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电力设备基础知识 2010年12月 电力工业发展简史1800年物理学家福特发明第一个化学电池 1831年法拉第发现电磁感应原理 1875年法国巴黎建成世界上第一座火电厂 1879年美国旧金山建成世界上第一座商用电厂 1884年英国制成第一台汽轮机 1885年美国制成交流发电机及变压器 1916年美国建成第一条132kV送电线路 1954年前苏联研制成功第一台5000kW核电机组 64年500kV 65年765kV 65年 400kV 89年1150kV 电力设备基础知识 动力系统能源的重要性及概念发电厂 具有一定转换规模 能连续不断的将一次能源转换 并向外界提供电能的工厂 发电厂分类 一 火力发电厂二 水力发电厂三 核能发电厂四 新能源发电 电力设备基础知识 电力系统基本知识交流电路的基本知识正弦交流电路 三要素 频率与周期 幅值与有效值 初相位 有效值 热效应原理 时间 电阻值相等 功率及功率因数 p u i 视在功率S U I思考 有功功率 无功功率的公式 三相电路 三相电源 三相负载 接线方式 相电流与线电流 相电压与线电压 电力设备基础知识 电力系统的基本组成发电厂 升压变 输电线路 降压变 配电线路 用户 换流站概念简介具体的电力系统基本参量 总装机容量年发电量最大负荷年用电量额定频率最高电压等级 电力设备基础知识 电压转换和电能输送输送电能表达式 W Pt 3UItcos 电压的转换 设备 变压器 原理 电磁感应原理 电能的传输 设备 架空线路及电力电缆 设计原理 当输送功率一定时 电压越高 电流越小 电压损耗越小 同时功率的损耗与电压的平方数成反比 而在导线的截面积一定的前提下 电压越高损耗越小 电阻R l S 电力设备基础知识 电能质量指标及电力系统特点电能的质量指标 电压 U 频率 f 波形 越接近正弦波形质量越高 电力系统的特点电能不能储存 与国民经济各部门及人民生活关系密切 暂态过程非常短暂 电力设备基础知识 电力设备基础知识 电力系统示意图 电气设备一 发电厂 发电机 发电机励磁系统 升压变压器 开关设备 厂用电动机 二 输电线路 架空导线 电力电缆 电力杆塔 绝缘子及金具 防护设备 三 变电站 降压变压器 断路器 隔离开关 母线 互感器 熔断器以及其它辅助类设备 电力设备基础知识 330kV变电站保护室 六 安规 修订要把2005版中的一些难点说明白 如 事故应急抢修单 总 分票的使用 工作票可实行 双签发 间接验电 二次工作安全措施票 五防装置 解锁的管理 接地线的管理 一个电气连接部分 配电带电作业 起重设备与带电设备保持的安全距离 现场勘察 专责监护人的变更等 330kV变电站户外设备区 七 为保证国家电网公司电力安全工作规程的一致性 本次修订将国家电网公司电力安全工作规程 变电站和发电厂电气部分 改为国家电网公司电力安全工作规程 变电部分 国家电网公司电力安全工作规程 电力线路部分 改为国家电网公司电力安全工作规程 线路部分 发电厂的 安规 分别称 火电厂动力部分 水电厂动力部分 330kV变电站户外设备区 八 深度 能指导编写现场规程及作业指导书 九 充分考虑新技术 新设备带来的安全问题 从而使修订后的 安规 既有先进性 也要有适当的超前性 如 增加特高压1000kV和 800kV的相关内容 十 标准 企标 十一 安规 适用于国网公司一切工作人员及在国网公司所属设备上工作的一切工作人员 110kV户外PAS开关 第二部分修订工作简况1 2008年1月7日 受国家电网公司委托 