大型燃气-蒸汽联合循环发电设备与运行：电气分册

前言

第一章发电机1

第一节发电机系统介绍1

一、发电机的基本原理1

二、发电机的分类和特点1

三、发电机的结构组成2

四、发电机的监测系统8

第二节发电机的运行与维护9

一、发电机的正常运行方式9

二、发电机投运前的准备和检查11

三、发电机的同期并列12

四、发电机运行中的检查监视13

第三节发电机出口断路器14

一、发电机出口断路器概述14

二、GCB的构成14

第四节自动发电量控制及一次调频18

一、概述18

二、AGC系统18

三、一次调频系统19

四、调频过程分析21

五、一次调频的投退规定22

第五节运行经验分享23

一、轴承测点异常23

二、发电机漏氢事件23

三、发电机端部振动模态试验不合格24

四、发电机出口断路器油泵起动频繁24

五、谐波干扰造成发电机出口PT烧毁或一次熔丝熔断25

六、发电机直阻变大处理26

七、GCB冷却风扇工作异常26

八、一次调频动作不合格事件26

第二章变压器28

第一节电力变压器概述28

一、变压器的工作原理与结构28

二、干式变压器35

三、惠州LNG电厂配置的主要变压器及其技术规范36

第二节变压器的运行与维护37

一、变压器中性点运行方式及规定37

二、变压器的绝缘规定38

三、220kV变压器有载调压分接开关操作的有关规定38

四、变压器无载调压抽头有关规定39

五、油浸式变压器早期故障在线监测仪有关规定39

六、主变冷却器的运行方式和规定39

七、变压器正常运行中的监视与维护40

八、变压器投入运行前的准备41

第三节变压器的倒闸操作42

一、变压器的操作与并列运行的一般规定42

二、变压器停送电倒闸操作的一般规定43

三、主变和厂高变停电的典型操作44

四、主变和厂高变受电的典型操作45

第四节变压器异常运行及事故处理46

一、变压器应立刻停止运行的几种情况46

二、变压器常见异常和故障处理46

第五节运行经验分享50

一、两班制联合循环电厂主变冷却器的控制系统PLC节能改造经验50

二、强油循环风冷变压器冷却器故障处理51

三、电网直流偏磁导致主变运行声音异常51

四、利用红外热成像仪发现主变引线接头松动52

第三章发变组保护及启备变保护53

第一节概述53

一、发电机及变压器故障类型及保护简介53

二、发变组保护装置介绍55

三、启备变保护装置介绍55

第二节保护配置55

一、发变组保护配置55

二、启备变保护配置59

第三节保护原理及判据60

一、发电机保护60

二、变压器保护71

三、发变组其他保护76

第四节保护装置运行与维护78

一、发变组保护装置运行与维护78

二、启备变保护装置运行与维护79

第五节压板投退清单80

一、发变组保护装置压板投退清单80

二、启备变保护装置压板投退清单83

三、压板投入前的规定85

第六节运行经验分享85

一、转子两点接地保护动作85

二、#1厂高变压力释放保护动作导致#1主变、#1厂高变跳闸86

三、发电机变压器保护的部分非电气量保护装置出口由跳闸和发信改为只发信86

四、#1主变受电过程中保护动作跳开其高压侧开关87

五、增加主变高压侧开关失灵保护联跳厂高变低压侧开关及发电机出口开关的保护87

第四章静态变频器（SFC）系统88

第一节SFC系统介绍88

一、SFC系统作用88

二、SFC系统结构88

三、SFC启动发电机接线图89

四、SFC系统主要参数89

五、SFC系统工作原理90

六、SFC运行时需要投入的保护96

第二节SFC系统运行方式97

一、SFC起动过程97

二、SFC控制方式98

第三节SFC系统运行监视98

一、SFC系统起动98

二、SFC系统运行监视100

三、SFC系统停运101

第四节SFC系统事故处理101

一、SFC故障处理原则101

二、SFC常见故障处理103

第五节运行经验分享104

一、多次选择、复归#1 SFC时发生故障104

二、SFC逻辑设置缺陷导致机组选择失败106

