电气学习资料

1、发 电 车 间电气部分内部学习资料发 电 车 间2011年3月24日基础部分1）交流电：是大小和方向均随时间有规律变化的电压和电流,正弦交流电按正弦规律作周 期变化。2）正弦交流电只要知道了振幅、角频率和初相角就可以完全确定了，因此这三个量被称为正弦交流电的三要素。3）星形接线：将三个绕组的末端 X、Y、Z 连在一起，由三个始端 A、B、C 引连接线的接线方式称为星形接线。4）三角形接线：三角形接线就是把一个绕 组的末端与另一个绕组的始端顺次序相连接，形成一个闭合回路，再 从三个接点引出三根导线向外供电的接线形式。5）有功功率：交流电路中，瞬时功率包括两部分，一部分为电阻消耗的能量，另一部分为

2、电源与电 感、电容元件之间能量相互转换，但这种能量转换并不消耗能量。有功功率又称为平均功率， 也就是回路中电阻消耗的功率，或转换为其它形式能量所消耗的功率，有功功率的大小等于 瞬时功率在一个周期内的平均值，单位为瓦、千瓦，用 P 表示。6）视在功率：交流电路中电压与电流有效值的乘积，用 S 表示，单位为伏安、千伏安 S=UI。7）无功功率：就是电源与电感、电容元件之间相互转换能量的大小，用 Q 表示，单位是乏 （Var） Q=UIsin。8）功率因素：有功功率与视在功率的比值。常用cos表示。提高电路的功率因素，可以充分发挥电源设备的潜在能力，同时可以减少线路上的功率损失和电压损失，提高用户电

3、压质量。9）当闭合回路中的电流发生变化时，则由这电流所产生的穿过回路本身磁通也发生变化，因当闭合回路中的电流发生变化时，则由这电流所产生的穿过回路本身磁通也发生变化，因当闭合回路中的电流发生变化时，则由这电流所产生的穿过回路本身磁通也发生变化，因当闭合回路中的电流发生变化时，则由这电流所产生的穿过回路本身磁通也发生变化，因此在回路中也将感应电动势，这现象称为自感现象，这种感应电动势叫自感电动势。在回路中也将感应电动势，这现象称为自感现象，这种感应电动势叫自感电动势。在回路中也将感应电动势，这现象称为自感现象，这种感应电动势叫自感电动势。在回路中也将感应电动势，这现象称为自感现象，这种感应电动势

4、叫自感电动势。10）如果有两只线圈互相靠近，则其中第一只线圈中电流所产生的磁通有一部分与第二只线圈如果有两只线圈互相靠近，则其中第一只线圈中电流所产生的磁通有一部分与第二只线圈如果有两只线圈互相靠近，则其中第一只线圈中电流所产生的磁通有一部分与第二只线圈如果有两只线圈互相靠近，则其中第一只线圈中电流所产生的磁通有一部分与第二只线圈相环链。当第一线圈中电流发生变化时，则其与第二只线圈环链的磁通也发生变化，在第二只线圈中产生环链。当第一线圈中电流发生变化时，则其与第二只线圈环链的磁通也发生变化，在第二只线圈中产生环链。当第一线圈中电流发生变化时，则其与第二只线圈环链的磁通也发生变化，在第二只线圈中

5、产生环链。当第一线圈中电流发生变化时，则其与第二只线圈环链的磁通也发生变化，在第二只线圈中产生感应电动势。这种现象叫做互感现象。感应电动势。这种现象叫做互感现象。感应电动势。这种现象叫做互感现象。9）保护接地：所谓保护接地是指用电设备不带电金属部分与大地之间作良好的金属连接。在电源中性点不接地系统中，用电设备如电机、变压器、配电柜等金属框架等均应采用保护接地措施。10）保护接零：所谓保护接零是指用电设备不带电金属部分与零线做良好的金属连接。零线定义是： 在三相四线制供电系统中，中性点接地时，该点称为零点。由零点引出的导线为零线。而不接地的中点所引出的导线称中线。11）同步发电机：是一种应用很广

6、的交流电机，主要被用作发电机运行，是发电厂用以产生电能 的机械，同时亦可作为电动机运行。同步电机的转速总是和定子绕组产生的旋转磁场转速相 同，故称为同步电机。 同步发电机与其它电机一样，是由定子和转子两部分所组成。它的定子是将三相交流绕 组嵌置于由冲好槽的硅钢片叠压而成的铁芯里，它的转子通常由磁极铁芯及励磁绕组构成。12）异步电动机：三相异步电动机由定子和转子两部分组成。定子上绕着对称三相绕组，转子上有连接成 闭合回路的鼠笼式导体或线绕式三相绕组，依此分别称为鼠笼式电机或线绕式电机。13）变压器：变压器基本工作原理：在铁芯上绕有互相绝缘的绕组N1和N2，其中N1 接到交流电源上称为 原绕组或一

7、次绕组，N2 绕组接负载称为副绕组或二次绕组。当一次绕组上有交变电流通过时，根据电磁感应原理，二次绕组中会产生感应电流，因此，只要适当选择两个绕组的匝数比，就可以达到升压或降压的目的。N1< N2 即为升压变压器； N1>N2 为降压变压器。 14）变压器组成：主要部件 为铁芯，原副绕组、油箱、出线绝缘套管 等。 此外还有：保护装置，如油枕、吸湿器、净油器、瓦斯继电器、防爆筒、排油阀门等；冷却装置，如散热器、风扇及冷却循 环系统； 测量元件，如温度计、油位指示器等。15）变压器冷却方式：油浸式电力变压器的冷却系统包括两部分：内部冷却系统，它保证绕组、铁芯的热散入油中；外部冷却系统，

