作業1、說明火電廠的電氣設備中有哪些一次設備和二次設備，用什么圖形符號表示？都有什么作用？2、交流電ABC三相電依次用什么顏色表示？3、勵磁機的作用是什么？4、電力變壓器的作用及原理？5、高壓斷路器和隔離開關的作用有什么不同？6、電壓互感器和電流互感器的作用？7、電氣主接線有哪幾種主要接線類型？1、火力發電廠的分類2、火電廠的生產過程3、鍋爐設備4、汽輪機設備5、熱力系統及輔助設備

6、電氣設備7、火力發電廠的運行8、火力發電廠自動化第二章火力發電及其生產過程電氣設備

一次設備:直接生產和輸送電能的設備（發電機、變壓器、主母線、高壓互感器、隔離開關等）二次設備:對一次設備進行監視、控制和保護的設備第6節電氣設備一次設備①生產和轉換電能的設備：發電機-機械能轉換為電能；電動機-電能轉化為機械能；變壓器-電壓升高或降低，滿足輸配電需要。②接通或斷開電路的開關電器：正常或事故時，將電路閉合或斷開 斷路器，正常時用來接通和斷開負荷電流；故障時受繼電保護作用，將電路自動斷開。 隔離開關，將一次設備與帶電部分可靠隔離，沒有滅弧裝置，因此只有在斷路器斷開后，才能接通和斷開隔離開關。熔斷器接觸器一次設備③限制故障電流和防御過電壓的電器電抗器-限制短路電流，維持母線殘壓。避雷器-防御過電壓④接地裝置：電力系統中性點的工作接地或保護人身安全的保護接地，與地中的接地網相連。⑤載流導體：將電氣設備連接起來母線，匯集和分配電能架空線，終端線、聯絡線電纜，城市、廠站內部或附近、穿越江河或海峽時使用二次設備①儀用互感器：將電路中的高電壓或大電流轉換成低電壓、小電流，供給儀表和保護裝置使用。電壓互感器PT：電流互感器CT②測量表計：測量電路中的電氣參數。電壓表電流表功率因數表③繼電保護及自動裝置：迅速反應不正常情況并進行監控和調節。④直流電源設備：供給控制、保護和廠用直流負荷、事故照明的直流用電。直流發電機組蓄電池組硅整流設備⑤操作電器、信號設備及控制電纜。主要電氣一次設備的圖形符號電氣設備的主要內容（1）發電機（31：05）（2）電力變壓器（3）開關設備（39：36）（4）電力互感器（43：07）（5）避雷器（6）阻波器（7）電氣主接線及配電裝置（44：37）電氣部分接線示意圖1發電電機機的的原原理理和和結結構構（1）基基本本原原理理磁力力磁場場磁力力線線電磁磁鐵鐵感應應電電流流當導導線線在在磁磁場場移移動動，，“切割割”磁力線時時（或磁磁場移動動，磁力力線切割割導線時時），在在導線中中就產生生電壓，，此時如如將導線線兩端連連通，就就會有電電流通過過，稱為為感應電電流。（2）汽輪發發電機的的結構轉子由整塊的的優質合合金鋼制制成。具具有良好好的導磁磁性。定（靜））子由鐵芯、、線圈及及外殼組組成。鐵鐵芯由環環形硅鋼鋼片疊壓壓而成。。轉子轉子本體體結構1—大齒；2—小齒；3—嵌線定子由鐵芯、、繞組和和外殼等等組成。。鐵芯由由環形的的硅鋼片片疊壓而而成，其其內園開開有齒槽槽，放置置定子繞繞組。圖汽輪發電電機結構構示意圖圖勵磁設備備的作用用是向發發電機轉轉子提供供直流電電流，形形成轉子子磁場汽輪發電電機的損損耗銅損：定定子和轉轉子繞組組電阻損損耗鐵損：定定子鐵芯芯的磁場場變化機械損耗耗：通風風及軸承承部分的的摩擦6~25MW(2~4%)50~100MW(1.5~2%)200MW以上(1~1.5%)汽輪發電電機功率率發電機冷冷卻方式式（1）空氣冷冷卻發電機轉轉子兩端端裝風扇扇，只用用于50MW及以下。。（2）氫氣冷冷卻用氫氣將將熱量帶帶走。