电气设备及其倒闸操作

电气设备及其倒闸操作信阳电厂涂云涛发电机本体系统发电机的有功功率发电机空载时，定子绕组电流为零，定子绕组不会产生磁势，发电机中只有转子主磁极的励磁磁势所建立的主磁场，这时发电机的机端电压等于由主磁场产生的空载电动势E0，汽轮机输给发电机的功率P1只要克服空载损耗就可维持3000rpm/min。发电机定子绕组接上负荷时，定子绕组出现电流I，发电机向负荷输出有功功率Pem,于是发电机转子受到一个制动转矩的作用，这个制动转矩和空载转矩加起来，比汽轮机的拖动转矩大，使得转机转动的速度变慢，为了保持同步发电机以3000rpm/min的同步转速运转，就必须增加汽轮机的拖动转矩（增加汽轮机的进汽量），于是转子又要加速，直到汽轮机所供给的机械功率与发电机输出的有功功率（还要加上发电机的内部损耗）重新达到平衡，发电机才重新以稳定的同步转速运转。同步发电机的功角特性定子绕组中出现的电流I在发电机的定转子气隙中产生的磁场称为电枢反应磁场F，这个磁场对转子绕组的主磁场Fo的影响叫电枢反应，如果负荷是纯电阻性的，电枢反应的结果是使发电机的气隙磁场发生歪扭，即气隙合成磁场Fr对于主磁场Fo来说，逆着转子旋转的方向偏转了一个δ角度。当增加汽轮机进汽后，转子磁场Fo与气隙合成磁场Fr的δ角度增大，由公式Pem=UEo/Xd.sinδ发电机有功功率增大（δ在0゜-90゜范围内），当汽轮机拖动转子的机械功率与有功功率对转子的制动功率平衡时，δ角度不再增大，转子稳定在3000rpm/min的同步转速。当δ大于90゜，有功功率随δ角的增大而减小，转子的拖动转矩大于有功功率对转子的制动转矩，δ角会一直增大，导致转子超速。发电机的无功功率为了讨论问题方便，将发电机三相对称电路简化成一相代替，因为发电机定子绕组电阻比电感小的很多，所以用一个大电抗Xd表示，并单独提出来放在离中性点O最近的一段串联电路上。当发电机不带有功时，发电机电动势E0与系统电压Us相位相同，当由励磁电流感应的发电机电动势E0与系统电压Us相等时，即E0=Us，A、B两点间没有电压差，也就无电流产生，这时励磁电流为正常励磁电流值当发电机增大励磁电流时，电动势E0便会增加，E0大于系统电压Us，A、B两点间出现电压差△U=E0-UsCOSδ,在这个电压差的作用下，发电机和系统间就流过无功电流Iw。发电机运行特性曲线（P-Q曲线）四个限制条件根据发电机运行特性曲线（P-Q曲线），在稳态条件下，发电机的稳态运行范围受下列四个条件限制：原动机输出功率极限的限制，即原动机的额定功率一般要稍大于或等于发电机的额定功率；发电机的额定视在功率的限制，即由定子发热决定的容许范围；发电机的磁场和励磁机的最大励磁电流的限制，通常由转子发热决定；进相运行时的稳定度，即发电机的有功功率输出受到静态稳定条件的限制。发电机结构发电机机座及隔振机构发电机铁芯发电机端部结构发电机通风系统发电机风路：径向通风，轴向分为11风区—“5进6出”，定转子径向耦合，带气隙隔板转子风路特点：气隙取气斜流通风系统，一斗两路，即一个风斗对应两路相反方向的斜流风道Z1,Z3,Z5,Z7,Z9,Z11为出风区Z2,Z4,Z6,Z8,Z10为进风区（两个端部进风区）端部出风区（Z1和Z11）则对应一个相邻进风区和一路端部进风区。定子绕组端部结构发电机定子绕组冷却水路定子绕组汇流管及引出线汇流管定子绕组进出水汇流管分别装在机座内的励端和汽端。由励端进水汇流管经绝缘引水管构成向定子绕组、定子绕组引线、引出线和瓷套端子、中性点母线供水的水路。定子绕组的出水经汽端出水汇流管汇集排出，定子绕组引线、引出线、瓷套端子、中性点母线的出水汇集在出线盒内的小汇流管内，小汇流管经机外底部的连通管与汽端出水汇流管连接，从而构成了发电机定子冷却水系统。定子进出水汇流管均用不锈钢管制成。汇流管的进口位置设在机座励端顶部的侧面，出口位置设在机座汽端顶部的侧面。