發(fā)電廠一次設備（課堂PPT）

1、發(fā)電廠電氣一次設備1 概述概述2 發(fā)電廠的電氣部分發(fā)電廠的電氣部分12022-4-24發(fā)電廠的系統(tǒng)。發(fā)電廠分為兩大部分1、電氣部分；包括發(fā)電機、廠用電系統(tǒng)、繼電保護系統(tǒng)也就是說的二次系統(tǒng)。2、熱動部分；包括鍋爐、汽輪機、熱工、水處理、脫硫、除塵輸煤等22022-4-24 為了滿足電能的生產、輸送和分配的需要，發(fā)電廠和變電站中安裝有各種電氣設備，用于實現起動、轉換、監(jiān)視、測量、調整、保護、切換和停止等操作。 按電壓等級可分為高壓電器和低壓電器； 按所起的作用不同，電氣設備可分為一次設備和二次設備兩大類。 32022-4-24（一）一次設備 直接生產、轉換和輸配電能的設備，稱為一次設備，主要有以下

2、幾種。 l.生產和轉換電能的設備 生產和轉換電能的設備有同步發(fā)電機、變壓器及電動機，它們都是按電磁感應原理工作的，統(tǒng)稱為電機。 42022-4-24v2.開關電器 開關電器的作用是接通或斷開電路。（1）斷路器（俗稱開關） 斷路器有滅弧裝置，可用來接通或斷開電路的正常工作電流、過負荷電流斷路器有滅弧裝置，可用來接通或斷開電路的正常工作電流、過負荷電流或短路電流，是電力系統(tǒng)中最重要的控制和保護電器。或短路電流，是電力系統(tǒng)中最重要的控制和保護電器。（2）隔離開關（俗稱刀閘）隔離開關沒有滅弧裝置，用來在檢修設備時隔離電源，進行電路的切換操作隔離開關沒有滅弧裝置，用來在檢修設備時隔離電源，進行電路的切換

3、操作及接通或斷開小電流電路。它一般只有電路斷開的情況下才能操作。在及接通或斷開小電流電路。它一般只有電路斷開的情況下才能操作。在各種電氣設備中，隔離開關的使用量是最多的。各種電氣設備中，隔離開關的使用量是最多的。 52022-4-24（3）負荷開關 負荷開關具有簡易的滅弧裝置，可以用來接通或斷開電路的正常工作電負荷開關具有簡易的滅弧裝置，可以用來接通或斷開電路的正常工作電流和過負荷電流，但不能用來接通或斷開短路電流。還可用來在檢修設流和過負荷電流，但不能用來接通或斷開短路電流。還可用來在檢修設備時隔離電源。備時隔離電源。 62022-4-243.限流電器 限流電器包括串聯(lián)在電路中的普通電抗器和

4、分裂電抗器. 其作用是限制短路電流，使發(fā)電廠或變電站能選擇輕型電其作用是限制短路電流，使發(fā)電廠或變電站能選擇輕型電器和選用截面積較小的導體。器和選用截面積較小的導體。4.載流導體 包括母線、架空線和電纜線等。 母線用來匯集和分配電能或將發(fā)電機、變壓器與配電裝置母線用來匯集和分配電能或將發(fā)電機、變壓器與配電裝置連接；架空線和電纜線用來傳輸電能。連接；架空線和電纜線用來傳輸電能。 5.補償設備（1）調相機。 （2）電力電容器。 （3）消弧線圈。 （4）并聯(lián)電抗器。 72022-4-245.補償設備（1）調相機。 （2）電力電容器。 （3）消弧線圈。 （4）并聯(lián)電抗器。6.互感器 包括電流互感器和電

5、壓互感器。7.保護電器 保護電器包括用于過負荷電流或短路電流保護的熔斷器（俗稱保險）和防御過電壓的設備，即防雷裝置。 防雷裝置包括：避雷器、避雷針、避雷線（架空地線）、避雷帶防雷裝置包括：避雷器、避雷針、避雷線（架空地線）、避雷帶和避雷網等。和避雷網等。 82022-4-248.絕緣子 絕緣子用來支持和固定載流導體，并使載流導體與地絕緣，或使裝置中絕緣子用來支持和固定載流導體，并使載流導體與地絕緣，或使裝置中不同電位的載流導體間絕緣。不同電位的載流導體間絕緣。9.接地裝置 接地裝置用來保證電力系統(tǒng)正常工作或保護人身安全。前者稱工作接地，后接地裝置用來保證電力系統(tǒng)正常工作或保護人身安全。前者稱工

