調(diào)試公司電氣專業(yè)課件

1、調(diào)試公司專業(yè)課件電氣專業(yè)勵磁裝置發(fā)電機(jī)主變壓器廠用變壓器低壓配電裝置配電裝置輸電線路廠用電系統(tǒng)升壓變電所電氣主接線（1）4直流系統(tǒng) 發(fā)電廠的直流系統(tǒng)主要是對一些開關(guān)斷路器提供操作電源，對信號設(shè)備、繼電保護(hù)、自動裝置及其他的一些重要負(fù)荷（如事故油泵、事故照明、大機(jī)盤車、不停電電源）供電。直流系統(tǒng)是發(fā)電廠廠用電最重要的一部分，它應(yīng)保證在任何事故情況下都能可靠的不間斷的向其它用電設(shè)備供電。 在大型發(fā)電廠的直流系統(tǒng)中，采用蓄電池作為直流電源。蓄電池是一種獨立可靠地電源，它在發(fā)電廠中發(fā)生任何事故情況下，仍能保證直流系統(tǒng)中的用電設(shè)備可靠而連續(xù)的工作。 在大型火力發(fā)電廠中一般都設(shè)置多個彼此獨立的直流系統(tǒng)比如

2、：單元控制室直流系統(tǒng)、升壓站網(wǎng)控樓直流系統(tǒng)、輸煤直流系統(tǒng)。 大型火力發(fā)電廠直流系統(tǒng)一般設(shè)置兩套110V直流系統(tǒng)對一些開關(guān)斷路器提供操作電源、信號設(shè)備、繼電保護(hù)、自動裝置提供裝置電源。設(shè)置一套220V直流系統(tǒng)為一些重要的電源負(fù)荷提供可靠的動力電源如事故直流油泵、事故密封油泵、UPS、事故照明等。 每套直流系統(tǒng)均配有相應(yīng)電壓等級的蓄電池組，每套蓄電池組配一套充電器和一套備用充電器。充電器電源來自保安段電源。不停電電源系統(tǒng)（UPS） 交流不停電電源系統(tǒng)（UPS） （Uninterruptible Power Supply簡稱UPS）。在機(jī)組正常運行時，為汽機(jī)、鍋爐、電氣和計算機(jī)控制系統(tǒng)提供可靠的電源

3、，在電廠停電期間，也能為其提供可靠電源。如果計算機(jī)控制系統(tǒng)失去UPS電源，就會導(dǎo)致停機(jī)。因此，每臺機(jī)組都設(shè)置了一套完全獨立的單相交流220V，50Hz的UPS電源。 UPS是由整流器、逆變器、靜態(tài)開關(guān)、調(diào)壓隔離變壓器等主要部件組成。一般 UPS有四種操作模式：正常工作電源供電模式、直流供電模式、旁路電源供電模式和維護(hù)旁路供電模式， 廠用電系統(tǒng) 廠用電的電量，大都有發(fā)電廠本身供給，廠用電的耗電量占發(fā)電廠全部發(fā)電量的百分比稱為廠用電率。廠用電率是發(fā)電廠的主要運行經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一，一般電廠的廠用電率為5-8%。 廠用電的電壓等級，廠用電的電壓等級和電動機(jī)的容量有關(guān)系，一般廠用電壓等級為高壓廠用電6kV和

4、低壓廠用電400V，100-200kW容量的電動機(jī)采用高壓。 廠用電源及其引接：一般大型機(jī)組的廠用電源接線方式如下： 一般600MW以上的發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)組出口不裝設(shè)斷路器，主要是因為開斷電流太大 發(fā)電機(jī)出口額定電流可達(dá)20000A，發(fā)電機(jī)出口不裝設(shè)斷路器任何原件發(fā)生故障，就會導(dǎo)致斷開主變高壓側(cè)斷路器開關(guān)而停機(jī)。所以一般會設(shè)計高壓廠用備用電源（高壓備用變壓器）400V低壓廠用電系統(tǒng)，一臺機(jī)組設(shè)置若干個動力中心簡稱（PC）和馬達(dá)控制中心（MCC） 一般200kW以下電動機(jī)和200kW的電源接于PC段。容量小于75kW的電動機(jī)和電源接于MCC。保安電源系統(tǒng) 當(dāng)發(fā)電廠主電源故障造成失電時，為保證重要設(shè)

