发电厂电气基础知识

基本概念张旭[e-mail]问题1：电气的定义问题2：电气和电器的区别电气（electric）：英文原意为“电的和电相关的”。最早我国引入：electricengineering，即为电工程，由于口语习惯后改为：电气工程。现在常用的相关名词有：电气、电气工程、电气专业等等。对于电气的理解可以泛泛地理解为：和电相关的某部分抽象的内容。图示电力系统110kV洋垦738线ABC7388738373847387381738770017700170014110kV正母线7011701770170147010Z#1主变3014301311311431231243001龙垦1线龙垦‖线313313431431443003ZK35kV1段母线315龙垦III线龙垦IV线#21所用变外来10kV电源4214212423400VI段400VII段#23#24#25#26#27#28#15#16#17#18#19#20#21#22见详图A#14#13#12#11#10#9#8#7#6#5#4#3#2#1详图A0.69kV35kV依靠图形符号和文字符号表征电气系统中的某一部分的电路连接是电气相关研究和工作的基本技巧和基本工作要求，这种图形即为电气主接线图。这两张卫星照片分别显示了美国和加拿大部分地区当地时间8月13日晚9时21分（左），及14日9时03分的夜间光亮强度（2003年美加大停电）发电厂产品：电能（二次能源，即由一次能源转换成的能源）交流。正弦波。通过电器设备后波形基本还是正弦波。50-60HZ。过低，闪烁；过高，干扰、损耗三相发电厂用户要求的电能质量：电压。+-10%，无功调节。频率。+-0.2，有功调节，低周减载。谐波。由大功率直流电器产生，污染电源，使其它电器发热。闪变。电压瞬时波动，影响电子产品工作，如计算机芯片生产。三相不平衡。发电厂发电厂分类（P13）根据一次能源的不同，可分为：火电厂矿物燃料锅炉汽轮机发电机热能机械能电能华能北京热电厂安徽平圩发电厂发电厂水电厂水库水势能水轮机机械能发电机电能核电厂核燃料反应堆蒸汽发生器透平机发电机电能三峡左岸厂房外部全貌三峡左岸电站厂房全貌大亚湾核电站（2＊90万千瓦）葛洲坝水电厂发电厂风力发电站太阳能电站潮汐发电站地热发电站生物质能浙江江厦潮汐电站，装机3200千瓦西藏羊八井地热二分场青海天峻县生格乡7千瓦太阳能光伏电站浙江临海括苍山风电场33台600千瓦风电机组变电站对比开关站同样实现电能的分配，不同的是变电站中有变压器进行电压变换。变电站分类枢纽变电站：汇集多个大电源和大容量联络线，在系统中处于枢纽位置，高压侧交换系统间巨大功率潮流，并向中压侧传送大量电能。全所停电后，将使系统稳定破坏，电网瓦解，造成大面积停电。变电站地区重要变电站：位于地区网络的枢纽点上，高压侧以交换和接受功率为住，供电给地区的中压侧和附近的低压侧负荷。全所停电后，将引起地区电网的瓦解，影响整个地区的供电。一般变电所：多位终端和分支变电所，降压供电给附近用户或一个企业。全所停电后，只影响附近用户或一个企业的供电。发电厂的主要电气设备和电气主接线发电厂的主要电气设备的作用和图形符号一次设备：发电机-机械能转换为电能电动机-电能转化为机械能M变压器-电压升高或降低，满足输配电需要。生产和分配电能的设备电气符号表示符号表示分为图形符号和文字符号,图形符号常由基本符号、一般符号、符号要素和限定符号表示；文字符号常用中文拼音、英文拼音的缩写或标准规定的符号表示。基本符号：说明电路特征，不表示独立设备或元件。交流直流一般符号：表示一类设备或产品特征，较为简单。符号要素：以一种特定意义的简单图形和其他图形组合成一个设备或概念的完整符号。