发电厂电气保护概括

第一篇：发电厂电气保护概括

330KV电气设备保护

一、继电保护简介：

当电力系统中的电力元件(如发电机、线路等)或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备，一般通称为继电保护基础装置。

继电保护装置是保证电力元件安全运行的基本装备，任何电力元件不得在无继电保护的状态下运行；电力系统安全自动装置则用以快速恢复电力系统的完整性，防止发生和终止已开始发生的足以引起电力系统长期大面积停电的重大系统事故，如失去电力系统稳定、频率崩溃和电压崩溃等。

一、电力系统的运行状态

(一)正常运行状态

(二)不正常运行状态：系统的正常工作受到干扰，是运行参数偏离正常值，如一些设备过负荷，系统频率异常，电压异常，系统振荡等。

(三)故障状态：常见的故障有断线故障，短路故障。其中最常见，危害最大的是各种类型的短路故障。

二、继电保护在电力系统中的任务

(一)当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，并满足电力系统的某些特定要求(如保持电力系统的暂态稳定性等)。

(二)反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同(例如有无经常值班人员)发出信号，以便值班人员进行处理，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。反应不正常工作情况的继电保护装置允许带一定的延时动作。

三、电力系统对继电保护的基本要求

继电保护装置应满足可行性、选择性、灵敏性和速动性的要求：这四“性”之间紧密联系，既矛盾又统一。

(一)可靠性是指保护该动体时应可靠动作。不该动作时应可靠不动作。可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求。

(二)选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵保护切除故障。为保证对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件（如启动与跳闸元件或闭锁与动作元件）的选择性，其灵敏系数及动作时间，在一般情况下应相互配合。

(三)灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数，各类保护的最小灵敏系数在规程中有具体规定。选择性和灵敏性的要求，通过继电保护的整定实现。

(四)速动性是指保护装置应尽快地切除短路故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。一般从装设速动保护(如高频保护、差动保护)、充分发挥零序接地瞬时段保护及相间速断保护的作用、减少继电器固有动作时间和断路器跳闸时间等方面入手来提高速动性。

五、继电保护双重化配置

防止因保护装置拒动而导致系统事故的有效措施,同时又可大大减少由于保护装置异常、检修等原因造成的一次设备停运现象,但继电保护的双重化配置也增加了保护误动的机率。因此,在考虑保护双重化配置时,应选用安全性高的继电保护装置,并遵循相互独立的原则,注意做到:(一)双重化配置的保护装置之间不应有任何电气联系。(二)每套保护装置的交流电压、交流电流应分别取自电压互感器和电流互感器互相独立的绕组,其保护范围应交叉重迭,避免死区。

(三)保护装置双重化配置还应充分考虑到运行和检修时的安全性,当运行中的一套保护因异常需要退出或需要检修时,应不影响另一套保护正常运行。

(四)为与保护装置双重化配置相适应,应优先选用具备双跳闸线圈机构的断路器,断路器与保护配合的相关回路(如断路器、隔离刀闸的辅助接点等),均应遵循相互独立的原则按双重化配置。

六、电力系统故障状态的基本特征

对正常情况与故障情况比较可得出，电力系统故障时的基本特性(一)电流增大，即连接短路点与电源的电气设备中的电流增大。(二)电压下降，即故障点附近电气设备上的电压降低，而且距故障点的电气距离越近，电压下降越严重，甚至降为零。

(三)线路始端电压、电流间的相位差及比值将发生变化，即测量阻抗发生变化。正常运行时，测量阻抗为负荷阻抗，数值较大；而故障时，测量阻抗数值较小。

(四)对于不对称故障，将出现负序分量，而对于接地故障则可能出现零序分量。

(五)电流方向发生变化。

七、主要继电保护装置的基本原理

用于继电保护状态判别的故障量，随被保护对象而异，也随所处电力系统的周围条件而异。使用得最为普遍的是工频电气量。最基本的是通过电力元件的电流和所在母线的电压，以及由这些量演绎出来的其他量，如功率、相序量、阻抗、频率等，从而构成电流保护、电压保护、阻抗保护、频率保护等。

