发电厂电气部分复习

1、第一章 绪论· 电力系统：由各种电压的电力线路将一些发电厂、变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变配电和用电的整体。· 发电系统：电源、各种发电厂· 输电系统：输电线路、设备· 变配电系统：变配电线路、设备· 用电系统：用电器、负荷· 发电厂（power plant）又称发电站，是将自然界蕴藏的各种一次能源转换为电能（二次能源）的工厂。发电厂按其所利用的能源不同，分为水力发电厂、火力发电厂、核能发电厂以及风力发电厂、海洋能发电厂、地热发电厂、太阳能发电厂、生物质能发电站、磁流体发电等类型。· 火力发电：利用煤、石油、天

2、然气和垃圾等燃料所含能量发电的方式。· 主要设备：锅炉、汽轮机、发电机及各种辅机· 能量转换过程：燃料化学能热能机械能电能 · 生产过程：燃料在锅炉里燃烧使水变成蒸汽推动汽轮机转子旋转带动发电机转子旋转发电机产生电能· 分类：凝汽式汽轮机发电厂、燃气轮机发电厂、内燃机发电厂、蒸汽燃气轮机发电厂· 我国目前主要的电能来源，2012年煤电总装机75811万千瓦，占的66.2%；发电3.68万亿千瓦时，占总发电量的73.9%。· 发展趋势：逐年降低· 水力发电：利用水的位能来生产电能的电站· 主要设备：压力水管、水轮机、

3、发电机· 能量转换过程：水流位能机械能电能 · 分类：坝后式、引水式、河床式、混合式、抽水蓄能水电厂· 生产过程：高处的水经压力水管推动水轮机转子旋转带动发电机转子旋转发电机发出电能· 缺点：水电建设的初投资较大，建设周期较长。优点：发电成本较低，仅为火电发电成本的1/31/4；而且水电属于清洁、可再生的能源，有利于环境保护；同时水电建设，通常还兼有防洪、灌溉、航运、水产养殖和旅游等多项功能· 核能电站：利用原子核的裂变来生产电能的电站· 主要设备：核反应堆、蒸汽发生器、汽轮机、发电机· 特点：巨大的能源、安全、清洁

4、3; 一个1000MW的火电厂一天燃煤9600t，同样大的核电厂只要3.3kg的U235。· 国外为常规能源电站，我国为新能源电站。· 能量转换过程：核裂变能热能机械能电能 · 风力发电· 原理：利用风力的动能生产电能· 主要设备：叶片、风力机、升速齿轮、发电机· 特点：清洁、廉价、可再生、密度小、随机性、不稳定、单机容量不大、绿色能源、过程性能源、不能直接存储、技术要求高· 太阳能发电简介· 原理：利用太阳光能或太阳热能生产电能· 太阳能光热发电：用反光镜集热产生蒸汽，用汽轮机来发电· 太阳能

5、光伏发电：用光电池直接把太阳能转化为电能· 特点：安全、经济、无污染、取之不尽· 地热发电· 原理：利用地球内部蕴藏的大量地热能生产电能· 特点：不消耗燃料、清洁·· 海洋能（潮汐发电厂图形）海洋能发电，海洋能是蕴藏在海水中的可再生能源，如潮汐能、波浪能、海流能、海洋温差能、海洋盐差能等。变电所· 1、电压等级分：特高压（1000kV及以上）、超高压（330kV750kV）、高压（35kV220kV）、中压（3kV10kV）、低压（0.28kV0.38kV）· 2、供电对象差异分：城镇变电所、工业变电所、农业变电所

6、· 3、在电力系统中的低位和作用分：系统枢纽变电所、地区重要变电所、一般变电所· 一次设备：供配电系统中，用于发出、传输、变换、分配和使用电能的主电路。· 发用电设备：发电机、电动机· 变换设备：变压器、互感器· 控制设备：高低压断路器、开关· 保护设备：熔断器、继电保护设备· 补偿设备：电容器、电抗器、调相机、消弧线圈· 成套设备：高低压开关柜、低压配电屏、动力和照明配电箱· 输送设备：母线、架空线、电缆、配电线· 防御过电压设备：避雷针、避雷线、避雷带、避雷网、避雷器· 绝缘设备：

7、绝缘子，绝缘层· 二次设备：用来控制、指示、监测和保护一次回路运行的电路。· 测量设备· 绝缘监察装置· 控制和信号装置· 继电保护及自动装置· 直流电源设备· 塞流线圈（高频阻波器）· 电气主接线：一次设备按预期的生产流程所连接成的电路。· 目的：表明电能的生产、汇集、转换、分配关系和运行方式，是运行操作、切换电路的依据。· 配电装置：按主接线图，由母线、开关设备保护电器、测量表计及必要的辅助设备组建成接受和分配电能的装置。· 安装地点分：屋内配电装置、屋外配电装置· 电气

