項(xiàng)目5電氣主接線的倒閘操作

1、項(xiàng)目五、電氣主接線的倒閘操作項(xiàng)目五、電氣主接線的倒閘操作 【任務(wù)概述任務(wù)概述 】變配電運(yùn)行方式可分為正常與非正常運(yùn)行方式兩類。根據(jù)電網(wǎng)要求，使系統(tǒng)安全、可靠靈活的運(yùn)用情況為系統(tǒng)正常運(yùn)行方式，除此之外的方式為非正常運(yùn)行方式。學(xué)習(xí)相關(guān)的變電運(yùn)行技術(shù)，可以提高運(yùn)行技術(shù)人員貫徹執(zhí)行相關(guān)崗位責(zé)任制的水平，保證生產(chǎn)運(yùn)行的正常進(jìn)行。為了提高電力工業(yè)的效益，發(fā)揮電網(wǎng)在輸電以及在水、火、核能等多種能源間的相互補(bǔ)償，調(diào)劑、錯(cuò)峰和互相備用、事故支援等方面的作用，電網(wǎng)間相互連接并逐步擴(kuò)大是必然的趨勢(shì)。1998年底，我國(guó)裝機(jī)容量27700萬千瓦，居世界第二位。由于國(guó)內(nèi)能源分布與經(jīng)濟(jì)發(fā)展格局在地域上的不平衡，西電東送、北

2、電南送的網(wǎng)絡(luò)格局成為必然。而且新的發(fā)展基地離負(fù)荷中心距離越來越長(zhǎng)，目前大多采用了超高壓輸電線路。為實(shí)現(xiàn)東北與華北、華東與華中、山東與華北、福建與華東、江西與廣東等省網(wǎng)間的聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃，相應(yīng)需要500kV輸變電設(shè)備。因此，我國(guó)現(xiàn)將500kV超高壓變電設(shè)備定為今后幾年的發(fā)展重點(diǎn)，且重點(diǎn)發(fā)展高可靠性、高利用率、低損耗、低造價(jià)、占地面積小的一體化產(chǎn)品。其中三相變壓器發(fā)展750MVA及以上并提高可用系數(shù)；斷路器斷流容量發(fā)展63kA及以上并發(fā)展免維護(hù)、智能化產(chǎn)品；二次產(chǎn)品發(fā)展計(jì)算機(jī)綜合自動(dòng)化設(shè)備。5.1.1 電力系統(tǒng)靜動(dòng)穩(wěn)定及其保持的基本措施電力系統(tǒng)靜動(dòng)穩(wěn)定及其保持的基本措施 穩(wěn)定性問題是與電力系統(tǒng)發(fā)展密切相

3、關(guān)的，對(duì)一個(gè)孤立的發(fā)電廠或較小規(guī)模的小區(qū)域供配電系統(tǒng)來講，它們兩者并列運(yùn)行的穩(wěn)定性問題不是否重要，當(dāng)許多發(fā)電廠及大型機(jī)組并列運(yùn)行在同一電力系統(tǒng)時(shí)，隨著容量和地區(qū)的擴(kuò)大，電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性則趨顯重要。電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性來源于系統(tǒng)的靜穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定，當(dāng)失去穩(wěn)定時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的同步發(fā)動(dòng)機(jī)將失步，系統(tǒng)發(fā)生振蕩，其后果將造成系統(tǒng)解列、甚至造成大面積用戶停電，使國(guó)民經(jīng)濟(jì)遭受巨大損失。1電力系統(tǒng)的靜穩(wěn)定電力系統(tǒng)的靜穩(wěn)定（1）影響靜穩(wěn)定性的原因）影響靜穩(wěn)定性的原因電力系統(tǒng)的穩(wěn)定即系統(tǒng)運(yùn)行的靜態(tài)穩(wěn)定性，指正常運(yùn)行的電力系統(tǒng)受到很小的擾動(dòng)之后，自動(dòng)恢復(fù)到原來運(yùn)行狀態(tài)的能力。電力系統(tǒng)所受到的擾動(dòng)主要有架空線路因風(fēng)吹動(dòng)、擺

4、動(dòng)引起線間距離的變化、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的不均勻和發(fā)電機(jī)組受到微小的機(jī)械振動(dòng)等。不管哪一種變化，如果它的后果使電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定遭受破壞，都將可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)失步，系統(tǒng)解列，大批負(fù)荷停電。從整個(gè)系統(tǒng)來看，若要保證其良好的靜穩(wěn)定性，應(yīng)從整個(gè)系統(tǒng)布局，用電負(fù)荷中心、線路的送電距離等方面統(tǒng)籌安排、精心計(jì)算，采用正確的運(yùn)行方法，防止重要線路跳閘后引起負(fù)荷電流的變化，使系統(tǒng)的穩(wěn)定受到破壞。 （2）維護(hù)電力系統(tǒng)靜穩(wěn)定性的措施）維護(hù)電力系統(tǒng)靜穩(wěn)定性的措施減小系統(tǒng)各元件的感抗。主要減小發(fā)電機(jī)、變壓器和輸電線路的電抗。措施如下。a.在水力發(fā)電廠，根據(jù)具體情況選擇適當(dāng)參數(shù)的發(fā)電機(jī)組。 b.減小變壓器電抗。在遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)

5、中常使用分裂導(dǎo)線、串聯(lián)電容器、提高電壓等級(jí)措施減小線路電抗以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。采用自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置。采用自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置的方法既經(jīng)濟(jì)又有效。這種方法是在發(fā)電機(jī)上裝設(shè)自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置，維持發(fā)電機(jī)的端電壓恒定不變，以實(shí)現(xiàn)減小發(fā)電機(jī)電抗，從而達(dá)到減小系統(tǒng)電抗的目的。自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置不僅在提高發(fā)電廠并列有效的穩(wěn)定性方面有良好的作用，在提高系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性方面也有良好的作用。電抗較大的發(fā)電機(jī)，在其端電壓下降時(shí)，輸出的無功功率減??；電抗較小的發(fā)電機(jī)，在其端電壓下降時(shí)，輸出的無功功率減小較緩慢，甚至反而增大；當(dāng)發(fā)電機(jī)裝有自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置時(shí)，則可等值地減小發(fā)電機(jī)的電抗，甚至隨著發(fā)電機(jī)端電壓的下降還會(huì)使無功功率

6、電壓靜態(tài)特性上升，達(dá)到電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定極限值下降的效果，以提高系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性。采用按周波（頻率）減負(fù)荷裝置。按事先制定的程序，當(dāng)系統(tǒng)頻率下降到某一定值而不能滿足電能質(zhì)量，同時(shí)也不能保證發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行，不能保證動(dòng)力系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)，可自動(dòng)切除一部分次要負(fù)荷，當(dāng)未恢復(fù)到需要狀態(tài)時(shí)，再行切除部分負(fù)荷的裝置稱為采用周波減負(fù)荷裝置。系統(tǒng)內(nèi)裝設(shè)低周波減負(fù)荷裝置，可阻止系統(tǒng)頻率繼續(xù)下降，從而對(duì)系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定起到良好的作用。但是，按周波減負(fù)荷勢(shì)必降低一部分用戶供電的可靠性，所以它是一種“犧牲局部、保護(hù)全局”的應(yīng)急措施。增大電力系統(tǒng)的有功功率和無功功率的備用容量。 2電力系統(tǒng)的動(dòng)穩(wěn)定電力系統(tǒng)的動(dòng)穩(wěn)定電力系統(tǒng)動(dòng)穩(wěn)定

7、是指當(dāng)電力系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)受到較大干擾，使電力系統(tǒng)的功率發(fā)生相當(dāng)大的波動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)能保持同步運(yùn)行的能力。（1）造成動(dòng)穩(wěn)定波動(dòng)的原因負(fù)荷的突然保護(hù)，例如，切除或投入大容量的用電設(shè)備。切除或投入電力系統(tǒng)的某些元件，如發(fā)電機(jī)組、變壓器、輸電線路等。電力系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生短路故障。上述因素中，短路故障是最危險(xiǎn)的，對(duì)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)而言，三相短路由于該系統(tǒng)電壓急劇下降，嚴(yán)重威脅電力系統(tǒng)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。（2）維護(hù)電力系統(tǒng)動(dòng)穩(wěn)定性的措施）維護(hù)電力系統(tǒng)動(dòng)穩(wěn)定性的措施提高動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的措施很多，主要有以下幾種措施：快速切除短路故障。快速切除短路故障，對(duì)提高動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性具有決定性的作用?？焖偾谐搪饭收?，可有效地提