6、作接地，后者稱保護接地。者稱保護接地。92022-4-24（二）二次設備 對一次設備進行監(jiān)察、測量、控制、保護、調節(jié)的輔助設備，稱為二次設備。1.測量表計測量表計用來監(jiān)視、測量電路的電流、電壓、功率、電能、頻率測量表計用來監(jiān)視、測量電路的電流、電壓、功率、電能、頻率及設備的溫度等，如電流表、電壓表、功率表、電能表、頻率表、及設備的溫度等，如電流表、電壓表、功率表、電能表、頻率表、溫度表等。溫度表等。2.絕緣監(jiān)察裝置 用來監(jiān)察交、直流電網的絕緣狀況。 102022-4-24 3.控制和信號裝置 控制主要是指采用手動或自動方式通過操作回路實現配電裝置中斷控制主要是指采用手動或自動方式通過操作回路實

7、現配電裝置中斷路器的分、合閘。斷路器都有位置信號燈，有些隔離開關有位置指路器的分、合閘。斷路器都有位置信號燈，有些隔離開關有位置指示器。主控制室設有中央信號裝置，用來反映電氣設備的事故或異示器。主控制室設有中央信號裝置，用來反映電氣設備的事故或異常狀態(tài)。常狀態(tài)。4.繼電保護及自動裝置 繼電保護的作用是當發(fā)生故障時，作用于斷路器跳閘，自動切除故繼電保護的作用是當發(fā)生故障時，作用于斷路器跳閘，自動切除故障元件；當出現異常情況時發(fā)出信號。自動裝置的作用是用來實現障元件；當出現異常情況時發(fā)出信號。自動裝置的作用是用來實現發(fā)電廠的自動并列、發(fā)電機自動調節(jié)勵磁、電力系統(tǒng)頻率自動調節(jié)、發(fā)電廠的自動并列、發(fā)電

8、機自動調節(jié)勵磁、電力系統(tǒng)頻率自動調節(jié)、按頻率啟動水輪機組；實現發(fā)電廠或變電站的備用電源自動投入、按頻率啟動水輪機組；實現發(fā)電廠或變電站的備用電源自動投入、輸電線路自動重合閘及按事故頻率自動減負荷等。輸電線路自動重合閘及按事故頻率自動減負荷等。112022-4-245.直流電源設備 直流電源設備包括蓄電池組和硅整流裝置，用作開關電器的操作、直流電源設備包括蓄電池組和硅整流裝置，用作開關電器的操作、信號、繼電保護及自動裝置的直流電源，以及事故照明和直流電動信號、繼電保護及自動裝置的直流電源，以及事故照明和直流電動機的備用電源。機的備用電源。6.塞流線圈（又稱高頻阻波器） v 塞流線圈是電力載波通信

9、設備中必不可少的組成部份，它與耦合電塞流線圈是電力載波通信設備中必不可少的組成部份，它與耦合電容器、結合濾波器、高頻電纜、高頻通信機等組成電力線路高頻通容器、結合濾波器、高頻電纜、高頻通信機等組成電力線路高頻通信通道。塞流線圈起到阻止高頻電流向變電站或支線泄漏、減小高信通道。塞流線圈起到阻止高頻電流向變電站或支線泄漏、減小高頻能量損耗的作用。頻能量損耗的作用。122022-4-24 圖形符號是用于表示電氣圖中電氣設備、裝置、元器件的一種圖形和符號。 文字符號是電氣圖中電氣設備、裝置、元器件的種類字母和功能字母代碼。文字符號的字母應采用大寫的拉丁字母。文字符號分為基本文字符號和輔助文字符號兩種。

10、 主要電氣設備的圖形和文字符號如表所示。132022-4-24142022-4-24152022-4-24162022-4-241.電氣主接線 一次設備按預期的生產流程所連成的電路，稱為電氣主接線。主接線表明電能的生產、匯集、轉換、分配關系和運行方式，是運行操作、切換電路的依據，又稱一次接線、一次電路主系統(tǒng)或主電路。 用國家規(guī)定的圖形和文字符號表示主接線中的各元件，并依次連接起來的單線圖，稱電氣主接線圖。 本公司電氣主接線圖如圖所示。 172022-4-24182022-4-24192022-4-24202022-4-24v2配電裝置 按主接線圖，由電源（如發(fā)電機、變壓器）、母線、開關設備、保

11、護裝置、測量裝置及必要的輔助設備組建成接受和分配電能的電工建筑物，稱為配電裝置。配電裝置是發(fā)電廠和變電站的重要組成部分。 配電裝置按電氣設備的安裝地點可分為： （1）屋內配電裝置。全部設備都安裝在屋內。 （2）屋外配電裝置。全部設備都安裝在屋外（即露天場地）。 212022-4-24 按電氣設備的組裝方式可分為以下二種。 （1）裝配式配電裝置。電氣設備在現場（屋內或屋外）組裝。 （2）成套式配電裝置。制造廠預先將各單元電路的電氣設備裝配在封閉或不封閉的金屬柜中，構成單元電路的分間。成套配電裝置大部分為屋內型，也有屋外型。 配電裝置還可按其他方式分類，例如按電壓等級分類，稱10kV配電裝置、35

