发电厂电气部分(华电)——第2讲
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电
电 气 接 线
一
电路 电气
接线
和 各
种
方式
电气 接线 求 成接 和 电 的 ，
连接线， 电 连接线，按 要 的电路， 电 的电路，成为 电 、 称为一 接线 电气 。
二
电路 二
路、 路、 路、 路、
接线
路 电
作电
设备 、 、 和 和 路 路、 路、 路
一
--电气主接线用一定的图形符号和文字符号绘成 --电气主接线用一定的图形符号和文字符号绘成 电气主接线图 的电路图。 的电路图。 --电气主接线图用单线图表示三相电路 --电气主接线图用单线图表示三相电路 --元件为正常状态 开关、刀闸在断开位置） 元件为正常状态（ --元件为正常状态（开关、刀闸在断开位置）
300MW发电机组主要电气设备的参数 发电机组主要电气设备的参数 发电机组
（1）发电机：额定功率300MW，额定电压20KV，额定电流10189A， 发电机：额定功率300MW，额定电压20KV，额定电流10189A 300MW 20KV 10189 COSФ=0.85，额定转速3000r/min。 3000r/min COSФ=0.85，额定转速3000r/min。 主变压器：额定容量360MV·A 额定电压242 360MV 242± 20kV kV， （2）主变压器：额定容量360MV A，额定电压242±2×2.5%/20kV，额定电 流858.9/10392.3A，连接组别为YN,d11，ΔP0＝177kW，I0%=0.3，ΔPk 858. 10392. 连接组别为YN,d11，ΔP0 177kW， YN,d11 kW 809kW Uk=11 kW， ＝809kW，Uk=11 MV·A （3） 高 压 厂 用 变 压 器 ： 额 定 容 量 4 0 / 2 0 - 2 0 MV A， 额 定 电 压 20± kV，接线组别为D 12， 12。 20±2×2.5%/6.3－6.3kV，接线组别为D，d12，d12。 （4）电压互感器：JDZD-20型，变比 电压互感器：JDZD-20型 JDZ-20型 JDZ-20型，变比
旁路断路器
分段断路器
第二节 发电厂的电气部分
电 气 系 统
电能生产系统 电气一次系统 电气二次系统
作 用
通过与汽轮机同轴的发电机，将机械能转换为电能； 通过与汽轮机同轴的发电机，将机械能转换为电能； 通过高压配电装置将电能汇集并分配送往电力传输网络； 通过高压配电装置将电能汇集并分配送往电力传输网络； 通过厂用供电系统，保证厂用辅机供电； 通过厂用供电系统，保证厂用辅机供电； 通过二次系统对一次系统进行监视、测量、控制和保护。 通过二次系统对一次系统进行监视、测量、控制和保护。
300MW发电机组电气部分 电气设备及接线 发电机组电气部分:电气设备及接线 发电机组电气部分
发电机－变压器单元接线， 发电机－变压器单元接线， 采用全连分相封闭母线。 采用全连分相封闭母线。 无发电机出口断路器和隔离 开关； 开关； 在主变低压侧引接一台高压 厂用变压器，供给厂用电； 厂用变压器，供给厂用电； 在发电机出口侧 ， 通过高压 熔断器接有三组电压互感器 和一组避雷器； 和一组避雷器； 在发电机出口侧和中性点侧， 在发电机出口侧和中性点侧 ， 每相装有电流互感器； 每相装有电流互感器； 发电机中性点接有中性点接 地变压器 ， 干式 （ 高电阻接 地） 高压厂用变压器高压侧 ， 每 相装有电流互感器。 相装有电流互感器。
20 0.1 / 3 3 20 0.1 0.1 / / 3 3 3
kV和 kV和
kV