8、高電廠之間并列運(yùn)行的穩(wěn)定性；還可使電動(dòng)機(jī)的端電壓迅速回升，提高電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定性；減少由于短路電流而引起的過熱或機(jī)械損傷對(duì)電氣設(shè)備造成的危害。目前我國(guó)使用的快速切除保護(hù)裝置僅用0.1s的時(shí)間即可將故障部分從系統(tǒng)切除。采用自動(dòng)重合閘裝置。由于電力系統(tǒng)內(nèi)的故障大多數(shù)為瞬時(shí)性的，特別是超高壓輸電線路的故障。采用自動(dòng)重合閘裝置后，在故障發(fā)生時(shí)由保護(hù)裝置將斷路器斷開，經(jīng)一定時(shí)限又能自動(dòng)將這一線路投入運(yùn)行，從而提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在220kV及以上的超高壓線路中，使用按相重合閘裝置，這種裝置可以自動(dòng)找出故障相，切除故障相，并使之重合。由于切除的只是故障相，而不是三相，在切除故障相后至重合閘前的一段時(shí)間里，使處

9、于單回線輸電系統(tǒng)送電端的發(fā)電廠與受電端的系統(tǒng)沒有完全失去聯(lián)系，從而大大提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。采用電氣制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)采用電氣制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)電氣制動(dòng)。電氣制動(dòng)。所謂電氣制動(dòng)，就是當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出的功率急劇減小，發(fā)電機(jī)組因功率過剩而加速時(shí)，此時(shí)迅速投入制動(dòng)電阻，額外消耗發(fā)電機(jī)的有功功率，以抑制發(fā)電機(jī)加速，提高電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。制動(dòng)電阻接入系統(tǒng)時(shí)，可以是串聯(lián)接入發(fā)電廠的主電路，也可以是并聯(lián)接入發(fā)電廠的高壓母線上或發(fā)電機(jī)母線上。采用電氣制動(dòng)提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性時(shí)，制動(dòng)電阻的大小要選擇恰當(dāng)，否則會(huì)發(fā)生欠制動(dòng)，不能限制發(fā)電機(jī)的加速，發(fā)電機(jī)仍然會(huì)失步，或發(fā)生過制動(dòng)。機(jī)械制動(dòng)。機(jī)械制動(dòng)。機(jī)械制

10、動(dòng)是直接在發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)軸上施加制動(dòng)力矩，抵消機(jī)組的機(jī)械功率，以提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的方法。變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地。變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地的作用原理與電氣制動(dòng)十分相似。在故障發(fā)生時(shí)，短路電流中的零序分量零序電流將 經(jīng)過變壓器的中性點(diǎn)流入大地，在所接的電阻上產(chǎn)生有功功率損耗。當(dāng)故障發(fā)生在送電端時(shí)，這一損耗主要由送電端發(fā)電廠供給；故障發(fā)生在受電端時(shí)，則主要由受電端系統(tǒng)供給。所以，當(dāng)送電端發(fā)生接地短路故障時(shí)，由于送電端發(fā)電廠要額外供給這部分有功功率損耗，所以能使發(fā)動(dòng)機(jī)受到的加速作用減緩，即這些電阻中的功率損耗起到了制動(dòng)作用，從而提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。應(yīng)當(dāng)提出的是，由于接地故障發(fā)生在靠近受電端時(shí)，受

11、電端變壓器中性點(diǎn)所接的小電阻中消耗的有功功率主要是由受電端系統(tǒng)供給的，如果受電端系統(tǒng)容量不夠大，將使受電系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)加劇減速，因此，這一電阻不僅不能提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，反而將使系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性惡化。針對(duì)這一情況，受電端變壓器中性點(diǎn)一般不接小電阻，而是接小電抗。變壓器中性點(diǎn)接小電抗的作用原理與接小電阻不同，它只是起限制接地短路電流的作用，或者說，它增大了接地短路時(shí)功角特性曲線幅值，從而減小發(fā)電機(jī)的輸入功率與輸出功率之間的差額，提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。設(shè)置開關(guān)站和采用強(qiáng)行串聯(lián)電容補(bǔ)償。這兩種措施縮短了故障切除后的“電氣距離”，可以提高電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。設(shè)置開關(guān)站設(shè)置開關(guān)站。當(dāng)輸電線路相當(dāng)長(zhǎng)

12、，而沿途又沒有大功率的用戶需要設(shè)置變電站時(shí)，可以在輸電線路中間設(shè)置開關(guān)站。 設(shè)置開關(guān)站后，當(dāng)輸電線上發(fā)生永久性故障而必須切除線路時(shí)，可以做到不將整個(gè)回路從系統(tǒng)切除，而只切除其故障段。這樣，不僅提高了發(fā)生故障時(shí)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，而且提高了故障后的靜態(tài)穩(wěn)定性，改善了故障后的電壓質(zhì)量。采用強(qiáng)行串聯(lián)電容補(bǔ)償。如果為了提高電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的靜態(tài)穩(wěn)定性，改善正常運(yùn)行時(shí)的電壓質(zhì)量，已經(jīng)在線路上設(shè)置串聯(lián)電容補(bǔ)償，那么，為了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定和故障后靜態(tài)穩(wěn)定性以及改善故障后的電壓質(zhì)量，可以考慮采用強(qiáng)行串聯(lián)電容補(bǔ)償?shù)姆椒?。采用?qiáng)行串聯(lián)電容補(bǔ)償，就是在切除故障線段的同時(shí)切除部分并聯(lián)著的電容器組。并聯(lián)電容器組的切除，增大了

13、補(bǔ)償電容的電抗，部分地甚至全部地抵償了由于切除故障線段而增加的線路感抗。采用以上兩種措施提高電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)問題。統(tǒng)籌規(guī)劃。在設(shè)計(jì)上，從節(jié)約投資出發(fā)，串聯(lián)電容補(bǔ)償，強(qiáng)行串聯(lián)補(bǔ)償?shù)慕泳€應(yīng)與開關(guān)站或中間變電站的接線統(tǒng)一考慮。 開關(guān)站的多少應(yīng)從技術(shù)與經(jīng)濟(jì)方面綜合確定。開關(guān)站的地點(diǎn)應(yīng)考慮到沿線工農(nóng)業(yè)負(fù)荷的發(fā)展，盡可能設(shè)置在遠(yuǎn)景規(guī)劃中擬建中間變電站的地方。開關(guān)站的接線布置應(yīng)兼顧到便于擴(kuò)建為變電站的可能性。采用強(qiáng)行串聯(lián)補(bǔ)償時(shí)，電容器組的額定電流比不采用強(qiáng)行串聯(lián)補(bǔ)償時(shí)大；否則，切除部分電容器后，系統(tǒng)將過負(fù)荷。除以上所述精度外，還可采用連續(xù)切除發(fā)電機(jī)組，及使用快速氣門控制裝置來提高系統(tǒng)的動(dòng)

14、態(tài)穩(wěn)定性。 5.1.2 電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方法與措施電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方法與措施電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行應(yīng)包括電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、變電站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及整個(gè)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。由于這個(gè)問題較為復(fù)雜，我們僅就電力網(wǎng)、發(fā)電廠、變配電站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行作以簡(jiǎn)要說明。 1電力網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行電力網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行電力網(wǎng)的年運(yùn)行費(fèi)用可用下列計(jì)算公式表示： F = A+PZ/100K+ PW/100+N (元) （5-1）式中，電能電價(jià)，元/度；A電力網(wǎng)全年的電能損耗，kWh；K電力網(wǎng)的初投資，元；N電力網(wǎng)的維護(hù)管理費(fèi)，元；PZ電力網(wǎng)的折舊率，又稱為折舊費(fèi)占初投資的的百分?jǐn)?shù)；PW電力網(wǎng)的維修率，又稱為維修費(fèi)占初投資的的

15、百分?jǐn)?shù)。從式（5-1）可以清楚地看出，要想降低年運(yùn)行費(fèi)用，主要降低電力網(wǎng)全年的電能損耗。其方法有：先交流，后直流。直流母線或交流電壓母線用粗線條表示，以區(qū)別于其他回路的聯(lián)絡(luò)線。（2）閱讀展開圖基本要領(lǐng)。）閱讀展開圖基本要領(lǐng)。繼電器和每一個(gè)小的邏輯回路的作用都在展開圖的右側(cè)注明。展開圖中各元件用國(guó)家統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)圖形符號(hào)和文字符號(hào)表示，繼電器和各種電氣元件的文字符號(hào)與相應(yīng)原理圖中的方案符號(hào)應(yīng)一致。交流看電源，直流找線圈。查找繼電器的線圈和相應(yīng)觸點(diǎn)，分析其邏輯關(guān)系。先上后下，先左后右，針對(duì)端子排圖和屏后安裝圖看圖。繼電器的觸點(diǎn)和電氣元件之間的連接線段都有數(shù)字編號(hào)（回路編號(hào)），便于了解該回路的用途和性質(zhì)

