巡检培训讲义(电气专业).ppt

1,集控巡检培训,（电气专业）,2,总目录,第一篇电气基础知识第二篇电机学原理第三篇发电机主辅系统第四篇电气主系统第五篇厂用电系统第六篇运行管理及操作,3,第一篇电气基础知识,发电运行部培训教材,华润电力（常熟）有限公司ChinaResourcesPower(Changshu)Co.Ltd.,4,目录,一、电厂生产基础知识,二、电工基础知识,三、电气常用仪表、工具和绝缘材料,5,一、电厂生产知识,6,1.电力系统和发电厂概述,7,概述,电力是国民经济发展的基础行业，是实现工业、农业、交通运输、国防现代化的主要动力，是提高和改善人民物质文化生活的重要条件。电力工业的发展水平反映了一个国家国民经济发展的状况。国民经济对电力需求的急骤增长促进和推动了电力事业的发展，生产电能的小容量、低参数机组、低电压电网也逐步向大容量、高参数的单元机组、超高压远距离输送、大电网发展，使电力系统的规模不断扩大，电能生产的自动化水平越来越高。电力系统由发电厂的发电机及配电装置、升压及降压变电所、输配电线路及用户的用电设备所组成。电力系统的作用是使各发电厂、变电所并列运行，从而提高整个系统运行的可靠性和经济性。,8,电能生产的特点：,电能目前无法大量贮存能，这就决定了电能的生产、输送、分配、消费是同时完成的，电力工业生产中必须实行统一管理、统一调度并尽可能实现自动化。过渡过程非常短促。电能以光的速度进行输送，电力系统从一种运行方式到另一种运行方式的过渡过程也非常短促。与国民经济各部门联系紧密。供电不足将直接影响国民经济的发展以至整个社会的稳定。,9,对电力系统运行的基本要求：,保证可靠地连续供电。保证良好的电能质量。电能质量标准用电压、频率来衡量，通常要求用户电压偏差不超过额定值的5%，频率偏差不超过(0.20.5)HZ。保证系统运行的经济性。电能在生产、输送、分配中消耗的损失数量相当可观，在电力系统中开展经济运行工作，降低损耗提高电能生产效率，具有十分重要的现实意义。30万KW、60万KW亚临界、超临界机组的投入，500KV超高交流直流输电线路的应用，在很大程度上减小了电能生产和传输中的损耗，提高了经济性和自动化程度。,10,2.电厂的生产流程,11,火力发电厂的生产过程是把燃料(煤或油)的化学能转变为电能，这一生产过程大致可分为以下三个阶段：第一阶段：在锅炉中燃烧的化学能转变为蒸汽的热能。第二阶段：在汽轮机中蒸汽的热能转变为机械能。第三阶段：在发电机中把机械能转变为电能,12,按火力发电厂的生产过程，大致可以分成以下几个系统：输煤系统和供油系统磨制煤粉系统风烟系统除灰脱硫系统汽水系统电气系统,13,3.电气工作在电厂流程中的范围,14,汽轮发电机本体励磁系统密封油系统定子冷却水系统氢气冷却系统主变压器高压厂用变器低压厂用变器屋内、屋外成套配电装置母线、断路器、隔离刀闸、电压互感器、电流互感器、避雷器保安柴油发电机组各种高低压电机直流系统及UPS交流不停电电源系统发电机、变压器、输配电线路、母线、电动机等设备的控制、信号、测量、保护和自动装置发电厂远动与调度通信系统等,15,发电运行部培训教材,华润电力（常熟）有限公司ChinaResourcesPower(Changshu)Co.Ltd.,二、电工基础知识,16,1.电路的基本概念和基本定律,17,电路的概念：电路就是电流流通的路径，它是由若干个电气设备或部件按照一定方式组合起来的。电路的基本组成部件：电路由电源、负载和中间环节三个基本部件组成。电路的基本元件包括电阻、电容、和电感。电阻元件是消耗电能的元件。电容元件反映电场储能性质。电感元件反映磁场储能性质。电气设备额定值的概念：任何一个电气设备，为了安全、可靠、经济、连续地工作，都必须有一定的电流、电压和功率、频率的限制和规定值，这个值就是电气设备的额定值，高于和低于这个值，电气设备的安全性或经济性就会受到影响。,18,电路的基本定律,在电路中，概括其间约束关系的定律有两个：基尔霍夫电流定律和基尔霍电压定侓。前者适用于电路中的任何一个点，后者适用于电路中的任一回路。基尔霍夫电流定律：在任一瞬间，流入某节点的电流之和等于流出该节点的电流之和，i0。基尔霍夫电压定律：在集中参数电路的任一回路，任一瞬间，沿着选定的回路参考方向计算，各支路电压的代数和恒等于零，u0。,19,电磁感应定律,右手定则楞次定律,20,电路的串、并联：,电阻回路：串联电阻回路的总电阻等于各串联电阻的代数和。并联电阻回路的总电阻的倒数等于各并联电阻倒数的代数和。电感回路：串联电感回路的总电感等于各串电感的代数和。并联电感回路的总电感的倒数等于各并联电感倒数的代数和。电容回路：串联电容回路的总电容的倒数的等于各串联电容倒数的代数和，并联电容回路的总电容等各并电容的代数和。,21,2.正弦交流电路,22,交流电的优点和好处,交流电具有容易生产、传送和使用的优点，在发电厂利用升压变压器把电压升高减小输电损耗，在用电端利用降压变压器把电压降低以获得所需要的电压等级。交流电机和直流电机相比，具有结构简单、成本低、工作安全可靠、使用维护方便等优点。,23,正弦交流量的三要素,幅值、频率和初相角，这三个要素对于一个正弦波缺一不可。以电流为例，正弦量的一般解析式为：幅值Um、Im：正弦量的最大瞬时值。