电厂电气设备课件

电厂电气培训课件发电机1内容变压器2断路器3隔离开关4电压、电流互感器5避雷器6封闭母线7主接线8一、发电机•发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。•定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。•转子由转子铁芯绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。•由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。结构及工作原理发电机水力发电机发电机的分类•直流发电机•交流发电机：1）同步发电机：特点是由直流电流励磁,既能提供有功功率，也能提供无功功率,可满足各种负载的需要。按照原动机的不同分为：汽轮发电机、水轮发电机和柴油发电机。2）异步发电机：没有独立的励磁绕组，其结构简单，操作方便，但是不能向负载提供无功功率，而且还需要从所接电网中汲取滞后的磁化电流。运行时必须与其他同步电机并联，或者并接相当数量的电容器，因此应用较少。励磁系统•励磁系统是同步发电机的重要组成部分，它是供给同步发电机励磁电源的一套系统。励磁系统一般由两部分组成：•一部分用于向发电机的磁场绕组提供直流电流，以建立直流磁场，通常称作励磁功率输出部分（或称励磁功率单元）。•另一部分用于在正常运行或发生故障时调节励磁电流，以满足安全运行的需要，通常称作励磁控制部分（或称励磁控制单元或励磁调节器）。同期并列必须满足的条件•待并机的频率与系统频率相等。•待并机的电压与系统电压相等。•待并机的相位与系统相位相同。•待并机的相序与系统相序一致。准同期并列的注意事项•发变组并列应采用自动准同期方式，只有在自动准同期装置不能使用或系统发生故障时，才可采用手动准同期方式并列，禁止自同期并列。•大、小修后或同期回路有工作时，必须经核对相序无误后，方可进行发电机的同期并列操作。•出现同步表转动太快、跳动、停滞等现象时，禁止合闸。•发电机在同期操作过程中，禁止其它同期回路的操作。•同步表运行时间不得超过15min。•投入自动准同期前，应试验装置良好。二、变压器基本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，套在一个共同的铁心上，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成为二次绕组，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，并在铁心中产生交变磁通，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。电力变压器的用途由于制造上的困难，发动机电压不可能很高（目前在20kV以下），所以在发电厂中要用升压变压器将发电机电压升高，才能将大量的电能送往远处的用电地区，如35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV等。而在用电负荷处，再用降压变压器将电压降到适当数值供用户电气设备使用。电力变压器在传输电能的时候，本身已有一些有功损耗，但数量不大，因传输效率很高。中小型变压器的效率不低于95%，大型变压器达到98%以上。电力变压器的分类1、按功能分:有升压变压器和降压变压器两大类。2、按相数分电力变压器按相数分，有单项和三相两大类。3、按调压方式分电力变压器按调压方式分，有无载调压（又称无励磁调压）和有载调压两大类。4、按绕组结构分电力变压器按绕组结构分，有单绕组变压器、双绕组变压器、三绕组变压器。5、按绕组绝缘及冷却方式分类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）、充气式（SF6）以及水冷式变压器。6、按照绕组导体材质分电力变压器按照导体材质分，有铜绕组变压器和铝绕组变压器两大类。