16、，以及根據(jù)標(biāo)號(hào)能進(jìn)行正確連接，以便安裝、施工、運(yùn)行和檢修。同一個(gè)繼電器的文字符號(hào)與其本身觸點(diǎn)的文字符號(hào)相同。各種小母線和輔助小母線都有標(biāo)號(hào)，便于了解該回路的性質(zhì)。（1）提高電力網(wǎng)負(fù)荷的功率因素，降低電能損耗）提高電力網(wǎng)負(fù)荷的功率因素，降低電能損耗提高電能的功率因素cos，是降低電能損耗的有效措施。提高負(fù)荷的功率因素，就要減小電力網(wǎng)通過的無功功率，一般采取如下措施。合理選擇電動(dòng)機(jī)的規(guī)格型號(hào)，提高用戶的功率因素。異步電動(dòng)機(jī)在能量轉(zhuǎn)換過程中需要有功功率，同時(shí)也需要無功功率。異步電動(dòng)機(jī)所需的無功功率由兩部分組成：一部分是建立磁場(chǎng)所需的空載無功功率，約為總無功功率的60%70%，這部分無功功率與電動(dòng)機(jī)的

17、負(fù)荷系數(shù)無關(guān)；另一部分是繞組漏抗中消耗的無功功率，這部分無功功率約占總無功功率的30 %，與電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷系數(shù)平方成正比。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷系數(shù)較小時(shí)，用戶的功率因素就很低，因此應(yīng)盡量使用戶的負(fù)荷系數(shù)趨近于1。為了減小用戶所需要的無功功率，通常在有條件的企業(yè)中用同步電動(dòng)機(jī)代替異步電動(dòng)機(jī)。因?yàn)橥诫妱?dòng)機(jī)不僅可以不需要系統(tǒng)供給無功功率，在過勵(lì)磁情況下向系統(tǒng)送出無功功率。除了異步電動(dòng)機(jī)需要無功功外，變壓器、感應(yīng)電爐等設(shè)備也都需要無功功率，因此，合理地選擇變壓器容量，并限制變壓器空載運(yùn)行時(shí)間，也是提高功率因數(shù)的重要措施。利用并聯(lián)補(bǔ)償裝置提高用戶的功率因數(shù)。合理選擇異步電動(dòng)機(jī)及變壓器容量，可以提高系統(tǒng)的功率因

18、數(shù)，降低電能損耗，但不能完全限制無功功率在電網(wǎng)中通過，在用戶處或靠近用戶的變電站中，裝設(shè)無功功率補(bǔ)償設(shè)備，可以就地平衡無功功率，限制無功功率。 （2）提高電力網(wǎng)運(yùn)行的電壓水平，降低電能損耗）提高電力網(wǎng)運(yùn)行的電壓水平，降低電能損耗提高電力網(wǎng)運(yùn)行的電壓水平，是降低電力網(wǎng)電能損耗的措施之一。電力網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，線路電壓越高，電流越小，故線路損耗就越小。因此，電力網(wǎng)在運(yùn)行時(shí)，在不超過允許的情況下，應(yīng)盡量提高運(yùn)行電壓水平，以降低電能損耗。據(jù)統(tǒng)計(jì)，線路運(yùn)行電壓提高5%，電能損耗就可降低9%，效果很明顯。（3）改變電力網(wǎng)的接線及運(yùn)行方式，降低電能損耗）改變電力網(wǎng)的接線及運(yùn)行方式，降低電能損耗有條件的地方，可將開式

19、網(wǎng)改為閉式網(wǎng)運(yùn)行，這也是降低電力網(wǎng)電能損耗的措施之一。例如有A、B、C、D四臺(tái)變壓器，A到B、B到C、C到D和D到A的距離相等，每一條輻射電網(wǎng)都是均布負(fù)荷，負(fù)荷密度平均，并設(shè)材料和截面也都相等，當(dāng)電力網(wǎng)開式運(yùn)行時(shí)改為閉式運(yùn)行，其有功功率的損耗可降低很多。 2發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目前，我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)電廠主要有水力發(fā)電廠、凝汽式火力發(fā)電廠忽然熱電廠等類型。水力發(fā)電廠一般建立在江河等水力資源豐富的地方，距離負(fù)荷中心較遠(yuǎn)。為了節(jié)約燃料運(yùn)輸費(fèi)用，火力發(fā)電廠通常建在煤炭、燃油等動(dòng)力資源豐富的產(chǎn)地，距離負(fù)荷中心也較遠(yuǎn)。熱電廠則一般建在負(fù)荷中心。電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與否，不僅要考慮系統(tǒng)內(nèi)各電廠的類型

20、、電力網(wǎng)功率損耗的大小，而且還應(yīng)考慮各種類型發(fā)電廠在電力系統(tǒng)日負(fù)荷曲線和年負(fù)荷曲線中的位置是否合理。電力系統(tǒng)在統(tǒng)一的調(diào)度下，應(yīng)按負(fù)荷曲線的不同部分，調(diào)整各類型發(fā)電廠的負(fù)荷，以保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性?；鹆Πl(fā)電廠在運(yùn)行時(shí)由于要燒燃料，在一般情況下電廠中的多臺(tái)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的特性是不同的，有的機(jī)組單位發(fā)電量消耗燃料多一些，有的機(jī)組則可能消耗的少一些，有的機(jī)組則可能消耗的少一些。因此，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行問題可歸結(jié)為如何正確安排系統(tǒng)各機(jī)組的發(fā)電量，使總的燃料消耗達(dá)到最少。 3變配電站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行變配電站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行變配電站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，實(shí)際上就是變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。合理地選擇變壓器容量，將變壓器設(shè)置在負(fù)荷中心，可以提高電力

21、網(wǎng)的功率因素，減小變配電站低壓側(cè)線路的長(zhǎng)度，還可降低電力網(wǎng)的功率損耗與電能損耗。合理確定變配電站的變壓器并列運(yùn)行臺(tái)數(shù)，使其總功率損耗小。這一點(diǎn)在前面已經(jīng)講到，這里不再贅續(xù)。 5.1.3 變配電所一次系統(tǒng)的防誤操作裝置變配電所一次系統(tǒng)的防誤操作裝置防誤操作裝置的作用是防止誤操作，要求達(dá)到五防標(biāo)準(zhǔn)：防止誤拉合斷路器；防止帶負(fù)荷拉合隔離開關(guān)；防止帶接地線合閘；防止帶電掛接地線，防止誤入有電隔離。變配電所常用的防誤操作裝置有機(jī)械閉鎖、電磁閉鎖、電氣閉鎖、紅綠配牌閉鎖、微機(jī)閉鎖等。1機(jī)械閉鎖機(jī)械閉鎖當(dāng)某單元操作后，另一元件就不能操作的閉鎖方式稱為機(jī)械閉鎖，這是靠機(jī)械結(jié)構(gòu)制約而達(dá)到預(yù)定目的的一種閉鎖，機(jī)械

22、閉鎖一般有以下幾種。線路（變壓器）隔離開關(guān)和線路（變壓器）接地開關(guān)閉鎖。線路（變壓器）隔離開關(guān)和斷路器與線路（變壓器）側(cè)接地開關(guān)閉鎖。母線隔離開關(guān)和斷路器母線側(cè)接地開關(guān)閉鎖。電壓互感器隔離開關(guān)和電壓互感器接地隔離開關(guān)閉鎖。電壓互感器隔離開關(guān)和所屬母線接地開關(guān)閉鎖。旁路旁母隔離開關(guān)和旁母接地開關(guān)閉鎖。旁路旁母隔離開關(guān)和斷路器旁母?jìng)?cè)接地開關(guān)閉鎖。由于機(jī)械閉鎖只能和本身隔離開關(guān)處的接地開關(guān)機(jī)械閉鎖，所以如果需要和斷路器及其他隔離開關(guān)或接地開關(guān)機(jī)械閉鎖，機(jī)械閉鎖就無能為力了。為了解決這一問題，采用了電氣閉鎖和電磁閉鎖。 2電磁閉鎖電磁閉鎖電磁閉鎖是利用斷路器、隔離開關(guān)、設(shè)備網(wǎng)門等設(shè)備的輔助觸點(diǎn)，接通或

