华电发电厂电气部分第6讲
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《发电厂电气部分》(含答案版)
《发电厂电气部分》复习第一章能源和发电 1、火、水、核等发电厂的分类火电厂的分类：（1）按燃料分：燃煤发电厂，燃油发电厂，燃气发电厂，余热发电厂，利用垃圾和工业废料作为燃料的发电厂。
（2）按蒸汽压力和温度分：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。
（3）按原动机分：凝汽式汽轮发电厂，燃气轮机发电厂，内燃机发电厂，蒸汽--燃气轮轮机发电厂。
（4）按输出能源分：凝汽式发电厂，热电厂（5）按发电厂总装机容量的多少分：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。
水力发电厂的分类：（1）按集中落差的方式分类：堤坝式水电厂（坝后式，河床式），引水式水电厂，混合式水电厂。
（2）按径流调节的程度分类：无调节水电厂，有调节水电厂（根据水库对径流的调节程度：日调节水电厂，年调节水电厂，多年调节水电厂）。
核电厂的分类：压水堆核电厂，沸水堆核电厂。
2、抽水蓄能电厂的作用调峰，填谷，备用，调频，调相。
3、发展联合电力的效益（1）各系统间电负荷的错峰效益。
（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。
4、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。
5、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。
发电厂电气部分6
（6）厂用变压器的容量必须满足厂用电动机正常运转和自起动的 需要。
单元接线的厂用工作变压器从主变压器低压侧引接
低压： 一般从厂用高压母线段上引接； 当无高压厂用高压母线段时，从发电机电压母线上或发电机出
口直接接入低压厂用变压器，以取得380/220伏低压工作电源。
低压厂用电系统中性点接地方式
(1)中性点经电阻接地方式
优点：发生单相接地故障时，可以避免开关立即跳闸和电动机停运，也防止了由于熔 断器一相熔断所造成的电动机两相运转，提高了运行可靠性。
（1）厂用变压器原边额定电压必须与引接处电压一致,如从发电机 出口分支引接，应为发电机额定电压（10.5,13.8,15.75,18,20KV)。
（2）厂用变压器副边额定电压则与厂用电压配合，如6.3,0.4KV等.
（3）厂用变压器可以选用双绕组变压器，但大型机组的厂用变压器 多选择低压绕组分裂变压器。
4.事故保安电源的取得。
蓄电池是一种独立和十分可靠的直流事故保安电源。在正常运行 时，蓄电池组承担全厂操作、信号、保护极其它直流负荷用电；在 事故情况下，则提供事故照明、润滑油泵等直流保安负荷用电。此 外，还可通过逆变器将直流变成交流，向不允许间断供电的交流负 荷供电。
可快速启动的柴油发电机组或从外系统引入的独立电源
火电厂一般采用明备用，即装设专门的备用变压器。
水电厂（也包括小火电厂）多采用暗备用，不设专用
从最低一级升高电压母线上引接高压厂用备用变压器
变压器，而是两个厂用工作变压器容量选大一些，互为备用。
表6-4，火电厂厂用备用变压器的配置
3.起动电源的取得。
起动电源是一种可靠性更高的备用电源，可以从外部可靠独立电 源经过专门的厂用高压变压器取得。我国目前对200 MW以上大型机 组设置厂用起动电源，一般以起动电源兼作事故备用电源。
单元接线的厂用工作变压器从主变压器低压侧引接
低压： 一般从厂用高压母线段上引接； 当无高压厂用高压母线段时，从发电机电压母线上或发电机出
口直接接入低压厂用变压器，以取得380/220伏低压工作电源。
低压厂用电系统中性点接地方式
(1)中性点经电阻接地方式
优点：发生单相接地故障时，可以避免开关立即跳闸和电动机停运，也防止了由于熔 断器一相熔断所造成的电动机两相运转，提高了运行可靠性。
（1）厂用变压器原边额定电压必须与引接处电压一致,如从发电机 出口分支引接，应为发电机额定电压（10.5,13.8,15.75,18,20KV)。
（2）厂用变压器副边额定电压则与厂用电压配合，如6.3,0.4KV等.
