发电厂及其电气部分第二讲课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2.0,电力系统的功能,电能的,生产,：,电能的,传输,：,电能的,变换,分配,：,电能的,使用,：,火电、水电、核电、各种新能源等,交流,/,直流,架空线或电缆,变电站,各种形式的,负荷,将电能转换为其他形式的能,电气部分包含,电气设备,、连接电气设备的,电气接线和装置,。,为了满足电能的生产、输送和分配的需要，发电厂和变电站中安装有各种,电气设备,，用于实现起动、转换、监视、测量、调整、保护、切换和停止等操作。,按电压等级可分为高压电器和低压电器；,按所起的作用不同，电气设备可分为,一次设备,和二,次设备,两大类。,2.1,电气设备与电气接线,2.1.1,电气设备,电气设备的分类及功能,生产、变换、输送、,分配和使用电能的设备,对一次设备测量、监视、控制和保护,2.1.1,电气设备,一次设备：,生产和转换电能的设备,发电机（,G,）：将机械能转换为电能,变压器（,T,）：改变电压,电动机（,M,）：将电能转换为机械能,发电厂中最主要的设备！,断路器,（俗称开关，,QF,）：接通或断开电路的正常工作电流、过负荷电流或短路电流，有灭弧装置；是电力系统中最重要的控制和保护电器。,一次设备：,开关电器,图形符号：,隔离开关,（俗称刀闸，,QS,）：用来在检修设备时隔离电压，进行电路的切换工作机接通或断开小电流电路，无灭弧装置；一般只有电路断开的情况下才能操作。使用量最多。,图形符号：,一次设备：,开关电器,熔断器,（俗称保险，,FU,）：用来断开电路的过负荷电流或短路电流，但不能接通或断开正常工作电流，必须与其他电器配合使用。,一次设备：,开关电器,图形符号：,此外，还有用于配电系统的自动重合器和自动分段器、低压开关电器等。,作用是限制短路电流，维持母线残压，使发电厂或变电站能选择轻型电器和选用截面积较小的导体。,限流电器包括串联在电路中的,普通电抗器,和,分裂电抗器,。,一次设备：,限流电抗器,普通电抗器,分裂电抗器,避雷线,避雷器,避雷针,一次设备：,防御过电压设备,保护电力系统和电气设备的绝缘，使其不受过电压而损坏,载流,导体,母 线,架空线,电缆线,一次设备：,载流导体,母线：汇集或分配电能，或将发电机、变压器与配电装置连接。,架空线：终端线或联络线，用于传输电能。,电缆：应用于城市、场站内部或附近。,一次设备：,载流导体,接地,设备,保护,接地,工作,接地,保护人身安全,保证电力系统正常工作,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地，都必须与地中的接地网相连。,一次设备：,接地设备,调相机：,不带机械负荷,运行的同步电动机，向系统输出,感性无功,，以调节电压控制点或地区的电压。,电力电容器：,分串联和并联补偿两类。,消弧线圈：,补偿小电流接地电流系统的,单相,接地电容电流，以利于熄灭电弧。,并联电抗器：,吸收过剩的无功功率，,改善,沿线电压和无功分布，,提高,送电效率；一般装设在,330kV,及以上超高压配电装置的线路侧。,一次设备：,无功补偿设备,用来补偿电力系统的无功功率，以降低有功损耗和维持系统的稳定性。,补偿,设备,调相机,电容器,静止补偿器,消弧线圈,并联电抗器,仪用互感器：分为,电流互感器,（,TA,）和,电压互感器,（,TV,）。电压（电流）互感器将交流高压（大电流）变为低压（小电流），供电给测量仪表和机电保护装置的电压（电流）线圈。,一次设备：,仪用互感器,测量表计,绝缘监察装置,控制和信号装置,继电保护和自动装置,直流电源设备,电力载波通信设备,手动,自动,控制,信号,反映设备事故或异常状态,继电保护,自动装置,切除故障元件,自动调节,蓄电池,硅整流,事故照明,开关电器的操作,保护和自动装置,直流电机,二次设备,测量表计,如电压表、电流表、频率表、功率表等，用于测量电路中的电气参数。,继电保护、自动装置、远动装置,迅速反应系统不正常情况或故障情况，进行,监控,和,调节,或作用于断路器,跳闸,将故障切除。,直流电源设备,直流电源设备包括直流发电机组、蓄电池组、整流装置等。供给控制、保护用的直流电源和厂用直流负荷等。,操作电器、信号设备及控制电缆,操作电器：诸如各种类型的操作把手、按钮等操作电器实现对电路的操作控制。,信号设备：信号设备给出信号或显示运行状态标志。,控制电缆：控制电缆用于连接二次设备。,电气设备的符号,图形符号,是用于表示电气图中电气设备、装置、元器件的一种图形和符号。,文字符号,是电气图中电气设备、装置、元器件的种类字母和功能字母代码。文字符号的字母应采用大写的拉丁字母。,主要电气设备的图形和文字符号如表所示。