發(fā)電廠電氣部分復習.docx

1、第一章緒論電力系統(tǒng)：由各種電壓的電力線路將一些發(fā)電廠、變電所和電力用戶聯(lián)系起來的一個發(fā)電、輸電、變配電和用電的整體。發(fā)電系統(tǒng)：電源、各種發(fā)電廠輸電系統(tǒng)：輸電線路、設備變配電系統(tǒng)：變配電線路、設備用電系統(tǒng)：用電器、負荷發(fā)電廠（ power plant ）又稱發(fā)電站，是將自然界蘊藏的各種一次能源轉(zhuǎn)換為電能（二次能源）的工廠。發(fā)電廠按其所利用的能源不同，分為水力發(fā)電廠、火力發(fā)電廠、核能發(fā)電廠以及風力發(fā)電廠、海洋能發(fā)電廠、地熱發(fā)電廠、太陽能發(fā)電廠、生物質(zhì)能發(fā)電站、磁流體發(fā)電等類型。火力發(fā)電：利用煤、石油、天然氣和垃圾等燃料所含能量發(fā)電的方式。主要設備：鍋爐、汽輪機、發(fā)電機及各種輔機能量轉(zhuǎn)換過程：燃料化

2、學能熱能 機械能 電能生產(chǎn)過程：燃料在鍋爐里燃燒使水變成蒸汽推動汽輪機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)發(fā)電機產(chǎn)生電能分類：凝汽式汽輪機發(fā)電廠、燃氣輪機發(fā)電廠、內(nèi)燃機發(fā)電廠、蒸汽燃氣輪機發(fā)電廠我國目前主要的電能來源，2012 年煤電總裝機75811 萬千瓦，占的 66.2%；發(fā)電 3.68萬億千瓦時，占總發(fā)電量的73.9%。發(fā)展趨勢：逐年降低水力發(fā)電：利用水的位能來生產(chǎn)電能的電站主要設備：壓力水管、水輪機、發(fā)電機能量轉(zhuǎn)換過程：水流位能機械能 電能分類：壩后式、引水式、河床式、混合式、抽水蓄能水電廠生產(chǎn)過程：高處的水經(jīng)壓力水管推動水輪機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)發(fā)電機發(fā)出電能缺點：水電建設的初投資較大，

3、建設周期較長。優(yōu)點：發(fā)電成本較低，僅為火電發(fā)電成本的1/3 1/4 ；而且水電屬于清潔、可再生的能源，有利于環(huán)境保護；同時水電建設，通常還兼有防洪、灌溉、航運、水產(chǎn)養(yǎng)殖和旅游等多項功能核能電站：利用原子核的裂變來生產(chǎn)電能的電站主要設備：核反應堆、蒸汽發(fā)生器、汽輪機、發(fā)電機特點：巨大的能源、安全、清潔一個 1000MW 的火電廠一天燃煤 9600t ，同樣大的核電廠只要3.3kg 的 U235。國外為常規(guī)能源電站，我國為新能源電站。能量轉(zhuǎn)換過程：核裂變能熱能 機械能 電能風力發(fā)電原理：利用風力的動能生產(chǎn)電能主要設備：葉片、風力機、升速齒輪、發(fā)電機特點： 清潔、 廉價、可再生、 密度小、 隨機性、

4、 不穩(wěn)定、 單機容量不大、 綠色能源、過程性能源、不能直接存儲、技術要求高太陽能發(fā)電簡介原理：利用太陽光能或太陽熱能生產(chǎn)電能太陽能光熱發(fā)電：用反光鏡集熱產(chǎn)生蒸汽，用汽輪機來發(fā)電太陽能光伏發(fā)電：用光電池直接把太陽能轉(zhuǎn)化為電能特點：安全、經(jīng)濟、無污染、取之不盡地熱發(fā)電原理：利用地球內(nèi)部蘊藏的大量地熱能生產(chǎn)電能特點：不消耗燃料、清潔海洋能（潮汐發(fā)電廠圖形）海洋能發(fā)電，海洋能是蘊藏在海水中的可再生能源，如潮汐能、波浪能、海流能、海洋溫差能、海洋鹽差能等。變電所1、電壓等級分： 特高壓 （ 1000kV 及以上）、超高壓（ 330kV 750kV）、高壓（ 35kV 220kV）、中壓（ 3kV 10k

5、V ）、低壓（ 0.28kV 0.38kV ）2、供電對象差異分：城鎮(zhèn)變電所、工業(yè)變電所、農(nóng)業(yè)變電所3、在電力系統(tǒng)中的低位和作用分：系統(tǒng)樞紐變電所、地區(qū)重要變電所、一般變電所一次設備：供配電系統(tǒng)中，用于發(fā)出、傳輸、變換、分配和使用電能的主電路。發(fā)用電設備：發(fā)電機、電動機變換設備：變壓器、互感器控制設備：高低壓斷路器、開關保護設備：熔斷器、繼電保護設備補償設備：電容器、電抗器、調(diào)相機、消弧線圈成套設備：高低壓開關柜、低壓配電屏、動力和照明配電箱輸送設備：母線、架空線、電纜、配電線防御過電壓設備：避雷針、避雷線、避雷帶、避雷網(wǎng)、避雷器絕緣設備：絕緣子，絕緣層二次設備：用來控制、指示、監(jiān)測和保護一次

6、回路運行的電路。測量設備絕緣監(jiān)察裝置控制和信號裝置繼電保護及自動裝置直流電源設備塞流線圈（高頻阻波器）電氣主接線：一次設備按預期的生產(chǎn)流程所連接成的電路。目的：表明電能的生產(chǎn)、匯集、轉(zhuǎn)換、分配關系和運行方式，是運行操作、切換電路的依據(jù)。配電裝置：按主接線圖，由母線、開關設備保護電器、測量表計及必要的輔助設備組建成接受和分配電能的裝置。安裝地點分：屋內(nèi)配電裝置、屋外配電裝置電氣設備組裝方式分：裝配式配電裝置、成套式配電裝置電壓等級分：10kV、 35kV、 110kV、 220kV、 500kV第二章導體的發(fā)熱、電動力及開關電器的滅弧原理導體和電器的運行狀態(tài)：正常、短路、空閑、過載、輕載短路和過

