电气运行技术与管理.docx
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电气运行技术与管理
一、电力系统基本概念
电力系统是把电力电能的生产、输送、分配和使用电能的各种电气设备连接在一起而组成的统一整体。
电力网是电力系统各种类型的变电所及输配电线路组成的统一体。
动力系统是各种类型发电厂的原动力部分与电力系统组成的统一整体。
二、电网运行的基本要求
1、现代电网必须适应社会发展的需求
2、保证安全可靠地持续供电
3、保证良好的电能质量
电能质量指标：
电压、频率、波形
允许频率偏移：
±（0.2～0.5）Hz
4、保证系统运行的经济性
5、尽可能减小对生态环境的有害影响
一、电力系统的静态稳定
电力系的静态稳定性是指电力系统受到小干扰后，不发生振荡或非周期性失步，能够恢复到原平衡状态的能力。
二、电力系统的暂态稳定
电力系的暂态稳定性是当系统在某种运行方式下突然受到大的扰动后，经过一个暂停过程各发电机是否能继续保持同步运行的问题。
能达到新的稳定运行状态或恢复到原来的稳定状态，则认为在该运行方式下是稳定的。
1、有功、无功的概念
将电能转换为热能、光能等其他形式的能量以供给用户使用。
将电能（从系统吸收无功）转换为磁场能量（Ф）存储起来。
将电能转换为电场能量存储起来。
电机的工作原理都是电磁感应原理，离开了磁场Ф，电动机无法转动，当然用户也就不可能用到电（即消耗有功P）。
因此，磁场Ф是用户使用电能（即消耗有功P）的桥梁，而这个磁场Ф是通过吸收系统无功Q建立的。
因此，对于感性负载（电动机）来说，吸收系统无功Q是消耗有功P的前提。
二、有功、转速、频率的关系
因此，频率调整是通过调节转速实现的。
三、电力系统频率调整
1、频率的一次调整：
通过调速器实现。
所有的发电机组都装有自动调速系统，当负荷P↑→转速n↓→飞摆离心力↓→开大调速器汽门→进汽量↑→转速n↑
但转速n会略低于原值，即频率的一次调整是一个有差调节过程。
1、频率的一次调整：
通过调速器实现。
所有的发电机组都装有自动调速系统，当负荷P↑→转速n↓→飞摆离心力↓→开大调速器汽门→进汽量↑→转速n↑
但转速n会略低于原值，即频率的一次调整是一个有差调节过程。
2、频率的二次调整：
通过调频器实现。
只有调频厂的发电机组才装有调频器。
通过操作调频器，可以使发电机组的出力（即原动力）增大或减小，从而调节转速，且能实现频率的无差调节。
3、频率的三次调整：
系统调峰。
如果参与二次调频的所有机组仍不足以承担系统负荷变化的需求时，则应进行频率的三次调整，即系统调峰，它由调度中心下达预定的日发电计划，使有关发电机组在某一段时间内增大或减少机组出力，以维持系统有功的大体平衡，确保二次调频机组能够承担负荷变化的需求。
一、无功、磁场、电压的关系
前已述及，系统中感性负载（异步电动机）通过吸收系统无功Q，来建立自己内部的磁场Ф，因此：
无功Q↓→磁场Ф↓
变压器二次绕组电压是由铁芯中的磁场Ф感应出来的，且U=4.44fNФ，因此：
磁场Ф↓→电压U↓
即当系统无功Q不足时，将引起系统电压U下降。
二、电力系统电压调整
改变发电机励磁
改变变压器分接头
在无功不足的系统中，可采用的调压方法：
并联无功补偿设备
（如并联电容器、调相机、静止补偿器）
串联补偿（改变输电线路参数）
电气运行日常主要工作
监盘
记录
操作设备
巡查设备
事故处理
清扫工作
电气运行的概念
电气运行是指发电厂、变电所、电力系统在电能的发、供、配、用过程中，运行值班人员对发供电设备进行监视、控制、操作和调节，使发供电设备正常运行，同时，对设备运行状态进行分析，在故障情况下，对事故进行处理，保证发电厂、变电所和电力系统安全、稳定、优质、经济运行。
