《地县级电网发电厂及直供用户涉网设备运行实用手册.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地县级电网发电厂及直供用户涉网设备运行实用手册.doc（223页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、地县级电网发电厂及直供用户涉网设备运行实用手册内容提要为提高广大调控人员对发电厂及直供用户涉网设备调度运行技术，提升地县级发电厂及直供用户电气专业人员调度运行理论水平和操作技能能力，本书从涉网设备调度运行的角度出发，全面系统的对涉网一、二次设备构成、接入技术条件、涉网设备运行管理、涉网设备检修管理、涉网设备异常及事故处理等内容进行了阐述。本书适合发电厂及调度直供用户的电气专业人员学习参考，也可作为调度运行岗位培训、相关专业职业教育的教学用书。前言随着我国电网规模扩大及新能源建设步伐不断加快，电力需求侧管理（Power Demand Management,DSM）的有效实施将提升到一个新的高度。
2、通过电网企业、能源服务企业、电力用户等共同协力，提高终端用电技术技能和用电效率，实现社会效益最优、各方受益、成本最低的电力能源服务。近年来，地方电厂(包括光伏、风电等新能源电源)及众多不同性质的直供用户不断接入，由于用户设备故障、误操作等原因导致的电网事件屡有发生。发电厂及直供用户并网安全不仅关乎用户自身利益，更对电网安全稳定运行有很大影响，在供电可靠性要求日益提高的今天，研究并编制发电厂及直供用户涉网设备运行技术，进一步强化电力需求侧安全管理具有十分重要意义。同时涉网设备作为调度直调设备和用户内部设备的电网分界点，其调度运行管理技术的全面解析对调控专业人员、发电厂及直供用户运行人员实际运行工
3、作大有裨益。地县级电网发电厂及直供用户调度运行的精益化管理、新能源并网技术发展也要求从事涉网设备调度及变电运维的人员进一步提高技术水平与管理水平，加快故障处理速度，以适应电网发展的需要。为提高电力调度人员的涉网设备调度运行理论水平和操作技能水平，编制地县级电网发电厂及直供用户涉网设备运行实用手册一书，以便电网各级调度运行部门及发供电用户相互交流、借鉴、学习，用以指导、督促用户加强涉网设备安全管理，保证用户用电安全可靠，同时进一步做好电网的安全运行工作。本书从涉网设备运行管理的角度出发，对电网运行所涉及的知识进行了全面介绍，有效帮助地县级电网发电厂及直供用户运维人员及电网调控专业人员提高自身理论
4、水平、操作技能和事故处理能力。本书的编制从理论和实际运行两方面着手，侧重于涉网设备的管理，分为涉网一、二次设备构成、接入技术条件、涉网设备运行管理、涉网设备检修管理、涉网设备异常及事故处理等内容，涵盖了涉网设备运行技术的各个方面。本书的主要编著者为陈锡祥、张文杰和王函韵，罗志伟、唐明、顾莹、章铭、申建强、林捷、周丽华、甘雯、钟苑、王晓光、柏建良、黄继华、蒋水中、王小仲、陈家乾、卢冰、黄志华、张云峰、钱海峰、吴鸣鸣、李也白、阮远峰、周立中、俞京锋、陈建业、毛鸿飞、温尚龙、李勤超、刘新斌、万东、沈诚亮、林承钱、郑长贵、汤俐敏、顾亮、沈亚平、李仁忠、马玲华、柳昂、沈海权、沈莉、娄良、沈思琪、刘晶、侯
5、彦龙、赵静、刘智涯、沈蔚等参加了相关章节的编写工作。本书编写过程中得到了相关发电厂及直供用户电气技术人员的支持和帮助。杨荣兴、孙明明、褚银发、房华、施建辉、田中、陈国庆、孟照胜、张树光、张校清、王真等专家提供了许多宝贵的建议，在此一并向他们表示衷心感谢。因涉及内容广泛，时间有限，水平有限，文中疏漏差错在所难免，希望读者批评指正。目录第1章 涉网设备概述11.1 基本概念11.2 主要特点11.3 涉网设备定义1第2章 涉网设备构成32.1 涉网电气一次设备32.1.1 线路32.1.2 发电机82.1.3 变压器112.1.4 母线182.1.5 断路器252.1.6 闸刀302.1.7 互感
6、器332.2 涉网电气二次设备382.2.1 继电保护382.2.2 防孤岛保护422.2.3 安全自动装置432.2.4 调度自动化452.2.5 电力通信47第3章 涉网设备接入管理563.1 接入技术条件563.1.1 人员资格563.1.2 继电保护条件583.1.3 电力通信条件623.1.4 机组性能条件633.1.5 资料条件663.2 调度协议签署733.2.1 通用规则733.2.2 风电并网743.2.3 光伏并网753.3 新设备启动763.3.1 启动前新设备状态763.3.2 冲击试验763.3.3 核相试验783.3.4 保护带负荷试验783.3.5 案例79第4章
7、 涉网设备运行管理824.1 负荷管理824.1.1 负荷预测824.1.2 发电能力申报854.1.3 直调用户负荷申报864.1.4 负荷控制874.2 辅助服务884.2.1 容量备用884.2.2 自动发电控制(AGC)914.2.3 进相运行954.2.4 黑启动974.3 频率与电压控制1004.3.1 频率控制1004.3.2 电压控制101第5章 涉网检修设备现场管理1035.1 巡视1035.2 操作1045.2.1 调度操作任务1045.2.2 一次设备操作1085.2.3 二次设备操作1185.2.4 防误操作措施1195.2.5 应急操作1235.3 工作1245.3.
