发电机与变压器参数及状态规定

发电机与变压器参数及状态规定
发电机与变压器参数及状态规定

发变组规范和运行规定

一、发电机组成

发电机本体主要是由一个不动的定子(包括机座、端盖、定子铁芯、端部结构和隔振装置等)和一个可以转动的转子(包括转子铁芯、绕组等主要部件)构成的,定子上置有三相交流绕组;转子上置有励磁绕组,当通入直流电流后,能能产生磁场。定子有时也称为电枢,转子有时也称为磁极。

定子铁芯和绕组:

转子铁芯和绕组:

二、发电机工作原理

同步发电机与其它电机一样,是由定子和转子两部分所组成。它的定子是将三相交流绕组嵌置于由冲好槽的硅钢片叠压而成的铁芯里,它的转子通常由磁极铁芯及励磁绕组构成。

定子、转子之间有气隙。定子上有AX、BY、CZ三相绕组,相绕组由多匝串联的绕组元件(见图3-1-1(b))连接而成,每相绕组的匝数相等,在空间上彼此相差120电角度。转子磁极上装有励磁绕组,由直流励磁电流产生磁场,其磁通由转子N极出来,经过气隙、定子铁芯、气隙,进入转子s极而构成回路,如图3-1-1中虚线所示。

如果用原动机拖动同步电机的转子,以每分钟n的速度旋转,同时在转子上的励磁绕组4中经过滑环通入一定的直流电励磁,那么转子磁极就产生磁场,这磁场随转子一起以n(r/min)的速度旋转,它对定子有了相对运动,就在定子绕组中感应出交流电势,在定子绕组的引出端可以得到交流电

势。如果定子是三相绕组,那么就可以得到三相交流电势,

该电势的大小用下式表示:

E=4.44fNφK1

式中:N———每相定子绕组串联匝数;

f———电势的频率(HZ)

φ———每极基波磁通(Wb);

K1———基波绕组系数。

三、同步发电机的额定参数

(1)额定电压:指发电机在正常运行时定子三相绕组的额定线电压值。

(2)额定电流:指发电机在额定运行时流过定子绕组的额定线电流。

(3)额定功率:指发电机在正常运行时输出的电功率,用公式表示:P=UIcosφ

(4)额定容量:发电机长期安全运行的最大输出功率。

(5)额定转速n:指转子正常运行时的转速。发电机在一定极数及频率下运行时,转子的转速即为同步转速,即为:n=60f/p(r/min)

(6)有功功率:P=UIcosφ单位:千瓦KW

(7)无功功率:Q=UIsinφ单位:千乏Kvar

(8)视在功率:S=UI单位:千伏安KVA

(9)功率因数:有功功率P跟视在功率S的比值,即cos φ=P/S,

功率因数低导致发电设备容量不能完全充分利用且增加输电线路上的损耗,功率因数提高后,发电设备就可以少发无功负荷多发有功负荷,同时还可以减少发电设备上的损耗,节约电能。

四、延安电厂发电机的主要特性

(一)额定参数

(1)型号T 255-460/350

(2)额定转速3000 r/min

(3)有效功率 350 MW

(4)功率因数0.85

(5)视在功率 411.7MVA

(6)额定电压24 kV

(7)电压波动±5%

(8)额定电流9905.5A

(9)极数 2

(10)频率50 Hz

(11)励磁电流 2600A

(12)绝缘等级F(温度按B级考核)

(13)冷却水进水温度≤38℃

(14)冷却方式

定子铁心氢气间接冷却

定子绕组去离子水直接冷却

转子绕组氢气直接冷却

转子铁芯氢气直接冷却

高压套管去离子水直接冷却

五、发变组状态规定

(一)检修状态:发电机励磁开关断开、发电机起励电源断开,主变出口两侧刀闸分开,刀闸动力电源断开,发电机1PT、2PT、3PT及主变出口PT为“检修”状态,发电机中性点刀闸在分闸位,6kV 厂用工作开关及进线PT在试验位置或检修位置,根据检修工作需要布置相应的安全措施。

(二)冷备用状态:发变组检修工作结束,安全措施拆除,发变组绝缘合格,相关一次、二次系统具备投运条件。

(三)热备用状态:主变出口开关两侧刀闸分开,发电机励磁开关分开,6kV工作电源开关进线PT投入。励磁系统处于励磁开关一经合闸即可输出电流的状态。6kV厂用工作开关在试验位置。变压器冷却器电源送上,方式投入正确。发电机中性点刀闸合上。发电机1PT、2PT、3PT及主变出口PT 投入,发变组所有控制、动力电源均已送上,保护、自动装置投入正确。

(四)并列前状态:发变组出口开关热备用,出口开关两侧刀闸合好,保护、自动装置投入正确,其他同热备用。

(五)运行状态:发电机在额定转速下且带有工作电压。

六、并列操作

一台发电机组在未投入系统运行之前,它的电压并列点与系统电压的状态量(幅值、频率、相角)往往不等,须对发电机进行适当操作使之符合并列条件后才允许开关合闸

作并网运行。同步发电机并列时应遵循如下的原则:

现在的大型汽轮同步发电机的并列方法采用自动准同

期装置进行准同期并列操作。

并列条件

(一)发电机的频率和电网频率:

(二)发电机和电网电压大小相等:

(三)发电机和电网相位要相同:

(四)发电机和电网的相序要相同:

七、额定运行方式和调整范围

(一)发电机按制造厂铭牌额定数据运行的方式,称为额定运行方式。发电机的额定数据是制造厂对其在稳定、对称运行条件下最合理的运行参数。当发电机在各相电压和电流都对称的稳态条件下运行时,具有损耗小、效率高、转矩均匀等性能。所以在一般情况下,发电机应尽量保持额定或接近额定工作状态下运行。

(二)发电机按照制造厂规定的参数运行,可保证其出力,并能长期运行,但不得超出力运行。

(三)正常运行时,一般采用恒功率因素运行或手动调节励磁方式运行,还可采用恒无功运行。

(四)发电机运行时,一般是在额定参数下运行。由于电网负荷的供需平衡,不可能所有的机组都按铭牌额定参数运行,会出现某些机组偏离铭牌参数运行的情况。发电机的运行参数偏离额定值,但在允许范围内,这种运行方式,称为允许运行方式。发电机在允许运行方式下运行时,其运行参数的允许变化范围都作了具体规定。下面介绍发电机有关运行参数的允许变化范围。

(五)发电机允许温度和温升

(1)发电机运行时会产生各种损耗,这些损耗一方面使

发电机的效率降低,另一方面会变成热量使发电机各部分的温度升高。温度过高及高温延续时间过长都会使绝缘加速老化,缩短使用寿命,甚至引起发电机事故。一般来说,发电机温度若超过额定允许温度6℃长期运行,其使用寿命会缩短一半。所以,发电机运行时,必须严格监视各部分的温度,使其在允许范围内。另外,当周围环境温度较低,温差增大时,为使发电机内各部位实际温度不超过允许值,还应监视其允许温升。

(2)发电机的允许温度和允许温升,决定于发电机采用的绝缘材料等级和温度测量方法。

(3)为了保持发电机氢气的运行压力,必须维持机端轴承的密封油压。通常,密封油压高于机壳内的氢压。正常运行时,密封油压、油氢压差应保持在规定值的范围内。

(4)氢气运行温度对发电机的运行有很大影响,温度太低,机内容易结露,温度太高,影响出力。为保证机组额定出力和各部分温度、温升不超过允许值,发电机冷氢温度应在不超过额定的冷氢温度下运行。当冷氢温度发生变化时,其接带负荷应按制造厂的规定调整。

(六)冷却水的水质、温度和水压。定子内冷却水的水质对发电机的运行有很大影响,

(1)如导电率大于规定值,运行中会引起较大泄漏电流,使绝缘引水管老化,过大的泄漏电流还会引起相间闪络;

(2)水的硬度过大,则水中含钙、镁离子多,运行中使管路结垢,影响冷却效果,甚至堵塞管道。为保证发电机的安全运行,对内冷水质有如下规定:

(3)定子绕组内冷却水:

定子内冷水水压的高低,影响定子绕组的冷却效果,影

响机组出力,故机组内冷进水压力应符合制造厂规定。为防止定子绕组漏水,内冷水运行压力不得大于氢压。当发电机的氢压发生变化时,应相应调整水压。

(七)发电机电压允许变化范围

发电机运行时,应在额定电压下运行。而实际运行时,发电机的电压是根据电网的需要而变化的。发电机电压在额定值的±5% 范围内变化时,允许长期按额定出力运行,但最大变化范围不得超过额定值的±10%。发电机电压偏离额定值超过±5%时,都会给发电机的运行带来不利影响。

(1)电压低于额定值对发电机运行的主要影响如下:

1)降低发电机运行的稳定性。

2)使发电机定子绕组温度升高。在发电机电压降低的情况下,保持出力不变,则定子电流升高。定子电流增大,有可能使定子绕组温度超过允许值。

3)影响厂用电动机和整个电力系统的安全运行,反过来又影响发电机本身。

(2)电压高于额定值对发电机运行的主要影响如下:

1)转子绕组温度有可能超过允许值。保持发电机有功输出不变而提高电压时,转子绕组励磁电流就要增加,这会使转子绕组温度升高。

2)使定子铁芯温度升高。定子铁芯的温升一方面是定子绕组发热传递的;另一方面是定子铁芯本身的损耗发热引起的。当定子端电压过分升高时,定子铁芯的磁通密度增高,铁芯损耗明显上升,使定子铁芯的温度大大升高。过高的铁芯温度会使铁芯的绝缘漆烧焦、起泡。

3)可能使定子结构部件出现局部高温。由于定子电压过多升高,定子铁芯磁通密度增大,使定子铁芯过度饱和,因

而会造成较多的磁通逸出轭部并穿过某些结构部件,如机座、支撑筋、齿压板等,形成另外的漏磁磁路。过多的漏磁会使结构部件产生较大涡流,可能引起局部高温。

4)对定子绕组绝缘造成威胁。正常情况下,定子绕组的

绝缘能耐受1.3倍额定电压。但对运行多年、绝缘已老化或本身有潜伏性绝缘缺陷的发电机,升高电压运行,定子绕组的绝缘可能被击穿。

(3)发电机频率允许变化范围

频率降低,对发电机运行的影响:

1)频率降低,影响发电机通风冷却效果。发电机的通风是靠转子两端的风扇来进行的,频率降低即为转子的转速下降,而转速降低将使风扇鼓进的风量减少,造成发电机的冷却条件变坏,从而使绕组和铁芯的温度升高。

2)频率降低,若保持出力不变,会使定子、转子绕组温度升高。由于发电机的电势与频率和主磁通成正比,频率下降时,电势也下降。若发电机出力不变,则定子电流增加,使定子绕组的温度升高;若保持电势不变,使出力也不变,则应增加转子的励磁电流,这使转子绕组的温度也升高。

3)频率降低时,保持机端电压不变,会使发电机结构部件产生局部高温。频率降低时,若用增加转子电流来保持机端电压不变,这使定子铁芯中的磁通增加,定子铁芯饱和程度加剧,磁通逸出磁轭,使机座上的某些结构部件产生局部高温,有的部位甚至冒火星。

4)频率降低,影响厂用电及系统安全运行。频率降低,使厂用电动机转速下降,厂用机械的出力降低,这将导致发电机的出力降低。而发电机出力下降又会加剧系统频率的降低,如此循环,将影响系统稳定运行。

5)频率降低,可能引起汽轮机叶片断裂。

频率过高,对发电机运行的影响:

频率过高,使发电机的转速增加,转子离心力增大,会使转子部件损坏,影响机组安全运行。

(4)发电机功率因数允许变化范围

功率因数亦称力率,它在数值上等于有功功率与视在功率的比值,即cosφ=P/S

式中:φ———定子电压与电流之间的相角;P———有功功率;

Q———无功功率;S———视在功率

根据发电机运行所带有功和无功的不同,cosφ有迟相和进相之分。发电机运行时的定子电流滞后于定子电压一个角度φ,同时向系统输出有功和无功,此工况为发电机的迟相运行,与此工况对应的cosφ为迟相功率因数。当发电机运行时的定子电流超前于定子电压一个角度φ,发电机从系统吸取无功,用以建立机内磁场,并向系统输出有功,此工况为发电机的进相运行,与此工况对应的cosφ为进相功率因数。

发电机在cosφ变化情况下运行时,有功和无功出力一定不能超过发电机的允许运行范围。在静态稳定条件下,发电机的允许运行范围主要决定下述四个条件:

a)原动机的额定功率。原动机的额定功率一般要稍大于或等于发电机的额定功率;

b)定子的发热温度。发热温度决定了发电机额定容量的安全运行极限;

c)转子发热温度。该温度决定了发电机转子绕组和励磁的最大励磁电流;

d)发电机进相运行时的静态稳定极限。

八、发变组运行中所监视参数

1.发变组在运行期间,运行人员要对各表计进行严密监视,从表计的变化情况来分析机组当前的运行状况,当机组参数发生变化时,应及时进行相应的调整。

2.330kV 母线电压:调度部门根据电力系统电压状况,每月下达电压运行曲线,若长时间偏离此曲线运行,将对系统内电气设备及电网的安全稳定运行构成威胁,使电能质量下降。

3.发电机频率:额定值为50HZ,允许偏差为±0.2HZ,最大允许偏差为±0.5HZ。频率偏高,转子上的离心力增大,容易使机组转子或厂用机械某些部件损坏;若频率偏低,将降低本厂厂用辅机的出力,易形成恶性循环。

4.定子电压:额定值为24kV,允许偏差±5%。当电压不在额定范围内时,应及时增或减励磁,调整电压在额定范围内,否则将会因励磁电流过大,而增加发电机和励磁机的温升,缩短设备使用寿命,或因励磁电流过小,降低发电机的静态稳定度。

5.定子电流及负序电流:当机组过负荷运行时,定子电流将超过额定值(9905A),此时机组将发热,引起绝缘老化。因此,应按发电机过负荷时的允许定子电流和允许运行时间做出及时调整,必要时降负荷运行。当机组或电力系统不对称运行时,将在定子绕组中产生负序电流,定子负序电流将产生负序旋转磁场,它的旋转方向与转子的旋转方向相反,并以两倍的同步转速扫过转子表面,引起转子表面温度升高和转子振动。因此,有负序电流出现时,应严密监视定子三相电流相差不得超过10%Ie,且最大相电流不超过额定

值,否则降负荷运行,以减少负序电流的影响。

6.有、无功功率:从当前有、无功负荷接带的多少来判断功率因数是进相还是滞相运行,及机组当前运行的稳定性。

7.励磁系统:主要是监视励磁电压、电流的变化是否在正常范围内。

九、发变组运行中应作好下列检查维护工作:

(一)发变组各参数不超过额定值,相互关系正确。

(二)发电机定子三相电流平衡。

(三)保护及自动装置面板各指示灯指示正常,开关位置指示正确。

(四)发变组保护正确投入,运行正常。

(五)各开关、刀闸实际位置与运行方式相符。

(六)发变组及励磁系统各开关、母线、互感器、电缆等无过热、无放电打火现象。

(七)A VR柜、整流柜、PT柜等无异常情况。

(八)励磁变运行温度和励磁小室的室温正常。

(九)发电机声音正常,机组振动及各部件温度正常。

(十)发电机绝缘过热监测装置、局部放电监测装置无报警。

(十一)定冷水、密封油、氢冷系统运行正常。

(十二)发电机大轴接地铜辫接触正常,无发热现象。

(十三)封闭母线无振动,放电和局部过热现象,封母微正压装

置运行正常。

(十四)机组正常运行期间,绝缘局部过热在线监测装置及封母

接头在线测温装置应正常运行。

(十五)各控制箱和二次端子箱柜门应关严,加热器投入正常,

无受潮现象。

(十六)消防设施完好。

(十七)变压器在规定的冷却条件下可按铭牌规定的参数运行。

(十八)主变、厂高变声音正常,变压器的油温应正常,允许温度应按上层油温和绕组温度同时进行监视,两者均不得超过允许温升,油枕及套管的油位正常,各部无渗油、漏油。励磁变线圈温度正常,线圈温升不得超过允许值。

(十九)发电机滑环、碳刷运行中的检查

(1)检查滑环表面光亮,无暗涩的粘物,无油污刻痕,各碳刷磨面光亮、平滑。

(2)发电机碳刷、均压弹簧安装牢固、压力适当、无异常噪声、无过热冒火现象,碳刷尾部温度不超过100℃。

(3)检查各部件连接牢固,碳刷或刷握弹簧刷辫无松动现象、振动值不大于150μm。

(4)检查刷辫无绷紧现象,碳刷磨损无超限

(5)检查碳刷滑环时,必须站立在绝缘垫上,禁止用手触及励磁回路。

(6)禁止用振动仪、温度计直接接触滑环碳刷带电部分进行测量工作。

(7)检查结束后应将滑环小室门关好,保证小室内空气质量和通风顺畅。

(8)检查发现发电机滑环和碳刷出现过热、振动、冒火等异常情况时,及时联系检修人员处理。

变压器的基本原理与分类

变压器是一种静止的电器,它利用电磁感应原理把一种

交流电压转换成相同频率的另一种交流电压。在电力系统中,

变压器已占着极其重要的地位,无论是在发电厂或变电所,都可以看到各种型式和不同容量的变压器。

应用于电力系统(包括发电厂和变电所)中供输电和配电用的变压器,统称为电力变压器。

一、变压器的基本原理

变压器是应用电磁感应原理来进行能量转换的,其结构的主要部分是两个(或两个以上)互相绝缘的绕组,套在一个共同的铁芯上,两个绕组之间通过磁场而耦合,但在电的方面没有直接联系,能量的转换以磁场作媒介。在两个绕组中,把接到电源的一个称为一次绕组,简称原方(或原边),而把接到负载的一个称为二次绕组,简称副方(或副边)。当原方接到交流电源时,在外施电压作用下,一次绕组中通过交流电流,并在铁芯中产生交变磁通,其频率和外施电压的频率一致,这个交变磁通同时交链着一次、二次绕组,根据电磁感应定律,交变磁通在原、副绕组中感应出相同频率的电势,副方有了电势便向负载输出电能,实现了能量转换。利用一次、二次绕组匝数的不同及不同的绕组联接法,可使原、副方有不同的电压、电流和相数。简单的说,变压器的工作原理就是电磁感应原理,也就是“动电生磁,动磁生电”的过程。

