電氣培訓教材

1、 發(fā)電廠簡介火力發(fā)電廠簡稱火電廠，是利用煤、石油、天然氣，生物質能作為燃料生產(chǎn)電能的工廠，它的基本生產(chǎn)過程是：燃料在鍋爐中燃燒加熱水使成蒸汽，將燃料的化學能轉變成熱能，蒸汽壓力推動汽輪機旋轉，熱能轉換成機械能，然后汽輪機帶動發(fā)電機旋轉，將機械能轉變成電能。電廠分類按燃料分燃煤發(fā)電廠，燃油發(fā)電廠，燃氣發(fā)電廠，余熱發(fā)電廠，生物質能,以垃圾及工業(yè)廢料為燃料的發(fā)電廠；按原動機分凝氣式汽輪機發(fā)電廠，燃氣輪機發(fā)電廠，內(nèi)燃機發(fā)電廠，蒸汽燃汽輪機發(fā)電廠等；按輸出能源分凝汽式發(fā)電廠（只發(fā)電），熱電廠（發(fā)電兼供熱）；按蒸汽壓力和溫度分中低壓發(fā)電廠（3.92MPa，450度），高壓發(fā)電廠（9.9MPa，540度），

2、超高壓發(fā)電廠（13.83MPa，540度），亞臨界壓力發(fā)電廠（16.77MPa，540度），超臨界壓力發(fā)電廠（22.11MPa，550度）；按發(fā)電廠裝機容量分小容量發(fā)電廠（100MW以下），中容量發(fā)電廠（100250MW），大中容量發(fā)電廠（2501000MW），大容量發(fā)電廠（1000MW以上）；燃料，由熱空氣攜帶送入鍋爐的爐膛內(nèi)燃燒。燃料燃燒后形成的熱煙氣沿鍋爐的水平煙道和尾部煙道流動，放出熱量，最后進入除塵器，將燃燒后的灰分離出來。潔凈的煙氣在引風機的作用下通過煙囪排入大氣。助燃用的空氣由送風機送入裝設在尾部煙道上的空氣預熱器內(nèi)，利用熱煙氣加熱空氣。這樣，一方面除使進入鍋爐的空氣溫度提高，易

3、于燃料的著火和燃燒外，另一方面也可以降低 排煙溫度，提高熱能的利用率。 火力發(fā)電廠在除氧器水箱內(nèi)的水經(jīng)過給水泵升壓后通過高壓加熱器送入省煤器。在省煤器內(nèi)，水受到熱煙氣的加熱，然后進入鍋爐頂部的汽包內(nèi)。在鍋爐爐膛四周密布著水管，稱為水冷壁。水冷壁水管的上下兩端均通過聯(lián)箱與汽包連通，汽包內(nèi)的水經(jīng)由水冷壁不斷循環(huán)，吸收著燃料燃燒過程中放出的熱量。部分水在冷壁中被加熱沸騰后汽化成水蒸汽，這些飽和蒸汽由汽包上部流出進入過熱器中。飽和蒸汽在過熱器中繼續(xù)吸熱，成為過熱蒸汽。過熱蒸汽有很高的壓力和溫度，因此有很大的熱勢能。具有熱勢能的過熱蒸汽經(jīng)管道引入汽輪機后，便將熱勢能轉變成動能。高速流動的蒸汽推動汽輪機轉

4、子轉動，形成機械能。 汽輪機的轉子與發(fā)電機的轉子通過連軸器聯(lián)在一起。當汽輪機轉子轉動時便帶動發(fā)電機轉子轉動。在發(fā)電機轉子的另一端帶著勵磁機。勵磁機發(fā)出的直流電送至發(fā)電機的轉子線圈中，使轉子成為電磁鐵，周圍產(chǎn)生磁場。當發(fā)電機轉子旋轉時，磁場也是旋轉的，發(fā)電機定子內(nèi)的導線就會切割磁力線感應產(chǎn)生電流。這樣，發(fā)電機便把汽輪機的機械能轉變?yōu)殡娔?。電能?jīng)變壓器將電壓升壓后，由輸電線送至電用戶。 釋放出熱勢能的蒸汽從汽輪機下部的排汽口排出，稱為乏汽。乏汽在凝汽器內(nèi)被循環(huán)水泵送入凝汽器的冷卻水冷卻，從新凝結成水，此水成為凝結水。凝結水由凝結水泵送入低壓加熱器并最終回到除氧器內(nèi)，完成一個循環(huán)。 。發(fā)電系統(tǒng)是由勵

