余熱發電電氣部分介紹余熱發電電氣主接線特點自備發電站余熱發電是利用三線燃機排煙余熱，將燃氣輪機產生的余熱，通過余熱煙道引入，給余熱鍋爐加熱給水，產生過飽和蒸汽，去推動汽輪機帶動發電機發電。它是屬于資源綜合利用的小型熱力發電站，符合國家的有關節能環保政策。余熱發電站發出的電力是并網不上網，自發自用，即發電機發出的電能，通過發電站10KV一段母線、聯絡線及并網開關柜，與壓氣站10KVⅡ段母線相并列。但根據電力公司的要求，自發自用的用戶，不得向電網輸送電能，其所發的有功功率，應全部用于壓氣站用電設備及自備電站用電設備。這實際上是在發電機與電網并列后，壓氣站減少從電網吸收有功功率。從下面的主接線圖中我們可以看到，在余熱電站未運行之前，通過壓氣站10KVⅣ母線的A88開關柜將電能輸送至自備電站AH01開關柜，經10KVⅡ段母線、AH003(0#啟備變)、AH004

開關柜，供自備電站啟動輔機設備。當發電機發電后，通過AH103、AH101開關柜、聯絡線(電纜)及SIEMENS開關柜與壓氣站Ⅱ母線同期并列，將電能輸送到相關設備上；同時通過1#母線、AH105、AH106開關柜，向站內1#變壓器、1#空冷變供電及其它設備供電。這樣就體現出余熱發電的電氣主接線的特點：電站的受電與電站的饋電，共用同一個電力系統。它的優點是，投資省，對原有電壓不作大的變動。主接線路介紹自備發電站共設兩段母線，10KVⅠ段為發電機母線段，0段為備用母線段。廠用電系統采用10KV和380/220V兩種電壓等級。10KV為中心點不接地系統，380/220V為中心點直接接地的動力和照明合用的供電系統。廠用電10KV1#機爐母線段，低壓廠用變壓器和空冷低壓常用變分別從機爐對應的10KV發電機母線段上引接，鍋爐兩臺引風機也引接在發電機母線段上。備用母線段電源引自壓氣站10KVⅣ段高壓配電系統，啟備變自此段引接。主廠房380/220V廠用電采用單母線分段接線。1#機爐母線段設立了2個獨立的MCC,MCC分別為：綜合水泵房MCC，化學MCC，MCC電源引自1#機爐PC段。1#機爐母線段低壓常用變和空冷低壓廠用變都是選用1000KVA低壓變壓器。1#機爐廠用變和空冷廠用變正常情況下，各自供給本段設備負荷電源。故障情況下由壓氣站10KVⅣ段高壓配電系統連接余熱電站備用段的一臺1000KVA低壓變壓器作為低壓起動/備用電源供電。余熱發電電氣知識介紹一.高壓電氣部分:高壓電氣設備介紹

高壓電氣設備組成:

高壓開關柜(注:118)

大容量高速開關裝置(注:117)

