電氣一次設備原理及構造

貴州興義電力開展電氣主接線圖600MW汽輪發電機構造表示圖

600MW汽輪發電機總裝外形圖發電機的主要部件汽輪發電機構造：定子鐵心

汽輪發電機構造：定子繞組汽輪發電機構造：勵磁繞組

發電機任務原理①、利用法拉第電磁感應原理。②、經過勵磁調理柜經過發電機轉子在發電機建立磁場。③、汽輪機3000轉后帶動轉子切割磁力線產生感應電動勢。④、感應電動勢經過外接回路產生電流。發電機參數型號：QFSN－600－2YHG冷卻方式：水氫氫冷卻方式，即定子繞組水內冷，轉子繞組氫內冷，定子鐵芯氫冷。額定功率：600MW額定電壓：20kV額定電流：10.189kA額定轉速：3000轉/每分鐘額定頻率：50HZ額定功率因數：0.9〔滯后〕定子線圈接法：YY極數： 2發電機中性點采用經變壓器〔二次側經電阻〕接地。變壓器實物電力變壓器輸電過程中，通常將電壓升高，經過高壓輸電線傳送到遠方的城市，經過降壓變壓器降為10kv電壓，再經過配電降壓變壓器分配給用戶。保送同樣的功率，電壓低那么電流大，一方面由于大電流在輸電線路上引起損耗，另一方面大電流在線路阻抗上產生大的壓降，受電端電壓很低，電能傳送不出去。只需高電壓能將電能保送到遠方。配電變壓器變壓器的原理及分類當變壓器的一次繞組接通交流電源時，在繞組中就會有交變的電流經過，并在鐵心中產生交變的磁通，該交變磁通與一次、二次繞組交鏈，在它們中都會感應出交變的感應電動勢。二次繞組有了感應電動勢，假設接上負載，便可以向負載供電，傳輸電能，實現了能量從一次側到二次側的傳送。按冷卻方式分類：干式〔自冷〕變壓器、油浸〔自冷〕變壓器升壓變壓器——升高電壓的變壓器降壓變壓器——降低電壓的變壓器雙繞組變壓器，在鐵芯中有兩個繞組，一個為初級繞組，一個為次級繞組自耦變壓器，初級、次級繞組合為一個三繞組變壓器，三個繞組銜接三種不同電壓的線路多繞組變壓器，如分裂變壓器油浸式變壓器——鐵芯和繞組都一同浸入灌滿了變壓器油的油箱中，可以加強絕緣和改善冷卻散熱條件干式變壓器變壓器鐵芯鐵心：1〕鐵心資料

鐵心是變壓器磁路的主體，鐵心分為鐵心柱和鐵軛，鐵心柱上套裝繞組，鐵軛的作用是使磁路閉合。為減少鐵心內的磁滯損耗和渦流損耗，提高鐵心導磁才干，鐵心采用含硅量約為5%，厚度為0.35mm或0.5mm，兩面涂絕緣漆或氧化處置的硅鋼片疊裝而成。變壓器線圈繞組〔線圈〕：繞組是變壓器的電路部分，用絕緣銅線或鋁線繞制而成。繞組的作用是電流的載體，產生磁通和感應電動勢。高壓繞組：任務電壓高的繞組；低壓繞組：任務電壓低的繞組。繞組有同心式和交疊式。同心式繞組：高低壓繞組在同一芯柱上同芯陳列，低壓繞組在里，高壓繞組在外，便于與鐵芯絕緣，構造較簡單?！渤２捎谩骋娨韵聢D。交疊式繞組：高低壓繞組分成假設干部分形似餅狀的線圈，沿芯柱高度交錯套裝在芯柱上。變壓器附件即油浸式變壓器的外殼，用于散熱，維護器身〔變壓器的器身放在油箱內〕，箱中有用來絕緣的變壓器油。〔2〕儲油柜〔油枕〕：裝在油箱上，使油箱內部與外界隔絕?！?〕平安氣道〔防爆管〕：裝在油箱頂蓋上，維護設備，防止出現缺點時損壞油箱。當變壓器發生缺點而產生大量氣體時，油箱內的壓強增大，氣體和油將沖破防爆膜向外噴出，防止油箱爆裂?！?〕氣體繼電器〔瓦斯繼電器〕：裝在變壓器的油箱和儲油柜間的管道中，主要維護安裝。內部有一個帶有水銀開關的浮筒和一塊能帶動水銀開關的擋板。當變壓器發生缺點，產生的氣體聚集在氣體繼電器上部，油面下降，浮筒下沉，接通水銀開關而發出信號；當變壓器發生嚴重缺點，油流沖破擋板，擋板偏轉時帶動一套機構使另一水銀開關接通，發出信號并跳閘。變壓器套管裝在變壓器的油箱蓋上作用是把線圈引線端頭從油箱中引出，并使引線與油箱絕緣。電壓低于1KV采用瓷質絕緣套管，電壓在10-35KV采用充氣或充油套管，電壓高于110KV采用電容式套管。變壓器附件〔7〕變壓器油：

