第一部分變配電基本知識(shí)

變配電工基礎(chǔ)培訓(xùn)

2014年7月培訓(xùn)內(nèi)容第一部分供配電基礎(chǔ)知識(shí)第二部分供配電基本設(shè)備第三部分供配電日常運(yùn)行及管理第四部分供配電基本操作及應(yīng)急處理第五部分供配電安全管理第一部分供配電基本知識(shí)一、變配電概述二、供電系統(tǒng)基本知識(shí)三、電工學(xué)理論基本知識(shí)（一）電路分析（二）電力系統(tǒng)分析（三）交流電路分析第一部分供配電基本知識(shí)1、什么是變配電工變配電工是指在供配電系統(tǒng)中對(duì)各變電站（所）、配電線路（開(kāi)關(guān)）、供電配套設(shè)施等進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)控、操作維護(hù)、管理的技術(shù)工種，變配電工屬于特種作業(yè)人員。一、變配電概述第一部分供配電基本知識(shí)2、特種作業(yè)人員必須接受與本工種相適應(yīng)的、專門的安全技術(shù)培訓(xùn)、經(jīng)安全技術(shù)理論考核和實(shí)際操作技能考核合格，取得特種作業(yè)操作證后，方可上崗作業(yè)。3、變配電工從業(yè)要求：經(jīng)考核取得特種作業(yè)操作證、具備供電設(shè)備設(shè)施基礎(chǔ)理論知識(shí)、具備計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)運(yùn)用相關(guān)知識(shí)、具備供電設(shè)施安全（消防）知識(shí)、具有較強(qiáng)安全意識(shí)及工作責(zé)任心。第一部分供配電基本知識(shí)1、現(xiàn)代企業(yè)供電系統(tǒng)二、供電系統(tǒng)基本知識(shí)第一部分供配電基本知識(shí)2、供電站所企業(yè)變電所包括企業(yè)總降壓變電所和車間變電所。企業(yè)總降壓變電所與地區(qū)變電所相似，它是對(duì)企業(yè)內(nèi)部輸送電能的中心樞紐。車間變電所是接受企業(yè)總降壓變電所提供的電能，通過(guò)車間變壓器把電壓降為380/220V對(duì)車間各用電設(shè)備直接進(jìn)行供電，對(duì)低壓用電設(shè)備供電范圍一般只在500m以內(nèi)。第一部分供配電基本知識(shí)車間變電站一般設(shè)置1~2臺(tái)變壓器，特殊情況最多不宜超過(guò)3臺(tái),單臺(tái)變壓器容量通常均為2000KVA及以下。對(duì)車間的高壓用電設(shè)備則直接通過(guò)車間變電站的6-10KV母線供電。僅用來(lái)接受電能和分配電能的場(chǎng)所稱為配電所，僅用于將交流電流轉(zhuǎn)換為直流電流或?qū)⒅绷麟娏鬓D(zhuǎn)換為交流電流的場(chǎng)所稱為換流站。第一部分供配電基本知識(shí)3、供電線路電力線路是把發(fā)電廠、變電所和電能用戶聯(lián)系起來(lái)的紐帶，完成輸送電能和分配電能的任務(wù),電力線路是輸電線路和配電線路的總稱。通常將電壓在220KV及以上的電力線路稱為輸電線路，110KV及以下的電力線路稱為配電線路。還有一種分類方法是將電力網(wǎng)分為低壓網(wǎng)、中壓網(wǎng)、高壓網(wǎng)和超高壓網(wǎng)等。第一部分供配電基本知識(shí)電壓在1KV以下的電力網(wǎng)稱為低壓網(wǎng)1-10KV的電力網(wǎng)稱為中壓網(wǎng),高于10KV低于330KV的電力網(wǎng)稱為高壓網(wǎng),330KV以上的電力網(wǎng)稱為超高壓網(wǎng)。工業(yè)企業(yè)的高壓配電線路主要作為工業(yè)企業(yè)內(nèi)輸送、分配電能之用，主要包括架空線路及電纜輸送和室內(nèi)、車間線路等。第一部分供配電基本知識(shí)4、用電設(shè)備高壓設(shè)備：用電容量較大，啟動(dòng)電流較大的設(shè)備，一般情況下，功率大于250KW，采用高壓供電。如大功率空壓機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)等。低壓設(shè)備：用電容量較小，拖動(dòng)功率較小的用電設(shè)備，如一般常規(guī)風(fēng)機(jī)、水泵電機(jī)等。第一部分供配電基本知識(shí)5、企業(yè)供電要求可靠性可靠性就是指對(duì)用戶的連續(xù)供電突然中斷供電將造成生產(chǎn)停頓、生活混亂，甚至危及人身和設(shè)備安全，造成十分嚴(yán)重的后果，可靠性是衡量供電質(zhì)量的重要指標(biāo)，一般以全年平均供電時(shí)間占全年時(shí)間的百分?jǐn)?shù)來(lái)衡量供電可靠性的高低。安全性安全性是指在電能的供應(yīng)、分配和使用中不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故，在工業(yè)企業(yè)供電工作中必須特別注意電氣安全。第一部分供配電基本知識(shí)為了保證電氣安全，必須加強(qiáng)安全教育，建立和健全必要的規(guī)章制度確保供電工程的設(shè)計(jì)安裝質(zhì)量，加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)和檢修試驗(yàn)工作，采用各類電氣安全用具等措施，以確保供電的安全性。優(yōu)質(zhì)性優(yōu)質(zhì)性是指應(yīng)滿足電能用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求。電能質(zhì)量指標(biāo)包括電壓、頻率及波形。用電設(shè)備的額定電壓是按長(zhǎng)期正常工作時(shí)有最大經(jīng)濟(jì)效果所規(guī)定的電壓，電壓過(guò)高、過(guò)低都會(huì)影響用電設(shè)備的正常工作。第一部分供配電基本知識(shí)對(duì)電動(dòng)機(jī)而言，當(dāng)電壓降低時(shí)，轉(zhuǎn)矩急劇減小。例如：當(dāng)電壓降低20%轉(zhuǎn)矩將降低到額定值的64%，電流增加20-35%。溫度升高12-15%經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性是指供電系統(tǒng)的投資要少、運(yùn)行費(fèi)用要低、并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬消耗量、提高電能利用率。環(huán)保性環(huán)保性是指在電能生產(chǎn)過(guò)程中要防止環(huán)境污染和人類生存環(huán)境不要遭到破壞，主要針對(duì)工礦企業(yè)中的火力發(fā)電、燃?xì)馕矚忸A(yù)熱發(fā)電等。第一部分供配電基本知識(shí)（一）電路分析1、電路的組成：（1）電源（2）負(fù)載（3）連接導(dǎo)線（電氣回路）（1）電源：電力系統(tǒng)中電源分為直流電源、交流電源。直流電：大小和方向不隨時(shí)間變化的電源，交流電：大小和方向隨時(shí)間周期變化的電源（2）負(fù)載用電設(shè)備:按性質(zhì)劃分可分為電阻、電感、電容（3）連接導(dǎo)線：電氣設(shè)備的連接方式主要有串聯(lián)、并聯(lián)。三、電工學(xué)理論基本知識(shí)第一部分供配電基本知識(shí)2、基本電路分析（1）基本原理：歐姆定律I=U/R（2）基本運(yùn)用：a、電阻電路I=U/Rb、電感電路I=U/XLc、電容電路I=U/Xcd、串并聯(lián)電路分析第一部分供配電基本知識(shí)3、綜合電路分析E=I*Z（1）串聯(lián)諧振：XC=XL時(shí)

