电解铝供电PDF电子书下载

上篇 电解铝供电整流运行 1

1 基础知识 1

1.1 直流电路 1

1.1.1 直流电路的基本概念和简单直流电路 1

1.1.2 电路计算 1

1.2 磁场的基本知识 2

1.2.1 磁的性质和电流的磁场 2

1.2.2 感应电势和载流导体受力 3

1.3 单相交流电 6

1.3.1 交流电路的基本概念 6

1.3.2 单相交流电路参数 6

1.4 三相交流电路 9

1.4.1 三相电势的产生和三相电路的连接 10

1.4.2 不对称三相电路的概念和三相电路的功率 11

1.4.3 三相电路的计算 11

1.5 供电整流电路 11

1.5.1 整流电路的概念 11

1.5.2 常见整流电路及应用 13

1.5.3 铝电解供电整流电路 19

1.5.4 稳流装置 23

复习思考题 30

2 变压器 31

2.1 变压器的结构和工作原理 31

2.1.1 变压器的结构 31

2.1.2 变压器的工作原理 34

2.1.3 电力变压器的型号及技术参数 35

2.1.4 整流变压器 39

2.2 变压器运行标准及规定 42

2.2.1 变压器允许运行方式 42

2.2.2 变压器并列运行 43

2.2.3 变压器油运行管理 44

2.3 变压器运行巡视检查 44

2.3.1 变压器巡视检查 44

2.3.2 整流变压器运行中的监视 45

2.3.3 变压器定期进行外部检查的一般项目 45

2.3.4 变压器的特殊检查项目 45

2.3.5 变压器声音异常的原因 46

2.3.6 变压器油色谱在线监测系统 46

2.4 变压器的验收 46

2.4.1 新设备验收的项目及要求 46

2.4.2 投运前设备的验收内容 52

2.4.3 检修设备验收的项目和要求 53

复习思考题 55

3 整流柜 56

3.1 整流柜工作原理 56

3.1.1 单相整流电路 56

3.1.2 三相桥式整流电路 58

3.2 整流装置运行标准及巡视检查 59

3.2.1 整流器 59

3.2.2 整流柜巡视项目及标准 60

3.2.3 整流柜维护标准 61

3.3 整流装置保护、故障分析及处理 61

3.3.1 整流柜的保护 61

3.3.2 整流柜常见故障处理 64

3.3.3 整流柜故障原因分析及处理措施 65

3.4 整流装置验收 65

复习思考题 66

4 高压断路器 67

4.1 断路器的运行操作 67

4.1.1 断路器的运行原则 67

4.1.2 断路器操作的基本要求 68

4.1.3 断路器的操作 68

4.2 断路器的巡视要求及故障处理 69

4.2.1 断路器的正常巡视检查 69

4.2.2 断路器的特殊巡视检查 70

复习思考题 71

5 互感器 72

5.1 互感器的工作原理及结构 72

5.1.1 电流互感器的分类及技术参数 72

5.1.2 电流互感器的结构和工作原理 74

5.1.3 电压互感器的分类及技术参数 77

5.2 互感器的运行操作 81

5.2.1 电流互感器的运行操作 81

5.2.2 电压互感器的运行操作 82

5.3 互感器的巡视检查及故障处理 82

5.3.1 电流互感器的巡视检查 82

5.3.2 电压互感器的巡视检查 83

复习思考题 84

6 高压隔离开关 85

6.1 高压隔离开关的用途和结构 85

6.1.1 高压隔离开关的用途 85

6.1.2 高压隔离开关的技术参数、分类和型号 85

6.1.3 高压隔离开关的结构 86

6.1.4 隔离开关的操作机构 90

6.2 高压隔离开关的巡视检查及运行 90

6.2.1 高压隔离开关的巡视检查 90

6.2.2 高压隔离开关的运行 91

复习思考题 92

7 SF6全封闭组合电器配电装置GIS系统 93

7.1 GIS结构原理 93

7.1.1 GIS基本结构和原理 93

7.1.2 GIS配电装置的主要元件和布线方式 96

7.1.3 GIS的技术性能和运行规定 98

7.2 GIS电气设备运行与维护规定 100

7.2.1 GIS中气体密度的监测 100

7.2.2 GIS的检漏 100

7.2.3 GIS设备的巡视检查 101

7.2.4 GIS定期检查和检修 102

7.2.5 GIS电气设备运行维护规定 103

7.3 GIS装置常见故障及处理方法 104

7.3.1 GIS装置的故障类型 104

7.3.2 GIS装置SF6发生漏气时的处理方法 104

7.3.3 GIS发热、异常气味的处理方法 105

7.3.4 GIS生锈的处理方法 106

复习思考题 106

8 避雷针与避雷器 107

8.1 避雷针、避雷器、接地装置的工作原理 107