12、kV配電裝置、110kV配電裝置、220kV配電裝置、500kV配電裝置、超高壓直流配電裝置等。222022-4-24232022-4-24發(fā)電機通常由定子、轉子、端蓋及軸承等部件構成。發(fā)電機通常由定子、轉子、端蓋及軸承等部件構成。定子由定子鐵芯、線包繞組、機座以及固定這些部定子由定子鐵芯、線包繞組、機座以及固定這些部分的其他結構件組成。分的其他結構件組成。轉子由轉子鐵芯轉子由轉子鐵芯(或磁極、磁扼或磁極、磁扼)繞組、護環(huán)、中心繞組、護環(huán)、中心環(huán)、勵磁機、風扇及轉軸等部件組成。環(huán)、勵磁機、風扇及轉軸等部件組成。由軸承及端蓋將發(fā)電機的定子，轉子連接組裝起來，由軸承及端蓋將發(fā)電機的定子，轉子連接組

13、裝起來，使轉子能在定子中旋轉，做切割磁力線的運動，使轉子能在定子中旋轉，做切割磁力線的運動，從而產生感應電勢，通過接線端子引出，接在回從而產生感應電勢，通過接線端子引出，接在回路中，便產生了電流。路中，便產生了電流。242022-4-24QFSN-300-2汽輪發(fā)電機特點汽輪發(fā)電機特點 引進西屋公司引進西屋公司300MW汽輪發(fā)電機成熟技術，如汽輪發(fā)電機成熟技術，如穿心螺桿、磁屏蔽、分塊壓板固定的定子鐵心，穿心螺桿、磁屏蔽、分塊壓板固定的定子鐵心，上下層不同截面的定子線圈，上下層不同截面的定子線圈，剛柔結構的定子剛柔結構的定子端部固定，端部固定，端蓋式軸承，端蓋式軸承，可傾式軸瓦，雙流雙環(huán)可傾式

14、軸瓦，雙流雙環(huán)式密封瓦，式密封瓦，大電流集電環(huán)和刷握等大電流集電環(huán)和刷握等 轉子采用國內外成熟的轉子采用國內外成熟的中間銑孔，氣隙取氣，多中間銑孔，氣隙取氣，多路斜流通風冷卻技術路斜流通風冷卻技術252022-4-24主要性能參數主要性能參數 300MW 20kV 10189A COS 0.85 3相相 雙雙Y接法接法 水氫氫冷卻水氫氫冷卻 氫壓氫壓 0.31MPa F級絕緣級絕緣 勵磁勵磁 302V 2510A 電阻電阻 （75） 定子定子 每相每相0.00262 轉子轉子 0.1145 重量重量 轉子轉子 53t 定子定子 262t 總重總重 317t 262022-4-24發(fā)電機本體結構

15、發(fā)電機本體結構（一）定子：機座（一）定子：機座 隔振結構隔振結構 鐵心鐵心 繞組繞組 出線出線 出線盒出線盒 定子水路定子水路 氫氣冷卻氫氣冷卻 端蓋端蓋 軸承軸承272022-4-24機座及隔振結構機座及隔振結構 耐爆型壓力容器耐爆型壓力容器 水壓試驗水壓試驗 優(yōu)質中厚鋼板及鍋爐鋼板冷作拼焊優(yōu)質中厚鋼板及鍋爐鋼板冷作拼焊 整體機座（三段式整體機座（三段式 內外式）內外式） 底部開有連接內冷水、氫冷卻器冷底部開有連接內冷水、氫冷卻器冷卻水系統(tǒng)管路的法蘭接口；機座兩卻水系統(tǒng)管路的法蘭接口；機座兩頭內有四個氣體冷卻器室，裝有立頭內有四個氣體冷卻器室，裝有立式氫冷器式氫冷器282022-4-24鐵心