8、设备组装方式分：装配式配电装置、成套式配电装置· 电压等级分：10kV、35kV、110kV、220kV、500kV第二章 导体的发热、电动力及开关电器的灭弧原理· 导体和电器的运行状态：正常、短路、空闲、过载、轻载· 短路和过载都会导致导体和电器发热。· 1、发热原因：· （1）当电流通过导体时，在导体电阻中所产生的电阻损耗。· （2）绝缘材料在电压作用下所产生的介质损耗。· （3）导体周围的金属构件，特别是铁磁物质，在电磁场作用下，产生的涡流和磁滞损耗。· 2、发热分类：· （1）长期发热：导体和电器

9、中长期通过正常工作电流所引起的发热。（2） 短时发热：由短路电流通过导体和电器时引起的发热· 3、发热对导体和电器的不良影响：· （1）机械强度下降· （2）接触电阻增加 · （3）绝缘性能降低 · 4、为了保证导体在长期发热和短时发热作用下能可靠、安全地工作，应使其发热的最高温度不超过导体的长期发热和短时发热最高允许温度。· （1） 导体的长期发热最高允许温度不应超过+70，在计及日照影响时，钢心铝线及管形导体可按不超过+80考虑。当导体接触面处有镀（搪）锡的可靠覆盖层时，可提高到+85。· （2） 导体的短时最高允许温度

10、，对硬铝及铝锰合金可取+200，硬铜可取+300。 · 为提高导体的载流量，可采取下列措施。· （1）减小导体电阻R。采用电阻率P小的材料，如铜、铝、铝合金等；减小接触电二，如接触面镀锡、银等；增加截面积S，但S增加到一定程度时，Ks随S的增加而增，故单根标准矩形导体的S不大于1250mm2，单根不满足要求时，可采用24根，或采用槽形、管形导体。· （2）增大导体的换热面F。同样截面积S下，实心圆形导体的表面积最小，而矩形、槽形导体的表面积较大。· （3）提高换热系数。导体的布置尽量采用散热最佳的方式，如矩形导体竖放较平放乳热效果好；屋内配电装置的导体表

11、面涂漆，可提高辐射系数，从而提高辐射散热能力，但屋外配电装置的导体不宜涂漆，而保留光亮表面，以减少对日照热量的吸收；采用强迫冷却。· 目的：确定导体通过短路电流时的最高温度（短路故障切除时的温度）是否超过短时最高允许温度，若不超过，则称导体满足热稳定，否则就是不满足热稳定。· 短时发热过程特点：· （1）发热时间很短，电流比正常工作电流大的多，导体产生的热量来不及散失到周围介质中去，全部用来使导体温度升高，散热量可以忽略不计。· （2）在短时间内，导体的温度快速升高，其电阻和比热容（温度变化1，单位质量物体吸热量的变化量）不再是常数而是温度的函数。

12、83; 大电流导体（母线）的周围存在强大的交变磁场，使附近的钢铁构件（如支持母线结构的钢梁、防护遮栏的钢柱或网板、混凝土中的钢筋、金属管路等）产生很大的磁滞和涡流损耗，钢构因而发热；如果钢构成闭合回路，还会感应产生环流，使功率损耗和发热更严重。· 钢构中的损耗和发热随导体工作电流的增加而急剧增大，当导体电流大于3000A时，其附近钢构的发热便不容忽视，钢构的温升可能使材料产生变形和损坏，混凝土中的钢筋受热膨胀可能使混凝土产生裂缝，并明显影响运行的经济性、恶化设备和工作人员的运行条件。· 因此，规定了钢构发热的最高允许温度：人可触及的钢构为70（避免烫伤），人不可触及的钢构为

13、100（避免引起火灾），混凝土中的钢筋为80。· 减少钢构损耗和发热的措施：· （1）加大钢构和载流导体的距离· （2）断开载流导体附近的钢构闭合回路并加上绝缘垫· （3）采用电磁屏蔽（短路环）· （4）采用分相封闭母线· 导体通过电流时，相互之间的作用力称电动力。· 正常工作电流所产生的电动力不大，但短路冲击电流所产生的电动力可达很大的数值，可能导致导体或电器发生变形或损坏。导体或电器必须能承受这一作用力，才能可靠地工作。为此，必须研究短路冲击产生的电动力大小和特征。· 进行电动力计算的目的，是为了校验导体或电器

14、实际所受到的电动力是否超过其允许应力，以便选择适当强度的电气设备，这种校验称动稳定校验。· 大电流敞露母线的缺点：· 容易受到外界影响· 发生短路时，发热和电动力很大· 分相封闭母线具有以下优点：· 不受自然环境和外物影响，能防止相间短，外壳多点接地，保证了人员接触外壳的安全；· 外壳的环流和涡流的屏蔽作用，使壳式分相封闭母线内磁场大为减弱，从而使短路时母线间的电动力大大减小，可增大支持绝缘子的跨距；· 壳外磁场也大大减弱，从而减少了母线附近钢构的发热；· 外壳可兼作强迫冷却管道，提高母线载流量；· 安装

