发电厂电气部分介绍

变压器结构
变压器分类 按冷却方式分类：干式（自冷）变压器、油浸（自冷） 按冷却方式分类：干式（自冷）变压器、油浸（自冷）变压 氟化物（蒸发冷却）变压器。 器、氟化物（蒸发冷却）变压器。 按防潮方式分类：开放式变压器、灌封式变压器、 按防潮方式分类：开放式变压器、灌封式变压器、密封式变 压器。 压器。 按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器、壳式变压器、 按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器、壳式变压器、环型变 压器、金属箔变压器。 压器、金属箔变压器。 按电源相数分类：单相变压器、三相变压器、多相变压器。 按电源相数分类：单相变压器、三相变压器、多相变压器。 大型变压器方式强迫风冷及风冷控制箱 每台变压器应配备一套温度监控器和温度指示器， 每台变压器应配备一套温度监控器和温度指示器，以显示热 点温度。温度指示器为直读式，布置在本体上， 点温度。温度指示器为直读式，布置在本体上，变压器外壳设置 观察窗，观察窗应有与外壳相同的防护等级;三个 三个PT100测温元件 观察窗，观察窗应有与外壳相同的防护等级 三个 测温元件 分别埋设在三相低压绕组最热部位的测温孔内。 分别埋设在三相低压绕组最热部位的测温孔内。
发电厂电气部分
电厂远景
发电机外观
风力发电
水利发电
一、概述 火力发电是指利用石油、 火力发电是指利用石油、煤炭和天然气等燃料燃烧时发生的热能来加 热水，使水变成高温、高压水蒸汽， 热水，使水变成高温、高压水蒸汽，然后再由水蒸汽带动发电机来发电 的措施的总称。以煤、石油或天然气作为燃料的发电厂统称为火电厂。 的措施的总称。以煤、石油或天然气作为燃料的发电厂统称为火电厂。 火力发电站的主要装备系统包括：燃料供给系统、给水系统、蒸汽系统、 火力发电站的主要装备系统包括：燃料供给系统、给水系统、蒸汽系统、 冷却系统、电气系统及其他一些帮助处理装备。火力发电系统主要由燃 冷却系统、电气系统及其他一些帮助处理装备。 烧系统（以锅炉为中心）、汽水系统（重要由各类泵、给水加热器、 ）、汽水系统 烧系统（以锅炉为中心）、汽水系统（重要由各类泵、给水加热器、凝 汽器、管道、水冷壁等构成）、电气系统（以汽轮发电机、 ）、电气系统 汽器、管道、水冷壁等构成）、电气系统（以汽轮发电机、主变压器等 为主）、扼制系统等构成。前二者发生高温高压蒸汽； ）、扼制系统等构成 为主）、扼制系统等构成。前二者发生高温高压蒸汽；电气系统告终由 热能、机械能到电能的改换；扼制系统保证各系统平安、科学、 热能、机械能到电能的改换；扼制系统保证各系统平安、科学、经济运 年代， 左右的热能转换为电能； 行。90年代，世界良好的火电厂能把 年代 世界良好的火电厂能把40%左右的热能转换为电能；大型 左右的热能转换为电能 供热电厂的热能利用率也只能到达60%～70%。 供热电厂的热能利用率也只能到达 ～ 。
温度监控器应具有下述功能： 温度监控器应具有下述功能： a 可自动监测并显示三相绕组的温度，当任一绕组温度达到设 可自动监测并显示三相绕组的温度， 定温度时， 温度达到100℃时，自动起动风机；低于 ℃时， 自动起动风机；低于80℃ 定温度时，如∶温度达到 ℃ 自动停止风机；超过130℃时，自动报警并起动远方报警装置， 自动报警并起动远方报警装置， 自动停止风机；超过 ℃ 超过150℃时，发出跳闸命令。 发出跳闸命令。 超过 ℃ b 温度设定现场可调。温控箱内应设置温度变送器，参数应与 温度设定现场可调。温控箱内应设置温度变送器， 微机监控系统匹配。 微机监控系统匹配。 c 具有与微机监控系统的通信接口功能变压器应成套供给强迫 空气冷却系统。冷却系统能自动和手动起动， 空气冷却系统。冷却系统能自动和手动起动，当变压器热点温度 超过上述规定值时能自起动。冷却系统的风扇应有足够的备用。 超过上述规定值时能自起动。冷却系统的风扇应有足够的备用。 应提供一只手动操作的“自动-手动 两个位置的切换开关， 手动” 应提供一只手动操作的“自动 手动”两个位置的切换开关，用 以选择冷却风扇的运行方式。 以选择冷却风扇的运行方式。 干式变压器的冷却采用自然空气冷却和强迫空气循环冷却两 种方式。采用自然空气冷却，可保证变压器在额定负载情况下， 种方式。采用自然空气冷却，可保证变压器在额定负载情况下， 正常运行。采用强迫空气环环冷却后， 正常运行。采用强迫空气环环冷却后，800KVA及以下干式变压 及以下干式变压 器增容40％， ％，800KVA以下干式变压器增容 ％，并可连续运行。 以下干式变压器增容5％，并可连续运行。 器增容 ％， 以下干式变压器增容 ％，并可连续运行
