設(shè)備管理_輸變電電氣設(shè)備與輸電網(wǎng)知識(shí)

內(nèi)容預(yù)覽輸變電電氣設(shè)備與輸電網(wǎng)知識(shí)1電氣設(shè)備組成一次設(shè)備：直接生產(chǎn)和輸送電能的設(shè)備（發(fā)電機(jī)、變壓器、主母線、高壓互感器、隔離開關(guān)等） 。二次設(shè)備:對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、控制和保護(hù)的設(shè)備圖1-1 電氣設(shè)備組成：發(fā)電-輸電設(shè)備2一次設(shè)備生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備：發(fā)電機(jī)-機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能；電動(dòng)機(jī)-電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；變壓器-電壓升高或降低，滿足輸配電需要。接通或斷開電路的開關(guān)電器：正?；蚴鹿蕰r(shí)，將電路閉合或斷開。斷路器，正常時(shí)用來接通和斷開負(fù)荷電流；故障時(shí)受繼電保護(hù)作用，將電路自動(dòng)斷開。圖2-1 斷路器隔離開關(guān)，將一次設(shè)備與帶電部分可靠隔離，沒有滅弧裝置，因此只有在斷路器斷開后，才能接通和斷開隔離開關(guān)。圖2-2 隔離開關(guān)熔斷器，熔斷器是根據(jù)電流超過規(guī)定值一定時(shí)間后，以其自身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化，從而使電路斷開的原理制成的一種電流保護(hù)器。熔斷器廣泛應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)及用電設(shè)備中，作為短路和過電流保護(hù)，是應(yīng)用最普遍的保護(hù)器件之一。圖2-3 熔斷器接觸器，接觸器是指工業(yè)電中利用線圈流過電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，使觸頭閉合，以達(dá)到控制負(fù)載的電器。接觸器由電磁系統(tǒng)（鐵心，靜鐵心，電磁線圈）觸頭系統(tǒng)（常開觸頭和常閉觸頭）和滅弧裝置組成。其原理是當(dāng)接觸器的電磁線圈通電后，會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場(chǎng)，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動(dòng)觸頭動(dòng)作：常閉觸頭斷開；常開觸頭閉合，兩者是聯(lián)動(dòng)的。當(dāng)線圈斷電時(shí)，電磁吸力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸頭復(fù)原：常閉觸頭閉合；常開觸頭斷開。圖2-4 接觸器限制故障電流和防御過電壓的電器電抗器-限制短路電流，維持母線殘壓。避雷器-防御過電壓圖2-5 避雷器1圖2-6 避雷器2接地裝置：電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的工作接地或保護(hù)人身安全的保護(hù)接地，與地中的接地網(wǎng)相連。載流導(dǎo)體：將電氣設(shè)備連接起來母線，匯集和分配電能架空線，終端線、聯(lián)絡(luò)線電纜，城市、廠站內(nèi)部或附近、穿越江河或海峽時(shí)使用圖2-1 主要電氣一次設(shè)備的圖形符號(hào)3二次設(shè)備儀用互感器：將電路中的高電壓或大電流轉(zhuǎn)換成低電壓、小電流，供給儀表和保護(hù)裝置使用。電壓互感器PT；電流互感器CT測(cè)量表計(jì)：測(cè)量電路中的電氣參數(shù)。電壓表；電流表；功率因數(shù)表繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置：迅速反應(yīng)不正常情況并進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)節(jié)。