（5）高压熔断器：RN4-20型，额定电流20kA，额定容量4500 MV·A 高压熔断器：RN4 20型 额定电流20kA，额定容量4500 MV A 20kA （6）电流互感器：LRD-20型，变比12000/5A 电流互感器：LRD-20型 变比12000/ 12000 中性点接地变压器：干式、单相、额定电压20 20/ 23kV 额定容量25 kV， （7）中性点接地变压器：干式、单相、额定电压20/0.23kV，额定容量25 kV·A， 二次侧负载电阻为 0 . 5 ～ 0 . 6 ， 换算至变压器一次侧电阻值为 kV A 3781～4537欧姆 发电机中性点实际为高电阻接地方式， 欧姆。 3781～4537欧姆。发电机中性点实际为高电阻接地方式，用来限制电容 电流。 电流。
测量电路中的电气参数： 测量电路中的电气参数： 电压表、电流表、 电压表、电流表、功率因数表 迅速反应不正常情况并进行监控 和调节
二次设备： 二次设备：④直流电源设备
供给控制、保护和厂用直流负荷、事故照明的直流用电。 供给控制、保护和厂用直流负荷、事故照明的直流用电。
直流发电机组
蓄电池组
硅整流设备
电
一、电气设备的分类和功能
直接生产和输送电能的设备
电 气 设 备
一 次 设 备 二 次 设 备
生产和转换电能的设备 开关电器 限制短路电流和防御过电压设备 载流导体 接 一次设备 器 电 直流电 设备 电器 制和
设备
制电
一次设备： 一次设备：①生产和转换电能的设备
发电机-机械能转换为电能 发电机变压器-电压升高或降低，满足输配电需要 变压器-电压升高或降低， 电动机电动机-电能转化为机械能
电抗器（串联） 限制短路电流，维持母线残压。 电抗器（串联）-限制短路电流，维持母线残压。
避雷器-保护电力系统和电气设 避雷器备的绝缘使其不受过电压而损坏
一次设备： 载流导体： 一次设备：④载流导体：将电气设备连接起来
母线：汇集和分配电能。 母线：汇集和分配电能。 架空线路：终端线、 架空线路：终端线、联络线 电缆：用于城市、厂站内部或附近、 电缆：用于城市、厂站内部或附近、穿越江河或海峡
二次设备： 互感器(电流互感器、电压互感器) 二次设备：①互感器(电流互感器、电压互感器)
将一次系统的高电压和大电流转换为二次系统标准的低电压和小 电流，供给仪表和保护装置使用，使一次与二次系统可靠隔离。 电流，供给仪表和保护装置使用，使一次与二次系统可靠隔离。
电流互感器
电压互感器
二次设备： 二次设备：②测量表计 ③继电保护及自动装置
第一节 概 述
电 电
的 线
和 能
电 力 系 统 的 功 能
电能的生产：火电、水电和核电、各种新能源 电能的生产：火电、水电和核电、 的生产 的传输： 电能的传输 交流架空线路或电缆 电能的传输： 交流架空线路或电缆 流输电 流输电 电能的 电能的 和 ： 电 电能的 电能的 ：各种 的 电能 的能源
实际电气接线
讨论：分析图 讨论：分析图2-1所示电厂电气主接线的特点 所示电厂电气主接线的特点
假设图2-1中G3 中 假设图 ， 的PN=300MW， UN=20kV， ， cosφ=0.85，则 ， IN=? T3的 的 SN=360MVA， ， 问：UN1=? UN2=?
母线联源自文库 断路器
电气主接线图举例
600MW发电机组主要电气设备的参数 600MW发电机组主要电气设备的参数 MW发电机组
（1）发电机：额定功率600MW，额定电压20KV，额定电流 发电机：额定功率600MW，额定电压20KV， 600MW 20KV 19245A COSФ=0.9，额定转速3000r/min。 3000r/min 19245A，COSФ=0.9，额定转速3000r/min。 主变压器：由三台DFP 240型单相双绕组变压器接成三相 DFP（2）主变压器：由三台DFP-240型单相双绕组变压器接成三相 额定容量3 240MV MV·A 550/20kV Uk=14 kV， 14. 组，额定容量3×240MV A，额定电压 550/20kV，Uk=14.5～ 15. 15.5 高压厂用变压器： 额定容量60 35－ 60/ MV·A （3） 高压厂用变压器 ： 额定容量 60 / 35 － 35 MV·A， 额定电压 20± 25% kV，接线组别为D 12， 12。 20±8×1.25%/6.3－6.3kV，接线组别为D，d12，d12。 （4）电压互感器：JDZ-20型，变比 电压互感器：JDZ-20型 （5）电流互感器：LRD-20型，变比22000/5A 电流互感器：LRD-20型 变比22000/ 22000 中性点接地变压器：干式、单相、额定电压20 20/ 23kV kV， （6）中性点接地变压器：干式、单相、额定电压20/0.23kV， 额定容量30 kV·A 二次侧接地电阻为0 542欧姆 欧姆。 额定容量30 kV A，二次侧接地电阻为0.542欧姆。