8、1 安全措施1245.3.2 工作许可1275.3.3 工作中断1285.3.4 工作终结与汇报1285.4 缺陷1295.4.1 一次设备1295.4.2 二次设备1315.4.3 统计分析133第6章 涉网设备资料管理1356.1 设备台帐1356.1.1 涉网设备台帐种类1356.1.2 涉网一次设备1366.1.3 涉网继电保护设备1366.2 现场规程1376.2.1 现场运行规程1376.2.2 现场运行手册1406.3 应急预案1426.3.1 编制1426.3.2 演练142第7章 涉网设备缺陷与故障处理1447.1 电网事故分级1447.2 事故处理原则1487.3 一次设备
9、故障处理1517.3.1 线路故障及处理1537.3.2 母线故障及处理1577.3.3 变压器故障及处理1607.3.4 断路器故障及处理1657.3.5 隔离开关故障及处理1677.3.6 互感器故障及处理1697.3.7 发电机故障及处理1707.4 二次设备故障处理1757.4.1 保护装置故障处理1757.4.2 自动化装置故障处理178第8章 涉网设备事故案例1808.1 发电厂事故案例1808.1.1 案例11808.1.2 案例21828.1.3 案例31858.1.4 案例41878.1.5 案例51898.1.6 案例61908.2 直供用户事故案例1928.2.1 案例1
10、1928.2.2 案例21948.2.3 案例31978.2.4 案例41988.2.5 案例52008.2.6 案例6202附录205附录1倒闸操作票205附录2工作票206附录3值班记录209附录4交接班记录210附录5保护核对记录211附录6检修试验记录212附录7设备巡视记录213附录8设备参数登记表214附录9设备缺陷记录215附录10开关跳闸登记表216附录11安全工器具登记表217附录12熔丝配置表218附录13电网调度术语219附录14电网操作术语222第1章 涉网设备概述1.1 基本概念地县级电网发电厂及直供用户作为地方电力系统的重要组成部分，其涉网设备的安全运行直接关系到地
11、县级电网的安全稳定运行。涉网设备是指并网发电厂或用户变涉及电网安全稳定运行的一次设备、二次设备、自动化、通信及其它设备。涉网设备的故障或异常，可能影响电厂出力和用户正常供电，还可能引起电网电压或频率波动或异常；涉网设备如果操作维护不当，直接威胁现场运行人员的生命安全、设备安全，还有可能导致事故进一步扩大，影响有关局部电网的正常供电；涉网设备的运行状态(例如用户电容器，发电机无功出力等)安排不当，有可能影响电网的无功分布，不利于电网经济运行。保障涉网设备的安全运行，不仅是保证发电厂安全并网和大用户可靠用电的内在要求，也是电网安全、优质、经济运行的必要条件。1.2 主要特点由于地县级电网发电厂及直
12、供用户涉网设备均属于用户资产，电厂和用户在采购电气设备的时候保证拥有完全的自主权，而各种涉网设备品牌繁杂，性能各异，维护操作的方法也不尽相同。涉网设备相比主网设备，发电厂及用户一般更注重其经济性，其各方面性能和可靠性往往不如主网设备，对巡视和运维的要求也更高，但是发电厂及用户运行值班人员(特别是用户变)往往都是新招聘人员，且人员流动性较大，对设备的熟悉程度和业务技能水平均不高，运行维护难以达到理想状态，这就使得涉网设备的安全性不如主网设备。所以熟悉涉网设备，保障安全操作和涉网设备的安全运行，是电厂和用户变运行维护值班人员的重要安全职责。1.3 涉网设备定义涉网设备是指涉及电网安全、优质、经济运
