电气培训教材

1、 发电厂简介火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气，生物质能作为燃料生产电能的工厂，它的基本生产过程是：燃料在锅炉中燃烧加热水使成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能。电厂分类按燃料分燃煤发电厂，燃油发电厂，燃气发电厂，余热发电厂，生物质能,以垃圾及工业废料为燃料的发电厂；按原动机分凝气式汽轮机发电厂，燃气轮机发电厂，内燃机发电厂，蒸汽燃汽轮机发电厂等；按输出能源分凝汽式发电厂（只发电），热电厂（发电兼供热）；按蒸汽压力和温度分中低压发电厂（3.92MPa，450度），高压发电厂（9.9MPa，540度），

2、超高压发电厂（13.83MPa，540度），亚临界压力发电厂（16.77MPa，540度），超临界压力发电厂（22.11MPa，550度）；按发电厂装机容量分小容量发电厂（100MW以下），中容量发电厂（100250MW），大中容量发电厂（2501000MW），大容量发电厂（1000MW以上）；燃料，由热空气携带送入锅炉的炉膛内燃烧。燃料燃烧后形成的热烟气沿锅炉的水平烟道和尾部烟道流动，放出热量，最后进入除尘器，将燃烧后的灰分离出来。洁净的烟气在引风机的作用下通过烟囱排入大气。助燃用的空气由送风机送入装设在尾部烟道上的空气预热器内，利用热烟气加热空气。这样，一方面除使进入锅炉的空气温度提高，易

3、于燃料的着火和燃烧外，另一方面也可以降低 排烟温度，提高热能的利用率。 火力发电厂在除氧器水箱内的水经过给水泵升压后通过高压加热器送入省煤器。在省煤器内，水受到热烟气的加热，然后进入锅炉顶部的汽包内。在锅炉炉膛四周密布着水管，称为水冷壁。水冷壁水管的上下两端均通过联箱与汽包连通，汽包内的水经由水冷壁不断循环，吸收着燃料燃烧过程中放出的热量。部分水在冷壁中被加热沸腾后汽化成水蒸汽，这些饱和蒸汽由汽包上部流出进入过热器中。饱和蒸汽在过热器中继续吸热，成为过热蒸汽。过热蒸汽有很高的压力和温度，因此有很大的热势能。具有热势能的过热蒸汽经管道引入汽轮机后，便将热势能转变成动能。高速流动的蒸汽推动汽轮机转

4、子转动，形成机械能。 汽轮机的转子与发电机的转子通过连轴器联在一起。当汽轮机转子转动时便带动发电机转子转动。在发电机转子的另一端带着励磁机。励磁机发出的直流电送至发电机的转子线圈中，使转子成为电磁铁，周围产生磁场。当发电机转子旋转时，磁场也是旋转的，发电机定子内的导线就会切割磁力线感应产生电流。这样，发电机便把汽轮机的机械能转变为电能。电能经变压器将电压升压后，由输电线送至电用户。 释放出热势能的蒸汽从汽轮机下部的排汽口排出，称为乏汽。乏汽在凝汽器内被循环水泵送入凝汽器的冷却水冷却，从新凝结成水，此水成为凝结水。凝结水由凝结水泵送入低压加热器并最终回到除氧器内，完成一个循环。 。发电系统是由励

5、磁变、励磁屏、励磁机、发电机、变压器、高压断路器、升压站、配电装置等组成。发电是由励磁屏将直流电送到励磁机定子线圈，励磁机定子线圈产生磁场，原动机带动励磁电枢转动，切割磁力线，在励磁电枢中产生励磁交流电流，经旋转整流盘整流后变成直流电再送到转子绕组，转子绕组中就有电流通过，并产生轴向磁场，当转子转动时，就形成了旋转的磁场。当发电机转子通过旋转其定子线圈便感应出电流，强大的电流通过发电机出线分两路，一路送至厂用电变压器，供厂内用电，另一路则送到主升压站，由SF6高压断路器送出。电厂中锅炉、汽轮机、发电机之间的关系极为密切。任何一个环节出现事故都会影响电厂的安全经济运行。因此，为了保证电厂的安全经