,电气设备的符号,电气设备的符号,电气设备的符号,在发电厂和变电站中，各种,电器设备,须用,导线,按一定的要求连成一个整体，并与必要的,辅助设备,一起安装，为电气接线和电气装置。,在发电厂和变电站中，根据各种电气设备的作用及要求，按一定的方式用导线连接起来所形成的电路称为,电气接线,。,2.1,电气设备与电气接线,2.1.2,电气接线,电气主接线表明,电能汇集,和,分配,的的关系及各种,运行方式,。,电气主接线通常用规定的图形符号和文字符号画成,电气主接线图,来表示。可画为三线图或单线图。,注意：,1,、,单线图虽绘制单相电路的连接情况，但是表示,三相电路,。,2,、,图中各种元件应表示,正常状态,。,2.1.2,电气接线,火电厂的电气主接线图,双母线三分段接线,根据电气主接线的要求，由,开关电器、母线、保护,和,测量设备,以及,必要的辅助设备,和建筑物构成的整体为,配电装置,。,配电装置按装设地点的不同，分为,屋内配电装置,和,屋外配电装置,。,2.1,电气设备与电气接线,2.1.3,配电装置,屋内配电装置，又称发电机电压配电装置,屋外配电装置，又称高压配电装置,火电厂电气系统示意图,我国电力系统中，发电机单机容量不断增长，,300,、,600MW,单机成为,主力机组,，,1000MW,的单机,逐步应用,。,2.2,发电厂的电气部分,300MW,发电机组电气部分,亚临界,主要特点,1,、采用发电机,变压器单元接线，无发电机出口断路器和隔离开关；,2,、,在主变低压侧引接一台高压厂用变压器，供给厂用电；,3,、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；,一、电气主接线,300MW,发电机组采用发电机,变压器单元接线，变压器高压侧经引线,接入,220kV,系统,。,300MW,发电机组电气部分,亚临界,主要特点：,4,、,在发电机出口侧和中性点侧，每相装有电流互感器；,5,、,发电机中性点接有中性点接地变压器，干式（高电阻接地）,6,、,高压厂用变压器高压侧，每相装有电流互感器。,一、电气主接线,300MW,发电机组由于额定电流很大，发电机和主变压器之间的连接母线及厂用分支母线均采用,全连离相封闭母线,。相比起敞露母线有以下优点：,供电,可靠：能有效地防止绝缘受灰尘、潮气等污秽及外物造成的短路。,运行,安全：母线封闭于外壳中，且外壳接地，工作人员不会触及带电导体。,由于金属,外壳的屏蔽作用，母线相间电动力减少，消除母线周围钢构件的发热。,施工,安装简便，运行维护工作量小。,300MW,发电机组电气部分,亚临界,一、电气主接线,二、主要电气设备,600MW,发电机组电气部分,超临界,600MW,发电机组采用发电机,变压器单元接线，变压器高压侧经引线,接入,500kV,系统,，,500kV,侧采用一台半断路器接线方式,。,主要特点：,1),发电机变压器单元接线，采用全连分相封闭母线。,2,）发电机与主变压器之间无断路器和隔离开关；,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，高压侧中性点直接接地。,4,）在主变低压侧引接一台高压厂用变压器，供给厂用电；,600MW,发电机组电气部分,超临界,5,）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；,6,）在发电机出口侧和中性点侧，每相装有电流互感器；,7,）发电机中性点接有中性点接地变压器；,8,）高压厂用变压器高压侧和低压侧，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；中性点配置电流互感器。,600MW,发电机组主要电气设备参数,1000MW,发电机组电气部分,超超临界,一、电气主接线特点,二、主要电气设备,三、超超临界发电机组的特点与问题,超超临界发电技术可,大幅度提高,机组的热效率，在可用性、可靠性、灵活性和机组寿命等方面可以,与亚临界火力发电机组媲美,。,超超临界发电技术是我国电力工业升级换代、缩小于发达国家技术与装备差距的,新一代技术,。,但是超超临界发电机组在设计和制造方面还有,关键技术未解决,。如新材料的开发。,数字化发电厂,大机组、大容量发电厂的设备和系统越来越多，所需操作、控制设备也愈来愈多。随着,生产过程高度自动化和管理现代化,，电力行业市场经济逐步形成，,发电企业必将加速进入信息化时代,，因此，与时代同步、与世界接轨，发展数字化发电厂是未来的,必然趋势,。,目前，数字化发电厂的概念主要是针对,发电厂的生产过程,，通过实时地数字化控制和管理对每个生产设备、生产环节、管理环节都用数据予以客观描述，存储、积累发电厂的历史生产数据，再按一定规律，通过计算、归纳、提取，用动态数字来表达发电企业的生产状态，实现企业,数字化科学管理,。