三、转子位置传感器引起SFC故障107

四、励磁变低压侧开关拒动导致SFC选择不成功109

第五章励磁系统110

第一节励磁系统概述110

一、励磁的主要作用110

二、励磁方式的分类110

三、励磁系统的组成110

四、励磁系统的软件功能112

第二节励磁系统的运行与维护114

一、励磁系统的操作114

二、励磁系统的控制模式116

三、励磁系统运行中的监视和维护117

第三节AVC118

一、概述118

二、工作原理118

第四节励磁系统事故处理120

一、发电机励磁系统不能正常升压120

二、发电机组失磁120

第五节运行经验分享121

一、 励磁系统功率柜风扇电源切换继电器异常，造成励磁系统故障121

二、励磁变三相绕组温度偏差大121

三、系统电压异常导致机组无法并网121

四、 AVC误调节引起SFC故障122

第六章220kV电气主接线系统123

第一节220kV电气主接线介绍123

一、概述123

二、惠州LNG电厂电气主接线的接线方式123

第二节惠州LNG电厂220kV GIS的基本参数和结构原理125

一、220kV GIS的基本参数125

二、220kV GIS的结构原理127

第三节SF6气体特性141

一、概述141

二、成分指标141

三、 技术参数141

四、安全防范措施142

第四节220kV GIS的典型操作142

一、220kV GIS操作的基本原则142

二、220kV GIS典型操作143

三、220kV GIS操作的注意事项144

第五节220kV GIS的运行与维护145

一、220kV电气主接线系统的日常巡视检查145

二、220kV GIS异常情况处理146

第六节运行经验分享149

一、线路重合闸频繁动作149

二、线路避雷器泄漏电流值异常超标149

三、三工位隔离开关和接地开关设计150

第七章220kV线路保护及母差保护151

第一节220kV线路保护介绍151

一、220kV线路保护配置原则及情况151

二、 220kV线路保护的相关定义151

三、220kV线路保护原理简介151

四、220kV线路重合闸152

第二节220kV母线保护153

一、母线保护的配置153

二、母线保护原理介绍154

三、母线保护装置的运行与维护160

第三节220kV线路保护及母线保护压板投退清单163

一、 220kV线路保护压板投退清单163

二、220kV母线保护压板投退清单165

第四节运行经验分享167

一、重合闸装置的单重时间和三重时间必须分开整定167

二、沟通三跳压板的功能167

三、关于220kV继电保护的一些规定168

第八章UPS系统169

第一节UPS系统介绍169

一、UPS系统概述169

二、UPS系统主要设备简介171

第二节UPS系统运行方式172

一、单机运行方式172

二、并机运行方式172

第三节UPS系统操作与维护173

一、主机柜操作173

二、旁路柜操作175

三、UPS运行操作175

四、UPS运行规定177

第四节UPS系统事故处理178

一、UPS系统常见故障178

二、UPS系统故障处理179

第五节运行经验分享180

一、某电厂在给UPS恢复送电过程中UPS主机无法起动180

二、UPS板卡元件故障181

三、 集控楼并机UPS的蓄电池充电时，两台UPS主机故障停电182

第九章直流系统183

第一节直流系统概述183

一、直流系统的作用和主要设备183

二、惠州LNG电厂重要直流系统的接线方式和主要负载183

三、蓄电池的结构和工作原理184

四、整流充电设备的工作原理188

五、直流系统的监控模块和绝缘监测仪、电池巡检仪189

第二节直流系统运行方式191

一、惠州LNG电厂直流系统正常运行方式及运行规定191

二、直流系统正常运行的检查193

三、直流系统的倒闸操作193

第三节直流系统事故处理194

第四节运行经验分享196

一、直流系统接地故障196

二、直流正极、负极接地运行的危害实例196

第十章厂用电系统198