13、行的发电厂和用户设备，其主要包括原动机、电气一次设备、电气二次设备、自动化及通信设备等。并网发电厂涉网设备包括同步发电机励磁系统、电力系统稳定器(PSS)、调速系统、涉网继电保护与安全自动装置、自动发电控制系统(AGC)、自动电压控制系统(AVC)等。发电机组涉网保护包括：发电机组转子过电流保护、定子过电流保护、失磁保护、失步保护、过激磁保护、频率异常保护、汽轮机超速保护控制、定子过电压保护、重要辅机保护、过励限制及保护。为维护电力系统的安全稳定运行，保证电能质量，除正常电能生产、输送、使用外，发电机组必须提供包括进相运行、一次调频、基本调峰、基本无功调节等服务。部分机组还需提供自动发电控制(
14、AGC)、有偿调峰、有偿无功调节、自动电压控制(AVC)、旋转备用、黑启动等服务。一般情况下涉网设备除发电机组及低周低压解列保护外均由发电厂或用户变自行调度管辖，调度分界点为单线并网方式下的供电线路的线路闸刀或双线(多线)并网方式下的主变高压侧母线闸刀。第2章 涉网设备构成2.1 涉网电气一次设备 2.1.1 线路电力线路是用于输送与分配电能的设备，按其作用可分为输电线路和配电线路。输电线路是指架设在发电厂升压变电所与地区变电所之间的线路以及地区变电所之间的线路，用于输送电能；配电线路是指从地区变电所到用户变电所或城乡电力变压器之间的线路，用于传输、分配电能。1、电力线路的结构及优缺点按电力线
15、路的结构可分为架空线路与电缆线路。(1)架空线路基本结构由线路杆塔、导线、绝缘子、线路金具、拉线、杆塔基础、架空地线等构成。表2-1 架空线路构成及各部分作用元件名称主 要 作 用导线传导电流，输送电能架空地线又称避雷线，用于把雷电流导入大地，以保护线路绝缘免遭大气过电压的破坏杆塔支撑导线和地线，并使导线和导线之间、导线和地线之间、导线和杆塔之间以及导线和被跨越物之间，保持一定的安全距离绝缘子固定导线，并使得导线和杆塔之间保持绝缘状态金具主要用于固定、连接、接续、调节及保护拉线加强杆塔强度，承担外部负载的作用力，以减少杆塔材料消耗量，减低杆塔的造价杆塔基础将杆塔固定于地下，以保证杆塔不发生倾斜
16、、下沉、上拔及倒塌架空线路的导线主要架设在空中，其运行条件相当恶劣，因而它的材料应有相当高的抗腐蚀能力与机械强度，而且导线还应具有良好的导电性能。它的主要材料由铝、钢、铜等材料制成，在特殊条件下也使用铝合金。在工程上，以不同的英文字母表示不同的材料：L铝；G钢；T铜；HL铝合金由于钢的机械性能好，铝的载流能力强，且多股线优于单股线。故架空线路中，以钢和铝组合起来制成的钢芯铝绞线运用最广。其中：普通钢芯铝绞线的型号为LGJ；加强型钢芯铝绞线的型号为LGJJ；轻型钢芯铝绞线的型号为LGJQ。在其型号后加上代表其主要载流部分的截面积(单位：)，就成了架空导线的型号，如：LGJ-400表示载流部分(指
17、铝线)截面积为400的钢芯铝绞线。(2)电力电缆基本结构由线芯(导体)、绝缘层、屏蔽层和保护层四部分组成。表2-2 电力电缆构成及各部分作用元件名称主 要 作 用线芯线芯是电力电缆的导电部分，用来输送电能，是电力电缆的主要部分绝缘层绝缘层是将线芯与大地以及不同相的线芯间在电气上彼此隔离，保证电能输送，是电力电缆结构中不可缺少的组成部分屏蔽层15kV及以上的电力电缆一般都有导体屏蔽层和绝缘屏蔽层，它可以将电磁场屏蔽在电缆内，同时当电缆芯线内发生破损，泄露出来的电流可以顺屏蔽层流入接地网，起到安全保护的作用。保护层保护层的作用是保护电力电缆免受外界杂质和水分的侵入，以及防止外力直接损坏电力电缆（3
18、） 架空线与电缆特点比较： 表2-3 架空线路与电缆线路特点比较优 点缺 点架空线1)施工周期短、建设费用低、技术要求不高，利于大规模，长距离的建设；2)结构简单直观，易于事故后，故障点的查找，维护检修方便；3)散热性能好，输送容量大。1)易受雷击、覆冰、台风等外力破坏等的影响，供电可靠性略低；2)架空线路所经路径要有足够的地面宽度和净空走廊，占地面积较大；3)由于导线直接裸露，可能发生误碰、导线跌落等触电事故。电力电缆1)因受外界因素(如雷害、风害、鸟害等)的影响小，所以它的供电可靠性高；2)电力电缆是埋入地下的，工程隐蔽，美观，占用空间小，所以对市容环境影响较小，即使发生事故，一般也不会影