5、磁變、勵磁屏、勵磁機、發(fā)電機、變壓器、高壓斷路器、升壓站、配電裝置等組成。發(fā)電是由勵磁屏將直流電送到勵磁機定子線圈，勵磁機定子線圈產(chǎn)生磁場，原動機帶動勵磁電樞轉動，切割磁力線，在勵磁電樞中產(chǎn)生勵磁交流電流，經(jīng)旋轉整流盤整流后變成直流電再送到轉子繞組，轉子繞組中就有電流通過，并產(chǎn)生軸向磁場，當轉子轉動時，就形成了旋轉的磁場。當發(fā)電機轉子通過旋轉其定子線圈便感應出電流，強大的電流通過發(fā)電機出線分兩路，一路送至廠用電變壓器，供廠內(nèi)用電，另一路則送到主升壓站，由SF6高壓斷路器送出。電廠中鍋爐、汽輪機、發(fā)電機之間的關系極為密切。任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)事故都會影響電廠的安全經(jīng)濟運行。因此，為了保證電廠的安全經(jīng)

6、濟運行，必須裝備完善的保護控制裝置和系統(tǒng)?；镜谋Ｗo方式有以下3種。 聯(lián)鎖保護：當某一設備或工況出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時，相關聯(lián)的設備聯(lián)動跳閘，切除有故障的設備或系統(tǒng)，備用的設備或系統(tǒng)立即投入運行。 繼電器組成的保護：電氣參量的限值，以及設備元件的條件聯(lián)系為動作判據(jù)，采用各種繼電器組成保護回路，對某一設備或系統(tǒng)進行保護。 固定的保護裝置:有機械的、電動的保護裝置，如鍋爐的安全門、汽輪機的危急保安器、電機的過電壓保護器等。 秸桿發(fā)電的基本概況秸稈是一種很好的清潔可再生能源，每兩噸秸稈的熱值就相當于一噸標準煤，而且其平均含硫量只有3.8，而煤的平均含硫量約達1。在生物質的再生利用過程中，排放的CO2與生物質

7、再生時吸收的CO2達到碳平衡，具有CO2零排放的作用，市場前景非常廣闊。秸桿發(fā)電的意義我國能源結構以煤為主，煤炭所占的比重近70%，造成了嚴重的大氣污染。秸稈發(fā)電基本不增加溫室氣體，所燃燒的是植物當年或前一年轉化的空氣中的碳，而不像煤炭、天然氣、石油那樣，是幾億年前的碳。運營1.8萬千瓦的生物質發(fā)電機組，與同功率火電機組相比，每年可減少二氧化碳排放約10萬噸。火電廠大量排放二氧化硫，造成酸雨和酸沉降。而秸稈含硫量為煤炭的10%左右，“此硫非彼硫”，這樣生物發(fā)電還可大大減少二氧化硫等污染氣體的排放。另外，傳統(tǒng)火電廠燃煤后大約有30%的廢渣產(chǎn)生；而生物質直燃發(fā)電產(chǎn)灰率僅為2%左右，灰粉中富含鉀等礦

8、物質元素，適當加工可制成高效肥料。因此，秸稈發(fā)電的原料是空氣里來空氣里去，剩余的再回到土里，基本不形成污染。秸桿發(fā)電的工藝流程：1秸稈的處理、輸送和燃燒發(fā)電廠內(nèi)建設獨立的秸稈倉庫。倉庫都有大門，運輸貨車可從大門駛入，然后停在地磅上稱重，秸稈同時要測試含水量。任何一包秸稈的含水量超過25，則為不合格。測量完所有秸稈捆之后，使用叉車卸貨，并將運輸貨車的空車重量輸入計算機。計算機可根據(jù)前后的重量以及含水量計算出秸稈的凈重。貨車卸貨時，叉車將秸稈包放入預先確定的位置；在倉庫的另一端，叉車將秸稈放上料輸送機上；經(jīng)粉碎后將秸稈傳送給螺旋自動給料機，通過給料機將秸稈壓入密封的進料通道，然后輸送到爐床。環(huán)境保

