电气设备1—4章总结.ppt

第一章绪论,目录,1-1电力工业发展概况及前景1-2电力系统基本概念1-3电气设备概述及额定参数,1.电力工业发展概况及前景,电能的优点,易于将其它形式的能转化为电能，且为清洁的二次能源。便于远距离输送（输电线路、电缆）电能集中，分配自由速度快（30万km/s），能量大，能做到约时停送电,显著优点1.洁净：环保2.方便:输送、分配、使用3.节能:能耗小，转换效率高,电力工业的发展,1831年（英）法拉第电磁感应右手螺旋定则电力系统世界上第一座发电厂是1875年巴黎北火车站建成，直流发电机，做照明用。,在世界的发展,在我国的发展,我国第一座火电12KW上海（1882年）第一座水电2240KW昆明滇池石龙坝（1912年）18821949年：185万千瓦、43亿千瓦时，居25位、进口设备、集中沿海。110kV线路2条共72万kW。19491978年：5712万kW、2566亿千瓦时，分别居8、7位。19781995年：总装机容量突破2亿千瓦；1996年居第二位；2000年总装机容量突破3亿千瓦；2004年6月全国装机已突破4亿kW，2004年上半年全国发电量共计9908.51亿KWh。福建为306.9亿KWh。,电力系统发展方向、趋势,方向：大容量、超高压、远距离趋势：大机组、大电厂、大容量、超高压、大电网、高自动化。,水电站的型号：大型水电站：25万KW及以上中型水电站：2.525万KW小型水电站：2.5万KW以下,2.电力系统基本概念,各种发电厂的比较,定义：把其他形式的一次能源转变成二次能源的一种特殊工厂水力发电厂优点：生产过程简单、易于实现自动化、成本低、无污染。缺点：建设投资大、工期长、受气候、水文条件影响大，分丰水期和枯水期。火力发电厂优点：建设投资小、工期短、受气候、水文条件影响小，缺点：生产过程复杂、成本高、对环境污染大。,系统频率偏差电压允许偏差,频率主要取决于有功功率的平衡,电压主要取决于无功功率的平衡,3.电气设备概述及额定参数,一次设备:直接参与生产、输送和分配电能的电气设备。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。我国交流电网标准额定电压Ue（KV）,0.22、0.38（低压）,3、6、10、35、60、110、220（高压）,330、500（超高压）,750、1075（特高压）,变压器的额定电压,一次绕组（相当于用户)不与发电机直接相连（降压变）T1.ee与发电机直接相连（升压变、厂变）T1.eG.e1.05e二次绕组（相当于电源）系指空载值d7.5或高压侧为35kV及以上T2.e1.10ed7.5或高压侧为35kV以下或短线路T2.e1.05e,第二章电力系统中性点的运行方式,1.电力系统的中性点：发电机、变压器的中性点且指变压器Y形接线2.运行方式共三种：中性点不接地运行方式中性点经消弧线圈接地运行方式中性点直接接地运行方式前两种接地系统统称为：小接地电流系统，后一种接地系统又称为：大接地电流系统。3.分析中性点运行方式的目的：运行方式的不同会影响运行的可靠性、设备的绝缘、通信的干扰、继电保护等。,中性点不接地方式,正常运行时电路图,单相接地故障时电路图,单相接地电容电流经验公式：,中性点经消弧线圈接地系统,1、正常运行时：消弧线圈不起作用中性点对地电位为零：UN=0消弧线圈中无电流：IL=0流过地中的电容电流为零：IC=02、单相接地时：中性点电位升高为相电压：消弧线圈中出现感性电流：与相差1800流过接地点电流：+（相互抵消）实现补偿,消弧线圈适用范围及补偿方式选用,适用范围：35kV及以下接地电流不满足中性点绝缘系统规定值时采用；个别雷害严重的地区110kV系统不得已采用。补偿方式及选用1、全补偿:LC接地点电流为零不采用缺点：XL=Xc，网络容易因不对称形成串联谐振过电压危及绝缘2、欠补偿:LC接地点为容性电流少采用缺点：易发展成为全补偿方式,切除线路或频率下降可能谐振3、过补偿:LC接地点为为感性电流采用注意：电感电流数值不能过大10A,中性点直接接地系统,优点：1.