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前言编者的话第一章　电气主接线及大电流母线1

第一节　电气主接线概述1

第二节　主接线基本接线形式1

一、双母线接线1

二、3/2断路器接线2

三、桥形接线3

四、单元接线4

第三节　大型发电厂主接线5

第四节　大电流导体附近钢构件发热5

一、母线磁场中简单钢构布置与发热6

二、减少钢构损耗和发热措施6

第五节　分相封闭母线7

一、封闭母线概述7

二、全连式分相封闭母线8

三、封闭母线应用9

复习思考题10

第二章　厂用电系统11

第一节　厂用电及厂用负荷分类11

一、厂用电11

二、厂用电负荷分类11

第二节　厂用电电源及其基本接线形式12

一、厂用电电压等级12

二、厂用电源及其引接方式12

三、600MW机组厂用电基本接线形式14

第三节　厂用电系统中性点接地方式17

一、中压厂用电系统中性点接地方式17

二、低压厂用电系统中性点接地方式17

第四节　厂用变压器选择18

一、厂用负荷计算原则19

二、厂用负荷计算方法21

第五节　厂用电动机选择22

一、厂用电动机机械特性22

二、厂用电动机类型及其特点23

三、厂用电动机选择25

第六节　厂用电动机成组启动与惰走26

一、电动机自启动时厂用母线电压最低限值26

二、电压校验27

三、自启动电动机允许容量27

第七节　厂用电源切换28

一、厂用电失电影响与切换分析28

二、厂用电源切换方式30

四、切换功能31

三、微机型厂用电源切换31

五、控制流程34

第八节　交流不停电电源系统 （UPS）34

一、系统接线和运行方式34

二、UPS主要技术参数35

三、某600MW机组用UPS系统技术特点35

四、UPS母线与馈线基本要求36

复习思考题36

第三章　600MW发电机结构及其冷却系统38

第一节　600MW发电机技术参数38

一、国内外600MW级汽轮发电机技术数据38

二、国产600MW汽轮发电机优化设计39

第二节　发电机定子结构41

一、机座与端盖41

二、机座隔振——定子弹性支撑42

三、定子铁芯43

四、水内冷定子绕组46

五、定子绕组水路连接与水电接头48

六、定子绕组端部固定50

七、定子出线和发电机出线盒52

八、总进出水汇流母管52

九、氢冷却器52

第三节　发电机转子结构53

一、转子本体（转轴）53

二、氢内冷转子54

第四节　发电机冷却与通风系统59

一、发电机冷却59

二、半轴向通风冷却系统59

四、定子铁芯径向通风和转子绕组气隙取气斜流通风的冷却系统60

三、定子铁芯轴向通风和转子绕组半轴向通风的冷却系统60

第五节　发电机密封油系统61

一、单流环式油密封62

二、双流环式油密封63

三、三流环式油密封64

第六节　发电机氢气系统65

一、氢气系统特性65

二、氢气纯度要求66

三、氢气湿度要求67

四、氢气干燥69

第七节　发电机定子水冷却系统70

一、定子绕组水冷系统实例70

二、几座电厂定子绕组冷却水系统特点71

一、发电机测温元件配置73

第八节　发电机测温73

二、发电机绝缘工况监视仪74

三、无线电频率监视仪74

复习思考题75

第四章　汽轮发电机正常运行76

第一节　大型发电机运行性能和特点76

一、功率因数和短路比76

二、进相运行能力76

三、失磁问题76

四、负序电流能力77

五、快速励磁77

六、轴系扭振77

三、调节阀全开（VWO）工况78

二、最大保证出力（T-MCR）工况78

一、铭牌工况78

第二节　大型发电机出力78

第三节　大型发电机额定值79

第四节　大型发电机运行可靠性及影响使用寿命因素79

一、设备运行可靠性79

二、汽轮发电机绝缘寿命79

三、汽轮发电机带电绕组运行中的机械及环境因素对寿命的影响80

四、结论81

第五节　冷却条件变化时对发电机出力的影响81

一、氢气温度变化的影响81

二、氢气压力变化的影响81

三、氢气纯度变化的影响81

四、定子绕组进水量和进水温度变化的影响82

