发电厂电气部分第五章厂用电接线及设计三
第五章 厂用电及设计
第三节 发电厂和变电站的厂（站）用电典型 接线分析
1.热电厂的厂用电 接线
(1)小容量火电厂的 厂用电接线图 (2) 中型热电厂的厂用电接线
图 图5-4 5-3中型热电厂的厂用电接线 小容量火电厂的厂用电接线
(3) 300MW汽轮机高压厂用电接线 1)高压厂用电接线方式
有两种接线方案：
方案I 不设高压公用负荷母线段 方案II 设置高压公用负荷母线段
(3)备用电源的备用方式
①明备用：是指设有专门的备用变压器，当某个厂用工作 电源故障退出后，备用电源自动投入，恢复对该厂用母线 段的供电。这种备用方式，备用电源容量应等于最大一台 工作变压器的容量。 大型火电厂厂用负荷很大，厂用工作变压器的容量也 很大，通常采用明备用方式。 ②暗备用：是指不另设专门的备用变压器，工作变压器之 间互为备用。这种备用方式，需要将每台工作变压器的容 量加大，正常运行时均在轻载状态下运行。 厂用负荷较小，厂用工作变压器的容量也较小时可采 用这种方式，如中小型水电厂和降压变电站通常采用暗备 用方式。 注意：暗备用方式一般不在火电厂特别是大中型火电厂中 使用。
图 5-7 某水力发电厂的厂用电接线
3.核电厂的厂用电接线
核电厂对厂用电的要求比常规火电厂要高的多，主要 体现在以几个方面： 1）核电厂配备有监视测量仪表及自动化装置以保证可靠地 控制与监视核反应，同时其工质循环系统的所有机械设备 都必须可靠地工作。 2）核电厂在运行过程中，会产生气态、液态及固态放射性 废物，存在处理和储存问题，需要增加相应的厂用设备来 进行废物的收集、运输、储存和加工，如相应的泵和风机。 3）事故状态下放射性物质的排放将急剧增加，在紧急停堆 后，反应堆仍能不断释放余热，需对反应堆持续冷却以防 止反应堆被破坏，因此给安全设施供电的应急母线电源不 能间断工作。
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发电厂电气部分第五章习题解答word第五章厂用电5-1什么叫厂用电和厂用电率5-2厂用电的作用和意义是什么5-3厂用电负荷分为哪几类为什么要进行分类5-4对厂用电接线有哪些基本要求5-5)厂用电接线的设计原则是什么对厂用电压等级的确定和厂用电源引接的依据是什么5-6在大容量发电厂中，要设启动电源和事故保安电源，如何实现5-7火电厂用电接线为什么要按锅炉分段为提高厂用电系统供电可靠性，通常都采用哪些措施5-8发电厂和变电站在自用电接线上有何区别5-9何谓厂用电动机的自启动为什么要进行电动机自启动校验？如果厂用变压器的容量小于自启动电动机总容量时。
应如何解决5-10已知某火电厂用6kv备用变压器容量为12.5MVA，Uk（%）=8，要求同时自启动电动机容量为11400KW,电动机自启动平均电流倍数为 5.，试校验该备用变压器容量能否满足自启动要求‘5-11厂用母线失电的影响和应采取的措施？5-12厂用电源的各种切换方式及其优缺点答案: 5-1发电机在启动，运转，停役，检修过程中，有大量由电动机拖动的机械设备，用以保证机组的主要设备和输煤，碎煤，除煤，除尘及水处理的正常运行。
这些电动机以及全长的运行，操作，实验，检修，照明用电设备等都属于厂用负荷，总的耗电量，.统称为厂用电。
厂用电耗电量占发电厂全部发电量的百分数，称为厂用电率。
5-2发电机在启动，运转，停役，检修过程中，有大量电动机拖动的机械设备，用以保证机组的主要设备和输煤，碎煤。
除灰，除尘及水处理的正常运行。
降低厂用电率降低电能成木，同时也相应地增大了对电力系统的供电量。
5-3厂用电负荷，按照其用电设备在生产中的作用和突然中断供电所造成的危言程度，按其重要性可分为四类:(1)一类负荷:凡是属于短时停电会造成主设备损坏，危及人身安全，主机停用及影响大量出电的厂用设备，都属于一类设备。
(2)二类设备:允许短时断电，恢复供电后，不致造成生产紊乱的常用设备称为二类设备。
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第一章概述电力网=变电所+送电线路+用户电力系统=发电厂+变电所+输电线路+用户动力系统=电力系统+动力装置1、一次电气设备定义: 通常把生产、变换、输送、分配和使用电能的设备，如发电机、变压器和断路器等称为一次设备。
(1)生产和转换电能的设备。
如发电机、电动机、变压器。
(2)接通或断开电路的开关电器。
如断路器、隔离开关、负荷开关，熔断器、接触器等，它们用于正常或事故时，将电路闭合或断开。
(3)限制故障电流和防御过电压的保护电器。
如限制短路电流的电抗器和防御过电压的避雷器等。
(4)载流导体。
如传输电能的裸导体、电缆等。
(5)接地装置。
无论是电力系统中性点的工作接地，还是保护人身安全的保护接地，均同埋入地中的接地装置相连。
2、二次设备定义: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,称为二次设备。
(1)仪用互感器，如电压互感器和电流互感器，可将电路中的高电压、大电流转换成低电压、小电流，供给测量仪表和保护装置使用。
