1、电气运行基本知识培训教材PPT 54页全实用资料电气运行基本知识第一章 电气设备倒闸操作与事故处理原则第一节 电气设备倒闸操作一、电气设备倒闸操作基本原则1.倒闸操作的概念当电气设备由一种状态转换到另一种状态或改变电力系统的运行方式时,需要进行一系列的操作,这种操作叫做电气设备的倒闸操作。2.电气设备状态（1)运行状态：指设备的断路器及隔离开关都在合闸位置,将电源至受电端间的电路接通(包括辅助设备,如电压互感器、避雷器等）。(2)热备用状态:指设备的断路器在断开位置，而隔离开关在合闸位置,断路器一经合闸，电路即接通转为“运行状态”。（3)冷备用状态:是指设备的断路器及隔离开关均在断开位置。其显
2、著特点是该设备与其他带电部分之间有明显的断开点。（）检修状态:是指设备的断路器及隔离开关均已断开，检修设备两侧装设了保护接地线（或合上了接地隔离开关），并悬挂了工作标示牌,安装了临时遮栏等。3.倒闸操作的内容（)拉开或合上断路器和隔离开关。（)拉开或合上接地刀闸(拆除或挂上接地线）。（3)装上或取下某控制回路、合闸回路、电压互感器回路的熔断器。（4）投入或停用某些继电保护和自动装置及改变其整定值。(5)改变变压器或消弧线圈的分接头。4倒闸操作的基本原则（）在拉、合闸时，必须用断路器接通或断开回路的负荷电流及短路电流,绝对禁止用隔离开关接通或切断回路负荷电流。(2)线路停送电操作:）线路送电时，
3、应从电源侧进行,在检查断路器确在断开位置后,按先合上母线侧隔离开关，再合上线路侧（负荷侧）隔离开关,最后合上断路器的顺序操作。2）线路停电时,应从负荷侧进行，拉开断路器后，检查断路器确在断开位置,然后拉开负荷侧隔离开关，最后拉开母线侧隔离开关。）较长线路的停、送电,应防止电压产生过大波动,防止发电机产生自励磁,注意调节发电机电压。（3)变压器操作：）变压器送电，送电前应将变压器中性点接地,送电先合电源侧断路器,后合负荷侧断路器。2）变压器停电,停电前将变压器中性点及消弧线圈倒至运行变压器。停电先拉负荷侧断路器,后拉电源侧断路器（停电前变压器中性点也应接地)。3)不准用隔离开关对变压器进行冲击。
4、运行中切换变压器中性点接地隔离开关时,应先合后拉。（）倒母线操作：1)用母联断路器向备用母线充电完好后,取下母联断路器的操作熔断器,保证两组母线在倒闸操作过程中保持并列。2)逐一合上备用母线侧的隔离开关，并检查均在合位。3）逐一拉开工作母线侧的隔离开关，并检查均在开位;但也可以合一个隔离开关,拉一个隔离开关，完成一组电气设备的倒闸操作任务。(5）消弧线圈操作：）拉、合消弧线圈的隔离开关前，必须检查该系统确无接地故障，防止带接地电流拉、合消弧线圈的隔离开关。2)消弧线圈在两台变压器中性点之间切换时应先拉后合,即任何时间不得将两台变压器中性点并列使用消弧线圈。（6)断路器操作：1)断路器合闸前,应
5、检查继电保护，自动装置已按规定投入;断路器合闸后，应确认三相均已接通。2)当断路器使用自动重合闸装置时,应按现场规程规定考虑其遮断容量;当断路器切断故障电流的次数,按规定尚有一次时，若继续运行,应停用自动重合闸。(7)允许隔离开关进行的下列操作：1）系统无接地时,拉合电压互感器。2）拉、合无雷击时的避雷器。3）拉、合不超过5A的母线充电电流（22kV及以下)。4)在没有接地故障时，拉、合变压器中性点接地隔离开关或消弧线圈隔离开关。）断路器在合闸状态下，拉、合与断路器并联的旁路电流。6)等电位操作(如倒母线操作)。)用隔离开关进行的解列、合环、拉合空载变压器和空载线路等特殊操作，都须符合有关规定