5、備的安全可靠的運行，保安電源應(yīng)自動及時投入供電。一般火力發(fā)電廠的保安電源設(shè)置在發(fā)電廠的低壓配電系統(tǒng)（0.4kV）中，保安電源作為保護(hù)重要設(shè)備的最后防線，至關(guān)重要。保安電源的選擇決定著整個保安電源系統(tǒng)的可靠性。保安電源的選擇是多樣的，起動和切換方式各異，一般以快速起動的柴油機(jī)組為基礎(chǔ)，因機(jī)組容量、接線方式等的不同，結(jié)合各電廠的實際情況，又有一些差別，這些差別導(dǎo)致了保安電源的可靠性和靈活性的差異 火力發(fā)電廠的機(jī)組都設(shè)置交流保安電源。交流保安電源一般采用快速起動的柴油機(jī)組。柴油機(jī)組作為一個獨立的系統(tǒng)，受外界因素干擾的幾率最小，這也正是柴油機(jī)組作為發(fā)電廠保安電源而被廣泛選用的主要原因。由于保安段所帶負(fù)

6、荷均為保機(jī)組安全運行和保主要設(shè)備的重要負(fù)荷，一般需要全部投入。 接線圖高壓廠用電源切換系統(tǒng) 一般廠用電源設(shè)計有兩個電源，工作電源（高廠變）和備用電源（高壓/啟動備用變）。 大容量機(jī)組的高壓廠用從發(fā)電機(jī)出口引接，而發(fā)電機(jī)出口不裝設(shè)斷路器，為了發(fā)電機(jī)啟動需設(shè)置高壓啟動備用變壓器，待發(fā)電機(jī)啟動完成，機(jī)組負(fù)荷大于高廠變的容量時，再切換至工作電源。 機(jī)組正常停機(jī)時，停機(jī)前可以將廠用負(fù)荷母線從工作電源切換至備用電源，保證安全停機(jī)。 廠用電源發(fā)生故障（如發(fā)電機(jī)主變壓器組保護(hù)動作，高壓廠用母線故障）而被切除時，需要高壓備用電源盡快投入， 高壓廠用電源的切換方式（36） 400V低壓廠用電的切換，正常運行方式下

7、，低壓母線成對分段運行，互為暗備用。3個斷路器有三取二的邏輯， 400V備用電源自投裝置，母線失電自投，工作進(jìn)線跳開，母聯(lián)開關(guān)才能合上。（37）信號系統(tǒng) 發(fā)電廠設(shè)置信號測量系統(tǒng)，供電氣運行人員監(jiān)控 各電氣設(shè)備和系統(tǒng)的運行狀態(tài)。按信號的性質(zhì)可分位以下幾類： 事故信號-發(fā)生事故及斷路器跳閘的信號。 預(yù)告信號-反映機(jī)組及設(shè)備運行時的不正常狀態(tài)。 位置信號-反映開關(guān)、斷路器及設(shè)備的位置狀態(tài)。 繼電保護(hù)和自動裝置的動作信號。發(fā)電廠微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)在機(jī)組都采用分布式微機(jī)控制系統(tǒng)（DCS） 對單元發(fā)電機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、協(xié)調(diào)控制、監(jiān) 視報警和聯(lián)鎖保護(hù)。在發(fā)電廠中電氣設(shè)備較多，各種信息也較多，通常將凡涉及到發(fā)電機(jī)、

