1、发电厂电气专业学员认知培训 目录 电气运行的特点和任务 发电厂的主要电气设备及简介 电气主接线概述 直流及UPS系统 发电厂微机保护 电气设备的倒闸操作 电气安全培训一、电气运行的特点和任务 电气运行是指发电厂、变电站、电力系统在电能的发、输、配、用电生产过程中，运行值班人员（包括系统调度员）对发供电设备进行监视、控制、操作和调整，使电力系统内部的电气设备安全、稳定、经济运行，同时对电气设备运行状态进行分析，在出现异常报警及事故情况下，及时准确地进行处理，保证发电厂、变电站等电力系统及其设备正常运行。作为电气运行的值班人员必须熟知电力运行的生产特点，掌握并严格遵守电气运行的各种规章制度，确保电
2、力生产安全稳定运行。二、发电厂的主要电气设备及简介 一、电气一次设备及其作用 在电力系统中直接参与生产、变换、传输、分配和使用电能的设备称为电气一次设备。1.发电机、变压器、电动机：它们主要是进行电能的生产和变换、使用电能。2.断路器：接通和断开负荷电流，并能迅速切断故障电流保护电气设备。3.隔离开关：不能断开正常负荷电流，更不能断开短路电流，主要的作用是在电气设备检修时，形成明显可见的断开点；接通或断开励磁电流不超过规定的空载变压器回路及电容电流不超过规定的空载线路；与断路器配合或单独完成一些倒闸操作。发电厂的主要电气设备 4.接地刀闸（接地线）：在检修时与隔离刀闸、隔离插件配合，防止系统突
3、然来电，保护人员、电气设备的安全。5.电流和电压互感器：将一次系统的高电压、大电流，转变为低电压、小电流，供测量、监视、控制及继电保护使用。6.避雷器：消除感应、谐振、操作、侵入等原因引发的过电压，保护电气设备绝缘不受损坏。7.母线：汇集、分配电能，调整设备或系统运行方式。发电厂的主要电气设备 二、电气二次设备及其作用 为了保证电气一次设备的正常运行，对其运行状态进行测量、监视、控制、调节、保护等的设备称为电气二次设备，主要有：1.各种测量表计，如电流表、电压表、有功功率表、无功功率表、功率因数表等。2.各种继电保护以及自动装置。3.直流电源设备，如蓄电池、充电装置等。汽轮发电机的工作原理 同
4、步发电机的机电能量转换是在电磁运动过程中实现的，所以同步发电机和其他电机一样，在结构上由固定的和转动的两部分组成。固定部分称为定子，即电枢；转动部分称为转子。定子和转子之间有气隙。如图所示为三相同步发电机的原理示意图。定子铁芯内壁的槽内装有三相对称绕组A-X、B-Y、C-Z，称为电枢绕组，三相绕组的轴线在空间互隔120电角度。转子上装有励磁绕组。当转子在原动机的拖动下转动时，电枢绕组与磁场相互作用，在电枢绕组中感生电势并通过负载电流实现机电能量转换。汽轮发电机的工作原理 图2-1 同步发电机工作原理 1-定子铁芯；2-转子；3-滑环 4-电刷；5-磁力线发电机的冷却方式发电机的发热部件，主要是
5、定子绕组、定子铁芯（磁滞与涡流损耗）和转子绕组。采用水-氢-氢冷却方式，即发电机定子绕组及引线是水内冷，发电机的转子绕组是氢内冷，转子本体及定子铁芯是氢冷。为此，发电机还设有定子水冷系统，发电机氢冷系统和为防止氢气从轴封漏出的密封油系统。n供给发电机励磁电流的电源及其附属设备称为励磁系统。n它分为励磁功率单元和励磁调节器两个主要部分。n励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流；而励磁调节器则根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。发电机励磁系统基本原理变压器的结构原理 变压器是应用电磁感应原理来进行能量转换的，其结构的主要部分是两个（或两个以上）互相绝缘的绕组，套在一个共同的铁芯上
