1、微信关注电力图书馆公众号微信关注电力图书馆公众号微信关注电力图书馆公众号微信关注电力图书馆公众号中国电力出版社出版、发行（北京市东城区北京站西街1 9号 1 0 0 0 0 5 h t t p:/w w w.c e p p.s g c c.c o m.c n）汇鑫印务有限公司印刷各地新华书店经售*2 0 1 2年2月第一版 2 0 1 2年2月北京第一次印刷7 8 7毫米1 0 9 2毫米 1 6开本 1 5.7 5印张 3 8 3千字印数0 0 0 13 0 0 0册 定价4 8.0 0元敬 告 读 者本书封面贴有防伪标签，加热后中心图案消失本书如有印装质量问题，我社发行部负责退换版 权 专
2、 有 翻 印 必 究内 容 提 要本书详细阐述了水轮发电机组电气一次设备的结构、组成、运行原理、巡视操作、异常与事故处理等。本书力求概念清楚，层次分明，既有理论表述，也有实际应用，既有图表说明，也有公式佐证，实用性强，便于水电厂运行人员入门自学和业务提高。本书共分七章，主要内容包括:厂用电及直流系统运行，水轮发电机的运行，电力变压器的运行，电气主接线的运行，高压断路器的运行，配电装置的运行，输电线路的运行。本书可供水力发电相关技术人员学习参考。图书在版编目（C I P）数据 电气一次设备及运行/杨传文，吴科续，姚丽编著.北京:中国电力出版社，2 0 1 1.1 0（水轮发电机组值班员技术培训丛
3、书）I S B N9 7 8-7-5 1 2 3-2 2 3 5-6 .电 .杨吴姚 .水轮发电机-机组-一次系统-机电设备-技术培训-教材水轮发电机-机组-运行-技术培训-教材 .TM 3 1 2 中国版本图书馆C I P数据核字（2 0 1 1）第2 1 3 4 7 2号微信关注电力图书馆公众号微信关注电力图书馆公众号水轮发电机组值班员技术培训从书电气一次设备及运行前言电能便于输送、分配、使用、控制，广泛应用于工农业生产、交通运输、国防建设和人们的生活，已成为不可缺少的二次能源。电能是由发电厂生产的，随着生活的发展和用电量的增加，发电厂的数目、容量和种类也在不断增加。水力发电厂是将水的位能
4、和动能转换为电能的工厂，发电成本低，效率高，不污染环境，运行灵活，启停迅速，无最低负荷限制，主要承担电力系统调峰、调频、事故备用的工作，是电力系统稳定运行的重要支柱。本书是水轮发电机组值班员技术培训丛书的电气一次设备及运行分册，作为水轮发电机组及其辅助设备运行（孙效伟编著，中国电力出版社，2 0 1 0）的姊妹篇，参照水轮发电机组运行岗位规范的要求，按C B E模式从培训和学习的角度编写，主要讲述了水力发电厂的电气一次部分的运行。在水力发电厂中，电气一次系统是主干系统，处于关键地位，由直接用于生产、输送、分配和提供辅助功能的电气一次设备组成，包括直流系统、发电机、变压器、断路器、隔离开关、母线
5、、输电线路、电抗器、避雷器等设备。本书详细阐述了电气一次设备的结构、组成、运行原理、巡视操作、异常与事故处理等。本书力求概念清楚，层次分明，既有理论表述，也有实际应用，既有图表说明，也有公式佐证，实用性强，便于水电厂运行人员入门自学和业务提高。本书由丰满发电厂杨传文、吴科续、姚丽编著，其中第一、二、三章由吴科续编写，第五、六章由姚丽编写，第四、七章由杨传文编写，全书由杨传文统稿。在本书编写过程中，得到了丰满发电厂发电部、维护部和国网新源丰满培训中心领导的大力支持，国网新源丰满培训中心孙效伟老师对本书进行审阅并提出了重要修改意见，在此一并表示衷心的感谢。由于经验和理论水平所限，书中难免出现不妥之
6、处，敬请读者批评指正。编 者2 0 1 1年9月微信关注电力图书馆公众号微信关注电力图书馆公众号水轮发电机组值班员技术培训从书电气一次设备及运行目录前言第一章厂用电及直流系统运行1 第一节 直流系统的运行1 第二节 交流3 8 0 V系统的运行1 6 第三节 厂用电系统的运行2 9 第四节 U P S系统的运行4 0第二章水轮发电机的运行4 4 第一节 水轮发电机概述4 4 第二节 水轮发电机的运行5 2 第三节 水轮发电机组的主要试验6 5 第四节 水轮发电机的故障及事故处理7 5第三章电力变压器的运行8 7 第一节 电力变压器概述8 7 第二节 电力变压器的运行1 0 1 第三节 电力变压
