河南理工大学 发电厂的电气部分 复习要点总结

第二章发电、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/文字）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

4、了解300MW、600MW发电机组电气部分的特点

一次设备：直接生产和输送电能的设备

二次设备：对一次设备测量、监视、控制和保护

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

变压器-电压升高或降低，满足输配电需要

电动机-电能转化为机械能

一次设备②：接通或断开电路的开关电器

高压断路器：断开或接通电路中的、或。配有，是电力系统中。

答案：正常工作电流、过负荷电流或短路电流。灭弧装置，最重要的控制和保护电器。

隔离开关：在检修设备时（建立），进行电路的或断开小电流电路。没有灭弧装置，一般只有电路断

开的情况下才能操作。

答案：隔离电压（建立明显的绝缘间隙），切换操作。

负荷开关：介于断路器和隔离开关之间的一种开关电器，具有简单的，只能开断和一定。

答案：灭弧装置，只能开断负载电流和一定过载电流。

一次设备③：限制故障电流和防御过电压的保护电器

熔断器：过载或短路时，起到开断和保护的作用。

电抗器（串联）：增加短路阻抗，限制短路电流，维持母线残压。

串联在出线断路器线路侧。

答案：过电压

一次设备④：载流导体

母线：汇集和分配电能。

架空线路：终端线、联络线

电缆：用于城市、厂站内部或附近、穿越江河或海峡

一次设备⑤：接地装置

保护人身安全的和电力系统中性点的，与接地网相连。

答案：保护接地工作接地

一次设备⑥：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的和，供给使用，使一次与二次系统。

答案：标准低电压小电流仪表和保护装置可靠隔离

电流互感器电压互感器

二次设备①：测量表计

测量电路中的电气参数：电压表、电流表、功率(因数)表和电能表等

二次设备②：继电保护及自动装置

迅速反应不正常情况或故障情况，并进行监控和调节或作用于断路器跳闸将故障切除。

二次设备③：直流电源设备

主要有直流发电机组、蓄电池组、硅整流装置，用于供给控制、保护和厂用直流负荷、事故照明用电等。

二、电气接线

发电厂变电站中，根据各种电气设备的作用和要求，按一定方式用导体连接起来形成的电路称为。

答案：一次电路（电气主接线）

由一次设备（发电机、变压器、断路器等），按预期生产流程所连成的电路。

二次电路（二次接线）

测量表计回路、断路器控制和信号回路

操作电源回路、继电保护回路、自动装置回路

电气主接线用规定的和绘成的电气主接线图来表示。

电气主接线图用表示三相电路

元件状态：开关、刀闸在

答案：图形符号文字符号单线图断开位置

2.2 发电厂的电气部分

通过与汽轮机同轴的，将机械能转换为电能；

通过将电能汇集并分配送往电力传输网络；

通过，保证厂用辅机供电；

通过对一次系统进行监视、测量、控制和保护。

答案：发电机高压配电装置厂用供电系统二次系统

第三章常用计算的基本理论和方法

[]

1(20)=t w ac dc f f R R K K s ραθ+-=

Rac —导体的交流电阻

Rdc —导体的直流电阻

ρ—20℃时的直流电阻率

αt —20℃时电阻的温度系数（表3-1）

Kf —导体的集肤效应系数（图3-1、3-2）

θw —导体运行温度

0()l l w l Q F αθθ=-

αl —对流散热系数

Fl —单位长度导体对流散热面积

4402732735.7100100w f f Q F θθε⎡⎤++⎛⎫⎛⎫=-⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦

ε—导体材料的相对辐射系数（黑度系数）表3-2

Ff —单位长度导体的辐射散热表面积

k pr br br in a

t t t t t t =+=+

tk 短路时间tpr 继电保护时间tbr 断路器全开断时间 tin 断路器固有分闸时间 ta 燃弧时间

2、导体短时发热的最高发热温度

Qw->Aw

Aw->Ah

Ah->Qh

3、短路电流热效应Qk 的计算

Ipt －对应时间t 的短路电流周期分量有效值

inp0－短路电流非周期分量初始值，inp0= -√2I ″, I ″为t=0s 时短路电流周期分量有效值（次暂态电流）

Ta －非周期分量衰减时间常数

22222000000cos k k

k k a a t t t t t t T T k kt pt np pt np p np Q i dt t i e dt I dt i e dt Q Q ω--⎛⎫==+≈+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎰⎰⎰⎰ 当短路电流切除时间tk>1s 时，导体发热主要由周期分量决定，可忽略非周期分量的影响

3.3 载流导体短路时电动力计算

J=bh^3/12

1=

f

L-绝缘子跨距，Nf -频率系数（表3-4），E-导体弹性模量

J-导体截面惯性矩，衡量截面抗弯能力的参数

m-导体单位长度的质量 -72max 1.7310sh L F i a β=⨯

导体长期发热的特点

升温的过程按指数曲线变化。

导体通过电流I 后，温度开始升高，经过(3～4)Tr ，导体达到稳定发热状态→导体温升快慢取决于导体的发热时间常数Tr ，与通过的电流大小无关。

稳定温升与电阻功耗成正比，与散热能力成反比，与导体的初始温度无关。