五、600MW汽轮发电机冷却装置运行状态不正常的影响82

二、频率不同于额定值时的运行83

第六节　电压、频率变化时对发电机出力的影响83

一、电压不同于额定值时的运行83

第七节　发电机功角特性与稳定概念84

一、汽轮发电机功率和功角关系84

二、静态稳定概念85

三、暂态稳定概念86

第八节　发电机P—Q曲线88

一、发电机安全运行极限88

二、发电机P—Q曲线88

第九节　发电机监测系统91

一、监测点设置91

二、发电机监测项目92

复习思考题95

一、防止频率变化损坏发电设备96

二、防止频率变化引起连锁反应而导致电网瓦解96

第一节　汽轮发电机频率异常运行96

第五章　发电机非正常运行96

第二节　汽轮发电机不对称运行97

一、负序电流对发电机的危害97

二、汽轮发电机不对称负荷的容许范围98

三、600MW级汽轮发电机负序能力99

第三节　汽轮发电机失磁运行99

一、国内大机组失磁运行经验100

二、国外对大机组失磁运行的研究100

三、建议101

第四节　发电机进相运行101

一、静稳定极限角限制101

二、定子端部发热对进相运行的限制102

二、国外研究与经验103

一、发电机失步影响103

三、发电机机端电压下降限制103

第五节　发电机失步运行103

复习思考题104

第六章　600MW发电机励磁系统105

第一节　励磁系统作用和要求105

一、励磁系统主要作用105

二、励磁系统暂态性能指标105

三、对600MW机组励磁系统的性能要求106

第二节　发电机调压特性与机组间无功功率分配107

一、发电机调压特性107

二、发电机经升压变压器后并联工作时的无功功率分配108

第三节　600MW发电机励磁系统108

一、旋转硅整流励磁系统110

二、同轴交流励磁机静止晶闸管整流励磁系统111

三、自并励励磁系统112

四、GENERREX-PPS励磁系统114

第四节　灭磁系统115

一、灭磁作用和要求115

二、600MW汽轮发电机灭磁方式115

第五节　引进型汽轮发电机无刷励磁系统116

一、无刷励磁机117

二、引进机励磁系统技术特点120

第六节　自动励磁调节装置原理121

一、自动励磁调节装置作用121

二、对自动励磁调节器的一般要求121

三、半导体励磁调节器原理122

四、安全稳定运行限制器128

复习思考题129

第七章　大机组与大电网协调130

第一节　电力网131

一、电力系统131

二、直流输电132

三、特高压输电网135

四、灵活交流输电136

五、远距离大容量输电方式的应用前景138

第二节　系统扰动与发电机轴系扭振140

一、轴系扭振物理概念140

二、汽轮发电机轴系扭振特点141

三、系统扰动对轴系扭振的影响141

四、电气扰动对轴系扭振的机理分析142

五、各种电气扰动对轴系疲劳的影响144

六、轴系动平衡的影响144

七、国内外对轴系扭振研究现状145

第三节　重合闸对机组轴系扭振的影响145

一、单一故障冲击145

二、两次故障冲击145

三、不同故障类型两次冲击时的扭矩与疲劳损耗146

第四节　快关汽门与电网稳定147

一、快关时对电厂热力系统的影响148

二、快关时对电气设备和厂用电系统的影响148

三、快关逻辑框图设计和整定149

第五节　电网谐波污染150

一、谐波对电网中各种电气设备的影响150

复习思考题152

二、电气化铁道是主要的谐波源152

第八章　变压器154

第一节　变压器分类与基本概念154

第二节　变压器主要结构部件154

一、铁芯154

二、绕组155

三、变压器油156

四、油箱及附件156

五、绝缘套管159

第三节　变压器冷却方式159

一、油浸自冷式159

二、油浸风冷式160

三、强迫油循环风冷式160

四、强迫油循环水冷式160

五、干式变压器161

第四节　变压器技术参数162

一、额定容量SN162

二、额定电压UN162

三、额定电流IN162

四、额定频率fN163

五、额定温升τN及额定冷却介质温度163

六、阻抗电压百分数Ud％163

第五节　变压器允许温升163