（3）厂用变压器可以选用双绕组变压器，但大型机组的厂用变压器 多选择低压绕组分裂变压器。
4.事故保安电源的取得。
蓄电池是一种独立和十分可靠的直流事故保安电源。在正常运行 时，蓄电池组承担全厂操作、信号、保护极其它直流负荷用电；在 事故情况下，则提供事故照明、润滑油泵等直流保安负荷用电。此 外，还可通过逆变器将直流变成交流，向不允许间断供电的交流负 荷供电。
可快速启动的柴油发电机组或从外系统引入的独立电源
火电厂一般采用明备用，即装设专门的备用变压器。
水电厂（也包括小火电厂）多采用暗备用，不设专用
从最低一级升高电压母线上引接高压厂用备用变压器
变压器，而是两个厂用工作变压器容量选大一些，互为备用。
表6-4，火电厂厂用备用变压器的配置
3.起动电源的取得。
起动电源是一种可靠性更高的备用电源，可以从外部可靠独立电 源经过专门的厂用高压变压器取得。我国目前对200 MW以上大型机 组设置厂用起动电源，一般以起动电源兼作事故备用电源。
《发电厂电气部分》PPT课件
❖
相位关系。
引入新课：
2.1中性点不接地系统
第十七页，共99页。
2.1.1正常运行情况 2.1中性点不接地系统
⒈简化等值电路 如图相间及对地电容对称分布，对地电容用集中电容表示，相 间电容略。
⒉电压及电流关系分析
节点电压定律ＵN＝0，相量图：上图b
⒊结论 ⑴电源中性点与地同电位，各相的相电压等于各相的对地电压（不大(bù dà)的中性点位移
复习旧课：
⒈电力系统的概念及常用的电压级；
⒉发电机和变压器额定电压的确定
⒊电力系统的中性点的概念：泛指运行中星形
连
接的发电机和变压器的中性点。
⒋中性点接地方式的提出：是个比较复杂的技术 经济问题（可靠性、过电压、绝缘配合、装置动 作、弱电干扰及系统稳定）。
重 点：电压及电流关系分析(fēnxī)
教学目的：建立电力系统的概念,了解(liǎojiě)电气设备的额 定电压及额定电流。
复习旧课：回顾已经学习过的基础课程
重 点：电力系统，发电厂的基本概念 难 点：电能质量
引入新课： 1.3 电气设备概述及额定参数
第九页，共99页。
1.3 电气设备概述(ɡài shù)及额定参数
1.3.1主要电气设备
第1 章 绪论(xùlùn)
教学目的：建立电力系统的概念,了解电气设备的额 定电压及额定电流。
复习旧课：回顾已经学习过的基础课程 重 点：电力系统，发电厂的基本概念 难 点：电能(diànnéng)质量 引入新课：
1.1 电力工业发展概况及前景
1.2 电力系统基本概念
第一页，共99页。
1.1 电力工业(diàn lì ɡōnɡ yè)发展概况及前景
⒈中性点不接地系统发生单相接地时电压和电流的大小及相位关系；
第六章 发电厂电气主接线及厂用电PPT课件
2. 发电机的并列/解列操作
（1）发电机与系统实现准同期并列（手动/自动）的条件是： ①待并发电机的电压数值与系统电压数值相等；②待并发电机 的电压频率与系统电压频率相等；③待并发电机的电压相位与 系统电压相位相同。 （2）发电机与系统实现自同期并列（半自动/自动）的条件是： 发电机的转速升至额定转速。 （3）发电机与系统实现非同期并列（自动）的条件是：发电 机与电网解列后延时0.3s自动重合闸。
200kW以上的电动机采用6kV或10kV电源供电， 75kW～ 200kW的电动机和容量较大的静态负荷由380V动力中心（PC） 供电， 75kW以下的电动机和容量较小的杂散负荷由380V电 动机控制中心（MCC）供电。
四、典型区域性火力发电厂电气主接线图
500kV 220kV
~
~
G1
G2
~
厂 用
~
G3 电 G4某区Fra bibliotek性火力发电厂的主接线图
五、某电厂2×1000MW机组的电气主接线
1.本期工程2×1000MW燃煤机组以500kV一级电压接入系统，厂内500kV 系统采用3/2 断路器接线，2台机组发电机出口均不装设断路器。
6.启动/备用变压器采用三相风冷低损耗有载调压分裂变压器，容量为 72/42-42MVA。高压启动/备用变压器高压侧中性点直接接地，低压侧中性点 经低值电阻接地。
7. 工作电源从发电机出口引接，高压厂用变压器采用三相风冷无励磁调压 分裂变压器，容量为72/42-42MVA，低压侧中性点经低值电阻接地。
发电厂：5%～8%；
热电厂：8%～13%；
水电厂：0.5%～1.0%；
核电厂：4%～5%。
二、厂用电压等级
发电厂厂用电系统电压等级是根据发电机额定电压、厂用 电动机的容量和厂用电网络的可靠性等诸多方面因素，经过 经济、技术综合比较后确定的。
华电集团电力安全工作规程电气部分PPT课件
第21页/共55页
增加和意义变更的条款
4 保证安全的组织措施（意义变更15条，增加6条）
• 4.2.9.2* 可以填用一张工作票的工作项目： 二、在几个电气连接部分上依次进行不停电的同一电压等级、同一类
型的工作，可以填用一张工作票。
• 4.2.12.2* 工作负责人（监护人）。 二、工作前对工作班成员交代工作任务及工作的危险点、安全措施和注
第15页/共55页
增加和意义变更的条款
2 一般安全措施（意义变更10条，增加4条）
• 2.14* 制（供）氢站、油区、氨区、燃气区域、蓄电池室等易燃易爆场 所内的电气设备检修，必须停电后方可进行。 （删除：应按照规范要求采 用防爆型）
