电厂电气专业培训教材

目录第一章汽轮发电机第一节 QFSN_300_2型汽轮发电机的结构及主要技术参数第二节汽轮发电机的基本性能第三节发电机的基本结构第四节汽轮发电机的辅助系统第二章变压器第一节变压器原理和结构第二节变压器参数及技术要求第三章 220kv电器设备与系统第一节六氟化硫220KV断路器第二节隔离开关第三节氧化锌避雷器第四节电流互感器第五节电压互感器第四章 6kv电器设备与系统第一节成套高压开关柜第二节真空断路器第三节高压限流式熔断器—交流高压真空接触器组合装置第五章 380v电器设备与系统第一节低压开关柜第二节交流空气开关第三节其它低压开关电器第六章自动装置第一节 QFSN_300_2型汽轮发电机的自动励磁调节器第二节 220kv线路微机故障录波器第三节厂用电快切装置第四节 220k网络计算机监控系统第五节机组故障录波器第七章线路微机继电保护第一节断路器失灵保护第二节母差保护第三节起备变保护第八章发变组及厂用保护继电保护第一节发变组保护第二节 6kv厂用电微机继电保护综述第三节 6kv厂用电动机保护第四节 6kv厂用变保护第九章直流系统第一节蓄电池组的选择第二节蓄电池的充电及充电设备第十章不间断电源（ups）系统及柴油发电机第一节概述第二节 ups系统的构成及工作原理第三节柴油发电机第一章汽轮发电机第一节 QFSN_300_2型汽轮发电机的结构及主要技术参数产品型号QFSN—310—2额定功率310MW额定功率因数0.85额定电压20000V额定电流 10528A最大容量388MVA(在额定氢压及功率因数下)额定转速3000r/min频率50Hz相数 3极数 2定子线圈接法YY额定氢压0.3MPa(g)效率(保证值) ≥99%(计及轴承及油密封损耗)短路比(保证值) ≥0.55瞬变电抗X d′(标么值)≤0.2超瞬变电抗X d″(标么值)≥0.15承担负序能力稳态I2/In ≥10%暂态(I2/In)2t ≥10s励磁性能顶值电压≥2倍额定励磁电压电压响应比≥2倍额定励磁电压/秒允许强励持续时间20s噪音(距外壳1m处) ＜85dB(A)发电机最大运输重量 195t第二节发电机基本性能1、发电机在额定频率、额定电压、额定功率因数和额定冷却介质条件下，机端连续输出额定功率为310MW（含励磁变和给水泵功率）。