8、主變、廠變、廠用電的保護(hù)信號、斷路器、隔離開關(guān)狀態(tài)信號以及電流、電壓、有功/無功、有功電度/無功電度等模擬量送入DCS實現(xiàn)事件記錄、打印和畫面顯示，機(jī)組的有關(guān)參數(shù)在CRT畫面上顯示。遠(yuǎn)動系統(tǒng)（RTU） 遠(yuǎn)動系統(tǒng)的功能:遙信、遙測、遙控、遙調(diào)。 遙信：主要是把斷路器、隔離開關(guān)的跳閘和合閘狀態(tài)，重要繼電保護(hù)和自動裝置的動作信號以及運行狀態(tài)信號傳送給調(diào)度。 遙測：主要是對發(fā)電機(jī)、主變壓器、廠用電系統(tǒng)等重要設(shè)備的電流、電壓、頻率、功率上傳調(diào)度，便于對系統(tǒng)的出力、潮流及負(fù)荷的分析調(diào)配。 遙控：通過遠(yuǎn)程指令遙控發(fā)電廠內(nèi)的重要設(shè)備如：并網(wǎng)發(fā)電機(jī)的啟停、斷路器、自動裝置的投退。 遙調(diào)：是對變壓器的分接頭、機(jī)組

9、的有功和無功調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)，可以達(dá)到增減機(jī)組出力和調(diào)節(jié)系統(tǒng)電壓。同期系統(tǒng)火力發(fā)電廠大容量機(jī)組通常采用準(zhǔn)同期方式。發(fā)電機(jī)投入電力系統(tǒng)同步并列的基本要求是:1、投入瞬間發(fā)電機(jī)的沖擊電流不超過允許值。2、系統(tǒng)能把投入的發(fā)電機(jī)拉入同步。兩個系統(tǒng)并列的理想條件是兩個系統(tǒng)的電壓的三個狀態(tài)量全部相等。1、待并發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)頻率相等。2、待并發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)電壓幅值相等。3、合閘瞬間待并發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)電壓相角相等。 滿足以上三個條件此時兩個系統(tǒng)并列后，不但沖擊電流等于零，而且并列后發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)立刻就會進(jìn)入同步運行不會發(fā)生任何擾動現(xiàn)象。 發(fā)電廠的主控室或單元控制室都會裝設(shè)自動準(zhǔn)同期裝置和帶有閉鎖的的手動準(zhǔn)同期裝置。 同期裝

10、置并網(wǎng)前會和勵磁系統(tǒng)配合進(jìn)行升壓、降壓，如果待并發(fā)電機(jī)電壓低于同期裝置定值電壓，同期裝置就會發(fā)出增壓指令給調(diào)節(jié)器給發(fā)電機(jī)升壓，如果待并發(fā)電機(jī)電壓高于同期裝置定值，電壓同期裝置就會發(fā)出減壓指令給調(diào)節(jié)器給發(fā)電機(jī)減壓。 同期裝置并網(wǎng)前會和DEH系統(tǒng)配合進(jìn)行升速、減速，如果待并發(fā)電機(jī)頻率低于同期裝置定值頻率，同期裝置就會發(fā)出增速指令給DEH給發(fā)電機(jī)升速，如果待并發(fā)電機(jī)頻率高于同期裝置定值頻率，同期裝置就會發(fā)出減速指令給DEH給發(fā)電機(jī)減速。 現(xiàn)在發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)工作一般都是集中控制來實現(xiàn)，如同期裝置上電、同期請求、DEH允許、投入同期等。 特別強(qiáng)調(diào)的是新機(jī)組的同期裝置進(jìn)行機(jī)組并列時一定要通過發(fā)電機(jī)帶母線零起