• 2.16* 在带电区域内的起重和运输工作，起重机械设备（包括悬臂、吊具、 辅具、钢丝绳）及起吊物件等与带电体最小的安全距离小于表3规定时，带 电设备应停电。使用吊车等起重机械时，车体应良好接地，作业过程应设
主要内容
2013版《安规》的修订情 况
增加和意义变更条款解读
第1页/共55页
华电《安规》（2013版）的修订情况
1. 修订背景 2. 修订依据 3. 修订原则 4. 主要内容变化和创新点 5. 框架架构变化
第2页/共55页
华电《安规》（2013版）修订背景
2010 年 6 月 华 电 《 安
规》（试行）出版发 新国标《安规》
保工作票正确实施的最终责任部门。安全监督部门是工作票的监督考核 部门，对执行全过程进行监督，并对责任部门进行考核。(增加条款)
第20页/共55页
增加和意义变更的条款
4 保证安全的组织措施（意义变更15条，增加6条）
• 4.2.8.3* 工作票应统一编号，按顺序使用，编号原则由单位自行确定。 纸质工作票应在印刷时排印编号，每份工作票的编号应是唯一的。微机工 作票管理系统必须具备自动过号功能。
增加和意义变更的条款
4 保证安全的组织措施（意义变更15条，增加6条）
• 4.2.9.2* 可以填用一张工作票的工作项目： 二、在几个电气连接部分上依次进行不停电的同一电压等级、同一类
型的工作，可以填用一张工作票。
• 4.2.12.2* 工作负责人（监护人）。 二、工作前对工作班成员交代工作任务及工作的危险点、安全措施和注
第15页/共55页
增加和意义变更的条款
2 一般安全措施（意义变更10条，增加4条）
• 2.14* 制（供）氢站、油区、氨区、燃气区域、蓄电池室等易燃易爆场 所内的电气设备检修，必须停电后方可进行。 （删除：应按照规范要求采 用防爆型）
• 2.16* 在带电区域内的起重和运输工作，起重机械设备（包括悬臂、吊具、 辅具、钢丝绳）及起吊物件等与带电体最小的安全距离小于表3规定时，带 电设备应停电。使用吊车等起重机械时，车体应良好接地，作业过程应设
主要内容
2013版《安规》的修订情 况
增加和意义变更条款解读
第1页/共55页
华电《安规》（2013版）的修订情况
1. 修订背景 2. 修订依据 3. 修订原则 4. 主要内容变化和创新点 5. 框架架构变化
第2页/共55页
华电《安规》（2013版）修订背景
2010 年 6 月 华 电 《 安
规》（试行）出版发 新国标《安规》
保工作票正确实施的最终责任部门。安全监督部门是工作票的监督考核 部门，对执行全过程进行监督，并对责任部门进行考核。(增加条款)
第20页/共55页
增加和意义变更的条款
4 保证安全的组织措施（意义变更15条，增加6条）
• 4.2.8.3* 工作票应统一编号，按顺序使用，编号原则由单位自行确定。 纸质工作票应在印刷时排印编号，每份工作票的编号应是唯一的。微机工 作票管理系统必须具备自动过号功能。
《发电厂电气部分》课件
“十一五”国家级规划教材
发电厂电气部分
三、抽水蓄能电厂 （一）工作原理
抽水蓄能电厂是以一定水量作为能量载体，通过能量转换向电力系统提供电能。 图1-9 抽水蓄能电厂示意图
“十一五”国家级规划教材
（二）抽。 （2）填谷。 （3）事故备用。 （4）调频。 （5）调相。 （6）黑启动。 （7）蓄能。
（2）有调节水电厂。 根据水库对径流的调节程度，又可将水电厂分为：日调节水电厂，年调节水电厂和 多年调节水电厂。
“十一五”国家级规划教材
发电厂电气部分
二、水电厂的特点 （1）可综合利用水能资源。
（2）发电成本低、效率高。 （3）运行灵活。 （4）水能可储蓄和调节。 （5）水力发电不污染环境。 （6）水电厂建设投资较大，工期较长。 （7）发电不均衡。 （8）给农业生产带来一些不利，还可能在一定程度破坏自然界的生态平衡。
（6） 柴油发电机组，为核岛提供应急电源。
“十一五”国家级规划教材
发电厂电气部分
（三）常规岛的系统
常规岛的系统与火电厂的系统相似，它通常包括： （1）二回路系统，又称汽轮发电机系统，由蒸汽系统、汽轮发电机组、凝汽器、 蒸汽排放系统、给水加热系统及辅助给水系统等组成。 （2） 循环冷却水系统。 （3） 电气系统及厂用电设备。
发电厂电气部分
（3）混合式水电厂。在适宜开发的河段拦河筑坝，坝上游河段的落差由坝集中
，坝下游河段的落差由有压力引水道集中，而水电厂的水头则由这两部分落差共同形 成，这种集中落差的方式称为混合开发模式，由此而修建的水电厂称为混合式水电厂 ，它兼有堤坝式和引水式两种水电厂的特点。
（二）按径流调节的程度分 （1）无调节水电厂。
到目前为止，人类所认识的能量有如下形式： （1）机械能。
发电厂电气部分
三、抽水蓄能电厂 （一）工作原理
抽水蓄能电厂是以一定水量作为能量载体，通过能量转换向电力系统提供电能。 图1-9 抽水蓄能电厂示意图
“十一五”国家级规划教材
（二）抽。 （2）填谷。 （3）事故备用。 （4）调频。 （5）调相。 （6）黑启动。 （7）蓄能。
（2）有调节水电厂。 根据水库对径流的调节程度，又可将水电厂分为：日调节水电厂，年调节水电厂和 多年调节水电厂。
“十一五”国家级规划教材
发电厂电气部分
二、水电厂的特点 （1）可综合利用水能资源。
（2）发电成本低、效率高。 （3）运行灵活。 （4）水能可储蓄和调节。 （5）水力发电不污染环境。 （6）水电厂建设投资较大，工期较长。 （7）发电不均衡。 （8）给农业生产带来一些不利，还可能在一定程度破坏自然界的生态平衡。