9、護系統(tǒng)在旋風分離器之后，安裝一個布袋除塵器，以便收集煙氣中的飛灰。布袋除塵器的排放低于25mg/m3，大大低于中國燒煤發(fā)電廠的煙灰排放水平。副產(chǎn)物秸稈通常含有35的灰分。這種灰以鍋爐飛灰和灰渣/爐底灰的形式被收集，這種灰分含有豐富的營養(yǎng)成分如鉀、鎂、磷和鈣，可用作高效農(nóng)業(yè)肥料。我國農(nóng)村的秸稈資源相當豐富，主要的農(nóng)作物種類有稻谷、小麥、玉米、豆類、薯類油料作物、棉花和甘蔗。預計在2000年到2010年期間，我國每年秸稈資源的可獲得量為3.5億3.7億t，相當于1.7億tce。如果將這些秸稈資源用于發(fā)電，相當于0.9億kw火電機組年平均運行5000h，年發(fā)電量為4500億kW一次系統(tǒng)圖1什么叫一次

10、系統(tǒng)主結線?對主結線有哪些要求?一次系統(tǒng)主結線是由發(fā)電廠的各種電器設備如發(fā)電機、變壓器、斷路器、隔離開關、母線、電抗器和引出線等及其連線所組成的生產(chǎn)、輸送和分配電能連結系統(tǒng)對主結線的要求有以下五點：(1)運行的可靠性(2)運行、檢修的靈活性(3)運行操作的方便性(4)運行的經(jīng)濟性(5)主結線應具有擴建的可能性2什么叫一次設備?常用的一次設備有哪些?一次設備是直接用于電力生產(chǎn)和輸配電能的設備，經(jīng)由這些設備，電能從發(fā)電廠輸送到各用戶常用的一次設備如下：發(fā)電機、變壓器、斷路器、隔離開關、自動空氣開關、接觸器、閘刀開關等、電抗器、避雷器，電壓，電流互感器等3什么叫二次設備?常用的二次設備有哪些?二次設

11、備是對一次設備的工作進行監(jiān)察、測量和操作控制及保護的輔助設備常用的二次設備包括如下設備：4什么叫電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定?電力系統(tǒng)運行的靜態(tài)穩(wěn)定性也稱微變穩(wěn)定性，它是指當正常運行的電力系統(tǒng)受到很小的擾動，將自動恢復到原來運行狀態(tài)的能力5什么叫電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定?電力系統(tǒng)運行的動態(tài)穩(wěn)定性是指當正常運行的電力系統(tǒng)受到較大的擾動，它的功率平衡受到相當大的波動時，將過渡到一種新的運行狀態(tài)或回到原來的運行狀態(tài)，繼續(xù)保持同步運行的能力6什么叫主保護?是指發(fā)生短路故障時，能滿足系統(tǒng)穩(wěn)定及設備安全和基本要求，首先動作于跳閘，有選擇地切除被保護設備和全線路故障的保護7什么叫后備保護?是指主保護或斷路器拒動時，用以切除

12、故障的保護8什么叫輔助保護?是為補充主保護和后備保護的不足，而增設的簡單保護9什么叫同步發(fā)電機的額定容量額定電壓額定電流?額定容量是指該臺發(fā)電機長期安全運行的最大輸出功率額定電壓是該臺發(fā)電機長期安全工作的最高電壓發(fā)電機的額定電壓指的是線電壓額定電流是該臺發(fā)電機正常連續(xù)運行時的最大工作電流10什么是電流的熱效應?電流通過電阻時，電阻就會發(fā)熱，將電能轉換為熱能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應11什么是正弦交流電的三要素?(1)最大值；(2)角頻率；(3)初相位12什么叫感抗容抗和阻抗?感抗：在具有電感的電路里，對交流電流所起的阻礙作用，叫感抗通常用字母Xl 表示，單位名稱為歐姆容抗：在具有電容的電路里，