8、保证油中的热散到变压器外。16）按油浸变压器的冷却方式，冷却系统可分为：油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环风冷式等几种。17）（1）油浸自冷式：油浸自冷式冷却系统没有特殊的冷却设备，油在变压器内自然循环，铁芯和绕组所发出 的热量依靠油的对流作用传至油箱壁或散热器。这种冷却系统的外部结构又与变压器容量有关，容量很小的变压器采用结构最简单的、具有平滑表面的油箱；容量稍大的变压器采用具 有散热管的油箱，即在油箱周围焊有许多与油箱连通的油管（散热管）；容量更大些的变压器，为了增大油箱的冷却表面，则在油箱外加装若干散热器，散热器就是具有上、下联箱的一组散热管，散热器通过法兰与油箱连接，是可拆部件。 变压

9、器运行时，油箱内的油因铁芯和绕组发热而受热，热油会上升至油箱顶部，然后从散热管的上端入口进入散热管内，散热管的外表面与外界冷空气相接触，使油得到冷却。冷 油在散热管内下降，由管的下端再流入变压器油箱下部，自动进行油流循环，使变压器铁芯和绕组得到有效冷却。 油浸自冷式冷却系统结构简单、可靠性高，广泛用于容量小于10000kVA以下的变压。（2）油浸风冷式：油浸风冷式冷却系统，也称油自然循环、强制风冷式冷却系统。它是在变压器油箱的各 个散热器旁安装一个至几个风扇，把空气的自然对流作用改变为强制对流作用，以增强散热 器的散热能力。它与自冷式系统相比，冷却效果可提高150%至200%，相当于变压器输出

10、能力 提高20%至40%。为了提高运行效率。当负载较小时，可停止风扇而使变压器以自冷方式运行； 当负载超过某一规定值，例如70%额定负载时，可使风扇自动投入运行。这种冷却方式广泛 应用于10000kVA以上的中等容量的变压器。（3）强迫油循环风冷式 强迫油循环风冷式冷却系统用于大容量变压器。这种冷却系统是在油浸风冷式的基础上，在油箱主壳体与带风扇的散热器（也称冷却器）的连接管道上装有潜油泵。油泵运转时，强制油箱体内的油从上部吸入散热器，再从变压器的下部进入油箱体内，实现强迫油循环。 冷却的效果与油的循环速度有关。其油泵装在冷却器下部，泵送油从上至下通过冷却器（带 风扇的散热器）。在油泵附近管路

11、上装有流量指示器，用于监视油泵的运转情况，它装在冷 却器的下部位置是为了便以观察。油泵与油浸电动机是整体制造在一个全封闭金属壳内，因 此油永远不会从轴或其他零件中漏出。装在冷却器与油泵之间的流量指示器，其外壳内的叶 片转动是利用磁耦合器传输给外部指针，以指示油流的流量和方向。为了增强散热器（冷却器）的散热能力，在散热管外焊有许多散热片，并在每根散热管的内部有专门机加工的内肋片。每个冷却装置上安装有多台风扇，冷却风扇固定在冷却风扇箱中，它们将风扇箱内散热器附近的高温空气抽出。 壳式变压器有两个并联的磁路，铁芯水平布置，狭窄的铁芯上未设置冷却油道。在这种 变压器中，绕组线圈（线盘）间距较大，构成较

12、大的垂直方向的油流通道，泵送的油在油箱 内主要通过绕组线圈，因而冷却效率高。18）变压器的技术参数 变压器的技术参数有额定容量S 、额定电压UN、额定电流I 、额定温升、抗电压百分数u %等，这些参数都标在变压器的铭牌上。此外，在铭牌上还标有相数、接线组别、额定运行时的效率及冷却介质温度等参数或要求。（1）额定容量S： 是设计规定的在额定条件使用时能保证长期运行的输出能力，单位为kVA 或MVA，对于三相变压器而言，额定容量是指三相总的容量。对于双绕组变压器，一般一、 二次侧的容量是相同的。对于三绕组变压器，当各绕组的容量不同时，变压器的额定容量是 指容量最大的一个（通常为高压绕组）的容量，但

13、在技术规范中都写明三侧的容量。例如， 某厂总变，其额定容量为48/36/12MVA ，一般就称这个厂总变的额定容量为48MVA。（2）额定电压U：是由制造厂规定的变压器在空载时额定分接头上的电压，在此电压下能保 证长期安全可靠运行，单位为V或kV。当变压器空载时，一次侧在额定分接头处加上额定电 压U ，二次侧的端电压即为二次侧额定电压U 。对于三相变压器，如不作特殊说明，铭牌上的额定电压是指线电压；而单相变压器是指相电压。（3）额定电流I：变压器各侧的额定电流是由相应侧的额定容量除以相应绕组的额定电压计算出来的线 电流值，单位为A或kA。对于三相变压器，如不作特殊说明，铭牌上标的额定电流是指线