(2)测量表计，如电压表、电流表、功率表和电能表等，用于测量电路中的电气参数。
(3)继电保护及自动装置，这些装置能迅速反应系统不正常情况并进行监控和调节或作用于断路器跳闸，将故障切除。
(4)直流电源设备，包括直流发电机组、蓄电池组和硅整流装置等，供给控制、保护用的直流电源和厂用直流负荷、事故照明用电等。
(5)操作电器、信号设备及控制电缆，如各种类型的操作把手、按钮等操作电器实现对电路的操作控制，信号设备给出信号或显示运行状态标志，控制电缆用于连接二次设备。
3、电气接线电气接线--各种电气设备依其电力生产中的作用、功能等要求连接成的电路。
用规定的图形、文字符号描述电气设备，按一次(二次)电路的实际连接而绘制出的电路图。
一般画成单线图形式(局部三线)电气主接线- --由一次设备，如发电机、变压器、断路器等，按预期生产流程所连成的电路(又称为一次主回路，一次主接线)二次接线--由二次设备所连成的电路(或称二次回路)4、配电装置配电装置一根据电气主接线的连接方式和要求，由开关电器、母线、保护和测量设备以及必要的辅助设备和建筑物组建而成的总体电气装置。
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：、、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h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;1I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;2Ⅱ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;3Ⅲ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;40Ⅰ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50Ⅱ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;60Ⅲ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、10kV4、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/ηcosφ+∑SL8、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~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级的电流互感器；用于电度表应选用级的电流互感器,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;3110kV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;经济电流密度J 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/Jmm2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着,但运行、施工条件稍有改善,所用钢材比高型少;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。
发电厂电气部分第五章课后答案
发电厂电气部分第五章课后答案1、我国最大的火电机组容量100万KW-玉环电厂我国最大的水电机组容量70万KW三峡水电站我国最大的核电机组容量100万KW-田湾核电厂最大的火电发电厂容量454万KW-邹县电厂最大的水电发电厂容量1820万KW-三峡水电厂最大的核能发电厂容量305万KW-秦山核电厂（自主研发设计）最大的抽水蓄能发电厂240万KW-广东抽水蓄能电厂2，新能源发电类型：风力发电，海洋能发电，地热发电，太阳能发电，生物质能发电，磁流体发电，电气体发电3、火力发电厂的的生产过程：概括地说将煤中的化学能转化成电能的过程，三个阶段1，燃料的化学能在锅炉中燃烧转变成热能，加热锅炉中的水，使之变为蒸汽（燃烧系统）2，锅炉中产生的蒸汽进入汽轮机，冲击汽轮机的转子旋转，将热能转变为机械能（汽水系统）3，由汽轮机的转子旋转的机械能带动发电机旋转，把机械能变为电能（电气系统）4、热电厂，以热定电的运行方式。
抽水蓄能电厂在电力系统中的作用：调峰，填谷，事故备用，调频，黑启动，蓄能汽轮发电机的特点：转速高，多采用隐极式，卧式，不能快速启动，只宜承担电力系统的基荷水轮发电机的特点：转速低，极数多，多采用凸极式转子，立式能快速启动易于承担峰荷5、一次设备：通常把生产，变换，输送，分配和使用电能的设备，如发电机，变压器，断路器等称为一次设备。
1，生产和转化电能的设备（发电机，变压器）2，接通和断开电路的开关电器（断路器，隔离开关，负荷开关，接触器，熔断器）3，限制故障电流和防御过电压的保护电器（电抗器和避雷器）4，载流导体5，互感器（电压互感器，电流互感器）6，无功补偿设备（并联电容器，串联电容器，并联电抗器）7，接地装置6、二次设备：对一次设备和电力系统的运行状态进行测量，控制，监控，和起保护作用的设备，称为二次设备。