Z=R ，此時(shí)Z最小，則電路中I最大，容易造成過(guò)壓，燒毀設(shè)備，通常稱作電壓諧振。第一部分供配電基本知識(shí)（2）并聯(lián)諧振：XC大小恰好使電路中U與I同相，完全補(bǔ)償，諧振時(shí)電流最小，但電感電容中的電流過(guò)大，容易燒毀設(shè)備，通常稱作電流諧振。第一部分供配電基本知識(shí)（3）電路系統(tǒng)中常見(jiàn)問(wèn)題分析：a、電氣設(shè)備故障、原理分析：設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中動(dòng)態(tài)、暫態(tài)故障，設(shè)備安全運(yùn)行狀態(tài)分析確定等。b、二次接線圖分析：常見(jiàn)故障包括控制系統(tǒng)、控制回路故障等。c、電路電器原件特性分析：電容、電感特性對(duì)電力系統(tǒng)的影響。

第一部分供配電基本知識(shí)（4）運(yùn)用a、變電站配電系統(tǒng)圖第一部分供配電基本知識(shí)b、高壓成套設(shè)備二次回路故障分析第一部分供配電基本知識(shí)（二）電力系統(tǒng)分析1、基本原理

a、電磁感應(yīng)：當(dāng)導(dǎo)體相對(duì)于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)而切割磁力線或穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化時(shí)，在導(dǎo)體或線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

b、能量守恒：電—磁—電，能量傳達(dá)不會(huì)增加，變壓器供電能量守恒。

c、楞次定理：線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向總是使它所產(chǎn)生感應(yīng)電流形成的磁場(chǎng)阻止原來(lái)磁場(chǎng)的變化（右手定則）第一部分供配電基本知識(shí)電磁感應(yīng)原理圖第一部分供配電基本知識(shí)2、主要運(yùn)用