二、变压器的技术参数

变压器的技术参数有额定容量Sn 、额定电压Un、额定电流In、额定温升ζn 、阻抗电压百分数Ud%,都标在变压器的铭牌上。此外,在铭牌上还标有相数、接线组别、额定运行时的效率及冷却介质温度等参数或要求。

1.额定容量Sn

额定容量是设计规定的在额定条件使用时能保证长期

运行的输出能力,单位为KVA或MVA。对于三相变压器而言,额定容量是指三相总的容量。

对于双绕组变压器,一般一、二次侧的容量是相同的。对于三绕组变压器,当各绕组的容量不同时,变压器的额定

容量是指容量最大的一个(通常为高压绕组)的容量,但在

技术规范中都写明三侧的容量。例如,某厂总变,其额定容量为48/36/12MVA,一般就称这个厂总变的额定容量为48MVA。

2.额定电压Un

额定电压是由制造厂规定的变压器在空载时额定分接头

上的电压,在此电压下能保证长期安全可靠运行,单位为V

或KV。当变压器空载时,一次侧在额定分接头处加上额定电压U1n,二次侧的端电压即为二次侧额定电压U2n。对于三

相变压器,如不作特殊说明,铭牌上的额定电压是指线电压;而单相变压器是指相电压。

3.额定电流In

变压器各侧的额定电流是由相应侧的额定容量除以相

应绕组的额定电压计算出来的线电流值,单位为A 或KA。

对于单相双绕组变压器:一次侧额定电流:I1N=S N/U1N

二次侧额定电流:I2N=S N/U2N 对于三相变压器,如不作特殊说明,铭牌上标的额定电流是指线电流。

三、变压器的构成

1)油箱

油浸式变压器均要有一个油箱,装入变压器油后,将组装好的器身装入其中,以保证变压器正常工作。变压器油用作加强变压器内部绝缘强度和散热作用。

2)储油柜

变压器在运行中,随着油温的变化,油的体积会膨胀和收缩,为了减少油与外界空气的接触面积,减小变压器受潮和氧化的概率,通常在变压器上部安装一个储油柜(俗称油枕)。

3)呼吸器

变压器随着负荷和气温变化,各变压器油温不断变化,这样油枕内的油位随着整个变压器油的膨胀和收缩而发生

变化,为了使潮气不能进入油枕使油劣化,将油枕用一个管子从上部连通到一个内装硅胶的干燥器(俗称呼吸器),硅胶对空气中水份具有很强的吸附作用,干燥状态状态为兰色,吸潮饱和后变为粉红色。吸潮的硅胶可以再生。

4)冷却器

直接装配在变压器油箱壁上,对于强迫油循环风冷变压器,电动泵从油箱顶部抽出热油送入散热器管簇中,这些管簇的外表受到来自风扇的冷空气吹拂,使热量散失到空气中去,经过冷却后的油从变压器油箱底部重新回到变压器油箱内。无论电动泵装在冷却器上部还是下部,其作用是一样的。

5)绝缘套管

变压器绕组的引出线从油箱内部引到箱外时必须经过

绝缘套管,使引线与油箱绝缘。绝缘套管一般是陶瓷的,其结构取决于电压等级。1kV以下采用实心磁套管,10~35kV

采用空心充气或充油式套管,110kV及以上采用电容式套管。为了增大外表面放电距离,套管外形做成多级伞形裙边。电压等级越高,级数越多。

6)分接开关

变压器常用改变绕组匝数的方法来调压。一般从变压器的高压绕组引出若干抽头,称为分接头,用以切换分接头的装置叫分接开关。分接开关分为无载调压和有载调压两种,前者必须在变压器停电的情况下切换;后者可以在变压器带负载情况下进行切换。分接开关安装在油箱内,其控制箱在油箱外,有载调压分接开关内的变压器油是完全独立的,它也有配套的油箱、瓦斯继电器、呼吸器。

7)压力释放阀

当变压器内部发生严重故障而产生大量气体时,油箱内压力迅速增加,为防止变压器发生爆炸,油箱上安装压力释放阀。

8)气体继电器

气体继电器又称为瓦斯继电器,是变压器的一种保护装置,安装在油箱与储油柜的连接管道中,当变压器内部发生故障时(如绝缘击穿、匝间短路、铁芯事故、油箱漏油使油面下降较多等)产生的气体和油流,迫使气体继电器动作。轻者发出信号,以便运行人员及时处理。重者使断路器跳闸,以保护变压器。

图4-2-4强迫油循环风冷壳式变压器中油循环通道

1—铁芯;2—绕组线圈;3—油泵;4—散热器;5—风扇框

四、变压器冷却装置

油浸式电力变压器的冷却系统包括两部分:一为内部冷却系统,它保证绕组、铁芯的散热入油中;二为外部冷却系统,保证油中的热散到变压器外。

按变压器的冷却方式,冷却系统可分为:油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环风冷式、强迫油循环水冷式等几种。

1.油浸自冷式

油浸自冷式冷却系统没有特殊的冷却设备。油在变压器内自然循环,铁芯和绕组所发出的热量依靠油的对流作用传至油箱壁或散热器。这种冷却系统的外部结构又与变压器容量有关,容量很小的变压器采用结构最简单的、具有平滑表面的油箱;容量稍大的变压器采用具有散热管的油箱。

2.油浸风冷式

油浸风冷式冷却系统,也称油自然循环、强制风冷式冷却系统。它是在变压器油箱的各个散热器旁边安装一个至几个风扇,把空气的自然对流作用改变为强制对流作用,以增强散热器的散热能力。它与自冷式系统相比,冷却效果可提高150%-200%,相当于变压器输出能力提高20%-40%。为了提高运行效率,当负载较小时,可停止风扇而使变压器以自冷方式运行;当负载超过某一规定值,例如70%额定负载时,可使风扇自动投入运行。这种冷却方式广泛应用于10000kVA 以上的中等容量的变压器。

3.强迫油循环风冷式

强迫油循环风冷式冷却系统用于大容量变压器。这种冷却系统是在油浸风冷式的基础上,在油箱主壳体与带风扇的散热器(也称冷却器)的连接管上装有潜油泵。油泵运转时,强制油箱体内的油从上部吸入散热器,再从变压器的下部进入油箱体内,实现强迫循环。

五、变压器的并列运行

将两台或多台变压器的一次侧及二次侧同极性的端子,通过母线连接起来,这种运行方式称为变压器的并列运行。

(一)并列运行的意义

1.提高了供电的可靠性。当一台变压器故障时,余下的变压器可继续供电,以保证重要设备的用电。

2.利于变压器的检修。当变压器需要检修时,可先并列上一台备用变压器,然后将需检修的变压器从电网中退出,这样,既能保证有计划的轮流检修,又能保证不间断供电。

3.利于经济运行。随着负载的变化确定并列运行变压器的台数,既可减少变压器的空载损耗,提高效率;又可减少无功激磁电流,改善高压电网的功率因数。

4.随负载增加,可分期安装变压器,以减少初期投资。

由此可见,变压器并列运行在供用电安全、经济运行中确有重要意义。

(二)并列运行的条件

理想的变压器并列运行应是:当变压器空载运行时在并列回路中没有环流;带上负载运行,各台变压器能按其容量比例合理地分配负载。为此,理想的并列运行要满足下列条件:

1.接线组别相同;

2.变比相等,即并列的各台变压器的一次额定电压和二次额定电压分别相等;

3.短路阻抗相等

六、变压器操作原则:

变压器停送电操作顺序:送电时,应先送电源侧,后送负荷侧;停电时,操作顺序与此相反。

凡有中性点接地的变压器,变压器的投入或停用,均应先合上各侧中性点接地隔离开关。变压器在充电状态,其中性点隔离开关也应合上。

电机与变压器试题答案

电机与变压器试题答案 一、单项选择题(本大题共20小题,每小题1分,共20分)。 1.如下图所示二端网络的戴维宁等效电路中,电压源的电压= (D ) A.9V B.3V C.-9V D.-3V 2. 把一个三相电动机的绕组连成星形接于UL=380V的三相电源上,或绕组连成三角形接于UL=220V的三相电源上,这两种情况下,电源输出功率(A )A.相等 B.差√3倍 C.差1/√3 倍 D.差3倍 3. 三相四线制的中线不准安装开关和熔断器是因为( C) A、中线上无电流,溶体烧不断 B、中线开关接通或断开对电路无影响 C、中线开关断开或溶体熔断后,三相不对称负载承受三相不对称电压作用, 无常工作,严重时会烧毁负载 D、安装中线开关和熔断器会降低中线的机械强度,增大投资 4. 整流的目的是(A ) A、将交流变为直流 B、将高频变为低频 C、将正弦波变为方波 5. 直流稳压电源中滤波电路的目的是(C )。 A、将交流变为直流 B、将高频变为低频 C、将交、直流混合量中的交流成 分滤掉 6. 串联型稳压电路中的放大环节所放大的对象是(C ) A、基准电压 B、采样电压 C、基准电压与采样电压之差 7.以下不属于变压器基本结构部件的是(C ) A、绕组 B、分接开关 C、转子

