電力行業(yè)概述

電力行業(yè)概述第1頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月中國電力行業(yè)現(xiàn)狀

1998年，電力部撤消，國家電力公司則頒布了“國家電力公司系統(tǒng)公司制改組實(shí)施方案”，確定了“政企分開、省為實(shí)體”和“廠網(wǎng)分開、競價(jià)上網(wǎng)”的主要改革思路。目前，電力行業(yè)被分為“發(fā)電”和“電網(wǎng)”兩塊，發(fā)電企業(yè)分別為華能集團(tuán)、大唐集團(tuán)、華電集團(tuán)、國電集團(tuán)、中電投集團(tuán)5大發(fā)電集團(tuán)，當(dāng)時(shí)基本含蓋了我國所有發(fā)電廠。電網(wǎng)分為了“國家電網(wǎng)公司”和“南方電網(wǎng)公司”基本含蓋國內(nèi)所有電網(wǎng)。第2頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)發(fā)展方向高電壓、大系統(tǒng)大電廠、大機(jī)組高度自動(dòng)化、信息化第3頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月第4頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)于高壓絕緣的說明(內(nèi)部過電壓的分類及特點(diǎn))內(nèi)部過電壓是電力系統(tǒng)內(nèi)部原因引起的，根據(jù)引起原因分兩類：操作過電壓

空載線路合閘過電壓、空載線路分閘過電壓、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中的電弧接地過電壓、切除空載變壓器過電壓暫時(shí)過電壓

工頻過電壓、諧振過電壓泄漏比距或爬距：為了防止浮塵等污穢在絕緣子表面附著,形成通路被絕緣子兩端電壓擊穿,即爬電.

故增大表面距離,即爬距,沿絕緣表面放電的距離即泄漏距離叫爬距.

爬距=表面距離/系統(tǒng)最高電壓.根據(jù)污穢程度不同,

重污穢地區(qū)一般采用爬距為31毫米/每千伏.第5頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月電氣設(shè)備分類

根據(jù)電氣設(shè)備的作用不同，我們一般將電氣設(shè)備分為一次設(shè)備和二次設(shè)備。第6頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月一次設(shè)備通常把生產(chǎn)、變換、傳輸、分配和使用的設(shè)備，如發(fā)電機(jī)、變壓器、母線和斷路器等稱為一次設(shè)備。第7頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月變壓器變壓器中電力系統(tǒng)中的作用是變換電壓，以利于功率的傳輸。電壓經(jīng)升壓變壓器升壓后，可以減少線路損耗，提高送電的經(jīng)濟(jì)性，達(dá)到遠(yuǎn)距離送電的目的。而降壓變壓器則能把高電壓變?yōu)橛脩羲枰母骷?jí)使用電壓，滿足用戶需要。變壓器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)：型式、額定容量、額定電壓、額定電流、空載電流、空載損耗、允許溫升、冷卻方式、接線組別等。第8頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月第9頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月第10頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月1、相別：變壓器可分為單相變（A、B、C相）和三相變兩種。三相油浸式電力變壓器外形圖

1-銘牌；2-信號(hào)式溫度計(jì)；3-吸濕器；4-油表；5-儲(chǔ)油柜；6-安全氣道；7-氣體繼電器；8-高壓套管；9-低壓套管；10-分接開關(guān)；11-油箱；12-放油閥門；13-器身；14-接地板；15-小車

第11頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月第12頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月油枕的作用：

變壓器油有熱脹冷縮的物理現(xiàn)象，加裝油枕熱脹不致使油從變壓器中溢出，冷縮不致使油不足，同時(shí)有了油枕絕緣油和空氣的接觸面大大減小，因而使變壓器內(nèi)不易受到潮氣的侵入，避免油變質(zhì)。第13頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月瓦斯繼電器：