（测量表计，继电保护，直流电源负荷，操作电器，信号设备及控制电缆）7、发热对电气设备的影响：1，使绝缘材料的绝缘性能下降2，使金属材料的机械强度下降3，使导体的接触部分的接触电阻增大8、温度限制：导体正常最高温度一般不允许超过70℃钢芯铝绞线及管型导线不允许超过80℃导体表面镀锡不允许超过85℃导体表面镀银不允许超过95℃9、提高导体载流量的措施：a) 减小导体的电阻（①最好采用电阻率低的材料②，减小接触电阻③，增加截面积）b) 增加导体的换热面c) 提高换热系数10、长期发热，指正常工作时电流长期通过而引起的发热，长期发热的热量，一部分分散到空气中去，另一部分使导体的的温度升高，发热功率与散热功率相互平衡。
发电厂电气部分课后习题
19．运行中的电流互感器二次绕组严禁开路。（）
20．电流互感器二次绕组可以接熔断器。（）
21．电流互感器相当于短路状态下的变压器。（）
22．运行中的电压互感器二次绕组严禁短路。（）
23．电压互感器的一次及二次绕组均应安装熔断器。（）
24．电压互感器相当于空载状态下的变压器。（）
25．电压互感器的不完全接线可以用二台单相电压互感器构成。（）
2．带旁路断路器的单母线分段接线在检修各出线断路器时会造成出线停电。（）
3．带旁路断路器的单母线分段接线在检修各出线断路器时不会造成出线停电。（）
4．内桥接线适用于线路长变压器需经常切换的场所。（）
5．外桥接线适用于线路较长、变压器不需要经常进行切换操作的场合。（）
6．将并联变压器分开运行的目的是限制短路电流。（）
8．试画出二台变压器和二回输电线路的两种可行的接线方案。
9．某220kV系统的重要变电站，装置2台120MVA的变压器，220kV侧有4回进线，110kV侧有10回进线且均为I ,II类负荷，不允许停电检修出现断路器，应采用何种接线方式为好？
（1）画出接线图？
（2）以其中某一回出线为例，写出不停电检修出线断路器的操作步骤。
6．信号灯和控制电缆都是二次设备。（）
7．电流互感器和电流表都是属于一次设备。（）
8．二次设备是指接在变压器二次侧的电气设备。（）
二、选择题
1．下列设备中，属一次设备的有____________。
A电压表B断路器C发电机D熔断器
2．当前的核电站是利用___________来进行发电的。
A.核聚变B.核裂变
4．发电厂的保安负荷根据对电源的要求不同，如何区分？
5．厂用变压器备用电源通常有哪几种引接方式？
发电厂电气部分
目录第一章电气主接线及设计 (1)第一节电气主接线设计原则和程序 (1)第二节主接线的基本接线形式 (4)第三节发电厂厂用电系统 (9)第二章发电机的运行 (10)第一节发电机基本结构 (10)第二节发电机的运行 (16)第三节发电机的典型操作 (19)第四节发电机常见的异常及故障处理 (22)第五节汽轮发电机运行中的检查和维护 (23)第三章变压器及其运行 (24)第一节变压器的结构、类型及特点 (24)第二节变压器的运行 (30)第三节变压器的监视和操作 (31)第四节变压器的异常及故障处理 (32)第四章高低压开关设备及互感器 (35)第一节高压断路器 (35)第二节隔离开关 (41)第三节互感器 (44)第五章励磁系统 (47)第一节发电机励磁系统 (47)第二节节励磁系统的结构 (49)第三节励磁系统的运行及操作 (49)第四节发电机一变压器组继电保护装置 (50)第六章继电保护及二次控制 (51)第一章电气主接线及设计电气主接线是发电厂，变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的主要环节。
本章以电气主接线的设计为中心，从工程观点出发，介绍对主接线的基本要求、典型接线形式以及主要设备的作用、配置原则，并对变压器选择、限制短路电流的方法等进行了详尽的分析；综合阐述了各种类型发电厂或变电站电气主接线的特点和主接线设计的一般原则、步骤，并举例说明。
电厂电气系统分为一次系统、二次系统：一次系统——生产、分配、变换、消费（例如厂用电）、输送（个别电厂）电能二次系统——对一次系统进行测量、控制、保护调节第一节电气主接线设计原则和程序电气主接线是由电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。
用规定的电气设备图形符号和文字符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线电路图。
发电厂电气部分电气主接线及设计
（2）降压变电站主接线常用接线形式
✓ 变电站主接线的高压侧： 1）应尽可能采用断路器数目少的接线，以节省投资，减 少占地面积；
2）随出线数的不同，可采用桥形、单母线、双母线及角 形等接线形式；
3)如果电压较高又是极为重要的枢纽变电站，宜采用带旁 路的双母线分段或一台半断路器接线。
✓ 变电站的低压侧： 常采用单母线分段或双母线接线。
用于本厂（站）用电的变压器，也称自用变。
