电气设备的分类讲课讲稿

1、高压(goy)电气部分 内容介绍内容介绍 电气设备的分类和电气接线；电气设备的分类和电气接线； 发电厂的电气部分，主要水轮机、发电机、变压器相关内容；发电厂的电气部分，主要水轮机、发电机、变压器相关内容； 高压开关电器；高压开关电器； 第一节第一节 概述概述 一、电气设备一、电气设备 为了满足电力生产和保证电力系统运行的安全稳定性和经济性，发为了满足电力生产和保证电力系统运行的安全稳定性和经济性，发电厂和变电站中安装电厂和变电站中安装(nzhung)有各种电气设备，其主要任务是启停有各种电气设备，其主要任务是启停机组、调整负荷、切换设备和线路、监视主要设备的运行状态、发生机组、调整负荷、切换设

2、备和线路、监视主要设备的运行状态、发生异常故障时及时处理等。异常故障时及时处理等。第一页，共38页。高压电气(dinq)部分 1.一次设备一次设备 通常把生产、变换、输送、分配和使用电能的设备，如发电机、通常把生产、变换、输送、分配和使用电能的设备，如发电机、变压器和断路器等称为一次设备。变压器和断路器等称为一次设备。 (1)生产和转换电能的设备。发电机、电动机、变压器等。生产和转换电能的设备。发电机、电动机、变压器等。 (2)接通或断开接通或断开(dun ki)电路的开关电器。断路器、隔离开关、电路的开关电器。断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器、接触器等。负荷开关、熔断器、接触器等。 (3)

3、限制故障电流和防御过电压的保护电器。限制短路电流的电抗限制故障电流和防御过电压的保护电器。限制短路电流的电抗器和防御过电压的避雷器等。器和防御过电压的避雷器等。 (4)载流导体。裸导体、电缆等。载流导体。裸导体、电缆等。 (5)接地装置。电力系统中性点的工作接地、保护人身安全的保护接地装置。电力系统中性点的工作接地、保护人身安全的保护接地，均同埋入地中的接地装置相连。接地，均同埋入地中的接地装置相连。第二页，共38页。高压(goy)电气部分 2.二次设备二次设备 对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、监视和保护对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、监视和保护的设备，称为二次设备。的设备

4、，称为二次设备。 (1)测量表计。电压表、电流表、功率表和电能表等，用于测量表计。电压表、电流表、功率表和电能表等，用于测量电路中的电气参数。测量电路中的电气参数。 (2)继电保护及自动装置。这些装置能迅速反应系统不正常情继电保护及自动装置。这些装置能迅速反应系统不正常情况并进行监控和调节或作用于断路器跳闸，将故障况并进行监控和调节或作用于断路器跳闸，将故障(gzhng)切除。切除。 (3)直流电源设备。包括直流发电机组、蓄电池组和硅整流装直流电源设备。包括直流发电机组、蓄电池组和硅整流装置等，供给控制、保护用的直流电源和厂用直流负荷、事故照置等，供给控制、保护用的直流电源和厂用直流负荷、事故

5、照明用电等。明用电等。 (5)操作电器、信号设备及控制电缆。如各种类型的操作把手、操作电器、信号设备及控制电缆。如各种类型的操作把手、按钮等操作电器实现对电路的操作控制，信号设备给出信号或按钮等操作电器实现对电路的操作控制，信号设备给出信号或显示运行状态标志，控制电缆用于连接二次设备。显示运行状态标志，控制电缆用于连接二次设备。第三页，共38页。高压电气(dinq)部分 二、电气接线和装置二、电气接线和装置 1.电气接线电气接线 在发电厂和变电站中，根据各种电气设备的作用及要求，按一定的方在发电厂和变电站中，根据各种电气设备的作用及要求，按一定的方式用导体连接起来所形成的电路称为电气接线。式用

6、导体连接起来所形成的电路称为电气接线。 (1)电气主接线：由一次设备，如发电机、变压器、断路器等，按预电气主接线：由一次设备，如发电机、变压器、断路器等，按预期生产流程所连成的电路，称为一次电路，或称电气主接线。期生产流程所连成的电路，称为一次电路，或称电气主接线。 (2)二次接线：由二次设备所连成的电路称为二次电路，或称二次接二次接线：由二次设备所连成的电路称为二次电路，或称二次接线。线。 电气主接线表明电能汇集和分配的关系以及各种运行电气主接线表明电能汇集和分配的关系以及各种运行(ynxng)方式。方式。电气主接线通常用按规定的图形符号和文字符号画成电气主接线图来表电气主接线通常用按规定的