2、在额定功率因数和额定氢压条件下，当发电机出力为330MW时，发电机可长期连续稳定运行。

3、发电机最大连续输出功率与汽轮机的最大保证输出功率(T—MCR)相匹配，此时功率因数和氢压均为额定值。

长期连续运行时，各部分温度 (温升)，不超过国标GB/T7064—1996《透平型同步电机的技术规范》中表9、表10中规定的数值。

4、发电机定子额定电压为20000V。

额定功率因数为0.85(滞后)；额定转速为3000r/min，频率为50Hz。

5、发电机冷却方式为水、氢、氢。

6、发电机具有失磁异步运行、进相运行和调峰运行的能力。

7、发电机的励磁型式，采用自并励静止励磁系统。

8、发电机漏氢量在额定氢压下保证小于10m3/24小时(折算为标准大气压下)。

9、发电机的年运行小时数7500小时，年利用小时数6500小时。

大修间隔不少于四年，小修间隔为每年一次。

10、所使用的单位为国家法定计量单位制。

11、发电机运转层标高为12.6m。

12、发电机使用寿命为30年。

13、发电机技术规范：13.1 发电机定子出线端数目为6个，发电机定子出线的相序按电厂工程总体布置的要求为:从发电机端向汽轮机端看,从左至右为C、B、A。

13.2 发电机旋转方向，由汽轮机端向发电机端看为顺时针方向。

13.3 发电机氢系统的技术条件：13.3.1 发电机的冷氢温度不超过46℃。

氢冷却器冷却水进水温度不超过33℃。

13.3.2 氢气纯度不低于95%时，能在额定条件下发出额定功率。

13.3.3 机壳和端盖，能承受压力为1.0MPa(g)历时15min的水压试验，以保证运行时内部氢爆不危及人身安全。

13.3.4 氢气冷却器，试验水压不低于工作水压的2倍。

13.3.5 冷却器按单边承受0.8MPa(g)压力设计。

13.4 发电机水冷系统的技术条件：13.4.1 线圈冷却水的进水温度范围40～50℃，出水温度不大于85℃，内冷水系统设置电加热器等自动调节装置，其功率满足快速开机的要求,冷却水温度波动范围不超过10K。

13.4.2 水质透明纯净，无机械混杂物，在水温为20℃时：导电率0.5～1.5μs/cm(定子线圈独立水系统)PH值7.0～8.0总硬度＜2微克当量/升含氨量(NH3) 微量13.4.3 在定子每槽内上、下层线圈间埋置双支热电阻(Pt100)二个(其中一个备用)，每根绝缘引水管出口端安装测量出水温度的热电阻(Pt100)各一个。

上述各热电阻均采用三线制。

13.4.4 定子水路进、出水处各装一个热电阻(Pt100)和温度开关，1个温度插座。

13.4.5 发电机设断水保护措施，其定子内冷却水允许断水持续运行时间为30秒。

13.5 发电机测温：13.5.1 在每个端盖和定子机座上温度最高点处均埋设一个温度计。

13.5.2 氢气冷却器进、出风处各装一个Pt100热电阻温度计、温度开关及温度插座。

13.5.3 各轴承上，均装设测量油温的温度计，并在出油管上设有视察窗和测温插座。

在各轴瓦上安装遥测温度的双支热电阻(Pt100)温度开关。

13.5.4 在定子铁芯齿部和轭部装设18个双支热电阻(Pt100，三线制)。

13.5.5 在定子端部压指、压圈和边段铁芯等处永久性装设24个双支热电阻(Pt100，三线制)。

13.6 发电机定、转子各部分温度的温升的限值，符合国标GB/T7064—1996“透平型同步发电机的技术规范”中表9、表10的规定。

其中F级绝缘其允许温升符合GB755—87的规定。

13.7 发电机轴承排油温度不超过70℃，轴瓦金属最高温度不超过90℃。

13.8 电压和频率变化范围发电机在额定功率因数下，电压变化范围为±5%，频率变化范围为±2%时，能连续输出额定功率。

当发电机电压变化为±5%，频率变化为－5%~-2%及+2%~+3%的范围运行时，输出功率、温升值、轴、轴承振动值。

发电机与汽轮机组或轴系在额定转速下运转时，轴、轴承座在二个座标方向的允许振动值(双振幅)见下表： 13.9.2 发电机定子机座、端盖和线圈端部及其引线、汇水管及其引出波纹管的自振频率避开冷态下端部绕组模态试验的椭园型固有振动频率及端部绕组中的鼻端、引线、过渡引线固有振动频率（fz ）满足下列范围要求:3000r/min：94≥fz ≥115HZ3600r/min ：112≥fz ≥138HZ 见JB/T8990 13.9.3 临界转速离开额定转速的±15%，通过临界转速时，轴承的振动值不大于0.08mm,轴振值不大于0.2mm 。