角频率：正弦量在单位时间内重复的次数，我国电网工频频率f为50HZ。在正弦表达式中，我们一般用角频率来表示，2f。初相角：初相角表示波形的起位置，初相角不同，波形的位置也不一样。,24,有效值的概念：一个周期量和一个直流量，分别作用于同一电阻，如果经过一个周期的时间产生相等的热量，则这个周期量的有效值等这个直流量的大小。用电流表示，即，周期量的有效值用大写字母表示，如I、U等，I，所以有效值又叫方均根值。正弦量的有效值等于幅值除以，即I。相量图：相量是指包含正弦交流量幅值大小和相位信息的矢量，几个同频率的相量按相位关系画在一起称为相量图，可以用平行四边形法则进行加减运算。,25,感抗和容抗：感抗：交流电流过电感元件时，电感元件对交流电流的限制能力叫感抗XL。它的电流滞后电压/2，即90，感抗与频率和电感成正比，XL=L=2fL。容抗：交流电流过电容元件时，电容元件对交流电流的限制能力叫容抗XC。它的电流超前电压/2，即90，容抗与频率和电容量成反比，XC=1/(C)=1/(2fC)。交流电的谐振：用一定连接方式将交流电源、电感线圈与电容器组合起来，在一定的条件，电路有可能发生电能与磁能相互交换的现象，此时，外施交流电源仅供电阻上的能量损耗，不再与电感线圈或电容发生能量转换，这种现象就称为电路发生了谐振。串联谐振是电力系统最忌讳和竭力避免的一种非正常运行工况。,26,单相正弦交流电路中的功率,有功功率P：网络发出或接受的平均功率称为有功功率，单位为瓦W。无功功率Q：交流电路中，除了消耗能量外还有着能量的交换，为了衡量交换能量的规模，定义网络与外部交换能量的最大速率，叫做网络接受的无功功率，单位为乏VarQ是有正负的代数量。Q为正时表示网络发出或接收感性无功功率。Q为负时表示网络发出或吸收容性无功功率。无功功率反映了具有储能元件的网络与其外部交换能量的规模，“无功”意味着“交换而不是消耗”，不用理解为“无用”。视在功率S：由于电压、电流存在相位，正弦交流电路中的平均功率功率一般不等于电压、电流有效值的乘积，这个看来象是功率的网络的电压、电流有效值的乘积叫视在功率，单位为VA。P、Q、S的关系：P、Q、S组成一个与电压三角形及阻抗三角形相似的、S为斜边的直角三角形，叫做功率三角形，。功率因数：有功功率与视在功率的比值叫做网络的功率因数。,27,3.三相正弦交流电路,28,三相正弦交流电路的基本概念,对称三相正弦量：三个频率相同的正弦电流(或电压)，它们的有效值相等；对应于已选定的参考方向，如果它们的相位顺序相差相等，这一组正弦量就叫做对称三相正弦量。一般所说的对称三相正弦量的相位顺序相差120。不对称三相正弦量：频率相同，但有效值或相位差不满足上述条件的一组正弦量叫做不对称三相正弦量。任一组不对称的三相正弦电压或电流相量者可以分解成三组对称的分量，一组是正序分量，用下标“1”表示，相序与原不对称正弦量的相序一致，即A-B-C的次序，各相位互差120。一组是负序分量，用下标“2”表示，相序与原正弦量相反，即A-C-B，相位间也差120。另一组是零序分量，用下标“0”表示，三相的相位相同。提出三种分量的目的是为了分析问题的方便。它们存在于不对称的正弦量中，运用数学方法把它们区分开来。,29,三相电源和负载的连接,三相电源和负荷都有Y连接和连接两种基本接法，Y连接的电源或负载末端连在一起，成为一个公共点N，叫做中性点。由中性点引出的线路叫中性线，有中性线的Y接叫Yo连接。没有中性线的三相电路叫三相三线制电路，有中性线的三相电路叫三相四线制电路。一组三相负载，如果它每相的阻抗相等，就叫做对称负载。每组负载都对称、端线阻抗也相等的三相电路叫对称三相电路。不满足对称条件的三相负载叫不对称负载，有不对称负载的三相电路叫不对称三相电路。实际负载中，三相电动机是对称，三相照明一般是不对称负载。除非出现事故，电力系统的三相都是三相对称交流电源。发电机一般采用Y形接法而不采用形接法。如果发电机采用形接法，当三相不对称时，或是线组接错时，会造发电机电动势不对称，即eA+eB+eC0，这将在线组内产生环流，造成发电机发热或烧毁。另一个原因是星形接法可以抵消发电机因为齿或槽铁芯而产生的三次谐波，所以发电机一般都采用星形接法。,30,三相交流电路的电流、电压,相电压Up、线电压Ul、相电流Ip、线电流Il的概念：相电压是每一相负载两端的电压，线电压是三相负载端线两两之间的电压。相电流是每一相负载流过的电流，线电流是三相负载端线上的电流。对于Y形接法：线电压等于倍相电压，即。线电流等于相电流，即。对于形接法：线电压等于相电压，即。线电流等于倍相电流，即中性线电流：在三相四线制电路中，如果线电流对称，三个线电流在任一瞬间的和都等于零，即中性线中没有电流，如果线电流不对称(负载不对称或电源电压不对称所致)，则会在中性线中产生电流。中性点位移：三相四线制电路中性线断开或中性线回路阻抗过大，三相三制电路中，负载或电源不对称，中性点就会出现电压，这种现象叫做中性点位移。低压系统中性点位移，会使各相电压发生较大变化，有的相电压过高导致烧坏设备，有的相电压过低使负载工作不正常，运行中我们都尽力使三相系统接近对称运行。三相交流电的不对称度：不对称度就是负序分量电压与正序分量电压的比值，是百分数表示。当不对称度小于5%是可以认为是三相负载是对称的，大于5%时，可按不对称处理。