第二章发电厂电气主接线和厂用电.

仿真培训报告人：胡志光单位：华北电力大学《电力系统和电气设备的运行》第二章发电厂电气主接线和厂用电第二章目录第一节发电厂的电气主接线第二节发电厂电气设备的倒闸操作第三节发电厂的厂用电电气主接线和厂用电部分练习题和答案第一节发电厂电气主接线一、电气主接线概述1.电气主接线电气主接线是指发电厂中的一次电气设备按照设计要求连成的接受和分配电能的电路，也称发电厂的主电路和一次接线。2.电气主接线分类（1）主变高压侧接线；（2）发电机电压接线；（3）高压厂用电接线。3.对电气主接线的基本要求（1）保证必要的供电可靠性和电能质量；从以下几方面衡量电气主接线的可靠性：①断路器检修时是否影响供电；②设备或线路故障或检修时，停电的范围、时间以及能否保证对重要用户的供电；③是否存在发电厂全部停电的可能性。（2）力求简单、明了、运行灵活、操作方便；（3）维护及检修安全、方便；（4）力求投资及运行费用低；（5）要考虑远期发展及扩建要求。二、电气主接线图中的常用图形文字符号三、电气主接线基本接线形式1.单母线接线2.双母线接线3.3/2接线4.单元接线5.桥形接线6.角形接线典型地方性火力发电厂电气主接线图T210kVT1G1~G2~G3~G4~110kV220kV某中型热电厂的主接线图典型区域性火力发电厂电气主接线图某区域性火力发电厂的主接线图500kVG1~G2~220kVG3~G4~厂用电第二节发电厂电气设备的倒闸操作一、倒闸操作概述1.倒闸操作当电气设备由一种状态转换到另一种状态或改变系统的运行方式时，所需进行的一系列操作统称为倒闸操作。2．对操作隔离开关的要求（1）在手动合隔离开关时，必须迅速果断，但在合到底时不能用力过猛，以防合过头及损坏支持瓷瓶。在合闸开始时如发生弧光，则应将隔离开关迅速合上，不得再行拉开，以免事故扩大，这时只能用断器切断该回路后，才允许将误合的隔离开关拉开。（2）在手动拉开隔离开关时，应缓慢而谨慎，特别是刀片刚离开刀嘴时，若发生电弧，应立即合上停止操作。但在切断小容量变压器励磁电流、空载线路电容电流、环路均衡电流和并联支路负荷电流时，均有电弧产生，此时应迅速将隔离开关断开，以便顺利消弧。（3）在操作隔离开关后，必须检查隔离开关的开合位置，因为有时可能由于操作机构有故障或调整得不好，经操作后，实际上未合好或未拉开。3.对操作断路器的要求（1）在一般情况下，断路器不允许就地带电手动合闸。这是因为手动合闸慢，易产生电弧，但特殊需要时例外。（2）当远距离操作断路器时，不得用力过猛，以防止损坏控制开关，也不得返回太快，以防止断路器合闸后又跳闸。（3）在断路器操作后，应检查有关信号及测量仪表的指示，以判断断路器动作的正确性。但不能从信号灯及测量仪表的指示来判断路器的实际开、合位置，应到现场检查断路器的机械位置指示，来判断断路器的实际开、合位置，以防止在操作隔离开关时，发生带负荷拉、合隔离开关事故。二、操作票填写的内容在操作票上除填写断路器和隔离开关的操作步骤外，还应填写以下内容：（1）安装或拆除控制回路的熔断器，切断或合上电压互感器的隔离开关以及取下或装上它的熔断器。（2）在拉开或合上断路器及隔离开关后，应检查断路器和隔离开关实际的分、合位置。（3）使用验电器检验需接地部分是否确已无电。（4）切换保护回路及自动装置或改变其整定值。（5）拆、装接地线并检查有无接地。（6）进行两侧具有电源的设备的同期操作。三、倒闸操作的步骤（1）发布命令和接受任务。（2）填写操作票。（3）审票。（4）发布操作命令。（5）核对模拟系统图板。（6）核对设备。（7）唱票操作。（8）检查。（9）操作汇报。（10）总结经验。四、倒闸操作的原则为了减少和避免因断路器未断开或未合好而引起带负荷拉、合隔离开关，所以倒闸操作的中心环节和基本原则是围绕着不能带负荷拉、合隔离开关。