7、載都會導致導體和電器發(fā)熱。1、發(fā)熱原因：（ 1）當電流通過導體時，在導體電阻中所產(chǎn)生的電阻損耗。（ 2）絕緣材料在電壓作用下所產(chǎn)生的介質(zhì)損耗。（ 3）導體周圍的金屬構件，特別是鐵磁物質(zhì)，在電磁場作用下，產(chǎn)生的渦流和磁滯損耗。2、發(fā)熱分類：（ 1）長期發(fā)熱：導體和電器中長期通過正常工作電流所引起的發(fā)熱。（ 2） 短時發(fā)熱：由短路電流通過導體和電器時引起的發(fā)熱3、發(fā)熱對導體和電器的不良影響：（ 1）機械強度下降（ 2）接觸電阻增加（ 3）絕緣性能降低4、為了保證導體在長期發(fā)熱和短時發(fā)熱作用下能可靠、安全地工作，應使其發(fā)熱的最高溫度不超過導體的長期發(fā)熱和短時發(fā)熱最高允許溫度。（ 1） 導體的長期發(fā)熱

8、最高允許溫度不應超過 +70，在計及日照影響時，鋼心鋁線及管形導體可按不超過 +80考慮。當導體接觸面處有鍍（搪）錫的可靠覆蓋層時，可提高到 +85。（ 2） 導體的短時最高允許溫度， 對硬鋁及鋁錳合金可取 +200，硬銅可取 +300。為提高導體的載流量，可采取下列措施。（1）減小導體電阻R。采用電阻率P 小的材料，如銅、鋁、鋁合金等；減小接觸電二，如接觸面鍍錫、銀等；增加截面積S，但 S 增加到一定程度時，Ks 隨的增加而增，故單根標準矩形導體的S 不大于 1250mm 2，單根不滿足要求時，可采用 2 4 根，或采用槽形、管形導體。S（ 2）增大導體的換熱面 F。同樣截面積 S 下，實心

9、圓形導體的表面積最小， 而矩形、槽形導體的表面積較大。（ 3）提高換熱系數(shù) 。導體的布置盡量采用散熱最佳的方式，如矩形導體豎放較平放乳熱效果好；屋內(nèi)配電裝置的導體表面涂漆，可提高輻射系數(shù) ，從而提高輻射散熱能力，但屋外配電裝置的導體不宜涂漆，而保留光亮表面，以減少對日照熱量的吸收；采用強迫冷卻。目的：確定導體通過短路電流時的最高溫度（短路故障切除時的溫度）是否超過短時最高允許溫度，若不超過，則稱導體滿足熱穩(wěn)定，否則就是不滿足熱穩(wěn)定。短時發(fā)熱過程特點：（ 1）發(fā)熱時間很短，電流比正常工作電流大的多，導體產(chǎn)生的熱量來不及散失到周圍介質(zhì)中去，全部用來使導體溫度升高，散熱量可以忽略不計。（2）在短時間

10、內(nèi)，導體的溫度快速升高，其電阻和比熱容（溫度變化1，單位質(zhì)量物體吸熱量的變化量）不再是常數(shù)而是溫度的函數(shù)。大電流導體（母線）的周圍存在強大的交變磁場，使附近的鋼鐵構件（如支持母線結(jié)構的鋼梁、防護遮欄的鋼柱或網(wǎng)板、混凝土中的鋼筋、金屬管路等）產(chǎn)生很大的磁滯和渦流損耗，鋼構因而發(fā)熱；如果鋼構成閉合回路，還會感應產(chǎn)生環(huán)流，使功率損耗和發(fā)熱更嚴重。鋼構中的損耗和發(fā)熱隨導體工作電流的增加而急劇增大，當導體電流大于 3000A 時，其附近鋼構的發(fā)熱便不容忽視，鋼構的溫升可能使材料產(chǎn)生變形和損壞，混凝土中的鋼筋受熱膨脹可能使混凝土產(chǎn)生裂縫，并明顯影響運行的經(jīng)濟性、惡化設備和工作人員的運行條件。因此，規(guī)定了鋼

11、構發(fā)熱的最高允許溫度：人可觸及的鋼構為70（避免燙傷） ，人不可觸及的鋼構為100（避免引起火災） ，混凝土中的鋼筋為80。減少鋼構損耗和發(fā)熱的措施：（ 1）加大鋼構和載流導體的距離（ 2）斷開載流導體附近的鋼構閉合回路并加上絕緣墊（ 3）采用電磁屏蔽（短路環(huán)）（ 4）采用分相封閉母線導體通過電流時，相互之間的作用力稱電動力。正常工作電流所產(chǎn)生的電動力不大，但短路沖擊電流所產(chǎn)生的電動力可達很大的數(shù)值，可能導致導體或電器發(fā)生變形或損壞。導體或電器必須能承受這一作用力，才能可靠地工作。為此，必須研究短路沖擊產(chǎn)生的電動力大小和特征。進行電動力計算的目的，是為了校驗導體或電器實際所受到的電動力是否超過