15、、维护工作量小。· 其主要缺点是：母线散热条件较差；外壳产生损耗；有色金属消耗量增加。· 电弧：一种气体放电现象，电流通过某些绝缘介质(例如空气)所产生的瞬间火花。动画 · 特点：功率大，光亮很高，温度很高，自持性、扩散性· 危害：· 延长电路开断时间；· 高温烧坏触头母线和电气设备以及人员；· 弧光损伤人的视力。· 1、电弧的产生原因：· （1）触头和触头周围的介质中含有大量可被游离的电子；· （2）分断的触头间存在足够大的外施电压；· 2、游离方式：· （1）热电发射：炽

16、热光斑温度升高电子吸收热量发射成为自由电子；· （2）高电场发射：开关断开强大电场拉出电子；· （3）碰撞游离：“雪崩”现象；· （4）高温游离：高温中性质子正离子和电子· 3、去游离方式：· （1）正负带电质点的“复合” · （2）正负带电质点的“扩散” · 4、交流电弧特点：· （1）交流电弧伏安特性，图；· （2）电弧电压的波形呈马鞍形变化；· （3）交流电流过零时，电弧暂时熄灭；· 5、电弧的熄灭条件：去游离游离率· 6、影响游离作用的物理因素：· （1）气

17、体介质的温度。温度越高，热游离越强烈。· （2）介质的压力。压力越大，自由电子的平均自由行程越小，发生碰撞游离的可能性越小。· （3）触头之间的外加电压。电压越高越容易将间隙击穿。· （4）触头之间的开断距离。开断距离增大则减小间隙中的电场强度。· （5）触头之间的介质种类。不同介质游离电场不同，热游离温度也不同。· （6）开关电器的触头材料。不同金属的蒸气有不同的游离电压，有些金属耐高温，不易产生金属蒸气。·· 1、采用灭弧能力强的灭弧介质· （1）变压器油；（2）压缩空气；（3）SF6气体；（4）真空·

18、; 2、利用气体或油吹弧· （1）横吹；（2）纵吹· 3、采用特殊金属材料作灭弧触头· 4、在断路器两端加装低值并联电阻· 5、采用多断口熄弧· 6、提高断路器触头的分离速度· 7、低压开关中的熄弧方法· （1）金属灭弧栅灭弧；（2）固体介质狭缝灭弧第三章 电气设备的结构和工作原理· 绝缘子：支持和固定裸载流导体，并使裸载流导体与地或装置绝缘。· 绝缘子特点：足够的绝缘强度、机械强度、耐热、防潮· 绝缘子分类：· 电压分：高压绝缘子、低压绝缘子· 用途分：电站绝缘子、电器绝缘

19、子、线路绝缘子· 安装地点分：户内式、户外式· 绝缘材质分：瓷质绝缘子、玻璃绝缘子、复合材料绝缘子· 结构形式分：1、支柱式绝缘子；2、盘形悬式绝缘子；3、套管式绝缘子· 绝缘子组成：绝缘件、金属附件· 绝缘子运行：能在115%额定电压运行、能承受短路电流产生的最大电动力·· 外胶装：将铸铁底座和圆形铸铁帽均用水泥胶合剂胶装在瓷件的外表面，铸铁帽上有螺孔，用来固定母线金具，圆形底座的螺孔用来将绝缘子固定在构架或墙壁上。· 内胶装：将绝缘子的上、下金属配件均胶装在瓷件孔内。· 联合胶装：绝缘子的上金属配件采

20、用内胶装结构，而下金属配件则采用外胶装结构的一种胶装方式。· 针式支柱绝缘子属空心可击穿结构，较笨重，易老化。· 棒式绝缘子为实心不可击穿结构，一般不会沿瓷件内部放电，运行中不必担心瓷体被击穿，与同级电压的针式绝缘子相比，具有尺寸小、质量轻、便于制造和维护等优点。因此，它将逐步取代针式绝缘子。· 2、悬式绝缘子：应用于35kV及以上屋外配电装置和架空线路上，按其帽及脚的连接方式不同又分为球形的和槽形两种。· 钟罩形防污绝缘子的污闪电压比普通型绝缘子高2050；· 双层伞形防污绝缘子具有泄漏距离大、伞形开放、裙内光滑、积灰率低、自洁性能好等优点；

21、· 草帽形防污绝缘子也具有积污率低、自洁性能好等优点。· 3、套管绝缘子：用于母线在屋内穿过墙壁或天花板，以及从屋内向屋外引出，或用于有封闭外壳的电器（断路器、变压器）的载流部分引出壳外。· 套管绝缘子根据结构形式不同可分为带导体型和母线型两种。带导体型套管的载流导体与绝缘部分制成一个整体，导体材料有铜和铝，导体截面有矩形和圆形；母线型套管本身不带载流导体，安装使用时，将载流母线装于套管的窗口内。· 定义：在发电厂和变电站的各级电压配电装置中，发电机、变压器等大型电气设备与各种电器装置之间连接的导体。· 作用：汇集、分配和传送电能，故又称汇流排