6、济运行，必须装备完善的保护控制装置和系统。基本的保护方式有以下3种。 联锁保护：当某一设备或工况出现异常现象时，相关联的设备联动跳闸，切除有故障的设备或系统，备用的设备或系统立即投入运行。 继电器组成的保护：电气参量的限值，以及设备元件的条件联系为动作判据，采用各种继电器组成保护回路，对某一设备或系统进行保护。 固定的保护装置:有机械的、电动的保护装置，如锅炉的安全门、汽轮机的危急保安器、电机的过电压保护器等。 秸杆发电的基本概况秸秆是一种很好的清洁可再生能源，每两吨秸秆的热值就相当于一吨标准煤，而且其平均含硫量只有3.8，而煤的平均含硫量约达1。在生物质的再生利用过程中，排放的CO2与生物质

7、再生时吸收的CO2达到碳平衡，具有CO2零排放的作用，市场前景非常广阔。秸杆发电的意义我国能源结构以煤为主，煤炭所占的比重近70%，造成了严重的大气污染。秸秆发电基本不增加温室气体，所燃烧的是植物当年或前一年转化的空气中的碳，而不像煤炭、天然气、石油那样，是几亿年前的碳。运营1.8万千瓦的生物质发电机组，与同功率火电机组相比，每年可减少二氧化碳排放约10万吨。火电厂大量排放二氧化硫，造成酸雨和酸沉降。而秸秆含硫量为煤炭的10%左右，“此硫非彼硫”，这样生物发电还可大大减少二氧化硫等污染气体的排放。另外，传统火电厂燃煤后大约有30%的废渣产生；而生物质直燃发电产灰率仅为2%左右，灰粉中富含钾等矿

8、物质元素，适当加工可制成高效肥料。因此，秸秆发电的原料是空气里来空气里去，剩余的再回到土里，基本不形成污染。秸杆发电的工艺流程：1秸秆的处理、输送和燃烧发电厂内建设独立的秸秆仓库。仓库都有大门，运输货车可从大门驶入，然后停在地磅上称重，秸秆同时要测试含水量。任何一包秸秆的含水量超过25，则为不合格。测量完所有秸秆捆之后，使用叉车卸货，并将运输货车的空车重量输入计算机。计算机可根据前后的重量以及含水量计算出秸秆的净重。货车卸货时，叉车将秸秆包放入预先确定的位置；在仓库的另一端，叉车将秸秆放上料输送机上；经粉碎后将秸秆传送给螺旋自动给料机，通过给料机将秸秆压入密封的进料通道，然后输送到炉床。环境保

9、护系统在旋风分离器之后，安装一个布袋除尘器，以便收集烟气中的飞灰。布袋除尘器的排放低于25mg/m3，大大低于中国烧煤发电厂的烟灰排放水平。副产物秸秆通常含有35的灰分。这种灰以锅炉飞灰和灰渣/炉底灰的形式被收集，这种灰分含有丰富的营养成分如钾、镁、磷和钙，可用作高效农业肥料。我国农村的秸秆资源相当丰富，主要的农作物种类有稻谷、小麦、玉米、豆类、薯类油料作物、棉花和甘蔗。预计在2000年到2010年期间，我国每年秸秆资源的可获得量为3.5亿3.7亿t，相当于1.7亿tce。如果将这些秸秆资源用于发电，相当于0.9亿kw火电机组年平均运行5000h，年发电量为4500亿kW一次系统图1什么叫一次

10、系统主结线?对主结线有哪些要求?一次系统主结线是由发电厂的各种电器设备如发电机、变压器、断路器、隔离开关、母线、电抗器和引出线等及其连线所组成的生产、输送和分配电能连结系统对主结线的要求有以下五点：(1)运行的可靠性(2)运行、检修的灵活性(3)运行操作的方便性(4)运行的经济性(5)主结线应具有扩建的可能性2什么叫一次设备?常用的一次设备有哪些?一次设备是直接用于电力生产和输配电能的设备，经由这些设备，电能从发电厂输送到各用户常用的一次设备如下：发电机、变压器、断路器、隔离开关、自动空气开关、接触器、闸刀开关等、电抗器、避雷器，电压，电流互感器等3什么叫二次设备?常用的二次设备有哪些?二次设