19、响人身安全；3)电缆电容较大，可改善线路功率因数1)成本高，一次性建设投资大，电缆线路的投资约为同电压等级架空线路的10倍；2)线路分支困难；3) 故障点较难发现，不便及时处理事故；4)电缆接头施工工艺复杂；5)导体散热差，导电能力小。由于电力电缆与架空线路各有各自的优缺点，因而它们运用的场所也各有不同。出于建设成本及技术水平的考虑，220kV及以上电压等级的电力线路通常为架空线路，而电力电缆则常用于城市地下电网、发电站的引出线路、工矿企业的内部供电及过江、过海的水下输电线。随着技术的发展，电缆制造工艺水平的提高，在电力线路中，电缆所占的比重正逐渐增加，已出现1-500kV及以上各种电压等级、
20、各种绝缘的电力电缆。随着城市化的推进和土地资源的日益稀缺，电力电缆将在电能输送中发挥越来越重要的作用。2、电力线路的主要参数电力线路的主要参数有串联电阻、电抗和并联电纳、电导，均可以通过测量和计算得出，其单位长度线路的一相等值电路如下所示：表2-4 电力线路主要参数及含义符 号参数名称含 义R电阻指导线在流过电流时遇到的阻力。X电抗指电容和电感在电路中对交流电引起的阻力。B电纳指交流电流经电容或电感的简称，数值上等于电抗的倒数。G电导指导体传输电流能力强弱的程度，数值上等于电阻的倒数。图2-1 电力线路等效电路图由于电力线路存在电阻R，输送电能过程中，不可避免的存在有功损耗，这将导致导体发热，
21、限制导线长期运行的安全电流值。通过提高输送电压、减少无功功率的远距离传输等手段，将有效地减少有功损耗，提高经济效益；表2-5 架空电线路长期允许载流量导线型号允许电流(A)导线型号允许电流(A)LGJ-50220LGJ-500966LGJ-70275LGJ-21851030LGJ-95335LGJ-6001090LGJ-120380LGJ-22401220LGJ-150445LGJ-7001250LGJ-185515LGJQ-23001380LGJ-240610LGJ-23001420LGJQ-300690LGJQ-24001762LGJ-300710LGJQ-43002760LGJQ-400
22、825LGJQ-44003344LGJ-400845LGJQ-64005286同时，由于线路上存在对地电纳B(呈容性)，只要线路上存在电压，即会有无功功率发出，故空充线路的末端电压将会高于首端，尤其是电缆线路，容升效应更为明显。运行人员在实际操作中也应注意这一特点，防止空充长线路或电缆，造成末端过电压的事故。3、线路运维要求对于架空线路的运行维护要求项目主要有：(1)线路上使用的器材，不应有松股、交叉、拆叠和破损等缺陷。 (2)导线载面和弛度应符合要求，一个档距内一根导线上的接头不得超过一个，且接头位置距导线固定处应在0.5米以上；裸铝绞线不应有严重腐蚀现象；钢绞线、镀锌铁线的表面良好，无锈蚀
23、。 (3)金具应光洁，无裂纹、砂眼、气孔等缺陷，安全强度系数不应小于2.5。(4)绝缘子瓷件与铁件应结合紧密，铁件镀锌良好；绝缘子瓷釉光滑，无裂纹、斑点，无损坏，歪斜，绑线未松脱。(5)横担应符合规程要求，上下歪斜和左右扭斜不得超过20毫米。(6)线间、交叉、跨越和对地距离，均应符合规程要求。 (7)防雷、防振设施良好，接地装置完整无损，接地电阻符合要求，避雷器预防试验合格。 (8)运行标志完整醒目。 对于电力电缆的运行维护要求项目主要有：(1)每季进行一次巡视检查，对室外电缆头则每月应检查一次。遇大雨、洪水等特殊情况和发生故障时，应酌情增加巡视次数。 (2)巡视检查的主要内容包括： 1)是否