二、主变压器容量和台数的确定
原则：尽量减少变压器台数，提高单台容量。
1、发电厂主变压器容量和台数的选择
（1）单元接线的主变压器
A、容量选择
应按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度选择
S N 1 .1 P N ( 1 G K P )/co Gs(M )VA
2）水力发电厂的升高电压侧的接线：
✓ 当出线数不多时，应优先考虑采用多角形接线等类型 的无汇流母线的接线；
✓ 当出线数较多时，可根据其重要程度采用单母线分段、 双母线或一台半断路器接线等。
某中型水电厂主接线
1）该电厂有4 台发电机 G1~G4，每两台机与一台 双绕组变压器接成扩大单 元接线；
2）110kV侧只有2回出线， 与两台主变压器接成4角 形接线。
e1
N1
d dt
e2
N2
d dt
i1
U1
i2 u1
只要一、二
u1
e1e2Biblioteka u 2ZL次绕组的匝数不 同，就能达到改
u2 变压的目的。
U2
第三节 主变压器的选择
一、有关的几个概念
1、主变压器
发电厂、变电站中向系统、用户输送功率的变压器。
2、联络变压器
发电厂电气部分第五章 厂用电接线及设计(三)
发电厂变电所电气主系统
10
第三节
不同类型发电厂的厂用电接线
（2）公用负荷由两段厂用公用母线（C1和C2）分担。正常运行时，两台启动/备用
变压器各带一段公用母线（亦称公用段），两段公用母线分开运行。由于启动/备用 变压器常带公用负荷，故又称其为公用备用变压器。
发电厂变电所电气主系统
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第三节
不同类型发电厂的厂用电接线
发电厂变电所电气主系统
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第三节
不同类型发电厂的厂用电接线
启动/备用变压器10kV侧通过共箱母线连接到每台机组的四段10kV工作母线上作
为备用电源，A、B段10kV母线由第一台启动/备用变压器的两个低压分裂绕组经共 箱母线引接；C、D段10kV母线由第二台启动/备用变压器的两个低压分裂绕组经共 箱母线引接。
发电厂变电所电气主系统
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第三节
不同类型发电厂的厂用电接线
对于中型变电站或装有调相机的变电站，通常都装设2台站用变压器，分别接在 变电站低压母线的不同分段上，380V站用电母线采用低压断路器（即自动空气开关） 进行分段，并以低压成套配电装置供电。 小型变电站，大多只装一台站用变压器，从变电站低压母线上引接，站用变压 器二次侧为380/220V中性点直接接地的三相四线制系统。
发电厂变电所电气主系统
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第三节
不同类型发电厂的厂用电接线
水电厂的厂用电接线也都采用单母线分段形式。
中、小型水电厂通常厂用母线只分为两段，由两台厂用变压器以暗备用方式给 两段厂用母线供电； 大容量水电厂，厂用母线则按机组台数分段，每段由单独厂用变压器供电，并 设置专用备用变压器。 为了供给厂外坝区闸门及水利枢纽防洪、灌溉取水、船闸或升船机、筏道、鱼 梯等设施用电，可设专用坝区变压器，按其距主厂房远近、负荷大小以及发电机电 压等条件，可采用6kV或10kV电压供电，其余厂用电负荷均以380/220V供电。
1000MW发电机组电气设备培训教材第五章
第五章电厂主接线及运行发电厂电气主接线是指在电力系统中的发电厂中，为满足预定的功率传送方式和运行等要求设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。
其中的高压设备指：发电机、变压器、母线、开关电器、保护电器、输电线路等设备。
发电厂电气主接线的确定与机组容量、电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方式等的拟定有着密切的关系。
主接线设计是否合理、不仅关系到电厂的安全经济运行，也关系到整个电力系统的安全、灵活和经济运行。
电厂容量愈大，在系统中的地位愈重要，则影响也愈大。
因此，发电厂电气主接线的设计应综合考虑电厂所在电力系统的特点；电厂的性质、规模和在系统中的地位；电厂所供负荷的范围、性质和出线回路数等因素，并满足安全可靠、运行灵活、检修方便、运行经济和远景发展等要求。
大型发电厂典型的电气主接线，一般分为有母线和无母线两类，有母线类接线包括单母线、双母线及带旁路母线的接线等；无母线类主接线包括桥形、多角形和单元接线。
第一节大型发电厂主接线的基本要求电气主接线的选择正确与否对电力系统的安全、经济运行，对电气系统的稳定和调度的灵活性，以及对发电厂的电气设备的选择，配电装置的布置，继电保护及控制方式的拟定等都有重大的影响。
在选择电气主接线时，应满足下列基本要求。
1.运行的可靠性发、供电的安全可靠性，是电力生产和分配的第一要求，主接线必须首先给予满足。
