调试公司电气专业课件概要

调试公司专业课件电气专业2020/2/19电气系统火电工艺介绍励磁装置发电机主变压器厂用变压器低压配电装置配电装置输电线路厂用电系统升压变电所2020/2/19电气主接线（1）4直流系统•发电厂的直流系统主要是对一些开关断路器提供操作电源，对信号设备、继电保护、自动装置及其他的一些重要负荷（如事故油泵、事故照明、大机盘车、不停电电源）供电。直流系统是发电厂厂用电最重要的一部分，它应保证在任何事故情况下都能可靠的不间断的向其它用电设备供电。2020/2/19•在大型发电厂的直流系统中，采用蓄电池作为直流电源。蓄电池是一种独立可靠地电源，它在发电厂中发生任何事故情况下，仍能保证直流系统中的用电设备可靠而连续的工作。•在大型火力发电厂中一般都设置多个彼此独立的直流系统比如：单元控制室直流系统、升压站网控楼直流系统、输煤直流系统。2020/2/19•大型火力发电厂直流系统一般设置两套110V直流系统对一些开关断路器提供操作电源、信号设备、继电保护、自动装置提供装置电源。设置一套220V直流系统为一些重要的电源负荷提供可靠的动力电源如事故直流油泵、事故密封油泵、UPS、事故照明等。•每套直流系统均配有相应电压等级的蓄电池组，每套蓄电池组配一套充电器和一套备用充电器。充电器电源来自保安段电源。2020/2/19不停电电源系统（UPS）•交流不停电电源系统（UPS）（UninterruptiblePowerSupply简称UPS）。在机组正常运行时，为汽机、锅炉、电气和计算机控制系统提供可靠的电源，在电厂停电期间，也能为其提供可靠电源。如果计算机控制系统失去UPS电源，就会导致停机。因此，每台机组都设置了一套完全独立的单相交流220V，50Hz的UPS电源。2020/2/19•UPS是由整流器、逆变器、静态开关、调压隔离变压器等主要部件组成。一般UPS有四种操作模式：正常工作电源供电模式、直流供电模式、旁路电源供电模式和维护旁路供电模式，•2020/2/19厂用电系统•厂用电的电量，大都有发电厂本身供给，厂用电的耗电量占发电厂全部发电量的百分比称为厂用电率。厂用电率是发电厂的主要运行经济指标之一，一般电厂的厂用电率为5-8%。•厂用电的电压等级，厂用电的电压等级和电动机的容量有关系，一般厂用电压等级为高压厂用电6kV和低压厂用电400V，100-200kW容量的电动机采用高压。2020/2/19•厂用电源及其引接：一般大型机组的厂用电源接线方式如下：•一般600MW以上的发电机组发电机组出口不装设断路器，主要是因为开断电流太大2020/2/19•发电机出口额定电流可达20000A，发电机出口不装设断路器任何原件发生故障，就会导致断开主变高压侧断路器开关而停机。所以一般会设计高压厂用备用电源（高压备用变压器）2020/2/19•400V低压厂用电系统，一台机组设置若干个动力中心简称（PC）和马达控制中心（MCC）一般200kW以下电动机和200kW的电源接于PC段。容量小于75kW的电动机和电源接于MCC。2020/2/19保安电源系统•当发电厂主电源故障造成失电时，为保证重要设备的安全可靠的运行，保安电源应自动及时投入供电。一般火力发电厂的保安电源设置在发电厂的低压配电系统（0.4kV）中，保安电源作为保护重要设备的最后防线，至关重要。保安电源的选择决定着整个保安电源系统的可靠性。保安电源的选择是多样的，起动和切换方式各异，一般以快速起动的柴油机组为基础，因机组容量、接线方式等的不同，结合各电厂的实际情况，又有一些差别，这些差别导致了保安电源的可靠性和灵活性的差异2020/2/19•火力发电厂的机组都设置交流保安电源。交流保安电源一般采用快速起动的柴油机组。柴油机组作为一个独立的系统，受外界因素干扰的几率最小，这也正是柴油机组作为发电厂保安电源而被广泛选用的主要原因。由于保安段所带负荷均为保机组安全运行和保主要设备的重要负荷，一般需要全部投入。