6、或事先经过计算、试验和设备主管单位领导批准。（)合、解环操作:1）合环操作必须相位相同，操作前应考虑合环点两侧的相角差和电压差,并估算合环潮流保证不超过环流限额。)解环操作应先检查解环点的有功、无功潮流，以确保解环后系统各部分电压在规定范围内，各环潮流的变化不超过继电保护，系统稳定和设备容量等方面的限额。（9)冲击合闸、零起升压操作：变压器、母线等设备在新安装投入运行前、大修后和故障跳闸后均应按有关规定进行全电压冲击操作或零起升压操作。1）冲击合闸操作:冲击合闸断路器要有足够的遮断容量，且断路器故障跳闸次数应在规定的次数内；冲击合闸的断路器其保护装置应完整并投入,自动重合闸应停用，必要时应降低
7、保护的整定值;尽可能选择对系统稳定性影响较小的电源做冲击合闸电源；对中性点接地系统中的变压器冲击时，其中性点应接地。）零起升压操作:被升压的设备应有完善的保护装置；对发电机一变压器组升压时,应采用手动升压方式，不采用自动升压方式,且发电机强励装置应停用；中性点接地变压器进行零起升压时，其中性点必须接地。(1）系统并、解列操作：1)系统在正常情况下的并列操作,一般采用准同期法进行(手动或自动）并列。并列条件为:相序相同;相位相同；频率相同（事故时可不超过0.5HZ)；电压相等（允许电压偏差不大于10)。2)停用并列点断路器的重合闸连接片。3)进行解列操作时,应将解列点的有功潮流调至零,无功调至最
8、小,应防止操作过电压（电压波动不大于1%)。解列后检查各系统电压、频率是否正常。.倒闸操作的技术要求（)断路器操作:1)一般情况下,电动合闸的断路器，不应手动合闸。)远方操作断路器时,操作控制开关不要用力过猛,以防损坏控制开关;也不要返回太快，以防时间过短断路器来不及合闸。3)断路器操作后,应检查与其有关的信号及测量仪表的指示，以及到现场检查断路器的机械位置来判断断路器分、合的正确性。（2)隔离开关操作:1)在手动合上隔离开关时，应迅速而果断。但在合闸行程终了时，不能用力过猛，以防损坏支持绝缘子或合闸过头。在合闸过程中，如果产生电弧，则要毫不犹豫地将隔离开关继续合上，禁止再将隔离开关拉开。2)
9、在手动拉开隔离开关时，应缓慢而谨慎,特别是动、静触头分离时,若产生电弧，则应立即反向合上隔离开关，并停止操作，查明原因。但切断空载变压器、空载线路、空载母线或拉系统环路均会产生一定长度的电弧,应快而果断，促使电弧迅速熄灭。)远方操作的隔离开关，不得在带电压下就地手动操作，以免失去电气闭锁，或因分相操作引起非对称开断,影响继电保护的正常运行。4)分相操作隔离开关,拉闸应先拉中相,后拉边相；合闸操作相反。5）隔离开关经操作后，必须检查其开、合的位置;合闸时检查三相刀片接触良好,拉开时三相断开角度符合要求。以防由于操动机构发生故障或调节不当，出现操作后未全拉开和未全合上的不一致现象。（3)装拆接地线
10、操作：装设接地线之前必须认真检查该设备是否确无电压，处于冷备用状态。在验明设备确无电压后，应立即装设接地线(或合上接地隔离开关）。装设接地线必须先接接地端，后接导体端,且接触良好。拆接地线的顺序与装接地线的顺序相反。（4）高压熔断器操作：1)高压熔断器的操作顺序为:拉闸先拉中相,后拉边相;有风时，先中间相，再下风相，后上风相；合闸操作相反。）不允许带负荷拉、合熔断器。采用绝缘杆单相操作高压熔断器，在误拉第一相时,不会发生强烈电弧,而在带负荷拉开第二相时，就会发生强烈电弧，导致弧光短路。所以要根据与第一相拉开时的弧光悄况的比较，慎重地判断是否误操作，然后再决定是操作还是停止操作。二、倒闸操作基本
11、步骤(1)接受任务。(2）操作人填写操作票。(3）审核操作票。操作票填写好了以后,必须经过以下三次审查：1） 自审:由操作票填写人自己审查。） 初审：由操作监护人审查。) 复审：由值班负责人(值班长、值长)审查，特别重要的操作票应由技术负责人审查。（4)监护人和操作人相互考问和事故预想。(5)接受正式操作命令。()模拟操作。（7)准备及检查工具。（）操作人在前、监护人在后进入操作现场核对设备。(9)监护人唱票、操作人复诵。(10）实施操作。（11）操作人逐项操作、逐项检查,监护人逐项勾票。（1）完成操作全面检查并在操作票上记录时间,盖上“执行”印章。（13)操作结束后,监护人立即向发令人汇报，
