第四组电气运行监视与维护

1、电气运行监视与维护电气运行监视与维护第四组 张海超 白宇梦 杨青 崔俊锋 王鹤 李冰厂用电设备的运行监视厂用电设备的运行监视 电厂中，为了保证厂用电供电的可靠性，一般设置了两路电厂中，为了保证厂用电供电的可靠性，一般设置了两路电源，即工作电源和备用电源，工作电源由本机组提供，电源，即工作电源和备用电源，工作电源由本机组提供，从发电机出口引入，经厂用高压变压器降压供为厂用高压从发电机出口引入，经厂用高压变压器降压供为厂用高压母线供电，备用电源一般引自电力系统，通过启动母线供电，备用电源一般引自电力系统，通过启动/备用备用厂用高压变压器降压后供电，且设置有备用电源自动联投厂用高压变压器降压后供电，

2、且设置有备用电源自动联投装置，实现备用电源的自动投入。装置，实现备用电源的自动投入。 机组运行中，应保证厂用电系统在经济、合理、安全、机组运行中，应保证厂用电系统在经济、合理、安全、可靠的方式下运行。厂用设备如母线、变压器、断路器、可靠的方式下运行。厂用设备如母线、变压器、断路器、整流器、柴油发动机等应处于完好状态。运行设备各个参整流器、柴油发动机等应处于完好状态。运行设备各个参数正常，并在允许值范围内变化。备用设备应随时可投入数正常，并在允许值范围内变化。备用设备应随时可投入运行。厂用变压器在运行中，应保证其负荷、电压、温度运行。厂用变压器在运行中，应保证其负荷、电压、温度在允许范围内运行。

3、在允许范围内运行。发电机运行监视的主要内容有哪些？发电机运行监视的主要内容有哪些？ 1、发电机频率的监视、发电机频率的监视 电网的频率取决于整个电网有功负荷的供求电网的频率取决于整个电网有功负荷的供求关系。发电机正常运行时，应该保证电网频率在关系。发电机正常运行时，应该保证电网频率在(500.2)Hz的范围之内，电网频率降低运行时，的范围之内，电网频率降低运行时，由于转子转速降低，发电机端电压降低，要维持由于转子转速降低，发电机端电压降低，要维持正常的电压就必须增大转子的励磁电流，会使转正常的电压就必须增大转子的励磁电流，会使转子和励磁回路温度升高。频率比额定值高较多时，子和励磁回路温度升高。

4、频率比额定值高较多时，发电机转速升高，转子承受的离心力增大，可能发电机转速升高，转子承受的离心力增大，可能造成转子上某些部件损坏。同时，转速升高，通造成转子上某些部件损坏。同时，转速升高，通风摩擦损耗也增大，发电机效率降低。风摩擦损耗也增大，发电机效率降低。2.发电机功率的监视与调发电机功率的监视与调整 在电力系统中，由于电网运行方式的改变在电力系统中，由于电网运行方式的改变或由于用户用电的变化，市电网中的有功或由于用户用电的变化，市电网中的有功和无功失去平衡，会引起电网周波和电压和无功失去平衡，会引起电网周波和电压的变化的变化 。因此，在运行中应按照预定的负。因此，在运行中应按照预定的负荷曲

5、线或调度员的命令，对各发电机的有荷曲线或调度员的命令，对各发电机的有功负荷和无功负荷进行调整，维持系统有功负荷和无功负荷进行调整，维持系统有功功率和无功功率平衡，以使周波和电压功功率和无功功率平衡，以使周波和电压维持在允许的范围内。维持在允许的范围内。 （1）有功负荷的调整。发电机有功负荷的调整，）有功负荷的调整。发电机有功负荷的调整，在正常情况下是根据频率和有功功率的变化，由在正常情况下是根据频率和有功功率的变化，由汽轮机调速系统控制汽轮机调速汽门的开度，调汽轮机调速系统控制汽轮机调速汽门的开度，调节汽轮机的进汽量，改变汽轮机转动力矩的大小，节汽轮机的进汽量，改变汽轮机转动力矩的大小，进而改

