第四章 电气设备原理与选择4
华北电力大学《发电厂电气部分》习题总结答案
《发电厂电气部分》复习第一章能源和发电1、火、水、核等发电厂的分类火电厂的分类：（1)按燃料分:燃煤发电厂，燃油发电厂，燃气发电厂，余热发电厂，利用垃圾和工业废料作为燃料的发电厂。
（2）按蒸汽压力和温度分：中低压发电厂,高压发电厂，超高压发电厂，亚临界压力发电厂，超临界压力发电厂.（3）按原动机分：凝汽式汽轮发电厂,燃气轮机发电厂，内燃机发电厂，蒸汽—-燃气轮轮机发电厂。
（4）按输出能源分：凝汽式发电厂，热电厂（5）按发电厂总装机容量的多少分：小容量发电厂，中容量发电厂,大中容量发电厂,大容量发电厂。
水力发电厂的分类：（1）按集中落差的方式分类：堤坝式水电厂（坝后式，河床式），引水式水电厂,混合式水电厂.(2）按径流调节的程度分类：无调节水电厂，有调节水电厂（根据水库对径流的调节程度：日调节水电厂，年调节水电厂，多年调节水电厂）。
核电厂的分类：压水堆核电厂,沸水堆核电厂。
2、抽水蓄能电厂的作用调峰,填谷，备用，调频,调相.3、发展联合电力的效益（1）各系统间电负荷的错峰效益。
(2）提高供电可靠性、减少系统备用容量。
（3)有利于安装单机容量较大的机组.（4）进行电力系统的经济调度.（5）调峰能力互相支援。
4、火电厂的电能生产过程及其能量转换过程P14火电厂的电能生产过程概括的说是把煤中含有的化学能转变为电能的过程.整个过程可以分为三个系统:1、燃料的化学能在锅炉燃烧中转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；2、锅炉中产生的蒸汽进入汽轮机,冲动汽轮机转子旋转，将热能转变为机械能,称为汽水系统；3、由汽轮机转子旋转的机械能带动发电机旋转,把机械能变为电能,称为电气系统。
能量的转换过程是：燃料的化学能－热能－机械能－电能。
5、水力发电厂的基本生产过程答：基本生产过程是：从河流较高处或水库内引水，利用水的压力或流速冲动水轮机旋转,将水能转变成机械能，然后由水轮机带动发电机旋转，将机械能转换成电能.6、轻水堆核电厂的分类(缺生产过程及区别）答:轻水堆核电站可以分为压水堆核电站和沸水堆核电站。
《发电厂电气部分》课后习题答案
《发电厂电气部分》课后习题答案第一章能源和发电1-2 电能的特点：便于大规模生产和远距离输送；方便转换易于控制；损耗小；效率高；无气体和噪声污染。
随着科学技术的发展，电能的应用不仅影响到社会物质生产的各个侧面，也越来越广泛的渗透到人类生活的每个层面。
电气化在某种程度上成为现代化的同义词。
电气化程度也成为衡量社会文明发展水平的重要标志。
1-3 火力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？答：按燃料分：燃煤发电厂；燃油发电厂；燃气发电厂；余热发电厂。
按蒸气压力和温度分：中低压发电厂；高压发电厂；超高压发电厂；亚临界压力发电厂；超临界压力发电厂。
按原动机分：凝所式气轮机发电厂；燃气轮机发电厂；内燃机发电厂和蒸汽—燃气轮机发电厂。
按输出能源分：凝气式发电厂；热电厂。
按发电厂总装机容量分：小容量发电厂；中容量发电厂；大中容量发电厂；大容量发电厂。
火电厂的生产过程概括起来说是把煤中含有的化学能转变为电能的过程。
整个生产过程分三个系统：燃料的化学能在锅炉燃烧变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；锅炉产生的蒸汽进入气轮机，冲动气轮机的转子旋转，将热能转变为机械能，称不汽水系统；由气轮机转子的机械能带动发电机旋转，把机械能变为电能，称为电气系统。
1-4 水力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？答：按集中落差的方式分为：堤坝式水电厂；坝后式水电厂；河床式水电厂；引水式水电厂；混合式水电厂。
按径流调节的程度分为：无调节水电厂；有调节水电厂；日调节水电厂；年调节水电厂；多年调节水电厂。
水电厂具有以下特点：可综合利用水能资源；发电成本低，效率高；运行灵活；水能可储蓄和调节；水力发电不污染环境；水电厂建设投资较大工期长；水电厂建设和生产都受到河流的地形，水量及季节气象条件限制，因此发电量也受到水文气象条件的制约，有丰水期和枯水期之分，因而发电量不均衡；由于水库的兴建，淹没土地，移民搬迁，农业生产带来一些不利，还可能在一定和程度破坏自然的生态平衡。
大型燃气-蒸汽联合循环发电设备与运行：电气分册 第四章 静态变频器(SFC)系统
第四章㊀静态变频器（SFC）系统第一节㊀SFC系统介绍一㊁SFC系统作用大型燃气-蒸汽联合循环机组在起动㊁高盘冷却㊁水洗等过程中，整个轴系的驱动力矩均是由同步发电机作为同步电动机运行来提供的㊂当同步发电机作为同步电动机运行时，SFC系统将取自机组6kV母线的工频电源通过变频后，施加到发电机的定子上，使发电机变成调频调速的电动机转动起来，并同轴带动燃气轮机起动㊂根据同步电机转速n与电源频率f的关系为n=60f／p（4-1）在同步电机极对数p一定时，改变电源频率f就可改变发电机的转速㊂由于加在发电机定子上的是变频后的交流电，使得燃气轮机转速按预先设定的速率加速上升㊂当燃气轮机起动时，SFC从单元机组6kV厂用电系统取电，将电压和频率恒定的电源变换成电压和频率可变的电源，可变的电源施加于发电机定子线圈；同时，6kV厂用系统给发电机转子提供励磁电压，在发电机转子上产生磁场，发电机定子产生的旋转磁场作用于磁体转子，使转子转动起来㊂SFC就是通过对输出电压频率的改变，使发电机转子转速达到系统指定的转速㊂二㊁SFC系统结构惠州LNG电厂三台机组共配置两套相互独立的SFC系统，每一套SFC系统可以起动任一台燃气轮机组，当一套SFC出现故障，燃气轮机仍然可以依靠另一套SFC起动㊂两套系统均设置有切换开关柜，通过切换开关来实现三台机组选择其中任一套SFC作为起动电源供给㊂SFC系统结构见图4-1㊂图4-1㊀SFC系统结构图SFC 由谐波滤波器㊁输入变压器㊁整流装置㊁直流电抗器㊁逆变装置㊁控制屏㊁转子位置传感器㊁起动励磁变压器㊁SFC 选择切换柜等部分组成㊂其各部分功能简要如下：1）输入变压器：为SFC 系统提供电源，同时通过变压器漏抗限制晶闸管短路时的短路电流；2）谐波滤波器：其内部是由电感和电容组成谐振电路，用来吸收在整流和逆变过程中所产生的5次㊁7次谐波，防止谐波对电厂其他电气设备的影响，以及防止谐波反送到电网中造成对电网的谐波污染，同时可提高SFC 系统的功率因数；3）整流器：为三相桥式全控整流装置㊂通过对晶闸管导通角的控制把50Hz 交流电压转换为直流电压，并控制直流电流达到适当值；4）逆变器：通过对晶闸管相位的控制，把直流逆变成频率可变的交流，其频率从0.05 33.3Hz 平滑可调，使发电机加速平滑；5）直流电抗器：限制波纹，使直流电流波形更加平滑；6）控制屏：接受来自DCS 的控制信号，控制和协调SFC 系统各部件的工作，并有系统内部故障自我诊断㊁报警和保护功能；7）转子位置传感器：安装于发电机的转子转轴之上，用以测量转子的位置，其反馈信号为逆变器触发信号的参考信号；8）起动励磁变压器：在SFC 