8. 一台频率为50 的三相异步电动机的转速为,该电机的极数和定子旋转 磁场转速为( C ) A、4极, B、6极, C、8极, 9. 单相变压器铁芯叠片接缝增大,其他条件不变,则空载电流(A ) A、增大 B、减小 C、不变 10. 高频保护通道中耦合电容器的作用是( A ) A、对工频电流具有很大的阻抗,可防止工频高压侵入高频收发讯机; B、对工频电流具有很小的阻抗,可防止工频高压侵入高频收发讯机; C、对高频电流阻抗很大,高频电流不能通过; D、滤除高次谐波的作用。 11. 变压器中性点接地属于( B ) A、保护接地 B、工作接地 C、保安接地 D、接零 12. 对放大电路进行静态分析的主要任务是(B ) A、确定电压放大倍数Au B、确定静态工作点Q C、确定输入电阻,输出电阻 13.在单相桥式整流电路中,若有一只整流管接反,则(C ) A、输出电压约为2UD B、变为半波整流 C、整流管将因电流过大而烧坏 14.变压器绝缘老化速度主要决定于( B ) A、湿度 B、温度 C、氧气 D、油中的分解物 15.新安装、检修后、长期停用和备用的变压器,超过(C)天,在投入运 行前,应测定绝缘电阻。 A、5天 B、10天 C、15天 D、30天 16.在同一个小接地电流系统中,所有出线装设两相不完全星形接线的电流保护,电流互感器装在同名相上,这样发生不同线路两点接地短路时,可保证只

发电机变压器组继电保护运行规程

继电保护运行规程 元件保护 第一节发电机变压器保护 一、保护简介 发变组保护采用许继生产的WFB—100Q微机型发变组成套保护装置,包括发电机、主变压器常用高压变压器的保护装置,其由三块保护屏嵌装十一个箱体、一台工控机组成。装置采用分层式多CPU并行工作方式,下层十三个保护模块共同构成整套保护。上层单元管理机(工控机) 负责人机接口和全部信息处理,保护模块之间及保护模块与工控机之间相互独立。整套保护出口有: 1.全停1 跳发电机出口开关、高厂A分支开关、高厂变B分支开关和灭磁开关及关汽机主汽门。 2.全停2 跳发电机出口开关、高厂变A分支开关、高厂变B分支开关和灭磁开关及关汽机主汽门。 3.解列跳发电机出口开关和汽机甩负荷。 4.解列灭磁跳发电机出口开关、灭磁开关和汽机甩负荷。 5.减出力减出力至定值。 6.母线解列跳110KV母联断路器。

7.厂用电切除跳高厂变A分支开关、高厂变B分支开关,同时启动切换A、B分支厂用电。 8.A分支解列跳高厂变A分支开关同时启动切换A分支厂用电。9.B分支解列跳高厂变B分支开关同时启动切换B分支厂用电。 二、保护A屏 1、保护屏组成: 其由一个WFB—105箱、两个WFB—108箱和一个XCK—103出口箱体构成。a、箱一WFB—105由三块交流变换、一块直流变换、两块出口、两块保护模块、一块稳压电源插件组成,完成有发电机差动、TA断线、失磁、转子一点接地和转子两点接地保护功能。 b、箱二WFB—108由三块交流变换、一块辅助信号、一块出口、两块保护模块、两块稳压电源插件组成,完成有定子接地、励磁变过流、励磁变过负荷、主变瓦斯、主变温度、主变压力释放及主变冷却系统故障保护功能。 c、箱三WFB—108箱由三块交流变换、一块辅助信号、一块出口、两块保护模块、两块稳压电源插件组成,完成有匝间保护、YH断线、发电机对称过负荷,发电机负序过流、发电机断水、励磁系统故障和热工保护(我厂没用) 保护功能。 d、箱四XCK—103出口器箱由八块NZK—98、一块NZK—98、一块NFJ—98和两块NSJ—98插件组成。NZK—98只用三块,其功能为全停1、全停2、解列、解

发电机变压器

PT的配置 数量和配置于主接线方式(方式改变时)有关,应能满足测量、保护、同期和自动装置的要求 1.6~220KV每组母线的三相上装设; 2.当需要监视和检测线路侧有无电压时,出线侧的一组上装设; 3.发电机出口装有三组,供测量、保护和自动电压调整装置需要。 CT的配置 与断路器有关,凡装有断路器的地方均装有,有些没有设置断路器的地方也装有(如发电机、变压器的中性点;发电机和变压器的出口)供测量、保护和控制装置需要。 对直接接地系统,一般按三相配置; 对非直接接地系统,按两相也有按三相配置; 厂用电系统 在发电厂内,照明、厂用机械用电(如泵、风机、油泵等为主要设备和辅助设备服务)及其它用电,称为厂用电。 供给厂用电的配电系统即厂用电系统。 6KV电动机和低压变压器的接引原则 容量载200KW以上的电动机采用6KV电压供电。 机、炉的同一用途的A、B两组辅机,应分别接在6KV厂用A、B段。 对于各机组在工艺上属于同一系统中的有两台以上的辅机,应接在本机同一分段厂用母线上,不得交叉接在二段母线上。 对于每台机仅有单台的辅机,可接在6KV厂用A或B段上,但应使负荷分配合理。 同一类型的全厂公用辅机,应分散接在不同机组的厂用母线上,以减少各机组厂用电系统故障对公用系统的影响。 设备不停电时的安全距离 电压等级(kV)安全距离(m) 10及以下(13.8)0.70 63(66)、110 1.50 220 3.00 在电气设备上工作,保证安全的组织措施 1.工作票制度; 2.工作许可制度; 3.工作监护制度; 4.工作间断、转移和终结制度。 在电气设备上工作,保证安全的技术措施 1.停电; 2.验电; 3.接地; 4.悬挂标示牌和装设遮栏(围栏)。 壹

变压器行业kVSSS系列变压器损耗参数对照表

变压器行业10kV级S9、S11、S13系列变压器损耗参数对照表 S13-M型全密封电力变压器主要技术参数

负载损耗:即可变损失。与通过的电流的平方成正比。负载损耗是额定电流下与参考温度下的负载损耗。展开些说,所谓额定电流是指一次侧分接位置必须是主分接,不能是其它分接的额定电流。对参考温度而言,要看变压器的绝缘材料的耐热等级。对油浸式变压器而言,不论是自冷、风冷或强油风冷,都有是A级绝缘材料,其参考温度是根据传统概念加以规定的,都是75℃。 1 变压器损耗大致为两项:铁损和线损。其中铁损主要为变压器铁芯在工作时的磁滞损耗所造成的,其大小与电压相关较大,变压器空载还是带负载对于铁损影响不大; 2 负载电流流过变压器线圈,由于线圈本身的电阻,将有一部分功率损耗在线圈中,这部分损耗为“线损”,电流越大,损耗越大,所以负荷越大,线损也越大; 3 空载时,只有励磁电流流过变压器,所以线损很小; 4 上述“铁损”和“线损”之和就是变压器的大部分损耗,负载时的线损与铁损之和就是变压器的负载损耗,而空载损耗意义也是如此。 相关知识:1)推广使用低损耗变压器 (1)铁芯损耗的控制 变压器损耗中的空载损耗,即铁损,主要发生在变压器铁芯叠片内,主要是因交变的磁力线通过铁芯产生磁滞及涡流而带来的损耗。 最早用于变压器铁芯的材料是易于磁化和退磁的软熟铁,为了克服磁回路中由周期性磁化所产生的磁阻损失和铁芯由于受交变磁通切割而产生的涡流,变压器铁芯是由铁线束制成,而不是由整块铁构成。 1900年左右,经研究发现在铁中加入少量的硅或铝可大大降低磁路损耗,增大导磁率,且使电阻率增大,涡流损耗降低。经多次改进,用0.35mm厚的硅钢片来代替铁线制作变压器铁芯。 1903来世界各国都在积极研究生产节能材料,变压器的铁芯材料已发展到现在最新的节能材料——非晶态磁性材料如2605S2,非晶合金铁芯变压器便应运而生。使用2605S2制作的变压器,其铁损仅为硅钢变压器的1/5,铁损大幅度降低。 (2)变压器系列的节能效果 上述非晶合金铁芯变压器,具有低噪音、低损耗等特点,其空载损耗仅为常规产品的1/5,且全密封免维护,运行费用极低。 我国S7系列变压器是1980年后推出的变压器,其效率较SJ、SJL、SL、SL1系列的变压器高,其负载损耗也较高。 80年代中期又设计生产出S9系列变压器,其价格较S7系列平均高出20%,空载损耗较S7系列平均降低8%,负载损耗平均降低24%,并且国家已明令在1998年底前淘汰S7、SL7系列,推广应用S9系列。 S11是推广应用的低损耗变压器。S11型变压器卷铁心改变了传统的叠片式铁心结构。硅钢片连续卷制,铁心无接缝,大大减少了磁阻,空载电流减少了60~80,提高了功率因数,降低了电网线损,改善了电网的供电品质。连续卷绕充分利用了硅钢片的取向性,空载损耗降低20~35。运行时的噪音水平降低到30~45dB,保护了环境。 非晶合金铁心的S11系列配电变压器系列的空载损耗较S9系列降低75%左右,但其价格仅比S9系列平均高出30%,其负载损耗与S9系列变压器相等。