（1）、自感：自感現(xiàn)象是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，它是由于線圈本身電流變化而引起的。

流過(guò)線圈的電流發(fā)生變化，導(dǎo)致穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)，總是阻礙線圈中原來(lái)電流的變化，當(dāng)原來(lái)電流在增大時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)與原來(lái)電流方向相反；當(dāng)原來(lái)電流減小時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)與原來(lái)電流方向相同。因此，“自感”簡(jiǎn)單地說(shuō)，由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫做自感現(xiàn)象。

第一部分供配電基本知識(shí)日光燈工作原理

當(dāng)開(kāi)關(guān)接通的時(shí)候，電源電壓立即通過(guò)鎮(zhèn)流器和燈管燈絲加到啟輝器的兩極。220伏的電壓立即使啟輝器的惰性氣體電離，產(chǎn)生輝光放電。輝光放電的熱量使雙金屬片受熱膨脹，兩極接觸。電流通過(guò)鎮(zhèn)流器、啟輝器觸極和兩端燈絲構(gòu)成通路。燈絲很快被電流加熱，發(fā)射出大量電子。第一部分供配電基本知識(shí)

這時(shí)，由于啟輝器兩極閉合，兩極間電壓為零，輝光放電消失，管內(nèi)溫度降低；雙金屬片自動(dòng)復(fù)位，兩極斷開(kāi)。在兩極斷開(kāi)的瞬間，電路電流突然切斷，鎮(zhèn)流器產(chǎn)生很大的自感電動(dòng)勢(shì)，與電源電壓疊加后作用于管兩端。燈絲受熱時(shí)發(fā)射出來(lái)的大量電子，在燈管兩端高電壓作用下，以極大的速度由低電勢(shì)端向高電勢(shì)端運(yùn)動(dòng)。在加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，碰撞管內(nèi)氬氣分子，使之迅速電離。氬氣電離生熱，熱量使水銀產(chǎn)生蒸氣，隨之水銀蒸氣也被電離，并發(fā)出強(qiáng)烈的紫外線。在紫外線的激發(fā)下，管壁內(nèi)的熒光粉發(fā)出近乎白色的可見(jiàn)光。

第一部分供配電基本知識(shí)自感的危害：在斷開(kāi)容量較大的電感線圈時(shí)容易過(guò)壓，損壞設(shè)備絕緣，因此在啟停設(shè)備時(shí)要降低運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷，防止由于電感線圈自感產(chǎn)生高壓造成危害，通常在斷路器出線側(cè)加裝過(guò)壓保護(hù)器。在供電系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)的操作過(guò)電壓大多數(shù)是由于電感線圈的自感造成的過(guò)壓危害。第一部分供配電基本知識(shí)2、主要運(yùn)用

（2）、互感：當(dāng)一線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，在臨近的另一線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，叫做互感現(xiàn)象。它的基本原理就是磁的耦合。U1/U2=I2/I1=N1/N2第一部分供配電基本知識(shí)

變壓器的工作原理：根據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律和楞次定律，簡(jiǎn)單說(shuō)明如下:當(dāng)原線圈(就是本來(lái)就有電的那組線圈)中的電流增大時(shí)，這個(gè)線圈在鐵芯中產(chǎn)生的磁場(chǎng)也增強(qiáng)(磁場(chǎng)的方向可以用右手螺旋定則來(lái)判斷)，這時(shí)，在副線圈(就是原本沒(méi)有通電的那組線圈)上就要產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的方向與原線圈中的電流方向相反(這樣的結(jié)果是副線圈中的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向與原線圈中的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向相反)。當(dāng)原線圈中的電流在減小時(shí)，電流在鐵芯上產(chǎn)生的磁場(chǎng)也減弱，這時(shí)在副線圈中就產(chǎn)生了與原線圈電流方向相同的電流，這個(gè)電流在鐵芯上產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原線圈在鐵芯中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相同。如此變化下去，原線圈中由于電流的改變，就在副線圈中產(chǎn)生了電流。這就是變壓器的工作原理。

第一部分供配電基本知識(shí)