14、电流。19）通过变压器的声音判断其运行状况 变压器是电力系统中的主要设备，一旦变压器故障将对变压器本身及电力系统造成极 大的危害。通过变压器在正常运行或出现故障时发出的不同声音，我们能对变压器的运行状 况有一个更加深刻的认识，促进对变压器的安全管理。1）“嗡嗡”声是正常的声响。当变压器带电后，电流通过铁芯产生交变磁通，就会发出“嗡嗡”的均匀电磁声，音响的强弱正比于负荷电流的大小。2）“嗡嗡”声响减弱，从变压器内发出音响较小的“嗡嗡”均匀电磁声。变压器停运后送电或新安装竣工后投产验收送电，往往发现电压不正常，这是高压瓷套管引线较细，又 由于经过长途运输、搬运不当造成运行发热断线。当变压器带电后，

15、电流通过铁芯产生的交 变磁通大为减弱，故声音较小。3）高且沉重的“嗡嗡”声。受个别大功率电器设备的起动电流冲击，或者变压器过负荷严重时。 4）“噼啪”的清脆击铁声。这是高压瓷套管引线，通过空气对变压器外壳的放电声，是变压器油箱上部缺油所致。 5） 沉闷的“噼啪”声。这是高压引线通过变压器油对外壳放电，属对地距离不够或绝缘油中含有水份。是变压器绝缘油的绝缘强度降低油质急剧恶化的表现，可能酿成重大设备 事故隐患。因此，决不能掉以轻心。6）“吱啦吱啦”的如磁铁吸动小垫片的响声，而变压器的监视装置、电压表、电流表、温度计的指示值均属正常。常常出现于新组装或吊芯检修后的变压器，由于检修时的疏忽大 意，没

16、将螺钉或铁垫上紧或掉入小号铁质部件，在电磁力作用下所致。 7） 似蛙鸣的“唧哇唧哇”声。在导线的连接处或 T 接处发生断线、松动，导致氧化、过热，在刮风时时接时断，接触时发生弧光或火花，但声响不均，时强时弱，系经导线传 递至变压器内发出之声。 8） “嘶嘶”或“哧哧”的响声。变压器的高压套管脏污，表面釉质脱落或裂损时，会发生表面闪络。晚上可以看到火花。9）“吱吱”声。当分接开关调压之后，响声加重，属有载调触头接触不良，系触头有污垢而引起的。 10） 特殊噪声。变压器绝缘油内杂质，堆积在部分轭铁上，从而在电磁力的作用下产生 振动，发出特殊噪声。这还会导致变压器运行中绝缘油机械杂质增多，使油质恶化

17、。 11） “哔剥哔剥” 轻微放电声。变压器的铁芯接地，一般采用吊环与油盖焊死或用铁垫脚方法。当脱焊或接触面有油垢时，导致连接处接触不良，而铁芯及其夹件金属均处在线 圈的电场中，从而感应出一定电位，在高压测试或投入运行时，其感应电位差超过其间的放电电压时，即会产生断续放电声。12） “虎啸”声。当变压器的中、低侧压线路短路时，会导致短路电流突然激增而造成这种“虎啸”声。 13） 变压器的音响中会夹杂有“噼啪噼啪”声。是绝缘油中含水份过高，导致对地放电。 14） “咕嘟咕嘟”的象烧开水的沸腾声。变压器线圈发生层间或匝间短路，短路电流骤 增，或铁芯产生强热，导致起火燃烧，致使绝缘物被烧环，产生喷油

18、，冒烟起火。另外，可 能是分接开关因接触不良而局部点有严重过热所致。 由于使变压器发生的各种异常声音的因素较多，产生的故障部位也不尽相同，只有不断地积累变压器的运行经验，增强观察力，才能作出准确判断，确保变压器安全、稳定运行。20）互感器：互感器包括电压互感器和电流互感器，是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表，继电器的电压线圈和电流线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况。21）互感器的作用是：（1）将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压和小电流，使测量仪表和 保护装置标准化，小型化，并使其结构轻巧，价格便宜，便于屏内安装。（2）使二次设备与高压部分隔离，互感

19、器二次侧均接地，从而保证了设备和人身的安全。目前大部分互感器是应用变压器原理（即电磁感应原理）来变换电压和电流的，这种互感器可分为电压互感器和电流互感器两类。电流互感器严禁二次侧开路、电压互感器严禁二次侧短路。22)下面举几个例子来说明互感器的应用。（1）提供测量信号的电压互感器:电压互感器的一次线圈和电网并联，二次线圈并联接其 它仪表（例如，电压表和电度表的电压线圈）测量仪表所指示的电压乘以电压互感器的变比 （指一次侧额定电压和二次侧额定电压的比值）即为一次侧的电压。 （2）提供测量信号的电流互感器:电流互感器的一次线圈是串联在电路中。测量仪表计（例 如：电流表和电度表的电流线圈）则串联在二

20、次线圈中，测量仪表所指示的电流乘以电流互感器的变比（指一次侧额定电流和二次侧额定电流的比值）即为一次侧电流。（3）提供电流信号使断路器跳闸的电流互感器。LJ 为电流继电器，其常开接点用来接通 断路器的脱扣线圈，当系统发生短路故障而电流增大时，电流继电器动作，使常开接点闭合， 此时断路器的脱扣线圈即受电而使断路器跳闸，切除故障。（4）为电动机低电压保护提供电压信号的电压互感器:当系统电压降低，异步电机的转速 降低而停止。电机如长期在这一状态下运行会烧毁, 为此要在系统电压降低时及时把电源切 除，电压继电器 YJ 就是为了实出这一要求而设置的。电压继电器由一电磁铁和一对常闭接点组成。它的线圈接在电