拖动燃机透平期间，为发电机提供励磁电源，电源取自本机组厂用6kV 母线，低压侧额定电压为150V，容量300kVA；9）SFC 逻辑切换柜：接收来自DCS 的指令，按照预定逻辑顺序对相应的断路器㊁隔离开关进行断开或闭合操作，以便完成所选SFC 与被起动的机组之间的电气连接，达到起动机组的目的㊂三㊁SFC 启动发电机接线图如图4-2右边所示，SFC 装置从6kV 厂用电取电，经过整流㊁逆变后通过切换开关给对应的发电机定子供电㊂在发电机出口断路器装置内还设置有SFC 起动隔离开关，在机组起动前该隔离开关合上，SFC 给发电机定子提供变频后的电源，使发电机作为同步电动机带动燃机运行，SFC 退出运行后该隔离开关断开㊂发电机中性点经单相接地变压器（接地变）接地，发电机中性点接地变一次侧设置有发电机中性点接地隔离开关，在SFC 投入运行之前该接地隔离开关断开，以防止SFC 整流器与逆变器之间发生接地故障时，会产生很大的直流电流经发电机中性点流过，从而烧毁接地变压器㊂当SFC 退出运行后，发电机中性点接地隔离开关再次合上㊂四㊁SFC 系统主要参数SFC 系统额定参数如下：额定容量：6600kVA交流输入电压：3相，6kV，50Hz 直流额定电压：4.1kV 直流额定电流：1195A逆变输出电压：3相，3.4kV，0.05 3.33Hz98第四章㊀静态变频器（SFC ）系统图4-2㊀SFC 启动发电机接线图额定功率：4900kW五㊁SFC 系统工作原理（一）主电源回路图SFC 主回路由SFC 隔离变压器㊁整流器㊁直流电抗器㊁逆变器组成，见图4-3㊂整流器采用三相六脉波全控晶闸管整流桥，将恒定的三相交流电压变成可变的直流电压㊂逆变器也是采用三相六脉波全控晶闸管整流桥，将整流桥输出的直流电压转变成变幅值和变频率的交流电压㊂这个可变的交流电源施加于发电机使发电机加速到指定的转速㊂图4-3㊀SFC 主电源回路图9大型燃气-蒸汽联合循环发电设备与运行：电气分册当机组起动时，发电机作为同步电动机运行，发电机定子绕组由SFC 供电，厂用6kV 电源经起动励磁变降压整流后向发电机转子绕组供电㊂在定子㊁转子电流共同产生的电磁力矩的作用下，使发电机转子旋转㊁升速㊂（二）整流器工作原理如图4-4所示，整流器侧的直流电压E dr 稍微大于逆变器侧的直流电压E di （E dr ＞E di ）㊂直流电流I d 等于电压差ΔV =E dr －E di 除以直流回路电阻R ，该电流流过直流回路㊂图4-4㊀SFC 简化图I d =ΔV ／R（4-2）通过整流器的相控可以调节输出直流电压为任意值㊂直流电压是触发延迟角α的函数㊂E d ʈ1.35E s cos α（4-3）式中㊀E d 输出直流电压；E s 输入交流电压（线电压）㊂根据直流电流反馈控制自动调节整流器的触发延迟角α㊂由上式可以看出，当触发角由0ʎ到90ʎ时，直流输出等效电压E dr 为正，此时称为整流状态，E dr 的大小可通过改变触发角α调整，当触发角α大于90ʎ时，整流桥输出电压为负，即进入逆变状态㊂1.α=30ʎ图4-5为晶闸管触发角α为30ʎ时的电压波形，其等效直流输出电压为E dr㊂图4-5㊀触发延迟角α等于30ʎ时的直流输出电压波形2.α=90ʎ图4-6为晶闸管触发角α为90ʎ时的电压波形，由图中可以看出，当触发角为90ʎ时，直流等效电压输出E dr 为0㊂3.α=120ʎ图4-7为晶闸管触发角α为120ʎ时的电压波形，由此可以看出，当触发角由0ʎ到90ʎ时，直流输出等效电压E dr 为正，此时称为整流状态，E dr 的大小可通过改变触发角α调整，当触发角α大于90ʎ时，整流桥输出电压为负，即进入逆变状态㊂19第四章㊀静态变频器（SFC ）系统图4-6㊀触发延迟角α等于90ʎ时的直流输出电压波形图4-7㊀触发延迟角α等于120ʎ时的直流输出电压波形在SFC 的逆变器处于脉冲换相模式时，为使逆变器能够完成换相，要求整流输出电流为直流脉冲波，即每隔60ʎ电角度要求整流输出电流截止为零，此时整流器采用将触发角α调整到大于90ʎ来完成整流电流的截止，即通常所说的逆变截止㊂（三）直流电抗器工作原理整流输出回路串接直流电抗器，对外相当于一个电流源㊂该电流源的交流阻抗近似无穷大，电抗器同时起着降低直流段电压波动并吸收逆变负载端无功功率的作用㊂（四）转子位置确定SFC 采用电磁式转子位置检测器，能够精确检测到转子的实际空间位置，从而准确触发逆变器晶闸管，实现逆变器换相㊂如图4-8a 所示，在转子的大轴上有一个凹凸形圆盘，它与转子同轴旋转㊂凹凸形圆盘四周按120ʎ角度分布共安装了3个电磁式位置传感器探头（A㊁B㊁C），传感器探头安装在发电机每相定子绕组的等效轴线处，转子的磁极方向与凹29大型燃气-蒸汽联合循环发电设备与运行：电气分册凸形圆盘的对称轴线偏差30ʎ，当凹凸形圆盘的凸出部分扫过传感器探头，相应的传感器会输出一个电压幅值恒定的方波㊂通过三个传感器输出的方波信号，就可以准确检测到转子的实际空间位置㊂图4-8㊀转子位置确定原理图（五）逆变器工作原理逆变器一般采用120ʎ通电型三相全控桥式电路㊂在正常运行时，不同桥臂的共阳极和共阴极各一个晶闸管导通，即每一时刻，只有两相定子绕组通过电流，该两相电流将产生一个定子合成磁势㊂在一个周期内，不同晶闸管导通时，产生的所有定子合成磁势矢量图如图4-9所示㊂图4-9㊀同步电机定子合成磁势图a）同步电机接线图㊀b）定子合成磁势根据电动机电磁转矩公式：T e =C m F s F r sin θ（4-4）式中㊀C m 常数，与电机实际结构有关；F s 定子合成磁势幅值；F r 转子磁势幅值；θ 定㊁转子磁势夹角，F s 超前F r 时为正值㊂当定子合成磁势超前转子磁势，且它们之间夹角小于180ʎ，就可以产生驱动电磁转矩，如果该电磁转矩大于转子的机械力矩，则可以拖动同步电机向定子合成磁势的方向旋转㊂在实际应用中，当转子磁势随转子的旋转而逐步靠近定子合成磁势时，控制逆变器进行正确换相，使定子合成磁势朝转子旋转的方向跃进一定角度，就可以继续维持定子㊁转子的磁势有39第四章㊀静态变频器（SFC ）系统一定的夹角，从而不断产生驱动电磁转矩，拖动同步电机旋转㊂逆变器根据安装在发电机转轴上的位置传感器提供的位置信号依次实现换相㊂逆变器的换相方式分为脉冲换相和负载换相，其中脉冲方式运行时换相超前角γʈ0ʎ，负载换相方式运行时γʈγ0，这里γ0足以使逆变时的电流换相㊂在起动的初期转速小于300r ／min 时，发电机没有足够的电压输出实现逆变器的换相时，逆变器的换相是通过脉冲方式运行来实现换相的㊂每隔60ʎ通过关断整流器的输出使流过逆图4-10㊀同步电机感应电势图变器的电流为零，将逆变器全部晶闸管截止，然后给换相后应导通晶闸管发触发信号使其导通，实现同步电机换相㊂如图4-10所示，当运行到f 点时，立即控制A 相㊁C 相换相，即换相超前角γ0=0ʎ当同步电机转速大于300r ／min 时，由于脉冲换相方式引起的断续电流对同步电机的电磁转矩影响很大，这时候采用负载换相方式运行㊂利用同步电机的感应电势，关断需截止的逆变器晶闸管，完成共极晶闸管自然换相㊂如图4-10所示，当运行到d 点时，提前60ʎ发出A 