,31,保护接地和保护接零,保护接地多用在三相电源中性点不接地的供电系统中。将三相用电设备的外壳导线和接地电阻相联就是保护接地。当人碰到一相因损坏已与金属外壳短路的电机，则此相电流将分两路入地，由于接地电阻远小于人体电阻，所以大部分电流通过接地电阻入地，流入人体电流微小，人身安全得以保证。在动力和照明共用的低压三相四线供电制系统中，电源中点接地，这时应采用保护接零，即把设备的外壳导线和中线相联。假如设备与壳相连，则该相导线即与中线形成短路，致使该相熔丝熔断，免除危险。同一配电线路中，不允许一部分设备接地，另一部分设备接中线。因为当接地设备的外壳碰线时，则该设备的外壳与相邻接零设备的外壳之间具有相电压U的电位差，因而非常危险。,32,4.高电压基础,33,电晕、尖端放电和污闪,电荷在导体表面分布的情况取决于导体表面的的形状。由率半径越小的地方电荷越密集，形成的电场也越强，这样会使周围的空气发生电离，形成电晕，电晕要消耗能量，并产生无线电高频干扰。如果电场强度足够强，在一定的条件下会导致空气击穿而放电，这种现象就是尖端放电。220KV和500KV的高压设备都采取措施(如分裂导线、均压环，均压圈)来尽量避免带电部分的尖端突起，使各部分电场趋于均匀。而在电气除尘器内部则利用阴极芒刺线来产生电晕，使烟气中的灰尘带上电荷后被吸向阳极板，最后由振打器振下来达到除尘的目的。避雷针之所以能够防雷，就是利用尖端放电原理，避雷针使雷电场发生畸变，避雷针上的空气首先击穿，将雷电波通过引下线和接地装置引入地下，从而使被保护对象免受直接雷击，避雷针实质就是引雷针。有脏污地区的资质绝缘表面落有很多工业污秽颗粒，这些污秽颗粒遇湿会在瓷表面形成导电液膜，使瓷质绝缘的耐压显著下降，闪络电压变得很低，这是瓷质绝缘在污湿条件下极易闪络的原因。,34,过电压,在电力系统正常运行时，电气设备的绝缘处于电网的额定电压下，但是，由于雷击、操作、故障或参数配合不当等原因，电力系统中某些部分的电压可能升高，有时会大大超过正常状态下的数值，此种电压升高称为过电压。大气过电压：大气过电压是由于雷击电力系统或雷电感应而引起，这种现象在电力系统过电压中所占比例极大。大气过电压的幅值取决于雷电参数和防雷措施，与电网额定电压无直接关系，此类过电压具有脉冲特性，其持续时间一般只有数十微秒左右。内部过电压：分为操作过电压和谐振过电压。常见的操作过电压有：切除空载线路而引起的过电压；空载线路合闸的过电压；电弧接地过电压；切除空载变压器的过电压等。,35,5.磁路和铁芯线圈,36,电磁场基本知识,电流的磁效应：电流流导体时，在导体周围产生磁场的现象，称为电流的磁效应，通电螺管的磁力线的方向用螺旋右手定则来确定，单根通流导体的磁力线方向由右手定则来确定。如发电机出口大电流母线周围会产生很大磁场，使周围建筑的钢构产生涡流而发热，采取封闭母线后将其屏蔽，使漏出的磁场大大减小。电磁感应：当磁场发生变化或导体切割磁力线运动时，回路中就有电动势产生，这个电动势叫感应电动势，这种现象叫做电磁感应现象，感应电动势的方向用右手定则确定。导体切割磁力线感应电动势的原理就是发电机实现机电能量转换的基本原理。电磁力：通电导线在磁场中要受到电磁力的作用，受力方向用左手定则来确定。电动机就是利用通电导体在磁场中受电磁力的作用而转动起来的。铁磁物质的磁化：铁磁性物质是由许多叫做磁畴的天然磁化区域组成，每个磁畴就是一个永磁体，在未被磁化的铁磁性物质中，各磁畴的排列是紊乱的，对外不显磁性，当外磁场由零逐渐增大时，受磁场力的作用，各磁畴将发生趋于和外磁场方向一致排列移动和“转向”，直到全部磁畴都转到和外磁场一致的方向，即达到了“饱和状态”。,37,交流铁心线圈,电压及感应电动势的有效值与主磁通最大值的关系：直流量激励下的铁心线圈电路的稳态中，由于电流不变，不引起感应电动势，如线圈电阻为R，线圈电压U和电流I的关系为U=IR，与磁路无关。交流铁心线圈的电阻很小，如果错用到直流回路中就会因为电流大而烧坏。影响交流铁心线圈工作的因素有：铁心的磁饱和，磁滞和涡流，漏磁通，线圈电阻。其中磁饱和的影响是主要的。饱和状态下，铁心磁通发生畸变，导致感应电势和激磁电流的波形也发生畸变，涡流损耗也大幅增加，影响运行安全，由上式可以看出，U和f都可能使m而导致铁心饱和，这种运行状态我们称为过激磁，为避免铁心尺寸和重量的过份增加，通常通常电气设备工作于接近饱和点，运行中要注意防止出现铁心过激磁。铁心饱和使感应电势和电流波形都发生畸变，对于电压互感器和电流互器都要尽量避免发生饱和现象，工作中我们要正确使用和选用励磁特性好的电磁产品。铁心饱和会使励磁电抗发生变化，当回路的参数匹配达到一定条件，就可能发生铁磁谐振，这也是我们以工作要加以防范的。铁心损耗包括磁滞损耗和涡流损耗。在电机、变压器等设备中，常两种方法减少涡流损耗，一是增大铁心材料的电阻率，在钢片中渗入硅能使其电阻率大为提高；一是用硅钢片叠成铁心，片间涂上绝缘漆。这两种方法都增大了涡流路径的电阻，减少了涡流。,38,电磁铁,直流电磁铁：直流励磁，线圈的电阻及直流电压源电压一定时，励磁电流一定，磁动势也一定，在衔铁被吸合过程中，气逐渐减小，磁场逐渐增强，吸引力随之增大，吸合后吸引力要增大很多。