷却风扇或强迫 油循环冷却装置的油泵、水泵、风扇以及整流操作电源等。
3.2 变电所的自用电接线
变电所的自用电接线简单，中小型降压变电所采用一台所用变压器 即可，从变电所中最低一级电压母线引接电源，其副边采用380/220V 中性点直接接地的三相四相制供电，动力和照明合用一个电源。
枢纽变电站、总容量为60MVA及以上的变电所、装有水冷却或强迫 油循环冷却的主变压器以及装有同步调相机的变电所，均装设两台所 用变压器，分别接在最低一级母线的不同分段上。
• 20kW以下：配电箱供电，设置闸刀开关和熔断器，或者刀熔组 合开关
厂用电思考题
1. 厂用电的作用和意义是什么？ 2. 厂用电负荷哪几大类？为什么要进行分类？ 3. 什么是备用电源？明、暗备用的区别是什么？ 4. 对厂用电接线有哪些基本要求？ 5. 发电厂和变电站的自用电在接线上有何区别？
供电） －事故保安负荷：大容量发电厂自动化程度高，事故停机过程中及停机
后的一段时间内，必须保证供电的负荷。（由蓄电池组、柴油发电机、 燃气轮机、外部独立电源) 按对电源的要求分为： 直流保安负荷: 直流油泵 交流不停电保安负荷： 实时控制的计算机 允许短时停电交流保安负荷：盘车电动机
• 通常采用单母线，成套配电装置 • 发电机电压母线引接工作电源 • 发电机出口引接工作电源
• 发电机电压6.3kV，变压器改用电抗器 • 发电厂有两种升高电压，则备用厂用变
压器接至与主系统相连的母线 • 厂用备用变压器和工作变压器低压侧必
须相位一致，才可并联工作－由接线方 式决定
35-110kV
4.3 大容量机组
• 每台锅炉拉的两套
220kV
220kV
厂用电动机分别接
系统
系统
到两段母线
结束语
谢谢大家聆听！！！19源自主母线 备用电源 6kV母线
～ 柴油机组 低压厂用负 荷380V
工作电源 ～
备用电源
6kV母线
～ 柴油机组 低压厂用负 荷380V
2.3.3 厂用电母线分段
• 锅炉辅机电耗占60％，“按炉 分段”原则
• 四炉和两炉接线（简化四炉、 低压两炉类似）
• 400t/h以上锅炉设两段高压厂 用母线 －减小故障影响范围 －短路电流小，轻型电气设备 －同一锅炉的所有辅机在同一 分段，检修方便
和电动机，由配电箱成组供电
4.4.2 低压电动机供电回路的电器组合方案
• 380V低压电机：闸刀开关ZK、交流接触器CJ、磁力启动器、熔 断器RD、组合开关、自动空气开关（DW作为控制和保护电器)
• 75-200kW电机：集中控制用DW系列电动自动空气开关；就地控 制用交流接触器
• 40-75kW：手动操作的DW系列自动空气开关就地控制；集中控 制用交流接触器
对装有两台所用变压器的变电所，应装设备用电源自动投入装置。 变电所的所用电一般采用单母线接线形式。
4 厂用电接线类型
4.1 地区火电厂
变压器：明备用 如果发电机出口电压为 6.3kV，则用电抗器代替 变压器 110kV系统可以经主变压 器提供厂用电
35kV
110kV
4.2 区域性火电厂
• 发电机－变压器单元接线，35-110kV， 明备用
4电气设备第四章厂用电接线
厂用负荷按其重要性可分为四类 －Ⅰ类：短时停电会造成设备损坏，危及人身安全，主机停运及严重影
响出力的厂用负荷。（两套设备互为备用） －Ⅱ类：允许短时停电，恢复供电后不会造成生产紊乱。（两段母线供
电，手动切换） －Ⅲ类：较长时间停电，不会直接影响生产，仅带来不便。（一个电源
• 厂用变压器高压侧 断路器开断能力较 小，用于切除厂变 低压侧故障
• 厂变高压侧故障由 1DL切除，发电机 被迫停机
4.4 厂用电动机的供电接线
4.4.1 厂用电动机供电原则
• 6kV电动机经断路器接至厂用高压母线 • 低压（380V）大容量电动机和重要机械的电动机需单独供电 • 不重要机械的小容量电动机、距离厂用配电装置较远的设备
6kV 备用电源
2.3.4 各段厂用电母线设有备用电源及其自动投入装置
10.5kV 6kV
明备用
暗备用
3 变电所自用电接线
3.1 变电所的自用电负荷 在中小型降压变电所中，自用电的负荷主要是照明、蓄电池的充电
设备、硅整流设备、变压器的冷却风扇、采暖、通风、油处理设备、检 修器具以及供水水泵等。其中，重要负荷有主变压器的冷却风扇或强迫 油循环冷却装置的油泵、水泵、风扇以及整流操作电源等。
3.2 变电所的自用电接线
变电所的自用电接线简单，中小型降压变电所采用一台所用变压器 即可，从变电所中最低一级电压母线引接电源，其副边采用380/220V 中性点直接接地的三相四相制供电，动力和照明合用一个电源。
枢纽变电站、总容量为60MVA及以上的变电所、装有水冷却或强迫 油循环冷却的主变压器以及装有同步调相机的变电所，均装设两台所 用变压器，分别接在最低一级母线的不同分段上。