水電廠的廠用電與直流系統(tǒng)(共7頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上水電廠的廠用電與直流系統(tǒng) 一、水電廠的廠用電1.水電廠的廠用電概念水電廠機電輔助設備用電及照明用電稱為水電廠的廠用電2.廠用電負荷由以下幾部分組成一類負荷：重要機械及監(jiān)控、保護、自動裝置等二次設備用電；允許電源中斷的時間，僅為電源操作切換時間，它們停止工作后，會引起主機減少出力或停止發(fā)電，甚至可能使主機或輔助設備損壞。對于水電廠的一類負荷，一般都設置兩臺以上相同的設備，其電源各自獨立，當一臺設備停電或故障后，另一臺設備還可以正常工作，這樣就不會因為一臺設備故障而影響機組的安全生產(chǎn)。因此，對于大中型水輪發(fā)電機組的機旁動力盤，一般都分成兩段，各段電源相互獨立，而且兩段電源

2、之間還裝設有備用電源自動投入裝置，兩段電源互為備用，以提高供電的可靠性。二類負荷：次重要機械它們停止工作后，一般不會影響水電站機組的出力，可由運行人員采取措施使它們恢復工作。允許短時停電數(shù)十分鐘，但必須設法恢復。三類負荷：不重要機械，允許較長時間停電，當它們停止工作后，可以較長時間進行修理以恢復工作，不會影響水電站的運行。水電廠廠用電系統(tǒng)的作用是能夠保證各類負荷的正常供電，在事故時能保證一類負荷的供電，來滿足水電廠安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行的需要。3、水電廠對廠用電接線的基本要求 水電廠廠用電供電可靠性的高低，將直接影響到安全生產(chǎn)的好壞。為了保證廠用電的連續(xù)、可靠供電，廠用電應滿足下列基本要求： (

3、1)安全可靠，運行靈活 廠用電接線方式和電源容量應能適應正常供電、事故時備用等方面的要求，同時還應滿足切換操作的方便。一旦發(fā)生事故時，應能盡量縮小事故范圍，并能將備用電源及設備及時地投入，發(fā)生全廠停電時，應能盡快地從系統(tǒng)中取得供電電源。 (2)投資少，運行費用低，接線簡單、清晰 在考慮安全可靠的同時，還必須注意到它的經(jīng)濟性。因為不必要的相互連接，過多的備用設備和備用電源，不但會造成基建投資費用的浪費和運行費用的增加，而且還將使廠用電接線復雜、運行操作繁瑣、增加設備的故障機會和維修工作量等。 (3)分段設置，互為備用 對于大中型水電廠，其廠用母線應分段運行，每一段母線上應有獨立的工作電源和備用電

4、源，并裝設備用電源自動投入裝置，以防在一段母線發(fā)生事故時，導致廠用電全部消失的事故。 (4)與電氣主接線的關系 廠用電接線應根據(jù)電氣主接線的方式來考慮，尤其是高壓廠用備用電源的引接問題。廠用電接線對有無廠外系統(tǒng)電源以及電廠在電力系統(tǒng)中所處的地位等應做統(tǒng)一考慮。 (5)整體性 廠用電接線要考慮到電廠分期建設、連續(xù)施工等情況。對全廠性的公用負荷，要結合遠景全面規(guī)劃、統(tǒng)一安排、便于過渡。對擴建工作，應充分注意到原廠用電系統(tǒng)的特點，做到廠用電系統(tǒng)的整體性。4.廠用電電源的種類 由主發(fā)電機通過廠用變壓器或電抗器給廠用電系統(tǒng)供電。 裝設獨立的廠用電電源有些電廠為保證泄水建筑物能可靠供電，還設有柴油發(fā)電機組

5、作為緊急備用電源。 從系統(tǒng)中引入電源作為水電廠的廠用電或事故備用電源，即外來電源。5.了解廠用電系統(tǒng)常見的兩種備用方式暗備接線方式?jīng)]有明顯斷開備用電源，只是幾個工作電源之間互為備用的接線方式，稱為暗備用接線方式。明用接線方式正常情況下，有明顯斷開備用電源的接線方式稱為明備用接線方式；6.備用電源自動投人裝置(AAT)(1)備用電源自動投入裝置概念 備用電源自動投入裝置就是當工作電源因故障斷開后，能自動、迅速地將備用電源投人工作或將用戶切換到備用電源上，使負荷不至于停電的一種裝置。(2)備用電源方式分類明備用接線方式 正常情況下，有明顯斷開備用電源的接線方式稱為明備用接線方式；暗備用接線方式 沒