8.1.1 避雷针 107

8.1.2 避雷器的工作原理 107

8.1.3 变电所的防雷保护 108

8.1.4 接地装置 109

8.2 避雷装置的运行检查与维护 110

8.2.1 避雷针与避雷器的巡视检查 110

8.2.2 对运行中接地装置进行的安全检查 111

8.2.3 避雷器和避雷针在运行中应注意的事项 111

复习思考题 112

9 电气二次回路基本知识 113

9.1 二次回路概述 113

9.1.1 二次回路的范围 113

9.1.2 二次回路符号说明 114

9.1.3 二次回路图幅分区 117

9.2 二次回路的识图知识 117

9.2.1 二次回路的图纸 117

9.2.2 二次回路的读图 120

9.2.3 识读电气图方法 121

复习思考题 121

10 整流变电站二次回路运行及故障处理 122

10.1 二次回路的运行检查及维护 122

10.1.1 二次回路综合检查 122

10.1.2 值班中检查维护 122

10.2 二次回路上的安全注意事项 123

10.2.1 在二次回路上工作前的安全准备工作 123

10.2.2 在二次回路上工作的安全要求 124

复习思考题 125

11 整流变电站综合自动化系统 126

11.1 整流变电站综合自动化系统概述 126

11.1.1 基本功能 126

11.1.2 基本特征 126

11.1.3 综合自动化技术 127

11.2 综合自动化系统的结构 130

11.2.1 变电站综合自动化系统的体系结构 130

11.2.2 变电站综合自动化系统的硬件结构 131

11.2.3 某整流变电站综合自动化系统简介 133

11.3 综合自动化系统通信网络 136

11.3.1 计算机网络 136

11.3.2 计算机网络的主要功能 137

11.3.3 计算机网络的特点 137

11.3.4 计算机网络的结构组成 138

11.3.5 网络连接设备 140

11.3.6 网络通信协议 141

11.3.7 网络操作系统 141

11.4 综合自动化系统运行操作 141

11.4.1 综合自动化运行管理 141

11.4.2 系统操作 144

11.5 综合自动化系统运行维护及故障处理 149

11.5.1 变电所综合自动化系统的故障分析方法 149

11.5.2 变电所综合自动化系统常见故障的处理 150

11.5.3 变电所综合自动化系统的运行维护 151

复习思考题 152

12 变电站直流操作电源系统 153

12.1 变电站直流系统设备的配置 153

12.1.1 工作原理及配置 153

12.1.2 主要技术指标 154

12.2 直流操作电源系统运行及维护 154

12.2.1 运行监视 154

12.2.2 蓄电池组的运行方式及监视 155

12.2.3 充电装置的运行及维护 157

12.3 直流操作电源系统事故和处理预案 158

12.3.1 阀控式密封铅酸蓄电池事故和故障处理预案 158

12.3.2 直流系统事故和故障处理预案 159

12.3.3 直流系统事故和故障处理的安全要求 160

12.4 交流不间断电源简介 161

12.4.1 引言 161

12.4.2 UPS电源系统 161

12.4.3 UPS电源系统的维护 163

复习思考题 164

13 倒闸操作 165

13.1 倒闸操作的原则和基本操作方法 165

13.1.1 倒闸操作的概念 165

13.1.2 电气设备运行状态 165

13.1.3 电气设备倒闸操作任务 165

13.1.4 电气设备倒闸操作的原则 166

13.1.5 倒闸操作的基本操作方法 167

13.2 倒闸操作的步骤和注意事项 168

13.2.1 倒闸操作的基本步骤 168

13.2.2 倒闸操作注意事项 172

13.3 操作票的填写方法 172

13.3.1 倒闸操作票 172

13.3.2 倒闸操作票填写要求 173

13.3.3 操作票执行要求 174

13.4 典型倒闸操作的操作要点及新设备的投用 175

13.4.1 典型倒闸操作的要点 175

13.4.2 倒闸操作实例 177

13.4.3 新设备的投运 180

13.5 防误闭锁装置 182

13.5.1 防误闭锁装置的作用和分类 182

13.5.2 机械类闭锁装置 182

13.5.3 电气闭锁装置 182

13.5.4 微机防误闭锁装置 183

复习思考题 184

14 变电所的管理 185

14.1 变电所的调度管理 185

14.2 变电所安全运行的要求 185

14.2.1 现场管理要求 186

14.2.2 运行基本要求 186

14.2.3 对值班人员的要求 186

