发电厂全能值班员培训教材.docx

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目录

发电厂电气设备

第一章发电厂及电力系统概述

第一节电力系统概述

第二节发电厂电气设备概述

第三节电气运行的主要任务

第二章发电厂电气设备构造原理及运行技术

第一节熔断器

第二节低压开关

第三节隔离开关

第四节高压断路器

第五节变压器

第六节同步发电机

第七节电动机

第八节直流系统

第三章电气主系统及厂用系统

第一节电气主系统接线方式

第二节厂用系统接线方式

第三节正常运行方式规定

第四节电气系统倒闸操作

第四章电气二次部分

第一节6kV开关控制

第二节0.4Kv开关控制

第三节SAT回路

第四节同期回路

第五章继电保护

第一节电动机保护配置

第二节厂低变压器保护配置

第三节母线保护配置

第四节发变组保护

第六章事故处理

第一节电气运行事故处理原则

第二节电气运行2000年事故处理汇编

第一章发电厂及电力系统概述

第一节电力系统概述

在发电厂中,发电机将机械能转化为电能,通过变压器、输电线路将电能分配给用户。

电气部分，发电机、变压器是发电厂的最后环节。

而厂用电系统的正常运行又是发电厂机、炉辅机设备能正常工作可靠发电的前提。

一、西北电力系统简介

西北电力系统包括陕西、甘肃、青海、宁夏四省（区），电网东西长1000多公里、南北800多公里，是我国五大跨省电网之一。

西北电力系统是我国唯一采用330kV电压等级的跨省电网。

西北电网的特点。

1、水、火电各半，水电比重大给系统调频、调峰、事故备用带来很大的优越性。

2、电网结构始终是东西两大部分，东部是陕西电网，西部是甘肃、青海、宁夏电网，两大电网通过两到三条联络线连接。

3、水火电源分布不均匀，水电大都集中在西部、或电集中在东部。

二、我厂在系统中的作用及连接方式

1、满足陕西省负荷发展的需要。

2、蒲城电厂是西北电力系统区域性骨干电厂之一，为甘、青两省补充枯水季节时的电力不足。

3、连接方式：

根据蒲城电厂装机容量126MW时其合理的供电范围，电厂接入系统电压只有330kV一个电压等级。

其出线按7回考虑，分别去北郊两回、渭南两回，桃曲、高明各一回，备用一回。

一期工程3回出线，蒲北、蒲桃、蒲高各一回。

当蒲电规模达到246MW时，留有出现750kV电压等级的可能，出线六回。

第二节发电厂电气设备概述

一、电气主接线

蒲城电厂是系统主力电厂，单机容量大，系统运行对电气接线可靠性的要求较高，故电气接线采用发电机-变压器组单元接线，330kV配电装置采用3/2接线。

3/2接线是大机组、超高压主接线中应用最广的一种，具有以下优点：

1、有高度的可靠性。

每一回路由两台断路器供电，当发生母线故障时只跳开与母线相连的所有开关，任何回路不停电。

事故和检修重合时停电回路数不大于两回。

2、正常方式下形成多环供电，运行调度灵活

3、操作检修方便

4、过渡接线

二、厂用电接线

1、6kV厂用电系统

1）两个6kV单元厂用电系统，#1机为1BA、1BB，#2机为2BA、2BB，分别由各自的厂高变供电。

每段均设有三个电源，一路工作，两路备用。

2）两个6kV公用厂用电系统，#1机为OBL、OBM，#2机为OBN、OBP，分别由四条主母线供电，四条主母线分别由#1、2启动变供电。

每段主母线分别由#1、2启动变供电，一路工作，一路备用。

每段公用母线均设有两个电源，一路工作，一路备用。

2、380V厂用电系统

主厂房380V厂用电系统

主厂房设有下列380V厂用配电装置:

