余热电站电气培训资料.docx

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余热电站电气培训资料

余热电站培训资料

（七）

中材节能股份有限公司

2012.02

目录

第一章水泥余热发电主接线………………………………………………130

第一节电气主接线特点……………………………………………………130

第二节高压开关柜及高压电器设备…………………………………………130

第三节汽轮发电机……………………………………………………………134

第四节发电机的励磁…………………………………………………………136

第五节电力变压器……………………………………………………………138

第二章发电机并列……………………………………………………………140

第一节发电机并列操作………………………………………………………140

第二节发电机同期并列…………………………………………………………141

第三节同步发电机调节…………………………………………………………142

第三章余热发电的继电保护……………………………………………………143

第一节继电保护基本任务及基本要求…………………………………………144

第二节几种继电保护基本原理…………………………………………………145

第三节余热电站设置的继电保护装置…………………………………………147

第四章分散控制系统……………………………………………………………148

第五章余热发电的热工仪表……………………………………………………151

第一节余热发电的热工仪概述…………………………………………………151

第二节余热发电的热工仪表校验及基本要领…………………………………152

第一章水泥余热发电电气主接线

第一节电气主接线的结构与特点

一、水泥余热发电的电气主接线的特点：

水泥余热发电是利用水泥熟料生产过程中的中、低品位的余热，利用AQC和SP锅炉，将锅炉中的介质——水变为蒸汽，去推动汽轮机带动发电机发电。

它是属于资源综合利用的小型热力发电站。

余热发电站发出的电力一般是并网不上网，自发自用，即发电机发出的电能，通过本企业的总降压变电所的6kV母线，与电网相并列。

但根据电力公司的要求，自发自用的用户，不得向电网输送电能，其所发的有功功率，应全部用于本企业的用电设备。

这实际上是在发电机与电网并列后，减少从电网吸收有功功率。

余热发电的电气主接线的特点：

电站的受电与电站的馈电，共用同一个回路。

二、余热发电的主接线图：

从后附主接线图中我们可以看到，余热电站主接线主要由发电机侧6kV母线和6kV系统侧母线两段组成。

其中发电机侧6kV母线分别接有16MW发电机、6kV电压互感器柜一台、励磁变进线开关一台、励磁专用电压互感器柜一台，6kV系统侧母线分别接有联络线开关一台、系统侧6kV电压互感器柜一台、站用变压器进线开关一台、循环泵电机启动开关三台、旁路电源联络线开关一台，两段开关通过一台发电机出口断路器相连。

当余热发电站建成后，必须与本企业的总降某段母线相联结，通过总降母线与系统同期并列运行。

这样，余热发电在总降母线下有一台联络开关柜，我们称之为13AH，在余热电站有一台联络开关柜，我们称之为11AH；发电机的同期并列开关柜为5AH。

在余热电站未运行之前，通过总降的13AH开关柜将总降的电能输送至8AH、7AH开关柜，供余热电站启动辅机设备。

当发电机发电后，通过5AH、11AH开关、电缆及13AH开关与电网同期并列，将电能输送到总降的某段母线上；同时通过7AH开关柜，向站用变压器供电，即向电机控制中心（MCC）供电。