冷冷卻能力力高，通通風損耗耗小，結結構復雜雜，需要要制氫設設備，用用于30~100MW（3）繞組導導線內部部冷卻（（內冷））用泵迫使使氫氣、、水或油油流過導導體內部部。冷卻卻能力更更高，縮縮小發電電機體積積，節省省材料，，結構復復雜1958年，我我國試試制成成世界界上第第一臺臺雙水水內冷冷12MW汽輪發發電機機1974年，我我國第第一臺臺300MW雙水內內冷汽汽輪發發電機機投入入運行行1985年，哈哈爾濱濱電機機廠生生產的的600MW汽輪發發電機機第一一次啟啟動成成功。。表明明我國國已進進入世世界上上少數數幾個個生產產大功功率發發電機機國家家的行行列2電力變變壓器器看變壓壓器（（36:53）電力系系統中中廣泛泛使用用的升升壓和和降壓壓設備備,作用用：：高壓壓輸輸電電發電電機機輸輸出出電電壓壓受受絕絕緣緣水水平平限限制制，，最最高高為為20KV左右右，，如如果果用用這這樣樣的的電電壓壓遠遠距距離離輸輸電電，，電電流流大大，，功功率率損損耗耗大大。。在用用戶戶端端保保證證使使用用人人員員的的安安全全，，降降低低用用電電設設備備造造價價電力力變變壓壓器器的的原原理理和和結結構構閉合合鐵鐵心心上上繞繞兩兩個個互互相相絕絕緣緣匝匝數數不不等等的的繞繞組組。。與電源相連的的一側，一次次繞組（原邊邊）與負荷相連的的一側，二次次繞組（副邊邊）電磁感應原理理：電-磁-電原邊電壓U1原邊匝數N1副邊電壓U2副邊匝數N2匝數多的一側側電壓高，電電流小變壓器的分類類按用途分：升壓變壓器降降壓變壓器器聯絡變壓器配配電變壓器器按相數分：：單相變壓器三三相變壓器器按每相繞組的的線圈數：：雙繞組三三繞繞組自耦 低壓壓分裂繞組==k（變比）變壓器的損耗耗和冷卻（一）損耗銅耗：電流流流過線圈的損損耗，電流越越大，銅損也也越大；鐵損：磁力線線通過鐵芯產產生的損耗，，與電流無關關。（二）冷卻方方式油浸自冷式油浸風冷式強迫油循環電力變壓器的的結構核心設備：鐵鐵芯+繞組（（本體））外圍設備：（1）油：絕緣和和散熱需要油的部位位：本體、調調壓開關、引引出線結構：儲油（油枕））吸濕（硅膠））監視油位（油油枕、調壓開開關、套管））監視油溫監視油的分解解，診斷內部部故障（瓦斯斯繼電器）（2）冷卻卻系統統：強強迫油油循環環風冷冷（大大容量量變壓壓器））風扇潛油泵泵（油油流繼繼電器器）電力變變壓器器的結結構電力變變壓器器實物物照片片3開關設設備開關設設備錄錄像（（40:18）開關電電器的的作用用和種種類（1）作用用：在在正常常情況況下，，由于于檢修修或改改變運運行方方式，，將發發電機機、變變壓器器、線線路等等接入入電網網或退退出，，起控控制作作用。。在故故障時時，迅迅速切切斷故故障部部分，，保證證無故故障部部分正正常運運行，，起保保護作作用。。（2）種類類：高壓負負荷開開關、、低壓壓閘刀刀開關關、接接觸器器、磁磁力啟啟動器器：僅用來來在正正常工工作情情況下下，斷斷開或或閉合合正常常工作作電流流。高低壓壓熔斷斷器：：僅用來來斷開開故障障情況況下的的過負負荷電電流或或短路路電流流。高壓斷斷路器器、低低壓空空氣開開關：：既用來來斷開開或閉閉合正正常工工作電電流，，也用用來斷斷開或或閉合合過負負荷電流流或短短路電電流。。隔離開開關：：不要求求斷開開或閉閉合電電流，，只用用來在在檢修修時隔隔離電電壓。。電弧的的形成成與熄熄滅（1）電弧弧產生生的條條件：：電源源電壓壓大于于10~20V，電流流大于于80~100mA，動靜靜觸頭頭分離離瞬間間，觸觸頭間間產生生電弧弧。