12、其允許應力，以便選擇適當強度的電氣設備，這種校驗稱動穩(wěn)定校驗。大電流敞露母線的缺點：容易受到外界影響發(fā)生短路時，發(fā)熱和電動力很大分相封閉母線具有以下優(yōu)點：不受自然環(huán)境和外物影響，能防止相間短，外殼多點接地，保證了人員接觸外殼的安全；外殼的環(huán)流和渦流的屏蔽作用，使殼式分相封閉母線內(nèi)磁場大為減弱，從而使短路時母線間的電動力大大減小，可增大支持絕緣子的跨距；殼外磁場也大大減弱，從而減少了母線附近鋼構的發(fā)熱；外殼可兼作強迫冷卻管道，提高母線載流量；安裝、維護工作量小。其主要缺點是：母線散熱條件較差；外殼產(chǎn)生損耗；有色金屬消耗量增加。電?。阂环N氣體放電現(xiàn)象，電流通過某些絕緣介質(zhì)(例如空氣 )所產(chǎn)生的瞬間

13、火花。動畫特點：功率大，光亮很高，溫度很高，自持性、擴散性危害：延長電路開斷時間；高溫燒壞觸頭母線和電氣設備以及人員；弧光損傷人的視力。1、電弧的產(chǎn)生原因：（ 1）觸頭和觸頭周圍的介質(zhì)中含有大量可被游離的電子；（ 2）分斷的觸頭間存在足夠大的外施電壓；2、游離方式：（ 1）熱電發(fā)射：熾熱光斑溫度升高電子吸收熱量發(fā)射成為自由電子；（ 2）高電場發(fā)射：開關斷開強大電場拉出電子；（ 3）碰撞游離： “雪崩”現(xiàn)象；（ 4）高溫游離：高溫中性質(zhì)子正離子和電子3、去游離方式：（ 1）正負帶電質(zhì)點的“復合”（ 2）正負帶電質(zhì)點的“擴散”4、交流電弧特點：（ 1）交流電弧伏安特性，圖；（ 2）電弧電壓的波形呈

14、馬鞍形變化；（ 3）交流電流過零時，電弧暫時熄滅；5、電弧的熄滅條件：去游離游離率6、影響游離作用的物理因素：（ 1）氣體介質(zhì)的溫度。溫度越高，熱游離越強烈。（ 2）介質(zhì)的壓力。壓力越大，自由電子的平均自由行程越小，發(fā)生碰撞游離的可能性越小。（ 3）觸頭之間的外加電壓。電壓越高越容易將間隙擊穿。（ 4）觸頭之間的開斷距離。開斷距離增大則減小間隙中的電場強度。（ 5）觸頭之間的介質(zhì)種類。不同介質(zhì)游離電場不同，熱游離溫度也不同。（ 6）開關電器的觸頭材料。 不同金屬的蒸氣有不同的游離電壓， 有些金屬耐高溫，不易產(chǎn)生金屬蒸氣。1、采用滅弧能力強的滅弧介質(zhì)（1）變壓器油；（ 2）壓縮空氣；（ 3） S

15、F6 氣體；（ 4）真空2、利用氣體或油吹弧（1）橫吹；（ 2）縱吹3、采用特殊金屬材料作滅弧觸頭4、在斷路器兩端加裝低值并聯(lián)電阻5、采用多斷口熄弧6、提高斷路器觸頭的分離速度7、低壓開關中的熄弧方法（1）金屬滅弧柵滅?。?（ 2）固體介質(zhì)狹縫滅弧第三章電氣設備的結(jié)構和工作原理絕緣子：支持和固定裸載流導體，并使裸載流導體與地或裝置絕緣。絕緣子特點：足夠的絕緣強度、機械強度、耐熱、防潮絕緣子分類：電壓分：高壓絕緣子、低壓絕緣子用途分：電站絕緣子、電器絕緣子、線路絕緣子安裝地點分：戶內(nèi)式、戶外式絕緣材質(zhì)分：瓷質(zhì)絕緣子、玻璃絕緣子、復合材料絕緣子結(jié)構形式分： 1、支柱式絕緣子； 2、盤形懸式絕緣子；

16、 3、套管式絕緣子絕緣子組成：絕緣件、金屬附件絕緣子運行：能在115%額定電壓運行、能承受短路電流產(chǎn)生的最大電動力外膠裝：將鑄鐵底座和圓形鑄鐵帽均用水泥膠合劑膠裝在瓷件的外表面，鑄鐵帽上有螺孔， 用來固定母線金具， 圓形底座的螺孔用來將絕緣子固定在構架或墻壁上。內(nèi)膠裝：將絕緣子的上、下金屬配件均膠裝在瓷件孔內(nèi)。聯(lián)合膠裝：絕緣子的上金屬配件采用內(nèi)膠裝結(jié)構，而下金屬配件則采用外膠裝結(jié)構的一種膠裝方式。針式支柱絕緣子屬空心可擊穿結(jié)構，較笨重，易老化。棒式絕緣子為實心不可擊穿結(jié)構，一般不會沿瓷件內(nèi)部放電，運行中不必擔心瓷體被擊穿，與同級電壓的針式絕緣子相比，具有尺寸小、質(zhì)量輕、便于制造和維護等優(yōu)點。因

17、此，它將逐步取代針式絕緣子。2、懸式絕緣子：應用于 35kV 及以上屋外配電裝置和架空線路上，按其帽及腳的連接方式不同又分為球形的和槽形兩種。鐘罩形防污絕緣子的污閃電壓比普通型絕緣子高20 50；雙層傘形防污絕緣子具有泄漏距離大、傘形開放、裙內(nèi)光滑、積灰率低、自潔性能好等優(yōu)點；草帽形防污絕緣子也具有積污率低、自潔性能好等優(yōu)點。3、套管絕緣子：用于母線在屋內(nèi)穿過墻壁或天花板，以及從屋內(nèi)向屋外引出，或用于有封閉外殼的電器（斷路器、變壓器）的載流部分引出殼外。套管絕緣子根據(jù)結(jié)構形式不同可分為帶導體型和母線型兩種。帶導體型套管的載流導體與絕緣部分制成一個整體，導體材料有銅和鋁，導體截面有矩形和圓形；母