6、，两个绕组之间通过磁场而耦合，但在电的方面没有直接联系，能量的转换以磁场作媒介。在两个绕组中，把接到电源的一个称为一次绕组，简称原方（或原边），而把接到负载的一个称为二次绕组，简称副方（或副边）。当原方接到交流电源时，在外施电压作用下，一次绕组中通过交流电流，并在铁芯中产生交变磁通，其频率和外施电压的频率一致，这个交变磁通同时交链着一次、二次绕组，根据电磁感应定律，交变磁通在原、副绕组中感应出相同频率的电势，副方有了电势便向负载输出电能，实现了能量转换。利用一次、二次绕组匝数的不同及不同的绕组联接法，可使原、副方有不同的电压、电流和相数。变压器的结构原理 按相数来区分，变压器可以分为三相变压器
7、和单相变压器。按绕组数目来区分，变压器可以分为双绕组和三绕组变压器。按冷却介质来区分，变压器可以分为油浸式变压器、干式变压器（空气冷却式）以及水冷式变压器。六氟化硫（SF6）断路器简介 采用具有良好灭弧性能和绝缘性能的SF6气体作为介质的断路器，称为SF6断路器。它具有开断能力强，体积小等优点，但结构较复杂，制造工艺要求高，金属消耗量大，价格较贵。一般用于220KV电压等级以上系统中；SF6断路器是利用SF6气体作为绝缘介质和灭弧介质的新型高压断路器。nSF6断路器500KV SF6 断路器隔离开关 隔离开关(俗称“刀闸”)是一种最简单的、供配电系统中使用最多的高压开关，没有灭弧装置。它既不能
8、断开正常负荷电流，更不能断开短路电流，否则即发生“带负荷拉刀闸”的严重事故。此时产生的电弧不易熄灭，甚至造成“飞弧”(相间或相对地经电弧短路)，会损坏设备并严重危及人身安全。带接地刀的隔离开关(GW4-100W)6KV 真空断路器高压真空断路器”因其灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空而得名；其具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点，在配电网中应用较为普及。真空断路器主要包含三大部分：真空灭弧室、电磁或弹簧操动机构、支架及其他部分。6KV 真空断路器6KV开关柜400V抽屉式开关 抽屉式开关柜是采用钢板制成封闭外壳，进出线回路的电器元件都安装在可抽出的抽屉中，构成能完成
9、某一类供电任务的功能单元。400V抽屉式开关400V抽屉式开关 电压互感器（PT）110kV110kV电磁式电磁式电压互感器电压互感器2.9 电压互感器的原理 电压互感器是一种小型的降压变压器，由铁芯、一次绕组、二次绕组、接线端子和绝缘支持物等构成，一次绕组并接于电力系统一次回路中，其二次绕组并接了测量仪表、继电保护装置或自动装置的电压线圈(即负载为多个元件时，负载并联后接入二次绕组，且额定电压为100V)。由于电压互感器是将高电压变成低电压，所以它的一次绕组的匝数较多，而二次绕组的匝数较少。其工作原理与变压器相同，基本结构也是铁心和原、副绕组。特点是容量很小且比较恒定，正常运行时接近于空载状
10、态。n电流互感器（CT）一次绕组二次绕组二次负荷铁心 电流互感器是一种专门用于变换电流的特种变压器。互感器的一次绕组串联在电力线路中，线路电流就是互感器的一次电流I1，二次绕组外部接有负荷，如果是测量用电流互感器，二次接测量仪表；如果是保护用电流互感器，二次绕组接保护控制装置。电流互感器的一、二次绕组之间有足够的绝缘，从而保证所有低电压设备和电力线路的高电压相隔离。电力线路中的电流各不相同，通过电流互感器一、二次绕组匝数比的配置，可以将不同的一次电流变化成较小的标准的电流值，一般是5A或1A。这样可以减小仪表和继电器的尺寸，也可以简化其规格，有利于仪表和继电器的小型化、标准化。避雷器的工作原理