硬母线由绝缘子支撑 220kV 母线 10kV 母线 软母线由绝缘子串悬挂在杆塔上 图形 符号
一次设备： 一次设备：⑤接地装置
电力系统中性点的工作接地或保护人身安全的保护接 与地中的接地网相连。 地，与地中的接地网相连。
变压器中性点的工作接地 变压器中性点的工作接地
接地 刀闸 闭合， 闭合， 保护 检修 人员 安全
600MW发电机组的电气部分 600MW发电机组的电气部分 MW
发电机－变压器单元接线， 1) 发电机－变压器单元接线，采用全连分相 封闭母线。 封闭母线。 无发电机出口断路器和隔离开关； 2）无发电机出口断路器和隔离开关； 主变采用三个单相双绕组变压器接成三相， 3 ） 主变采用三个单相双绕组变压器接成三相 ， 低压侧接成三角形，高压侧接成星形。 低压侧接成三角形，高压侧接成星形。 在主变低压侧引接一台高压厂用变压器， 4 ） 在主变低压侧引接一台高压厂用变压器 ， 供给厂用电； 供给厂用电； 在发电机出口侧，接有两组电压互感器、 5 ） 在发电机出口侧 ， 接有两组电压互感器 、 一组避雷器和一组电容器； 一组避雷器和一组电容器； 在发电机出口侧和中性点侧， 6 ） 在发电机出口侧和中性点侧 ， 每相装有电 流互感器； 流互感器； 发电机中性点接有中性点接地变压器； 7）发电机中性点接有中性点接地变压器； 高压厂用变压器高压侧和低压侧， 8 ） 高压厂用变压器高压侧和低压侧 ， 每相装 有电流互感器； 有电流互感器； 主变压器高压侧，每相装有电流互感器。 9）主变压器高压侧，每相装有电流互感器。
发电机
封闭 母线
变压器
一次设备： 一次设备：②接通或断开电路的开关电器
高压断路器：正常运行和故障情况下用作断开或接通 高压断路器： 电路中的正常工作电流及开断故障电流。 电路中的正常工作电流及开断故障电流。
一次设备： 一次设备：②接通或断开电路的开关电器
隔离开关：建立明显的绝缘间隙，转换线路增加线路 隔离开关：建立明显的绝缘间隙， 联接的灵活性。 联接的灵活性。
学时） 发电厂电气部分（32学时） 学时
第二讲
主 讲： 刘君 E-mail:
第二章 发电、 发电、变电和输电的电气部分
基本要求 1、掌握主要电气设备的功能及其图形符号 2、掌握电气主接线及配电装置的基本概念 3、掌握发电厂电气部分的组成 了解300MW 600MW发电机组电气部分的特点 300MW、 4、了解300MW、600MW发电机组电气部分的特点
一次设备： 一次设备：②接通或断开电路的开关电器
负荷开关：只能开断负载电流和一定过载电流。 负荷开关：只能开断负载电流和一定过载电流。 熔断器：过载或短路时，起到开断和保护的作用。 熔断器：过载或短路时，起到开断和保护的作用。 熔断器 传动机构 弹簧脱扣 机构 高压负荷开关
一次设备： 一次设备：③限制故障电流和防御过电压的电器
母线、导线、电力电缆 （电缆终端头*） 母线、导线、电力电缆W（电缆终端头 ） 电流互感器 TA 电压互感器 TV
二、电气接线
------发电厂变电站中， ------发电厂变电站中，根据各种电气设备的作用 发电厂变电站中 和要求， 和要求，按一定方式用导体连接起来形成的电路 称为电气接线。 称为电气接线。
主要电气设备的图形符号
生产和转换 电能的设备 开关电器 限制短路电 流和防御过 电压设备 载流导体 互感器 发电机G 发电机 旧 断路器QF 断路器 隔离开关QS 负荷开关 负荷开关Q 隔离开关 避雷器F 避雷器 火花间隙F 火花间隙 熔断器FU 熔断器 接地E 接地 旧 电抗器L 电抗器 变压器T 变压器 电动机M 电动机