电机与变压器(高级)

维修电工(高级)真题 1、变压器的基本作用是在交流电路中变电压、()、变阻抗、变相位和电气隔离。B A、变磁通 B、变电流 C、变功率 D、变频率 2、变压器的基本作用是在交流电路中变电压、变电流、()、变相位和电气隔离。D A、变磁通 B、变频率 C、变功率 D、变阻抗 3、变压器的铁心由(A)大部分组成。 (A)2 (B)3 (C)4 (D)5 4、大型变压器的铁心轭截面通常比铁心柱截面大(A)。 (A)5%~10% (B)10%~15% (C)15%~20% (D)5% 5、修理变压器分接开关时,空气相对湿度不大于75%,开关在空气中暴露时间不得超过(C)小时。 (A)8 (B)16 (C)24 (D)48 6、变压器绝缘击穿的修理步骤为:更换绝缘、烘干器身和(B)。 (A)帮扎 (B)灌入合格的变压器油 (C)焊接引线 (D)修理好地片 7、变压器耐压实验测试时,电压持续时间为(A)min。 (A)l (B)2 (C)3 (D)5 8、变压器做空载实验,要求空载电流一般在额定电流的(A)左右。 (A)5% (B)10% (C)12% (D)15% 9、变压器故障检查方法一般分为(A)种。 (A)2 (B)3 (C)4 (D)5 10、利用实验法判断变压器故障,当测得低压侧三相绕组误差很大,可能产生的故障是(A)。 (A)引线铜皮和瓷瓶导管断开 (B)分接开关损坏 (C)匝问短路 (D)分接开关接触不良 11、三相半波可控整流电路的三相整流变压器二次侧接成( )。B (A)△接法(B)Y接法(C)桥式接法(D)半控接法 12、将变压器的一次侧绕组接交流电源,二次侧绕组开路,这种运行方式称为变压器()运行。A A、空载 B、过载 C、满载 D、负载 13、三相异步电机能耗制动的控制线路至少需要()个接触器。B A、1 B、2 C、3 D、4 14、三相异步电机能耗制动的控制线路至少需要()个按钮。A A、2 B、1 C、4 D、3 15、三相异步电动机反接制动时,()绕组中通入相序相反的三相交流电。C A、补偿 B、励磁 C、定子 D、转子 16、三相异步电动机能耗制动的过程可用()来控制。C A、电流继电器 B、电压继电器 C、速度继电器 D、热继电器 17、异步电动机的启动电流与启动电压成正比,启动转矩与启动()。A A、电压的平方成正比 B、电压成反比 C、电压成正比 D、电压的平方成反比 18、三相异步电动机电源反接制动的过程可用()来控制。C A、电压继电器 B、电流继电器 C、时间继电器 D、速度继电器 19、三相异步电动机具有结构简单、工作可靠、重量轻、()等优点。B A、调速性能好 B、价格低 C、功率因数高 D、交直流两用

电机与变压器教案

绪论 一、教学目标 1、了解电机在电能产生、传输、转换中的作用 2、了解电机的发展概况 3、明确本课程的任务和要求 二、教学重点与难点 1、电机在电能产生、传输、转换中的作用 2、明确本课程的任务和要求 三、教学时间:1学时 四、教学过程及主要内容 一、电机在电能产生、传输、转换中的作用 一)电能是怎样产生的? 一般情况下,水能、热能、核能等其他自然能源水水轮机、气轮机等原动机转动,再由原动机带动三相同步发电机转动产生三相电能。 二)变压器在电能的传输中有什么作用? 1、减少输电线电阻 2、提高输电电压 三)电动机在电能的使用上有什么优点? 二、电机发展概况 三、本课程的任务和要求 一)任务 1、掌握变压器、异步电动机、直流电动机的结构、原理、主要特性、使用和维护知识; 2、了解同步电动机和特种电动机; 二)要求 1、学习要理论联系实际 2、注重对电机故障的分析、判断和检修能力的培养 3、为生产实习课与解决实际技术问题奠定理论和技能基础 第一单元变压器的分类、结构和原理 课题一变压器的分类和用途 一、教学目标 1、学生掌握变压器的定义 2、学生了解变压器的用途和分类 二、教学重点与难点 变压器的用途和分类

三、教学时间:1学时 四、教学过程及主要内容 一、变压器的主要用途 变压器是一种通过电磁感应作用将一定数值的电压、电流、阻抗的交流电转换成同频率的另一数值的电压、电流、阻抗的交流电的静止电器。在电力系统中,专门用于升高电压和降低电压的变压器统称为电力变压器。 变压器是利用电磁感应原理制成的静止电气设备。它能将某一电压值的交流电变换成同频率的所需电压值的交流电,以满足高压输电、低压供电及其他用途的需要。 二、变压器的分类 变压器可以按照用途、绕组数目、相数、冷却方式、调压方式分类。 1、按照用途分,主要有电力变压器、调压变压器、仪用互感器(如测量用电流互感器和电压互感器)、供特殊电源用的变压器(如整流变压器、电炉变压器、电焊变压器、脉冲变压器)。 2、按照绕组数目分,主要有双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器、自耦变压器。 3、按照相数分,主要有单相变压器、三相变压器、多相变压器。 4、按照冷却方式分,主要有干式变压器、充气式变压器、油浸式变压器(按照冷却条件,又可细分为自冷、风冷、水冷、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷变压器)。 5、按照调压方式分,主要有无载调压变压器、有载调压变压器、自动调压变压器。容量大小:小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。 五、作业 变压器的分类方式有很多,按用途可以分为哪几种? 课题二变压器的结构与冷却方式 一、教学目标 1、学生掌握变压器的基本结构 2、学生了解变压器的冷却方式 3、熟悉变压器的主要附件 二、教学重点与难点 1、变压器的基本结构 2、变压器的主要附件 三、教学时间4学时

变压器和发电机的保护

对于发电机可能发生的故障和不正常工作状态,应根据发电机的容量有选择地装设以下保护。 (1)纵联差动保护:为定子绕组及其引出线的相间短路保护。 (2)横联差动保护:为定子绕组一相匝间短路保护。只有当一相定子绕组有两个及以上并联分支而构成两个或三个中性点引出端时,才装设该种保护。 (3)单相接地保护:为发电机定子绕组的单相接地保护。 (4)励磁回路接地保护:为励磁回路的接地故障保护。 (5)低励、失磁保护:为防止大型发电机低励(励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流)或失去励磁(励磁电流为零)后,从系统中吸收大量无功功率而对系统产生不利影响,100MW及以上容量的发电机都装设这种保护。 (6)过负荷保护:发电机长时间超过额定负荷运行时作用于信号的保护。中小型发电机只装设定子过负荷保护;大型发电机应分别装设定子过负荷和励磁绕组过负荷保护。 (7)定子绕组过电流保护:当发电机纵差保护范围外发生短路,而短路元件的保护或断路器拒绝动作,这种保护作为外部短路的后备,也兼作纵差保护的后备保护。 (8)定子绕组过电压保护:用于防止突然甩去全部负荷后引起定子绕组过电压,水轮发电机和大型汽轮发电机都装设过电压保护,中小型汽轮发电机通常不装设过电压保护。 (9)负序电流保护:电力系统发生不对称短路或者三相负荷不对称(如电气机车、电弧炉等单相负荷的比重太大)时,会使转子端部、护环内表面等电流密度很大的部位过热,造成转子的局部灼伤,因此应装设负序电流保护。 (10)失步保护:反应大型发电机与系统振荡过程的失步保护。 (11)逆功率保护:当汽轮机主汽门误关闭,或机炉保护动作关闭主汽门而发电机出口断路器未跳闸时,从电力系统吸收有功功率而造成汽轮机事故,故大型机组要装设用逆功率继电器构成的逆功率保护,用于保护汽轮机。 变压器保护配备一般根据变压器的容量和电压等级。小型变压器配过流和速断保护就够了,甚至可以用熔断器保护;中型变压器(1250kVA以上)可以再加上瓦斯保护;更大的变压器(如6300kVA以上)一般应再配备差动保护。 变压器保护配置的基本原则 1、瓦斯保护: 800KVA及以上的油浸式变压器和400KVA以上的车间内油浸式变压器,均应装设瓦斯保护。瓦斯保护用来反应变压器油箱内部的短路故障以及油面降低,其中重瓦斯保护动作于跳开变 压器各电源侧断路器,轻瓦斯保护动作于发出信号。 2、纵差保护或电流速断保护: 6300KVA及以上并列运行的变压器,10000KVA及以上单独运行的变压器,发电厂厂用或工业企业中自用6300KVA及以上重要的变压器,应装设纵差保护。其他电力变压器,应装设电流速断保护,其过电流保护的动作时限应大于0.5S。对于2000KVA以上的变压器,当电流速断保护灵敏度不能满足要求时,也应装设纵差保护。纵差保护用于反应电力变压器绕组、套管及引出线发生的短路故障,其保护动作于跳开变压器各电源侧断路器并发相应信号。 3、相间短路的后备保护: 相间短路的后备保护用于反应外部相间短路引起的变压器过电流,同时作为瓦斯保护和纵差保护(或电流速断保护)的后备保护,其动作时限按电流保护的阶梯形原则来整定,延时动作于跳开变压器各电源侧断路器,并发相应信号。一般采用过流保护、复合电压起动过电流保护或负序电流单相低电压保护等。