八、继电保护的分类

(一)按照保护原理分类:过电流保护、低电压保护、高（过）电压保护、功率方向保护、阻抗（距离）保护、差动保护、暂态分量保护、非电气量保护

(二)按照故障类型分类：相间故障保护、接地故障保护、匝间短路保护、非全相运行保护

(三)按照保护的范围分类：主保护、后备保护(近后备、远后备）、辅助保护

(四)按被保护设备分类：线路保护、发电机变压器组保护、变压器保护、母线保护、断路器失灵保护、电动机保护、电抗器保护

(五)按照保护的硬件结构分类：电磁型保护、晶体管型保护、集成电路型保护、微机型保护(六)保护的其他分类：单端采样保护(阶段式保护)、多端采样保护、序分量保护、基波分量保护、谐波分量保护、高频保护、过量保护、欠量保护、工频稳态量、工频变化量、电气量、非电气量

第二篇：发电厂电气简答题

一次设备有哪些？其功能是什么？答：发电机：生产电能；变压器：变换和分配电能电能；开关电器（如：断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器、等）：接通或断开电路；载流导体：传输电能；电抗器：限制短路电流；避雷器：防御过电压；接地装置：保护电网和人身安全。二次设备有哪些？其功能是什么？答：

（1）仪用互感器，如电压互感器和电流互感器，可将电路中的高电压、大电流转换成低电压、小电流，供给测量仪表和保护装置用（1分）；（2）测量表计，如：电压表、电流表、功率表和电能表等，用于测量电路中的电气参数（1分）；（3）继电保护及自动装置：能迅速反应系统不正常情况并进行监控和调节或作用于断路器跳闸，将故障切除（1分）；（4）直流电源设备，包括直流发电机组、蓄电池组和硅整流装置等，供给控制、保护用的直流电源和厂用直流负荷、事故照明用电等（1分）；（5）操作电源、信号设备及控制电缆，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，信号设备给出信号或显示运行状态标志，控制电缆用于连接二次设备。简述电气主接线的基本形式答（1有汇流母线接线，包括单母线接线、单母线分段接线、双母线接线、双母线分段接线、带旁路母线的单母线接线和双母线接线、一台半断路器接线（2）无汇流母线接线，包括发电机—变压器单元接线及扩大单元接线、桥型接线、多角形接线 在带旁路母线的单母线分段接线中若要检修线路断路器且不使线路停电，应如何操作？答：合旁路断路器两侧隔离开关，合旁路断路器；若旁路母线完好，可进行下一步，否则断开旁路断路器、断开两侧隔离开关，检修旁路母线后重新操作；合线路与旁路母线相连的隔离开关，断开线路断路器，断开其两侧隔离开关，可检修线路断路器一台半断路器接线有何优缺点？答：优点：任一母线故障或检修，均不致停电；任一断路器检修也均不致停电；任两组母线同时故障（或一组母线检修另一组母线故障）的极端情况下功率仍能继续输送；运行方便、操作简单，可靠性和灵活性高，在检修母线或断路器时不必用隔离开关进行大量的倒闸操作隔离开关只在检修时作为隔离带点设备使用；调度和扩建方便。缺点：断路器多，投资大 最小费用法有哪几种表达方式？每一种是怎么实现的？费用现值法。将各方案基本建设期和生产运营期的全部支出费用均折算到计算期的第一年，现值低的方案为可取方案；计算期不同的费用现值法。对费用现值法，如计算期不同，一般按各方案中计算期最短的折算计算比较；年费用比较法。将参加比较的各方案在计算期内全部支出费用折算成等额年费用后进行比较，年费用低的方案为经济上优越的方案。电气设备选择的一般方法是什么？（1）按照正常工作条件选择电气设备：额定电压UNUNS、额定电流INIMAX（2）按照短路状态校验：短路热稳定校验It2tQK，电动力稳定校验iesish或IesIsh 什么是最小安全净距离？它是怎么分类的？ 为满足配电装置运行考核检修的需要，各带电设备之间应间隔一段距离，在这一距离下，无论在正常最高工作电压或出现内、外部过电压时，都不致使空气间隙被击穿。对敞露在空气中的屋内、外配电装置中各有关部分之间的最小安全净距离分为A、B、C、D、E五类,A分别为A1和A2 A1为带电部分至接地部分之间的最小电气净距 A2为不相同的带电导体之间的最小电气净距 B B1为带电部分至栅状遮拦间的距离和可移动设备的外轮廓在移动中至带电裸体间的距离 B2为带电部分至网状遮拦间的电气净距C为无遮拦裸导体至地面的垂直净距 D为不同时停电检修的平行无遮拦裸导体之间的水平净距 E为屋内配电装置通向屋外的出线套管中心线至屋外通道路面的距离

