发电厂电气主系统中电弧分析

《发电厂电气主系统》课程教学大纲课程名称：发电厂电气主系统(Main Electrical System of Power Plant)课程编号：CN103130B学分：2总学时：32适用专业：电气工程及其自动化先修课程：《高等数学》、《电路》、《电力系统分析》等一、课程的性质、目的与任务本课程是电气工程及其自动化专业任选课程之一，其教育目标是使学生树立工程观点，掌握发电厂电气主系统的设计方法，并在分析、计算和解决实际工程能力等方面得到训练，为以后从事设计、运行和科研工作，奠定必需的理论基础。

二、教学基本要求1.了解发电厂和变电所的类型；了解发电厂电气主系统中主要设备名称、功能和用途。

2.理解对电气主接线的基本要求；掌握主接线的基本接线形式；理解主变压器型式、台数、容量的选择方法；了解限制短路电流的方法；了解各种类型发电厂和变电所主接线的特点；理解电气主接线的设计原则和步骤。

3.理解厂用电接线的设计原则和接线形式；了解不同类型发电厂的厂用电接线；理解厂用变压器和电抗器的选择；了解厂用电动机的选择方法和自启动校验方法。

4.了解导体的发热和散热；理解导体载流量计算方法；掌握导体短时发热时热效应计算方法；了解大电流导体附近钢结构发热；掌握导体短路时的电动力计算；了解大电流封闭母线的发热和电动力；掌握母线、输电线路、电力电缆选择、校核方法。

5.掌握电器选择的一般条件；了解交流电弧产生、熄灭的物理过程，熟悉断路器的工作原理；掌握断路器、隔离开关的选择和校核方法；掌握电流互感器、电压互感器的用途、工作原理、接线方式；理解互感器在主接线中的配置原则；了解电抗器的选择、校核方法；了解高压熔断器的选择方法。

6.理解配电装置安全净距概念；了解户内配电装置布置方法；了解户外配电装置布置方法：了解成套配电装置的布置方法。

三、教学内容（一）绪论 2学时1发电厂和变电所的类型；2发电厂电气主系统中主要设备名称、功能和用途。

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。

1浙江省2019年1月高等教育自学考试发电厂电气主系统试题课程代码：02301一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。

每小题1分，共14分)1.在交流电路中，弧电流过零值之后，电弧熄灭的条件是( )。

A.弧隙恢复电压<弧隙击穿电压B.弧隙恢复电压=弧隙击穿电压C.弧隙恢复电压>弧隙击穿电压D.减少碰撞游离和热游离2.熔断器能够可靠切断的最大短路电流是( )。

A.熔管的极限断路电流B.熔件的极限断路电流C.熔断器的极限断路电流D.熔断器的额定开断电流3.断路器的开断时间是指从接受分闸命令瞬间起到( )的时间间隔。

A.所有灭弧触头均分离的瞬间为止B.各极触头间电弧最终熄灭为止C.首相触头电弧熄灭为止D.主触头分离瞬间为止4.旁路断路器的作用是( )。

A.当出线断路器检修时，可代替该出线断路器工作B.可以代替母联断路器工作C.保证母线检修时，线路不停电D.可以代替分段断路器工作5.低压电动机单独自启动要求低压厂用母线电压不低于额定电压的( )。

A.65%～70%B.60%C.70%D.80%6.某热电厂电气主接线的110kV 配电装置因出线回路较多，采用单母线分段接线，在设计采用屋外型配电装置的布置型式时，可以不考虑采纳( )方案。

A.普通中型布置B.分相中型布置C.半高型布置D.高型布置7.110kV 中性点直接接地系统中，其屋外配电装置带电部分至接地部分之间的安全净距(A 1)是( )米。

A.1.10B.0.9C.1.05D.1.008.电动力计算公式F (3)=1.73k f [)3(im i ]2×aL ×10-7(N)中的形状系数k f 与( )有关。

A.导体的机械强度B.导体截面形状及相对位置C.导体的接触电阻及电阻率的温度系数D.导体的比热及比热的温度系数9.直流绝缘监察装置在( )时，不能发生直流系统一点接地的信号。