21、压互感器的次级，接点串在断跨器脱扣器线圈回路中。在正常情况 下（系统电压正常时），电磁铁是吸合的,此时其常闭接点断开。当系统电压降低时，电磁 铁断开，此时断电器的常闭接点就会闭合，接通断路器的跳闸回路，把电动机的电源切断。 为了减少测量仪表和继电器的规格品种，使之生产标准化。电压互感器二次侧的额定电 压规定为 100V（线电压）或 100/3V（相电压），电流互感器二次侧额定电流则规定为 5A或1A（后者是弱电化时使用的），因此系统的额定电压越高或额定电流越大时，所用的互感器变比越大。 由上述所举的使用互感器的一些例子可以看出，互感器的一次线圈是和电力系统相连的，因而在运行中是处于高电位的，为

22、了确保运行人员和设备的安全要避免二次侧电位的抬高，所以互感器在二次侧必须有一点接地，互感器的一次线圈和二次线圈间有足够的绝缘。电力系统的额定电压越高，对所用互感器绝缘的要求也就越高，因此选用的互感器额电压等级应和安装互感器的电力系统的额电压相适应。23）电流互感器 工作原理 目前电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器，它的工作原理和变压器相似，但也具 有自己的特点。 电流互感器的特点：一次线圈串在电路中，并且匝数很少，故一次线圈中的电流完全 取决于被测电路的负荷电流，而与二次电流大小无关。二次线圈所接仪表的电流线圈阻抗 很小，所以电流互感器在近于短路的状态下运行。 电流互感器一二次侧额定电流之

23、比称为电流互感器的额定互感比。在电力系统中，电流互感器二次侧严禁开路，这是因为：Z =，电流互感器由正常短路工作状态变为开路工作状态I 0，励磁磁势由正常骤增，由于二次绕组感应电势是与磁通变化率d/dt成正比的，因而二次绕组将在增通过零时，感应产生很高的尖顶波电势，其值可达数千甚至上万伏，危及工作人员安全及仪表继电器绝缘。由于磁感应强度骤增，会引起铁芯和绕组过热，此外，在铁芯中还会产生剩磁，使互感器特性变坏，因此，当电流互感器一次绕组通有（或可能出现）电流时，二次绕组是不允许开路的。最后说明的一点是：电流互感器的电流误差能引起所有仪表继电器产生误差，而角误差对功率测量仪表和继电器以及反应相位的

24、保护装置都有影响。24）电压互感器 按其工作原理可分为电磁式电压互感器和电容式电压 互感器。光电式电压互感器正在研制中。（1）电磁式电压互感器（以下简称电压互感器） 电磁式电压互感器的工作原理和变压器相同，其特点是： 容量很小，类似一台小容量变压器，但结构上要求有较高的安全系数。 二次侧所接测量仪表和继电器的电压线圈阻抗很大，互感器在近于空载状态下运行。 电压互感器一、二次绕组额定电压之比称为电压互感器的额定互感比。电压互感器的有关问题及注意事项 （1）电压互感器二次侧必须接地互感器二次侧接地是为了人身和设备的安全，因为万一绝缘损坏使高压窜入低压时，对可能在二次回路工作的继电保护人员及运行人员

25、有危险，另外，因二次回路绝缘水平低， 若没有接地点，也会击穿，使绝缘损坏严重。 一般电压互感器的二次在配电装置端子箱内经端子排接地，对于变电所的电压互感器二 次侧一般采用中性点接地（也叫零序接地）对于发电厂的电压互感器，一般采用二次侧 B 相接地，也有 B 相和零相接地共存的。 （2）电压互感器投入运行的注意事项及定相 电压互感器大修后或新的电压互感器投入系统工作（包括二次回路有更改的电压互感器 投入）时，除作一般规程规定的外表检查和操作前没做的准备工作外，还需要从工作电压检 验其接线与其它二次电压回路关系的正确性，其中包括： 1) 测量相及相间电压正常； 2）测量相序应正相序； 3）进行相位

26、测定，确定相位的正确性。 如果相序和相位不正确会带来以下后果： a.破坏同期的正确性如果两电压互感器的一次系统的A，B，C是正确的，而二次侧弄错了。如果把待并的B相当做A相，这样，当按同期表指示同期位置而并列时，实际一次系统。双方同名电压还差60°，破坏了同期的正确性。 b.当母线绝缘监察切换开关两个同时投入而造成两台电压互感器并列时，会因有很大 环流使熔断器熔断。 （3）电压互感器高压侧和低压侧装设熔断器的作用 1）在 110kV 以下系统和电压互感器高压侧装设熔断器的作用是： a）防止高压系统受电压互感器本身或其引线的影响。b）保护电压互感器本身。2）电压互感器二次侧的熔断器是防

