5火力发电及其生产过程(3)-电气设备+电厂自动化ppt课件

1、作业1、阐明火电厂的电气设备中有哪些一次设备和二次设备，用什么图形符号表示？都有什么作用？2、交流电ABC三相电依次用什么颜色表示？3、励磁机的作用是什么？4、电力变压器的作用及原理？5、高压断路器和隔分开关的作用有什么不同？6、电压互感器和电流互感器的作用？7、电气主接线有哪几种主要接线类型？.1、火力发电厂的分类2、火电厂的消费过程3、锅炉设备4、汽轮机设备5、热力系统及辅助设备 6、电气设备7、火力发电厂的运转8、火力发电厂自动化第二章 火力发电及其消费过程.电气设备 一次设备 :直接消费和保送电能的设备发电机、变压器、主母线、高压互感器、隔分开关等 二次设备:对一次设备进展监视、控制和

2、维护的设备 第 6 节 电气设备.一次设备消费和转换电能的设备：发电机-机械能转换为电能；电动机-电能转化为机械能；变压器-电压升高或降低，满足输配电需求。接通或断开电路的开关电器：正常或事故时，将电路闭合或断开断路器，正常时用来接通和断开负荷电流；缺点时受继电维护作用，将电路自动断开。 隔分开关，将一次设备与带电部分可靠隔离，没有灭弧安装，因此只需在断路器断开后，才干接通和断开隔分开关。 熔断器 接触器.一次设备限制缺点电流和防御过电压的电器 电抗器-限制短路电流，维持母线残压。 避雷器-防御过电压接地安装：电力系统中性点的任务接地或维护人身平安的维护接地，与地中的接地网相连。载流导体：将电

3、气设备衔接起来 母线，聚集和分配电能 架空线，终端线、联络线 电 缆，城市、厂站内部或附近、穿越江河或海峡时运用.二次设备仪用互感器：将电路中的高电压或大电流转换成低电压、小电流，供应仪表和维护安装运用。 电压互感器PT： 电流互感器CT丈量表计：丈量电路中的电气参数。 电压表 电流表 功率因数表继电维护及自动安装：迅速反响不正常情况并进展监控和调理。直流电源设备：供应控制、维护和厂用直流负荷、事故照明的直流用电。 直流发电机组 蓄电池组 硅整流设备操作电器、信号设备及控制电缆。.主要电气一次设备的图形符号 .电气设备的主要内容1发电机31：052电力变压器3开关设备39：364电力互感器43

4、：075避雷器6阻波器7电气主接线及配电安装44：37.电气部分接线表示图.1 发电机的原理和构造 1根本原理磁力 磁场磁力线.电磁铁.感应电流当导线在磁场挪动，“切割磁力线时或磁场挪动，磁力线切割导线时，在导线中就产生电压，此时如将导线两端连通，就会有电流经过，称为感应电流。 .2汽轮发电机的构造转子 由整块的优质合金钢制成。具有良好的导磁性。 定静子 由铁芯、线圈及外壳组成。铁芯由环形硅钢片叠压而成。 .转子 转子本体构造1大齿；2小齿；3嵌线.定子由铁芯、绕组和外壳等组成。铁芯由环形的硅钢片叠压而成，其内园开有齿槽，放置定子绕组。图 汽轮发电机构造表示图.励磁设备的作用是向发电机转子提供

5、直流电流，构成转子磁场.汽轮发电机的损耗铜损：定子和转子绕组电阻损耗铁损：定子铁芯的磁场变化机械损耗：通风及轴承部分的摩擦625MW(24%) 50100MW(1.52%) 200MW以上(11.5%) 汽轮发电机功率.发电机冷却方式1空气冷却 发电机转子两端装风扇，只用于50MW及以下。2氢气冷却用氢气将热量带走。冷却才干高，通风损耗小，构造复杂，需求制氢设备，用于30100MW3绕组导线内部冷却内冷用泵迫使氢气、水或油流过导体内部。冷却才干更高，减少发电机体积，节省资料，构造复杂1958年，我国试制成世界上第一台双水内冷12MW汽轮发电机1974年，我国第一台300MW双水内冷汽轮发电机投