直流電源設(shè)備：供給控制、保護(hù)和廠用直流負(fù)荷、事故照明的直流用電。直流發(fā)電機(jī)組；蓄電池組；硅整流設(shè)備操作電器、信號(hào)設(shè)備及控制電纜。4輸變電電氣設(shè)備主要內(nèi)容4.1電力變壓器4.1.1電力變壓器的作用電力變壓器室電力系統(tǒng)中廣泛使用的升壓和降壓設(shè)備，它的作用主要有：高壓輸電：發(fā)電機(jī)輸出電壓受絕緣水平限制，最高為20KV左右，如果用這樣的電壓遠(yuǎn)距離輸電，電流大，功率損耗大。在用戶端保證使用人員的安全，降低用電設(shè)備造價(jià)圖4-1 電力變壓器圖示4.1.2電力變壓器的分類按用途分：升壓變壓器、降壓變壓器、聯(lián)絡(luò)變壓器、配電變壓器按相數(shù)分：?jiǎn)蜗嘧儔浩?、三相變壓器按每相繞組的線圈數(shù)：雙繞組、三繞組、自耦、低壓分裂繞組4.1.3電力變壓器的結(jié)構(gòu)核心設(shè)備：鐵芯 + 繞組 （本體）外圍設(shè)備：（1）油：絕緣和散熱 需要油的部位：本體、調(diào)壓開關(guān)、引出線 結(jié)構(gòu)：儲(chǔ)油（油枕） 吸濕（硅膠） 監(jiān)視油位（油枕、調(diào)壓開關(guān)、套管） 監(jiān)視油溫 監(jiān)視油的分解，診斷內(nèi)部故障（瓦斯繼電器）（2）冷卻系統(tǒng)：強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷（大容量變壓器） 風(fēng)扇 潛油泵（油流繼電器）圖4-2 電力變壓器的結(jié)構(gòu)圖4-3 電力變壓器實(shí)物照片4.2開關(guān)設(shè)備4.2.1開關(guān)電器的作用和種類（1）作用：在正常情況下，由于檢修或改變運(yùn)行方式，將發(fā)電機(jī)、變壓器、線路等接入電網(wǎng)或退出，起控制作用。在故障時(shí)，迅速切斷故障部分，保證無故障部分正常運(yùn)行，起保護(hù)作用。（2）種類：僅用來在正常工作情況下，斷開或閉合正常工作電流。如：高壓負(fù)荷開關(guān)、低壓閘刀開關(guān)、接觸器、磁力啟動(dòng)器。僅用來斷開故障情況下的過負(fù)荷電流或短路電流。如：高、低壓熔斷器。 既用來斷開或閉合正常工作電流，也用來斷開或閉合過負(fù)荷電流或短路電流。如：高壓斷路器、低壓空氣開關(guān)（能起控制和保護(hù)的作用）不要求斷開或閉合電流，只用來在檢修時(shí)隔離電壓。如：隔離開關(guān)。4.2.2電弧的形成與熄滅（1）電弧產(chǎn)生的條件：電源電壓大于1020V，電流大于80100mA，動(dòng)靜觸頭分離瞬間，觸頭間產(chǎn)生電弧。觸頭分開后，電路中有電流，電弧導(dǎo)電，電弧中有大量自由電子。（2）電弧的危害電弧的溫度很高，可達(dá)50007000度以上，常超過金屬的汽化點(diǎn)，可能燒壞開關(guān)電器的金屬觸頭。燒壞開關(guān)電器的絕緣。如，燒壞瓷絕緣的表面，甚至完全損壞，或者使有機(jī)絕緣材料炭化，以致失去絕緣性能。 若電弧長時(shí)間不熄滅，不僅燒壞開關(guān)電器，而且造成系統(tǒng)事故，威脅電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。（3）電弧產(chǎn)生的物理過程電弧的產(chǎn)生和維持是觸頭間中性質(zhì)點(diǎn)（分子和原子）被游離的結(jié)果。游離就是中性質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為帶電質(zhì)點(diǎn)。4.2.3高壓斷路器熄滅交流電弧的基本方法結(jié)構(gòu)：滅弧裝置 + 操縱機(jī)構(gòu)（1）滅弧介質(zhì)具有較高的傳熱能力、介電強(qiáng)度、熱游溫度和熱容量。按滅弧介質(zhì)和滅弧方式分為：多油、少油、壓縮空氣、SF6、真空 壓縮空氣 1 減緩電子運(yùn)動(dòng)速度 壓力表 油（氫） 7.5 分解為H2 油壓表，油位計(jì) SF6 100 很強(qiáng)的吸附電子的能力 壓力表（0.6MPa左右） 真空15 降低電子濃度 圖4-4 六氟化硫斷路器(2)采用特殊金屬材料作滅弧觸頭：銅鎢和銀鎢合金熔點(diǎn)高、導(dǎo)熱系數(shù)和熱容量大的金屬，減少熱電子發(fā)射。