23、斷開隔離開關(guān)網(wǎng)門電磁鎖電源，從而達(dá)到閉鎖目的的裝置。一般有下列幾種。線路（變壓器）隔離開關(guān)或母線隔離開關(guān)和斷路器閉鎖。正、副母線隔離開關(guān)之間的閉鎖。母線隔離開關(guān)和母聯(lián)（分段）斷路器、隔離開關(guān)的閉鎖。所有旁路隔離開關(guān)和旁路斷路器閉鎖。母線接地隔離開關(guān)和所有母線隔離開關(guān)閉鎖。斷路器母線側(cè)接地隔離開關(guān)和另一母線隔離開關(guān)閉鎖。線路（變壓器）接地開關(guān)和線路（變壓器）隔離開關(guān)、旁路隔離開關(guān)閉鎖。旁路母線接地開關(guān)和所有旁路隔離開關(guān)閉鎖。母線隔離開關(guān)和設(shè)備網(wǎng)門之間閉鎖。線路（變壓器）隔離開關(guān)和設(shè)備網(wǎng)門之間閉鎖。 3電氣閉鎖電氣閉鎖電氣閉鎖是利用斷路器、隔離開關(guān)副觸點(diǎn)接通或斷開電氣操作電源而達(dá)到閉鎖目的的一種裝

24、置，普遍用于電動(dòng)隔離開關(guān)和電動(dòng)接地開關(guān)上，一般有以下幾種。線路（變壓器）隔離開關(guān)或母線隔離開關(guān)和的濾清器閉鎖正、副母線隔離開關(guān)之間的閉鎖。母線隔離開關(guān)和母聯(lián)（分段）斷路器、隔離開關(guān)的閉鎖。所有旁路隔離開關(guān)和旁路斷路器閉鎖。母線接地隔離開關(guān)和所有母線隔離開關(guān)閉鎖。斷路器母線側(cè)接地隔離開關(guān)和母線隔離開關(guān)之間的閉鎖。另一母線隔離開關(guān)閉鎖。線路（變壓器）接地開關(guān)和線路（變壓器）隔離開關(guān)、旁路隔離開關(guān)之間的閉鎖。 4紅綠牌閉鎖紅綠牌閉鎖這種閉鎖方式通常用在控制開關(guān)上，利用控制開關(guān)的分合兩種位置和紅綠牌配合，進(jìn)行定位閉鎖，以防止誤拉、合斷路器目的。 5微機(jī)閉鎖（模擬盤）微機(jī)閉鎖（模擬盤）微機(jī)防誤操作閉鎖裝

25、置也稱為電腦模擬盤，是專門為電力系統(tǒng)防止電氣誤操作事故而設(shè)計(jì)研制的，由電腦模擬盤、電腦鑰匙、機(jī)械編碼幾部分組成?？梢詸z驗(yàn)及打印操作票，同時(shí)能對(duì)所有的一次設(shè)備強(qiáng)制閉鎖。具有功能強(qiáng)、使用方便、安全簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于無功早期投運(yùn)的變電所，可以省去大量的二次電纜安裝工作。該裝置以電腦模擬盤為核心設(shè)備，在主機(jī)內(nèi)預(yù)先儲(chǔ)存了所有設(shè)備的操作原則，模擬盤上所有的模擬元件都有一對(duì)觸點(diǎn)與主機(jī)相連。 當(dāng)預(yù)先人員接通電源在模擬盤上預(yù)演、操作時(shí)，微機(jī)就根據(jù)預(yù)先儲(chǔ)存好的規(guī)則對(duì)每一項(xiàng)操作進(jìn)行判斷，如操作正確則發(fā)出一聲表示操作正確的聲音信號(hào)；如果操作錯(cuò)誤，則通過顯示器閃爍顯示錯(cuò)誤操作項(xiàng)的設(shè)備編號(hào)，并發(fā)出持續(xù)的報(bào)警

26、聲，直至將錯(cuò)誤項(xiàng)復(fù)位為止。預(yù)演結(jié)束后，可通過打印機(jī)打印 出操作票，通過模擬盤上的傳輸插座，還可以將正確的操作內(nèi)容輸入到電腦鑰匙中，然后運(yùn)行人員就可以拿著電腦鑰匙到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操作。操作時(shí)，運(yùn)行人員依據(jù)電腦鑰匙上顯示的設(shè)備編號(hào)，將電腦鑰匙插入相應(yīng)的編碼鎖內(nèi)，通過其探頭檢測(cè)操作的對(duì)象是否正確，若正確則閃爍顯示被操作設(shè)備的編號(hào)，同時(shí)開放其 閉鎖回路或機(jī)構(gòu)就可以進(jìn)行倒閘操作了。操作結(jié)束后，電腦鑰匙自動(dòng)顯示出下一項(xiàng)操作內(nèi)容。若跑錯(cuò)倉位不能開鎖，同時(shí)電腦鑰匙發(fā)出持續(xù)的報(bào)警聲以提醒操作人員，從而達(dá)到強(qiáng)制閉鎖的目的。 使用電腦模擬盤閉鎖，最重要的一點(diǎn)是必須保證該模擬盤的正確性即和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)際位置完全一致，這樣才

27、能達(dá)到防誤裝置的要求。 6防誤裝置防誤裝置運(yùn)行人員在倒閘操作中，應(yīng)牢記防誤裝置是防止運(yùn)行人員的人身安全、設(shè)備安全和防止誤操作的關(guān)鍵設(shè)備，但是由于防誤裝置本身存在著一些缺陷，操作中有時(shí)會(huì)失靈，同時(shí)有些特殊情況必須要解除閉鎖才能操作，例如，斷路器機(jī)構(gòu)故障要停電隔離就只能先拉隔離開關(guān)等。任何解鎖操作均必須得到有關(guān)調(diào)度的同意。嚴(yán)禁不認(rèn)真核對(duì)設(shè)備銘牌和實(shí)際位置就隨意解鎖造成誤操作事故。在解鎖操作中心必須遵守下列規(guī)定：（1）防誤裝置解鎖鑰匙的保管：運(yùn)行人員不準(zhǔn)隨手?jǐn)y帶解鎖鑰匙，解鎖鑰匙應(yīng)放在專用信封內(nèi)封好保管，作為每次交接班內(nèi)容之一。（2）操作中必須解鎖時(shí)應(yīng)做到如下。操作人、監(jiān)護(hù)人發(fā)現(xiàn)防誤裝置失靈時(shí)，應(yīng)停

28、止操作，一同離開操作現(xiàn)場(chǎng)，到控制室向值班長(zhǎng)或站長(zhǎng)匯報(bào)防誤裝置失靈情況。經(jīng)值班長(zhǎng)或所長(zhǎng)會(huì)同至少兩名值班員檢查設(shè)備實(shí)際位置，確認(rèn)解鎖不會(huì)發(fā)生誤操作后，才可向當(dāng)值調(diào)度申請(qǐng)使用防誤解鎖鑰匙進(jìn)行操作。例如線路停電恢復(fù)操作，應(yīng)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)檢查該斷路器在斷開位置，線路斷路器綠燈亮，控制表盤計(jì)指示為零；倒母線操作應(yīng)到現(xiàn)場(chǎng)檢查母聯(lián)分段斷路器在合上位置，母聯(lián)分段控制盤上斷路器紅燈亮，三相電流表計(jì)與指示。值班長(zhǎng)將上述情況向當(dāng)值調(diào)度匯報(bào)，在調(diào)度同意使用防誤解鎖鑰匙進(jìn)行操作后，值班長(zhǎng)應(yīng)在解鎖操作記錄簿上做好記錄，才可拆開解鎖信封取出防誤解鎖鑰匙交監(jiān)護(hù)人使用。操作人和監(jiān)護(hù)人使用防誤解鎖鑰匙進(jìn)行操作時(shí)，更應(yīng)認(rèn)真執(zhí)行倒閘操作監(jiān)護(hù)

29、制度，再次檢查設(shè)備的實(shí)際位置，認(rèn)真核對(duì)銘牌，防止發(fā)生誤操作事故。解鎖操作只允許在當(dāng)值調(diào)度員批準(zhǔn)的內(nèi)容中進(jìn)行。操作結(jié)束后，監(jiān)護(hù)人將防誤解鎖鑰匙交還值班長(zhǎng)，值班長(zhǎng)應(yīng)將防誤解鎖鑰匙裝入專用信封并封好，按值移交，并將缺陷情況填寫缺陷單上報(bào)。5.2 項(xiàng)目項(xiàng)目2 工廠電氣照明工廠電氣照明 項(xiàng)目描述項(xiàng)目描述工廠照明分自然照明和人工照明。自然照明就是利用天然采光。本項(xiàng)目主要介紹人工照明。電氣照明是人工照明中應(yīng)用最廣的一種照明方式，實(shí)踐證明，安全生產(chǎn)、保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、保證職工視力健康與照明有密切關(guān)系。因此工廠電氣照明的設(shè)計(jì)是工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的組成部分。5.2.1 電光源電光源 本項(xiàng)目主要研究工廠照