7、图形符号和文字符号画成电气主接线图来表示。电气主接线图可画成三线图，也可画成单线图。示。电气主接线图可画成三线图，也可画成单线图。第四页，共38页。第二节第二节 主要主要(zhyo)电力设备电力设备l水轮机：在水电站中，上游水轮机：在水电站中，上游(shngyu)水库中的水经引水管引水库中的水经引水管引向水轮机，推动水轮机转轮旋转，带动发电机发电。作完功的向水轮机，推动水轮机转轮旋转，带动发电机发电。作完功的水则通过尾水管道排向下游。水头越高、流量越大，水轮机的水则通过尾水管道排向下游。水头越高、流量越大，水轮机的输出功率也就越大。输出功率也就越大。 第五页，共38页。l发电机：发电机是将其它

8、发电机：发电机是将其它(qt)形式的能源转换成电能的机械设备，它形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其它由水轮机、汽轮机、柴油机或其它(qt)动力机械驱动，将水流，气流，动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。电机转换为电能。 第六页，共38页。l变压器：变压器（变压器：变压器（TransformerTransformer）是利用电磁感应）是利用电磁感应(dinc-gnyng)(dinc-gnyng)的原理来改变交流电压的装置的原理来改变交流电压的

9、装置 第七页，共38页。第八页，共38页。l 屋内式和屋外式两类。l （3）按功能分类l 断路器l 隔离开关l 熔断器l 负荷开关l 自动重合器和自动分段器l二、高压断路器l 高压断路器是高压电器中最重要(zhngyo)的设备，是一次电力系统中控制和保护电路的关键设备。它在电网中的作用有两方面：l 第一，是控制作用，即根据电力系统的运行要求，接通第九页，共38页。l或断开工作电路；或断开工作电路；l 第二，是保护作用，当系统中发生故障时，在继电保护装置第二，是保护作用，当系统中发生故障时，在继电保护装置的作用下，断路器自动断开故障部分，以保证系统中无故障部的作用下，断路器自动断开故障部分，以保

10、证系统中无故障部分的正常运行。分的正常运行。l 断路器在电力系统中承担着非常重要的任务，不仅断路器在电力系统中承担着非常重要的任务，不仅(bjn)(bjn)能接通或断开负荷电流，而且还能断开短路电流。因此，断路能接通或断开负荷电流，而且还能断开短路电流。因此，断路器必须满足以下基本要求。器必须满足以下基本要求。l （1 1）工作可靠；）工作可靠；l （2 2）具有足够的开断能力；）具有足够的开断能力；l （3 3）具有尽可能短的切断时间。）具有尽可能短的切断时间。l （4 4）具有自动重合闸性能）具有自动重合闸性能l （5 5）具有足够的机械强度和良好的稳定性能）具有足够的机械强度和良好的稳定

11、性能l （6 6）结构简单、价格低廉）结构简单、价格低廉l 第十页，共38页。l油断路器（多油、少油）油断路器（多油、少油）l 多油断路器。多油断路器。 结构简单，制造方便，便于在套管上加结构简单，制造方便，便于在套管上加装电流互感器，配套性强；耗钢、耗油量大、体积大、重装电流互感器，配套性强；耗钢、耗油量大、体积大、重量重；属自能式灭弧结构。量重；属自能式灭弧结构。l 少油断路器。少油断路器。 结构简单，制造方便，可配用各种操动机结构简单，制造方便，可配用各种操动机构；比多油断路器油量少、重量轻；采用积木式结构，便构；比多油断路器油量少、重量轻；采用积木式结构，便于制成各种电压于制成各种电压

12、(diny)等级产品。等级产品。第十一页，共38页。l压缩空气断路器压缩空气断路器 l 结构比较复杂，工艺和材料要求高；有色金属消耗量大、价格高；结构比较复杂，工艺和材料要求高；有色金属消耗量大、价格高；需要装设专用需要装设专用(zhunyng)的空气压缩系统；操动机构与断路器合的空气压缩系统；操动机构与断路器合为一体；体积和重量比较轻。适合开断大容量电路；动作快，全开为一体；体积和重量比较轻。适合开断大容量电路；动作快，全开断时间短；快速自动重合闸时断流容量不降低；无火灾危险。断时间短；快速自动重合闸时断流容量不降低；无火灾危险。 第十二页，共38页。l真空断路器真空断路器l 灭弧室材料及工

