电气运行培训课件.ppt

,电气运行操作培训,电气操作培训,培训内容交底,电气运行操作培训讲课提纲：,第一部分：1、电动机工作原理；2、变压器工作原理；3、电动机保护配置；4、变压器保护配置；5、电动机软启动装置；6、变压器如何做保护传动试验；7、电动机如何做保护传动试验；8、电动机星三角转换启动方式。,培训内容交底,电气运行操作培训讲课提纲：,第二部分：1、兆欧表工作原理及使用注意事项；2、电压互感器、电流互感器结构与运用；3、380V 电动机控制图；4、380V 母线PT控制图；5、6kV开关控制系统图；6、脱硫区域UPS系统。,第三部分：1、典型事故案例学习；2、电气设备倒闸操作原则；3、倒闸操作时继电保护及自动装置的使用原则；4、防止带负荷拉合开关刀闸的措施；5、防止带电挂地线、合地刀的措施；6、防止非同期并列的措施。,培训内容交底,电气运行操作培训讲课提纲：,第一部分,1、电动机工作原理,第一部分,在讲电动机工作原理前，我们先复习一下相关的电学知识,第一部分,（1）左手定则：左手定则也叫安培定则，还可叫电动机定则，是已知电流方向和磁力线方向，判断通电导体在磁场中的受力方向。伸开左手，让磁力线穿入手心(手心对准N极，手背对准S极)；四指指向电流方向，那么大拇指的方向就是导体受力方向。,第一部分,左手定则图示：,第一部分,（2）右手定则：右手定则也叫发电机定则，它是确定导体切割磁感线运动时在导体中产生的感应电流方向的定则。伸开右手，使大拇指跟其余四个手指垂直并且都跟手掌在一个平面内，把右手放入磁场中，让磁力线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动方向，则其余四指指向感应电流的方向。,第一部分,右手定则图示：,第一部分,（3）右手螺旋定则：右手螺旋定则还称作安培定则，是表示电流和电流激发磁场的磁力线方向之间关系的定则。安培直导线定则：通电直导线中，用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就是磁力线的环绕方向；安培螺线管定则：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。,第一部分,安培螺旋定则图示：,安培直导线定则,安培螺线管定则,第一部分,（4）交流电的概念：电压、电流的大小和方向随时间变化的叫做交流电；按正弦函数规律变化的交流电，称之，正弦交流电，是截止目前应用最广泛的交流电；正弦交流电的三要素为：最大值，角频率和初相位；,第一部分,（5）正弦交流电的表达式（以电流为例）：数学表达式为：i Imsin(ti)Im正弦电流的振幅，它是正弦电流在整个变化过程中所能达到的最大值。正弦电流的角频率，单位是，rad/s 它与正弦周期T和频率f有如下关系：2/T2f 频率f的单位是赫兹（Hz）。i正弦电流i的初相角，它是正弦量t0时刻的相角，即。(ti)t0 i,第一部分,（6）交流电的最大值和有效值:,有效值又称为方均根值，定义为:,有效值与最大值的关系：最大值=有效值。,即:Im=I=1.414I,第一部分,（7）周期基本概念：正弦交流电完成一次循环变化所用的时间叫做周期，显然正弦交流电流或电压相邻的两个最大值(或相邻的两个最小值)之间的时间间隔即为周期。常用T表示。周期的单位是秒（s）,也常用毫秒（ms）或微秒（us）做单位。1s=1000ms，1s=1000000us。,第一部分,（8）频率的基本概念：交流电在1s内完成周期性变化的次数叫做频率，常用f表示。频率的单位是赫（Hz），也常用千赫（kHz）或兆赫（MHz）做单位。1kHz=1000Hz，1MHz=1000000Hz。