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1、余热发电电气部分介绍 余热发电电气主接线特点 v自备发电站余热发电是利用三线燃机排烟余热，将 燃气轮机产生的余热，通过余热烟道引入，给余热 锅炉加热给水，产生过饱和蒸汽，去推动汽轮机带 动发电机发电。它是属于资源综合利用的小型热力 发电站，符合国家的有关节能环保政策。 v余热发电站发出的电力是并网不上网，自发自用， 即发电机发出的电能，通过发电站10KV一段母线、 联络线及并网开关柜，与压气站10KV 10KV 段母线相 并列。但根据电力公司的要求，自发自用的用户， 不得向电网输送电能，其所发的有功功率，应全部 用于压气站用电设备及自备电站用电设备。这实际 上是在发电机与电网并列后，压气站减少
2、从电网吸 收有功功率。 v从下面的主接线图中我们可以看到，在余热电站未 运行之前，通过压气站10KV 母线的A88开关柜将 电能输送至自备电站AH01开关柜，经10KV段母 线、AH003(0#启备变)、AH004 开关柜，供自备电 站启动辅机设备。当发电机发电后，通过AH103、 AH101开关柜、联络线(电缆)及SIEMENS开关柜与 压气站母线同期并列，将电能输送到相关设备上 ；同时通过1#母线、AH105 、AH106开关柜，向站 内1#变压器、1#空冷变供电及其它设备供电。 v这样就体现出余热发电的电气主接线的特点：电站 的受电与电站的馈电，共用同一个电力系统。它的 优点是，投资省，
3、对原有电压不作大的变动。 主接线路介绍主接线路介绍 n n 自备发电站共设两段母线，自备发电站共设两段母线，10KV10KV段段为发电机为发电机 母线段，母线段，0 0段段为备用母线段。厂用电系统采用为备用母线段。厂用电系统采用 10KV10KV和和380/220V380/220V两种电压等级。两种电压等级。10KV10KV为中心点为中心点 不接地系统，不接地系统，380/220V380/220V为中心点直接接地的动力为中心点直接接地的动力 和照明合用的供电系统。和照明合用的供电系统。 n n 厂用电厂用电10KV 10KV 1# 1#机炉母线段，低压厂用变压器和机炉母线段，低压厂用变压器和
4、空冷低压常用变分别从机炉对应的空冷低压常用变分别从机炉对应的10KV10KV发电机发电机 母线段上引接，锅炉两台引风机也引接在发电机母线段上引接，锅炉两台引风机也引接在发电机 母线段上。备用母线段电源引自压气站母线段上。备用母线段电源引自压气站10KV 10KV 段高压配电系统，启备变自此段引接。段高压配电系统，启备变自此段引接。 n n 主厂房主厂房380/220V380/220V厂用电采用单母线分段接厂用电采用单母线分段接 线。线。1#1#机炉母线段设立了机炉母线段设立了2 2个独立的个独立的MCCMCC, , MCCMCC分别为：综合水泵房分别为：综合水泵房MCCMCC，化学，化学MCC
5、MCC ，MCCMCC电源引自电源引自1#1#机炉机炉PCPC段段。 n n 1#1#机炉母线段低压常用变和空冷低压厂用机炉母线段低压常用变和空冷低压厂用 变都是选用变都是选用1000KVA1000KVA低压变压器。低压变压器。 n n 1#1#机炉厂用变和空冷厂用变正常情况下，机炉厂用变和空冷厂用变正常情况下， 各自供给本段设备负荷电源。故障情况下各自供给本段设备负荷电源。故障情况下 由压气站由压气站10KV 10KV 段高压配电系统连接余热段高压配电系统连接余热 电站备用段的一台电站备用段的一台1000KVA1000KVA低压变压器作低压变压器作 为低压起动为低压起动/ /备用电源供电。备
