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新入厂员工电气培训 1 一 专业知识 1 理论部分电路基础 电子技术基础 自动控制理论 电机学 电力系统分析 电力拖动与控制 电力电子技术 高压电 电力系统保护与控制 发电厂变电所电气设备 2 电业工作安全规程 变电所工作票倒闸操作票实施规定 二次变电所运行规程 大庆油田电力网继电保护和安全自动装置技术规程 大庆油田电力网调度规程 电力设备预防性试验规程 电力电缆运行规程 蓄电池运行规程 电力设计手册及其它规范等 2 现场部分 3 二 电力系统简介 1 电力系统及电力网电力系统 由发电厂 升压变电所 输电线路 降压变电所及电力用户所组成的统一整体 动力系统 电力系统加上带动发电机转动的动力装置构成的整体 4 电力网 1 定义 由各类升压变电所 输电线路 降压变电所组成的电能传输和分配的网络 2 分类 按供电范围 输送功率和电压等级分 地方电力网和区域电力网 按电压等级电力网分 低压 1kV及以下 高压 1 330kV 超高压 30 1000kV 和特高压 1000kV以上 几种 5 电力系统的电压与输电容量和输电距离 6 变电站 1 定义 变电站是汇集电源 升降电压和分配电力的场所 是联系发电厂和用户的中间环节 2 分类 1 按其变压分 升压 降压 7 2 按其地位和作用分 枢纽变电站 330KV及以上中间变电站 330KV 220KV地区变电站 220KV 110KV企业变电站 35KV 220KV终端变电站 10 110KV 8 三 电气设备概述 一次设备 直接参与生产 输送和分配电能的电气设备称为一次设备 包括 1 能量转换设备 发电机 变压器 电动机 电容器2 开关设备 用于电路的接通和开断 断路器 熔断器 负荷开关 隔离开关3 载流导体 母线 绝缘子和电缆等4 互感器 电压互感器和电流互感等5 电抗器和避雷器 9 二次设备 对电气一次设备的工作状况进行监测 控制和保护的辅助性电气设备称为二次设备 如电气仪表 继电器 自动控制设备 信号及控制电缆等 三 电气设备概述 10 电气接线 电气接线 各种电气设备根据工作的要求和它们的作用 依一定的顺序用导线连接成的电路 称电气主接线 可分为两种 一次电路 由一次设备组成 包括电气主接线 主电路 二次电路 由二次设备组成的电路 11 电气设备的额定参数 用以表明电气设备在一定条件下的长期工作最佳运行状态的特征量的值叫做额定参数 主要有额定电压 额定电流和额定容量 额定电压 我国用电设备的额定电压与电力网的额定电压是相等的 Ue Ua Ub 2 5 12 额定电流 电气设备的额定电流是指周围介质在额定环境温度时 其绝缘和载流导体及其连接的长期发热温度不超过极限值所允许长期通过的最大电流值 电力变压器和电器 周围空气温度 40 空气中的裸线 绝缘线 母线和电力电缆25 埋入地下的电力电缆15 额定容量 e e e e e ecos e 13 线路和电缆 一 架空线路的结构和敷设组成 导线 电杆 绝缘子 线路 金具 拉线等 1 架空线路的导线 单股 多股裸导线如钢芯铝绞线2 电杆 横担和拉线 终端杆 分支杆 转角杆 直线杆 中间杆 等 3 线路绝缘 金具和拉线 4 架空线的敷设 敷设要求 路径选择 导线在电杆上的排列方式 架空线的档距 弧垂 及其它距离 14 适用规程10KV及以下架空配电线路设计技术规程DL T5220 200535KV及以下架空电力线路施工及验收规范GB50173 92架空电线路运行规程SD292 88 15 线路巡视 巡视周期 16 线路巡视内容 一 杆塔1 杆塔是否倾斜 铁塔构件有无弯曲 变形 锈蚀 螺栓有无松动 混凝土杆有无裂纹 