因此，在倒闸操作时，应遵循下列具体原则：（1）在拉合闸时，必须用断路器接通或断开负荷电流及短路电流，绝对禁止用隔离开关切断负荷电流。（2）在合闸时，应先从电源侧进行，在检查断路器确在断开位置后，先合上电源侧隔离开关，后合上负荷侧隔离开关，再合上断路器。五、倒闸操作的主要内容1.电力线路或负荷的送电/停电操作；2.发电机的并列/解列操作；3.电力变压器的投运/停运操作；4.工作电源与启/备电源互换操作；5.倒母线和倒旁路操作；6.直流电源启用/停用操作；7.改变中性点接地方式操作；8.继电保护装置启用/停用操作；9.电气自动装置启用/停用操作；10.测量、监视、控制和信号装置的启用/停用操作。六、电气设备倒闸操作实例1.电力线路停电/送电操作（1）电力线路停电操作步骤：①停用该线路的自动重合闸装置；②断开该线路的断路器，并检查断路器的三相已断开；③取下该断路器的合闸操作熔断器；④拉开线路侧的隔离开关，并检查已断开；⑤拉开电源侧的隔离开关，并检查已断开；⑥取下断路器的控制及信号熔断器。（2）电力线路送电的操作步骤：①检查该线路的断路器和两侧的隔离开关均在断开位置；②装上该断路器的控制、信号和合闸熔断器；③合上电源侧隔离开关，并检查已合好；④合上线路侧隔离开关，并检查已合好；⑤合上断路器，并检查已合好；⑥投入自动重合闸装置。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。（4）发电机正常停机时，应在机组有功负荷降到某一数值后，停用自动调节励磁装置，然后将有功和无功降到零时，才能进行解列。在减有功负荷的同时，注意相应减少无功负荷，保持功率因数约为0.9。3.低压厂用工作变压器送电操作（1）收回所有工作票，安全措施全部拆除；（2）检查变压器各部位正常，测定绝缘电阻合格；（3）检查低压厂用工作变压器保护使用正确；（4）检查低压厂用工作变压器小车开关在开位，将其推至工作位置；（5）检查低压厂用工作变压器低压侧开关在开位，合上其刀闸；（6）合上低压厂用工作变压器控制及动力保险；（7）合上低压厂用工作变压器高压侧开关，检查充电良好；（8）合上低压厂用工作变压器低压侧开关，检查并列良好；（9）合上380V工作段连锁开关，并检查连锁继电器K励磁良好；（10）拉开380V工作段备用电源开关；（11）进行全面检查无误后，汇报班长。4.工作电源与启/备电源互换操作（1）用工作电源替代启/备电源操作时应采用：①并联切换。即先合上高压厂用变压器低压侧的断路器，再断开启/备变压器低压侧的断路器。②同时切换。即在发出合上高压厂用变压器低压侧的断路器命令的同时，发出断开启/备变压器低压侧的断路器的命令。且注意在进行上述操作之前，应通过电压调整，使高压厂用变压器低压侧的电压与开启/备变压器低压侧的电压相等。（2）用启/备电源替代工作电源操作时应采用串联切换，即当由于某种原因工作电源消失后，再自动投入启/备电源。具体切换方式包括：①快速切换（tq＜0,1s）；②同期捕捉切换（tq≈0.6s）；③残压切换（tq=1～2s）。5.用备用母线替代工作母线的操作用备用母线替代工作母线时，应先检查母联断路器在断开位置，然后合上母联断路器两侧的隔离开关，再合上母联断路器，由工作母线对备用母线充电，并检查备用母线是否完好。待工作母线与备用母线等电位后，按照“先合后拉“的原则，对各组隔离开关进行操作，操作完毕后，最后断开母联断路器。若工作母线需要检修时，应对工作母线验电、挂地线，并做好安全措施后方可进行检修。6.电压互感器停运/投运操作（1）停运时：先断开二次空气开关（或取下二次侧熔断器），然后拉开一次侧隔离开关；（2）投运操作与停运顺序相反；（3）一次侧未并列运行的两组电压互感器，禁止二次侧并列运行；（4）应防止操作人员误入带电间隔、架构、避免人身触电。