第一节厂用电的接线方式和运行方式概述198

一、 概述198

二、厂用电的接线方式199

三、厂用电的运行规定200

第二节6kV厂用电系统201

一、6kV厂用电快切装置201

二、VD4型6kV真空小车开关结构和原理204

三、 6kV母线的保护配置分析207

第三节380V常用开关结构原理209

一、380VMT型空气断路器结构原理209

二、塑壳式断路器210

第四节厂用电动机211

一、电动机分类211

二、型号及主要参数214

三、电动机保护配置215

四、电动机测绝缘的标准219

第五节保安电源系统220

第六节厂用电机械联锁装置225

一、概述225

二、6kV/380V干式变压器接地机械联锁系统226

三、6kV母线接地机械联锁系统226

四、6kV电动机开关柜机械联锁系统226

五、220kV主变接地机械联锁系统226

六、220kV启备变接地机械联锁系统227

七、发电机机端接地机械联锁系统227

八、备用钥匙和特殊钥匙说明227

第七节厂用电的事故处理227

一、厂用电系统故障处理的一般原则227

二、常见的厂用电系统故障及其处理方法228

第八节运行经验分享234

一、6kV接地故障的处理实例234

二、热力配电段失电可能引起热控保护动作235

三、电气开关切忌野蛮操作235

四、柴油发电机蓄电池老化导致柴油发电机起动失败235

第十一章变频器236

第一节变频器介绍236

一、变频器的工作原理236

二、变频器的基本组成236

三、 变频器的主要类型236

第二节 惠州LNG电厂应用的变频器介绍237

一、 高压变频器的结构组成238

二、 变频器的性能特点239

三、冷却方式239

第三节变频器的运行与维护240

一、 变频器的正常运行方式240

二、变频器正常运行时的监视和检查维护240

第四节变频器的常见故障处理241

第五节 运行经验分享243

一、功率模块故障造成#1机凝结水泵A变频装置跳闸243

二、 集装箱式变频室冷却系统243

三、节能改造设计思路244

参考文献245

本书以日本三菱公司和东方电气集团合作生产的M701F3型燃气蒸汽联合循环发电机组为例，介绍了大型燃气蒸汽联合循环机组主要电气设备和电气系统，并结合实际的运行经验，对主要电气设备和电气系统的结构及组成、运行操作方法、事故处理和运行经验等方面进行了重点介绍。全书共分11章，第一、二、四、五章着重介绍了联合循环发电机组的电气一次主设备的工作原理、性能结构、运行注意事项等方面内容，主要包括发电机、变压器、静态变频器、励磁系统及220kV电气主接线系统，第三章和第七章分别介绍了发变组、启备变保护及220kV线路及母差保护的保护构成、保护原理等，第八章和第九章重点介绍UPS系统及直流系统的设备组成、原理及操作，第十章主要介绍燃气蒸汽联合循环发电机组的厂用6kV及380V系统相关的设备、操作以及配置的保护，第十一章针对电厂节能降耗采取的变频措施，着重介绍凝结水泵和闭冷水泵配置的高、低压变频装置。

本书适用于从事大型燃气轮机及其联合循环电厂中关于设计、调试、运行的技术人员、管理人员，可作为运行人员及相关生产人员培训教材，也可供高等院校电气类专业师生参考。

本书以日本三菱公司和东方电气集团合作生产的M701F3型燃气蒸汽联合循环发电机组为例，介绍了大型燃气蒸汽联合循环机组的主要热力组成设备和辅助系统，并结合实际的运行经验，对主要热力设备和辅助系统的结构及组成、运行操作方法和事故处理等进行了重点介绍。全书共分九章：前两章介绍了联合循环整体工艺流程及基本理论原理，第三、四、五章分别对联合循环的三大主要组成部分（燃气轮机、蒸汽轮机、余热锅炉）的工作原理、性能、结构、控制、保护等进行介绍；第六章对各辅助系统设备组成、运行维护及异常处理进行了阐述；第七章介绍了联合循环整机启停操作及事故处理；最后两章对联合循环机组水汽监督和仿真培训进行了简单介绍。

本书适合从事大型燃气轮机及其联合循环电厂设计、调试、运行的技术人员、管理人员使用，可作为运行人员及相关生产人员的培训教材，也可供高等院校热能及动力类专业师生参考。