酥松 钢筋外露 焊接处有无开裂 锈蚀 木杆有无腐朽 烧焦 开裂 绑桩有无松动 木楔是否变形或脱出 2 基础有无损坏 下沉或上拔 周围土壤有无挖掘或沉陷 寒冷地区电杆有无冻鼓现象 3 杆塔位置是否合适 有无被车撞的可能 保护是设施是否完好 标志是否清晰 4 杆塔有无被水淹 水冲的可能 防洪设施有无损坏 坍塌 5 杆塔标志 杆号 相位警告牌等 是否齐全 明显 6 杆塔周围有无杂草和蔓藤类植物附生 有无危及安全的鸟巢 风筝及杂物 17 线路巡视内容 二 横担及金具1 木横担有无腐朽 烧损 开裂 变形 2 铁横担有无锈蚀 歪斜 变形 3 金具有无锈蚀 变形 螺栓是否紧固 有无缺帽 开口销有无锈蚀 断裂 脱落 三 绝缘子 1 瓷件有无脏污 损伤 裂纹和闪络痕迹 2 铁脚 铁帽有无锈蚀 松动 弯曲 18 线路巡视内容 四 导线 包括架空地线 耦合地线 1 有无断股 损伤 烧伤痕迹 在化工 沿海等地区的导线有无腐蚀现象 2 三相驰度是否平衡 有无过紧 过松现象 3 接头是否良好 有无过热现象 如 接头变色 雪先熔化等 连接线夹弹簧垫是否齐全 螺帽是否紧固 4 过 跳 引线有无损伤 断股 歪扭 与杆塔 构件及其他引线间距离是否符合规定 5 导线上有无抛扔物 6 固定导线用绝缘子上的绑线有无松弛或开断现象 19 线路巡视内容 五 防雷设施1 避雷器瓷套有无裂纹 损伤 闪络痕迹 表面是否脏污 2 避雷器的固定是否牢固 3 引线连接是否良好 与邻相和杆塔构件的距离是否符合规定 4 各部附件是否锈蚀 接地端焊接处有无开裂 脱落 5 保护间隙有无烧损 锈蚀或被外物短接 间隙距离是否符合规定 6 雷电观测装置是否完好 20 线路巡视内容 六 接地装置1 接地引下线有无丢失 断股 损伤 2 接头接触是否良好 线夹螺栓有无松动 锈蚀 3 接地引下线的保护管有无破损 丢失 固定是否牢靠 4 接地体有无外露 严重腐蚀 在埋设范围内有无土方工程 21 线路巡视内容 七 拉线 顶 撑 杆 拉线柱1 拉线有无锈蚀 松弛 断股和张力分配不均等现象 2 水平拉线对地距离是否符合要求 3 拉线绝缘子是否损坏或缺少 4 拉线是否妨碍交通或被车碰撞 5 拉线棒 下把 抱箍等金具有无变形 锈蚀 6 拉线固定是否牢固 拉线基础周围土壤有无突起 沉陷 缺土现象 22 线路巡视内容 八 接户线1 线间距离和对地 对建筑物等交叉跨越距离是否符合规定 2 绝缘层是否老化 损坏 3 接点接触是否良好 有无电化腐蚀现象 4 绝缘子有无破损 脱落 5 支持物是否牢固 有无腐朽 锈蚀 损坏等现象 6 弛度是否合适 有无混线 烧伤现象 23 线路巡视内容 九 沿线情况1 沿线有无易烧 易爆物品和腐蚀性液 气体 2 导线对地 对道路 公路 铁路 管道 索道 河流 建筑物等距离是否符合规定 有无可能触及导线的铁烟筒 天线等 3 周围有无被风刮起危及线路安全的金属薄膜 杂物等 4 有无威胁线路安全的工程设施 机械 脚手架等 5 查明线路附近的爆破工程有无爆破申请手续 其安全措施是否妥当 6 查明防护区内的植树情况及导线与树间距离是否符合规定 7 线路附近有无射击 放风筝 抛扔外物 飘洒金属和在杆塔 拉线上栓牲畜等 8 查明沿线污秽情况 9 有无违反 电力设施保护条例 的建筑 24 裸导线 有单线 绞合线 特殊导线与型材四类架空线路多用铝绞线 LJ 和钢芯铝绞线 LGJ 裸绞合线型号含义 25 电力电缆 一般结构 导电芯线 绝缘层 密封护套和保护层等主要部分组成 分类 按电压高低分 高压电缆和低压电缆 1000V及以下 按使用环境分 空气中敷设电缆 直埋电缆与水下电缆等 26 按电缆芯数分 单芯 双芯 三芯 四芯 多芯电力电缆 按芯线的材料分 铜芯电缆与铝芯电缆 