7、器的巡视操作1 1 4 第四节 电力变压器的异常与事故处理1 2 2第四章电气主接线的运行1 2 9 第一节 电气主接线概述1 2 9 第二节 电气主接线的运行方式1 3 1 第三节 电力系统中性点的运行方式1 3 7 第四节 母线的倒闸操作1 4 2 第五节 母线的巡视检查和事故处理1 4 7第五章高压断路器的运行1 5 3 第一节 高压断路器概述1 5 3 第二节 常用的高压断路器1 6 1 第三节 高压断路器运行规定和操作1 6 6 第四节 高压断路器的巡视与事故处理1 7 1微信关注电力图书馆公众号微信关注电力图书馆公众号第六章配电装置的运行1 8 0 第一节 隔离开关的运行1 8 0
8、 第二节 互感器的运行1 9 3 第三节 电抗器的运行2 0 6 第四节 避雷器的运行2 1 1 第五节 G I S组合电器的运行2 1 3第七章输电线路的运行2 1 8 第一节 输电线路的结构2 1 8 第二节 输电线路的防雷2 2 4 第三节 输电线路的附属设备2 2 8 第四节 输电线路的停送电操作与巡视检查2 3 1 第五节 输电线路的事故处理2 3 9微信关注电力图书馆公众号微信关注电力图书馆公众号水轮发电机组值班员技术培训从书电气一次设备及运行第 一 章 厂用电及直流系统运行在水电厂的电力生产过程中需要许多设备为发电厂的主要设备（水轮机、发电机）和辅助设备服务。这些设备称为发电厂的
9、自用设备，自用设备主要由电动机拖动，包括油泵电动机、水泵电动机、空气压缩机电动机、断路器储能电动机、隔离开关操作电动机，它们担负的任务有:主阀开关操作，机组开停机操作，负荷调整，油系统油压的保持，高低压气系统气压的保持，发电机及各轴承冷却水、消防用水的供水操作，线路和母线倒闸操作等。发电厂自用设备用电、全厂的照明、运行操作、U P S电源、蓄电池浮充电装置用电，以及试验、电热及通风等用电设备的用电统称为自用电，对发电厂而言称为厂用电。直流系统是独立的操作电源，其负荷极为重要，供给发电厂、变电站的断路器操作、信号装置、继电保护装置、自动装置、远动装置、通信设备、事故照明、水车自动控制、交流不停电
10、电源装置（U P S）的用电。同时作为独立的电源，在厂用电失去后，直流电源还可作为应急的备用电源，即使在全厂停电的情况下，仍应能保证继电保护装置、自动装置、控制及信号装置和断路器等的可靠工作，同时亦能供给事故照明用电。因此确保直流系统的正常运行，是保证发电厂安全运行的决定性条件之一。第一节 直流系统的运行一、直流系统概述水力发电厂的电气设备分为一次设备和二次设备两类。为了安全、经济地发电、供电，需对一次设备及其电路进行测量、操作和保护，因而需装设辅助设备，如各种测量仪表、控制开关、信号器具、继电器等。这些辅助设备称为二次设备，二次设备互相连接而成的电路叫二次回路。直流系统就是为给二次设备、事故
11、照明、应急电源及断路器分、合闸操作提供直流电源的电源设备。直流系统是一个独立的电源，它不受发电机、厂用电及系统运行方式的影响，并在外部交流电中断的情况下，保证由后备电源（蓄电池）继续提供直流电源。直流系统以电池容量标称，直流系统的用电负荷极为重要，对供电的可靠性要求很高。直流系统的可靠性、安全性直接影响到电力系统供电的可靠性和安全性。（一）直流系统的要求蓄电池直流系统运行时，要求有足够的可靠性和稳定性，即使在全厂停电、交流电源全部消失的情况下，也要求直流系统能持续地向直流负荷供电，特别是大容量机组对其运行的安全性和可靠性提出了更高的要求。发电厂一般都装设专用的一套或两套直流系统，每套直流系统由