不外加设备即可消弧2.降低电网对地绝缘，节省造价缺点：1.供电可靠性降低改进：装自动重合闸装置、加备用电源2.电流很大且单相磁场对弱电干扰改进：中性点经电抗器接地、仅部分中性点接地3.不产生过电压，设备绝缘水平低20，造价低。,中性点运行方式的应用范围,大部分110KV和220KV及以上电网中性点直接接地1066KV电网中性点不接地或经消弧线圈接地10KV电缆线路经小电阻接地36kv中性点不接地或经消弧线圈接地发电机中性点不接地或经消弧线圈接地,第三章电弧及电气触头的基本理论,电弧产生的条件：断开电路时，触头间电压大于1020V；电流大于80100mA电弧的形成：大量带电质点在电场力的作用定向运动,热电子发射强电场发射,碰撞游离温度升高热游离电弧,电弧的特点,电弧的放电现象是一种气体自持放电。电弧是一种离子通道（载流通道）：只有触头间的电弧熄灭后，电流才真正切断。电弧的温度很高、能量大：容易烧坏触头，或使触头周围的绝缘材料遭受破坏。电弧燃烧时间过长，压力过高，有可能使电器发生爆炸事故。质量轻，在外力的作用下易变形,电弧的熄灭,关键是加强去游离作用主要有复合和扩散两种形式熄灭电弧的基本方法提高触头间的开断速度冷却电弧增大绝缘介质气体压力吹弧将触头置于真空密室中拉长电弧将长弧分割成多段短弧,第四章电气设备及载流导体,各种电气设备的作用,开关电器：直接用于正常投切和故障切除电路的电气一次设备称为开关电器互感器：高压等级的交流电路中，一、二次设备之间的重要联络元件绝缘子：在户内外配电装置、变压器、开关电器及输电线路中用来支持和固定带电导体，并与地、带电导体之间绝缘限流电抗器：限制电力设备的短路电流、能维持母线电压、将短路容量加以限制，以选择轻型断路器和小截面的电缆,高压开关电器的作用,高压断路器（QF）控制作用根据电网运行的需要，将部分电气设备或线路投入或退出运行。保护作用在电气设备或电力线路发生故障时，继电保护装置发出跳闸信号，起动断路器，将故障部分设备或线路从电网中迅速切除，确保电网中无故障部分的正常运行。高压隔离开关（QS）（1）隔离电源，保证安全；检修（2）倒闸操作；运行方式（3）接通或切断小电流电路。运行高压负荷开关（Q）具有灭弧装置和一定的分合闸速度，能开断正常负荷和过负荷电流，但不能开断短路电流高压熔断器（FU）作用-短路保护或过载保护但保护性能不稳定,断路器的基本参数,1、（决定了绝缘水平、尺寸、灭弧条件）额定电压Ue2、（决定了导体截面，结构）额定电流Ie3、机械强度动稳定电流（极限通过电流）idw4、开断能力额定开断容量5、断开的最大短路电流的有效值额定开断电流Iekd6、承受短路电流热效应的能力热稳定电流Irw7、切断电流的能力（等于断路器的固有分闸时间和熄弧时间之和）开断时间tkd：,高压隔离开关,额定电压Ue（决定了绝缘水平、尺寸）额定电流Ie（决定了导体截面，结构）动稳定电流（极限通过电流）idw（决定了机械强度）热稳定电流Irw承受短路电流热效应的能力。,熔断器的基本参数,（1）熔断器的额定电压：是绝缘和灭弧允许的电压等级。（2）熔断器的额定电流：指一般环境温度下熔断器壳体的载流和接触部分允许通过的最大持续电流有效值。（3）熔体额定电流：指允许长期通过熔体不致发生熔断的最大有效电流。4）熔断器的开断电流：熔断器允许切断的最大有效值电流。,TA的主要参数,（1）额定电压Ue：指一次绕组主绝缘能长期承受的工作电压（2）额定一次电流I1e：指一次绕组按长期发热条件允许通过的工作电流。（3）额定二次电流I2e：指标准化的二次电流，一般为5A（4）额定二次阻抗Z2e：当二次绕组通过额定电流时，与规定的准确度等级对应的负载阻抗。（5）额定二次容量S2e：与额定二次电流和额定二次阻抗相对应的二次容量。,TV的主要参数,（1）额定一次电压U1e：使电压互感器的误差不超过允许限值。（2）额定二次电压U2e：基本二次U2e=100V（或100/V）（3）额定容量Se：对应产品最高准确度等级所允许的二次负荷的限值。