要求：高的介質強度和低的粘度，高的發火點和低的凝固點，不含酸、堿、灰塵和水分等雜質。作用：加強絕緣和散熱?！?〕測溫安裝：

監測變壓器的油面溫度。小型的油浸式變壓器用水銀溫度計，較大的變壓器用壓力式溫度計。

變壓器的有載調壓在電力系統，為了使變壓器的輸出電壓控制在允許變化的范圍內，變壓器的原邊繞組匝數要求在一定范圍內調理，因此原繞組普通備有抽頭，稱為分接頭。利用開關與不同接頭銜接，可改動原繞組的匝數，到達調理電壓的目的。分接開關分為有載調壓分接開關和無載調壓分接開關。自耦變壓器自耦變壓器自耦變壓器是個單繞組變壓器，一、二次繞組之間既有電的聯絡，又有磁的耦合。自耦變壓器的特點在輸出容量一樣的情況下，自耦變壓器比普通雙繞組變壓器省鐵省銅、尺寸小、質量輕、本錢低、損耗小、效率高。自耦變壓器的二次側也必需采取高壓維護，防止高壓入侵損壞低壓側的電氣設備。我廠聯絡變均采用自耦變壓器變壓器參數主變：主變壓器采用單相變壓器組低損耗強油風冷電力變壓器，額定容量為240MVA；電壓為242±2×2.5%/20kV，Yn,d11接線，Ud=14%廠用任務變壓器：34.5MVA高壓廠用變壓器采用三相自然油循環風冷低損耗無載調壓分裂變壓器。啟備變：31.5MVA啟備變采用三相自然油循環風冷低損耗有載調壓分裂變壓器。主變高壓側中性點采用經隔分開關接地。高廠變、啟備變高壓側中性點采用經隔分開關接地。干式變壓器〔普通廠用變均采用干式變〕高壓開關高壓開關〔斷路器〕：在正常運轉時，用來接通或斷開電路的負荷電流；缺點時，用來迅速斷開短路電流，切除缺點。斷路器種類按滅弧介質可分為空氣斷路器、真空斷路器、油斷路器、六氟化硫〔SF6〕斷路器等。六氟化硫〔SF6〕斷路器：SF6斷路器采器具有優良滅弧才干和絕緣才干的SF6氣體作為滅弧介質，具有開斷才干強、動作快、體積小等優點，但金屬耗費多，價錢較貴。近年來SF6斷路器開展很快，在高壓和超高壓系統中得到廣泛運用。尤其以SF6斷路器為主體的封鎖式組合電器，是高壓和超高壓電器的重要開展方向，留意氣壓、微水的檢測。

真空斷路器：真空斷路器是在高度真空中滅弧。真空中的電弧是在觸頭分別時電極蒸發出來的金屬蒸汽中構成的。電弧中的離子和電子迅速向周圍空間分散。當電弧電流到達零值時，觸頭間的粒子因分散而消逝的數量超越產生的數量時，電弧即不能維持而熄滅。真空斷路器開斷才干強，開斷時間短、體積小、占用面積小、無噪聲、無污染、壽命長，可以頻繁操作，檢修周期長。真空斷路器目前在我國的配電系統中已逐漸得到廣泛運用。斷路器的操作機構斷路器操作機構分為：電磁機構、液壓機構、彈簧機構1、電磁操作機構

優點：構造簡單，任務可靠，制造本錢低。

缺陷：合閘線圈耗費功率大，零部件易損壞，且構造笨重，合閘時間長。

2、液壓操作機構

優點：動作快，操作平穩，直流電源功率小，短時失去電源仍能操作假設干次。

缺陷：易漏油、價錢較高，工藝要求較嚴。3、電動儲能彈簧機構

優點：分、合閘速度快，電動機功率小，可交直流兩用。

缺陷：構造復雜，零部件較多，加工精度要求過高。

高壓隔分開關高壓隔分開關的作用：主要是隔斷高壓電源，并呵斥明顯的斷開點，以保證其他電氣設備平安進展檢修。由于高壓隔分開關沒有專門的滅弧安裝，所以不允許帶負荷分閘和合閘。(1)設備檢修時，用隔分開關隔離有電部分，構成明顯的斷開點以保證任務人員和設備平安；