调度机构的调度员，在其值班期间，是全系统运行操作上的指挥员。
变电所的运行值班单位由值班长、主值班员、副值班员、值班助手等组成。
采用主控制室方式的发电厂，其运行值班单位由值长、电气值班长、汽轮机值班长、锅炉值班长、燃料值班长、化学值班长及各班值班员组成。
集控方式的发电厂一台机组设置一个机长，机长下设锅炉主控、副控和辅机值班员；汽机主控、副控和辅机值班员；电气主控、副控和电气巡视员等。
一、概述
1、统一调度的必要性
2、调度管理的基本原则
统一调度、分级管理、各负其责
3、调度机构的划分
实行国调、网调、省调、地调、县调五级调度机构
4、调度的基本任务
按照上级生产调度计划的要求和本系统设备的具体情况，对本身所辖生产系统进行有效的指挥、监督和控制，并通过各种信息的收集和处理，积极预防失调和故障的发生，使生产全过程各个环节协调一致，保证安全经济文明生产。
二、调度工作的基本原则和日常工作
（一）调度工作的基本基本原则
1、绝对服从2、安全第一
3、计划性4、准确性
5、局部利益服从全局利益
6、及时性7、经济性
8、保护环境
（二）调度的日常工作
1、编制电力系统年、季、月、日运行方式
2、指挥本系统内的运行操作和事故及异常情况处理
3、对本系统内设备的检修进行统一管理
4、对本系统实行无功电压的调度管理
5、负责本系统的继电保护和自动装置的整定和定值管理
6、参加新设备启动试验方案的拟定
7、对本系统的中长远规划参加审查提出意见
8、负责通信、远动自动化设备的运行检修管理
9、提出改进系统经济运行的措施
三、电力系统经济调度
（一）电力系统经济调度的意义
（二）电力系统经济调度的内容
1、负荷预测
2、火力发电厂的经济特性和等微增调度
3、网损
4、机组经济组合
四、在电力市场中调度的作用
（一）电力市场
电力市场是电价、电力系统运行、负荷管理、合作式的供电用电、通信和计算机系统的总和，是电力工业经营管理与技术的综合体。
（二）系统调度在电力市场中的职能
1、电网计划与实时运行
2、市场管理与运营
第二章电气一次系统及运行
三、画主接线的步骤
1）画母线
2）将所画母线用开关设备联系起来
3）补充进、出线
一、厂用负荷的分类
（1）Ⅰ类负荷
（2）Ⅱ类负荷
（3）Ⅲ类负荷
（4）事故保安负荷
（5）不间断供电负荷
二、厂用电压等级
发电厂中一般采用的供电网络的电压：
高压：
3、6、10KV
低压：
0.4KV（380/220V）
为了简化厂用电接线且使运行维护方便，电压等级不宜过多。
三、厂用接线原则
厂用母线应按炉分段；
当有发电机电压母线时，一般由各段发电机电压母线引接厂用电源；
当发电机与变压器接成单元接线时，一般由发电机与变压器之间引接厂用电源。
§2-3电气主接线运行方式
一、电气主接线运行概述
1、运行方式——是指电气主接线中各电气元件所处的工作状态（运行、备用、检修）及其相连接的方式。
2、运行方式的分类
（1）正常运行方式
（2）非正常运行方式
（3）特殊运行方式。
一、电气主接线运行概述
一个发电厂或变电所建成后，主接线已基本定型，此时电气运行人员的任务是如何管理和运行好这种电气主接线。
首先，应拟定电气主接线的正常运行方式；
其次，应根据设备的检修或某些设备带故障运行等情况，拟定非正常情况下的主接线运行方式。
二、运行方式的分类
1、正常运行方式
是指所有设备状态良好，保护配置齐全，运行参数合理的运行方式，
（系指正常情况下，全部设备投入运行时，电气主接线经常采用的运行方式。
）
正常运行方式只有一种。
2、非正常运行方式
是指系统中因有个别设备进行检修，或由于继电保护等原因造成不能按正常运行方式运行的情况。
（是指在事故处理、设备故障或检修时，电气主接线所采用的运行方式。