12、做好记录。(1)评价、总结。三、倒闸操作票的填写1填写方法(1)每份操作票只能填写一个操作任务。(）操作票应填写双重名称（即设备的名称和编号)。(3）操作票要用钢笔或团珠笔填写,字迹清楚,不得任意涂改。操作票中下列四项不得涂改:设备双重编号；有关参数和时间；设备状态;操作动作。其他如有个别错漏字允许进行修改，但应做到被改的字和改后的字均要保持字迹清楚。(5）操作票填写步骤应正确,应使用统一的术语。（6)操作票应统一编号,连号使用,不得丢失。（7）操作票上操作人、审核人不得漏签名或代签名。()执行完毕的操作票应盖“已执行”的图章；作废的操作票则应加盖“作废”图章。2填写项目（)下列各项操作应作为
13、单独的项目填入操作票内：）操作任务。2）应拉、合的断路器。3）检查断路器的分、合实际位置。4)应拉、合的隔离开关。5)检查隔离开关的分、合实际位置。6）操作前的检查项目。7)检查负荷分配情况。8）检查送电范围内接地线(接地隔离开关)是否已拆除（拉开)。9)验电和装、拆接地线（合、拉接地隔离开关）。10)装上或取下控制回路、信号回路、电压互感器回路的熔断器。1）停用或投入继电保护的保护连接片。12）继电保护定值的更改等。(2）可以不填操作票操作的项目:）事故处理。2)拉、合断路器的单一操作。3）拉开接地隔离开关或拆除全厂（站）仅有的一组接地线。 4）投入、停用一个连接片。上述操作应记入操作记录簿
14、内。第二节事故处理原则一、基本概念1.电气设备的正常运行状态电气设备在规定的外部环境下(额定电压、额定气温、额定海拔高度,额定冷却条件，规定介质状况等)，保证连续（或在规定的时间内)正常地达到额定工作能力的状态，称为额定工作状态。2 电气设备的异常状态电气设备不能工作在规定的外部环境下或工作在规定的外部条件下，部分或全部失去额定工作能力的状态，称为电气设备的异常状态(如设备出力达不到名牌要求,运行时间达不到规定时间,设备不能承受额定电压等)。3. 电气设备事故事故本身是一种异常状态，通常指异常状态中比较严重的或已经造成设备损坏、引起系统运行异常、中止了对用户供电的状态。二、事故处理的一般规定（
15、1）发生事故和处理事故时,值班人员不得擅自离开岗位,应正确执行调度、值长、值班长（机长)的命令,处理事故。（2）在交接班手续未办完而发生事故时，应由交班人员处理,接班人员协助、配合。在系统未恢复稳定状态或值班负责人不同意交接班之前,不得进行交接班。只有在事故处理告一段落或值班负责人同意交接班后,方可进行交接班。（3）处理事故时，系统调度员是系统事故处理的领导和组织者，值长是发电厂全厂事故处理的领导和组织者，电气值班长是发电厂(变电站)电气事故处理的领导和组织者(机长是本机组事故处理的领导和组织者）。电气值班长(机长）均应接受值长的指挥,值长和变电站值班长均应接受系统调度员指挥。(）处理事故时，
16、各级值班人员必须严格执行发令、复诵、汇报、录音和记录制度。发令人发出事故处理的命令后,要求受令人复诵自己的命令，受令人应将事故处理的命令向发令人复诵一遍。如果受令人未听懂，应向发令人问清楚。命令执行后,应向发令人汇报。为便于分析事故，处理事故时应录音。事故处理后，应记录事故现象和处理情况。(5)事故处理中,若下一个命令需根据前一命令执行情况来确定，则发令人必须等待命令执行人的亲自汇报后再定。不能经第三者传达，不准根据表计的指示信号判断命令的执行情况（可作参考）。()发生事故时,各装置的动作信号不要急于复归,以便查核，便于事故的正确分析和处理。三、事故处理的原则（1）迅速限制事故的发展，清除事故