发电机变压器组保护整定

1、原始资料 某发电厂要扩建一个新厂,安装两台发电机变压器组,主接线如图(a)所示。 已知参数如下: (1)发电机 e P =200MW ,cos ?=0.85,e U ==15.75kV ,195%d x =,' 24%d x =,'' 14.5%d x =;变压器e S =240MV A ,d U =0.105,接线Y ?-11,分接头 1212 2.5%15.75kV ±?,分级绝缘。 (2)相间短路后备保护范围末端两相短路时,流经发电机的最小短路电流为14900A 。 (3)110kV 母线上出线后备保护动作时间为6s 。出线的零序后备保护最大动作电流为3250A ,最大动作时间为5s 。在最大运行方式下,出线的零序后备保护范围末端接地短路时流经变压器的零序电流为620A ,故障线路上的零序电流为903A 。在最小运行方式下,出线末端金属接地短路时,流经变压器的最小零序电流为1100A 。 (3)保护设计所需的最大三相短路电流的计算结果如图(b)、(c)所示。它们是归算到115kV 的安数(括号内为最小三相短路电流值)。 (a )主接线图

(b)110kV母线短路时,短路电流分布图: (c)15.75kV母线短路时,短路电流分布图 2、设计内容 ⑴、发电机变压器组的保护方式 发电机变压器组的容量为200MW,发电机与变压器之间无短路器,因此,除发电机变压器组需装设公用纵差动保护外,发电机、变压器均装设单独的纵差动保护。按照保护安装设规程,需安装的保护如下: ①、发电机变压器组:纵差动保护 ②、发电机:a、纵差动保护 b、定子接地保护(零序电压保护) c、定子绕组匝间短路保护 d、定子绕组过电压保护 e、相间短路的后备保护(负序过电流保护+低电压起动保护)

发电机变压器部分讲义

发电机部分 变压器部分 电气设备部分 水轮发电机 第一节同步发电机工作原理 同步电机的基本特点是:同步电机的转子转速n恒等于定子旋转磁场的同步转速n1,它和电网的频率f之间严格遵守下式关系: n=n1=60f/p (r/min) p为同步电机的转子磁极对数同步电机即由此得名。我国的工业频率规定为f=50Hz,而电机的磁极对数p是整数,因此,对某一台具体的同步电机而言,其转速总为一固定值,例如:皂角湾电站发电机磁极对数为6对,则其同步转速 n=60f/p=3000/6=500转/分。 同步电机和其他电机一样,从原理上讲是可逆的,它不仅可以作为发电机运行,也可以作为电动机运行。 同步发电机是同步电机的一种,是专门用于产生三相交流电能的电源装置,在现代电力行业,根据原动机不同,常见的同步发电机有水轮发电机,汽轮发电机。 同步发电机与其它电机一样,是由定子和转子两部分所组成。它的定子是将三相交流绕组嵌置于由冲好槽的硅钢片叠压而成的铁芯里,它的转子通常由磁极铁芯及励磁绕组构成。图为转子是二极时的同步电机结构原理图。 定子、转子之间有气隙。定子上有AX、BY、CZ三相绕组,相绕组

由多匝串联的绕组元件(见图(b))连接而成,每相绕组的匝数相等,在空间上彼此相差120电角度。转子磁极上装有励磁绕组,由直流励磁电流产生磁场,其磁通由转子N极出来,经过气隙、定子铁芯、气隙,进入转子s极而构成回路,如图中虚线所示。 如果用原动机拖动同步电机的转子,以每分钟n的速度旋转,同时在转子上的励磁绕组中经过滑环(图中未画出)通入一定的直流电励磁,由于原动机的拖动,那么就会在转子上得到一个机械的旋转磁场,该磁场对定子磁场发生相对运动,根据电磁感应原理,就会在定子中感应出三相对称交流电势。由于定子绕组制造时,三相对称绕组在空间上互差120电角度,因此三相电势也在时间上相差120电角度。 如果同步发电机接上负载,就会有三相电流流过,这时,同步发电机将机械能转换为电勇。接入电网的同步发电机,在一定条件下,也可以作电动机运行,这时同步电动机便将电能转换为机械能。 第二节同步发电机基本结构 一、基本结构: 发电机本体主要是由一个不动的定子(以水轮发电机组为例包括上机架、下机架、定子铁芯、定子绕组、推力轴承、导向轴承、冷却装置等)和一个可以转动的转子(包括转子铁芯、绕组等主要部件)构成的,定子上置有三相交流绕组;转子上置有励磁绕组,当通入直流电流后,能产生磁场。定子有时也称为电枢,转子有时也称为磁极。转子的结构一般有两种基本型式,一种称为凸极式;另一种称为隐极式。 凸极式发电机从转子上看,有着明显的磁极,如图(a)所示。当通有直流励磁电流后,每个磁极就出现一定的极性,相邻磁极交替出现南极S和北极N。凸极式转子短而粗,适用于转速较低的机组,如水轮发电机组,风能发电机组等; 转子结构型式图(a) 凸极式(四极);(b)隐极式(两极) 隐极式发电机从转子上看,没有凸出的磁极,如图3-1-2(b)所示。但通入励磁电流后,沿转子圆周也会交替出现南极和北极的极性。隐极式转子细而长,适用于转速较高的机组,如汽轮发电机组。 二、水轮发电机 通常小容量水轮发电机常布置为卧式安装,而大容量水轮发电机,

发电机-变压器组与系统并列操作规程(新版)

发电机-变压器组与系统并列操作规程(新版) The safety operation procedure is a very detailed operation description of the work content in the form of work flow, and each action is described in words. ( 安全管理 ) 单位:______________________ 姓名:______________________ 日期:______________________ 编号:AQ-SN-0159

发电机-变压器组与系统并列操作规程(新 版) 1、并列条件: a.频率相等 b.电压相等 c.相位相同 d.相序相同 2、并列操作采用自动准同期法(正常方式)具体方式如下: 3、当采用远方同期时,由DCS发出请求信号,此时只有自动同期,存在同期合闸及无压合闸2种方式。其余都是由PLC和同期装置自动完成的。 4、当采用就地同期时,存在2种同期方式: 手动同期,存在无压合闸及手动合闸2种合闸方式,需手动选

择同期点看同期表,手动合闸。 自动同期,存在无压合闸及同期合闸2种合闸方式,需手动发出请求信号,其余与远方自动同期一致,都是由PLC和同期装置自动完成的。 5、并列操作注意事项 5.1.同期表指针旋转过快、指针旋转速度不均匀、指针已越过同步点、指针在同步点上以及逆时针方向旋转时不得合闸并列。 5.2.同期表投入时间一般不得超过20分钟。 5.3.禁止同时进行两项及以上的操作。 XXX图文设计 本文档文字均可以自由修改

发电机、变压器保护试题范文

一、填空题 1、发电机在(定子绕组机端)发生单相接地时,机端零序电压为相电压,在(定子绕组中性点处)发生单相接地时,机端零序电压为零。 2、发电机单相接地时,较大的接地电流能在故障点引起电弧时,将使定子绕组的(绝缘和定子铁芯)烧坏,也容易发展成为危害更大的定子绕组相间或(匝间短路),因此,发电机应装设定子绕组单相接地保护。 3、利用基波零序电压的发电机定子单相接地保护不能作为(100%定子接地)保护,有死区。 4、发电机励磁回路接地保护,分为(一点接地)保护和(两点接地)保护。 5、当发电机带有不对称负荷或系统中发生不对称故障时,在定子绕组中将有(负序电流),在发电机中产生(反向)的旋转磁场,于是在转子中产生倍频电流,引起附加损耗,导致转子过热。 6、发电机在电力系统发生不对称短路时,在(转子)中就会感应出(100Hz)电流。 7、在变压器瓦斯保护中,轻瓦斯保护动作于(信号),重瓦斯保护动作于(跳闸)。 8、变压器中性点间隙接地的接地保护采用(零序电流继电器)与(零序电压继电器)并联方式构成,带有0.5s 的时限。 9、变压器复合电压起动的过电流保护,负序电压主要反应(不对称)短路故障,正序电压反应(对称)短路故障。 10、变压器充电时,励磁电流的大小与断路器合闸瞬间电压的相位角α有关,当(90α=?)时,不产生励磁涌流;当(0α=?)时,合闸磁通由零增至2m φ,励磁涌流最大。 二、选择题 1、发电机解列的含义是(B)。 A :断开发电机断路器、灭磁、甩负荷 B:断开发电机断路器、甩负荷 C:断开发电机断路器、灭磁 2、发电机出口发生三相短路时的输出功率为(C)。 A :额定功率 B :功率极限 C :零 3、发电机装设纵联差动保护,它作为(C)保护。 A :定子绕组的匝间短路 B :定子绕组的相间短路 C :定子绕组及其引出线的相间短路