11、升壓，檢查系統(tǒng)側(cè)母線電壓和待并測發(fā)電機(jī)的電壓相位（這時他們是一個系統(tǒng)），或者解開發(fā)電機(jī)與封閉母線的軟連接，對主變和發(fā)電機(jī)PT進(jìn)行倒沖來檢驗發(fā)電機(jī)電壓和系統(tǒng)電壓的正確性。如果非同期并網(wǎng)會對發(fā)電機(jī)系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞，后果不堪設(shè)想。發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng) 同步發(fā)電機(jī)的勵磁系統(tǒng)主要是有勵磁功率單元、勵磁調(diào)節(jié)器（裝置）兩大部分組成。勵磁功率單元是指向同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組提供直流勵磁電流的勵磁電源部分，而勵磁調(diào)節(jié)器則是根據(jù)控制要求的輸入信號和給定調(diào)節(jié)的準(zhǔn)則控制勵磁功率單元輸出的裝置。勵磁系統(tǒng)的作用;1、根據(jù)發(fā)電機(jī)的負(fù)荷變化相應(yīng)的調(diào)節(jié)勵磁電流，維持機(jī)端電壓給定值。2、控制并列運行個發(fā)電機(jī)間的無功功率分配。3、提高發(fā)電機(jī)

12、并列運行的靜態(tài)穩(wěn)定性。4、提高發(fā)電機(jī)并列運行的暫態(tài)穩(wěn)定性。5、在發(fā)電機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)故障時進(jìn)行滅磁，減小故障損失程度。6、根據(jù)運行要求對發(fā)電機(jī)實行最大勵磁限制和最小勵磁限制。 自并勵（130）發(fā)電廠電氣設(shè)備繼電保護(hù)電力系統(tǒng)對繼電保護(hù)最基本的幾點要求:1、選擇性；指保護(hù)裝置動作時只把故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障范圍盡量縮小，保證電力系統(tǒng)中得無故障元件繼續(xù)安全運行。2、速動性；電力系統(tǒng)在發(fā)生故障時，保護(hù)裝置快速切除故障元件，提高電力系統(tǒng)并列運行元件得的穩(wěn)定性。3、靈敏性；是指對其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障得元件或不正常運行得狀態(tài)，迅速靈敏的可靠動作。 4、可靠性；要求保護(hù)裝置應(yīng)該動作時可靠動作，在不應(yīng)該動作

13、時不誤動，即不應(yīng)該誤動也不應(yīng)該拒動。變壓器保護(hù) 變壓器故障主要包括以下幾種類型; 1、相間短路。 2、接地短路。 3、匝間短路。 4、鐵心局部發(fā)熱和損壞。 5、油面下降。（290） 變壓器保護(hù)的配置： 差動保護(hù)。 氣體保護(hù)(重瓦斯保護(hù)、輕瓦斯保護(hù))。 零序電流保護(hù)。 過負(fù)荷保護(hù)。 后備保護(hù)。 開入量保護(hù)（溫度油位通風(fēng)）。發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)大型機(jī)組的發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)配置沒有統(tǒng)一的規(guī)定，一般的機(jī)組容量越大采用的保護(hù)種類就越多，要求性能指標(biāo)也就越高。大型發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)得配置原則應(yīng)該以能可靠地檢測出發(fā)電機(jī)可能發(fā)生的故障及不正常的運行狀態(tài)為前提，同時部分保護(hù)退出運行時，應(yīng)不影響機(jī)組的安全運行，在對

14、故障進(jìn)行處理時應(yīng)保證系統(tǒng)和機(jī)組兩方面的要求，因此主保護(hù)應(yīng)雙重化配置。 繼電保護(hù)的雙重化配置原則是：兩套獨立的TA、TV檢測元件，兩套獨立的保護(hù)裝置。兩套獨立的斷路器跳閘機(jī)構(gòu)，兩套獨立的控制電纜，兩套獨立的直流系統(tǒng)供電。 對大型機(jī)組進(jìn)行保護(hù)配置時，應(yīng)對以下保護(hù)給予足夠的重視：雙重化差動保護(hù)，定子接地保護(hù)，負(fù)序過流保護(hù)，過勵磁（過電壓）保護(hù)，失磁失步保護(hù)，低頻保護(hù)，誤上電保護(hù)，啟停機(jī)保護(hù)等。過熱保護(hù)盡量采用反時限特性。總啟動電氣試驗升速過程中的試驗交流阻抗測試在汽機(jī)升速過程中，分別在轉(zhuǎn)速約500、1000、 1500、2000、2500、3000轉(zhuǎn)分時，測出轉(zhuǎn)子絕緣電阻、交流阻抗和功率損耗。發(fā)變組