13、艺要求高；体积小、重量轻；触头不易灭弧室材料及工艺要求高；体积小、重量轻；触头不易氧化；灭弧室的机械氧化；灭弧室的机械(jxi)强度比较差，不能承受较大的冲击强度比较差，不能承受较大的冲击振动。可连续多次操作，开断性能好；所需操作能量小；开断振动。可连续多次操作，开断性能好；所需操作能量小；开断时产生的电弧能量小；时产生的电弧能量小；第十三页，共38页。lSF6SF6断路器断路器l 结构结构(jigu)(jigu)简单，工艺及密封要求严格，简单，工艺及密封要求严格，对材料要求高；体积小、重量轻；用于封闭式组合电器对材料要求高；体积小、重量轻；用于封闭式组合电器时，可大量节省占地面积。额定电流和

14、开断电流都可以时，可大量节省占地面积。额定电流和开断电流都可以做得很大；开断性能好，适合于各种工况开断；做得很大；开断性能好，适合于各种工况开断；第十四页，共38页。l互感器互感器l 互感器的作用是可以把数值较大的一次电流（电互感器的作用是可以把数值较大的一次电流（电压）通过一定压）通过一定(ydng)的变比转换为数值较小的二的变比转换为数值较小的二次电流，用来进行保护、测量等用途。如变比为次电流，用来进行保护、测量等用途。如变比为400/5的电流互感器，可以把实际为的电流互感器，可以把实际为400A的电流转的电流转变为变为5A的电流。的电流。 第十五页，共38页。l三、隔离三、隔离(gl)(

15、gl)开关开关第十六页，共38页。第十七页，共38页。l隔离开关作用及要求隔离开关作用及要求l 隔离开关又称隔离刀闸，是一种高压开关电器。因为隔离开关又称隔离刀闸，是一种高压开关电器。因为它它l没有专门的灭弧装置，故不能用来切断负荷电流和短路电没有专门的灭弧装置，故不能用来切断负荷电流和短路电l流。使用时应与断路器配合，只有在断路器断开时才能进流。使用时应与断路器配合，只有在断路器断开时才能进行行(jnxng)l操作。隔离开关在分闸时，动静触头间形成明显可见的断操作。隔离开关在分闸时，动静触头间形成明显可见的断l口，绝缘可靠。口，绝缘可靠。l 高压隔离开关具有以下作用高压隔离开关具有以下作用

16、l （1）隔离电源。）隔离电源。l （2）倒闸操作。）倒闸操作。 l （3）接通和断开小电流电路。）接通和断开小电流电路。第十八页，共38页。第十九页，共38页。l四、高压四、高压(goy)熔断器熔断器l 第二十页，共38页。第二十一页，共38页。第二十二页，共38页。l熔断器的作用及特点熔断器的作用及特点l 熔断器是一种保护电器。它串联在电路中，当电路发熔断器是一种保护电器。它串联在电路中，当电路发生短路或过负荷时，熔体熔断，切断故障电路使电气设备生短路或过负荷时，熔体熔断，切断故障电路使电气设备免遭损坏，并维持电力系统其余部分的正常工作。免遭损坏，并维持电力系统其余部分的正常工作。l 优点

17、：结构简单、体积小、布置紧凑、使用方便；动优点：结构简单、体积小、布置紧凑、使用方便；动作直接，不需要继电保护和二次回路相配合；价格低。作直接，不需要继电保护和二次回路相配合；价格低。l 缺点：每次熔断后须停电更换熔件才能再次使用，增缺点：每次熔断后须停电更换熔件才能再次使用，增加了停电时间；保护特性不稳定，可靠性低；保护选择性加了停电时间；保护特性不稳定，可靠性低；保护选择性不易配合。不易配合。l 熔断器按电压等级可分为熔断器按电压等级可分为(fn wi)(fn wi)高压熔断器高压熔断器和低压熔断器。和低压熔断器。第二十三页，共38页。第二十四页，共38页。 另一类是采用特殊形状的熔体，如