11、 通常避雷器接在系统与地之间，与被保护设备并联。在正常运行电压下，氧化锌电阻片呈现极高的电阻，通过它的电流只有微安级；当系统出现危害电器设备绝缘的过电压时，由于氧化锌电阻片的非线性，避雷器两端的残压被限制在允许值之下，并且吸收过电压能量，从而保护了电器设备的绝缘。n避雷器用来限制过电压的一种主要保护电用来限制过电压的一种主要保护电器，是发电厂变基本保护措施之一器，是发电厂变基本保护措施之一三、电气主接线概述 发电厂和变电所的电气主接线是由发电机、变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线和电缆等电气设备，按一定顺序连接，用以表示生产、汇集和分配电能的电路，通常也称之为电气一次接线或电气主系统、主电
12、路。电气主接线可分为有汇流母线和无汇流母线两大类，具体又有多种形式，如下图1.1所示：有汇流母线无汇流母线内桥接线多角形接线外桥接线桥形接线单母线不分段单元及扩大单元接线单母线分段带旁路单母线分段双母线单母线双母线带旁路一台半断路器接线双母线分段双母线不分段变压器-母线组接线电气主接线 图图1.1电气主接线分类电气主接线分类 四、直流及UPS系统 110V直流系统：向二次回路中的控制、信号、继电保护和自动装置供电的电源称作操作电源。操作电源一般采用110V直流电。220V直流系统：220V直流系统供事故照明，动力负荷和交流不停电电源等。UPS系统：UPS（Uninterruptable Pow
13、er Supply的缩写）是一种向负载提供恒压、无干扰和不间断的交流电能。它有稳压、稳频、滤波、抗干扰、防止电压浪涌等功能。UPS装置主要向下列负荷供电：DCS监控系统，锅炉安全监视系统，数字式电液调节器，汽轮机监视仪表，汽轮机旁路系统，电能计费系统以及其它自动和保护装置等。五、发电厂微机保护 电力系统由发电机、变压器、母线、输配电线路及用电设备组成。各电气元件及系统整体一般处于正常运行状态，但也可能出现故障或异常运行状态，如短路、断线、过负荷等。为防止事故发生，电力系统继电保护就是装设在每一个电气设备上，用来反映它们发生的故障和异常运行情况，从而动作于断路器跳闸或发出信号的一种有效的反事故的
14、自动装置。六、电气设备的倒闸操作 电气设备由一种状态转换到另一种状态，或改变系统的运行方式所进行的一系列操作，称为倒闸操作。倒闸操作与电气设备实际所处的状态密切相关，设备所处的状态不同，倒闸操作的步骤、复杂程度也不同。故进行电气设备的倒闸操作，必须了解设备所处的状态，根据设备的状态和系统运行方式，写好操作票，然后进行倒闸操作。电气设备的状态有检修状态、冷备用状态、热备用状态和运行状态等四种。七、电气安全培训 安全生产工作，“如履薄冰，如临深渊，如坐针毡”。安全生产人员要“敬畏制度，遵从标准，敬畏工作，珍爱生命”。“外化于行，内化于心”，行指的是规矩、程序、环节；心指的是安全措施、组织措施、技术
15、措施。电气安规培训 各级人员应牢记“安全第一，预防为主，综合治理”的安全生产方针 所谓运用中的电气设备，指全部带有电压、一部分带有电压或一经操作即带有电压的电气设备。作业人员应掌握作业现场和工作岗位存在的危险因素、防范措施及事故应急措施。电气安规培训 在电气设备上工作，保证安全的组织措施：工作票制度。工作许可制度。工作监护制度。工作间断、转移和终结制度。电气安规培训 在全部停电或部分停电的电气设备上工作，必须完成下列措施：停电。验电、装设接地线。悬挂标示牌和装设遮栏。电气安规培训电力系统中的五防是指:1防止误分、合断路器。2防止带负荷分、合隔离开关。3防止带电挂（合）接地线（接地开关）。4防止带接地线（接地开关）合断路器（隔离开关）。5防止误入带电间隔。