6、用电源供电。 余热发电电气知识介绍 一.高压电气部分: 高压电气设备介绍高压电气设备介绍 高压电气设备组成高压电气设备组成: : 高压开关柜高压开关柜 ( (注 注:118):118) 大容量高速开关装置大容量高速开关装置 ( (注 注:117):117) 电流互感器（电流互感器（CTCT） 电压互感器（电压互感器（PTPT） 补偿电容器补偿电容器 避雷器避雷器 高压柜的基本构造 高压开关柜由壳体、一次线路设备和二次 线路设备所组成。 一次线路设备一般有高压隔离开关、高压 熔断器、断路器、电压互感器、电流互感 器、避雷器等。二次线路设备有继电器、 仪表及其他二次设备。 高压开关柜的一次回路方案
7、有许多种，如 馈电、受电或联络，左进线、右进线、电 缆进线或架空进线等，这要根据具体的一 次回路方案而定。 高压柜的要求高压柜的要求 按照国家的规定，高压开关柜必须具备按照国家的规定，高压开关柜必须具备“ “五防五防 ” ”功能的技术要求。这功能的技术要求。这“ “五防五防” ”功能是：功能是： 、防止误分、合断路器；、防止误分、合断路器； 、防止带负荷分、合隔离开关或隔离插头、防止带负荷分、合隔离开关或隔离插头 （手车）；（手车）； 、防止接地开关合上时（或带接地线）送、防止接地开关合上时（或带接地线）送 电；电； 、防止带电合接地开关（或挂接地线）；、防止带电合接地开关（或挂接地线）； 、
8、防止误入带电隔离室。、防止误入带电隔离室。 高压柜的不同工作状态 、工作位置（接通位置）。高压开关柜的可移开部件处 于完全连接位置。 、接地位置。高压开关柜可移开部件所处的位置，使主 回路短路并接地。 、试验位置（可抽出部件的）。高压开关柜可抽出部件 所处的位置，使主回路形成隔离断口或分离，而控制回路 是接通的。 、断开位置（可抽出部件的）。高压开关柜可抽出部件 所处的位置，使主回路形成隔离断口或分离，并使可抽出 部件仍与外壳保持机械联系，而辅助回路可以不断开。 、移开位置（可抽出部件的）。使高压开关柜可移开部 件所处的位置是在外面，与外壳机构脱离机械联系和电气 联系。 高压柜的基本构造和布置
9、 、高压开关柜的核心部件是断路器，它置 于开关柜的断路器室内，该室内装有手车导 轨，手车能在“工作”、“试验/隔离”位置之间 移动。 、根据用途，手车可分为断路器手车，PT 、CT手车及隔离手车等。 、母线室，高压开关柜的主母线置于其中 。高压母线以绝缘做支撑，互相之间以高强 度螺栓连接，连接处应有专门的绝缘罩隔离 。 、电缆室，有电缆的连接桩头，有固定 电缆和零序电流互感器的位置和地方。 、低压室（仪表室），放置仪表、继电 保护装置、操作开关和二次设备。 、接地开关，主要是手动操作，操作机 构连杆上装有机械连锁机构，与断路器手 车进行连锁。 、避雷器，现在使用真空断路器的高压 开关柜上均装有
10、氧化锌避雷器，用来防止 操作过电压。 （8）余热发电站用过电压保护器替代氧化 锌避雷器。 高压断路器的几个基本参数 l 额定电压：额定电压是保证断路器长期稳定 工作的电压。产品铭牌上所标注的额定电压 是指断路器正常工作时的线电压，它决定着 断路器的绝缘尺寸，也决定断路器的熄弧条 件。 l 额定电流：额定电流是指断路器可以长期通 过的最大的电流；额定电流决定着断路器的 发热条件，也将决定导电回路的尺寸。 l 额定短路开断电流：开断电流是指在某一电 压下，能正常断开的最大的短路电流。在额 定电压下开断的电流称为额定开断电流，它 表征着断路器的开断能力。 l 由于开断电流与电压和电流有关，因此， 断
11、路器在不同的额定电压下，它的开断能 力是不同的，即使是同一电压，断路器的 额定短路开断电流也是不同的。选择断路 器的开断能力要从本系统的短路容量来考 虑，这一点是非常重要的。 额定断流容量：由于断路器的开断能力与 开断电流有关，也和额定电压有关，因此 通常采用一个综合的值，即以额定断流容 量来表示断路器的开断能力。对于三相电 路，额定断流容量用公式 Sbrn3UnIbrn 来表示 。 式中： Un-额定电压； Ibrn-额 定开断电流。 断路器开断容量问题所采取的对策 对策:在6kV、母线之间加装大容量高速 开关装置（FSR2）与母联断路器串联。 正常运行时，FSR1将电抗器短路，大大地减少了