6、变输出功率。进而改变输出功率。 2）无功负荷的调整）无功负荷的调整 发电机无功负荷的调整，是根据功率因数表或无发电机无功负荷的调整，是根据功率因数表或无功表及电压表的指示，通过调节励磁电压，改变功表及电压表的指示，通过调节励磁电压，改变励磁电流而进行的。当有功负荷不变而增加无功励磁电流而进行的。当有功负荷不变而增加无功负荷时，功率因数就下降；同理，当有功负荷不负荷时，功率因数就下降；同理，当有功负荷不变而减少无功负荷时，功率因数就增加。目前发变而减少无功负荷时，功率因数就增加。目前发电机均装有自动励磁调整装置，它可以自动调节电机均装有自动励磁调整装置，它可以自动调节无功负荷。若不能满足调节要求

7、时，也可以手动无功负荷。若不能满足调节要求时，也可以手动进行辅助调整，以改变无功负荷的大小。进行辅助调整，以改变无功负荷的大小。 （3）功率因数）功率因数 功率因数亦称为力率，它是表示发电机向系统疏功率因数亦称为力率，它是表示发电机向系统疏松的有功功率与视在功率之比。发电机额定功率松的有功功率与视在功率之比。发电机额定功率因数是在额定参数运行时，发电机额定有功功率因数是在额定参数运行时，发电机额定有功功率与额定视在功率之比，即定子电压和电流之间相与额定视在功率之比，即定子电压和电流之间相角差的余弦值。一般大型发电机额定功率因数是角差的余弦值。一般大型发电机额定功率因数是0.85或或0.9.为了

8、保持发电机稳定运行，发电机的为了保持发电机稳定运行，发电机的功率因数不应超过迟相（指定子电流相位落后于功率因数不应超过迟相（指定子电流相位落后于端电压）端电压）0.95运行。因为发电机的功率因数越高，运行。因为发电机的功率因数越高，表示发电机输出的无功就相对减少。当功率因数表示发电机输出的无功就相对减少。当功率因数为为1时，输出无功负荷为时，输出无功负荷为0。而无功负荷的变化是。而无功负荷的变化是通过调节励磁电流而达到的。减少励磁电流，降通过调节励磁电流而达到的。减少励磁电流，降低了发电机的电势，从而使发电机无功负荷减少。低了发电机的电势，从而使发电机无功负荷减少。3.发电机定子电压、定子电流

9、的监视发电机定子电压、定子电流的监视 电压是电能质量的重要指标之一，系统无功功率的不足是电压是电能质量的重要指标之一，系统无功功率的不足是造成造成 电压过低的主要原因。发电机运行电压规定一般不电压过低的主要原因。发电机运行电压规定一般不低于额定电压的低于额定电压的95%，最低不得低于额定电压的，最低不得低于额定电压的90%。单。单元机组发电机电压过低，将使直接接在发电机出口的厂用元机组发电机电压过低，将使直接接在发电机出口的厂用电系统的电压也降低，影响厂用电动机的可靠运行。发电电系统的电压也降低，影响厂用电动机的可靠运行。发电机本身也因定子电流不允许超过额定值而限制出力。机本身也因定子电流不允

10、许超过额定值而限制出力。 当发电机电压升高时，因磁通饱和使定子铁损大大增加，当发电机电压升高时，因磁通饱和使定子铁损大大增加，而引起定子铁芯温度升高而损害绝缘。铁芯过度饱和会使而引起定子铁芯温度升高而损害绝缘。铁芯过度饱和会使漏磁通增大，产生很大的感应电流，引起发热，使转子护漏磁通增大，产生很大的感应电流，引起发热，使转子护环表面及端部其他部件发热。正常运行时，发电机电压不环表面及端部其他部件发热。正常运行时，发电机电压不得超过额定电压的得超过额定电压的110%，一般保持在额定值的正负，一般保持在额定值的正负5%以以内，此时发电机可以维持额定出力。内，此时发电机可以维持额定出力。4.发电机各部

11、分温度的监视 发电机运行时，在功率转换过程中，本身也要消发电机运行时，在功率转换过程中，本身也要消耗一部分能量。所消耗能量主要包括铜损、铁损、耗一部分能量。所消耗能量主要包括铜损、铁损、机械损耗、励磁损耗，这些损耗将转换热能，导机械损耗、励磁损耗，这些损耗将转换热能，导致发电机各部分温度升高。致发电机各部分温度升高。 发电机的导磁材料和导电材料的工作温度在发电机的导磁材料和导电材料的工作温度在200度以下时，不会影响其电磁和机械性能，但发电度以下时，不会影响其电磁和机械性能，但发电机有效部分的绝缘材料耐热性能较差，工作温度机有效部分的绝缘材料耐热性能较差，工作温度过高会加速绝缘的老化，缩短使用

