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1、300MW机组培训教材汽轮发电机及电气设备 湖 南 创 元 电 厂Chuangyuan Thermal Power Plant, Hunan Province1创元电厂300MW机组培训教材电气分册编写组名单组 长： 王迪光副组长： 蒋韶峰 聂勤俭 卓 钢 孙玉军编写人员：胡 炎 周庭芳 朱 峰 李 兵 李成军 邱学智 李景伟 胡 娟 焦 健 刘有健序湖南创元铝业自备电厂2004年3月开始筹建，隶属于湖南创元铝业，总装机容量为2300MW燃煤发电机组，全部电量直供湖南创元铝业。作为创元工业园整体战略体系中的重要一环，它的建成，不仅标志着创元铝业整个产业链的初步形成，而且必将为创元铝业的健康、蓬
2、勃发展提供强劲的动力。创元铝业自备电厂2300MW火力发电机组，广泛采用了新技术、新工艺、新设备，自动化程度高，这样就会对从事电厂生产技术和管理的人员素质提出高要求。按照公司“达标、创一流”目标，为确保两台机组的顺利达标投产和投产后机组的安全、经济、稳定运行，发电部组织有关生产技术人员针对电厂设备系统编写了这套培训教材，作为各级生产技术人员和生产管理人员专业技能学习、培训之用。本套教材分为“汽机”、“锅炉”、“电气”、“输煤”、“化学”、“热控”六册，分专业详细介绍了设备和系统的结构原理、检修维护、运行操作等，具有重要的学习、培训参考价值。为此，希望参与电厂运行与管理的人员针对各自岗位职责、工
3、作规范，系统认真地学习，同时结合工作实际，对教材提出修改补充意见和建议，为电厂的运行、检修和管理水平的不断提高做出应有的贡献！在此，谨向为教材编写付出辛勤劳动的全体人员表示诚挚的谢意！ 王迪光2006年11月11日前 言湖南创元铝业自备电厂2300MW火力发电机组由湖南省电力勘测设计院设计，三大主机设备由上海电气集团股份有限公司承制。电厂在锅炉、电气方面广泛采用了新技术、新工艺、新设备。例如：在锅炉方面，配备烟气脱硫装置，燃烧系统则采用六层煤粉直流燃烧器、周界风单侧配风等方式；在电气主接线方面，发电机出口配置GCB，取消启备变，6KV厂用电系统采用1、2机“错位手拉手”接线方式等，具有鲜明的创
4、元特色。这样，对从事电厂生产和管理的人员的素质提出了更高的要求，需要大家共同搭建一个平台，去认真学习、研究电厂有关发电设备系统，领悟其设计思想，了解其设备性能，解决其技术关键，从而确保两台机组的达标投产和稳定、安全、经济运行。为此，发电部组织有关人员，克服了生产筹备期间事务繁多、专业技术人员相对较少和设备技术资料不全等困难，经过精心的组织策划，从电厂实际情况出发，在消化、吸收电厂的主、辅设备特点基础上，借鉴有关技术资料，编写了这套培训教材，较为详尽地介绍了电厂主、辅设备的结构原理、运行操作和日常维护等，作为电厂有关生产、管理人员学习、培训之参考。本套培训教材分为六册，即：第一册 汽轮机设备及系
5、统第二册 锅炉设备及系统第三册 汽轮发电机及电气设备第四册 化学设备及系统第五册 燃料运输设备及系统第六册 热工控制设备及系统本套培训教材由于部分设备资料不全和编者水平原因，对于错漏之处，敬请读者批评指正。 创元电厂300MW机组培训教材编写组 2006年11月11日目 录 第一章 汽轮发电机1第一节 QFSN-300-2型汽轮发电机的结构及技术参数1第二节 汽轮发电机的通风系统及测温装置11第三节 发电机的氢、水、油系统14第四节 汽轮发电机的运行22第五节 发电机的主要故障及处理38第二章 电力变压器44第一节 概 述44第二节 设备规范57第三节 变压器的发热和冷却59第四节 变压器的运
6、行分析61第五节 变压器的运行监视与操作64第六节 变压器试验67第七节 异常与事故处理71第三章 电气主接线系统及有关电气设备76第一节 六氟化硫（SF6）断路器76第二节 隔离开关85第三节 氧化锌避雷器88第四节 电气主接线92第四章 厂用电气设备与系统96第一节 成套高压开关柜96第二节 真空断路器98第三节 高压限流式熔断器交流高压真空接触器组合装置（FC回路）108第四节 高压厂用电的接线方式和运行113第五节 低压开关柜115第六节 低压开关设备120第七节 其它低压开关电器121第八节 380V厂用电的接线方式和运行124第五章 直流系统126第一节 概 述126第二节 创元电
7、厂直流系统介绍129第三节 蓄电池组的工作原理134第四节 蓄电池的充电及充电设备138第六章 柴油发电机142第七章 发电机励磁系统148第一节 概 述148第二节 系统框图150第三节 调节器151第四节 励磁功率柜155第五节 灭磁及过压保护单元159第六节 起励单元162第七节 外部的TV、TA测量单元163第八节励磁系统故障及处理164第八章 发电机变压器组的继电保护166第一节 发电机变压器组保护概述166第二节 创元电厂发电机变压器组继电保护的构成169第三节 创元电厂发变组继电保护原理及整定原则170第九章 交流不停电电源系统183第一节 概 述183第二节 系统介绍184第三