變壓器的功能及作用：主要有:電壓變換;電流變換，阻抗變換;隔離;穩(wěn)壓(磁飽和變壓器);自耦變壓器;高壓變壓器(干式和油浸式)等。

變壓器是能源傳輸?shù)闹袠?，故其電流、磁通較大，發(fā)熱嚴(yán)重，一般均采用油冷結(jié)構(gòu)，根據(jù)電壓等級(jí)，絕緣要求有所不同。第一部分供配電基本知識(shí)

互感器的工作原理：隔離變壓器，一次側(cè)不與二次側(cè)直接連接，主要用于保護(hù)及測(cè)量。

互感器按使用性質(zhì)可分為電壓互感器PT、電流互感器CT。

區(qū)別：1、變比不相同；2、二次側(cè)要求不同，CT二次側(cè)不能開(kāi)路，PT二次側(cè)不能短路；3、CT用于各用電負(fù)荷，PT用于母線電壓監(jiān)測(cè)；4、PT裝設(shè)熔斷器，必要時(shí)采用PT母線切換。第一部分供配電基本知識(shí)

互感器：電流互感器電壓互感器第一部分供配電基本知識(shí)2、主要運(yùn)用

（3）、線圈及吸附鐵芯

分合閘線圈：當(dāng)控制回路接通電源后，線圈帶電，由電磁感應(yīng)原理可知，線圈內(nèi)部產(chǎn)生磁場(chǎng)，吸合鐵芯動(dòng)作，帶動(dòng)機(jī)構(gòu)連鎖動(dòng)作，作用于斷路器操作機(jī)構(gòu)（彈簧操作機(jī)構(gòu)、電磁操作機(jī)構(gòu)），常見(jiàn)故障分析處理包括線圈燒毀、分合不到位、拒動(dòng)等。

接觸器：接觸器線圈帶電后產(chǎn)生感應(yīng)磁通，鐵芯在電磁力的作用下吸合，帶動(dòng)觸點(diǎn)及輔助觸點(diǎn)動(dòng)作。廣泛運(yùn)用于控制回路、電氣連鎖控制等。第一部分供配電基本知識(shí)2、主要運(yùn)用

（3）、線圈及吸附鐵芯

分合閘線圈

接觸器第一部分供配電基本知識(shí)（三）交流電路分析1、正弦交流電：大小和方向均隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的電壓或電流稱為正弦交流電。正弦交流電的三要素：幅值、周期、初相u第一部分供配電基本知識(shí)正弦交流電路：（1）電阻電路電流電壓同相平均功率瞬時(shí)功率第一部分供配電基本知識(shí)正弦交流電路：（2）電容電路電流超前電壓90度平均功率瞬時(shí)功率（無(wú)功功率）第一部分供配電基本知識(shí)（3）電感電路電壓超前電流90度平均功率

（無(wú)功功率）瞬時(shí)功率單一參數(shù)正弦交流電路的分析計(jì)算小結(jié)電路參數(shù)電路圖(參考方向)電壓、電流關(guān)系瞬時(shí)值有效值相量圖相量式功率有功功率無(wú)功功率Riu設(shè)則u、i

同相0LC設(shè)則則u領(lǐng)先i90°00基本關(guān)系+-iu+-iu+-設(shè)

u落后i90°（4）視在功率S電路中總電壓與總電流有效值的乘積。單位：V·A注：SN＝UNIN稱為發(fā)電機(jī)、變壓器等供電設(shè)備的容量，可用來(lái)衡量發(fā)電機(jī)、變壓器可能提供的最大有功功率。

P、Q、S

都不是正弦量，不能用相量表示。第一部分供配電基本知識(shí)（5）功率因數(shù):對(duì)電源利用程度的衡量X+-的意義：電壓與電流的相位差，阻抗的輻角第一部分供配電基本知識(shí)提高COSφ

可使發(fā)電設(shè)備的容量得以充分利用（1）三相交流發(fā)電機(jī)主要組成部分：電樞（是固定的，亦稱定子）：定子鐵心內(nèi)圓周表面有槽，放入三相電樞繞組。磁極三相繞組n單相繞組（是轉(zhuǎn)動(dòng)的，亦稱轉(zhuǎn)子）三相繞組的三相電動(dòng)勢(shì)幅值相等,頻率相同,彼此之間相位相差120°。+++–+SN鐵心繞組U1U2–+SN–+SN–+SN–+SN–+SN–+SN–+SN第一部分供配電基本知識(shí)2、三相正弦交流電對(duì)稱正弦量特點(diǎn)為：120°UU?UW?UV?120°120°三相電壓相量圖(2)正弦交流電的表示由于電機(jī)結(jié)構(gòu)的原因,這三相繞組所發(fā)出的三相電動(dòng)勢(shì)幅值相等,頻率相同,彼此之間相位相差120°。（3）正弦量的相序三相交流電在相位上的先后次序稱為相序。