18、線型套管本身不帶載流導體，安裝使用時，將載流母線裝于套管的窗口內(nèi)。定義：在發(fā)電廠和變電站的各級電壓配電裝置中，發(fā)電機、變壓器等大型電氣設備與各種電器裝置之間連接的導體。作用：匯集、分配和傳送電能，故又稱匯流排。重要性：母線是構成電氣主接線的主要設備，包括一次設備部分的主母線和設備連接線、站用電部分的交流母線、直流系統(tǒng)的直流母線、二次部分的小母線等。1、母線材料分類：銅母線、鋁母線、鋁合金母線及鋼母線銅母線：導電性能做好、銅貯藏量少、價格貴；鋁母線：且導電率僅次于銅、鋁質(zhì)輕、價廉、機械強度較差鋁合金母線：補強鋁母線機械強度較差的措施鋼母線：機械強度大、價格低廉、導電性差、交流電路中會產(chǎn)生強烈的集

19、膚效應、很大的磁滯損耗和渦流損耗2、母線的截面形狀分類：矩形、槽形、管形、圓形和絞線等形式矩形母線：安裝簡單、連接方便、散熱好、集膚效應較大、槽形母線：機械強度更高、35kV 及以下應用；35kV 及以下應用；管形母線：空心導體、集膚效應小、電暈放電電壓高、機械強度高、散熱條件好、110kV 及以上應用；圓形母線：曲率半徑不夠大、抗彎能力差；絞線：軟母線、以鋼芯鋁絞線為例，由多股鋁線繞在單股或多股鋼線的外層構成，具有機械強度高、導電性好、安裝方便、價格低廉等優(yōu)點。3、封閉母線定義：用專門的外殼封閉應用：常用于連接發(fā)電機與變壓器目的：可以避免由外物造成的母線短路故障，以及因氣候劇烈變化及污穢造成

20、地絕緣子閃絡，從而大大提高了母線運行的可靠性。分類：按外殼材料不同可分為塑料外殼和金屬外殼。按外殼與母線間的結(jié)構形式不同可分為不隔相式、隔相式和分相封閉式三種。結(jié)構：a.載流導體，一般用鋁制成，采用空心結(jié)構以減小集膚效應。當電流很大時，還可采用水內(nèi)冷圓管母線。b.保護外殼，由58mm的鋁板制成圓管形。c.支柱絕緣子，采用多棱邊式結(jié)構以加長漏電距離，每個支持點可采用4、絕緣母線14 個支柱絕緣子應用：是變電站及發(fā)電廠廠用變電站內(nèi)裸母線、電纜的最佳替代品，最適用于緊湊型變電站、地下變電站及地鐵用變電站，可減少占地面積、運行可靠。構成：導體、環(huán)氧樹脂漬紙絕緣、地屏、端屏、端部法蘭和接線端子。6、母線

21、的著色要求硬母線安裝后，應進行油漆著色，主要是為了便于識別相序、防銹蝕、美觀及增強散熱能力。實驗結(jié)果表明：按規(guī)定涂刷相色漆的母線可增加 12%15%的載流量。母線油漆顏色應符合以下規(guī)定：三相交流母線： A 相黃色， B 相綠色， C 相紅色。單相交流母線：從三相母線分支來的應與引出相顏色相同。直流母線：正極赭色，負極藍色。直流均衡匯流母線及交流中性匯流母線：不接地者紫色，接地者紫色帶黑色橫條。軟母線不需著色。 但常在母線構架上、 設備裸帶電體或出線套管頂帽上涂刷相色漆，以示相序。8、母線的布置方式：水平布置：允許載流量不大、機械強度較高豎直布置：散熱性強、機械強度和絕緣能力都很高、投資高電力電

22、纜：各相導體之間及導體對地之間均有可靠絕緣層，且有密封護套將全部絕緣導體一并加以保護和封閉，而且還有外護層保護密封護套。與母線相比，電纜結(jié)構極為緊湊，占用空間要小得多；走向和布置極為靈活方便；現(xiàn)場施工簡便；在無外界嚴重損傷和破壞（包括機械損壞與火災）的條件下運行可靠性高。電纜的導體散熱條件不如裸母線好，應用于在小電流長距離的配電；大電流短距離回路宜采用母線。與架空線路相比，它可以直接埋在地下及敷設在電纜溝、電纜隧道中，也可以敷設在水中或海底，具有防潮、防腐、防損傷、不占地面、不占用空中走廊、不妨礙觀瞻等優(yōu)點，基本不受外力和氣象條件影響，運行安全可靠，所以得到廣泛應用。但是，電纜線路具有造價高、

23、 敷設麻煩、 維護檢修不便、 難以發(fā)現(xiàn)和排除故障等缺點，故使用上應加以重視。1、電纜分類、結(jié)構及性能分類：按電壓等級分：低壓電纜；中壓電纜；高壓電纜；超高電纜及特高電纜。按電纜芯數(shù)分：有單芯、雙芯、三芯、四芯四種。按傳輸電能的形式分：分為直流電纜和交流電纜。按特殊需求分：有輸送大容量電能的電纜、阻燃電纜和光纖復合電纜等品種。按電纜絕緣材料和結(jié)構分：有油浸紙絕緣電纜、聚氯乙烯絕緣電纜（或稱塑料電纜）、交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜（簡稱交聯(lián)電纜） 、橡皮絕緣電纜、高壓充油電纜、 SF6 氣體絕緣電纜等。2、常用電纜中間接頭盒和終端接頭盒的結(jié)構和性能電纜接頭應達到的技術要求導體連接良好。絕緣可靠。密封良好。足