12、寿命，故发电过高会加速绝缘的老化，缩短使用寿命，故发电机有效部分的允许温度应按其绝缘材料的耐热等机有效部分的允许温度应按其绝缘材料的耐热等级来确定。级来确定。5.发电机冷却系统的监视 (1)氢气纯度氢气纯度 。 在氢气和空气的混合气体中，若氢气含量在氢气和空气的混合气体中，若氢气含量在在4%-75%，便有爆炸危险性。当氢气纯度下降到接近爆，便有爆炸危险性。当氢气纯度下降到接近爆炸危险的混合物时，则不允许发电机继续运行。此外，氢炸危险的混合物时，则不允许发电机继续运行。此外，氢压维持不变时，纯度每降低压维持不变时，纯度每降低1%，通风摩擦损耗约增加，通风摩擦损耗约增加11%，一般要求氢气纯度不应

13、低于，一般要求氢气纯度不应低于96%。 2）氢气压力和温度。随着氢压的提高，氢气传热能力提）氢气压力和温度。随着氢压的提高，氢气传热能力提高。当氢压低于额定值时氢气传热能力减弱，应根据制造高。当氢压低于额定值时氢气传热能力减弱，应根据制造厂提供的出力曲线相应减少负荷。发电机冷氢温度一般运厂提供的出力曲线相应减少负荷。发电机冷氢温度一般运行在行在40-48之间，且温度低于发电机对应的冷却水进水之间，且温度低于发电机对应的冷却水进水温度，以防止发电机内部湿度过高而引起发结露，威胁内温度，以防止发电机内部湿度过高而引起发结露，威胁内部绝缘的安全。部绝缘的安全。 3）水冷发电机的水质监督。由于水不断的

14、在铜质线棒中）水冷发电机的水质监督。由于水不断的在铜质线棒中循环，水中铜离子增加，导电度增大。导电度过高会导致循环，水中铜离子增加，导电度增大。导电度过高会导致水管内壁发生闪络，因此每天应对冷却水进行化验分析，水管内壁发生闪络，因此每天应对冷却水进行化验分析，发电机组运行中，定子冷却水进水温度一般维持在发电机组运行中，定子冷却水进水温度一般维持在45-50之间，水温不可过低，以防止定子绕组和铁芯温差过之间，水温不可过低，以防止定子绕组和铁芯温差过大，造成两者之间位移增大，或使回水母管上出现结露现大，造成两者之间位移增大，或使回水母管上出现结露现象。象。6.发电机励磁系统的监视 发电机励磁系统调

15、节器采用双通道，每个通道均发电机励磁系统调节器采用双通道，每个通道均是一个完全独立的处理系统。可以任选一个通道是一个完全独立的处理系统。可以任选一个通道运行，另一个通道处于备用状态，且总是自动跟运行，另一个通道处于备用状态，且总是自动跟踪运行通道。当运行通道出现故障时，能自动无踪运行通道。当运行通道出现故障时，能自动无扰的切换到备用通道，每个通道又包括自动和手扰的切换到备用通道，每个通道又包括自动和手动两种调节方式，自动方式下，自动调节发电机动两种调节方式，自动方式下，自动调节发电机端电压，最大限度维持端电压恒定。手动运行方端电压，最大限度维持端电压恒定。手动运行方式下，维持发电机恒定励磁电流

16、，机组负荷若发式下，维持发电机恒定励磁电流，机组负荷若发生变化，需要人为调整励磁电流，以维持端电压生变化，需要人为调整励磁电流，以维持端电压恒定。运行中，励磁调节器工作在自动调节方式，恒定。运行中，励磁调节器工作在自动调节方式，只有在备用通道故障情况下，运行通道自动方式只有在备用通道故障情况下，运行通道自动方式再出现异常时，才自动切换至手动方式再出现异常时，才自动切换至手动方式7.主变压器的运行监视 变压器要监视的参数有变压器的电压、电流、负荷、温度变压器要监视的参数有变压器的电压、电流、负荷、温度及冷却系统等。及冷却系统等。 （1）变压器的运行温度）变压器的运行温度 运行中的变压器要要产生铁

