电力系统的基本知识（电气设备运行维护课件）

电力系统

的组成示意图目录发电厂1变配电所电网电能用户23403-熟悉电力系统各部分的作用01-熟悉电力系统的构成02-了解发电的形式学习目标动力系统、电力系统、电网示意图电力系统=发电厂+变电所+电力网+电能用户动力系统=电力系统+动力装置电力网络=输配电线路+变电所发电厂发电厂是将一次能源转化为二次能源的工厂化学能水能核能火力发电厂水力发电厂核能发电厂电能其它其它发电厂发电厂凝汽式发电厂（专供发电）热电厂（发电兼供热）(1）火力发电厂：利用煤、石油、天然气燃烧使汽轮机转动优点：生产过程简单、污染小、发电成本低；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。（2）水力发电厂：利用水的落差、流量使水轮机转动消耗燃烧少（

容量50万kW的火电厂需煤燃料150万吨/年;而核电厂需铀燃料20吨）燃烧时不需要空气助燃；容量越大越经济；有放射性污染。(3）核电厂：利用铀或钚在反应堆核裂变使汽轮机转动化学能热能机械能电能水能核能发电厂能量的转换其它发电厂潮汐发电厂：潮汐能是地球在自转过程中，海水受月流重力牵引产生的。还有小部分潮汐是受太阳引力牵引形成的。海水涨落的周期为12小时25分钟，同时在海底造成三角流。世界最大的潮汐发电站：法国北部LaRance河，Pe=240MW世界最高的潮汐发电站：加拿大Fundy高达39英尺Pe=20MW世界首座海底潮汐发电站：挪威北部KvalsundPe=300KW发电厂我系师生到发电厂参观学习变配电所变配电所又称变电站，它是联系发电厂和电能用户的桥梁，它的任务是接受电能、变换电压和分配电能，即受电—变压—配电按变电所的性质和任务分为：

1.升压变电所(低压变高压---近发电厂)2.降压变电所(高压变低压---近负荷点)变配电所01030204枢纽变电所：220~1000kV35~110kV，位于大用电区或大城市附近，从超高压输电网或发电厂受电，供给该区域用户或大型工业企业用电。中间变电所：交换功率或分段长距离高压输电，高压侧电压等级220~330kV。地区变电所：110kV~220kV10~110kV，从枢纽变电所受电，对市区或地区供电。

终端变电所：接近负荷中心，高压侧35~110kV，降压后直接向用户供电。电网(1）分开式用户只能从单方向得到供电。用户可从两个或两个以上方向得到供电(2）闭式电网按结构特征分类电网输电网配电网低压网（1kV以下）中压网（1~10kV）高压网（35~220kV）超高压网（330~750kV）特高压网（1000kV以上）电网电网分类电能用户按电流分类直流设备交流设备按电压分类低压设备（1kV以下）高压设备（1kV以上）按频率分类低频（50Hz以下）、工频（50Hz）中、高频（50Hz以上）设备按用途分类动力用电、电热用电、照明用电、试验用电、工艺用电设备电能用户又称电力负荷。在电力系统中，一切消费电能的用电设备均称为电能用户电能用户电能用户若停止供电，会带来人身危险，设备损坏，产生大量废品，长期破坏生产秩序给国民经济带来巨大的损失或造成重大的政治影响。Ⅰ类用户对这类负荷停止供电，会造成大量减产城市公用事业和人民生活受到影响等。Ⅱ类用户短时停电不会造成严重后果的用户，如工厂附属车间、小城镇、小加工厂Ⅲ类用户课后思考及练习01发电厂的类型有哪些？