口头 准备开展 国家电网公司电力安全工作规程 试行 变电站和发电厂电气部分 电力线路部分 的修编和释义工作 同时为 电业安全工作规程 发电厂和变电站电气部分DL408 电力线路部分DL409 升国家标准做准备 受全国高压电气安全标准化技术委员会委托 口头 召开了准备会议 会议通报了以上三项工作 并将修编组织机构建议名单和工作进度进行了讨论 本次会议形成以下意见 略 360000kVA电力变压器 1 征求意见工作应尽快启动 2 应准备收资和调研计划 建议3月开始 并将专题调研和面上的调研相结合 3 关于配电工作 应进行重点调研 并对有关问题专题研究 请福建电力公司在3月份拿出一份初步建议内容稿件 2 国家电网公司安监部根据华东建议 于2008年1月24日 向国家电网公司系统下发了征求意见的函 安监一函 2008 4号 向全网征求修订意见 110kV电流互感器及少油开关 3 2008年3月6日 国家电网公司安监部下发了 关于委托补充修订 安规 的函 安监一函 2008 12号 明确华东公司全面负责修编工作 西北公司补充起草750kV交流部分 国网运行公司补充起草高压直流部分 国网武高院补充起草1000kV交流有关部分 4 2008年4月15日 国家电网公司下发了 关于成立 国家电网公司电力安全工作规程 修编组织机构的函 安监一函 2008 21号 成立了领导小组和工作小组 老式10kV出线开关柜 5 2008年4月16 18日 电气 安规 编写组在上海对全网征求意见返回进行了逐条讨论 会议对返回意见的取 舍和需要研究项目进行了分类 并对下一步工作要求如下 1 4月28日 各编写人员完成分工范围内调研提纲和调研对象意向 2 5月份完成调研 3 6月10号提交修订初稿 110kV户外设备 6 2008年5月 分别由上海 江苏联合 电气两次 安徽 线路一次 浙江 线路一次 组织进行调研 2008年5月11日 17日 线路 调研小组 安徽 先后赴东北电网公司 河北电力公司 保定供电公司和山西电力公司进行调研 5月13日 17日 变电 调研小组 上海 江苏联合 先后赴山东电力公司 北京电力公司和辽宁电力公司进行调研 2008年5月27日 31日 线路 调研小组 浙江 对内蒙电力公司和河北电力公司进行线路有关部分调研 2008年6月17日 21日 福建调研小组 配电 部分赴黑龙江省电力公司和上海电力公司调研 镉镍蓄电池 7 2008年6月12日在浙江省电力公司召开 安规 线路部分讨论会 8 2008年6月13日在上海电力公司召开 安规 变电部分讨论会 9 2008年7月3日 4日 在安徽宣城召开变电 线路统稿会议 全体工作组人员参加会议 对大部分修订条文统一了意见 10 2008年7月14日 在浙江湖州召开 配电 带电作业专题讨论 110kV变电站户外设备区 老站 11 2008年7月18日 在上海召开领导小组 工作小组联席会议 修编领导小组和工作小组成员出席会议 林荣卫副主任出席会议 会议上 华东电网公司 西北电网公司 国家电网运行公司和国家电网公司武汉高压试验研究所分别汇报了各专业小组前期工作 以及原规程修订部分 高压直流 750kV和特高压1000kV有关部分的修订情况 会议决定 进口GIS组合电器 1 修编工作要加强组织协调 2 修编工作要科学安排进度 3 要确保 安规 的质量 在质量和进度发生矛盾时要以保证质量为优先 4 做好试验数据的收集分析工作 加强和电科院的联系 共同做好理论分析工作 5 做好有关规程修改后续工作 本次修订配电不独立成册 但应做好独立成册修订的前期工作 特高压 释义等后续工作要开展研究 