电气基础知识1

发电厂简

发电厂是把其它形式的能量（燃料的化学能、水能、风能、原子能等）转换为电能的特殊工厂。根据利用的能量可分为：

1、水力发电厂

2、火力发电厂

3、原子能发电厂

4、风力发电厂

5、其它，如太阳能、地热等。

火力发电厂是以煤、石油、天然气等作为燃料，燃料燃烧时的化学能被转换为热能，再由汽轮机等热力机械将热能变为机械能，并由汽轮机带动发电机将机械能变为电能。按其作用分为

1、单纯供电（凝汽式发电厂）

2、供电兼供热（热电厂）我厂属于第2种。火力发电厂主要组成部分：

1、锅炉部分

2、汽轮机部分

3、电气部分。

电气系统部分：主要由发电厂、升、降压变压器、配电网、输电网及用户组成。

发电机：将机械能转换为电能变压器：将发电机输送出的电能的电压升高或降低。（主变、厂变）高、低压配电装置：按主接线的要求，由开关设备、保护测量电器、母线和必要的辅助建筑构成的总体，其作用是在正常时用来接收和分配电能，在系统故障时迅速切断故障部分，恢复正常运行。输电线路：向用户输送电能和与系统联络，以保证供电的可靠性。厂用电系统：供给发电厂生产用电、照明、机修的自用电。（交流、直流）电力系统及其运行的一般知识：

1、一次设备

2、二次设备

3、两票三制

4、电气主接线图

5、电气主接线形式

6、电厂厂用电及其接线

1、一次设备：承受动力电压和动力电流的设备。如：发电机、变压器、断路器、自动开关、接触器、闸刀开关、熔断器、母线、电力电缆、避雷器、电压互感器、电流互感器等2、二次设备

对一次设备进行控制、测量、监察以及在发生故障时能迅速切除故障的继电保护装置、自动控制和信号装置等设备。如：继电器、测量仪表、控制、自动及信号装置、控制电缆等

3、两票三制

操作票、工作票；交接班制度、巡回检查制度、设备定期切换试验制度。4、电气主接线图

用规定的文字和图形符号将各种一次设备（发电机、变压器、开关）按照它们的实际连接顺序绘制成的。5、电气主接线形式

有母线和无母线。有母线分为单母线、双母线、分断的单母线、双母线及附加旁路母线的单母线、双母线。（35KV为带分断的单母线、110KV为附加旁路双母线）6、电厂厂用电及其接线

由发电机电压母线接引厂用电源，供给接在该段母线上机组的厂用电负荷1、将厂用母线分段：我厂锅炉6KV辅机采用按炉分段。2、各段厂用母线装设备用电源：（工作电源、备用电源），备用：明备用、暗备用。

A、明备用：正常运行时，专门设一台平时不工作的备用变压器。当任一台厂用工作变压器故障或检修时，代替工作，备用变压器容量应等于最大一台厂用工作变压器容量。

B、暗备用：正常运行中，不专设备用变压器，而将每台厂用变压器容量增大。实际上各台厂用变压器互为备用。

C、装设备用电源自动投入装置：当工作电源故障跳闸后，备用电源自动投入装置能自动地、有选择地把备用电源迅速投入到停电母线上去，以保证立即恢复供电。

7、倒闸操作

电气设备状态：运行、备用（热、冷备用）、检修。将电气设备由一种状态操作至另一种状态所进行的一系列操作。

电工与电子基础

１、电路的由以下几部分组成：（1）电源

（2）负载

（3）导线

（4）控制器件

（1）电源：将其他形式的能量转换为电能的装置。（2）负载：将电能转换为其他形式的能量。（3）导线：连接电源和负载的导体，为电流提供通路。（4）控制器件：在电路中起接通、断开、保护、测量等作用。电压和电流的大小及方向不随时间变化的电路叫直流电路。电压和电流的大小及方向随时间变化的电路叫交流电路。正弦交流电路。（最大值、角频率、初相角）

相关专业要点电位：电场中某点的电位，在数值上等于单位正电荷沿任意路径从该点移至无限远处的过程中所做的功。电压：电场中任意两点的电位差。电流：导体中的自由电子在电场力的作用下，作有规则的定向运动，就形成电流。电流强度：单位时间内通过导体截面的电荷量。I＝Q/t电阻：在电场力作用下，电流在导体中流动时所受到的阻力。相关专业要点电功：一段时间内，电场力所做的功。电功率：单位时间内，电场力所做的功。电流的热效应：当电流流过导体时，由于导体有一定的电阻，因此消耗一定的电能。这些电能不断转变为热能，使导体温度升高。短路：如果电源通向负载的两根导线不经过负载而相互直接接通。

断路：电路中某一部分断开，使电流不能导通的情况。相关专业要点电感：没有铁芯的线圈。电容：被绝缘体隔开的两个导体的组合。两者区别：

1、电感储存磁场能量的元件，电容储存电场能量的元件。

2、同一正弦交流来讲，电感电压超前电流90度，电容电压滞后电流90度。

3、在直流电路中，电感相当于短路，电容相当于断路。在交流电路中，电容电流的大小与电压的变化率成正比。在交流电路中，电感线圈两端电压大小与电流的变化率成正比。两者储存能量不同，储能和释能过程完全相反，互相能够起到补偿作用。如制造的电容器，晶体管（极间电容）变压器（匝间电容）、输电线与大地（对地电容）；变压器、电动机线圈电感。发电机既要发有功，又要发无功。相关专业要点有功功率：在交流电路中，电阻所消耗的功率。无功功率：在交流电路中，电感（电容）与电源之间能量互换，没有消耗能量。相关专业要点三相交流电源：三个电动势的频率相同、最大值相等、相位互差120℃，为对称三相电动势。相序：三相电动势到达最大值的先后顺序不同，称为相序。正序（A、B、C），负序（A、C、B）。｛母线A、B、C，以黄、绿、红表示。直流母线正极涂红色，负极涂蓝色。母线着色做用：

