发电厂基本知识及发电机继电保护

电压塌陷时间、脉冲电压及其持续时间
四、电力负荷供电可靠性分类及要求
I类：供电中断，损害人 生安全、巨大损失
分 II类：供电中断，大量减 产
III类：可停电
五、电力网额定电压等级
0.38/0.22KV、3KV、6KV、10KV、110KV、220KV、 330KV、500KV、750KV等。
炉水循环泵：建立和维持锅炉内部介质的循环，完成介质循环加热的 过程。
燃烧器：将携带煤粉的一次风和助燃的二次风送入炉膛，并组织一定 的气流结构，使煤粉能迅速稳定的着火，同时使煤粉和空气合理混合， 达到煤粉在炉内迅速完全燃烧。煤粉燃烧器可分为直流燃烧器和旋流 燃烧器两大类。
汽轮机本
体汽轮机本体（steam turbine proper）是

配电变电站：对一小区域或较大容量工厂供电，常为 110KV
三、电能质量的标准
1．衡量指标
电压：正常允许
Un

5%U
，极限
n
U
n
10%U n
频率：49.5HZ至50.5HZ
2波 ．形电畸能变质率量：基小于本3标%准
电压偏移、电压变化摆幅，电压摇摆剂量、电压波形的非正弦系
数、n次谐波分量系数、负序电压系数、另序电压系数、频率偏移，
汽机主要 系统 主蒸汽系统：吹动汽轮机旋转，带动发电机做功，是发电厂主要的做
功介质通过的系统。 再热蒸汽系统：辅助主蒸汽系统做功，提高机组热效率。 回热抽汽系统：尽量减少进入凝汽器的无用能量，提高机组热效率。
轴封系统：防止汽轮机内部高压蒸汽向外泄露，保证汽轮机效率，保持真空 系统严密性。
主要生产过程简述
储存在储煤场(或储煤罐)中的原煤由输煤设备从储煤 场送到锅炉的原煤斗中,再由给煤机送到磨煤机中磨成煤 粉。煤粉送至分离器进行分离,合格的煤粉送到煤粉仓储 存(仓储式锅炉)。煤粉仓的煤粉由给粉机送到锅炉本体的 喷燃器,由喷燃器喷到炉膛内燃烧(直吹式锅炉将煤粉分离 后直接送入炉膛)。燃烧的煤粉放出大量的热能将炉膛四 周水冷壁管内的水加热成汽水混合物。混合物被锅炉汽包 内的汽水分离器进行分离,分离出的水经下降管送到水冷 壁管继续加热,分离出的蒸汽送到过热器,加热成符合规定 温度和压力的过热蒸汽,经管道送到汽轮机作功。过热蒸 汽在汽轮机内作功推动汽轮机旋转,汽轮机带动发电机发 电,发电机发出的三相交流电通过发电机端部的引线经变 压器什压后引出送到电网。在汽轮机内作完功的过热蒸汽 被凝汽器冷却成凝结水,凝结水经凝结泵送到低压加热器 加热,然后送到除氧器除氧,再经给水泵送到高压加热器加 热后,送到锅炉继续进行热力循环。再热式机组采用中间 再热过程,即把在汽轮机高压缸做功之后的蒸汽,送到锅炉 的再热器重新加热,使汽温提高到一定(或初蒸汽)温度后, 送到汽轮机中压缸继续做功。
作时的热量。密封系统的功能是密封冷却介质的外泄。 工业水系统：提供冷却介质。冷却各种辅助设备。 顶轴油系统由于不是所有机组都有，所以不做介绍。液压油系统划归调节、
保安系统，所以不做介绍。 其它系统：压缩空气系统、旁路系统、减温水系统、精处理系统、胶球系统
等。
汽机主要设备
汽轮机：汽轮机是一种将蒸汽的热势能转换成机械能的旋转原动机。 分冲动式和反动式汽轮机。
按锅炉蒸发受热面内工质的流动方式分类：自然循环锅炉、 强制循环锅炉、直流锅炉、复合循环锅炉。
按锅炉的整体布置分类：∏型结构锅炉、箱型结构锅炉、 塔型结构锅炉。
火力发电厂中的锅炉按水循环方式可分为自然循环,强制 循环,直流锅炉三种类型。 依靠工质的重度差而产生的循环 流动称为自然循环。借助水泵压头使工质产生的循环流动称 为强制循环。 自然循环形成:汽包、下降管、下联箱和上升 管(即水泠壁)组成一个循环回路。由于上升管中的水在炉内 受热铲生了蒸汽,汽水混合物的重度小,而下降管在炉外不受 热,管中是水,其重度大,两者重度差就产生推动力,水沿下降管 向下流动,而汽水混合物则沿上升管向上流动,这样就形成水 的自然循环流动。 强制循环锅炉的结构与自然循环基本相同, 它也有汽包,所不同的在下降管中增加了循环泵,作为增强汽 水循环的动力。 直流炉的结构与自然循环锅炉结构不同,它 没有汽包,是依靠给水泵压力使工质锅炉受热面管子中依次经 过省煤器,蒸发受热面和过热器一次将水全部加热成为过热蒸 汽。现在一般只宜用于亚临界,超临界压力锅炉。 强制循环 锅炉与自然循环锅炉比较: 优点:可适用于亚临界、超临界压 力;由于工质在受热面中是强制流动,因而受热面的布置较灵 活,受热均匀水循环好;起停炉快;水冷壁可使小管径、薄管壁 (压力准许),相对汽包容积减小,节省钢材。 缺点:加装循环泵, 系统复杂,投资高,检修困难。