電流互感器（CT）電壓互感器（PT）補償電容器避雷器

高壓柜的基本構造高壓開關柜由殼體、一次線路設備和二次線路設備所組成。一次線路設備一般有高壓隔離開關、高壓熔斷器、斷路器、電壓互感器、電流互感器、避雷器等。二次線路設備有繼電器、儀表及其他二次設備。高壓開關柜的一次回路方案有許多種，如饋電、受電或聯絡，左進線、右進線、電纜進線或架空進線等，這要根據具體的一次回路方案而定。高壓柜的要求按照國家的規定，高壓開關柜必須具備“五防”功能的技術要求。這“五防”功能是：①、防止誤分、合斷路器；②、防止帶負荷分、合隔離開關或隔離插頭（手車）；③、防止接地開關合上時（或帶接地線）送電；④、防止帶電合接地開關（或掛接地線）；⑤、防止誤入帶電隔離室。高壓柜的不同工作狀態⑴、工作位置（接通位置）。高壓開關柜的可移開部件處于完全連接位置。⑵、接地位置。高壓開關柜可移開部件所處的位置，使主回路短路并接地。⑶、試驗位置（可抽出部件的）。高壓開關柜可抽出部件所處的位置，使主回路形成隔離斷口或分離，而控制回路是接通的。⑷、斷開位置（可抽出部件的）。高壓開關柜可抽出部件所處的位置，使主回路形成隔離斷口或分離，并使可抽出部件仍與外殼保持機械聯系，而輔助回路可以不斷開。⑸、移開位置（可抽出部件的）。使高壓開關柜可移開部件所處的位置是在外面，與外殼機構脫離機械聯系和電氣聯系。高壓柜的基本構造和布置⑴、高壓開關柜的核心部件是斷路器，它置于開關柜的斷路器室內，該室內裝有手車導軌，手車能在“工作”、“試驗/隔離”位置之間移動。⑵、根據用途，手車可分為斷路器手車，PT、CT手車及隔離手車等。⑶、母線室，高壓開關柜的主母線置于其中。高壓母線以絕緣做支撐，互相之間以高強度螺栓連接，連接處應有專門的絕緣罩隔離。⑷、電纜室，有電纜的連接樁頭，有固定電纜和零序電流互感器的位置和地方。⑸、低壓室（儀表室），放置儀表、繼電保護裝置、操作開關和二次設備。⑹、接地開關，主要是手動操作，操作機構連桿上裝有機械連鎖機構，與斷路器手車進行連鎖。⑺、避雷器，現在使用真空斷路器的高壓開關柜上均裝有氧化鋅避雷器，用來防止操作過電壓。（8）余熱發電站用過電壓保護器替代氧化鋅避雷器。高壓斷路器的幾個基本參數

額定電壓：額定電壓是保證斷路器長期穩定工作的電壓。產品銘牌上所標注的額定電壓是指斷路器正常工作時的線電壓，它決定著斷路器的絕緣尺寸，也決定斷路器的熄弧條件。額定電流：額定電流是指斷路器可以長期通過的最大的電流；額定電流決定著斷路器的發熱條件，也將決定導電回路的尺寸。

額定短路開斷電流：開斷電流是指在某一電壓下，能正常斷開的最大的短路電流。在額定電壓下開斷的電流稱為額定開斷電流，它表征著斷路器的開斷能力。

由于開斷電流與電壓和電流有關，因此，斷路器在不同的額定電壓下，它的開斷能力是不同的，即使是同一電壓，斷路器的額定短路開斷電流也是不同的。選擇斷路器的開斷能力要從本系統的短路容量來考慮，這一點是非常重要的。

額定斷流容量：由于斷路器的開斷能力與開斷電流有關，也和額定電壓有關，因此通常采用一個綜合的值，即以額定斷流容量來表示斷路器的開斷能力。對于三相電路，額定斷流容量用公式

Sbrn＝√3UnIbrn來表示。式中：Un---額定電壓；Ibrn---額定開斷電流。

斷路器開斷容量問題所采取的對策

對策:在6kVⅠ、Ⅱ母線之間加裝大容量高速開關裝置（FSR2）與母聯斷路器串聯。

正常運行時，FSR1將電抗器短路，大大地減少了能耗和長時間使用電抗器帶來的其它一系列問題；FSR2和6kV母聯串聯使用，將兩臺變壓器并聯，既提高了供電可靠性，降低變壓器短路阻抗引起的電壓降，又有利于實現變壓器的經濟運行。一旦出現6kV母線饋出線出口短路：FSR1快速斷開，將電抗器投入運行；同時FSR2快速斷開，將6kVⅠ、Ⅱ兩段母線解列。從而減少了流向故障點的短路電流，使斷路器可靠遮斷故障，保證了非故障段母線的正常穩定運行，大大地提高了系統的供電質量。3YH高壓柜內信號變送器二.低壓電氣部分