22、。· 重要性：母线是构成电气主接线的主要设备，包括一次设备部分的主母线和设备连接线、站用电部分的交流母线、直流系统的直流母线、二次部分的小母线等。· 1、母线材料· 分类：铜母线、铝母线、铝合金母线及钢母线· 铜母线：导电性能做好、铜贮藏量少、价格贵；· 铝母线：且导电率仅次于铜、铝质轻、价廉、机械强度较差· 铝合金母线：补强铝母线机械强度较差的措施· 钢母线：机械强度大、价格低廉、导电性差、交流电路中会产生强烈的集肤效应、很大的磁滞损耗和涡流损耗· 2、母线的截面形状· 分类：矩形、槽形、管形、圆形和绞

23、线等形式· 矩形母线：安装简单、连接方便、散热好、集肤效应较大、35kV及以下应用；· 槽形母线：机械强度更高、35kV及以下应用；· 管形母线：空心导体、集肤效应小、电晕放电电压高、机械强度高、散热条件好、110kV及以上应用；· 圆形母线：曲率半径不够大、抗弯能力差；· 绞线：软母线、以钢芯铝绞线为例，由多股铝线绕在单股或多股钢线的外层构成，具有机械强度高、导电性好、安装方便、价格低廉等优点。· 3、封闭母线· 定义：用专门的外壳封闭· 应用：常用于连接发电机与变压器· 目的：可以避免由外物造成的母线

24、短路故障，以及因气候剧烈变化及污秽造成地绝缘子闪络，从而大大提高了母线运行的可靠性。· 分类：按外壳材料不同可分为塑料外壳和金属外壳。按外壳与母线间的结构形式不同可分为不隔相式、隔相式和分相封闭式三种。· 结构：· a.载流导体，一般用铝制成，采用空心结构以减小集肤效应。当电流很大时，还可采用水内冷圆管母线。· b.保护外壳，由58mm的铝板制成圆管形。c.支柱绝缘子，采用多棱边式结构以加长漏电距离，每个支持点可采用14个支柱绝缘子· 4、绝缘母线· 应用：是变电站及发电厂厂用变电站内裸母线、电缆的最佳替代品，最适用于紧凑型变电站、地

25、下变电站及地铁用变电站，可减少占地面积、运行可靠。· 构成：导体、环氧树脂渍纸绝缘、地屏、端屏、端部法兰和接线端子。· 6、母线的着色要求· 硬母线安装后，应进行油漆着色，主要是为了便于识别相序、防锈蚀、美观及增强散热能力。实验结果表明：按规定涂刷相色漆的母线可增加12%15%的载流量。母线油漆颜色应符合以下规定：· 三相交流母线：A相黄色，B相绿色，C相红色。· 单相交流母线：从三相母线分支来的应与引出相颜色相同。· 直流母线：正极赭色，负极蓝色。· 直流均衡汇流母线及交流中性汇流母线：不接地者紫色，接地者紫色带黑色横条。

26、· 软母线不需着色。但常在母线构架上、设备裸带电体或出线套管顶帽上涂刷相色漆，以示相序。· 8、母线的布置方式：· 水平布置：允许载流量不大、机械强度较高· 竖直布置：散热性强、机械强度和绝缘能力都很高、投资高· 电力电缆：各相导体之间及导体对地之间均有可靠绝缘层，且有密封护套将全部绝缘导体一并加以保护和封闭，而且还有外护层保护密封护套。· 与母线相比，电缆结构极为紧凑，占用空间要小得多；走向和布置极为灵活方便；现场施工简便；在无外界严重损伤和破坏（包括机械损坏与火灾）的条件下运行可靠性高。· 电缆的导体散热条件不如裸母线好

27、，应用于在小电流长距离的配电；大电流短距离回路宜采用母线。· 与架空线路相比，它可以直接埋在地下及敷设在电缆沟、电缆隧道中，也可以敷设在水中或海底，具有防潮、防腐、防损伤、不占地面、不占用空中走廊、不妨碍观瞻等优点，基本不受外力和气象条件影响，运行安全可靠，所以得到广泛应用。但是，电缆线路具有造价高、敷设麻烦、维护检修不便、难以发现和排除故障等缺点，故使用上应加以重视。· 1、电缆分类、结构及性能· 分类：· 按电压等级分：低压电缆；中压电缆；高压电缆；超高电缆及特高电缆。· 按电缆芯数分：有单芯、双芯、三芯、四芯四种。· 按传输电能

28、的形式分：分为直流电缆和交流电缆。· 按特殊需求分：有输送大容量电能的电缆、阻燃电缆和光纤复合电缆等品种。· 按电缆绝缘材料和结构分：有油浸纸绝缘电缆、聚氯乙烯绝缘电缆（或称塑料电缆）、交联聚乙烯绝缘电缆（简称交联电缆）、橡皮绝缘电缆、高压充油电缆、SF6气体绝缘电缆等。· 2、常用电缆中间接头盒和终端接头盒的结构和性能· 电缆接头应达到的技术要求· 导体连接良好。· 绝缘可靠。· 密封良好。· 足够的机械强度。· 架空线路：指室外架设在电杆上用于输送电能的线路。· 优点：成本低、投资少、安装容