锅炉本
体锅炉设备是火力发电厂中的主要热力设备
之一。它的任务是使燃料通过燃烧将化学能转 变为热能，并且以此热能加热水，使其成为一 定数量和质量（压力和温度）的蒸汽。由炉膛、 烟道、汽水系统（其中包括受热面、汽包、联 箱和连接管道）以及炉墙和构架等部分组成的 整体，称为“锅炉本体”。
锅炉主要设
备 按锅炉的蒸汽压力：可将锅炉分为低压锅炉（压力小于 2.45MPa），中压锅炉（压力2.94～4. 90MPa），高压锅 炉（压力7.84～10. 8MPa），超高压锅炉（压力11.8～ 14. 7MPa），亚临界锅炉（压力15.7～19. 6MPa），超 临界锅炉（压力22. 1MPa），超超临界锅炉（压力30～ 31MPa）。
图1—1 凝汽式火电厂 1—锅炉；2蒸汽过热器；3—汽轮机高压段；4—中间蒸汽过热器；5—汽 轮机低压段；6—凝汽器；7—凝结水泵；8—给水泵；9—发电机；10—主 变压器；11—断路器；12—主母线；13—站用变压器；14—厂用电高压母 线
图1—2 热电厂的生产过程 1— 锅炉；2蒸汽过热器；3—汽轮机高压段；4—生产抽汽；5—汽 轮机低压段；6—凝汽器；7—凝结水泵；8—给水泵；9—发电机；
给水泵：将除氧水箱的凝结水通过给水泵提高压力，经过 高压加热器加热后，输送到锅炉省煤器入口，作为锅炉主 给水。
六、电气部分概述
（一）一次接线 对用户供电的电路部分 ：对外主接线；对内厂用电接 线 （二）二次接线： 保证一次接线安全、可靠、优质、经济地运行，对一 次接线中的设备实施测量、信号、控制、调节的电路 部分。 例如：断路器控制回路、中央音响信号回路等。
（三）电气设备额定电压
用电设备额定电压=电力网额定电压 发电机：
地震活动地区
综合利用水资源项目，如发电、航运、灌溉
丰水期满载、枯水期承担尖峰负荷
水 启动、停运快速
电 站
设备利用小时数低调 基峰 荷5电00站01至56000至 003小00时0小时
水工建筑工程量大，建设周期长
发电成本低
抽水蓄能电站：实质相当一个极大容量的交流蓄电装置， 改善系统运行调度。
一次风机：干燥燃料，将燃料送入炉膛，一般采用离心式 风机。
送风机：克服空气预热器、风道、燃烧器阻力，输送燃烧 风，维持燃料充分燃烧。
引风机：将烟气排除，维持炉膛压力，形成流动烟气，完 成烟气及空气的热交换。
磨煤机：将原煤磨成需要细度的煤粉，完成粗细粉分离及 干燥。
空预器：空气预热器是利用锅炉尾部烟气热量来加热燃烧 所需空气的一种热交换装置。提高锅炉效率，提高燃烧空 气温度，减少燃料不完全燃烧热损失。空预器分为导热式 和回转式。回转式是将烟气热量传导给蓄热元件，蓄热元 件将热量传导给一、二次风，回转式空气预热器的漏风系 数在8～10％。
单机容量60万千瓦
火 电 厂
承 在担 系基 统荷 中占主要地位
设备利用时间数大于5000时 / 年
环境污染
凝气式电站蒸汽仅用于发电，而热力化电站蒸汽除发电外， 一部分还用来供热 （生产、采暖、通风、热水）
原 承担系统基荷
子 能 电
设污备染利降用低小时数大于6500小时
站 应为发展前景，但安全性问题突出，不宜建在人口稠密，
图1—6 抽水蓄能电站
1—堰；2—引水渠；3—压力水管；4—厂房 1—压力水管；2—厂房；3—坝
110KV升压站
许继电气股份有限公司
火力发电厂概述
火力发电厂是利用化石燃料燃烧释放的热 能发电的动力设施，包括燃料燃烧释热和热能 电能转换以及电能输出的所有设备、装置、仪 表器件，以及为此目的设置在特定场所的建筑 物、构筑物和所有有关生产和生活的附属设施。 主要有蒸汽动力发电厂、燃气轮机发电厂、内 燃机发电厂几种类型.