因为电能的发、送、用必须在同一时刻进行，所以电力系统中任何一个环节故障，都将影响到整体，事故停电不仅是电力部门的损失，更严重的是会造成国民经济各部门的损失。
主接线若不能保证安全可靠的工作，发电厂就很难完成生产和输送数量和质量均符合要求的电能。
而主接线的可靠性并不是绝对的。
同样形成的接线对某些发电厂来说是可靠的，但对另一些发电厂就不能满足可靠性要求。
所以在分析主接线的可靠性时，不能脱离发电厂在系统中的地位、作用以及用户的负荷性质等。
衡量主接线的可靠性可以从以下几个方面去分析：（1）断路器检修时是否影响供电；（2）设备或线路故障或检修时，停电线路数目的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。
《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。
15.第五章 发电厂和变电所自用电(1)
在发电厂，为了维持持续的电力生产，有大量 电动机拖动的机械设备，为发电厂的主要设备（锅 炉、汽轮机或水轮机、发电机）和辅助设备提供运 行保障。这些机械设备再加上全厂的运行、操作、 试验、修配、照明等用电设备，统称为厂用电负荷 或自用电负荷。 这些负荷消耗的电能为厂用电或自用电。 向这些负荷供电的设备和接线构成了自用电或 厂用电接线或系统。
实践经验表明，容量在75kW以下的电动机，采用 380V电压等级；而100~200kW的电动机采用6kV电 压等级；1000kW以上采用10kV电压等级，是比较 经济的。3kV电压等级已不推荐使用了。
目前电动机生产情况，380V电动机额定功率在 300kW以下，而3kV和6kV电动机最低额定功率分别 为75kW和200kW。
供电量。
第二节 厂用电接线设计的基本原则 一、 对厂用电接线的要求
为保证机组安全、经济地运行，对厂用电接线总的 要求是： ①兼顾运行、检修、施工的要求； ②考虑全厂的发展规划； ③积极慎重地采用成熟的新技术和新设备； ④经济合理、技术先进。
具体的要求有：
①供电可靠、运行灵活。既有工作电源又有备用 （启动）电源，并能自动、快速地切换；无论是故 障、检修、还是机组启停都能灵活地调整运行方式， 保证不间断地供电。
二、 厂用电接线的设计原则
①安全、可靠、灵活、经济： ②供电的对应性；
③技术、设备的先进性；
④发展的可能性；
⑤方案进行全面科学的论证
三、 厂用电电压等级
各种厂用机械设备的电动机，容量范围很大，因此 只选择一种电压等级的电动机是不能满足要求的。
同样功率的电动机，额定电压越高，自身尺寸越大， 重量越大，功率因数低，价格贵；但因工作电流小， 可减小供电电缆截面，节约有色金属，降低电能损 耗和运行费用。
新5(厂用电)
S*m
K av Pm St cos
U*0 U*1 cos S
U*1 x*t K av
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当同时自启动容量超过允许值时，为保证重要 电动机自启动，可以采取以下措施： ①限制参加自启动的电动机数量，不重要设备 的电动机不参加自启动； ②负载转矩为定值的重要设备电动机，由于它 只能在额定电压下启动，也不参加自启动； ③对重要的机械设备，应选用具有高启动转矩 和允许过载倍数较大的电动机； ④采用有载调压变压器。
3. 事故保安电源 对300MW及以上的大容量机组，当厂用工 作电源和备用电源都消失时，为确保在严重事故 状态下能安全停机，事故消除后又能及时恢复供 电，应设置事故保安电源，以保证为事故保安负 荷连续供电。 事故保安电源必须是一种独立而又十分可靠 的电源，通常采用快速自动程序启动的柴油发电 机组、蓄电池组以及将直流变为交流的逆变器作 为交流事故保安电源。
（2）厂用低压（380V）工作电源，由高压厂用母 线通过厂低变引接。若厂高压为10kV和3kV两个电 压级，则400V厂用电源一般从10kV厂用母线引接。
2. 备用电源和启动电源 厂用备用电源用于工作电源因事故或检修而 失电时替代工作电源，起后备作用。备用电源应 具有独立性和足够的供电容量，最好能与电力系 统紧密联系。 启动电源是指机组在启动或停运过程中，工 作电源不可能工作的工况下，为该机组的厂用负 荷供电的电源。因此，启动电源实质上也是一个 备用电源。
四、厂用电系统中性点接地方式 1. 高压厂用电系统中性点接地方式 与接地电容电流的大小有关： （1）当接地电容电流小于10A时，采用不接地或经 高电阻的接地方式。 （2）当接地电容电流大于10A时，采用经消弧线圈 或消弧线圈并联高电阻的接地方式。 2. 低压厂用电系统中性点接地方式 主要有中性点经高电阻接地和中性点直接 接地两种方式。
发电厂电气部分第五章 厂用电接线及设计
二、厂用电接线的设计原则 ①厂用电接线应保证对厂用负荷可靠和连续供电； ②能灵活适应正常、事故、检修等各种运行方式要 求； ③厂用电源的对应供电性，本机、炉的厂用负荷由 本机组供电，这样，当厂用电系统发生故障时，只影 响一台发电机组的运行，缩小故障范围，接线也简单； ④设计时还应适当注意其经济性和发展的可能性并 积极慎重地采用新技术、新设备，使厂用电接线具有 可行性和先进性； ⑤在设计厂用电接线时，还应对厂用电的电压等级、 中性点接地方式、厂用电源及其引接和厂用电接线形 式等问题进行分析和论证。
