中電投300MW火電機組集控運行值長及單元長培訓總結

中電投300MW火電機組集控運行值長及單元長培訓

班培訓總結

為提高集團公司300MW火電機組集控運行值長、單元長崗位人

員業(yè)務能力和技能水平，提高機組安全、穩(wěn)定、經濟、環(huán)保運行水平于201*年5月9日至6月5日在中電投集團公司上海高培中心對全集團十四家發(fā)電廠40名值長及單元長分別就集團公司有關安全生產規(guī)章制度，300MW火電機組集控運行典型規(guī)程，二十五項反措，機組節(jié)能降耗運行指標對標管理，基于EVA的機組運行經濟價值創(chuàng)造，電廠環(huán)境保護、脫硫脫銷技術等方面聘請了有關集團公司的知名專家、領導進行了深入淺出的講解；培訓采取集中培訓、專家講學、組織廠家參觀、交流討論等方式進行，內容涉及面較廣、安排科學合理，根據受訓人員具體情況有側重點的實施了培訓。

一通過培訓對集團公司發(fā)展戰(zhàn)略、安全管理體系以及大型機組新控制技術，電廠安全、經濟、環(huán)保運行等方面有了更加深入的學習提高高培中心喻新根主任首先就中國電力投資集團公司發(fā)展戰(zhàn)略及集團公司安全生產管理進行宣講，使我對國家經濟轉型期的調整能源結構的目標和我們能源行業(yè)面臨的形勢，以及集團公司積極謀劃，大膽布局實施“三步走”戰(zhàn)略，面對復雜的外部環(huán)境和嚴峻挑戰(zhàn)，深度挖掘市場和管理潛力，在經濟效益方面取得了驕人業(yè)績。集團公司全面貫徹落實科學發(fā)展觀，以發(fā)展為第一要務，堅持電為核心，煤為基礎，產業(yè)一體化協(xié)同發(fā)展，推進電源結構和產業(yè)結構調整，堅持背靠資源，面向市場，優(yōu)化產業(yè)布局，加強產業(yè)協(xié)同和區(qū)域協(xié)同，創(chuàng)新體制機制，加快戰(zhàn)略轉型，著力提高核心競爭能力、盈利能力和可持續(xù)發(fā)展能力，建成國際一流能源企業(yè)集團等方面有了一個更加清晰的認識。201*年，胡錦濤總書記在參加聯(lián)合國氣候峰會時承諾，到2020年非化石能源占一次能源消費比重達到15％左右；溫家寶總理在國務院常務會議上提出，到2020年將單位國內生產總值二氧化碳排放比201*年減少40%-45%的目標。能源結構的調整和低碳清潔發(fā)展將成為我國能源領域的長期政策，將長期影響集團公司的發(fā)展；低碳的水電、核電、風電、太陽能發(fā)電等將面臨良好的發(fā)展機遇；較長的時間內燃煤火電仍是發(fā)電主力；作為火電企業(yè)員工我們應始終把節(jié)能減排作為企業(yè)的重大社會責任，堅持技術創(chuàng)新，降低供電煤耗等諸多方面入手，大力開展節(jié)能環(huán)保工作，把節(jié)能減排理念融入到發(fā)展各個方面，把環(huán)保要求貫穿項目整個生命周期，節(jié)能環(huán)保理念應深入人心。

企業(yè)效益安全是基礎，俗話說“皮子不存，毛將焉否！”意為一個企業(yè)就安全都不存在了，那還有什么效益可言！因此在日常工作中我們應嚴格按照集團公司安全生產管理制度規(guī)定的要求，切實做好安全性評價，企業(yè)應急預案、應急體系建設、應急培訓與應急演練等工作，對當前安全生產暴露出的突出問題，違規(guī)生產；安全監(jiān)管責任不落實、措施不到位等要重點解決，通過加強安全管理、加大安全投入、強化技術裝備、嚴格安全監(jiān)管、嚴肅責任追究等有力措施，督促提高的安全生產保障能力。

喻主任還就學習的重要性以及作為一個合格值班人員的基本素質，怎么成為一個有技術、有愛心、有責任心、有大局觀，有奉獻精神學習型員工有誠信展開了講解；使我深刻的認識到全面系統(tǒng)地熟悉掌握專業(yè)技能知識，真正具備承擔自己崗位的工作能力和專業(yè)素質，才能確保機組安全、經濟、環(huán)保運行。自己所從事的事業(yè)以及崗位的極其重要關系著國計民生，承擔著社會責任，因此只有通過不懈的努力認真的工作并把自己塑造成一個學習型、專家型的專業(yè)技術人才，才能適應企業(yè)的發(fā)展和社會的發(fā)展。

目前，我國許多企業(yè)都在推行經濟增加值（EVA）管理方式，國資委對下屬的中央企業(yè)也采用EVA評價體系，一些大型的民營企業(yè)在咨詢過程中也提出了這方面的需求。什么是EVA，以及如何在企業(yè)中實施EVA成了大家比較感興趣的話題。高培中心還特意請來上海電力股份公司計劃與發(fā)展部主任工程師張弘，分別講述了“基于EVA的火電廠運行經濟價值創(chuàng)造中的電平衡、水平衡、熱平衡及燃料平衡等驅動因素的分析”。1982年，美國思騰思特公司提出了經濟增加值（EconomicValueAdded）概念。思騰思特公司認為：企業(yè)在評價其經營狀況時通常采用的會計利潤指標存在缺陷，難以正確反映企業(yè)的真實經營狀況，因為他忽視了股東資本投入的機會成本，企業(yè)贏利只有在高于其資本成本（含股權成本和債務成本）時才為股東創(chuàng)造價值。經濟增加值（EVA）高的企業(yè)才是真正的好企業(yè)。作為上市公司中電國際（二零零四年十月十五日在香港聯(lián)合交易所有限公司（「香港聯(lián)交所」）主板上市，股份代號2380）子公司的員工我們更應該通過不懈努力，優(yōu)化運行，精細化管理，超額完成鍋爐、汽輪機、電氣、熱控、化水、競價上網、綜合技術、環(huán)保減排、可靠性指標等各項主要技術經濟指標。著力提升為股東創(chuàng)造價值的能力，更好實現(xiàn)國有資產的保值增值。有效提升參與市場競爭能力，要有國際化視野，用世界眼光審視自己，培育具有國際領先水平的盈利能力。積極提升助推戰(zhàn)略實施能力。杜絕無效投資，減少低效投資，增加高效投資，提高資本運營效率。同時應不遺余力的將EVA價值觀念向公司員工傳達，通過不斷的宣傳、強化，使他成為文化價值核心植入公司企業(yè)文化之中，努力提升上市公司企業(yè)價值和企業(yè)形象。

高培中心還請來一些專家分別就“二十項反措”、“火電機組運行監(jiān)督”、“電廠環(huán)境保護、脫硫脫銷技術”及“火電機組性能考核試驗”等方面進行了專題講解；通過他們對于這些運行人員必須要掌握的技術知識系統(tǒng)分析解決了許多工作實踐中的疑難和困惑，使自己獲益非淺。二仿真機操作訓練，夯實操作技能水平和綜合分析能力

仿真機培訓系統(tǒng)，為培養(yǎng)綜合型全能值班員提供了有效平臺，使我們運行人員熟練掌握機組設備在各種條件下的啟、停和正常運行中監(jiān)視操作技術，提高了運行人員正確判斷、排除各種事故的應急能力，并通過對各種事故判斷和分析的培訓，切實提高運行人員的操作技能水平和綜合分析能力，為日常運行操作及事故處理提供了強有力的技術支持。為適應現(xiàn)代企業(yè)制度，確保機組安全、經濟、穩(wěn)定運行，在培訓的后半部分高培中心安排了近兩周時間的仿真機上機培訓，就火電機組常見故障如“系統(tǒng)振蕩”、6kv母線失電、風機振動、受熱面泄漏等，分別利用仿真機進行了“典型事故分析與處理”、“反事故演習”；通過這次600MW仿真機培訓取證，在仿真中心各位老師的耐心輔導下和各位培訓班學員幫助下使自己技術素質和心理素質的得到了極大的提高，同時提高了自己的操作水平，增強對故障的分析、判斷及處理能力。三培訓感想

這次培訓高培中心領導高度重視，組織嚴密有序，喻新根主任多次親臨現(xiàn)場指導工作，明確了培訓工作的有關要求，針對生活、學習進行了周密安排，對培訓中可能出現(xiàn)的各種問題，都進行了全程指導，對參訓人員嚴格管理，使得培訓工作井然有序順利開展。培訓形式多樣，培訓內容豐富。培訓以課堂教學、仿真機上機培訓為主要形式，有理論講授、有實踐參觀、操作，擴大了視野增長了見識，同時通過機會給我們這些值長們建立了一個很好交流平臺。高培中心各位老師對工作一絲不茍，待人公正謙和，以及其嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和人格魅力對我們也產生了深遠影響。總之，此次培訓形式靈活，內容豐富，效果顯著，夯實理論基礎，強化崗位技能，對以后的人生態(tài)度，工作態(tài)度，工作方法理念等都產生了積極而深遠的影響，對促進我們技術水平的提高夯實了基礎。

擴展閱讀：300MW火電機組集控運行教科書

第一章汽輪發(fā)電機

第一節(jié)概述

同步發(fā)電機是生產電能的基本設備,是電網的心臟,它的運行可靠性直接影響電網運行及向用戶安全、經濟地供電。運行中的發(fā)電機、繞組和鐵芯都要發(fā)熱,所產生的熱量和電機的輸出功率有著密切的關系。電機的輸出功率越大,其發(fā)熱量也越多,

當超過額定值時,便會使電機的溫度過高而超過絕緣允許值。反之,人為地提高和增大冷卻的效果,使冷卻介質在相同時間內帶走更多的熱量,則發(fā)電機輸出的功率就越大。由此可見,電機的冷卻能力在一定程度上影響了發(fā)電機出力的大小。

當今世界上大容量發(fā)電機組采用的冷卻方式通常有三種:①全氫冷方式;②定子繞組水

內冷,其余為氫冷(水氫氫)方式;③雙水內冷(水水空)方式。我國目前生產的3∞MW發(fā)電機多采用后兩種,表3-1-l給出了目前我國三大電機廠所生產的3∞MW汽輪發(fā)電機的主要額定參數(shù)。該表表明,QmNJ∞-2型汽輪發(fā)電機都是水氫氫冷卻方式,即定子繞組為水內冷,轉子繞組為氫內冷,定子鐵芯為氫表冷的冷卻方式。QF33∞-2型汽輪發(fā)電機采用的是雙水內冷(水水空)方

式,即定子繞組、轉子繞組均為水內冷,定子鐵芯為空冷的冷卻方式。

雙水內冷發(fā)電機為我國首創(chuàng)。水內冷技術的應用,為提高發(fā)電機容量開辟了一條新的道路。由于水的冷卻能力比空氣大50倍,因此發(fā)電機的定子和轉子采用了水內冷后,可以大幅度地提高發(fā)電機的出力但相對于全氫冷和水氫氫冷卻的發(fā)電機來說,定、

O

轉子絕緣

引水管漏水而導致的故障較多;對全氫冷和水氫氫發(fā)電機來說,由于其轉子采用氫內冷,不會發(fā)生因水內冷轉子的絕緣引水管漏水而導致的故障,所以運行的可靠性較之水冷轉子為高。

因為目前新建和擴建的火電廠單機容量均采用3∞MW及以上的發(fā)電機組,尤其以3∞MW機組居多,所以本篇以某電機股份有限公司所設計制造的03NJ∞-2-20型三相同步交流發(fā)電機為主,介紹3∞MW汽輪發(fā)電機組的結構、原理及運行維護知識,對其他機型做簡要介紹。

國產300MW機組主要參數(shù)

型號QEBN-3∞-2-20東方電機廠3∞MW20kV10190A0.853αmr/m0.3MPa98.80.556QFBN-3∞-2哈爾濱電機廠3∞MW20KV10190A0.853αmr/m0.3MPa98.820.656QEBN-3∞-2上海電機廠3∞MW2OKV10190A0.853αMBr/mQEB-3∞-2上海電機廠頁PMW18kV11320A0.853αEDr/mQFBN-3∞-2上海電機廠3∞MW2OKV10190A0.853αMBr/m生產廠家額定功率額定電壓額定電流額定功率因數(shù)額定轉速額定氫壓效率短路比冷卻方式O.3IMPa98.80.2MPa(水壓)98.61O.4MPa98.60.5水氫氫0.47水水空0.5氫氫氫水氫氫水氫氫

第二節(jié)汽輪發(fā)電機組的基本結構和主要參數(shù)

-、同步發(fā)電機的基本結構

額定功率:PN=3∞MW(發(fā)電機正常運行時,所能輸出的最大有功功率);額定定子電壓:UN=2OKV(發(fā)電機額定運行時,機端定子三相繞組的線電壓);額定定子電

QmN-3∞-220型發(fā)電

機通常采取臥式軸,軸

系上帶有三臺同步發(fā)電機,流:IN=10190A(發(fā)電機連續(xù)運行時,定子繞組允許通過的最大線電流);額定功率因數(shù):cω伊

即發(fā)電機、主N=0.85(滯后)(同步發(fā)電機的額定功率和額定容量的比值);額定頻率:A=5OHz;額定轉速:nN=3側r/mn;

定子繞組接線方式:雙Y(并聯(lián));額定勵磁電壓:U刑=463V;額定勵磁電流:I倒=2203A;額定氫壓:0.3MPa;

定子繞組直流電阻(15℃):0.∞19170/相;轉子繞組直流電阻(15℃):0.15610;

定子每相對地電容:ABC三相各為0.2242μF;

、、

勵磁機、副勵磁機。發(fā)電機定子繞組及其連接線、出線采用水內冷,轉子繞組、定子鐵芯及端部采用氫冷,密封系統(tǒng)采用雙環(huán)流式油密封。發(fā)電機的勵磁采用同軸交流勵磁機帶靜止硅整流的勵磁方式;交流勵磁機的勵磁采用同軸交流勵磁機靜止晶閘管整流勵磁方式;副勵磁機為稀土鉆永磁交流發(fā)電機的副勵磁機、主勵磁機、發(fā)電機三機同軸有刷勵磁系統(tǒng)。

就發(fā)電機而言,其最基本的組成部件為定子和轉子。定子主要由定子鐵芯、定子繞組(也叫電樞繞組)、機座、端蓋及擋風裝置等部件組成;轉子

直軸同步電抗Xd:204.7%;橫軸同步電抗Xq:193%;直軸暫態(tài)電抗X"d:26.61%;橫軸暫態(tài)電抗X"q:37%;直軸次暫態(tài)電抗X飛:16.18%;橫軸次暫態(tài)電抗X飛:17.50%;負序電抗X2:19.74%;零序電抗Xo:7.37%;短路比SCR:0.5520各參數(shù)之間關系:

額定功率PN=dUNINeos伊N;額定轉速nN=ωJYp(其中:f為電網頻率,p為同步發(fā)

主要由轉子鐵芯、轉子繞組(也叫勵磁繞組)、滑環(huán)、轉軸等部件組成。

定子鐵芯是電機磁路的一部分,同時也嵌放定子繞組;定子繞組是定子的電路部分,是實現(xiàn)機電能量轉換的重要部件。定子機座主要用于固定定子鐵芯,并和其他部件一起形成密閉的冷卻系統(tǒng)。

轉子鐵芯是電機磁路的一部分,又是固定勵磁繞組的部件,大型汽輪發(fā)電機的轉子一般采用導磁性能好、機械強度高的合金鍛成,并和軸鍛成一個整體。轉子繞組是轉子的電路部

分,直流勵磁電流一般是通過電刷和集電環(huán)引入轉子繞組,形成轉子的直流電路。二、主要參數(shù)

發(fā)電機型號為QFSNJ∞-220,其中Q表示汽輪,F表示發(fā)電機,S表示定子繞組水內

冷,N表示轉子繞組氫內冷,3∞表示發(fā)電機額定有功功率為3∞MW,2表示有2個磁極,

20表示發(fā)電機額定端電壓為2OKV。其主要參數(shù)有:

額定容量:SN=353MVA(發(fā)電機連續(xù)運行時,所能輸出的最大視在功率);電機磁極對數(shù),汽輪機磁極對數(shù)p為1)

第三節(jié)發(fā)電機的工作原理及工作特性

一、同步發(fā)電機的工作原理同步發(fā)電機的工作原理是利用電磁感應原理將機械

能轉變?yōu)殡娔堋０凑针姶鸥袘�定�?導線切割磁力線能產生感應電動勢,將導線連成閉合回路,

就有電流流過,這就是發(fā)電機的基本工作原理。

圖311所示為同步發(fā)電機的工作原理示意圖。在+

同步發(fā)電機的定子鐵芯內,對稱地安放著A-XB-YC-Z三相繞組。所請對稱三相繞組,就是每相繞

、、

組匣數(shù)相等,三相繞組的軸線在空間互差120。電角度。汽輪發(fā)電機轉子直接與汽輪機轉子連接,當蒸汽推動汽輪機高速旋轉時,發(fā)電機轉子隨著轉動,在同步

發(fā)電機的轉子

上裝有勵磁繞組,當直流電通過勵磁繞組時會產生主磁圖311同步發(fā)電機工作原理圖場,它隨著汽輪發(fā)電機轉子旋轉,其磁通

如圖中虛線所1一定子鐵芯;2一轉子;3一集電環(huán)

示。磁通自轉子的一個極發(fā)出來,經過空氣隙進入轉子、另一個極構成回路。發(fā)電機轉子旋轉一周在定子繞組內感應的電動勢正好變化一次,所以電動勢每秒鐘變化的次數(shù)恰好等于磁極每秒鐘的旋轉次數(shù)。所以,當原動機帶動轉子旋轉時,就得到一個在空

間按正弦規(guī)律分布的旋轉磁場。定子三相繞組在空間互差120。電角度。因此,三相感應電動勢在時間上也互差1200電角度,發(fā)電機發(fā)出的就是對稱三相交流電,即

eA=Emsinωt

eB=Emsin(ωt-1200)ec=Emsin(ωt-2400)

感應電動勢的頻率取決于發(fā)電機磁極對數(shù)p和轉子轉速n。發(fā)電機轉子為一對磁極時,轉子旋轉一周,定子繞組中的感應電動勢正好交變一次,即一個周期;假如發(fā)電機轉子有p對磁極時,轉子旋轉一周,感應電動勢就交變了p個周期。設轉子的轉速為n(r/min),則感應電動勢每秒鐘交變pn/60次,即感應電動勢的頻率為

f=pn/60(Efz)(31-2)

式(312)表明,當同步發(fā)電機的極對數(shù)p、轉速n一定時,則定子繞組感應電動勢的

頻率一定,即轉速與頻率保持不變的關系。

我國電力系統(tǒng)的標準頻率規(guī)定為50施,因此,當n=3則r/mn時,發(fā)電機應為一對極;

當同步發(fā)電機的三相繞組與負載接通時,對稱三相繞組中流過對稱三相電流,并產生一個旋轉磁場(定子磁場),定子旋轉磁場的

當n=15∞r/min時,發(fā)電機應為兩對極,依次類推。

轉速nl=6OPp。即定子磁場與轉子磁場以相同的方向、相同的速度轉速旋轉,故稱為同步發(fā)電機。

二、同步發(fā)電機的工作特性

同步發(fā)電機帶對稱負載運行時,主要有負載電流I、功率因數(shù)cos伊、端電壓U,勵磁電

流IL等幾個互相影響的變量,這些物理量每兩個量之間的關系,稱EO為同步發(fā)電機的運行特性。

1.空載特性

同步發(fā)電機的空載特性,是指發(fā)電機轉速等于額定轉速問,定子繞組開路(I=0)時空載電動勢E。與勵磁電流IL的關系曲

線,

如圖312所示。

由圖313可見,空載特性曲線與發(fā)電機磁路的磁化曲線相同。

圖313同步發(fā)電機

機磁路的飽和情

的空載特性

空載特性是發(fā)電機的基本特性之一,它表征了發(fā)電

況,利用它可以求得同步發(fā)電機的參數(shù),在實際生產中還可利用該曲線判斷發(fā)電機的一些故

障情況,如勵磁繞組有無匣間短路故障。如果勵磁繞組有臣間短路,在相同的勵磁電流下,勵磁磁通勢減

小,曲線下降。

2.短路特性

所謂短路特性,是指發(fā)電機在額定轉速下,定子三相繞組短

IL

路時,定子穩(wěn)態(tài)短路電流I與勵磁電流IL的關系曲線,即I=

圖313同步發(fā)電機f(IL),如圖313所示。

短路特"性曲線在做短路特性試驗時,要先將發(fā)電機三相繞組的出線端短

路。然后,維持轉速不變,增加勵磁,讀取勵磁電流及相應的定子電流值,直到定子電流l達到額定電流值時為止。在試驗過程中,調整勵磁電流時不要往返調整。

在做短路特性試驗時,要先將發(fā)電機三相繞組的出線端短路。然后,維持轉速不變,增加勵磁,讀取勵磁電流及相

應的定子電流值,直到定子電流達到額定電流值時為止。在試驗過程中,在?lO調整勵磁電流時不要往返調整。

CO叩=08

短路試驗測得的短路特性曲線,不但可以用來

ψ>0求取同步發(fā)電機的重要參數(shù):飽和的同步電抗與短

路比。在實際工作中,也常用它來判斷勵磁繞組有無臣間短路等故障。顯然,勵磁繞組存在臣間短路

II時

,因安匣數(shù)的減少,短路特性曲線是會降低的。

3.負載特性

負載特性是當轉速、定子電流為額定值,功率

因數(shù)cω伊=常數(shù)時,發(fā)電機電壓與勵磁電流之間的曲線

,即U=f(IL)。圖3-14所示為不同功率因數(shù)時的負載特性曲線

O

當cω伊值不同時,我們即可得到不同負荷種類的特性曲線O

用負載特性曲線、空載特性曲線、短路特性可以測得發(fā)電機的基本參數(shù),這是發(fā)電機設計、制造的主要技術數(shù)據。

4.外特性

同步發(fā)電機的外特性,是指發(fā)電機在額定轉速下,保持勵磁電流和功率因數(shù)不變時,端電壓U與負載電

流I之間的關系曲線。圖315所示為發(fā)電機帶不同功

圖315同步發(fā)電機的外特性曲線

l一感性負載:2二電阻性負載;3一容性負載

率因數(shù)負載時的外特性曲線O

曲線1為感性負載時的外特性曲線,它是隨I增大而下降的曲線,這是因為,當感性負載電流增加時,由于電樞磁場

對轉子磁場呈去磁作用,同時漏抗壓降隨之增大,所以端電壓隨之下降;曲線2是純電阻負載時的外特性曲線,這是一條略有下降的曲線,這是因為,當∞叩=1時,負載電流I仍滯后于E,其電樞磁場也有去磁作用,但去磁程度較小;曲線3是容性負載時的外特性曲線,

。它

是隨I增大而上升的曲線,這是因為,容性負載電流增加時,電樞磁場對轉子磁場呈助磁作用,電樞磁場的助磁作用隨電流

3增加而增強

,感應電動勢增大,所以端電壓隨之上升。

5.調整特性

圖3-1-6同步發(fā)電機的調調整特性是指同步發(fā)電機在額定轉速下,端電壓和負載功

整特性曲線率因數(shù)不變時,勵磁電流與負載電流的關系曲線,圖314是

1一感性負載:2二電阻性負載:同步發(fā)電機在不同功率因數(shù)時的調整特性曲線。

3一容性負載圖中曲線1和曲線2分別是感性負載和電阻性負載時的調

整特性,可見為保持發(fā)電機端電壓不變,隨著負載電流的增加,必須相應地增大勵磁電流,

以補償負載電流所產生的電樞磁場的去磁作用。因此這兩種情況下的調整特性曲線都是上升的。而容性負載時,為了抵消電樞磁場的助磁作用,保證電壓不變,隨負載的增加,需要相應地減小勵磁電流,因此這種情況下的調整特性是下降的,如曲線3所示。

6.同步發(fā)電機并于無限大系統(tǒng)的功角特性

功角特性是指同步發(fā)電機接在電網上穩(wěn)態(tài)運行時,發(fā)電機的電磁功

率與功角之間的關系。所謂功角是指發(fā)電機的空載電勢E。和端電壓U之間的相位角O由圖317所示同步發(fā)電機的相量圖可得

PU

EoU-s

G=uIm伊=虧了SIns

式中PG一一-發(fā)電機一相的電功率;

U一一發(fā)電機的相電壓;I一一發(fā)電機的相電流;E。一一發(fā)電機的空載電動勢;xd一一發(fā)電機的同步電抗;伊一一功率因數(shù)角;

δ一一功角o

式(3-13)表明,在發(fā)電機的端電壓及勵磁電流不變時,電磁功率PG的大小決定于8

角的大小,所以稱δ角為功角o電磁功率隨著功角的變化曲線,稱為功角特性曲線,如圖3-18所示。

從功角特性曲線可知,同步發(fā)電機的電磁功率PG與功角成正弦函數(shù)關系。當功角從零逐漸增加到90ρ時,電磁功率達到最大值,即PG-m=EoU/Xd。當功角δ從90ρ繼續(xù)增

加到1800時電磁功率隨功角的增加而減小;當s>1800時,電磁功率由正變負,說明發(fā)電機不再向電網輸送有功功率,

δ而從電網吸收有功功率,即電機從發(fā)電機運行狀態(tài)變成電

動機或調相機運行狀態(tài)。

功角8是同步發(fā)電機運行的一個重要變量,它不僅決

定了發(fā)電機輸出功率的大小,而且能表明電機的運行狀態(tài)。

第四節(jié)同步發(fā)電機的正常運行方式和調整操作

功率、無功功率、電壓、電流等都在允許范圍以內,因而它是一種穩(wěn)定的、對稱的工作狀態(tài)。在正常情況下,3∞MW汽輪發(fā)電機組由于熱力參數(shù)高、能源消耗小,大部分時間都在額定負荷運行,也就是按機組的銘牌值運行。此時,發(fā)電機具有損耗小、效率高、轉矩均勻等性能。但是,由于電力系統(tǒng)的特點是連續(xù)供電和供需平衡,因而不可能所有機組在所有時段全部按額定工況運行。因此,

當要求發(fā)電機的運行工況不符合額定要求時,電氣運行人員

仍應保證機組的連續(xù)正常運行。運行中的發(fā)電機工況通常發(fā)生如下的變化。

1.功率因數(shù)不在額定值運行因為運行中發(fā)電機的有功、無功負荷是不可能始終不變的,所以功率因數(shù)也相應發(fā)生變化。功率因數(shù)的大小由運行的有功和無功負荷決定,即

COS￠

=一一=一一一一一

"SdT+02

PP

式中P一一有功功率;。一一無功功率;S一一視在功率。

圖318示出了發(fā)電機的有功功率P、元功功率Q和功率因數(shù)cos伊之間的關系。

由圖318可見,元功負荷越小,功率因數(shù)越高。發(fā)電機的額定功率因數(shù)一般為

0.85(滯后)最低值不作限制,但最高值則取決于機組和系統(tǒng)

。

運行的穩(wěn)定性。在AVR投入且情況良好的情況下,一般可允許升高至滯后0.9~0.95(在

經過高功率

λP因數(shù)專門試驗證實且系統(tǒng)允許時

,還可再適當提

高)

。

在低功率因數(shù)運行時,應注意控制發(fā)電機的定、轉子電流不超過當時冷卻條件下所允許的數(shù)

一、同步發(fā)電機的正常情況下的運行同步發(fā)電機的正常運行方式屬于允許長期連續(xù)的工作狀態(tài)。它的特點是:發(fā)電機的有功

低,發(fā)電機的端電壓及靜態(tài)穩(wěn)定性下

降,因此必須加強監(jiān)視以避免發(fā)電機失步。

2.發(fā)電機定子電流不在額定值

即使發(fā)電機運行在額定有功功率和功率因數(shù)情況下,由于電網電壓的不斷變化,發(fā)電機

的定子電流也要發(fā)生變化。當定子電壓運行在額定值的95%~105%范圍內時,只要發(fā)電機各部位的溫度不超限,發(fā)電機可以按額定容量運行。例如當定子電壓為95%額定值時,定子電流可升至105%額定值。反之,定子電壓達額定值的105%時,定子電流應相應降為額定值的95%。但是如定子電壓低于額定值的95%時,則定子電流不允許超過額定值的105%。因而必須降低發(fā)電機的容量。因為發(fā)電機的額定容量為S=JEUI,在容量不變的前提下,定子電流隨電壓的降低而相應升高,電壓降低越多,電流也升高越大。實際上,在電壓降低5%而電流升高5%時,發(fā)電機的視在功率S已經略低于額定值。不難理解,定子繞組的承載能力不可能滿足電壓繼續(xù)下降時的電流相應升高,它理所當然地受到限制,也就是說,105%額定定子電流值就是正常運行時允許的最高值。