27、止接于低压侧的线路过载或短路。装设高压熔断器不能防止电压互感器二次侧过流的影响，因为熔丝截面积是根据机械强度而选最小可能的，其额定电流比电压互感器的额定电流大很多倍，二次侧过流时可能断不了。所以为了防止电压互感器二次侧短路所引起的持续电流，在电压互感器的二次侧还装 设低压熔断器。3）在 110kV 及以上系统电压互感器高压侧不装设熔断器的原因是：110kV 及以上电压互感器及配电装置可靠性较高，且高压熔断器制造比较困难，价格昂贵，因此电压互感器只经过隔离开关与电网连接； 500kV 系统电压互感器高压侧通常采用与电网死连接。 （4）电压互感器二次侧不能短接 因为电压互感器二次侧与仪表和继电器的

28、线圈相联，仪表和继电器的线圈为高阻抗，相 当于变压器在空载状态下运行。当二次侧短路后，有很大的短路电流流过，因为仪表变压器 是根据正常状态下 I=0 设计的，短路电流会烧坏互感器。 25）谐波的定义 电网谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解，除了得到与电网基波频率 相同的分量（基波分量），还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分电量称为谐波。 谐波频率与基波频率的比值（n=fn/f1） 称为谐波次数。 三相对称电路中的谐波是主电网频率（基波）的奇次倍数， 如：3 次谐波f = 150 Hz，5 次谐波f = 250 Hz，7 次谐波f = 350 Hz等。 基波、7次、13次等谐

29、波都各是一组正序对称量；5次、11次、17次等谐波都各是一组负序对称量；3次、9次、15次等谐波都各是一组零序对称量；17）电气主接线的的基本形式：电气主接线的基本接线形式可分为有母线接线和无母线接线两大类。有母线的主接线 形式包括：单母线接线、双母线接线，一台半断路器接线,4/3台断路器接线和变压器母线组 接线等多种形式。无母线的主接线形式主要有桥形接线和角形接线等。此处主要讲单母线接 线、一台半断路器接线。单母线接线我厂 10kV 系统就是这种接线方式；单母线接线，各电源和出线都接 在同一条公共母线WB上。各个进出线与母线之间都装有断路器和隔离开关。当任一电源或出线检修时，均可通过断路器和

30、隔离开关将其从母线上断开。26）电网谐波的来源 1）发电源质量不高产生谐波 发电机由于三相绕组在制作上很难做到绝对对称，铁芯也很难做到绝对均匀一致和其他 一些原因，发电源多少也会产生一些谐波，但一般来说很少。 2）输配电系统产生谐波 输配电系统中主要是电力变压器产生谐波，由于变压器铁芯的饱和，磁化曲线的非线性， 加上设计变压器时考虑经济性，其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上，这样就使得磁化 电流呈尖顶波形，因而含有奇次谐波。它的大小与磁路的结构形式、铁芯的饱和程度有关。 铁芯的饱和程度越高，变压器工作点偏离线性越远，谐波电流也就越大，其中 3 次谐波电流 可达额定电流 0.5%。3） 用电设

31、备产生的谐波 a、晶闸管整流设备。由于晶闸管整流在电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等 许多方面得到了越来越广泛的应用，给电网造成了大量的谐波。我们知道，晶闸管整流装置 采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，显然在留下部分中含有大量的谐波。如果整流装置为单相整流电路，在接感性负载时则含有奇次谐波电流，其中 3 次谐波的含量可达基波的 30%；接容性负载时则含有奇次谐波电压，其谐波含量随电容值的增大而增大。如果整流装置为三相全控桥6脉整流器，变压器原边及供电线路含有 5 次及以上奇次谐波电流；如果是 12 脉冲整流器，也还有 11 次及以上奇 次

32、谐波电流。经统计表明：由整流装置产生的谐波占所有谐波的近 40%，这是最大的谐波源。b、变频装置。变频装置常用于风机、水泵、电梯等设备中，由于采用了相位控制，谐 波成份很复杂，除含有整数次谐波外，还含有分数次谐波，这类装置的功率一般较大，随着 变频调速的发展，对电网造成的谐波也越来越多。 电弧炉、电石炉。由于加热原料时电炉的三相电极很难同时接触到高低不平的炉料，使 得燃烧不稳定，引起三相负荷不平衡，产生谐波电流，经变压器的三角形连接线圈而注入电 网。其中主要是 2 7 次的谐波，平均可达基波的 8% 20%，最大可达 45%。 c、气体放电类电光源。荧光灯、高压汞灯、高压钠灯与金属卤化物灯等属

33、于气体放电 类电光源。分析与测量这类电光源的伏安特性，可知其非线性十分严重，有的还含有负的伏 安特性，它们会给电网造成奇次谐波电流。 d、家用电器。电视机、录像机、计算机、调光灯具、调温炊具等，因具有调压整流装 置，会产生较深的奇次谐波。在洗衣机、电风扇、空调器等有绕组的设备中，因不平衡电流 的变化也能使波形改变。这些家用电器虽然功率较小，但数量巨大，也是谐波的主要来源之一。37）电器分类 1按工作电压工作等级分 高压电器：交流电压1200V，直流电压1500V（高压断路器） 低压电器：交流额定电压<1200V（50Hz,60Hz），直流电压<1500V（接触器、继电器）2按动作原