进出水汇流管之间通过设在机座外顶部的连通管连通，使之排气通畅，保证绕组在运行时充满水及水系统发生故障时不失水。发电机定子绕组出线盒、引出线及瓷套端子发电机的出线盒设置在定子机座励端底部。出线盒由无磁性钢板焊接而成，其形状呈圆筒形，并具有足够的强度及气密性。出线盒采用法兰与机座把合。发电机引出线由铜管制成。引出线上端与定子绕组引线采用柔性接头连接，下端通过铬铜合金接线夹与瓷套端子相接，从而将定子绕组从机内引至机外出线盒处。发电机瓷套端子对水和氢都具有良好的密封性能。瓷套端子内部导电杆与瓷套的连接采用一端装有无磁性螺旋弹簧，另一端焊接波纹式紫铜伸缩节，使导电杆既能随温度变化而自由伸缩，又能保持可靠的密封性能。瓷套端子由设在瓷套外部的法兰把合在出线盒上。发电机引出线和瓷套端子均采用水内冷。由出线盒内部设置的小汇流管构成引出线和瓷套端子冷却水的回水通路。发电机定子绕组出线盒、引出线及瓷套端子发电机转子转子引出线：由J型引线、径向导电螺钉和轴向导电杆构成。J型引线的一端与1号线圈端部底匝铜排连接，另一端通过转轴轴柄上的引线槽引至径向导电螺钉处，径向导电螺钉将J型引线与转轴中心孔内的轴向导电杆连接在一起，而轴向导电杆通过中心孔一直延伸至转子励端联轴器的端面，并与集电环装配的小轴联轴器端面的导电杆相接，从而构成发电机的转子励磁电路。转子护环：转子护环由高强度无磁性合金锻钢制成，转子护环的前端热套在转子本体端部，后端与中心环热套在一起。转子阻尼系统：该发电机转子每极表面（大齿）上开设有两个阻尼槽，槽内置放通长的阻尼铜条，并采用非磁性钢阻尼槽楔，从而使感应电流能顺利通过极表面上的横向槽，避免在横向槽周围形成过热点。同时，转子线圈槽楔采用了对感应电流屏蔽效果良好的铝合金，并在各段槽楔间采用连接块搭接，使感应电流能顺利通过各段槽楔间的接缝处，防止了在槽楔接缝处的齿部形成过热点。此外，与护环接触的端头槽楔采用热态导电性能良好的铍铜合金，使护环能与端头槽楔接触良好，并通过端头槽楔将各阻尼铜条、各线圈槽内的槽楔并联在一起，形成了可靠的笼式转子阻尼系统。风扇:在转子两端护环外侧装设有单级浆式风扇，用以驱动发电机内的氢气循环冷却发电机。转子风扇由风扇座环和风扇叶片组成。风扇座环由高强度合金锻钢制成，并热套在转轴上。风扇叶片由高强度铝合金锻成，并按规定的扭转角固定在风扇座环上。发电机转子变压器电气倒闸操作定义：将通过操作隔离开关、断路器以及挂、拆接地线将电气设备从一种状态转换为另一种状态所进行的操作。电气一次回路的三个设备一、开关开关又称“断路器”：是用来接通和断开电路，而且还有主动预防电气火灾的功能的元器件。二、刀闸刀闸又称“隔离开关”，是用来把开关与电源给隔离出一段较长的物理安全距离，保障设备（如开关、电机、变压器、母线等）可以进行安全检修的元器件三、地线和接地刀闸接地线就是直接连接地球的线，也可以称为安全回路线，危险时它就把高压电直接转嫁给地球，是一根生命线，我们电气设备检修时需要将检修的设备挂接地线，保障检修人员安全。接地刀闸简称地刀，是安装于高压开关柜内代替接地线的一种安全连锁机构，相当于一根接地线。开关家用墙壁空气开关空气开关MCC抽屉开关380V动力及电源开关抽屉开关6KV开关VB真空断路器FC真空接触器机械分闸6kv真空断路器内部结构6KV真空接触器开断原理及一次熔断器真空接触器，其真空灭弧室具有卓越的开断性能、能承受频繁的分合闸操作、具有长久的电气和机械寿命、很少的维护，故特别适合控制和保护电动机、变压器、电容器和变阻器等电气设备。高压限流熔断器，基于其灭弧装置的原理和结构，具有反时限安秒特性，能即时切除电气线路或设备的故障。如电动机发生故障时，熔断器能在很短的时间内(小于10μS)迅速切除。由高压熔断器加真空接触器(以下简称F-C)供电的设备主要有以下两类：——1600kVA及以下的低压变压器——1200kVA及以下的高压电动机。对于上述容量范围以外的低压变压器和高压电动机的供电，则由断路器承担。