简述屋内配电装置的特点。（1）由于安全净距小以及可以分层布置，故占用空间小，（2）维修、巡视和操作在室内进行，可减轻维护工作量，不受气候影响，（3）外界污秽空气对电气设备影响较小，可以减少维护工作量，（4）房屋建筑投资大建设周期长，但可采用价格较低的户内型设备。屋外配电装置有什么特点？特点：（1）土建工作量和费用小，建设周期短；（2）与屋内配电装置相比，扩建比较方便；（3）相邻设备之间距离较大，便于带电作业；（4）与屋内配电装置相比，占地面积大；（5）受外界环境影响，设备运行条件较差，须加强绝缘；（6）不良气候对设备维修和操作有影响。裸导体的选择有哪几种选择方式？按哪种方式选择是根据什么却定的？配电装置的汇流母线按哪种方式进行选择？按导体长期发热允许电流选择和按经济电流密度选择对年负荷利用小时数大、传输容量大长度在20m以上的导体一般按照经济电流密度选择；不满足这个条件的按照长期发热允许电流进行选择。配电装置的汇流母线传输容量不大，按照长期发热允许电流进行选择。

第三篇：发电厂电气部分复习资料

1.1、电力系统的组成：发电厂，变电所，输配电线路和用户。

1.2、发电厂类型：火电厂、水电厂、核电厂、潮汐电厂、风电厂、地热发电厂和垃圾电厂等。

1.3 电能质量衡量指标电压：正常允许Un+5%Un,极限Un+10%Un，频率：49.5HZ至50.5HZ1.4 我国电网额定电压等级种类：0.38/0.22KV、3KV、6KV、10KV、110KV、220KV、330KV、500KV、750KV等。

1.5 电气设备额定电压确定：用电设备额定电压=电力网额定电压

发电机额定电压=1.05倍所连电网额定电压（大容量发电机按技术经济条件定）

升压变压器一次侧额定电压=1.05倍所连电网额定电压

降压变压器一次侧额定电压=所连电网额定电压

变压器二次侧额定电压=1.05所连电网额定电压（Ud%<7.5)

=1.1倍所连电网额定电压（Ud%>7.5)

2.1短路的种类：三相短路，k^3;两相短路，k^2；单相短路，k^1 ；两相接地短路，k^(1.1)。最常见是单项短路，约占短路故障的70~80,三相短路为对称性短路。