30、明系統(tǒng)的光源、燈具及其布置方式。首先介紹照明技術(shù)的基本知識(shí)，接著介紹常用燈具的類型及選擇與布置，介紹工廠的電氣照明負(fù)荷的供電方式和計(jì)算方式及相關(guān)線路導(dǎo)線的選擇。能發(fā)光的物體稱為光源，靠外部供給電能而發(fā)光的光源稱為電光源，為理解電光源的性能，先介紹光源的一些光學(xué)特性。 1基本知識(shí)基本知識(shí) （1）光通量）光通量光源在單位時(shí)間內(nèi)向周圍空間輻射出使人眼產(chǎn)生光感的能量，稱為光源的光通量，用符號(hào)表示。其單位為流明（lm）。電光源所發(fā)出的光通量與該電光源所消耗的電功率P之比，稱為電光源的發(fā)光效率。發(fā)光效率是電光源的重要的技術(shù)參數(shù)。電光源的單位用電所發(fā)出的光通量越大，光效率越高。 （2）光強(qiáng)）光強(qiáng)電光源在某一

31、方向單位立體角內(nèi)輻射的光通量，即發(fā)光的強(qiáng)弱程度，稱為電光源在該方向上的光強(qiáng)度。符號(hào)位I，單位是坎特拉（cd）。用公式表示為：I = / 式中，空間立體角。 = A/r2（如圖5-1所示），其中r為球的半徑，A是與相對(duì)應(yīng)的球表面積。圖5-1 立體角的示意圖 （3）照度）照度受物體表面單位面積（A）上接受的光通量稱為照度。符號(hào)為E，單位是勒克斯（lx）。用公式表示為：E =/A 在照明設(shè)計(jì)中，照度是一個(gè)很重要的物理量。（4）亮度）亮度人眼從不同角度觀察同一發(fā)光表面常有明亮程度不同的感覺，這是因?yàn)樵诓煌慕嵌热搜垡暰W(wǎng)膜上形成的照度不同而引起的。因此，我們把發(fā)光體在視線方向單位投影面上的發(fā)光強(qiáng)度稱為亮

32、度。符號(hào)為L(zhǎng)，單位為cd/m2。如圖7-2所示，設(shè)發(fā)光體表面法線方向的光強(qiáng)為I，而人眼視線與發(fā)光體表面法線成角，因此視線方向的光強(qiáng)為I=Icos，而視線方向的投影面積為A=Acos，則發(fā)光體在視線方向的亮度表達(dá)式為：L = I/A = Icos/ Acos =I/A 從上式看出，發(fā)光體的亮度與視線方向無關(guān)。當(dāng)發(fā)光體表面的亮度相當(dāng)高時(shí)，對(duì)視覺會(huì)引起不舒適的感覺或降低觀察物體的能力，所產(chǎn)生的視覺現(xiàn)象稱為眩光。它是人的視覺特性，是由人眼的生理特點(diǎn)所決定的。眩光的程度決定于眼睛距離發(fā)光體的遠(yuǎn)近和方向。照明設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量限制直射或反射光，可采用保護(hù)角較大的燈具或磨砂玻璃的燈具，也可提高燈具的懸掛高度來解

33、決。（5）物體的光照性能）物體的光照性能光投射到物體上時(shí)，將光通量分成三部分，一部分從物體表面反射出去，一部分物體本身吸收，而剩余部分則透過物體，如圖5-3所示。物體的光照性能可用下面的三個(gè)系數(shù)來表明 圖圖5-2 亮度說明示意圖亮度說明示意圖 圖圖5-3 光通投射到物體上的情形光通投射到物體上的情形反射系數(shù)： /吸收系數(shù)： /透視系數(shù)： /以上三個(gè)系數(shù)應(yīng)滿足： 1 （6）光源的顏色）光源的顏色 光源的顏色用色溫和顯色指數(shù)來衡量。 光源的色溫。光源的色溫是指光源的發(fā)光顏色與黑體（能全部吸收光能的物體）所輻射的光的顏色相同（或相近）時(shí)黑體的溫度。單位為K（開爾文）。色溫是燈光顏色給人直觀感覺的度量

34、，不同的色溫給人不同的冷暖感覺，色溫越高感覺越?jīng)?，色溫越低感覺溫暖。白熾燈的色溫為2400K（10W）2920K（1000W），日光色熒光燈的色溫為6500K。在不同的照度下，光源的色調(diào)給人的感受也不同，見表5-2。表5-2 不同照度、不同色溫下光源色調(diào)的感受光源的顯色性能。光源對(duì)被照物體顏色顯現(xiàn)的性質(zhì)稱為光源的顯色性。用顯色指數(shù)Ra作為表示光源顯色性能和視覺上失真程度好壞的指標(biāo)。物體的顏色以日光的參考光源照射下的顏色為準(zhǔn)，被測(cè)光源的顯色指數(shù)越高，說明該光源的顯色性能越好，物體在該光源的照射下的失真度越小。2工廠常用的電光源工廠常用的電光源電光源按其發(fā)光原理分為兩種：一種是熱輻射光源，如白熾燈

35、、鹵鎢燈；另一種是氣體放電光源，如高壓汞燈，高壓鈉燈、熒光燈等。下面簡(jiǎn)介其各自的各自原理。（1）白熾燈）白熾燈白熾燈是靠電能將燈絲（鎢絲）加熱到白熾狀態(tài)而發(fā)光，如圖5-4所示。白熾燈的燈絲通常用鎢制成，這是由于它的熔點(diǎn)高蒸發(fā)率小的原因。白熾燈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，使用方便，而且顯色性好，應(yīng)用最廣泛。但它發(fā)光率低，使用壽命短，且不耐震?，F(xiàn)在利用新的技術(shù)和材料，努力改善白熾燈的性能。例如，采用新的硬質(zhì)玻璃作為外殼，縮小燈的體積，增加燈內(nèi)氣壓，可進(jìn)一步抑制燈絲的蒸發(fā)，延長(zhǎng)燈的壽命。白熾燈適用于無劇烈震動(dòng)的工業(yè)和民用建筑物的照明。白熾燈適用于無劇烈震動(dòng)的工業(yè)和民用建筑物的照明。圖圖5-4 白熾燈的結(jié)構(gòu)白

36、熾燈的結(jié)構(gòu)（2）鹵鎢燈）鹵鎢燈鹵鎢燈是在白熾燈的基礎(chǔ)上改進(jìn)而得，是在燈泡內(nèi)充入一定比例鹵素或鹵化物的氣體，它的發(fā)光原理與白熾燈相同，在通電后燈絲被加熱至白熾狀態(tài)而發(fā)光。普通白熾燈在使用過程中，由于燈絲蒸發(fā)出來的鎢沉積在燈泡內(nèi)壁上導(dǎo)致玻璃殼體發(fā)黑，降低了透光性，使發(fā)光效率降低，從而減少鎢絲的使用壽命，鹵鎢燈的性能改進(jìn)，主要是鹵鎢循環(huán)原理的作用。當(dāng)鹵鎢燈起燃后，燈絲溫度較高，被蒸發(fā)的鎢和和鹵素在靠近燈管壁附近合成鹵化鎢，使鎢不致沉積在管壁上，防止燈管發(fā)黑。鹵化鎢又在高溫?zé)艚z附近被分解，其中有些鎢沉積回?zé)艚z上去，這就是鹵鎢循環(huán)。鹵鎢燈的外形如圖5-5所示。圖5-5 鹵鎢燈外形鹵鎢燈廣泛應(yīng)用于一些拍攝

37、現(xiàn)場(chǎng)，舞臺(tái)、展廳、廣場(chǎng)、工業(yè)廠房建筑等照明。 （3）熒光燈）熒光燈熒光燈也稱日光燈，是利用管內(nèi)汞蒸氣在外加電壓的作用下放電產(chǎn)生的紫外線，去激發(fā)涂在管壁內(nèi)的熒光粉而發(fā)光。熒光燈同白熾燈相比使用壽命較長(zhǎng)，發(fā)光效率較高，照明柔和，眩光影響小，色溫接近白天的自然光，顯色性能好。熒光燈常用于辦公場(chǎng)所、教學(xué)場(chǎng)所、商場(chǎng)、城市廣告與住宅照明等，在電氣照明中廣泛應(yīng)用。 直管形熒光燈的外形結(jié)構(gòu)與接線如圖5-6所示，圖中S是啟輝器，它有兩個(gè)電極，其中一個(gè)彎成U形的電極是雙金屬片。當(dāng)電源開關(guān)閉合后，電源電壓加在啟輝器的兩個(gè)電極間，引起輝光放電，致使雙金屬片加熱伸開。造成兩極短接，從而使電流通過燈絲使熒光燈的鎢絲電極加