交流电频率f是周期T的倒数，即：f=1T,第一部分,（9）转速的基本概念：在物理中，转速表示单位时间内，物体做圆周运动的次数，用符号n表示。单位：(r/s)(转/秒)、（r/min；rpm）(转/分)表示，每秒钟的转速数值上等于频率f=1/T。转速与极对数的关系：n=60f/p；f=np/60 n:转速；f:频率；p:电机磁场极对数；60:每分钟60秒；T:周期；T=1/f=60/np,第一部分,（10）三相交流电基本知识:目前，我国生产、配送的都是三相交流电。三相交流电有很多优越性，比如使用三相交流电的电动机、发电机节能节材、维护方便。三相交流电是三个交流电的组合，频率相同，只是相位彼此相差120,第一部分,（11）三相交流电路：三相电源是由3个同频率，等幅值和初相依次相差的正弦电压源按一定方式联结而成。依次称为A相，B相和C相，它们在相位上依次滞后120。,三相交流电路电压的正弦函数表达式：,第一部分,（12）三相交流电的接线制：三相交流电组成的电网,电源直接来自三相交流发电机，与负载连接大多数来自三相变压器，针对负载来说，它们都是用三相交流电源，高电压输、配、供电时都采用三相三线制；在低电压供电时，多采用三相四线制。,第一部分,（13）星形接线的概念：,U、V、W依次为三相的头；X、Y、Z依次为三相的尾；习惯标注A、B、C依次为三相的头；X、Y、Z依次为三相的尾；把X、Y、Z接在一起做中心点，则是星形接线。,第一部分,（14）三角形接线的概念：,A相的尾X与B相的头B(V)连接；B相的尾Y与C相的头C(W)连接；C相的尾Z与A相的头A(U)连接；则是三角形接线。,第一部分,（15）三相交流电的波形图和相量图：,第一部分,（16）交流电的功率概念：交流电的功率主要包含有功功率（W）无功功率（Var）视在功率（VA）；在感性和容性电路中，线圈和电容器相互间进行一部分能量交换，电源只提供无功功率。在电阻性电路中，线圈和电容器之间进行完全的能量交换，电源不再提供无功功率。,第一部分,（17）交流电的功率公式：,有功功率（W）：,无功功率（Var）：,视在功率（VA）：,功率三角形相量图,功率因数,三相交流电的功率公式：,式中：UPIP 相电压、相电流 ULIL 线电压、线电流,第一部分,（18）Y接法与接法的比较:,第一部分,（19）电功率公式中系数的变化关系：,式中：UPIP 相电压、相电流 ULIL 线电压、线电流,分数根号有理化：1/3,所以当用线电压、线电流计算三相功率时：P 3(/3)ULIL ULIL,Y接线时：UP UL/IP IL,接线时：IP IL/UP UL,第一部分,下面我们讲电动机、变压器的结构和工作原理,第一部分,交流电动机结构概述一：,冷却风扇,风扇外罩,后轴承,前轴承,转轴,转子铁芯,定子铁芯,定子绕组,外壳,散热筋,底座,接线盒,转子内风扇,吊环,引接线,转子短路环,鼠笼转子,第一部分,交流电动机结构概述二：,冷却风扇,风扇外罩,空冷器,转轴,外壳,散热管,底座,接线盒,脱硫系统的增压风机，属空冷电机，容量：2600kW,第一部分,交流电动机结构概述三：,冷却风扇,风扇外罩,冷却风道,转轴,外壳,散热筋,底座,接线盒,化学、燃运和除灰脱硫系统的电机均属密闭式自冷电机容量大小不等。,第一部分,交流电动机铭牌规范：,我们主要关注：型号、（容量）功率、电压、频率、额定工作电流、功率因数、接线方式、绝缘等级，额定工作制、冷却方式等。,需要说明的几点：接线方式：Y和,绝缘等级：F和B级，额定工作制：SI制、冷却方式：IC方式等。,F级绝缘：工作极限温度155；温升100；B级绝缘：工作极限温度130,温升80,SI制：表示连续工作,保证长期运行,冷却方式一般有：IC411自冷却；IC611风冷却。