）
非正常运行方式有多种。
3、特殊运行方式
是指设备在特殊情况下，为了保证及时向用户供电，不能使用规程规定的运行方式，而采取了一些比较危险的、不经济的甚至于需要维修人员采取非常措施才能运行的运行方式。
三、运行方式的编制原则
1、保证厂用电的可靠性和经济性
2、保证对用户供电的可靠性
3、潮流分布要均匀
4、便于事故处理
5、要满足防雷保护和继电保护的要求
6、在满足安全运行的同时，应考虑到运行的经济性
7、满足系统的静态和动态稳定的要求
8、电气设备的断流容量应大于最大运行方式时的短路容量
9、运行方式的编排必须顾及到使运行人员方便记忆
四、安排正常运行方式的步骤
1、所有设备的工作状态及其连接方式
（1）母线
（2）联系母线的开关设备
（3）进、出线
2、继电保护和自动装置的投入情况
各元件继电保护按规定投入
3、中性点的运行方式
3、中性点的运行方式
（1）我国110KV及以上系统采用中性点直接接地的方式运行，在该系统中运行的变压器都采用分级绝缘的变压器，其中性点带有接地刀闸，但并不是所有主变的中性点均接地运行。
2）发电机中性点的接地方式有：
中性点不接地（适用于l25MW及以下机组）；
中性点经消弧线接地（适用于200MW及以上能带单相接地运行的机组，定子接地保护作用于信号）；
中性点经高电阻接地（适用于200MW及以上大机组，定子接地保护作用于跳闸）。
五、正常运行方式安排实例
（一）220KV系统
1、（所有设备的工作状态及其连接方式）
（1）220kV母线WBl、WBⅡ运行，旁路母线WBb冷备用；
（2）母联断路器QFc及其两侧母联隔离开关均合上，旁路断路器QFb及其两侧隔离开关均断开冷备用，与WBb相连的所有引出线及电源进线的旁路隔离开关QSb均断开备用；
（3）各电源进线和引出线与工作母线WBⅠ、WBⅡ按固定连接方式运行，即：
发变组Gl一Tl、线路WLl、wL3、WL5、wL7、联络变压器T的220kV侧固定接人工作母线WBl运行；发变组G2一T2、线路WL2、wL4、wL6、wL8固定接人工作母线WBⅡ运行；
2、（继电保护和自动装置的投入情况）
各元件继电保护按规定投入
3、（中性点的运行方式）
①发电机中性点运行方式：
发电机Gl、G2中性点接地隔离开关均合上，发电机中性点经高电阻接地运行；
3、（中性点的运行方式）
②变压器中性点运行方式：
变压器Tl中性点接地隔离开关拉开，变压器T2、01号起备变中性点接地隔离开关合上（T1、T2、01号起备变其中性点是否接地，由系统值班调度员决定）；联络变T的220kV侧中性点直接接地（T为自耦变压器，220kV侧绕组为公共绕组，是500kV绕组的一部分，高、中压绕组共用一个接地中性点）。
（二）500KV系统
1、（所有设备的工作状态及其连接方式）
（1）500kV母线WBl、WBⅡ同时运行；
（2）线路WLl、WL2、WL3、WL4发变组G3一T3、G4一T4、G5一T5、G6一T6，联络变T和O2号起备变均运行，所有的断路器和隔离开关均合上。
2、（继电保护和自动装置的投入情况）
各元件继电保护按规定投入
3、（中性点的运行方式）
①发电机中性点运行方式：
发电机中性点经高电阻接地运行，G3、G4、G5、G6的中性点接地隔离开关均合上；
②变压器中性点运行方式：
变压器T3、T4、T5、T6中，T4、T6中性点接地隔离开关合上，T3、T5中性点接地隔离开关拉开（各变压器中性点的接地，由系统值班调度员决定）；联络变T的500kV侧中性点直接接地。
六、非正常运行方式的安排
应考虑的原则：
1、两工作母线的双电源供电；
2、系统变压器中性点在本厂接地数目保持不变；
3、厂用工作电源和厂用备用电源来自不同的独立电源。