(2)隔分開關與斷路器相配合，進展倒閘操作，以改動運轉方式；

(3)隔分開關可以在規程允許的范圍內進展電路切換。電流互感器

電流互感器電流互感器的構造特點是：一次繞組匝數少〔有的只需一匝，利用一次導體穿過其鐵心〕，導體相當粗；而二次繞組匝數很多，導體較細。它接入電路的方式是：將一次繞組串聯接入一次電路；而將二次繞組與儀表、繼電器等的電流線圈串聯，構成一個閉合回路，電流互感器構造原理圖如圖2.13所示。由于二次儀表、繼電器等的電流線圈阻抗很小，所以電流互感器任務時二次回路接近短路形狀。二次繞組的額定電流普通為5A。電流互感器在運用中要留意以下幾點：①電流互感器在任務時其二次不得開路，二次側不允許串接熔斷器和開關；②電流互感器二次側有一端必需接地，防止一次、二次繞組絕緣擊穿時，一次側的高電壓竄入二次側，危及人身和設備的平安。電壓互感器電壓互感器的構造特點是：一次繞組匝數多，而二次繞組匝數少，相當于降壓變壓器。它接入電路的方式是：將一次繞組并聯在一次電路中；而將二次繞組并聯儀表、繼電器的電壓線圈，電壓互感器構造原理圖如圖2.12所示。由于二次儀表、繼電器等的電壓線圈阻抗很大，所以電壓互感器任務時二次回路接近于空載形狀。二次繞組的額定電壓普通為100V。電壓互感器在運用中要留意以下幾點：①一次、二次側必需加熔斷器維護，二次側不能短路，防止發生短路燒毀互感器或影響一次電路正常運轉；②電壓互感器二次側有一端必需接地，防止一次、二次繞組絕緣擊穿時，一次側的高電壓竄入二次側，危及人身和設備的平安；③二次側并接的電壓線圈不能太多，防止超越電壓互感器的額定容量，引起互感器繞組發熱，并降低互感器的準確度。避雷器在打雷時，架空線上會暫時產生一個非常高的電壓，時間雖然短，但也足夠把油開關、變壓器等電氣設備的絕緣破壞。避雷器就是用來防止架空線引進的雷電對變配電安裝所起的破壞作用。閥型避雷器是由火花間隙和可變電阻兩部分組成，密封于一個瓷質套筒里面，上面出線與線路銜接，下面出線與地銜接。當雷電忽然出現時，高壓火花間隙被擊穿，避雷器有電流經過，使雷電電流引向大地，防止了變配電安裝遭到雷電的破壞。可變電阻的作用是當電壓高、電流大時電阻值很小，可使雷電的電流很快經過。當放電將近終了時，電壓低、電流小，電阻就添加，逐漸阻止線路上的高壓電流經過，當電壓降到缺乏以擊穿火花間隙時，避雷器就不再經過電流，恢復原狀。1—接線端；2—瓷套筒；3—火花間隙；4—閥型電阻片；5—安裝卡子變電站維護、丈量、通訊配置1、變電站綜合自動化系統〔NCS)2、線路維護3、母差維護4、母聯維護5、缺點錄波器6、電量計量安裝7、網控直流系統8、運動通訊系統集控主要維護、計量配置1、發變組維護2、啟備變維護、聯絡變維護3、PMU、缺點錄波器4、穩控5、同期安裝6、直流7、UPS8、電量計量安裝9、勵磁調理安裝6KV配電安裝6KV開關高壓電機6KV維護及計量安裝配置1、電機維護2、差動維護3、短線路維護4、快切維護5、電壓互感器維護6、變頻器7、電度表380V配電安裝380V智能斷路器可編程控制器〔plc)變頻器低壓電機低壓斷路器〔空氣開關〕低壓空氣斷路器低壓接觸器低壓轉換開關低壓電器----熱偶低壓接觸器低壓電器-----繼電器低壓電器-----行程開關低壓電器---拉繩開關低壓電電器----軟啟動柜低壓電器-----保險380V維護及計量安裝1、智能斷路器維護2、軟啟動柜3、過流---接觸器熱偶維護4、電壓互感器維護5、電度表6、變頻器7、可編程控制器〔PLC)電廠直流系統直流系統主廠房直流系統采用動力、控制合并供電方式，本期每臺機組裝設兩組220V閥控式鉛酸免維護蓄電池組。為機組的控制、丈量、信號、繼電維護、自動安裝等控制負荷和直流電機、機組交流不停電電源、事故照明等動力負荷提供直流電源。 主廠房直流系統采用單母線分段接線，采用刀開關分段。每組蓄電池設置一套高頻開關電源充電安裝及微機型直流絕緣監察安裝，220V蓄電池容量為1200Ah。繼電器室直流系統 網控繼電器室設兩組220V閥控式鉛酸免維護蓄電池組。向配電安裝區域內的控制、動力及直流事故照明負荷供電。網控繼電器室220V蓄電池容量為300Ah。 網控直流系統采用單母線分段接線，每組蓄電池設置一套高頻開關電源充電安裝及微機型直流絕緣監察安裝，開關電源整流模塊備用數量滿足直流要求。Ups---uniterruptiblepowersystem現代化電廠中，隨著機組容量的不斷增大，機組的