,第一部分,交流电动机工作原理图解一：,e方向用右手定则确定,f方向用左手定则确定,转子在定子磁场的作用下，使线圈带电同时受到力的作用,对转轴形成力矩,跟着定子磁场的旋转而转动起来。,第一部分,交流电动机工作原理图解二：,定子绕组（三相）,定子,转子,转子鼠笼,鼠笼转子,nn1 叫异步电动机；n n1叫同步电动机。,机座,在定子绕组中通入三相正弦交流电。,再用图解说明,第一部分,三相异步电动机的工作原理阐述：三相定子绕组产生顺时针的旋转磁场，鼠笼式转子在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流（右手定则确定）。感应电流又在旋转磁场里受到了力矩的作用（左手定则确定），进行顺时针异步旋转，把电能转换成机械能。电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但因nn1 故而叫异步电动机。如果n n1 电动机转子不能切割磁力线，产生不了感生电流，那么，就产生不了旋转力矩。,第一部分,2、变压器的结构和工作原理,第一部分,变压器结构概述一：,低压引线,底座,高压引线,线圈,铁芯,铁芯轭部,第一部分,变压器结构概述二：,后端,前端,外壳,温控装置,窥视孔,铭牌规范,前端为6kV进线；后端为0.4kV出线。,外围采用干式变,第一部分,变压器的铭牌规范：,型号：SCB10系列冷却：自然风冷和强迫风冷（AN/AF）类型：箱型干式双圈变变比：6.3/0.4kV；无励磁调压(5档)容量：3152500kVA接线：Dy11,型号：S-三相，C-干式变，B-铜箔,10-设计序号；接线：D-表示高压侧为接线，y-表示低压侧为Y接线,11-表示接线组别，高、低压侧的相位差30。,第一部分,外围变压器的容量：,1#机电除尘变：2500kVA；2#机电除尘变：2000kVA；灰场变：315kVA；化水变：1000kVA；供水变：1250kVA；除灰变：800kVA；脱硫变：1600kVA；输煤变：2000kVA；,这些干式变压器的铭牌规范都一样，只是其各台变压器的容量大小不一样。,第一部分,单相变压器工作原理图解：,铁芯,简捷画法,变压器工作时：原副边电压之比和匝数成正比：U1/U2N1/N2k；电流之比和匝数成反比：I1/I2N2/N11/k；,用安培螺线管定则确定的方向。,原副边绕组的区别：原边绕组是受电端也称一次绕组，副边绕组是输电端称之二次绕组；升压变U1U2，k1；降压变U1U2，k1。,外围所有的厂用变都是降压变。,第一部分,单相变压器的工作原理阐述：我们把两个线圈分别套在铁心的两边，一个接交流电源的称为原绕组，另一个接负载的称为副绕组，当原边外加交流电压u1，原绕组中便有交流电流i1流过，并在铁心中产生交变磁通，其同时交链原，副绕组，在副绕组中感应电动势u2，副边给负载回路供电时便有i2，实现了能量的传递，改变了原边电动势的大小，从而达到了改变电压的目的。依据感应电动势的定理其每匝绕组的感应电动势都一样，所以：U1/U2 N1/N2，电压的大小与绕组的匝数成正比。电流之比和匝数成反比：I1/I2N2/N11/k；,第一部分,三相变压器工作原理图解：,1、三相变压器和单相变压器工作原理一样，三相变压器只是多了接线组别；2、变压器只能在交流电回路使用；3、变压器的原、副绕组只有磁联系，没有电联系；4、三相变压器一般由三个铁芯柱组合制成，也可由三台单相变压器组成；5、三相变压器只是提高或降低电压；原、副绕组的波形和频率不会改变，均为正弦波和50Hz。,第一部分,三相变压器的工作原理阐述：三相变压器有三个铁心，每相的高低压绕组绕在同一个铁心上，由同一磁通联系起来。三相高压绕组和三相低压绕组完全对称。其各相的工作原理和单相变压器一样，三相变压器的原副绕组可以分别结成星形和三角形。