6 关于通用部分 起重 运输 高处作业 一般安全措施等 原则上将 安规 动力部分中有关内容精简过来 110kV电力变压器 12 2008年8月5日 工作小组华东人员在上海就西北公司 武高所 国网运行公司提供资料进行了讨论 就一般安全措施 起重与运输 高处作业框架达成共识 就配电下步工作进行了初步意向确认 安徽8月底前提供目录 大纲和思路 配电规程单独成书 结合农电和低压安全工作规程 技术规程 结合变电线路有关配电 低压工作 一本书指导配电安全工作 10kV中置式小车开关柜 13 2008年8月12日 16日 在西宁召开全部工作人员会议 会议由陈竟成处长主持会议对工作小组近期完成的两本规程修订初稿进行了讨论 对2005年版规程修改完善部分 以及新增 500kV直流输电部分 750kV交流部分 1000kV交流部分内容进行了重点讨论和确认 LW126型组合电器 14 2008年8月28日 安规 修编直流专题会议在上海黄渡召开 国网运行公司 上海市电力公司 湖北省电力公司 华东电网公司有关专业人员参加了会议 会议由张雷主持 会议讨论了直流运行 检修 线路工作有关安全规定补充内容 已完成直流运行和检修的初步条文修改 线路部分因湖北电力公司接受任务的时间短 暂定下次会议前提供修订条文的初步意见 10kV电力电容器 15 2008年9月底 黄渡会议布置工作完成 直流变电 线路条文已完成汇总 准备在湖北召开有关会议 16 2008年10月30日 国家电网公司电力安全工作规程 修编工作组第二次会议在湖北武汉召开 会议由陈竟成处长主持 张雷对修编工作组第一次会议 青海会议 以来 各有关单位 工作组成员提出的修改意见及会议需重点讨论的问题作了介绍 与会代表进行了认真讨论 10kV电抗器及电容器 变电站概述由于电能不能大量储存 其生产 输送 分配和消费必须在同一时间内完成 因此 电能生产使用的过程中产 发电机将其它形式的能量转化为电能 升 升压变电站改变电压 输 通过电力线路输送电力 降 降压变电站降低电压 用 工农业用户使用 等环节必须连接为一个整体 由发电设备 配电装置 变电站 升 降 电力线路以及用户所组成的整体称为电力系统 而其中各级电压的输配线路及变电站这一部分称为电力网 变电站的作用就是变换电能电压 接受和分配电能 变电站的设备 电力变压器 SZ10 50000 110 三相 有载调压 第一位 相数 第二位 冷却方式自冷不表示 第三位 线圈材质铜线圈不表示 是否有载调压 几组线圈双线圈不表示 P代表强油循环 D代表强油导向循环 基本原理 利用电磁感应原理 借助具有不同匝数的一 二次绕组之间的磁偶合作用 改变一 二次侧电压和电流 而不改变频率 从而实现交流电能传递的功能 分类 按用途分为升压变压器和降压变压器 按绕组数目分为双绕组和三绕组变压器 按相数分为单相和三相变压器 按磁路系统分为心式变压器和组式变压器 按冷却方式分为强油循环变压器 油浸风冷变压器及自冷变压器 按内部填充冷却绝缘物质分为气体变压器 干式变压器和油浸式变压器 变电站的管理与运行 开关 断路器 SW3 110G 1200 产品名称 D多油 S少油 K空气 L六氟化硫 Z真空 使用环境 设计序号 额定电压 是否改进型或手车室C 额定电流 作用 是1000V以上电路中最主要的控制设备 正常运行时 导通或断开电路中的负荷电流 故障时 与保护设备配合迅速断开短路电流 切除故障电路 基本要求 合闸状态时应为良好的导体并具有良好的绝缘性 在开断规定的短路电流时 应具有足够的开断能力和尽可能短的开断时间 在接通规定的短路电流时 短时间内开关的触头不能产生熔焊等情况 