,主要电气设备型号,额定电流（A）额定电压（KV）设计序号使用环境(户内：N、户外：W）断路器类型（D、S、Z、L、K）,断路器（QF）的型号,（D）多油断路器（S）少油断路器（K）压缩空气断路器（Z）真空断路器（L）六氟化硫（SF6）断路器,隔离开关（QS）的型号,额定电流(A)统一设计T；改进型G；带接地刀闸D额定电压(KV)设计序号使用环境：户内式-N户外式-W隔离开关：G,高压熔断器（FU）的型号,额定电流(A)额定电压（KV）设计序号使用环境(户内：N、户外：W）熔断器：（R）,TA的型号,额定电压（KV）设计序号用途：C或D（差动保护）B（保护）安装地点和绝缘型式：安装方法及绕组匝数型式：电流互感器：L,TV的型号,额定电压（KV）设计序号结构型式：W（五柱三线圈）J（接地保护）绝缘型式（G、Z、J、XF）相数：单相式（D）、三相式（S）电压互感器类别：J（或JL电流电压组合互感器）,截面（mm）芯数额定电压（KV）外护层材料：1、2、11、12、20、30、120内护层（密封护套）：Q（铅包）L（铝包）V（聚氯乙烯护套）芯线材料：T（铜线，免注）L（铝线）绝缘类别：Z（油浸纸绝缘）X（橡皮绝缘）V（聚氯乙烯绝缘）YJ（交联聚乙烯绝缘）,1麻被护层2钢带铠装11一级防腐麻被护层12一级防腐钢带铠装,20裸钢带铠装30裸细钢丝铠装120一级防腐裸钢带铠装,ZLL2-35/3120VV11-6/390,电缆型号,额定电流（A）额定电压（KV）设计序号机械破坏负荷值代号（kg）绝缘子类别,A-375B-750C-1250D-2000,C-户内铜导体穿墙套管CW-户外铜导体穿墙套管CL-户内铝导体穿墙套管CWL-户外铝导体穿墙套管,套管式,绝缘子的型号,底座形式额定电压（KV）设计序号机械破坏负荷值代号（kg）绝缘子类别,A-375B-750C-1250D-2000,Z-户内外胶装ZN-户内内胶装ZL-户内联合胶装ZS-户外实心棒式,Y-圆形F-方形T-椭圆形,支柱式,绝缘子的型号,互感器工作特点,TA(1)一次绕组：匝数少，串联在主电路中；(2)二次绕组：匝数多，串联仪表和继电器电流线圈（阻抗很小，接近于短路状态）(3)二次绕组必须可靠接地：避免一、二次绕组绝缘击穿的保护接地。(4)运行中的电流互感器二次侧不允许开路运行,TV(1)一次绕组：匝数多，并联在主电路中；(2)二次绕组：匝数少，并联仪表和继电器电流线圈（阻抗很大，接近于开路状态）(3)二次绕组必须可靠接地：避免一、二次绕组绝缘击穿的保护接地。(4)运行中的电压互感器二次侧不允许短路运行（应装设熔断器）,互感器的接线,一次电流同名端进（出），异名端出（进）二次电流同名端出（进），异名端进（出）,TA,TV,一次电压从同名端到异名端二次电压从同名端到异名端,互感器的准确度等级,根据测量时误差的大小而划分为不同的准确度等级,TV0.2：用于试验室精密测量（校准级）0.5：用于计费测量1：用于盘式仪表和技术上用的电能表（估量）3：用于继电保护,TA0.2：用于试验室精密测量（校准级）0.5：用于计费测量1：用于盘式仪表和技术上用的电能表（估量）3，10，B：用于继电保护,母线作用和材料,1.母线的作用汇聚和分配电能的裸导体。2.母线的材料铜导电率高、机械强度高、抗腐蚀性能好。但储量少是贵重金属。铝导电率较低、截面大、重量轻、耐腐蚀性能差钢导电率差、趋肤效应严重、损耗较大。机械强度高、价格便宜。所以很多时候都采用铝代铜,母线布置、着色,1、垂直布置的母线：交流：由上向下A，B，C相；直流：由上向下正、负极。2、水平布置的母线：交流：由内向外（面对母线）A，B，C相的排列直流：由内向外正、负极。3、引下线排列：交流：由左向右（面对母线）A，B，C相的排列直流：由左向右正、负极。母线的着色：三相交流：A相黄色B相绿色C相红色,电力电缆,特点：（1）电缆结构紧凑，占用空间小，走向和布置极为灵活方便；（2）不影响环境，现场施工简便；（3）运