03变电所的变电过程有哪些？04电能用户分为那几类？

02发电厂能量转换的过程是什么？电弧

的形成与熄灭目录12电弧的产生电弧的熄灭3灭弧的基本方法03-熟悉电弧熄灭原理及方法01-熟悉电弧的本质与特点02-熟悉电弧产生原理及过程学习目标基本概念电弧是一种气体游离放电现象现象：开关电器开断电路时，触头间产生的耀眼的白光电流可继续通过电弧流动只有当电弧熄灭，触头间隙成为（1）电弧的能量集中，温度极高，亮度很强（10kvQF断开20kA的电流，电弧功率达到1万kw以上）弧柱周围温度较低，亮度明显减弱的部分叫弧焰电流几乎都从弧柱内部流过弧柱处温度最高，可达6~7千到1万度以上）电弧的特征（2）电弧由阴级区，阳极区和弧柱区组成电弧的特征在大气中，1cm长的直流电弧的弧柱电压仅15-30v在变压器油中，同样的弧柱电压仅100-220v(3）电弧的气体放电是自持放电，维持电弧燃烧的电压很低

电弧在气体或液体的流动作用下或电动力作用下，能迅速移动、伸长或弯曲。（4）电弧是一束游离的气体，质量极轻，极易变形带电质点的来源(强电场发射+热电子发射)自由电子由强电场产生，热电发射维持电极发射大量自由电子(强电场发射+热电子发射)电弧由碰撞游离产生，热游离维持弧柱区的气体游离，产生大量的电子和离电弧的形成热电子强电场加速碰撞游离温度↑热游离电弧电弧的产生

碰撞游离

电弧的熄灭去游离弧隙中带电质点自身消失或者失去电荷变为中性质点的现象游离>去游离电弧加强游离=去游离电弧稳定燃烧游离<去游离电弧减少以致熄灭削弱游离作用，加强去游离作用熄灭电弧电弧的熄灭带有异性电荷的质点相遇而结合成中性质点的现象

带电质点浓度↑

、电弧温度↓、隙电场强度↓、复合↑复合

电弧中的带电质点向周围介质移动的现象与电弧和周围介质间的温度差、电弧和周围介质间的浓度差、电弧的表面积等因素有关扩散交流电弧的熄灭电弧电压和电流随时间不断变化，每一周期，电流过零2次电弧在自然过零时将自动熄灭，但下半周期随着电压的升高，电弧会重燃。若电流过零时，电弧不再重燃，电弧就此熄灭交流电弧的熄灭01030204

开关电器灭弧装置就是利用这个有利条件在电流过零时强迫冷却或拉长电弧，使去游离大于游离作用．将电弧迅速熄灭，切断电路。

低压开关的交流电弧可以在1～2个周期内使其熄灭。

对于具有较完善灭弧结构的高压断路器，交流电弧的熄灭一般也只需要几个周期。

真空断路器的灭弧只需要半个周期，即电流第一次过零时就能使电弧熄灭。灭弧的基本方法速拉电弧灭弧法1吹弧灭弧法2√迅速拉长电弧→冷却↑电场强度↓√利用气流或油流√吹动电弧→冷却↑√分为纵吹和横吹√纵吹使电弧变细√横吹使电弧拉长√纵横混合吹效果更好（3）长弧切短灭弧法

将长弧分割成许多短弧→维持电弧燃烧所需的最低电压降的总和大于外加电压灭弧的基本方法(4）狭缝灭弧法电弧在狭缝中运动、被拉长→冷却↑，电弧电阻↑

真空具有较高的绝缘强度碰撞游离↓，热游离↓，扩散↑(5）真空灭弧法灭弧的基本方法了解电气触头电气触头:指两个或几个导体之间相互接触的部分

1.接触电阻

---指触头接触面之间发生的电阻，其大小直接反映触头的工作状况。分析

如果接触电阻值过大，则表现为触头的过热，说明触头的工作状况不良，若未及时发现和处理，继而发展成触头烧毁、拉出电弧和飞弧短路，最后使事故扩大。了解电气触头2.对电气触头的要求3.电气触头的分类和结构特点√按接触面的形式：面接触、线接触、点接触。√按结构形式：

1）固定触头——如母线之间的联接、母线与电器的引出端头的连接，采用螺柱