2.2、电力系统发生短路时产生的基本现象是短路回路的电流急剧增大，此电流为短路电流。

3.1高压断路器：

作用：正常时用来接通和断开电路，故障时切断故障电流，以免故障范围蔓延。种

类：按使用的灭弧介质不同，分为油、六氟化硫、真空和空气断路器等。

高压隔离开关：

作用：（1）隔离电源，把检修部分和带电部分隔离开来，以保证安全；

（2）可以用来倒闸操作，改变运行方式；

（3）可以用来切合小电流电路。

种类：按级数分单极、三级； 按安装地点分屋内、屋外；按构造分转动式、插入式；另带接地刀、不带接地刀。

断路器和隔离开关的区别：

隔离开关：类似闸刀开关，没有防止过流、短路功能，无灭弧装置；

断路器：具有过流、短路自动脱扣功能，有灭弧装置，可以接通、切断大电流。

3.2低压断路器的作用：就是接通和断开电流的作用。有过载保护、短路保护、欠压保护。

3.3、刀开关的作用：隔离电源，分断负载，如不频繁地接通和分断容量不大的低压电路。

3.4、接触器作用：用来远距离通断负荷电路的低压开关。

3.5电磁起动器的作用：用于远距离控制交流电动机的或可逆运转，并兼有失压和过载保护作用。

3.6低压熔断器的作用：在交直流低压配电系统中起过载和短路保护。

3.7电压互感器作用：

①用来反映一次电气系统的各种运行情况

②对低压的二次系统实施电气隔离

③将一次回路的高压变换成统一的低电压值（100V、100/√3V、100/3V）

④取得零序电压，以反映小接地短路电流系统的单相接地故障。

3.8电压互感器的辅助二次绕组接成开口三角形，其两端所测电压为三项对地电压之和，即对地的零序电压。反映小接地电流系统中单相接地故障。

3.9、电流互感器原绕组串接于电网，将一次电气系统的大电流变成统一标准的5A或1A的 小电流，用来反映一次电气系统的各种运行情况。

4.1 电气主接线定义：将所有的电气一次设备按生产顺序连接起来，并用国家统一的图形和文字符号表示的电路。

5.1、最小安全净距A的含义：带电部分至接地部分之间的最小安全净距。

最小安全净距A的含义：不同相的带电部分之间的最小安全净距。

5.2、配电装置“五防”：

①防止带电负荷拉闸 ②防止带接地线合闸③防止带电合接地闸刀④防止误拉合断路器⑤防止误入带电间隔

6.1、电气设备的选择原则：必须按正常条件选择，按短路情况校验。

6.2 不需要动稳定校验是电缆； 既不需要动稳定校验也不需要热稳定校验的是电压互感器

7.1、操作电源的作用：

主要供电给控制、保护、信号、自动装置回路以及操作机械和调节机械的传动机构；供事故照明、直流油泵及交流不停电电源等负荷供电，以保证事故保安负荷的工作。

7.2、最可靠电源：蓄电池

7.3、直流绝缘监视的动作原理为直流桥原理

直流母线对地绝缘良好时，R+=R_，电桥平衡，信号继电器K不动作，不发信号。当某一极的绝缘电阻下降时，电桥平衡被破坏，信号继电器K起动，其常开触电闭合，接通光字牌回路并发出音响信号。

8.1 二次典型回路编号：交流电流回路使用数字范围：ABCNL400~599，交流电压回路使用数字范围：ABCNL600~799

8.2相对编号法含义：若甲乙两个端子互连，则在甲端子旁注上乙端子号，在乙端子旁注上甲端子号，屏后接线图分屏内元件连接图、端子排图。

8.3重复动作中央信号含义：

出现故障信号，复归音响后，若此故障还存在，光字牌还亮时，相继发生的故障仍能启动音响，点亮光字牌。

8.4 同期点设置的原则：打开某台断路器，其两侧均有三相交流电，而且有可能不同期，则此点应设为同期点。实际中： 发电机出口断路器；发电机--变压器高压侧短路器；三绕组变压器各电源侧断路器；两绕组变压器低压侧设同期点则高压侧同期连锁；母线联络断路器、母线分段断路器；