如果充油的變壓器內(nèi)部發(fā)生放電故障,放電電弧使變壓器油發(fā)生分解,產(chǎn)生甲烷、乙炔、氫氣、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙烷等多種特征氣體，故障越嚴(yán)重，氣體的量越大，這些氣體產(chǎn)生后從變壓器內(nèi)部上升到上部的油枕的過程中，流經(jīng)瓦斯繼電器，推動(dòng)瓦斯繼電器內(nèi)的一個(gè)擋扳，使繼電器的常開接點(diǎn)閉合，作用于輕瓦斯保護(hù)發(fā)出警告信號(hào)，重瓦斯則直接啟動(dòng)繼電保護(hù)跳閘，斷開斷路器，切除故障變壓器。當(dāng)然，油流和其他一些因發(fā)熱產(chǎn)生的氣體也可以使瓦斯繼電器動(dòng)作。第14頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月壓力釋放器：

壓力釋放閥裝在一般裝在變壓器側(cè)壁或油箱蓋上，一旦發(fā)生故障，油箱內(nèi)壓力大到一定值時(shí)，壓力釋放閥動(dòng)作，壓力釋放后，又可恢復(fù)密封。第15頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月2、繞組數(shù)與結(jié)構(gòu)：電力變壓器每相的繞組分為雙繞組、三繞組或更多繞組等形式；按電磁結(jié)構(gòu)分為普通雙繞組、三繞組、自耦式及低壓繞組分裂式等形式。普通變壓器的原理圖第16頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月3、繞組接線組別

電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星形“Y”和三角形“d”兩種。在發(fā)電廠和變電站中，主變壓器接線組別一般都采用YN，d11常規(guī)接線。第17頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月4、調(diào)壓方式

為了保證供電質(zhì)量，電壓必須保持在允許的范圍內(nèi)?？梢酝ㄟ^變壓器的分接頭開關(guān)切換，改變高壓繞組的匝數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。切換方式有兩種：一種是不帶電切換，稱為無激磁調(diào)壓（無載調(diào)壓）；另一種是帶電切換，稱為有載調(diào)壓。第18頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月帶電濾油器的作用：

有載分接開關(guān)由切換開關(guān)和分接選擇器組成。有載分接開關(guān)的切換開關(guān)浸在單獨(dú)的油室中。為防止切換開關(guān)油室中的污穢物進(jìn)入變壓器本體而影響變壓器的絕緣性能，油室應(yīng)與變壓器本體隔離。隨著用戶對(duì)電壓質(zhì)量的要求越來越高，變壓器分接開關(guān)每天動(dòng)作的次數(shù)也越來越多。由于在切換開關(guān)切換中變壓器油起熄滅電弧和絕緣的作用，每次切換后變壓器油可能產(chǎn)生分解物和部分游離碳而導(dǎo)致變壓器油劣化。通常廠家在設(shè)計(jì)分接開關(guān)時(shí)可能沒有考慮油室中的變壓器油的在線過濾，因此變壓器檢修規(guī)程要求分接開關(guān)每隔一二年需要換油和吊芯檢查。第19頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月5、冷卻方式

電力變壓器的冷卻方式隨變壓器型式和容量不同而異，一般有自然風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻第20頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月斷路器的介紹CircuitBreaker

功能：正常運(yùn)行時(shí)，倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備或線路接入電網(wǎng)或退出運(yùn)行，起控制作用。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，在繼電保護(hù)裝置的作用下，快速切除故障，起保護(hù)作用。

第21頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月斷路器第22頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月高壓斷路器由以下五個(gè)部分組成：通斷元件，中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，操動(dòng)機(jī)構(gòu)，絕緣支撐件和基座。

通斷元件是斷路器的核心部分，主電路的接通和斷開由它來完成。主電路的通斷，由操動(dòng)機(jī)構(gòu)接到操作指令后，經(jīng)中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳送到通斷元件，通斷元件執(zhí)行命令，使主電路接通或斷開。通斷元件包括有觸頭、導(dǎo)電部分、滅弧介質(zhì)和滅弧室等，一般安放在絕緣支撐件上，使帶電部分與地絕緣，而絕緣支撐件則安裝在基座上。這些基本組成部分的結(jié)構(gòu)，隨斷路器類型不同而異。斷路器根據(jù)滅弧介質(zhì)不同可分為：油斷路器、壓縮空氣斷路器、SF6斷路器、真空斷路器等。