低壓應用部分凝結水泵鍋爐給水泵低壓應用部分三相同步汽輪發電機

汽輪發電機的構造:1、汽輪發電機的定子

2、發電機轉子

:

轉子鐵心

勵磁繞組

3、勵磁機

汽輪發電機的定子

發電機的定子是由導磁的鐵心和導電的定子繞組組成。鐵心是用0.35～0.5mm硅鋼片疊制成的，直徑小的電機定子，由整張硅鋼片沖制疊成，直徑大的發電機鐵心，則由硅鋼片沖成扇形，然后拼成一個整圓疊成。每片硅鋼片的兩面都涂有絕緣漆，以減少鐵心的蝸流損耗。鐵心用壓板壓緊，固定在機座上。三相繞組一般都是繞制成形的，用云母或玻璃絲帶做絕緣，以120°電角度分布在定子鐵心槽中，用槽楔壓緊定子的硅鋼片之間留有通風孔，其輸出端三個頭及中性點的三個頭全部抽出來。發電機轉子

轉子的作用:

就是要產生磁場，以便轉子旋轉時，在定子的繞組中感應交流電動勢，同時將軸上的輸入機械功率轉換為電磁功率。轉子上主要有導電的勵磁繞組和導磁的鐵心所組成。汽輪發電機轉子分凸極式和隱極式兩種

發電機轉子轉子鐵心由于汽輪發電機的轉速很高，為了很牢固地固定勵磁繞組，大容量的汽輪發電機的轉子幾乎都是隱極式的。同時，由于轉子的轉速很高，受離心力的影響，轉子的直徑有一定限度。為了增大容量，只能增加轉子的長度，所以轉子形成一個細長的圓柱體。轉子鐵心要固定激磁繞組并要成為一個磁體，所以轉子鐵心一般由高機械強度和導磁較好的合金鋼整體鍛造而成，與軸鍛造成一個整體；一般轉子鍛造的毛坯要經過鈍化處理后再進行機械精加工。由于汽輪發電機轉子比較細長，勵磁繞組和轉子表面損耗所形成的熱量，散出去是比較困難的。在汽輪發電機的制造工廠里，加工轉子的工藝中，一般留有通風槽并在槽楔上開有通風孔進行散熱。勵磁繞組轉子的勵磁繞組是由扁銅線繞制而，為同心式繞組。各線匝之間墊有絕緣，絕緣一般用0.3mm厚的云母片，繞組與鐵心之間還有“對地絕緣”。勵磁繞組的固定是個非常重要的問題，一方面要做到固定繞組時不損壞絕緣，同時考慮到因轉子的高轉速，離心力很大，壓緊繞組的槽楔必須用機械強度很高且不導磁的材料，一般用青銅或鋁材做成，繞組的端部，用護環和中心護環來固定。考慮到轉子的通風冷卻，在轉子的繞組的槽楔還設置通風槽，槽面鉆有通風空，以利于轉子的散熱。發電機勵磁系統一、簡介：勵磁系統是同步發電機的重要組成部分，它是供給同步發電機勵磁電源的一套系統，勵磁系統是一種直流電源裝置。勵磁系統一般由兩部分組成：（如圖一所示）一部分用于向發電機的磁場繞組提供直流電流，以建立直流磁場，通常稱作勵磁功率輸出部分（或稱勵磁功率單元）。另一部分用于在正常運行或發生故障時調節勵磁電流，以滿足安全運行的需要，通常稱作勵磁控制部分（或稱勵磁控制單元或勵磁調節器）。圖一勵磁功率單元向同步發電機轉子提供直流電流,即勵磁電流，以建立直流磁場。勵磁功率單元有足夠的可靠性并具有一定的調節容量。在電力系統運行中，發電機依靠電流的變化進行系統電壓和本身無功功率的控制因此，勵磁功率單元應具備足夠的調節容量以適應電力系統中各種運行工況的要求。而且它有足夠的勵磁頂值電壓和電壓上升速度具有較大的強勵能力和快速的響應能力。勵磁調節器根據輸入信號和給定的調節準則控制勵磁功率單元的輸出，是整個勵磁系統中較為重要的組成部分。勵磁調節器的主要任務是檢測和綜合系統運行狀態的信息，以產生相應的控制信號，經放大后控制勵磁功率單元以得到所要求的發電機勵磁電流。系統正常運行時，勵磁調節器就能反映發電機電壓高低以維持發電機電壓在給定水平。應能迅速反應系統故障，具備強行勵磁等控制功能以提高暫態穩定和改善系統運行條件。在電力系統的運行中，同步發電機的勵磁控制系統起著重要的作用，它不僅控制發電機的端電壓，而且還控制發電機無功功率、功率因數和電流等參數。二、勵磁系統必須滿足以下要求：1、正常運行時，能按負荷電流和電壓的變化調節（自動或手動）勵磁電流，以維持電壓在穩定值水平，并能穩定地分配機組間的無功負荷。2、整流裝置提供的勵磁容量應有一定的裕度，應有足夠的功率輸出，在電力系統發生故障，電壓降低時，能迅速地將發電機地勵磁電流加大至最大值（即頂值），以實現發動機安全、穩定運行。3、調節器應設有相互獨立的手動和自動調節通道；4、