事故情況下,允許發(fā)電機的定子繞組在短時間內過負荷運行。同時也允許轉子繞組相應過負荷。3∞MW機組的定子絕緣一般采用B級絕緣,其最高容許溫度為130℃,但具體應遵照制造廠的規(guī)定來執(zhí)行。發(fā)電機事故過負荷允許的時間應按制造廠規(guī)定執(zhí)行,無規(guī)定時,可參照表313所列值。

發(fā)電機事故過負荷允許的時間

事故過負荷電流值/額定電流值1.151201*8ω1.5302210事故過負荷允許時間(s)事故過負荷運行時,應密切注意發(fā)電機各部位的溫度不超過規(guī)定值,否則應降低發(fā)電機負荷。

3.發(fā)電機定子電壓不在額定值

電力系統(tǒng)和發(fā)電機的端電壓因外界因素的變化而經常變化。如前所述,當發(fā)電機電壓在

當電壓過高時,可能引起轉子繞組溫度升高,如超過允許值則易造成絕緣損壞,使轉子端部繞組變形;也可能引起鐵芯溫度升高,使定子的結構部件產生局部高溫;甚至引起繞組匣間絕緣受損。當電壓過低時,降低了并列運行機組和電壓調節(jié)的穩(wěn)定性,同時,在同樣的功率下由于定子電流升高而引起定子繞組溫度升高;對廠用電動機也有影響,如因過負荷發(fā)熱和機械力矩降低等。因此,發(fā)電機連續(xù)運行的最高電壓允許為額定值的105%,最低電壓一般不得低于額定值的90%~95%,否則應考慮改變主變壓器分接頭的檔數(shù),對廠用電壓

也應采取措施,維持其正常運行。

額定值的±5%范圍變化時,允許按額定容量長期運行。

4.頻率偏離額定值

由于汽輪機對頻率的要求較高,在頻率過低時,還要影響發(fā)電機本身的正常運行,如因

通風效果降低使繞組和鐵芯溫度升高,因感應電動勢下降而導致電流增加等。因此對頻率變動的規(guī)定為一般不超過±0.2Hz,在頻率變動時,各發(fā)電廠應按系統(tǒng)要求和規(guī)定適當調整機

組出力。如頻率過高或過低時,則應按事故處理規(guī)定進行處理。

5.同步發(fā)電機的進相運行

隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展,輸電線路的電壓也越來越高,輸電線路越來越長,因此,線

路對地電容越來越大,從而引起系統(tǒng)的電容電流及容性無功功率也越來越大。如果不能有效地吸收剩余的無功功率,就會使電力系統(tǒng)的電壓上升,甚至超過容許范圍。采用并聯(lián)電抗器和同步調相機來吸收剩余的元功功率,一是有一定的限度,二是增加了設備投資。.因此,最好利用部分發(fā)電機進相運行以吸收過剩的無功功率并進行電壓調整O

發(fā)電機進相運行,從理論上分析是可行的,實際中一般要通過研究和運行試驗來決定,

(1)靜態(tài)穩(wěn)定性的降低。由于功角δ=900時所對應的電磁功率是靜態(tài)穩(wěn)定理論上的最大值,也即靜態(tài)穩(wěn)定極限,當進相運行時,在輸出有功功率一定的條件下,隨著勵磁電流的減少,S角就要增大,向900方向逐漸靠近,從而使靜態(tài)穩(wěn)定性降低。

(2)端部漏磁的發(fā)熱。發(fā)電機端部的漏磁是由定子端部與轉子端部漏磁迭加而成的合成磁通。當發(fā)電機進相運行時,定子端部鐵芯、端部壓板以及轉子護環(huán)等部分通過相當大的端部漏磁。由于轉子端部漏磁對定子有相對運動,所以在定子端部鐵芯齒部、壓板、壓指等部件中感應渦流,引起渦流損耗和磁滯損耗,從而使發(fā)電機端部發(fā)熱。

(3)廠用電電壓的降低。廠用電通常引自發(fā)電機出口O發(fā)電機進相運行時,隨著發(fā)電機發(fā)電機從滯相轉為進相運行時,靜態(tài)穩(wěn)定儲備下降,端部發(fā)熱嚴重,廠用電電壓下降。

這些影響都和發(fā)電機的出力密切相關。發(fā)電機在進相運行時,出力越大,靜態(tài)穩(wěn)定性能越差。在一定功率因數(shù)下,端部漏磁通約與發(fā)電機的出力成正比。因此,欲保持一定的靜態(tài)穩(wěn)定儲備和端部發(fā)熱為一定值,隨著進相程度的增大,出力應相應降低。進相運行對發(fā)電機造成的影響主要有以下幾方面:

勵磁電流的降低和發(fā)電機無功功率的倒流,發(fā)電機端電壓降低,廠用電電壓會隨之降低。二、發(fā)電機運行中的調節(jié)

發(fā)電機運行中的調節(jié)對象包括有功負荷和無功負荷,目前機組采用的多是機爐電集中控

制方式,即一臺鍋爐、一臺汽輪機、一臺發(fā)電機為一個獨立的系統(tǒng),有功負荷的調節(jié)由機爐協(xié)調完成,無功負荷的調節(jié)則

由電氣系統(tǒng)完成。

1.發(fā)電機運行中的調節(jié)原則

(1)有功負荷。正常運行時,值長根據上級調度命令,通知運行人員相應調整燃料量、

給水量、風量和汽機汽門開度。這一過程中運行人員要嚴密監(jiān)視電氣儀表,以保證發(fā)電機的正常運行。事故時,運行人員可根據具體情況直接進行有功負荷的調整。

(2)元功負荷。正常情況下,運行人員根據電網給定的電壓曲線要求,通過改變AVR的工作點進行調節(jié)。事故時,根據事故處理要求進行調整。例如,發(fā)電機失步時應增加元功

負荷,三相定子電流不平衡超過規(guī)定時降無功負荷等。

2.調節(jié)過程中的注意事項

(1)調節(jié)過程中必須嚴密監(jiān)視表計的變化情況,要注意各參數(shù)不能超過允許值。

(2)調節(jié)幅度應控制得小一些,要注意被調參數(shù)的升降速度不能太大。三、發(fā)電機的起、停和運行中的維護(一)發(fā)電機起動前的準備

發(fā)電機安裝或檢修完畢,就可將其起動并投入運行。為了保證發(fā)電機的安全可靠,在起動前必須對有關設備和系統(tǒng)進行一系列的檢查和試驗,只有當這些檢查、測量和試驗都合格

時,方可起動機組。

1.需要檢查的項目

(1)發(fā)電機、變壓器組及勵磁系統(tǒng)的一、二次回路的安裝或檢修工作終結后,在起動前

應將工作票全部收回,詳細檢查各部分及其周圍清潔情況,各有關設備和儀表必須完好,短路線和接地線必須撤除,工

作人員撤離現(xiàn)場。

(2)檢查發(fā)電機組各部件之間是否安裝連接可靠,有無松動及不牢固的現(xiàn)象。(3)檢查匯流管位于機座下部進出水管法蘭處的接地片可靠接地。

(4)發(fā)電機通水前檢查水系統(tǒng)設備是否完好,水質的導電率、硬度、pH值是否達到要求。

(5)定子充水情況良好,壓力正常,78泄漏。(6)檢查主變壓器一切良好,符合起動條件。

2.需要測量的項目

(1)在冷態(tài)下測量轉子繞組直流電阻和交流阻抗。

(2)測量定子繞組和轉子繞組的絕緣電阻,定子繞組絕緣電阻25MO(25∞V兆歐表),轉子繞組絕緣電阻231MO(5∞v兆歐表)

(3)各有關一次設備絕緣測量均合格。

。

3.需進行的試驗

(1)試驗發(fā)電機系統(tǒng)的所有信號正確。

(2)安裝、大修后,應檢查勵磁系統(tǒng)有關動、靜態(tài)試驗合格。

(3)做主斷路器、滅磁開關、勵磁系統(tǒng)各開關、6kV廠用分支斷路器的跳、合閘試驗、聯(lián)動試驗及保護傳動試驗,均應合格。(4)勵磁系統(tǒng)連鎖試驗合格。

(5)定子水泵連鎖試驗及斷水保護試驗合格。

(6)安裝、大修后的發(fā)電機,應做水壓、定子水反沖洗及氣密試驗o

4.啟動前應完成的有關操作

(1)發(fā)電機氫、油、水系統(tǒng)投入,參數(shù)正常。在充氫過程中,應嚴格遵循中間氣體置換

法。充氫的過程是:先用二氧化碳充滿氣體系統(tǒng),以驅出空氣;再用氫氣充滿氣體系統(tǒng),以驅出二氧化碳,從而將發(fā)電機轉換至氫氣冷卻狀態(tài)運行。反之,停機后,置換程序為氫氣一一二氧化碳一一空氣。采用中間氣體置換法可以防止在系統(tǒng)管道和機內氫氣與空氣直接接

觸

,從而保證了置換過程的安全。

(2)依據規(guī)程投退有關保護壓板及熔斷器。(二)汽輪發(fā)電機的起動與升壓

1.啟動

充氫后,當發(fā)電機內的氫純度和內冷凝結水水質、水溫、壓力及密封油壓等均符合規(guī)程

規(guī)定,氣體冷卻器通水正常,高壓頂軸油壓大于規(guī)定值時,即可起動轉子,在轉速超過l2∞r/min時,可以停止頂軸。發(fā)電機開始轉動后,即應認為發(fā)電機及其全部設備均已帶電。

對安裝和檢修后第一次起動的機組,應緩慢升速并監(jiān)昕發(fā)電機的聲音,檢查軸承給油及振動情況,在確認元摩擦、碰撞

之后,迅速增加轉速。在通過臨界轉速時,應注意軸承振動及集電環(huán)上碳刷是否有跳動、卡澀或接觸不良現(xiàn)象,如無異常

即可升至額定轉速30∞r/min

。

2.升壓

當汽輪發(fā)電機升速至額定轉速且冷卻系統(tǒng)已投運的情況下,就可以加勵磁升高發(fā)電機定

子繞組電壓,升壓過程應平穩(wěn)緩慢進行。注意事項有:

1)升壓操作應緩慢、"謹慎,并密切注視三相定子電流為零;此外,轉子電流、電壓及定子電壓應均勻上升。當定子電壓升至額定值后,應核對并記錄轉子額定空載勵磁電流、電壓值。在每次升壓至額定定子電壓時,通過對空載勵磁電流、電壓的核對分析比較,可以判斷發(fā)電機轉子繞組有無匣間短路現(xiàn)象。正常情況下,歷次數(shù)值相近。如果發(fā)現(xiàn)空載電流升

高,勵磁電壓下降時,必須查明原因。

2)及時測量發(fā)電機轉子勵磁回路絕緣,查有無接地現(xiàn)象。待發(fā)電機升壓至額定值,并檢查一切

正常后,即可進行并列操作。(三)發(fā)電機的并列

發(fā)電機并列操作是電力系統(tǒng)中很重要的一項操作,必須認真對待,以便在并列操作以

后,能很快達到同步運行的目的。如操作不正�；虬l(fā)生誤操作,將會對電力系統(tǒng)帶來極其嚴重的后果,可能發(fā)生巨大的沖擊電流,甚至比機端短路電流還大得多,會引起系統(tǒng)電壓嚴重下降,使電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩甚至瓦解。為了使并列操作后發(fā)電

機迅速進入同步運行,一般采

用準同期并列。

在實際操作過程中應符合下列規(guī)定:

1)發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓差不大于10%額定電壓。

2)發(fā)電機頻率與系統(tǒng)頻率差小于0.2HZ03)發(fā)電機與系統(tǒng)相位相同。

4)安裝或大修后的發(fā)電機還應檢查與系統(tǒng)的相序一致05)同步表轉動太快、跳動、停滯時禁止合閘。6)同步表連續(xù)運行時間不應超過15mno7)禁止其他同期回路的操作。(四)機紐帶負荷

機組并網后自動帶上15MW的負荷,之后負荷的升降依值長命令執(zhí)行。在變更機組有功

負荷的時候,同時調整機組無功負荷,以控制發(fā)電機功率因數(shù),增加有功由機爐協(xié)調裝置或DEH控制,電氣值班人員負責監(jiān)視有功、調整元功,以維持機端電壓。當負荷增至規(guī)定值,

且運行穩(wěn)定時,應按值長命令倒廠用電。發(fā)電機增加負荷時,必須監(jiān)視發(fā)電機氫氣溫升、定子水溫、鐵芯溫度、繞組溫度及

電刷等勵磁裝置工作情況。當發(fā)電機加滿負荷時,應對發(fā)電機及二次回路作一次詳細檢查,接頭無發(fā)熱,電刷無跳動、冒火,

引水管無抖動、無滲水及

振動過大等現(xiàn)象。

(五)發(fā)電機解列停機

在接到電力系統(tǒng)調度員命令以后,操作人員應按照值長命令填寫操作票,經審核批準后

執(zhí)行。在停機之前,應逐步降負荷,待負荷降至規(guī)定值時,將廠用電倒換至由起/備變供電,在減有功負荷的同時,注意

相應減少無功負荷,保持功率因數(shù)大于0.85(滯相)。對于正常停機,應在機組負荷降至15MW、無功降到接近零時,才能進行解列操作。

解列后,拉開發(fā)電機出線隔離開關,停運主變壓器及冷卻裝置,拉開主變壓器中性點接地開關。在解列與機組停止轉動這一惰走時間內,定子的冷卻水系統(tǒng)應繼續(xù)運行,直到汽輪機完全停止轉動為止。對停用時間較長的發(fā)電機,應將定子繞組和定子端部冷卻元件中的存水全部放掉、吹干,冷卻水系統(tǒng)管道內的積水也應放掉,并注意使發(fā)電機各部分的溫度不低于+5℃,以防止凍壞設備。

停機之后,若要將機內氫氣置換為空氣,應采用中間氣體置換法,以保證安全。若短時停機,機內仍有氫氣壓力,則應保持密封油系統(tǒng)繼續(xù)運行;對于發(fā)電機已運行兩個月以上的停機,應對發(fā)電機的水回路進行反沖洗,以確保水回路通暢。

解列之后,還應根據操作票做好相應的安全措施。(六)汽輪發(fā)電豐厄運行中的檢查和維護

1.對發(fā)電機的一般檢查與維護

1)發(fā)電機正常運行時,定子冷卻水質、進水壓力溫度、氫壓必須符合參數(shù)規(guī)定值;其振動值,在額定轉速時,軸承座三方面(水平、軸向、垂直)允許值小于0.025mo

2)發(fā)電機絕緣電阻應符合規(guī)定值,定子繞組在元存水且干燥后接近工作溫度時,其對

地和相間絕緣電阻應二25MO(2500V兆歐表測量);轉子繞組冷卻狀態(tài)絕緣電阻應注lMO(5∞v兆歐表測量),各電阻檢溫計冷態(tài)絕緣電阻應225MO(25∞v兆歐表測量);定子匯流管及定子出線進水管絕緣電阻,無存水時221∞KO(1則V兆歐表測量),通水時2330KO(用1則V兆歐表測量);勵端軸承油密封,內外擋油蓋絕緣電阻應注1MO(用1側V兆歐表測量)

。

3)嚴密監(jiān)視運行中發(fā)電機的各種表計,如電壓、電流、頻率、各種溫升等不得超過規(guī)定值,每小時應記錄一次發(fā)電機的工況參數(shù),如

有計算機打印值,可與之對照。如果發(fā)現(xiàn)個

別溫度測點顯示異常,應對這個部位溫度加強監(jiān)視,縮短其記錄間隔時間。

4)察看發(fā)電機各部,應無異狀、異音、無焦昧、放電、火星、臭味、滲水、漏水及結露等,用于拭觸發(fā)電機元異常振動、過熱等。5)監(jiān)視發(fā)電機嚴格按規(guī)定負荷運行。

2.對發(fā)電機水冷系統(tǒng)的檢查與維護

l)定期檢查定子冷卻水系統(tǒng)的水箱水位、水質導電率。例如,在運行中發(fā)現(xiàn)定子繞組2)氫氣冷卻器進水溫度應在20~33℃之間,出水溫度運38℃,進水壓力在0.1~

漏水,應盡快停機檢查;若發(fā)現(xiàn)冷卻水量減少,要密切監(jiān)視定子繞組的溫升是否超過允許值,如未超過則仍可繼續(xù)運行。02MPa之間。一臺氫氣冷卻器停用時,發(fā)電機可帶80%額定負荷。

3)應密切監(jiān)視定子冷卻水的流量、迸出水溫度、壓力和進出水溫差等,如有異常,應

立即檢查進出水溫度,不得超過允許值。3.對供氣系統(tǒng)的檢查和維護

1)對氣體質量進行經常性的監(jiān)視,應以氫氣純度指示儀和差壓表的指示為根據,要求

機內氫氣純度>97%,低于此值時,應進行排污和補氫,以恢復氫氣純度。在一定的轉速下,氫冷發(fā)電機風扇前后的壓差與冷

卻氣體的密度成正比。如果冷卻氣體的壓力和溫度不變,則當氣體的含氫量降低時,氣體的密度就會增加,此時壓差表所指示的壓差亦增加。

2)運行中應維持氫壓在額定值,若發(fā)現(xiàn)運行中氫壓有所降低,應查明原因,必要時手動補氫。

3)保持冷氫溫度在30~46℃之間。4.對軸密封的檢查與維護

1)當發(fā)電機充滿氫氣時,應監(jiān)視密封瓦中的供油連續(xù)不中斷。2)油密封壓力表指示正常,油的流量正常,回油溫度運70℃。

3)主油箱上的排煙風機必須經常投入運行,定期檢查出油管和主油箱中氫氣含量,氫氣含量大于2%時,應查明原因,加以消除。

5.對集電環(huán)和電刷的檢查與維護

集電環(huán)與電刷的檢查與維護由運行人員負責,其內容主要有以下幾項:

1)檢查電刷在刷框內有無搖動或卡澀現(xiàn)象,接觸是否良好,有無發(fā)熱和冒火情況。2)各電刷的電流分擔是否均勻,電刷和連線是否過熱。3)按照電刷的磨損程度,調整電刷的壓力。

4)發(fā)電機停機后,必須清理集電環(huán)的通風孔,因為這些孔會逐漸被灰塵阻塞而失去通風作用。

5)應定期用干布擦拭集電環(huán)及其周圍零件,因為如果碳粉弄臟了集電環(huán)表面會降低轉6)檢查集電環(huán)時,可順序將其由刷框內抽出O一般情況下更換電刷時,在同一時間內,

每個刷架上只許換一個電刷,換上的電劇需先研磨良好,且新舊牌號應一致。7)為了使滑環(huán)磨損均勻,在2~3個月內必須更換一次集電環(huán)的極性。

發(fā)電機運行中,在勵磁回路上進行調整工作時,工作人員應站在絕緣墊上,并應穿絕緣靴,將衣袖扎緊,切不可戴手套,工作時應有專人在場監(jiān)護。

子的絕緣電阻。

6.發(fā)電機正常運行時的一些技術要求

1)氫氣濕度(1)應具備能穩(wěn)定和調節(jié)機端電壓的功能;

(2)應具備能合理分配或轉移機組間的無功功率的功能;

(3)能迅速反映本系統(tǒng)故障,并有必要的勵磁限制、滅磁及自我保護功能;

(4)能迅速反應電力系統(tǒng)故障,具備強勵等控制功能,以提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和改善電力系統(tǒng)運行條件O

(二)對性能方面的要求

(1)具有足夠的調節(jié)容量,以滿足各種運行工況要求。

(2)具有足夠的勵磁頂值電壓、勵磁頂值電流及電壓上升速度。

勵磁頂值電壓和勵磁頂值電流是指勵磁功率單元在強行勵磁時,可能提供的最高輸出電

壓值和電流值,該值與額定工況下的勵磁電壓、勵磁電流之比為強勵倍數(shù);將強勵動作后勵磁電壓在最初0.5s內上升的平均速率定義為勵磁電壓響應比,它是衡量勵磁單元動態(tài)行為

的一項指標,運行要求勵磁系統(tǒng)應有較高的強勵倍數(shù)和快速的響應能力,以滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)

定和改善系統(tǒng)運行條件的需要o

(3)應運行穩(wěn)定、調節(jié)平滑及有足夠的電壓調節(jié)精度。(4)反應靈敏、迅速,時間常數(shù)小,無失靈區(qū)。

(5)運行可靠,維護方便。

第二節(jié)同步發(fā)電機組主要勵磁方式

3∞MW火電機組勵磁方式通常采用他勵交流勵磁機系統(tǒng)、自勵或自復勵靜止式勵磁系

統(tǒng)n-、他勵交流勵磁機系統(tǒng)

他勵交流勵磁機系統(tǒng)通常稱為有勵磁機勵磁方式,其勵磁功率電源取自發(fā)電機以外的強

第五節(jié)滅磁與過電壓保護

一、發(fā)電機轉子滅磁

當同步發(fā)電機發(fā)生內部短路故障時,依靠繼電保護裝置能快速地把發(fā)電機與電力系統(tǒng)分

開,但由于磁場繞組具有很大的電感,突然斷流會在其兩端產生很高感應電動勢,因此需快速滅磁,才能降低由磁場

電流產生的發(fā)電機感應電動勢,防止故障擴大損害發(fā)電機。滅磁過程越快,發(fā)電機轉子承受的感應電動勢越大,因此理想的滅磁過程是在轉子過電壓不超過允許值的前提下,滅磁過程越快越好。

常用的滅磁方法有恒值電阻放電滅磁、非線性電阻放電滅磁、滅弧柵滅磁、逆變滅磁等口

非線性電阻具有雙向穩(wěn)壓二極管的特性,正常運行時,便可將其固定并接于轉子繞組兩端,在正常額定電壓和強勵電壓下,其漏電流很小,耗能很小。當轉子電壓升高到動作電壓時,其阻值變小,使其流過很大電流而不至于升高電壓,

起到限壓保護作用,由于非線性電阻的伏安特性對稱,因此非線性電阻可用作正反向過電壓保護器件。

滅弧柵滅磁實質上也是一種非線性電阻,由許多長度不變的短弧銅片串聯(lián)起來,就構成滅弧柵,燃弧時其兩端電壓保持不變,其電弧被專設的磁場引人滅弧柵而切成短弧燃燒,從

而達到理想的滅磁效果o

二、發(fā)電機過電壓保護

造成發(fā)電機過電壓的原因有:①發(fā)電機失步和失步后拉入同步過程中要引起轉子繞組過

電壓;②發(fā)電機外部短路被切除后電壓恢復過程中要引起轉子繞組過電壓;③發(fā)電機非同期并列引起轉子繞組過電壓;④發(fā)電機快速滅磁,斷開轉子回路引起轉子繞組過電壓。

常用的過電壓保護措施有有恒值電阻放電、非線性電阻放電、阻容保護、轉子放電器、實際上發(fā)電機轉子滅磁既是是消耗轉子繞組磁能,又是防止過電壓,一般來說二者原理

品閘管雙向跨接器等o

和方法相似,過電壓保護裝置同時也兼作滅磁裝置。三、DQLT-2C型勵磁調節(jié)器系統(tǒng)滅磁及過電壓保護裝置

該發(fā)電機機組轉子滅磁主要采用滅弧柵滅磁方法,同時以恒值電阻放電滅磁方法加以配

合。非線性電阻直接跨接在轉子繞組兩端,主要用作過電壓保護,同時也兼作滅磁電阻,減輕mk的滅磁負擔。該裝置滅磁及過電

壓保護措施得力,工作可靠性高

O

當需要滅磁時,首先跳開滅磁開關mk,利用滅弧柵進行滅磁。當mk跳開后,延時0.3s合上接觸器zrc投入恒值滅磁電阻R1,便于滅弧柵在小電流時熄弧,并作為后備滅磁措施,提高了滅磁可靠性,同時亦可作為過電壓保護的輔助手段。而非線

性電阻Ru在正常運行時為高阻狀態(tài),轉子電壓升高到動作電壓時阻值很小而導通,起到過電壓保護的作用。

該勵磁系統(tǒng)中交流勵磁機滅磁則采用品閘管逆變滅磁,當需要滅磁時,由勵磁調節(jié)器輸出一控制信號一一控制角α=1360的控制脈沖,使晶閘管處于逆變狀態(tài),勵磁機轉子繞組磁能向交流側釋放而快速滅磁。勵磁機轉子繞組兩端非線性電阻

RV1用作過電壓保護,同時也可兼作后備滅磁電阻。

第六節(jié)自并勵勵磁調節(jié)系統(tǒng)(靜態(tài)勵磁)及運行

現(xiàn)在3∞MW機組勵磁系統(tǒng)多采用自并勵靜態(tài)勵磁方式,如B電廠自動勵磁系統(tǒng)調節(jié)器(AVR)采用英國羅爾斯一一羅伊斯工業(yè)控制

系統(tǒng)有限責任公司(簡稱R-R公司)生產的具有完全獨立通道數(shù)字式自動電壓調節(jié)器。該勵磁系統(tǒng)硬件由下列部分組成:Am柜、整

流柜、整流器輔助柜、磁場斷路器柜、勵磁變壓器。其原理結構方框圖如圖3316所示。

一、AVR調節(jié)器系統(tǒng)各單元組成與原理

1.三模冗余("IMR)控制通道

"IMR控制器模塊采用最新一代TexasDSP微處理器,以及輸入接口電路。該模塊在極短

的時間內,直接從電壓互感器"IV和電流互感器TA進行反饋測量,執(zhí)行控制算法,并產生晶閘管觸發(fā)脈沖等工作。該控制

器包含自動及手動兩種控制算法以供選擇,控制算法周期通常為3.33邸,以實現(xiàn)最佳的響應速度。

"IMR系統(tǒng)具有三個獨立通道,三個通道中的每一個均有獨立的輸入/輸出信號:模擬輸該單元的作用是對三個AVR通

人一一通過3相隔離電壓互感器得到的發(fā)電機電壓、通過3相隔離電流互感器得到的發(fā)電機電流和轉子勵磁電流;模擬輸出一一一組6相全控橋式晶閘管整流觸發(fā)脈沖。發(fā)電機電壓、電流、有功、無功有效值是由計算而來,采樣間隔為1Om,計算間隔為3.3mo每一個通道的電壓、電流均采用了三相發(fā)電機電壓、電流的中間有效值,即各通道在執(zhí)行控制算法前,完成對收到的信息取中間值而得

道觸發(fā)脈沖取中間脈沖,即各

通道產生的控制輸出值經表決后輸出4組相同的觸發(fā)脈沖(每組6個觸發(fā)脈沖)到4路晶閘管整流橋,這4路晶閘管整流橋按N-i原則配置,即任一支路故障退出運行時,仍能保證發(fā)電機的各種工況(包括強勵)的穩(wěn)定運行。

以提高容錯能力,因而三個控制器都以同一容錯后的輸入值運行,并且控制器產生總是幾乎相同

的輸出值。這樣一個電壓或電流互感器的故障不會影響計算,而單電壓或電流互感器故障亦可以通過通道比較來確定,并進行故障報警。在一個電壓或電流互感器故障報告后,系統(tǒng)顯示另兩個電壓互感器測量有差別,并且如果差別超過了限制值,表示2個或更多電壓或電流互感器出現(xiàn)故障,系統(tǒng)自動切到手動模式。

每一控制通道包含一套自動和手動控制器,自動方式的主要功能是通過比較自動給定值和實際發(fā)電機端電壓值來控制發(fā)電機端電壓。產生的誤差信號經限幅處理后輸入到Pm調節(jié)器,PE調節(jié)器輸出經移相觸發(fā)單元后轉換成能控制晶閘管整流橋的觸發(fā)脈沖。

5.勵磁變壓器

勵磁變壓器為勵磁系

統(tǒng)提供勵磁電源,圖33-16中勵磁變壓器為高壓側繞組帶抽頭的雙

繞組變壓器,高壓側電壓為發(fā)電機定子額定電壓2OKV,高壓側繞組抽頭電壓為6.3kV,在變壓器的高壓側設有3組電流互感器,分別用于過電流保護、差動保護、測量。