第三节火电厂的厂用电一、厂用电量和厂用电率1.厂用电量发电厂在电力生产过程中，有大量以电动机拖动的机械设备，用以保证主要设备（锅炉、汽轮机、发电机等）和辅助设备的正常运行。这些电动机以及全厂的运行操作、试验、修配、照明、电焊等用电设备所消耗的电量总和，统称为厂用电或厂用电量，厂用电量用ΣWP表示，单位：kW·h。式中KP——厂用电率（%）；SC——厂用计算负荷（kVA）；——平均功率因数，一般取0.8；PN——发电机的额定功率（kW）。不同类型电厂的厂用电率：发电厂：5%～8%，热电厂：8%～13%，核电厂：3%～4%，水电厂：0.5%～1.0%。厂用电量ΣWP占同期全厂发电量ΣWG的百分数，称为厂用电率。厂用电率可用下式计算：%100PcosS%100WWKNavCGPP2、厂用电率avcos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。发电厂中一般采用的低压供电网络电压为380/220V；高压供电网络电压为6kV。200kW以上的电动机采用6kV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。电动机的额定电压与额定容量范围关系电动机的额定电压（V）2203803000600010000额定容量范围（kW）小于140小于300大于75大于200大于200含义：保证正常运行的基本电源要求：供电可靠电压和容量满足要求引接方式：有机压母线的机组：从该母线上引接。单元接线的机组：从主变低压侧引接。扩大单元接线的机组：从发电机出口或主变低压侧引接。发电厂的工作电源包括：6kV、10kV高压工作电源、380V低压工作电源、110V、220V直流工作电源和220V交流不间断电源（UPS）。1.工作电源三、厂用电源分类含义：在厂用工作电源完全消失情况下，为保证机组快速启动，向必要的辅助设备供电的电源实质上它也是一个备用电源，只对200MW以上机组，用于工作电源完全消失时保证机组快速启动的电源。引接方式：从与系统联系紧密、供电可靠的最低一级电压母线上引接；从联络变压器的低压绕组引接；从外部电网通过专用线路引接。2.启动电源含义用于事故情况失去工作电源时，起后备作用的电源要求：供电独立性足够的供电容量引接方式：从发电机电压母线的不同分段上引接；从与系统连接紧密、供电可靠的最低一级电压母线上引接；从联络变压器的低压绕组引接。3.备用电源设置方式：明备用：专门设置一台备用变压器，它的容量等于厂用变压器中最大一台的容量，多用于大中型电厂，特别是发电厂。暗备用：不另设专用的备用变压器，而将每台工作变压器的容量加大。多用于中小型水电厂或变电所。3.备用电源用于工作、备用电源都消失时，向事故保安负荷供电的电源。引接方式：蓄电池组：一种独立而又十分可靠的保安电源正常运行时：承担全厂直流负荷用电；事故情况下：一方面提供直流保安负荷用电，另一方面经过逆变器将直流变为交流，兼作交流保安电源。柴油发电机组：一种广泛采用的事故保安电源，通常与蓄电池配合使用。通常每2台发电机组设1台柴油发电机组。可靠的外部独立电源：从外部系统引进独立专用线路。另外，110V、220V的直流电源和220V的UPS电源也是事故保安电源。4.事故保安电源1.按用电设备在生产中的作用和突然中断供电所造成的危害程度厂用负荷可分为四类：短时（手动切换恢复供电所需要的时间）停电会造成主辅设备损坏、危及人身安全、主机停运及影响大量出力的厂用负荷。通常它们都设有两套设备互为备用。供电方式：两个独立的电源供电，当一个电源断电后，另一个电源立即自动投入。①Ⅰ类厂用负荷：四、厂用负荷分类允许短时停电（几秒至几分钟），恢复供电后，不致造成生产紊乱的厂用负荷。供电方式：两个独立的电源供电，并采用手动切换。1