（6） 柴油发电机组，为核岛提供应急电源。
“十一五”国家级规划教材
发电厂电气部分
（三）常规岛的系统
常规岛的系统与火电厂的系统相似，它通常包括： （1）二回路系统，又称汽轮发电机系统，由蒸汽系统、汽轮发电机组、凝汽器、 蒸汽排放系统、给水加热系统及辅助给水系统等组成。 （2） 循环冷却水系统。 （3） 电气系统及厂用电设备。
发电厂电气部分
（3）混合式水电厂。在适宜开发的河段拦河筑坝，坝上游河段的落差由坝集中
，坝下游河段的落差由有压力引水道集中，而水电厂的水头则由这两部分落差共同形 成，这种集中落差的方式称为混合开发模式，由此而修建的水电厂称为混合式水电厂 ，它兼有堤坝式和引水式两种水电厂的特点。
（二）按径流调节的程度分 （1）无调节水电厂。
到目前为止，人类所认识的能量有如下形式： （1）机械能。
发电厂及其电气部分第五六讲
5.1 电气主接线的基本要求和设计程序
图 5-1 某 火 电 厂 的 电 气 主 接 线 图
5.1 电气主接线的基本要求和设计程序
（1）电气主接线的重要性
电气主接线表明了发电机、变压器、断路器和线路等 电气设备的数量、规格、连接方式及可能的运行方式； 主接线的好坏，直接关系着电力系统的安全、稳定、 灵活和经济运行，直接影响到工农业生产和人民生活； 电气主接线图是电气运行人员进行各种操作和事故处
G1
G2
一、单母线接线及单母线分段接线
1、单母线：最原始、最简单的接线
WL1 WL2 WL3
QS5
QS4 QF3 QS3
回路的基本组成： 每一回路均装设有断路 器QF和隔离开关QS。
断路器用于在正常和故 障情况下接通或断开电路。
具有专用的灭弧装置，可以开 断、闭合正常的负荷电流或开 断短路故障电流。 QS2 QF2
切 除 WL1 （ 断 电 ） ： 拉开 QF3 → QS4 → QS3 投 入 WL1 （ 送 电 ） ： 合上 QS3 → QS4 → QF3
G1
G2
一、单母线接线及单母线分段接线
1、单母线：最原始、最简单的接线
WL1 WL2 WL3
倒闸操作： 可以发现，基本的操作原 则是：
操作 QS 必须是在 QF 断开的时 候进行 投入QS时，从电源侧往负荷侧 合上QS
QS5
QS4 QF3 QS3
WB QS1 QF1 QS2 QF2
G1
G2
一、单母线接线及单母线分段接线
1、单母线：最原始、最简单的接线
WL1 WL2 WL3
适用场合：
纯粹的单母线不能满足重 要用户的要求，只适用于容 量小、出线少的发电厂和变 电所中。 如果采用成套配电装置， 由于其工作可靠性高，也可 以对重要用户供电。如发电 厂的厂用电就常采用单母线 接线。
华电 发电厂电气第六讲
连接两种升高电压母线的联络变压器
联络变压器的台数一般只设置1台，最多不 超过2台（考虑布置和引线的方便）。 联络变压器的容量选择应考虑以下两点：
应能满足两种电压网络在各种不同运行方 式下有功功率和无功功率交换。 不应小于接在两种电压母线上最大一台机 组的容量，以保证最大一台机组故障或检 修时，通过联络变压器来满足本侧负荷的 要求；同时，也可在线路检修或故障时， 通过联络变压器将剩余功率送入另一系统。
§4-4 限制短路电流的方法
限制短路电流的目的： ①能够选择到符合要求的断路器； ②能够选择到轻型断路器。 轻型断路器：断路器额定电流和线路额定 电流相匹配，使断路器及其相应的电器比 较经济合理。反之短路电流过大，就不得 不选用更高等级的开断电流较大的断路器， 即重型断路器，从而使它及其相应的电器 的选用不能做到经济合理。
2．分裂电抗器 ．
分裂电抗器的优点： ①正常运行电抗小，而在故障时电抗大； ②占地面积减小（一个电抗器可供2路负 荷）。 分裂电抗器的缺点： 当两个分支负荷不等或者负荷变化过大时， 将引起两臂电压产生偏差，造成电压波动， 甚至可能出现过电压。
a）分裂电抗器接线图 ） b）分裂电抗器等值电路图 ） c）正常运行时的等值电路图 ）
二、采用低压分裂绕组变压器
采用不同的主接线形式和运行方式
大容量发电机采用单元接线 降压变电站变压器低压侧分列运行 双回路供电，采用单回路运行 环形供电网，采用开环运行
一、装设限流电抗器
1．普通电抗器 ． (1) 母线电抗器 母线电抗器装设在母线分段处。用于限制 并列运行发电机所提供的短路电流，其额 定电流通常按母线上事故切除最大一台发 电机时可能通过电抗器的电流进行选择， 一般取发电机额定电流的50%~80%，电抗 百分值取为8%~12%。
(精选幻灯片)发电厂电气部分(第五版)课件
发电厂电气部分
1972年建成了我国第一条超高压330kV输电线路，由甘肃刘家峡水电厂到陕西关 中地区。 2005年9月，我国第一个超高压750kV输变电工程（官厅至兰州东）正式投入 运行，这是我国电力工业发展史上一个新的里程碑。 2006年8月19日，我国特高压试 验示范工程1000kV晋东南—南阳—荆门工程正式奠基。
截至2013年底，全国发电装机容量达到12.5亿kW，首次超越美国位居世界第1位 。从电力生产情况看，全年发电量达到5.35万亿kW·h，同比增长7.5%。全国火电机组 供电标准煤耗321g/kW·h，提前实现国家节能减排“十二五”规划目标，煤电机组供 电标准煤耗继续居世界先进水平。
6
“十一五”国家级规划教材
22
“十一五”国家级规划教材
发电厂电气部分