11、备是对一次设备的工作进行监察、测量和操作控制及保护的辅助设备常用的二次设备包括如下设备：4什么叫电力系统的静态稳定?电力系统运行的静态稳定性也称微变稳定性，它是指当正常运行的电力系统受到很小的扰动，将自动恢复到原来运行状态的能力5什么叫电力系统的动态稳定?电力系统运行的动态稳定性是指当正常运行的电力系统受到较大的扰动，它的功率平衡受到相当大的波动时，将过渡到一种新的运行状态或回到原来的运行状态，继续保持同步运行的能力6什么叫主保护?是指发生短路故障时，能满足系统稳定及设备安全和基本要求，首先动作于跳闸，有选择地切除被保护设备和全线路故障的保护7什么叫后备保护?是指主保护或断路器拒动时，用以切除

12、故障的保护8什么叫辅助保护?是为补充主保护和后备保护的不足，而增设的简单保护9什么叫同步发电机的额定容量额定电压额定电流?额定容量是指该台发电机长期安全运行的最大输出功率额定电压是该台发电机长期安全工作的最高电压发电机的额定电压指的是线电压额定电流是该台发电机正常连续运行时的最大工作电流10什么是电流的热效应?电流通过电阻时，电阻就会发热，将电能转换为热能，这种现象叫做电流的热效应11什么是正弦交流电的三要素?(1)最大值；(2)角频率；(3)初相位12什么叫感抗容抗和阻抗?感抗：在具有电感的电路里，对交流电流所起的阻碍作用，叫感抗通常用字母Xl 表示，单位名称为欧姆容抗：在具有电容的电路里，

13、对交流电流所起的阻碍作用，叫容抗通常用字母Xc 表示，单位名称为欧姆阻抗：在具有电阻电感和电容串联的电路里，对交流电流所起的总的阻碍作用，称为阻抗通常用字母Z表示，单位名称为欧姆13什么叫趋表效应?当直流电流通过导线时，电流在导线截面上分布是均匀的，导线通过交流电流时，电流在导线截面上的分布不均匀，中心处电流密度小，而靠近表面电流密度大，这种交流电流通过导线时趋于导线表面的现象叫趋表效应，也叫集肤效应14交流电的有功功率、无功功率和视在功率的意义是什么?电流在电阻电路中，一个周期内所消耗的平均功率叫有功功率储能元件线圈或电容器与电源之间的能量交换，用瞬时功率的最大值来表示，也就是交换能量的最大

14、速率，称作无功功率在交流电路中，把电压和电流的有效值的乘积叫视在功率15什么叫串联谐振?什么叫并联谐振?在电阻、电感和电容的串联电路中，出现电路端电压和总电流同相位的现象叫串联谐振在线圈和电容并联电路中，出现并联电路的端电压与总电流同相位的现象叫并联谐振16一台直流电动机运行时，端电压U=210V，电流I=5A，试求该电机输入的电功率?解：根据公式P=IU电动机输入功率为P=IU=5×210=1050(W)17一单相电动机由220V的电源供电，电路中的电流为11A，cos=083，试求该电动机的视在功率、有功功率、无功功率?解：根据公式S=UI，P=Scos，Q=(S2-P2)电动机

15、的视在功率为S=UI=220×11=2420(VA)电动机的有功功率为P=Scos=2420×083=20086(W)电动机的无功功率为Q=(S2-P2)=(24202-200862)1/2=13198(Var)18由桥式电路如图所示，已知R1=10K，R2=1K，调节电阻R3电阻为48K时，检流计指示为零，电桥平衡，当E=45V时，试求R4电阻值是多少?解：根据电桥平衡条件：R1/R2=R3/R4R4=R2R3/R1=1×48/10=048(K) 交流发电机的构造与原理 1流发电机的作用:发出交流电，为用电设备提供电能。2流发电机的组成： 励磁机部分