相晶闸管导通触发信号，即γ0=60ʎ㊂脉冲换相时工作原理（γ0=0ʎ）如表4-1所示㊂表4-1㊀脉冲换相时工作原理（参照图4-8及图4-10）对于图中d 点对于图中f 点对于图中g 点对于图中h 点对于图中i 点对于图中j 点换相前电流流向C ңAC ңBA ңBA ңCB ңCB ңA换相前定㊁转子合成磁势换相需导通晶闸管VT5㊁VT6VT1㊁VT6VT1㊁VT2VT3㊁VT2VT3㊁VT4VT5㊁VT4换相后电流流向C ңBA ңBA ңCB ңCB ңAC ңA换相后定㊁转子合成磁势转子位置传感器输出①A =0B =0C =1A =1B =0C =1A =1B =0C =0A =1B =1C =0A =0B =1C =0A =0B =1C =149大型燃气-蒸汽联合循环发电设备与运行：电气分册（续）对于图中d 点对于图中f 点对于图中g 点对于图中h 点对于图中i 点对于图中j 点晶闸管触发逻辑VT1㊀当A 位置传感器输出为1，B 位置传感器输出为0时，发VT1晶闸管导通触发信号，即A B =1VT2㊀同上，当A C =1时，发VT2晶闸管导通触发信号VT3㊀同上，当B C =1时，发VT3晶闸管导通触发信号VT4㊀同上，当AB =1时，发VT4晶闸管导通触发信号VT5㊀同上，当AC=1时，发VT5晶闸管导通触发信号VT6㊀同上，当BC =1时，发VT6晶闸管导通触发信号㊀㊀①当位置传感器输出方波电压信号时，置其输出为1；反之，为0㊂由上表可以看出，采用脉冲换相方式（γ0=0ʎ）运行时，每当转子旋转60ʎ，根据转子的空间位置，晶闸管会换相一次，不断维持定子㊁转子磁势的夹角在60ʎ120ʎ范围内变化，提供脉动的电磁转矩㊂负载换相时工作原理（γ0=60ʎ）如表4-2所示㊂表4-2㊀负载换相时工作原理（参照图4-8及图4-10）对于图中d 点对于图中f 点对于图中g 点对于图中h 点对于图中i 点对于图中j 点换相前电流流向C ңBA ңBA ңCB ңCB ңAC ңA换相前定转子合成磁势换相需导通晶闸管VT1㊁VT6VT1㊁VT2VT3㊁VT2VT3㊁VT4VT5㊁VT4VT5㊁VT6换相后定子电流流向A ңBA ңCB ңCB ңAC ңAC ңB换相后定㊁转子合成磁势位置传感器输出的数值A =0B =0C =1A =1B =0C =1A =1B =0C =0A =1B =1C =0A =0B =1C =0A =0B =1C =1晶闸管触发逻辑VT1㊀当B 位置传感器输出为0，C 位置传感器输出为1时，发VT1晶闸管导通触发信号，即BC =1VT2㊀同上，当A B =1时，发VT2晶闸管导通触发VT3㊀同上，当A C =1时，发VT3晶闸管导通触发VT4㊀同上，当B C =1时，发VT4晶闸管导通触发VT5㊀同上，当AB =1时，发VT5晶闸管导通触发VT6㊀同上，当AC =1时，发VT6晶闸管导通触发59第四章㊀静态变频器（SFC ）系统69大型燃气-蒸汽联合循环发电设备与运行：电气分册㊀㊀由表4-2可以看出，采用负载换相方式运行（γ0=60ʎ）时，每当转子旋转60ʎ，根据转子的空间位置，晶闸管会换相一次，不断维持定子㊁转子磁势的夹角在120ʎ 180ʎ范围内变化，提供脉动的电磁转矩㊂SFC在机组转速达到300r／min后，由脉冲换相方式转由负载换向方式运行，换相超前角γ0由0ʎ跃变为35ʎ，从300r／min开始，随着负载电流增大，晶闸管的换相重叠角也会逐渐增大，为了使换相可靠，SFC控制柜会将换相超前角γ0由35ʎ逐渐增加到55ʎ㊂以γ0= 50ʎ为例，当转子运行到图4-10的d点时，由上面分析可知此时需触发VT1晶闸管导通，SFC控制柜根据当时的转速及转速加速度计算出转子继续旋转10ʎ需要的时间t，然后经时间延时t后，才向VT1晶闸管发触发信号㊂即γ0=50ʎ比γ0=60ʎ晚时间t向相应的晶闸管发触发信号㊂由于换相超前角γ0越小，提供的电磁转矩越大，因此，我厂的SFC采用这种负载换相方式，既保证了可靠性，又提高了工作效率㊂六、SFC运行时需要投入的保护由于机组每次起动时都需要在低频低压工况下运行约23min，因此，除了常规的发电机保护之外，有必要针对此特殊运行工况，装设一些发电机保护和对可能引起误动的保护进行闭锁，使发电机可以可靠㊁安全运行㊂SFC投入运行期间需装设的保护如下㊂1.低频过电流保护SFC投入运行期间虽然发电机的机端电压只有3.4kV，仅为发电机额定电压的17％，但是其运行频率较低，对应的交流电抗较小，此时，发电机发生相间短路的故障电流，可能会严重烧毁发电机，因此，在SFC投入运行期间有必要装设低频过电流保护㊂该保护经SFC 断路器辅助触点控制，在SFC投入运行时，保护投入，SFC退出运行后保护自动退出㊂2.起停机保护虽然SFC投入运行期间，机端电压及频率较低，但仍可能出现较大的发电机定子单相接地故障电流㊂起停机保护作为发电机升速尚未并网前的定子接地短路故障的保护㊂保护采用基波零序电压原理，其零序电压取自发电机机端PT㊂该保护经发电机出口断路器辅助触点控制，在发电机并网前，保护投入，并网后保护自动退出㊂在SFC直流侧发生接地时，由于SFC投入运行时，会先拉开发电机中性点接地隔离开关，不会产生很大的故障电流，而导致发电机中性点接地变压器损坏，因此无需安装SFC直流侧接地保护㊂3.发电机保护投退情况（见表4-3）表4-3㊀发电机保护投退情况保护名称SFC投入运行时SFC退出运行但发电机没有并网期间发电机并网后100％定子接地保护ˑɿɿ逆功率保护ˑɿɿ失磁保护ˑɿɿ失步保护ˑɿɿ频率保护ˑɿɿ起停机保护ɿɿˑ低频过电流保护ɿˑˑGCB失灵起动ˑˑɿ㊀㊀注：ɿ表示保护投入，ˑ表示保护退出㊂第二节㊀SFC 系统运行方式一、SFC 起动过程SFC 起动分为正常起动和高盘起动两种方式，SFC 正常起动过程分为5个阶段（如图4-11所示）㊂此外，高盘起动即可认为完成正常起动的前两个阶段㊂图4-11㊀机组起动过程中参数曲线图曲线1为机组转速（r ／min）；曲线2为燃气轮机燃料量（CSO）；曲线3为SFC 输出电流（A）；曲线4为SFC 输出电压（V）；曲线5为发电机励磁电流（A）㊂第一阶段，SFC 将转子快速拖动到约710r ／min 转速位置，满足燃机点火前的吹扫工作㊂该阶段维持励磁电流不变，通过减小整流桥触发控制角使定子电流增大，从而增大电磁力矩，达到快速提高转速的目的㊂在图中p 点之后，SFC 将由脉冲换相模式转为负载换相模式运行㊂第二阶段，通过维持机端电压及定子电流不变，使转子转速维持约710r ／min 不变，对燃机进行点火前吹扫㊂若选择SFC 高盘起动（机组振动检查㊁水洗㊁吹扫），则SFC 的起动过程仅完成前两个阶段即可，SFC 带动发电机维持710r ／min 不变㊂第三阶段，增大整流桥触发控制角使定子电流减小，并维持机端电压不变，使转子转速下降到约598r ／min 左右，满足燃机点火转速要求，燃机准备点火㊂第四阶段，燃机开始点火㊂通过减小整流桥触发控制角使定子电流迅速增大，并维持不变，而且机端电压也维持在3.4kV 不变，使SFC 输出功率不变（随着转速上升，电磁力矩减小），然后通过逐步增加燃机的燃料量，保持转子有恒定的加速力矩，使转速均匀加速到约2000r ／min㊂第五阶段，维持机端电压不变，并逐步增大整流桥触发控制角，使定子电流逐步减小到零，从而使SFC 