12、一组或两组蓄电池及充电装置组成。设置一组蓄电池时，机组的控制（断路器控制、信号回路、继电保护回路）和动力（断路器合闸回路）直流负荷合在一起供电，设置两组蓄电池时，控制和动力直流负荷可以分开供电。1微信关注电力图书馆公众号微信关注电力图书馆公众号电气一次设备及运行（二）直流系统电压的选用为了满足直流负荷的供电要求，直流系统的电压一般按下述规定选用:（1）控制负荷、动力负荷、直流事故照明等公用的蓄电池组直流系统，电压采用2 2 0 V或1 1 0 V。（2）控制负荷专用的蓄电池组直流系统，电压采用1 1 0 V。（3）动力负荷和直流事故照明负荷专用的蓄电池组直流系统，电压采用2 2 0 V。（4）
13、对强电回路（电压在1 0 0 V及以上的回路），蓄电池组直流系统电压采用2 2 0 V或1 1 0 V；对弱电回路（电压在4 8 V及以下，电流为毫安级的回路），直流电压采用4 8 V。（三）直流系统的组成直流系统一般由蓄电池、充电装置、直流负荷三大部分组成。1.蓄电池蓄电池是一种化学电源，它能把电能转变为化学能并储存起来，使用时再把化学能转换为电能供给用电设备，变换的过程是可逆的。因此，蓄电池组是一种与电力系统运行方式无关的独立电源系统。在发电厂事故甚至交流电源完全消失的情况下，它仍能在一定的时间内（通常为2 h）可靠供电，因此具有很高的供电可靠性。此外，由于蓄电池组电压平稳、容量较大，可以
14、提供断路器合闸时所需要的较大的短时冲击电流，满足较复杂的继电保护和自动装置的要求，并可作为事故保安负荷的备用电源。目前，水力发电厂中广泛使用的是铅酸蓄电池，以G G F型防酸隔爆式铅酸蓄电池和G FM型阀控式密封铅酸蓄电池为最普遍。2.充电装置蓄电池组的充电和浮充电装置较普遍使用的是硅整流装置。单蓄电池组单母线分段接线方式的直流系统配置有2台硅整流装置，1台作浮充，1台作主充；双蓄电池组单母线分段接线方式的直流系统配置有3台硅整流装置，2台作浮充，1台作主充。目前采用的新式充电装置既可用于浮充电，也可用于定期充电和均衡充电。3.直流负荷发电厂的直流负荷按用电特性的不同分为经常负荷、事故负荷和冲
15、击负荷三类。（1）经常负荷。经常负荷是指在各种运行状态下，由直流电源不间断供电的负荷，主要包括经常带电的直流继电器、信号灯、位置指示器，以及经常点亮的直流照明灯等。（2）事故负荷。事故负荷是指正常运行时由交流电源供电，当变电站的自用交流电源消失后由直流电源供电的负荷。（3）冲击负荷。冲击负荷是指直流电源承受的短时最大电流，它包括断路器合闸时的冲击电流和此时直流母线上所承受的其他负荷电流（经常负荷与事故负荷）。（四）直流系统的基本概念及型号1.基本概念（1）均衡充电:用于均衡单格电池容量的充电方式，一般充电电压较高，常用于快速恢复电池容量。（2）浮充电:保持电池容量的一种充电方法，一般电压较低，
16、常用来平衡电池自放电导致的容量损失，也可用来恢复电池容量。（3）正常充电:蓄电池正常的充电过程，即由均衡充电转到浮充电的过程。（4）定时均充:为了防止电池长期处于浮充电状态而导致电池单格容量不平衡，周期性2微信关注电力图书馆公众号微信关注电力图书馆公众号第一章厂用电及直流系统运行地以较高的电压对电池进行均衡充电。（5）限流均充:以不超过电池充电限流点的恒定电流对电池充电。（6）恒压均充:以恒定的均衡充电电压对电池充电。2.蓄电池的型号蓄电池的型号由3部分组成。第1部分表示串联的单格电池数，用阿拉伯数字表示。第2部分表示电池类型和特征，用2个汉语拼音字母表示:第1个字母表示电池类型，例如“Q”表示启动型铅蓄电池；第2个字母表示电池结构特征，如干荷蓄电池用“A”表示，薄型极板用“B”表示，免（无）维护蓄电池用“W”表示。第3部分表示额定容量，用阿拉伯数字表示，单位为A h，略去不写，在其后用1个字母表示特殊性能，如高启动率用“G”表示，塑料槽用“S”表示，用“D”表示低温启动性好。二、蓄电池的结构及工作特性（一）蓄电池的结构蓄电池由若干只单格电池串联而成，每只单格电池电压约为2 V，串联成