24、夠的機械強度。架空線路：指室外架設在電桿上用于輸送電能的線路。優(yōu)點：成本低、投資少、安裝容易、維護和檢修方便、易于發(fā)現(xiàn)和排除故障；缺點：受大氣影響、易受雷擊、冰雪、風暴和污穢空氣的危害、且要占用一定的地面和空間、有礙交通和觀瞻?，F(xiàn)代化工廠有逐漸減少架空線路、改用電纜線路的趨向。組成：導線、電桿、橫擔、絕緣子、線路金具、拉線、板樁、避雷線等。1.架空線路的導線2.電桿、橫擔和拉線3.絕緣子和線路金具4.架空線路的敷設金具：送電線廣泛使用的鐵制或鋁制金屬附件架空線路敷設要求和路徑選擇：(1)路徑要短，轉(zhuǎn)角盡量地少。(2)盡量避開河洼和雨水沖刷地帶、不良地質(zhì)地區(qū)及易(燃、易爆等危險場所。(3)不應引

25、起機耕、交通和人行困難。(4)不宜跨越房屋，應與建筑物保持一定的安全距離。(5)應與工廠和城鎮(zhèn)的整體規(guī)劃協(xié)調(diào)配合，并適當考慮今后的發(fā)展。電抗器：也叫電感器，一個導體通電時就會在其所占據(jù)的一定空間范圍產(chǎn)生磁場，所以所有能載流的電導體都有一般意義上的感性。然而通電長直導體的電感較小，所產(chǎn)生的磁場不強，因此實際的電抗器是導線繞成螺線管形式，稱空心電抗器；有時為了讓這只螺線管具有更大的電感，便在螺線管中插入鐵心，稱鐵心電抗器。電抗分為感抗和容抗，比較科學的歸類是感抗器（電感器）和容抗器（電容器）統(tǒng)稱為電抗器，然而由于過去先有了電感器，并且被稱為電抗器，所以現(xiàn)在人們所說的電容器就是容抗器，而電抗器專指電

26、感器。電抗器的用途非常廣泛用途：并聯(lián)電抗器一般接在超高壓輸電線路的末端和地之間，起無功補償作用；濾波電抗器在濾波器中與電容器串聯(lián)或并聯(lián)用來限制電網(wǎng)中的高次諧波；消弧電抗器又稱消弧線圈，接在三相變壓器的中性點和地之間，用以在三相電網(wǎng)的一相接地時供給電感性電流， 補償流過中性點的電容性電流， 使電弧不易持續(xù)起燃，從而消除由于電弧多次重燃引起的過電壓；通信電抗器又稱阻波器， 串聯(lián)在兼作通信線路用的輸電線路中， 用來阻擋載波信號，使之進入接收設備，以完成通信的作用。普通電抗器，在電壓為 6 10kV 的屋內(nèi)配電裝置中，我國廣泛采用混凝土柱式限流電抗器（又稱水泥電抗器） 。它由繞組、水泥支柱及支柱絕緣子

27、構成。分裂電抗器，為了限制短路電流和使母線有較高的殘壓，要求電抗器有較大的電抗；而為了減少正常運行時電抗器中的電壓和功率損失，要求電抗器有較小的電抗。這是一個矛盾，采用分裂電抗器有助于解決這一矛盾。定義： high-voltage circuit-breaker ，文字符號為 QF，額定電壓為 3kV 及以上，能夠關合、承載和開斷運行狀態(tài)的正常電流，并能在規(guī)定時間內(nèi)關合、承載和開斷規(guī)定的異常電流（如短路電流、過負荷電流）的開關電器。重要性：高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的控制和保護設備。作用：一是控制作用：即根據(jù)電網(wǎng)運行要求，將一部分電氣設備及線路投入或退出運行狀態(tài)、轉(zhuǎn)為備用或檢修狀態(tài)；二是保護

28、作用：即在電氣設備或線路發(fā)生故障時，通過繼電保護裝置及自動裝置使斷路器動作，將故障部分從電網(wǎng)中迅速切除，防止事故擴大，保證電網(wǎng)的無故障部分正常運行。功能：導電，在正常的閉合狀態(tài)時應為良好的導體，不僅對正常的電流，而且對規(guī)定的短路電流也應能承受其發(fā)熱和電動力的作用，保持可靠的接通狀態(tài)。絕緣，相與相之間、相對地之間及斷口之間應具有良好的絕緣性能，能長期耐受最高工作電壓，短時耐受大氣過電壓及操作過電壓。開斷，在閉合狀態(tài)的任何時刻，應能在不發(fā)生危險過電壓的條件下，在盡可能短的時間內(nèi)安全地開斷規(guī)定的短路電流。關合，在開斷狀態(tài)的任何時刻，應能在斷路器觸頭不發(fā)生熔焊的條件下，在短時間內(nèi)安全地閉合規(guī)定的短路電

29、流。高壓斷路器有許多種類，其結(jié)構和動作原理各不相同。按滅弧介質(zhì)和滅弧原理的不同進行分類，高壓斷路器主要有以下幾種：1、六氟化硫（SF6）斷路器：采用具有優(yōu)良滅弧性能的SF6 氣體作為滅弧介質(zhì)的斷路器。2、真空斷路器： 在真空中開斷電流，利用真空的高絕緣強度來實現(xiàn)滅弧的斷路器。3、油斷路器：采用絕緣油作為滅弧介質(zhì)的斷路器。4、壓縮空氣斷路器：采用壓縮空氣作為滅弧介質(zhì)及操動機構能源的斷路器。1、 額定電壓UN（ kV）2、 額定電流IN（ A）3、 額定短路開斷電流INbr（ kA）4、 額定關合電流INcl（ kA）5、 額定熱穩(wěn)定電流It（ kA）6、 額定動穩(wěn)定電流ish（ kA）真空斷路器

30、：以真空作為滅弧和絕緣介質(zhì)，在真空容器中進行電流開斷與關合的斷路器。真空斷路器主要由真空滅弧室、支架和操動機構三部分組成。真空滅弧室是真空斷路器的核心元件，具有開斷、導電和絕緣的功能，主要由絕緣外殼，動、靜觸頭，屏蔽罩和波紋管組成，其結(jié)構如圖所示。真空滅弧室的性能主要取決于觸頭的材料和結(jié)構，還與屏蔽罩的結(jié)構、滅弧室的材質(zhì)以及制造工藝有關。真空斷路器的總體結(jié)構可分為落地式和懸臂式兩種基本形式。3.6 斷路器的操動機構3.6.1 手動操作機構3.6.2 電磁操作機構3.6.3 彈簧操動機構3.6.4 氣動操作機構3.6.5 液壓操作機構高壓隔離開關： high-voltage disconnect