20KV发电机出口断路器GCB(GeneratorCircuit-Breaker)带发电机出口断路器与不带发电机出口断路器的接线方式进行比较，归纳起来有以下优点：1）机组启动时，不需要由启动变压器引进市电，仅需断开GCB，使厂用电受电。机组正常起、停不需切换厂用电，提高厂用电可靠性。2）机组在发电出口断路器以内发生故障时（如发电机、汽机、锅炉故障），只需跳开发电机出口断路器，减少机组事故时的操作量。3）对保护主变压器、高压厂用工作变压器有利。对于主变压器、高压厂用工作变压器发生内部故障时，由于发电机励磁电流衰减需要一定时间，在发电机-变压器组保护动作切除主变压器高压侧开关后，发电机在励磁电流衰减阶段仍向故障点供电，而装设发电机出口断路器后由于能快速切开发电机开关，而使主变压器受到更好的保护，这一点对于大型机组非常有利。另一个更有利的作用是：避免或减少了由于高压开关的非全相操作而造成的对发电机的危害。对于发电机变压器组接线，其高压开关由于额定电压较高（500KV），敞开式开关相间距离较大，不能做成三相机械连动，高压开关的非全相工况即使在正常操作时也时有发生，高压开关的非全相运行会在发电机定子上产生负序电流，而发电机转子承受负序磁场的能力是非常有限的，严重时会导致转子损坏。而目前的发电机出口断路器在设计和制造中都考虑了三相机械连动，有效防止了非全相操作的发生。4）发电机出口断路器以内故障只需跳开发电机出口断路器，不需跳主变压器高压侧500KV开关，对系统的电网结构影响较小，对电网有利。5）虽然初期投资大，但便于检修、调试，缩短故障恢复时间，提高了机组可用率，同时每年可节约大量的运行费用。220/500KVSF6断路器SF6开关灭弧室合闸位置热效应＋压缩阶段热效应阶段分闸位置安全距离刀闸又称“隔离开关”，是为保障设备（如开关、电机、变压器、母线等）可以进行安全检修，把开关与电源给隔离出一段较长的物理安全距离的元器件380V和6KV开关的刀闸（隔离开关）拉刀闸：将380V抽屉开关或6KV真空开关的手车由“工作位”拉至“检修隔离位”推刀闸：将380V抽屉开关或6KV真空开关的手车由拉“检修隔离位”至“工作位”380V和6KV开关的刀闸拉开（开关停电）后的安全距离开关在“工作位”与“检修隔离位”之间的距离500KV隔离开关接地刀闸与接地线接地线应使用多股软铜线，截面应符合短路电流的要求，不得小于25mm2，接地线必须编号后使用。使用前应进行详细检查，禁止使用不合规定的导线替代。接地线必须使用线夹固定，严禁用缠绕的方法。装设接地线前必须验证设备确无电压，先接接地端，后接导体端，必须接触良好；拆地线时顺序相反，装、拆接地线必须使用绝缘棒和绝缘手套。电气二次设备电气二次设备是与一次设备有关的控制、操作、保护、测量、信号和调节回路中所使用的设备测量回路电气测量元件有电压互感器PT、电流互感器CT，其中电压互感器是测量电压，电流互感器是测量电流，PT不允许短路，CT不允许开路。倒闸操作里测量回路的停、送电一般是指将PT停、送电，PT送电先送一次回路、再送二次回路，二次回路先送交流再送直流，PT停电与送电步骤相反。母线PT停电,应考虑有关联动开关和低电压保护。母线恢复送电，应在结束工作票后，检查安全措施拆除，无问题后再进行操作，送电时，应先送PT，然后以电源开关对母线充电，充电良好后，再送其他负荷。6kV各段的进线断路器、进线PT、母线PT手车均为专用，相互之间不允许调换使用或代替。线路保护采用线路电压互感器时，如线路电压互感器退出运行，线路应同时停运双母线接线方式且线路保护采用母线电压互感器，当运行线路由一条母线倒至另一条母线运行时：一、双母线各有一组电压互感器，母线电压互感器的切换回路应能自动切换。二、两组母线电压互感器的并联，应是一次侧先并联，然后才允许二次侧并联。双母线接线方式，当一条母线的电压互感器退出运行时，应采取措施禁止母联断路器分闸，或将所有运行元件倒至运行电压互感器所在母线。保护回路保护回路分四类：开关保