发电厂电气设备
第二电节气设电备种气类设繁多备,作的用主不同要参参数也数不同,但额定
电压、额定电流和额定容量是最重要的设备参数。 一、额定电压
额定电压是国家根据国民经济发展的需要,技术 经济合理性及电机、电器制造等因素所规定的电气 设备标准的电压等级。电气设备在额定电压下工作 时,其技术性能与经济性能最佳。额定电压是电气 设备各参数中的第一参数,常标在设备铭牌及使用 说明书上。
(5)其他如控制回路、信号回路等。
第一节 发电厂、变电站电气设备概述
二、电气接线和装置
在发电厂变电站中,各个电气设备必须用导体按一定 的要求连成一个整体,并与必要的辅助设备一起实行 安装,才能发供电,这即是电气接线和电气装置。
1.电气接线 在发电厂变电站中,根据各种电气设备的作用及要求, 按一定的方式用导体连接起来所形成的电路称为电气 接线。其中一次设备所连成的电路称为一次电路,或 电气主接线;二次设备所连成的电路称为二次电路, 或二次接线。电气接线通常用电气接线图来表示,故 又可分出一、二次接线图。
我国规定的额定电压,按电压高低及使用范围可 分为三类。
第一类是100V及以下的电压等级,见表1-2所示, 主要用于安全动力、照明、蓄电池及其他特殊设备。
第二节 电气设备的主要参数
表1-2 第一类额定电压(V)
第二类是100V至1000V之间的电压等级,见表1-3所 示。它的应用最广、数量最多,如电动机、工业、民用、 照明、普通电器、动力及控制设备等都采用此类电压。
第二节 电气设备的主要参数
1.电力网和用电设备的额定电压 设发电机在额定电压下运行,给电力网AB部分供
电。由于线路有电压损失,所以负荷1-5点所受的电 压各不相同,线路首端电压Ua大于末端电压Ub 。 若负荷沿线路分布均匀,则电压沿线路分布情况大致 如图中斜线ab所示。各处用电设备所受的电压不同 ,也不可能按上述分布电压制造,而且电力网各点的 电压也是经常变化的,所以用电设备的额定电压只能 力求接近于实际工作电压。通常用线路首、末两端电 压的算术平均值作为用电设备的额定电压,这个电压 也即是该电力网的额定电压,用电设备的额定电压就 等于其所在电力网的额定电压。
(kW)表示,当用视在功率(kVA)表示时,需表明额定 功率因数(cos) 。变压器的额定功率用视在功率(kVA)表 示,标明的是最大一线圈的容量。电动机由于铭牌上指的是 输出轴功率,所以用有功功率(kW)表示,同时应标明额 定功率因数c(os )和效率(η)。
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(1)测量表计。如电压表、电流表、功率表、电能表等,用于 测量电路中的电气参数。
(2)继电保护和自动装置。如各种继电器、自动装置等,用于 监视一次系统的运行状况,迅速反应异常和事故,作用于 断路器,进行保护控制。
(3)操作电器。如各类型的操作把手、按钮等实现对电路的操 作控制。
(4)直流电源设备。如蓄电池组、直流发电机、硅整流装置等, 供给控制、保护用的直流电源及厂用直流负荷和事故照明 用电等。
目前,我国发电机额定电压的使用范围为:6 .3~10 .5kV 用于l00MW及以下的小容量机组,13.8kV用于125MW 的汽轮发电机和72.5MW的水轮发电机,15.75kV用于 200MW的发电机,18kV及以上的电压等级用于300MW及 以上的大容量发电机。珠江电厂为4×300MW,发电机出口 电压为20kV。
第二节 电气设备的主要参数
考虑到带满负载时,变压器本身绕组有5%的电压损失,变 压器所接输电线路有5%~10%的电压损失,所以对二次侧 电压等级较高时,二次绕组的额定电压比所接电力网的额 定电压高出10%、对35kV及以下较低的电压等级,视所接 线路的长短及变压器阻抗电压大小分别高出所接电力网额 定电压的10%~5%。
第一章 电气设备概述
华南理工大学电力学院 杨向宇
主要内容
发电厂、变电站电气设备概述 电气设备的主要参数
第一节 发电厂、变电站电气设备概述
一、主要电气设备 为了满足用户对电力的要求和保证电力系统运行的
安全稳定和经济性,发电厂电气部分的主要工作,是起、 停机组,调整负荷,切换设备和线路,不断监视主要设备 的运行,发生异常和故障时及时处理等。以上所有的工作 都是靠操作主要电气设备来完成的。按主要电气设备作用 的不同,可分成述
2.配电装置 上述发电机、变压器、母线、开关设备等布置在不同的地
方,与它们相配套的辅助设备及必要的建筑物组成的整体 即为配电装置。
由图可见,两台发电机布置在汽机房(车间)内,发出的 电能输送到lOkV配电装置中的10kV母线上。在lOkV配电 装置中,母线一方面经开关、电抗器、电缆向附近的用户 供电,多余的电能经布置在变压器间(户外)的二台主变 压器送到220kV配电装置中。在220kV母线上将电能通过 两回出线送往电力系统。
电流转换成低电压、小电流,向测量仪表和继电保护装置供电。 通常一次设备用规定的图形和文字符号表示,见表1-1所示。
第一节 发电厂、变电站电气设备概述