,核心是,围绕发电厂的,生产运营,和,科学管理过程,进行数字化。,数字化发电厂,何为数字化发电厂,?,数字化发电厂模式,1,）,基于上层网络模式,（信息网络）。在仿真技术基础上，将生产实时数据、办公管理数据汇总，进行数字信息深度挖掘应用。,2,）,基于下层网络模式,（,FCS,网络）。将发电机组大量测试功能下放到智能化现场总线控制系统（,FCS,）层面，从发电设备上直接采集设备、工艺数据，上层采用工业以太网技术互联。,3,）,基于控制网络模式,（,DCS,网络）。现代发电厂几乎离不开,DCS,技术。新的,DCS,技术可覆盖到电气领域，实现电厂“炉,-,机,-,电,-,辅”一体化网络控制。,4,）,上中下网络合一模式,（,3,层网络）。该模式有,3,个网络层（直接控制层、管理一体化层、生产经营辅助决策层）、,2,个支持系统（数据库支持系统和计算机网络支持系统），本质为基于,DCS,网络的数字化电厂模式。,5,）,数字化发电厂,5,层网络模型,。模型的基础技术是,IT,技术，支持系统是网络和软件，每个层次的技术功能可以扩充、调整。,数字化发电厂,数字化发电厂的核心技术,1,）采用成熟的,FCS,数字化仪表和装置。,2,）发电厂“炉,-,机,-,电,-,辅”,DCS,一体化控制和数字化升压站,NCS,。,3,）数字化,CCTV,（工业）网络图像监视技术。,4,）厂级运营优化增值服务技术。,5,）信息层面的数字化高端应用。,6,）系统工程、软件技术、流程技术和先进的计算机辅助技术（,CAD,）、三维技术等。,数字化发电厂,2.3,高压交流输变电,随着用电需求的不断增长，大型水电厂、火电厂和核电厂的建设，地区间电源与负荷的不平衡以及经济调度的需要，电压等级逐步提高。影响输电电压等级发展的主要原因：,1,）长距离输电能力,大容量发电厂的建设地点原理负荷中心，低压输电造成输送功率的浪费和电能质量的下降。,2,）大容量输送电能,随着电力系统发电容量增大，即是输电距离不长，也需要较高的电压等级。,3,）节省基建投资和运行费用,若以输送每千米每千瓦输电线路造价为单位造价，则在各级电压相应的经济输送容量范围内，,线路的单位造价将随输电线路输送电压等级的升高而降低；,在相同的输送容量和距离的条件下，,输电线路的总损耗随着电压等级的升高而降低；,此外，输送相同容量输电线路走廊（简称,输电走廊）的宽度，也随着电压等级的升高而降低,。,4,）电力系统互连,电力系统的将发展为大区域或跨区域的联合电力系统，将各种一次能源转化为电能并有效联系在一起。,2.3,高压交流输变电,500kV,输变电系统,1,、,500kV,升压变压器：电压等级高、传输容量大。,2,、,500kV,自耦变压器：,500kV,变电站的联络变压器和降压变压器大都采用自耦变压器，一般接为星形,-,星形。,在正常情况下控制各,输电线路,和设备的开端及关合；故障时自动断开短路电流。,依据灭弧介质，分为油断路器、真空断路器、空气断路器、,六氟化硫断路器,（我国,500kV,断路器全部使用此断路器）,隔离开关是高压开关设备的一种，在结构上隔离开关没有专门的灭弧装置，因此不能用来拉合负荷电流和短路电流。,主要用途：,1,、设备检修时隔离有电和无电部分,2,、隔离开关和断路器配合，进行倒闸操作以改变系统接线的运行方式。,500kV,变电站主要电气设备,主要用途为：,1,、供电量结算用,2,、用作继电保护的电压信号源,3,、用作合闸或重合闸检查同期、检测无压信号,可分为电磁式和,电容式,（,500kV,电网中常用）。,电流互感器的一次绕组串联在输电线路中，线路中的电流就是一次电流；二次绕组接有测量仪表和保护装置作为二次绕组负荷。两绕组间有足够的绝缘。,避雷器是变电站保护电器设备免遭雷电冲击波袭击的设备。当雷电冲击波沿线路传入变电站并超过其保护水平时，避雷器首先放电，降低雷电压幅值。,避雷器有,保护间隙,避雷器、管型避雷器、阀型避雷器、磁吹阀式避雷器和,氧化锌,避雷器（,500kV,系统常用）。,500kV,输变电系统,500kV,变电站主要电气设备,500kV,输变电系统,500kV,变电站电气主接线,变电站的电气主接线,指的是变电站中汇集、分配电能的电路，通常称为变电站一次接线，由变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线、避雷器等电气设备按一定顺序连接而成。,500kV,变电站是电力系统的,枢纽站,，在电力系统中的地位极为重要。目前，我国,500kV,变电站的电气接线一般采用,双母线四分段带专用旁路母线,和,3/2,断路器,两种接线方式。,500kV,变电站电气主接线,谢谢！,