24、受到机械损伤； 2)有无腐蚀和浸水情况； 3)电缆头绝缘套有无破损和放电现象等。(3)为了防止电缆绝缘过早老化，线路电压不得过高，一般不应超过电缆额定电压的15%。 (4)保持电线路在规定的允许持续载流量下运行。由于过负荷对电缆的危害很大，应经常测量和监视电缆的负荷。 (5)定期检测电缆外皮的温度，监视其发热情况。一般应在负荷最大时测量电缆外皮的温度，以及选择散热条件最差的线段进行重点测试。4、线路操作应注意事项线路在操作过程中，应注意以下事项：(1)线路停电操作顺序是：拉开线路两端开关，线路侧闸刀，母线侧闸刀，线路上可能来电的各端接地闸刀(或挂接地线)。(2)线路送电操作顺序是：拉开线路各端
25、接地闸刀(或拆除接地线)，合上线路两端母线侧闸刀、线路侧刀闸，合上开关。(3)线路停送电操作，如一侧发电厂一侧变电站，一般在变电站侧停送电，发电厂侧解合环；如两侧均为变电站或发电厂，一般在短路容量大的一侧停送电，短路容量小的一侧解合环；有特殊规定的除外。(4)应考虑电压和潮流转移，特别注意防止其他设备过负荷或超过稳定限额，防止发生自励磁及线路末端电压超过允许值。(5)任何情况下严禁约时停送电。2.1.2 发电机发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。发电
26、机在工农业生产、国防、科技及日常生活中有广泛的用途。1、基本介绍发电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。2、主要结构发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。3、主
27、要分类发电机可分为：直流发电机和交流发电机。直流发电机：直流发电机是把机械能转化为直流电能的机器。它主要作为直流电动机、电解、电镀、电冶炼、充电及交流发电机的励磁等所需的直流电机。虽然在需要直流电的地方，也用电力整流元件，把交流电变成直流电，但从使用方便、运行的可靠性及某些工作性能方面来看，交流电整流还不能和直流发电机相比。直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。电刷上不加直流电压，用原动机拖动电枢使之逆时针方向恒速转动，线圈两边就分别切割不同极性磁极下的磁力线，而在其中感应产生电动势，电动势方向按右手定则确
28、定。由于电枢连续地旋转，因此，必须使载流导体在磁场中所受到线圈边ab和cd交替地切割N极和S极下的磁力线，虽然每个线圈边和整个线圈中的感应电动势的方向是交变的。线圈内的感应电动势是一种交变电动势，而在电刷A，B端的电动势却为直流电动势(说得确切一些，是一种方向不变的脉振电动势)。因为，电枢在转动过程中，无论电枢转到什么位置，由于换向器配合电刷的换向作用，电刷A通过换向片所引出的电动势始终是切割N极磁力线的线圈边中的电动势，因此，电刷A始终有正极性。同样道理，电刷B始终有负极性，所以电刷端能引出方向不变的但大小变化的脉振电动势。如每极下的线圈数增多，可使脉振程度减小，就可获得直流电动势。这就是直
29、流发电机的工作原理。同时也说明子直流发电机实质上是带有换向器的交流发电机。从基本电磁情况来看，一台直流电机原则上既可工作为电动机运行，也可以作为发电机运行，只是约束的条件不同而已。在直流电机的两电刷端上，加上直流电压，将电能输入电枢，机械能从电机轴上输出，拖动生产机械，将电能转换成机械能而成为电动机，如用原动机拖动直流电机的电枢，而电刷上不加直流电压，则电刷端可以引出直流电动势作为直流电源，可输出电能，电机将机械能转换成电能而成为发电机。同一台电机，能作电动机或作发电机运行的这种原理在电机理论中称为可逆原理。交流发电机分：同步发电机和异步发电机。(1) 同步发电机作发电机运行的同步电机，是一种