在厂家给定的技术条件下 应长期可靠的工作 有一定机械和电气寿命 结构简单 安装和检修方便 体积小 重量轻 变电站的设备 刀闸 隔离开关 G隔离开关 J接地刀闸 N户内 W户外 设计序号 额定电压 K快速开关 D带接地刀闸 G改进型 T统一设计产品 额定电流 作用 隔离电源 到母线操作 接通或切除小电流电路 分 合电压互感器及BL和无负荷消弧线圈 分合35kV以下10km以内或分合10kV以下5km以内的空载线路 分合35kV 1000kVA以下或110kV 3200kVA以下的空载变压器 基本要求 应有明显断开点 断开点应有可靠的绝缘 应具有足够的短路稳定性 结构简单 动作可靠 主刀闸与接地刀闸应相互联锁 类型 按绝缘支柱的数目分为单柱式 双 三柱式 按闸刀运动方式分为水平旋转式 垂直旋转式 摆动式和插入式 按有无接地刀闸分为有和无 按装设地点分为户内和户外式 按操作机构分为电动 手动和气动 变电站的设备 互感器 电压互感器 互感器代号 J电压 结构特点 C串级结构D单相S三相 绝缘方式 C瓷绝缘G干式J油浸绝缘Z环氧树脂浇注绝缘 使用特点 J有接地保护用辅助线圈W五柱式B有补偿线圈 设计序号 额定电压 使用环境 GY高原TH温热带 电流互感器 代号 L电流互感器 结构特点 A穿墙式BC支持式D单匝贯穿式F复匝贯穿式M母线型Q线圈式R装入式G改进型 绝缘方式 C瓷绝缘Z环氧树脂浇注绝缘L电缆型 使用特点 DC差动保护用B过流保护用J加大容量Q加强型X适用于配电箱W户外用 设计序号 额定电压 额定电流 作用 将高电压 大电流变为低电压 100V 小电流 5A 可使仪表 保护装置等与高电压绝缘 解除高电压给工作人员和仪表带来的威胁 降低仪表的绝缘要求 变电站的设备 其它一次设备电力电容器 无功补偿装置 利用电容器对电流的阻碍原理 用单只电容器构成提高功率因数的设备 电抗器类似于电感线圈的一种装置 作用是串联于电路中 是整套电路的阻抗增大 限制短路电流 并使母线维持相当高的电压 残压 调相机一种不带有功功率的同步发电机或不带负载的同步电动机 作用是供给系统无功功率 提高功率因数 调整电压 保证系统稳定 变电站的设备 其它一次设备母线及电力电缆用来连接电气设备和汇集分配电能的导体 分为软母线及硬母线两种 消弧线圈用来补偿系统中的电容电流 使接地点电流补偿为较小数值 防止弧光短路的线圈 避雷器 阻波器 耦合电容器 绝缘子 熔断器等 变电站的设备 直流系统作用 为变电站内的信号设备 继电保护和自动装置 事故照明以及开关的远距离操作提供可靠的监控和操作专门能源 基本不受变电站低压系统是否有电的影响 种类 蓄电池 能量转化过程 装有储能电容器的整流型直流电源 硅整流元件将交流电变为直流电使用 并装设电容器储能放电 复式整流直流电源 整流装置不但由站用变或电压互感器供电 而且可由能反映故障短路电流的LH供电 当系统发生故障时 仍就可发出较大功率 要求短路电流满足继电保护及开关能可靠工作 要有专用的LH 逆变装置 利用大功率二级管组成逆变电路 将直流电变成交流电并直接供给用电负荷 变电站的设备 中央信号装置作用 监视变电站电器设备运行是否正常的装置 当发生事故或故障时 相应的装置将发出各种信号 灯光或音响 根据这些信号指示 运行人员能迅速准确地确定和了解所得到的信号的性质 地点和范围 从而作出正确的处理 在综自变电站中 所有这一切功能均被监控设备所完成 种类 按其用途可分为 事故信号 预告信号 瞬时和延时 和位置信号三类 变电站的设备 保护装置作用 当电力系统发生故障时 自动地 及时地 有选择地将故障设备从电力系统中切除 保