七、非正常运行方式安排实例
1、220KV系统发变组Gl一Tl停电检修运行方式：
G1—Tl停电检修时，Gl一Tl的高压侧断路器和隔离开关均断开，除Gl一Tl停止运行外，其他各电气元件和相互连接方式同正常运行方式（此时，联络变T向220kV的WB工母线供电，保持了两母线的双电源供电）。
2、220KV系统发变组G2一T2停电检修运行方式：
发变组G2一T2停电检修时，G2—T2的高压侧断路器和隔离开关均断开，01号起备变、联络变T的220kV侧均切换至WBⅡ母线运行，主变Tl的中性点接地隔离开关合上，220kV两母线及其他各接线运行方式保持正常运行方式不变。
3、220KV系统母线WBI停电检修运行方式：
母线WBI停电检修时，WBI上的所有进、出线回路全部切换到WBⅡ母线上运行，即：
线路WLl、WL3、WL5、wL7、Gl一Tl，Ol号起备变及联络变T的220kV侧均切换至WBⅡ上运行。
WBIl母线上的接线保持不变，母联断路器QFc及其两侧的隔离开关均断开，母线保护改投单母线运行方式，其他各保护同正常运行方式。
§3-2电力变压器运行
一、变压器的额定运行方式
1、电压变化对变压器运行的影响
2、允许电压变化的范围
二、变压器的负荷能力
1、变压器的额定容量
2、变压器的负荷能力
3、变压器的绝缘老化
二、变压器的负荷能力
4、等值老化定则
5、变压器正常过负荷
6、变压器事故过负荷
三、变压器绝缘电阻的允许值
四、变压器的并列运行
五、变压器的检查
六、瓦斯保护及分接开关的运行
七、呼吸器及硅胶的运行
八、变压器油的运行
九、变压器经济运行
十、变压器过励磁运行
十一、分裂变压器的特点和运行特性
P114：
18、变压器的负荷能力与额定容量有何不同？
负荷能力是由什么条件决定的？
20、等值老化原则的含义是什么？
什么是变压器正常过负荷和事故过负荷？
§4-1电气事故处理的原则、程序
一、事故处理的一般原则
保人身、保电网、保设备
二、电气事故处理的一般程序
1、根据表计、信号指示、自动装置动作情况及其他事故现象正确判断事故性质。
2、如事故对人身和设备安全有严重威胁时，应立即设法解除。
3、迅速切断故障点。
4、对于装有自动装置而装置未动作者，应根据本单位规程规定手动执行。
5、调整未直接受损害的系统及设备的运行方式，以保证其正常运行。
6、检查保护掉牌及故障录波的动作情况，进一步判明事故的范围及性质。
7、对于无故障象征或限时后备保护越级动作而跳闸的设备，进行试送电或做零起升压；对于人为误碰跳闸或保护装置误动作可立即送电。
8、尽快恢复对已停电的重要负荷及厂用电源的供电。
9、对现场故障范围内的设备进行检查，判明故障点及其故障破坏程度。
10、将故障设备停电（与系统切除），进行必要的测试，布置安全措施，通知检修人员进行修复。
11、恢复系统的正常运行方式及设备的正常运行。
12、对有关设备系统进行全面检查，详细记录事故发生的时间、现象及处理过程。
三、事故处理时各级值班人员的相互关系
1、值班调度员是处理事故的指挥人，他通过值长指挥所有处理事故的人员。
发电厂的值长或变电所的值班负责人应该迅速而无争辩地执行值班调度员的一切命令。
2、如果值长认为值班调度员的命令有错误时，应予指出，并向他作简单的解释。
如值班调度员确定自己的命令是正确时，值长应立即执行。
3、如果值班调度员的命令直接威胁人身或设备的安全，则无论在什么情况下均不得执行。
当值长接到此类命令时，应该把拒绝执行命令的理由报告值班调度员和本单位的总工程师，并记载在操作记录簿中，然后按照本单位总工程师的指示行动。
4、值长是发电厂事故处理的直接领导人，发电厂所有人员都要服从值长的领导。
5、在变电所处理事故时，变电所值班人员应受系统值班调度员的领导。