15、短路試驗汽機(jī)穩(wěn)定在3000轉(zhuǎn)分，派人監(jiān)視以下設(shè)備，如有異常立即匯報。1、發(fā)電機(jī)本體。2、勵磁裝置及勵磁變。3、主變、廠用工作變。4、220kV升壓站短路點。5、6kV開關(guān)室短路點。6、機(jī)發(fā)變組保護(hù)屏。7、出線層設(shè)備(PT、CT、中性點接地變壓器和電阻)8、分別開啟兩組主變、高廠變冷卻風(fēng)扇。發(fā)電機(jī)短路特性試驗。1、手動增磁，電流升起一點后，檢查CT回路無開路現(xiàn)象。2、將發(fā)電機(jī)電流升至額定值后，再減磁，將發(fā)電機(jī)電流降到零。調(diào)節(jié)過程中記錄Ia、 Ib、Ic、UL、IL值,同時校對盤表顯示值（做上升、下降曲線時，要單方向調(diào)整增、減磁）。3、電流相量檢查。4、將6kV兩個試驗短路柜推入工作位置。5、手動

16、增磁，電流升起一點后，檢查高廠變CT回路無開路現(xiàn)象繼續(xù)增磁，監(jiān)視發(fā)電機(jī)、主變及高廠變電流不超過其額定值。6、定子電流在二次1A左右時,用鉗形相位表測量各CT電流的相位及幅值，并檢查各差動保護(hù)的方向。發(fā)變組空載試驗。發(fā)變組空載特性錄制。1、合上滅磁開關(guān),手動增磁，使Uf二次升到20V，檢查各TV回路應(yīng)無短路現(xiàn)象，測量三相電壓的對稱情況，繼續(xù)升壓，每升約20V稍停，直到105V后再減磁，將電壓降到最低，調(diào)節(jié)過程中記錄Uab、Ubc、Uca、 UL、IL值，錄取發(fā)變組空載特性曲線。(注意錄取上升、下降曲線時，要單方向調(diào)整增、減磁。)2、發(fā)電機(jī)二次電壓相量測試，發(fā)電機(jī)電壓升到額定值(二次100V)，測

17、量各個測量儀表及保護(hù)的電壓幅值及相位。發(fā)電機(jī)軸電壓測試。提起轉(zhuǎn)子接地碳刷用高內(nèi)阻電壓表測量發(fā)電機(jī)軸電壓。發(fā)電機(jī)空載帶調(diào)節(jié)器試驗，勵磁調(diào)節(jié)器試驗包括起勵、手動升壓、自動升壓、正負(fù)10%階躍響應(yīng)、通道切換、滅磁時間常數(shù)測試、滅磁試驗、PT斷線試驗、勵磁限制等。定子殘壓測試，測量發(fā)電機(jī)一次、二次殘壓，在二次殘壓小于1V時，用相序表測一次相序。 測量時必須戴絕緣手套，穿絕緣靴。 發(fā)變組帶220kV IB母線零起升壓，合滅磁開關(guān)，待發(fā)電機(jī)電壓穩(wěn)定后，增磁，將發(fā)電機(jī)電壓緩慢升至額定，檢查發(fā)電機(jī)定子電壓三相平衡情況。在發(fā)變組保護(hù)屏，測量發(fā)電機(jī)TV和母線TV二次電壓的幅值及相序，并進(jìn)行核相。檢查同步表指示在同步點，同時檢查自動準(zhǔn)同期裝置同步指示器應(yīng)指在同步點。 發(fā)變組自動準(zhǔn)同期假并列，在中控室投入發(fā)電機(jī)“選擇同期裝置帶電”指令，檢查同期裝置上電工作后，向DEH發(fā)同期調(diào)速請求