电气主设备及运行维护(发电部分)

1、 电气主设备及运行维护廖自强(发电部分）本讲的主要内容：发电机及其运行维护发电机励磁系统及其运行维护6kV断路器及其运行维护大型电动机及其运行维护厂用电接线及其运行第一节 发电机及其运行维护1-1 发电机的基本原理与结构1-1 发电机的基本原理与结构1-1 发电机的基本原理与结构(续)一、 发电机的基本原理 同步发电机的原理 1-1 发电机的基本原理与结构(续1)发电机的负载特性：1-1 发电机的基本原理与结构(续2)发电机的能流图：1-1 发电机的基本原理与结构(续3)发电机气隙磁场：发电机相量图：1-1 发电机的基本原理与结构(续4)二、同步发电机的功角特性： Pem = 3 UIcon

2、= 3 sin1-1 发电机的基本原理与结构(续5)三、同步发电机的动静稳定性：1-1 发电机的基本原理与结构(续6)四、提高同步发电机稳定性的措施： 选择合适的工作点，使发电机保持静态稳定，并留有一定余地。 维持发电机动态稳定的一个可能方案是在故障情况下，尽可能提高发电机励磁电势Eq。 维持发电机动态稳定的另一个可能方案是在故障情况下，尽可能及时减少汽轮机的输出功率。 在汽轮机的数字电液调节系统中，设置中压调门快关功能。在发电机部分甩负荷后，瞬时关闭中压调门、减少汽轮机输出功率，以利于发电机重新回到同步运行的稳定状态。1-1 发电机的基本原理与结构(续7)五、自动发电控制 自动发电控制AGC

3、(Automatic Generation Control)是电力系统频率和有功功率自动控制系统的统称，是电网运行中一个重要的计算机实时控制功能。其目的是使系统出力和系统负荷相适应，保持额定频率和通过联络线的交换功率等于计划值，并尽可能实现机组间负荷的经济分配。具体地说，自动发电控制有四个基本目标：(1)使全系统的发电出力和负荷功率相匹配；(2)将电力系统的频率偏差调节到零，保持系统频率为额定值；(3)控制区域间联络线的交换功率与计划值相等，实现各区域内有功功率的平衡；(4)在区域内各发电厂间进行负荷的经济分配。1-2 发电机的单元接线发电机中性点：1-2 发电机的单元接线2发电机出口开关及P

4、T：1-2 发电机的单元接线3发电机出口开关就地：1-2 发电机的单元接线4发电机出线:1-2 发电机的单元接线5高厂变/高公变：1-2 发电机的单元接线6高备变:1-3 发电机的运行及维护发电机运行特性：(1)发电机在运行中功率因数降低或升高有何影响？(2)对发电机有功调节时应注意什么？(3)调节发电机无功时应注意什么？(4)分析发电机的P-Q图？1-4 发电机的运行及维护2发电机冷却系统：(1)发电机进风温度过低对其有何危害？(2)氢气纯度过高或过低对发电机运行有何不良影响？(3)如何防止发电机进油？(4)如何查找漏氢？运行中如何处理？1-4 发电机的运行及维护3发电机的启动、检查及维护：

5、(1)发电机启动前运行人员应做哪些试验？(2)什么叫轴电流？怎样防止轴电流？(3)发电机升压时应注意哪些问题？(4)发电机正常运行时检查项目？第二节 发电机励磁系统及其运行维护励磁系统的作用：2-1 励磁系统的基本原理与结构2-1 励磁系统的基本原理与结构励磁系统的组成：(1)电源:包括用于为功率整流器提供电源电压励磁变压器，还有用来给起励装置、系统启动以及电制动供电的电厂辅助电源。所有这些电源可以向发电机磁场绕组励磁电流。 (2)控制部分及实际值测量:包括发电机定子电压和定子电流测量，调节器（PID控制器）和可控硅的门极控制单元。 (3)功率整流桥:励磁系统采用全控可控硅整流桥 (4)灭磁装

6、置:它包括灭磁开关，灭磁电阻和磁场过电压保护回路（跨接器）。 2-1 励磁系统的基本原理与结构2励磁系统的结构:2-1 励磁系统的基本原理与结构3励磁系统的结构功能: 正常运行期间，励磁系统由发电机机端电压经过励磁变压器供电。励磁变压器将发电机电压转变为整流器的输入电压，并在电气上将发电机电压与发电机磁场绕组之间隔离。 正常情况下，发电机的残压用于起励是足够的。当励磁投入后，可控硅桥立即被触发，只要可控硅输入端有5V的电源电压，门极控制单元就能有效地控制可控硅桥。如果残压低于5V，起励开关会自动闭合。 起励装置总是由蓄电池供电。当残压不足以建立发电机电压时，经过一定时间的延迟，起励装置就会投入

7、：起励开关自动闭合，蓄电池向磁场绕组通流，定子建压开始。当电压达到额定值的10%时，可控硅桥已经能正常工作，起励开关自动断开。在整流桥的输出电压高于蓄电池电压时，起励回路中的二极管会阻止反向电流流入蓄电池。起励电流大约为空载励磁电流的10%至20%，其大小取决于串入的限流电阻。 2-1 励磁系统的基本原理与结构4励磁系统的组成单元:2-1 励磁系统的基本原理与结构5励磁系统调节器： 双自动通道系统由两个相同的自动电压调节器组成，即电压调节器的电子部件是冗余的。 手动方式运行时，切换到励磁电流调节 发电机电压Ug和发电机电流Ig的实际值测量为单路或双路冗余设计。励磁电流If和同步电压Usyn的实