14.2.4 值班人员应知的安全注意事项 187

14.2.5 交接班要求 187

14.3 变配电所的巡视检查 188

14.3.1 巡视检查的一般规定 188

14.3.2 正常巡视检查内容 188

14.3.3 特殊巡视检查内容 189

复习思考题 189

15 供电整流系统事故处理 190

15.1 整流变电站常见事故处理 190

15.1.1 概述 190

15.1.2 整流变电站常见事故处理 190

15.2 现场处置方案 193

15.2.1 现场处置原则 193

15.2.2 现场处置的一般步骤 193

15.2.3 现场处置方案（以330kV露天整流变电站为例） 194

15.3 误操作的事故处理 202

15.3.1 防止电气误操作事故的措施 202

15.3.2 电气误操作事故处理 203

15.4 典型案例分析 204

15.4.1 整流柜短路爆炸故障案例 204

15.4.2 整流变压器三次线圈电缆头爆炸故障案例 204

15.4.3 某220kV变电站带地刀合刀闸事故案例 205

复习思考题 206

下篇 电解铝供电整流检修 207

16 铝电解供电整流系统 207

16.1 常见铝电解供电整流系统介绍 207

16.2 供电整流系统设备 207

16.2.1 断路器 207

16.2.2 隔离开关和负荷开关 220

16.2.3 交流电压互感器和电流互感器 220

16.2.4 避雷装置 226

16.2.5 动力变压器和整流变压器 227

16.2.6 整流装置 239

16.2.7 直流大电流刀开关 240

16.2.8 直流大电流传感器 242

16.2.9 滤波系统 243

复习思考题 248

17 继电保护原理 249

17.1 继电保护基本知识 249

17.1.1 继电保护配置的概念 252

17.1.2 电流速断保护（过流Ⅰ段） 252

17.1.3 限时电流速断保护（过流Ⅱ段） 252

17.1.4 限时过电流保护（过流Ⅲ段） 253

17.1.5 过流三段式保护的小结 253

17.1.6 差动保护 254

17.2 主设备继电保护 254

17.2.1 变压器的保护 254

17.2.2 母线保护（110kV及以上） 259

17.2.3 220kV线路保护 260

17.2.4 110kV线路保护 260

17.2.5 35kV线路保护 260

17.2.6 10kV线路保护 261

17.2.7 电容器保护 261

17.2.8 自动装置 261

17.3 供电整流系统一次系统图、主接线图、二次回路控制原理图、展开图和接线图 261

17.3.1 电气主接线定义 261

17.3.2 电气主接线图的重要性 261

17.3.3 双进线双母线的运行方式 262

17.3.4 双进线双母四分段运行方式 262

17.3.5 整流主电路联结 263

17.3.6 二次回路控制原理图、展开图和接线图基础知识 265

17.3.7 二次回路的故障类型及处理方法 270

17.3.8 二次回路上的安全注意事项 274

17.4 继电保护装置校验及调试 275

17.4.1 微机保护装置校验 275

17.4.2 非微机型装置校验 277

17.4.3 二次回路检验 282

17.5 变压器、大功率整流装置常见保护配置、动作原理 284

17.5.1 电流保护 284

17.5.2 瓦斯保护及压力释放保护 286

17.5.3 中性点不接地的间隙保护 286

17.5.4 交直流过电压保护 286

17.5.5 过电流保护（整流装置） 287

17.5.6 超温保护 289

17.5.7 PLC失电保护 290

17.5.8 水压失常保护 290

17.5.9 机组水质低保护 290

17.5.10 直流绝缘监测保护 290

17.5.11 逆流保护 290

17.5.12 机组连锁跳闸 291

17.5.13 机组退出总调保护 291

17.5.14 机组控制、偏移回路故障保护 291

17.5.15 机组反馈掉线保护 291

17.5.16 弧光保护 291

17.5.17 离极保护 291

17.5.18 变压器油风冷全停保护 292

17.6 供电整流系统继电保护调试 292

17.6.1 项目及要求 292

17.6.2 注意事项 295

复习思考题 295

18 铝电解供电整流设备的检修 297

18.1 铝电解供电整流设备检修周期、维护检修项目、工艺知识和标准 297

18.1.1 SF6断路器检修 297

18.1.2 真空断路器检修 299

18.1.3 隔离开关和负荷开关 299

18.1.4 变压器检修 300

18.1.5 互感器检修 302