13、對交流電流所起的阻礙作用，叫容抗通常用字母Xc 表示，單位名稱為歐姆阻抗：在具有電阻電感和電容串聯(lián)的電路里，對交流電流所起的總的阻礙作用，稱為阻抗通常用字母Z表示，單位名稱為歐姆13什么叫趨表效應?當直流電流通過導線時，電流在導線截面上分布是均勻的，導線通過交流電流時，電流在導線截面上的分布不均勻，中心處電流密度小，而靠近表面電流密度大，這種交流電流通過導線時趨于導線表面的現(xiàn)象叫趨表效應，也叫集膚效應14交流電的有功功率、無功功率和視在功率的意義是什么?電流在電阻電路中，一個周期內(nèi)所消耗的平均功率叫有功功率儲能元件線圈或電容器與電源之間的能量交換，用瞬時功率的最大值來表示，也就是交換能量的最大

14、速率，稱作無功功率在交流電路中，把電壓和電流的有效值的乘積叫視在功率15什么叫串聯(lián)諧振?什么叫并聯(lián)諧振?在電阻、電感和電容的串聯(lián)電路中，出現(xiàn)電路端電壓和總電流同相位的現(xiàn)象叫串聯(lián)諧振在線圈和電容并聯(lián)電路中，出現(xiàn)并聯(lián)電路的端電壓與總電流同相位的現(xiàn)象叫并聯(lián)諧振16一臺直流電動機運行時，端電壓U=210V，電流I=5A，試求該電機輸入的電功率?解：根據(jù)公式P=IU電動機輸入功率為P=IU=5210=1050(W)17一單相電動機由220V的電源供電，電路中的電流為11A，cos=083，試求該電動機的視在功率、有功功率、無功功率?解：根據(jù)公式S=UI，P=Scos，Q=(S2-P2)電動機的視在功率為

15、S=UI=22011=2420(VA)電動機的有功功率為P=Scos=2420083=20086(W)電動機的無功功率為Q=(S2-P2)=(24202-200862)1/2=13198(Var)18由橋式電路如圖所示，已知R1=10K，R2=1K，調節(jié)電阻R3電阻為48K時，檢流計指示為零，電橋平衡，當E=45V時，試求R4電阻值是多少?解：根據(jù)電橋平衡條件：R1/R2=R3/R4R4=R2R3/R1=148/10=048(K)交流發(fā)電機的構造與原理 1流發(fā)電機的作用:發(fā)出交流電，為用電設備提供電能。2流發(fā)電機的組成： 勵磁機部分 為發(fā)電機轉子提供勵磁電流發(fā)電機部分 發(fā)出交流電 一、發(fā)電機的

16、基本原理 1磁感應現(xiàn)象 所有充電系統(tǒng)都是利用電磁感應原理來產(chǎn)生電流。 電磁感應現(xiàn)象：如果導體和磁場間有相對運動就會產(chǎn)生電壓。導體中產(chǎn)生電壓的強度取決于:磁場強度（勵磁電流的大小）導體切割磁場的速度通過磁場的導體數(shù)量2磁場的建立勵磁線圈通電，周圍產(chǎn)生磁場。電流的方向與產(chǎn)生磁場的方向的關系-右手螺旋定則。如何產(chǎn)生連續(xù)的電動勢 （1）使導體在磁場中往復運動，或在磁場中旋轉，有效地利用磁力線所穿過的有限空間來產(chǎn)生電動勢 （2）也可以使導體不動，讓磁場不斷發(fā)生變化 由于必須經(jīng)常改變導體或磁場的方向，所產(chǎn)生的電動勢的大小、方向經(jīng)常變化-交流電動勢3相交流發(fā)電機的基本原理 1、結構特點： 通電線圈繞在旋轉鐵