输出功率逐步减小㊂同时，燃机继续增加燃料量，使转速继续均匀上升，当转速上升到约2180r ／min 后，SFC 输出功率减小到零，SFC 退出运行，由燃机的燃烧动力79第四章㊀静态变频器（SFC ）系统独自维持转子旋转㊂二㊁SFC控制方式SFC在运行过程中，按逆变器的换相方式分，可分为 脉冲换相 和 负载换相 ；按SFC的控制模式分，可分为 电流控制方式 和 转速控制方式 ；按励磁系统控制方式分，可分为 恒电流模式 和 恒电压模式 ㊂（一）逆变器的换相方式脉冲换相：在起动或低转速初期（低于225r／min），发电机不能提供足够的反电势实现逆变器晶闸管的截止和换相，必须通过在每隔60ʎ控制整流器停止使通过逆变器晶闸管电流为零来完成逆变晶闸管的截止和换相，因此这种方式称为脉冲换相方式㊂负载换相：当发电机转速较高（高于225r／min），发电机已经能够提供足够的反电势使该换相的逆变器截止并完成自然换相㊂因此逆变器此时的换相方式称为负载换相方式㊂SFC在起动和低转速时为脉冲换相方式，当转速大于225r／min时，自动进入负载换相方式㊂（二）SFC控制方式SFC系统在运行过程中，是由SFC控制柜按照预定的程序进行顺序控制的，由于在不同的阶段所控制的参数不同，所以可分为 电流控制方式 和 转速控制方式 ㊂电流控制方式：在发电机升速或降速的过程中，采用电流控制方式㊂SFC保证供给发电机的电枢电流为恒定值，而使发电机的转速不断升高或降低㊂转速控制方式：当需要维持发电机转速为恒定值时（维持800r／min吹扫或维持600r／min点火时），SFC采用转速控制方式㊂此时SFC通过调节供给发电机的电枢电流，来保证发电机转速为恒定值㊂（三）励磁系统控制方式SFC在运行过程中，发电机励磁电源是通过起动励磁变（6kV／150V）提供的㊂在发电机转速较低，机端电压尚未达到3.4kV时，SFC控制柜发信号给励磁系统，由励磁系统AVR维持 恒励磁电流模式 ；当发电机转速已较高，机端电压到达3.4kV时，命令励磁系统AVR维持机端电压为恒定值，进入 恒电压模式 ㊂SFC采用速度检测器来实现AVR的控制方式的改变㊂恒电流模式：当转速低于120r／min时，AVR维持励磁电流为恒定值，此时发电机机端电压小于3.4kV㊂恒电压模式：当转速高于120r／min时，AVR通过调节励磁电流维持机端电压为恒定值3.4kV㊂第三节㊀SFC系统运行监视一㊁SFC系统起动（一）SFC系统起动前检查1.检查确认SFC控制柜㊁SFC逻辑控制柜㊁谐波滤波器柜㊁整流器柜㊁逆变器柜㊁直流电抗器柜㊁SFC切换开关（DS-11／DS-12／DS-13或DS-21／DS-22／DS-23）柜㊁SFC起动隔离开关的所有控制㊁动力㊁加热器电源均已合上，所有仪表㊁信号电源均正常，指示灯正确亮起㊂（DS-11㊁DS-12㊁DS-13为＃1SFC分别起动＃1㊁＃2㊁＃3发电机的切换开关；DS-21㊁DS-22㊁DS-23，为＃2SFC分别起动＃1㊁＃2㊁＃3发电机的切换开关）2.检查确认SFC系统所有设备均满足送电条件，SFC隔离变高压侧开关㊁SFC切换开关㊁SFC起动隔离开关㊁起动励磁变高压侧开关㊁起动励磁变低压侧开关㊁励磁变低压侧开关㊁发电机中性点接地隔离开关㊁励磁开关均在热备用状态；3.本台机组所有附属系统均已满足SFC相应的起动要求（SFC正常起动与高盘起动对附属系统的要求有所不同）㊂（二）SFC系统起动选择SFC及励磁系统图见图4-12㊂图4-12㊀SFC及励磁系统图CB-SFC-1 SFC隔离变高压侧开关㊀CB-L1 起动励磁变6kV进线开关㊀DS-11 ＃1SFC起动＃1发电机的切换开关DS-ZPB-1 SFC起动隔离开关㊀GMCB 发电机出口断路器㊀MDS5-1 励磁变低压侧开关MDS4-1 起动励磁变低压侧开关㊀DS－NGT1 发电机中性点接地隔离开关㊀41E 灭磁开关㊀31 启励电源切换开关参照图4-12所示，当点击选择某套SFC（＃1SFC／＃2SFC），起动任意一台机组后，SFC 系统以及励磁系统的开关㊁隔离开关动作顺序为：发电机中性点接地隔离开关DS-NGT1将断开；励磁变低压侧开关MDS5-1将断开；SFC和相应发电机之间的切换开关将合上；起动励磁变低压侧开关MDS4-1将合上；SFC起动隔离开关DS-ZPB-1将合上；起动励磁变6kV 进线开关CB-L1将合上；SFC隔离变高压侧开关CB-SFC-1将合上㊂此时DCS上相应的 SFC READY 指示灯变红㊂1）在SFC选择成功时，逆变器没有输出，发电机机端仍然无电压㊂2）当机组起动指令发出后，灭磁开关41E合上，逆变器开始工作，发电机作为同步电动机运行㊂3）机组起动指令分为机组正常起动和高盘起动㊂机组正常起动时，SFC带动发电机升速至2180r／min左右自动退出运行；高盘起动时，SFC带动发电机升速至712r／min左右维持该转速运行，直至由机组发出停运指令为止㊂二㊁SFC系统运行监视（一）SFC控制盘运行监视SFC控制盘上共有四盏LED指示灯和两个操作按钮，分别是状态指示灯 OPERATE ㊁ STOP 和故障报警指示 MAJOR FAILURE ㊁ MINOR FAILURE ，以及手动紧急跳闸按钮 MANUAL TRIP ㊁故障复位按钮 RESET ，其中：SFC控制盘上的LED指示灯正确的显示了SFC的工作状态； MAJOR FAILURE 报警，是指SFC的主要故障； MINOR FAIL-URE 报警，是指SFC的次要故障㊂SFC发生紧急情况且保护装置拒动时，可按下 MAN-UAL TRIP 按钮紧急停运SFC系统㊂消除故障报警后，SFC系统再次起动前需要按下故障复位按钮 RESET ㊂SFC系统正常运行中，SFC控制盘的检查项目：1）检查SFC隔离变压器保护装置有无异常报警；2）检查SFC控制盘声音有无异常，如有无较大噪声㊁振动或放电声等；3）检查SFC控制盘有无焦糊味等异味；4）确认SFC控制盘进风滤网和出风口无异物堵塞㊂（二）整流／逆变柜运行监视整流／逆变柜上的LED指示灯（ OPERATE ㊁ STOP ）正确的显示了其工作状态㊂SFC系统正常运行中，整流／逆变柜的检查项目：1）检查整流／逆变柜声音有无异常，如有无较大噪声㊁振动或放电声等；2）检查整流／逆变柜有无焦糊味等异味；3）确认整流／逆变柜风扇运行正常，进风滤网和出风口无异物堵塞㊂（三）直流电抗器柜运行监视SFC系统正常运行中，直流电抗器柜的检查项目：1）监视直流电抗器室温度计指示在正常值；2）确认冷却风扇运行正常，空气进口及冷却风机出口畅通无堵塞；3）检查直流电抗器室声音有无异常，如有无较大噪声㊁振动或放电声等；4）检查直流电抗器室有无焦糊味等异味㊂由于直流电抗器运行时会产生较强的磁场，监视时应非常注意㊂（四）SFC变压器运行监视SFC系统正常运行中，SFC变压器的检查项目：1）检查变压器油温㊁油位及绕组温度为正常值；2）检查变压器压力释放装置未动作；3）观察变压器外观㊁一次及二次连接均正常；4）检查变压器运行时的声音，无明显噪声和振动；。
发电厂电气部分基础知识
第一章能源与发电1、掌握电力系统与电力网的概念。
☞电力系统是由发电厂、变电所、输配电线路和用电设备有机连接起来的整体。
