电站运行基本知识

电站运行基本知识(初级了解)
电站值班人员的工作性质：电站值班人员主要对电站设备进行运行维护和操作监视，发现问题及时处理。

这种工作是创造性的，建电站的过程重要，但电站运行过程中的维护工作更加重要，这就象一辆新买的汽车，本来正常使用年限是10年，但如果维护保养不好的话，可能3年或者5年就报废了。

电站的工作，也可以说是一种看不见的工作，有很多的事情，你虽然做了，但别人可能并不知道，这就比如你各位在家中忙了一整天，但你所做的事却根本就看不到。

这也就是为什么我们提出电站工作是创造性工作的主要理由，这样的工作，如果你作为一个电站的主人都没有充分认识的话，那你上了一辈子的班，可能也只是一个抄表人员而已，这样，随着科学技术的不断发展，当抄表工作不是很必要的时候，你可能也就淘汰了。

当然，要真正把表抄好也不是一件容易的事，通过抄表我们能够发现数据异常，这可能就是电站设备产生事故或故障的前兆。

对于一个电站运行人员来说，要真正了解电站的工作性质，对电站的大概轮廓有一个整体上的认识，我个人认为要了解的知识至少包括以下方面：
1、电机学（电机可分为两种：旋转的电机和静止的电机。

旋转的电机包括同步发电机、电动机等，静止的电机指电力变压器、互感器等）。

2、水轮发电机组及辅助设备（水轮发电机组是水电站最重要的主机设备，它的两个重要的辅助设备是调速器和励磁系统，此外还有机前主阀、闸门、压力管道、油/水/气系统、排水系统等）
3、继电保护及自动装置（随着水电站综合自动化系统的不断发展，采用PLC能够实现电站机组的一键启停操作，因此这部分内容应包括微机保护的基本知识、微机保护的基本原理和设计原则等）。

4、运行操作及注意事项（这部分内容应涉及《安规》、《现场运行规程》等，由于时间比较紧，它的培训可以采用在讲解电站所涉一次电气设备及动力部分的同时穿插进行）。

总体上说，电站值班人员在上班过程中最常接触的是机电（机械和电气）设备。

通过此次讲解，希望能对大家的竞骋有一定的帮助。

需要掌握的几个概念：
1、电力系统：由发电厂电气部分、输电线路、变电所和电能用户组成的有机整体。

2、动力系统：电力系统加上发电厂的动力部分（包括原动机和原动机的力能部分等）。

3、电力网：电力系统中除发电设备和用电设备外，由电力变压器和各种不同电压等级的电力线路组成的部分。

形成电力系统的优越性：
1、提高供电的可靠性和电能质量。

2、合理利用能源，提高运行的经济性。

3、减少系统备用容量。

4、便于安装大型机组（一般认为，容量较大的电力系统中最经济的机组单机容量为系统容量的6%～10%左右）。

电能质量的基本指标：电压、频率和交流电的波形。

下面，我们循着电力系统中机电设备的主线，大致分述如下：
1、水轮发电机
它主要是将机械能转化为电能（而水轮机是将水能转化为机械能）。

水轮发电机之所以能够发出电来，是因为它遵循了电磁感应定律，当转子在旋转时，定子绕组切割转子磁场的磁力线产生感生电势。

我们知道，发电机出口发出的电是正弦交流电，这是由于在制造过程中转子磁极采用适当的极弧形状，使转子和定子之间空气间隙中的磁感应强度大致按正弦规律分布，所以感应电动势也随时间按正弦规律变化。

其频率计算如下：
f=pn/60 (其中：f是频率；p是转子磁极对数；n是转速。

在我们国家，f是50Hz)
发电机的类型：按原动机类别分为水轮发电机、汽轮发电机、柴油发电机等；按转子构造不同分为隐极式和凸极式；按主轴布置方式分为立式（竖轴）和卧式（横轴）；按通风方式分为开启式和卦闭式；按冷却介质不同分为空气冷却、氢气冷却和水冷却等；按励磁方式不同分为自励和它励。