30、最常用的交流发电机。在现代电力工业中，它广泛用于水力发电、火力发电、核能发电以及柴油机发电。由于同步发电机一般采用直流励磁，当其单机独立运行时，通过调节励磁电流，能方便各级调度调节发电机的电压。若并入电网运行，因电压由电网决定，不能改变，此时调节励磁电流的结果是调节了电机的功率因数和无功功率。同步发电机的定子、转子结构与同步电机相同，一般采用三相形式，只在某些小型同步发电机中电枢绕组采用单相。(2) 异步发电机异步发电机又称“感应发电机”，利用定子与转子间气隙旋转磁场与转子绕组中感应电流相互作用的一种交流发电机。其转子的转向和旋转磁场的转向相同，但转速略高于旋转磁场的同步转速。常用作小功率水轮
31、发电机。随着电力系统输电电压的提高，线路的增长，当线路的传输功率低于自然功率时，线路和电站将出现持续的工频过电压。为改善系统的运行特性，不少技术先进的国家，较早就开始研究异步发电机在大电力系统中的应用问题，并认为大系统采用异步发电机后，可提高系统的稳定性、可靠性和运行的经济性。异步发电机由于维护方便，稳定性好，常用作并网运行的小功率水轮发电机。当用原动机将异步电机的转子顺着磁场旋转方向拖动，并使其转速超过同步转速时，电机就进入发电机运行，并把原动机输入的机械能转变成电能送至电网。这时电机的励磁电流取自电网。异步发电机也可以并联电容，靠本身剩磁自行励磁，这时发电机的电压与频率由电容值、原动机转速
32、和负载大小等因素决定。当负载改变，一般要相应地调节并联的电容值，以维持电压稳定。由于异步电机并联电容时，不需外加励磁电源就可独立发电，故在负荷比较稳定的场合，有可取之处。例如可用作农村简易电站的照明电源或作为备用电源等。(3)主要特性空载特性：发电机不接负载时，电枢电流为零，称为空载运行。此时电机定子的三相绕组只有励磁电流If感生出的空载电动势E0(三相对称)，其大小随If的增大而增加。但是，由于电机磁路铁心有饱和现象，所以两者不成正比。反映空载电动势E0与励磁电流If关系的曲线称为同步发电机的空载特性。电枢反应：当发电机接上对称负载后，电枢绕组中的三相电流会产生另一个旋转磁场，称电枢反应磁场
33、。其转速正好与转子的转速相等，两者同步旋转。同步发电机的电枢反应磁场与转子励磁磁场均可近似地认为都按正弦规律分布。它们之间的空间相位差取决于空载电动势E0与电枢电流I之间的时间相位差。电枢反应磁场还与负载情况有关。当发电机的负载为电感性时，电枢反应磁场起去磁作用，会导致发电机的电压降低；当负载呈电容性时，电枢反应磁场起助磁作用，会使发电机的输出电压升高。负载运行特性：主要指外特性和调整特性。外特性是当转速为额定值、励磁电流和负载功率因数为常数时，发电机端电压U与负载电流I之间的关系。调整特性是转速和端电压为额定值、负载功率因数为常数时，励磁电流If与负载电流I之间的关系。同步发电机的电压变化率
34、约为2040%。一般工业和家用负载都要求电压保持基本不变。为此，随着负载电流的增大，必须相应各级调度整励磁电流。虽然调整特性的变化趋势与外特性正好相反，对于感性和纯电阻性负载，它是上升的，而在容性负载下，一般是下降的。2.1.3 变压器变压器是一种静止的电气设备，它利用电磁感应原理，将某一数值的交流电压变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压和电流，以实现电能的经济输送与分配。电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，增大输送功率，提高输电的经济性，达到远距离大功率送电的目的。而降压变压器则能把高压变成用户所需要的各级使用电压，以满足用户的要求。1、变压器的类别变压器有各种不同的分类形式，根据
35、不同的分类形式，可以将变压器分为不同的类别，其具体形式如下所示：表2-6 变压器分类一览表分类形式具体类别按用途分类电力变压器、特种变压器(电炉变、整流变、工频试验变压器、调压器、矿用变、音频变压器、中频变压器、高频变压器、冲击变压器、仪用变压器、电子变压器、电抗器、互感器等)按铁芯或线圈结构分类芯式变压器(插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯)、壳式变压器(插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯)、环型变压器、金属箔变压器、辐射式变压器等。按电源相数分类单相变压器、三相变压器、多相变压器按冷却方式分类自然冷式、风冷式、水冷式、强迫油循环风(水)冷方式及水内冷式按冷却介质分类干式变压器、液(油)浸变压器及充