(3)利用氣體或油吹動(dòng)電弧 ：擴(kuò)散和冷卻空氣：2.3MPa SF6: 0.30.6MPa縱吹、橫吹、環(huán)吹(4)采用多斷口熄弧 ：在相等的觸頭行程下，拉長電弧各斷口電壓分布基本相等的措施：斷路器加并聯(lián)電容(5)采用強(qiáng)有力的分閘機(jī)構(gòu)，提高觸頭分離速度，拉長電弧操動(dòng)機(jī)構(gòu)：斷路器進(jìn)行合閘、分閘操作，并保持在合閘狀態(tài)，這些任務(wù)全靠操動(dòng)機(jī)構(gòu)完成。操動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)作過程，實(shí)際上是使操動(dòng)元件（如合閘元件或分閘元件）獲得動(dòng)能，再通過拐臂和連桿機(jī)構(gòu)，將動(dòng)能傳到觸頭，去實(shí)現(xiàn)合閘或分閘，操動(dòng)系統(tǒng)中獨(dú)立于斷路器本體的那一部分，稱為操動(dòng)機(jī)構(gòu)。其它作為傳遞動(dòng)力的部分，稱傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。圖4-5 隔離開關(guān)示意圖4.2.4 隔離開關(guān)主要用途 沒有滅弧功能,隔離電壓,倒閘操作 分合小電流：分、合避雷器、電壓互感器和空載母線 分、合勵(lì)磁電流不超過2A的空載變壓器 關(guān)、合電容電流不超過5A的空載線路 隔離開關(guān)的種類安裝地點(diǎn)：屋內(nèi)式和屋外式絕緣支柱數(shù)目：?jiǎn)沃㈦p柱、三柱圖4-4 GW4型隔離開關(guān)4.3電力互感器互感器包括電流互感器（TA 或CT）和電壓互感器（TV或 PT）。（1）將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓（100V）和小電流（5A 1A），使測(cè)量儀表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)輕巧、價(jià)格便宜和便于屏內(nèi)安裝。（2）使二次設(shè)備與高壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身安全。CT（電流互感器） 充油的：油位計(jì) 充SF6氣體的：壓力表PT（電壓互感器） 充油的：油位計(jì)4.4 避雷器監(jiān)視泄露電流4.5 阻波器阻止高頻信號(hào)進(jìn)入廠站內(nèi)高頻保護(hù)：線路保護(hù)的一種，電網(wǎng)故障時(shí)，線路兩端的收發(fā)訊機(jī)發(fā)出高于工頻（50HZ）的信號(hào)，由阻波器限制該高頻只在本線路上傳輸。懸掛式、支撐式圖4-5 阻波器4.6電氣主接線及配電裝置（1）各種電氣設(shè)備根據(jù)工作的要求和它們的作用，依一定次序用導(dǎo)線連接成的電路，稱為電氣接線。一次設(shè)備連接成的電路成為電氣主接線。二次設(shè)備連成的電路稱為二次電路。（2）配電裝置：由開關(guān)電器、保護(hù)和測(cè)量電器、母線和必要的輔助設(shè)備和建筑物組成的整體，用來接受和分配電能的裝置。按電氣設(shè)備裝設(shè)地點(diǎn)，分屋內(nèi)和屋外配電裝置。圖4-5 單母線接線圖4-5 單母線分段圖4-6 雙母線帶旁路5電力網(wǎng)的分類（1）按作用分輸電網(wǎng)：由發(fā)電廠、輸電線路及連接這些線路的變電所組成，主要任務(wù)是輸送電力。電力系統(tǒng)的主網(wǎng)絡(luò)（主網(wǎng)），電壓最高的電網(wǎng)，起骨架作用（網(wǎng)架）。配電網(wǎng)：由配電線路和配電變電所組成，其任務(wù)是分配電力到各配電所，再向用戶供電。 （2）按結(jié)構(gòu)分 開式電網(wǎng)：用戶只能從單方向得到供電。閉式電網(wǎng)：用戶可從兩個(gè)及兩個(gè)以上方向得到供電。 （3）按電壓等級(jí)分 低壓電網(wǎng)：1KV 中壓電網(wǎng)：1KV10KV高壓電網(wǎng)：10