一、变压器温度分布163

二、变压器各部分允许温升164

第六节　变压器绝缘老化165

一、绝缘老化与温度的关系165

二、等值老化原则165

二、变压器事故过负荷166

一、变压器正常过负荷能力166

第七节　变压器过负荷能力166

三、发电厂主变压器过负荷能力167

第八节　变压器本体监测和保护装置167

一、温度测量装置167

二、变压器内油中含氢量的监测169

三、气体继电器169

四、气体继电器整定流速与压力释放阀整定值的匹配问题170

第九节　变压器油气相色谱分析171

一、油中气体成分与故障的关系172

二、油中气体含量正常值和注意值172

三、判断故障性质的特征气体法173

四、判断故障性质的三比值法173

五、判断故障步骤174

第十节　高压并联电抗器175

第十一节　互感器176

一、电流互感器176

二、电压互感器179

三、直流电流互感器182

复习思考题183

第九章　开关电器184

第一节　高压断路器分类和性能184

一、高压断路器分类184

二、高压断路器性能185

第二节　油断路器187

一、纵吹灭弧室187

二、横吹灭弧室188

第三节　压缩空气断路器189

第四节　SF6断路器190

二、SF6断路器灭弧室结构191

一、SF6气体性能191

三、SF6断路器特点193

第五节　真空断路器193

第六节　熔断器195

一、高压熔断器195

二、低压熔断器195

第七节　断路器操动机构195

一、操动机构性能要求196

二、操动机构种类及其特点196

第八节　隔离开关198

一、隔离开关功用198

二、对隔离开关的要求及其结构特点198

四、户外式隔离开关199

三、户内式隔离开关199

第九节　低压开关200

一、接触器200

二、真空接触器201

三、磁力启动器201

四、低压自动空气开关201

五、磁吹断路器202

复习思考题202

第十章　配电装置203

第一节　概述203

一、配电装置分类及其要求203

二、屋内外配电装置最小安全净距203

二、屋内配电装置布置204

一、屋内配电装置特点204

第二节　屋内配电装置204

第三节　屋外配电装置205

一、屋外配电装置特点205

二、屋外配电装置类型205

三、超高压配电装置特殊问题205

四、屋外配电装置布置实例206

第四节　发电厂升压变电所污秽206

一、污秽测定208

二、污秽分级209

三、污秽闪络及其防治209

一、安全闭锁装置210

二、开关柜“五防”功能210

第五节　高压开关设备闭锁装置210

第六节　成套配电装置211

一、成套配电装置特点211

二、低压配电屏（柜）211

三、高压开关柜212

四、熔断器＋接触器柜213

五、箱式变电站214

六、厂用配电室214

第七节　SF6全封闭组合电器（GIS）214

一、结构215

二、SF6全封闭组合电器特点218

三、可靠性与安全运行218

复习思考题220

二、雷电流波形与雷电流幅值221

一、雷电放电221

第一节　雷电放电、雷电流及雷过电压221

第十一章　发电厂防雷与过电压保护221

三、雷电过电压222

第二节　避雷针与避雷线保护范围222

一、避雷针保护范围223

二、避雷线保护范围223

第三节　避雷器224

一、保护间隙224

二、阀型避雷器224

三、氧化锌避雷器227

第四节　发电厂接地装置230

一、接地电阻基本概念230

二、接地电阻允许值231

四、发电厂接地装置232

三、接触电压和跨步电压232

五、仪控系统接地特殊要求和接地方式233

六、阴极保护234

第五节　电厂防雷保护235

一、发电厂直击雷保护235

二、发电厂入侵波与避雷器保护作用236

第六节　操作过电压237

一、工频电压升高237

二、切除空载长线路时的过电压238

三、空载线路合闸过电压239

四、切除空载变压器引起的过电压240

五、间歇电弧过电压241

第七节　谐振过电压241

复习思考题244

第一节　微机保护245

一、微机保护硬件与软件发展245