16、結構鐵心結構 0.5mm厚高導磁、低損耗、無取向冷軋硅厚高導磁、低損耗、無取向冷軋硅鋼片疊壓成形鋼片疊壓成形 F級環(huán)氧絕緣扇形片級環(huán)氧絕緣扇形片 軸向反磁鋼支持（定位）筋螺桿軸向反磁鋼支持（定位）筋螺桿 高強度反磁鋼絕緣穿心螺桿高強度反磁鋼絕緣穿心螺桿 周向采用夾緊環(huán)和夾緊螺桿固定周向采用夾緊環(huán)和夾緊螺桿固定 由機座環(huán)板，風區(qū)隔環(huán)形成由機座環(huán)板，風區(qū)隔環(huán)形成11個風區(qū)（個風區(qū)（5進進6出與轉子對應）出與轉子對應）292022-4-24端部結構端部結構302022-4-24端部結構端部結構312022-4-24通風槽片通風槽片322022-4-24定子繞組定子繞組 定子線圈是有實心股線和空心股線

17、交叉組成，空實心銅線均具有玻璃絲絕緣層，槽內股線間進行540度羅貝爾換位。 定子線圈的空心導線內通過冷卻水以冷卻銅線， 定子線圈在槽內固定于槽楔下，楔下設有彈性波紋板，以壓緊線棒，并在部分槽楔上開有小孔332022-4-24定子下層線棒截面定子下層線棒截面342022-4-24定子水電連接圖定子水電連接圖352022-4-24定子繞組槽內及槽楔布置示意圖定子繞組槽內及槽楔布置示意圖362022-4-24定子端部繞組定子端部繞組結構示意圖結構示意圖372022-4-24382022-4-24出線盒出線盒 耐爆壓力容器耐爆壓力容器 水壓試驗水壓試驗 氣密試驗氣密試驗（與機座相同）（與機座相同） 反

18、磁性不銹鋼鋼板拼焊反磁性不銹鋼鋼板拼焊 與機座結合面與機座結合面T型密封槽型密封槽 壓注密封壓注密封膠密封膠密封 內裝內裝6支出線瓷套管支出線瓷套管 外掛電流互感器外掛電流互感器392022-4-24出水測溫元件出水測溫元件出線盒內小匯水管出線盒內小匯水管402022-4-24氫氣冷卻器氫氣冷卻器 汽勵兩端對稱布置各一支汽勵兩端對稱布置各一支 每支冷卻器分成兩個獨立水路每支冷卻器分成兩個獨立水路 穿片式穿片式 冷卻效率高冷卻效率高412022-4-24氫氣冷卻器氫氣冷卻器水壓試驗水壓試驗422022-4-24（二）轉子（二）轉子 轉軸本體轉軸本體 轉子繞組轉子繞組 槽楔槽楔 阻尼系統(tǒng)阻尼系統(tǒng)

19、轉子風路轉子風路 護環(huán)護環(huán) 聯(lián)軸器聯(lián)軸器 風扇風扇 集電環(huán)集電環(huán) 軸承軸承432022-4-24轉軸轉軸 轉軸由高機械性能和導磁性能良好的合金鋼鍛成。在轉軸本體大齒中心沿軸向均布地開了很多橫向槽，以均勻轉軸上正交兩軸線的剛度，從而降低倍頻振動442022-4-24轉子繞組轉子繞組 轉子線圈每匝由上下兩根含銀銅線組成，在轉子本體長度范圍內為實心銅線，轉子線圈的絕緣為F級。在鋁槽楔下面，埋置有鍍銀的阻尼銅排，使電機具有良好的承受負序電流的能力。452022-4-24匝間絕緣墊條匝間絕緣墊條端部線圈端部線圈兩根銅線兩根銅線組成一匝組成一匝462022-4-24端部線圈端部線圈通風孔通風孔472022

20、-4-24482022-4-24通風系統(tǒng)通風系統(tǒng) 發(fā)電機風路：發(fā)電機風路： 徑向通風，軸向分為徑向通風，軸向分為11風區(qū)風區(qū)“5進進6出出”，定轉子徑向耦合，帶氣隙隔板，定轉子徑向耦合，帶氣隙隔板 轉子風路特點：氣隙取氣斜流通風系統(tǒng)，一斗兩轉子風路特點：氣隙取氣斜流通風系統(tǒng)，一斗兩路，即一個風斗對應兩路相反方向的斜流風道路，即一個風斗對應兩路相反方向的斜流風道 Z1,Z3,Z5,Z7,Z9,Z11為出風區(qū)為出風區(qū) Z2,Z4,Z6,Z8,Z10為進風區(qū)（兩個端部進風區(qū)）為進風區(qū)（兩個端部進風區(qū)）492022-4-24出風區(qū)出風區(qū)進風區(qū)進風區(qū)出風區(qū)出風區(qū)端部進風端部進風端部進風端部進風轉子風路示意圖轉子風路示意圖502022-4-24出風孔出風孔進風孔進風孔512022-4-24護環(huán)護環(huán) 風扇風扇 聯(lián)軸器聯(lián)軸器 護環(huán)為耐應力腐