电机线圈绕组星型连接绕组三角型连接限定符号：在某一符号上附加限定信息的符号，表示调节手段、运动方向等。线性可调注意：•图形符号一般均按未通电、无外力作用的“正常状态”表示，如：开关未闭合，继电器、接触器的线圈未通电，按钮未按下等。•表示的详细程度视需求而定。•三相电力系统用单线图表示，但某些表示接线细节的电器设备符号需要表示三相关系，如：变压器绕组、电压互感器和电流互感器等等。文字符号：•基本文字符号：可以用单字母表示也可以用双字母表示，如：T表示变压器，G表示发电机，QF表示断路器，QS表示隔离开关等等。•辅助文字符号：表示电气设备、装置和元器件等功能、状态、特征和位置，AC表示交流、DC表示直流、P表示保护等等。•辅助符号也可单独使用，如：N表示中性线，PEN表示保护接地与中性线共用。电气连接中常采用固定电接触(此处为螺钉固定连接)进行，需要分合电路的地方则采用开关电器发电厂的主要电气设备和电气主接线接通或断开电路的开关电器：正常或事故时，将电路闭合或断开断路器：切断电流隔离开关：隔离电压熔断器：保护电器，过流熔断电池电灯闸刀开关这是生活用电中使用灯泡的简单示意，由于用电环境安全（电压低、开关被绝缘材料包裹）以至于我们没有注意到一个现象：在闸刀开关分合电路时，其阻抗在发生由0到无穷大的变化，这之间的过渡过程中将产生电弧。这种分合方式被称为可分电接触方式，也意味着可以有选择分合电路。电弧是一种气体自持放电现象，维持条件很低（电压大于10~20V、电流大于80~100mA）,但能量集中、亮度强、温度高。（在未关闭用电设备拔插电气设备插头将有可能观察到）。断路器是电气系统中直接分合电路的设备，需要可以熄灭分合电流时候所产生的电弧，一般将触头装设于充满灭弧介质（油、SF6、真空）灭弧机构中，并依靠强有力的操作机构（液压、电磁、弹簧、电机、压缩空气）快速自动分合触头，为防止遮断容量不足发生爆炸，运行时需要远方操作。隔离开关用于检修时候形成明显的电压断开点，不装设灭弧装置，可采用人工手动操作机构就地分合。断路器触头装设于灭弧机构中（瓷套管内）隔离开关触头暴露于空气中隔离开关分合常采用就地人工操作断路器分合需要依靠强力操作机构快速进行，为防止断路器爆炸，运行中须远方操作煤场主厂房锅炉升压变汽轮机、发电机及实现集中控制的主控制室一般都位于主厂房内变压器配电装置配电装置主控制室变电站的监视控制测量和保护一般也集中于主控制室内。指示断路器位置的红绿灯分合断路器的把手断路器分合位置无法直接观察到，通常断路器都带有指示发电厂的主要电气设备和电气主接线限制故障电流和防御过电压的电器电抗器-限制短路电流，维持母线残压避雷器-防御过电压接地装置：包括工作接地和保护接地载流导体：将电气设备连接起来发电厂的主要电气设备和电气主接线母线：接受和分配电能的装置架空线电缆连接导体封闭母线发电厂的主要电气设备和电气主接线二次设备：对一次设备进行测量、控制、监视和保护仪用互感器：将电路中的电压或电流降至较低值，供给仪表和保护装置使用。电压互感器（PT）电流互感器（CT）发电厂的主要电气设备和电气主接线测量表计：测量电路中的参量值电压表电流表功率表AVW电能表kW·h发电厂的主要电气设备和电气主接线继电保护及自动装置：迅速反应不正常情况并进行监控和调节。直流电源设备：供给保护和事故照明的直流用电，包括：直流发电机组，蓄电池。其它：用于控制电路的主令电器，用于位置指示的红绿指示灯，用于灯光告警的光子牌，用于声音告警的电铃、蜂鸣器或音响，用于连接的端子、绝缘导线和电缆、用于功能投退的连接片（压板）等发电厂的主要电气设备和电气主接线电气主接线各种电气设备根据工作的要求和它们的作用，依一定次序用导线连接成的电路，称为电气接线，其中一次设备连接成的电路成为电气主接线，二次设备连成的电路称为二次电路。