第一章1、我过联合电力系统发展的基本思路和实施步骤：①以三峡电网为中心，推进全国联网；②是配合大型水电站和火电基地的建设，发展热高压电网，进一步加大“西电东输”和“北电南送”的力度，实现以送电为主的“送电型”联网；③是在不断地加强各大区自身电网结构的基础上在适当的时机和地点按照互惠互利的原则，采用交流或直流实现以联网效益为主的“效益型”联网，并把“送电型”联网与“效益型”联网有机的结合起来2、P30的解释：因为中小截面35毫米下下的导线发热时间常数T一般在10分钟以上，导体达到稳定温升时间一般为3T~4T之间，即多数导体发热并达到恒定导线中温升所需时间约为30分钟。

所以只有持续30分钟以上的平均最大负荷值才有可能产生导体的最高温升。

而时间很短的尖峰电流不能使导体达到最高温度，因为导线温度并未升到相应负荷的温度，尖峰电流早已消失，所以计算负荷与稳定在半小时以上的最大负荷基本相当，所以计算负荷就可以认为是半小时最大负荷。

3、电能的特点：电能不能大量储存，电能生产的特点是，发电，输电，变电，配电和用电是在同一瞬间完成的，及发电厂生产电能和用户消耗电能是同时完成的。

4、发电厂的作用：发电厂是把各种一次能源如燃料的化学能，水能，核能，风能，，太阳能和其他能源转换成二次能源------电能的工厂。

5、我们把直接生产，转换和配备电能的设备称为电气一次设备；对电气一次设备进行测量，控制，监测和保护用的设备，称为电气二次设备。

6、变电所的基本类型;①枢纽变电所；②中间变电所；③地区变电所；④终端变电所7、抽水蓄能电站在电力系统中的作用：紧急事故备用、调频和调相的作用8、新能源发电：（1）太阳能发电（2）风力发电（3）地热发电（4）潮汐发电（5）生物质能发电及垃圾发电。

第二章1、加：电介质为离子型：电介质导电与外电压的高低有关，通常在接近击穿电压时，其绝缘电阻会急剧下降。

2、为了使各断口的电压均衡分配，可以在每个断口上并联一个比CQ大得多的电容C（约为1000~2000pF），称为均压电容，在i过零后，两断口上的电弧可以同时熄灭。

神木汇能化工有限公司发电厂企业管理制度Q/HNDC0003神木汇能化工有限公司发电厂电气系统危险因素分析及控制批准：审核：编写：2014-3-10发布 2014-3-10实施神木汇能化工有限公司发电厂发布汇能发电厂电气系统危险因素分析及控制一、汇能电厂电气主系统简述汇能电厂电气主接线采用发电机-变压器组单元接线，一台30MW密闭空冷汽轮发电机组分别经双绕组油浸自冷式变压器升压110kV，并接入本厂110kV屋内GIS配电装臵110kV母线段；主变110KV侧配备“中性点接地成套装臵”；通过110KV汇大1117线路接入大柳塔110KV变电站。

10KV高压厂用配电装臵选用中臵成套开关柜，配真空断路器。

380V低压厂用配电装臵采用金属封闭抽屉式成套设备。

工作电源从发电机出口经隔离开关、断路器引至10KV 母线上。

低压厂用电为380/220V中性点直接接地系统，低压厂用母线采用单母线接线。

设一台低压厂用变压器，另外设有一台低压厂用备用变压器；电源由10kV母线引接。

在10KV母线上装有挂载消弧消谐装臵的1189母线PT，与其并列运行的厂用负荷分别如下：泵房变71B、空冷变61B、厂备变40B、厂用变41B、#1和#2给水泵、#1和#2空压机、#1送风机、#1和#2水源变、生活变、脱硫脱销变。

380V厂用系统采用单母线分段接线方式，以各厂用变压器为单元、在380V主配电室设立380V工作段及380V备用段，供电给主厂房1#机组各辅机动力电源及直流充电电源及电热自动化装臵电源；另设有380KV空冷段及380V泵房段，380V空冷段提供给空冷系统各动力电源；380V泵房段提供综合泵房各水泵电源及化水车间电源、机力冷却塔轴流风机电源。

照明分为工作照明、事故照明；主厂房工作照明采用动力与照明共用的380/220V中性点接地的三相四线制供电系统。

主厂房照明电源由380/220V照明段母线供给。

为改善照明质量，照明段前设自动电压调节装臵。

厂用工作电源一般考虑（电动机）自启动。

1、近阴极效应：在电流过零瞬间（t=0），介质强度突然出现升高的现象，称为近阴极效应。

2、断路器的热稳定电流：大电流通过断路器的主电极时会产生一定的热量，断路器的热稳定电流取决于断路的直流电阻。

当故障电流高于它的热稳定电流时，断路器的主触头就有可能被烧坏。

3、中型配电装置：配电装置就是能够控制、接受和分配电能的电气装置的总称5、电流互感器的电流误差：电流互感器在额定电流以下时，二次电流与一次电流的比值I2/I1接近常数。