☞电力系统=发电厂+电力网+电力用户。
☞电力网是指在电力系统中，由升压和降压变电所通过输、配电线路连接起来的部分。
2、掌握额定电压的概念及电力网的电压等级。
☞额定电压：电气设备的额定电压是能使发电机、变压器和用电设备在正常运行时获得最佳技术效果的电压。
☞我国电力网额定电压等级如下：0.22、0.38、3、6、10、35、110、220、330、500、750、1000 kV☞按电压等级高低分类：低压电网：3kV以下；高压电网：3~330kV；超高压电网：330~1000kV；特高压电网：1000kV及以上；4、掌握发电厂的类型。
☞按一次能源取得的方式不同分类：火力发电厂、水力发电厂、核电厂、风力电厂、太阳能电厂、地热电厂、潮汐电厂等。
☞按燃料分类：燃煤电厂、燃油电厂、燃气电厂、余热电厂。
☞按蒸汽压力和温度分类：中低压电厂、高压电厂、超高压电厂、亚临界压力电厂、超临界压力电厂、超超临界压力电厂。
☞按原动机分类：凝汽式汽轮机电厂、燃汽轮机电厂、内燃机电厂、蒸汽－燃气轮机电厂。
☞按输出能源分类：凝汽式发电厂、热电厂。
5、掌握火力发电厂的电能生产过程。
☞1)燃料的化学能在锅炉燃烧中转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；2)锅炉产生的蒸汽进入汽轮机，冲动汽轮机的转子旋转，将热能转变为机械能，称为汽水系统；3）由汽轮机转子旋转的机械能带动发电机旋转，把机械能变为电能，称为电气系统。
第二章发电、变电和输电的电气部分1、什么是一次设备？掌握各种类型一次设备的作用、图形符号和文字符号。
☞一次设备的概念：生产、变换、输送、分配和使用电能的设备称为一次设备。
☞一次设备的类型：1）生产和转换电能的设备。
发电机：机械能转化为电能；电动机：电能转化为机械能；变压器：将电压升高或降低；2）接通和断开电路的开关电器。
电气设备的原理与选择
I 0 N1 fi bc sin( ) 100% I1 N1 I 0 N1 i sin i cos( ) 3440(') I1 N1
相位差:
电流互感器的准确级和额定容量
CT的准确级
CT根据测量时误差的大小而划分为不同的准确级。准确级是 指在规定的二次负荷范围内，一次电流为额定值时的最大电 流误差。
五、限流电抗器的选择
厂、站装设限流电抗器的主要目的是限制短路电流，以便选择 轻型断路器及较小截面的电缆，有的还用来在短路故障时维持母线 的残压水平，以提高厂用电动机及其它用户的工作可靠性。但电抗 器在运行中有少量的功率损失及显著的电压损失，从而使另一侧的 电压水平有所降低，故应加以校验。
10kV出线2
•一次回路电压的选择 0.8UN1<UNs<1.2UN1
•二次回路电压的选择
•种类和型式选择
PT的种类和型式应根据装设地点和使用条件进行选择。 在6～35KV屋内配电装臵中，一般采用油浸式或浇注式；110～ 220KV，常采用串级式电磁PT；110-500KV 的配电装臵，当容量 和准确级满足要求时，可采用电容式电压互感器。
变比:
额定电流比 ，一次、二次额定电流之比
Ki I N1 / I N 2 N2 / N1
电流互感器的误差：
I1 N1 I 2 N 2 I 0 N1
N2 I1 I 2 I0 I2 I0 N1 '
I1
I2 I0
z0 z2l
由于CT本身存在励磁损耗和磁饱和等影响，一次电流和二次 电流测量值得数值和相位都有差异，即测量结果有误差。 电流误差:
发电厂电气部分教学大纲
《水电站电气设备》课程教学大纲课程编号: 000300930课程名称：水电站电气设备英文名称：Electrical Equipment of hydro power plant总学时：32总学分：2适用对象: 水电专业的本科生。
先修课程：电路原理一、课程性质、目的和任务本课程目的在于使学生获得和掌握发电、变电和输电的电气主系统的构成、设计和运行的基本理论和计算方法，熟悉和掌握主要水电站常用电气设备的原理和性能，了解同步发电机和电力变压器运行方面的简单常识。
二、教学要求和内容基本要求1、了解发电厂的类型，熟悉火电厂、水电厂、核电站的电能生产过程及其特点；掌握发电厂和变电站中主要的一次设备和二次设备的作用；了解典型的300MW发电机电气主接线、600MW发电机电气主接线的特点。
2、理解载流导体的发热和电动力的理论和计算方法，掌握载流导体长期发热、短时发热的特点，熟悉提高导体载流量的措施，掌握短路电流热效应的计算方法，掌握最大短路电动力的计算方法；熟悉电气主接线可靠性的分析方法；熟悉技术经济分析的基本原则和常用的分析方法。
3、掌握电气主接线的概念；熟悉发电厂、变电站电气主接线设计的原则和程序；掌握各典型的电气主接线（单母线（带旁路母线）、单母线分段（带旁路母线）、双母线（带旁路母线）、双母线分段（带旁路母线）、一台半断路器接线、变压器母线组接线、单元接线、桥形接线、角形接线等）的特点和适用范围；掌握主变压器的选择方法；掌握限制短路电流的方法；了解不同类型的发电厂、变电站电气主接线的特点；熟悉电气主接线运行中典型的倒闸操作的原则和步骤。
4、掌握厂用电及厂用电率的概念；掌握厂用电负荷的分类及供电特点；掌握厂用电的电压等级、厂用电系统中性点的接地方式以及厂用电源引接方式的设计原则；了解不同类型发电厂的厂用电接线的特点；熟悉厂用变压器的选择方法；熟悉厂用电动机的选择方法；掌握厂用电动机自启动校验的方法；了解厂用电源的切换问题。
导体和电气设备的原理与选择
IN指在额定周围环境温度下，电气 设备长期允许通过的最大电流。
一、电气设备选择的一般条件 ——按正常工作条件选择
3、环境条件对设备选择的影响 （1）海拔高度的影响
海拔<1000m， 选择普通非高原性设备。 海拔1000~3500m， 海拔比制造厂家规定值每升高100m，电气设备最高
2、产生条件： 电源电压>10~20V，电流>80~100mA
动静触头分离瞬间，触头间就会出现电弧。此时，触头虽已分开，但是 电路中的电流还在继续流通。只有电弧熄灭，电路才被真正断开。
（1）阴极发射（起因）
3、产生过程
（2）碰撞游离（电弧形成） （3）热游离（维持电弧燃烧） （4）电弧稳定燃烧：游离与复合相持
因电子质量小，易于加速，其运动速度约为正离子的1000倍，所以电子 与正离子直接复合机率很小。通常，电子在碰撞时，先附在中性质点上 形成负电荷离子，速度大大减慢。
二、电弧 ——电弧产生过程 3、产生过程 —电弧的稳定燃烧
电弧发生游离的同时也存在着使带电质点减少的复合和扩散的去游离过程。
②扩散去游离(两种形式)
在电流过零瞬间，介质强度突然出现 oa（oa’、oa”）升高的现象，称为近 阴极效应。
二、电弧 ——交流电弧特性 2、交流电弧的熄灭 —（1）弧隙的耐压强度（或介质强度）
近阴极效应：
电弧过零之前，弧隙充满着电子和正离子。 电弧过零后，弧隙的电极性发生改变，弧隙中 的电子立即向新的阳极运动，而比电子质量大 1000多倍的正离子则基本未动，从而在新阴极 附近出现正离子层，其电导很低，显示出一定 的介质强度，约在0.1~1us的短暂时间内有 150~250起始介质强度。