1）汽机厂用配电装置（＃1机母线段为1CA和1CB，＃2机母线为2CA和2CB）。

2）锅炉厂用配电装置（＃1机母线段为1CD和1CE，＃2机母线为2CD和2CE）。

3）电除尘器配电装置（＃1机母线段为1CF和1CH，＃2机母线段为2CF和2CH）。

4）#1、＃2机组公用厂用配电装置（母线段为OCL和0CM）。

5）＃1、#2机组照明通风厂用配电装置（母线段为OCP和OCR）

上述38OV厂用配电装置均设有备用电源自动投入装置。

6）主厂房内还设面向机组保安负荷供电的38OV事故保安厂用配电装置。

辅助厂房的厂用负荷根据负荷大小就近设置有下列动力中心MCC。

1）输煤系统MCC；

2）化学水处理MCC；

3）循环水处理站MCC

4）污水泵房MCC，

5）空压机室、起动锅炉房MCC；

6）＃1、2机灰泵房，负压风机房MCC；

7）试验检修MCC。

输煤动力中心有四台变压器（三台工作，一台备用），分别间三段工作母线和一段备用母线供电。

循环水泵房控制中心由厂房内38OV汽机厂用配电装置双电源供电外，其余控制中心则由附近的动力中心双电源或单电源供电。

3、交流保安电源

交流保安电源采用快速起动的柴油发电机组。

每台机组设置一台柴油发电机组，视在功率为650KVA，有功率为520KW，额定电压力400／231V，自动切换时间为20秒。

事故保安厂用配电装置母线正常时由单元厂用母线段供电，当工电源断路器跳闸时，由备用电源自动切换装置指令备用电源断路器合和柴油机组起动（第一级）。

若保安母线段电压继续消失，则断开备用电源断路器，并由备用电源自动切换装置指令柴油机组电源断路器合

（第二级）。

三、主设备概况

1）发电机概况

发电机型号为THA330-2型，其冷却方式为水氢氢，即发电机定子线圈采用水内冷，转子线圈采用氢冷，定子铁芯及其它结构件采用氢冷。

型号THA330-2型

额定技术参数：

有功功率330MW

视在功率388MVA

定子额定电压24kV

定子额定电流9339A

绝缘等级B

相数3

频率50Hz

转子额定电流2486A

转子额定电压385V

最大技术参数：

视在功率405MVA

功率因数cosφ=0.85

有功功率345MW

定子电压24kV

定子电流9740A

冷却方式：

定子绕组直接水冷

转子绕组直接氢冷

定子铁芯氢冷

2）、变压器概况

No.1、2主变

型式TTU-OFAF

冷却方式强迫油循环风冷

额定容量405MVA

接线组别Y0/△-11

No.1、2厂高变

型式TTUS-OFAF

冷却方式强迫油循环风冷

额定容量40/20/20MVA

接线组别△/Y0/Y0-1-1

启动变甲OBT21（OBT31）

型式TTU-OFAF

额定容量90MVA

接线组别Ｙ0/Δ-11

启动变乙OBT22（OBT32）

型式TTUS-OFAF

额定容量63/31.5/31.5

接线组别Δ/Ｙ0/Ｙ0-1-1

以上各变压器均为强迫油循环风冷变压器

厂低变

1、型式TTA-AN-1000-6/0.4

冷却方式自然冷却

额定容量1000kVA

接线组别△/Y0-5

（机、炉、明、公）

2、型式TTU-ONAN-1000-6/0.4

冷却方式油浸自冷

额定容量1000kVA

接线组别△/Y0-5

（尘）

3、型式S10-1000/6G2K/S10-1250/6G2K冷却方式自然冷却

额定容量1000/1250kVA

接线组别Δ/Ｙ0-5

第三节电气运行的主要任务

电气运行的主要任务是执行并保证电气系统及其设备的安全经济运行。

1、保证安全运行

电力系统由发电厂、各级输电线路及变配电、用电设备组成，其特点是连续不断的同时进行着生产、输配、消耗电能。

因此，电力系统各个电气设备之间有着密切的联系和依赖关系，任一电气设备发生故障，都会影响到整个系统的正常运行，以至影响到国民经济各个部门的生产和人民的正常生活。

所以，电力系统生产必须保证安全运行。

2、保证经济运行

在保证安全发供电的前题下，千方百计搞好发电厂的经济运行具有十分重要的意义。

这主要是指降低燃料损耗（煤耗和油耗率）和厂用电率。

以便尽可能地多发电少耗电。

为了保证安全经济地发供电，值班人员除了应具备过硬的技术本领外，必须对工作具有高度的责任心，并且应一丝不苟地遵守各项规制度，以便最大限度地保证电力系统的安全经济运行。