按密封护套材料分 铅包 铝包 塑料包或橡套电缆 按保护层分 裸钢带 钢丝铠装电缆和带麻被层的钢带 钢丝 铠装电缆等 电力电缆 27 电力电缆品种及用途 28 电力电缆型号含义 一 类别 用途 可省略 ZR 阻燃型NH 耐火型WDZ 无卤低烟阻燃型WDN 无卤低烟耐火型Y 移动式软电缆K 控制电缆HR 电话软线YH 电焊机电缆R 绝缘软线J 电机电器引接线 29 电力电缆型号含义 二 绝缘V 聚氯乙烯YJ 交联聚乙烯绝缘Y 聚乙烯Z 油浸纸F 聚四氟乙烯X 天然气橡胶 橡皮三 导体T 铜 一般省略 L 铝G 钢 30 电力电缆型号含义 四 内护层V 聚氯乙烯VV 双层塑料护套YH 氯磺化聚乙烯F 丁腈聚乙烯H 橡胶HF 非燃性橡套HY 耐油橡套N 尼龙Q 铅护套L1 铝护套B 棉纱编织 31 电力电缆型号含义 五 特征Q 轻型Z 中型C 重型P 屏蔽R 柔软W 户外型B 平行 扁平结构S 双绞结构C 自承式CY 充油式CQ 充气式G 高压 32 电力电缆型号含义 六 外护层0 无外护层 不表示 1 麻被护层2 钢带铠装3 单层细钢丝铠装4 双层细钢丝铠装5 单层粗钢丝铠装6 双层粗钢丝铠装11 一级防腐麻被12 一级防腐钢带铠装 22 二级防腐钢带铠装 29 内钢带铠装39 内细细钢丝铠装 33 一 按结构类型选择根据电力电缆的用途 敷设方法和使用场所 选择电力电缆的芯数 芯线的材料 绝缘的种类 保护层的结构以及电缆的其它特征 最后确定电力电缆的型号 二 按电压选择要求电力电缆的额定电压Ue不小于安装地点的最大工作电压Ugmax 即Ue Ugmax 电力电缆选择 34 电力电缆的选择 三 按最大持续工作电流选择电缆截面要使电缆的正常发热温度不超过其长期允许发热温度 e 必须满足下列条件 Igmax kIe式中Igmax 电缆电路中长期通过的最大工作电流 Ie 电缆的长期允许电流 k 综合修正系数 与环境温度 敷设方式及土壤热阻有关 35 电力电缆选择 四 按经济电流密度选择电缆截面对于发电机 变压器回路 当其最大负荷利用小时数超过5000小时 年 且长度超过20米时 应按经济电流密度选择电缆截面 并按最大长期工作电流进行校验 按经济电流密度选出的电缆 还应确定经济合理的电缆根数 一般情况下 电缆截面在150mm2以下时 其经济根数为一根 当截面S大于150mm2时 其经济根数可按S 150决定 若电缆截面比一根150mm2的电缆大 但又比两根150mm2的电缆小时 通常宜采用两根120mm2的电缆 36 电力电缆选择 五 按短路热稳定校验电缆截面满足热稳定要求的最小电缆截面可按下式求得 式中Qd 短路电流热效应 A2 s C 热稳定系数 它与电缆类型 额定电压及短路允许最高温度有关 37 电力电缆选择 六 电压损失校验当电缆用于远距离输电时 还应对其进行允许电压损失校验 电缆电压损失可按如下公式校验 其中 电缆导体的电阻率 mm2 m L 电缆长度 m Ue 电缆额定电压 V S 电缆截面 mm2 Igmax 电缆的最大长期工作电流 A 38 适用规程电力工程电缆设计规范GB50217 94建筑电气工程施工质量验收规范GB50303 2002电力电缆运行规程电力设备预防性试验规程DL T596 1996 39 隔离开关 用途 1 隔离电压 保证检修工作的安全 2 配合断路器 在电路中进行倒闸操作 3 用来切合小电流电路 如励磁电流不大于2A的空载变压器 充电电容电流不大于5A的空载线路以及电压互感器回路等 4 在某些终端变电所中 快分隔离开关与接地开关相配合 代替断路器的工作 结构 隔离开关主要由导电部分 绝缘部分 传动部分和底座部分组成 40 隔离开关的基本要求 1 有明显的断开点 2 断口应有足够可靠的绝缘强度 