碰撞游离连续进行就可能导致在触头间充满了电子和粒子，从而 使介质被击穿，电流急剧增大，从而形成电弧。
电气培训课件精选
电气培训课件精选一、教学内容本节课选自《电气设备原理与操作》教材第四章第一节，详细内容涉及电气原理图的理解与绘制，重点讲解电路的基本连接方式、电气元件的功能及电气符号的应用。
二、教学目标1. 理解并掌握电气原理图的绘制方法，能够识别常见的电气元件及其符号。
2. 学会分析电气原理图，了解电路的基本连接方式，并能正确判断电路的工作状态。
3. 能够运用所学知识，解决实际电气设备操作中遇到的问题。
三、教学难点与重点教学难点：电气原理图的绘制与识读，电气元件符号的记忆。
教学重点：电路连接方式的理解，电气原理图在实际操作中的应用。
四、教具与学具准备1. 教具：电气原理图挂图，电气元件实物，多媒体教学设备。
2. 学具：电气原理图绘制工具（如铅笔、橡皮、尺子等），电气元件符号手册。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过展示实际工作中的电气设备原理图，让学生了解电气原理图在实际操作中的重要性。
2. 知识讲解：a. 介绍电气原理图的基本组成，讲解电路连接方式。
b. 讲解常见电气元件的功能、符号及使用方法。
3. 例题讲解：结合教材例题，讲解电气原理图的绘制与识读方法。
4. 随堂练习：让学生根据所学知识，绘制简单的电气原理图，并进行互相交流、讨论。
六、板书设计1. 电气原理图的基本组成与连接方式。
2. 常见电气元件及其符号。
3. 电气原理图的绘制与识读方法。
七、作业设计1. 作业题目：a. 根据所学知识，绘制一个简单的电气原理图。
b. 分析并解答教材课后习题。
2. 答案：课后习题答案将在下节课讲解。
八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸：鼓励学生课后查阅相关资料，了解更多电气元件及其应用，提高电气原理图的绘制与识读能力。
同时，关注实际工作中的电气设备，尝试分析其原理图，为将来的工作打下基础。
重点和难点解析1. 教学难点：电气原理图的绘制与识读，电气元件符号的记忆。
2. 教学重点：电路连接方式的理解，电气原理图在实际操作中的应用。
发电厂电气部分(苗世洪第五版)
2016年4月
发电厂电气部分
目录
第一章 概述 第二章 载流导体的发热和电动力 第三章 灭弧原理及主要开关电器 第四章 电气主接线及设计 第五章 厂用电接线及设计 第六章 导体和电气设备的原理与选择 第七章 配电装置
新中国成立后，电力工业有了很大的发展，尤其是1978年以后，改革开放、发展 国民经济的正确决策和综合国力的提高，使电力工业取得了突飞猛进、举世瞩目的辉 煌成就。到1995年末，全国年发电量已达到10 000亿kW·h，仅次于美国而跃居世界第2 位；全国发电设备总装机容量达2.1亿kW，当时居世界第3位。
（3）核能发电厂 （4）风力发电厂 （5）地热发电厂 （6）太阳能发电厂 （7） 潮汐发电厂
发电厂电气部分
二、火力发电厂
（一）火电厂的分类 按原动机分
（1）凝汽式汽轮机发电厂
（3）内燃机发电厂
按燃料分 （1）燃煤发电厂 （3）燃气发电厂
发电厂电气部分
（2）燃气轮机发电厂 （4）蒸汽-燃气轮机发电厂等。
截至2013年底，全国发电装机容量达到12.5亿kW，首次超越美国位居世界第1位 。从电力生产情况看，全年发电量达到5.35万亿kW·h，同比增长7.5%。全国火电机组 供电标准煤耗321g/kW·h，提前实现国家节能减排“十二五”规划目标，煤电机组供 电标准煤耗继续居世界先进水平。
发电厂电气部分
（2）电能方便转换和易于控制 （3）损耗小 （4）效率高 （5）电能在使用时没有污染，噪声小
总之，随着科学技术的发展，电能的应用不仅影响到社会物质生产的各个侧面， 也越来越广泛地渗透到人类生活的每个层次。电气化在某种程度上成为现代化的同义 语，电气化程度已成为衡量社会物质文明发展水平的重要标志。
导体和电气设备的原理与选择ppt
06
安全与维护
导体的安全距离与保护措施
导体安全距离
为了保证安全，不同类型和规格的导体之间应保持一定的距离，如高低压线路的 安全距离、带电作业的安全距离等。
保护措施
在导体的铺设和安装过程中，应采取适当的保护措施，如穿管铺设、采用封闭式 母线等，防止导体裸露、老化等问题。
连接方式
导体的连接方式主要有焊接、压接、螺丝连接等。不同的连接方式有各自的 优缺点和应用范围。
固定方法
导体的固定方法主要有螺丝固定、卡扣固定、支架固定等。根据不同的使用 环境和需求，选择合适的固定方法可保证导体的稳定性和安全性。
05
电气设备的选择与配置
电路元件的选择与计算
1
根据电路参数选择适当的导体类型和规格，如 电缆、铜线等。
2
根据电流和电压要求选择合适的断路器和接触 器等元件。
3
根据电路布局和安装环境选择适宜的元件尺寸 和类型。
电源设备的选型与配置
根据负荷性质和设备功率选择合适的电源设备， 如稳压电源、不间断电源等。
根据设备电压和电流要求配置合适的电源线径和 插座规格。
根据电源设备的特性和使用环境进行正确的安装 和接线。
开关设备的选型与配置
根据负荷性质和功率选择适 宜的开关设备，如断路器、
隔离开关等。
根据开关设备的特性和使用 环境进行正确的安装和接线
。
根据开关设备的操作方式和 操作机构选配适合的开关规
格。
保护设备的选型与配置
根据设备和线路的要求选择适当的保护设备，如 熔断器、继电器等。
根据保护设备的特性和使用环境进行正确的安装 和接线。
导体的热稳定性与电压降
第4章企业供电系统主要电气设备
2．RW4和RW10(F)型户外跌落式熔断器 广泛用于户外场所，其功能是，既可作为 6~10kV线路和变压器的短路保护，又可在一定 的条件下，直接通断小容量的空载变压器，空载 线路等，但不可直接通断正常的负荷电流。
1—上接线端子 2—上 静触头 3—上动触头 4—管帽 5—操作环 6—熔管 7—铜熔体 8—下动触头 9—下静 触头 10—下接线端子 11—绝缘瓷瓶 12—固 定安装板
配合，自动、快速地切除故障，保证电力系统及电 气设备的安全运行。
高压断路器全型号的表示和含义
1．油断路器
现在企业常见的均为少油断路器，其中油只
作为灭弧介质。SN10-10型少油断路器是一种新型 少油断路器。
SN10-10型高压少油断路器外形图
1—铝帽 2—上接线端子 3—油标 4—绝缘筒 5—下线端子 6—基座
1．低压刀开关
HD13型刀开关 1—上接线端子 2—灭弧罩 3—闸刀 4—底座 5—下 接线端子 6—主轴 7—静触头 8—连杆 9—操作手柄
低压刀开关全型号的表示和含义
2．低压刀熔开关 低压刀熔开关是低
压刀开关与低压熔断器
组合而成的开关电器。 具有刀开关和熔断器的 双重功能。这种组合型 开关电器简化了配电装
置的结构，目前广泛用
RW4-10(G)型跌落式熔断器
户外跌落式熔断器外形图
三、高压隔离开关
高压隔离开关（文字符号为QS）的主要功能
是隔离高压电源，保证电气设备和线路的安全检
修。
想 一 想
高压隔离开关允许进行哪些操作？ 不允许进行哪些操作？
高压隔离开关按安装地点，分户内式和户外