图1-6坝后式水电厂示意图
23
“十一五”国家级规划教材
发电厂电气部分
图1-7河床式水电厂示意图
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“十一五”国家级规划教材
发电厂电气部分
（2）引水式水电厂。 由引水渠道造成水头，用于河床坡度较大的高水头中小型水电厂。
图1-8 引水式水电厂示意图
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“十一五”国家级规划教材
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发电厂电气部分
“十一五”国家级规划教材
3.抽水蓄能电厂的效益
（1）容量效益。 （2）节能效益。 （3）环保效益。 （4）动态效益。 （5）提高火电设备利用率。 （6）对环境没有污染且可美化环境。
（1）布局灵活，装机容量的大小可按需要决定。 （2）一次性建造投资少，单位容量的投资仅为同容量水电厂的一半左右。 （3）耗煤量大。 （4）动力设备繁多，发电机组控制操作复杂，厂用电量和运行人员都多于水电厂， 运行费用高。 （5）燃煤发电机组由停机到开机并带满负荷需要几小时到十几小时，并附加耗用大 量燃料。 （6）火电厂担负调峰、调频或事故备用，相应的事故增多，强迫停运率增高，厂用 电率增高。
发电厂电气部分最新课件
最大的火力发电厂 ： 我国最大的火力发电厂是 北仓 港电厂，装机容量300万kW，单机容量 60万kW。
最大的核能发电厂 ： 我国最大的核能发电厂是 岭澳 核电厂，装机容量200万kW，单机容量100 万kW。 这些都说明我国电力工业已进入大机组、 大电厂、 大电网、超高压、高度自动化的发展 时期和向跨大 区联网、推进全国联网的新阶段。
3
概述
一、我国电力工业发展概况 二、我国电力工业的几个之最 三、我国电力工业的发展前景 四、电力系统构成及各部分作用 五、电力系统的额定电压及电压等级 六、课程的学习目标
4
1831年，法拉第发现电磁感应原理，奠定了发电机的理论 基础。科学的发现，引起了技术的发明。
1866年，维·西门子发明了励磁电机，并预见：电力技术很 有发展前途，它将会开创一个新纪元。1876年，贝尔发明 了电话；1879年，爱迪生发明了电灯。这三大发明照亮了 人类实现电气化的道路，继蒸汽机技术革命后，引起了电力 技术革命。
2010全年预计新增装机容量超过9000万千瓦， 年底全国装机容量将达到9.5亿千瓦
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2. 电压等级及电网建设
电压等级：
（1）1954年建成220kV丰满水电厂至虎石台变电站至李石寨 变电站，全长369.25kM。
（2）1974年建成330kv 输电线路，由甘肃刘家峡水电站到 陕西关中。
（3）1981年建成500kv 输电线路，由河南姚孟火电厂 （1975年，我国自行设计制造的第一台30万kW汽轮发电机） 到武汉。
14
15
我国电力工业的发展前景 基本任务：为国民经济各部门和人民生活
提供 充足、可靠、优质、廉价的电能。
16
2000年以来，我国工业化发展加速，2001-2009年工业用电 年均增长12.4%，人均用电量2006年超过2000千瓦时， 2009年达到2729千瓦时。工业用电增速高于全社会用电量 年均增速6.7%，从发达国家的经历看，我国当前的人均用 电量水平，属于重化工业加速发展阶段的工业化中期后段。
最大的核能发电厂 ： 我国最大的核能发电厂是 岭澳 核电厂，装机容量200万kW，单机容量100 万kW。 这些都说明我国电力工业已进入大机组、 大电厂、 大电网、超高压、高度自动化的发展 时期和向跨大 区联网、推进全国联网的新阶段。
3
概述
一、我国电力工业发展概况 二、我国电力工业的几个之最 三、我国电力工业的发展前景 四、电力系统构成及各部分作用 五、电力系统的额定电压及电压等级 六、课程的学习目标
4
1831年，法拉第发现电磁感应原理，奠定了发电机的理论 基础。科学的发现，引起了技术的发明。
1866年，维·西门子发明了励磁电机，并预见：电力技术很 有发展前途，它将会开创一个新纪元。1876年，贝尔发明 了电话；1879年，爱迪生发明了电灯。这三大发明照亮了 人类实现电气化的道路，继蒸汽机技术革命后，引起了电力 技术革命。
2010全年预计新增装机容量超过9000万千瓦， 年底全国装机容量将达到9.5亿千瓦
7
2. 电压等级及电网建设
电压等级：
（1）1954年建成220kV丰满水电厂至虎石台变电站至李石寨 变电站，全长369.25kM。
（2）1974年建成330kv 输电线路，由甘肃刘家峡水电站到 陕西关中。
（3）1981年建成500kv 输电线路，由河南姚孟火电厂 （1975年，我国自行设计制造的第一台30万kW汽轮发电机） 到武汉。
14
15
我国电力工业的发展前景 基本任务：为国民经济各部门和人民生活
提供 充足、可靠、优质、廉价的电能。
16
2000年以来，我国工业化发展加速，2001-2009年工业用电 年均增长12.4%，人均用电量2006年超过2000千瓦时， 2009年达到2729千瓦时。工业用电增速高于全社会用电量 年均增速6.7%，从发达国家的经历看，我国当前的人均用 电量水平，属于重化工业加速发展阶段的工业化中期后段。