第23頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月其主要參數(shù)如下：

（1）額定電壓(標(biāo)稱電壓)：它是表征斷路器絕緣強(qiáng)度的參數(shù)，它是斷路器長期工作的標(biāo)準(zhǔn)電壓。為了適應(yīng)電力系統(tǒng)工作的要求，斷路器又規(guī)定了與各級(jí)額定電壓相應(yīng)的最高工作電壓。對(duì)3—220KV各級(jí)，其最高工作電壓較額定電壓約高15%左右；對(duì)330KV及以上，最高工作電壓較額定電壓約高10%。斷路器在最高工作電壓下，應(yīng)能長期可靠地工作。（2）額定電流：它是表征斷路器通過長期電流能力的參數(shù)，即斷路器允許連續(xù)長期通過的最大電流。（3）額定開斷電流：它是表征斷路器開斷能力的參數(shù)。在額定電壓下，斷路器能保證可靠開斷的最大電流，稱為額定開斷電流，其單位用斷路器觸頭分離瞬間短路電流周期分量有效值的千安數(shù)表示。當(dāng)斷路器在低于其額定電壓的電網(wǎng)中工作時(shí)，其開斷電流可以增大。但受滅弧室機(jī)械強(qiáng)度的限制，開斷電流有一最大值，稱為極限開斷電流。第24頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）熱穩(wěn)定電流：斷路器處于合閘狀態(tài)下，在一定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，所允許通過電流的最大周期分量有效值，此時(shí)斷路器不應(yīng)因短時(shí)發(fā)熱而損壞。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：斷路器的額定熱穩(wěn)定電流等于額定開斷電流。額定熱穩(wěn)定電流的持續(xù)時(shí)間為2S，需要大于2S時(shí)，推薦4S。（5）動(dòng)穩(wěn)定電流：設(shè)備能承受其電磁力的作用而無電氣或機(jī)械損傷的最大一次電流峰值稱為額定動(dòng)穩(wěn)定電流。（6）固有合閘時(shí)間：從斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)合閘線圈接通到主觸頭接觸這段時(shí)間.（7）固有分閘時(shí)間：斷路器的分閘時(shí)間包括固有分閘時(shí)間和熄弧時(shí)間兩部分。固有分閘時(shí)間是指從操動(dòng)機(jī)構(gòu)分閘線圈接通到觸頭分離這段時(shí)間。熄弧時(shí)間是指從觸頭分離到各相電弧熄滅為止這段時(shí)間。（8）操作循環(huán)：這也是表征斷路器操作性能的指標(biāo)。架空線路的短路故障大多是暫時(shí)性的，短路電流切斷后，故障即迅速消失。因此，為了提高供電的可靠性和系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，斷路器應(yīng)能承受一次或兩次以上的關(guān)合、開斷、或關(guān)合后立即開斷的動(dòng)作能力。此種按一定時(shí)間間隔進(jìn)行多次分、合的操作稱為操作循環(huán)。

第25頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月另外斷路器參數(shù)有：合閘電阻值、工頻耐壓、操作沖擊耐壓、全波雷電沖擊耐壓等、斷口電容器、操作機(jī)構(gòu)閉鎖壓力等。

西門子斷路器第26頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月GIS介紹

GIS全稱為GasInsulatedSwitchgear。它是由斷路器、隔離開關(guān)、快速和慢速接地開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、母線和出線套管等元件，按電氣主接線的要求依次連接，組成一個(gè)整體，并且全部封閉于接地的金屬外殼中，殼內(nèi)充滿一定壓力的SF6氣體。第27頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月第28頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月隔離開關(guān)Isolator隔離開關(guān)也是發(fā)電廠和變電站中常用的開關(guān)設(shè)備。它需要與斷路器配套使用。但隔離開關(guān)無滅弧裝置，不能用來接通和切斷負(fù)荷電流和短路電流。第29頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月隔離開關(guān)也是發(fā)電廠和變電站中常用的開關(guān)設(shè)備。它需要與斷路器配套使用。但隔離開關(guān)無滅弧裝置，不能用來接通和切斷負(fù)荷電流和短路電流。同時(shí)也可用來作為接地閘刀。主要技術(shù)數(shù)據(jù)額定電流、額定電壓、極限通過電流、熱穩(wěn)定電流、爬電距離、動(dòng)穩(wěn)定電流、操動(dòng)機(jī)構(gòu)型號(hào)等。第30頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月隔離開關(guān)第31頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月