电 气 接 线
一
电路 电气
接线
和 各
种
方式
电气 接线 求 成接 和 电 的 ，
连接线， 电 连接线，按 要 的电路， 电 的电路，成为 电 、 称为一 接线 电气 。
二
电路 二
路、 路、 路、 路、
接线
路 电
作电
设备 、 、 和 和 路 路、 路、 路
一
--电气主接线用一定的图形符号和文字符号绘成 --电气主接线用一定的图形符号和文字符号绘成 电气主接线图 的电路图。 的电路图。 --电气主接线图用单线图表示三相电路 --电气主接线图用单线图表示三相电路 --元件为正常状态 开关、刀闸在断开位置） 元件为正常状态（ --元件为正常状态（开关、刀闸在断开位置）
300MW发电机组主要电气设备的参数 发电机组主要电气设备的参数 发电机组
（1）发电机：额定功率300MW，额定电压20KV，额定电流10189A， 发电机：额定功率300MW，额定电压20KV，额定电流10189A 300MW 20KV 10189 COSФ=0.85，额定转速3000r/min。 3000r/min COSФ=0.85，额定转速3000r/min。 主变压器：额定容量360MV·A 额定电压242 360MV 242± 20kV kV， （2）主变压器：额定容量360MV A，额定电压242±2×2.5%/20kV，额定电 流858.9/10392.3A，连接组别为YN,d11，ΔP0＝177kW，I0%=0.3，ΔPk 858. 10392. 连接组别为YN,d11，ΔP0 177kW， YN,d11 kW 809kW Uk=11 kW， ＝809kW，Uk=11 MV·A （3） 高 压 厂 用 变 压 器 ： 额 定 容 量 4 0 / 2 0 - 2 0 MV A， 额 定 电 压 20± kV，接线组别为D 12， 12。 20±2×2.5%/6.3－6.3kV，接线组别为D，d12，d12。 （4）电压互感器：JDZD-20型，变比 电压互感器：JDZD-20型 JDZ-20型 JDZ-20型，变比
旁路断路器
分段断路器
第二节 发电厂的电气部分
电 气 系 统
电能生产系统 电气一次系统 电气二次系统
作 用
通过与汽轮机同轴的发电机，将机械能转换为电能； 通过与汽轮机同轴的发电机，将机械能转换为电能； 通过高压配电装置将电能汇集并分配送往电力传输网络； 通过高压配电装置将电能汇集并分配送往电力传输网络； 通过厂用供电系统，保证厂用辅机供电； 通过厂用供电系统，保证厂用辅机供电； 通过二次系统对一次系统进行监视、测量、控制和保护。 通过二次系统对一次系统进行监视、测量、控制和保护。
300MW发电机组电气部分 电气设备及接线 发电机组电气部分:电气设备及接线 发电机组电气部分
发电机－变压器单元接线， 发电机－变压器单元接线， 采用全连分相封闭母线。 采用全连分相封闭母线。 无发电机出口断路器和隔离 开关； 开关； 在主变低压侧引接一台高压 厂用变压器，供给厂用电； 厂用变压器，供给厂用电； 在发电机出口侧 ， 通过高压 熔断器接有三组电压互感器 和一组避雷器； 和一组避雷器； 在发电机出口侧和中性点侧， 在发电机出口侧和中性点侧 ， 每相装有电流互感器； 每相装有电流互感器； 发电机中性点接有中性点接 地变压器 ， 干式 （ 高电阻接 地） 高压厂用变压器高压侧 ， 每 相装有电流互感器。 相装有电流互感器。
20 0.1 / 3 3 20 0.1 0.1 / / 3 3 3
kV和 kV和
kV
（5）高压熔断器：RN4-20型，额定电流20kA，额定容量4500 MV·A 高压熔断器：RN4 20型 额定电流20kA，额定容量4500 MV A 20kA （6）电流互感器：LRD-20型，变比12000/5A 电流互感器：LRD-20型 变比12000/ 12000 中性点接地变压器：干式、单相、额定电压20 20/ 23kV 额定容量25 kV， （7）中性点接地变压器：干式、单相、额定电压20/0.23kV，额定容量25 kV·A， 二次侧负载电阻为 0 . 5 ～ 0 . 6 ， 换算至变压器一次侧电阻值为 kV A 3781～4537欧姆 发电机中性点实际为高电阻接地方式， 欧姆。 3781～4537欧姆。发电机中性点实际为高电阻接地方式，用来限制电容 电流。 电流。