38、熱，使管內(nèi)少量的汞氣化。燈絲加熱后啟輝器輝光放電停止，雙金屬片冷卻收縮，突然斷開燈絲加熱回路，使鎮(zhèn)流器（L）兩端產(chǎn)生很高的電動(dòng)勢(shì)，連同電源加在燈管兩端，使充滿汞蒸氣的燈管擊穿，產(chǎn)生弧光放電。輻射出紫外線，紫外線投射到熒光粉上，激發(fā)熒光粉而使整個(gè)燈管發(fā)出像日光的光線。在電源的兩端并聯(lián)一電容器，可將功率因數(shù)提高到0.95以上。熒光燈工作時(shí)，燈光會(huì)隨著加在燈管兩端電壓的周期變化而發(fā)生頻繁閃爍，稱為頻閃效應(yīng)。這種現(xiàn)象可通過雙燈互補(bǔ)法來消除，即在一個(gè)燈具內(nèi)安裝兩根燈管，各燈管分別接在不同相的線路上。熒光燈工作時(shí)，燈光會(huì)隨著加在燈管兩端電壓的周期變化而發(fā)生頻繁閃爍，稱為頻閃效應(yīng)。這種現(xiàn)象可通過雙燈互補(bǔ)法來

39、消除，即在一個(gè)燈具內(nèi)安裝兩根燈管，各燈管分別接在不同相的線路上。除直管形熒光燈外還有環(huán)形熒光燈和緊湊型熒光燈，如圖5-7所示。圖5-7 其他熒光燈外形結(jié)構(gòu)環(huán)形熒光燈的玻璃外殼制成環(huán)形，它是直管形熒光燈的改進(jìn)型。通常采用插腳式燈頭，屬于單端熒光燈。由于具有造型美觀，容易和各種燈具相配合，在居住環(huán)境應(yīng)用較多。緊湊型熒光燈是將燈管彎曲或拼湊成一定形狀，以縮短燈管的長(zhǎng)度。其管徑細(xì)，大多采用稀土熒光粉和集成式的電子鎮(zhèn)流器，也可配電感鎮(zhèn)流器。常把配有電子鎮(zhèn)流器的緊湊型熒光燈稱為節(jié)能燈（自鎮(zhèn)流緊湊型熒光燈），它的發(fā)光效率、色溫、壽命都很好，改善了頻閃效應(yīng)，由于使用了與白熾燈一樣的螺口燈頭盒插口燈頭，使用方便

40、，所以廣泛地應(yīng)用于照明。 （4）高壓汞燈）高壓汞燈高壓汞燈又稱高壓水銀燈，是熒光燈的改進(jìn)產(chǎn)品它是利用汞放電時(shí)產(chǎn)生的高氣壓獲得可見光的光源。它不需要啟輝器來預(yù)熱燈絲，但必須與相應(yīng)功率的鎮(zhèn)流器串聯(lián)使用，結(jié)構(gòu)如圖5-8所示。工作時(shí)，第一主電極與輔助電極間首先擊穿放電，使管內(nèi)的汞蒸發(fā)，導(dǎo)致第一主電極與第二主電極間擊穿，發(fā)生弧光放電，使管壁的熒光粉受激，產(chǎn)生大量的可見光。高壓汞燈發(fā)光效率高，省電，使用壽命較長(zhǎng)但有明顯的頻閃，顯色性較差，啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)。常用于道路、廣場(chǎng)、車站、碼頭、企業(yè)廠房?jī)?nèi)外照明。圖圖5-8 高壓汞燈高壓汞燈 （5）高壓鈉燈）高壓鈉燈高壓鈉燈是利用高壓鈉蒸氣放電發(fā)光的電光源，結(jié)構(gòu)如圖5-

41、9所示。它的發(fā)光效率比高壓汞燈高，壽命長(zhǎng)，但顯色性較差，啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)。常用于商業(yè)區(qū)、公共聚集場(chǎng)所照明。圖5-9 高壓鈉燈 （6）金屬鹵化物燈）金屬鹵化物燈金屬鹵化物燈是在高壓汞燈的基礎(chǔ)上為改善光色而發(fā)展起來的新型電光源，不僅光色好，而且光效高，但壽命低于高壓汞燈。它適用于顯色性要求較高的照明場(chǎng)所。彩色金屬鹵化物燈是新發(fā)展起來的廣泛用于夜晚城市建筑物的投射照明，絢麗奪目。 3工廠常用燈具的選擇與布置工廠常用燈具的選擇與布置燈具起規(guī)定光源和保護(hù)光源的作用，是光源與照明配件的總稱。照明燈具應(yīng)根據(jù)環(huán)境條件、房間用途、光強(qiáng)分布等因素來選擇。 （1）照明燈具的特性）照明燈具的特性配光曲線。電光源發(fā)出的光線

42、是射向四周的，為了充分利用光能，給光源加裝燈罩，使光線重新分配，其發(fā)光強(qiáng)度曲線就改變了，這種改變后的發(fā)光強(qiáng)度曲線稱為燈具的配光曲線，它是在通過光源對(duì)稱軸的一個(gè)平面上給出的燈具發(fā)光強(qiáng)度與對(duì)稱軸之間角度為的函數(shù)曲線。對(duì)一般照明燈具，配光曲線繪在極坐標(biāo)上，如圖5-10所示，其光源通常采用1000lm光通量的假想光源。而對(duì)于聚光很強(qiáng)飛投光燈，由于其光強(qiáng)分布在一個(gè)很小的空間角內(nèi)，因此配光曲線一般繪在直角坐標(biāo)上，如圖5-11所示。圖5-10 旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸燈具的配光曲線 圖5-11 直角坐標(biāo)配光曲線如果是非旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱，如管形熒光燈、投光燈、探照燈等，一般用直角坐標(biāo)配光曲線來表達(dá)分布特性會(huì)更清楚 效率。光源加裝

43、了燈罩，重新分配光源發(fā)出的光通量，一部分光通量被燈罩吸收，引起光通量的減少，燈具的光通量與光源輻射的全部光通量的比值稱為燈具的效率，一般為0.50.6。保護(hù)角。保護(hù)角是指燈絲的水平線與燈絲最外點(diǎn)至燈罩對(duì)邊邊緣連線的夾角，如圖5-12所示。燈具的保護(hù)角是保護(hù)人眼不受光源直射刺激的一個(gè)技術(shù)指標(biāo)。各種燈具的懸掛高度不同，要求的保護(hù)角有所不同，一般為1030，室內(nèi)一般懸掛最低高度，按GB50034-1992規(guī)定執(zhí)行。 （2）燈具配光特性分類）燈具配光特性分類按燈具配光特性分類，有兩種分類方法：一種是國(guó)際照明委員會(huì)（CIE）提出分類法，另一種傳統(tǒng)的分類法。圖7-12 燈具的保護(hù)角（遮光角）CIE分類法：

44、根據(jù)燈具向上和向下投射的光通量的百分比，將燈具分為以下五種類型。直接照明型。燈具向下投射的光通量占總光通量的90%100%，而向上投射的光通量極少。該燈具光通量利用率很高，燈罩一般用發(fā)光性能好的不透明材料制成。半直接照明型。燈具向下投射的光通量占總光通量的60%90%，向上投射的光通量只有10%40%，該燈具光通量利用率較高，燈具一般用半透明材料制成。均有漫射型。燈具向下投射的光通量與向上投射的光通量差不多相等為40%60%之間，這種燈具光通量利用率較低，但它向周圍均勻散射光線，照明柔和。半間接照明型。燈具向上投射的光通量占總光通量的60%90%，向下投射的光通量只有10%40%，該燈具大部分

45、光線照在頂棚或墻面上部，把它們變成了二次發(fā)光體。間接照明型。燈具向上投射的光通量占總光通量的90%100%，而向下投射的光通量極少，該燈具大部分光線照在頂棚或墻面上部，形成房間照明，整個(gè)房間光線均勻柔和，無明顯陰影。傳統(tǒng)分類法：根據(jù)燈具的配光曲線形狀，將燈具分為以下五種類型。正弦分布型。光強(qiáng)隨角度按正弦規(guī)律變化，在在=90處光強(qiáng)最大。配照型。光強(qiáng)是光與物體表面法線的夾角的余弦函數(shù)，在=0處光強(qiáng)最大。廣照型。最大光強(qiáng)分布在較大角度上，可在較廣的面積上形成均勻的照度。漫射型。各個(gè)角度的發(fā)光強(qiáng)度基本相同。深照型。最大光強(qiáng)在040的立體角內(nèi)。另外按安裝方式分類有懸吊式，嵌入式，吸頂式，壁式，落地式，臺(tái)