16、为发电机转子提供励磁电流发电机部分 发出交流电 一、发电机的基本原理 1磁感应现象 所有充电系统都是利用电磁感应原理来产生电流。 电磁感应现象：如果导体和磁场间有相对运动就会产生电压。导体中产生电压的强度取决于:磁场强度（励磁电流的大小）导体切割磁场的速度通过磁场的导体数量2磁场的建立励磁线圈通电，周围产生磁场。电流的方向与产生磁场的方向的关系-右手螺旋定则。如何产生连续的电动势 （1）使导体在磁场中往复运动，或在磁场中旋转，有效地利用磁力线所穿过的有限空间来产生电动势 （2）也可以使导体不动，让磁场不断发生变化 由于必须经常改变导体或磁场的方向，所产生的电动势的大小、方向经常变化-交流电动势

17、3相交流发电机的基本原理 1、结构特点： 通电线圈绕在旋转铁心上产生旋转磁场三相绕组产生三相交流电。2、基本原理： 当绕发电机转子旋转时，通过各线圈的磁通发生变化，三相绕组中产生电动势，但因各相绕组的磁通变化存在时间差，故产生的电动势也有时间差三相交流发电机的组成 转子组件：产生旋转磁场 定子组件：产生三相交流电整流器：把交流励磁机发出的交流电变成直流电前后端盖：减少发电机漏磁;安装整流二极管.带轮及风扇：传递动力;散热.1.交流发电机的构造转子组件功能：是用来建立磁场的。 磁场的产生： 励磁屏将直流电送到励磁机定子线圈，励磁机定子线圈产生磁场，原动机带动励磁电枢转动，切割磁力线，在励磁电枢中

18、产生励磁交流电流，经旋转整流盘整流后变成直流电再送到转子绕组，转子绕组中就有电流通过，并产生轴向磁场，当转子转动时，就形成了旋转的磁场。 2.交流发电机的构造定子组件定子组件的作用:产生三相交流电 定子组件的组成：定子由定子铁心和定子绕组成。 定子铁心由内圈带槽的硅钢片叠成，定子绕组的导线就嵌放在铁心的槽中。 定子绕组有三相，三相绕组采用星形接法。在三相绕组中所产生的电动势应是对称电动势，即电动势的大小相等、电位差互差120o电角度。发电机的检查项目1. 发电机常，无异常振动，无焦味2. 冷却通风系统良好，进出口温度正常3. 机组表面清洁，无局部发热现象4. 通过窥视窗检查发电机线圈清洁5.

19、轴承绝缘垫无被污染和金属短路现象6. 轴接地电刷接触良好，无异常火花7. 发电机小室开关、压变接触良好，无发热现象。电抗器，励磁变压器无异常变压器的结构及工作原理1. 变压器组要由铁心和绕组组成铁心是变压器中主要的磁路部分。通常由含硅量较高，表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成绕组是变压器的电路部分，它是用双丝包绝缘扁线或漆包圆线绕成 2. 变压器的工作原理变压器的基本工作原理是电磁感应原理。当交流电压加到一次侧绕组后交流电流流入该绕组就产生励磁作用,在铁芯中产生交变的磁通,这个交变磁通不仅穿过一次侧绕组,同时也穿过二次侧绕组,它分别在两个绕组中引起感应电动势。这时如果二次侧与外电路的负载

20、接通,便有交流电流流出,于是输出电能。 变压器的检查项目1. 瓦斯继电器内应充满油，并且没有气体2. 油浸式变压器上层油温不得超过953. 变压器声音正常,油色、油位正常，本体无渗油、漏油现象，表面清洁4. 变压器各侧引线接触良好，无发热现象5. 瓷套管清洁完好，无裂纹及放电现象6. 呼吸器内硅胶不受潮、变色。受潮率达50%时，应予更换。7. 检查装配螺栓是否松动，密封衬垫有无老化及渗漏油；外壳、阀门、法兰、瓦斯继电器、散热器应无漏油。8. 风扇运行正常9.外壳接地良好电动机的工作原理当电动机的三相定子绕组，通入三相交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。电动机的检查项目1. 电动机正常运行时的电流是否超过允许值；