6、入运转1985年，哈尔滨电机厂消费的600MW汽轮发电机第一次启动胜利。阐明我国已进入世界上少数几个消费大功率发电机国家的行列.2 电力变压器 看变压器36:53 电力系统中广泛运用的升压和降压设备,作用：高压输电 发电机输出电压受绝缘程度限制，最高为20KV左右，假设用这样的电压远间隔输电，电流大，功率损耗大。在用户端保证运用人员的平安，降低用电设备造价 .电力变压器的原理和构造 闭合铁心上绕两个相互绝缘匝数不等的绕组。与电源相连的一侧，一次绕组原边与负荷相连的一侧，二次绕组副边电磁感应原理：电-磁-电.原边电压U1 原边匝数N1 副边电压U2 副边匝数N2匝数多的一侧电压高，电流小变压器的

7、分类 按用途分： 升压变压器 降压变压器 联络变压器 配电变压器 按相数分 ： 单相变压器 三相变压器 按每相绕组的线圈数 ： 双绕组 三绕组自耦低压分裂绕组 = k变比.变压器的损耗和冷却 一损耗 铜耗：电流流过线圈的损耗，电流越大，铜损也越大； 铁损：磁力线经过铁芯产生的损耗，与电流无关。二冷却方式 油浸自冷式 油浸风冷式 强迫油循环.电力变压器的构造中心设备：铁芯 + 绕组 本体外围设备：1油：绝缘和散热 需求油的部位：本体、调压开关、引出线 构造： 储油油枕 吸湿硅胶 监视油位油枕、调压开关、套管 监视油温 监视油的分解，诊断内部缺点瓦斯继电器2冷却系统：强迫油循环风冷大容量变压器 风

8、扇 潜油泵油流继电器 .电力变压器的构造.电力变压器实物照片 .3 开关设备 开关设备录像40:18开关电器的作用和种类1作用：在正常情况下，由于检修或改动运转方式，将发电机、变压器、线路等接入电网或退出，起控制造用。在缺点时，迅速切断缺点部分，保证无缺点部分正常运转，起维护作用。2种类：高压负荷开关、低压闸刀开关、接触器、磁力启动器： 仅用来在正常任务情况下，断开或闭合正常任务电流。高低压熔断器： 仅用来断开缺点情况下的过负荷电流或短路电流。高压断路器、低压空气开关： 既用来断开或闭合正常任务电流，也用来断开或闭合过负 荷电流或短路电流。隔分开关： 不要求断开或闭合电流，只用来在检修时隔离电

9、压。.电弧的构成与熄灭1电弧产生的条件：电源电压大于1020V，电流大于80100mA，动静触头分别瞬间，触头间产生电弧。触头分开后，电路中有电流，电弧导电，电弧中有大量自在电子。2电弧的危害 电弧的温度很高，可达50007000度以上，常超越金属的汽化点，能够烧 坏开关电器的金属触头。 烧坏开关电器的绝缘。如，烧坏瓷绝缘的外表，甚至完全损坏，或 者使有机绝缘资料炭化，以致失去绝缘性能。 假设电弧长时间不熄灭，不仅烧坏开关电器，而且呵斥系统事故，威 胁电力系统平安运转。3电弧产生的物理过程 电弧的产生和维持是触头间中性质点分子和原子被游离的结果。游离就是中性质点转化为带电质点。.高压断路器熄灭

10、交流电弧的根本方法 构造：灭弧安装 + 支配机构1灭弧介质具有较高的传热才干、介电强度、热游温度和热容量。 按灭弧介质和灭弧方式分为：多油、少油、紧缩空气、SF6、真空 (2)采用特殊金属资料作灭弧触头：铜钨和银钨合金 熔点高、导热系数和热容量大的金属，减少热电子发射。.(3)利用气体或油吹动电弧 ：分散和冷却空气：2.3MPa SF6: 0.30.6MPa纵吹、横吹、环吹(4)采用多断口熄弧 ：在相等的触头行程下，拉长电弧 各断口电压分布根本相等的措施：断路器加并联电容(5)采用强有力的分闸机构，提高触头分别速度，拉长电弧 操动机构：断路器进展合闸、分闸操作，并坚持在合闸形状，这些义务全靠操

11、动机构完成。.隔分开关主要用途 没有灭弧功能,隔离电压,倒闸操作 分合小电流：分、合避雷器、电压互感器和空载母线 分、合励磁电流不超越2A的空载变压器 关、合电容电流不超越5A的空载线路 隔分开关的种类安装地点：屋内式和屋外式绝缘支柱数目：单柱、双柱、三柱.4 互感器43：07互感器的作用互感器包括电流互感器TA 或CT和电压互感器TV或 PT。1将一次回路的高电压和大电流变为二次回路规范的低电压100V和小电流5A 1A，使丈量仪表和维护安装规范化、小型化，并使其构造轻巧、价钱廉价和便于屏内安装。2使二次设备与高压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身平安。.CT电流互感器 充