29、易、维护和检修方便、易于发现和排除故障；· 缺点：受大气影响、易受雷击、冰雪、风暴和污秽空气的危害、且要占用一定的地面和空间、有碍交通和观瞻。· 现代化工厂有逐渐减少架空线路、改用电缆线路的趋向。· 组成：导线、电杆、横担、绝缘子、线路金具、拉线、板桩、避雷线等。· 1.架空线路的导线· 2.电杆、横担和拉线· 3.绝缘子和线路金具· 4.架空线路的敷设· 金具：送电线广泛使用的铁制或铝制金属附件· 架空线路敷设要求和路径选择：· (1)路径要短，转角尽量地少。· (2)尽量避开河洼和

30、雨水冲刷地带、不良地质地区及易(燃、易爆等危险场所。· (3)不应引起机耕、交通和人行困难。· (4)不宜跨越房屋，应与建筑物保持一定的安全距离。· (5)应与工厂和城镇的整体规划协调配合，并适当考虑今后的发展。· 电抗器：也叫电感器，一个导体通电时就会在其所占据的一定空间范围产生磁场，所以所有能载流的电导体都有一般意义上的感性。· 然而通电长直导体的电感较小，所产生的磁场不强，因此实际的电抗器是导线绕成螺线管形式，称空心电抗器；· 有时为了让这只螺线管具有更大的电感，便在螺线管中插入铁心，称铁心电抗器。· 电抗分为感抗和容

31、抗，比较科学的归类是感抗器（电感器）和容抗器（电容器）统称为电抗器，然而由于过去先有了电感器，并且被称为电抗器，所以现在人们所说的电容器就是容抗器，而电抗器专指电感器。· 电抗器的用途非常广泛· 用途：· 并联电抗器一般接在超高压输电线路的末端和地之间，起无功补偿作用；· 滤波电抗器在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波；· 消弧电抗器又称消弧线圈，接在三相变压器的中性点和地之间，用以在三相电网的一相接地时供给电感性电流，补偿流过中性点的电容性电流，使电弧不易持续起燃，从而消除由于电弧多次重燃引起的过电压；· 通信电抗器

32、又称阻波器，串联在兼作通信线路用的输电线路中，用来阻挡载波信号，使之进入接收设备，以完成通信的作用。 · 普通电抗器，在电压为610kV的屋内配电装置中，我国广泛采用混凝土柱式限流电抗器（又称水泥电抗器）。它由绕组、水泥支柱及支柱绝缘子构成。· 分裂电抗器，为了限制短路电流和使母线有较高的残压，要求电抗器有较大的电抗；而为了减少正常运行时电抗器中的电压和功率损失，要求电抗器有较小的电抗。这是一个矛盾，采用分裂电抗器有助于解决这一矛盾。· 定义：high-voltage circuit-breaker，文字符号为QF，额定电压为3kV及以上，能够关合、承载和开断运行

33、状态的正常电流，并能在规定时间内关合、承载和开断规定的异常电流（如短路电流、过负荷电流）的开关电器。· 重要性：高压断路器是电力系统中最重要的控制和保护设备。· 作用：· 一是控制作用：即根据电网运行要求，将一部分电气设备及线路投入或退出运行状态、转为备用或检修状态；· 二是保护作用：即在电气设备或线路发生故障时，通过继电保护装置及自动装置使断路器动作，将故障部分从电网中迅速切除，防止事故扩大，保证电网的无故障部分正常运行。· 功能：· 导电，在正常的闭合状态时应为良好的导体，不仅对正常的电流，而且对规定的短路电流也应能承受其发热和电

34、动力的作用，保持可靠的接通状态。· 绝缘，相与相之间、相对地之间及断口之间应具有良好的绝缘性能，能长期耐受最高工作电压，短时耐受大气过电压及操作过电压。· 开断，在闭合状态的任何时刻，应能在不发生危险过电压的条件下，在尽可能短的时间内安全地开断规定的短路电流。· 关合，在开断状态的任何时刻，应能在断路器触头不发生熔焊的条件下，在短时间内安全地闭合规定的短路电流。· 高压断路器有许多种类，其结构和动作原理各不相同。按灭弧介质和灭弧原理的不同进行分类，高压断路器主要有以下几种：· 1、六氟化硫（SF6）断路器：采用具有优良灭弧性能的SF6气体作为灭

35、弧介质的断路器。· 2、真空断路器：在真空中开断电流，利用真空的高绝缘强度来实现灭弧的断路器。· 3、油断路器：采用绝缘油作为灭弧介质的断路器。· 4、压缩空气断路器：采用压缩空气作为灭弧介质及操动机构能源的断路器。1、 额定电压UN（kV）2、 额定电流IN（A）3、 额定短路开断电流INbr（kA）4、 额定关合电流INcl（kA）5、 额定热稳定电流It（kA）6、 额定动稳定电流ish（kA）真空断路器：以真空作为灭弧和绝缘介质，在真空容器中进行电流开断与关合的断路器。真空断路器主要由真空灭弧室、支架和操动机构三部分组成。真空灭弧室是真空断路器的核心元件，