AVR要求在空載到連續(xù)最大額定值MCR下,電壓調節(jié)精度為土0.5%。而該系統(tǒng)PE控

制器能保證電壓調節(jié)精度接近0%,PE控制器有足夠寬的調節(jié)范圍以確保穩(wěn)定控制,因而用于各種勵磁系統(tǒng)O

手動方式的主要功能是通過比較手動給定值和實際磁場電流,控制發(fā)電機磁場電流。產生的誤差信號限幅處理后輸入到PI調節(jié)器,PI調節(jié)器的輸出能控制晶閘管整流橋的觸發(fā)脈沖。這種方式允許發(fā)電機在恒勵磁方式下進行,如維護電刷裝置或電壓互感器"IV故障時。

無論在自動或手動方式,操作員能夠增減相關的給定值,但不能超出穩(wěn)定和熱極限狀態(tài)。除了勵磁到低于手動限制曲線以外,自動和手動方式的切換為無波動切換,無波動切換是通過眼蹤控制輸出值和待投入的控制器給定值實現(xiàn)的。在兩個或更多嘰f故障時自動選擇手動方式。

6.供電電源單元

系統(tǒng)低電壓電源為

雙路,一路電源由220V交流

50Hz控制電源供電,第二路由220V直

流電池供電。除此之外,220V交流5OHz控制電源提供電源給維護用PC計算機、柜內照明、防凝結加熱器等。二、勵磁系統(tǒng)的運行1.運行方式與切換

2.整流器輔助通道

該單元的作用是對來自AVR控制通道的觸發(fā)脈沖進行隔離后輸入觸發(fā)脈沖選擇單元,整流器輔助通道的另一個作用是邏輯表決器,"IMR結構的每一通道均可實現(xiàn)跳閘保護功能,經過多數(shù)表決輸出,一個通道或傳感器產生故障時,表決器會不接受此錯誤,只發(fā)報警信號。如第一個通道有故障且沒有被修復前,另一通道隨后產生的故障將引起系統(tǒng)跳閘或切換

到備用的整流器手動運行,提高了可靠性和容錯能力。為獲得系統(tǒng)最高的可用性,該系統(tǒng)可

在線更換模塊,保證了系統(tǒng)的快速修復。

3.整流器手動與通信接口通道

為獲得系統(tǒng)最高的可靠性,該系統(tǒng)還設有整流器手動與通信接口單元,通過比較整流器

手動給定值和實際磁場電流,控制發(fā)電機磁場電流。產生的誤差信號限幅處理后輸入到自調節(jié)器,PI調節(jié)器輸出經移相觸發(fā)單元后變成能控制晶閘管整流橋的觸發(fā)脈沖。

該通道還能實現(xiàn)與AVR的串行通信,并實現(xiàn)與AVR相互自動跟蹤,元波動切換的功能。除正常無波動切換外,在AVR自動通道中兩個同時故障或三個手動通道中兩個通道同時故障時,能通

由以上介紹已知,

該勵磁系統(tǒng)有四種運行方式,即三套調節(jié)器"自動"運行方式、兩套

調節(jié)器"自動"運行方式、調節(jié)器"手動"運行方式、整流器"手動"運行方式。正常運

過采取3取2的多數(shù)表決方式,由精密邏輯完成切換為整流器手動方式作為備用通道運行。此外Am調試期間AVR暫時無法投入時,可由該通道實現(xiàn)手動勵磁控制。

4.觸發(fā)脈沖選擇單元

行方式為三套調節(jié)器"自動"運行方式,,調節(jié)器"手動"運行方式自動跟蹤備用;當調節(jié)器電壓互感器出現(xiàn)故障后(兩個及以上TV故障),系統(tǒng)自動切到的手動方式;一套調節(jié)器故障后,不影響調節(jié)器"自動"運行方式,但會報警;兩套調節(jié)器故障后,系統(tǒng)自動切到整流器于動方式。調節(jié)器"手動"運行方式和整流器"手動"運行方式均為非正常運行方式。

2.起勵與升壓

該系統(tǒng)起勵采用交流起勵方式(見圖3321),交流起勵電源為380V廠用電,功率

25KW,起勵電流不大于空載額定勵磁電流的25%,就地或遠方(通過DCS)均可實現(xiàn)起勵。機組轉速達到95%額定值時自動投入起勵回路,起勵命令發(fā)出后,AVR啟動給定值為起始值,當同步觸發(fā)脈沖到達時,自動或手動控制器將取代起勵回路控制,并自動切除起勵回路,此時機端電壓升到35%額定值。"自動"方式下機端電壓自動升到額定值,"手動"方式下可通過"升壓"按鈕將機端電壓升到額定值。

3.給定值控制

操作人員可以在自動或手動時通過DCS接口對勵磁給定值進行增減操作,但其增減范圍有限制。當給定值的增減超過發(fā)電機的穩(wěn)定極限或熱極限時,系統(tǒng)會阻止操作。

4.恒功率因數(shù)/恒無功運行方式

這兩種運行方式是維持發(fā)電機功率因數(shù)或元功為恒定的運行方式,操作人員可以在自動

或手動時通過DCS接口進行給定。其基本工作原理是:恒功率因數(shù)方式/恒無功方式下,通過在自動和手動通道上附加的對機端電壓或勵磁電流給定值的調節(jié)器,檢測當前功率因數(shù)(無功),并與功率因數(shù)(無功)給定值進行比較,根據比較結果相應調整機端電壓或勵磁電流給定值使功率因數(shù)(無功)維持在一定范圍內。該范圍定義為一定的無功范圍,在需要時能調到零。運行時元功調節(jié)在一個范圍,則AVR能響應電壓變化,使電網穩(wěn)定。

操作員用給定值增減調節(jié)運行點時,恒功率因數(shù)方式/恒無功方式暫時停止05.無功補償控制并聯(lián)運行的發(fā)電機之間的無功分配是勵磁系統(tǒng)的一個重要功能,這是由調差率來實

,該數(shù)字式勵磁調節(jié)器自然調差率小于1%,必須附加調差環(huán)節(jié),人為地把調差率(無功補償器)的可調范圍變成+4%~6%或-4%~6%。附加調差環(huán)節(jié)的基本原理是在電壓給定相加點附加一個與發(fā)電機無功電流成正比的值,其比例系數(shù)即為調差率,當無功電流增加(或減少)時,其電壓給定減7小(增大),通過勵磁調節(jié)器去減小(增加)發(fā)電機勵磁,這樣就增大了發(fā)

現(xiàn)的

電機的調差率。

控制并聯(lián)運行的發(fā)電機之間的元功分配時,調差率取正值;補償發(fā)電機端與遠方負載間的電壓降時,調差率取負值。運行時操作員可在+20%和-20%間取補償值。

6.滅磁

該勵磁系統(tǒng)提供兩種滅磁方式:

(1)正常滅磁采用發(fā)電機磁場回路逆變滅磁并延時跳滅磁開關。(2)事故狀態(tài)滅磁為快速跳滅磁開關,非線性電阻滅磁。

在跳滅磁開關前,晶閘管變?yōu)槟孀兎绞?將磁場磁能轉變成交流電送回電網。滅磁開關斷開后,磁場放電電流切換到非線性電阻滅磁,以保證滅磁速度最快。

操作員能夠要求在任何時候滅磁。滅磁時發(fā)電機出口應當先斷開。另外,發(fā)電機轉速低

于80%時,則AVR要求滅磁。在達到80%轉速前,過磁通檢測器會適當降低給定值。三、勵磁系統(tǒng)限制與保護

1.自動無功限制器(欠勵限制器)

當系統(tǒng)處于輕負荷運行時,為避免系統(tǒng)元功過剩(容性電流增大)而使系統(tǒng)電壓升

高,發(fā)電機可轉為進相運行,吸收系統(tǒng)感性無功,改變系統(tǒng)的電壓品質。但發(fā)電機進相運行時,應限制其最小勵磁電流,使

之不致于降低到允許值之下,即設置欠勵限制器。該勵磁系統(tǒng)中發(fā)電機進相運行超前的功率因數(shù)達到可能危及同步穩(wěn)定性時,將報警并禁止減磁。

2.手動無功限制器

禁止手動給定值降低到"手動無功限制線"以下,如果有功增加將導致手動無功限制線上升,手動給定值也將增加。

3.過電壓限制器

自動方式下,如果發(fā)電機電壓超過限制,過電壓限制器將對AVR的給定值進行鉗位,

勵磁系統(tǒng)的輸出將相應地減少并報警。

4.勵磁電流限制器

發(fā)電機在強勵或勵磁系統(tǒng)故障以及長時間過負荷時,勵磁電流可能超過額定值,產生過勵現(xiàn)象,時間一長,可能引起轉子發(fā)熱而破壞絕緣。該系統(tǒng)在自動方式下提供三個勵磁電流限制器,即瞬時電流限制器、預置延時電流限制器(反時限制器)和

ft過溫保護。

5.V/H限制器

當發(fā)電機頻率下降時,為維持機端電壓恒定,勵磁調節(jié)器會自動增加勵磁電流。但在系統(tǒng)頻率大幅下降及停機時機組頻率降低

的情況下,為防止轉子繞組和整流橋過載,該系統(tǒng)設置了V/H限制器,即限制機端電壓和頻率的比值。

6.電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)

該勵磁系統(tǒng)具有的快速響應和高增益在某些情況下會產生負阻尼,使系統(tǒng)的動態(tài)特性變

壞,可能加劇電力系統(tǒng)的低頻振蕩。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)能提供一個附加阻尼,使轉子

振蕩阻尼比達到一個理想值,響應特性就能較快達到穩(wěn)定值,該勵磁系統(tǒng)自S的附加阻尼是從平均有功及暫態(tài)有功計算加速功率,并由此合成一個含校正相位及放大倍數(shù)的調節(jié)信號獲得的。該調節(jié)信號對有功產生正阻尼。該系統(tǒng)附具

有自動投切功能,當發(fā)電機空載、低負載或PSS故障時,附自動退出

第三章發(fā)電機并列

第一節(jié)概述

將同步發(fā)電機投入電力系統(tǒng)并列運行的操作稱為并列操作,當發(fā)電機頻率升到額定值后,可進行并列操作,凡有并列操作

要求的斷路器都稱為同期點。并列是一項非常重要的操作,必須小心謹慎,操作不當將產生很大的沖擊電流,嚴重時將使發(fā)電機遭到損壞。因此并列操作的要求是并列瞬間發(fā)電機的沖擊電流不超過規(guī)定的允許的值,并列后發(fā)電機應能迅速進

人同步運行o

并列操作可以手動進行,稱為手動同期;也可以自動進行,稱為自動同期。自動同期需借助于自動同期裝置進行。

發(fā)電機的同期并列方法有兩種,即準同期與自同期,以下分別介紹。(一)準同期并列(基本同期方式)

準同期即準確同期,是將待并發(fā)電機先勵磁,然后調節(jié)發(fā)電機電壓和頻率,接近同步條件時,合上發(fā)電機斷路器并入系統(tǒng)運行。并列時應滿足三個條件:

(1)待并發(fā)電機的電壓與系統(tǒng)電壓相等(允許壓差±10%UN);(2)待并發(fā)電機的頻率與系統(tǒng)頻率相等(允許頻率差士0.lHz);(3)待并發(fā)電機的電壓相位角與系統(tǒng)的電壓相位角一致(Aδ目前國內大多數(shù)是采用硬電路來構成自動準同期并列裝置,基本原理都以勻速ωs為準

則、以正弦整步電壓或線性整步電壓來判別同期條件、利用恒定導前時間合閘實現(xiàn)準同期并列。基于微機的自動準同期并列裝置在國內已有研究和應用,可按勻加速ωs或隨機ωs為準則實現(xiàn)準同期并列,如SB-2V多功能微機自動準同期裝置。國產EQ系統(tǒng)自動準同期并列裝置已是成熟產品,被大多數(shù)電廠使用多年。圖334所示是EQ-5型自動準同期并列裝置構成的基本框圖,該

裝置由四個單元構成:整步電壓信號發(fā)圖334EQ-5自動準同期裝置原理框圖生器單元、電壓差控制單元、頻率差控制單元以及合閘相角

差控制單元。

一、整步電壓信號發(fā)生器單元

它的任務是將發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓瞬時值相減并經低通濾波、積分處理后得線性整步

電壓,為并列條件的分析、判斷和控制提供檢測信息,信號電壓的性能將直接影響并列裝置的性能指標,如并列條件的精確度等,該線性整步電壓如圖334所示。Ts=1/j二=2π/ωs,判斷Ts的大小即可判別同期頻率條件,Ts越大壓差越小。線性整步電壓過零點,且

Ts滿足同期條件

,即為合閘點。

二、電壓差控制單元

其功能是檢測uf與隊的幅值差,若超出允許偏差時,閉鎖合閘脈沖輸出,判別壓差方向,調節(jié)待并發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的給定值,升壓或降壓,使uf與隊的幅值差在允許范圍之內。

三、頻率差控制單元

其功能是檢測滑差角頻率叭,若超出允許偏差時,閉鎖合閘脈沖輸出,判別頻差方向,

調節(jié)待并發(fā)電機組轉速控制系統(tǒng),升速或減速,使ω在允許偏差范圍內。四、合閘相角差控制單元

其任務是當電壓差和頻率差符合允許偏差時,允許輸出恒定導前時間的合閘脈沖,不僅

控制發(fā)出合閘脈沖的導前時間(以斷路器主觸頭接通δ=0。時作為時間參考點,合閘脈沖須提前于它發(fā)出,所提前的時間稱導前時間),而且控制合閘脈沖是否發(fā)出。

要控制合閘瞬間相角差,必須把握發(fā)出合閘脈沖的時刻,這可能通過控制恒定導前時間來實現(xiàn)。

由上述四個基本單元構成全自動準同期并列裝置。若不設電壓差和頻率差控制單元功能,由人工調節(jié)滿足并列條件,僅自動控

制發(fā)出合閘脈沖,則稱為半自動準同期裝置。由于-般發(fā)電機裝有自動勵磁調節(jié)裝置,對電壓可進行自動調整,因此自動

準同期裝置可不裝設調壓部分,只要求對電壓差進行檢查。

第四節(jié)準同期操作

一、手動準同期操作

手動準同期一般利用同步表進行,發(fā)電機電壓uf和系統(tǒng)電壓ux接入同步表后得到壓差和頻差顯示,且同步指針的轉動顯示滑差角頻率ji,其旋轉周期即為滑差周期

TSO

進行手動準同期操作前,應將發(fā)電機恢復備用,確認發(fā)電機變壓器組一次回路的狀態(tài)正確,確認出口、隔離開關位置

正確。如有CRT,也可通過畫面確認主斷路器在分閘狀態(tài),母線斷路器和主變壓器中性點接地開關處于合閘狀態(tài)等,還應確認同期電壓互感器一、二次路絲投入、操作開關及同期開關位置正確(不允許有第二個同期開關投入)

。

發(fā)電機達到額定轉速后,方可使發(fā)電機升壓,升壓時一般情況下將勵磁系統(tǒng)投至"手動"方式,以使升壓從零或較低點

開始。電壓升至額定值后,再切至"自動"方式。投人同期開關、同期閉鎖開關(防止同期條件不滿足時合閘)和手動同期

開關,投入同期表盤,通知汽機值班員投入"DEH自動同步"回路后,才可以在電氣盤臺或ECS的CRT上調節(jié)發(fā)電機組頻率,

一般是調至略高于系統(tǒng)頻率,同期表指針順時針方向緩慢旋轉。這時可能還要少許調整發(fā)電機電壓,則可調整自動電壓調

節(jié)器(AVR)的"電壓給定"開關進行調壓。在指針接近同步點之前(提前量約為達同步點的主斷路器合閘時間)即可手動合閘,使發(fā)電機與系統(tǒng)并列。隨即增加發(fā)電機的勵磁電流和有功負荷,確認發(fā)電機已帶上5%的負荷,即15MW的有功負荷和7~1OMV町的元功負荷。切斷同期表開關和同期開關,并列操作告終。

發(fā)電機手動并列操作是否順利與運行人員的經驗有很大關系,經驗不足的人員往往不易

掌握好合閘時機,從而產生非同期并列事故。因此,現(xiàn)在廣泛采用自動準同期并列裝置進行自動并列操作。

二、自動準同期并列操作

發(fā)電機電壓uf和系統(tǒng)電壓ux接入同步表和EQ-5自動準同期并列裝置,發(fā)電機達到額

定轉速、升壓至額定值后,技入同期開關、同期閉鎖開關、手動同期開關(同步表盤)和自動同期開關,通知汽機值班員投入

"DEH自動同步"回路后,按下自動同期投入按鈕,EQ-5能根據系統(tǒng)的頻率檢查待并發(fā)電機的頻率,并發(fā)出脈沖,去調節(jié)

待并發(fā)電機的轉速,使它達到比系統(tǒng)高出一個預整定的數(shù)值。然后檢查同期回路開始工作,當頻差和壓差不滿足同期條件時,會對合閘信號進行閉鎖。當待并發(fā)電機以一定的頻差(滿足同期條件)向同期點接近,而且待并發(fā)電機與系統(tǒng)的電壓相差在±

10%以內時,它就在一個預先整定好的提前時間發(fā)出合閘脈沖,合上主斷路器,使發(fā)電機與系統(tǒng)并列,確認發(fā)電機帶上

15MW的有功負荷和7~1OMV缸的元功負荷后,并列操作告終。

應該說明,自動準同期裝置一般只發(fā)出"調速"脈沖,而不發(fā)出"調壓"命令,因而井列時仍要人工調整Am的"電

壓給定"開關,使待并機電壓與系統(tǒng)電壓相等。

第四章電力變壓器

第一節(jié)概述

變壓器是一種靜止的電氣設備,是電力系統(tǒng)中輸電、變電、配電時,用以改變電壓、傳輸交流電能的電氣設備,它應用電磁感應原理把一種電壓等級的交流電壓轉換成相同頻率的另一種電壓等級的交流電壓。在發(fā)電廠中,變壓器是最重要的電氣設備之一。發(fā)電廠中的變

壓器包括主變壓器、啟動/備用變壓器、高壓廠用變壓器,以及低壓廠用變壓器等。

-、變壓器的基本原理

變壓器是根據電磁感應原理來進行能量轉換的,主要部分是兩個(或兩個以上)互相絕

緣的繞組,套在共同的鐵心上,繞組之間通過鐵心這一磁場而禍合,繞組間沒有電路上的直接聯(lián)系(自禍變壓器的高中壓繞組間例外)。繞組中接電源的一方稱為原方、原邊或一次繞組,接負載的一方稱副方、副邊或二次繞組。

一次繞組接通交流電源后,會有交流電流通過其中。交流電流同時在鐵心中產生交變磁通,交變磁通同時交鏈一、二次繞組,

根據電磁感應定律我們知道,二次繞組中將感應出電動勢。產生感應電動勢的二次側因而向負載輸出電能,而且由于一次、二次繞組匣數(shù)不同,使電能在通過變壓器傳輸?shù)耐瑫r,電壓等級發(fā)生了改變。

電廠中的電力變壓器一般是三相的,按繞組數(shù)可分為雙繞組、三繞組,三繞組一般連接三個電壓等級,發(fā)電廠中的

主變壓器、低壓廠用變壓器以雙繞組為主,高壓廠用變壓器和高壓起動/備用變壓器一般雖然有三個繞組,但其低壓側兩個繞組完全相同,是采用特殊結構的分裂變壓器;按一、二次電壓等級的高低可分為升壓變壓器和降壓變壓器,發(fā)電廠中主變壓器為升壓變壓器,其他大多為降壓變壓器;按冷卻介質來區(qū)分,變壓器分為油浸風冷式變

壓器、油浸水冷式變壓器以及干式變壓器(空氣冷卻器),主變壓器、高壓廠用變壓器、起/

備變都為油浸式變壓器,低壓廠用變壓器多為干式變壓器。

二、變壓器的型號及技術數(shù)據

變壓器的型號是用字母和數(shù)字所組成,其表示方法和含義如下:

回國一國/回國

因為產品代號,由多個字母組成,按排列順序其含義有:繞組禍合方式,O表示自禍變壓器;相數(shù),D表示單相,S表示三相;冷卻方式,油浸自冷不表示,G表示干式空氣自冷,C表示干式澆注絕緣,F表示油浸風冷,W表示油浸水冷,FP表示強迫油循環(huán)風冷,w表示強迫油循環(huán)水冷;繞組數(shù),雙繞組不表示,S表示三繞組;繞組導線材質,銅不表示,L表示

鋁;調壓方式,無載調壓不表示,Z表示有載調壓。

因為設計序號。

因/囚由左到右為額定容量(kVA)和高壓繞組電壓等級(kV)

。

因為特殊環(huán)境代號o

1.主變壓器主變壓器簡稱主變,3∞MW汽輪發(fā)電機組大多升壓至220kV系統(tǒng),此類變壓器的型號有SW73僅削O/220SEW-37∞∞

、

/220SW10370側/220等。不同發(fā)電廠選擇的變壓器型號和制造廠家有些差別,但基本上都為三相強迫油循環(huán)風冷無勵磁調壓的

、

升壓變壓器。以某「主變壓器為例,其型號為SW10-37側O/220;系統(tǒng)最高電壓252kV;額定容量370MVA;額定電壓242/2OKV;額定電流883/10681A;額定頻率50Hz;連接組標號YN,d11;冷卻方式為ODFK空載電流0.3%;短路電壓(阻抗)142%;中性點接地方式為中性點直接接地,也可不接地運行;調壓方式為無勵磁調壓,調壓范圍為±2×2.5%;空載損耗190KW;總損在為

830KW;鐵心表面溫升限值為80℃;繞組溫升限值為65℃;頂層油面溫升限值為55、油箱及結構件表面溫升限值為70℃。

2.啟動變壓器

啟動變壓器高壓側與系統(tǒng)相連,主要作為3∞MW汽輪發(fā)電機組啟動時的廠用電源。當

機組已啟動且與系統(tǒng)已并列帶上了大于額定負荷30%的負荷后,要將發(fā)電機組廠用電源切換為高壓廠用變壓器,啟動變壓器作為廠用備用電源,故又稱為啟動/備用變壓器。

不同的機組的廠用電系統(tǒng)設計不完全相同,因此就啟備變壓器來說,注些廠只作為啟動和備用電源,正常時啟備變壓

器處于備用狀態(tài),但也有的廠家啟備變壓器要帶公用負荷。在后面一種情況下,啟備變壓器的容量自然要大一些。

啟備變壓器有S町Z7-4α削/220SHZ9-50刪/220等,基本都為三相自然油循環(huán)風冷低壓側分裂繞組有載調壓降壓

、

變壓器。下面以某廠的啟動/備用變壓器為例,型號為sm-

4α則/220;系統(tǒng)最高電壓252KV;額定容量40/2525MVA;額定電壓230/6.36.3KV;額定電流1∞.4/2291A;額定頻率

50Hz;空載電流0.7%;阻抗電壓為(高壓一低壓)半穿越185%;調壓方式為帶負荷調壓,調壓范圍±8×1.25%;冷卻方式為自然風冷(ONAF);連接組標號為YN,d11,d11;空載損耗為52KW;總損耗309KW;繞組表面溫升限值65℃;

頂層油面溫升限值55℃;鐵心表面溫升限值為80℃;油箱及結構件表面升限值為70℃口

3.高壓廠用變壓器

3∞MW機組配用的高壓廠用變壓器,一般為三相自然油循環(huán)風冷無勵磁調壓分裂變壓器。以某廠為例,其型號為sw-4

陽/220;系統(tǒng)最高電壓23KV;額定容量40/2030MVA;額定電壓為20/634.3kV;額定頻率5OHz;

空載電流0.5%;半穿越阻抗電壓為(高壓-低壓)16%和(低壓一低壓)32%;調壓方式為無勵磁調壓,調壓范圍為±2×2.5%;冷卻方式為自然風冷(ONAF);連接組標號D,d12,d12;空載損耗18KW;短路損耗102KW;繞組

表面溫升限值65℃;頂層油面溫升限值為55℃。

4.低壓廠用變壓器

對應一臺3∞MW的火力發(fā)電機組,廠用低壓變壓器有多臺,通常又把它們按用途分成

工作變壓器、照明變壓器飛除塵變壓器等等。這里由于設備和生產廠家眾多,只以某廠的SCR系列三相樹脂絕緣干式變壓器為例,說明設備規(guī)范及其參數(shù)。其額定容量為16∞kVA及以下;額定電壓6.3±2×2.5%/0.4町,連接組別D,yn11;阻抗電壓為(16∞kVA)8%(1250kVA1α)OKVA8∞kVA)6%或(630kVA5∞kVA250kVA)4%;中性點接地方式為

、

、、、、

直接接地,冷卻方式為AN/AF;最高溫升限值為1∞℃。

三、變壓器的結構及冷卻系統(tǒng)變壓器一般是由鐵心、繞組、油箱、絕緣套管和冷卻系統(tǒng)等主要部分組成。鐵心是變壓器的磁路,鐵心材料一般采用高導磁性能的薄約0.28~0.35m硅鋼片相互絕緣疊成。

繞組是變壓器的電路部分,由銅或鋁的絕緣導線繞成。低壓繞組靠近鐵心,高壓繞組在最外層,在鐵心柱上繞組按同心圓筒的方式套裝。繞組間及繞組與鐵心柱間有絕緣間隙和散

熱通道。

鐵心和繞組是變壓器進行電磁能量轉換的有效部分,統(tǒng)稱為變壓器的器身。

油箱是油浸式變壓器的外殼,用鋼板焊成,油箱內灌滿變壓器油,變壓器器身就放置在

主要作為變壓器出線等處包扎

用,廣泛應用在包扎裸14導線和繞組端部絕緣等處。變壓器內部的主絕緣結16構,主要為油一隔板絕緣結構。圖343為三繞組變15壓器的絕緣結構示意圖。

變壓器的絕緣套管將變壓器內部的高、低壓引線引至油箱的外部,不但作為引線對地的絕緣,而且擔負著固定引線的作用。4OKV以下電壓級的變壓器絕緣套管一般以瓷質作為對

地絕緣。6OKV及以上電壓等級的絕緣套管目前多采用電容式絕緣套管,內部可裝設

油中,變壓器油既起絕緣作用又起冷卻散熱作用。大、中型變壓器的油箱蓋上另裝有一只儲油柜,通

過連通管與箱殼相連,上部裝一呼吸器,正常時,儲油柜一半是油,一半是空氣,油受熱膨脹后,儲油柜的油面上升,上半部的空氣通過呼吸器排到大氣中;冷卻時,油面下降,油與空氣的接觸面始終是儲油柜的截面,減少了油與空氣的接觸面,使泊的絕緣強度得到保證。呼吸器的下端裝有能夠吸收水分和雜質的吸濕器,儲油柜的上部裝有全密封式帶磁性的油位指示器,連通管中裝設有能保護變壓器的重要裝置一一氣體繼電器(瓦斯繼電器)

圖341為變壓器的儲油柜示意圖。

。

變壓器鐵心與油箱絕緣,鐵心地線經附加絕緣套管引至油箱外接地。變壓器的絕緣分主絕緣和縱向絕緣兩大部分。主絕緣是指繞組對地之間、相間、同一相而不同電壓等級的繞組之間的絕緣;縱向絕緣是指同一電壓等級的一個繞組不同部位之間(層間、匣間、繞組對靜電屏之間)的絕緣。變壓器內部的主要絕緣材料有變壓器油、絕緣紙板、電纜紙和皺紋紙等。絕緣紙板常用作絕緣紙筒、撐條、墊塊和角環(huán)等,在變壓器的內絕緣中有廣泛應用,電纜紙主要用作導線外表面包繞的絕緣和繞組的層間絕緣。皺紋紙

電流E感器。

油浸式電力變壓器的冷卻方式,按其容量的大

小,大致有油浸自冷式、油浸風冷式、11迫油循環(huán)水冷卻、強迫油循環(huán)風冷卻等方式。

在強迫油循環(huán)風冷卻器結構系統(tǒng)中,變壓器上部的熱泊在潛油泵的作用下,通過蝶形閥、連接管,被吸入冷卻器。熱油經過冷卻器后,油溫降低,然后依靠潛油泵使冷油通過管道,打人變壓器的底部,往復的循環(huán)使變壓器的熱油