1、增加其热辐射能力，有利于母线散热。

2、提高母线允许电流（0.12－0.15）

3、防止氧化，便于识别直流极性、交流相别。｝

相关专业要点三相电源和负载接线：星形（中线）、三角形接线。

相关专业要点电和磁电路和磁路不同点：

1、电路中的电流是带电质点的运动、磁场不是质点的运动。

2、恒定电流在电路中有功率损耗，恒定磁通的磁路中不损耗功率。

3、电路在开路状态时，即使电路中有电动势，也没有电流，磁路没有开路状态，只要有磁通势存在，总有磁通存在。

4、当电路中没有电动势时，电流等于零，而磁路里磁通势等于零时，可能有剩磁磁通存在。（磁性金属物体停止磁化后，它的上面仍保留的磁性）。

相关专业要点感应电动势的产生：

1、在磁场中使导体做切割磁力线运动。

2、移动导线附近的磁场。

3、让交变磁场穿过电感线圈。

三、发电机1、发电机结构

2、基本原理3、同步发电机4、冷却方式

5、电枢反应

6、功角

7、发电机特性

8、发电机准同期并列条件

9、有功功率调节10、轴电压

11、灭磁开关不装设动作迅速的断路器

12、强励装置

２、基本原理基本原理：电磁感应。励磁方式：串励、并励（磁场变阻器运行）、复励、他励（自动调整励磁装置运行）。他励式静止半导体励磁（将发电机发出的交流电，经励磁变降压后由静止半导体整流成直流电，供给发电机励磁。发电机并列前由厂用电源供给，并列后改为发电机本身供给。

3、同步发电机三相定子绕组流过定子电流产生旋转磁场转速大小和方向与转子转速大小和方向相同。

4、冷却方式水、空气、氢气，定、转子绕组水冷定、转子铁芯空冷5、电枢反应电枢磁场对主极磁场的作用与影响，而使气隙合成磁场发生变化的过程。6、功角每相空载电势与电压的相位差。7、发电机特性空载特性：发电机转子以额定转速旋转，定子绕组开路，其电势E(U0)与励磁电流If之间关系曲线。（先直线，铁芯饱和后曲线）。判断转子绕组的匝间短路和定子铁芯故障。

发电机特性短路特性：发电机定子三相绕组端头短路，并保持额定转速下，定子稳态短路电流Ix与励磁电流If的关系曲线。判断励磁线圈有无匝间短路故障。（如有，短路特性曲线会降低。）发电机特性外特性：励磁电流、转速、功率因数为常数的条件下、变更负荷（定子电流I）时端电压U的变化曲线。分析负载功率因数对发电机端电压的影响。发电机特性负载特性：当转速、定子电流为额定值，功率因数为常数时，发电机电压与励磁电流之间的关系。

发电机特性调整特性：电压、转速、功率因数为常数，变更负荷（定子电流I）时励磁电流I的变化曲线。8、发电机准同期并列条件电压相位、电压相序、频率。自同期（先并网，后给励磁）。9、有功功率调节调节主汽门开度大小，（功角0℃－90℃，稳定，90℃，静态稳定极限，大于90℃，不稳定）无功功率调节：调节励磁电流。功率因数降低时，发电机出力降低，即发电机定子电流有功分量减小，无功分量增大，电枢电流的感性无功电流起去磁作用，气隙合成磁场减小，使发电机定子电压降低，为维持定子电压不变，必须增加转子电流，增大发电机转子磁场，若保持发电机出力不变，必然增加转子电流超过额定值，引起转子绕组过热。功率因数升高时，会使发电机有功出力提高，而使发电机定子电流的无功分量减小，造成发电机功角增大，发电机静态稳定性下降。

10、轴电压汽轮发电机机组中，由于定子磁场的不平衡或转轴本身带磁，当出现交变磁通时，在转轴上就感应出轴电压。轴电压由轴经过油膜、轴承、机座、和基础底层形成一个回路，在此回路内产生一个很大的电流，称为轴电流。

1、单相效应产生的轴电流。

2、由静电荷产生的轴电流。

3、磁通不对称引起的轴电流。

为了防止轴电流的产生，在励磁机侧、轴承与基础底座之间加装绝缘垫。为防止轴电流经油管、或水管短路，在油管法拉盘、冷却水管盘上加装绝缘垫。大轴接地碳刷（装设在汽轮机蜗母轮侧，）作用:1、消除大轴静电电压（汽轮机最后几级的蒸气具有很大的湿度，即蒸气中含有水分，水滴以高速打在叶片上时，便将带负电的微粒打出而到凝汽器中，正电荷滞留在叶片或轴上，由于轴瓦有油膜，正电荷无法流入大地，轴上产生静电电压。

2、供测量转子绕组正、负对地电压用。

3、供转子接地保护装置用。11、灭磁开关不装设动作迅速的断路器同步发电机的转子绕组存在较大的电感，而直流电没有过零的时刻，若采用动作迅速的断路器突然动作，切断正常运行状态下的励磁电流，电流在熄灭瞬间会产生过电压，且电流变化愈大，电流熄灭愈快，过电压数值愈大，可能大大超过励磁回路绝缘薄弱点的耐压水平，击穿而损坏。12、强励装置当系统发生事故电压严重降低时，强励以最快的速度，给发电机以最大的励磁，迫使系统电压迅速