发电机与变压器参数及状态规定

发变组规范和运行规定 一、发电机组成 发电机本体主要是由一个不动的定子(包括机座、端盖、定子铁芯、端部结构和隔振装置等)和一个可以转动的转子(包括转子铁芯、绕组等主要部件)构成的,定子上置有三相交流绕组;转子上置有励磁绕组,当通入直流电流后,能能产生磁场。定子有时也称为电枢,转子有时也称为磁极。 定子铁芯和绕组: 转子铁芯和绕组:

二、发电机工作原理 同步发电机与其它电机一样,是由定子和转子两部分所组成。它的定子是将三相交流绕组嵌置于由冲好槽的硅钢片叠压而成的铁芯里,它的转子通常由磁极铁芯及励磁绕组构成。 定子、转子之间有气隙。定子上有AX、BY、CZ三相绕组,相绕组由多匝串联的绕组元件(见图3-1-1(b))连接而成,每相绕组的匝数相等,在空间上彼此相差120电角度。转子磁极上装有励磁绕组,由直流励磁电流产生磁场,其磁通由转子N极出来,经过气隙、定子铁芯、气隙,进入转子s极而构成回路,如图3-1-1中虚线所示。 如果用原动机拖动同步电机的转子,以每分钟n的速度旋转,同时在转子上的励磁绕组4中经过滑环通入一定的直流电励磁,那么转子磁极就产生磁场,这磁场随转子一起以n(r/min)的速度旋转,它对定子有了相对运动,就在定子绕组中感应出交流电势,在定子绕组的引出端可以得到交流电

势。如果定子是三相绕组,那么就可以得到三相交流电势, 该电势的大小用下式表示: E=4.44fNφK1 式中:N———每相定子绕组串联匝数; f———电势的频率(HZ) φ———每极基波磁通(Wb); K1———基波绕组系数。 三、同步发电机的额定参数 (1)额定电压:指发电机在正常运行时定子三相绕组的额定线电压值。 (2)额定电流:指发电机在额定运行时流过定子绕组的额定线电流。 (3)额定功率:指发电机在正常运行时输出的电功率,用公式表示:P=UIcosφ (4)额定容量:发电机长期安全运行的最大输出功率。 (5)额定转速n:指转子正常运行时的转速。发电机在一定极数及频率下运行时,转子的转速即为同步转速,即为:n=60f/p(r/min) (6)有功功率:P=UIcosφ单位:千瓦KW (7)无功功率:Q=UIsinφ单位:千乏Kvar

变压器纵差保护与发电机纵差保护的区别

变压器纵差保护与发电机纵差保护的区别 变压器内部电气故障主要是:各侧绕组的匝间短路、中性点直接接地侧绕组的单相短路、内部引线和套管故障、各侧绕组相间短路。 发电机内部短路故障为:定子绕组不同相之间的相间短路、同相不同分支之间和同相同分支之间的匝间短路,兼顾定子绕组开焊故障,但不包括各种接地故障。 变压器纵差保护与发电机纵差保护一样,也可采用比率制动方式或标积制动方式达到外部短路不误动和内部短路灵敏动作的目的。 纵联差动保护(比率制动式纵差保护)是比较被保护设备各引出端电气量(例如电流)大小和相位的一种保护。 变压器纵差保护与发电机纵差保护的区别如下: 1、变压器各侧额定电压和额定电流各不相等,因此各侧电流互感器的型号一定不同,而且各侧三相接线方式不尽相同,所以各侧相电流的相位有也可能不一致,将使外部短路时不平衡电流增大,所以变压器纵差保护的最大系数比发电机的大,灵敏度相对来说要比较低。 2、变压器绕组常有调压分接头,有的还要求带负荷调节,使变压器纵差保护已调整平衡的二次电流又被破坏,不平衡电流增大,这样将使变压器纵差保护的最小动作电流和制动系数都要相应加大。 3、对于定子绕组的匝间短路,发电机纵差保护完全没有作用。变压器各侧绕组的匝间短路,通过变压器铁芯磁路的耦合,改变了各侧电流的大小和相位,使变压器纵差保护对匝间短路有作用。 4、无论变压器绕组还是发电机定子绕组的开焊故障,它们的完全纵差保护均不能起到保护作用而动作,但变压器还可以依靠瓦斯保护或压力保护。 5、变压器纵差保护范围除包括各侧绕组外,还包含变压器的铁心,即变压器纵差保护区内不仅有电路还有磁路,明显违反了纵差保护的理论基础(基尔霍夫电流定律)。而发电机的纵差保护对象内只有电路的联系,在没有故障时,不管外部发生什么故障,各相电流的矢量和总为零。 发电机纵差保护的工作原理是怎样的? 发电机纵差保护是根据差流法的原理来装设的。其原理接线图如下: 在发电机中性点侧与靠近发电机出口断路器QF处,装设性能、型号相同的两组电流互感器TA1、TA2,来比较定子绕组首尾端的电流值和相位,两组电流互感器,按环流法连接,差流回路接入电流继电器Ⅰ-Ⅰ. 在正常时,中性点与出口侧的电流数值和相位都相同,差流回路没有电流,继电器Ⅰ-Ⅰ不会动作。 在保护范围外发生短路故障,与正常运行时相似,差流回路也没有电流,保护也不会动。在保护范围内发生故障,流经电流继电器Ⅰ-Ⅰ的电流,为TA1、TA2电流互感器二次电流之差,继电器Ⅰ-Ⅰ启动,保护装置将动作。这就是发电机纵差保护的基本工作原理。 纵差保护2 变压器纵差保护是利用比较变压器两侧电流的幅值和相位的原理构成的。把变压器两侧的电流互感器按差接法接线,在正常运行和外部故障时,流入继电器的电流为两侧电流之差,其值接近为零,继电器不动作;在内部故障时,流入继电器的电流为两侧电流之和,其值为短路电流,继电器动作。 由此可见,变压器两侧电流互感器的接线正确与否,直接影响到纵差保护的动作可靠性。将

变压器损耗计算公式

变压器损耗 分为铁损和铜损,铁损又叫空载损耗,就是其固定损耗,实是铁芯所产生的损耗(也称铁芯损耗,而铜损也叫负荷损耗,1、变压器损耗计算公式 (1)有功损耗:ΔP=P0+KTβ2PK-------(1) (2)无功损耗:ΔQ=Q0+KTβ2QK-------(2) (3)综合功率损耗:ΔPZ=ΔP+KQΔQ----(3) Q0≈I0%SN,QK≈UK%SN 式中:Q0——空载无功损耗(kvar) P0——空载损耗(kW) PK——额定负载损耗(kW) SN——变压器额定容量(kVA) I0%——变压器空载电流百分比。 UK%——短路电压百分比 β——平均负载系数 KT——负载波动损耗系数 QK——额定负载漏磁功率(kvar) KQ——无功经济当量(kW/kvar) 上式计算时各参数的选择条件: (1)取KT=1.05; (2)对城市电网和工业企业电网的6kV~10kV降压变压器取系统最小负荷时,其无功当量KQ=0.1kW/kvar; (3)变压器平均负载系数,对于农用变压器可取β=20%;对于工业企业,实行三班制,可取β=75%; (4)变压器运行小时数T=8760h,最大负载损耗小时数:t=5500h; (5)变压器空载损耗P0、额定负载损耗PK、I0%、UK%,见产品资料所示。 2、变压器损耗的特征 P0——空载损耗,主要是铁损,包括磁滞损耗和涡流损耗; 磁滞损耗与频率成正比;与最大磁通密度的磁滞系数的次方成正比。 涡流损耗与频率、最大磁通密度、矽钢片的厚度三者的积成正比。 PC——负载损耗,主要是负载电流通过绕组时在电阻上的损耗,一般称铜损。其大小随负载电流而变化,与负载电流的平方成正比;(并用标准线圈温度换算值来表示)。 负载损耗还受变压器温度的影响,同时负载电流引起的漏磁通会在绕组内产生涡流损耗,并在绕组外的金属部分产生杂散损耗。 变压器的全损耗ΔP=P0+PC 变压器的损耗比=PC/P0 变压器的效率=PZ/(PZ+ΔP),以百分比表示;其中PZ为变压器二次侧输出功率。一、变损电量的计算:变压器的损失电量有铁损和铜损两部分组成。铁损与运行时间有关,铜损与负荷大小有关。因此,应分别计算损失电量。 1、铁损电量的计算:不同型号和容量的铁损电量,计算公式是:

大型发电机与变压器

1、什么是同步发电机的三机同轴励磁系统? 300MW汽轮发电机组采取卧式轴,轴系上带有一台同步发电机,两台励磁机,主励磁机发出的三相100HZ中频交流电流经过整流柜整成直流后供给发电机的励磁绕组,永磁副励磁机也是一台同步发电机采取永励磁转子,定子为三相绕组,发出400~500HZ的交流电流经过整流柜整成直流后供给主励磁机转子励磁 2、什么是同步发电机运行的额定工况?发电机的额定参数有哪些? 同步发电机根据其设计和制造所规定的条件长期连续工作,称为额定工况;额定功率、电压、电流、功率因数、转速、氢压、励磁电压、励磁电流、连接方式、效率等 3、当冷却介质、运行电压和运行频率不同于额定值时,对同步发电机的运行有何影响? (1)冷却介质不同于额定值时对容量的影响:运行中的发电机,当冷却介质温度不同于额定值时,其容许负荷可随冷却介质温度变化而增减。在此情形下,决定容许负荷的原则是定子绕组和转子绕组温度都不超过容许值。冷却介质温度高于额定时,按定子电流减小出力 (2)端电压不同于额定值时发电机的运行:当电压低于95%以下运行时,定子电流不应超过额定值的5%,此时,发电机要降低出力,否则,定子绕组的温度要超过容许值。发电机运行电压高于额定值,升高到105%以上时,其出力须相应降低。因为电压升高,铁芯内磁密度增加,铁耗增加,引起铁芯温度和定子绕组温度增高。除此之外,电压增高,如维持有功出力不变,就要增加励磁电流,致使转子绕组的温度超过容许限度。 (3)运行频率不同于额定值时发电机的运行:运行频率比额定值高时,发电机的转速升高,转子承受的离心力增大,可能使转子某些部件损坏,因此频率增高主要是受转子机械强度的限制;运行频率比额定值低,也有很多不利影响。例如频率降低,转速下降,使两端风扇鼓进的风量降低,其后果使发电机的冷却条件变坏,各部分温度升高。频率降低,为了维持额定电压不变,就得增加磁通,如同电压增高时的情况一样,由于漏磁增加会产生局部过热。频率降低还可能使汽轮机叶片损坏,厂用电动机也可能由于频率下降,使厂用机械出力受到严重影响。 (4)功率因数不同于额定值时发电机的运行:发电机容许在不同的功率因数下运行,但受下列条件的限制。1)高于额定功率因 数时,定子电流不应超过容许 值。2)低于额定功率因数时,转 子电流不应超过容许值。3)在进 相功率因数运行时,应受到稳定 极限的限制 4、大型同步发电机的参数有何 特点?对系统运行有何影响? 特点:气隙磁密受到饱和限制, 不能选择过大,同时线负荷较 大,所以大型机组的x d值显得较 大。对于同容量的汽轮发电机组 和水轮发电机组,虽然汽轮发电 机的气隙较大,但它的线负荷和 极距都较大,所以汽轮发电机的 x d值(0.9~2.0)仍较水轮发电机 的均值(0.7~1.6)大。暂态阻抗和 次暂态阻抗值,由转子和定子的 漏磁通决定,次暂态阻抗还决定 于阻尼绕组的漏磁通。大型机组 中由于力值较大,漏磁通也较 大,所以暂态阻抗和次暂态阻 抗值也要增大。 (2)阻抗增大和时间常数减小 对电力系统运行的影响:阻抗增 大将使系统中短路电流减小;但 在没有励磁控制(包括自动电压 调节器)的情况下,阻抗增大,机 械时间常数减小,将使系统稳定 性降低。若x d值越大,而x s值相 对较小(即线路不长)时,静态 稳定极限功率越小,故阻抗增 大,导致静态稳定储备降低。 5、电力系统的暂态稳定和许多 因素有关,其中主要有:发电机 和系统的阻抗、机械时间常数、 励磁上升速度、强励倍数、切断 短路时间等等。 6、同步发电机的正常运行工作 状态的特点是什么? 发电机的有功负荷,无功负荷、 电压、电流等都在容许范围以 内,因而它是一种稳定的、对称 的工作状态,其中最常见的是额 定工作状态,即有功负荷,电压、 功率因数、频率、冷却介质温度 都是额定值。发电机在额定工作 状态运行时,具有损耗小,效率 高,转矩均匀等性能,一般发电 机都应尽量在接近额定工作状 态下运行 7、如何调节发电机的有功和无 功功率?在调整过程中应注意 什么问题? 根据调度制定的负荷曲线来调 整有功和无功负荷,用调速器调 整有功功率,用励磁调节器调整 无功功率。在调整过程中,要注 意各个参量不要超过容许范围。 除此之外,还要注意负荷上升速 度,对于汽轮机,为了防止过渡 的热膨胀,负荷上升速度不能太 快,从空载到满负荷,通常要几 小时。水轮发电机负荷的上升速 度不受限制,只要几分钟,便可 带满负荷。 8、在稳态条件下,发电机的容 许运行范围由哪几个条件决 定? 1)原动机输出功率极限,即原 动机的额定功率一般要稍大于 或等于发电机的额定功率。2) 发电机的额定兆伏安数,即由定 子发热决定的容许范围。3)发 电机的磁场和励磁机的最大励 磁电流,通常由转子发热决定。 4)进相运行时的稳定度,当发 电机功率因数小而转入进相运 行时, E q和U的夹角不断增大, 此时,发电机有功功率输出受到 静态稳定条件的限制。 9、发电机的P-Q曲线表示什 么? 表示其在各种功率因数下容许 的有功功率输出P和容许的无功 功率输出Q的关系曲线,又称为 发电机的安全运行极限。 10、发电机在正常调整过程中最 常见的工作状态是什么?试结 合相量图分析不同工作状态下 发电机运行的变化情况。 最常见的两种工作状态是:①调 整有功功率,维持励磁不变,即 E q为常数,P为变数;②调整励 磁,维持有功功率不变,即P为 常数,E q为变数 11、什么是发电机的暂态稳定 性?什么是发电机的动态稳定 性? 暂态稳定性主要指发电机在各 种短路、接地、线路故障及切除 故障线路造成的大扰动中保持 稳定运行的能力。动态稳定性主 要指遭受大扰动后发电机恢复 和保持稳定状态的能力。 12、发电机常见的非正常运行状 态有哪些? 最常见的非正常工作状态有过 负荷、异步运行、不对称运行等 13、发电机过负荷运行有何危 害?什么情况下允许发电机短 时过负荷运行? 电流超过额定值会使电机绕组 温度有超过容许限度的危险,甚 至还可能造成机械损坏。过负荷 数值愈大,持续时间越长,上述 危险性越严重。因此,发电机只 容许短时过负荷;只有在事故情 况下,当系统必须切除部分发电 机或线路时,为防止系统静态稳 定破坏,保证连续供电,才容许 发电机短时过负荷运行。 14、引起发电机异步运行的原因 有哪些? 励磁系统故障、误切励磁开关而 失去励磁、短路使发电机失步 15、发电机失磁后的物理情况如 何? 1)转子电流表指示值为零或接 近零2)定子电流表指示值增大 和摆动3)有功功率表指示值减 小或摆动4)无功功率表为负机 端电压降低 16、为什么汽轮发电机允许短时 异步运行?水轮发电机不允许 失磁异步运行? 汽轮发电机的x d较大,而s甚小, 所需的无功功率也较小,电力系

发电机变压器组高压断路器失灵保护分析(最新版)

发电机变压器组高压断路器失灵保护分析(最新版) Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production. ( 安全管理 ) 单位:______________________ 姓名:______________________ 日期:______________________ 编号:AQ-SN-0207

发电机变压器组高压断路器失灵保护分析 (最新版) 近年来,多次发生由于发电机变压器组高压侧断路器一相拉不开,高压侧单相电流通过变压器耦合使发电机非全相运行,在发电机回路产生较大的负序电流,造成发电机转子严重烧坏的事故。为此,不管发电厂电气主接线采用哪种形式,也不管发电机变压器组高压断路器采用哪种类型,根据DL400-91《继电保护和安全自动装置技术规程》的要求,按照发电机变压器组保护双重化和近后备保护配置原则,在大型单元机组发电机变压器组保护中均配置了失灵保护。当发电机变压器组高压侧断路器非全相运行时,失灵保护动作,跳开母联(或分段)断路器及发电机变压器组高压侧断路器所连接母线上的所有元件或与之相关的元件,保护发电机的安全。

1发电机变压器组失灵保护存在的问题 1.1失灵保护的复合电压闭锁问题 早期的失灵保护装置回路没有复合电压闭锁,失灵保护经常误动。后经改造,在失灵保护回路加装了复合电压闭锁,但是随着机组单机容量的增大,负序电流对发电机转子的危害加剧,要求在发电机变压器组高压侧断路器非全相运行时,尽快解除复合电压闭锁,并且解除发电机变压器组失灵保护复合电压闭锁的逻辑关系要求。此项要求在新式的微机失灵保护装置中可以很容易满足,但在早期的失灵保护中很难满足,而对早期失灵保护的改造也确非易事。 1.2失灵保护装置启动判据及逻辑关系问题 早期的失灵保护装置启动判据是“断路器保护动作”和“相电流”组成的“与逻辑”,动作是经过一定延时后(时限大于断路器的跳闸时间与保护装置的返回时间之和再加裕度时间),以较短时间跳开母联(或分段)断路器,再经一时限跳开所连接母线上的所有有源元件或跳开与之相关的元件,而按照《“防止电力生产重大事故的25项重点要求”继电保护实施细则》(简称《继电保护细则》)的要求,

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