表1-1 常用一次设备图形与用途
第一节 发电厂、变电站电气设备概述
2.二次设备
对一次设备和系统的运行状况进行测量、控制、保护和监察 的设备。二次设备包括:
我国规定的外界环境温度为:
电力变压器和电器(周围空气温度) 40℃
发电机(冷却空气的温度)
35~40℃
裸导线、绝缘导线和裸母线
25℃
电力电缆:空气中敷设
30℃
直埋敷设
25℃
第二节 电气设备的主要参数
三、额定容量 发电机、变压器、电动机是用于转换功率的,所以都相应
规定有额定容量,其规定条件与额定电流相同。 发电机的原动机只能提供有功功率,所以一般以有功功率
第二节 电气设备的主要参数
图1-2额定电压的解释图
第二节 电气设备的主要参数
目前,我国电力网的额定电压等级有0.22,0.38, 3, 6, 10, 35,( 60), 110,(132) ,220, 330,500,750kV等。
一般城市对中、小企业的供电。可采用10kV电压等级的配 电网络,对大、中企业的供电,可采用35 ~110kV电压等 级的配电网络;大、中型企业内部,可采用10kV电压等级 的配电网络。35kV、110kV电压等级,适用于中距离输电 ;220-500kV电压等级,适用于远距离大容量的输电。大、 中容量的电动机可采用3kV、6kV和10kV的额定电压等级; 小容量的电动机可采用0. 38/0 . 22kV的额定电压等级;并 采用0. 38/0 . 22kV三相四线制供电网络,照明灯及其他单 相负载接在相电压上。直流220V、110V电压等级,广泛使 用在发电厂、变电站的控制、信号及自动装置回路中。
第二节 电气设备的主要参数
此外,习惯上1000V及以上的电压等级称高压,小于1000V的 电压等级称低压。这样分,是由于这两种电压等级的电气设备 及装置,在构造和使用规则上有所不同,并不表明对人身安全 的危害程度。
第二节 电气设备的主要参数
二、额定电流
电气设备的额定电流是指在规定的外界环境温度条件下 ,允许长期通过的最大电流值,此时设备的绝缘和载流部 分的长期发热温度不会超过规定的允许值。
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电力工程技术中,常用两种图表示电气接线情况。一种 是电路图,它是以图形和文字符号按实际工作顺序排列,表 示电路设备的全部组成情况和连接方式,并不考虑设备的具 体布置位置,目的是便于详细理解作用原理及分析和计算电 路特性。另一种是电气接线图,与电路图不同之处,在于图 中所表示设备的位置宜与设备实际布置的位图相一致,接线 图是用于安装接线和检查的。
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3.变压器的额定电压
变压器一次绕组的额定电压根据升压还是降压变压器有所 不同。一般升压变压器是与发电机电压母线或与发电机直 接相连接,如图1-2所示,所以升压变压器的一次绕组的额 定电压应高出其所在电力网额定电压的5%,见表1-4中注 “*”的数字。降压变压器对电力网而言相当于用电设备 ,如图1-2中的T2,所以其一次绕组的额定电压等于所接电 力网的额定电压。但厂用变压器一次绕组的额定电压取所 接电力网额定电压的1.05倍。
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2.发电机的额定电压
由表1-3表1-4可见,发电机的额定电压比其所在电力网的 额定电压高出5%,这是考虑到一般电力网的电压损失为 10%,如果线路首端电压比电力网额定电压高5%,则到末 端,其电压比电力网额定电压会低5%,从而保证末端用电设 备工作电压的偏移不会超出允许的范围,一般为±5%。
图1-1是一个火电厂的电气主接线图。由图可知,发电 机经高压断路器、隔离开关与lOkV母线相连,10kV母线 上除接有带电抗器(L)用电缆送电的馈线外,通过二个 支路、两台变压器(T)升高电压后与220kV母线相连接 ;220kV母线上设有二回线路与系统相连接。
第一节 发电厂、变电站电气设备概述
图1-1火电厂的电气主接线
以珠江电厂为例,珠江电厂四台主变压器均为SFP7360000/220型,额定电压均为242±2 ×2.5% / 20kV; 其高压厂用变压器的型号有两种:①SFF7-40000/20;② SFF7-31500/20,额定电压均为20±2×2.5% / 6.3 — 6.3kV;其启动/备用变压器型号为SFFZ7-40000/220, 额定电压均为220±8×1.25% / 6.3 —6.3kV。
第二节 电气设备的主要参数
表1-3 第二类额定电压(V)
第三类是1000V及以上的电压等级。电力系统的 发、供、输、配、用电都采用这个电压等级,见表14所示。
第二节 电气设备的主要参数
表1-4 第三类额定电压(kV)
由表可见,同一电压等级下,各电气设备的额定电压 不尽相同,故可分为用电设备、电力网、发电机和变压 器等四种额定电压,现以图1-2为例说明。
第一节 发电厂、变电站电气设备概述