因此电气运行人员在值班期间应做好以下工作。

1）监视和调整电气设备的各项参数，使其运行在规定范围之内。

2）巡视和维护运行中的点气设备，保证在正常工作状态。

3）保证运行方式的合理化，使管辖范围内的电气系统和设备有最大安全经济行。

1）进行电气设备的开工和结束手续。

2）办理工作票的开工和结束手续。

3）消除电气设备缺陷。

4）迅速进行电气系统的事故处理或异常工况的排除。

5）填写运行日志，计算各项参数。

6）做好备品（如熔断器、碳刷等），安全工器具、图纸、钥匙、资料及测量仪器的管理工作。

7）做好交接班及现场的清洁卫生工作。

第二章发电厂电气设备构造原理及运行技术

第一节熔断器

一、概述：

熔断器是一种最简单的保护电器，它串接在电路中，当电路发生短路和过负荷时，熔体熔断自动断开电路，使其它电器设备得到保护。

熔断器主要由低熔点的金属熔体、支持载流部分及外壳等构成。

熔断器是利用电路中电流增达到一定值时，熔体发热温度达到熔点而熔断，使电路自动断开的。

熔断器配置应有选择性，防止扩大停电范围，如果熔体为同一材料时，上一级熔体的额定电流应为下一级熔体额定电流的2～4倍，就能保证选择性熔断。

二、熔断器的分类：

型号

电压等级

型号

使用地点

备注

高压

WFNHO

No.1机6kv真空开关

填料式

STAS893S/1-82（罗方）

发电机出口PT一次保险

填料式

STAS893S/1-82（罗方）

高变分支PT一次保险（罗方）

填料式

10kvPT一次保险

填料式

低压

NT00、NT1、NT2

RD系列

380v电机所用保险（中方）

填料式

380v电机所用保险（罗方）

填料式

RM10

330kv第五串刀闸控制保险

填料式

RL10、RL14、RL15等

操作保险

填料式

RSF-600v/100A

可控硅保险

填料式

（限流）

R2S1-100

报警熔断器

三、熔断器的选择：

1、纯阻性负荷（如电路、照明）：

Ie·r=（1～1.2）Ig

2、交流电动机：

10kv以下：

Ie·r=3.5Ie

Ie·r=7P额（经验公式）

10kv以上：

Ie·r=2.5Ie

Ie·r=5P额（经验公式）

3、快熔（保护硅元件）：

Ie·r=0.7Ie·g

Ie·g——硅元件额定工作电流

由于我公司目前图纸上标注的保险容量均为罗方保险，但实际大多数已更换为中方保险，故实际保险更换时罗方与中方有一定比例，大约为罗方保险是中方保险的2.5～3倍。

第二节低压开关

低压开关是用来接通或断开1000v以下交流和直流电路的开关电器。

灭弧方法，一般是在空气中拉长电弧或利用灭弧栅将长电弧分为短电弧。

常用的低压开关有闸刀开关、接触器、磁力灭弧器和自动空气开关。

一、闸刀开关：

1、闸刀开关是最简单的一种低压开关，额定电流在1500A以下，只能手动操作，所以主要应用在不经常操作的交、直流低压电路中，为了能在短路或过负荷时自动切断电路，闸刀开关必须与熔断器配合使用。