17、的根源,解除对人身和设备安全的威胁。（2)注意厂用电的安全,设法保持厂用电源正常。(3)事故发生后,根据表计、保护、信号及自动装置动作情况进行综合分析、判断,作出处理方案。(4)在不影响人身及设备安全的情况下，尽一切可能使设备继续运行。必要时，应在未直接受到事故损害和威胁的机组上增加负荷,以保证对用户的正常供电。（)在事故已被限制并趋于正常稳定状态时，应设法调整系统运行方式，使之合理，让系统恢复正常。（6)尽快对已停电的用户恢复供电。(7）做好主要操作及操作时间的记录，及时将事故处理情况报告有关领导和系统调度员。四、事故处理的程序（1)判断故障性质。发生事故时，根据计算机CRT图像显示、光字牌
18、报警信号、系统中有无冲击摆动现象、继电保护及自动装置动作情况、仪表及计算机打印记录、设备的外部象征等进行分析、判断。(2)判明故障范围。根据保护动作情况及仪表、信号反映,值班人员应到故障现场，严格执行安全规程，对一次设备进行全面检查，以确定故障范围。如母线故障时,应检查与母线相连的断路器和隔离开关、母线绝缘子,从而确定故障点。（3）解除对人身和设备安全的威胁。若故障对人身和设备安全构成威胁,应立即设法消除,必要时可停止设备运行。(4)保证非故障设备的运行。应特别注意将未直接受到损害的设备进行隔离，必要时起动备用设备。(5)做好现场安全措施。对于故障设备，在判明故障性质后，值班人员应做好现场安全
19、措施,以便检修人员进行抢修。（6)及时汇报。值班人员必须迅速、准确地将事故处理的每一阶段情况报告给值长或值班长(机长)避免事故处理发生混乱。五、事故处理的一般要求（1)各级当值调度员是事故处理的指挥人。运行值班负责人是事故处理的现场领导人，应对事故处理的正确性、迅速程度负责.因此,变电所运行人员与值班调度员要密切配合，处理要迅速果断。（2)发生事故时，值班负责人应迅速向有关当值调度汇报。准确简要汇报事故发生的时间、现象、设备名称、编号、跳闸开关，继电保护和自装置动作情况,以及当时频率、电压、潮流变化等，听候处理。（3）发生事故和异常时,值班人员应坚守岗位,正确执行当值调度员和值班长的命令。值班
20、人员如果认为调度命令有误,应该先指出并做必要解释。如果值班调度员认为调令正确,变电所值班人员要立即执行。如果确认该调令直接威胁人身及设备的安全，那么现场值班人员必须拒绝执行该项调度命令.并将拒绝执行调令的理由报告值班调度员和总工程师。并记录在操作记录薄中,然后按总工程师的指示执行。(4）交接班时发生事故,应该由交班人员处理,接班人员要协助。在事故处理未结束或上级领导未发布交接班以前,不得进行交接班。（5）值班人员在处理事故时除有关专业领导外其他人员均不得进人主控室和事故现场。发生事故时，变电所所长和专工应立即参加事故处理。必要时，所长或专工可以代理值班长指挥现场事故处理，但是应该立即报告值班调
21、度员。（6)发生事故时，如果与调度通讯中断,现场人员应按现场运行规程中有关规定进行处理,待通讯恢复正常后立即向调度汇报。（)变电值班人员不要急于复归各装置的动作信号,以便分析处理时校对。事故处理时,必须严格发令、复诵、汇报、录音和记录制度。()发生事故时，当需要对威胁人身和设备安全的设备停电,隔离已损坏的设备或进行其它可自行处理的操作项目时，可不经调度许可自行操作,待任务结束后再向调度汇报。第三节 电气仿真系统原理简介一、仿真系统的组成与分类（一）仿真系统的组成发电厂是一个大系统,它由许多性质不同的热力设备所组成，十分复杂。系统仿真就是系统数学模型在计算机上的运转过程。火力发电厂的计算机仿真系