34、理分 手动电器：人手操作发出动作指令的电器（按钮、开关） 自动电器：产生电磁吸力而自动完成动作指令的电器（接触器、继电器等）3按用途分（常用此种分类方法） 控制电器：用于控制电路和控制系统的电器（接触器、继电器） 配电电器：用于电能的输送和分配的电器（高压断路器、低压断路器、低压隔离器等） 主令电器：用于发送动作指令的电器（按钮） 保护电器：用于保护电路和用电设备的电器（熔断器、热继电器） 执行电器：用于完成某种动作或传送功能的电器（电磁铁、电磁离合器） 电气主接线1.电气主接线的的基本形式电气主接线的基本接线形式可分为有母线接线和无母线接线两大类。有母线的主接线 形式包括：单母线接线、双母线

35、接线，一台半断路器接线,4/3台断路器接线和变压器母线组 接线等多种形式。无母线的主接线形式主要有桥形接线和角形接线等。此处主要讲单母线接线。单母线接线 我厂10kV 系统就是这种接线方式。单母线接线如图（2-1）所示，各电源和出线都接 在同一条公共母线 WB上。各个进出线与母线之间都装有断路器 QF 和 隔离开关 QS。当任一电源或出线检修时，均可通过断路器和隔离开关将其从母线上断 开。例如，当检修断路器 QF 时，可先断开 QF，再拉开其两侧的隔离开关 QS 。 以保证被检修的断路器与电源可靠地隔离。 然后，在QF两侧挂上接地线，以保证检修人员的安全。单母线芯的优点是简单、清晰、设备少、

36、投资小、运行操作方便且有利于扩建。隔离开关仅在检修电气设备时作隔离电源之用， 不再是倒闸操作的电器。从而可避免因用隔离开关进行大量倒闸操作而引起的误操作事故。单母线接线的主要缺点有： （1）母线或母线侧隔离开关检修时，连接在母线上的所有回路都将停止工作。 （2）检修任一电源或出线断路器时，该回路必须停电。（3）当母线或母线侧隔离开关上发生短路故障或断路器靠母线侧绝缘套管损坏时，所有电源回路的断路器在继电保护作用下都将自动断开，因而造成全部停电。2.我厂电气主接线介绍2.1我厂电气一次主接线分用为110kV和10kV以及380/220 三种电压等级。 110kV 系统由两台S10-20000/1

37、10升压变压器供电。正常运行时，110kV由两台主变经过进线间隔送电又经由出线间隔向西沟站供电。 10kV 系统采用单母线分段接线方式，该母线两段分由1台15MW供电，线线上引接的负载为：I段为1#主变，1、0#厂用/备用变压器，3#空冷变，1、3#给水泵；II段为2#主变，2#厂用变、2#空冷变以及2、3#电动给水泵。 380/220系统分为：空冷I段、II段，厂用IA、IB、IIA、IIB以及厂用备用段。.1厂用备用段由0#厂用备用变供电、分接空冷I段、空冷II段以及厂用IA、IIB段，做为上述系统段的备用源。.2空冷段由空冷变供电以及厂备用段作为备用电源，分接6台变频器柜作为空冷风机的电

38、源，以及2台MNS柜为空冷配电间检修电源、空冷岛照明电源、空冷导起吊电源、厂用道路照明箱、清洗水泵电机、空冷齿轮箱加热配电箱、空冷配电间的轴流风机提供电源。.3厂用IA段由1#厂用变供电，备用进线为从厂用备用段引入，分接除备用进线柜外的5台MNS柜，柜内分别接1、2#炉的1、2#吸风机，循环水泵房的MCC电（一）源，1#机的1#凝结水泵，事故照明盘，1、2#炉的MCC电源（一）以及1#机的汽机配电箱（一），1#主变端子箱电源（一），1、2#炉的锅炉电源盘（一），1#机的励磁屏电源，脱硫电源（一），1#机1#真空泵，1#机的MCC电源（一），1#机的汽机电源盘（一），1、2#炉的锅炉配电箱（一）

39、，110KV GIS操作电源，1#工作变温控电源。 .4 厂用IB段进线由IA段接入，备用电源也由IA段引入。接5个MNS柜，柜内分别接：1#机的2#凝结水泵，1#机的MCC电源（二），1#交流润滑油泵，1、2#炉的锅炉电源盘（二），1、2#炉的MCC电源（二），化水车间电源（一），1#机汽机配电箱（二），备用变温控电源，化水MCC电源（一），1#机2#真空泵，1#机高压启动油泵，天车，1、2#炉锅炉配电箱（二），110KV GIS MCC电源（一），公用系统电源盘（一），1#主变端子箱电源（二），1#机汽机电源盘（二），照明检修段电源（一），直流充电装置电源（一），DCS电源（一），UPS电

40、源（一），公用系统配电箱（一），通讯电源（一），380V I段轴流风机，继电器室轴流风机，继电器室空调插座，10KV开关柜辅助电源（一），2#炉的1、2#吸风机。.5厂用IIA段进线由2#厂用变引入，备用电源由厂备用段经IIB段引入。分接5台MNS柜，柜内接：3#炉的1、2#吸风机，循环水泵房的MCC电源（二），2#机1#凝结水泵，3、4#炉的锅炉电源盘（一），3、4#炉的MCC电源（一），2#机汽机配电箱（一），2#主变端子箱电源（一），2#机的励磁屏电源，脱硫电源（二），2#机的真空泵，3、4#炉的锅炉配电箱（一），2#机MCC电源（一），2#机的汽机电源盘（一），110KV GIS操作电