3 具有足够的动 热稳定性 4 结构简单 分 合闸动作灵活可靠 5 隔离开关与断路器配合使用时 应具有机械的或电气的连锁装置 以保证正常的操作顺序 6 主闸刀与接地闸刀之间设有机械的或电气的连锁装置 保证二者之间的动作顺序 41 隔离开关的型号 42 隔离开关技术参数 1 额定电压 额定电压是指隔离开关能承受的正常工作线电压 目前 我国电力系统中隔离开关采用的额定电压等级为 10KV 35KV 66KV 110KV 220KV 330KV 500KV 2 额定电流 额定电流是指隔离开关可以长期通过的工作电流 隔离开关长期通过额定电流时 其各部分的发热温度不超过允许值 我国规定额定电流为 200 400 630 1000 1250 1600 1500 2000 3150 4000 5000 6300 8000 10000 12500 16000 20000A 43 隔离开关技术参数 3 动稳定电流 隔离开关在闭合位置时 所能通过的最大短路电流 称为动稳定电流 亦称额定峰值耐受电流 它表明隔离开关在冲击短路电流作用下 承受电动力的能力 这个值的大小由导电及绝缘等部分的机械强度所决定 4 热稳定电流 热稳定电流是隔离开关在规定时间内 允许通过的最大电流 它表示隔离开关承受短路电流热效应的能力 以短路电流的有效值表示 隔离开关的铭牌规定一定时间 1 2 4秒 的热稳定电流 44 额定电压 KV 额定电流 KA 额定开断电流 KA 关合电流 KA 动稳定电流 KA 热稳定电流 KA 固有分闸时间 S 合闸时间 S 配用操动机构型号 最高工作电压 KV 45 隔离开关 46 隔离开关的分类 按装置地点划分 户内式和户外式 按结构中每相绝缘支柱的数目划分 单柱式 双柱式和三柱式 按主闸刀和动触头的运动方式划分 单柱剪刀式 单柱上下伸缩式 双柱水平伸缩式 双柱合抱式 三柱型中柱旋转式 47 户内隔离开关 户内式隔离开关有单极的和三极的 且都是闸刀式 屋内隔离开关的可动触头 闸刀 在关合时与支持绝缘子的轴垂直 并且大多数是线接触 48 户内式隔离开关的结构 由底座 支持瓷瓶 静触头 闸刀 操作瓷瓶和转轴等构成 三相隔离开关装在同一底架上 操动机构通过连杆带动转轴完成分 合闸操作 闸刀采用断面为矩形的铜条 并在闸刀上设有 磁锁 用来防止外部短路时 闸刀受短路电动力的作用从静触头上脱离 49 隔离开关 50 GNl9 12 c 系列户内高压隔离开关 51 GN22 12型隔离开关 52 户外隔离开关 GW5系列双柱水平开启式隔离开关由三个单极组成 每个单极主要由底座 支持绝缘子 接线座 右触头 左触头 接地静触头 接地闸刀和接线夹几部分组成 两个棒式支柱绝缘子固定在一个底座上 交角为50度 呈V型结构 闸刀做成两半 可动触头成楔形连接 操动机构动作时 两个棒式绝缘子各作顺时针和反时针转动 两个闸刀同时在与绝缘子轴线成垂直的平面内转动 使隔离开关断开或接通 闸刀转至90角时终止 53 GW5系列双柱水平开启式隔离开关 54 GW5系列双柱水平开启式隔离开关现场运行示意图 55 GW6系列单柱隔离开关 由底座 绝缘支柱 操作瓷柱 开关头部和静触头等构成 静触头由静触杆 屏蔽环和导电连接件所构成 开关头部由动触头 导电闸刀和传动机构等部分构成 带接地开关的隔离开关 其接地开关就固定在隔离开关底座上 接地开关和隔离开关之间的连锁装置也设在底座上面 56 GW6一一110 220型隔离开关 57 隔离开关操动机构 1 手动杠杆操动机构2 手动蜗轮操动机构3 电动机操动机构4 气动操动机构 58 CJ12 XG型电动机操动机构 59 高压负荷开关 1用途和结构从结构上 负荷开关主要有两种类型 一种是独立安装在墙上 