第二节高压开关柜及高压电器设备

高压电气设备是指：

高压开关柜、电流互感器（CT）、电压互感器（VT）、补偿电容器、避雷器等。

下面我们着重介绍高压开关柜。

一、高压开关柜的基本构造及要求：

高压开关柜由壳体、一次线路设备和二次线路设备所组成。

壳体一般选用优质钢材焊接而成，具有足够的刚度和机械强度，其内部的一次线路设备与支撑及外壳有足够的安全距离，同时又要方便检查和维护。

一次线路设备一般有高压隔离开关、高压熔断器、断路器、电压互感器、电流互感器、避雷器等。

二次线路设备有继电器、仪表及其他二次设备。

高压开关柜必须具备“五防”功能的技术要求。

这“五防”功能是：

①、防止误分、合断路器；②、防止带负荷分、合隔离开关或隔离插头；

③、防止接地开关合上时（或带接地线）送电；④、防止带电合接地开关（或挂接地线）；⑤、防止误入带电隔离室；

根据上述的“五防”功能的要求，高压开关柜的不同型号的产品，应采取相

应的具体措施，实现简单、灵活、可靠地保证高压开关柜在各种不同状态时，都能防止上述五种错误操作及工作人员误入带电间隔。

这里所指的高压开关柜的不同工作状态，是指高压开关柜除了工作位置之外的接地位置、试验位置和移开位置。

这些位置定义如下：

⑴、工作位置（接通位置）。

高压开关柜的可移开部件处于完全连接位置。

⑵、试验位置（可抽出部件的）。

高压开关柜可抽出部件所处的位置，使主回路形成隔离断口或分离，而控制回路是接通的。

⑶、断开位置（可抽出部件的）。

高压开关柜可抽出部件所处的位置，使主回路形成隔离断口或分离，并使可抽出部件仍与外壳保持机械联系，而辅助回路可以不断开。

对高压开关柜的外壳，柜内各组件布置都必须符合国家的有关技术规范和技术要求。

高压开关柜的基本构造和布置大体如下：

⑴、高压开关柜的核心部件是断路器，它置于开关柜的断路器室内，该室内装有手车导轨，手车能在“工作”、“试验/隔离”位置之间移动。

⑵、根据用途，手车可分为断路器手车，VT、CT手车及隔离手车等。

⑶、母线室，高压开关柜的主母线置于其中。

高压母线以绝缘做支撑，互相之间以高强度螺栓连接，连接处应有专门的绝缘罩隔离。

⑷、电缆室，有电缆的连接桩头，有固定电缆和零序电流互感器的位置和地方。

⑸、低压室（仪表室），放置仪表、继电保护装置、操作开关和二次设备。

⑹、接地开关，主要是手动操作，操作机构连杆上装有机械连锁机构，与断路器手车进行连锁。

⑺、避雷器，现在使用真空断路器的高压开关柜上均装有氧化锌避雷器，用来防止操作过电压。

根据设备功能不同，柜内分别装有电压互感器、电流互感器、避雷器和电压互感器用的熔断器。

电压互感器、电流互感器用于继电保护、电气测量、监视；熔断器则用于电压互感器的一次侧，防止电压互感器的一次侧短路。

避雷器用于防止操作过电压和系统过电压。

这里要再次强调，电压互感器二次侧不得短路，电流互感器二次侧不得开路。

二、高压断路器

高压开关柜的关键设备之一是断路器，下面将对断路器作一介绍。

1.高压断路器的几个基本参数

额定电压：

额定电压是保证断路器长期稳定工作的电压。

产品铭牌上所标注的额定电压是指断路器正常工作时的线电压，它决定着断路器的绝缘尺寸，也决定断路器的熄弧条件。

额定电流：

额定电流是指断路器可以长期通过的最大的电流；额定电流决定着断路器的发热条件，也将决定导电回路的尺寸。

额定短路开断电流：

开断电流是指在某一电压下，能正常断开的最大的短路电流。

在额定电压下开断的电流称为额定开断电流，它表征着断路器的开断能力。

由于开断电流与电压和电流有关，因此，断路器在不同的额定电压下，它的开断能力是不同的，即使是同一电压，断路器的额定短路开断电流也是不同的。

选择断路器的开断能力要从本系统的短路容量来考虑，这一点是非常重要的。

额定断流容量：

由于断路器的开断能力与开断电流有关，也和额定电压有关，因此通常采用一个综合的值，即以额定断流容量来表示断路器的开断能力。

对于三相电路，额定断流容量用公式

Sbrn＝√3UnIbrn来表示。

式中：

Un---额定电压；Ibrn---额定开断电流。