式两大类。
GN8-10/600型高压隔离开关外形图
圆形的熔管中装有铜熔体
发电厂电气部分课程设计报告
2×25MW+2×50MW 火电厂主接线设计本次设计是火电厂主接线设计。
该水电站的总装机容量为 2 ×25MW+2 ×50MW =150 MW。
高压侧为 110Kv，四回出线与系统相连，发电机电压级有10 条电缆出线，其最大输送功率为 150MW，该电厂的厂用电率为 10%。
根据所给出的原始资料拟定两种电气主接线方案，然后对这两种方案发展可靠性、经济性和灵便性比拟后，保存一种较合理的方案，最后通过定量的技术经济比拟确定最终的电气主接线方案。
在对系统各种可能发生的短路故障分析计算的根抵上，进展了电气设备和导体的选择校验设计。
在对发电厂一次系统分析的根抵上，对发电厂的配电装置布置、防雷保护做了初步简单的设计。
此次设计的过程是一次将理论与实际相结合的初步过程，起到学以致用，稳固和加深对本专业的理解，建立了工程设计的根本观念，提升了自身设计能力。
电气主接线，短路电流计算，设备选型，配电装置布置，防雷保护。
一、原始资料：某新建地方热电厂，发机电组 2 × 25MW+2 × 50MW ，cosΘ = 0.8 ，U=6.3KV，发电机电压级有10 条电缆出线，其最大综合负荷30MW，最小负荷 20MW，厂用电率 10%，高压侧为 110KV，有 4 条回路与电力系统相连，中压侧 35KV,最大综合负荷 20MW，最小负荷 15MW。
发电厂处于北方平原地带，防雷按当地平均雷暴日考虑，土壤为普通沙土。
系统容量 2000MW，电抗值 0.8 〔归算到 100KVA〕。
二、设计容：a) 设计发电厂的主接线〔两份选一〕，选择主变的型号；b) 选择短路点计算三相对称短路电流和不对称短路电流并汇总成表；c) 选择各电压等级的电气设备〔断路器、隔离开关、母线、支柱绝缘子、穿墙套管、电抗器、电流互感器、电压互感器〕并汇总成表；三、设计成果：设计说明计算书一份； 1 号图纸一。
发电厂电气课后习题
第一、二章一、判断题1．火力发电厂是利用煤等燃料的化学能来生产电能的工厂。
（R）2．抽水蓄能电站是利用江河水流的水能生产电能的工厂。
（）3．变电站是汇集电源、升降电压和分配电力的场所, 是联系发电厂和用户的中间环节。
（）4．中间变电站处于电力系统的枢纽点, 作用很大。
（）5．二次设备是用在低电压、小电流回路的设备。
（）6．信号灯和控制电缆都是二次设备。
（）7．电流互感器和电流表都是属于一次设备。
（）8．二次设备是指接在变压器二次侧的电气设备。
（）二、选择题1．下列设备中，属一次设备的有____________。
A电压表B断路器C发电机D熔断器2．当前的核电站是利用___________ 来进行发电的。
A. 核聚变B. 核裂变C. 核热变D. 核化变3．下列设备中属于一次设备的有____________。
A.电流互感器B.绝缘子C.控制开关D.电流表三、填空题1．请列出三种类型的发电厂：____________、____________、____________。
2．根据变电所（站）在系统中的地位可将其分为___________、___________、___________和___________。
四、简答题1．发电厂的分类，各个类型的电能生产过程与其特点？2．与火电站相比水电站的优点？3．抽水蓄能水电厂在电力系统中的作用与其功能？4．何谓电气一次设备，电气一次设备是指哪些设备？5．何谓电气二次设备，电气二次设备是哪些设备？第三章常用计算的基本理论和方法简答题：1．发热对电气设备有何影响？2．长期发热和短时发热各有何特点；允许温度是否相同，为什么？3．导体长期允许电流是根据什么确定的，如何提高长期允许电流？4．三相平行导体发生三相短路时最大电动力出现在哪相上，试加以解释。
5．如何计算短路电流周期分量和非周期分量的热效应？6．大电流母线为什么常采用分相封闭母线？分相封闭母线的外壳有何作用？第四章电气主接线与设计一、判断题1．隔离开关在操作上应遵循母线侧隔离开关先合后断的原则。
导体和电气设备的原理与选择
§6~5 裸导体和电缆的选择
硬导体的动稳定性校验
硬导体的动稳定校验条件
每相为多条矩形导体母线的应力计算与校验 单位长度条间最大电动力fb 的计算
双条平放矩形导体侧视图
§6~5 裸导体和电缆的选择
硬导体的动稳定性校验
硬导体的动稳定校验条件
每相为多条矩形导体母线的应力计算与校验
根据两平行导体电动力计算公式，考虑每相为两 条且各通过50%的电流时，单位长度条间最大电 动力fb 为
fb
2K12 (0.4ish )(0.2ish )
1 2b
107
2K13 (0.4ish )2
1 4b
107
8( K12
K13 )is2h
1 b
109
§6~5 裸导体和电缆的选择
硬导体的动稳定性校验
硬导体的动稳定校验条件
每相为多条矩形导体母线的应力计算与校验
条间计算应力σb的计算
边条导体所受的最大弯矩Mb为
每相为单条矩形导体母线的应力计算与校验
W—导体的截面系数（m3），即导体对垂直于电动力 作用方向轴的抗弯矩，与导体尺寸和布置方式有关。
平放 W bh2 / 6
竖放 W b2h / 6
§6~5 裸导体和电缆的选择
硬导体的动稳定性校验
硬导体的动稳定校验条件
每相为单条矩形导体母线的应力计算与校验
由于相间距离较大，无论什么形状的导体和组合，计
算相间电动力fph时，可不考虑形状的影响，均按下式 计算
f ph
1.73 107
1 a
is2h
ish为三相短路冲击电流（A）；a为相间距离（m）；β 为动态应力系数。
§6~5 裸导体和电缆的选择
硬导体的动稳定性校验
工业机械设备安全操作手册
工业机械设备安全操作手册第一章：总则 (4)1.1 安全操作基本原则 (4)1.2 安全操作责任分配 (4)第二章：机械设备的通用安全要求 (5)2.1 设备选型与安装 (5)2.2 设备维护与保养 (5)2.3 设备故障处理 (6)第三章：电气设备安全操作 (6)3.1 电气设备基本知识 (6)3.1.1 电气设备分类 (7)3.1.2 电气设备结构 (7)3.1.3 电气设备工作原理 (7)3.1.4 电气设备安全要求 (7)3.2 电气设备操作流程 (7)3.2.1 操作前准备 (7)3.2.2 操作顺序 (7)3.2.3 操作过程中注意事项 (7)3.2.4 操作后检查 (7)3.3 电气设备故障处理 (7)3.3.1 故障分类 (7)3.3.2 故障原因分析 (7)3.3.3 故障处理步骤 (8)3.3.4 故障预防措施 (8)第四章：气动设备安全操作 (8)4.1 气动设备基本知识 (8)4.1.1 气动设备定义 (8)4.1.2 气动设备分类 (8)4.1.3 气动设备的特点 (8)4.2 气动设备操作流程 (9)4.2.1 操作前准备 (9)4.2.2 操作步骤 (9)4.2.3 操作注意事项 (9)4.3 气动设备故障处理 (9)4.3.1 故障分类 (9)4.3.2 故障处理方法 (9)4.3.3 故障预防措施 (10)第五章：液压设备安全操作 (10)5.1 液压设备基本知识 (10)5.2 液压设备操作流程 (10)5.3 