調(diào)試公司電氣專業(yè)課件

調(diào)試公司電氣專業(yè)課件第一頁，共46頁。電氣系統(tǒng)火電工藝介紹勵磁裝置發(fā)電機主變壓器廠用變壓器低壓配電裝置配電裝置輸電線路廠用電系統(tǒng)升壓變電所第二頁，共46頁。電氣主接線（1）第三頁，共46頁。直流系統(tǒng)發(fā)電廠的直流系統(tǒng)主要是對一些開關(guān)斷路器提供操作電源，對信號設(shè)備、繼電保護、自動裝置及其他的一些重要負荷（如事故油泵、事故照明、大機盤車、不停電電源）供電。直流系統(tǒng)是發(fā)電廠廠用電最重要的一部分，它應(yīng)保證在任何事故情況下都能可靠的不間斷的向其它用電設(shè)備供電。4第四頁，共46頁。在大型發(fā)電廠的直流系統(tǒng)中，采用蓄電池作為直流電源。蓄電池是一種獨立可靠地電源，它在發(fā)電廠中發(fā)生任何事故情況下，仍能保證直流系統(tǒng)中的用電設(shè)備可靠而連續(xù)的工作。在大型火力發(fā)電廠中一般都設(shè)置多個彼此獨立的直流系統(tǒng)比如：單元控制室直流系統(tǒng)、升壓站網(wǎng)控樓直流系統(tǒng)、輸煤直流系統(tǒng)。第五頁，共46頁。大型火力發(fā)電廠直流系統(tǒng)一般設(shè)置兩套110V直流系統(tǒng)對一些開關(guān)斷路器提供操作電源、信號設(shè)備、繼電保護、自動裝置提供裝置電源。設(shè)置一套220V直流系統(tǒng)為一些重要的電源負荷提供可靠的動力電源如事故直流油泵、事故密封油泵、UPS、事故照明等。每套直流系統(tǒng)均配有相應(yīng)電壓等級的蓄電池組，每套蓄電池組配一套充電器和一套備用充電器。充電器電源來自保安段電源。第六頁，共46頁。不停電電源系統(tǒng)（UPS）交流不停電電源系統(tǒng)（UPS）（UninterruptiblePowerSupply簡稱UPS）。在機組正常運行時，為汽機、鍋爐、電氣和計算機控制系統(tǒng)提供可靠的電源，在電廠停電期間，也能為其提供可靠電源。如果計算機控制系統(tǒng)失去UPS電源，就會導(dǎo)致停機。因此，每臺機組都設(shè)置了一套完全獨立的單相交流220V，50Hz的UPS電源。第七頁，共46頁。UPS是由整流器、逆變器、靜態(tài)開關(guān)、調(diào)壓隔離變壓器等主要部件組成。一般UPS有四種操作模式：正常工作電源供電模式、直流供電模式、旁路電源供電模式和維護旁路供電模式，

第八頁，共46頁。廠用電系統(tǒng)廠用電的電量，大都有發(fā)電廠本身供給，廠用電的耗電量占發(fā)電廠全部發(fā)電量的百分比稱為廠用電率。廠用電率是發(fā)電廠的主要運行經(jīng)濟指標之一，一般電廠的廠用電率為5-8%。廠用電的電壓等級，廠用電的電壓等級和電動機的容量有關(guān)系，一般廠用電壓等級為高壓廠用電6kV和低壓廠用電400V，100-200kW容量的電動機采用高壓。第九頁，共46頁。廠用電源及其引接：一般大型機組的廠用電源接線方式如下：一般600MW以上的發(fā)電機組發(fā)電機組出口不裝設(shè)斷路器，主要是因為開斷電流太大第十頁，共46頁。發(fā)電機出口額定電流可達20000A，發(fā)電機出口不裝設(shè)斷路器任何原件發(fā)生故障，就會導(dǎo)致斷開主變高壓側(cè)斷路器開關(guān)而停機。所以一般會設(shè)計高壓廠用備用電源（高壓備用變壓器）第十一頁，共46頁。400V低壓廠用電系統(tǒng)，一臺機組設(shè)置若干個動力中心簡稱（PC）和馬達控制中心（MCC）一般200kW以下電動機和200kW的電源接于PC段。容量小于75kW的電動機和電源接于MCC。第十二頁，共46頁。保安電源系統(tǒng)當(dāng)發(fā)電廠主電源故障造成失電時，為保證重要設(shè)備的安全可靠的運行，保安電源應(yīng)自動及時投入供電。一般火力發(fā)電廠的保安電源設(shè)置在發(fā)電廠的低壓配電系統(tǒng)（0.4kV）中，保安電源作為保護重要設(shè)備的最后防線，至關(guān)重要。