得到冷卻。所謂"導向",指經過變壓器外部冷卻后的油送回變壓器內以后,使絕大部分冷油在變壓器的內部按給定的線路流通。

以某廠主變壓器為例,裝有冷卻器5臺,其中備用一臺,采用優(yōu)質鋼鋁復合管制造保證無滲、漏油,每組冷卻器

裝三臺低噪聲風扇,每組冷卻器下部裝潛油泵一臺,采用低磨損維形軸承,裝設油流指示器,且有遠傳的電觸點,每

臺冷卻器的下部裝有分控制箱,每臺變壓器配有能實現(xiàn)自動控制的總控制箱,由總控制箱控制多臺分控制箱,構成冷卻器的

自動控制系統(tǒng)。變壓器的冷卻系統(tǒng)按負載情況,自動投入或切除相應數(shù)量的冷卻器,一般情況下冷卻器分工作、輔

助、備用三種運行狀態(tài)。一般三臺工作,一臺輔助,另一臺備用。在額定負載的75%及以下時,投入工作冷卻器。在額定負載的75%以上時自動投入輔助冷卻器,輔助冷卻器與工作冷卻器問隔交替沿油箱周圍均勻對稱分布。運行中的冷卻器發(fā)生故障時,備用冷卻器自動投入運行。冷卻系統(tǒng)電源電壓降低或發(fā)生故障時,自動技人備用電源。運行中的冷卻器發(fā)生故障時及備用電源、油泵和風扇電動機故障時,均能發(fā)出信號。

第二節(jié)變壓器的運行分析

一、發(fā)熱和冷卻過程

變壓器運行時,其繞組和鐵心中的電能損耗都將轉變成熱量,使變壓器各部分的溫度升高,這些熱量大多以傳導和對流方式向外擴散。

變壓器空載時,二次繞組沒有電能輸出,但一次繞組中有電流流過,它從電源中吸取了少量的電能,這些電能最后全部轉變成熱能的形式散發(fā)在周圍的介質中,這便是變壓器的空載損耗�？蛰d損耗由三部分組成:鐵損、銅損和附加損耗。鐵損的形成是由于鐵心中的磁場隨時間作正弦變化時,鐵心的反復交變磁化引起磁滯損耗和渦流損耗使鐵心發(fā)熱�？蛰d時一次繞組中有空載電流流過,電流流過繞組時產生熱量,消耗電能,這部分為銅損。附加損耗是由于鐵心中磁通密度分布不均勻,某些金屬部件

受雜散磁場的作用而發(fā)熱。

變壓器帶有一定的負載時,鐵損仍然存在,附加損耗也存在,二者與負載電流的大小基本無關,保持不變。若2.由于低負荷而允許的過負荷如果一年中在低負荷的

三個月內最高負荷低于變以過負荷1%,以15%為限。

忽略空載時的微小銅損,可認為負載時的,這部分損失仍稱空載損

壓器額定容量時,則負荷每降低1%,在高負荷的四個月可有一部分損失是不變

耗。負載時,一次繞組和二次繞組都流過較大的電流(與空載電流相比),導線電阻的發(fā)熱損失對應的損耗與負載電流的平方成正比。

變壓器運行時,其散熱過程如下:

(1)熱量由繞組和鐵心內部以傳導的方式傳至導體和鐵心表面。

(2)熱量由鐵心和繞組的表面經對流方式傳到變壓器油中。

(3)繞組和鐵心附近的熱油經對流把熱量傳到油箱或散熱器的內表面。(4)油箱或散熱器的內表面熱量經傳導散到外表面。

(5)熱量由油箱壁經對流和輻射散到空氣中。

大容量的變壓器的損耗量大,單靠箱壁和散熱器已不能滿足散熱要求,需采取強迫油循

環(huán)風冷或強迫油循環(huán)水冷,使熱油經過強風(水)冷卻器冷卻后,再用油泵送回變壓器。且采用導向冷卻,在高低壓繞組和鐵心內部,設有一定的油路,使進入油箱內的冷油全部通過

繞組和鐵心內部流出,這樣帶走了大量的熱量,改善了上下熱點溫差,有效地提高散熱效率。

二、變壓器的絕緣老化

變壓器大多使用油浸電纜紙,在長期運行中由于受到大氣條件和其他物理化學作用的影

響,使絕緣材料的機械、電氣性能衰減,逐漸失去其初期所具有的性質,產生絕緣老化。

在材料的纖維組織還未失去機械強度的時候,電氣強度是不會降低的,甚至材料完全失去彈性時,只要沒有機械損傷,

其電氣強度仍相當高。而已經老化的絕緣材料,顯得十分干燥而脆弱,在電磁振動和電動力的作用下,極易損壞。

判斷絕緣材料的老化程度,不能單由電氣強度出發(fā),主要應由其機械強度的降低情況來決定。一般認為,變壓器絕緣的機械強度降低至15%~20%時,變壓器的預期壽命即終止。工程上通常用相對預期壽命和老化率來表示變壓器的老化程度。

變壓器的絕緣老化,主要由于溫度、濕度、氧氣和油中的劣化產物所引起的化學反應,高溫是促成老化的直接原因。運行中絕緣的工作溫度越高,氧化反應進行得越快,絕緣老化也越快。因此,相對預期壽命和老化率都牽涉到繞組熱點溫度。標準變壓

器在額定負荷和正常環(huán)境溫度下,熱點溫度的正�；鶞手禐�98℃,此時變壓器能獲得正常預期壽命20~30年,此時

變壓器的老化率為1。研究表明,繞組溫度每增加6℃,老化加倍,預期壽命縮短一半,此謂絕緣老化的"6℃規(guī)則"。

變壓器運行時,如維持變壓器繞組熱點的溫度在98℃,可以獲得正常壽命。

實際上,繞組溫度受氣溫和負荷波動的影響,變動范圍很大,故我國標準規(guī)定,油浸電維紙絕緣繞組溫升為65℃,最高環(huán)境溫度為+40℃。此時繞組熱點的溫度是105℃,在此情況下不限制變壓器的負荷。實際上此時的老化率有2倍多,之所以這樣規(guī)定,是考慮到變壓器在相當一部分時間內,繞組溫度低于98℃。只要使變壓器在溫度較高的時間內所多損耗的壽命,與變壓器在溫度較低的時間內所少損耗的壽命相互補償,變壓器的壽命就可以和恒的8℃運行時的壽命等值,此謂"

等值老化原則"

。

變壓器的正常過負荷能力,就是以不犧牲變壓器的正常壽命為原則制定的。在一年內,變壓器周圍冷卻介質的溫度隨著季節(jié)、氣溫的變化而變化。在冬季時,變壓器的散熱條件較好,所以變壓器的溫度也較低。在不損壞變壓器的繞組絕緣和不減少變壓器使用壽命的前提下,變壓器可以在高峰及冬季時過負荷運行,但變壓器溫升不能超過規(guī)定數(shù)值。

(一)正常過負荷

一般正常過負荷有兩種:

1.由于晝夜負荷的變化而允許的正常過負荷

當變壓器的晝夜負荷系數(shù)k1小于1時,在高峰負荷期間變壓器的允許過負荷倍數(shù)及允

許的持續(xù)時間按圖343所示的曲線來確定。

以上兩種允許的正常過負荷規(guī)定可以疊加使用,但過負荷的總數(shù)對室外變壓器來說,不得超過30%,對室內變壓器來說,不得超過20%

。(二)事故過負荷

當系統(tǒng)發(fā)生事故時,保證不間斷供電是首要任務,

變壓器絕緣老化加速是次要的,所以為了保證對重要用戶的連續(xù)供電,允許變壓器在短時間(消除事故所必須的時間)內過負荷運行,稱事故過負荷。和正常

圖343kl小于1時的過負荷曲線過負荷不同

,事故過負荷會引起變壓器的溫度和溫升

超過允許值,是以犧牲變壓器的壽命為代價的。

國際電工委員會沒有嚴格規(guī)定容許事故過負荷的具體數(shù)值,只列出了事故過負荷時變壓器壽命所犧牲的天數(shù),即事故過負荷一次,變壓器絕緣老化相當于正常老化時的天數(shù)。運行人員應按制造廠的規(guī)定執(zhí)行,或參照表34-1。若過負荷數(shù)值和時間超過允許值,按規(guī)定減少變壓器的負荷。這樣也不會過分犧牲變壓器的壽命。

第三節(jié)變壓器的檢查、試驗及運行維護

一、變壓器投運前的檢查和交接試驗變壓器新投入或大修后投入,必須進行檢查和試驗。(一)檢查

檢查主要指外觀檢查,主要有:①閘閥、碟閥是否處于開啟的運行狀態(tài)。②檢查儲油

柜的油面高度是否符合要求。③檢查分接開關的位置是否三相一致。④檢查電流互感器、不接負載的電流互感器是否已短接起來。⑤檢查避雷器與變壓器間的距離是否符合規(guī)定。⑥檢查外部空氣絕緣距離:各電壓等級套管之間及套管對地的空氣絕緣距離應不小于規(guī)程規(guī)定。

(二)交接試驗前的檢測

進行交接試驗前,還要進行一些必要的檢測,包括:①接地系統(tǒng)的檢查。②檢查各保

護裝置和斷路器的動作情況,應良好可靠。③測量各繞組的直流電阻,與出廠數(shù)據進行比較。④檢查各分接開關的變比。⑤取變壓器的油樣進行試驗,性能應符合標準的規(guī)定。@測量變壓器的絕緣性能。⑦檢查氣體繼電器、信號溫度計、電阻溫度計及套管型電流互感

器的測量回路、保護回路與控制回路的接線是否正確。③檢查冷卻器和控制箱的運行及控制系統(tǒng)是否正確可靠。⑨檢查吸濕器是否已裝有合格的吸附劑,呼吸是否暢通。⑩檢查安全汽道的爆破膜是否良好。@檢查強迫油循環(huán)的油流方向是否正確,檢查所有油、水管路是否暢通。

(三)交接試驗

在外觀檢查和交接試驗前的檢測項目均符合要求時,進行下述工作:①空載試驗,空載

全電壓沖擊合閘試驗3~5次。②條件許可,進行耐壓試驗,耐壓試驗電壓值為出廠試驗值的85%。③試驗結束后,將氣體繼電器的信號觸點接至報警回路,跳閘觸點接到繼電保護的跳閘回路,調整好過電流保護值,并拆除變壓器的臨時接地線,最后對有關部位再進行放電。④試運行。先將冷卻系統(tǒng)開啟o對強迫油循環(huán)水冷卻系統(tǒng),須先開潛油泵而后開啟水泵。待冷卻器運轉正常后,再技人試運行。

二、變壓器的運行監(jiān)視與操作(一)操作

變壓器的操作包括變壓器的投入和停用o

變壓器在送電前,都應進行下列準備工作,停、送電操作都要遵循一定的要求,操作時要嚴格按電氣操作票進行。(1)外部檢查。

外部檢查包括:①一次回路中的所有短路線、接地線均應拆除,接地隔離開關應拉開;

常設遮攔和標志牌應按規(guī)定設置妥善,變壓器室門應上鎖,照明應良好。②儲油柜和充油套管的油位、油色應正常,無

滲、漏油現(xiàn)象。③油箱外殼、油枕、瓦斯繼電器及接縫處應不滲油;充氮變壓器,氮袋內應充滿氮氣。④核對分接開關位置應符合運行要求。⑤冷卻裝置運

轉正常,冷卻器控制箱內信號及各電氣元件無異常。

(2)測量絕緣電阻。

測量絕緣電阻是變壓器投運前必不可少的工作,除測量絕緣電阻值外,還要測量吸收比(RdR15)等。

測量絕緣電阻應注意以下幾點:①新安裝或檢修后以及長期停用(兩周以上)的變壓器投入運行前均應在繞組絕緣電阻合格后,方可將變壓器技人運行。②由于封閉母線的原因,主變壓器、高壓廠用變壓器及高壓備用變壓器的高壓繞組一般不單獨做絕緣檢查,可與發(fā)電

機絕緣一并測量,測量前將變壓器高壓側接地以避免感應電壓的影響。③額定電壓為1則V及以上電壓等級的變壓器繞組,

用25∞V兆歐表測量;1kV及以下繞組用1側V兆歐表測量。④油浸變壓器繞組絕緣電阻值不應小于表343中的規(guī)定。⑤干式變壓器的絕緣,按不低于lMWKV來判定其絕緣是否良好。

(3)檢查繼電保護裝置及控制回路連接片、小開關等應符合運行要求。(4)變壓器停送電操作的一般要求。

對強油循環(huán)冷卻的變壓器,不開潛油泵不準投入運行。變壓器送電后,即使處在空翻

應該按廠家規(guī)定啟動一定數(shù)量的潛油泵,保持油路循環(huán),使變壓器得到冷卻。

變壓器停電時:①應將變壓器的接地點及消弧線圈倒出O有必要拉開空載變壓器時,中性點應接地。②投入備用的變壓器

后,根據表計證實該變壓器已帶負荷,方可停下工作變壓器。③變壓器停電時,重瓦斯保護動作仍可能引起其他運行設備跳閘時,應將其保護壓板由跳閘改為信號。④對水冷變壓器,冬天停運后應將冷卻水放盡,防止凍壞設備。

變壓器送電時的要求有:①送電前應將變壓器接地。②由電源側充電,負荷側并列。盡可能用斷路器接通電路。③工作廠用變壓器投入運行后,備用廠用變壓器應解列。不允許兩臺廠用變壓器長期并列運行,確保廠用系統(tǒng)短路電流在斷路器的允許范圍之內。④盡量避免用隔離開關拉、合并列變壓器高壓系統(tǒng)的環(huán)路,但允許用帶滅弧罩的刀開關拉、合并列變壓器的低壓系統(tǒng)的環(huán)路。⑤工作廠用變壓器及備用廠用變壓器的電源不屬于一個系統(tǒng)時,嚴禁直接并列。

應當說明的是,在給變壓器充電時,有時會有相當大的勵磁涌流,但時間很短,對變壓

器沒有大的危險,但在少數(shù)情況下,有可能引起變壓器的差動保護誤動作。

(二)變壓器運行的監(jiān)視

變壓器技人運行后,相對發(fā)電機、電動機等轉動的機械來說,變壓器屬于靜止的電氣設備,經常性的操作不多。

正常運行時,變壓器規(guī)定的電壓值可以在分接頭電壓的±5%的范圍內變動,此時其額定容量保持不變。當電壓下降至額定值的95%以下時,變壓器的容量(負荷)要降低,其電流不超過額定值的105%

。

對元載調壓的變壓器,運行中是不可能改變其分接開關的位置,故對主變壓器,其高壓側與主系統(tǒng)相連,高壓側電

壓反映的實際是系統(tǒng)電壓;其低壓側電壓實際上反映的是發(fā)電機的機端電壓,與系統(tǒng)負荷、發(fā)電機的勵磁關系緊密;運行時關注主變壓器的電壓,是與監(jiān)視系統(tǒng)及發(fā)電機的運行緊密相連的o

高壓廠用變壓器也是元載調壓,其高壓側與發(fā)電機出口相連,低壓側即6KV母線電壓,廠用6kV母線電壓正常與否,對廠用電動機運行乃至發(fā)電機的運行起著很重要的作用,對運行人員來說,是必須關注的。

高壓備用變壓器一般為有載調壓,正常時調整分接頭是進行遠方遙控操作(在主控室或DCS上),遙控失靈時就地電動操

作。進行有載調壓裝置操作時,應按逐檔升降的原則進行操作。

為了保證變壓器能長期安全可靠運行,減少不必要的停用和異常情況的發(fā)展,運行人員應經常對運行中的變壓器進行定期的監(jiān)視和檢查。除根據控制盤上的儀表進行經常性地監(jiān)視外,還應定期抄錄和分析有關數(shù)據,變壓器有關表計數(shù)據每小時進行一次。對帶缺陷運行的變壓器,除重點監(jiān)視其運行工況外,還應設法減少其負荷,作好事故預測,并加強外部檢查。無溫度遙測裝

置的變壓器,應結合外部檢查定期抄錄變壓器的上層油溫。正常情況下,對變壓器的外部檢查,一般至少一天一次;對負荷輕、影響面小的變壓器則可視情況適當檢查周期;對初次投運或大修后的變壓器,在最初的一周至十天左右,適當增加外部檢查次數(shù)。有條件者還應

進行夜間巡查,便于發(fā)現(xiàn)一些較難發(fā)現(xiàn)的放電、接頭燒紅等異常情況。

運行中變壓器的檢查項目有:①變壓器的油色、油位正常,各部無滲油、漏油現(xiàn)象。②變壓器的電磁聲音正常,內部無雜音及放電聲。③變壓器的溫度指示正常,溫升在規(guī)定的范圍內。④散熱器、呼吸器、油再生裝置運行正常,防爆管玻璃完整。⑤套管完整、元放電閃絡現(xiàn)象。⑥運行中的風扇、油泵無劇烈振動,電機無異音、過熱現(xiàn)象,轉速正常。⑦氣體繼電器油面正常,連接油門在

開啟,內部元氣體。③電纜無漏泊,各部接頭無過熱現(xiàn)象。⑨冷卻控制箱內各部無過熱,所有把手位置符合負荷運行方式

的要求。⑩變壓器室外的門窗、門鎖、照明、消防設施等完整齊全,室內通風良好。@干式變壓器柜內通風良好,無熱空氣滯留在變壓器的上部在特殊情況下,對變壓器的

部檢查次數(shù)。有條件者還應進行夜間巡查,便于發(fā)現(xiàn)一些較難發(fā)現(xiàn)的放電、接頭燒紅等異常情況。

運行中變壓器的檢查項目有:①變壓器的油色、油位正常,各部無滲油、漏油現(xiàn)象。②變壓器的電磁聲音正常,內部無雜音及放電聲。③變壓器的溫度指示正常,溫升在規(guī)定的范圍內。④散熱器、呼吸器、油再生裝置運行正常,防爆管玻璃完整。⑤套管完整、元放電閃絡現(xiàn)象。⑥運行中的風扇、油泵無劇烈振動,電機無異音、過熱現(xiàn)象,轉速正常。⑦氣體繼電器油面正常,連接油門在開啟,

內部元氣體。③電纜無漏泊,各部接頭無過熱現(xiàn)象。⑨冷卻控制箱內各部無過熱,所有把手

位置符合負荷運行方式的要求。⑩變壓器室外的門窗、門鎖、照明、消防設施等完整齊全,室內通風良好。@干式變壓器柜內通風良好,無熱空氣滯留在變壓器的上部。

特殊部位要重點檢查:①油位

計、冷卻器和套管等薄弱環(huán)節(jié)、易損部位。②重負荷、過負荷情況加強檢查承載重大電流的部位。③重視氣候條件變化時所產生的運行特性和運行條件的薄弱環(huán)節(jié)。大風天氣、氣溫突然下降、大霧天氣等對變壓器的運行情況予以足夠重視。④新投運和大修后的變壓器投運

早期重復查其薄弱部分,如漏油、接頭發(fā)熱、冷卻系統(tǒng)故障等。⑤頻發(fā)性缺陷針對性跟蹤監(jiān)視,掌握其發(fā)展情況

第四節(jié)變壓器的異常運行

變壓器在運行中發(fā)生的異常運行方式主要包括:上層油溫超限,油色、油位異常,氣體繼電器報警,冷卻系統(tǒng)故障及色譜分析不正常等。運行人員發(fā)現(xiàn)異常時,應及時分析其性

質、原因及影響,并采取適當?shù)奶幚泶胧?防止事態(tài)的發(fā)展,保證變壓器的安全運行。

-、上層油溫超限

當運行中的變壓器的上層油溫突然升高時,應從以下幾個方面進行分析處理:①檢查變

壓器的負荷和其冷卻介質的溫度是否發(fā)生較大幅度的變化,與在這種負荷和冷卻溫度下同工況的油溫進行比較。②檢查變壓器的冷卻裝置是否發(fā)生故障,如有,及時消除故障,同時適當降低變壓器的負荷。③核對表計及其回路是否正常。④如油溫較正常情況下高出10℃且趨勢繼續(xù)上升,冷卻系統(tǒng)及表計回路正常,懷疑變壓器內部發(fā)生故障的可能性(鐵心燒損,線圈層間、匣間短路等),則加強監(jiān)視,聯(lián)系檢修人員進行變壓器泊的色譜分析,進行綜合

判斷。設法停用變壓器并進行檢查分析。

二、變壓器油位異常變壓器的油位是隨變壓器內部油量的多少、油溫的高低、變壓器所帶負荷的變化、周圍環(huán)境溫度的變化而變化的。另外,由于變壓器箱體各部焊縫和放油門不嚴造成泄漏油,也會影響變壓器泊位的變化

O

油枕的容積一般為變壓器容積的10%左右。油位異常通常有三種表現(xiàn)形式:

1.油位過高

油位過高易引起溢油而造成浪費,且會使本體和部件污穢。引起原因主要有:①變壓器

長期受高溫的影響,油受熱膨脹,造成油位上升。②加油時油位偏差較低,一旦周圍環(huán)境快速上升,引起油位過高。此時應通知檢修人員采取放油措施。

2.油位過低

造成油位過低的主要原因有:①變壓器滲漏油;②油位偏低且遇變壓器負荷突降或環(huán)境溫度明顯降低。

一般來說,除非是大量漏泊,變壓器的油位降低不可能在很短時間內形成。運行人員在

進行正常檢查時,應及時掌握油位的變化情況。

當泊位低于氣體繼電器時,氣體繼電器將動作于報警。當油位低于變壓器的油箱上蓋時,則變壓器的引線暴露在空氣中,降

低了這部分的絕緣強度,可能引起內部閃絡放電。同時,變壓器油直接與空氣接觸,降低了變壓器泊的絕緣強度,加速油的老化程度。如遇到變壓器低負荷、停電、或冬季氣溫下降等情況,油位會繼續(xù)下降,甚至使鐵心、繞組與空氣直接接觸,可能造成鐵心、繞組過熱而燒壞等更嚴重后果。

油位降低時,設法盡快使泊位恢復正常。因漏油嚴重導致泊位明顯降低,禁止將瓦斯保護由跳閘改投信號,迅速消除漏油途徑,恢復正常油位,否則將變壓器退出運行。

3.假油位

假油位指示的不是變壓器的真正油位,造成假油位的原因可能有:①油枕內存有一定數(shù)

量的空氣;②膠囊呼吸不暢,造成阻塞;③裝設位置不合理;④膠囊袋破裂。

三、冷卻系統(tǒng)故障

四、瓦斯保護報警瓦斯保護是利用變壓器油箱內部故障后氣體變化和油的運動而構成的保護。能有效

變壓器冷卻系統(tǒng)的故障,

地反

主要發(fā)生在強迫油循環(huán)風冷、水冷的

應變壓器油箱內的任何故障,它分為重瓦斯和輕瓦斯保護,前者動作于跳閘也可切換至信號,主變壓器或高壓廠用變壓后者動作于信號報警。

器,低壓廠用變壓器由于容量較

氣體繼電器為瓦斯保護的執(zhí)行元件,安裝在變壓器的油箱與油枕的連接管中。輕瓦斯繼電器由開口

小,采用自然冷卻的方式,不易

杯、干簧觸點等組成,正常運行時,輕瓦斯繼電器充滿油,開口杯浸在油內,處于上浮位置,發(fā)生冷卻系統(tǒng)的故障。冷卻系統(tǒng)故障干簧觸點斷開;變壓器內部輕微故障時,故障點局部產生高溫,引起附近的變壓器油產生膨脹,

主要有冷卻器的電源失電,風扇、

油內溶解的空氣被逐出,形成氣泡上升,同時油和其他材料在電弧和放電等的作用下電離而產生氣

潛油泵的電機故障以及冷卻水系統(tǒng)發(fā)

體,排除的氣體緩慢地上升而進入氣體繼電器,油面下降,開口杯遞時針方向轉動,使干

生異常。這些故障會使變壓器冷卻裝

簧觸點接通,發(fā)出信號。重瓦斯繼電器由擋板、彈簧、干簧觸點等組成,變壓器內部嚴重故障時,

置全部或部分停止運行,可能迫使

產生強烈的氣體,變壓器內部壓力突增,產生很大的油流向油擾方向沖擊,油流沖擊擋板,且克服彈簧的阻力帶動磁鐵向干簧觸點方向移動,接通干簧觸點,動作于跳閘或切換至信

號。

變壓器降低容量,嚴重者可能被迫停用甚至燒毀變壓器。

瓦斯保護報警原因有:①濾油、加油或冷卻系統(tǒng)不嚴密,導致氣體(空氣)進入變壓器,積聚

大型變壓器設有備用或

在氣體繼電器內;②變壓器油位下降,并低于氣體繼電器,使空氣進入氣體繼電器;③變壓器內

投入備用或輔助冷卻器即可,無

部輕微故障,產生少量氣體;④直流系統(tǒng)接地或氣體繼電器接觸不良。

須調整變壓器的負荷O

運行中的變壓器發(fā)生瓦斯保護報警時,運行人員應立即進行分析和現(xiàn)場檢查,注意音響有

如果是部分冷卻器損壞或

元變化,油位有無降低,直流系統(tǒng)是否接地及二次回路有無故障等。

1/2的電源失去,根據冷卻器臺數(shù)

新投運或檢修后投運的變壓器,內部往往殘存有空氣,投運后油溫升高,空氣逐步溢出,

立即調整變壓器的負荷使之

輔助冷卻器,個別冷卻器故障,

瓦斯保護報警屬正�，F(xiàn)象。如果不是這種情況,則考慮如果是變壓器油位過低引起,設法恢復正常油位。如果氣體繼電器內無氣體,考慮是否二次回路故障,通知繼電保護人員檢查處

理,正常后將重瓦斯保護投跳閘。如果變壓器外部檢查正常,信號報警是由于氣體繼電器內①氣體無色、元昧、不可燃者為空氣,放出空氣,注意兩次出信號的間隔時間,如果間隔逐漸縮短,則應匯報、通知有關人員o②如氣體可燃且色譜分析不正常,說明變壓器有內

不超過允許值,直至供電電源恢復或冷卻器修復。

發(fā)生風扇電源故障時,立即

部氣體積聚引起的,記錄氣體的數(shù)量和報警時間,收集氣體進行化學鑒定再處理。其中:

調整變壓器所帶的負荷,使之不超過70%額定容量,同時迅速恢復

一個或兩個冷卻器電源。密切注意變部故障;氣體為淡灰色有濃烈焦味且可燃,可能為變壓器內的絕緣材料故障,都應停用變壓

壓器的上層油溫。如電源不能恢復,

器。③如氣體為灰黑色或黑色且可燃時,可能為變壓器油分解,或變壓器鐵心燒壞,停用變

則考慮停用變壓器。

壓器檢查。④如氣體為微黃色,且燃燒困難,可能為變壓器內術質材料故障,停用變壓器。@如

油浸風冷變壓器當冷卻系

果在調節(jié)變壓器有載調壓分接開關的過程中伴有瓦斯報警,可能是有載調壓分接頭的連接開關平衡

統(tǒng)發(fā)生故障時,變壓器允許帶負荷

電阻被燒壞,停止調節(jié),待適當時機停用變壓器。

基于以上分析,對運行中的變壓器進行加油、放油充氮等工作,事先應將重瓦斯改投信號,

的時間可參表343的規(guī)定

執(zhí)行。

工作結束后,應檢查變壓器的油位正常,氣體繼電器內無氣體且充滿油,再將重瓦斯保護投跳閘。

另外,冷卻系統(tǒng)發(fā)生故障時,若變壓器運行中,帶電濾油、更換硅膠;冷卻器或油泵檢修后投入;有人員在油閥門或油田路上進行工作,先將重瓦斯保護改投信號,工作結束待24h后元氣體產生時,方可投跳閘。同時遇有變壓器的油位、油溫將明顯發(fā)生變化。冷卻裝置停用后,會發(fā)生油特殊情況如地震時,考慮將重瓦斯改投信號。