31、or ，文字符號 QS，隔離高壓電源，以保證其他設備和線路安全的開關設備。用途：在檢修電氣設備時，使檢修設備與帶電部分之間有明顯可見的斷口；改變設備狀態(tài)（運行、備用、檢修）時用來配合斷路器協(xié)同完成倒閘操作；分、合小電流，如互感器、避雷器、空載母線、空載變壓器、空載線路；接地開關可代替接地線，保證檢修安全。額定電壓（ kV）最高工作電壓（kV額定電流（ A）熱穩(wěn)定電流（kA）極限通過電流峰值（kA）高壓熔斷器 (fuse ，中文符號 FU)：一種在電路電流超過規(guī)定值并經(jīng)一定時間后，使其熔體熔化而分斷電流、斷開電路的一種保護電器。用途：線路、電力變壓器、電壓互感器、電容器組和電動機等設備的短路及過

32、載保護。熔斷器不能開斷與關合正常負荷電流，因此需要與負荷開關、重合器等其他開關電器配合使用，為了使用更安全、方便，常將熔斷器和刀開關電器封裝在一個殼體內(nèi)， 再通過優(yōu)化結(jié)構， 減小零部件， 可以衍生出刀熔開關等新型設備，從而進一步減小體積及降低成本。特點：結(jié)構簡單、體積小、質(zhì)量輕、價格低廉、維護方便、使用靈活等工作原理：熔斷器工作時需與被保護元件串聯(lián)在電路中，其內(nèi)部金屬熔體是一個易于熔斷的導體，也是電路中最薄弱的導電環(huán)節(jié)。在正常工作狀態(tài)下，通過熔體的電流較小，熔體的溫度雖然上升，但不致達到熔點，熔體不會熔化，電路能可靠接通。一旦電路發(fā)生過負荷或短路故障時，電流顯著增大，并使熔體迅速升溫超過熔點，

33、在被保護設備的溫度未達到破壞其絕緣之前熔化，將電路切斷，從而使線路中的電氣設備得到了保護。熔斷器的工作過程大致可分為以下四個階段：（ 1）熔斷器的熔體因過載或短路而加熱到熔化溫度。（ 2）熔體的熔化和氣化。（ 3）觸點之間的間隙擊穿和產(chǎn)生電弧。（ 4）電弧熄滅、電路被斷開。高壓負荷開關（high-voltage load switch 文字符號為QL）：具有簡單的滅弧裝置，能通斷一定的負荷電流和過負荷電流， （通常為 3 4 倍）的過載電流，不能斷開短路電流的開關設備。結(jié)構上應滿足的要求如下：（ 1）要有明顯可見的間隙。 負荷開關在分閘位置時要有明顯可見的間隙。（ 2）經(jīng)受開斷次數(shù)要多?，F(xiàn)代負

34、荷開關有兩個明顯的特點：一是具有三工位，即合閘-分閘 -接地；二是滅弧與載流分開，滅弧系統(tǒng)不承受動熱穩(wěn)定電流，而載流系統(tǒng)不參與滅弧。負荷開關分類：滅弧方式：油負荷開關、磁吹負荷開關、壓氣式負荷開關、產(chǎn)氣式負荷開關、真空負荷開關、六氟化硫負荷開關；交流高壓接觸器：一種高壓控制電器，適用于3-10kV、50Hz 三相交流系統(tǒng)中，供發(fā)電廠及工礦企業(yè)遠距離接通與分斷線路，頻繁地啟動和控制交流高壓電動機、電爐變壓器和電容器組等負載之用。分類：控制方式：電磁式、氣動式、電磁氣動式滅弧方式：真空、六氟化硫、空氣合閘保持方式：機械鎖扣、無鎖扣布置方式：前后布置、上下布置重合器（ QR）： Recloser，集

35、斷路器、繼電保護、操動機構為一體，具有控制和保護功能的開關。功能：進行故障電流的檢測和按預先整定的分合操作次數(shù)自動完成分合操作，并在動作后能記憶動作次數(shù)、自動恢復、閉鎖和手動復位。硬件包括：滅弧部分與控制部分分類：相數(shù)分：單相、三相；滅弧介質(zhì)：油重合器、真空重合器、SF6重合器；控制方式不同：液壓控制式、電子控制式；結(jié)構：布式結(jié)構、整體式結(jié)構。互感器：是聯(lián)絡電力系統(tǒng)一次和二次部分的重要元件，在電力系統(tǒng)中廣泛使用。從用途上互感器可分為電壓互感器（ TV）和電流互感器（ TA），分別用于變換電壓和電流，為測量儀表、保護裝置和控制裝置提供電壓或電流信號，以反映電氣設備的正常運行和故障情況。功能：（

36、1）變換功能。（ 2）隔離和保護功能。（ 3）擴大儀表、繼電器等二次設備的應用范圍。3.9.1 電流互感器3.9.2 電壓互感器3.9.3 電子式互感器電流互感器（current transformer，縮寫 CT，文字符號TA），又稱為儀用變流器。2、特點：?一次繞組匝數(shù)很少，二次繞組匝數(shù)很多；?一次繞組導體相當粗，二次繞組導體較細；?一次繞組串聯(lián)在被測的一次電路中，二次繞組則與儀表、繼電器等的電流線圈串聯(lián)，形成一個閉合回路。電壓互感器（ voltage transformer ，縮寫 VT； Phase voltage Transformer ，縮寫 PT；文字符號 TV），又稱為儀用變壓