液压设备故障处理 (11)第六章：焊接设备安全操作 (11)6.1.1 焊接设备分类 (11)6.1.2 焊接设备主要组成部分 (11)6.1.3 焊接设备安全注意事项 (12)6.2 焊接设备操作流程 (12)6.2.1 操作前准备 (12)6.2.2 操作过程 (12)6.2.3 操作后处理 (12)6.3 焊接设备故障处理 (12)6.3.1 常见故障及原因 (12)6.3.2 故障处理方法 (13)第七章：切割设备安全操作 (13)7.1 切割设备基本知识 (13)7.1.1 设备分类 (13)7.1.2 设备结构 (13)7.1.3 安全防护措施 (13)7.2 切割设备操作流程 (13)7.2.1 操作前准备 (13)7.2.2 操作步骤 (14)7.2.3 操作注意事项 (14)7.3 切割设备故障处理 (14)7.3.1 常见故障 (14)7.3.2 故障处理方法 (14)第八章：磨削设备安全操作 (14)8.1 磨削设备基本知识 (14)8.1.1 设备分类 (15)8.1.2 设备结构 (15)8.1.3 设备功能 (15)8.2 磨削设备操作流程 (15)8.2.1 操作前准备 (15)8.2.2 设备启动 (15)8.2.3 磨削操作 (15)8.2.4 操作结束 (16)8.3 磨削设备故障处理 (16)8.3.1 磨削工具故障 (16)8.3.2 电气故障 (16)8.3.3 润滑系统故障 (16)8.3.4 设备部件磨损 (16)8.3.5 异常声音或振动 (16)第九章：起重设备安全操作 (16)9.1 起重设备基本知识 (16)9.1.1 起重设备的定义与分类 (16)9.1.2 起重设备的主要组成部分 (17)9.2 起重设备操作流程 (17)9.2.2 操作流程 (17)9.3 起重设备故障处理 (17)9.3.1 故障分类 (17)9.3.2 故障处理方法 (17)第十章：搬运设备安全操作 (18)10.1 搬运设备基本知识 (18)10.1.1 搬运设备概述 (18)10.1.2 搬运设备分类 (18)10.1.3 搬运设备安全操作要点 (18)10.2 搬运设备操作流程 (18)10.2.1 设备启动 (18)10.2.2 装卸货物 (19)10.2.3 设备停止与维护 (19)10.3 搬运设备故障处理 (19)10.3.1 常见故障及处理方法 (19)10.3.2 故障处理注意事项 (19)第十一章：环保与职业健康 (19)11.1 环保要求 (19)11.1.1 法律法规遵守 (19)11.1.2 节能减排 (19)11.1.3 环保设施建设 (19)11.2 职业健康防护 (20)11.2.1 健康教育培训 (20)11.2.2 个人防护用品配备 (20)11.2.3 职业健康监测 (20)11.3 应急处理 (20)11.3.1 预案制定 (20)11.3.2 应急演练 (20)11.3.3 应急物资储备 (20)11.3.4 应急处置流程 (20)第十二章：安全教育与培训 (20)12.1 安全教育内容 (20)12.1.1 安全法规与政策 (20)12.1.2 安全基础知识 (21)12.1.3 安全操作规程 (21)12.1.4 应急处置与救援 (21)12.1.5 职业健康与环境保护 (21)12.2 安全培训计划 (21)12.2.1 培训对象 (21)12.2.2 培训内容 (21)12.2.3 培训方式 (21)12.2.4 培训周期 (21)12.2.5 培训效果评估 (21)12.3.1 考核指标 (22)12.3.2 考核方式 (22)12.3.3 评价标准 (22)12.3.4 奖惩措施 (22)第一章：总则1.1 安全操作基本原则安全操作是保障生产过程顺利进行、保证员工人身安全和设备完好无损的基础。
发电厂电气部分(第四版)课件..
“十一五”国家级规划教材
发电厂电气部分
第二节 火力发电厂
一、火电厂的分类 按原动机分 （1）凝汽式汽轮机发电厂
（3）内燃机发电厂
（2）燃气轮机发电厂
（4）蒸汽-燃气轮机发电厂等。
按燃料分 （1）燃煤发电厂 （3）燃气发电厂 （2）燃油发电厂
（4）余热发电厂
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发电厂电气部分
按蒸汽压力和温度分 （1）中低压发电厂，其蒸汽压力在3.92MPa、温度为450℃的发电厂，单机功率
主要由堆芯的含汽量来控制。
图1-11 沸水堆核电厂的示意图
“十一五”国家级规划教材
发电厂电气部分
二、核电厂的系统 （一）核岛的核蒸汽供应系统
核蒸汽供应系统包括以下子系统：
（1）一回路主系统，包括压水堆、冷却剂主泵、蒸汽发生器和稳压器等。
（2）化学和容积控制系统。 （3）余热排出系统，又称停堆冷却系统。 （4）安全注射系统，又称紧急堆芯冷却系统。 （5）控制、保护和检测系统。
（二）按径流调节的程度分 （1）无调节水电厂。
（2）有调节水电厂。 根据水库对径流的调节程度，又可将水电厂分为：日调节水电厂，年调节水电厂和 多年调节水电厂。
“十一五”国家级规划教材
发电厂电气部分
二、水电厂的特点 （1）可综合利用水能资源。
（2）发电成本低、效率高。 （3）运行灵活。
（4）水能可储蓄和调节。
如图1-6所示。河床式水电厂示意图如图1-7所示。
“十一五”国家级规划教材
发电厂电气部分
图1-6坝后式水电厂示意图
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发电厂电气部分
图1-7河床式水电厂示意图
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电气设备原理及功能
•操作机构：
•主要零部件：
•
弹簧、液压、电磁、气动及手动机构的
本体及其配件
•功能：
•
为开断元件分合闸操作提供能量，并实
现各种规定的操作
电气设备的原理与功能
三、断路器的类型
按灭弧介质的不同分类 （1）油断路器
采用绝缘油作为灭弧介质的断路器，逐渐被淘汰。 （2）压缩空气断路器
采用压缩空气作为灭弧介质及操作机构能源的断路器。 （3）真空断路器
•
17、儿童是中心，教育的措施便围绕 他们而 组织起 来。上 午9时1 1分17 秒上午9 时11分 09:11:1721.7 .7
• 2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二一年六月十七日2021年6月17日星期四
d——三角形连接， 例 YNd11
电气设备的原理与功能
2 性能参数 （1）变压器负载运行，二次侧端电压变化率∆u%。
变压器外特性
电气设备的原理与功能
（2）变压器损耗Σp。
（3）变压器效率η。
电气设备的原理与功能
（四）变压器分类
电气设备的原理与功能
第四节 电动机
电动机
将电能变 换为机械 能的装置
结构特点：结构简单，制造方便，便于在套管上加装电 流互感器，配套性强；耗钢、耗油量大、体积大、重量 重；属自能式灭弧结构。
技术特点：额定电流不易做得很大；开断小电流时，燃 弧时间较长；开断电路的速度较慢；油量多，有发生爆 炸和火灾的危险性。