保安電源的選擇決定著整個保安電源系統(tǒng)的可靠性。保安電源的選擇是多樣的，起動和切換方式各異，一般以快速起動的柴油機組為基礎(chǔ)，因機組容量、接線方式等的不同，結(jié)合各電廠的實際情況，又有一些差別，這些差別導(dǎo)致了保安電源的可靠性和靈活性的差異第十三頁，共46頁?；鹆Πl(fā)電廠的機組都設(shè)置交流保安電源。交流保安電源一般采用快速起動的柴油機組。柴油機組作為一個獨立的系統(tǒng)，受外界因素干擾的幾率最小，這也正是柴油機組作為發(fā)電廠保安電源而被廣泛選用的主要原因。由于保安段所帶負荷均為保機組安全運行和保主要設(shè)備的重要負荷，一般需要全部投入。第十四頁，共46頁。接線圖第十五頁，共46頁。高壓廠用電源切換系統(tǒng)一般廠用電源設(shè)計有兩個電源，工作電源（高廠變）和備用電源（高壓/啟動備用變）。第十六頁，共46頁。大容量機組的高壓廠用從發(fā)電機出口引接，而發(fā)電機出口不裝設(shè)斷路器，為了發(fā)電機啟動需設(shè)置高壓啟動備用變壓器，待發(fā)電機啟動完成，機組負荷大于高廠變的容量時，再切換至工作電源。機組正常停機時，停機前可以將廠用負荷母線從工作電源切換至備用電源，保證安全停機。廠用電源發(fā)生故障（如發(fā)電機主變壓器組保護動作，高壓廠用母線故障）而被切除時，需要高壓備用電源盡快投入，第十七頁，共46頁。高壓廠用電源的切換方式（36）400V低壓廠用電的切換，正常運行方式下，低壓母線成對分段運行，互為暗備用。3個斷路器有三取二的邏輯，400V備用電源自投裝置，母線失電自投，工作進線跳開，母聯(lián)開關(guān)才能合上。（37）第十八頁，共46頁。信號系統(tǒng)發(fā)電廠設(shè)置信號測量系統(tǒng)，供電氣運行人員監(jiān)控各電氣設(shè)備和系統(tǒng)的運行狀態(tài)。按信號的性質(zhì)可分位以下幾類：事故信號-發(fā)生事故及斷路器跳閘的信號。預(yù)告信號-反映機組及設(shè)備運行時的不正常狀態(tài)。位置信號-反映開關(guān)、斷路器及設(shè)備的位置狀態(tài)。第十九頁，共46頁。繼電保護和自動裝置的動作信號。第二十頁，共46頁。發(fā)電廠微機監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)在機組都采用分布式微機控制系統(tǒng)（DCS）對單元發(fā)電機進行數(shù)據(jù)采集、協(xié)調(diào)控制、監(jiān)視報警和聯(lián)鎖保護。在發(fā)電廠中電氣設(shè)備較多，各種信息也較多，通常將凡涉及到發(fā)電機、主變、廠變、廠用電的保護信號、斷路器、隔離開關(guān)狀態(tài)信號以及電流、電壓、有功/無功、有功電度/無功電度等模擬量送入DCS實現(xiàn)事件記錄、打印和畫面顯示，機組的有關(guān)參數(shù)在CRT畫面上顯示。第二十一頁，共46頁。遠動系統(tǒng)（RTU）遠動系統(tǒng)的功能:遙信、遙測、遙控、遙調(diào)。遙信：主要是把斷路器、隔離開關(guān)的跳閘和合閘狀態(tài)，重要繼電保護和自動裝置的動作信號以及運行狀態(tài)信號傳送給調(diào)度。遙測：主要是對發(fā)電機、主變壓器、廠用電系統(tǒng)等重要設(shè)備的電流、電壓、頻率、功率上傳調(diào)度，便于對系統(tǒng)的出力、潮流及負荷的分析調(diào)配。第二十二頁，共46頁。遙控：通過遠程指令遙控發(fā)電廠內(nèi)的重要設(shè)備如：并網(wǎng)發(fā)電機的啟停、斷路器、自動裝置的投退。遙調(diào)：是對變壓器的分接頭、機組的有功和無功調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)，可以達到增減機組出力和調(diào)節(jié)系統(tǒng)電壓。第二十三頁，共46頁。同期系統(tǒng)火力發(fā)電廠大容量機組通常采用準同期方式。發(fā)電機投入電力系統(tǒng)同步并列的基本要求是:1、投入瞬間發(fā)電機的沖擊電流不超過允許值。