第四篇：发电厂电气部分

1、什么是一次设备，什么是二次设备？

2、电力系统中负荷的分类依据是什么？

3、简述限流电抗器的作用？

4、简述对发电厂厂用电源的要求和配置原则？

5、电弧产生的条件？常用的灭弧方法有哪些？

6、高压隔离开关和断路器的作用是什么？简述线路中的停、送电的倒闸顺序？

7、哪些设备在选择时要进行动热稳定度的校验？

8、电气操作中防止事故的“五防”指的是什么？

9、解释下列概念

电气主接线、最小安全净距、明备用、经济电流密度

10、找出三种高压电气设备的型号，并解释每个符号和数据的含义？

11、单号P133 4-10

双号 P133 4-11

第五篇：发电厂电气部分课程设计

题目：某新建热电厂电气一次部分设计

摘要：

本次设计的主要内容为电气一次部分设计。内容包括：电气主接线方案的拟定、比较和选择；主要电气设备和导体的选择；设备汇总和绘制主接线图。根据对发电厂的装机容量，进、出线数目等进行分析，选择主接线的接线型式。根据已知参数和计算结果分析，进行主要电气设备和导体的选择，包括母线、主变压器、高压断路器、隔离开关等，最后进行了主接线图的绘制。

关键词： 电气设计、一次部分、电气设备、保护

目

录

前言———————————————————— 原始资料—————————————————— 第一章 电气主接线设计———————————

第一节 电厂总体分析与电荷分析———————— 第二节

主变压器配置方案的确定———————— 第三节

各电压等级接线方式的确定——————— 第四节

高压厂用电接线设计——————————

第二章 电气设备的选择———————————

第一节 最大长期工作电流的确定———————— 第二节 电气设备的选择————————————

第三章 配电装置设计————————————

第一节 室内配电装置设计———————————

第二节 室外配电装置设计———————————

第四章 避雷保护装置———————————— 附录

前

言

本次设计为一个总装机容量为2*50 + 2*100MW热电厂的电气一次部分的初步设计，并以此次设计为契机，复习、回顾“电力系统自动化”专业所学的各专业课知识，结合电力系统的现场实际，理论联系实践，提高独立分析和解决电力实践问题的能力，从面更深刻的理解本专业所学知识，更好的服务于电力生产，为电力系统的发展做出自已的贡献！

原始资料

1、发电厂规模：

①装机容量：2台QFQ-50-2机组，额定电压10.5kV，功率因数为0.8；2台QFN-100-2机组，额定电压10.5kV，功率因数为0.85。

②厂用电率：按10%考虑。

2、电力负荷及与电力系统连接情况：

①10.5kV电压级:电缆馈线14回,每回平均输送容量3MW。10.5kV最大综合负荷为35MW，最小负荷为25MW，功率因数为0.8。

②60kV电压级: 架空线路2回,60kV最大负荷为30MW,最小负荷为20MW，功率因数为0.8。

③220kV电压级: 架空线路6回，220kV与电力系统连接，接受该厂的剩余功率。

第一章

电气主接线设计

电气主接线主要是指发电厂、变电所、电力系统中，为满足预定的功率传送和运行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。电路中的高压电气设备包括发电机、变压器、母线、断路器、隔离刀闸、线路等。它们的连接方式对供电可靠性、运行灵活性及经济合理性等起着决定性作用。

对一个电厂而言，电主接线在电厂设计时就根据机组容量、电厂规模及电厂在电力系统中的地位等，从供电的可靠性、运行的灵活性和方便性、经济性、发展和扩建的可能性等方面，经综合比较后确定。它的接线方式能反映正常和事故情况下的供送电情况。电气主接线又称电气一次接线。

电气主接线应满足以下几点要求：

1）供电可靠性：主接线系统应保证对用户供电的可靠性，特别是保证对重要负荷的供电。

2）运行的灵活性：主接线系统应能灵活地适应各种工作情况，特别当一部分设备检修或工作情况发生变化时，能够通过倒换开关的运行方式，做到调度灵活，不中断向用户的供电。在扩建时应能很方便的从初期建设至最终接线。

3）主接线系统还应保证运行操作的方便以及在保证满足技术条件的要求下，做到经济合理，尽量减少占地面积，节省投资。

第一节

电厂总体分析与负荷分析

根据电气主接线设计原则，结合给定热发电厂容量

2x50MW+2x100MW=300MW,机组台数为4台，根据原始资料作以下综合分析：