17、心上產(chǎn)生旋轉磁場三相繞組產(chǎn)生三相交流電。2、基本原理： 當繞發(fā)電機轉子旋轉時，通過各線圈的磁通發(fā)生變化，三相繞組中產(chǎn)生電動勢，但因各相繞組的磁通變化存在時間差，故產(chǎn)生的電動勢也有時間差三相交流發(fā)電機的組成 轉子組件：產(chǎn)生旋轉磁場 定子組件：產(chǎn)生三相交流電整流器：把交流勵磁機發(fā)出的交流電變成直流電前后端蓋：減少發(fā)電機漏磁;安裝整流二極管.帶輪及風扇：傳遞動力;散熱.1.交流發(fā)電機的構造轉子組件功能：是用來建立磁場的。 磁場的產(chǎn)生： 勵磁屏將直流電送到勵磁機定子線圈，勵磁機定子線圈產(chǎn)生磁場，原動機帶動勵磁電樞轉動，切割磁力線，在勵磁電樞中產(chǎn)生勵磁交流電流，經(jīng)旋轉整流盤整流后變成直流電再送到轉子繞組

18、，轉子繞組中就有電流通過，并產(chǎn)生軸向磁場，當轉子轉動時，就形成了旋轉的磁場。 2.交流發(fā)電機的構造定子組件定子組件的作用:產(chǎn)生三相交流電 定子組件的組成：定子由定子鐵心和定子繞組成。 定子鐵心由內(nèi)圈帶槽的硅鋼片疊成，定子繞組的導線就嵌放在鐵心的槽中。 定子繞組有三相，三相繞組采用星形接法。在三相繞組中所產(chǎn)生的電動勢應是對稱電動勢，即電動勢的大小相等、電位差互差120o電角度。發(fā)電機的檢查項目1. 發(fā)電機常，無異常振動，無焦味2. 冷卻通風系統(tǒng)良好，進出口溫度正常3. 機組表面清潔，無局部發(fā)熱現(xiàn)象4. 通過窺視窗檢查發(fā)電機線圈清潔5. 軸承絕緣墊無被污染和金屬短路現(xiàn)象6. 軸接地電刷接觸良好，無

19、異?；鸹?. 發(fā)電機小室開關、壓變接觸良好，無發(fā)熱現(xiàn)象。電抗器，勵磁變壓器無異常變壓器的結構及工作原理1. 變壓器組要由鐵心和繞組組成鐵心是變壓器中主要的磁路部分。通常由含硅量較高，表面涂有絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊裝而成繞組是變壓器的電路部分，它是用雙絲包絕緣扁線或漆包圓線繞成 2. 變壓器的工作原理變壓器的基本工作原理是電磁感應原理。當交流電壓加到一次側繞組后交流電流流入該繞組就產(chǎn)生勵磁作用,在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通,這個交變磁通不僅穿過一次側繞組,同時也穿過二次側繞組,它分別在兩個繞組中引起感應電動勢。這時如果二次側與外電路的負載接通,便有交流電流流出,于是輸出電能。 變壓器的檢查項目1.

20、 瓦斯繼電器內(nèi)應充滿油，并且沒有氣體2. 油浸式變壓器上層油溫不得超過953. 變壓器聲音正常,油色、油位正常，本體無滲油、漏油現(xiàn)象，表面清潔4. 變壓器各側引線接觸良好，無發(fā)熱現(xiàn)象5. 瓷套管清潔完好，無裂紋及放電現(xiàn)象6. 呼吸器內(nèi)硅膠不受潮、變色。受潮率達50%時，應予更換。7. 檢查裝配螺栓是否松動，密封襯墊有無老化及滲漏油；外殼、閥門、法蘭、瓦斯繼電器、散熱器應無漏油。8. 風扇運行正常9.外殼接地良好電動機的工作原理當電動機的三相定子繞組，通入三相交流電后，將產(chǎn)生一個旋轉磁場，該旋轉磁場切割轉子繞組，從而在轉子繞組中產(chǎn)生感應電流（轉子繞組是閉合通路），載流的轉子導體在定子旋轉磁場作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機轉軸上形成電磁轉矩，驅動電動機旋轉，并且電機旋轉方向與旋轉磁場方向相同。電動機的檢查項目1. 電動機正常運行時的電流是否超過允許值； 2.