12、油的：油位计 充SF6气体的：压力表PT电压互感器 充油的：油位计 仿真变电站演示：CT和PT互感器录像44：05.避雷器泄露雷电电流、防御过电压阻波器阻止高频信号进入厂站内高频维护：线路维护的一种，电网缺点时，线路两端的收发讯机发出高于工频50HZ的信号，由阻波器限制该高频只在本线路上传输。悬挂式251支撑式253 . 各种电气设备根据任务的要求和它们的作用，依一定次序用导线衔接成的电路，称为电气接线。 一次设备衔接成的电路成为电气主接线。 二次设备连成的电路称为二次电路。7 电气主接线及配电安装45：09电气主接线图 电气主接线阐明电能聚集和分配的关系以及各种运转方式。主接线常按规定的图形

13、符号画成单线图的方式，单线图画出的是单相电路，实践上表示三相电路。断路器和隔分开关画成断开形状。.电气主接线图举例.配电安装由开关电器、维护和丈量电器、母线和必要的辅助设备和建筑物组成的整体，用来接受和分配电能的安装。按电气设备装设地点，分屋内和屋外配电安装。.单母线接线 .单母线分段 .双母线带旁路 .第7节 火力发电厂的运转 1机组的启动和停运机组启动的过程：锅炉点火、升压、并入母管、汽轮机暖管、暖机、冲转、升速、发电机与电力系统并列、带负荷机组启动和停运时间长的缘由：锅炉与汽轮机体积大、部件重，特别是高参数大容量锅炉的汽包钢板特厚，汽轮机的构造复杂、精细。启动不能太快，保证各部件的温度均

14、匀上升，防止因温升不均而发生变形、弯曲、衔接部位松动、动静部分之间发生摩擦等不良后果。在停炉、停机后，同样要留意保证冷却均匀，防止金属部件冷却太快。.中温中压锅炉点火-并入母管：24h高温高压锅炉：45h中温中压汽轮机暖管、机-带满负荷：1.52.5h高温高压汽轮机：45h参数越高，容量越大，启动时间越长。单元机组普通采用滑参数启动锅炉启动后当参数还很低时汽轮机就开场启动，随着锅炉汽压、汽温的升高，汽轮机转速也逐渐提高到额定转速，当发电机并入系统并带上一定负荷后，蒸汽参数才干到达额定值。这种启动方式可以缩短启动时间一半，并可减少汽水损失。.2平安运转火电厂消费过程复杂，主辅设备较多，任何一台设

15、备发惹事故，都会不同程度地影响平安运转，甚至会呵斥主要设备损坏、全厂停电和人身伤亡等严重后果。由于结垢、腐蚀、磨损和超温，呵斥炉管爆破。锅炉灭火后处置不当，呵斥炉膛爆炸。锅炉缺水、满水汽轮机严重超速而遭破坏，甚至引起人身伤亡。汽轮机叶片断裂。轴瓦烧坏或火灾发电机或主变压器绕组烧坏全厂停电误操作呵斥人身伤亡、设备损坏或停电看录像：防止全厂停电事故(30分钟).3经济运转主要经济目的供电煤耗：发电厂每向外供1kWh电所耗费的规范煤。蒸汽参数越高，煤耗越低厂用电率：发电厂本身耗费的电量占发电量的百分数。降耗的主要措施：控制运转小目的.第8节 火力发电厂自动化1作用利用各种自动化仪表和安装包括计算机系

16、统对火力发电厂消费过程进展监视、控制和管理，使之平安、经济运转的技术。2自动化开展历程就地控制方式：主要运转参数靠人工控制单元控制方式机炉电集中布置在单元控制室。仍由机炉电运转人员分别进展监视和控制。分散控制系统将各种不同的控制功能分别由数台以微处置器为中心的安装来实现，集中监视、分散控制。.图6.3 火电厂集控运转.图6.5 仿真安装系统配置.小 结 6、电气设备1电气设备:由一次设备和二次设备组成一次设备：发电机、电动机、变压器、断路器、隔分开关、电抗器、避雷器、母线、架空线、电缆等二次设备：电压互感器PT、电流互感器CT、电压表、电流表、功率因数表、继电维护及自动安装、直流电源设备等2电气部分接线表示图3发电机的原理和构造 发电机原理：导线在磁场挪动，“切割磁力线，导线中就产生电压，导线两端连通就会有电流经过。发电机的构造：定子，转子.小 结4电力变压器的原理和构造 变压器的原理：电磁感应原理：电-磁-电