电力变压器的分类7、按容量分电力变压器按容量系列分，有R8容量系列和R10容量系列两大类。R8容量系列：指容量等级是按R8≈1.33倍数递增的，我国老的变压器容量等级采用此系列。如：100、135、180、240、320、420、560、750、1000等。R10容量系列：指容量等级是按R10≈1.26倍数递增的，R10容量系列等级较密，便于合理选用，是IEC（国际电工委员会）推荐采用的。我国新的变压器容量等级采用此系列。如：100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000kVA等变压器结构•变压器的构造变压器的最基本结构部件是由铁心、绕组和绝缘所组成。此外为了安全可靠的运行，还装设有油箱、冷却装置、保护装置。变压器结构各部件的作用（1）铁心：变压器的铁心是磁力线的通路，起集中和加强磁通的作用，同时用以支持绕组。为了减少铁芯的磁滞和涡流损耗，铁芯用厚度0.3~0.5mm的硅钢片冲剪成不同尺寸，并在表面涂厚为0.01~0.13mm（0.28--0.35mm）的绝缘漆，烘干后按一定规则叠装而成。由于硅钢片比普通钢的电阻串大，因此利用硅钢片制成的铁芯可以进一步减小涡流损耗。各部件的作用（2）绕组：变压器的绕组是电流的通路，靠绕组通入电流，并借电磁感应作用产生感应电动势。绕组由银或铝的绝缘导线绕成，电力变压器的高低压绕组在铁心柱上按同心圆筒的方式套装，在一般情况下，总是将低压绕组放在里面靠近铁心处，以利于绝缘，把高压绕组放在外面，高、低压绕组间以及低压绕组与铁心柱之间留有绝缘间隙和散热通道。按其结构不同，绕组可分为圆筒式、螺旋式、连续式、纠结式、内屏蔽式等形式。各部件的作用（3）油箱：油箱是油浸式变压器的外壳，变压器主体放在油箱中，箱内充满变压器油。按变压器容量的大小，油箱结构上有两种：吊器身式（钟罩式油箱）吊箱壳式（4）油枕：油枕也叫辅助油箱，它是由钢板做成的圆桶形容器，水平安装在变压器油箱盖上，用弯曲联管与油箱连接，油枕的一端装有油位指示计，油枕的容积一般为变压器油箱所装油体积的8%-10%。其作用是变压器内部充满油，而由于油枕内油位在一定限度，当油在不同温度下膨胀和收缩时有回旋余地，并且油枕内空余的位置小，使油和空气接触的少，减少了油受潮和氧化的可能性，另外，储油柜内的油比油箱上部的油温低很多，几乎不和油箱内的油对流。在油枕和油箱的连接管上装有瓦斯继电器，来反映变压器的内部故障。各部件的作用变压器的油枕构造及各部件的作用（5）呼吸器：呼吸器内装有干燥剂即硅胶，用来吸收空气中的水分。（6）防爆管：防爆管安装在变压器的油箱盖上。防爆管的顶观装有一个玻璃片，当变压器内部发生故障，产生高压，油里面的气体便冲破玻璃片排到油箱外，释放压力，从而保护变压器油箱不被破坏。油封杯的作用是延长硅胶的使用寿命，把硅胶与大气隔开，只有进入变压器内的空气才通过硅胶。（7）温度计：温度计安装在油箱盖上的测温筒内，用来测量油箱内的上层油温。（8）套管：套管是将变压器高、低压绕组的引线引到油箱外部的绝缘装置。它既是引线对地（外壳）的绝缘，有担负着固定引线的作用。（9）冷却装置：冷却装置是将变压器在运行中产生的热量散发出去的设备。（10）净油器：它的主要部分是用钢板焊成的圆筒形净油罐，安装在变压器油箱的一侧，罐内充满硅胶、活性氧化铝等吸附剂。在运行中，由于上层油和下层油之间的温差，于是变压器油从山向下流动经过净油器形成对流，油与吸附剂接触，其中的水分、酸和氧化物等被吸收，使油得到净化。延长油的使用期限。构造及各部件的作用冷却方式及特点•电力变压器常用的冷却方式一般分为三种：油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环。•油浸自冷式就是以油的自然对流作用将热量带到油箱壁和散热管，然后依靠空气的对流传导将热量散发，它没有特制的冷却设备。•油浸风冷式是在油浸自冷式的基础上，在油箱壁或散热管上加装风扇，利用吹风机帮助冷却。