电气运行基本知识

第一章电气运行基本知识

第一节电气设备简介

一、火力发电厂生产过程及电气系统简介

火力发电厂的生产过程概括起来是：先将燃料加工成适于现代锅炉燃用的形式（如把煤磨成很细的煤粉），

在借助热风送入锅炉内充分燃烧，使储存于燃料中的化学能转变为热能；锅炉内的水吸热后在一定压力下变为饱和蒸汽，饱和蒸汽在过热器内继续加热成过热蒸汽，沿蒸汽管道进入汽轮机，在汽轮机内膨胀做功，驱动汽轮发电机组转子旋转，将蒸汽的能量转换成汽轮发电机转子旋转的机械能；发动机转子旋转时，在发电机转子内由励磁电流形成的磁场也随之旋转，使定子线圈所交链的磁通发生周期性的变化，在定子线圈中产生感应电势发岀电能，通过电力网将电能输送到工矿企业等用户；完成了机械能向电能的转换。单位时间内发电机发岀的电能称为电功率。电功率又分为视在功率、有功功率和无功功率。视在功率

S为发电机输岀的线电压U （kV）和线电流I （ kA）有效值乘积的.3倍，以kVA为单位，则有：S = . 3UI （ kVA）；有功功率P二S cos ::（kW），COS'为功率因数；无功功率Q =Ss in「（ kVar）。视在功率、有功功率和无功功率的关系为

S2 = P 2 Q 2。

发电机发岀电能后，为减少线路损耗，要通过主变压器将电压升高到一定值（如：330、750kV等），然后

通过输电线路输送，在到达用户之前，再通过变压器将电压降低到需要的值（如：10、6kV和380V等）。

发电厂在生产过程中需要大量的机械设备进行燃料、水、油、空气、灰等的处理和传输，也需要用电。这部分电能称为厂用电，根据设备使用的电压等级不同分为高压（6、10kV）和低压（380V）。我公司机组接线为

单元接线，厂用电源从发电机岀口引接，通过一台厂用高压变压器将电压降至6kV。厂用高压变压器为分裂

变，低压侧有两个线圈，分别接两段母线，母线上接高压辅机和低压厂用变压器。根据不同的作用，每台机组配置不同的专业低压厂用变压器（汽机变、锅炉变、除尘变、脱硫变、化学变、输煤变、翻车机变、公用变等）

接各动力中心母线（PC段）。我公司两台机配置一台高压启备变做为机组启动和事故情况下的厂用电源，变压器高压侧从老厂110kV母线通过电缆引接。

第二节电气运行的特点和任务

电气运行是指发电厂、变电站、电力系统在电能的发、输、配、用电生产过程中，运行值班人员（包括系统调度员）对发供电设备进行监视、控制、操作和调整，使电力系统内部的电气设备安全、稳定、经济运行，同时对电气设备运行状态进行分析，在岀现异常报警及事故情况下，及时准确地进行处理，保证发电厂、变电站等电力系统及其设备正常运行。作为电气运行的值班人员必须熟知电力运行的生产特点，掌握并严格遵守电气运行的各种规章制度，确保电力生产安全稳定运行。

一、电气运行工作的特点

电气运行工作相比较其它专业的运行工作有其特殊的一面，它缺乏直观性、存在不可逆性、动作迅速、影响大、误操作后果严重等特点，因此电气运行人员要正确认识电气运行工作的严肃性，必须要严格遵守各项安全管理和电气运行操作相关管理制度。

1.电气运行工作由于电力的特殊性，看不见、碰不得，对它的认识只能通过其它附属设备（电压互感器、电流互感器以及其它仪表、保护装置等）才能反映出来，缺乏直观性。因此电气运行工作要求值班人员要有较高的理论知识和分析判断能力。

2.电力生产的同时性：即电能的生产、输送、使用是同时完成的。

3.电力生产的平衡性:即发电厂生产的电能和用户使用的电能在任何时候都要平衡，这样才能保证电网的频率和电压在正常范围之内，方可使电网安全、稳定运行。

4.电气运行的不可逆性：电气操作的过程只有正确操作和误操作两种可能，误操作造成的后果相当严

重，因此必须确保一次操作正确无误。

5.电气生产运行的速动性：电气设备故障、保护动作时间都是微观量统计的，电气设备状态、系统潮流变化非常迅速、波及范围广，对人身伤害和设备损坏都是瞬间的。

二、电气运行的主要任务电气运行工作的主要任务是确保电力系统生产的安全经济运行，满足社会生产过程中各种用户的用电需求。

1.确保电力生产安全运行电力生产的特点是发电、输电、用电同时完成，因电能不能大量储存，发、输、配、用电整个过程均处于动平衡状态，这种生产方式决定了发、供电必须要有很高的可靠性、连续性和稳定性。随着电网规模的不断扩大和电网大机组不断增多，电力系统稳定性就显得更加重要，如果一个电厂、一个变电站或系统的一条联络线发生故障，就可能引起系统振荡，甚至造成整个电网瓦解等严重后果。所以，运行值班人员一定要把电力安全生产放在第一位，保证发电厂、变电站以及整个电力系统的安全稳定运行，这是电力生产运行的基本要求和首要任务。

2.确保电力生产经济运行搞好电力生产经济运行的前提是确保电力系统安全生产。在保证电力生产安全运行的前提下，做好经济运行是电力企业的根本目的。电力生产的经济运行应从整个生产过程中的各个环节来抓，发电部门应降低燃煤消耗和厂用电率，尽可能地多发电、少耗电，降低电力生产成本。为此，各级生产人员和值班人员，应做好下列工作：

(1)贯彻执行各项规章制度，杜绝事故的发生，防止事故造成重大损失。

(2)保证检修质量，提高设备健康水平，使设备安全、连续、可靠运行。

(3)采用合理的运行方式，使系统和设备安全、经济运行。

(4)及时消除系统及设备异常工况，正确、迅速处理事故，将事故影响减小到最小范围。

(5)运行工作应做到五个到位：

A.联系到位。当机组有操作任务时，本机组运行人员应及时联系、相互沟通，做到人人都知道当前的工作任务和重点操作。

B.检查到位。根据运行工作需要，定期巡视检查运行设备和监视画面设备、系统的运行工况，及时发现和消除设备缺陷、存在的隐患，保证设备、系统安全运行。

C.分析到位。对当前设备的运行状况要分析到位，随时掌握设备的运行工况，以便采取相应对策。

D.调整到位。机组运行人员应严密监视设备的运行参数，及时调整各项参数，使其运行在规定范围内。

E.预想到位。机组运行人员，根据当班设备、系统、人员、环境的实际运行工况，提前做好危险点预控工作，做好相应的异常事故预案措施，以便应对出现的不安全事件，将其消除在可控范围之内。

(6)做好与运行有关的其它工作。如运行日志的填写，运行缺陷的登录、消除，运行参数的打印，各项参数的计算，图纸、资料、备品、工具的管理等。

第三节发电厂主要电气设备

在发电厂和变电站(所)中，根据电能的生产、转换和分配等各个环节的需要，配置了各种电气设备，根据它们在运行中所起的作用的不同，通常将他们分为电气一次设备和电气二次设备。

一、电气一次设备及其作用

在电力系统中直接参与生产、变换、传输、分配和使用电能的设备称为电气一次设备。

1.发电机：与汽轮机同轴，将汽轮机传递的机械能转换为电能。由定子和转子组成，转子同汽轮机转轴连接，转子线圈通入直流电源，动静结合处的电流通过碳刷传递，转子旋转后形成旋转磁场。定子切割转子