但是，当互感器过载时，铁芯饱和，励磁电流变大，二次电流相应变小，也就是I2/I1变小，不断加大一次电流，直至误差大于5%或10%。

以一次电流为横坐标，二次电流为纵坐标的曲线图，就称为5%或10%误差曲线。

1、厂用电源的事故切换？在发生全厂停电或在单元机组失去厂用电时,为了保证机炉的安全停运,过后能很快地重新起动,或者为了防止危及人身安全等原因,需要在停电时继续进行供电的负荷称为事故保安负荷”。

2、2、互感器使用过程中应该注意什么问题？选择电流互感器时，由于电流互感器二次则额定电流为了便于测量一般均为5A，所以一次则额定电流应大于和更接近被测电路持续工作电流，同时额定电压应等于被测电路电压。

接线时要注意电流互感器的极性，电流互感器的铁心，外壳及二次则每一个级次都必需有一点可靠接地，每一个级次不可以有两点或多点接地。

二次则的阻抗很小，不允许开路，否则二次则开路时将会产生数千伏的高压，对二次则的绝缘构成威胁，对设备和人员造成危险。

3、5、高压断路器的结构组成包括哪几部分？开断元件开断机接通电力线路或电气设备、隔离电源2支撑绝缘件承受开断元件操作力及各种外力3传动元件将操作命令、操作力传递给开端元件的触头4基座断路器的基础部件1、断路器，隔离开关的作用是什么?它们之间的操作原则？.断路器作用很大，主要用于线路上的保护，由其是在冲击电流保护、短路电流保护、过负荷保护、单相接地保护上是任何开关替代不了。

HAZOP分析方法其在发电厂电气系统安全分析中应用摘要：我们这里说到的HAZOP分析法，实质上是指危险与可操作性研究，也是在系统工程之中经常使用的定性分析或定量分析的评价危险性的方法，经常在工艺过程或者生产装置中，借以使用分析其中所存在的风险因子和及产生原因，针对风险原因找出必要的对策。

本文借助HAZOP分析方法探讨其在发电厂电气系统安全中的应用，希望可以结合笔者自身多年的工作经验，提出一些有用的看法。

关键词：HAZOP分析方法；发电厂；电气系统安全分析；应用本文分析HAZOP分析法发电厂电气系统安全是中的运用，首先从HAZOP分析法的概念解析、限制条件等问题进行入手，然后具体分析在应用过程中的使用。

一、HAZOP分析方法概析在开展HAZOP研究之前需要明确什么是HAZOP分析方法，它实质上是，HAZARD And OPERABILITY的缩写，如上文中所说及危险和可操作性的研究是对于定性安全进行分析的一种方式，在日常生产过程之中经常使用到这种分析方法，利用HAZOP分析法能够对导致安全问题，或者导致运行后果潜在因素进行分析，对于潜在的风险进行危险等级划分，尽可能地提出有效建议，减少或控制危害进一步扩大。

最好能够杜绝生产过程之中的风险问题。

HAZOP分析方法需要考虑HAZOP分析节点的划分，并且对当前节点要考虑的参数进行定义分析定义偏差问题，最后提出分析和报告，这是HAZOP分析方法中不可缺少的4个步骤。

首先，HAZOP分析节点的划分需要将被分析的对象划分为若干节点，也就是说将发电机系统中各个环节分为不同小点，如果有需要可将整个布置图或者逻辑图进行划分，然后对研究对象进行小系统化的处理。

这样的方式实质上有助于HAZOP引导词在各个节点分析时的准确度提升，避免因为分析的对象过于庞大或者复杂，从而导致分析的不准确性。

例如，在对本文所提到的发电厂电气系统安全系统进行分析时，借助HAZOP分析方法，可以将电气系统划分为多个小节，比如包含主变压器系统，母线系统，低压辅助变压器系统，发电机系统，同期系统，保安电源系统，高长变系统，发电机励磁系统，常用电切换系统，应急柴油机系统，故障录播系统，微机监控系统等等。