测量电路中的电气参数： 测量电路中的电气参数： 电压表、电流表、 电压表、电流表、功率因数表 迅速反应不正常情况并进行监控 和调节
二次设备： 二次设备：④直流电源设备
供给控制、保护和厂用直流负荷、事故照明的直流用电。 供给控制、保护和厂用直流负荷、事故照明的直流用电。
直流发电机组
蓄电池组
硅整流设备
电
一、电气设备的分类和功能
直接生产和输送电能的设备
电 气 设 备
一 次 设 备 二 次 设 备
生产和转换电能的设备 开关电器 限制短路电流和防御过电压设备 载流导体 接 一次设备 器 电 直流电 设备 电器 制和
设备
制电
一次设备： 一次设备：①生产和转换电能的设备
发电机-机械能转换为电能 发电机变压器-电压升高或降低，满足输配电需要 变压器-电压升高或降低， 电动机电动机-电能转化为机械能
电抗器（串联） 限制短路电流，维持母线残压。 电抗器（串联）-限制短路电流，维持母线残压。
避雷器-保护电力系统和电气设 避雷器备的绝缘使其不受过电压而损坏
一次设备： 载流导体： 一次设备：④载流导体：将电气设备连接起来
母线：汇集和分配电能。 母线：汇集和分配电能。 架空线路：终端线、 架空线路：终端线、联络线 电缆：用于城市、厂站内部或附近、 电缆：用于城市、厂站内部或附近、穿越江河或海峡
二次设备： 互感器(电流互感器、电压互感器) 二次设备：①互感器(电流互感器、电压互感器)
将一次系统的高电压和大电流转换为二次系统标准的低电压和小 电流，供给仪表和保护装置使用，使一次与二次系统可靠隔离。 电流，供给仪表和保护装置使用，使一次与二次系统可靠隔离。
电流互感器
电压互感器
二次设备： 二次设备：②测量表计 ③继电保护及自动装置
第一节 概 述
电 电
的 线
和 能
电 力 系 统 的 功 能
电能的生产：火电、水电和核电、各种新能源 电能的生产：火电、水电和核电、 的生产 的传输： 电能的传输 交流架空线路或电缆 电能的传输： 交流架空线路或电缆 流输电 流输电 电能的 电能的 和 ： 电 电能的 电能的 ：各种 的 电能 的能源
实际电气接线
讨论：分析图 讨论：分析图2-1所示电厂电气主接线的特点 所示电厂电气主接线的特点
假设图2-1中G3 中 假设图 ， 的PN=300MW， UN=20kV， ， cosφ=0.85，则 ， IN=? T3的 的 SN=360MVA， ， 问：UN1=? UN2=?
母线联源自文库 断路器
电气主接线图举例
600MW发电机组主要电气设备的参数 600MW发电机组主要电气设备的参数 MW发电机组
（1）发电机：额定功率600MW，额定电压20KV，额定电流 发电机：额定功率600MW，额定电压20KV， 600MW 20KV 19245A COSФ=0.9，额定转速3000r/min。 3000r/min 19245A，COSФ=0.9，额定转速3000r/min。 主变压器：由三台DFP 240型单相双绕组变压器接成三相 DFP（2）主变压器：由三台DFP-240型单相双绕组变压器接成三相 额定容量3 240MV MV·A 550/20kV Uk=14 kV， 14. 组，额定容量3×240MV A，额定电压 550/20kV，Uk=14.5～ 15. 15.5 高压厂用变压器： 额定容量60 35－ 60/ MV·A （3） 高压厂用变压器 ： 额定容量 60 / 35 － 35 MV·A， 额定电压 20± 25% kV，接线组别为D 12， 12。 20±8×1.25%/6.3－6.3kV，接线组别为D，d12，d12。 （4）电压互感器：JDZ-20型，变比 电压互感器：JDZ-20型 （5）电流互感器：LRD-20型，变比22000/5A 电流互感器：LRD-20型 变比22000/ 22000 中性点接地变压器：干式、单相、额定电压20 20/ 23kV kV， （6）中性点接地变压器：干式、单相、额定电压20/0.23kV， 额定容量30 kV·A 二次侧接地电阻为0 542欧姆 欧姆。 额定容量30 kV A，二次侧接地电阻为0.542欧姆。