尽管同步发电机的分类方法多种多样，但往往因原动机的特性不同，使其型式结构出现较大差别。

水轮机为低转速（每分钟几十转至1000转）的原动机。

水轮发电机的转子为凸极式，磁极对数多且呈扁盘形。

一般低速和中速的大、中型水轮发电机多采用立式。

立式水轮发电机根据推力轴位置的不同，分为悬式和伞式两种基本结构型式。

悬式水轮发电机组适用于高水头电站；对低水头电站一般采用伞式结构。

贯流式及冲击式水轮机拖动的发电机及小型水轮发电机多采用卧式结构。

发电机的基本结构（以立式为例说明）：包括定子、转子、机架、轴承、冷却器和制动器等）。

2、励磁系统
它主要是向同步发电机提供直流励磁电流以在转子磁极中产生磁场。

励磁系统随着科学技术的不断发展，励磁系统调节器也采用了双微机调节控制。

3、电力变压器
电力变压器是将一种等级的交流电压变成同频率的另一种等级的交流电压的电气设备。

它也就是我们所说的静止的电机。

它的主要结构仍然是由铁芯和线圈组成。

由于交变的电流在铁芯中形成一个感抗，加上线圈本身具有一定的电阻，还有就是铁芯在工作中会产生涡流，这就形成了电力变压器的铜损和铁损。

由于这两种损耗的存在，在工作的过程中变压器就要发热。

为了降低变压器的工作温度，也为了电力变压器与其外壳的绝缘，应将铁芯和线圈放在一个储满变压器油的大油箱中，由于油箱内变压器油的绝缘和冷却作用，这就使得电力变压器在运行的过程中就比较安全。

当然，油箱是专门针对电力变压器而言的，通过采取一些特殊的工艺，一些变压器（比如干式变压器、互感器等）可以不用油。

从其结构上看，变压器还包括套管、引线和调压装置、油枕、散热器等。

电力变压器的结构从总体上说可以分为：
变压器的类型：分为电力变压器和特种变压器。

4、开关设备及其操动机构
开关是用来接通或分断电路的电气设备。

（1）高压断路器及隔离开关
高压断路器是开关设备中最重要和复杂的一种，在电路中承担着控制和保护的双重任务。

其作用：①接通或切断正常的空载或负载电路；②与继电保护配合，迅速切除故障电路。

根据其灭弧介质的不同分为油断路器、SF6断路器、真空断路器；根据安装场所的不同分为户内式和户外式。

油断路器根据油的多少分为多油和少油两种。

大家知道，在家中用电炉炒菜或取暖时，当我们操作刀闸时在将合未合或将断未断的短时段内，有电弧产生，高压断路器也是同样如此，在其触头将要断开而又没有全部断开的时候，或者在其触头将要合上而又没有全部合上的短时段内，会有电弧在触头之间产生，这样，我们在操作高压断路器的过程中就必须灭弧。

这样就需要有灭弧介质，也就是说在结构上它有一个灭弧装置（包括装灭弧介质的油箱或真空罐等）。

那么什么是隔离开关呢？它是一种以空气为断口绝缘、在无负载情况下接通或断开电路的电气设备。

隔离开关的作用是：使带电设备和检修设备之间具有明显可见的断开点。

它不能分合负载电路或故障电路，也正是因为如此，《电力安全工作规程》中才有“严禁带负荷拉合隔离开关”这一条存在。

高压隔离开关的主要用途：①在检修设备时使其与带电设备之间有一个明显可见的断开点；
②与高压断路器配合，进行倒闸操作，以改变电力系统的运行方式；③当回路中未设断路器时，用隔离开关进行下列操作：a、分合10KV空载线路；b、分合容量小于315KV.A的空载变压器；c、开断无故障的电压互感器和避雷器；d、分合未带负荷的空载汇流母线。

高压隔离开关在使用时，常和断路器配合并装设联锁装置，以防止在断路器合闸位置时进行
隔离开关的分合操作。

正确的操作顺序是：分闸时，先断开断路器，后拉开隔离开关；合闸时，先合上隔离开关，后合上断路器。

（2）操动机构
我们不可能用手直接去分合高压断路器或者是隔离开关，这是不现实的，必须借助外力，这就是我们将要说到的操动机构，根据操动机构作功能源的不同，我们又将其分为手动操动机构和动力操动机构两大类。

动力操动机构根据合闸作功元件的性质不同分为电磁操动机构、弹簧操动机构、液压操动机构和气动操动机构。

顾名思义，它们的作功能源分别应该来源于电、弹簧、液体和气体。

利用弹簧操动机构可以减少电站中直流系统的备用容量。

现在的弹簧操动机构也由原来的CT8型发展到了现在常用的CT19型。

利用电磁操动机构将增加电站中直流系统的备用容量。