国家规定的标准有：Y,yn0，Y,y0，YN,y0，Y,d11和YN,d11。,第一部分,3、电动机保护配置,第一部分,电动机保护配置的一般原则：,电动机保护配置一般分三个等级：2000kW及以上电机配置：差动、速断、过电流、过负荷、零序（接地）保护；2000kW以下至75kW电机配置：速断、过电流过负荷、零序（接地）保护；75kW以下电机配置：速断和热偶保护；,第一部分,电动机电源配置的一般原则：,电动机电源配置一般也分三个等级：2000kW及以上电机；绝大多数是高压电机，一般配置在6kV厂用段；2000kW以下至75kW电机；有高压电机和低压电机，高压电机配置在6kV厂用段，低压电机配置在PC段(0.4kV厂用段)；75kW以下电机；均为低压电，配置在MCC段也叫电动机控制中心；,第一部分,我厂电动机保护装置的配置情况：,外围专业电动机保护配置情况：6kV 电机：脱硫系统：增压风机配有WDZ-431电动机差动保护装置和WDZ-430电动机综合保护装置；氧化风机，碱液循环泵配有WDZ-431电动机综合保护装置；输煤系统：1、2、6号皮带，碎煤机配有SCS-237A数字式电动机综合保护测控装置；,第一部分,续上页：0.4kV电机：脱硫、电除尘、除灰、化水、输煤各系统的低压电动机均配有速断保护和热偶保护；速断保护功能由自动或手动空气开关实现，当通过空气开关的电流值达到速断动作故障值时，空气开关自动跳闸，切断故障电流。该动作值事先在空气开关上已设定好，热偶保护类似于过电流和过负荷保护，靠电流增大时其发热量增大元件变形的原理制作而成。,第一部分,续上页：热偶保护动作机理示意：,热感元件,绝缘导杆,复归按钮,一次回路,控制接点,交流接触器控制回路,第一部分,电动机各种保护的功能：1)差动保护功能：用于在电动机差动区内发生严重故障情况下快速切除电动机。2)速断保护功能。反应相间故障的速断保护，可选择相间方向元件闭锁，电动机起动过程中以速断高值动作，电动机在起动过程结束后，为提高电动机正常运行时速断保护的灵敏度，速动段以速断电流低值动作。,第一部分,续上页 3)过电流保护功能。装置设置一段定时限过流保护，主要为电动机提供堵转保护，过流保护在电动机起动时自动退出，起动结束后自动投入。4)过负荷保护功能。过负荷元件监视三相的电流，由控制字选择决定过负荷动作于跳闸还是仅发告警信号。5)长起动保护功能。电动机起动时间过长会造成转子过热，当装置实际测量的起动时间超过整定的允许起动时间时，保护动作于跳闸，长起动保护可由控制字投退。,第一部分,续上页 6)过热保护功能：过热保护综合考虑了电动机正序、负序电流所产生的热效应，为电动机各种过负荷引起的过热提供保护，也作为电动机短路、起动时间过长、堵转等的后备。另有过热闭锁功能，保证在热积累值下降到50以下时电动机可以重新起动。此外还有过热告警功能，由控制字投退。7)负序过流保护功能：负序过流保护主要针对各种非接地性不对称故障，可选择定时限或反时限。,第一部分,续上页 7)零序过流保护功能：零序过流元件，可动作于跳闸或告警。8)低电压保护功能：对不允许自起动的电动机，在电源电压消失或者降低后，该保护将电动机从电网中自动断开。9)F-C过流闭锁功能：对于采用F-C（高压熔断器-接触器）控制的电动机，如果任何一相故障电流超过接触器的遮断电流，保护出口被闭锁，由熔断器切除故障。,第一部分,续上页 10)热偶保护功能：当电动机工作电流超过容许值时，动作于跳闸，并告警，复归按钮弹出。11)熔短器保护功能：熔短器是反应相间故障最简易的保护，当电动机发生相间故障，故障电流达到一定值时，熔短器快速熔短，将电动机的电源断开，目前一般都采用快熔式熔短器。我厂在小容量电动机上多采用空气开关取代熔短器，目前的空气开关都带有速断保护的功能，手动合、断操作，故障情况下自动跳闸。