22、统就是把火电厂的主要生产过程进行仿真的一套硬件设备和软件系统。它的主体是计算机。1.主机及其操作系统计算机是整个仿真系统的指挥中心,它的选择随仿真对象的规模和任务的大小而不同。它具有为系统提供支持的服务程序和独立的操作系统。主机通过接口实时对系统的各部分发出指令,井对系统中的参数进行巡回检测、数据处理、计算控制、逻辑判断等。运行时，操作系统应尽量减少本身占用的时间,尽快地执行任务。同时，还要留有余量,以便在遇到优先等级较高的任务时能立即进行处理。2.贮存器贮存器有两种,只该贮存器是用来存放计算机的管理程序、监控程序、汇编程序和用户程序等的。随机贮存器主要是用来存放输入输出数据、中间结果,以便随
23、时存取。输入和输出接口输入和输出接口是主机和仿真控制室、外围设备交换信息的纽带，主机输入数据和对外发出指令都是通过接口通道进行的。根据功能及传送的方式不同，可以分别选用平行接口、串行接口和直接数据传送等。4外围设备外围设备的形式和数量应根据仿真任务和要求来选择,其设备包括A/D转换、接口、显示器CRT,磁盘驱动器、声光报警器、打印机和操作键盘等。5测量和指示仪表当采用实时仿真系统时，还需要配备一批传感器和变送器。通过采样来的信号，经变送器和转换器，转换成统一的计算机标准电平，输入计算机进行运算,然后由计算机输出再转换成模拟量，送至控制室由常规仪表指示。.仿真控置室仿真控制室是为仿真操作人员服务
24、的。控制室是人机对话的纽带，操作人员通过控制室可以进行模拟电厂的启动、运行操作和事故处理等。此外,还可以实施人工给定、修改程序、修改参数、调用数据和打印报表等。.软件软件就是用算法语言编写的程序,能完成各种功能的计算机程序的总和，如操作、计算、控制、监督、保护、管理和自诊断等。因此,软件是仿真系统的神经中枢，整个系统的动作都是在软件的指挥下协调进行的。（二)仿真系统的分类（1）按有无实物介入来区分，可分为实时仿真系统和非实时仿真系统。（2)按是否闭环来区分,可分为闭环仿真系统和开环仿真系统。而对控制来说,又可分为闭环在线控制系统和开环离线监控系统。(）按系统运动过程的速度来区分，可分为快过程仿
25、真系统和慢过程仿真系统。（4）按使用计算机的类型来区分,可分为用模拟计算机组成的模拟仿真系统、用数字计算机组成的数字仿真系统、用模拟计算机和数字计算机组成的混合仿真系统、用微型计算机阵列组成的全数字仿真系统等。（5）按其建设规模和技术性能,大致可分为三种:1）全范围仿真机。对于此类仿真培训装置,其仿真数学模型对电厂系统进行全范围、全工况、全工艺流程、高逼真度仿真,而且必须包括所需的自然事故和“注入事故”。2)部分范围仿真机。数学模型包括控制室内的仿真，必要的就地操作系统和设备的仿X真,压缩了一些不十分重要的系统。3）原理型仿真机。仿真数学模型软件中对电厂的基本工艺流程和正常启停及主要事故有正确
26、的实时反应。二、基本概念发电机是系统复杂、体积庞大、价格昂贵的能量转换设备。如果针对发电机实物来进行理论分析，是非常复杂和困难的。因此,往往需要借助于为它建立的某种简化模型。通过对模型的研究,可以得到适用于实物的某些结论或推侧。根据不同的研究任务,有时需要建立一个发电机整体的模型,有时需要建立一个局部的模型，所建的模型可以只反映系统内的某一种物理现象，也可以同时反映多种物理现象的变化关系，这种反映物理现象及其变化关系的模型称为物理模型。发电机的模型应包括机电暂态过程和电磁暂态过程,并能正确地反映发电机的各种特性。经过对实际过程的简化和假设，对于其中的每一种过程都可以用数学公式来描述,或者采用经