18、上述焊有小锡（铅）球的熔体、变截面的熔体、网孔状的熔体等，其目的在于减小熔体熔断后的金属蒸气量，或者把电弧分成若干串、并联的小电弧，并与石英砂等灭弧介质紧密接触，提高(t go)灭弧效果。五、高压负荷开关 高压负荷开关是一种结构简单，具有一定开断和关合能力的开关电器。它具有灭弧装置和一定的分合闸速度，能开断正常的负荷电流和过负荷电流，也能关合一定的短路电流，但不能开断短路电流。因此，高压负荷开关可用于控制供电线路的负荷电流，也可用来控制空载线路、空载变压器及电容器等。第二十五页，共38页。 高压负荷开关在分闸时有明显的断口，可起到隔离开关的作用，与高压熔断器串联使用，前者作为操作(cozu)电

19、器投切电路的正常负荷电流，而后者作为保护电器开断电路的短路电流及过负荷电流。分类： （1）按使用地点分为户内型和户外型。 （2）按灭弧方式的不同，可以分为产气式、压气式、压缩空气式、油浸式、真空式、SF6式等，近年来，真空式发展很快，在配电网中得到了广泛应用。 （3）按是否带熔断器可分为带熔断器和不带熔断器。第二十六页，共38页。l户内型户内型第二十七页，共38页。l户外户外(h wi)型型 图3-30为FW11-10型六氟化硫负荷开关。三相共用一个箱体，箱内充有SF6气体。 箱体的一端安装操动机构，箱体底部吸附剂罩，里面有吸附剂和充气阀门，吸附剂是用来吸附六氟化硫气体中的水分。瓷套管起对地绝

20、缘、支持(zhch)动静触头和引出接线端子的作用。第二十八页，共38页。l六、重合器六、重合器l 重合器是一种自身具有控制重合器是一种自身具有控制(kngzh)和保护功能的开关设和保护功能的开关设备。备。l 重合器能进行故障电流检测和按预先整定的分合操作次数重合器能进行故障电流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、自动复位自动完成分合操作，并在动作后能记忆动作次数、自动复位或闭锁。例如，安装在线路上的重合器，当线路发生故障后或闭锁。例如，安装在线路上的重合器，当线路发生故障后它通过检测确认为故障电流时即自动跳闸，一定时间后自动它通过检测确认为故障电流时即自动

21、跳闸，一定时间后自动重合。如果故障是瞬时性的，重合成功，线路恢复供电；如重合。如果故障是瞬时性的，重合成功，线路恢复供电；如果故障是永久性的，重合器重合后再次跳闸。当该重合器预果故障是永久性的，重合器重合后再次跳闸。当该重合器预先整定的重合闸次数完成后，重合器确认故障是永久性的，先整定的重合闸次数完成后，重合器确认故障是永久性的，则自动进行闭锁，不再合闸，而保持在分闸状态。待故障排则自动进行闭锁，不再合闸，而保持在分闸状态。待故障排除后，人为解除闭锁，将重合器合闸，重新恢复运行。除后，人为解除闭锁，将重合器合闸，重新恢复运行。l 重合器在电网中的作用与断路器相似，具体的见下表：重合器在电网中的

22、作用与断路器相似，具体的见下表：第二十九页，共38页。第三十页，共38页。第三十一页，共38页。第三十二页，共38页。l七、分段器七、分段器l 分段器是提高配电网自动化程度和可靠性的又一种重要设分段器是提高配电网自动化程度和可靠性的又一种重要设l备。分段器没有安秒特性曲线，不需要象重合器那样进行备。分段器没有安秒特性曲线，不需要象重合器那样进行特特l性曲线的配合。它必须与电源侧前级主保护开关（断路器或性曲线的配合。它必须与电源侧前级主保护开关（断路器或重重l合器）配合，在无电压或无电流的情况下自动分闸。当发生合器）配合，在无电压或无电流的情况下自动分闸。当发生永永l久性故障时，分段器在预定次数的分合操作后闭锁于分闸状久性故障时，分段器在预定次数的分合操作后闭锁于分闸状l态，从而达到隔离故障线路区段的目的。若分段器未完成预态，从而达到隔离故障线路区段的目的。若分段器未完成预定定l次数的分合操作，故障就被其他设备切除了，分段器将保持次数的分合操作，故障就被其他设备切除了，分段器将保持(boch)在在l合闸状态