36、具有开断、导电和绝缘的功能，主要由绝缘外壳，动、静触头，屏蔽罩和波纹管组成，其结构如图所示。真空灭弧室的性能主要取决于触头的材料和结构，还与屏蔽罩的结构、灭弧室的材质以及制造工艺有关。真空断路器的总体结构可分为落地式和悬臂式两种基本形式。3.6 断路器的操动机构· 3.6.1 手动操作机构· 3.6.2 电磁操作机构· 3.6.3 弹簧操动机构· 3.6.4 气动操作机构· 3.6.5 液压操作机构· 高压隔离开关：high-voltage disconnector，文字符号QS，隔离高压电源，以保证其他设备和线路安全的开关设备。&#

37、183; 用途：· 在检修电气设备时，使检修设备与带电部分之间有明显可见的断口； · 改变设备状态（运行、备用、检修）时用来配合断路器协同完成倒闸操作；· 分、合小电流，如互感器、避雷器、空载母线、空载变压器、空载线路；· 接地开关可代替接地线，保证检修安全。 额定电压（kV） 最高工作电压（kV 额定电流（A） 热稳定电流（kA） 极限通过电流峰值（kA）· 高压熔断器(fuse，中文符号FU)：一种在电路电流超过规定值并经一定时间后，使其熔体熔化而分断电流、断开电路的一种保护电器。· 用途：线路、电力变压器、电压互感器、电容器组和

38、电动机等设备的短路及过载保护。熔断器不能开断与关合正常负荷电流，因此需要与负荷开关、重合器等其他开关电器配合使用，为了使用更安全、方便，常将熔断器和刀开关电器封装在一个壳体内，再通过优化结构，减小零部件，可以衍生出刀熔开关等新型设备，从而进一步减小体积及降低成本。· 特点：结构简单、体积小、质量轻、价格低廉、维护方便、使用灵活等· 工作原理：熔断器工作时需与被保护元件串联在电路中，其内部金属熔体是一个易于熔断的导体，也是电路中最薄弱的导电环节。在正常工作状态下，通过熔体的电流较小，熔体的温度虽然上升，但不致达到熔点，熔体不会熔化，电路能可靠接通。一旦电路发生过负荷或短路故障

39、时，电流显著增大，并使熔体迅速升温超过熔点，在被保护设备的温度未达到破坏其绝缘之前熔化，将电路切断，从而使线路中的电气设备得到了保护。· 熔断器的工作过程大致可分为以下四个阶段：· （1）熔断器的熔体因过载或短路而加热到熔化温度。· （2）熔体的熔化和气化。· （3）触点之间的间隙击穿和产生电弧。· （4）电弧熄灭、电路被断开。· 高压负荷开关（high-voltage load switch文字符号为QL）：具有简单的灭弧装置，能通断一定的负荷电流和过负荷电流，（通常为34倍）的过载电流，不能断开短路电流的开关设备。· 结

40、构上应满足的要求如下：· （1）要有明显可见的间隙。负荷开关在分闸位置时要有明显可见的间隙。 · （2）经受开断次数要多。· 现代负荷开关有两个明显的特点：· 一是具有三工位，即合闸-分闸-接地；· 二是灭弧与载流分开，灭弧系统不承受动热稳定电流，而载流系统不参与灭弧。· 负荷开关分类：· 灭弧方式：油负荷开关、磁吹负荷开关、压气式负荷开关、产气式负荷开关、真空负荷开关、六氟化硫负荷开关；· 交流高压接触器：一种高压控制电器，适用于3-10kV、50Hz三相交流系统中，供发电厂及工矿企业远距离接通与分断线路，频繁地

41、启动和控制交流高压电动机、电炉变压器和电容器组等负载之用。· 分类：· 控制方式：电磁式、气动式、电磁气动式· 灭弧方式：真空、六氟化硫、空气· 合闸保持方式：机械锁扣、无锁扣· 布置方式：前后布置、上下布置· 重合器（QR）：Recloser，集断路器、继电保护、操动机构为一体，具有控制和保护功能的开关。· 功能：进行故障电流的检测和按预先整定的分合操作次数自动完成分合操作，并在动作后能记忆动作次数、自动恢复、闭锁和手动复位。· 硬件包括：灭弧部分与控制部分· 分类：· 相数分：单相、三相；

42、· 灭弧介质：油重合器、真空重合器、SF6重合器； · 控制方式不同：液压控制式、电子控制式；· 结构：布式结构、整体式结构。· 互感器：是联络电力系统一次和二次部分的重要元件，在电力系统中广泛使用。从用途上互感器可分为电压互感器（TV）和电流互感器（TA），分别用于变换电压和电流，为测量仪表、保护装置和控制装置提供电压或电流信号，以反映电气设备的正常运行和故障情况。· 功能：· （1）变换功能。· （2）隔离和保护功能。· （3）扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围。· 3.9.1 电流互感器·

43、; 3.9.2 电压互感器· 3.9.3 电子式互感器· 电流互感器（current transformer，缩写CT，文字符号TA），又称为仪用变流器。· 2、特点：· 一次绕组匝数很少，二次绕组匝数很多；· 一次绕组导体相当粗，二次绕组导体较细；· 一次绕组串联在被测的一次电路中，二次绕组则与仪表、继电器等的电流线圈串联，形成一个闭合回路。· 电压互感器（voltage transformer，缩写VT；Phase voltage Transformer，缩写PT；文字符号TV），又称为仪用变压器。· 2、特点