8、节 UPS开机及关机程序190第四节 一般异常故障及处理192第十章 三相异步电动机193第一节 三相异步电动机的基本原理193第二节 异步电动机的分类与基本结构194第三节 异步电动机一般故障判断与处理197第一章 汽轮发电机4第一节 QFSN-300-2型汽轮发电机的结构及技术参数4第二节 汽轮发电机的通风系统及测温装置14第三节 发电机的氢、水、油系统17第四节 汽轮发电机的运行25第五节 发电机的主要故障及处理41第二章 电力变压器47第一节 概 述47第二节 设备规范60第三节 变压器的发热和冷却62第四节 变压器的运行分析64第五节 变压器的运行监视与操作67第六节 变压器试验70
9、第七节 异常与事故处理74第三章 电气主接线系统及有关电气设备79第一节 六氟化硫（SF6）断路器79第二节 隔离开关88第三节 氧化锌避雷器91第四节 电气主接线95第四章 厂用电气设备与系统99第一节 成套高压开关柜99第二节 真空断路器101第三节 高压限流式熔断器交流高压真空接触器组合装置（FC回路）111第四节 高压厂用电的接线方式和运行116第五节 低压开关柜118第六节 低压开关设备123第七节 其它低压开关电器124第八节 380V厂用电的接线方式和运行127第五章 直流系统129第一节 概 述129第二节 创元电厂直流系统介绍132第三节 蓄电池组的工作原理137第四节 蓄电
10、池的充电及充电设备141第六章 柴油发电机145第七章 发电机励磁系统151第一节 概 述151第二节 系统框图153第三节 调节器154第四节 励磁功率柜158第五节 灭磁及过压保护单元162第六节 起励单元165第七节 外部的TV、TA测量单元166第八节 励磁系统故障及处理167第八章 发电机变压器组的继电保护169第一节 发电机变压器组保护概述169第二节 创元电厂发电机变压器组继电保护的构成172第三节 创元电厂发变组继电保护原理及整定原则173第九章 交流不停电电源系统186第一节 概 述186第二节 系统介绍187第三节 UPS开机及关机程序193第四节 一般异常故障及处理195
11、第十章 三相异步电动机196第一节 三相异步电动机的基本原理196第二节 异步电动机的分类与基本结构197第三节 异步电动机一般故障判断与处理200218第一章 汽轮发电机第一节 QFSN-300-2型汽轮发电机的结构及技术参数QFSN-300-2型汽轮发电机是上海汽轮发电机有限责任公司引进美国西屋公司技术优化设计生产的300MW水氢氢冷汽轮发电机。QFSN-300-2型汽轮发电机的型号中：QF汽轮机发电机；S水内冷；N氢内冷；300额定功率（MW）；2两个磁极。按照发电机采用的冷却介质不同，可分为空气冷却、氢气冷却、水冷却以及油冷却等；按照发电机冷却方式的不同，分为外冷式（冷却介质不直接与铜
12、导线接触）和内冷式（冷却介质直接与铜导线接触）。该发电机总体结构为密封式，分为转子和定子两大部分。采用的是内冷、外冷兼而有之的水氢氢冷却方式，即发电机采用定子绕组水内冷、转子绕组氢内冷、定子铁芯及其结构件为氢气表面冷却。近年来，我国电力系统中单机容量不断增长，200MW、300MW单机已较为普遍，600MW的单机也逐步进入一些大的电力系统。单机容量增长的原因是：（1）可降低电机的造价和材料消耗率。例如，一台600MW（内冷）机组比一台100MW（氢外冷）机组，其单位材料消耗率只有60%；（2）可降低单位基建安装费用。若以200MW机组电厂单位安装费用为100%，则500MW机组的费用只需85%
13、；（3）可降低运行费用。如煤耗及单位千瓦的运行人员和厂用电都比单机容量较小的机组低。一、总体结构QFSN-300-2发电机为隐极式同步发电机。主要由定子、转子、轴瓦及端盖、氢气冷却器、油密封装置、风扇及座环、座板、刷架、隔音罩等部件组成，见图1-1。该型号发电机具有以下特点：（1）改进了发电机的装配结构，减小了外型尺寸，便于检修和运输。（2）铁芯背部装有组合卧式弹性定位筋结构，机座与铁芯连接采用弹簧板，减少机组振动，见图1-2。（3）改进了定子线棒的固定方式，减小了线棒振动和磨损。 a、定子线棒在槽内固定，采用了适形材料及尼龙水笼带通热空气进行加温固化，在槽楔下增加波纹板，在扩大槽处充填半导体楔块，端部线圈采用绑绳、“T”型压板结构，使端部线圈加固后成为一体。汽端图1-1 QFSN-300-2型汽轮发电机主要部件示意图图1-2 弹簧板式隔振系统结构图1-机座壁；2-定子铁心段；3-定位筋；4-弹簧板；5-螺钉b、定子端部线圈支架采用弹性结构，增加滑移层。这样端部线圈在机组运行中，只能轴向伸宿缩，不能径向移动。c、定子端部线圈在压板与压板之间，增加了三道绑绳。（4）定子端部引线，采用圆
