发电厂电气部分总结共40页

2009-2010《发电厂电气部分》课程复习要点

by shuwh

04.26

绪论第一章第二章

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.了解发电厂和变电所的类型，特点

（1）发电厂：

火力发电厂（1火电厂布局灵活，装机容量大小可按需要决定；2 火电厂的一次性建造投资少。建造工期短。发电设备年利用小时数较高； 3、火电厂耗煤量大，单位发电成本比水电厂高3-4倍；4、动力设备繁多，控制操作复杂；5、大型机组停机到开机并带满负荷时间长，附加耗用大量燃料；6担负急剧升降负荷时，需要付出附加燃料消耗的代价；7若担任调峰、调频、事故备用，则相应事故增多，强迫停运率增高，厂用电率增高。应尽可能担负较均匀负荷；8、对空气、环境污染大）

水力发电厂（1、可合理利用水资源；2、发电成本低，效率高；3、运行灵活；4、可存储和调节；5、不污染环境；6、投资较大，工期较长；7、受水文条件制约；8、淹没土地，生态环境）核能发电厂（建设费用高，燃料费用便宜，带基荷运行）

新能源发电

风力

地热

海洋能

太阳能

生物质能

磁流体

（2）变电所：

（1）枢纽变电所

（2）中间变电所

（3）地区变电所

（4）终端变电所

3.发电厂电气设备简述

一次设备

a)直接生产、变换、输送、分配和用电的设备

二次设备

b)对一次设备和系统运行状态进行测量、控制、监视和保护

的设备。

4.初步了解发电厂和变电所中一次设备和二次设备的基本构成:了解发电厂和变电所的电

气主接线的概念。

一次设备:

（1）生产和转换电能的设备

发电机——将机械能转换为电能

变压器——电压升高或降低以满足输配电的需要

电动机：将电能转换为机械能

（2）接通或断开电路的开关电器

断路器（俗称开关）

隔离开关（俗称刀闸）

熔断器（俗称保险）

（3）限流电器和防御过电压设备

电抗器

避雷器

（4）载流导体

裸导体母线，电缆等

（5）接地装置

保证电力系统正常运行或保护人身安全

二次设备：

（1）仪用互感器

电流互感器——大电流变成小电流（5A或1A）

电压互感器——大电压变成小电压（100V或（2）测量表计

电压表，电流表，功率表和电能表等

（3）继电保护及自动装置

（4）直流电源设备

（5）操作电器、信号设备及控制电缆

第三章常用计算的基本理论和方法

1. 掌握导体的正常最高允许温度和通过短路电流时的短时允许温度。掌握长期发热和

短时发热的区别。导体的发热和散热一般了解。

正常最高允许温度：导体正常最高允许温度（长期发热），一般不超过

70℃；计及太阳辐射（日照）影响时，钢芯铝绞线

及管形导体，可按80℃

通过短路电流时的允许温度：硬铝和铝锰合金200℃，硬铜300℃

长期发热：正常运行时工作电流产生

短时发热：故障时短路电流产生

导体的发热和散热：导体的发热计算，根据能量守恒定律。稳定状态时：

其中：R Q ——单位长度导体电阻损耗的热量，/W m ；

t Q ——单位长度导体吸收太阳日照的热量，/W m ； l Q ——单位长度导体的对流散热量，/W m ；

f Q ——单位长度导体向周围介质辐射散热量，/W m ；

2. 导体的长期发热要求掌握稳定温升公式、导体的载流量及导体的正常发热温度。

（1）稳定温升公式：

2W W I R F

τα= （αW 为散热系数，F 为总的散热面积） （2）导体载流量以及导体正常发热温度

导体载流量：I == （由稳定温升公式得到） 导体正常发热温度：F

R I W αθθ20+= 计及日照

3. 导体的短时发热要求掌握短时发热的特点,熟练掌握短路电流热效应的计算方法

（1）导体短时发热：短路开始到短路被切除的一段很短的时间内导体发热的过程

（2）导体短时发热的特点:发出的热量比正常发热要多，导体温度升高的很快

（3）短路电流热效应：

（1）短路切除时间s t k 1<

其中 周期分量：k k k t 2222k p pt t t 02

t Q I dt (I 10I I 12''==++⎰） 非周期分量: 2np Q I T ''=

（2）短路切除时间s t k 1>

导体发热主要由短路电流周期分量决定

4. 掌握导体短路的电动力的计算,其中公式推导不作要求。

（1）两平行导体间的电动力 217102i i a

L K F -⨯=（形状系数K 见书P75） （2）三相导体短路时的电动力 271073.1sh i a

L F -⨯=（sh i 为三相短路时的冲击电流） 5. 了解电气设备及主接线的可靠性分析中主要的指标，以及简单串并联系统的分析。

（1）电气设备的分类：

可修复元件：若元件(系统)投入使用一段时间后发生故障，经过

修理后能再次恢复到正常状态：发电机 变压器

断路器 输电线路

不可修复元件：若元件(系统)投入使用后，一旦发生故障便无法

修复，或虽能修复但很不经济 ：电容器 照明灯