一、火电厂厂用电接线
1、300MW汽轮发电机组高压厂用电接线 优点：供电可靠性、 方案I：不设6kV公用负荷母线段，将全厂公用负荷 (如输 投资省； 煤、除灰、化水等)分别接在各机组 A、B段母线上；
缺点：当工作母线清 扫时，将影响公用负 荷。由于公用负荷分 接于2台机组的工作 母线上，在机组G1发 电时，必须安装好机 组G2的6kV厂用配电 装置，并启动备用变 压器供电。
水电厂厂用电接线采用单母线分段接线形式。 对中、小型水电厂通常厂用母线只分为2段，由2 台厂用变压器以暗备用方式向两段厂用母线供电； 对大容量水电厂，厂用母线则按机组台数分 段，每段由单独厂用变压器供电，并设置专用备 用变压器。 为了供给厂外坝区闸门及水利枢纽防洪、灌溉 取水、船闸或升船机等设施用电，可设专用坝区 变压器，按其距主厂房远近、负荷大小以及发电 机电压等条件，可采用6kV或10kV电压供电，其 余厂用电负荷均以380/220V供电。
六、 厂用电接线形式 发电厂厂用电系统接线通常都采用单母线分段接 线形式，并多以成套配电装置接受和分配电能。
为了保证厂用电系统的供电可靠性和经济性，高压厂 用母线均采取按锅炉分段的原则，即将高压厂用母线按锅 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一般也 接在该段母线上，而该段母线由其对应的发电机组供电。 低压厂用母线一般也按锅炉分段，厂用电源则由相 应的高压厂用母线供电。
《发电厂电气部分》课后答案 姚春秋
第二章导体的发热、电动力及开关电器的灭弧原理1.发热对导体和电器有何不良影响？答：机械强度下降、接触电阻增加、绝缘性能下降。
2.导体的长期发热和短时发热各有何特点？答：长期发热是指正常工作电流长期通过引起的发热。
长期发热的热量，一部分散到周围介质中去，一部分使导体的温度升高。
短时发热是指短路电流通过时引起的发热。
虽然短路的时间不长，但短路的电流很大，发热量很大，而且来不及散到周围的介质中去，使导体的温度迅速升高。
~~~~热量传递的基本形式：对流、辐射和导热。
对流：自然对流换热河强迫对流换热3.导体的长期允许载流量与哪些因素有关？提高长期允许载流量应采取哪些措施？答：I=根号下(αFτω/R)，因此和导体的电阻R、导体的换热面F、换热系数α有关。
提高长期允许载流量，可以：减小导体电阻R、增大导体的换热面F、提高换热系数α。
4.计算导体短时发热度的目的是什么？如何计算？答：确定导体通过短路电流时的最高温度是否超过短时允许最高温度，若不超过，则称导体满足热稳定，否则就是不满足热稳定。
计算方法见笔记“如何求θf”。
6.电动力对导体和电器有何影响？计算电动力的目的是什么？答：导体通过电流时，相互之间的作用力称为电动力。
正常工作所产生的电动力不大，但是短路冲击电流所产生的电动力可达很大的数值，可能导致导体或电器发生变形或损坏。
导体或电器必须能承受这一作用力，才能可靠的工作。
进行电动力计算的目的，是为了校验导体或电器实际所受到的电动力是否超过期允许应力，以便选择适当强度的电器设备。
这种校验称为动稳定校验。
7.布置在同一平面中的三相导体，最大电动力发生在哪一相上？试简要分析。
答：布置在同一平面中的三相导体，最大电动力发生在中间的那一相上。
具体见笔记本章第五节。
8.导体动态应力系数的含义是什么？什么情况下才需考虑动态应力？答：导体动态应力系数β用来考虑震动的影响、β表示动态应力与静态应力之比，以此来求得实际动态过程的最大电动力。
第五章 工厂供电系统电气图
第五章
工厂供电系统电气图
发电、输配电过程用可用图5-1来表示。
第五章
工厂供电系统电气图
一、变电与配电
变电与配电是电力系统中的核心环节，看懂 变配电的电气线路图，就能看懂整个电力系 统的线路图。变电所的任务是接受电能、变 换电压和分配电能，是联系发电厂和用户的 中间环节；而配电所只担负接受电能和分配 电能的任务。
第五章
工厂供电系统电气图
二、电气主接线的形式
1．单母线不分段接线 在主接线中，单母线不分段电路是比较简 单的主接线方式，如图5-12、图5-13所示， 母线WB是不分段的。单母线不分段的每条 引入、引出线中都安装有隔离开关及断路 器，在低压线路中安装有刀开关。
第五章
工厂供电系统电气图
一、变电所电气主接线的基本要求
(1)安全性 (2)可靠性 (3)灵活性 (4)经济性 (5)发展性
第五章
工厂供电系统电气图
二、电气主接线的形式
单母线不分段 有 母 电 气 主 接 线 线 接 线 无 母 线 接 线 双母线接线 单母线接线 隔离开关（刀开关）分段 单母线分段 断路器分段 分段带旁路母线 具有专用旁路断路器 以母线联络断路器兼作旁路断路器 分段或不分段 桥形接线 角形接线 单元接线 内桥形 外桥形 一般为四角至六角 发电机-变压器单元 变压器-线路单元
第五章
工厂供电系统电气图
一、变电与配电