37、器。2、特點：一次繞組匝數(shù)很多，二次繞組匝數(shù)很少；一次繞組導體相當細，二次繞組導體較粗；一次繞組并聯(lián)在被測的一次電路中，二次繞組則與儀表、繼電器等的電壓線圈并聯(lián)。由于傳統(tǒng)互感器對絕緣要求高、磁路飽和、鐵磁諧振、動態(tài)范圍小、頻帶窄、易爆易燃、對電流電壓模擬量難以進行數(shù)字化處理等一系列缺點，阻礙了電力系統(tǒng)自動化向更高水平發(fā)展。電子式互感器：所有有別于傳統(tǒng)的電磁式電流、電壓互感器的新型互感器。刀開關：用于不頻繁接通和分斷低壓供電線路，還可用作隔離電源以保證檢修人員的安全。另外，還可用于小容量鼠籠式異步電動機的直接啟動。分類：極數(shù)：單極、雙極、三極；動觸刀的轉(zhuǎn)換方向：單擲、雙擲；操作方式：直接手柄操作

38、式、遠距離連桿操作式；滅弧情況：有滅弧罩、無滅弧罩。注意：非熔斷器式刀開關必須與熔斷器配合使用，以便在電路發(fā)生短路故障或過負荷時由熔斷器切斷電路。接觸器：一種自動控制電器，可以實現(xiàn)遠距離接通和斷開主電路，允許頻繁操作，不能切斷短路電流和過負荷電流，不做保護電器，必須與熔斷器等配合使用。接觸器按其線圈通過電流種類不同，分為交流接觸器和直流接觸器兩種。2、熱繼電器熱繼電器： 由流入熱元件的電流產(chǎn)生熱量， 使有不同膨脹系數(shù)的雙金屬片發(fā)生形變，當形變達到一定距離時，就推動連桿動作，使控制電路斷開，從而使接觸器失電，主電路斷開，實現(xiàn)電動機的過載保護。繼電器作為電動機的過載保護元件，以其體積小，結(jié)構簡單、

39、成本低等優(yōu)點在生產(chǎn)中得到了廣泛應用。自動空氣開關也稱低壓斷路器，是指能接通、承載及分斷正常電路條件下的電流，也能在規(guī)定的非正常電路條件（過載或短路）下接通、承載一定時間和分斷電流的開關電器。它是一種具有失電壓、過載和短路等多種保護功能的開關電器，可用來控制線路及不頻繁啟動的電動機。結(jié)構組成：（ 1）觸頭系統(tǒng)：包括主觸頭和輔助觸頭，主觸頭：用于分、合主電路；輔助觸頭：用于控制電路，用來反映斷路器的位置或構成電路的聯(lián)鎖。（ 2）脫扣器：脫扣器可以實現(xiàn)斷路器的各種保護功能。（ 3）操動機構：包括傳動機構和自由脫扣機構。（ 4）滅弧裝置：其作用是吸引開斷大電流時產(chǎn)生的電弧，使長弧被分割成短弧，通過滅弧

40、柵片的冷卻，使弧柱溫度降低，最終熄滅電弧。第四章電氣主接線ACYKCY100%AG第五章廠（所）用電發(fā)電廠在一定時間內(nèi)，廠用電所消耗的電量占發(fā)電廠總發(fā)電量的百分數(shù)，稱為廠用電率。其計算公式為：Kcy=Acy/Ag *100%式中 KCY廠用電率，%；ACY廠用電量，kW h；AG總發(fā)電量，kW h 。6.1.3.2 按重要性分類（ 1）類負荷類負荷是指短時停電（包括手動操作恢復供電所需的時間）會造成設備損環(huán)、危及人身安全、使發(fā)電廠無法正常運行或出力明顯下降的廠用負荷，如火電廠的給水泵、凝結(jié)水泵、 循環(huán)水泵、 引風機、 送風機、 給粉機及水電廠中的調(diào)速器、潤滑油泵等。對于類負荷，應由兩個獨立電源

41、供電，當一個電源消失后，另一個電源要立即自動投入繼續(xù)供電。它只允許瞬間中斷電源，為此，應配置備用電源自動投入裝置。壓油泵、（ 2）類負荷類負荷是指允許短時停電，但停電時間過長有可能損壞設備或影響正常生產(chǎn)的負荷，如火電廠的工業(yè)水泵、疏水泵、灰漿泵、輸煤系統(tǒng)機械、化學水處理設備及水電廠中的壓油裝置用的空壓機、主廠房橋機、滲漏排水泵及廠內(nèi)照明等。對于類負荷，應由兩個獨立電源供電，一般備用電源采用自動或手動切換方式投入。其允許停電時間一般不超過幾十分鐘。（ 3）類負荷類負荷是指較長時間停電不會直接影響發(fā)電廠生產(chǎn)的負荷，如機修間、試驗室、油處理設備等。對于類負荷，一般由一個電源供電，不需要考慮備用電源。

42、（ 4）事故保安負荷事故保安負荷是指在主發(fā)電機停機過程及停機后的一段時間內(nèi)，仍應保證供電，否則可能引起主要設備損壞、自動控制失靈以及危及人身安全的廠用負荷。根據(jù)對電源的要求，事故保安負荷可分為三類： 直流保安負荷，如直流潤滑油泵、發(fā)電機的直流氫密封油泵、事故照明等。直流保安負荷由蓄電池組供電。 允許短時停電的交流保安負荷，如盤車電動機、頂軸油泵、交流潤滑油泵、交流氫密封油泵、 消防水泵等。 允許短時停電的交流保安負荷平時由交流廠用電源供電，交流電源消失時，由交流保安電源供電。交流保安電源一般采用快速啟動的柴油發(fā)電機供電，該機組能自動投入運行。 交流不間斷供電負荷，是指在機組啟動、運行、停機過程