8、际值测量为冗余设计 在运行中，两个AVR通道中的一个处于备用方式。通道之间的切换是自动和无扰动的。 2-1 励磁系统的基本原理与结构6励磁系统整流桥： 具有3个并联的整流桥，其中至少有一个冗余的（n-1）配置。（n-1）的含义是：当一个整流桥故障时，系统仍能满足最大励磁功率。 CIN: 整流器接口：用于监控整流桥的所有电子部件。其主要作用是监控风机、温度和熔丝。 GDI: 门极驱动器 门极驱动器用来产生可控硅触发所需的脉冲。 2-1 励磁系统的基本原理与结构7励磁系统的灭磁和过电压保护装置： 当保护继电器检出电机内部故障时，为保护电机，必须安全迅速地将储存在磁场中的能量泄放。灭磁功能由灭磁开关

9、，跨接器Crowbar和灭磁电阻实现。 灭磁开关设计用于在任何故障情况下安全切断励磁电流。灭磁开关开断后，还在励磁变压器和磁场绕组之间形成明确的电气隔离。与使用泄能辅助触头的老式设计不同，现代磁场开关是与静态泄能装置（跨接器）结合起来使用的。 当灭磁开关断开时，通过触发跨接器的可控硅将励磁电流瞬时导入灭磁回路。灭磁过程开始，灭磁开关触头可以无负荷断开。 2-1 励磁系统的基本原理与结构8励磁系统的灭磁开关： 灭磁开关安装在整流桥的直流侧和电机磁场绕组之间。 灭磁开关不配备灭磁辅助触头，灭磁是通过静态灭磁回路（CROWBAR）实现的。 使用安装在整流桥直流侧的灭磁开关，可以在包括发电机机端短路在

10、内的任何工况下实现快速灭磁。 2-1 励磁系统的基本原理与结构9励磁系统的电流电压测量： (双自动通道系统 ) 交流测量单元，带有冗余的PT和CT。 系统中的交流测量单元用于测量发电机电压和电流。并通过电压和电流值计算出发电机的其它数据，例如：有功功率和无功功率等。 电压和电流测量是按三相设计的。 励磁系统的方框原理图励磁系统的柜体布置图励磁系统的就地控制面板励磁系统的碳刷2-2 励磁系统的运行和维护励磁系统：(1)发电机刷环冒火的原因有哪些，怎样消除？(2)碳刷机构高频冒火的原因有哪些，怎样消除？(3)碳刷机构低频振动的原因有哪些，怎样消除？(4)励磁系统接地有何危害？(5)发电机失磁有何现

11、象？对系统有何影响？第三节 6kV断路器及其运行维护6kV开关柜：3-1 6kV断路器的结构(PV-12型)3-1 6kV断路器的结构2开关柜结构： 3-1 6kV断路器的结构3手车 3-2 6kV断路器的运行与维护操作注意事项：(1)断路器安装和移动： 断路器安装之前，清洁柜体、断路器一次、二次隔离触头和接地触头表面；检查断路器推进机构在“断开”位置，位置指示器指示在“断开/试验”位；检查断路器确认在“OPEN”和“DISCHARGED”状态。 用专用升降车来移动和向柜内装置断路器小车（包括隔离车、电压互感器车等）。(2)联锁装置的操作： 正向联锁：保证断路器手车在“断开/试验”位或“工作”

12、位置时，断路器处于合闸状态时，手车不能移动； 反向联锁：断路器手车一旦离开“断开/试验”位或“工作”位置时，断路器不能被合上闸；3-2 6kV断路器的运行与维护2(3)断路器合闸弹簧释能联锁的操作： 弹簧释能联锁是断路器手车处于“工作”、“断开/试验”或移出柜外位置的其它位置时，阻止合闸弹簧储能，并且如果已储能，也将机械释能，同时切断弹簧储能回路，防止再储能(4)接地开关的分/合闸操作： 接地开关合闸，只有在“断开/试验”位置才能进行合闸操作，并且在接地开关合上后，可阻止手车进入“工作”位置。 接地开关分闸，任何情况下均可操作，在接地开关分闸后柜体后柜板被锁住不能打开。3-2 6kV断路器的运

13、行与维护3运行维护：(1)6kV小车式断路器的操作顺序是什么？(2)断路器发生哪些故障时应停止运行？(3)哪些电气回路或机械部分的故障会使电磁机构的断路器合、跳闸失灵？(4)断路器跳闸后怎样判断是否误跳闸？第四节 大型电动机及其运行维护大型电动机的分类： 三相电动机/单相电动机； 鼠笼式电动机/绕线式电动机； 开启通风式/密闭通风式电动机； 立式电动机/卧式电动机； 交流电动机/直流电动机； 同步电动机/异步电动机。4-1 大型电动机的基本原理与结构4-1 大型电动机的基本原理与结构2异步电机的组成：定子：定子铁芯、 定子绕组、机座等。转子：转子铁芯、 转子绕组、转轴等及轴承、风扇、风罩、端盖等部件组成。4-2 大型电动机的运行与维护(1)电动机不能启动的可能原因有哪几种？