溫、泊位上升,嚴重時會跑油。冷

卻裝置恢復后,油位又會急劇下降,甚至下降到油枕油標的下限。運行人員應根據這一變化規(guī)律及時檢查變壓器的恢復運行的情況,防止由于缺油引起變壓器事故。

在收集瓦斯繼電器內部的氣體時,應注意人身安全,弄清校驗按鈕和放氣按鈕的區(qū)別,以免誤動作使瓦斯保護誤跳閘;收集氣

體的過程中,不可將火種靠近瓦斯繼電器的頂端,以免引起火災。對收集好的氣體,應立即送鑒定。對于氣體性質的判斷,不能光

憑顏色及可燃與否來確定,必須由化學部門根據氣體的成分和色譜分析結構來分析才可靠。

五、干式變壓器的異常運行干式變壓器的異常運行主要是溫度升高。此時作如下處理:①到變壓器的本體檢查,核

對"溫度高"報警是否正確。②檢查溫度高是否由于室內溫度高引起,如是,開啟室內通風機,保持通風良好。③檢查變壓器柜通風是否良好,柜體通風口是否堵塞,以保證柜體內風扇運行正常,通風良好。④如為變壓器負荷過重引起溫度高,應轉

移負荷以減輕變壓器的負擔。⑤如溫度不正常升高或懷疑變壓器有故障時,應停止故障變壓器,將負荷切至其他低壓廠用變

壓器運行。

干式變壓器的短時應急過載曲線如圖344所示。

第五章220KV高壓電氣設備及主接線的運行

第一節(jié)SR斷路器

高壓斷路器是主要的開關電器,也是電力系統(tǒng)中最重要的控制和保護設備。高壓斷路器的主要功能是:正常運行時,用它來倒換運行方式,把設備或線路接入或退出系統(tǒng),起著控制作用;當設備或線路發(fā)生故障時,通過繼電保護及自動裝置,

能快速切除故障回路,保證

無故障部分正常運行,起到保護作用。

-、高壓斷路器概論高壓斷路器通斷電路是由操動機構經過傳動機構驅動兩個金屬觸頭(通常稱動、靜觸頭)的接觸和分開得以實現(xiàn)的。斷路器必須保證可靠地熄滅電弧。

高壓斷路器種類繁多,主要結構相似,一般分為導電回路、滅弧室、絕緣部分、操動機構、傳動部分、外殼及支持部分。

高壓斷路器在觸頭分開過程中,其陰極觸頭在強電場的作用下發(fā)射電子,所發(fā)射的電子

1.滅弧

在觸頭間電壓作用下產生碰撞游離,‘形成了電弧。在高溫的作用下,介質中發(fā)生熱游離,使電弧維持和發(fā)展。

在電弧中,發(fā)生游離過程的同時還進行著使帶電質點減少的去游離過程,去游離是自由電子(或負離子)和正離子之

間相互吸引發(fā)生中和的現(xiàn)象。若去游離過程大于游離過程,電孤將愈來愈小,最后熄滅。

交流電弧電流過零時,電弧會自然熄滅。過零后若弧隙被重新?lián)舸?電弧將重燃;如果冷卻效果好,電弧拉長足夠,去游離作用極強,弧隙就不會產生熱游離擊穿;弧隙中介質恢復的絕緣強度高于外施電壓的恢復上升速度,弧隙也不致被擊穿,電弧得以熄滅。故高壓斷路器中廣泛采用的滅弧方法,主要有以下幾種:①加速冷卻電弧,使電弧和固體介質表面加強接觸,以加強自由電子和正離子間的再結合。②利用氣體和液體介質吹動電弧,使電弧在介質中移動,加強擴散,既起到對流換熱、強烈冷卻弧

隙的作用,又有部分取代原弧隙中游離氣體和高溫氣體的作用。③采用多斷口熄弧,有的高壓斷路器每相有兩個或兩個以上

串聯(lián)的斷口,將電弧分割成多個小電弧段,增大弧隙電阻,增大介質強度的恢復速度,且使弧隙的恢復電壓降低,滅弧性能會更好。④采用高電氣絕緣強度的氣體做介質。⑤利用油或硬纖維有機絕緣材料與電弧接觸,產生氫氣和另一些有利于滅弧的氣體介質。⑥增加介質的壓力,可以使熱游離的困難,并可加強電弧的冷卻。⑦采用熱容量大、熱傳導性能好、耐高溫、不易發(fā)射電子、不易熔化的金屬材料制作觸頭。③提高觸頭的運動速度,以迅速拉長電弧,使其散熱和擴散的表面迅速增加。

2.操動機構

高壓斷路器進行合閘、分閘操作,以及保持在合閘狀態(tài),這些任務是由操動機構來完成

的。先使操動元件(如合閘元件或分閘元件)獲得動能,再通過拐臂和連桿機構,將動能傳到觸頭去實現(xiàn)合閘或分閘的過程。作為傳遞動能的部分稱為傳動機構。操動機構與傳動機構合稱操動系統(tǒng)o

操動機構分成手動、液壓、電磁、彈簧操動機構等幾種類型。其中手動操動機構靠人力直接作為合閘動力的機構稱為手動操作機構,只用在小容量的斷路器上;液壓操動機構利用高壓壓縮氣體-(氮氣)作為能源,液壓油作為傳遞能量的媒介,注入帶有活塞

的工作缸中,推動活塞做功,使斷路器進行合鬧和分閘;電磁操動機構用電磁鐵將電能變成機械能作為合閘動力;彈簧操動機

構在操作斷路器之前,由另外的小功率電源先將合閘彈簧儲能,使之處于準備合閘狀態(tài),合閘時彈簧供給驅動能源。

二、高壓斷路器的技術參數(shù)和類型

(一)高壓斷路器常用的技術參數(shù)主要技術參數(shù)有額定電壓、額定電流、額定短路斷開電流、額定斷流容量、動穩(wěn)定電

流、熱穩(wěn)定電流、分閘時間、合閘時間等。

額定電壓凡是指高壓斷路器設計時所采用的、我國國家標準中列入的電壓等級,指線

電壓。

額定電流IN是高壓斷路器在額定頻率下能長期通過的、且各金屬部件和絕緣部分的溫升不超過長期工作時最大容許溫升的最大標稱電流。額定電流的大小決定了高壓斷路器導體、觸頭的尺寸和結構。額定電流愈大,對應的尺寸愈大。

額定短路斷開電流IM指高壓斷路器在進行開斷操作時,首先起弧的某相電流為開斷電流,在額定電流下能保證正常開斷的最大短路電流稱為額定短路開斷電流。它表征高壓斷路器的開斷能力。

實際上斷路器的開斷能力不僅與其開斷電流有關,還與開斷此電流時的電壓有關。額定斷流容量Sbrn為額定短路開斷電流與額定電壓的乘積,即

sbm=AUNIbm

額定斷流容量的大小,決定了高壓斷路器滅弧裝置的結構和尺寸。

動穩(wěn)定電流Im是指高壓斷路器在閉合位置時所能通過的最大短路電流,即極限通過電

流,一般就是指短路電流第一個周波的峰值電流。高壓斷路器在通過這一電流時,不會因為電動力的作用而發(fā)生機構上的損壞。動穩(wěn)定電流決定于導體部分及支持絕緣部分的機械強度,并決定于觸頭的結構形式。

熱穩(wěn)定電流兒是指斷路器在規(guī)定的一定時間內(28或4s)能耐受的短路電流的有效值3短路電流超過該電流時,高壓斷路器的溫度將顯著上升,嚴重時會使高壓斷路器的焊頭焊住,損壞高壓斷路器,甚至引起高壓斷路器爆炸。

分閘時間是表明高壓斷路器開斷過程快慢的參數(shù),又稱為全開斷時間。它等于固有分間時間和燃弧時間之和。一般希望二者時間盡量縮短。

合閘時間是指高壓斷路器從接收到合閘命令起到主觸頭剛接觸為止的時間。電力系統(tǒng)對斷路器的此項性能要求不高,但希望合閘的穩(wěn)定性能好。

(二)高壓斷路器的類型

按照滅弧介質及作用原理可分為以下六種類型。

(1)六氟化硫(SF6)斷路器:采用具有優(yōu)良滅弧性能和絕緣能力的SR氣體作為滅弧介質,開斷能力強,體積小,結構復雜,金屬消耗量大。

(2)油斷路器:采用油作為滅弧介質。其中油還作為觸頭開斷后弧隙的絕緣介質以及帶電部分與接地外殼之間的絕緣介質的,稱為多油斷路器;油只作為滅弧介質和觸頭開斷后的

弧隙絕緣介質,帶電部分與對地之間的絕緣采用瓷介質的稱為少油斷路器。

(3)空氣斷路器:壓縮空氣作為滅弧介質,且作為觸頭開斷后的弧隙絕緣介質。(4)真空斷路器:利用真空的高介質強度來滅弧,滅弧速度快,觸頭材料不易氧化、壽(5)磁吹斷路器:依靠電磁力來吹弧,應用狹縫滅弧的原理將電弧吹入狹縫中冷卻而熄(6)產氣斷路器:利用在高溫下能分解并產生氣體的固體介質與電弧作用產生氣體來滅

命長、體積小。

滅電弧,具有頻繁開斷"性能好、不需要油和空氣壓縮裝置等優(yōu)點,但適用電壓不高。

弧,常用在農電及配電等場所。

三、六氟化硫斷路器簡述

國內3∞MW發(fā)電機組發(fā)電機變壓器組出口斷路器和相應220kV升壓站出線斷路器,基本上都采用六氟化硫斷路器。下面將以典型斷路器類型來作一介紹。

(一)SR氣體的特點

1890年六氟化硫首次出現(xiàn),在解決其提純困難的問題后被使用于核物理高壓研究裝置。

卻世紀50年代末,開始用于斷路器的內部絕緣和滅弧介質。它是無色、無昧、無毒、非燃燒性也不助燃的非金屬化合物,密度為空

氣的5倍,化學性能非常穩(wěn)定,熱穩(wěn)定性也很好,是一種高電氣強度的氣體介質,具有良好的絕緣性能和滅弧能力。

SR本身是無毒的,但在電弧作用下,會小部分分解成SORS02F2SESOE和烏兒,烏F1。在高溫下極易分解,難以

、、、

存在,但SOF2S02F2SOE具有相當程度的毒性,在進行氣體倒換操作過程中,為了防止有毒氣體進入呼吸系統(tǒng),人

、、

應站在上風處。

LW6-220型SR斷路器每個端口并有25∞pF的

(二)LW6-220W防污型SF6斷路器簡介

1.設備結

構

LW6-220型S凡斷路器單相剖面圖如圖35-1所示,主要由滅弧室、均壓電容器、三聯(lián)

均壓電容器,用以改善兩個端口的電壓分布。聯(lián)座的上部油氣體密封裝置,中間有一組對接法蘭絕緣桿和工作缸活塞料連接起來,并裝有分、合機械指示板。密度繼電器用于監(jiān)視SR氣體的泄漏,帶有充放

箱、支柱、連接座、密度繼電器、動力單元(包括主制器、工作缸、供排油閥和輔助油箱)等部分組成。其用

室為單壓式(即滅弧裝置只有一種壓力,為304~ω8kh)h變開距雙噴吹結構。工作過程是:工作缸內的活塞受到來自供排油閥的合、分命令后,驅動支柱內的絕緣桿座上下運動,經過三聯(lián)箱內的連桿機構變換后,使滅弧室中的壓

SR氣體的自動接頭。

每臺三相斷路器配

氣缸、主動觸頭和弧觸頭隨之運動,實現(xiàn)合閘和分閘。斷路器有一臺液壓柜,內裝分閘時,壓氣缸內的SR氣體被壓縮后向電弧區(qū)域憤吹,有控制閥(帶分、合使電弧冷卻、去游離直至熄滅。關、電動油泵、手力泵、防震

閘電磁鐵)、油壓開

容器、輔助儲壓器、信號柜、輔助開關、主油箱、三級閱

3.LW6系列六氟化硫斷路器具有以下結構特點

(1)阻塞效應。充分發(fā)揮氣流的吹弧效果,滅弧室體積小,結構簡單,開斷電流大,燃弧時間短,開斷電容和電感電流無重燃或復燃。

(2)電氣壽命長。5OKA滿容量連續(xù)開斷可達15次以上:累計開斷電流可達4刪燦,檢

修周期長,適于頻繁操作。

(3)絕緣水平高。SR氣體在0.3MPa氣壓時,通過了各種絕緣試驗且有較大裕度。

(4)密封性能好。SR氣體含水量低,滅弧室、電阻和支柱分成獨立氣隔。安裝檢修方

便,并可防止臟物和水分進入開關內部。

(5)自我保護和監(jiān)視系統(tǒng)完備。液壓機構內的信號缸可實現(xiàn)對斷路器的自我保護:密度繼電器監(jiān)視SF6氣體泄漏;壓力開關和安全閥監(jiān)視液壓機械壓力,保護液壓系統(tǒng)安全,液壓

機構采用了可防止"失壓慢分"的閥系統(tǒng),在本體上可進行機構閉鎖,保證運行安全�？刂�

回路中采用了兩套分閘電磁鐵和防跳保護,保證操作準確無誤。

(6)操作功率小,緩沖平穩(wěn)。四、斷路器的運行維護

一般斷路器的運行有一定的原則,如在正常運行時,斷路器的最大工作電流、最大工

作電壓、遮斷容量等不得超過其額定參數(shù);不允許在帶有工作電壓時使用手動合閘或手動就地操作合閘按鈕,以避免合閘故障時引起斷路器爆炸危及人身安全;遠方控制的斷路器在運行中,只有遙控失靈或發(fā)生危及人身或設備安全的情況而來不及遙控斷開時,才允許就地手動合閘;電磁合閘機構嚴禁用手力杠或千斤頂帶電壓合閘;不得擅自解除防誤閉鎖裝置,或拆除為保證安全而設置的閉鎖而進行斷路器的操作;禁止將有拒絕分鬧缺陷或嚴重缺油、漏油、漏氣等異常情況的斷路器投入運行;斷路器分、合閘機械指示器應完好,斷路器的分、合閘次數(shù)應小于允許值等。同時斷路器運行時要不斷地進行檢查,包括投入運行前的檢查、運行中的檢查、

特殊天氣時應進行的檢查和故障跳閘后進行的檢查等。

斷路器投入運行前的檢查有:①斷路器檢修工作結束后,投入運行前,應收回所有工作票,拆除安全措施,恢復常設遮攔,且檢修、試驗人員有可以運行的書面交待。②斷路器外觀良好,引線、瓷件、機構箱等完整元破損,元妨礙運行

的雜物。③檢查斷路器三相均在斷開位置,分、合閘指示為"分"位。測量斷路器的絕緣電阻值合格。④S民氣體無泄漏

現(xiàn)象。⑤SR斷路器捎泵啟動補壓或空壓機啟動補壓不超過規(guī)定時間。⑥二次回路完好,接線正確,計數(shù)器動作、指示正

常。⑦遠方合、跳閘試驗動作正常。斷路器運行中的檢查有:①斷路器實際位置與機械、電氣位置指示器應一致;②支持瓷瓶、端口瓷瓶、并聯(lián)電容器瓷瓶應完好,無破損、裂紋及放電現(xiàn)象;③斷路器引線、接線板、端口之間連接應無過熱變色現(xiàn)象;④夜間觀察各接頭有無過熱燒紅,套管有無電暈及放電現(xiàn)象;⑤SR氣體元泄漏現(xiàn)象;⑥SR斷路器液壓機構或1氣動機構正常,無滲漏現(xiàn)象;⑦SR斷路器油泵電源、空壓機電源投入正常,補壓正常;③斷路器控制箱門、操動機構柜門關閉牢固O

特殊天氣時應進行的檢查項目有:①大風時,引線有無劇烈擺動,接頭有無松動,上部有無掛落物,周圍有無可被風刮起的雜物;②雨后各部有無電暈及閃絡放電痕跡;③霧天有無電暈、放電、閃絡現(xiàn)象;④氣溫劇降時,電控箱等電加熱裝置投入運行正常。

斷路器故障跳閘后的檢查有:①斷路器外部無明顯缺陷,如支持瓷瓶、端口瓷瓶、電容器瓷瓶等有無裂紋破損;②SR氣體有

無泄漏現(xiàn)象,電容器油有元外流;③SR斷路器油箱油位或空氣壓力是否正常;④SR斷路器事故分閘時,斷路器如出現(xiàn)

"油壓低(或空氣壓力低)""S民氣壓低""機構故障""位置不一致"等信號,應針對故障和信號"情況,

、、、

重點檢查相應設備。

五、SR斷路器的故障處理

1.SR氣體壓力低的處理

SR斷路器設有密度繼電器監(jiān)視SR氣體泄漏,對LW6-220型斷路器,壓力降低至

052Mh時,只發(fā)出"壓力異常禁止操作"信號,不閉鎖跳合閘回路,此時應立即通知有關人員對壓力低的開關柱進行補氣,并做好記錄。

當壓力降低至0.5MPa時,斷路器的跳合閘回路均被閉鎖,同時發(fā)出"壓力異常禁止操作信號",如果不能將壓力很快補至正常值,應匯報值長,聯(lián)系調度,申請將該斷路器停止垣行O

SR氣體嚴重泄漏時,對斷路器進行檢查,應站在上風側,并應有措施防止中毒,否則

不得接近斷路器5m以內。

2.故障斷路器的退出

斷路器運行中出現(xiàn)下列情況時,應聯(lián)系調度申請將斷路器退出運行;

1)操作油壓低至分閘閉鎖、油泵閉鎖壓力,找不到原因或不能很快將壓力恢復至正常

日才;

2)SR氣體壓力降低至跳、合閘閉鎖值,又不能很快充氣使壓力恢復時;3)引線接觸處嚴重過熱,燒熔或燒斷時;

4)消弧室瓷套、支持瓷瓶嚴重損壞,造成放電或漏氣時。

如發(fā)生上述情況,應首先用母聯(lián)或旁路斷路器代替故障斷路器,將母線上其他設備倒至

另一條母線上,斷開母聯(lián)斷路器,將故障斷路器及所帶設備停電,拉開故障斷路器兩側隔離開關,之后將母線恢復至正常運行方

式。用旁路斷路器帶故障斷路器所帶設備,將故障斷路器解備時,注意將旁路斷路器的保護定值改為與被代替斷路器保護值一致。

第二節(jié)主要電氣設備

發(fā)電廠220kV的電氣設備,除斷路器外,還有隔離開關、避雷器、電壓互感器和電流互

感器等。

這里只簡單介紹一下設備運行的有關問題

-、隔離開關

隔離開關的作用是在設備檢修時,造成明顯的斷開點,使檢修設備和系統(tǒng)隔離;二是進行等電位母線倒閘操作。另外,隔離開關還可在電流很小或容量很低的情況下完成一定的操作。發(fā)電廠220kV隔離開關現(xiàn)在一般采用剪刀式結構的隔離開關,配用電動操動機構。

(一)220kV隔離開關的操作原則

隔離開關不能在帶負荷的情況下進行操作,只有當回路中斷路器處于斷開位置時才允許

拉合。但回路中未裝斷路器時,允許用隔離開關進行下列操作:①拉、合電壓互感器;②無雨時拉、合避雷器;③拉合空載母線,

O但不允許對母線試充電;④有消弧線圈時,只有在無接地故障時拉、合變壓器中性點隔離開關;⑤在斷路器采取防跳措施(如取下控制電源熔絲和跳閘電源熔絲)時,拉、合經斷路器閉合的旁路;⑥用三相聯(lián)動隔離開關拉、合空載電流不超過2A的空載變壓器和電容電流不超過5A的空載線路;⑦通過計算或試驗并經總工批準的其他操作,如拉合直接接在母線上的設備。

對電動操作的隔離開關,一般情況下不允許手動操作(事故處理除外),如果必須手動操作時,應征得值長同意并

應該核對是否具有手動操作條件。而對于動操作的隔離開關時,

應認真核對隔離開關編號,確保未走錯間隔后方可操作,操作時應迅速、果斷,拉合過程中不應停頓,終止時應注意不要有過大

沖擊,以免損壞機構。無論使用哪種方式操作隔離開關后,必須到現(xiàn)場檢查其合、分位置正確,指示器轉換正常。電動操作發(fā)生誤

拉或誤合時,不

允許再將其合上或拉開,手動操作發(fā)生帶負荷拉隔離開關,在剛剛拉開時應立即將其合上;發(fā)生帶負荷合隔離開關時,不允許再拉開,以防事故擴大(因帶負荷拉隔離開關,將造成三相弧光短路)

。

(二)隔離開關倒閘操作的注意事項1.進行母線倒閘操作的注意事項

母聯(lián)開關斷開的情況下,嚴禁進行220kV母線倒閘操作。倒閘操作過程中,為防止母聯(lián)

斷路器跳閘,應取下母聯(lián)斷路器的控制電源熔絲和跳閘電源熔絲。母線倒閘操作的順序是:以母聯(lián)斷路器為準,由近及遠合上應合隔離開關,再由遠及近拉開應拉隔離開關。在倒閘操作前后,必須認真核對斷路器、隔離開關的位置,正確無誤后方可繼續(xù)

操作。在倒母線過程中,如果出現(xiàn)有關保護異常信號或隔離開關位置指示器指示異常,應停止操作,檢查隔離開關輔助觸點是否轉換正常,再檢查二次回路是否完好,處理不好時通知有關人員處理。

對220kV系統(tǒng)拉、合接地開關,必須得到調度和值長的命令,合上接地開關前必須履行驗電手續(xù)。

母線倒閘操作前應寫出詳細具體的操作票,操作過程中應嚴格執(zhí)行制度和復誦制度。2.進行線路停、送電操作的注意事項

線路送電操作順序是:先合上母線側隔離開關(即先合上有保護側的隔離開關),后合

上線路側隔離開關,最后合斷路器。這是因為:如果斷路器誤合在合閘位置,按先合母線側隔離開關,后合線路側隔離開關的順序操作,等于用線路側隔離開關負荷合閘,一旦發(fā)生弧光短路,故障點在線路上,斷路器保護動作,可以跳閘切開故障,縮小事故范圍。線路停電的操作順序與此相反。

220kV線路側接地開關的拉合,應由調度下令或經調度同意。(三)隔離開關的運行規(guī)定與

巡視,檢查

1.隔離開關的運行技術規(guī)定

隔離開關是一種沒有滅弧裝置的控制電器,因此嚴禁帶負荷進行分、合操作。隔離開關

允許在額定電流、額定電壓下長期運行,各相與導體的連接頭在運行中的溫度不應超過市℃。同時隔離開關應滿足熱穩(wěn)定要求。而隔離開關處于分閘狀態(tài)時,帶電與停電設備之間應有明顯的、足夠的安全距離。

2.隔離開關的巡視檢查

隔離開關的正常巡視檢查包括下列內容:①瓷絕緣是否正常,有無裂紋和放電現(xiàn)象o②操

動機構,包括操動連桿及部件,有無開焊、變形、銹蝕、松動、脫落現(xiàn)象,連接軸鎖子、緊固螺母等是否完好。③閉鎖裝置是否

完好,銷子是否鎖牢,輔助觸點位置是否正確且接觸良好,氣動機構隔離開關的氣動裝置氣壓是否正常,機構外殼接地是否良好。④帶有接地開關的隔離開關在接地時,三相接地開關是否接觸良好。⑤隔離開關合閘后,兩觸頭是否完全進入刀嘴內,觸頭

之間接觸是否良好,在額定電流下,溫度是否超過70℃。⑥隔離開關通過短路電流后,應檢查隔離開關的絕緣子有無破損和

放電痕跡,以及動靜觸頭及接頭有無熔化現(xiàn)象。

(四)隔離開關的異常與事故處理

1.隔離開關接觸部分發(fā)熱

在巡視設備時,對隔離開關接觸部分,可根據其觸頭部分的熱氣流、發(fā)熱或變色,并測得其觸頭部分的溫度是否超過70℃等方法來判斷其發(fā)熱的情況。造成發(fā)熱的原因通常是壓

允許再將其合上或拉開,手動操作發(fā)生帶負荷拉隔離開關,在剛剛拉開時應立即將其合上;發(fā)生帶負荷合隔離開關時,不允許再拉開,以防事故擴大(因帶負荷拉隔離開關,將造成三相弧光短路)

(二)隔離開關倒閘操作的注意事項1.進行母線倒閘操作的注

意事項

。

母聯(lián)開關斷開的情況下,嚴禁進行220kV母線倒閘操作。倒閘操作過程中,為防止母聯(lián)

斷路器跳閘,應取下母聯(lián)斷路器的控制電源熔絲和跳閘電源熔絲。母線倒閘操作的順序是:以母聯(lián)斷路器為準,由近及遠合上應合隔離開關,再由遠及近拉開應拉隔離開關。在倒閘操作前后,必須認真核對斷路器、隔離開關的位置,正確無誤后方可繼續(xù)操作。在倒母線過程中,如果出現(xiàn)有關保護異常信號或隔離開關位置指示器指示異常,應停止操作,檢查隔離開關輔助觸點是否轉換正常,再檢查二次回路是否完好,處理不好時通知有關人員處理。

對220KV系統(tǒng)拉、合接地開關,必須得到調度和值長的命令,合上接地開關前必須履行驗電手續(xù)。

母線倒閘操作前應寫出詳細具體的操作票,操作過程中應嚴格執(zhí)行制度和復誦制度。2.進行線路停、送電操作的注意事項

線路送電操作順序是:先合上母線側隔離開關(即先合上有保護側的隔離開關),后合

上線路側隔離開關,最后合斷路器。這是因為:如果斷路器誤合在合閘位置,按先合母線側隔離開關,后合線路側隔離開關的

順序操作,等于用線路側隔離開關負荷合閘,一旦發(fā)生弧光短路,故障點在線路上,斷路器保護動作,可以跳閘切開故

障,縮小事故范圍。線路停電的操作順序與此相反。

220kV線路側接地開關的拉合,應由調度下令或經調度同意。(三)隔離開關的運行規(guī)定與巡視檢查

1.隔離開關的運行技術規(guī)定

隔離開關是一種沒有滅弧裝置的控制電器,因此嚴禁帶負荷進行分、合操作。隔離開關

允許在額定電流、額定電壓下長期運行,各相與導體的連接頭在運行中的溫度不應超過70℃。同時隔離開關應滿足熱穩(wěn)定要求。而隔離開關處于分閘狀態(tài)時,帶電與停電設備之間應有明顯的、足夠的安全距離。

2.隔離開關的巡視檢查

隔離開關的正常巡視檢查包括下列內容:①瓷絕緣是否正常,有無裂紋和放電現(xiàn)象o②操

,包括操動連桿及部件,有無開焊、變形、銹蝕、松動、脫落現(xiàn)象,連接軸鎖子、緊固螺母等是否完好。③閉鎖裝置是否完好,銷子是否鎖牢,輔助觸點位置是否正確且接觸良好,氣動機構隔離開關的氣動裝置氣壓是否正常,機構外殼接地是否良好。④帶有接地開關的隔離開關在接地時,三相接地開關是否接觸良好。⑤隔離開關合閘后,兩觸頭是否完全進入刀嘴內,觸頭之間接觸是否良好,在額定電流下,溫度是否超過70℃。⑥隔離開關通過短路電流后,應檢查隔離開關的絕緣子有無破損和放電痕跡,以及動靜觸頭及接頭有無熔化現(xiàn)象。

動機構

(四)隔離開關的異常與事故處理

1.隔離開關接觸部分發(fā)熱

在巡視設備時,對隔離開關接觸部分,可根據其觸頭部分的熱氣流、發(fā)熱或變色,并測

得其觸頭部分的溫度是否超過70℃等方法來判斷其發(fā)熱的情況。造成發(fā)熱的原因通常是壓

緊的彈簧栓松動和表面氧化等O

對于雙母線接線方式,若系母線側隔離開關發(fā)熱,則應將該回路倒另一組母線運行,然后拉開發(fā)熱的隔離開關。在檢

修發(fā)熱的隔離開關時,應將母線停電,同時對應回路的斷路器也應停電。

若線路隔離開關發(fā)熱,則應視情況將發(fā)熱的隔離開關退出運行,線路停電從而檢修隔離

開關。

2.隔離開關瓷瓶有裂紋、破損

其損壞程度不嚴重時,可以繼續(xù)運行,但是隔離開關瓷瓶有放電現(xiàn)象或者其損壞程度嚴

重時,應將其停電。注意:該隔離開關在操作時,不要帶電拉開,防止操作時瓷瓶斷裂造成母線或線路事故。例如,其回路的

母線側隔離開關瓷瓶嚴重損壞,應該將其所在的母線停電,斷開該回路斷路器和線路側隔離開關,最后拉開該隔離開關。

3.隔離開關拒絕拉、合閘

出現(xiàn)這種情況時,應分析其原因,禁止盲目強行操作,不同的故障原因應采取不同的方

法處理。

若系防誤裝置(電磁鎖、機械閉鎖、電氣回路閉鎖、程序鎖)失靈,運行人員應檢查其操作程序是否正確。若其程序正確應停止操作,匯報值長,值長判斷確定系防誤裝置失靈,方可解除其閉鎖進行操作,或作為缺陷處理,待檢修人員處理正常后,方可操作。