43、中及停機后的一段時間內(nèi)，需要連續(xù)供電的負荷，如實時控制用電子計算機、熱工儀表及自動裝置設備等。它一般由接于蓄電池組的逆變裝置供電。廠用電接線應滿足下列要求：（1）各機組的廠用電系統(tǒng)應是獨立的，特別是200MW及以上機組應做到這一點。任何運行方式下，一臺機組故障停運或其輔機的電氣故障不應影響另一臺機組的運行，并能在短期內(nèi)恢復運行。（ 2）充分考慮機組啟動和停運過程中的供電要求。一般均應配置可靠的啟動電源，在機組啟動、停運和事故時的切換操作要少，并能與工作電源短時并列。（3）充分考慮電廠分期建設和連續(xù)施工過程中廠用電系統(tǒng)的運行方式，特別要注意對公用負荷供電的影響。要便于過渡，盡量避免改變接線和更換

44、設備。（4）200MW 及以上機組應設置足夠容量的交流事故保安電源，當全廠停電時， 可快速啟動和自動投入向保安負荷供電。另外，還要設計符合電能質(zhì)量指標的交流不間斷供電，以滿足不允許間斷供電的熱工保護和計算機等負荷6.2.1.2 廠用電的電壓等級確定廠用電電壓等級，需從電動機的容量范圍和廠用電供電電源兩方面綜合考慮，這樣才能保證供電可靠及良好的經(jīng)濟效果。廠用電電壓只用一種電壓等級是不太合理的。但電壓等級過多，會造成廠用電接線復雜，運行維護不方便，會降低供電可靠性。一般情況下，廠用電供電電壓一般選用高壓和低壓兩級。6.2.1.3 廠用母線的接線方式發(fā)電廠的廠用電系統(tǒng)通常采用單母線不分段或分段接線。

45、在火電廠中，因為鍋爐的輔助設備多、容量大，所以高壓廠用母線都按鍋爐臺數(shù)分段。凡屬同一臺鍋爐的廠用電動機都接在同一段母線上，與鍋爐同組的汽輪機的廠用電動機一般也接在該段母線上。但每臺汽輪機組有兩臺循環(huán)水泵和兩臺凝結(jié)水泵時，因其中一臺屬備用性質(zhì)，允許分別接在不同分段上。鍋爐容量在 4001000t/h 時，每一高壓廠用母線應分為兩段。廠用母線按爐分段的優(yōu)點如下：（ 1）一段母線故障時，僅影響一臺鍋爐運行。（ 2）鍋爐的輔助機械可與鍋爐一起檢修。（ 3）因各段母線分開運行，故可限制廠用電路內(nèi)的短路電流對于低壓廠用母線，當鍋爐容量在 230t/h 及以下時，一般也按機爐數(shù)對應分段，并用閘刀開關將母線分

46、為兩段；鍋爐容量在 400t/h 及以上時，每臺機爐一般由兩段母線供電，兩段母線可由同一臺變壓器供電；鍋爐容量在 1000t/h 上時，每段母線可由一臺變壓器供電。對于水電廠，其高壓和低壓的廠用電接線一般采用單母線不分段或分段形式。6.2.1.4 廠用電源的引接方式廠用電的引接點是指自用變壓器的高壓側(cè)與電廠或電網(wǎng)的連接點。（1）高壓廠用工作電源的引接方式高壓廠用工作電源應由發(fā)電機電壓回路引接，并盡量滿足爐、 機、電的對應性要求。 當有發(fā)電機電壓母線時，高壓廠用工作電源由各母線段引接，供給接在該母線段的機組的廠用負荷。 當發(fā)電機與主變壓器成單元連接時，高壓廠用工作電源一般由主變壓器低壓側(cè)引接，供

47、給該機組的廠用負荷。 當兼有發(fā)電機電壓母線和單元連接機組時，根據(jù)上述原則引接各自的高壓廠用工作電源。（2）低壓廠用電源的引接方式 低壓廠用工作變壓器一般由高壓廠用母線段上引接。當無高壓廠用母線段時，可從發(fā)電機電壓主母線上或發(fā)電機出口引接。按爐分段的低壓廠用母線，其工作變壓器應由對應的高壓廠用母線段供電。（ 3）備用電源和啟動電源的引接方式廠用備用電源在工作電源因事故或檢修而失電時替代工作電源，起后備作用。備用電源應具有獨立性和足夠的供電容量，最好能與電力系統(tǒng)緊密聯(lián)系，在全廠停電情況下仍能從系統(tǒng)取得廠用電源。啟動電源一般是指機組在啟動或停運過程中，工作電源不可能供電的情況下為該機組的廠用負荷提供

48、的電源。備用電源的引接應保證其獨立性，并且具有足夠的供電容量，以下是其最常用的引接方式：從發(fā)電機電壓母線的不同分段上，通過廠用備用變壓器（或電抗器）引接。 從發(fā)電廠聯(lián)絡變壓器的低壓繞組引接，但應保證在機組全停情況下，能夠獲得足夠的電源容量。 從與電力系統(tǒng)聯(lián)系緊密、供電可靠的最低一級的電壓母線引接。這樣，有可能因采用比較大的廠用高壓變壓器，增大高壓配電裝置的投資而使經(jīng)濟性較差，但這種方法可靠性較高。 當技術經(jīng)濟合理時，可由外部電網(wǎng)引接專用線路，經(jīng)過變壓器取得獨立的備用電源及啟動電源。廠用電各級電壓均采用單母線分段（按鍋爐分段）接線方式，具有下列特點： 若某一段母線發(fā)生故障，只影響其對應的一臺鍋爐的運行，使事故影響范圍局限為一機一爐；用電系統(tǒng)發(fā)生短路時，短路電流較小，有利于電氣設備的選擇；將同一機爐的廠用電負荷接在同一段母線上，便于運行管理及安排檢修。對廠用電動機的供電，可分為分別供電和成組