加装风冷后可使变压器的容量增加30%～35%。•强迫油循环冷却方式，又分强油风冷和强油水冷两种。它是把变压器中的油，利用油泵打入油冷却器后再复回油箱。油冷却器做成容易散热的特殊形状，利用风扇吹风或循环水作冷却介质，把热量带走。这种方式若把油的循环速度比自然对流时提高3倍，则变压器可增加容量30%。现代电力系统中变压器中性点的接地方式分为三种：中性点不接地；中性点经消弧线圈接地；中性点直接接地。关注点经消弧线圈接地对系统电流的补偿方式又分为三种情况：欠补偿：补偿后电感电流小于电容电流。(IL/Ic＜1)过补偿：补偿后电感电流大于电容电流。(IL/Ic＞1)全补偿：补偿后电感电流等于电容电流。(Ic/IL＝1)变压器中性点接地方式变压器并列运行的条件•接线组别相同•电压变比相同•阻抗电压相同•相序相同变压器的运行•变压器不允许无保护运行，重瓦斯保护与差动保护不得同时退出运行。•电压允许变动的范围（1）变压器在运行中，允许电压在额定值的±5%以内变动，相应电流在﹢－5%Ie内变动，此时，变压器的额定容量不变。（2）变压器外加一次电压可比额定电压高，但一般不应超过相应分接头电压值的5%。•温度的变化范围（1）油浸式变压器最高上层油温按下表的规定运行最高温度冷却方式冷却介质最高温度最高上层油温油浸风冷(自冷)40℃强油风冷40℃（2）当冷却介质温度下降时，变压器上层油温也应相应下降。自然循环冷却的变压器的顶层油温一般不宜经常超过85℃。85℃75℃变压器的运行变压器停、送电的原则•主变投入运行前，应先开启冷却装置。变压器停运后1小时，应停用其冷却装置，冬季变压器停电后不论油温多高，应即刻停止冷却器运行。•主变在停、送电前应合上中性点接地刀闸。•变压器的充电应从装有保护的高压侧进行，严禁降压变压器倒送电运行。•一般情况下，主变不得从高压侧全电压冲击，应采取零起升压的方法升压；特殊情况下，需对主变全电压冲击时，须报请中调批准后，方可进行。•变压器投运前重瓦斯保护应投跳闸位置。•变压器停电时，应先拉负荷侧开关，后拉电源侧开关，先拉负荷侧刀闸，再拉开电源侧刀闸；送电时先合电源侧刀闸，后合负荷侧刀闸，先合电源侧开关，再合负荷侧开关。三、断路器作用及分类•断路器按其使用范围分为高压断路器，和低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kV以上的成为高压电器。低压断路器又称自动开关，它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。它可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件，一获得了广泛的应用。•高压断路器(或称高压开关)是变电所主要的电力控制设备,具有灭弧特性,当系统正常运行时,它能切断和接通线路及各种电气设备的空载和负载电流;当系统发生故障时,它和继电保护配合,能迅速切断故障电流,以防止扩大事故范围.因此,高压断路器工作的好坏,直接影响到电力系统的安全运行；高压断路器种类很多，按其灭弧的不同，可分为：油断路器（多油断路器、少油断路器）、六氟化硫断路器（SF6断路器）、真空断路器、压缩空气断路器等六氟化硫断路器•六氟化硫具有良好的负电性，他的分子能够迅速捕捉自由电子而形成负离子，这些负离子的导电作用非常迟缓，从而加速了电弧间隙介质强度的恢复速度，因此具有良好的灭弧性能。在大气压下，六氟化硫的灭弧作用是空气的一百倍，并且灭弧后不变质，可重复使用六氟化硫断路器灭弧室灭弧室为单压式变开距双喷结构，它是由静触头和动触头，压气缸，活塞以及其它部件组成。在合闸位置，电流从静触头侧梅花触头经静触头座、静触头、动触头、压气缸、中间触指和支持件流向动触头侧梅花触头。分闸时，动触头向下运动，SF6气体受活塞及压气缸压缩，同时电弧加热气缸中的气体并形成气流，通过喷口吹向触头之间的电弧，使之熄灭。六氟化硫断路器六氟化硫断路器操作机构操动机构是高压断路器的重要组成部