勵磁系統應裝設過電壓和過電流保護及轉子回路過電壓保護裝置。自動勵磁控制系統原理框圖三、勵磁系統方式：勵磁方式，就是指勵磁電源的不同類型。一般分為三種：直流勵磁機方式、交流勵磁機方式、靜止勵磁方式。靜止勵磁系統。由機端勵磁變壓器供給整流器電源，經三相全控整流橋控制發電機的勵磁電流。勵磁系統的組成：

（1）勵磁系統主回路：勵磁變、功率柜、滅磁電路、過壓過流保護電路等

（2）勵磁調節器：測量回路、比較放大、移相觸發、整流器等

FMK（滅磁開關）

LFCT（電流互感器）

ZB（勵磁變）PT（互感器）

SCR

自動勵磁調節器（AVR）自并勵靜止可控硅整流勵磁系統主接線原理圖:整流器移相觸發比較放大測量給定自動勵磁控制系統原理框圖圖二自動勵磁控制系統原理框圖勵磁系統圖介紹

自并勵方式的優點：

設備和接線比較簡單；由于勵磁系統無轉動部分，具有較高的可靠性；造價低；勵磁變壓器放置自由，縮短了機組長度；勵磁調節速度快，是一種高起始響應的勵磁系統；當主整流器采用三相全控橋時，可用逆變來滅磁，使滅磁時間短。自并勵方式的缺點：

整流輸出的直流頂值電壓受發電機端或電力系統短路故障形式（三相、兩相或單相短路）和故障點遠近等因素的影響；需要起勵電源；存在滑環和碳刷。DVR微機勵磁調節器同步發電機勵磁的基本要求

同步發電機發出電能時，除原動機供給動能外，還需要有勵磁系統來建立磁場。同步電動機、變壓器、輸電線路以及用戶的用電設備要消耗無功功率。如果無功功率供給不足，就很難維持電力系統的電壓水平。發電機既是有功電源，又是無功電源，而同步發電機發出的無功功率的大小，取決于勵磁電流的大小。勵磁系統對發出無功功率，維持系統電壓水平是至關重要的。因此，勵磁系統應能滿足以下基本要求：（1）、勵磁系統不應受外部電網的影響；（2）、勵磁系統本身的運行應該是穩定的；（3）、勵磁系統應能保證一定的勵磁頂值電壓，并且要有一定的勵磁增長速度。同步發電機的勵磁方式