上述的三相電源的相序?yàn)閁→V→W。在電力系統(tǒng)中一般用黃、綠、紅區(qū)別U、V、W三相。Um–Umt02uUuWuV2.三相電源的聯(lián)接（1）星形聯(lián)接N中點(diǎn)或零點(diǎn)N

把發(fā)電機(jī)三相繞組的末端

接成一點(diǎn)。而把始端作為與外電路相聯(lián)接的端點(diǎn)。這種聯(lián)接方式稱為電源的星形聯(lián)結(jié)。火線中線或零線火線火線線電壓相電壓目前，我國(guó)供電系統(tǒng)線電壓380V，相電壓220V。

三相四線制架空線路

我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電力網(wǎng)額定電壓有3、6、10、35、60、110、220、330、500kV。架空線路電力線路防震錘導(dǎo)線避雷線絕緣子桿塔線夾基礎(chǔ)接地裝置電纜線路目前我國(guó)主要有：華東、華南、華中、華北、東北、西南、西北七大電力網(wǎng)。N中點(diǎn)或零點(diǎn)N火線中線或零線火線火線線電壓相電壓根據(jù)KVL：各線電壓與相電壓之間的關(guān)系為:三相電源各電壓間的相量關(guān)系UU?UW?UV?30o30o30o

線電壓的有效值用表示,相電壓的有效值用Up表示。由相量圖可知它們的關(guān)系為:2.

Δ形聯(lián)結(jié)發(fā)電機(jī)三相繞組依次首尾相聯(lián)，引出三條線，稱為三角形聯(lián)結(jié)。線電壓與相電壓的關(guān)系交流電路中的用電設(shè)備，大體可分為兩類：一類是需要接在三相電源上才能正常工作的叫做三相負(fù)載,如果每相負(fù)載的阻抗值和阻抗角完全相等，則為對(duì)稱負(fù)載，如三相電動(dòng)機(jī)。另一類是只需接單相電源的負(fù)載，它們可以按照需要接在三相電源的任意一相相電壓或線電壓上。對(duì)于電源來(lái)說(shuō)它們也組成三相負(fù)載，但各相的復(fù)阻抗一般不相等，所以不是三相對(duì)稱負(fù)載。如照明燈。3、三相負(fù)載的聯(lián)接及三相電路分析與測(cè)試1.Y形聯(lián)結(jié)iViWiNiUN負(fù)載中電流:(略線路阻抗)中性線中的電流為:若負(fù)載對(duì)稱，即UU?UW?UV?IW?IU?IV?對(duì)稱負(fù)載相量圖對(duì)稱負(fù)載可以去掉中線。三相交流電動(dòng)機(jī)N（1）如果三相負(fù)載對(duì)稱,中線中無(wú)電流,故可將中線除去,而成為三相三線制系統(tǒng)。（2）但是如果三相負(fù)載不對(duì)稱,中線上就會(huì)有電流IN通過(guò),此時(shí)中線是不能被除去的,否則會(huì)造成負(fù)載上三相電壓嚴(yán)重不對(duì)稱,使用電設(shè)備不能正常工作。不對(duì)稱負(fù)載Y聯(lián)接又未接中性線時(shí)，負(fù)載相電壓不再對(duì)稱，且負(fù)載電阻越大，負(fù)載承受的電壓越高。（3）中線的作用：保證星形聯(lián)接三相不對(duì)稱負(fù)載的相電壓對(duì)稱。（4）照明負(fù)載三相不對(duì)稱，必須采用三相四線制供電方式，且中性線（指干線）內(nèi)不允許接熔斷器或刀開(kāi)關(guān)。

2.負(fù)載的三角形聯(lián)接（△形）若忽略端線阻抗（ZL=0）,則電路具有以下關(guān)系。iWUVWiViUiWUiVWiUV–

+uUV–

+uVW–

+uWU(2)負(fù)載線、相電流之間的關(guān)系負(fù)載線、相電壓之間的關(guān)系線、相電壓對(duì)應(yīng)相等各相負(fù)載相電流分別為各相負(fù)載的電壓與電流相位差分別為(2)負(fù)載線、相電流之間的關(guān)系根據(jù)KWL，負(fù)載線、相電流之間的關(guān)系為若負(fù)載對(duì)稱，即和則負(fù)載相電流也是對(duì)稱的，即IU?IV?IW?IWU?IUV?IVW