44、：· 一次绕组匝数很多，二次绕组匝数很少；· 一次绕组导体相当细，二次绕组导体较粗；· 一次绕组并联在被测的一次电路中，二次绕组则与仪表、继电器等的电压线圈并联。· 由于传统互感器对绝缘要求高、磁路饱和、铁磁谐振、动态范围小、频带窄、易爆易燃、对电流电压模拟量难以进行数字化处理等一系列缺点，阻碍了电力系统自动化向更高水平发展。· 电子式互感器：所有有别于传统的电磁式电流、电压互感器的新型互感器。· 刀开关：用于不频繁接通和分断低压供电线路，还可用作隔离电源以保证检修人员的安全。另外，还可用于小容量鼠笼式异步电动机的直接启动。·

45、; 分类：· 极数：单极、双极、三极；· 动触刀的转换方向：单掷、双掷；· 操作方式：直接手柄操作式、远距离连杆操作式；· 灭弧情况：有灭弧罩、无灭弧罩。· 注意：非熔断器式刀开关必须与熔断器配合使用，以便在电路发生短路故障或过负荷时由熔断器切断电路。· 接触器：一种自动控制电器，可以实现远距离接通和断开主电路，允许频繁操作，不能切断短路电流和过负荷电流，不做保护电器，必须与熔断器等配合使用。· 接触器按其线圈通过电流种类不同，分为交流接触器和直流接触器两种。· 2、热继电器· 热继电器：由流入热元件的电

46、流产生热量，使有不同膨胀系数的双金属片发生形变，当形变达到一定距离时，就推动连杆动作，使控制电路断开，从而使接触器失电，主电路断开，实现电动机的过载保护。· 继电器作为电动机的过载保护元件，以其体积小，结构简单、成本低等优点在生产中得到了广泛应用。· 自动空气开关也称低压断路器，是指能接通、承载及分断正常电路条件下的电流，也能在规定的非正常电路条件（过载或短路）下接通、承载一定时间和分断电流的开关电器。它是一种具有失电压、过载和短路等多种保护功能的开关电器，可用来控制线路及不频繁启动的电动机。· 结构组成：· （1）触头系统：包括主触头和辅助触头，主触头

47、：用于分、合主电路；辅助触头：用于控制电路，用来反映断路器的位置或构成电路的联锁。· （2）脱扣器：脱扣器可以实现断路器的各种保护功能。· （3）操动机构：包括传动机构和自由脱扣机构。· （4）灭弧装置：其作用是吸引开断大电流时产生的电弧，使长弧被分割成短弧，通过灭弧栅片的冷却，使弧柱温度降低，最终熄灭电弧。第四章 电气主接线第五章 厂（所）用电· 发电厂在一定时间内，厂用电所消耗的电量占发电厂总发电量的百分数，称为厂用电率。其计算公式为： · Kcy=Acy/Ag *100%· 式中KCY厂用电率，%； ACY厂用电量，kW

48、3;h； AG总发电量，kW·h。· 6.1.3.2 按重要性分类· （1）类负荷· 类负荷是指短时停电（包括手动操作恢复供电所需的时间）会造成设备损环、危及人身安全、使发电厂无法正常运行或出力明显下降的厂用负荷，如火电厂的给水泵、凝结水泵、循环水泵、引风机、送风机、给粉机及水电厂中的调速器、压油泵、润滑油泵等。对于类负荷，应由两个独立电源供电，当一个电源消失后，另一个电源要立即自动投入继续供电。它只允许瞬间中断电源，为此，应配置备用电源自动投入装置。· （2）类负荷· 类负荷是指允许短时停电，但停电时间过长有可能损坏设备或影响正常生

49、产的负荷，如火电厂的工业水泵、疏水泵、灰浆泵、输煤系统机械、化学水处理设备及水电厂中的压油装置用的空压机、主厂房桥机、渗漏排水泵及厂内照明等。对于类负荷，应由两个独立电源供电，一般备用电源采用自动或手动切换方式投入。其允许停电时间一般不超过几十分钟。· （3）类负荷· 类负荷是指较长时间停电不会直接影响发电厂生产的负荷，如机修间、试验室、油处理设备等。对于类负荷，一般由一个电源供电，不需要考虑备用电源。· （4）事故保安负荷· 事故保安负荷是指在主发电机停机过程及停机后的一段时间内，仍应保证供电，否则可能引起主要设备损坏、自动控制失灵以及危及人身安全的厂

50、用负荷。 · 根据对电源的要求，事故保安负荷可分为三类：· 直流保安负荷，如直流润滑油泵、发电机的直流氢密封油泵、事故照明等。直流保安负荷由蓄电池组供电。· 允许短时停电的交流保安负荷，如盘车电动机、顶轴油泵、交流润滑油泵、交流氢密封油泵、消防水泵等。允许短时停电的交流保安负荷平时由交流厂用电源供电，交流电源消失时，由交流保安电源供电。交流保安电源一般采用快速启动的柴油发电机供电，该机组能自动投入运行。· 交流不间断供电负荷，是指在机组启动、运行、停机过程中及停机后的一段时间内，需要连续供电的负荷，如实时控制用电子计算机、热工仪表及自动装置设备等。它一般