36、气变压器按线圈数量分类自耦变压器，双绕组、三绕组、多绕组变压器等按导电材质分类铜线变压器、铝线变压器、半铜半铝、超导等变压器按调压方式分类无励磁调压变压器、有载调压变压器按中性点绝缘水平分类全绝缘变压器、半绝缘(分级绝缘)变压器按防潮方式分类开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器2、变压器的型号：变压器铭牌中的型号分两部分：基本型号额定容量/高压侧电压等级例如：SJL-1000/10SFPZ9-/110ODFSZ-/500(1)其中第一部分“基本型号”由汉语拼音字母组成，代表变压器的类别、结构、特征和用途：表2-7 变压器基本型号中各字母含义排列顺序内容类别符号1线圈耦合方式自耦降压(或自耦
37、升压)O2相数单相D三相S3冷却方式油浸自冷J干式空气自冷G干式浇注绝缘C油浸风冷F油浸水冷S强迫油循环风冷FP强迫油循环水冷SP4线圈数目双线圈三线圈S5线圈导线材质铜铝L6调压方式无励磁调压有载调压Z7设计序号(2)第二部分由数字组成，用以表示产品的容量(kVA)和高压绕组电压(kV)等级。斜线左边表示额定容量(kVA)，斜线右边表示一次侧额定电压(kV)。额定容量是变压器表现功率的惯用值，以kVA或MVA表示。它是指分接开关位于主分接时额定空载电压、额定电流与相应的相系数的乘积。当对变压器施加额定电压时，根据它来确定在国家标准规定的使用条件下不超过温升限值的额定电流。变压器可按规定超过额
38、定容量运行。变压器的容量随冷却方式的不同而变更时，额定容量系指最大容量，对于多绕组变压器，其额定容量是指容量最大的一个绕组的容量。如SFPZ9-/110表示三相双绕组强迫油循环风冷有载调压，设计序号为9，容量为kVA，高压侧额定电压为110kV的变压器。3、变压器的各部分组成及功能：图2-2 变压器组成部分示意图表2-8 变压器各元件名称及功能元件名称功 能铁性、绕组变压器的主要部件，构成变压器的电磁回路，利用电磁感应原理，实现对电压的转换与能量的传输。油箱变压器本体即为一个巨大的油箱，变压器油具有散热和绝缘作用，保证绕组及铁芯的正常运行。油枕起到储油和补油的作用，保证油箱内充满油，同时缩小了
39、变压器油与空气的接触面积，减缓了油的劣化速度。绝缘套管变压器的引出线从油箱内部引到外部时，必须经过绝缘套管，使引线与油箱绝缘。呼吸器当油位随着温度的变化上升或下降时，油枕上方通过呼吸器排出或吸入空气，同时呼吸器排除空气中的水分，减缓变压器油的劣化速度冷却器安装在变压器油箱壁上，帮助变压器将铁芯和绕组产生的热量散发出去。压力释放器当变压器内部发生严重故障而产生大量气体时，压力释放器动作排出气体，避免变压器因压力过大而爆炸。气体继电器安装在变压器本体与油枕间的管道中，是主保护装置分接开关通过分接开关的调节，可以改变变压器绕组的匝数，从而调节变压器输出的电压。变压器绝缘分为内绝缘与外绝缘，保证相与相
40、、相与地以及绕组匝间的绝缘变压器内部构件接地变压器铁芯和夹具必须接地，防止在运行中出现悬浮电位，造成局部放电。同时，星形接线绕组的中性点也引出接线。4、变压器的主要参数参数及含义：变压器的铭牌上，除了具体型号外，还具有在出厂时做的短路、空载等试验的试验参数，其具体名称及含义如下所示：表2-9 变压器主要参数及含义参数名称含义额定容量SN指变压器在规定的额定电压、额定电流下连续运行时，能输送的容量。我国现在采用的变压器额定容量等级是按照近似1.26倍递增，如100，125，160VA等。通常SN90000kVA的称为特大型变压器。额定电压UN指变压器在空载、额定分接头下各绕组端子间的电压，它是变