,第一部分,4、变压器保护配置,第一部分,厂用低压变压器的保护配置：厂用低压变压器均采用干式变其保护配置都一样；都配置有：1）电流速断保护；2）过流保护；3）接地保护；4）超温保护；5）零序过流保护；,第一部分,厂用低压变压器的保护功能：1）电流速断保护：主要保护变压器一、二次绕组回路发生对称或非对称相间短路故障时动作于跳闸，有效切除故障的扩大和蔓延，减小对变压器的损坏程度，是变压器的主保护。2）过流保护：主要保护变压器外部回路发生过流或短路故障时动作于跳闸，有效防止外部故障对变压器造成损坏，是变压器的主保护的后备保护。,第一部分,续上页 3）接地保护：主要保护变压器6kV回路发生单相接地故障时动作于跳闸，有效防止对变压器一次绕组造成损坏，是变压器一次绕组的保护。4）超温保护：主要保护变压器在容许温度下运行，当变压器温度过高超过容许值时动作于跳闸，有效防止变压器过热造成损坏，是变压器的温度保护。5）零序过流：主要保护变压器0.4kV回路发生单相接地故障时动作于跳闸，有效防止对变压器二次绕组造成损坏,是变压器二次绕组的保护。,第一部分,5、电动机软起动装置,第一部分,电动机传统的起动方式及缺点：传统的起动方式：直接起动、星三角转换起动、自耦减压起动、电抗器减压起动、延边三角形减压起动等，后四种电动机起动方式都属于有级减压起动，目的是降低启动电流和启动转距。存在的缺点：即起动转矩基本固定、不可调，起动过程中会出现二次冲击电流，对负载机械有冲击转矩，且受电网电压波动的影响。,第一部分,鼠笼型异步电动机的软起动方式：电动机软起动装置是一种集软起、停轻载节能和多种保护功能为一体的新颖的电动机控制装置，国外称为：Soft Starter。其主要的构成：在电源与电动机之间串接上三相反并联晶闸管及其电子控制电路，达到控制电动机起动的全过程。,第一部分,电动机软起动装置的工作原理：我们用串接于电源与电动机之间的软起动装置，控制其内部晶闸管的导通角，使电动机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升，电动机的起动转矩逐渐增加，转速也逐渐增大，直至起动结束，当电动机达到额定转速后赋予全电压。实质上就是实现了调压起动电动机的目的。我们把这个电动机起动过程，称之电动机的软起动。把这个电动机起动装置，称之为电动机软起动装置。,第一部分,电动机软起动装置的几种起动方式：（1）斜坡升压软起动；（2）斜坡恒流软起动；（3）阶跃软起动；（4）脉冲冲击软起动。电动机软起动装置的保护功能：（1）过载保护功能；（2）缺相保护功能；（3）过热保护功能；（4）其它功能，通过电子电路的组合，还可在系统中实现其它种种联锁保护。,第一部分,电动机软起动和传统减压起动的不同之处：（1）无起动冲击电流；（2）保持恒流起动；（3）根据负载情况及电网继电保护特性选择，可自由地无级调整至最佳的起动电流。电动机软起动装置与变频器的区别：变频器是用于需要调速的地方，其输出不但改变电压，而且同时还改变频率；而电动机软起动装置在电动机起动过程中其输出只改变电压没有改变频率。对于变频器而言，它也具备所有软起动功能，但其价格相对电动机软起动装置要昂贵的多,其结构也比电动机软起动装置复杂的多。,第一部分,电动机软起动装置的适用场合：电动机软起动装置的适用场合：原则上鼠笼型异步电动机，不需要调速的各种场合都可适用，目前的应用范围是交流380V（660V）；其容量可从几千瓦到800kW。特别适用各种泵类负载或风机类负载所需要的软起、停。对于变负载工况，电动机长期处于轻载运行，只有短时或瞬间处于重载的场合，应用电动机软起动装置，具有轻载节能的效果。