四、可不待调度员命令，由值班人员径自执行的操作
1、将直接对人员生命有威胁的设备停电。
2、将已损坏的设备隔离。
3、运行中的设备有受操作的威胁时，根据现场事故处理规程的规定加以隔离。
4、当母线电压消失时，将连接到该母线上的开关拉开。
5、当厂用电全停或部分停电时，恢复其电源。
6、发电机发生强烈的振荡或失去同期时，按照现场事故处理规程的规定，将该发电机解列。
五、事故处理步骤
1、检查现象
2、判断故障性质
3、汇报、隔离、恢复
4、缺陷及相关记录填写
1、检查现象
（1）检查保护动作信息，开关跳闸情况
（2）查看后台监控信息（电流电压变化及潮流情况）及保护动作报文
2、判断故障性质
（1）判断故障设备
（2）现场检查故障设备
3、汇报、隔离、恢复
（1）汇报调度
要求：
a、在事故发生后3分钟内向调度汇报事故发生的时间、天气、跳闸设备等事故概况；
b、在事故发生后15分钟内详细汇报事故信息：
一次设备检查情况、保护及安全自动装置动作情况、故障测距情况、有关设备电流电压及功率变化情况；
（2）故障隔离
严格执行变电站安全规程、现场运行规程；隔离故障时，拉开跳闸开关两侧刀闸，或利用上一级开关进行隔离。
（3）恢复无故障设备运行
4、缺陷及相关记录填写
（1）进入生产管理信息系统做好各种运行工作记录：
调度指令记录；运行工作记录；断路器跳闸记录；设备缺陷记录等。
（2）将设备缺陷在生产管理信息系统填报走流程：
缺陷类别定性要准确，缺陷描述要完整、清晰，缺陷填报后及时推工作流。
（3）在系统中正确录入相关记录，内容描述准确、精练。
第6章电气运行安全管理及事故预防
§6-1概述
一、电力安全生产的重要性
二、电力安全生产方针、目标
1、安全生产的指导方针
安全第一，预防为主
2、安全生产的总体目标
防止发生三类六种事故
三、电力生产中的基本规章制度
规章制度是电力系统全体职工进行生产活动中的行为准则，它具有严肃性、权威性、强制性、稳定性的特点，具有法律效力。
规章制度一旦形成就必须严格执行，否则就可能造成事故。
§6-2电力安全两个体系
一、安全保证体系
安全保证体系是为实现安全生产，由人员、设备、技术和管理构成的有机整体。
由五个保证系统构成：
决策指挥保证系统
执行运作保证系统
规章制度保证系统
安全技术保证系统
设备管理保证系统
二、安全监察体系
电力安全监察是指电力安全监察部门和安全监察人员，依据国家法律和行业有关规定，对行业内部各企业或企业内部各生产管理和有关部门，贯彻国家、行业安全生产规定和生产安全情况进行的监督检查活动。
安全监察体系由电力行业和企业内部自上而下、各个层次的安全监察部门和人员构成。
三、两个体系的关系与配合
安全保证体系和安全监察体系都是为达到安全生产的共同目的而建立和工作的，是从属于安全生产这一系统工程中的两个子系统，这两个体系既要独立有效地发挥作用，充分发挥各自的优势和特长，又要围绕统一的安全目标，有机配合，协调运作，优势互补，充分发挥整体的防护作用。
§6-3电气作业安全管理
一、保证工作人员人身安全的组织措施
二、保证工作人员人身安全的技术措施
§6-4人身安全与触电急救
一、人身安全电压与电流
二、触电的危害及影响因素
三、人体触电方式
四、触电急救
§6-5事故预防和反习惯性违章
一、事故预防
预防操作事故的主要措施
1、严格执行“两票三制”
2、采用技术闭锁装置
3、对技术闭锁装置加强管理
二、加强反习惯性违章工作
所谓习惯性违章，就是指那些固定旧有的不良作业传统和工作习惯，违犯安全工作规程的行为。
1、习惯性违章的主要表现形式
2、习惯性违章的危害
3、反习惯性违章的措施
4、发现习惯性违章的处理
§6-6安全色标
一、安全色的意义
二、颜色在电气方面的应用