觸頭分分開后后，電電路中中有電電流，，電弧弧導電電，電電弧中中有大大量自自由電電子。。（2））電弧弧的危危害電弧的的溫度度很高高，可可達5000～～7000度以以上，，常超超過金金屬的的汽化化點，，可能能燒壞壞開開關電電器的的金屬屬觸頭頭。燒壞開開關電電器的的絕緣緣。如如，燒燒壞瓷瓷絕緣緣的表表面，，甚至至完全全損壞壞，或或者使有有機絕絕緣材材料炭炭化，，以致致失去去絕緣緣性能能。若電弧弧長時時間不不熄滅滅，不不僅燒燒壞開開關電電器，，而且且造成成系統統事故故，威威脅脅電力力系統統安全全運行行。（3）電弧弧產生生的物物理過過程電弧的的產生生和維維持是是觸頭頭間中中性質質點（（分子子和原原子））被游游離的的結果果。游游離就就是中中性質質點轉轉化為為帶電電質點點。高壓斷路器器熄滅交流流電弧的基基本方法結構：滅弧弧裝置+操縱機構（1）滅弧介質質具有較高高的傳熱能能力、介電電強度、熱熱游溫度和和熱容量。。按滅弧介介質和滅滅弧方式式分為：：多油、、少油、、壓縮空空氣、SF6、、真空(2)采用特殊殊金屬材材料作滅滅弧觸頭頭：銅鎢鎢和銀鎢鎢合金熔點高、、導熱系系數和熱熱容量大大的金屬屬，減少少熱電子子發射。。(3)利用氣體體或油吹吹動電弧弧：擴擴散和冷冷卻空氣：2.3MPaSF6:0.3~0.6MPa縱吹、橫橫吹、環環吹(4)采用多斷斷口熄弧弧：在在相等的的觸頭行行程下，，拉長電電弧各斷口電電壓分布布基本相相等的措措施：斷斷路器加加并聯電電容(5)采用強有有力的分分閘機構構，提高高觸頭分分離速度度，拉長長電弧操動機構構：斷路路器進行行合閘、、分閘操操作，并并保持在在合閘狀狀態，這這些任務務全靠操操動機構構完成。。隔離開關關主要用途途沒有滅弧弧功能,隔離電壓壓,倒閘操作作分合小電電流：分分、合避避雷器、、電壓互互感器和和空載母母線分、合勵勵磁電流流不超過過2A的空載變變壓器關、合電電容電流流不超過過5A的空載線線路隔離開關關的種類類安裝地點點：屋內內式和屋屋外式絕緣支柱柱數目：：單柱、、雙柱、、三柱4互感器（（43：07）互感器的作作用互感器包括括電流互感感器（TA或CT）和電壓互感感器（TV或PT）。（1）將一次回回路的高電電壓和大電電流變為二二次回路標標準的低電電壓（100V）和小電流（（5A1A）），使測量儀表表和保護裝裝置標準化化、小型化化，并使其其結構輕巧巧、價格便便宜和便于于屏內安裝裝。（2）使二次設設備與高壓部分隔隔離，且互感器二次次側均接地，從而保保證了設備和人身安安全。CT（電流互感感器）充油的：油油位位計充SF6氣體的：壓壓力表表PT（電壓互感感器）充油的：油油位位計仿真變電站站演示：CT和PT互感器錄像像（44：05）避雷器泄露雷電電電流、防御過電壓壓阻波器阻止高頻信信號進入廠廠站內高頻保護：：線路保護護的一種，，電網故障障時，線路路兩端的收收發訊機發發出高于工工頻（50HZ）的信號，，由阻波器器限制該高高頻只在本本線路上傳傳輸。懸掛式（251）支撐式（253）各種電氣設設備根據工工作的要求求和它們的的作用，依依一定次序序用導線連連接成的電電路，稱為為電氣接線線。一次設備連連接成的電電路成為電電氣主接線線。二次設備連連成的電路路稱為二次次電路。7電氣主接線線及配電裝裝置（45：09）電氣主接線線圖電氣主接線線表明電能能匯集和分分配的關系系以及各種種運行方式式。主接線常按按規定的圖圖形符號畫畫成單線圖圖的形式，，單線圖畫畫出的是單單相電路，，實際上表表示三相電電路。斷路器和隔隔離開關畫畫成斷開狀狀態。