6、有明顯斷開備用電源，只是幾個工作電源之間互為備用的接線方式，稱為暗備用接線方式。(3)AAT裝置應該滿足下列基本要求.工作母線電壓無論因何種原因消失時，AAT裝置均應啟動，使備用電源自動投入，以確保不問斷地對負荷供電；.電源斷開后，備用電源才能投入。為了防止將備用電源投入到故障元件上，而造成事故擴大；.AT只應動作一次。AAT只應動作一次。由于只有在工作母線發(fā)生永久性故障的情況下，才會引起備用電源投入后，繼電器保護動作將備用電源斷開。而這種情況下，AAT再次動作成功的希望很小，反而可能因系統(tǒng)受到多次沖擊而擴大事故。.動作應迅速。保證在躲過電弧去游離時間的前提下，盡可能快地投入備用電源。 .在電

7、壓互感器二次側熔斷器熔斷時，不應誤動作，因為此時工作母線并未失去電壓。 .備用電源無壓時AAT裝置置應不動作。 .運行方式應靈活。在一個電源同時作為幾個工作電源的備用電源的情況下，當備用電源已替代某一工作電源后，若其他工作電源又被斷開，AAT仍應動作； 為滿足上述基本要求，AAT裝置一般由啟動、自動合閘兩部分組成。啟動部分的作用是，當母線因各種原因失去電壓時，斷開工作電源；自動合閘部分的作用是，在工作電源斷開后，將備用電源斷路器投人。7.廠用配電裝置低壓開關電器，通常是指工作電壓在交流l000V或直流1200V及以下，用來切斷或接通電路的電器。常用的有閘刀開關、自動空氣開關、接觸器和磁力啟動器

8、等。(1).閘刀開關 閘刀開關利用拉長電弧來滅弧，是最簡單的低壓開關電器，用來作為接通、切斷小電流電路和很小容量的電動機全電壓啟動的開關電器，還可配合自動空氣開關來隔離電壓。 閘刀開關只能手動操作，用做開關電器時必須配合熔斷器，在發(fā)生短路故障或過負荷時，由熔斷器自動切斷電路。 (2).自動空氣開關 自動空氣開關是一種可以用手動或電動分、合閘，而且在電路過負荷或欠電壓時能自動分閘的低壓開關電器?？捎米鞣穷l繁操作的出線開關或電動機的電源開關。 (3).接觸器接觸器是一種可供遠距離操作和自動控制，而且可以進行頻繁操作的低壓開關電器。(4).磁力啟動器磁力啟動器由三極交流接觸器和兩個熱繼電器(串接在兩

9、相中)組合而成，它主要用作直接啟動的鼠籠式感應電動機的遠方控制設備。在過負荷時，其中的熱繼電器加熱元件在電流作用下加熱雙金屬片，使之彎曲，熱繼電器觸點分離，使接觸器電磁線圈斷電而釋放，電動機停止運行。磁力啟動器可以保護電動機過負荷。(5).廠用高壓開關電器廠用電系統(tǒng)中，用于3lOkV電壓等級的開關稱為廠用高壓開關。根據(jù)其能否移開的特性可分為：移開式小車開關，固定式開關；根據(jù)其滅磁介質的不同可分為：少油斷路器真空斷路器sF6斷路器。由于移開式小車開關在移開后有明顯的斷開點，所以不用配置隔離開關；且當移開式小車開關損壞后，只需將相同參數(shù)的備用小車開關插人即可恢復使用。(4)廠用電動機的運行分類：高

10、壓電動機-額定電壓為6kV、3kV；低壓電動機-額定電壓為220V380V；a電動機的允許溫度和溫升 電動機在運行中，溫度和溫升不允許超過允許值，否則影響電動機的壽命（絕緣）乃至損壞電動機， b電動機運行時，電壓與頻率的允許變化范圍電動機在運行中規(guī)定了電壓、頻率的允許變化范圍。當頻率在額定值時，電動機可以在95。ll0U。范圍內運行，其額定出力不變。 頻率的變化，將會導致電動機的轉速和轉矩變化，對電動機的運行及其產(chǎn)品質量都會帶來危害，因此在正常運行中，必須保持頻率在規(guī)定的允許范圍內。c.電動機振動值及竄動值的允許范圍電動機在設計、制造和安裝不良情況下，會造成電壓不對稱或機械不平衡，導致振動發(fā)生

