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