若系隔離開關操動機構(氣動)的壓力降低,應將其壓力處理恢復正常后進行操作,不能處理或電動操動機構的電機故障時,可以改為手動操作。

若系隔離開關本身傳動機械故障而不能操作時,應匯報調度,要求將其停電處理。

系冰凍或銹蝕影響正常操作時,不要用很大的沖擊力量,而應用較小的推動力量克服不正常的阻力。在操作時,發(fā)現(xiàn)隔離

開關的刀刃與刀嘴接觸部分有抵觸時,不應強行操作,否則可能造成支持瓷瓶的破壞而造成事故,此時應將其停用并進行處理。

二、互感器

電力系統(tǒng)中使用的互感器(包括電流互感器和電壓互感器)中,大部分是應用電磁感應原理來變換信號的,其工作原理和等值電路與變壓器完全一致。

(一)電流互感器的原理特點

電磁式電流互感器的工作原理與普通變壓器相比,在原理上有如下特點:①電流互感器

二次回路所串的負載是電流表和繼電器的電流線圈,阻抗很小,因此電流互感器的運行"情況相當于二次短路的變壓器的狀態(tài)。②變壓器的一次電流隨二次電流增減,即二次起主導作用,而電流互感器的一次電流由主電路負載決定而不隨二次負荷的改

變而改變,故是一次起主要作用。③變壓器的一次電壓決定了鐵心的主磁通,進而決定了二次電壓,因此一次電壓不變,

二次電壓也基本不變,而電流互感器二次回路的阻抗變化時,會影響其二次電壓。④在額定負載范圍內,電流互感器可看作一個恒流源,即其二次側即使串上幾個電流表,對回

路電流的影響不大,但如負載增大超過允許值,也會影響二次電流,使其誤差增加到超過允

許的程度。

(二)電流互感器運行規(guī)定

獨立式電流互感器負荷電流應不超過其額定值的110%,對套管式電流互感器,不超過

其額定值的120%(宜不超過110%),如長時間過負荷,會使測量誤差加大且使繞組過熱或損壞

電流互感器在運行時,它的二次回路始終是閉合的,不允許開路。因其二次負荷電阻的數(shù)值較小,接近于短路狀態(tài)。

運行中出現(xiàn)開路會在二次繞組中感應出一個很大的電動勢,這個電動勢可達數(shù)千伏,無論對工作人員還是對二次回路的

絕緣都是很危險的。因此,在運行中要格外注意。

油浸式電流互感器應裝設金屬膨脹器或微正壓裝置,以監(jiān)視泊位和絕緣油空氣中的水分

和雜質影響(現(xiàn)在己改進為金屬膨脹器式全密封結構)

。

電流互感器的二次繞組至少應有一個端子可靠接地,它屬于保護接地。為了防止二次回路多點接地造成繼電保護動作,對電流差動保護等保護每套只允許有一點接地,接地點一般設在保護屏上。

電流互感器與電壓互感器的二次回路不允許互相連接。因為,電壓互感器二次回路是高阻抗回路,電流互感器二次回路是低阻抗回路。如果電流回路接于電壓互感器二次側會造成電壓互感器短路;如果電壓回路接于電流互感器的二次側,會使電流

互感器近似開路,這樣是極不安全的。

(三)巡視檢查

1.投入運行前的檢查

220kV電流互感器投入運行前,要檢查周圍無影響運行的雜物、遺留物等;要檢查本體

各部清潔,元漏泊,油位正常;檢查套管完好無裂紋;檢查各部螺絲緊固無松動;檢查二次回路接線完好,相位正確;檢查接地點接地良好;同時要有檢修試驗人員可以運行的書面交待。

2.運行中電流互感器的檢查

運行中,對電流互感器檢查外殼應清潔,元漏油、滲油現(xiàn)象,油色、油位正常;套管完

整,無裂紋及放電現(xiàn)象;連接處無過熱現(xiàn)象,元焦臭味;內部無放電聲及其他不正常的響聲;電壓互感器二次開關應接觸良好;電壓互感器二次端子元斷線、火花和接觸不良的現(xiàn)象。接地線是否良好,有元斷裂及松動跡象。

運行中如發(fā)現(xiàn)下列情況,應立即將電流互感器停運:①互感器溫度嚴重過高;②互感器內部有嘛嘛啪啪的放電及其他噪聲;③互感器漏油且泊位低于運行中最低監(jiān)視泊位;④互感器內部發(fā)出焦昧或冒煙、起頭;⑤繞組與外殼、引線與外殼間有放電火花。

(四)電流互感器的故障分析與處理電流互感器的作用是把電路中的大電流變?yōu)樾‰娏?以供給測量儀表和繼電保護回路。由于電流互感器二次回路中只允許帶很小的阻抗,所以在正常工作時,趨近于短路狀態(tài),聲音極小,一般認為無聲,因此電流互感器的故障常常伴有聲音或其他現(xiàn)象發(fā)生。

(1)當電流互感器二次繞組或回路發(fā)生短路時,電流表、功率表等指示為零或減小,同時繼電保護裝置誤動作或不動作。出現(xiàn)這類故障后,應匯報調度,保持負荷不變,停止可能誤動作的保護裝置,并進行處理,否則應申請停電處理。(2)電流互感器二次回路開路時,故障點端子排會擊穿冒火。此時值班人員應針對發(fā)生的異�，F(xiàn)象,檢查互感器二次回路端子接觸是否良好,否則應申請停電檢查處理。(3)對充油型電流互感器還應檢查互感器密封情況,觀察其泊位是否正常。

1)對帶有膨脹器密封的互感器,可通過泊位窺視口內紅色導向油位指示器觀察,若油位急劇上升,可視為互感器內部存在短路或絕緣過熱故障,以致油膨脹而引起,值班人員應向調度申請停電處理。

2)油位急劇下降,可能是互感器嚴重滲漏油引起。應加強監(jiān)視,報告調度,向檢修單

位申請?zhí)幚怼?/p>

(五)電壓互感器的原理特點

電壓互感器與普通變壓器相比,不輸送電能,僅作為測量和保護用的標準電源。電壓互感器具備以下幾個特點:

1)電壓互感器二次回路的負載是測量表計的電壓線圈和繼電保護及自動裝置的電壓線

圈,其阻抗很大,二次工作電流小,相當于變壓器的空載運行。電壓互感器消耗功率很小,且始終處于空載運行狀態(tài),二次電壓基本上等于二次電動勢,且只決定于恒定的一次電壓,所以能測量電壓,且具有一定的準確級。

2)電壓互感器二次繞組不能短路。電壓互感器的負載是阻抗很大的儀表線圈,短路后,二次回路阻抗僅僅是二次繞組的阻

抗,因此在二次回路中會產生很大的短路電流,會將互感器二次側的熔絲燒斷,影響測量表計的指示,造成繼電保護誤動,

甚至燒毀互感器。

3)由于電壓互感器一次側與線路有直接連接,其二次繞組及零序電壓繞組的一端必須接地,以免線路發(fā)生故障時,在二

次繞組和零序電壓繞組上感應出高電壓,危及儀表、繼電器和人身安全。電壓互感器一般是以中性點接地,若無中性點,則一般采用b相接地。

4)隨著電力系統(tǒng)輸電電壓的升高,電磁式電壓互感器的體積增大,成本隨之增高。因此,220kV及以上系統(tǒng)趨向于采用電容式電壓互感器,其結構簡單、重量輕、體積小、占地少、成本低,且電壓越高效果越顯著。電容式電壓互感器為組合式單柱結構,由瓷套外殼、經高真空浸泊處理的電容芯子、充滿瓷套的絕緣油并由上、下節(jié)串聯(lián)組合而成。中壓變壓器、補償

電抗器、阻尼器均裝在互感器下部的電磁裝置油箱里,箱內注絕緣油。上、下節(jié)電容分壓器及電磁裝置內均采取了絕緣油體積隨溫度變化的補償措施O

(六)電壓互感器的運行及巡視維護1.電壓互感器的運行規(guī)定

電壓互感器在運行中,應遵守以下規(guī)定:①互感器二次側嚴禁短路。②互感器使用條件

及使用電壓應符合規(guī)定。③互感器二次繞組負荷應為相應額定負荷的25%~1∞%,過低或過高,二次輸出電壓的誤差限值將無法保證在規(guī)定范圍,對測量結果產生影響。④互感器斷開電源退出運行后,須將導電部分通過接地棒多次放電后方可接觸。⑤對互感器應采用適當

的避雷器進行保護。

2.電壓互感器的巡視檢查

電壓互感器在運行中,應注意巡視,發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

電壓互感器的巡視項目包括:①電壓互感器瓷瓶是否清潔、完整,有無損壞及裂紋,有元放電現(xiàn)象。②電壓互感器的油位、油色是否正常,有無漏油現(xiàn)象,若油位看不清楚,應查

明原因。③電壓互感器內部聲音是否正常。④高壓側引線的兩端接頭連接是否良好,是否過熱,二次回路的電纜及導線有無損傷,高壓熔斷器限流電阻及斷線保護用電容器是否完好。⑤電壓互感器的二次側和外殼接地是否良好,二次出線端子箱的門是否關好。⑥檢查PB型波紋金屬膨脹器或微正壓裝置的運行狀況,一般情況下,其油位窺視口內紅色導向泊位指示在±20℃上下O若油位突然上升至最高點,則可能是電壓互感器內部故障;若油位急劇下

降,則可能是電壓互感器滲漏油所致,此時應加強監(jiān)視并向調度匯報申請?zhí)幚�。⑦檢查端子

箱是否清潔、受潮。③檢查二次回路的電纜及導線有無腐蝕和損傷現(xiàn)象。

(七)電壓互感器的故障分析與處理

電壓互感器運行異�；蚬收蠒r常伴有噪聲及其他現(xiàn)象o

1)電壓互感器響聲異常。如其內部出現(xiàn)嘛啪聲或其他噪聲,則說明內部故障,應立即停用故障電壓互感器。與此相區(qū)別的是,系統(tǒng)出現(xiàn)諧振或饋線單相接地故障,電壓互感器會出現(xiàn)較高的"哼哼"聲。

2)高壓熔斷器熔體連熔斷2~3次。

3)電壓互感器因內部故障過熱(如臣間短路、鐵心短路)產生高溫,使其油位急劇上升,并由于膨脹作用產生漏油。

4)電壓互感器發(fā)出臭味或冒煙,說明其連接部位松動或互感器高壓側絕緣損傷等。5)繞組與外殼之間或引線與外殼之間有火花放電,說明繞組內部絕緣損壞或連接位接觸不良。

6)電壓互感器因密封件老化而引起嚴重漏油故障等。

處理這些異常狀態(tài)時,禁止使用隔離開關或取下高壓熔斷器等方法停用故障的電壓互感器,應采用由高壓斷路器切斷故障互感器所處母線的方式停用故障電壓互感器。

第三節(jié)電氣主接線及運行

發(fā)電廠電氣主接線是由發(fā)電廠的電氣設備通過連接線,按其功能要求組成接受和分配電能的電路,成為傳輸強電流、高電壓的網絡,也稱一次接線。電氣主接線圖則是用規(guī)定的設備文字和圖形符號并按工作順序排列,詳細地表示出電氣設備或成套裝置的全部基本組成和連接關系的接線圖。根據主接線圖可以看出發(fā)電廠主要電氣設備規(guī)格。同時,主接線的確定還直接影響著電氣設備選擇、電力系統(tǒng)穩(wěn)定、繼電保護和控制方式的確定,也與配電裝置布置和運行的可靠性、經濟性密切相關。

主接線的形式按有無主母線分類,也可按每回路斷路器臺數(shù)分類,具體如下

一、電氣主接線綜述

某電廠第一期工程安裝兩臺3∞MW汽輪發(fā)電機,兩臺發(fā)電機與主變壓器組成單元接線,

220kV則采用帶專用旁路斷路器的雙母線帶旁路母線的接線方式,圖3-53示出電廠主接線圖。下面敘述上述接線方式的特點。

(一)電氣主接線及其特點

電廠220kV側有4回出線及一回起動/備用廠用變壓器回路,采用運行經驗豐富的雙母

線帶旁路母線的接線,具有較高的可靠性和靈活性,考慮出線回路數(shù)較多,可靠性和靈活性要求較高,

故設專用的旁路斷路器。

圖353所示雙母線帶旁路母線接線具有兩組主母線和一組旁路母線,每回路通過一臺斷路器及兩

組隔離開關分別連接到兩組主母線上,每回出線還通過一組隔離開關連接到旁路母線上。兩組主母線之間

通過母線聯(lián)絡斷路器(簡稱"母聯(lián)")連接,旁路母線是通過母線斷路器分別與其中一組母線相

連。在這里,主母線的作用是匯總和分配電能;旁路母線、母聯(lián)斷路器及相應隔離開關統(tǒng)稱旁路設施,其作用是檢修出線斷路器可以不停電:母聯(lián)斷路器把該母聯(lián)線上的負荷全部轉移到另一組母線上,檢修工作母線而整個不停電;另一方面,若有一回路斷路器故障,可利用母聯(lián)斷路器代替故障斷路器運行,從而使故障斷路可退出運行

檢修。其二是可改變運行方式,如母聯(lián)斷路器技人,兩組母線同時運行;母聯(lián)斷路器斷開,可使一組母

線工作,一組母線停運,或者兩組母線單獨運行的方式,這樣使運行靈活,這在故障時顯得特別重

要O

220kV出線通常采用高頻保護,線路上配置有阻波器、差接接合濾波器和電容器電壓互感器。

歸納起來,雙母線帶旁路母線接線有以下幾方面優(yōu)點:

(1)輪流檢修主母線而不中斷裝置工作和向用戶供電。例如檢修I組母線,可把全部電源和出線倒換到E組母線上,

即可對I母線檢修。同樣若檢修E組母線,可把全部電源和出線倒換到I組母線上,即可對E組母線檢修。整個過程沒有中止對用戶供電。

(2)檢修任一回路母線隔離開關,僅需斷開該回路和與此隔離開關相連的該組母線,其他電路均可通過一組母線繼續(xù)進行。

(3)一組母線發(fā)生故障,可將全部回路轉移到另一組母線上,僅短時停電就可迅速恢復

運行。

(4)檢修出線斷路器時,可利用對旁路設施,用旁路斷路器來代替線路斷路器,不會中斷對用戶的連續(xù)供電。

(5)運行調度靈活。通過倒換操作可以有多種不同運行方式,如兩組母線帶有均衡負荷并投入母聯(lián)斷路器的雙母聯(lián)并聯(lián)運行方式,這時的雙母線接線具有單母線分段接線特點;兩組母線一組工作,另一組備用的方式以及兩組母線分裂單獨運行方式,這時的雙母線接線具有單母線接線特點。

(6)在特殊情況下,可利用母聯(lián)斷路器與系統(tǒng)進行同期和解列操作。當個別回路需要進行獨立工作、試驗、線路利用短路方式熔冰時,都可進行倒閘操作倒換負荷,騰出一條母線,將線路單獨接到騰出的母線上,不致影響其他回路正常運行。

雙母線帶旁路母線的接線有著工作可靠、調度靈活、檢修方便、便于擴建的諸多優(yōu)點。其缺點主要是接線相對較復雜、投資增大、母線故障仍需短時停電,而且在操作過程中,隔

離開關作為操作電器,容易引起誤操作等。

(二)運行方式

發(fā)電廠電氣標準運行方式為正常情況下,系統(tǒng)應經常采用的運行方式。只有在事故處

理、設備故障或檢修需要時,才允許更改標準運行方式為非標準運行方式。其中,屬于中(網)調所轄設備的運行方式,由調度命令值長下達執(zhí)行,廠用電系統(tǒng)的運行方式按值長或廠總工程師命令執(zhí)行;事故處理或緊急情況下,允許電氣值班人員按當時的實際情況更改運行方式,事后立即報告值長。還有,當系統(tǒng)無論采用什么運行方式,各設備的繼電保護裝置和自動裝置均應按"繼電保護和自動裝置"運行規(guī)程的規(guī)定技人運行。

雙母線帶旁路母線接線在運行時,一般旁路母線都不帶電,其標準運行方式一般都采用雙母線并列運行。這時母

聯(lián)斷路器合上,兩組母線與電源和負荷均勻并固定連接,此時的雙母線接線實質上成為單母分段接線的運行方式。這樣可使繼電保護整定簡單,電壓調整方

便。

雙母線帶旁路母線接線的非標準運行方式有:

一組主母線運行,另一組主母線檢修的運行方式。這時母聯(lián)斷路器斷開,所有的迸出線均倒換至運行的主母線上,這相當于單母線運行方式。

雙母線并列,但并非固定的連接運行方式。這時母聯(lián)斷路器合上,要根據需要,均衡地雙母線解列運行方式。這種運行方式下母聯(lián)斷路器是斷開的。各組主母線所帶負荷不

220kV系統(tǒng)中性點接地方式及相應的零序保護技人都應按調度命令執(zhí)行。通常220KV系

統(tǒng)在整個運行中,應保持有一半主變壓器中性點直接接地。

二、主接線典型操作

發(fā)電廠中的電氣設備,由于檢修、改變運行方式或發(fā)生故障時須將它們投入或退出,這還有旁路斷路器代替出線斷路器的運行及母聯(lián)斷路器串聯(lián)于故障出線斷路器的運行方式

將運行的各回路分配在兩組主母線上。

變,相當于兩組主母線單獨運行。

就要進行一系列操作,習慣上稱為"倒閘操作"

。

電氣設備的倒閘操作是一項嚴謹?shù)墓ぷ鳌�為保證操作過程中的安全和可靠,必須嚴格貫徹執(zhí)行行之有效的技術措施和組織措施,如操作命令和命令復誦制度、操作票和操作監(jiān)護制度以及操作票管理等。此外,還應特別注意不要帶負荷拉、合隔離開關,不要

帶地線合斷路

器,及嚴格遵守停、送電操作順序等。

1.母線操作

母線的操作包括母線的投入和退出,以及接在母線上的設備在兩組母線上的倒換等。(1)母線操作原則。進行母線倒閘操作時,應確認母聯(lián)斷路器狀態(tài),并取下其控制熔絲

后才能進行倒閘操作,要防止在操作過程中母聯(lián)斷路器跳閘,發(fā)生帶負荷拉合隔離開關事故。母聯(lián)斷路器斷開之前必須確認負荷已轉移完畢、母聯(lián)斷路器電流表指示為零。

以母聯(lián)斷路器向備用母線充電,應投入母聯(lián)斷路器全部保護裝置,以便一旦備用母線有故障,可迅速切除。母線送電前,應先將母線電壓互感器投入;母線停電時,應先將母線上

所有負荷轉移完后再退出電壓互感器,以免在轉換過程中儀表和保護失壓。

母線停電后應驗明母線無電壓后,方可推上該母線的接地開關。在倒閘操作過程中,母線差動保護禁止退出運行。

(2)母線倒閘操作。假設主接線處于兩組母線并列運行的標準方式下,現(xiàn)在操作任務是退出I組母線檢修、E組母線繼續(xù)運行,其操作步驟基本如下:

1)確認母聯(lián)斷路器在合閘位置,并取下母聯(lián)斷路器控制熔絲。

2)將I組母線上全部負荷倒換至E組母線上。應根據隔離開關布置及現(xiàn)場習慣,可按順序逐條將連接在E組母線上隔離開關合上,再逐條拉開連在I組母線上的隔離開關,也可

按順序先后合上某回線連在E組母線上隔離開關,隨即斷開連在I組母線的隔離開關。

3)確認負荷轉移完,母聯(lián)斷路器電流表指示為零。

4)斷開接在I組母線電壓互感器的隔離開關,取下二次熔絲05)合上母聯(lián)斷路器控制熔絲。6)斷開母聯(lián)斷器路及兩側隔離開關。7)對I組母線驗電。

8)確認I組母線元電壓,合I組母線接地開關。

9)按工作票要求懸掛"警告牌"

(1)線路操作原則。

。

對于一組母線工作另一組母檢修的運行方式時,母線的倒閘操作可參照上述操作進行。2.22OKV線路的操作1)線路送電時,應先送上線路有關保護,加用母差保護及斷路器失靈保護跳該線路連接片,送電后重合閘及遠切操作連接片位置應由調度、值長命令。

3)若要合上或斷開線路側接地開關,應由調度、值長下達命令。4)旁路斷路器應加用與代替線路斷路器相符且整定值一樣的保護。5)旁路斷路器接入母線與被代替的線路斷路器一致。

6)送電時,先合母線側隔離開關,再合線路側隔離開關,最后合上斷路器。

7)停電時,先斷斷路器,然后拉開線路側隔離開關,再拉開母線側隔離開關,最后退出有關保護。

(2)操作步驟。以采用旁路斷路器代替的檢修出線斷路器為例說明線路停電的操作步聚。

1)安裝旁路斷路器控制及信號熔絲。

2)合旁路斷路器母線側隔離開關(應與被代線路在同一母線上),檢查已合上。

2)線路停電時,應先停用線路重合閘及遠切保護連接片,停電后應停用母差及斷路器

失靈保護,跳該線路連接片。

3)合旁路斷路器旁路母線隔離開關,檢查已合上。

4)合旁路斷路器向旁路母線充電,檢查充電是否良好。

5)斷開旁路斷路器,檢查已斷開。

6)合被代線路旁路母線側隔離開關,檢查已合上。7)合旁路斷路器,檢查已合上。

8)斷開被代線路斷路器。

9)斷開被代線路的線路側隔離開關。10)斷開被代線路的母線側隔離開關。

11)按調度命令停用被代線路斷路器重合閘及遠切保護連接片,而加用旁路斷路器重合|明及遠切保護連接片。

經上述步驟操作,線路斷路器已退出運行,做必要安全措施即可檢修。線路的送電操作步驟可仿上述方法制定O

3.合環(huán)、解環(huán)操作

(1)電網中的合環(huán)、解環(huán)操作首先應遵守電氣設備操作原則,如送電操作順序等;對變

壓器投運時,為避免變壓器充電時產生過大的勵磁涌流,一般應采用從高壓側充電、低壓側并列的方法等。

(2)解環(huán)操作應注意滿足穩(wěn)定要求,特別是對某些穩(wěn)定儲備系數(shù)較低的系統(tǒng),解環(huán)后各(3)合環(huán)操作應先測定相位,使合環(huán)后相位一致,合環(huán)后潮流分布要合理,元件負荷、元件不應超負荷、各節(jié)點電壓不應超出規(guī)定值,繼電保護裝置應適合解環(huán)后的運行方式。

節(jié)點電壓不應超過規(guī)定值,繼電保護裝置自動裝置合環(huán)后應適應環(huán)網的運行方式。

三、事故處理原則

220kV系統(tǒng)的事故一般出現(xiàn)在線路、斷路器和母線上,在處理事故時要密切注意各種現(xiàn)在下列情況進行事故處理時可先操作后匯報。(1)對于直接危及人身安全的設備進行停電。(2)進行廠用電切換,確保廠用電不失。

(3)對于損壞嚴重的設備進行停電、隔離。(4)對于事故情況下應斷開而未斷開的斷路器斷開。

若220kV線路因保護誤跳閘而與系統(tǒng)解列,當線路上有電壓時,應該迅速同期并列。為加快并列速度可以解除同期閉鎖,在頻率偏差小于0.5Hz,電壓波動在±20%范圍內可直接進行并列。

當母線因故障而電壓消失時,先應斷開故障母線上的所有斷路器,進行廠用電切換,確保廠用電。如果高壓備用變壓

象、表計指示以及事態(tài)的發(fā)展。

器在故障母線上,確認高壓備用變壓器無故障后將高壓備用變壓器倒至非故障母線上運行,恢復廠用電,而后對故障母線進行檢

查,用母聯(lián)斷路器(若有條件用發(fā)電機零起升壓)對故障母線試充電。若此時母線故障保護跳閘,查找故障點;一時查不出原因,

可將線路倒至非故障母線上運行。進行試充電時,應通知現(xiàn)場人員離開。若母線無故障,則可能是斷路器失靈引起的母線失

壓,恢復母線送電,用非故障斷路器送電。線路斷路器故障時可用旁路斷路器代替線路斷路器運行。第六章

第一節(jié)廠用電及其接線

-、概述

現(xiàn)代發(fā)電廠尤其是火力發(fā)電廠生產過程機械化、自動化程度相當高,需要許多輔助機械

為發(fā)電廠的主設備(鍋爐、汽輪機、發(fā)電機)服務,以保證機組安全可靠運行。這些以電動機拖動的廠用機械的用電、發(fā)電廠照明用電,以及試驗、檢修、整流電源等,總稱為廠用電。

廠用機械的重要性決定了廠用電的重要程度。廠用電是發(fā)電廠最重要的負荷,應高度保

廠用電一般有交流6kV、交流380V/220V和直流220V和110V等幾個電壓等級。功率在2∞KW及以上的廠用機械電動機一般采用6kV交流供電,380/220V交流有工作

證供電的可靠性和連續(xù)性O和保安電源兩類;220V直流對直流事故照明、交流um電源、直流電動機及其他動力負荷供電,110V直流主要是對控制、保護、測量、信號及其他控制負荷電源供電。

廠用電系統(tǒng)通常采用單母(分段)接線。對于廠用6KV接線,可分為:1.6kV廠用電不設公用段母線方式

每臺機組設兩段6kV工作母線,供電給本身的機爐負荷,全廠性公用負荷分散接于每臺機爐廠用母線上,同時又相對集中以使接線及布置相對清晰,檢修方便,不另設公用段。

正常運行時,公用負荷由高壓廠用工作變壓器供電,另設一臺啟動/備用變壓器作為供機組起停時的廠用電源,并兼作高壓廠用變壓器事故備用。當單元機組大修時,公用負荷改由啟動/備用變壓器供電o

2.6kV廠用電設公用段母線方式

每臺機組設立兩個獨立的6kV高壓廠用工作母線段,全廠性的公用負荷接在專設的公正常運行時,工作段母線上連接機爐本體負荷,由本機組連接的高壓廠用工作變壓器供

啟動/備用變壓器作為啟動或停機時的電源,并兼作高壓廠用工作變壓器的事故備用。以下以典型電廠廠用電接線為例,分析交流廠用電的特點,直流系統(tǒng)在第五節(jié)講述。二、典型電廠廠用電接線綜述

用段上。優(yōu)點是:公用負荷集中,無過渡問題,每單元機組獨立性強,便于母線的清掃。電。而公用段上所接的全廠性公用負荷,由啟動/備用變壓器供電。

1.高壓廠用電

典型電廠的廠用電接線如圖3-6-1所示。

每臺發(fā)電機組從發(fā)電機出口引接一臺容量5OMVA的分裂繞組變壓器作為該機組廠用工

作電源。采用分裂繞組變壓器可有效地限制廠用電低壓側短路電流,可選用輕型設備并減小電纜截面。當?shù)蛪簜纫欢文妇�故障時,可使另一段母線電壓保持一定水平,不致影響重要廠用負荷運行。

6kV廠用電采用單母分段接線,每臺發(fā)電機廠用電設兩段,分別從分裂繞組變壓器低壓側引出這樣可提高重要雙套廠用機

O

械、6kV電動機和6/0.4kV廠用變壓器供電的可靠性,同時也使每臺發(fā)電機輔助設備與鍋爐檢修同時進行,便于管理。

典型電廠6.3kV采用有公用段接線。全廠公用/備用變壓器采用有載調壓的分裂繞組變壓器,高壓側接于220kV母線,低壓側采用共箱母線接入6.3kV公用/備用段。全廠公用負荷(包括輸煤、化水、低壓公用變壓器、備用變壓器等)正常時分接在兩段公用/備用母線

上,由公用/備用變壓器供電。一旦公用/備用變壓器發(fā)生故障或檢修,手動切換到1號或2號機組高壓廠用工作變壓器上。

裝設6kV快速切換裝置,在出現(xiàn)任何故障情況下,一旦工作廠用電源故障,快速切換至公用/備用變壓器上,由公用/備用變提供廠用電。在這里高壓公用/備用變壓器還兼作機組的起動電源