41、源（二），2#工作变温控电源，照明检修段电源（二），直流充电装置电源（二），DCS电源（二），UPS电源（二），380V II段轴流风机，机炉控制室轴流风机，机炉控制室空调插座，10KV开关柜辅助电源（二），电子设备间空调插座。.6 厂用IIB段进线由IIA段引入，备用电源由厂备用段引入。分接5台MNS柜，柜内接：2#机2#凝结水泵，2#机MCC电源（二），2#机交流润滑油泵，3、4#炉的锅炉电源盘（二），3、4#炉MCC电源（二），化水车间电源（二），2#机汽机配电箱（二），继电器室电源，化水MCC电源（二），2#机2#真空泵，2#机高压启动油泵，3、4#炉锅炉配电箱（二），110KV GI

42、S MCC电源（二），公用系统电源盘（二），2#主变端子箱电源（二），2#汽机电源盘（二），4#炉的1、2#风机。3.电气倒闸操作：电气设备可以分为四种不同的使用状态，即：运行、热备用、冷备用和检修，为了将 这些设备由一种状态转换到另一种状态，就要进行一系列的操作，这种操作就叫做倒闸操作。倒闸操作，主要是指拉开或合上某些断路器和隔离开关，同时还包括拆除及安装临时接地线等。4.倒闸操作的一般规定：（1）倒闸操作必须根据值班调度员或值班负责人命令，受令人复诵无误后执行。（2）开始操作前，应先在模拟图板上进行核对性模拟预演，无误后，再进行设备操作。操作前应核对设备名称、编号和位置，操作中应认真执行监

43、护复诵制度。 （3）设备送电前，必须终结全部工作票，拆除一切与检修工作有关的安全措施，恢复 固定遮栏及常设警告牌，对设备各连接回路进行全面检查，测量设备绝缘电阻合格，检查是 否符合送电条件。 （4）倒闸操作由操作人填写操作票, 每张操作票只能填写一个操作任务。操作票应填 写设备的双重名称，即设备名称和编号。（5）严防带负荷拉合刀闸。为防止误操作，高压电气设备都应加装防误操作的闭锁装置。闭锁装置的解锁用具(包括钥匙)应妥善保管，按规定使用，不许乱用。机械锁要一把钥 匙开一把锁，钥匙要编号并妥善保管，方便使用。所有投运的闭锁装置(包括机械锁)不经值班调度员或值长同意不得退出或解锁。（6）倒闸操作必

44、须由两人执行，其中一人对设备较为熟悉者作监护。单人值班的变电所倒闸操作可由一人执行。特别重要和复杂的倒闸操作，由熟练的值班员操作，值班负责人 或值长监护。 （7）操作中发生疑问时，应立即停止操作并向值班调度员或值班负责人报告，弄清问 题后，再进行操作。不准擅自更改操作票，不准随意解除闭锁装置。（8）雷电时，禁止进行倒闸操作。5.倒闸操作的原则(1)设备或线路送电时，应先合上母线侧刀闸（隔离开关），再合上负荷侧刀闸（隔离开关）,再合上开关。设备送电前必须将有关保护投入，没有保护或不能电动跳闸的开关不准送电。(2)设备或线路停电时，应先断开开关，再拉开负荷侧刀闸（隔离开关），再拉开母线 侧刀闸（隔

45、离开关）。合闸能源为电磁机构的开关还应将合闸的动力保险取下或断开合闸电源小开关。(3)开关不允许带电压手动合闸，但在特殊情况下，弹簧操作机构的开关当其能量储备 好时允许带电压手动合闸。(4)运行中的小车开关不允许打机械闭锁手动分闸。 (5)在操作过程中，发现误合刀闸时，不得将误合的刀闸再拉开，只有弄清情况并采取 了可靠的安全措施后，才允许将误合的刀闸拉开。 (6)在操作过程中，发现误拉刀闸时，不得将误拉的刀闸重新合上。只有用手动蜗姆轮传动的刀闸，在动触头未离开静触头刀刃之前才允许将误拉的刀闸立即合上，不再操作。 6.刀闸操作的范围（1）禁止用隔离开关拉合带负荷设备或带负荷线路；禁止用隔离开关拉

46、开、合上空载变压器。（2）允许用隔离开关进行的操作：1) 拉、合无故障的电压互感器和避雷器；2) 拉、合无故障的母线和直接联接在母线上设备的电容电流；3) 在系统无接地故障的情况下，拉合变压器中性点接地刀闸； 4) 倒母线操作时，拉合等电位刀闸，操作前应检查母联开关处于良好合闸状态，并取下其控制保险，以防突然跳闸。 5) 拉、合 10kV 及以下系统不超过 70A 的环路电流。 6) 拉、合励磁电流不超过 2A 的空载变压器和电容电流不超过 5A 的无负荷线路。电气设备部分规范：1。发电机概述QF-K、QFK-K型可控硅励磁汽轮发电机，是隐极式三相二级交流同步发电机，采用静止可控硅励磁方式，经

47、汽轮机直接耦合传动。额定转速3000r/min，额定频率50Hz。发电机的旋转方向，从汽轮机端看为顺时针方向。发电机采用空气冷却，自带风扇，开启式或密闭循环通风系统。发电机的型号组成及含义：QF-K15-2QF ：空气冷却的汽轮发电机。K ：发电机采用可控硅励磁方式。15 ：发电机的额定功率。2 ：发电机的级数。1.1技术数据及允许运行方式1发电机和空气冷却器的技术数据，详见下表。发电机冷却器型号功率KW电压KV功率因素cos效率%功率KW冷却空气量M³/s耗水量t/hQF-K15-2150006、6.3、6.60.897.04401712010、10.5、112.当冷却空气温度低于