直接勵磁系統帶勵磁機附加整流電源的勵磁系統半導體勵磁系統(旋轉半導體勵磁系統，是指該系統的永磁發電機發出的電流，經整流、控制后，作為交流發電機的勵磁電流，而交流發電機發出的電流，從發電機的電樞中直接引出，經同軸旋硅整流器整流以后，送至交流發電機的轉子勵磁繞組，中間無須經過電刷環節，因此，旋轉半導體勵磁系統也稱無刷勵磁系統)半導體無刷勵磁系統的特點a.無刷勵磁系統取消了集電環和碳刷，徹底消滅了環火，并且根除了碳刷碳粉的污染，省掉了碳刷、集電環的磨損更換，降低了噪聲，減少了維護工作量。b.全部勵磁功率取自軸系，所以勵磁電源獨立，不受電力系統電壓波動干擾，可靠性高。c.發電機勵磁電流是靠調節交流勵磁機的磁場來實現的，因此,勵磁系統的響應速度較慢；但是，如果采取其他一些措施，還是能夠克服這一缺點的。d.取消了滅磁開關，消滅了由滅磁裝置引起的故障或事故，但是，由于無刷勵磁系統只能在主勵磁機磁場回路中設置滅磁裝置，發電機只能靠自然衰減滅磁，因而發電機的滅磁時間較長。由于發電機的轉子及勵磁電路都是隨軸旋轉的，也無法實現對勵磁系統進行常規檢測，如轉子電流、電壓、絕緣等，必須采用其他的特殊的方法進行。發電機的單相接地保護

1、利用零序電流構成定子接地保護

2、利用零序電壓構成發電機定子接地保護

3、利用三次諧波電壓構成100%定子接地保護發電機的電流保護

⑴、過電流保護或低電壓起動的過流保護；⑵、復合電壓起動的過電流保護；⑶、負序過電流保護。

調節系統的工作原理和系統介紹

DEH-NK汽輪機數字電液控制系統，由計算機控制部分（也稱數字控制系統）和EH液壓執行機構組成，系統控制精度、自動化水平高，它能實現升速（手動或自動），配合電氣并網，電負荷控制（閥位控制或功頻控制），及其他輔助控制，并與DCS通訊，控制參數在線調整和超速保護功能等，能使汽輪機適應各種工況并長期安全運行。DEH基本工作原理DEH控制系統的主要目的是控制汽輪發電機組的轉速和功率，從而滿足電廠供電的要求。對于供熱機組DEH控制系統還將控制供熱壓力或流量。DEH系統設有轉速控制回路、電功率控制回路、主汽壓控制回路、超速保護回路等基本控制回路以及同期、調頻限制、解耦運算、信號選擇、判斷等邏輯回路。DEH控制通過DDV伺服閥控制高壓閥門，從而達到控制機組轉速、功率的目的。機組在啟動和正常運行過程中，DEH接收DCS指令或操作人員通過人機接口所發出的增、減指令，采集汽輪機發電機組的轉速和功率以及調節閥的位置反饋等信號，進行分析處理，綜合運算，輸出控制信號到電液伺服閥，改變調節閥的開度，以控制機組的運行。機組在升速過程中（即機組沒有并網），DEH控制系統通過轉速調節回路來控制機組的轉速，功率控制回路不起作用。在此回路下，DEH控制系統接收現場汽輪機的轉速信號，經DEH三取二邏輯處理后，作為轉速的反饋信號，此信號與DEH的轉速設定值進行比較后，送到轉速回路調節器進行偏差計算，PID調節，然后輸出油動機的開度給定信號到伺服卡。此給定信號在伺服卡內與現場LVDT油動機位置反饋信號進行比較后，輸出控制信號到電液伺服閥，控制油動機的開度，即控制調節閥的開度，從而控制機組轉速。升速時，操作人員可設置目標轉速和升速率DEH控制系統有兩種調節方式一.功率反饋不投入，閥位控制方式:

在這種情況下，負荷設定是由操作員設定百分比進行控制。設定所要求的開度后，DEH輸出閥門開度給定信號到伺服卡，與閥位反饋信號進行比較后，輸出控制信號到電液伺服閥，從而控制閥門的開度，以滿足要求的閥門開度。在這種方式下功率時以閥門開度作為內部反饋的，在實際運行時可能有誤差，但這種方式對閥門特性沒有高的要求。注意抽氣機組在冷凝運行時閥門最大開度由工況圖確定二.功率反饋投入:

這種情況下，負荷回路調節器起作用。DEH接收現場功率信號與給定功率進行比較后，送到負荷回路調節器進行差值放大，綜合運算，PID調節輸出閥門開度信號送到伺服卡，與閥門反饋信號進行比較后，輸出控制信號到電液伺服閥，從而控制閥門開度，滿足要求的功率。投入功率控制要求閥門流量特性必須好。對汽機發電機組來講，調節閥的開度同蒸汽流量存在非線性關系，因此要進行閥門的線性修正，DEH控制系統設計了閥門修正函數，F（X）來進行閥門的線性修正。機組跳閘時，置閥門開度給定信號為0，關閉所有閥門。DEH控制系統設有OPC（超速）保護，閥位限制和快卸負荷等多種保護。還可設定一次調頻死區。

DEH控制系統運行方式

1.有汽機遠控

2.汽機自動

3.汽機手動ETS保護系統工作原理

ETS即汽輪機緊急跳閘保護系統，用來監視對機組安全又重大影響的某些參數，以便在這些參數超過安全限制值時，通過該系統去關閉汽輪機的全部進汽閥門，實現緊急停機。ETS系統具有各種保護投切，自動跳閘保護，首出原因記憶等功能。當下列任一條件出現時，ETS可發出汽輪機跳閘信號，使AST電磁閥動作，實現緊急停機。●汽輪機超速110%（DEH來）●汽輪機超速110%（超速保護裝置來）●軸向位移大Ⅱ值（TSI來）●振動高Ⅱ值（TSI來）●#1～#4徑向軸承溫度超過110℃（4點，邏輯或）●#1～#4徑向軸承回油溫度超過75℃（4點，邏輯或）●正推力瓦溫度超過110℃（10點，邏輯或）●正負推力瓦回油溫度超過75℃（2點，邏輯或）●潤滑油壓低IV值（就地來）●凝汽器真空低Ⅱ值（就地來）●發電機主保護動作（電氣來）●DEH停機保護動作（DEH來）●手動停機（雙按鈕，布置在操作臺上）（無投切）●手動停機（DEH畫面上操作）注:在實際運行中應根據汽機運行保護說明和實際情況進行各種保護條件的投切。TSI系統工作原理

TSI汽輪機監視儀表系統，用來在線監測對機組安全有重大影響的參數，以便在這些參數超過安全限值時，通過DEH和ETS控制汽輪機實現安全停機。TSI系統主要監視汽輪機的轉速、振動、軸向位移等參數。DEH-NK系統對TSI系統有兩種處理方式，一種是采用專用卡件可接受TSI傳感器信號并通過軟件進行分析處理用于測量顯示和報警保護。另外一種時通過DEH的AI和DI通道采集獨立的TSI系統模擬量和開關輸出。DEH控制系統主要功能

A、沖轉前可遠方自動掛閘B、整定伺服系統靜態關系C、啟動前的控制D、轉速控制E、負荷控制F、并網帶初負荷G、負荷反饋控制H、一次調頻I、CCS控制J、負荷限制K、快減負荷L、閥位限制M、主汽壓力控制N、主汽壓力低保護O、補汽控制P、在線試驗Q、可以在工程師站進行參數修改、組態。R、具有完整的數據記錄、顯示及打印功能。DEH-NK控制柜圖發電機的同期并列

一、自同期并列(發電機母線電壓瞬降)

二、準同期并列的條件

三、準同期并列的類型準同期并列的條件

（1）頻率條件：使待并發電機的頻率接近系統頻率，一般不超過0.2～0.5％；（2）電壓條件：使待并發電機的電壓接近系統電壓，一般不超過5～10％；（3）相角條件：當上述兩個條件已被