交流电磁铁：接交流电压时不论气隙大小，m基本不变，吸合过程中的平均吸力基本不变，但是气隙大，磁阻大，为维持磁通不变，励磁电流大，如果由于某种原因使衔铁长时不能吸合，就会使线圈因为电流偏大而烧坏。交流电磁铁在铁心端面装设短路环，使磁通裂相，防止电磁吸力周期到零。如果短路环断开，就会是使电磁吸力周期到零而发出很大的噪音。,39,6.晶闸管,40,晶闸管即硅晶体闸流管(SCR)。它是一种用硅单晶体材料制成的，包括三个或更多的PN结，能够由断态转入通态或由通态转入断态并稳定工作的双稳态半导体器件。它的突出特点是能以小动作信号去控制大功率系统。晶闸管的外型与硅整流二极管相似，只是除了阳极和阴极外，还具有一个起控制作用的门极。管芯由PNPN四层半导体材料组成，它共有三个PN结。晶闸管使用中的注意事项：严禁使用兆欧表来检查管子的绝缘情况；晶闸管门极过载能力较差，门极电路要加保护装置，实际触发电压或触发电流要大于手册或产品合格证提供的额定值，但绝对不能超过允许的极限值。在实际线路中，对浪涌电流与过高过快的电压、电流变化率要有吸收与限制措施，以避免误触发、正向过载或反向击穿。对晶闸管的安装使用环境有列要求。空气冷却时环境温度应在4030之间，周围介质应无爆炸、腐蚀和破坏绝缘的危险，还要注意避免剧烈振动和冲击。30200A的管子要求以5m/s以上的风速进行强制冷却。,41,发电运行部培训教材,华润电力（常熟）有限公司ChinaResourcesPower(Changshu)Co.Ltd.,三、电气常用仪表、工具和绝缘材料,42,1.电工常用仪表,43,电工仪表的种类很多，分类方法也多：按被测量的名称分：有电流表(安培表、毫安表、微安表)、电压表(伏特表、毫伏表)、功率表(瓦特表)、高阻表(兆欧表、欧姆表)、电能表、相位表、功率因素表、频率表及万用表等。按仪表的工作原理分，主要有：磁电系、电磁系、电动系、感应系、整流系、静电系、热电系、电子系等。磁电系、电磁系和电动系测量机构都能用作电流表和电压表；直流电流表和直流电压表主要采用磁电系测量机构，交流电流表和交流电压表多采用电磁系测量机构；直、交流标标准表则采用电动系测量机构的居多。按防御外界磁场或电场的能力分：有、四个等级。按使用时周围气温及湿度分：有A、B、C三组，A组仪表在周围气温为040，相对湿度不超过85%的条件下工作；B组仪表在周围气温为-20+50，相对湿度不超过85%的条件下工作；C组仪表在周围气温为-40+60，相对湿度不超过98%的条件下工作，A、B组用于室内，C组可用于室外。按仪表的准确度分：可分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5和5.0共七种。通常0.1和0.2级仪表用作标准表，0.51.5级用实验表，1.55.0级用于工程测量等。,44,45,万用表,一般的万用表基本都具备低压交流电压、直流电压，直流电流和电阻的测量功能。用万用表电压档测量电压来分析和判断故障是测量工作的首选，不行时才考虑使用电流档和电阻档。测量前必须首先选择好测量数据的种类，选好档位，并初步按设备的规范选好量程，再进行测量，若量程不合适，需要切换量程时，必须在万用表不带电情况下进行。严禁用万用表电阻档测量带有电压设备的电阻值。否则将造成被测回路短路、保护装置误动和烧坏万用表。测量工作中要防止电流互感器开路，电压互感器短路。严禁不采取措施直接用万用表测量差动保护的电流回路，以防将互感器二次电流开路或旁路。必须养成万用表使用过后将档位放置的交流最大档的良好习惯。以防下次使用中误用电流档和电阻档。,46,兆欧表(摇表)：摇表的使用必须是在被测设备停电并不可能受其它电源感应而带电的情况下进行。测量前必须按设备的电压等级选择合适的摇表并检查摇表的好坏。6KV及以上级绝缘测试用1000V或2500V摇表，500V及以下级绝缘测试用500V或1000V摇表，发电机测温元件绝缘用250V摇表。测量前后均应对设备进行充分放电，以保障人身和设备安全。摇表线应荡开，摇测时以120转/分的速度均匀摇测，并记录15和60时的电阻值，计算吸收比。严禁用摇表摇测硅元件的绝缘和正反向电阻。钳形电流表：测量时，被测导应放在钳口中央，钳口两面应清洁干净，保证良好接合。测量前估算好档位，在测量中不允许换档。钳形表不得碰及导线裸露部分，测量时注意头部与带电体的安全距离。测量后将表计放置在电流最大档。,47,2.电工常用工具,48,电力作业是一项危险性很大的工作，电力工作人员除必须掌握安全规程外，要正确地使用各种电工工具才能保障人身和设备安全。正确地使用电工工具的原则：电工所使用的工、器具必须完好无损，发现绝缘部分破损必须立即更换或采取防护措施，不得使用不合格的工具进行工作。电工必须学会检测各类工具的基本标准并要经常对工具进行检查。对特殊带电工作或临近设备带电情况下，必须按安全规程对所使用工具和环境进行特殊处理后方可工作，为防止误碰带电设备，应采取在工具上绕缠有足够长度的绝缘材料、对临近设备采取绝缘等措施。电工工具必须专项专用，不可替代，因此，要求电工必须配有足够的工具种类。,49,高、低压验电器：高压验电器按电压等级分为610、20、35、110、220、550KV几种。低压验电器可测量低压交、直流电源，不推荐用带氖灯试电笔来测量直流电压，而应该用万用表或专用直流试电笔。