2.真空断路器：

真空断路器是以真空作为灭弧和绝缘介质。

真空是相对而言的，它是指绝对压力低于一个大气压的气体稀薄的空间。

气体稀薄的程度用“真空度”来表示。

真空度就是气体的绝对压力与大气压的差值。

气体的绝对压力愈低，其真空度则愈高。

我们所指的真空，是气体压力在10－4毫米汞柱以下的空间，其绝缘强度很高，电弧很容易熄灭。

在均匀电场作用下，其绝缘间隙击穿电压比一个大气压下空气、SF6及变压器油要高得多。

真空电路器有以下特点：

（1）头开距短。

由于开距短，真空灭弧室可以做得很小巧，所需的操作功小，动作快。

（2）燃弧时间短，且于开断电流大小无关，一般只有半波。

（3）熄弧后触头间隙介质恢复速度快。

（4）由于触头在开断电流时烧损量很少，所以触头寿命、机械寿命长。

（5）体积小，重量轻。

（6）能防火防爆。

真空断路器是由真空灭弧室、绝缘支撑、弹簧操作机构等组成的，其核心部件是真空灭弧室。

真空灭弧室宛如一只大型电子管，所有灭弧领部件都密封在一个绝缘的玻璃或陶瓷外壳内，动触杆与动触头的密封靠金属波纹管来实现；波纹管一般采用不锈钢制成，真空断路器的开断能力很强，开断电流超过10千安。

三、马达控制中心的进线柜的框架断路器

低压断路器是低压配电系统中的重要保护设备之一,特别是马达控制中心的进线柜上的框架断路器，其过流保护特性可以用它的动作特性曲线来说明。

图3-1中的A曲线是被保护用电设备承受故障电流t

的能力，随着电流的增大，允许过电流的时间随之缩aA

短。

低压低压断路器的过流保护的第一段，一般为反

时限特性，当通过断路器的电流达到启动电流i1时，

保护装置延时启动，其动作时间较长。

但电流超过i1t3bf

时，电流愈大动作时限越短，但最短时间不会短于t3。

cd

曲线abf称为过电流反时限特性。

由于其最短时e

间（如图中t3）是有限制的，称为有限反时限特性。

这一段过流保护适用于过负荷保护。

i1

过流保护的第二段是短延时保护，一般为定时限，图3-1低压断路器的三段保护特性

即通过电路的电流达到相当大时，第二段保护经过一个很短的延时，（如0.1～0.4s）立即跳闸。

这一段保护适用于发生较小的短路电流的动作跳闸之用。

一般这一段保护的动作时限应能调整，如不能调整，应当在订货时向生产厂家提出具体动作时间。

过流保护的第三段是瞬时动作保护。

当短路电流足够大时，这一段保护瞬时动作，断路器立即跳闸，时间只有0.015～0.06s。

在具体选用低压断路器时，根据用电负荷的特点，可以有过流保护配备方式：

①、只有瞬时动作的脱扣器。

一般这种脱扣器为电磁式，即只有一段保护。

②、具有长延时保护（即反时限特性）和短路短延时；或者过载长延时和短路瞬时动作脱扣器，即具有两段保护。

③、具有长延时，短路短延时，特大短路电流瞬动的三段式过流保护。

一般在3～10倍以上脱扣器额定电流时，延时0.1～0.4s，7～20倍以上额定电流时，则脱扣器瞬时动作。

四、高压电力电缆

在11AH与13AH两开关柜之间，一般是用电缆连接。

一般采用YJV-6.6kV3×300mm2交联电力电缆，即我们平时所说的交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆。

1、交联电力电缆的构造：

交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆的构造：

1）、导体；2）、内半导体屏蔽层；3）、交联聚乙烯绝缘；4）、外半导体屏蔽层；5）、铜带屏蔽层；6）、填充料；7）、包带；8）、聚氯乙烯护套。

2、交联电力电缆的屏蔽层的作用

这种电缆的三层屏蔽层的作用如下：

导体外覆盖的内半导体屏蔽层，用以防止导体电场对交联聚乙烯绝缘的长期作用造成的电场分解和腐蚀，在交联聚乙烯绝缘之外的半导体屏蔽层和半导体之外的铜带屏蔽层的作用是削弱外电场对交联聚乙烯绝缘的作用，确保绝缘性能良好。

3、交联电力电缆使用注意事项：

电力电缆在做电缆头前后都要做试验（耐压试验或直流泄漏试验），以检查其绝缘状况是否良好，有无损伤，以确保电缆的安