18.1.6 整流装置检修 303

18.1.7 直流大电流刀开关检修 304

18.1.8 避雷器检修 304

18.1.9 高压开关柜的检修 305

18.2 铝电解供电整流设备检修常用材料、电气安全用具、工器具种类 306

18.2.1 电气安全用具 306

18.2.2 常用维修工具 308

18.3 铝电解用供电整流设备常见故障类型、处理原则和方法 311

18.3.1 事故处理的主要任务 311

18.3.2 处置原则 311

18.3.3 变压器常见故障与事故处理 312

18.3.4 真空断路器常见故障处理 324

18.3.5 SF6断路器故障处理 325

18.3.6 隔离开关运行中常见故障及处理 326

18.3.7 负荷开关的故障处理 327

18.3.8 电流互感器的故障处理 328

18.3.9 电压互感器的故障处理 328

18.3.10 并联电容器运行中出现的故障处理 330

18.3.11 避雷器的故障处理 331

18.3.12 直流大电流刀开关故障分析与处理 332

18.3.13 整流装置常见故障处理 333

18.3.14 二次回路故障处理 334

19 高电压技术电气试验 337

19.1 绝缘试验 337

19.1.1 绝缘缺陷产生原因 337

19.1.2 绝缘试验方法 337

19.2 特性试验 338

19.3 高压电气设备预防性试验 338

19.4 电气设备的基本试验 339

19.4.1 直流电阻试验 339

19.4.2 绝缘电阻和吸收比 341

19.4.3 泄漏电流试验 343

19.4.4 介质损耗（tanδ）的测量 345

19.4.5 交流耐压试验 347

19.4.6 绝缘油的电气试验 350

19.4.7 预防性试验的要求与效果特点分析 351

19.4.8 电力变压器试验 353

19.4.9 高压断路器试验 356

19.4.10 互感器试验 358

19.4.11 避雷器试验 360

19.4.12 电力电缆试验 362

19.4.13 接地装置试验 364

19.4.14 套管试验 365

19.4.15 发电机试验 366

20 供电整流设备安装工程交接试验 370

20.1 变压器试验的标准 370

20.2 变压器的试验项目 370

20.2.1 例行试验 370

20.2.2 形式试验 370

20.2.3 特殊试验 371

20.3 电压比测量及联结组标号 371

20.3.1 概述 371

20.3.2 电压比测量的目的 371

20.3.3 电压比的允许偏差 372

20.3.4 电压比测量 372

20.4 绕组直流电阻测量 373

20.4.1 测量的目的 373

20.4.2 测量结果计算 373

20.4.3 测量直流电阻时选用的电流值 374

20.4.4 测量直流电阻时的注意事项 375

20.5 介质损耗角tanδ的测量 375

20.5.1 测量接线 375

20.5.2 试验电压 375

20.5.3 试验步骤 375

20.5.4 分析判断 375

20.6 空载试验 376

20.6.1 空载损耗 376

20.6.2 空载电流 377

20.6.3 空载损耗测量 377

20.6.4 空载电流谐波测量 377

20.7 负载损耗和短路阻抗测量 378

20.7.1 负载试验 378

20.7.2 负载损耗和短路阻抗的测量 379

20.8 外施耐压试验 380

20.8.1 概述 380

20.8.2 试验设备 380

20.9 感应耐压试验 382

20.9.1 概述 382

20.9.2 试验要求 382

20.9.3 感应耐压试验方法 382

20.9.4 感应耐压试验设备 382

20.9.5 试验结果的判定 382

20.10 大功率整流装置交接试验 383

21 整流装置元件均流系数测试、分析及处理 384

21.1 整流系统均流系数 384

21.2 影响均流系数的原因分析及处理 384

21.2.1 整流机组的外特性不一致，影响并联机组间的均流 384

21.2.2 交、直流侧母线电阻的影响 384

21.2.3 改善均流的实际措施 385

22 冷却系统 386

22.1 冷却原理及系统结构 386

22.1.1 变压器冷却系统 386

22.1.2 硅整流装置冷却系统 386

22.1.3 技术规范 388

22.2 冷却系统巡视检查及故障处理 388

22.2.1 变压器冷却系统的运行要求及巡视检查内容 388

22.2.2 硅整流装置冷却水系统的运行要求及巡视检查内容 388

22.2.3 故障处理 388

复习思考题 389

参考文献 390