12、能耗和 长时间使用电抗器带来的其它一系列问题；FSR2和6kV母联 串联使用，将两台变压器并联，既提高了供电可靠性，降低 变压器短路阻抗引起的电压降，又有利于实现变压器的经济 运行。一旦出现6kV母线馈出线出口短路：FSR1快速断开， 将电抗器投入运行；同时FSR2快速断开，将6kV、两段 母线解列。从而减少了流向故障点的短路电流，使断路器可 靠遮断故障，保证了非故障段母线的正常稳定运行，大大地 提高了系统的供电质量。 3YH高压柜内信号变送器 二.低压电气部分 低压应用部分 v凝结水泵 v锅炉给水泵 低压应用部分 三相同步汽轮发电机 汽轮发电机的构造: 1、汽轮发电机的定子 2、发电机转子
13、: 转子铁心 励磁绕组 3、励磁机 汽轮发电机的定子 v发电机的定子是由导磁的铁心和导电的定子 绕组组成。铁心是用0.350.5mm硅钢片叠 制成的，直径小的电机定子，由整张硅钢片 冲制叠成，直径大的发电机铁心，则由硅钢 片冲成扇形，然后拼成一个整圆叠成。每片 硅钢片的两面都涂有绝缘漆，以减少铁心的 蜗流损耗。铁心用压板压紧，固定在机座上 。 v三相绕组一般都是绕制成形的，用云母或玻 璃丝带做绝缘，以120电角度分布在定子铁 心槽中，用槽楔压紧定子的硅钢片之间留有 通风孔，其输出端三个头及中性点的三个头 全部抽出来。 发电机转子 转子的作用: 就是要产生磁场，以便转子旋转时，在 定子的绕组中感
14、应交流电动势，同时将轴上 的输入机械功率转换为电磁功率。转子上主 要有导电的励磁绕组和导磁的铁心所组成。 汽轮发电机转子分凸极式和隐极式两种 发电机转子 v转子铁心 由于汽轮发电机的转速很高，为了很牢固地固定励磁 绕组，大容量的汽轮发电机的转子几乎都是隐极式的。同 时，由于转子的转速很高，受离心力的影响，转子的直径 有一定限度。为了增大容量，只能增加转子的长度，所以 转子形成一个细长的圆柱体。 转子铁心要固定激磁绕组并要成为一个磁体，所以转 子铁心一般由高机械强度和导磁较好的合金钢整体锻造而 成，与轴锻造成一个整体；一般转子锻造的毛坯要经过钝 化处理后再进行机械精加工。由于汽轮发电机转子比较细
15、 长，励磁绕组和转子表面损耗所形成的热量，散出去是比 较困难的。在汽轮发电机的制造工厂里，加工转子的工艺 中，一般留有通风槽并在槽楔上开有通风孔进行散热。 v励磁绕组 转子的励磁绕组是由扁铜线绕制而，为同 心式绕组。各线匝之间垫有绝缘，绝缘一般用 0.3mm厚的云母片，绕组与铁心之间还有“对地 绝缘”。 励磁绕组的固定是个非常重要的问题，一 方面要做到固定绕组时不损坏绝缘，同时考虑到 因转子的高转速，离心力很大，压紧绕组的槽楔 必须用机械强度很高且不导磁的材料，一般用青 铜或铝材做成，绕组的端部，用护环和中心护环 来固定。 考虑到转子的通风冷却，在转子的绕组的 槽楔还设置通风槽，槽面钻有通风空
16、，以利于转 子的散热。 发电机励磁系统 v一、简介： v励磁系统是同步发电机的重要组成部分，它 是供给同步发电机励磁电源的一套系统，励 磁系统是一种直流电源装置。励磁系统一般 由两部分组成：（如图一所示）一部分用于 向发电机的磁场绕组提供直流电流，以建立 直流磁场，通常称作励磁功率输出部分（或 称励磁功率单元）。另一部分用于在正常运 行或发生故障时调节励磁电流，以满足安全 运行的需要，通常称作励磁控制部分（或称 励磁控制单元或励磁调节器）。 图 一 v励磁功率单元向同步发电机转子提供直流电 流,即励磁电流，以建立直流磁场。励磁功率 单元有足够的可靠性并具有一定的调节容量 。在电力系统运行中，发电机依靠电流的变 化进行系统电压和本身无功功率的控制因此 ，励磁功率单元应具备足够的调节容量以适 应电力系统中各种运行工况的要