2、闸刀类型分类：

⑴按极数分为：

单极、双极和三极。

⑵按灭弧结构可分为：

带灭弧罩和不带灭弧罩。

⑶按操作方式可分为：

直接手柄操作和用杠杆操作。

我公司目前闸刀开关采用HD13-600/31型闸刀开关，采用中央杠杆操作，带有灭弧罩，主要用于380v各MCC柜的进线电源。

二、接触器：

1、接触器是用来近距离接通或断开电路中负荷电流的低压开关，广泛用于频繁启动及控制电动机的电路，但不能切断短路电流和过负荷电流。

2、接触器可分为交流接触器和直流接触器。

目前常用的交流接触器为CJ10和CJ12系列，直流接触器常用的为C80系统。

3、交流接触器控制电动机的简单示意图：

我公司目前380v电动机开关全部采用接触器，除了目前No.1机个别改造过的金钟穆勒开关，如除盐水泵、空预器电机等。

三、自动空气开关：

自动空气开关是低压开关中性能最完善的开关，它不仅可以切断电路的负荷电流，而且可以断开短路电流，常用在低压大功率电路中作主要控制电器，如低压配电中变电所的总开关，大负荷电路和大功率电动机的控制等。

当电路内发生过负荷、短路、电压降低或失压时，自动开关都能自动的切断电路，但不适用于频繁操作的电路。

我公司目前380v电源开关全部采用，诸如1CA、1CD等380v段电源开关等。

第三节、隔离开关

一、隔离开关

隔离开关是一种高压电器，又名隔离刀闸。

因为它没有专门的灭弧结构，所以不能切断负荷电流和短路电流。

使用时应与有灭弧装置的断路器配合，只能在断路器断开时才能进行隔离开关的操作。

1、隔离开关的用途

1）将电气设备与带电部分隔离，保证有明显的断开点，以保证检修安全。

2）改变运行方式，进行等电位操作。

3）接通和断开小电流电路。

2、对隔离开关的要求

1）隔离开关应有明显的断开点。

2）隔离开关断开点之间应有足够的距离。

3）隔离开关在运行中经受短路电流，应有足够的热稳定性和电动稳定性。

尤其不能因为电动力的作用而自行断开，以避免引起严重事故。

4）隔离开关的结构应简单，动作可靠。

5）带有接地刀闸的隔离开关，必须有联锁机构，以保证先断开接地刀闸，才能操作隔离开关。

3、隔离开关的分类

1）按绝缘支柱的数目分为：

单柱式、双柱式、三柱式。

2）按刀闸的运行方式分为：

水平旋转式、垂直旋转式、插入式、摆动式。

3）按设置地点分为：

户外式、户内式。

4）按相数分为：

单相、三相。

二、户内隔离开关

蒲城电厂用户内隔离开关有下列类型

型号

额定电压

（KV）

额定电流

（A）

动稳定电流（KA）

使用地点

CIIS-IGC-12/3150

7.2

3150

135

51001、51002、52001、

52002、53001、53002、

54001、54002

CIIS-IGC-12/2000

7.2

2000

150

61311、61321、61331、

61411、61421、61431、

62311、62321、62331、

62411、62421、62431、

51311、51321、51411、

51421、52311、52321、

52411、52421

CIIS-IGC-12/2000

7.2

2000

1

（2）BA02柜

1

（2）BB02柜

GNF-10

310、320、

0317、0327

GFC-3BQ-15

10

51196、52196

三、户外隔离开关

GW7—330

电压等级

设计序号

户外式

隔离开关

特点:

导电部分结构简单，导电杆只作水平旋转，占用空间、高度较小。

由于两端瓷柱是固定的，便于向组合电器发展。

GW7-330型隔离开关为三柱水平开启式结构，两端瓷柱固定不动，顶端装设静触头；中间瓷柱顶部安装动触头及导电杆，可水平旋转一定角度。

其构件主要包括：

底座、瓷柱、导电系统、接地刀装置及均压环。

GW7-330型隔离开还配备了交流380、CJ6型电动机操作机构。

即可手动操作该隔离开关，也可电动操作。

其参数如下：

1、刀闸规范

型式：

ＧＷＦ－３３０ＰＮ

最高工作电压：

３６３ＫＶ

额定频率：

５０Ｈｚ

额定电流：

１６００Ａ

额定电压：

３３０ＫＶ

工频电压：

５１０ＫＶ

雷电冲击：

１１７５ＫＶ

操作冲击：

９５０ＫＶ

４秒热稳定电流：

４０ＫＡ

2、电动机操作机构规范

型式：

ＣＪ６

电动机功率：

0.6ＫＷ

操作电源：

ＡＣ

控制电压：

２２０Ｖ　ＡＣ

操作电压：

３８０Ｖ　ＡＣ

额定转速：

１４００ＲＰＭ

额定电流：

1.7Ａ

ＧＷ７－３３０型隔离刀闸即可手动操作，也可电动操作。

电动操作即可在就地箱，也可在集中操作箱操作，但都只能进行单相操作。

第四节高压断路器

一、概述：

高压断路器是电力系统中很重要的控制电器，在发电厂和变电所的配电装置投资中，占较大比例。

1、用途：

在正常运行时，用于带负荷切断和接通电路；在短路故障时，与继电保护配合，能自动、快速的切除故障电路，以保证设备安全及系统未故障部分安全稳定运行。

2、按灭弧介质分类：

1）油断路器。

以变压器油作为灭弧介质，所以又称油开关。

油起结缘和灭弧作用时，称为多油断路器。

油只起灭弧作用时，称为少油断路器。

2）压缩空气断路器。

以压缩空气作为灭弧介质。

3）真空断路器。

利用高度真空的介质强度来灭弧。

4）SF6断路器。

用SF6气体作为灭弧介质。

5）磁吹断路器。

利用电磁力吹弧，使电弧在狭缝中冷却而熄灭。

3、对断路器的要求。

1）工作可靠。

2）有设计的断路能力。

3）断路时间短。

4）有规定的重合闸次数。

4、断路器的结构。

1）基座与外壳：

起支撑和绝缘作用。

2）导体与触头：

起传输电流与断开、接通电路的作用。

3）灭弧室：

起快速熄灭电弧的作用。

4）操作与驱动机构：

操作与驱动机构与断路器触头连接，可以使断路器接通与断开电路，自动完成手动与自动开、合电路，并能在短路时自动断开电路。

5、技术参数：

1）额定电压：

正常工作电压设计值。

2）额定电流：

长期允许通过最大电流设计值。

3）额定断路电流：

在额定电压下，断路器能可靠切断的最大电流。

4）额定功率：

在额定电压下，断路器能可靠切断的最大功率。

5）合闸时间：

自发出合闸讯号到电路接通的时间。

二、ZN12-10型真空断路器

额定电压

KV

10

额定电流

A

1250、1600、2000、2500

1600

2000、3150

额定短路开断电流

KA

31.5

40

50

额定短路开断次数

次

50

30

30

ＺＮ１２—１０型真空断路器

　　　　　　　　　　　　　　　　　电压等级

　　　　　　　　　　　　　　　　　设计序号

　　　　　　　　　　　　　　　　　户内

　　　　　　　　　　　　　　　　　真空

ZN12-10型真空断路器额定电压10KV，三相交流50Hz的户内高压开关设备。

该断路器的操作机构为弹簧储能式，可使用交流或直流操作（我厂使用直流），也可用手动操作。

其技术规范如前表。

蒲电使用的高压断路器有以下几种型式：

型号

额定电压

额定电流

动稳定电流

额定短路开断电流

合分闸时间

使用地点

ZN12-10

/3150

10

3150

125

50

合≤75

分≤65

6131、6132、6133

6141、6142、6143

电泵开关

ZN12-10

/1600

10

1600

125

50

合≤75

分≤65

吸、送风机开关

一次风机开关

CIIL-IGC-12

/3150

7.2

3150

135

5100、5200

5300、5400

第五节变压器

变压器是一种静止的电器，它利用电磁感应原理把一种交流电压转换成相同频率的另一种交流电压、在电力系统中，变压器已占着极其重要的地位，无论是在发电厂或变电所都可以看到各种型式和不同容量的变压器。