三、电线电缆的识别标志
四、安全牌
五、一般电气设备上应有的安全标志
§6-7电气防火及灭火
一、发电厂和变电所防火工作的重要性
二、电气设备着火的扑救主要事项
三、电气设备的防火措施
§6-8电气设备保护接地
一、基本概念
二、保护接地的作用
三、保护接零的作用
§6-9电气生产人员安全培训
一、常规培训
二、在岗常规培训形式
1、考问讲解2、事故预想
3、反事故演习4、事故分析
5、技术问答
三、仿真机培训
四、提高培训质量的措施
第七章电气运行管理
§7-1运行管理的特点及内容
二、运行管理的主要内容
1、运行生产管理
2、运行安全管理
3、运行经济管理
4、运行调度管理
5、运行分析管理
6、运行培训管理
7、运行设备管理
§7-3运行班组管理
一、班组管理的重要性
二、发、供电运行班组管理的特点
三、运行班组管理的侧重点
四、运行班组的生产管理
§7-4班组生产管理的日常工作
一、班组文明生产及班务工作
二、运行班组日常工作的管理
三、运行班组的定期工作及工作程序
四、运行岗位主要责任制
1、各岗位责任制
2、交接班制度
3、巡回检查制度
4、设备缺陷管理制度
5、运行定期工作制度
6、操作票制度
§7-5电气运行分析
一、运行分析的基础
是运行数据和异常情况的记录
二、运行分析方法
1、对比分析法
2、动态分析法
3、多元分析法
三、运行分析的种类和内容
1、岗位分析
2、定期分析
3、专题分析
4、变电所（站）运行分析
§7-6电气运行培训
一、常规培训
二、在岗常规培训形式
1、考问讲解2、事故预想
3、反事故演习4、事故分析
5、技术问答
三、仿真机培训
四、提高培训质量的措施
P251：
2、简述运行管理的主要内容。
P251：
8、对运行人员的“三熟”、“三能”要求指的是什么？
P251：
18、反事故演习的重点是什么？
一倒闸操作基本原则
1、倒闸操作的概念
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所进行的一系列操作，称为倒闸操作。
2、电气设备状态
电气设备有运行、热备用、冷备用和检修四种状态。
（1）运行状态：
指设备的开关和刀闸都在合闸位置，将电源至受电端间的电路接通（包括辅助设备，如：
电压互感器、避雷器等）。
（2）热备用状态：
指开关在断开位置。
而刀闸仍在合闸位置，其特点是开关一经操作即成为运行状态。
（3）冷备用状态：
指设备的开关和刀闸均在断开位置，其特点是该设备与其它带电设备之间有明显断开点。
（4）检修状态：
指设备的开关和刀闸均已断开，检修设备两侧装设了保护接地线或合上接地刀闸，包括悬挂了工作指示牌，安装了临时遮拦等。
3、倒闸操作状态转换应遵循的规律
设备由运行的转换：
运行状态→热备用状态→冷备用状态→检修状态。
设备由检修的转换：
检修状态→冷备用状态→热备用状态→运行状态。
4、倒闸操作基本原则
（1）倒闸操作要根据值班调度员发布的操作命令执行。
（2）倒闸操作必须由两人进行，其中对设备较为熟悉者作为监护人，另一人作为操作人。
（3）倒闸操作必须有合格的操作票，操作时要严格按操作票顺序执行。
（4）倒闸操作要执行逐级停送电的原则。
（5）倒闸操作要严格执行“四把关”、“四对照”的原则。
四把关：
授令复诵关、操作票填写关、模拟校对关、操作监护关。
四对照：
对照设备的名称、编号、位置和拉合方向。
（6）倒闸操作一般要在自然环境良好且负荷低谷时进行，要使倒闸操作后系统负荷分配及系统潮流方向合理，继电保护及自动装置配置与一次系统运行方式相适应。
（7）值班员在操作中当发生以下异常时，应
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