O

值得注意的是由于工作電源和廠用備用電源低壓側有可能并聯(lián)運行,因此發(fā)電廠的公用l備用變壓器與廠用工作變壓器的接線組別的選擇,必須滿足能保證低壓側并聯(lián)的可能性。電廠廠用電工作變壓器采用A/Y-Y接線,而公用/備用變壓器采用Y/Y-Y的接線組別,從

而保證低壓側相位的一致性

2.低壓廠用電

O

低壓廠用電電"壓為380/220V,低壓廠用母線采用單母線分段接線。

380V低壓系統(tǒng)為中性點直接接地系統(tǒng),這樣對單相接地故障處理有好處,一方面,單

相接地時,中性點不發(fā)生位移,防止了相電壓不對稱和超過250V;另一方面保護裝置可立即動作于跳閘,電動機可以停止運轉。

低壓廠用工作變壓器、低壓公用變壓器均成對設置,采用互為備用方式,不另設專用的備用變壓器,即每臺機組各段4臺低壓工作變壓器,兩臺互為備用,供給本機組機爐負荷,每臺機設兩臺除塵變壓器,分別接在6kVAB母線上,每臺機設

、

一臺照明變壓器,接在6kV

工作A段上,兩臺機設一檢修變壓器,接在6kV公用B段上,與照明變壓器備用。每段一臺低壓公用變壓器供給機組公用負荷,每兩臺公用變壓器互為備用,廠區(qū)輸煤變壓器、化水變壓器、除塵變壓器、廠前區(qū)變壓器、綜合水泵房變壓器、循環(huán)水變壓器均成對設置,采用互為備用方式。

低壓380V母線采用分段式,正常情況下有對應的低壓廠用變壓器供電,聯(lián)絡斷路器處于斷開狀態(tài)。AB互為備用,CD互

、

、為備用。AB或CD的變壓器高壓側接自不同的

、、

6W母線段,這便于保證供電的可靠性。一般情況下不允許兩臺變壓器并聯(lián)供電。

3.事故保安電源

為了保證在全廠事故停電時能安全可靠地停機,避免電廠設備遭損壞,因此在每組發(fā)電

機機組4∞v低壓廠用電系統(tǒng)中安裝一套mkW應急柴油發(fā)電機作為事故保安電源。每臺發(fā)電機組保安負荷分別接在兩段保安段上,正常時由低壓廠用工作變壓器供電,當正常工作電

源消失時,快速自動起動柴油發(fā)電機供電。有關柴油機和保安電源的內容在第四節(jié)詳述。

三、廠用電倒閘操作-般規(guī)定

1)廠用電系統(tǒng)的倒閘操作和運行方式的改變應由值長發(fā)令,并通知有關人員。2)除緊急操作和事故處理外,一切正常操作應按規(guī)定填寫操作票,并嚴格執(zhí)行操作監(jiān)

護及復誦制度O

3)廠用電系統(tǒng)倒閘操作,一般應避免在高峰負荷或交接班時進行。操作當中不應進行

交接班,只有當操作全部終結或告一段落時,方可進行交接班。

4)新安裝或進行過有可能變換相位作業(yè)的廠用電系統(tǒng),在受電與并列切換前,應檢查相序、相位的正確性。

5)設備技運前,應先進行檢查和試驗。

6)正常情況下,不得任意改變廠用電系統(tǒng)的運行方式。

7)當改變運行方式時,按規(guī)定應相應改變繼電保護及自動裝置的運行方式。

8)廠用電系統(tǒng)電源切換前,必須了解電源系統(tǒng)的連接方式。若環(huán)網運行,應并列切換。若開環(huán)運行及事故情況下對系統(tǒng)接線方式不清時,不得并列切換。

9)倒閘操作應考慮環(huán)并回路與變壓器有無過載的可能,運行系統(tǒng)是否可靠,事故處理四、廠用電系統(tǒng)事故分析及處理(一)6kV系統(tǒng)接地

造成6KV系統(tǒng)接地的主要原因是:電氣設備絕緣損壞發(fā)生擊穿,電氣設備受潮或因小

動物爬到電氣設備上等所造成。

廠用6kV一般為不接地系統(tǒng),因此一旦發(fā)生單相接地故障,將造成6kV系統(tǒng)非故是否方便等。

障相對地電壓升高,影響廠用電的正常運行,嚴重時將由單相接地發(fā)展到兩相接地。單

相接地時接地電流大小由系統(tǒng)的分布電容來決定。6kV系統(tǒng)單相接地運行時間不得超過劫,在發(fā)生接地2h內,要盡快地檢查找出接地原因和接地點,盡可能地予以消除,單相接地一般處理方法是:

(1)首先通過絕緣監(jiān)察裝置確定接地發(fā)生在哪一段6kV母線段上,等確定接地段后對接(2)聯(lián)系接地段母線上所接動力負荷的機爐值班人員,檢查是否因啟動高壓動力設備引(3)如果低壓變壓器接地信號繼電器動作發(fā)生信號,則將接地變壓器的負荷倒至另一互(4)如以上辦法未能找出接地點和接地設備,即無明顯的設備接地信號,就需要逐一將對應接地母線上的設備瞬時停電,找出接地點:先次要負荷,后重要負荷;先停有備用的設備,后停無備用的設備;先停轉機,后停變壓器。停電前要考慮是否影響機組的運行,否則要請示值長或上級調度。已判斷出為非接地設備,停電后要盡快恢復原有運行方式。

(5)未能找出接地點和接地設備,則接地可能發(fā)生在6KV母線上或母線電壓互感地段進行檢查。

起接地,并檢查是哪個動力設備的接地信號繼電器動作,找出接地設備后,進行消除。

為備用的低壓廠用變壓器上,將接地變壓器停電后,找出接地點。器上,母線上發(fā)生接地時,盡量把負荷轉移到其他電源供電,然后將接地母線或電壓互感器停電,找出接地點o

(二)6kV系統(tǒng)電壓互感器熔絲熔斷

一旦發(fā)現(xiàn)6kVTV熔絲熔斷現(xiàn)象,應立即把因電壓消失將有可能造成誤動作的繼電保護及自動裝置等退出運行,并盡快更換熔絲,恢復TV運行,待TV恢復正常后,投入退出的繼電保護、自動裝置等。

(三)6kV工作電源跳閘

工作電源開關在運作中一旦跳閘,將使6kV工作母線失電,并嚴重影響廠用電、發(fā)電

機的安全運行,甚至會造成廠用電中斷、發(fā)電機組停機等嚴重事故。

6kV工作電源開關跳閘的原因有母線故障、母線所接負荷故障造成越級跳閘、工作電源

處理方法:廠用6kV工作電源開關與備用電源開關間設有快切裝置,運行中一旦發(fā)生工作電源開關跳閘,應首先檢查備用電源開關的運行狀態(tài),備用電源開關是否已代替工作電源開關運行。在基本排除是母線故障的前提下,若備用電源開關未及時聯(lián)動,有可能是快切裝置故障,應立即強送備用電源一次,確保廠用電的運行。

如因母線故障使工作和備用電源開關跳閘,則應對失壓母線進行停電操作,故障將會對機組的運行狀態(tài)產生影響,一

開關本身故障、誤操作等。

般會失去一部分負荷。檢查故障點及原因,并予消除。待故障消除后,用備用電源開關對母線進行試充電。充電良好,母線

正常后,恢復正常運行方式,并對失壓母線的負荷依次恢復供電o

(四)低壓廠用變壓器工作斷路器跳閘

對380V廠用電源來說,一段母線有工作電源和備用電源。備用電源可以是380V備用段

(明備用),也可能是另一路工作電源(暗備用)。各廠的廠用電設計有所不同,備用電源可以自動投入,也可以在失

電情況下才能手動合上備用電源開關。

(1)有備用電源投入裝置時,低壓廠用變壓器工作斷路器跳閘,則:

1)工作廠用電源因故障跳閘,若備用電源、自動投入,則復歸開關指示燈的閃光,檢查并找出故障點o

2)工作廠用電源因故障跳閘,若備用電源未自動技人時,可不經任何檢查立即用備用

電源強送一次。若備用電源投入后立即跳閘,說明故障在母線上或設備越級跳閘,不得強送。

3)若工作廠用電源故障跳閘,備用電源自動投入未成功,不再強送,說明故障在母線

上或設備越級跳閘。

(2)有備用電源而無自動投入裝置或無備用電源時,工作廠用電源故障跳閘,則:

1)若有備用電源而元自動投入裝置,可立即用備用電源強送一次,若未成功,說明故2)無備用電源,則可不經檢查立即用工作廠用電源強送一次。

障在母線上或設備越級跳閘。

第二節(jié)6KV廠用電快切裝置

-、概述

大容量火電機組的特點之一是采用機、爐、電單元集控方式,廠用電系統(tǒng)的安全可靠性

對整個機組乃至整個電廠運行的安全、可靠性有著相當重要的影響,而廠用電切換特別是6W廠用電的切換則是整個廠用電系統(tǒng)的一個重要環(huán)節(jié)。

大容量火電機組的另一特點是電動機數(shù)量多、容量大,使得廠用母線失電后電壓衰減較

慢。發(fā)電機組對6kV廠用電切換的基本要求是安全可靠。其安全性體現(xiàn)為切換過程中不能造成設備損壞,而可靠性則體現(xiàn)為提高切換成功率,減少備用變過流或重要輔機跳閘造成鍋爐、汽機停運的事故。

早期的電廠,廠用電切換的通常做法為:

(1)以工作開關輔助觸點直接起動備用開關投入。這種方式其安全性主要取決于廠用母

線電壓與備用電源電壓的初始相角及開關動作時間,若初始相角較大或開關動作時間長時,合閘瞬間廠用母線反饋電壓與備用

電源電壓間相角差較大,甚至可能接近1800,電動機承受約兩倍額定電壓沖擊,暫態(tài)合閘沖擊電流可高達18倍額定電流。這種情況下,一方面電動機易受沖擊損壞,另一方面可能造成備用變壓器過流跳閘或輔機跳閘、切換失敗。

若在合閘回路中加延時,以圖躲過180。反相點,因到達反相點的時間不是固定不變的,它受系統(tǒng)運行方式、廠用負荷、故障類型等許多因素的影響,因此加固定延時不能可靠保證躲過反相點合閘。

(2)在合閘回路中另串普通機電式或電子式同期檢查繼電器。串同期檢查繼電器的目的是保證合閘命令(合閘脈沖)發(fā)出時刻其相角、頻角等滿足整體要求。但是,一般的同期繼電器只適合跟蹤變化相對較慢和連續(xù)均勻變化的信號,而母線反饋電壓變化的特點恰恰是頻率、相角和幅值快速變化,且變化速率不均勻。

(3)合閘回路中串殘壓檢定環(huán)節(jié),即殘壓切換。殘壓切換時間因機組容量和廠用負荷的不同而不同,一般在1s以上,若殘壓整定為20%U,備用電源投入時沖擊電流仍可高達10倍;若殘壓整定為40%U,備用電源合上后,沖擊電流將更大,而電動機自起動電流也可達3~5倍額定電流。

以上幾種廠用電切換方式都不能很好地滿足安全性、可靠性的要求。實踐中發(fā)生過多起與廠用電切換有關的問題和事故。

隨著真空SR開關的廣泛應用,廠用電源、應用新一代快速切換裝置已毋容置疑,新一代快速切換裝置為滿足機組運行的要

求,采用快速切換、同期捕捉切換、殘壓切換等適合不同場合、不同條件、不同情況下的廠用電源切換。

進行分類。

快切裝置的切換方式有多種,可以按開關動作順序、啟動原因分類,還可按切換速度來

按開關運作順序分類有并聯(lián)切換、串聯(lián)切換和同時切換。按起動原因分有正常手動切換、事故自動切換和不正常情況自動切換。按切換速度分類有快速切換、短延時切換、同期捕捉切換、殘壓切換、長延時切換。在下面的原理介紹里再詳細闡述。

二、快速切換、同期捕捉切換、殘壓切換原理簡介

1.快速切換

假設有圖363所示的廠用電系統(tǒng),工作電源由發(fā)電機出口經廠用高壓工作變壓器引人,

備用電源由電廠高壓母線或由系統(tǒng)經起動/備用變壓器引人。正常運行時,廠用母線由工作電源

供電,工作電源側發(fā)生故障時,必須跳開工作電源開關QF1,此時廠用母線失電,由于廠

用負

QF3

荷為異步電動機,電動機將惰行,母線電壓為眾多電動機的合QF4成反饋電壓,稱其為殘壓,

以坐標形式繪出的某3∞MW機組6kV母線殘壓相量變化就

跡(殘壓衰減較慢的情況)如圖363所示。其中UD為母線殘

殘壓的頻率和幅值隨時間逐漸衰減。

圖363廠用電一次系統(tǒng)簡圖壓,Us為備用電源電壓oAU為備用電源電壓與母線殘壓間的

差拍電壓。合上備用電源后,電動機承受的電壓UM為

UM=[XM/(Xs+XM)]AU式中XM一一母線上電動機組和低壓負荷折算到高壓廠

用電壓后的等值電抗;

Xs一一電源的等值電抗。

令K=XM/(Xs+XM),則

UM=KAEf

為保證電動機安全自起動,UM應小于電動機的允許的最高起動電壓,設為1.1倍額定電壓孔,則有

假定正常運行時工作電源與備用電源同相,其電壓相量端點為A,則母線失電后殘壓相量端點將沿殘

壓曲線由A向B方向移動,如能在A-B段內合上備用電源,則既能保證電動機安全,又不使電動機轉速下降太多,這就是所謂的"快速切換"

。

圖363中,快速切換時間應小于0.2s,實際應用時,B點通常由相角來界定,如ω0,即應有一定的提前量,提前量的大小取決于頻差和合閘時間。如在合閘固有時間內平均頻差為lHz,合閘時

間為1∞邸,則提前量約為3600

快速切換的整定值有兩個,即頻差和相角差,在裝置發(fā)出合閘命令前瞬間將實測值與整定值進行比較

,判

斷是否滿足合閘條件。由于快速切換總是在起動后瞬間進行,因此頻差和相差整定可取較小值。

2.同期捕捉切換

圖343中;過B點后BC段為不安全區(qū)域,不允許切換。在C點后至CD段實現(xiàn)的切換

以前通常稱為"延時切換"或"短延時切換"。前面已分析過,用固定延時的方法并不可靠。最后的辦法是實時跟蹤殘壓的頻差和角差變化,盡量做到在反饋電壓與備用電源電壓相量第一次相位重合時合閘,這就是所謂的"同期捕捉切換"。以上圖為例,同期捕捉切換時間約為0.缸,對于殘壓衰減較快的情況,該時間要短得多。若能實現(xiàn)同期捕捉切換,特別是同相點合閘,對電動機的自起動也很有利,因此時廠母電壓衰減到65%~70%左右,電動機轉速不至于下降很大,且備用電源合上時沖擊最小。

需要說明的是,同期捕捉切換之"同期"與發(fā)電機同期并網之"同期"有很大不同,同期捕捉切換時,電動機相當于異步發(fā)電機,其定子繞組磁場已由同步磁場轉為異步磁場,而轉子不存在外加原動力和外加勵磁電流。因此,備用電源合上時,若相角差不大,即使存在一些頻差和壓差,定子磁場也將很快恢復同步,電動機也很快恢復正常異步運行。所以,此處同期指在相角差零點附近一定范圍內合閘

(合上)

。

在實現(xiàn)手段上,同期捕捉切換有兩種基本方法:一種基于"恒定越前相角"原理,即根據正常廠用負荷下同期捕捉階段相角變化的速度(取決于該時的頻差)和合閘回路的總時

間,計算并整定出合閘提前角,快切裝置實時跟蹤頻差和相差,當相差達到整定值,且頻差不超過整定范圍時,即發(fā)合閘命令;當頻差超范圍時,放棄合閘,轉入殘壓切換。這種方法優(yōu)點是較為可靠,合閘角不至偏差太大,缺點是合閘角精確度不

高,且隨廠用負載變化而變化。另一種基于"恒定越前時間"原理,即完全根據實時的頻差、相差,依據一定的變化規(guī)

律模型,計算出離相角差過零點的時間,當該時間接近合閘回路總時間時,發(fā)出合閘命令。該方法從理論上講,能較精確地實現(xiàn)過零點合閘,且不受負荷變化影響。但實用時,需解決不少困難:一是要準確地找出頻差、相角差變化的規(guī)律并給出相應的數(shù)學模型,不能簡單地利用線性模型;二是由于廠用電反饋電壓頻率變化的不完全連續(xù)性(有跳變)及頻率測量的間斷性(lOm一點)等,造成頻差及相差測量的間斷和偏差;另外,合閘回路的時間也有一定的離散性等。由于在同期捕捉階段,相差的變化速度可達1~20/lm,因此任何一方面產生的誤差都將大大降低合閘的準確性o

同期捕捉切換整定值也有兩個。當采用恒定越前相角方式時,為頻差和相角差(越前角);當采用恒定越前時間方式時,為頻差和越前時間(合閘回路總時間)。同期捕捉方式下,頻差整定可取較大值。

3.殘壓切換

當殘衰減到20%~40%額定電壓后實現(xiàn)的切換通常稱為"殘壓切換"。殘壓切換雖能保

證電動機安全,但由于停電時間過長,電動機自起動成功與否、自起動時間等都將受到較大限制。在圖364情況下,殘壓衰

減到40%的時間約為1s,衰減到20%的時間約為1.4s。而對另一機組的試驗結果表明,衰減到20%的時間為2so

4.長延時切換

長延時切換是在以上三種切換方式均無法實現(xiàn)或由于系統(tǒng)或輔機原因而不能采用以上三

種方式進行的切換。其原理是:在跳開工作電源開關足夠長的時間,如過3~5s后再合上備用電源。這種方式在國內采用很少,但國外的快切裝置有此種方式。

三、典型裝置功能與操作介紹

以MFC(2αm)型微機快切裝置為例,介紹新型快切裝置的功能

,同時敘述快切裝置的

操作。

1.切換功能

(1)正常切換。正常切換是指升負荷過程中,當機組的負荷大于其額定功率的30%時,

將6kV廠用電源由備用電源切換至工作電源;或在減負荷過程中,將6kV廠用電源由工作電源切換至備用電源,由運行人員(或DCS控制菜單)來完成的廠用電切換。

正常切換由手動起動,在控制臺、DCS系統(tǒng)或裝置面板上均可進行。正常切換是雙向的,可以由工作電源切向備用電

源,也可以由備用電源切向工作電源。正常切換有以下幾種方式:

1)并聯(lián)切換。

并聯(lián)自動:手動起動,若并聯(lián)切換條件滿足,裝置將先合備用(工作)開關,經一定延

時后再自動跳開工作(備用)開關,如在這段延時內,剛合上的備用(工作)開關被跳開,則裝置不再自動跳工作(備用)。若起動后并聯(lián)切換條件不滿足,裝置將閉鎖發(fā)信,并等待復歸。

并聯(lián)半自動:手動起動,若并聯(lián)切換條件滿足,合上備用(工作)開關,而跳開工作

(備用)開關的操作由人工完成,若在規(guī)定的時間內,操作人員仍未跳開工作(備用)斷路器,裝置將發(fā)出告警信號。若起動后并聯(lián)切換條件不滿足,裝置將閉鎖發(fā)信,并等待復歸。

2)正常同時切換。

手動起動,先發(fā)跳工作(備用)開關命令,在切換條件滿足時,發(fā)合備用(工作)開關

命令。若要保證先分后合,可在合閘命令前加一定延時。

正常同時切換可有三種切換條件:快速、同期捕捉、殘壓切換,快切不成功時自動轉入同期捕捉或殘壓。

3)操作步驟,以常見的并聯(lián)半自動將備用電源倒為工作電源為例,首先要確定是在裝置上還是在控制臺上進行操作,一般控制臺對應控制方式中的"遠方"切換,裝置對應控制方式中的"就地"切換。在確定控制方式后,檢查快切裝置己復歸,沒有快切裝置閉鎖信號,將串/并聯(lián)方式選擇"并聯(lián)",選"半自動",手動起動,則工作電源合上與備用電源并列運行,運行人員手動斷開備用電源開關,并復歸裝置,為下一次切換作準備。

(2)事故切換。事故切換由保護出口起動,為單向,即只能由工作電源切向備用電源。

事故切換有兩種方式:串聯(lián)切換時保護起動,先跳工作電源開關,在確認工作開關已跳開且切換條件滿足時,合上備用電源。串聯(lián)切換有三種切換條件:快速、同期捕捉、殘壓。事故同時切換時由保護起動,先發(fā)跳工作電源開關命令,在切換條件滿足時即(或經延時)發(fā)合備用電源開關命令。事故同時切換也有三種切換條件:快速、同期捕捉、殘壓。

要保證快切裝置在事故下能正確動作,則首先保證裝置電源正常,沒有閉鎖信號,沒有報警信號,一般將裝置至于"串

聯(lián)""自動"方式。

不正常情況切換由裝置檢測到不正常情況后自行起動,為單向,即只能由工作電源切向備用電源。不正常情況指以下兩種

情況:①廠用母線失電。當廠用母線三相電壓均低于整定值,時間超過整定延時,則裝置根據選擇方式進行串聯(lián)或同時切換。切換條件:快速、同期捕捉、殘壓。②工作電源開關誤跳。因各種原因(包括人為誤操作)造成工作電源開關誤跳開,裝置將在切換條件滿足時合上備用電源。切換條件:快速、同期捕捉、殘壓。

2.低壓減載功能

切換過程中的短時斷電將使廠用母線電壓和電動機轉速下降,備用電源合上后電動機成

組自起成功與否將主要取決于廠用母線電壓。此時若切除某些不重要輔機,將有利于重要輔機的自起動。裝置可有二段低壓減載出口,

二段可分別設定延時,以備用電源合上為延時起始時間。

3.閔鎖和報警、故障處理功能

某些保護動作時(如分支過流、母差等),為防止備用電源誤投入故障母線,可由這些保護將裝置閉鎖,裝置將給出信號并等待復歸。

換過程中如發(fā)現(xiàn)一定時間內該跳的開關未跳開或該合的開關未合上,裝置將根據不同的切換方式分別處理并給出信置異常閉鎖信號。如同時切換或并聯(lián)切換中,若該跳開的開關未能跳開,將造成兩電源并列,此時裝置將執(zhí)行去搞合功能,跳開剛合上的開當裝置內部軟連接片或控制臺閉鎖開關閉鎖裝置的跳合閘出口時,裝置將給出出口閉鎖裝置起動切換的必要條件之一是工作、備用開關一個合著,另一個打開,若正常監(jiān)測時信號以警示運行人員,出口閉鎖可往復技退,不必經手動復歸。

發(fā)現(xiàn)這一條件不滿足(工作開關誤跳除外),將閉鎖出口,并發(fā)信號、等待復歸。另外,切

關。

若工作電源投入時備用電源失電或備用電源投入時工作電源失電,都將無法進行切換操作,裝置將給出報警信號并進

入等待復歸狀態(tài)。考慮備用段"IV檢修的情況,可將此功能進行投退。但退出后,后備失電情況下,只能實殘壓切換。

廠用母線"rv一相或二相斷線時,裝置將閉鎖報警并等待復歸。裝置技人后即始終對某些重要部件如C町、RAM

、

EPROMEEPROMA/D等進行自檢,

、、

一旦有故障將閉鎖報警o

裝置開關電源輸出為+衍,土15V,±24V。任一路失電都將引起工作異常,特設電壓

監(jiān)視回路并獨立于CPU工作,一旦失電立即報警。

等待復歸是一個總的信號,在下列情況下,裝置將自行閉鎖,進入等待復歸狀態(tài),在此狀態(tài)下,將不響應任何外部操

作及起動信號,只能手動復歸解除。如閉鎖或故障仍存在,則復歸后信號依舊:①進行了一次切換操作后。②發(fā)出閉鎖(出

口閉鎖除外)信號后。出口閉鎖由人工投退。③發(fā)生故障情況后(電壓消失除外)

四、快切裝置應用中的問題

1)快速切換在快速開關問世以后才得以實現(xiàn)�？焖匍_關的合閘時間一般小于1∞m,

有的甚至只有40~5Om左右,這為實現(xiàn)快速切換提供了必要條件。假定事故前工作電源與備用電源同相,并假定從事故發(fā)生到工

。

作開關跳開瞬間,兩電源仍同相,則若采用同時方式切換,且分合閘錯開時間L斷電時間)整定得很小(1Om),則備用

電源、合上時相角差也很小,沖擊電流和自起動電流均很小。若采用串聯(lián)切換,則斷電時間至少為合閘時間,假定為1∞m,對30萬機組,相角差約為200~300左右,備用電源合閘時的沖擊電流也不很大,一般不會造成設備損壞或快切失敗。

2)快速切換能否實現(xiàn),不僅取決于開關條件,還取決于系統(tǒng)接線、運行方式和故障類型。系統(tǒng)接線方式和運行方式決定了正常運行時廠用母線電壓與備用電源電壓間的初始相角,若該初始相角較大,如大于200,則不僅事故切換時難以保證快速

切換成功,連正常關聯(lián)切換也將環(huán)流太大而失敗或造成設備損壞事故。故障類型則決定了從故障發(fā)生到工作開關跳開這一期間廠用母線電壓和備用電源電壓的頻率、相角和值變化,此外保護動作時間和其他有關開關的動作時間及順序也將影響頻

率、相角等的變化。

因此,實際情況下,可能出現(xiàn)這樣的情況,一是某些電廠客觀條件上無法實現(xiàn)快速切換;二是有的機組有時快速切換成功,有時快切不成功。

3)快切不成功時最佳的后備方案是同期捕捉。有關數(shù)據表明,反相后第一個同期點時間約為0.4~0.缸,殘壓衰減到允許值(如20%~40%)為1~紜,而長延時則要經現(xiàn)場試驗后根據殘壓曲線整定,一般為幾秒,以保證自起動電流為4~6倍�？�

見,同期捕捉切換較之殘壓切換和長延時切換有明顯的好處。

4)目前,有些電廠采用發(fā)一變一線路接線方式,或發(fā)電機端直接升高至5∞kV,而起動(備用)電源則由附近2∞kV或

110kV變電所提供,在正常情況或某些運行方式下,廠用工作電源間存大較大的初始相角差,且該相角差隨運行方式改變而改變,有些時候甚至大于20

。

,這對快速切換非常不利。這些情況下,同期捕捉切換是必不可少的。

第三節(jié)高低壓開關

火力發(fā)電廠的6kV和380V配電裝置都采用戶內成套配電裝置,按電壓分為高壓開關柜、低壓開關柜和動力、照明配電箱等。他V高壓開關柜主要電氣元件為真空斷路器和真空接觸器,380V低壓開關柜中主要元件為交流空氣開關和接觸器等。

下面以特定的產品為例,簡單介紹高低壓開關設備及運行。

一、6KV高壓開關設備

6kV高壓開關設備主要為真空開關,包括真空斷路器、真空負荷開關、真空接觸器、真

空重合器和分段器等。其滅弧介質和滅弧后觸頭間隙的絕緣介質都是高真空。與其他開關相比,真空開關的最大特點是觸頭和滅弧系統(tǒng)極其簡單。它具有體積小、重量輕、使用壽命

長、適于頻繁操作、滅弧室不用檢修等其他開關品種所不具備的顯著優(yōu)點。

1.真空斷路器

真空斷路器一般采用特殊幾何形狀的觸頭和專門研制的合金觸頭材料,其優(yōu)點表現(xiàn)為結

構簡單,體積小、重量輕,安裝方便,防火防爆,適合頻繁操作而維護工作量小,燃弧時間短,熄弧后觸頭間隙介質強度恢復快,全開斷時間短,觸頭壽命長等等。以某典型真空斷路器為例,其技術參數(shù):額定電壓為6kV,額定電流為1250A/3150A,遮斷電流為4OKA,最大關合電流(峰值)為1∞KA,動穩(wěn)定電流(峰值)為1∞KA,3s熱穩(wěn)定電流(有效值)近

物M,1min工頻耐壓(有效值)為32kV,額定短路開斷電流的直流分量應不小于30%,合|明時間運75m,燃弧時間

g15m,分閘時間運60±5m,分斷時間運75±5mso

斷路器由下述部件組成:彈簧儲能的操動機構控制元件,裝有真空滅弧室的三個極柱環(huán)靠澆鑄絕緣子和絕緣支撐,以及連接斷路器和動觸頭的絕緣操作桿等,形狀做成小車型式,可方便地從開關柜中抽出和推進。