两者的区别： 变电比配电多变换电压的任务， 因此变电所有电力变压器，而配 电所除了可能有自用电变压器外 是没有其他电力变压器的。
第五章
工厂供电系统电气图
一、变电与配电
变电所和配电所的相同之处： 一是都担负接受电能和分配电能 的任务；二是电气线路中都有引 入线(架空线或电缆线)、各种开 关电器(如隔离开关、刀开关、 高低压断路器)、母线、互感器、 避雷器和引出线等。
发电厂电气部分 第三版 习题参考答案
发电厂电气部分第三版习题参考答案发电厂电气部分第三版习题参考答案发电厂电气部分第三版习题参考答案第一章电力系统详述1．何谓电力系统、动力系统及电力网?请问：电力系统就是所指由发电机、输配电线路、变配电所以及各种用户用电设备连接起来所形成的有机整体。
动力系统由电力系统再加上发电厂的动力部分（火电厂的锅炉、汽轮机、热力管网等；水电厂的水库、水轮机、压力管道等）构成。
电力网所指在电力系统中，由各种相同电压等级的电力线路和变配电所形成的网络，缩写电网。
2．联合成电力系统并不断扩大有什么优越性?答：联合成电力系统并不断扩大的优越性有：（1）提高供电的可靠性；（2）增加系统中总水泵容量的比重；（3）增加总用电负荷的峰值；（4）可以加装高效率的大容量机组；（5）可以水火互济节约能源改善电网调节性能；（6）可以提高电能质量。
3．何谓电力系统额定电压?我国电网和用电设备的额定电压存有哪些等级?答：额定电压指某一受电器（电动机、电灯等）、发电机和变压器等在正常运行时具有最大经济效益的电压。
我国电网和用电设备的额定电压等级存有220v、380v、3kv、6kv、10kv、35kv、60kv、110kv、154kv、220kv、330kv、500kv、750kv、1000kv。
4．电能的质量指标有哪几项?简要说明其内容。
答：电能的质量指标主要是频率、电压和波形三项。
（1）频率：对大型电力系统，频率的容许范围为50hz±0.2hz，对中小电力系统，频率的容许范围就是50hz±0.5hz。
（2）我国规定用户处的电压容许变化范围是：1）由35kv及以上电压供电的用户：±5％；2）由10kv及以下电压供电的高压用户和低压电力用户：±7％；3）扰动照明设备用户：-10％～+5％。
（3）波形：电力系统供电电压或电流的标准波形是正弦波。
5．电力系统中性点存有哪几种运转方式?各存有什么优缺点?我国大体上用怎样的电压等级范围?答：（1）电力系统中性点运行方式电力系统中性点运转方式存有中性点不中剧、轻易中剧、经电阻中剧和经消弧线圈中剧运转方式。
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工作变压器的高压侧电源由本机组发电机引出线上引接，其中A、B段10kV母线 由第一台高压厂用工作变压器的两个低压分裂绕组经共箱母线引接；C、D段10kV 母线由第二台高压厂用工作变压器的两个低压分裂绕组经共箱母线引接。互为备用 及成对出现的高压厂用电动机及低压厂用变压器分别由不同的10kV母线段上引接。
每 台 300MW汽轮发电机从各单元机组的变压器低压侧接引一台高压厂用工作变 压器作为6kV厂用电系统的工作电源。为了限制短路电流，选用分裂绕组变压器， 启动/备用变压器引自升高电压用线，采用明备用。
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第三节 不同类型发电厂的厂用电接线
(二）600MW汽轮发电机组高压厂用电接线
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第三节 不同类型发电厂的厂用电接线
（b)图所示方案2的优点：公用负荷集中，无过渡问题，各单元机组独立性强， 便于各机组厂用母线清扫。 其缺点：由于公用负荷集中，并因启动/备用变压器要用工作变压器作备用（若 无第二台启动/备用变压器作备用时），故工作变压器也要考虑在启动/备用变压器 检修或故障时带公用负荷母线段运行。因此，启动/备用变压器和工作变压器均较方 案1变压器分支的容量大，配电装置也增多，投资较大。
图5-6 600MW机组高压厂用电10kV和3kV系统接线
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第三节 不同类型发电厂的厂用电接线
高压厂用电 采用10kV和3kV两个电压等级接线的特点：工作电源经2台三绕组变 压器，启动/备用变压器
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第三节 不同类型发电厂的厂用电接线
(三）1000MW汽轮发电机组高压厂用电接线
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第三节 不同类型发电厂的厂用电接线
300MW汽轮发电机组厂用电接线举例。某厂厂用电接线如图5-4所示。 厂用电压 共分两级，高压为6kV，低压为380/220V，不设全厂6kV公用厂用母线。
图5-4 300MW汽轮发电机组厂用电系统接线图
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第三节 不同类型发电厂的厂用电接线