17、损和铜损这些损耗最终全部转运行中的变压器要要产生铁损和铜损这些损耗最终全部转为热量，使机组温度升高。当变压器温度高于周围介质温为热量，使机组温度升高。当变压器温度高于周围介质温度时，就会向外部散热。变压器温度与周围介质温度的差度时，就会向外部散热。变压器温度与周围介质温度的差别越大，向外散热就越快。变压器的温度对运行有很大的别越大，向外散热就越快。变压器的温度对运行有很大的影响，最主要的是对变压器绝缘强度的的影响。变压器中影响，最主要的是对变压器绝缘强度的的影响。变压器中所使用的绝缘材料，在长期的温度影响下，会逐渐失去原所使用的绝缘材料，在长期的温度影响下，会逐渐失去原有的绝缘性能，这种逐渐变

18、化的过程，叫做绝缘老化。温有的绝缘性能，这种逐渐变化的过程，叫做绝缘老化。温度越高，绝缘老化越快，一直变脆而碎裂，使得绕组失去度越高，绝缘老化越快，一直变脆而碎裂，使得绕组失去绝缘层的保护。温度越高，绝缘材料的绝缘强度就越差，绝缘层的保护。温度越高，绝缘材料的绝缘强度就越差，很容易被高电压击穿造成故障。因此变压器在正常运行中，很容易被高电压击穿造成故障。因此变压器在正常运行中，不允许超过绝缘材料所允许的温度不允许超过绝缘材料所允许的温度。 （2）变压器温升。变压器运行时，不仅应变压器温升。变压器运行时，不仅应监视上层油温，而且还应监视上层油的温监视上层油温，而且还应监视上层油的温升。因为当环境

19、温度降低时，变压器外壳升。因为当环境温度降低时，变压器外壳的散热大为增加，而变压器内部的散热能的散热大为增加，而变压器内部的散热能力却很少提高。当变压器高负荷运行时，力却很少提高。当变压器高负荷运行时，尽管有时变压器上层油温未超过规定值，尽管有时变压器上层油温未超过规定值，但温升却可能超过规定值。当温度或温升但温升却可能超过规定值。当温度或温升超过规定值时，应迅速采取减负荷措施。超过规定值时，应迅速采取减负荷措施。对变压器来说，负荷是指其通过的视在功对变压器来说，负荷是指其通过的视在功率而不是有功功率率而不是有功功率（3）变压器冷却装置）变压器冷却装置变压器必须在规定的冷却条件下，方可按照铭变

20、压器必须在规定的冷却条件下，方可按照铭牌规范运行。对于强迫油循环风冷变压器运行牌规范运行。对于强迫油循环风冷变压器运行时，必须投入冷却装置。变压器冷却装置运行时，必须投入冷却装置。变压器冷却装置运行方式，依据变压器的负荷，绕组温度以及现场方式，依据变压器的负荷，绕组温度以及现场环境温度，来决定投运数量，并尽量保持变压环境温度，来决定投运数量，并尽量保持变压器两侧冷却装置对称运行，以减小两侧温差，器两侧冷却装置对称运行，以减小两侧温差，在正常过负荷和事故过负荷期间，应开启全部在正常过负荷和事故过负荷期间，应开启全部冷却装置运行。当变压器冷却系统故障时，应冷却装置运行。当变压器冷却系统故障时，应迅

21、速恢复正常运行，并按规定减少变压器负荷。迅速恢复正常运行，并按规定减少变压器负荷。若冷却器故障全停，则应按照规定限制变压器若冷却器故障全停，则应按照规定限制变压器的运行时间。的运行时间。8.绝缘监督 绝缘是电气设备结构的重要组成部分。随着电气设备工作绝缘是电气设备结构的重要组成部分。随着电气设备工作电压的提高，迫切需要通过改变绝缘结构，采用新型绝缘电压的提高，迫切需要通过改变绝缘结构，采用新型绝缘材料以及改进制造工艺等途径，使电气设备的绝缘质量和材料以及改进制造工艺等途径，使电气设备的绝缘质量和电气强度不断提高。电气强度不断提高。 电气设备运行过程中，由于电、热、化学及机械等因素的电气设备运行