在廠用6kV回路中,真空斷路器多用于6kV工作、備用電源進線斷路器、大容量電動

如3AF真空斷路器采用直流110V電壓控制,與該斷路器配套安裝一套綜合保護(MMP或mp),用于對高壓電動機和低壓廠用變壓器的保護,對2側KW以上電動機,一般還裝設MDP型差動保護動作于相間故障。

MMP綜合保護包括短路保護(正序速斷)、接地保護(零序過流)、不平衡保護(負序陽?綜合保護包括短路保護、過流保護、接地保護、瓦斯保護。

小車式真空斷路器有斷開、試驗、合三個位置,將小車開關從斷開位推到試驗位加上控過流)、過負荷保護。機和變壓器回路。

制熔絲進行分閘試驗,將小車推至合閘位,加上動力熔絲,即可遙控或就地合閘。

真空斷路器同其他類型的開關一樣,在工作過程中不可避免地要經受電、熱、機械、大氣以及時間等因素的影響。因此,在使用中,應當考慮這些影響,真空斷路器盡管觸頭部分是密閉的,不會因潮氣、灰塵、有害氣體等影響而降低其開斷性能,但是在特別惡劣的環(huán)境中使用時,真空斷路器的密封部分,特別是波紋管,還是會受到影響而可能使真空度降低,同時斷路器的外絕緣也可能遭到破壞引起閃絡、放電、短路等。因此在使用中應盡量保持良

好的環(huán)境,并定期檢查滅弧室的真空度。同時雖然真空斷路器具備良好的散熱條件和足夠的熱容量,正常情況下不會因溫升過高而受到損壞,但額定電流下的接觸電阻發(fā)熱特別是開斷短路電流之后可能過重燒損觸頭的接觸電阻發(fā)熱要引起重視,在運行中要加強監(jiān)視。真空斷路器具有一定的過載能力。真空斷路器能適應頻繁操作要求,在使用中應對斷路器經常檢查、調整和維護。真空斷路器具有良好的開斷性能,但開斷小電流時將產生電壓截流現(xiàn)象截流產生的急劇電流變化會在電感的兩端產生過電壓,特別是對中小容量電機、干式變壓器這類易受過電壓影響的電感性負荷,要引起注意。斷路器的基本性能主要取決于真空滅弧室的技術性能,同時需要操動機構的很好配合才能實現(xiàn)。只有當真空斷路器的各項機械特性參數(shù)滿足要求,斷路器的諸項技術指標和性能才有保證。

2.接觸器組合裝置(F-C回路)

由高壓限流熔斷器(町鈕,代號F)與交流高壓真空接觸器(CONmcmR,代號C)及隔離插頭裝配而成的手車,稱為IC

手車。由F-C手車、綜合保護裝置及連接主母線、電績的分支母線所組成的回路稱為F-C回路。

接觸器組合裝置與真空斷路器相比,造價有所降低,用它來控制和保護負荷,實現(xiàn)了開關無油化的要求,而且使配電裝置的占地面積大大減小,現(xiàn)在廣泛用于對廠用6kV12∞KW以下的電動機和16∞kVA以下的變壓器進行控制和保護。

、

高壓限流式熔斷器、真空接觸器、集成化的多功能綜合保護繼電器,及過電壓保護裝置按特定的方法和要求在元件特性上相互配合,構成了F-C回路的保護基本特性。F-C回路的基本工作原理是:負荷的正常啟動和停止全部依靠真空接觸器來完成,同時還承擔著部分過負荷電流的開斷任務,充分利用真空接觸器可頻繁操作、機械壽命長這種優(yōu)勢;而較為嚴重

的過負荷電流或短路電流的開斷任務,則由高壓限流式熔斷器(F)來完成,充分利用高壓限流式熔斷器的限流特性以及預

期開斷電流大的優(yōu)勢。將這兩種元件組合在一起,保護上相互配合,揚長避短,使F-C回路具有不同于其他開關裝置的一些特點,如額定電流小,開斷電流大,可頻繁操作,機械壽命長,可以用于某些特定的場合,以控制和保護某些負

載。利用F-C回路的限流特性又可減少電纜的截面,從而降低工程的造價。

高壓限流熔斷器、高壓真空接觸器和電動機微機綜合保護器,按照特定的方法和要求,在特性上相互配合,構成了F-C回路保護負載的基本特性。它具有控制和保護高壓中型電動機和電力變壓器的功能。

F-C回路具有的功能主要有短路(速斷)保護、過載(過電流)保護等,另外還根據設備的不同可以有電動機的堵轉保護、零序電流保護、一次過電壓保護、單相接地保護、斷相保護裝置等。

F-C小車式真空接觸有斷開、試驗、合閘三個位置,其操作與真空斷路器相似03.6kV斷路器、接觸器操作方法(1)6kV"VB"真空斷路器的送電操作方法。1)檢查開關本體無異常。

2)檢查斷路器分閘指示器、位置指示器指示正確。

3)將手車送至試驗位,查機械卡鎖裝置落下,搖把推進器在彈出位置。4)推動二次插件手柄,將二次插件插好0

5)送上開關的操作、儲能熔絲,查柜體保護室面板上接地開關、觸頭、分合閘指示器

指示正確。

6)合上儲能小開關,查儲能指示燈已亮。

7)將面板上控制方式選擇開關切至"就地"位。

8)做手車開關分合閘試驗,查小車開關分、合閘指示正常,指示器轉換正確0

9)查開關在斷開位,儲能機構已釋放,取下開關的操作、儲能熔絲。10)握住二次插件手柄,取下二次插件,并將手柄復位,關閉柜門。11)插入搖把順時針旋轉,將手車開關搖至工作位。

12)拔出搖把,查位置指示器正確位置,搖把推進器在彈出位置。13)送上開關的操作、儲能熔絲,查儲能機構儲能正常。

14)將面板上控制方式選擇開關切至"遠方"位。

(2)6kVF-C接觸器停電的操作方法。1)檢查接觸器確已斷開。

2)查柜體保護室上位置指示器指示正確

3)取下操作熔絲。

4)插入搖把,逆時針旋轉,將手車推至試驗位置。2)拔下二次插件。

3)根據安全措施要求解開機械閉鎖,將手車拉至隔離位置。

二、低壓開關設備

交流空氣開關是低壓廠用電系統(tǒng)中常用的開關設備,交流空氣開關也稱自動空氣斷路

器,當電路中發(fā)生過載、短路和欠壓等不正常情況時,能自動切斷電路;也可用作對不需頻繁地起動的電動機接通、切斷電

0

路。

按結構類型,交流空氣開關可分為框架式(也稱萬能式)和塑料外殼式(也稱裝置式)兩類�？蚣苁浇涣骺諝忾_關能對配電電路、

用電設備實現(xiàn)多種不正常情況下的保護(如過我短路、欠壓保護等);可通過各種傳動機構實現(xiàn)手動(直接操作、貯能合、分閘操作、杠桿連動等)或自動(電磁鐵、電動機或壓縮空氣)操作;可做成敞開式、手車式及其他防護型式;有數(shù)量較多的輔助觸頭,便于實現(xiàn)聯(lián)鎖和對輔助電路的控制。塑料外殼式交流空氣

開關具有安全保護用的塑料外殼,結構緊湊、體積小、重量輕,使用安全可靠,適于單獨發(fā)裝。

電源

交流空氣開關主要由以下三部分組成:①感覺元件。負責接收電路中的不正常情況或操作人員、繼電保護系統(tǒng)發(fā)出的信號,通過傳遞元件使執(zhí)行元件動作,如過流脫扣器或欠壓脫

扣器等。②傳遞元件。負責力的傳遞、變換,包括操動機構、傳動機構、自由脫扣機構、主

軸等。③執(zhí)行元件。自動開關的觸頭及滅弧系統(tǒng),主要承擔電路的接通、分斷任務。

1.自動開關的結構原理

圖3

圖364自動開關的結構原理

64為一般自動開關的結構原理,開關正處于1一主觸頭;2一傳動桿;3一鎖扣;4一軸;工作狀態(tài),三個主觸頭通過傳動桿及

、

鎖扣保持閉合,鎖5一杠桿;←彈簧:7一過流脫扣器;8一欠扣可繞軸轉動。當電路處于正常運行時,過流脫扣器的壓脫扣器;9

11一彈簧

1←銜鐵、

電磁線圈雖然串在主回路中,但是所產生的吸力不能使銜鐵動作,只有當電路發(fā)生短路或過載時,銜鐵才被迅速吸合,同時撞擊杠桿,使鎖扣脫扣,主觸頭被彈簧迅速拉開分斷主電路。相反,在正常運行時,欠壓脫扣器由于它的電磁線圈是并聯(lián)在主電路的,在規(guī)定的正常電壓范圍內使銜鐵吸合,同時克服彈簧的拉力。當電路出現(xiàn)故障,電壓降低時(通常為額定的70%以下)吸力減小,銜鐵被彈簧拉開并撞擊杠桿,使鎖扣脫扣,主觸頭在彈簧的作用下迅速分斷電路O

2.自動開關操作方法簡介

一般開關有接通位置、試驗位置和斷開位置,通過手柄開關搖至試驗位置,合上熔絲,

可對開關進行分合試驗,試驗完成后將開關搖至接通位置,即遠距離分合,亦可手動機械打跳。

第四節(jié)柴油發(fā)電機組及運行

一、概述

發(fā)電廠中的柴油發(fā)電機組是專門為大型單元機組配置的交流事故保安電源,當電網發(fā)生

事故或其他原因致使發(fā)電廠廠用電源長時間停電時,它可以給發(fā)電機組提供安全停機所必需的交流電源,如汽輪機盤車電動機電源、頂軸油泵電源、交流潤滑油泵電源等,從而保證了汽輪發(fā)電機組在停機過程中不受損壞。

目前,單機容量為3∞MW的汽輪發(fā)電機組每臺機組配置一套柴油發(fā)電機組,作為交流事故保安備用電源。保安負荷正常運行時由廠用電源工作段供電,事故狀態(tài)下則切換至柴油發(fā)電機組應急供電。柴油發(fā)電機組運行不受電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的影響,啟動迅速,當發(fā)電廠廠用電中的保安段母線失去電源后,柴油發(fā)電機組一般能在2Os之內自動啟動,完全能夠滿足發(fā)電廠中允許短時間中斷供電的交流事故保安負荷(如盤車電機、頂軸油泵、潤滑油轟等)的供電要求。

下面以典型柴油發(fā)電機組為例,逐一介紹。

二、柴油發(fā)電機組性能及特點柴油發(fā)電機組有自啟動功能、帶負荷穩(wěn)定運行功能、自動調節(jié)功能、自動控制功能、模擬試驗功能等,現(xiàn)分述如下。

1.自啟動功能

機組可以保證在發(fā)電廠全廠停電事故中,快速自啟動帶負荷運行,在元人值守的情況下,接到啟動指令,能在2Os內一次自啟動成功,在ωs內可實現(xiàn)一個自啟動循環(huán)(即三次試啟動)。機組自啟動成功率很高。

2.帶負荷穩(wěn)定運行功能

柴油發(fā)電機自啟動成功后,無論是在接帶負荷過程中,還是在長期運行中,都可以做到

穩(wěn)定運行。柴油發(fā)電機組能滿負荷連續(xù)運行12h,有一定的承受過負荷能力,并可承受全電壓下直接啟動異步電動機的能力O3.自動調節(jié)功能

機組無論是在啟動過程中,還是運行中,當負荷發(fā)生變化時,都可以自動調節(jié)電壓和頻率,以滿足負荷對供電質量的要求。

機組隨時處于準啟動狀態(tài),在接到起動信號5s內,能可靠地起動并建立電壓,頻率達到額定值。當機組建立額定電壓和頻率后,檢查同期或無壓條件連鎖合發(fā)電機出口斷路器

(先跳保安段工作電源的進線斷路器)

。

4.自動控制功能

機組自動控制功能很多,可以滿足無人值守的要求,主要有:

(1)保安段母線電壓自動連續(xù)監(jiān)測,當有廠用電斷電信號時機組自啟動。(2)程序啟動、遠方啟動、就地手動起動。

(3)機組在運行狀態(tài)下的自動檢測、監(jiān)視、報警、保護功能。

(4)自動遠方、就地手動、機房緊急于動停機功能。機組停機時先將負荷降至零,然后斷開發(fā)電機出口斷路器,驅動機延時2~5min自動停機或人工手動停機,緊急停機裝置設有手動和電動操作O

5.模擬試驗功能

機組在備用狀態(tài)時,能夠模擬保安段母線電壓降至25%U或失壓狀態(tài),使機組能快速自啟動,但不閉合發(fā)電機出口斷路器。

三、柴油發(fā)電機組的控制和勵磁方式柴油發(fā)電機組的控制啟動、保護、測量、信號系統(tǒng)一般采用直流24V電壓,斷路器控制、操作聯(lián)絡信號采用直流110V電壓。

(1)控制。除自動控制的功能外,柴油發(fā)機組還有就地控制屏控制和主機組單元控制室

電源的正常切換是利用柴油機的饋線斷路器和交流事故保安段上的工作電源進線斷路器相互聯(lián)鎖實現(xiàn)。當保安段母線失壓時,經3~6s延時(躲開繼電保護和備用電源投入時間),通過保安段母線電壓監(jiān)視繼電器及輔助繼電器聯(lián)動柴油發(fā)電機組自啟動,遠方控制兩種控制方式O

同時聯(lián)鎖保安段工作電源進線斷路器跳閘和柴油發(fā)電機組的饋線斷路器合閘。當柴油發(fā)電機組滿足條件合閘后,柴油發(fā)電機組投入,開始向保安母線供電。保安段工作電源恢復的時候,停機工作可以由值長令按程序自動停機或手動操作停機。

停機時,依次跳開柴油發(fā)電機組出口斷路器,聯(lián)鎖跳開其饋線斷路器,合保安段工作電源進線斷路器。

(2)柴油發(fā)電機的勵磁。柴油發(fā)電機采用自勵恒壓可控相復勵方式和無刷勵磁方式。勵融系統(tǒng)具備有自動調壓和強行勵磁性能,對于自動勵磁調整裝置,可調電壓為士5%U川強勵倍數(shù)大于2,勵磁回路的反應速度不大于0.058,動態(tài)和穩(wěn)態(tài)調壓性能都可

以滿足保安段所帶負荷的要求。勵磁調整裝置除了自動調整部分,還有手動調整部分,當需要手動調整

時,值班員可以就地操作。

四、柴油發(fā)電機組的運行

柴油機發(fā)電機組控制方式選擇開關有"自動"

、

"手動""試驗""斷開""緊急啟動"

、、、

五個位置,機組可以通過此開關選擇機組所處狀態(tài)。

當機組處于正常備用時,選擇開關應置于"自動"位,使機組處于準啟動狀態(tài),此時機當需要就地手動啟動或停止機組運行時,應將選擇開關置"手動"位置,在就地就能起當廠用電源正常時,又需要啟動機組進行某些試驗時,應將選擇開關置"試驗"位置,組能自動起動和遠方手動起動,并自動閉合發(fā)電機出口斷路器。動機組,并在檢查同期或無壓條件下手動操作閉合發(fā)電機出口斷路器。

能就地手動起動機組到額定電壓和頻率,但不閉合發(fā)電機出口斷路器。

當機組進行檢修或某些維護工作,不允許機組啟動時,應將選擇開關切換至"斷開"位,這樣就可以同時閉鎖手動啟動和自動啟動回路。

當選擇開置于"緊急啟動"位時,柴油發(fā)電機組在解除保護的情況下起動。直流系統(tǒng)運行

三、充電設備

蓄電池只能用直流電源來充電,發(fā)電廠廠用電是交流電。需要使用將交流電變?yōu)橹绷麟姷脑O備對蓄電池充電,即整流設備,如硅整流器、曬整流器等。

目前,廣泛采用硅整流器作為直流電源蓄電池的充電設備。

整流裝置的種類繁多,各個生產廠家對整流裝置的型號標法不一致。即使是同一型號的

一、概述

由蓄電池組及充電設備(或其他類型直流電源)、直流屏、直流饋電網絡等直流設備,

組成了發(fā)電廠的直流電源系統(tǒng),簡稱直流系統(tǒng)。

發(fā)電廠的直流系統(tǒng)可分220V直流系統(tǒng)、110V直流系統(tǒng),一般發(fā)電廠又將單元控制室和變電所的直流系統(tǒng)分開。單元控制室的

220V直流系統(tǒng),一般每臺機設置一組蓄電池組、兩臺充電設備(一工作一備用),采用單母線接線方式。兩臺機組220V直流母線經

隔離開關聯(lián)絡。單元控制室的110V直流系統(tǒng),一般每臺機設置2組蓄電池組、兩臺或更多充電設備,采用單母線接線或單母線分段接線方式。

不論發(fā)電廠的直流系統(tǒng)采用什么方案,所有的直流系統(tǒng)中都具有監(jiān)視和測量直流電壓和電流的表計、直流系統(tǒng)對地絕緣監(jiān)察裝置和電壓監(jiān)察裝置、閃光裝置、出線開關以及相應配的熔斷器等設備

二、蓄電池的基礎知識

蓄電池是一種獨立可靠的直流電源。盡管蓄電池投資大,壽命短,且需要很多的輔助設

備(如充電和浮電設備、保暖、通風、防酸建筑等),以及建造時間長,運行維護復雜,但由于它具有獨立可靠的特點,因而在發(fā)電廠和變電所內發(fā)生任何事故時,即使在交流電源全部停電的情況下,也能保證直流系統(tǒng)的用電設備可靠而連續(xù)地工

作。另外,不論如何復雜的繼電保護裝置、自動裝置和任何型式的斷路器,在其進行遠距離操作時,均可用蓄電池的直流電作為操作電源。因此,蓄電池組在發(fā)電廠中不僅是操作電源,也是事故照明和一些直流自用機械的備用電源。

蓄電池是儲存直流電能的一種設備,它能把電能轉變?yōu)榛瘜W能儲存起來(充電),使用時再把化學轉變?yōu)殡娔?放電),供給

直流負荷,這種能量的變換過程是可逆的,也就是說,當蓄電池已部分放電或完全放電后,兩極表面形成了新的化合物,這時如果

用適當?shù)姆聪螂娏魍ㄈ诵铍娏?就可使已形成的新化合物還原成原來的活性物質,供下次放電之用

(二)直流絕緣監(jiān)視裝置

在直流裝置中,發(fā)生一極接地時并不會引起任何危害,但長期一極接地是不允許的,因

為在同一級的另一點再發(fā)生接地后,就可能造成信號裝置、繼電保護和控制電路的誤動作另外,在有一極接地時,假如再

發(fā)生另一級接地,就將造成直流系統(tǒng)短路,引起直流熔斷器熔斷或造成保護和斷路器誤動作。因此,不允許直流系統(tǒng)長期帶一點

接地運行,為此需要設置直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)視裝置。

(三)直流系統(tǒng)運行中的檢查和維護

(1)直流母線電壓的檢查。直流母線電壓應正常,保持在225V,允許在220~230V之

間波動。蓄電池應經常處于浮充電方式,每個蓄電池的電壓應為2.15V,允許在2.1~2.21范圍內變動。

(2)充、放電電流的檢查。摸清負荷變化規(guī)律,隨時注意充電及放電電流的大小,并作

好記錄。放電后應及時充電,即使有特殊情況,也不得超過24h

。(3)極板顏色和形狀的檢查。在充好電后,正極板是紅褐色(過二氧化鋁),負極板是深灰色(鉛綿)。在放電后,

正極板是淺褐色,負極板是淺灰色。極板形狀不應彎曲、短路、斷裂和鼓肚;極板上不應生鹽,有效物質(Pb02)不應大量脫落。

(4)對代表電池的檢查。對指定的代表電池,測量其電壓、比重和液溫,從而觀察蓄電

池的工作情況。

(5)電解液液面、溫度和比重的檢查。電解液的液面應經常高于極板上邊10~2Omc電解液(在運行中)的溫度不得低于10℃,不得高于25℃,在充電過程中不得超過4ot在浮充電運行時,蓄電池的電解液比重一般應保持為1.20~1.21(土15℃)

。

(6)蓄電池電解液冒泡情況的檢查。蓄電池在正常情況下,電解液會冒出細小氣泡。(7)沉淀物的檢查。電池在正常情

況下,沉淀物的高度距極板下邊應在1Om左右。(8)絕緣電阻的檢查。應定期檢查蓄電池的絕緣電阻,用電壓表法測出的絕緣電阻值應

不小于0.2MO(電池電壓為220V)

。

(9)各接頭和連接導線的檢查。經常檢查各接頭與導線連接是否緊密,有元腐蝕現(xiàn)象。(10)室溫的檢查。蓄電池室應保持適當?shù)臏囟?10~30℃),并保持良好的通風和照明。

五、直流系統(tǒng)的異常運行及事故處理

直流系統(tǒng)中發(fā)生兩點接地時,可能會引起直流熔斷器熔斷或造成保護和斷路器誤動作,

這對安全運行有極大的危害性。其危害體現(xiàn)在:①直流系統(tǒng)中,如發(fā)生一點接地后,在同一極的另一地點再發(fā)生接地或另一極的一點接地時,便構成兩點接地短路,將造成信號裝置、繼電保護和斷路器的誤動作。②兩點接地可能造成斷路器拒絕動作。③

兩點接地引起熔斷器熔斷,同時有燒壞繼電器觸點的可能。

當直流系統(tǒng)發(fā)生一點接地時,應迅速尋找接地點,并盡快消除,以防止發(fā)展成兩點接地故障o

1.直流系統(tǒng)一點接地處理的原則

根據運行方式、操作情況、氣候影響來判斷可能接地的地點:①先信號和照明部分后操作部分;②先室外部分后室內部分;③先負荷后電源。

根據以上原則采取拉路尋找分路處理的方法。在切斷各專用直流回路時,切斷時間不得超過3s,不論回路接地與否均應合上。當發(fā)現(xiàn)某一專用直流回路有接地時,應及時找出接地點,盡快消除。

2.直流系統(tǒng)接地處理步驟

值班人員聽到警鈴響,看到"直流母線接地"光字牌亮時,值班人員應切換接地電壓

表,判明直流接地的極性。當判明接地的極性后,向調度員匯報直流系統(tǒng)接地情況,然后進行如下處理:

(1)對絕緣水平低,存在設備缺陷及有檢修工作的電氣設備和線路進行檢查,是否有接

地情況。

(2)詢問載波室是否有直流系統(tǒng)故障。(3)取下中央信號回路熔斷器。(4)拉開直流照明電源開關。(5)拉開斷路器合閘電源開關。(6)拉開斷路器操作電源開關。

(7)檢查蓄電池、硅整流裝置是否有接地現(xiàn)象。

(8)當發(fā)現(xiàn)某一專用直流回路有接地時,應分別取下各分支線的操作熔斷器,找出接地點,并進行處理。

值班人員在切斷上述每一直流回路后,應迅速恢復送電,在切斷每一回路過程中,值班人員應根據儀表和信號裝置的

指示,判斷是否有接地。如切斷時接地消失,恢復送電后接地出現(xiàn),則可肯定接地發(fā)生在該回路上,應設法消除。

檢查直流系統(tǒng)接地時的應注意:①禁止使用燈泡尋找接地點,以防止直流回路短路。②使用儀表檢查接地時,所有儀表的內阻不應小于2

側。/V。③當直流系統(tǒng)發(fā)生接地時,禁止在二次回路上工作。④檢查直流系統(tǒng)一點接地時,應防止直流回路另一點接地,造成直流

短路。⑤尋找和處理直流系統(tǒng)接地故障,必須有二人進行。⑤在拉路尋找直流系統(tǒng)接地前,應采取必要措施,用以防止因直流電源中斷裝置誤動作。

第七章發(fā)電機-變壓器組的繼電保護

第一節(jié)發(fā)電機一變壓器組保護概述

一、大型火電發(fā)電機組的特點

(1)體積小,材料的有效利用率大大提高。因此使機組的熱容量與銅損鐵損之比明顯下

降,定子繞組承受對稱過負荷的能力、轉子勵磁繞組承受過負荷的能力、轉子表面承受負序過電流的能力降低O(2)發(fā)電機容易出現(xiàn)局部過熱狀態(tài),機組端部的漏磁增加,但定子端部的冷卻條件相對較差;此外,當線棒為內冷方式時,由于冷卻通道阻塞將引起線棒局部過熱。(3)與中、小型機組相比,發(fā)電機的慣性常數(shù)、平均異步轉矩、靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)都有明顯下降。因此,大型機組的穩(wěn)定運行容易遭到破壞而發(fā)生搖擺現(xiàn)象甚至失步。(4)發(fā)電機的超瞬變電抗增大,機端發(fā)生短路故障時,使短路電流水平降低。(5)發(fā)電機采用了較復雜的冷卻方式,如雙水內冷、氫氣內冷等。繞組對地的絕緣有所下降,故障的機率提高。

(6)采用了較復雜的半導體勵磁系統(tǒng)。由于設備的故障機率升高,引起發(fā)電機失磁或過

電壓的可能性增大。

(7)大型發(fā)電機組均采用單元制接線。發(fā)電機與變壓器之間、或機端與廠用分支之間一般不裝設斷路器。單元機組與系統(tǒng)之間的連接電抗比較大。

(8)發(fā)電機價值昂貴,檢修的難度與工作量大,故障停電將造成重大的經濟損失。根據大型機組的特點,首先應提高保護裝置的可靠性,并適當?shù)卦黾右恍┍Ｗo。對大型

發(fā)電機一變壓器組的主保護,要保證在保護范圍內任一點發(fā)生各種故障,均有雙重或多重主保護動作,故障能有選擇性、快

速、靈敏地被切除,使機組受到的損傷最輕、對電力系統(tǒng)的影響最小;在加強主保護的前提下,注意后備保護的簡化,過于復雜的后備保護配置方案是不必要的,運行實踐證明反而是有害的。

總之,大型機組的出現(xiàn),對繼電保護提出了更高的要求,而現(xiàn)代科學技術的發(fā)展,又促進繼電保護不斷地發(fā)展和變革O

二、發(fā)電機故障類型和發(fā)電機的異常運行方式

保證發(fā)電機安全經濟運行,防止發(fā)電機遭受嚴重的破壞,對保證電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定

性、保證用戶供電的可靠性,起著決定性的作用。在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中,大容量發(fā)電機組所占的比重不斷增加,要配置較為完善的保護方案,最大限度地保證電力系統(tǒng)安全連續(xù)運行,并將故障和不正常運行方式對電力系統(tǒng)的影響限制到小的范圍O

發(fā)電機的內部故障主要是定子繞組和轉子勵磁繞組絕緣的損壞所引起。其具體故障形式有:(1)定子繞組的相間短路是危害發(fā)電機安全運行最嚴重的一種故障,故障點所產生的電

弧,不但會損壞絕緣,而且可能燒壞定子鐵心和繞組,甚至引起火災,給發(fā)電機的修復工作

帶來巨大的困難。

(2)定子繞組同相不同分支和同相同分支之間的匣間短路。大型發(fā)電機組的定子繞組多為雙分支并聯(lián),兩分支同槽同相

的槽數(shù)占相當大比例。在運行過程中,由于電磁力引起的振動使絕緣磨損,匣間短路的可能性仍存在。由于故障點的電流較大,從而導致絕緣進一步損壞,以至伴隨單相接地故障產生,使發(fā)電機的修復工作量大大增加。

(3)定子繞組開焊故障。

(4)定子繞組的單相接地故障。接地點流過的故障電流是發(fā)電機及發(fā)電機所在電壓等級

里的連接元件的對地電容電流。當電流大到一定程度并持續(xù)一定時間時,將損壞定子鐵心及其絕緣,甚至進一步引起匣間短路或相間短路。

友情提示：本文中關于《中電投300MW火電機組集控運行值長及單元長培訓總結》給出的范例僅供您參考拓展思維使用，中電投300MW火電機組集控運行值長及單元長培訓總結：該篇文章建議您自主創(chuàng)作。

來源：網絡整理 免責聲明：本文僅限學習分享，如產生版權問題，請聯(lián)系我們及時刪除。

《中電投300MW火電機組集控運行值長及單元長培訓總結》由互聯(lián)網用戶整理提供,轉載分享請保留原作者信息,謝謝!
鏈接地址：http://m.hmlawpc.com/gongwen/616466.html

• 上一篇：201*年度培訓工作總結及201*年培訓工作思路
• 下一篇：大同鎮(zhèn)201*年勞務工作總結