2、系統(tǒng)能把投入的發(fā)電機拉入同步。兩個系統(tǒng)并列的理想條件是兩個系統(tǒng)的電壓的三個狀態(tài)量全部相等。1、待并發(fā)電機與系統(tǒng)頻率相等。2、待并發(fā)電機與系統(tǒng)電壓幅值相等。3、合閘瞬間待并發(fā)電機與系統(tǒng)電壓相角相等。第二十四頁，共46頁。滿足以上三個條件此時兩個系統(tǒng)并列后，不但沖擊電流等于零，而且并列后發(fā)電機與系統(tǒng)立刻就會進入同步運行不會發(fā)生任何擾動現(xiàn)象。發(fā)電廠的主控室或單元控制室都會裝設(shè)自動準同期裝置和帶有閉鎖的的手動準同期裝置。同期裝置并網(wǎng)前會和勵磁系統(tǒng)配合進行升壓、降壓，如果待并發(fā)電機電壓低于同期裝置定值電壓，同期裝置就會發(fā)出增壓指令給調(diào)節(jié)器給發(fā)電機升壓，如果待并發(fā)電機電壓高于同期裝置定值，電壓同期裝置就會發(fā)出減壓指令給調(diào)節(jié)器給發(fā)電機減壓。第二十五頁，共46頁。同期裝置并網(wǎng)前會和DEH系統(tǒng)配合進行升速、減速，如果待并發(fā)電機頻率低于同期裝置定值頻率，同期裝置就會發(fā)出增速指令給DEH給發(fā)電機升速，如果待并發(fā)電機頻率高于同期裝置定值頻率，同期裝置就會發(fā)出減速指令給DEH給發(fā)電機減速。現(xiàn)在發(fā)電機的并網(wǎng)工作一般都是集中控制來實現(xiàn)，如同期裝置上電、同期請求、DEH允許、投入同期等。特別強調(diào)的是新機組的同期裝置進行機組并列時一定要通過發(fā)電機帶母線零起升壓，檢第二十六頁，共46頁。查系統(tǒng)側(cè)母線電壓和待并測發(fā)電機的電壓相位（這時他們是一個系統(tǒng)），或者解開發(fā)電機與封閉母線的軟連接，對主變和發(fā)電機PT進行倒沖來檢驗發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓的正確性。如果非同期并網(wǎng)會對發(fā)電機系統(tǒng)造成嚴重破壞，后果不堪設(shè)想。第二十七頁，共46頁。發(fā)電機勵磁系統(tǒng)同步發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)主要是有勵磁功率單元、勵磁調(diào)節(jié)器（裝置）兩大部分組成。第二十八頁，共46頁。勵磁功率單元是指向同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組提供直流勵磁電流的勵磁電源部分，而勵磁調(diào)節(jié)器則是根據(jù)控制要求的輸入信號和給定調(diào)節(jié)的準則控制勵磁功率單元輸出的裝置。勵磁系統(tǒng)的作用;1、根據(jù)發(fā)電機的負荷變化相應(yīng)的調(diào)節(jié)勵磁電流，維持機端電壓給定值。2、控制并列運行個發(fā)電機間的無功功率分配。3、提高發(fā)電機并列運行的靜態(tài)穩(wěn)定性。4、提高發(fā)電機并列運行的暫態(tài)穩(wěn)定性。5、在發(fā)電機內(nèi)部出現(xiàn)故障時進行滅磁，減小故障損失程度。第二十九頁，共46頁。6、根據(jù)運行要求對發(fā)電機實行最大勵磁限制和最小勵磁限制。自并勵（130）第三十頁，共46頁。發(fā)電廠電氣設(shè)備繼電保護電力系統(tǒng)對繼電保護最基本的幾點要求:1、選擇性；指保護裝置動作時只把故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障范圍盡量縮小，保證電力系統(tǒng)中得無故障元件繼續(xù)安全運行。2、速動性；電力系統(tǒng)在發(fā)生故障時，保護裝置快速切除故障元件，提高電力系統(tǒng)并列運行元件得的穩(wěn)定性。3、靈敏性；是指對其保護范圍內(nèi)發(fā)生故障得元件或不正常運行得狀態(tài)，迅速靈敏的可靠動作。第三十一頁，共46頁。