第十二章　继电保护245

二、微机保护主要特点246

三、微机保护装置典型结构247

四、微机保护结构框图248

五、微机保护管理机屏251

六、继电保护双重化原则252

第二节　发电机和变压器故障252

一、发电机故障和不正常状态及其保护方式252

二、变压器故障和不正常状态及其保护方式254

第三节　发电机和变压器差动保护256

一、发电机纵差动保护256

第四节　发电机和变压器其他保护257

一、发电机单相接地保护257

二、变压器差动保护257

二、发电机负序过电流保护258

三、发电机失磁保护259

四、发电机匝间短路保护261

五、发电机—变压器组其他保护261

第五节　母线保护和断路器失灵保护264

一、母线保护264

二、断路器失灵保护264

第六节　高压输电线路保护264

一、零序电流保护和方向性零序电流保护264

二、线路距离保护265

三、高频保护267

四、自动重合闸269

四、柴油发电机保护271

三、高压电动机保护271

二、厂用馈线保护271

一、厂用变压器保护271

第七节　600MW发电机组厂用电系统保护271

五、直流系统接地寻找272

第八节　600MW发电机—变压器组保护配置实例272

一、按双重化配置272

二、发电机保护272

三、主变压器保护274

四、励磁变压器保护275

五、高压厂用变压器保护275

六、启动备用变压器220kV侧保护276

七、保护装置配置276

复习思考题280

一、单元控制室直流系统281

第一节　直流电源设置281

第十三章　直流系统281

二、网络控制室直流系统282

三、动力直流系统282

四、输煤直流系统283

第二节　蓄电池组运行方式283

一、充放电方式运行特点283

二、浮充电方式运行特点283

三、蓄电池均衡充电284

第三节　铅酸蓄电池构造与特性284

一、铅酸蓄电池基本构造285

二、蓄电池电动势286

三、蓄电池放电特性与蓄电池容量286

四、蓄电池充电与充电特性288

六、密封铅酸蓄电池292

五、蓄电池自放电292

第四节　镉镍蓄电池构造与特性293

一、镉镍蓄电池基本构造293

二、镉镍蓄电池工作原理294

三、镉镍蓄电池特性294

四、镉镍蓄电池运行方式296

复习思考题297

第十四章　发电厂电气控制、测量与信号298

第一节　发电厂控制方式298

一、单元控制室和网络控制室的控制方式298

二、单元控制室布置299

三、网控屏屏面布置299

二、对500kV断路器控制回路的要求300

一、断路器控制方式300

第二节　断路器控制300

第三节　信号系统与测量系统301

一、信号系统301

二、测量系统302

第四节　电能计量系统303

一、电能计量系统设计原则303

二、接入方案304

三、主要特点和功能实施304

四、发电厂报价辅助决策系统305

第五节　同期与同期装置306

一、概述306

二、自动准同期装置306

第七节　电气系统在DCS中的监控307

二、发电厂微机监控系统功能307

第六节　发电厂微机监控系统概述307

一、发电厂微机监控系统组成307

一、电气系统控制特点308

二、在DCS中的监控范围308

三、运行特点308

第八节　工程设计实例309

一、技术要求309

二、功能要求310

三、设计原则310

四、DCS系统与ADS（包括AGC）接口311

五、电气纳入DCS后保留硬手操的技术要求311

复习思考题313

第一节　发电厂运行与系统调度中心的关系314

一、电力系统调度管理314

第十五章　发电厂远动与调度通信系统314

二、电网调度自动化315

第二节　电力系统远动通信316

一、传输信道316

二、远动数据传输方式317

三、远动通道连接方式318

四、远动通道工作模式318

第三节　远动装置319

一、SCADA系统概述319

二、RTU主要功能与要求320

三、远动信息322

第四节　厂内生产调度通信系统324

一、厂内通信分类324

二、厂内通信系统结构325

复习思考题327