华北电力大学《发电厂电气部分》课件
一消弧线圈 1.结构特点：
①为了保持补偿电流与电压之间的线性关系，采用滞气隙铁芯 ②气隙沿整个铁芯均匀设置，以减少漏磁 ③为了绝缘及散热，铁芯和线圈都浸在油中 ④为适应系统中电容电流变化特点，消弧线圈中设有分接头（5～9个）
1.接线： 电压互感器（110v、10A）——发生d(1)
时，电压升高动作，发信号，测电压 电流互感器（5A）——测量补偿电流 避雷器（中性点）——为了防止大气过电压损坏消弧线圈
➢ 为什么小接地电流系统在发生单相接地故障时可允许短时 继续运行而不允许长期运行？应采取什么对策？
➢ 电网对地电容与那些因素有关？小接地电流系统单相接地 电容电流与那些因素有关
➢ 为什么说利用消弧线圈进行全补偿并不可取？ ➢ 试述中性点直接接地系统在发生单相接地时的后果以及提
高供电可靠性的措施。
第3章 电弧及电气触头的基本理论
1.设备选择： 电压=补偿电网的额定电压，共分为6、10、35、60kv回解 容量S 1.35I地U/e 3
2.3中性点直接接地系统
优点： 1、不外加设备即可消弧 2、降低电网对地绝缘，节省造价
缺点： 1、供电可靠性降低 改进：装自动重合闸装置、 加备用电源 2、电流很大 改进： 中性点经电抗器接地 、仅部分中性点接地
➢
进行能量转换的设备： 发电机、变压器、电动机
➢
接通和开断电路的开关设备：QF、QS、FU、负荷开关
➢
交换电路电气量，隔离高压的设备：PT、CT
➢
限制电流和防止过电压的设备：电抗器、避雷器
二次设备——对一次设备、其它设备的工作进行监测和控制保护的设
备
➢
用于反映不正常工作状态——继电器、信号装置
➢
测量电气参数的设备：仪表、示波器、录波器
发电厂电气部分(第6章)
系统调压的要求，对电器又规定了与各级额定电压相应
的最高工作电压。断路器应能在其最高工作电压下长期
正常工作。
21
作者： 版权所有
2.额定电流IN 断路器可以长期通过的最大电流。 电器长期通过额定电流时，其发热温度不会超过允许值。
3.额定开断电流INbr 断路器在额定电压下能正常可靠开断的最大短路电流。 它标志断路器的开断能力。
备上发生高压危险。
34
一、电流互感器的工作原理
作者： 版权所有
广泛采用电磁式电流互感器 原理和变压器相似
电流互感器的原理接线如图：
～ TA
电流互感器的工作特点：
N1 I1
负载
一次绕组串联，匝数很少。
I1完全取决于被测回路的负荷 电流。
N2
I2 A Wh
TV
35
一、电流互感器的工作原理
作者： 版权所有
电气设备允许最高工作电压Ualm＝(110%～115%)UN 而电网最高运行电压Usm＜(115%)USN
Ualm Usm
所以，一般按照电气设备的额定电压UN不低于装置地 点电网额定电压USN的条件选择即可。
UNUSN
4
一、按正常工作条件选择电气设备 作者： 版权所有
1．额定电压 电气设备的额定电压UN就是铭牌上标出的线电压。 另外，电气设备还有一个最高工作电压Ualm，即电气 设备长期运行所允许的最大电压。 选择电气设备时，应使所选电气设备最高工作电压 Ualm不低于电气设备装置点的电网最高运行电压Usm ， 即UalmUsm 。
分、合避雷器、电压互感器和空载母线 分、合励磁电流不超过2A的空载变压器 分、合电容电流不超过5A的空载线路
29
作者： 版权所有
华电发电厂电气部分第6讲PPT教案
S [70/ 0.9 5010% / 0.8] / 2 42 （MVA） NT
比较（1）〜（4），按最大者选择主变的容量， 即 SNT ≥ 48MVA ，故选择SF7-63000/110，
额定电压121/10.5kV
第18第页1/共9页56/共页50页
2、变电站主变压器
1）变电所主变容量，一般应按5-10年规划 负荷来选择，根据城市规划、负荷性质、 电网结构等综合考虑，确定其容量。
S NT PLmax / cosL PN'G (1 Kp ) / cosG / n （MVA）
第15第页1/共6页56/共页50页
2）具有发电机电压母线接线的主变压器容量的确定原则
直配负荷
PLmax PLmin cosL
[原则3] 发电机电压母线上有
停用
两台或以上主变时，当其中 容量最大的一台因故退出运
a. 一般当最大机组容量为125MW及以下的发电厂，多采用三绕组 变压器。但每个绕组的通过容量应达到该变压器额定容量的 15%及以上，否则选两台双绕组变合理。
b. 对于最大机组为200MW以上的发电厂，一般采用双绕组变压 器，加联络变压器。
c. 在110KV及以上中性点直接接地系统中，凡需选用三绕组变 的场所，均可优先选用自耦变。它损耗小，体积小，效率高， 但限流效果差，且变比不宜过大。
行时，其余主变在允许的正
常过负荷范围内，应能输送
母线剩余功率的70%以上。
PN1
cosG
PC 厂用
TG11
PN 2
S NT PNG (1 Kp ) / cosG PLmin / cosL 70%/(n 1)（MVA）
第16第页1/共7页56/共页50页
2）具有发电机电压母线接线的主变压器容量的确定原则
比较（1）〜（4），按最大者选择主变的容量， 即 SNT ≥ 48MVA ，故选择SF7-63000/110，
额定电压121/10.5kV
第18第页1/共9页56/共页50页
2、变电站主变压器