架构上的 其结构类似于隔离开关 另一种是安装在高压开关柜中 特别是采用真空或SF6气体的 则更接近于断路器 负荷开关的用途是包含了这两种类型的负荷开关的综合用途 1 负荷开关在断开位置时 像隔离开关一样有明显的断开点 因此可起电气隔离作用 对于停电的设备或线路提供可靠停电的必要条件 60 高压负荷开关 2 负荷开关具有简易的灭弧装置 因而可分 合负荷开关额定电流之内的负荷电流 它可用来分 合一定容量的变压器 电容器组 一定容量的配电线路 有的车间变压器室现场无明显的断开点 加装高压负荷开关后 既可以就近操作变压器的空载电流 又可以提供明显的断开点 3 配有高压熔断器的负荷开关 可作为断流能力有限的断路器使用 这时负荷开关本身用于分 合正常情况下的负荷电流 高压熔断器则用来切断短路故障电流 但这里的负荷开关多为真空式或六氟化硫式 最大可带容量为1250KVA的变压器 61 高压负荷开关分类 负荷开关种类较多 从使用环境上分 有户内式 户外式 从灭弧形式和灭弧介质上分 有压气式 产气式 真空式 六氟化硫式等 62 高压负荷开关型号 负荷开关的型号 如FN2 10RS 400 由七个部分组成 第一位 设备名称 F代表负荷开关 第二位 使用环境 W代表户外 N代表户内 第三位 设计序号 横线后的第四位代表该设备的额定工作电压 以KV为单位 第五位表示是否带高压熔断器 用R表示带有熔断器 不带熔断器的就不注 第六位是进一步表明带熔断器的负荷开关其熔断器是装在负荷开关的上面还是下面 S表示装在上面 如装在下面就不注 第七位 表示其规格 即额定电流 以A为单位 63 高压负荷开关技术参数 64 第三节高压负荷开关 5部分常用负荷开关技术数据 65 ZNF 12系列真空负荷开关 采用真空灭弧室与隔离开关配合分合负荷电流 隔离开关起到明显断开点的作用 隔离开关的动触头 闸刀 同时具有接地开关闸刀的作用 隔离开关的分开状态即同时将闸刀合在接地母线上 形成联锁式接地 66 ZNF 12系列真空负荷开关基本结构图 1 操作手柄 2 支持绝缘子 3 隔离开关 4 接地端子及接地母线 5 真空灭弧室 6 电动操动电机 7 熔断器 8 母线 67 FN25一12D型户内交流高压真空负荷开关 68 FN25 12D R型户内交流高压真空负荷开关一熔断器组合电器 69 高压熔断器 高压熔断器是一种保护电器 当系统或电气设备发生短路故障或过负荷时 故障电流或过负荷电流使熔体发热熔断 切断电源起到保护作用 高压熔断器分为限流和不限流两类 户内高压熔断器为限流式熔断器 70 高压熔断器型号 高压熔断器的型号由六部分组成 从左起第一位表示设备名称 R代表熔断器 第二位 使用环境 N代表户内型 W户外型 第三位 设计序号 以数字表示 第四位 横线后面 额定电压 用数字表示 单位KV 第五位 空格后 斜线前 熔断器的额定电流 以数字表示 单位A 第六位 斜线后 熔体的额定电流 用数字表示 单位以A表示 例如 RN1 1020 10代表 熔断器户内型 设计序号为1 额定电压10KV 熔断器额定电流20A 熔体额定电流10A 71 高压熔断器工作原理 熔断器主要元件是一种易于熔断的熔断体 简称熔体 熔体或熔丝由熔点较低的金属制成 具有较小截面或其它结构的形式 当通过的电流达到或超过一定值时 由于熔体本身产生的热量 使其温度升高 达到金属的熔点时 熔断切断电源 因而完成过载电流或短路电流的保护 熔断器工作包括以下四个物理过程 1 流过过载或短路电流时 熔体发热以至熔化 2 熔断体气化 电路开断 3 电路开后的间隙又被击穿 产生电弧 4 电弧熄灭 熔断器的切断能力决定于最后一个过程 熔断器的动作时间为上述四个过程的时间总和 72 高压熔断器特性 1 