46、式等等。但工廠常用的幾種燈具的外形及其圖形符號(hào)如圖5-13所示。圖5-13 工廠常用的幾種燈具 燈具的選擇應(yīng)以效率高、利用系數(shù)高，維護(hù)檢修方便為原則。 根據(jù)使用環(huán)境條件應(yīng)采用下列各種燈具： （3）燈具的選擇）燈具的選擇 在正常溫度下，一般選用開啟式燈具。 在潮濕的場(chǎng)所，應(yīng)選用密閉的防潮燈具或帶有防水燈頭的開啟式燈具。 在灰塵多的場(chǎng)所，應(yīng)選用防塵燈具。 在有爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)的場(chǎng)所，應(yīng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范分等級(jí)選擇相應(yīng)的燈具。 在高溫場(chǎng)所，應(yīng)選用帶散熱孔的開啟式燈具。 在震動(dòng)或晃動(dòng)較大的場(chǎng)所，燈具應(yīng)有保護(hù)網(wǎng)和采取減振措施。 在可能受到機(jī)械損傷的場(chǎng)所，燈具應(yīng)有保護(hù)網(wǎng)。 在有腐蝕性氣體和蒸氣的場(chǎng)所，應(yīng)采用耐

47、腐蝕材料制成的密閉式燈具。eeNSSS （4）燈具的布置方案）燈具的布置方案燈具的布置應(yīng)滿足被照射工作面上能得到均勻的照度，應(yīng)減少眩光和陰影的影響，盡量減少投資。為了滿足照度要求，維修方便，燈具的懸掛高度不能過高，但也不能過低，如過低，人容易碰著，不安全，會(huì)產(chǎn)生眩光，對(duì)人眼不利，室內(nèi)一般燈具的最低懸掛高度不低于2.5m，具體按規(guī)定選取。室內(nèi)燈具的布置，既要實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、又要盡可能協(xié)調(diào)、美觀。一般照明燈具，通常有兩種布置方案，即均勻布置和選擇性布置。（1）均勻布置。燈具在整個(gè)車間內(nèi)均勻分布，其布置與設(shè)備為主無關(guān)。（2）選擇性布置。燈具的布置與生產(chǎn)設(shè)備的位置有關(guān)，大多按工作面布置，使工作面照度最強(qiáng)。

48、由于均勻布置較之選擇性布置更為美觀，且整個(gè)車間照度較為均勻，所以在既有一般照明又有局部照明的場(chǎng)所，其一般照明宜采用均勻布置。均勻布置的燈具可排列成直線形、正方形、矩形，如圖5-14所示。矩形布置時(shí)L1與L2相接近。為了使照度更為均勻，可將燈具排列成菱形。等邊三角形菱形布置，即時(shí)，照度分布最為均勻。圖5-14 燈具的均勻布置幾種L1L1L1L2L2L2（a）正方形布燈（b）矩形布燈（c）菱形布燈 5.2.2 照明的供電系統(tǒng)及線路控制照明的供電系統(tǒng)及線路控制 1概述概述工廠電氣照明按用途分為工作照明和事故照明（應(yīng)急照明）。工作照明指的是在正常生產(chǎn)和工作的情況下而設(shè)置的照明。工作照明根據(jù)裝設(shè)的方式分

49、為一般照明、局部照明和混合照明。在整個(gè)場(chǎng)所照度均勻的照明稱為一般照明，滿足在某個(gè)部位的照明稱為局部照明，混合照明由一般照明和局部照明共同組成。事故照明（又稱為應(yīng)急照明）指的是正常照明的電源發(fā)生故障后而啟用的照明。事故照明又分為備用照明、安全照明和疏散照明。備用照明是用以確保正?；顒?dòng)繼續(xù)進(jìn)行的應(yīng)急照明。安全照明是用以確保于潛在危險(xiǎn)之中的人員安全的應(yīng)急照明。疏散照明是用以確保安全出口通道能被有效地辨認(rèn)和應(yīng)用、使人員安全撤離的應(yīng)急照明。 2照明電源及其控制照明電源及其控制工廠的工作照明一般由動(dòng)力變壓器供電，有特殊需要時(shí)可考慮專用變壓器供電。事故照明一般與工作照明同時(shí)投入，以提高照明的利用率。但事故照

50、明裝置的電源必須保持獨(dú)立性，最好與正常工作照明的供電干線接自不同的變壓器，如圖7-15 所示，僅供疏散用的事故照明可以由與工作照明分開的回路供電，如圖7-16所示。事故照明還可以采用其他的供電方式：獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組；蓄電池組；供電網(wǎng)絡(luò)中有效地獨(dú)立于正常電源的饋電線路；應(yīng)急照明燈自帶直流逆變器；當(dāng)有兩臺(tái)及以上變壓器時(shí)應(yīng)與正常照明的供電干線自變電所的低壓屏或低壓母線分開等。圖5-15 兩臺(tái)變壓器交叉供電的照明供電系統(tǒng)圖5-16 一臺(tái)變壓器供電的照明供電系統(tǒng)5.2.3 工廠的節(jié)約用電工廠的節(jié)約用電 1節(jié)約用電的意義節(jié)約用電的意義 電力是我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的重要資源，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的命脈，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

51、的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。電力緊張是我國(guó)面臨的一個(gè)嚴(yán)重的問題，供需矛盾較為突出。要解決這個(gè)矛盾，就要開源截流。一方面，政府部門要將電力建設(shè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)戰(zhàn)略重點(diǎn)之一，千方百計(jì)地挖掘開發(fā)供電能力和加速電力工業(yè)的基本建設(shè)；另一方面，電力用戶要實(shí)行計(jì)劃用電和節(jié)約用電，使有限的電能發(fā)揮更大的作用。從我國(guó)電能消耗的情況來看，70%以上消耗在工業(yè)部門，所以工廠節(jié)能是個(gè)重點(diǎn)。節(jié)約電能，不只是減少工廠的電費(fèi)開支，降低工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，可以為工廠積累更多的資金，更重要的是，由于電能能創(chuàng)造更多、更大的工業(yè)產(chǎn)值，因此多節(jié)約一度電，就能為國(guó)家創(chuàng)造若干財(cái)富，有力地促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。所以節(jié)約電能具有十分重要的意義。 2節(jié)約用

52、電的科學(xué)管理方法節(jié)約用電的科學(xué)管理方法（1）加強(qiáng)電能管理，建立和健全合理的管理機(jī)構(gòu)和制度，實(shí)行能耗定額管理，對(duì)工廠節(jié)電具有很大的作用。（2）實(shí)行統(tǒng)籌兼顧，適當(dāng)安排，確保重點(diǎn)，兼顧一般，擇優(yōu)供應(yīng)的原則。做好電力供需平衡，對(duì)用電單位進(jìn)行合理的電力分配。 （3）實(shí)行計(jì)劃供用電，提高電能的利用率。工廠用電應(yīng)按與地方電業(yè)部門達(dá)成的供用電協(xié)議，實(shí)行計(jì)劃用電，電業(yè)部門可以對(duì)工廠采取必要的限電措施。工廠內(nèi)部對(duì)各個(gè)部門也要下達(dá)指標(biāo)實(shí)行計(jì)劃用電。可以裝表計(jì)來考核。（4）實(shí)行“削峰填谷”的負(fù)荷調(diào)整。供電部門可以根據(jù)用戶的不同用電規(guī)律，合理地、有計(jì)劃的安排各用戶的用電時(shí)間，以降低負(fù)荷高峰，填補(bǔ)負(fù)荷低谷（即“削峰填谷”

53、）?？刹扇「鞴S錯(cuò)開雙休日，工廠里各車間錯(cuò)開工作時(shí)間等措施，提高供電能力，節(jié)約用電。 （5）加強(qiáng)電力設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)和管理。 3節(jié)約用電的一般措施節(jié)約用電的一般措施（1）降低供電系統(tǒng)中的電能損耗供電系統(tǒng)中損耗電能的主要設(shè)備元件是變壓器和線路。為了減少變壓器和線路中的電能損耗，必須正確選擇變壓器的型號(hào)、容量、數(shù)量。采取合理的運(yùn)行方式以及正確地確定變配電所的位置，必須合理選擇電壓等級(jí)，正確選擇導(dǎo)線截面。例如，電力變壓器型號(hào)的選擇，采用冷軋鋼片的新型低損耗SL7型變壓器，其空載損耗比采用熱軋鋼片的老型號(hào)SJL變壓器要低1倍左右。合理地選擇變壓器容量，使之接近經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)。如果變壓器的負(fù)荷率長(zhǎng)期偏低，應(yīng)