13.10 定子绕组三相直流电阻值在冷态下，任何两相阻值差，排除由于引线长度不同引起的误差后，不超过其最小值的1%。

13.11 气体冷却器当1/4冷却器组因故停用时，发电机仍能承担85%额定功率连续运行，而不超过允许温升。

13.12 发电机定子绕组在空载及额定电压下，其线电压波形正弦性畸变率不超过1.5%。

13.13 发电机电话谐波因数不超过1%(从额定频率至5000Hz 范围内的全部谐波)。

13.14 采取有效的技术措施，防止有害的轴电压和轴电流，并使转子轴具有良好的接地。

发电机励端轴承座有双重绝缘，可以测量轴电压。

13.15 发电机具有一定的短时过负荷能力。

带50%额定有功功率稳态异步运行15min。

13.17 进相运行能力，发电机保证在进相功率因数(超前)为0.95时满负荷长期连续运行。

进相运行时的限制因素为端部漏磁场引起的端部发热，发电机在结构上采取如下措施保证：13.17.1 定子边段铁芯减薄且齿顶部呈阶梯状；13.17.2 齿中部开小槽，减少涡流损耗；13.17.3 定子铁芯端部采用非磁性钢压指，非磁性钢铸钢压圈；13.17.4 定子铁芯压圈外侧设置整体铜屏蔽环；13.17.5 转子护环采用非磁性18Mn18Cr；13.17.6 转子本体长度比定子铁芯长度短，两端各短25mm。

13.18 发电机具有调峰运行能力，当电网需要时，发电机保证满足在满负荷的40%～100%之间大幅度变化的要求。

满足启停次数每年250次，总计不少于10000次，而不产生有害变形。

发电机适应汽轮机启动方式和负荷变化率的要求。

第三节基本结构1、定子绕组的绝缘为F级，定子铁芯为F级，转子绕组绝缘为F级。

2、氢冷发电机定子机壳、端盖、端罩具有足够的强度和刚度，避免产生共振。

3、定子线棒槽内固定及定子绕组端部绑扎工艺牢靠，端部采取适应调峰运行和进相运行的技术措施(定子绕组端部采用刚—柔结合固定结构，即径向、切向刚性固定，轴向可随温度变化自由伸缩，避免定子线圈绝缘承受机械应力造成损伤。

端部采用适形材料热压成型工艺，槽部固定采用楔下玻璃钢波纹弹簧板压紧线圈结构)。

定子铁芯端部结构如压指，压圈采用无磁性材质，并采取有效的屏蔽措施（在定子压圈外侧装有铜屏蔽），避免产生局部过热。

4、发电机采用端盖轴承和椭圆轴瓦，并确保不产生油膜振荡。

5、发电机与汽轮机连接的靠背轮螺栓，具有承受电力系统故障发生振荡的能力，而无有害变形。

6、发电机的密封油系统采用集装式，其密封瓦采用双流环式，在密封瓦靠发电机内侧采取装设弹性内油挡的密封措施，严禁机内进油，并配备性能灵敏可靠的进口压差阀和平衡阀。

7、转子采用气隙取气结构，转子绕组上的通风孔中间铣孔，槽部和端部采取适应调峰运行的技术措施。

7.1 转子绕组采用含银冷拉硬铜排，提高导体的抗蠕变能力；7.2 转子中心导电杆采用柔性联结，缓冲温度变化引起的应力，防止低周疲劳破坏；7.3 转子护环下绝缘、槽楔下绝缘垫条表面采用滑移层材料，减少摩擦阻力，以利导体热胀冷缩；7.4 采用新的设计准则，合理选择护环与轴的配合公盈和安全系数，避免低周脉动应力造成转子齿头疲劳损伤。

8、发电机机座、端盖、端罩出线套管的接合面具有良好的粗糙度和平面度，密封严密，避免漏氢。

9、冷却器与发电机机壳接合面采用焊接结构。

10、定子绕组为水内冷，其绝缘引水管具有足够的强度(其对地构件及相互之间的净距要求＞20mm)，固定牢靠，避免相互交叉磨损和松动、脱落和破裂，保证时间保证超过二个大修周期(八年以上)。

11、发电机的测温元件应严格埋设工艺保证完整无损，每个测温元件的三个头均单独引出。

12、发电机定子绕组出线与封闭母线相匹配。

采用遮蔽罩结构防止发电机漏氢至封闭母线，并在机座设计上，采取防止水、油从汽机运行层漏入发电机出线端范围的措施。