安秒特性熔体熔化时间与通过电流值的关系称为安秒特性 按照安秒特性进行熔断的选择 就可以获得熔断器的动作选择 2 最小熔化电流在通过最小熔化电流值时 熔体必须熔化 但熔化时间长 接近于无穷大 当电流大于熔化电流值时 熔化时迅速降低 熔断系数要大于1 其值一般在2 5以下 不同种类用途的熔断器可以规定不同的熔断系数 73 高压熔断器特性 3 在熔断器中 熔断器的温度与熔体的温度不一样 在最小熔断电流时 由于发热时间长 熔断器管的发热最为严重 4 在不同电流值时 国家标准对于熔体的熔断时间有规定 例如 当电流为熔体额定电流130 时 熔化时间大于1小时 当电流为额定电流的200 时 熔化时间应小于1小时 5 过电压 熔断器工作的物理过程是 间隙气化后 线路开断 断点间电压升高 使间隙击穿 产生电弧 因此在熔断器切断过程中 有过电压问题 这种过电压决定于线路电流被切断的情况以及被打穿间隙的长度 74 熔断器的分类 1 限流式熔断器是指熔体在短路电流未达到最大值 冲击电流值 之前 就立即熔断使电流减小到零 因而这种熔断器可以大大减轻电气设备在短路时所受的损害 2 非限流熔断器在溶体熔化后 电流几乎不减小 仍继续达到其最大值 在电流第一次过零或经过几个半周期之后电弧才熄灭 75 常用高压熔断器介绍 1 高压户内管形限流熔断器 高压管形熔断器有RN1和RN2两种 都是户内式充有石英砂填料的密封管熔断器 两者结构基本相同 工作熔体采用焊有小锡球的铜熔丝 工作熔体熔断后 指示熔体接着熔断 红色指示器弹出 76 常用高压熔断器介绍 77 常用高压熔断器介绍 2 户外型高压熔断器主要由绝缘子 静触头 灭弧罩 动触头 熔管 熔体 下动触头 下静触头及固定板等组成 熔体安装在熔管内 下端引线与下动触头相连 上端引线使熔管和上动触头上的活动关节锁紧 78 高压熔断器的选择 1 接额定电压选择熔断器的额定电压应不小于所在电网的额定电压 2 按额定电流选择要求熔断器必须符合下列条件 IeRg IeRt Igmax式中IeRg 熔断器熔管的额定电流 IeRt 熔断器熔件的额定电流 Igmax 流过熔断器的最大长期工作电流 79 高压熔断器的选择 3 按开断电流校验按开断电流选择时 要求熔断器的额定开断电流Iebr应不小于三相短路冲击电流的有效值Iim 即Iebr Iim4 按保护熔断特性校验根据保护动作选择性的要求校验熔件的额定电流 使其保证前后两级熔断器之间或熔断器与电源侧 或负荷侧 继电保护之间动作的选择性 保护电压互感器用的熔断器 只需按额定电压和开断电流选择 80 高压断路器 作用 控制作用 接通断开正常运行的电路保护作用 与继电保护装置配合 断开故障回路或元件结构 由开断元件 支撑绝缘件 传动元件 基座及操动机构五个基本部分组成 开断元件是断路器的核心元件 81 断路器型号 82 高压断路器技术参数 1 额定电压 额定电压是指断路器能承受的正常工作线电压 目前 我国电力系统中断路器采用的额定电压等级为 10KV 35KV 66KV 110KV 220KV 330KV 500KV 2 额定电流 额定电流是指断路器可以长期通过的工作电流 断路器长期通过额定电流时 其各部分的发热温度不超过允许值 我国规定额定电流为 200 400 630 1000 1250 1500 1600 2000 3150 4000 5000 6300 8000 10000 12500 16000 20000A 83 高压断路器技术参数 3 额定开断电流 在额定电压下 规定的时间内断路器能可靠切断的最大电流的有效值 称为额定开断电流Ik 它表示断路器的断路能力 我国规定额定开断电流为 1 6 3 15 6 3 8 10 12 5 16 20 25 31