27、验公式、表格、图形或其他的数学形式来表明某些状态参数之间的关系。一个数学模型就是由这些数学关系综合而成的,它包括系统的各个输入、输出变量之间主要的数学关系。(一)静态数学模型系统或过程在稳定状态或平衡状态下，对于各输入变量与输出变量之间关系的数学描述称为静态（稳态）数学模型，它能反映系统或过程的静态特性。静态数学模型可直接或间接地取自各种静态计算方法，也可由试验结果得到,它们除了服从物理和化学的基本定理以外，还取决于发电机的结构特点。也就是说如果要把所有主要的影响或关系都表示出来，就必须建立一个相当复杂的静态数学模型。(二）动态数学模型在工况变化时或在不稳定状态下,哪些参量会变化，它们的变化速
28、度和历程又是如何，这些都是动态问题。动态数学模型就是用来描述系统或过程在不稳定状态下各种参量随时间变化的数学关系式。这些数学关系式一方面服从物理与化学的基本定律，另一方面也取决于系统的结构特点和初始工作条件。动态数学模型和静态数学模型的主要差别是：前者含有时间变量,而后者则与时间无关。理论上分析,当时间t时,由动态数学模型决定的所有参量的最终稳态值应与静态数学模型所决定的一样，两种模型在形式上也趋于一致。因此,可以认为，静态数学模型是动态数学模型的极限和基础。三、模型的构成所建模型要能反映出发电机、锅炉、汽轮机等系统内部的物理现象，动态特性要符合实际情况。这些要求可以通过对其过程和机理进行分析
29、，建立比较严格的数学模型来描述其参数之间的关系。但在实际仿真工作中,往往根据对象的特点,分清主次，并根据现实可行的方法做必要的简化,突出主要环节，建立一个切实可行的实用模型。例如，在所研究的发电机并网模块中，其仿真内容主要是能正确反映同期装置的并网过程的动态特性，包括手动准同期并列、手动非同期并列和自动准同期并列的过程特性的模拟。因此在实际建立动态模型中必须基本上按物理原则建模并做若干符合实际的简化假设。火力发电机组系统多而复杂，因此采用将其分为子系统、段、环节、块等来进行建模工作。对一些典型的部件及某些功能运算等都可以采用模块化建模方法。各系统内及其相互之间的数据联系与传递可采用数据公用区或
30、数据库方法进行。四、电气仿真系统根据仿真对象,模拟范围从发电机本体、变压器、励磁系统、厂用电到输出母联等特性计算。包括了网控操作系统、励磁系统、发电机本体、高压厂用电、低压厂用电及保安电源系统、直流系统、并网模块和电气保护系统等模拟系统。所建立模型能正确反映发变组零起升压、解列停机、励磁方式切换、继电保护及自动装置的投退、厂用电系统工作电源与备用电源的切换和直流系统的运行等模拟操作及其主要参数的变化特性。（一)发电机本体发电机的模型能准确地反映发电机的全部物理过程,其模型应包括机电暂态过程和电磁暂态过程,并能正确反映发电机的各种特性,如空载特性、有载特性等所建模型能正确描述各种运行工况及事故异
31、常状态下各电气参量的变化特性。(二)网控操作系统网控操作系统的仿真包括母联、旁路、输电线路及开关刀闸的操作特性。(三)励磁系统励磁系统的仿真包括工作励磁系统、备用励磁系统、自动调节系统和手动调节系统等。所建模型能正确反映主励磁机、副励磁机、感应调压器、可控硅自动调节器和手动调压器等特性。（四)高压厂用电系统仿真内容包括高压厂用工作变压器、高压厂用备用变压器的工作特性模拟,变压器各种电源相互切换操作的仿真和各开关、刀闸等拉、合闸、试验等操作的模拟。(五）低压厂用电系统仿真内容包括公用变、低厂变、低备变、化学变、输煤变、除尘变等低压厂用变压器的工作特性模拟,还包括各电源间相互切换操作的仿真。（六）直流系统仿真内容包括22直流系统和110直流系统中的整流装置、充电器和蓄电池的工作特性模拟。(七）并网模块仿真内容主要是并网过程的动态计算，能正确反映手动准同期并列和自动准同期并列的过程特性。(八)电气保护系统仿真内容主要是电气所配备的保护装置的模拟，包括保护压板的投入、退出操作及保护掉牌的显示和复归操作，保护动作等模拟。第二章