11、。振動嚴重時不僅會使電動機機械部分的零件疲勞斷裂，而且會增加電動機的發(fā)熱和磨損，影響電動機的使用壽命，所以對電動機振動值也必須加強監(jiān)視。8.異步電動機的啟動特點 (1).啟動電流大啟動瞬間，由于定子旋轉磁場以很高的速度切割轉子導體，使其感應很高的電動勢和產(chǎn)生很大的電流，以便使轉子旋轉起來，這時電動機的定子電流即為啟動電流，一般為電動機額定電流的47倍。會引起廠用母線電壓顯著下降，這樣就會對接在同一母線上的電動機的運行狀態(tài)造成不良影響。一般電動機不易頻繁啟動，特別是大容量電動機，較大的啟動電流，對電機本身造成熱量積累，這不僅增加了能量損耗，而且使電動機的絕緣因過熱而加速老化，縮短了電動機的使用壽

12、命，嚴重時甚至燒毀電動機。為此規(guī)定，在正常情況下，允許在冷態(tài)下連續(xù)啟動23次，在熱態(tài)下連續(xù)啟動l2次，在事故處理時，可以視具體情況多啟動1次。 (2).啟動轉矩小啟動轉矩小，因此應盡可能采取有效措施，增加啟動轉矩。如繞線式電動機啟動時，在轉子繞組中串人啟動電阻，就是為了限制啟動電流和增加啟動轉矩。9.異步電動機的啟動方法(1).直接啟動。在啟動時，電動機的定子三相繞組通過斷路器等設備接到三相電源上，一合斷路器就會加上全電壓而使電動機轉動。(2).降壓啟動。由于直接啟動時，電動機的啟動電流大，因此采用降壓啟動方式來減少啟動電流。例如用Y，d()轉換來啟動定子繞組為d形接線的鼠籠電動機，當電動機啟

13、動時，先將定子接成Y形，在電動機達到穩(wěn)定轉速時，再改接成d形。因為采用Y接線時，每相定子繞組的電壓只有d形接線的l3，因而Y接線啟動時，線路電流僅為d形接線的l3，這樣，就達到了降壓啟動的目的。(3).無觸點啟動。利用晶閘管的導通或截止來完成電路的接通或分斷，沒有觸點的機械動作，故稱為無觸點開關電器。無觸點開關電器的優(yōu)點是：a.在工作時不產(chǎn)生電弧，沒有觸頭熔焊、磨損等現(xiàn)象，所以壽命長，工作可靠，幾乎不需要維修，b.操作時無噪聲、振動和弧光，無觸點開關本身控制功率極小，保護功能齊全，保護特性容易整定等；c.除了能完成電路的通、斷外，還能提供其他功能，如電動機的軟啟動、調速、再生制動等功能。無觸點

14、開關的缺點是：a.導通后管壓降大，可達12v，當工作電流大時，功率損耗和發(fā)熱量大，要求散熱面積大，因此體積比有觸點開關電器的體積大得多；b.過負荷和耐過電壓能力較差，其性能受溫度影響較大；c.關斷時有漏電流，不能實現(xiàn)理想的電隔離；價格太高，抗干擾能力較差等。 10.電動機的異常運行及其事故處理 電動機在運行中，經(jīng)常會出現(xiàn)一些不正常的現(xiàn)象，如電動機聲音異常或有焦臭味、電動機振動、過負荷、軸承和繞組溫度升高、電動機電流增大及轉速變化等，這些異常雖然不會使電動機保護動作跳閘，但已影響到電動機的安全運行。當發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)象時，值班人員應仔細觀察所發(fā)生的現(xiàn)象，判斷故障原因，必要時立即匯報值長，經(jīng)聯(lián)系切換運行

15、方式，將電動機停用，進行檢查。 (1)電動機缺相運行現(xiàn)象:電流表指示上升或為零(如果正好安裝電流表的一相發(fā)生斷線時，電流表指示為零)；電動機本體溫度升高，同時振動增大、聲音異常。 處理。立即啟動備用設備，停止故障電動機運行，通知值長派人進行檢查。在處理故障時，應首先判斷是電動機電源缺相還是電動機定子回路故障。(2)電動機本體發(fā)熱 電動機在運行中發(fā)現(xiàn)本體溫度和溫升比正常情況顯著上升，且電流增大時，值班員應迅速查找原因，并按下述原則進行處理： (檢查所帶機械部分有無故障(是否有摩擦或卡澀現(xiàn)象)，負載是否增大，通風系統(tǒng)有無故障,各相電流是否平衡，判斷是定子繞組故障還是缺相運行，定子鐵芯故障引起的溫度

16、升高,根據(jù)情況，停機處理。 (3)電動機發(fā)生振動，超過規(guī)定允許值范圍振動可能有以下原因：電動機與所帶動機械的中心對得不正；電動機轉子不平衡；電動機軸承損壞，使轉子與定子鐵芯或繞組相摩擦(即掃膛現(xiàn)象)；電動機的基礎強度不夠或地腳螺絲松動；電動機缺相運行等。二、廠用直流系統(tǒng)1.了解廠用直流系統(tǒng)接線圖；2.了解廠用電及直流在水電廠中的重要性以及用途；重要性 電池組提供的電源電壓平穩(wěn)、保護動作可靠，特別是廠用電消失后，蓄電池組仍能夠短時正常供電，所以絕大多數(shù)水電廠都設有直流供電系統(tǒng)。用途電廠的直流電源一般是由蓄電池組提供的，直流電源主要作為操作、保護、信號、逆變、事故照明和機組的初始勵磁等的電源。3.