高低压验电器必须按电压等级使用，不能相互替用。测量前必须在带电设备上验证验电器的好坏，高压验电器应经常保持良好状态，置于通风干燥处，并每半年进行一次耐压试验，并有试验标志。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。绝缘手套、绝缘鞋、绝缘靴等：绝缘鞋为电工必备之物，在现场工作场合必须穿，防止触电。绝缘手套、绝缘靴使用在特定的环境中，如高压系统的倒闸操作、装、拆接地线等，以保证人身安全，手套漏气、破损、受潮或脏污严重时禁止使用。,50,3.电工常用绝缘材料,51,由电阻系数大于109cm的物质所构成的材料在电工技术上叫绝缘材料，绝缘材料的质量直接影响着电气设备的稳定运行以及工作人员的生命安全。一般要求绝缘材料具有以下性能：良好的介电性能，较高的绝缘电阻和耐压强度。不发生漏电、爬电或击穿等事故。耐热性能好，在长期受热状态下性能无显著变化。良好的导热、耐潮和防霉性能。较高的机械强度，且便于工艺加工。按化学性质不同将绝缘材料分为几类：无机绝缘材料：包括云母、石棉、大理石、瓷器、玻璃、硫黄等，常用于电机、电器的绕组绝缘，开关设备的底板和绝缘子等。无机绝缘材料：包括虫胶、树脂、棉纱、纸、麻、蚕丝、人造丝等，用于制造绝缘漆、绕组导线的覆盖绝缘物等。混合绝缘材料：由以上两种材料加工而成的绝缘材料用于电器的底座、外壳等。,52,绝缘材料的耐热等级,53,4.高低压熔断器,54,熔断器在电力生产中应用非常广泛，它是最简单的一种保护。通常可用作电气设备的短路保护，或电缆、导线的过载保护。熔断器选择的恰当，才能保证电气设备的安全。熔断器的种类：熔断器(保险)种类很多：按电压等级可分为高压、低压熔断器；按有无填充料可分有填料式和无填料式；按结构形式可分为螺旋式、插入式、管式以及开敞开、半封闭式、封闭使用环境分为户内式和户外式；按熔体的更换情况，可分为易拆换式和不易拆换式等。,55,低压熔断器：瓷插式熔断器，常用的有RC1和RC1A系列。额定电流可在200A以内选择，主要用于500V以下的电路中。螺旋式熔断器，常用的有RL1系列和RLS系列。属于有填充料式RL1系列，额定电流可至200A；RLS系列为快速熔断器，额定电流可至50A，因有填充料，故灭弧性能较强，用于500V以下的低压设备。无填料封管式熔断器，常用的有RT0，NT00、RS0、RS3、NT1、NT2系列。用于短路电流较大的网络和配电装置中，最大电流可至1000A。高压熔断器：户内高压熔断器，常用型号有RN1，RN2两种，均为石英填料封闭管式。RN1型用来保护配电线路和变压器，RN2型用来保护电压互感器。户外高压熔断器，型号常见的为RW9，属半封闭管式，它具有灭弧性能好，断流量大，限流能力强，维护方便，熔体可更换的物点。,载熔件(保险扣),56,熔件的选择与更换,熔件的选择必须保证动作有选择性：熔件通过的电流越大，其动作熔断的时间越短，因此，在分级选择熔断器时，必须满足上一级比下一级熔体的额定电流大出12级。保证熔断器的选择性分级动作。熔断器的选择还必须保证熔断特性上能躲过设备正常启动时的最大启动电流，防止启动过程熔断，具体如下：对单一旋转电动机：10KV以下按其3倍的额定电流选择；10KW以上按其2.5倍额定电流选择。一组电动机按下式计算选择：式中：Isel熔体的选择容量；Inmax一组电动机中容量最大的额定电流；In一组电动机额定电流总和。照明及电热负荷按1.1倍的负荷总电流选择。熔断器的更换：更换熔断器，应核查熔断器的额定电流后进行。对快速一次性熔断器，更换时必须采用同一型号的熔断器。对可更换熔件的，更换熔件时，应使用相同额定电流、相同保护特性的熔件，以免引起非选择性熔断，且熔件的额定电流应小于熔管的额定电流。熔件更换时不得拉、砸、扭折，应进行必要的打磨，检查接触面要严密，连接牢固，以免影响熔断器的选择性。,57,第二篇电机学原理,发电运行部培训教材,华润电力（常熟）有限公司ChinaResourcesPower(Changshu)Co.Ltd.,58,一、变压器和异步电机,59,1.变压器基础,60,变压器的用途和工作原理,变压器是一种静止的电机，它可以将一种电压的电能转换为另一种电压的电能。图片资料电力系统.exe,61,高压套管,中性点套管,储油柜,冷却器,低压套管,无载开关,储油柜储油柜具有与大气隔离的油室。油室中的油量可由构成气室的隔膜(袋)的膨胀或收缩来调节。气室通过吸湿型呼吸器与大气相通。套管升高座等处积集气体通过带坡度的集气总管引向气体继电器。储油柜有油位计、放气塞、排气管、排污管和进油管及吊攀。,62,变压器的绝缘：变压器的绝缘可分为内绝缘和外绝缘：内绝缘是油箱内的各部分绝缘，外绝缘是套管上部对地和彼此之间的绝缘，内绝缘又可分为主绝缘和纵绝缘两部分。主绝缘是绕组与接地部分之间，以及绕组之间的绝缘。纵绝缘是同一绕组各部分之间的绝缘。分级绝缘就是压器的绕组靠近中性点的主绝缘水平绕组端部的绝缘水平低。相反，变压器首端与尾端绝缘水平一样的叫全绝缘。电力变压器的铁心：电力变压器的铁心是由0.35mm厚的冷轧硅钢片叠成。图示为变压器铁心柱的横切面，大型电力变压器多采用第五个图示所示的有油道的多级铁心。运行中变压器铁芯及其他附件都处于绕组周围的电场内，如果不接地，铁芯及其他附件必然产生一定的悬浮电位，在外加电压的作用下，当该电位超过对地放电电压时，就会出现放电现象。