硬母线由绝缘子支撑 220kV 母线 10kV 母线 软母线由绝缘子串悬挂在杆塔上 图形 符号
一次设备： 一次设备：⑤接地装置
电力系统中性点的工作接地或保护人身安全的保护接 与地中的接地网相连。 地，与地中的接地网相连。
变压器中性点的工作接地 变压器中性点的工作接地
接地 刀闸 闭合， 闭合， 保护 检修 人员 安全
600MW发电机组的电气部分 600MW发电机组的电气部分 MW
发电机－变压器单元接线， 1) 发电机－变压器单元接线，采用全连分相 封闭母线。 封闭母线。 无发电机出口断路器和隔离开关； 2）无发电机出口断路器和隔离开关； 主变采用三个单相双绕组变压器接成三相， 3 ） 主变采用三个单相双绕组变压器接成三相 ， 低压侧接成三角形，高压侧接成星形。 低压侧接成三角形，高压侧接成星形。 在主变低压侧引接一台高压厂用变压器， 4 ） 在主变低压侧引接一台高压厂用变压器 ， 供给厂用电； 供给厂用电； 在发电机出口侧，接有两组电压互感器、 5 ） 在发电机出口侧 ， 接有两组电压互感器 、 一组避雷器和一组电容器； 一组避雷器和一组电容器； 在发电机出口侧和中性点侧， 6 ） 在发电机出口侧和中性点侧 ， 每相装有电 流互感器； 流互感器； 发电机中性点接有中性点接地变压器； 7）发电机中性点接有中性点接地变压器； 高压厂用变压器高压侧和低压侧， 8 ） 高压厂用变压器高压侧和低压侧 ， 每相装 有电流互感器； 有电流互感器； 主变压器高压侧，每相装有电流互感器。 9）主变压器高压侧，每相装有电流互感器。
发电机
封闭 母线
变压器
一次设备： 一次设备：②接通或断开电路的开关电器
高压断路器：正常运行和故障情况下用作断开或接通 高压断路器： 电路中的正常工作电流及开断故障电流。 电路中的正常工作电流及开断故障电流。
一次设备： 一次设备：②接通或断开电路的开关电器
隔离开关：建立明显的绝缘间隙，转换线路增加线路 隔离开关：建立明显的绝缘间隙， 联接的灵活性。 联接的灵活性。
学时） 发电厂电气部分（32学时） 学时
第二讲
主 讲： 刘君 E-mail:
第二章 发电、 发电、变电和输电的电气部分
基本要求 1、掌握主要电气设备的功能及其图形符号 2、掌握电气主接线及配电装置的基本概念 3、掌握发电厂电气部分的组成 了解300MW 600MW发电机组电气部分的特点 300MW、 4、了解300MW、600MW发电机组电气部分的特点
一次设备： 一次设备：②接通或断开电路的开关电器
负荷开关：只能开断负载电流和一定过载电流。 负荷开关：只能开断负载电流和一定过载电流。 熔断器：过载或短路时，起到开断和保护的作用。 熔断器：过载或短路时，起到开断和保护的作用。 熔断器 传动机构 弹簧脱扣 机构 高压负荷开关
一次设备： 一次设备：③限制故障电流和防御过电压的电器
母线、导线、电力电缆 （电缆终端头*） 母线、导线、电力电缆W（电缆终端头 ） 电流互感器 TA 电压互感器 TV
二、电气接线
------发电厂变电站中， ------发电厂变电站中，根据各种电气设备的作用 发电厂变电站中 和要求， 和要求，按一定方式用导体连接起来形成的电路 称为电气接线。 称为电气接线。
主要电气设备的图形符号
生产和转换 电能的设备 开关电器 限制短路电 流和防御过 电压设备 载流导体 互感器 发电机G 发电机 旧 断路器QF 断路器 隔离开关QS 负荷开关 负荷开关Q 隔离开关 避雷器F 避雷器 火花间隙F 火花间隙 熔断器FU 熔断器 接地E 接地 旧 电抗器L 电抗器 变压器T 变压器 电动机M 电动机