励磁系统必须具备的条件。 励磁系统必须具备的条件。同步发电机组的励磁系统不但 要控制发电机的端口电压，而且还控制发电机的无功功率， 要控制发电机的端口电压，而且还控制发电机的无功功率，功 率因数和电流等参数。在电力系统正常运行的过程中， 率因数和电流等参数。在电力系统正常运行的过程中，它起到 了维护发电机的电压水平，合理分配发电机之间的无功负荷， 了维护发电机的电压水平，合理分配发电机之间的无功负荷， 提高电力系统的静态稳定性和动态稳定性。 提高电力系统的静态稳定性和动态稳定性。所以励磁系统必须 具备以下条件： 发电机组正常运行时 发电机组正常运行时， 具备以下条件：,发电机组正常运行时，励磁系统能负荷电流 和电压的变化调节励磁电流，以维持电压在稳定值， 和电压的变化调节励磁电流，以维持电压在稳定值，并能稳定 的分配给机组之间的无功负荷。 的分配给机组之间的无功负荷。励磁系统应该有足够的输出功 在电力系统发生故障，电压降低时， 率，在电力系统发生故障，电压降低时，能迅速的将发电机组 励磁电流加大到最大值，以确保发电机的安全运行。 励磁装 励磁电流加大到最大值，以确保发电机的安全运行。`励磁装 置性能良好，动作灵敏，工作稳定可靠。 置性能良好，动作灵敏，工作稳定可靠。
发电机的主要构造是转子（转动部分）和定子（固定部分）， 发电机的主要构造是转子（转动部分）和定子（固定部分）， 滑环两个。小型发电机的转子是线圈，定子产生磁场。 滑环两个。小型发电机的转子是线圈，定子产生磁场。大型发 电机恰好相反。它的线圈是定子，产生磁场是转子。 电机恰好相反。它的线圈是定子，产生磁场是转子。同步发电 机为了实现能量的转换， 机为了实现能量的转换，需要有一个直流磁场而产生这个磁场 的直流电流，称为发电机的励磁电流。根据励磁电流的供给方 的直流电流，称为发电机的励磁电流。 凡是从其它电源获得励磁电流的发电机，称为他励发电机， 式，凡是从其它电源获得励磁电流的发电机，称为他励发电机， 从发电机本身获得励磁电源的，则称为自励发电机。 从发电机本身获得励磁电源的，则称为自励发电机。在同步发 电机中，励磁系统是指为发电机提供励磁电源的机构。因此， 电机中，励磁系统是指为发电机提供励磁电源的机构。因此， 励磁系统是同步发电机中的重要部分。 励磁系统是同步发电机中的重要部分。 励磁系统的结构：励磁系统的大致结构，主要由两部分组成， 励磁系统的结构：励磁系统的大致结构，主要由两部分组成， 一部分用于向发电机的磁场绕组提供直流电，以建立直流磁场， 一部分用于向发电机的磁场绕组提供直流电，以建立直流磁场， 另一部分用于在正常运行或发生故障时调节励磁电流， 另一部分用于在正常运行或发生故障时调节励磁电流，以确保 运行安全。通常称这一部分为励磁控制单元或励磁调节器。 运行安全。通常称这一部分为励磁控制单元或励磁调节器。
变压器
变压器的制作原理 在发电机中， 在发电机中，不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过 固定线圈，均能在线圈中感应电势，此两种情况， 固定线圈，均能在线圈中感应电势，此两种情况，磁通的值 均不变，但与线圈相交链的磁通数量却有变动， 均不变，但与线圈相交链的磁通数量却有变动，这是互感应 的原理。变压器就是一种利用电磁互感应，变换电压， 的原理。变压器就是一种利用电磁互感应，变换电压，电流 和阻抗的器件。当变压器一次侧施加交流电压， 和阻抗的器件。当变压器一次侧施加交流电压，流过一次绕 组的电流为则该电流在铁芯中会产生交变磁通， 组的电流为则该电流在铁芯中会产生交变磁通，使一次绕组 和二次绕组发生电磁联系，根据电磁感应原理， 和二次绕组发生电磁联系，根据电磁感应原理，交变磁通穿 过这两个绕组就会感应出电动势， 过这两个绕组就会感应出电动势，其大小与绕组匝数以及主 磁通的最大值成正比，绕组匝数多的一侧电压高， 磁通的最大值成正比，绕组匝数多的一侧电压高，绕组匝数 少的一侧电压低，当变压器二次侧开路，即变压器空载时， 少的一侧电压低，当变压器二次侧开路，即变压器空载时， 一二次端电压与一二次绕组匝数成正比， 一二次端电压与一二次绕组匝数成正比，变压器起到变换电 压的目的。