41、压器长期运行所能承受的工作电压。额定电流IN指变压器在额定容量，额定电压下的长期允许工作电流。电压比n变压器的电压比n与一次、二次绕组的匝数和电压之间的关系如下：n=V1/V2=N1/N2式中N1为变压器一次(初级)绕组，N2为二次(次级)绕组，V1为一次绕组两端的电压，V2是二次绕组两端的电压。升压变压器的电压比n小于1，降压变压器的电压比n大于1，隔离变压器的电压比等于1。短路电压Uk%把变压器的二次绕组短路，在一次绕组上慢慢地升高电压，当一次绕组的电流等于额定电流I1N时，在一次侧所施加的电压，叫短路电压。通常表示为：Uk%=Uk/UN100%式中UN为试验侧绕组的额定电压，短路电压反映
42、了变压器在通过额定电流时的阻抗压降，是变压器的一个重要参数，对变压器的并联运行有重要意义；并对变压器二次测发生短路时，将产生多大的短路电流起着决定性的作用。短路损耗(铜耗)将变压器的二次绕组短路，在一次绕组额定分接头上通入额定电流时所消耗的功率，称为短路损耗，简称铜耗。铜耗与铜导线的电阻大小有关，故可称为可变损耗，一般要折算至75的情况下空载损耗(铁损)变压器一次侧加额定电压，二次侧空载运行时的有功损耗，称为空载损耗，它包含铁心的励磁损耗和涡流损耗，对单个变压器来说，此值与外加电压的平方成正比，而与负荷的大小无关，故又叫铁心损耗或固定损耗。空载电流Io%指变压器在额定电压下，二次侧空载时，一次
43、绕组中所通过的电流。空载电流仅起励磁作用，所以又称之为励磁电流。它常以电流百分数表示，即Io%=Io/ IN1100%。5、变压器运行、操作中要注意的事项变压器作为一种昂贵、易损坏的电器设备，在其运行期间，需要注意各个方面，防止对其内部绝缘等造成不可逆的损伤：过负荷情况下：(1)有缺陷的变压器不应过负荷运行，防止缺陷恶化；(2)造成设备事故；(3)变压器短时过负荷时，其过负荷倍数和时间按照厂家说明书或现场运行规程执行。在长时间、超倍数的过负荷时，为了保证主变的安全，可以请示相关领导后拉停过负荷主变，防止主变因过负荷损坏后，造成更大的损失；(4)主变的载流附件和外部回路元件应能满足过负荷电流的运
44、行要求，变压器的过负荷能力受负载能力最小的附件和元件的限值。运行电压要求：变压器的运行电压一般不应高于105%的运行分接电压，防止损坏分接开关。运行温度要求：表2-10 变压器运行温度要求冷却方式冷却介质最高温度长期运行的上层油温最高上层油温度自然循环冷却、风冷40(空气)8595强迫油循环风冷40(空气)7585强迫油循环水冷40(冷却水气)70冷却装置的运行要求：(1)不允许运行中的强迫油循环变压器冷却器全停，以免热量聚集在绕组内部，损坏变压器。当发生冷却器全停后，变压器在额定负载下允许运行20分钟。当油面温度尚未达到75时，允许上升到75，但最长运行时间不得超过1小时。(2)具有多种冷却
45、方式的变压器应按照厂家的相关规定执行。(3)冷却器在丧失了部分冷却功能后，主变所带负荷及运行时间应按厂家的相关规定执行。两台变压器并列运行的条件为：(1)联结组标号(结线组别)相同；(2)电压比(变比)相等(允许差值不超过5%)；(3)短路阻抗(阻抗电压)相等(允许差值不超过10%)；(4)容量比不超过3倍。当变比不等或短路阻抗不等的变压器并列运行时，每台变压器并列运行绕组的环流应满足制造厂商的要求。短路阻抗不同的变压器，可以通过适当提高短路阻抗大的变压器的二次电压，使得并列运行变压器的容量可以得到充分的利用。变压器操作应注意的事项。停复役前的要求：(1)工作结束，对变压器进行复役操作前，应核对变压器非电量保护、差动保护、后备保护均投入，各保护功能及出口压板位置均满足运行要求。(2)当变压器中低压侧与其它电源有并列运行或合环操作时，