600MW机组单元高压厂用电系统的接线，与采用的电压等级数、厂用工作变压 器的型式和台数、启动备用变压器的型式和台数、启动备用变压器平时是否带公用 负荷等因素有关。 600MW机组通常都为一机一炉单元设置，采用机、炉、电为一单元的控制方式 ，因此，厂用电系统也必须按单元设置，各台机组单元（包括机、炉、电）的厂用 电系统必须是独立的，而且采用单母线多分段（两段或四段）接线供电。 600MW机组高压厂用电系统有下述两种接线形式。
（ 3）当一台启动/备用变压器停役或由于其他设备有异常使一台启动/备用变压器不 能运行时，可由另一台启动/备用变压器带两段公用母线。因此，对公用负荷而言， 2台启动/备用变压器是互为备用的电源。
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第三节 不同类型发电厂的厂用电接线
方 案 2。高压厂用电采用10kV和3kV两个电压等级。如图5-6所示，每个机组单元 设置2台三相三绕组工作变压器（高压厂用变压器）T1A、T1B，分接至四段高压厂 用母线，既带机组单元负荷，又带公用负荷。每两台机组设公用的2台三绕组变压 器作启动/备用变压器T12A、T12B，平时不带负荷。
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第三节 不同类型发电厂的厂用电接线
方 案 1。高压厂用电采用6kV一个电压等级。如图5-5所示，高压厂用电压采用 6kV，设置一台高压厂用三相三绕组（或分裂绕组）工作变压器T1AB、两台三相双 绕组启动/备用变压器Tfal、Tfa2，启动/备用变压器平时带公用负荷。
图5-5 600MW机组高压厂用电6KV系统接线
图 5-3（b）所示方案2，单独设置二段公用负荷母线，集中供全厂公用负荷用电 ，该公用负荷母线段正常由启动备用变压器供电。
图5-3 高压厂用电系统供电方案
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第三节 不同类型发电厂的厂用电接线
（a）图所示方案1的优点是公用负荷分接于不同机组变压器上，供电可靠性高、 投资省，但也由于公用负荷分接于各机组工作母线上，机组工作母线清扫时，将影 响公用负荷的备用。另外，由于公用负荷分接于两台机组的工作母线上，因此，在 机组G1发电时，必须也安装好机组G2的6kV厂用配电装置，并由启动/备用变压器 供电。
某厂1000MW汽轮发电机组高压厂用电系统接线，如图5-7所示。 图5-7 1000MW机组高压厂用电10kV系统接线
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第三节 不同类型发电厂的厂用电接线
由图可以看出，高压厂用电压采用10kV，高压厂用电系统采用单母线接线，每 台机组设置10kV高压厂用工作母线A、B、C、D四段，分别由两台分裂低压绕组的 高压厂用工作变压器供电。
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第三节 不同类型发电厂的厂用电接线
高压厂用电采用6kV电压等级接线的主要特点是： （1）机组单元（机、炉、电）厂用负荷由两段高压厂用母线（1A和1B）分担。正 常运行时由高压厂用工作变压器供电，将双套或更多套设备均匀地分接在两段母线 上，以提高供电可靠性。高压厂用工作变压器不带公用负荷，故其容量较小。
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第五章 厂用电电气接线及设计
电力工程学院电气工程系
《发电厂电气部分》课题组
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第三节 不同类型发电厂的厂用电接线
一、火电厂厂用电接线
厂用电接线方式合理与否，对机、炉、电的辅机以及整个发电厂的运行可靠性有 很大影响。厂用电接线应保证厂用供电的连续性，使发电厂能安全满发，并满足运 行安全可靠、灵活方便等要求。
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第三节 不同类型发电厂的厂用电接线
（ 2）公用负荷由两段厂用公用母线（C1和C2）分担。正常运行时，两台启动/备用 变压器各带一段公用母线（亦称公用段），两段公用母线分开运行。由于启动/备用 变压器常带公用负荷，故又称其为公用备用变压器。
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第三节 不同类型发电厂的厂用电接线
(一）300MW汽轮发电机组高压厂用电接线
300MW汽轮发电机组高压厂用电系统常用的有两种接线方案，如图5-3所示。图 5-3（a）所示方案1，不设6kV公用负荷母线段，将全厂公用负荷（如输煤、除灰、 化水等）分别接在各机组A、B段母线上；
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第三节 不同类型发电厂的厂用电接线