17、蓄電池的種類和形式根據(jù)蓄電池的電極和電解液所用的物質不同，可分為酸性蓄電池和堿性蓄電池兩種。蓄電池的串聯(lián)個數(shù)決定于直流系統(tǒng)電源的工作電壓，如220、110、48、24V等。閥控式密封鉛酸蓄電池將蓄電池全部封存起來，在運行當中不用添加液體和減少氣體的排放機會，采用智能巡檢對蓄電池進行智能控制，選擇合適的時間對蓄電池進行充電，從而減少蓄電池過充電和欠充電，所以其故障機會大為減少，使用壽命也得以提高。4.掌握充電裝置的幾種運行方式；浮充電方式使蓄電池經(jīng)常與浮充電設備并列運行，浮充電設備除供給經(jīng)常負荷外，還不斷以較小的電流給蓄電池充電，以補充蓄電池的自放電。 .主充方式蓄電池的端電壓低于某一定值時(一

18、般為初次充電時)，充電裝置提供一個較大的恒定電流向電池充電，當蓄電池組的電壓升高至一定值時，充電裝置轉入均充電過程，電壓穩(wěn)定后再轉入浮充電過程。主充電狀態(tài)時，蓄電池組必須與其所帶的直流負荷脫開，否則過高的輸出直流電壓將燒壞直流負載。 均衡充電(均充)方式蓄電池大量放電后進行高速充電的一種運行方式，主要在交流失電后，蓄電池在不中斷負載供電的情況下大量放電后，快速地將蓄電池的能量補充至規(guī)定能量，也可在蓄電池長期運行中，在蓄電池需要外充電時，不退出蓄電池運行的一種工作狀態(tài)。5.熟悉直流系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察裝置的作用5.1絕緣監(jiān)察裝置的作用用來監(jiān)視直流系統(tǒng)絕緣狀況的裝置稱為直流絕緣監(jiān)察裝置。在直流系統(tǒng)內發(fā)生

19、一點接地時，整個直流系統(tǒng)雖能繼續(xù)工作，但一點接地故障時的長期運行是危險的。如圖313所示，當一點(如a點)接地后，如果再在另一點(如b點)發(fā)生接地則形成圖3一l3直流操作回路兩點接地引起斷路器誤動作示意圖K-繼電器：K0M-保 護出口中間繼電器；QF一斷路器兩點接地，保護出口中間繼電器的觸點被短接，將引起斷路器QF的跳閘而造成停電事故。為防止由于兩點接地可能引起的誤跳閘，必須在直流系統(tǒng)中裝設絕緣監(jiān)察裝置。比如，在220V直流系統(tǒng)中，當任一極對地的絕緣下降到一定數(shù)值(一般為1520m)時，該監(jiān)察裝置應發(fā)出燈光和音響信號。5.2微機型直流絕緣監(jiān)察裝置絕緣監(jiān)察裝置一般有繼電式和微機型的絕緣監(jiān)察裝置。

20、微機型直流絕緣監(jiān)察裝置工作原理：裝置采用支路差流檢測原理，即裝置用支路絕緣傳感器穿套在各支路的正、負極出線上。支路絕緣正常時，穿過傳感器的直流分量大小相等，方向相反，即，由此產(chǎn)生的磁場之和也為零。當支路絕緣下降到一定范圍或發(fā)生接地故障時，此時，即此時支路出現(xiàn)一差流，對應這一差流，由支路傳感器有一對應差流信號輸出，將信號送入，經(jīng)微機運算處理后，數(shù)字顯示，就可得到支路編號、接地極性、接地電阻值，并發(fā)出接地信號。在大、中型水電廠中，一般都設有兩套以上的直流系統(tǒng)，并且直流系統(tǒng)的運行方式均采用分段運行，所以每一段直流母線上都要裝設一套絕緣監(jiān)察裝置，并且在幾段直流母線聯(lián)絡運行時，也只能投入一套常規(guī)繼電式絕緣監(jiān)察裝置，否則會誤發(fā)接地信號(微機型全投入)。