2020/2/19•接线图2020/2/19高压厂用电源切换系统•一般厂用电源设计有两个电源，工作电源（高厂变）和备用电源（高压/启动备用变）。2020/2/19•大容量机组的高压厂用从发电机出口引接，而发电机出口不装设断路器，为了发电机启动需设置高压启动备用变压器，待发电机启动完成，机组负荷大于高厂变的容量时，再切换至工作电源。•机组正常停机时，停机前可以将厂用负荷母线从工作电源切换至备用电源，保证安全停机。•厂用电源发生故障（如发电机主变压器组保护动作，高压厂用母线故障）而被切除时，需要高压备用电源尽快投入，2020/2/19•高压厂用电源的切换方式（36）•400V低压厂用电的切换，正常运行方式下，低压母线成对分段运行，互为暗备用。3个断路器有三取二的逻辑，•400V备用电源自投装置，母线失电自投，工作进线跳开，母联开关才能合上。（37）2020/2/19信号系统•发电厂设置信号测量系统，供电气运行人员监控各电气设备和系统的运行状态。按信号的性质可分位以下几类：•事故信号-发生事故及断路器跳闸的信号。•预告信号-反映机组及设备运行时的不正常状态。•位置信号-反映开关、断路器及设备的位置状态。2020/2/19•继电保护和自动装置的动作信号。2020/2/19发电厂微机监控系统•现在机组都采用分布式微机控制系统（DCS）对单元发电机进行数据采集、协调控制、监视报警和联锁保护。在发电厂中电气设备较多，各种信息也较多，通常将凡涉及到发电机、主变、厂变、厂用电的保护信号、断路器、隔离开关状态信号以及电流、电压、有功/无功、有功电度/无功电度等模拟量送入DCS实现事件记录、打印和画面显示，机组的有关参数在CRT画面上显示。2020/2/19远动系统（RTU）•远动系统的功能:遥信、遥测、遥控、遥调。•遥信：主要是把断路器、隔离开关的跳闸和合闸状态，重要继电保护和自动装置的动作信号以及运行状态信号传送给调度。•遥测：主要是对发电机、主变压器、厂用电系统等重要设备的电流、电压、频率、功率上传调度，便于对系统的出力、潮流及负荷的分析调配。2020/2/19•遥控：通过远程指令遥控发电厂内的重要设备如：并网发电机的启停、断路器、自动装置的投退。•遥调：是对变压器的分接头、机组的有功和无功调节器调节，可以达到增减机组出力和调节系统电压。2020/2/19同期系统火力发电厂大容量机组通常采用准同期方式。发电机投入电力系统同步并列的基本要求是:1、投入瞬间发电机的冲击电流不超过允许值。2、系统能把投入的发电机拉入同步。两个系统并列的理想条件是两个系统的电压的三个状态量全部相等。1、待并发电机与系统频率相等。2、待并发电机与系统电压幅值相等。3、合闸瞬间待并发电机与系统电压相角相等。2020/2/19•满足以上三个条件此时两个系统并列后，不但冲击电流等于零，而且并列后发电机与系统立刻就会进入同步运行不会发生任何扰动现象。•发电厂的主控室或单元控制室都会装设自动准同期装置和带有闭锁的的手动准同期装置。•同期装置并网前会和励磁系统配合进行升压、降压，如果待并发电机电压低于同期装置定值电压，同期装置就会发出增压指令给调节器给发电机升压，如果待并发电机电压高于同期装置定值，电压同期装置就会发出减压指令给调节器给发电机减压。2020/2/19•同期装置并网前会和DEH系统配合进行升速、减速，如果待并发电机频率低于同期装置定值频率，同期装置就会发出增速指令给DEH给发电机升速，如果待并发电机频率高于同期装置定值频率，同期装置就会发出减速指令给DEH给发电机减速。•现在发电机的并网工作一般都是集中控制来实现，如同期装置上电、同期请求、DEH允许、投入同期等。•特别强调的是新机组的同期装置进行机组并列时一定要通过发电机带母线零起升压，检2020/2/19查系统侧母线电压和待并测发电机的电压相位（这时他们是一个系统），或者解开发电机与封闭母线的软连接，对主变和发电机PT进行倒冲来检验发电机电压和系统电压的正确性。•如果非同期并网会对发电机系统造成严重破坏，后果不堪设想。