1）变电所主变容量，一般应按5-10年规划 负荷来选择，根据城市规划、负荷性质、 电网结构等综合考虑，确定其容量。
S NT PLmax / cosL PN'G (1 Kp ) / cosG / n （MVA）
第15第页1/共6页56/共页50页
2）具有发电机电压母线接线的主变压器容量的确定原则
直配负荷
PLmax PLmin cosL
[原则3] 发电机电压母线上有
停用
两台或以上主变时，当其中 容量最大的一台因故退出运
a. 一般当最大机组容量为125MW及以下的发电厂，多采用三绕组 变压器。但每个绕组的通过容量应达到该变压器额定容量的 15%及以上，否则选两台双绕组变合理。
b. 对于最大机组为200MW以上的发电厂，一般采用双绕组变压 器，加联络变压器。
c. 在110KV及以上中性点直接接地系统中，凡需选用三绕组变 的场所，均可优先选用自耦变。它损耗小，体积小，效率高， 但限流效果差，且变比不宜过大。
行时，其余主变在允许的正
常过负荷范围内，应能输送
母线剩余功率的70%以上。
PN1
cosG
PC 厂用
TG11
PN 2
S NT PNG (1 Kp ) / cosG PLmin / cosL 70%/(n 1)（MVA）
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2）具有发电机电压母线接线的主变压器容量的确定原则
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35KV 采用“Y”连接，其中性点多通过消弧线圈接地。
35KV 以下，采用“△”连接。
在发电厂和变电所中，一般考虑系统或机组的同步并列要求以及限制三次谐波对电源的影 响等因素，主变压器的接线组别一般都选用 YN /△-11 常规接线。
幻灯片 28 调压方式的确定
------包括无激磁调压和有载调压两种，其调压范围分别在 10%以内和 30%。发电厂主变很 少采用有载调压，220KV 及以上的降压变压器仅在电网电压变化较大时采用有载调压。
采用有载调压的情况：
接于出力变化大的发电厂的主变，特别是潮流方向不固定，且要求变压器副边电压维持在 一定水平。
接于时而为送端，时而为受端，具有可逆工作特点的联络变压器，为保证供电质量，要求 母线电压恒定。
发电机经常在低功率因数下运行。 幻灯片 29
-----随形式和容量不同而异 自然风冷：7500KVA 以下小容量变， 强迫空气冷却：容量大于 10000KVA 强迫油循环水冷却 强迫油循环导向冷却 水内冷变压器 采用充气式变压器
121/ 10.5
SSPL1-150000
121/ 13.8
PN COS PC
幻灯片 15 2）具有发电机电压母线接线的主变压器容量的确定原则
直配负荷
[原则 1] 当发电机电压母线上负荷最小时，扣除厂用负荷后，主变压器应能将剩余有功和 无功送往系统。
PL m a x PL m in
cosL
PN1 PN 2 PC
PC
cos G
厂用
S NT PLmax / cosL PN''G (1 Kp ) / cosG / n
（MVA） 幻灯片 19 两台发电机组均为 50MW(额定电压 10.5kV,功率因数 0.8)，厂用电率为 10％，当地最大综 合负荷 70MW，最小综合负荷 40MW，功率因数 0.9，剩余功率送 110kV 系统。厂用启动备用 电源引自 110kV 母线，夏季丰水期时，一台机组停运，一台机组备用，选择主变型号。 例题： 解：
PL m a x
PL m in
cosL
停用
G1
PN1 PN 2
发电机电压母线上除最大一台机组外其它发电机容量之和，MW
PC
cos G
厂用 （MVA）
S NT PLmax / cosL PN'G (1 Kp ) / cosG / n
幻灯片 17 2）具有发电机电压母线接线的主变压器容量的确定原则
（MVA） （MVA） 比较（1）〜（4），按最大者选择主变的容量， 即 SNT ≥ 48MVA ，故选择 SF7-63000/110，
额定电压 121/10.5kV 幻灯片 20 2、变电站主变压器
1）变电所主变容量，一般应按 5-10 年规划负荷来选择，根据城市规划、负荷性质、电网 结构等综合考虑，确定其容量。 2）重要变电所，应考虑一台主变停运，其余主变容量在计及过负荷能力允许时间内，应满 足 I、II 类负荷的供电。
（1） （2） （3） （4）
（MVA） （MVA）
S [250 (110%)/ 0.8 40 / 0.9]/ 2 34 NT
S [70 / 0.9 50 (110%)/ 0.8]/ 2 11 NT
S [250 (110%)/ 0.8 40 / 0.9] 70% 48 NT
S [70 / 0.9 5010% / 0.8]/ 2 42 NT
幻灯片 18 2）具有发电机电压母线接线的主变压器容量的确定原则
直配负荷 [原则 4]因系统经济运行要求需限制本厂出力时，应具有从系统倒送功率的能力，满足电压 母线上最大负荷的要求。
PL m a x PL m in
cosL
G1
停用
G1
PN1 PN 2
发电机电压母线上停运部分机组后，其它发电机容量之和，MW
YN， 38.5 148 0.8
10.5 58.6
1500/ 0
2×
6.6
d11
110
2.5% 10.5
121± 11
2×
2.5%