真空系统：维持汽轮机的低背压和凝汽器真空。 凝结水系统：将凝结水输送到除氧器，完成加热、除氧、化学处理和剔除杂
质。 给水系统：提高给水压力，加热后为锅炉提供给水。 主机油系统：包括润滑油系统、顶轴油系统、调节、保安系统。 汽轮机调节、保安系统：协调各系统同步地按照要求进行工作。 润滑油系统：为汽轮机提供润滑、冷却用油。 发电机冷却系统和密封系统：冷却系统的功能是冷却发电机，带走发电机工
具有上、下库 具有水轮发电机组，电动水泵机组（可合二为一） 系统高峰负荷时发电，低谷负荷时提水 保证大型热电机组，核电机组较为平整的负荷曲线，经济效益提高
二、变电站基本型式
发电厂的变电站，既主变升压站
电力网的变电站区枢域纽变变电电站站：：对U m一a大x，区S m域a供x联电络，系高统压大进用线户来、自大枢电纽厂变，、与大远电方厂系统连
锅炉主要系 统 汽水系统：锅炉的汽水系统的主要功用是接受燃料的热能，
提升介质的热势能，增压增温，完成介质的状态转换。
烟风系统：提供锅炉燃烧的氧气，带动干燥的燃料进入炉 膛，维持炉膛风压以稳定燃烧。
制粉系统：完成燃料的磨碎、干燥。使之形成具有一定细 度和干燥度的燃料，并送入炉膛。
其它辅助系统：包括燃油系统、吹灰系统、火检系统、除 灰除渣系统等，具体功能不做介绍。
UGn 1.05Un
升压变压器：
当
降压变压器：U1n 1.05Un （四）配电设备分类及符号
U取d %法7同.5升压变UU2n
Ud %7.5

2n
1.1U源自文库n
1.05U
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U1n U n
U 2n
发电机 断路器 隔离开关 变压器
电抗器 避雷器
熔断器 电流互感器
还有电压互感器、电缆、母线、绝缘子及四种常见低压开关电器 等
完成蒸汽热能转换为机械能的汽轮机组的基本 部分，即汽轮机本身。它与回热加热系统、调 节保安系统、油系统、凝汽系统以及其他辅助 设备共同组成汽轮机组。汽轮机本体由固定部 分（静子）和转动部分（转子）组成。固定部 分包括汽缸、隔板、喷嘴、汽封、紧固件和轴 承等。转动部分包括主轴、叶轮或轮鼓、叶片 和联轴器等。固定部分的喷嘴、隔板与转动部 分的叶轮、叶片组成蒸汽热能转换为机械能的 通流部分。汽缸是约束高压蒸汽不得外泄的外 壳。汽轮机本体还设有汽封系统。
10—主变压器；11—供热抽汽；12—蒸汽加热器；13—供热泵
图1—7 核电厂简要生产过程 1—核反应堆；2—蒸汽发生器；3—水管；4—过滤器；5—循环 水泵；6—水泵
图1—3 坝后式水电厂 1—坝；2—压力钢管；3—厂房
图1—4 河床式水电厂 1—进水口；2—厂房；3—溢流坝
图1—5 径流式水电厂
许继电气股份有限公司
发电厂基本知识及发电机继电保护
（内部培训）
许继发电部
题 纲
一、发电厂的基本形式
二、火力发电厂运行
三、汽轮发电机的结构及工作原理
四、水轮发电机的结构及工作原理
五、发电机励磁系统
发电厂基本型式、电能质量与供电可靠性
一、发电厂 基本型式
火电厂、核电站、水电站、风力电站、潮汐电站等
基本原理
电磁感应理论：任何变化的电场都要在其周围 空间产生磁场，任何变化的磁场都要在其周围 空间产生电场。
热力学第一定律：热可以变为功，功也可以变 为热，消耗一定热量时，必产生相当数量的功， 消耗一定量的功时，必出现相应数量的热。
热力学第二定律：高温物体的热能可以自动传 递给低温物体，而低温物体的热能却不能自动 地传递给高温物体。机械能可以自动转化为热 能，而热能却不能自动转化为机械能。