2020/2/19发电机励磁系统•同步发电机的励磁系统主要是有励磁功率单元、励磁调节器（装置）两大部分组成。2020/2/19•励磁功率单元是指向同步发电机转子绕组提供直流励磁电流的励磁电源部分，而励磁调节器则是根据控制要求的输入信号和给定调节的准则控制励磁功率单元输出的装置。•励磁系统的作用;1、根据发电机的负荷变化相应的调节励磁电流，维持机端电压给定值。2、控制并列运行个发电机间的无功功率分配。3、提高发电机并列运行的静态稳定性。4、提高发电机并列运行的暂态稳定性。5、在发电机内部出现故障时进行灭磁，减小故障损失程度。2020/2/196、根据运行要求对发电机实行最大励磁限制和最小励磁限制。自并励（130）2020/2/19发电厂电气设备继电保护•电力系统对继电保护最基本的几点要求:1、选择性；指保护装置动作时只把故障元件从电力系统中切除，使故障范围尽量缩小，保证电力系统中得无故障元件继续安全运行。2、速动性；电力系统在发生故障时，保护装置快速切除故障元件，提高电力系统并列运行元件得的稳定性。3、灵敏性；是指对其保护范围内发生故障得元件或不正常运行得状态，迅速灵敏的可靠动作。2020/2/19•4、可靠性；要求保护装置应该动作时可靠动作，在不应该动作时不误动，即不应该误动也不应该拒动。2020/2/19变压器保护•变压器故障主要包括以下几种类型;•1、相间短路。•2、接地短路。•3、匝间短路。•4、铁心局部发热和损坏。•5、油面下降。（290）2020/2/19•变压器保护的配置：•差动保护。•气体保护(重瓦斯保护、轻瓦斯保护)。•零序电流保护。•过负荷保护。•后备保护。•开入量保护（温度油位通风）。2020/2/19发电机变压器组保护•大型机组的发电机变压器组保护配置没有统一的规定，一般的机组容量越大采用的保护种类就越多，要求性能指标也就越高。•大型发电机变压器组保护得配置原则应该以能可靠地检测出发电机可能发生的故障及不正常的运行状态为前提，同时部分保护退出运行时，应不影响机组的安全运行，在对故障进行处理时应保证系统和机组两方面的要求，因此主保护应双重化配置。2020/2/19•继电保护的双重化配置原则是：两套独立的TA、TV检测元件，两套独立的保护装置。两套独立的断路器跳闸机构，两套独立的控制电缆，两套独立的直流系统供电。•对大型机组进行保护配置时，应对以下保护给予足够的重视：双重化差动保护，定子接地保护，负序过流保护，过励磁（过电压）保护，失磁失步保护，低频保护，误上电保护，启停机保护等。过热保护尽量采用反时限特性。2020/2/19总启动电气试验•升速过程中的试验•交流阻抗测试在汽机升速过程中，分别在转速约500、1000、1500、2000、2500、3000转／分时，测出转子绝缘电阻、交流阻抗和功率损耗。•发变组短路试验汽机稳定在3000转／分，派人监视以下设备，如有异常立即汇报。2020/2/191、发电机本体。2、励磁装置及励磁变。3、主变、厂用工作变。4、220kV升压站短路点。5、6kV开关室短路点。6、机发变组保护屏。7、出线层设备(PT、CT、中性点接地变压器和电阻)8、分别开启两组主变、高厂变冷却风扇。2020/2/19•发电机短路特性试验。1、手动增磁，电流升起一点后，检查CT回路无开路现象。2、将发电机电流升至额定值后，再减磁，将发电机电流降到零。调节过程中记录Ia、Ib、Ic、UL、IL值,同时校对盘表显示值（做上升、下降曲线时，要单方向调整增、减磁）。3、电流相量检查。4、将6kV两个试验短路柜推入工作位置。5、手动增磁，电流升起一点后，检查高厂变CT回路无开路现象继续增磁，监视发电机、主变及高厂变电流不超过其额定值。2020/2/196、定子电流在二次1A左右时,用钳形相位表测量各CT电流的相位及幅值，并检查各差动保护的方向。2020/2/19•发变组空载试验。•发变组空载特性录制。1、合上灭磁开关,手动增磁，使U