54、更換小容量變壓器。對(duì)不合理的供電系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，合理地選擇變配電所所址，使變配電所盡量靠近負(fù)荷中心，減少線路電能損耗。合理地布線、選擇導(dǎo)線截面，有效地降低線路損耗。提高線路運(yùn)行電壓是降低線路中的電能損耗的有效措施。如在相同截面下的導(dǎo)線，運(yùn)行電壓從6 kV提高到10kV，若輸送相同容量的負(fù)荷，則電流可減小到原來電流的1/3，從而使線路中的電能損耗降低到原來的電能損耗的1/3。（2）合理選擇和使用用電設(shè)備）合理選擇和使用用電設(shè)備合理選擇設(shè)備容量和使用設(shè)備，合理使用電動(dòng)機(jī)和變壓器，發(fā)揮設(shè)備潛力，提高設(shè)備的負(fù)荷率和使用效率，提高自然功率因數(shù)等均可以達(dá)到節(jié)能效果。如電動(dòng)機(jī)、輕載運(yùn)行時(shí)很不經(jīng)濟(jì)，可換小容

55、量的電動(dòng)機(jī)。 （3）采用人工補(bǔ)償裝置，提高功率因數(shù)）采用人工補(bǔ)償裝置，提高功率因數(shù)提高功率因數(shù)，有利于節(jié)能。對(duì)發(fā)電廠來說，當(dāng)用電設(shè)備消耗的有功功率用電時(shí)，功率因數(shù)愈低，則發(fā)電廠供給的視在功率就愈大，所需發(fā)電機(jī)的容量就愈大，變壓器及其配電裝置和線路的容量也必須愈大，因而發(fā)、輸配電設(shè)施都不能充分利用，是發(fā)電設(shè)備的效率降低，提高了發(fā)電成本。對(duì)線路而言，當(dāng)輸送相同有功功率時(shí)，功率因數(shù)愈低，則所需無功功率愈大，從而線路中的電壓損失也愈大，會(huì)使用電設(shè)備的正常運(yùn)行受到影響。功率因數(shù)過低，不僅影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行，而且還會(huì)影響整個(gè)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此，提高功率因數(shù)是十分重要的。 5.2.4 提高功率因數(shù)

56、的方法提高功率因數(shù)的方法在工廠企業(yè)中主要的用電設(shè)備是異步電動(dòng)機(jī)和變壓器。供電系統(tǒng)除了供給這些用電設(shè)備有功功率外，還要供給這些用電設(shè)備無功功率，使工廠企業(yè)的功率因數(shù)降低。 1提高自然功率因數(shù)提高自然功率因數(shù)為了提高工廠企業(yè)功率因數(shù)，首先應(yīng)當(dāng)提高自然功率因數(shù)，其次采用人工補(bǔ)償裝置提高功率因數(shù)。提高工廠企業(yè)自然功率因數(shù)，是從根本上降低電氣設(shè)備需要的無功功率，不需要新的投資，所以是首先應(yīng)當(dāng)采取的積極辦法。（1）正確選擇異步電動(dòng)機(jī)的容量）正確選擇異步電動(dòng)機(jī)的容量工廠企業(yè)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，異步電動(dòng)機(jī)的最高效率一般在負(fù)荷達(dá)到額定負(fù)荷時(shí)，功率因數(shù)最高，而空載時(shí)功率因數(shù)最低。因此，異步電動(dòng)機(jī)的額定功率應(yīng)當(dāng)盡量接近

57、于所拖動(dòng)的機(jī)械負(fù)荷。將運(yùn)行中的輕負(fù)荷電動(dòng)機(jī)予以更換，選用合適的電動(dòng)機(jī)代替，選擇合適的電機(jī)容量，使其平均負(fù)荷率接近最佳值。（2）將輕負(fù)荷電動(dòng)機(jī)改變接線）將輕負(fù)荷電動(dòng)機(jī)改變接線在實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)在輕負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，可以調(diào)換較小容量的電動(dòng)機(jī)，但當(dāng)由于各種原因而無法用小容量異步電動(dòng)機(jī)調(diào)換時(shí)，可采用降低異步電動(dòng)機(jī)電壓的方法來減少其取用的無功功率。降低異步電動(dòng)機(jī)電壓的方法一般都采用改變電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部接線，使異步電動(dòng)機(jī)各繞組所承受的電壓降低，從而減少異步電機(jī)所取用的無功功率。將異步電動(dòng)機(jī)繞組三角形接法改接為星形接法，按此接法后，繞組工作電壓降低到原來電壓的1/3，因而功率和轉(zhuǎn)矩都減少到原來的1/3。因此，

58、電動(dòng)機(jī)的鐵損相應(yīng)減少。異步電動(dòng)機(jī)繞組的分組改接，當(dāng)既不能調(diào)換較小容量的電動(dòng)機(jī)，又不能將異步電動(dòng)機(jī)繞組三角形接法改接為星形接法時(shí)，可以采用異步電動(dòng)機(jī)繞組的分組改接方法，以降低異步電動(dòng)機(jī)各段線圈上的工作電壓。例如，可以將異步電動(dòng)機(jī)繞組原為雙路并聯(lián)接法改為單路串聯(lián)接法，使每段線圈上的工作電壓降低1/2，使鐵損降低。（3）限制異步電動(dòng)機(jī)的空載）限制異步電動(dòng)機(jī)的空載工廠企業(yè)異步電動(dòng)機(jī)在工作中都可能有較長(zhǎng)的空載運(yùn)行時(shí)間。異步電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行電流較大，而且功率因數(shù)很低，因此若能夠?qū)⒖蛰d運(yùn)行的異步電動(dòng)機(jī)從供電線路上切除，就可以減小無功功率，提高功率因數(shù)。 （4）提高異步電動(dòng)機(jī)的檢修質(zhì)量）提高異步電動(dòng)機(jī)的檢修質(zhì)量

59、在工廠企業(yè)中，異步電動(dòng)機(jī)檢修質(zhì)量的好壞，對(duì)其效率和功率因數(shù)有很大的影響，因此，檢修時(shí)一定要保證質(zhì)量，防止空氣間隙增加，以免增大勵(lì)磁電流，降低功率因數(shù)和效率。防止重繞電動(dòng)機(jī)線圈時(shí)匝數(shù)減少，否則其他條件不變也會(huì)使磁通量增加，從而 使電動(dòng)機(jī)需要的無功功率和控制電流增加，功率因數(shù)下降。（5）變壓器的合理使用）變壓器的合理使用更換負(fù)荷的變壓器，提高功率因數(shù)。工業(yè)企業(yè)在低負(fù)荷時(shí)間內(nèi) ，盡量將負(fù)荷集中，由一臺(tái)或數(shù)臺(tái)變壓器供電，使每臺(tái)變壓器在最佳負(fù)荷率下運(yùn)行，停運(yùn)多余的變壓器，以便減少無功功率和降低有功功率損耗。當(dāng)工廠企業(yè)中有多臺(tái)車間變壓器時(shí)，可以低壓聯(lián)絡(luò)線將變壓器二次側(cè)連接起來，以便在輕負(fù)荷時(shí)將部分輕載變壓

60、器切除，減少有功損耗和無功損耗，提高功率因數(shù)。當(dāng)工廠企業(yè)中變電所有多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，可以考慮變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，根據(jù)負(fù)荷的大小，決定投入運(yùn)行的變壓器臺(tái)數(shù)。負(fù)荷較大時(shí)，投入運(yùn)行的變壓器臺(tái)數(shù)多些，負(fù)荷較小時(shí)，投入運(yùn)行的變壓器臺(tái)數(shù)少些，以使變壓器的損耗最少。當(dāng)然，在不影響供電可靠性的前提下，才能考慮變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 2采用人工補(bǔ)償裝置提高功率因數(shù)采用人工補(bǔ)償裝置提高功率因數(shù)采用降低各用電設(shè)備所需我剛剛可以有效地提高工廠企業(yè)的自然功率因數(shù)，但還不能完全達(dá)到要求值所以需要采用人工補(bǔ)償裝置，主要有同步補(bǔ)償機(jī)和移相電容器。同步補(bǔ)償機(jī)是一種專門用來改善功率因數(shù)的同步電動(dòng)機(jī)，通過調(diào)節(jié)其勵(lì)磁電流，可以起到補(bǔ)償