发电厂电气主系统 全面复习

第一章基本概念

1.了解现阶段我国电力工业的发展方针、现状

发展现状：目前我国基本上进入大电网、大电厂、大机组、高电压输电、高度自动控制的新时代。

（1）我国发电装机容量和年发电量均居世界第二位

（2）各电网中500KV（包括330KV）主网架逐步形成和壮大。220KV

电网不断完善和扩充

（3） 1990年我国第一条从葛洲坝水电站至上海南桥换流站的±

500KV直流输电线路实现双极运行，使华中和华东两大区电

网实现非同期联网

（4）随着500KV网架的形成和加强，网络结构的改善，电力系统

运行的稳定性得到改善。

（5）省及以上电网现代化的调度自动化系统基本实现了实用化。

（6）数据通信为特征的覆盖全国各主要电网的电力专用通信网

基本形成

2、火电厂的电能生产过程及其能量转换过程P14

火电厂的电能生产过程概括的说是把煤中含有的化学能转变为电能的过程。整个过程可以分为三个系统：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、锅炉中产生的蒸汽进入汽轮机，冲动汽轮机转子旋转，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。

能量的转换过程是：燃料的化学能－热能－机械能－电能。

3、水力发电厂的基本生产过程

答：基本生产过程是：从河流较高处或水库内引水，利用水的压力或流速冲动水轮机旋转，将水能转变成机械能，然后由水轮机带动发电机旋转，将机械能转换成电能。

4、五防

防止误拉合隔离开关、带接地线合闸、带电合接地开关、误拉合断路器、误入带电间隔

1、发电厂的类型

火电厂：凝汽式火电厂、热电厂，燃气轮机电厂

水电厂：堤坝式水电厂（坝后式，河床式）、引水式水电厂、抽水蓄能电站

（调峰，填谷，调频）

核电厂：最多是轻水堆核电厂，即压水堆、沸水堆核电厂

新能源发电：风力发电、海洋能发电、地热发电、太阳能发电、磁流体发电

2、电能优点：1.便于转换 2.通过输送线路可以远距离经济输送，供给给远方用户使用 3.便于控制 4.清洁能源

1、电气设备的分类：满足电能生产、转换、输送、分配，并保证电力系统运行的安全稳定性和经济性，在发电厂和变电站中安装有各种电气设备。按作用不同，分为一次设备和二次设备。

2、一次设备：生产、转换、输送、分配和使用电能的设备。

包括：（1)生产和转换电能的设备：发电机电动机变压器

（2)接通或断开电路的开关电器：断路器隔离开关接触器熔断器

（3)限流电器和防压电器：避雷针，避雷器，避雷线

（4)载流导体：裸导体，绝缘导线，电力电缆

（5)补偿设备；调相机，电力电容器，消弧线圈，并联电抗器

（6)仪用互感器

（7)接地装置

3、二次设备：对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、监视和保护的设备。包括：（1）测量仪表（2）绝缘监察装置（3）继电保护及自动装置（4）直流设备（5）控制和信号设备及控制电缆

第二章电弧各类元件

1.电弧：一种气体游离放电现象，碰撞游离产生电弧。热游离给弧隙提供了大量的自由电子，电流继续流过，电弧燃烧难以维持。在开关电器中，电弧是有害的。

2.开关断开时产生电弧的原因：强电场发射（最初产生电子的原因），热电子发射。关合时：强电场发射

3.电弧的熄灭：去游离过程 a.复合去游离 b.扩散去游离(温度扩散浓度扩散吹弧扩散)

4.交流电弧熄灭的条件：Ud(t)>Ur(t)

5.交流电弧熄灭的方法：1利用灭弧介质，2吹弧，3采用特殊金属材料作灭弧触头,4提高断路器触头的分离速度5,采用多断口灭弧(用于电压等级较高电路),6在断路器主触头两端加装低值并联电阻

6.并联电阻作用:将弧隙恢复电压由周期性振荡特性恢复电压转变为非周期性恢复电压,大大降低了恢复电压的上升速度和幅值,改善了断路器的灭弧条件.

7.并联电容作用:每个断口加装均压电容C，使每个断口工作条件基本一致。

各类电器元件

1.高压断路器:

a).作用:(1)控制作用。根据电力系统运行的需要，将部分或全部电气设备，以及部分或全部线路投入或退出运行。

(2)保护作用。当电力系统某一部分发生故障时，它和保护装置、自动装置相配合，将该故障部分从系统中迅速切除，断开故障设备。

b).分类:油断路器,SF6断路器,真空断路器,压缩空气断路器

2.隔离开关:隔离电压,倒闸操作,分合小电流电路

3.电流互感器TA:

作用:1)将电气一次回路的大电流变为二次回路标准的小电流(5A OR 1A),供电给测量仪表和保护装置继电器的电流线圈,使测量仪表和继电器标准化,小型化,结构轻巧,价格便宜,便于屏内安装

2)使电气二次设备与一次高压部分隔离,并且互感器的二次侧一端接地,

从而能保证二次设备和人身的安全.

特点:1)TA的一次绕组串联于电气一次回路中,流过一次绕组的电流仅由被测电路的负荷决定,与二次绕组无关.

2)TA的二次绕组匝数较多,二次负载电流线圈相互串联后接于二次绕组两端.

3)二次侧接近短路状态运行,不允许开路.

若二次绕组开路，则二次磁势比正常状态的合成磁势增大了许多倍，使铁芯中的磁通急剧增加而达到饱和状态。铁芯饱和致使随时间变化的磁通波形变为平顶波。在波形的上升沿和下降沿，因磁通急剧变化而在二次绕组内产生的感应电可达数千伏甚至上万伏，危及工作人员的安全和仪表、继电器的绝缘。由势E

2

于磁感应强度骤增，会引起铁心和绕组过热，使互感器损坏。铁心中会产生剩磁，使互感器特性变坏，误差增大。

4)电流互感器的准确级概念：准确级是指在规定的二次负荷变化范围内，一次电流为额定值时的最大电流误差。tpy

4.电压互感器:

作用:1)将电气一次回路的高电压变为二次回路标准的低电压(100 OR 100/根3),供电给测量仪表和保护装置继电器的电流线圈,使测量仪表和继电器标准化,小型化,结构轻巧,价格便宜,便于屏内安装

2)使电气二次设备与一次高压部分隔离,并且互感器的二次侧一端接地,从而能保证二次设备和人身的安全.

特点:1)一次绕组并联于电气一次回路中,流过一次绕组的电流仅由被测电路的负荷决定,与二次绕组无关.

2)二次侧接近开路状态运行

3)3~35kv 经隔离开关和熔断器接入电网,110kv以上只经隔离开关

电压互感器二次绕组运行中不能短路。因为电压互感器二次侧线圈匝数比一次侧线圈匝数要少，但线径较大，根据变压器原理，一旦二次侧短路，势必在二次侧引起很大的短路电流，会造成互感器烧毁

4)电压互感器的准确级：准确级是指在规定的一次电压和二次负荷变化