4、可靠性；要求保護裝置應(yīng)該動作時可靠動作，在不應(yīng)該動作時不誤動，即不應(yīng)該誤動也不應(yīng)該拒動。第三十二頁，共46頁。變壓器保護變壓器故障主要包括以下幾種類型;1、相間短路。2、接地短路。3、匝間短路。4、鐵心局部發(fā)熱和損壞。5、油面下降。（290）第三十三頁，共46頁。變壓器保護的配置：差動保護。氣體保護(重瓦斯保護、輕瓦斯保護)。零序電流保護。過負荷保護。后備保護。開入量保護（溫度油位通風(fēng)）。第三十四頁，共46頁。發(fā)電機變壓器組保護大型機組的發(fā)電機變壓器組保護配置沒有統(tǒng)一的規(guī)定，一般的機組容量越大采用的保護種類就越多，要求性能指標也就越高。大型發(fā)電機變壓器組保護得配置原則應(yīng)該以能可靠地檢測出發(fā)電機可能發(fā)生的故障及不正常的運行狀態(tài)為前提，同時部分保護退出運行時，應(yīng)不影響機組的安全運行，在對故障進行處理時應(yīng)保證系統(tǒng)和機組兩方面的要求，因此主保護應(yīng)雙重化配置。第三十五頁，共46頁。繼電保護的雙重化配置原則是：兩套獨立的TA、TV檢測元件，兩套獨立的保護裝置。兩套獨立的斷路器跳閘機構(gòu)，兩套獨立的控制電纜，兩套獨立的直流系統(tǒng)供電。對大型機組進行保護配置時，應(yīng)對以下保護給予足夠的重視：雙重化差動保護，定子接地保護，負序過流保護，過勵磁（過電壓）保護，失磁失步保護，低頻保護，誤上電保護，啟停機保護等。過熱保護盡量采用反時限特性。第三十六頁，共46頁?？倖与姎庠囼炆龠^程中的試驗交流阻抗測試在汽機升速過程中，分別在轉(zhuǎn)速約500、1000、1500、2000、2500、3000轉(zhuǎn)／分時，測出轉(zhuǎn)子絕緣電阻、交流阻抗和功率損耗。發(fā)變組短路試驗汽機穩(wěn)定在3000轉(zhuǎn)／分，派人監(jiān)視以下設(shè)備，如有異常立即匯報。第三十七頁，共46頁。1、發(fā)電機本體。2、勵磁裝置及勵磁變。3、主變、廠用工作變。4、220kV升壓站短路點。5、6kV開關(guān)室短路點。6、機發(fā)變組保護屏。7、出線層設(shè)備(PT、CT、中性點接地變壓器和電阻)8、分別開啟兩組主變、高廠變冷卻風(fēng)扇。第三十八頁，共46頁。發(fā)電機短路特性試驗。1、手動增磁，電流升起一點后，檢查CT回路無開路現(xiàn)象。2、將發(fā)電機電流升至額定值后，再減磁，將發(fā)電機電流降到零。調(diào)節(jié)過程中記錄Ia、Ib、Ic、UL、IL值,同時校對盤表顯示值（做上升、下降曲線時，要單方向調(diào)整增、減磁）。3、電流相量檢查。4、將6kV兩個試驗短路柜推入工作位置。5、手動增磁，電流升起一點后，檢查高廠變CT回路無開路現(xiàn)象繼續(xù)增磁，監(jiān)視發(fā)電機、主變及高廠變電流不超過其額定值。第三十九頁，共46頁。6、定子電流在二次1A左右時,用鉗形相位表測量各CT電流的相位及幅值，并檢查各差動保護的方向。第四十頁，共46頁。發(fā)變組空載試驗。發(fā)變組空載特性錄制。1、合上滅磁開關(guān),手動增磁，使Uf二次升到20V，檢查各TV回路應(yīng)無短路現(xiàn)象，測量三相電壓的對稱情況，繼續(xù)升壓，每升約20V稍停，直到105V后再減磁，將電壓降到最低，調(diào)節(jié)過程中記錄Uab、Ubc、Uca、UL、IL值，錄取發(fā)變組空載特性曲線。(注意錄取上升、下降曲線時，要單方向調(diào)整增、減磁。)2、發(fā)電機二次電壓相量測試，發(fā)電機電壓升到額定值(二次100V)，測量各個測量儀表及保護的電壓幅值及相位。第四十一頁，共46頁。發(fā)電機軸電壓測試。提起轉(zhuǎn)子接地碳刷用高內(nèi)阻電壓表測量發(fā)電機軸電壓。發(fā)電機空載帶調(diào)節(jié)器試驗，勵磁調(diào)節(jié)器試驗包括起勵、手動升壓、自動升壓、正負10%階躍響應(yīng)、通道切換、滅磁時間常數(shù)測試、滅磁試驗、PT斷線試驗、勵磁