其中主接线常按规定的图形符号画成单线图的形式。MMM简单电气接线演示配电装置配电装置可以简单地理解为分配电能的装置，需要注意的是：它是电气主接线在空间中的实现。不仅仅包括电气设备，还包括相关的用于支撑母线的架构、用于敷设电缆的电缆沟，用于巡视的平台等土建设备。安装于住宅中的低压配电箱高压开关柜是发电厂和变电站常见的成套配电装置，常用于10kV和6kV！变电站值班员在做相关工作记录，巡视和记录工作是变电站基本工作之一高压开关柜是发电厂和变电站中常见的成套配电装置隔离开关电流互感器断路器隔离开关继电器断路器控制把手隔离开关操作机构断路器操作机构巡视窗口表计作业：在百度、谷歌等搜索引擎图片中输入：变压器、断路器、变电站、发电厂等关键词，搜索图片，直观认识同学们今后的工作场景和电气设备。作业：查阅《电气设计手册》、《国家电网公司输变电工程-典型设计》、仔细阅读相关电气符号介绍和电气主接线图，做到任何一个设备都可以认识。作业：图书馆查阅相关资料，综述你所了解的电气设备（带符号）！（字数不限制，本次作业占平时成绩3分，任何两个雷同版本都不得分）二次回路原理图二次回路展开图QFS双水内冷系列50-310MW汽轮发电机小型柴油发电机正在组装风力发电机机身750kV单相变压器220kV三相变压器进行消防试验的单相变压器10kV杆上变压器各类电动机220kV高压断路器10kV高压开关柜及手车式真空断路器安装于10kV高压开关柜中的真空断路器三柱式隔离开关V字隔离开关隔离开关（分位）隔离开关（合位）触头闭合触头分开操作机构（电动）变电站值班员正在操作分开隔离开关(电气操作中，需要有人操作有人监护，并执行相关的规章制度)变电站值班员正准备隔离开关分离后挂设接地线返回高压跌落式熔断器负荷开关及熔断器装设于高压开关柜内的熔断器工作人员正在通过绝缘操作杆投入跌落式熔断器(注意：任意一相熔断器熔断，即跌落于当前状态)返回66kV电压互感器66kV电流互感器断路器隔离开关电流互感器连接导体（一次）连接电缆（二次）接线盒（二次）隔离开关避雷器电压互感器连接电缆（二次）接线盒（二次）套管CTCT接线盒二次电缆（套于保护管中）套接于断路器上的套管CT（两侧都有）二次接线盒二次电缆返回二滩--自贡500千伏线路10kV线路220kV线路110kV线路220kV硬母110kV软母线500kV枢纽变电站220kV重要变电站110kV一般变电站箱式变电所串接于10kV电容器后的电抗器220kV避雷器消弧线圈接地变电缆返回发电机到主变压器常用封闭母线连接主变厂用变发电厂主厂房（汽轮机和发电机安转于其中）返回电气设备的由连接导体连接起来主变和隔离开关由跳线连接返回蓄电池柜直流电源装置返回隔离开关火花间隙电流互感器隔离开关操作机构变压器中性点接地扁铁二次电缆铝管接地刀闸接地刀闸隔离开关接地刀闸操作机构接地刀闸操作机构隔离开关操作机构返回有功表、无功表和电流表、电压表。电度表一般装设于专用的电度表屏柜上返回表计光子牌用于信号告警指示断路器分合位置的红绿灯分合断路器的控制把手电缆绝缘导线由端子顺序连接组成的端子排电力工作者正在电缆沟中布设二次电缆，主控制室内的保护测控等二次装置与CT、PT及断路器等设备的连接由二次电缆实现断路器CT端子箱：还未敷设电缆的电缆沟，可以看出电缆将分层辐射于电缆架上端子箱用于实现电缆连接的汇集（交流电流电压，直流控制信号等等），已节省电缆材料。如：A、B、C三相使用三根电缆分别采集的电流可以汇集后用一根电缆送入主控室。压板用于投退某种逻辑功能切换把手用户转换逻辑功能返回