SFP7- 3600 242± 18
3600 00
4×
00/22
2.5%
0
YN， 195 860 0.7 d11
14.0 252
幻灯片 11 产品型号
4、变压器型号
S N 3U N I N
设计序号
额定容量（kVA） 高压绕组电压等级（KV）
绕组耦合方式，自耦 O 绕组导线型号，铜 ，铝（L） 调压方式，无激磁调压 ，有载调压 Z 绕组数，双绕组 ，三绕组 S 油循环方式，自然循环 ，强迫油导向循环 D，强迫油循环 P 冷却方式，油浸自冷（J） ，空气自冷 ，风冷 F，水冷 W（S） 绕组外绝缘介质，变压器油 ，空气 G（K），成型固体 C 相数，单相 D，三相 S 注：自耦变作升压用时，O 列在型号后，作降压用时 O 列在型号前
双绕组 三绕组 自耦 低压分裂绕组
（3）按绕组数
无激磁（无载） 有激磁（有载） （4）按调压方式
幻灯片 9
North China Electric Power University
（5）按冷却形式 自然空气冷却 <7500KVA
自然油循环 强迫油循环
风冷（水冷） >10000KVA
风冷（水冷） 导向冷却
相数的确定 -------主变选择三相还是单相，主要考虑变压器的制造条件、运输条件和可靠性要求等因 素。 330KV 及以下电力系统，一般都应选三相变压器。
500KV 及以上电力系统中的主变相数的选择，除按容量、制造水平、运输条件确定外，更重 要的是考虑负荷和系统情况，保证供电可靠，进行综合分析，在满足技术、经济的条件下， 来确定选用单相变还是三相变。
对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，可设 3 台主变。
与系统弱联系的中、小型电厂和低压侧电压为 6~10KV 的变电所，或与系统联系只是备用性 质时，可只装 1 台变压器。
联络变为布置和引线方便，通常只选一台，在中性点接地方式允许条件下，以选自耦变为 宜。其第三绕组，即低压绕组兼作厂用备用电源或引接无功补偿装置。 幻灯片 24 三、主变压器型式的选择
b. 对于最大机组为 200MW 以上的发电厂，一般采用双绕组变压器，加联络变压器。
c. 在 110KV 及以上中性点直接接地系统中，凡需选用三绕组变的场所，均可优先选用自耦 变。它损耗小，体积小，效率高，但限流效果差，且变比不宜过大。 幻灯片 27
绕组接线组别的确定 ------变压器三相绕组的连接方式有“Y”和“△”两种，应根据具体工程确定；接线组别 必须和系统电压相位一致，采用时钟法表示 我国 110KV 及以上电压等级中，变压器三相绕组都采用“YN ”连接；
幻灯片 4
North China Electric Power University 变压器结构（外部）
瓦斯继电器
线夹 储油柜 引线
套管油位
风扇
套管
潜油泵
幻灯片 5 变压器结构（外部）
North China Electric Power University
油温表
油位表
分接头机构箱
油流继电器
散热器
散热器
风扇
幻灯片 10 3、变压器的主要参数
North China Electric Power University
110、220kV 双绕组变压器技术数据
型号
额定
额定电压
连接组
损耗
空载电 阻抗电 总体质
容量
kV
kW
流% 压%
量
kVA 高压 低压
空载 短路
t
SF7-3 3150 110± 6.3
2)联络变容量一般不小于接在两种电压母线上最大一台机组的容量，以保证最大一台机组故 障或检修时，通过联络变来满足本侧负荷的要求；同时在线路检修或故障时，通过联络变 将剩余容量送入另一系统。 幻灯片 23 4、主变压器台数的确定 ----与电压等级、接线形式、传输容量、和系统的联系等因素有密切关系。 与系统有强联系的大、中型发电厂和枢纽变电所，在一种电压等级下，主变应不少于 2 台。
1、发电厂主变压器 1）单元接线的主变压器容量的确定原则
按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留 10%的裕度确定。
扩大单元接线的变压器容量，按上述算出的两台机容量之和确定。
S （P P 1.1 NT
NG
)
C
/
cosG
（MVA）
PN
COS
PC
幻灯片 14 例题：
100MW 的发电机组，功率因数 0.85，额定电压 10.5kV,单元接线接入 110kV 系统， 厂用电率 8%，选主变型号。
直配负荷
[原则 3] 发电机电压母线上有两台或以上主变时，当其中容量最大的一台因故退出运行时， 其余主变在允许的正常过负荷范围内，应能输送母线剩余功率的 70%以上。
PL m a x PL m in
cosL
停用
T1
G1
PN1 PN 2 PC
厂用
cos G
（MVA）
S NT PNG (1 Kp ) / cosG PLmin / cosL 70%/(n 1)
幻灯片 1
发电厂电气部分（32 学时）
第六讲
主 讲： 刘君 E-mail: liujunlishu@ Tel: 80798481 幻灯片 2
第四章 电气主接线及设计（3）
基本要求：
掌握发电厂、变电站主变压器的选择方法
幻灯片 3 一、变压器知识常识
1、变压器结构 （内部：铁芯、绕组）
分接头
厂用
cos G
S NT PNG (1 Kp ) / cosG PLmin / cosL / n