由式可知， 压的目的。由式可知，一二次电流比与一二次电压比互为倒 变压器一二次绕组功率基本不变，（ ，（因变压器自身损耗 数，变压器一二次绕组功率基本不变，（因变压器自身损耗 较其传输功率相对较小）， ），二次绕组电流的大小取决于负载 较其传输功率相对较小），二次绕组电流的大小取决于负载 的需要，所以一次绕组电流的大小也取决于负载的需要， 的需要，所以一次绕组电流的大小也取决于负载的需要，变 压器起到了功率传递的作用。 压器起到了功率传递的作用。
励磁系统的改进 同步发电机组的励磁系统的改进经过了三个阶段;早年的同步 同步发电机组的励磁系统的改进经过了三个阶段 早年的同步 发电机的励磁广泛采用直流发电机组提供励磁电流来实现。 发电机的励磁广泛采用直流发电机组提供励磁电流来实现。这种 励磁方式，由于应用直流发电机来励磁， 励磁方式，由于应用直流发电机来励磁，将交流电变为直流电要 通过换向器来交换， 通过换向器来交换，励磁电流通过同步发电机的铜环和电刷向励 磁绕组来提供，因此存在维修保养不便等问题。 世纪中期发展 磁绕组来提供，因此存在维修保养不便等问题。20世纪中期发展 的带静止硅整流器自力恒压同步发电机。 的带静止硅整流器自力恒压同步发电机。这种方式的励磁方式比 早期的同步发电机的励磁优势改进， 早期的同步发电机的励磁优势改进，但是结构上仍存在电刷和集 电环。工作是不可避免的产生火花和无线干扰，也需要维护。 电环。工作是不可避免的产生火花和无线干扰，也需要维护。现 代同步发电机广泛采用同轴交流无刷励磁发电机和旋转整流器， 代同步发电机广泛采用同轴交流无刷励磁发电机和旋转整流器， 从根本上解决了火花和无线电磁干扰的问题。 从根本上解决了火花和无线电磁干扰的问题。
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发电机的原理
发电机通常由定子、转子、端盖 机座及轴承等部件构成 机座及轴承等部件构成。 发电机通常由定子、转子、端盖.机座及轴承等部件构成。 定子由机座.定子铁芯 线包绕组、 定子铁芯、 定子由机座 定子铁芯、线包绕组、以及固定这些部分的其他结 构件组成。 转子由转子铁芯滑环、风扇及转轴等部件组成。 构件组成。 转子由转子铁芯滑环、风扇及转轴等部件组成。 三相同步发电机由原动机拖动直流励磁的同步发电机转子， 三相同步发电机由原动机拖动直流励磁的同步发电机转子，以转 速旋转，根据电磁应原理，三相定子绕阻便感应交流电势。 速旋转，根据电磁应原理，三相定子绕阻便感应交流电势。定子 绕阻若接入用电负载，电机就有交流电能输出。 绕阻若接入用电负载，电机就有交流电能输出。发电机是利用电 磁感应现象的原理制成的，它是把机械能转化为电能的装置。 磁感应现象的原理制成的，它是把机械能转化为电能的装置。交 流发电机主要由转子和定子两部分组成，另外还有滑环、电刷等。 流发电机主要由转子和定子两部分组成，另外还有滑环、电刷等。 交流发电机的特点：把机械能转化为电能的一种机器。 交流发电机的特点：把机械能转化为电能的一种机器。因为 它提供的是方向做周期性变化的交流电，故称为交流发电机。 它提供的是方向做周期性变化的交流电，故称为交流发电机。
首先讲述一下发电厂电气部分的工作流程， 首先讲述一下发电厂电气部分的工作流程，汽轮机带动发电 机及永磁机、励磁机旋转，当汽轮机达到一定转速时， 机及永磁机、励磁机旋转，当汽轮机达到一定转速时，永磁机 产生电压，经过调节器输送到励磁机， 产生电压，经过调节器输送到励磁机，励磁机发出交流电输送 到整流柜，然后经过励磁开关输送到发电机转子，根据电磁应 到整流柜，然后经过励磁开关输送到发电机转子， 原理，三相定子绕阻便感应交流电势。 原理，三相定子绕阻便感应交流电势。经过导线输送到升压变 压器低压侧，升压后输送到变电站，通过各线路输送到用户， 压器低压侧，升压后输送到变电站，通过各线路输送到用户， 在发电机出线处引出一电源为厂用电， 在发电机出线处引出一电源为厂用电，经过降压变压器供给电 厂各电压等级设备。 厂各电压等级设备。