,第一部分,6、变压器如何做保护传动试验,第一部分,变压器保护传动试验的操作步骤:1、将变压器的高、低压侧开关拉至试验位置；2、送上变压器的高、低压开关的操作电源及控制保险；3、送上选定做试验的保护出口压板；4、合上变压器的高、低压侧开关；5、由继保专业人员在参与传动试验的保护上施加故障类型的模拟量，使之该保护动作出口跳闸。6、检查变压器的高、低压侧开关动作是否正确；7、做好变压器保护传动试验的记录。,第一部分,变压器保护传动试验的几点说明:1、一般保护传动试验在变压器或高、低压侧开关大小修后进行；2、变压器的各种保护校订调试后，都要做一、两次保护传动试验，一般由继保专业人员做，运行人员配合；3、变压器保护传动试验一般选变压器的主保护参与保护传动试验，如：变压器的电流速断保护，有时也根据现场实际运行情况，选择参与传动试验的保护；4、变压器保护传动试验均在变压器停电的状态下进行。,第一部分,7、电动机如何做保护传动试验,第一部分,电动机保护传动试验的操作步骤:1、将电动机的电源开关拉至试验位置；2、送上电动机电源开关的操作电源及控制保险；3、送上选定做试验的保护出口压板；4、合上电动机的电源开关；5、由继保专业人员在参与传动试验的保护上施加故障类型的模拟量，使之该保护动作出口跳闸。6、检查电动机的电源开关动作是否正确；7、做好电动机保护传动试验的记录。,第一部分,电动机保护传动试验的几点说明:1、一般保护传动试验在电动机或电源开关大小修后进行；2、电动机的各种保护校订调试后，都要做一、两次保护传动试验，一般由继保专业人员做，运行人员配合；3、电动机保护传动试验一般选电动机的主保护参与保护传动试验，如：电动机的速断保护或差动保护，有时，也根据现场实际运行情况，选择参与传动试验的保护；4、电动机保护传动试验均在电动机停电的状态下进行。,第一部分,续上页:5、一般6kV电动机和380V容量较大的重要电动机在电动机或电源开关大小修后才进行保护传动试验；6、380V容量较小的电动机一般不做保护传动试验，7、380V容量较小的电动机配置的空气开关和热偶保护要做保护性能校订调试，一般是拆卸下来在试验台上做。8、电动机保护传动试验主要是验证电动机在发生故障时能否正确停运，同时验证保护动作的可靠性。,第一部分,8、电动机星三角转换启动方式,第一部分,电动机星三角转换启动方式的工作原理:星三角转换启动就是对电机的三相绕组在启动时和正常运转时施加不同的电压，来降低电机启动时的冲击电流。在启动时对电机绕组施加的是星形接法的电源，就是将电源的三条火线分别与电机三个绕组的一个端点相连，将电机三个绕组的另一个端点同时与电源的零线相连，在这种接法下,电机每个绕组所承接的电压就是220V。由于施加的电压较低，所以启动时的电流会比较小点，减少了对电网的冲击，电机也比较容易启动。,第一部分,续上页:当电机启动基本正常后，它的工作电流与启动时相比会大幅减少，这时由控制电路通过时间继电器和接触器的转换，将电机三个绕组改成首尾相连，形成所谓三角形连接，并将三角形的每个“角”与电源的三条火线相连，这时电机绕组中所受到的电压变成了380V，电机就能满负荷工作。,第一部分,续上页:电动机星三角转换启动其实就是降压启动，由于直接启动，电动机的启动电流大，采用降压启动可以减少启动电流。电动机定子绕组设计接线是采用三角形接线，当启动时先将定子绕组接成星形接线待电动机稳定后，再转换成三角形接线运行，因为星形接线时定子绕组电压只为三角形接线的1/1.732倍,因而星形接线启动时线路电流为三角形接线时的1/3,这样就达到了降压启动的目的。,第一部分,电动机星三角转换启动定子线圈的接线:,运行中的接线,启动时的接线,第一部分,电动机星三角转换启动的一、二次图:,Y-转换启动控制图,主接线图,第一部分结束,谢谢听讲！,Goodbye,