为了避免变压器的内部放电，所以铁芯要接地。而且为了放止产生环流，变压器铁芯只能一点接地。电力变压器的绕组：变压器绕组一般为绝缘扁铜线或绝缘圆铜线在绕线模上绕制而成。图示为单相芯式变压器铁心及绕组。绕组套装在变压器铁心柱上，低压绕组在内层，高压绕组套装在低压绕组外层，以便于绝缘。,变压器的结构和类型,63,变压器油是一种矿物油，具有很好的绝缘性能。变压器油起两个作用：绝缘：用作变压器绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间的绝缘。散热：变压器运行时各种损耗变为热能，变压器油受热后产生对流，将热量带到油箱壳散发，油箱有许多散热油管，以增大散热面积。为了加快散热，大型变压器采用内部油泵强迫油循环，外部用变压器风扇吹风。开口杯挡板式瓦斯继电器：当变压器内部故障时，产生的气体集在瓦斯继电器的上部，使油面降低，当油面降低到一定程度，上浮筒接点接通，发出信号，当变压器内部严重故障时，油流冲击挡板，挡板偏转并带动板后的连动杆转动上升，使接点接通，发出信号或使断路器跳闸。变压器的冷却方式：油浸自冷；油浸风冷；强迫油循环水冷；强迫油循环风冷；强迫油循环导向冷却；干式绝缘自冷；干式绝缘风冷等等。,64,变压器的调压接线方式,电力系统正常运行时，必须控制电压的波动，电压变动范围一般规定不得超过额定值的5%。为了保证电压波动在一定范围内，就必须进行调压。用改变变压器绕组匝数进行调压是最常用的方法，改变绕组匝数，即改变高压绕组的分接头，常在高压侧绕组进行。调压分为无励磁调压和有载调压，无励磁调压必须在变压器不带电的情况下进行，有载调压则可以带负荷进行。,65,分裂变压器,将变压器的低压绕组分裂成两个同容量绕组的变压器叫分裂变压器。分裂变压器的几个参数：穿越电抗：低压绕组的两个分支并联成一个绕组对高压绕组运行时的电抗。半穿越电抗：分裂绕组的一个分支对高压绕组运行的电抗。分裂阻抗：分裂变压器的一个分支对另一个分支运行时的阻抗。分裂变压器的优点：限制短路电流显著。当分裂绕组一个支路短路时，由电网供给的短路电流经过分裂变压器的半穿越阻抗比穿越阻抗大，所供给的短路电流要比用双绕组变压器为小。同时分裂绕组另一路由电动机供给短路点的反馈电流，因受分裂阻抗限制，亦减小很多。当分裂绕组的一个支路发生故障时，另一支路母线电压降低比较小。同样，当分裂变压器一个支路的电动机自启动，另一个支路的电压几乎不受影响。,66,变压器铭牌,额定电压：变压器长时间运行所能承受的工作电压。额定电流：变压器允许长期通过的工作电流。额定容量：变压器额定电压、额定电流时连续运行能输送的容量。空载损耗：变压器二次开路，在额定电压时，变压器所产生的损耗，约等于变压器的铁耗。短路损耗：将变压器二次短路，使一次侧电压逐渐升高，当二次绕组的短路电流达到额定值时，变压器所消耗功率，约等于变压器的铜耗。阻抗电压(短路阻抗)：将变压器二次绕组短路，使一次侧电压逐渐升高，当二次绕组的短路电流达到额定值时，此时一次侧电压与额定电压比值百分数。阻抗电压是涉及变压器成本、效率及运行的重要经济技术指标。同容量变压器，阻抗电压小的成本低，效率高，价格便宜，另外运行时的压降及电压变动率也小，电压质量容易得到控制和保证。从变压器运行条件出发，希望阻抗电压小一些较好。从限制变压器短路电流条件出发，希望阻抗电压大一些较好，以免电气设备如断路器、隔离开关、电缆等在运行中经受不隹短路电流的作用而损坏，所以在制造变压器时，必须根据满足设备运行条件来设计阻抗电压，且应尽量小一些。,67,变压器的空载运行,图片资料变压器空载.exe图片资料变压器空载等值电路.exe,68,变压器的负载运行,图片资料变压器负载电磁模型.exe图片资料变压器负载等值电路.exe,69,变压器损耗和效率,变压器铁耗分基本铁耗和附加铁耗。基本铁耗主要是磁滞和涡流损耗。磁滞损耗与硅钢片材料的性质，磁通密度的最大值以及频率有关。涡流损耗主要与硅钢片厚度，磁通密度最大值，以及频率有关。附加铁耗主要有：在铁心接缝等处由于磁通密度分布不均匀所引起的损耗；在拉紧螺杆、铁轭夹件，油箱壁等构件处所产生的涡流损耗。变压器铜耗分基本铜耗和附加铜耗。基本铜耗指原，副绕组内电流引起的欧姆电阻损耗。附加铜耗指由于基肤效应和邻近效应所引起电流的导线截面分布不均匀所产生的额外损耗。铜耗等于铁耗时效率最大。,70,三相变压器组：由三台完全相同的单相变压器按三相连接方式连接而成三相组成变压器。特点是：三个铁心独立；三相磁路互不关联；三相电压对称时，三相励磁电流和磁通也对称。三相芯式变压器：把三台单相变压器的一个边(铁心柱)贴合在一起，各相磁路就自然主要通过未贴合的一个柱上。这时，在中央公共铁心柱内的磁通为三相磁通之和。当三相变压器正常运行(三相对称)时，合成磁通为零，因此中央公共铁心柱可以省去。为了工艺上能制造方便，使中间相轭部磁路缩短，三个相的铁心柱排在一个平面上，于是得到三相芯式变压器。特点是：变压器三相铁心互不独立；三相磁路互相关联；中间相的磁路短，磁阻小，励磁电流不平衡，但对实际运行的变压器，其影响极小。和组式变压器相比，芯式变压器经济，效率高，省材料；组成变压器，单个变压器体积小，重量小，便于运输。