22、过程中，由于电、热、化学及机械等因素的作用，固体和液体绝缘会逐渐老化，使其电气性能与机械作用，固体和液体绝缘会逐渐老化，使其电气性能与机械性能不断下降。性能不断下降。 利用气体电离子的变化，可以在运行中有效的监督发电利用气体电离子的变化，可以在运行中有效的监督发电机内部绝缘温度的变化。使用无线电频率监测器，利用设机内部绝缘温度的变化。使用无线电频率监测器，利用设置在发电机中性点的高频电流互感器，可以在运行中直接置在发电机中性点的高频电流互感器，可以在运行中直接测量出发电机内部局部放电时流过中性点回路的高频电流，测量出发电机内部局部放电时流过中性点回路的高频电流，经放大、滤波、限频后提供指示仪表

23、和报警，进而实现在经放大、滤波、限频后提供指示仪表和报警，进而实现在运行中对绝缘状况进行有效的监督。运行中对绝缘状况进行有效的监督。主变压器运行监视的主要内容有哪些？为什主变压器运行监视的主要内容有哪些？为什么要监视上层油的温升？么要监视上层油的温升？ 变压器要监视的参数有变压器的电压、电变压器要监视的参数有变压器的电压、电流、负荷、温度及冷却系统等。流、负荷、温度及冷却系统等。 （1）变压器的运行温度）变压器的运行温度 （2）变压器温升。）变压器温升。 （3）变压器冷却装置）变压器冷却装置 变压器运行时，不仅应监视上层油温，而变压器运行时，不仅应监视上层油温，而且还应监视上层油的温升。因为当

24、环境温且还应监视上层油的温升。因为当环境温度降低时，变压器外壳的散热大为增加，度降低时，变压器外壳的散热大为增加，而变压器内部的散热能力却很少提高。当而变压器内部的散热能力却很少提高。当变压器高负荷运行时，尽管有时变压器上变压器高负荷运行时，尽管有时变压器上层油温未超过规定值，但温升却可能超过层油温未超过规定值，但温升却可能超过规定值。当温度或温升超过规定值时，应规定值。当温度或温升超过规定值时，应迅速采取减负荷措施。对变压器来说，负迅速采取减负荷措施。对变压器来说，负荷是指其通过的视在功率而不是有功功率荷是指其通过的视在功率而不是有功功率发电机电压的正常允许范围是什么？电压过发电机电压的正常

25、允许范围是什么？电压过高或过低对发电机运行有哪些影响？高或过低对发电机运行有哪些影响？ 发电机运行电压规定一般不低于额定电压的发电机运行电压规定一般不低于额定电压的95%，最低不，最低不得低于额定电压的得低于额定电压的90%。单元机组发电机电压过低，将使。单元机组发电机电压过低，将使直接接在发电机出口的厂用电系统的电压也降低，影响厂直接接在发电机出口的厂用电系统的电压也降低，影响厂用电动机的可靠运行。发电机本身也因定子电流不允许超用电动机的可靠运行。发电机本身也因定子电流不允许超过额定值而限制出力。过额定值而限制出力。 当发电机电压升高时，因磁通饱和使定子铁损大大增加，当发电机电压升高时，因磁

26、通饱和使定子铁损大大增加，而引起定子铁芯温度升高而损害绝缘。铁芯过度饱和会使而引起定子铁芯温度升高而损害绝缘。铁芯过度饱和会使漏磁通增大，产生很大的感应电流，引起发热，使转子护漏磁通增大，产生很大的感应电流，引起发热，使转子护环表面及端部其他部件发热。正常运行时，发电机电压不环表面及端部其他部件发热。正常运行时，发电机电压不得超过额定电压的得超过额定电压的110%，一般保持在额定值的正负，一般保持在额定值的正负5%以以内，此时发电机可以维持额定出力。内，此时发电机可以维持额定出力。发电机频率的正常允许范围是什么？频率过发电机频率的正常允许范围是什么？频率过高或过低对发电机运行有哪些影响？高或过低对发电机运行有哪些影响？ 电网的频率取决于整个电网有功负荷的供求关系。电网的频率取决于整个电网有功负荷的供求关系。发电机正常运行时，应该保证电网频率在发电机正常运行时，应该保证电网频率在(500.2)Hz的范围之内，电网频率降低运行时，的范围之内，电网频率降低运行时，由于转子转速降低，发电机端电压降低，要维持由于转子转速降低，发电机端电压降低，要维持正常的电压就必须增大转子的励磁电流，会使转正常的电压就必须增大转子的励磁电流，会使转子和励磁回路温度升高。频率比额定值高较多时，子和励磁回路温度升高。频率比额定值高较多时，发电机转速升高，转子承受的离心力增大，可能发电机转速升高，转子承