電氣主接線線圖舉例配電裝置由開關電器器、保護和和測量電器器、母線和和必要的輔輔助設備和和建筑物組組成的整體體，用來接接受和分配配電能的裝裝置。按電氣設備備裝設地點點，分屋內內和屋外配配電裝置。。單母線接線線單母線分段段雙母線帶旁旁路第7節火力力發電廠的的運行（1）機組的啟啟動和停運運機組啟動的的過程：鍋爐點火、、升壓、并并入母管、、汽輪機暖管管、暖機、、沖轉、升升速、發電機與電電力系統并并列、帶負負荷機組啟動和和停運時間間長的原因因：鍋爐與汽輪輪機體積大大、部件重重，特別是是高參數大大容量鍋爐爐的汽包鋼鋼板特厚，，汽輪機的的結構復雜雜、精密。。啟動不能能太快，保保證各部件件的溫度均均勻上升，，防止因溫溫升不均而而發生變形形、彎曲、、連接部位位松動、動動靜部分之之間發生摩摩擦等不良良后果。在停爐、停停機后，同同樣要注意意保證冷卻卻均勻，防防止金屬部部件冷卻太太快。中溫溫中中壓壓鍋鍋爐爐（（點點火火-并入母管管）：2~4h高溫高壓壓鍋爐：：4~5h中溫中壓壓汽輪機機（暖管管、機-帶滿負荷荷）：1.5~2.5h高溫高壓壓汽輪機機：4~5h參數越高高，容量量越大，，啟動時時間越長長。單元機組組一般采采用滑參參數啟動動鍋爐啟動動后當參參數還很很低時汽汽輪機就就開始啟啟動，隨隨著鍋爐爐汽壓、、汽溫的的升高，，汽輪機機轉速也也逐步提提高到額額定轉速速，當發發電機并并入系統統并帶上上一定負負荷后，，蒸汽參參數才能能達到額額定值。。這種啟啟動方式式可以縮縮短啟動動時間一一半，并并可減少少汽水損損失。（2）安全運運行火電廠生生產過程程復雜，，主輔設設備較多多，任何何一臺設設備發生生事故，，都會不不同程度度地影響響安全運運行，甚甚至會造造成主要要設備損損壞、全全廠停電電和人身身傷亡等等嚴重后后果。由于結垢垢、腐蝕蝕、磨損損和超溫溫，造成成爐管爆爆破。鍋爐滅火火后處理理不當，，造成爐爐膛爆炸炸。鍋爐缺水水、滿水水汽輪機嚴嚴重超速速而遭破破壞，甚甚至引起起人身傷傷亡。汽輪機葉葉片斷裂裂。軸瓦燒壞壞或火災災發電機或或主變壓壓器繞組組燒壞全廠停電電誤操作造造成人身身傷亡、、設備損損壞或停停電看錄像：：防止全全廠停電電事故(30分鐘)（3）經濟運運行主要經濟濟指標供電煤耗耗：發電電廠每向向外供1kWh電所消耗耗的標準準煤。蒸汽參數數越高，，煤耗越越低廠用電率率：發電電廠本身身消耗的的電量占占發電量量的百分分數。降耗的主主要措施施：控制制運行小小指標第8節火力發電電廠自動動化（1）作用利用各種種自動化化儀表和和裝置（（包括計計算機系系統）對對火力發發電廠生生產過程程進行監監視、控控制和管管理，使使之安全全、經濟濟運行的的技術。。（2）自動化化發展歷歷程就地控制制方式：：主要運運行參數數靠人工工控制單元控制制方式機爐電集集中布置置在單元元控制室室。仍由由機爐電電運行人人員分別別進行監監視和控控制。分散控制制系統將各種不不同的控控制功能能分別由由數臺以以微處理理器為核核心的裝裝置來實實現，集集中監視視、分散散控制。。圖6.3火電電廠廠集集控控運運行行圖6.5仿真真裝裝置置系系統統配配置置小結結6、電電氣氣設設備備（1）電氣氣設設備備:由一一次次設設備備和和二二次次設設備備組組成成一次次設設備備：：發發電電機機、、電電動動機機、、變變壓壓器器、、斷斷路路器器、、隔隔離離開開關關、、電電抗抗器器、、避避雷雷器器、、母母線線、、架架空空線線、、電電纜纜等等二次次設設備備：：電電壓壓互互感感器器PT、電電流流互互感感器器CT、電電壓壓表表、、電電