,三相组式和芯式变压器的磁路,71,高低压侧线电压的相位关系-联结组,时钟表示法：时钟的长针表示高压侧的某线电势相量(如EAB)，时钟的短针表示低压侧对应线电势相量(如Eab)。EAB相量永远指向钟表的1200，可理解为相量图上的点A为分针的轴，点B为分针的矢端；Eab相量为时针的a点指向b点的方向。此外，联结组符号中的“Y”，“D”和“Z”分别表示高压测的三绕组联结为“星型”，“三角形”和“曲折线”接线，而“y”，“d”和“z”分别表示低压测的对应三相接线。,72,磁路结构和绕组联结方法对电势波形的影响,磁路结构和绕组联结方法对电势波形的影响：在三相绕组中，三次谐波电流各相具有大小相同，相位也相同的特点。连接方面：若三相绕组接成Y型则i03无法流通；若接成YN或D型则i03可以流通。铁心结构分组式和芯式。“Y，d”联结绕组中可以存在方向相同的3次谐波电流，用以供给励磁电流中所需的3次谐波电流分量。可以保持电势接近于或达到正弦波形。“D，y”联结3次谐波电流可流通，磁通呈正弦形，从而每相电势接近正弦波。,73,变压器的并联运行,变压器并联运行就是将两台或多台变压器的一、二次绕组分别接在各自的公共母线上，同时对负载供电。图片资料变压器并列运行.exe并联运行条件：电压比相等(允许相差0.5%)：目的是避免在并联变压器所构成的回路中产生环流。联结组别相同：联结组别一致，保证了副边电压的相位一致。若YY-12和Y-11并联，设变比已相同，相势也相等(E2A=E2B)，但相位差30，E2作用于“回路”产生环流。各变压器的短路电压都相同(允许相差10%)：以使变压器的负载分配与额定容量成正比。,74,短路电流和励磁涌流,暂态短路情况：短路电流使变压器温度急剧升高，变压器需安装保护装置。发生短路故障后及时切断电源。突然短路电流大，电磁力是正常时的几百倍，绕组要承受强大的机械应力。图片资料变压器线圈受力.exe空载合闸情况：在空载时，变压器突然接入电网，此瞬时可能有很大的冲击电流，是空载电流的几十倍到几百倍，是额定电流68倍。此现象的产生是由于铁芯饱合和剩磁引起的，由此产生的电流叫励磁涌流。比短路电流小很多，且很快衰减，直接危害不大，但最初几个周期的冲击电流有可能使一些电流保护设备误动作。可利用励磁涌流和短路电流波形的差别来区分。,75,2.变压器的运行,76,变压器的允许温度和温升,变压器的温升：变压器的温升是因为损耗转为热量而引起的。正常运行时有规程规定温度数据。在升负荷情况下，温度会随之缓慢上升。如果负荷不变，而冷却不变，温度比平时高出10以上，这说明有内部故障产生。冷却方式不同的变压器的运行允许温度：,77,干式变压器运行允许温度：,78,主变压器正常与特殊巡视项目,正常巡视目为：音响应正常。油位应正常，无漏油现象。油温正常。负荷情况。引线不应过紧过松，接头接触良好，示温蜡片无熔化现象。瓦斯继电器应充满油。冷却系统运行正常。瓷管无裂纹和打火放电现象。呼吸器畅通，硅胶不应吸潮饱和油封呼吸器油位正常。特殊巡视项目为：过负荷情况：监视负荷、油温和油位的变化，接头接触应良好，示温蜡片无熔化现象，冷却系统应运行正常。大风无气引线摇动情况及是否有搭挂杂物。雷雨天气瓷套管有无放电打火现象，重点监视污秽瓷质部分。下雪天气根据积雪溶化情况检查接头有无发热。短路故障后检查有关设备、接头有无异常。,79,电压偏离允许范围的影响：规程规定运行中的变压器正常电压不得超过额定电压的5%，电压过高会使铁芯产生过激磁并使铁芯严重饱和，铁芯及其金属夹件因漏磁增大而产生高热，严重时将损坏变压器绝缘并使构件局部变形，缩短变压器使用寿命。所以，运行中变压器的电压不能过高，最大不得超过10%UN。加于变压器的电压低于额定值，对变压器本身不会影响。但电压过低将使电能质量下降，影响厂用机械的正常运转。下列情况，应将变压器立即停运：变压器内部声响很大，很不正常，有爆裂声。在正常负荷和冷却条件下，变压器温度不正常并不断上升。储油柜式安全气道喷油。严重漏油使油面下降，并低于油位计的指示限度。油色变化过大，油内出现大量杂质等。套管有严重的破损和放电现象。冷却系统故障，断水、断电、断油的时间超过了变压器的允许时间。,80,2.异步电动机基础,81,异步电动机,电动机定子,电动机转子,电动机冷却器,82,异步电动机是怎么转起来的,单相绕组产生的基波脉振磁势可以分解为两个向相反方向旋转的圆形旋转磁势。图片资料单相脉磁势.exe，三相对称交流绕组通过三相对称交流电流时，三个反向旋转磁势在空间错开120电角度相互抵消，三个正向旋转磁势在空间同相位，合成一个圆形旋转磁势，图片资料三相合成旋转磁势.exe。旋转磁势的转向：由带有超前电流的相转向带有滞后电流的相。当某相电流达到最大值时，旋转磁势的波幅刚好转到该线绕组的轴线上。改变旋转磁场转向的方法：调换任意两相电源线（改变相序）。三相定子线组接通三交流电后，在空间产生了一个同步旋转磁场，图片资料电气旋转磁场(一对极).exe、图片资料电气旋转磁场(两对极).exe，转速为n1=(60f/p)。假定n1顺时方向旋转，此时静止的转子和旋转磁场间有了相对运动，即转子绕组(鼠笼转子是端部短接的线棒)切割了磁场的磁力线，从而在转子绕组中感应出电动势，方向可以右手定则判定。当转子绕组构成闭合回路时，便有了转子电流。