主要功能：

1)隔離電壓。在檢修電氣設(shè)備時(shí)，用隔離開關(guān)將被檢修的設(shè)備與電源電壓隔離，以確保檢修安全。

2)倒閘操作。投入備用母線或旁路母線以及改變運(yùn)行方式時(shí)，常用隔離開關(guān)配合斷路器，協(xié)同操作的安全。

3)分、合小電流。因隔離開關(guān)具有一定的分、合小電感和電容電流的能力，一般可以用來進(jìn)行以下操作：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。第32頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月第33頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月消弧線圈用途：消弧線圈是一種帶鐵芯的電感線圈。它接于變壓器（或發(fā)電機(jī)）的中性點(diǎn)與大地之間，構(gòu)成消弧線圈接地系統(tǒng)。正常運(yùn)行時(shí)，消弧線圈中無電流通過。而當(dāng)電網(wǎng)受到雷擊或發(fā)生單相電弧性接地時(shí)，中性點(diǎn)電位將上升到相電壓，這時(shí)流經(jīng)消弧線圈的電感性電流與單相接地的電容性故障電流相互抵消，使故障電流得到補(bǔ)償，補(bǔ)償后的殘余電流變得很小，不足以維持電弧，從而自行熄滅。這樣，就可使接地迅速消除而不致引起過電壓。擋位：

消弧線圈電流通過有載開關(guān)調(diào)節(jié)并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方自動(dòng)控制，采用予調(diào)節(jié)方式，即在正常運(yùn)行方式情況下，根據(jù)電網(wǎng)參數(shù)的變化而隨時(shí)調(diào)節(jié)消弧線圈的分接頭到最佳位置。第34頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月電容器1、耦合電容電力系統(tǒng)中通信用的高頻弱電信號(hào)（如調(diào)度信號(hào)、高頻保護(hù)信號(hào)等）以高壓線路作為載波通道，耦合電容的作用就是為高頻弱電信號(hào)提供通路，同時(shí)阻止高壓工頻電流，從而將強(qiáng)電和弱電系統(tǒng)隔離開來。我們都知道電容器的容抗與頻率成反比，對(duì)高頻信號(hào)它呈現(xiàn)低阻抗，而對(duì)工頻信號(hào)則呈高阻抗，這就是其工作的基本原理。耦合電容下部可能裝有電壓抽取裝置，其原理與電容式電壓互感器相同。注意：相別2、并聯(lián)電容器：因總的負(fù)載呈電感性，提高電源使用效率，提高功率因素,，進(jìn)行無功補(bǔ)償，提高補(bǔ)償點(diǎn)的電壓。注意：相別、連接方式、總?cè)萘俊⑴_(tái)數(shù)等。3、電容器放電線圈：放電線圈與電力電容器或電力電容器組并聯(lián)，當(dāng)電力電容器從回路切除時(shí)，作為放電器件，把電容器上剩余電壓在短時(shí)間內(nèi)降到安全值。當(dāng)電力電容器運(yùn)行時(shí)，作為保護(hù)或測(cè)量器件。主要參數(shù)：放電容量、放電時(shí)間等。第35頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月第36頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月電抗器