51、由接于蓄电池组的逆变装置供电。· 厂用电接线应满足下列要求：· （1）各机组的厂用电系统应是独立的，特别是200MW及以上机组应做到这一点。任何运行方式下，一台机组故障停运或其辅机的电气故障不应影响另一台机组的运行，并能在短期内恢复运行。· （2）充分考虑机组启动和停运过程中的供电要求。一般均应配置可靠的启动电源，在机组启动、停运和事故时的切换操作要少，并能与工作电源短时并列。 · （3）充分考虑电厂分期建设和连续施工过程中厂用电系统的运行方式，特别要注意对公用负荷供电的影响。要便于过渡，尽量避免改变接线和更换设备。（4）200MW及以上机组应设置足够容

52、量的交流事故保安电源，当全厂停电时，可快速启动和自动投入向保安负荷供电。另外，还要设计符合电能质量指标的交流不间断供电，以满足不允许间断供电的热工保护和计算机等负荷· 6.2.1.2 厂用电的电压等级· 确定厂用电电压等级，需从电动机的容量范围和厂用电供电电源两方面综合考虑，这样才能保证供电可靠及良好的经济效果。厂用电电压只用一种电压等级是不太合理的。但电压等级过多，会造成厂用电接线复杂，运行维护不方便，会降低供电可靠性。一般情况下，厂用电供电电压一般选用高压和低压两级。· 6.2.1.3 厂用母线的接线方式· 发电厂的厂用电系统通常采用单母线不分段或分

53、段接线。 · 在火电厂中，因为锅炉的辅助设备多、容量大，所以高压厂用母线都按锅炉台数分段。凡属同一台锅炉的厂用电动机都接在同一段母线上，与锅炉同组的汽轮机的厂用电动机一般也接在该段母线上。但每台汽轮机组有两台循环水泵和两台凝结水泵时，因其中一台属备用性质，允许分别接在不同分段上。锅炉容量在4001000t/h时，每一高压厂用母线应分为两段。· 厂用母线按炉分段的优点如下：· （1）一段母线故障时，仅影响一台锅炉运行。· （2）锅炉的辅助机械可与锅炉一起检修。（3）因各段母线分开运行，故可限制厂用电路内的短路电流· 对于低压厂用母线，当锅炉容量在

54、230t/h及以下时，一般也按机炉数对应分段，并用闸刀开关将母线分为两段；锅炉容量在400t/h及以上时，每台机炉一般由两段母线供电，两段母线可由同一台变压器供电；锅炉容量在1000t/h上时，每段母线可由一台变压器供电。· 对于水电厂，其高压和低压的厂用电接线一般采用单母线不分段或分段形式。· 6.2.1.4 厂用电源的引接方式· 厂用电的引接点是指自用变压器的高压侧与电厂或电网的连接点。· （1）高压厂用工作电源的引接方式· 高压厂用工作电源应由发电机电压回路引接，并尽量满足炉、机、电的对应性要求。· 当有发电机电压母线时，高压厂

55、用工作电源由各母线段引接，供给接在该母线段的机组的厂用负荷。 · 当发电机与主变压器成单元连接时，高压厂用工作电源一般由主变压器低压侧引接，供给该机组的厂用负荷。· 当兼有发电机电压母线和单元连接机组时，根据上述原则引接各自的高压厂用工作电源。· （2）低压厂用电源的引接方式· 低压厂用工作变压器一般由高压厂用母线段上引接。当无高压厂用母线段时，可从发电机电压主母线上或发电机出口引接。· 按炉分段的低压厂用母线，其工作变压器应由对应的高压厂用母线段供电。· （3）备用电源和启动电源的引接方式· 厂用备用电源在工作电源因事故或

56、检修而失电时替代工作电源，起后备作用。备用电源应具有独立性和足够的供电容量，最好能与电力系统紧密联系，在全厂停电情况下仍能从系统取得厂用电源。· 启动电源一般是指机组在启动或停运过程中，工作电源不可能供电的情况下为该机组的厂用负荷提供的电源。 · 备用电源的引接应保证其独立性，并且具有足够的供电容量，以下是其最常用的引接方式：· 从发电机电压母线的不同分段上，通过厂用备用变压器（或电抗器）引接。· 从发电厂联络变压器的低压绕组引接，但应保证在机组全停情况下，能够获得足够的电源容量。· 从与电力系统联系紧密、供电可靠的最低一级的电压母线引接。这样，有可能因采用比较大的厂用高压变压器，增大高压配电装置的投资而使经济性较差，但这种方法可靠性较高。· 当技术经济合理时，可由外部电网引接专用线路，经过变压器取得独立的备用电源及启动电源。· 厂用电各级电压均采用单母线分段（按锅炉分段