本节主要介绍电力变压器。

一、变压器的基本原理：

按绕组数目来区分变压器可以分为两绕组和三绕组变压器。

所谓两绕组变压器即在一根铁心上套有两个绕组一个为一次统组，另一个为二次统组升压变压器的一次绕组是低压绕组，二次绕组是高压绕组，而降压变压器则相反、容量较大（56O0kVA以上）的变压器有时可能有三个绕组用以连接三种不同电压，此种变压器称作三绕组变压器，例如在电力系统中220kV、110kV和35kV之间有时就采用三绕组变压器。

按冷却介质来区分变压器可以分为油浸式变压器、干式变压器（空气冷却式）以及水冷式变压器、干式变压器多用在低电压小容量或用在防火防爆的场所而电压较高、容量较大的变压器多用油浸式，称为油浸式变压器、电力变压器大多采用油浸式变压器为了提高发电厂厂用电的可靠性。

大容量机组（单机容量20OMW及以上的厂用变压器常采用特殊结构的分裂绕组变压器）。

二、变压器的额定数据

为了保证变压器运行安全、经济、合理制造厂规定了额定数据、额定数据大都标注在铭牌上。

要正确使用变压器，必须弄清楚额定数据的含义、主要额定数据如下。

1、额定容量Sn

在额定使用条件下变压器施加的是额定电压、额定频率，输出的是额定电流温升也不超过极限值时变压器的容量叫额定客量，用Sn表示。

对三相变压器而言额定容量为三相额定容量之和、额定容量的单位为kVA。

2、额定电压U1NU2N

在三相变压器中如没有特殊说明，额定电压都是指线电压、根据变压器绝缘强度、铁心饱和的限制和允许温升所规定的原方电压值叫做原方额定电压。

用U／t表示，单位为kV。

变压器在空载（调压开关接在额定分接头上）时的副方电压叫做副方额定电压，用U。

表示，单位为kV。

为了适应电网电压变化的需要高压恻一般都安装有供调压用的分接头。

3、额定电流I1n.I2n

在额定使用条件下，变压器原方输入的电流叫做原方额定电流，用I1N表示，单位为A。

变压器副方输出的电流叫做副方额定电流，用I2N表示，单位为A。

在三相变压器中，如没有特殊说明，都是指线电流。

4、阻抗电压百分值Uk

阻抗电压又称短路电压、对双绕组变压器来说，当一个统组短接时在另一个绕组中为产生额定电流所需要施加的电压称为阻抗电压或称短路电压，用Uk表示、阻抗电压常以额定电压的百分数来表示、阻抗电压值的大小，在变压器运行中有着重要意义它是计算短路电

流的依据。

5、空载损耗P0

当用额定电里施加于变压器的一个绕组上，而其余绕组均为开路时，变压器所吸取的功率叫空载损耗，用P0表示，单位为kw。

短路损耗P。

对双绕组变压器来说，当以额定电流通过变压器的一个绕组，而另一个绕组短接时变压器所吸取的功率叫短路损耗，用P0表示单位为kw。

6、空载电流百分值I0

当用额定电压施加于变压器的一个绕组上，而其余绕组均为开路时变压器所吸取电流的三相算术平均值叫变压器的空载电流百分值、空载电流常用额定电流的百分数表示。

7、连接组别

代表变压器各相绕组的连接法和相量关系的符号称变压器的连接组别。

如Y，yNo、Y，dll标号中Y、y表示星形连接，d表示三角形连接。

n表示有中性点引线、各符号中由左至右代表一、二次侧绕组连接方式，数字代表二次侧与一次侧电压的相角位移。

三、我公司330MW机组配用的变压器型号

1、主变压器

主变压器可简称主变、我公司330MW发电机组配用的升压主变压器的型号为TTU-OFAF,即三相风冷式强迫油循环式405MVA电力变压器、变压器中性点运行方式为直接接地或经避雷器及放电间隙接地，调压方式为无载调压。

2、启动变压器

启动变压器高压侧接系统，供330MW汽轮发电机组启动使用、当发电机组启动并入系统带30％～40％负荷后应将该发电机组厂用电源由启动变压器切换为高压厂用变压器供电，这时启动变压器处于联动备用状态，故又称启动／备用变压器。

启动变分接开关的换接控制方式：

1）现场机械