分為并聯(lián)電抗器和串聯(lián)電抗器第37頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月1、并聯(lián)電抗器作用：削弱空載或輕載時(shí)長線路的電容效應(yīng)所引起的工頻電壓升高。改善沿線電壓分布和輕載線路中的無功分布并降低線損。減少潛供電流，加速潛供電弧的熄滅，提高線路自動(dòng)重合閘的成功率。有利于消除發(fā)電機(jī)的自勵(lì)磁。第38頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月注意：相別、冷卻方式、絕緣等級(jí)、短路阻抗、保護(hù)設(shè)備等。第39頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月2、串聯(lián)電抗器串聯(lián)電抗器按結(jié)構(gòu)可以分為干式和油浸,干式又分為干式鐵心(主要用于戶內(nèi)),干式空心和半鐵心(主要用于戶外).現(xiàn)在還有一種叫磁屏蔽電抗器,應(yīng)該屬于干式電抗器類.串聯(lián)電抗器在回路中主要作用是抑制合閘涌流和限制諧波.注意：保護(hù)設(shè)備、電抗率等數(shù)據(jù)。第40頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月調(diào)相機(jī)同步調(diào)相機(jī)的結(jié)構(gòu)基本上與同步電動(dòng)機(jī)相同，如果在輸電線的受電端裝一同步調(diào)相機(jī)，在電網(wǎng)負(fù)載重時(shí)，讓其過勵(lì)運(yùn)行，減少輸電線中滯后的無功電流分量，從而可減少線路壓降；在輸電線輕載的情況下，讓其欠勵(lì)運(yùn)行，吸收滯后的無功電流，可防止電網(wǎng)電壓上升，從而維持電網(wǎng)的電壓在一定的水平上。同步調(diào)相機(jī)還有提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。主要數(shù)據(jù)：額定容量、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)速、定子結(jié)線、冷卻方式等。第41頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月二次設(shè)備

對(duì)一次設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量、控制、監(jiān)視和保護(hù)的設(shè)備，稱為二次設(shè)備。如互感器、測(cè)量表計(jì)、繼電保護(hù)裝置等。第42頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月互感器互感器是電力系統(tǒng)中測(cè)量儀表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路信息的傳感器?；ジ衅鲗⒏唠妷骸⒋箅娏靼幢壤兂傻碗妷汉托‰娏?，其一次測(cè)接在系統(tǒng)中，二次側(cè)接測(cè)量儀表與繼電保護(hù)裝置等。互感器二次側(cè)需可靠接地。第43頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月

1、電壓互感器分類：電磁式和電容分壓式電磁式特點(diǎn)：

1）容量很小，類似一臺(tái)小型的變壓器，但要求很高的安全系數(shù)。

2）二次側(cè)儀表和繼電器的電壓線圈阻抗叫大，互感器在接近空載的狀態(tài)下運(yùn)行。電磁式電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)，是指在規(guī)定的一次電壓和二次負(fù)荷變化范圍內(nèi)，負(fù)荷功率因數(shù)為額定值時(shí)，電壓誤差的最大值。由于電壓互感器誤差與二次負(fù)荷有關(guān)，所以同一臺(tái)電壓互感器對(duì)應(yīng)不同的準(zhǔn)確級(jí)便有不同的容量。通常，額定容量是指對(duì)應(yīng)于最高準(zhǔn)確級(jí)的容量。

第44頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月第45頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月電容式電壓互感器電容式電壓互感器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)電容分壓器，220KV以上一定采用電容式電壓互感器。第46頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月電容式電壓互感器

500KV電壓互感器只生產(chǎn)電容式

準(zhǔn)確級(jí)：在規(guī)定一次電壓和二次負(fù)荷變化的范圍內(nèi)，負(fù)荷功率因數(shù)為額定值時(shí)，電壓誤差的最大值。

注：電壓互感器二次側(cè)嚴(yán)禁短路第47頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月2、電流互感器準(zhǔn)確級(jí)：在規(guī)定的二次負(fù)荷變化范圍內(nèi)，一次電流為額定值的最大電流誤差。注：電流互感器二次側(cè)嚴(yán)禁開路。配置原則：電壓互感器位置：母線、35KV及以上線路、發(fā)電機(jī)、變壓器。電流互感器位置：發(fā)電機(jī)、變壓器、出線、母線分段及母聯(lián)斷路器、旁路斷路器。第48頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月第49頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月避雷器無論是電源線還是信號(hào)線及其他用途的金屬導(dǎo)線，從保護(hù)區(qū)外部與電子設(shè)備連接，當(dāng)他們受到雷擊感應(yīng)或其他因素干擾時(shí)就會(huì)產(chǎn)生超出正常情況幾十倍甚至上千倍的電流、電壓及能量，從而損壞設(shè)備。避雷器的作用就是在最短的