这个转子电流便和旋转磁磁场相互作用产生电磁转矩作用在转子上，方向可由左手定则判定，从而使电动机转子顺着旋转磁场的方向转动起来。图片资料异步电动机是如何转起来的.exe,83,异步电机的分类及额定值,异步电机主要分为：鼠笼式异步电动机，绕线式异步电动机和各种控制用电动机三大类。鼠笼式异步电动机：结构简单，坚固，成本低。绕线式异步电动机：通过外串电阻改善电机的起动，调速等性能。额定值：额定电压：UN(V)，额定运行时，规定加在定子绕组上的线电压；额定电流：IN(A),额定运行时，规定加在定子绕组上的线电流；额定功率：PN(KW),额定运行时，电动机的机械输出功率；额定转速：nN(r/min),额定运行时，电动机的转子转速；额定频率：fN(Hz)，规定的电源频率(50Hz)；额定效率：N；额定功率因数：cosN等。,84,额定电压，额定电流，额定功率的关系,85,3.异步电动机运行,86,电动机最高允许温度和温升,87,冷却空气温度变化时允许电动机负荷变化范围：,电动机振动值及串动值规定：,88,电压变化对电动机的影响,电压与频率的允许变化范围：当频率在额定值时，电动机可以在(95%110%)额定电压范围内运行，其额定出力不变。电动机的电磁转矩与外加电压的平方成正比，所以电动机外加电压的变化严重影响电动机的转矩。电源电压降低时，电动机转矩将会减少。由于大多数机械负荷不变，势必造成电动机的电流增加，严重时甚至烧坏电动机。若电源电压稍高时，使电动机磁通增加、转矩增加、电流减少，结果使电动机温度会略有下降。比较而言，电动机在电压较高时运行，比在较低时运行情况要好一些，但是由于电源电压过高，电动机铁芯磁通高度饱和，励磁电流将急剧上升，发热情况化，温度升高，对电动机的绝缘会带来危害。对于三相电动机，在运行中还需注意三相电压是否平衡。如果三相电压不平衡，则三相电流也不平衡，将使电机出现由于负序电流产生的阻止运转的反转距，增加了电动机的负担，从而使电流大的一相定子绕组发热量更大，严重时可能过热烧断。因此，在电动机运行中，三相电压的差值不应大于额定电压的5%，各相电流的差值不应大于额定电流的10%。当发现电动机电源电压不平衡时，应查找原因消除之。对末消除缺陷而继续运行的电动机，应加强监视该电动机各部位温度及温升的变化，如超过规定时，应及时停用，防止电动机损坏。,89,频率变化对电动机的影响,频率变化时，对电动机运行的影响：若电源频率在额定值时出现下降趋势正在运行中的电动机其定子旋转磁场的速度(同步转速)相对减慢，电动机转矩减小，因此电动机的出力也减少了，尤其是电动机带机、炉主要辅属设备运行时，将降低机炉出力，影响安全运行。倘若频率升高时，会使电动机的固定损耗(铁损部分)增大，从而使之发热。总之，严重的频率变化，对电动机的运行及其产品质量都会带来危害，因此在正常运行中，必须保持频率在规定的允许范围。,90,电动机的启动特点和方法,异步电动机的启动特点：启动电流大：电动机启动电流一般为电动额定电流的47倍。大容量电动机启动电流很大会引起厂用电母线电压显著下降。一般电动机不宜频繁启动，特别是大容量电动机，较大的启动电流，对电机本身造成热量积累，会使电动机的绝缘因过热而加速老化，缩短了电动机的使用寿命，严重时甚至烧毁电动机。为此规定，在正常情况下，允许在冷态下启动23次，在热态下启动12次，在事故处理时，可以视具体情况多启动一次。启动转矩小。异步电动机的启动方法：直接启动：特点是接线简单，启动操作方便、启动方式可靠以及便于自动等优点。缺点是电流大，沿路压降大。降压启动：包括Y启动(只适用正常运行是形接的电动机)、串接电抗起动、自耦变压器降压器启动等。绕线式电动机的启动：利用增大转子回路中的电阻来降低启动电流、增大启动力矩，可用启动变组器或频敏变阻器。变频调速器软起动：利用电子变频设备来实现电动机电流和转矩的逐步增大而启动。,91,电动机的停送电操作及绝缘测定：,电动机的停送电操作：应遵守倒闸操作的技术，严格执行操作票和操作监护制度的有关规定。电动机送电前，应对电动机控制设备及系统全面检查，注意对电动机及机械部分检查，确认无检修人员工作时方可进行送电操作，送电前还应对电动机的绝缘按规定测试。送电时，应将电动机有关电源全部送上(即处于热备用)，这时一经机械值班人员操作，电动机即可投入运行。值班员在接到电动机停电的命令后，再次检查电动机是否停转，并根据停电后是机械作业还是电气作业或者是机电同时作业等不同情况，布置有关安全措施。电动机绝缘测试：新安装、大修或停用时间较长的电动机，在送电前，应用摇表对电动绕组的绝缘进行测试。500V以下的电动机用1000V或500V摇表，3000V以上的电动机用1000V或2500V摇表。高压电动机每KV电压绝缘阻值不低于1M，380以下电动机及绕线式电动机的转子不低于0.5M。符合上述条件时均认为合格，将测试值与原始记录数值比较，当降低50%以上时应查明原因。处于联动备用中的电动机，按规定时间定期测绝缘，合格后切换运行试验。,92,电动机启动前的检查,电气检查：检查电气检修工作已终结，临时安全措施全部拆除，设备上无人工作，电动机周围清洁，无妨碍运行的物件。检查继电保护及联锁装置投入正确，电动机的测量仪表、信号装置、保护及事故按钮正常。检查电动机各部螺丝、接地线、电缆护罩、接头、控制箱内设备完好。直