48、40时允许提高容量运行，详见下表。冷却气体温度为+40冷却气体温度为+30冷却气体温度为20型号容量KVA功率因素cos容量KVA功率因素cos容量KVA功率因素cosQF-K15-2187500.8197500.76200000.753.当冷却空气温度高于40时，各主要部件相对于冷却气体的温升限值相应降低。此时应根据进风温度的升高情况，相应降低发电机的出力，以保证各主要部件相对于冷却气体的温升不超过降低后的温升限值。4.对于采用密闭循环通风方式的汽轮发电机，在冷却器进水温度不超过33时，开足水量后可保证冷却后的空气温度不超过40。5.电压和频率范围本型发电机在功率因数为额定值，电压与额定值的

49、偏差不超过±5%且其频率与额定值的偏差不超过±1%的情况下可以连续输出额定功率；当电压与额定值的偏差超过±5%但不超过±10%时允许连续运行，但此时发电机的的定子电流和励磁电流的允许值应以发电机和励磁机的各部件的允许温升为限。6.本型发电机可以存在一定的稳态和瞬态负序电流。当三相负载不对称，每相电流均不超过额定值的负序电流分量和额定电流之比不超过8%允许连续运行；当发生不对称故障，负序电流分量与额定电流之比不超过10%时，故障运行的（I/I）和时间t的乘积的最大允许值为15。 7.发电机不允许长时间过载运行。8.发电机运行中，轴承在三个坐标方向上的允许振

50、动值不超过3.8mm/s。9.发电机轴承润滑油由汽轮机润滑系统供给，进油温度约为35-45，出油温度不应超过65。10.发电机运行时机内空气相对湿度不应大于50%；冷却气体的进风温度最高不超过+40；冷却气体的最底进风温度，采用开启式通风系统时不低于+5、采用密闭循环通风系统时以气体冷却器不结露为限（通常不应低于+20）。11.采用密闭循环通风发电机的气体冷却器，胀口处有渗漏时应进行补胀，补胀无效或冷却管有渗漏时允许堵管，但堵管总数不应超过冷却管总数的5%。12.发电机与系统准同期并列的条件： 1、发电机电压与系统电压相位相同。 2、发电机的频率与系统频率相同。 3、发电机电压与系统电压大小相

51、同。13.发电机带负荷的速度，主要取决于汽轮机所允许的负荷增加速度及发电机绕组和铁芯所允许的温度上升速度一般情况下，发电机并网后即可带上额定电流的50%；然后在30min内均匀地将定子电流增加到额定值。14.一般情况下，发电机与系统解列前应先减去有功及无功负荷，对于密闭循环通风的发电机，停机后还须立即停用气体冷却器以免发电机内部温度降低过快。每次停机后应测量并记录定子绕组和全部励磁回路的绝缘电阻。15.发电机的集电环和电刷架、电刷，应经常进行检查和维护，定期用干燥、无油的压缩空气吹扫，并用不掉纤维的干净白布擦净集电环及电刷周围的零件，经常检查并清除电刷的火花、过热、磨损不均等不正常情况。16.

52、经常检查并保持轴承绝缘周围的清洁，并定期测量其绝缘电阻。2. 名称：主变压器2.1 型式：三相式，自冷，双线圈铜绕组无励磁调压，户外式。2.1.1型号：S10-20000/110。2.2主要参数额定电压： 高压侧：121 kV 低压侧：10.5 kV最高工作电压： 高压侧：126 kV 低压侧：12 kV额定电流： 高压侧： 104.98 A 低压侧： 1099.75 A额定变比：121±2×2.5/10.5kV额定容量：20MVA额定频率：50Hz极性：负极性短路阻抗（在额定电压和频率下75）：10.5（阻抗允许误差±10）。联结组标号：YN，d11端子连接方式

53、： 高压侧：高压套管采用SF6充气套管与110KV GIS相连。 低压侧：硬导线 高压侧中性点：硬导线绕组绝缘耐热等级：A级绕组绝缘水平1分钟工频耐压（有效值）（kV）雷电冲击耐压峰值（kV）全 波截 波高 压200480530低 压3575中性点95250 变压器绕组匝间工作场强不大于2kV/mm工频电压升高时的运行持续时间 空载情况下，电压为额定值的110时可连续运行。工 频 电 压 升 高 倍 数满 载相相1.11.251.51.58相地1.11.251.92.0允许持续时间20min20s1s0.1s 变压器和发电机直接连接必须满足发电机甩负荷的工作条件，在变压与发电机相连的端子上应能

54、承受1.4倍的额定电压历时5分钟。 损耗和效（在额定电压和频率，温度75时）： 空载损耗：16.6kW 负载损耗：88kW 总损耗：104.6kW 空载电流：0.4%温升限值（周围环境温度40）绕组为：65K（由电阻法测量时）顶层油为：55K（用温度计法）铁芯表面：应是使用相邻绝缘材料不致损伤的温度。油箱及结构表面：80K过载能力 变压器允许短时间过载能力应满足下表要求：（正常寿命，过载前已带满负荷）过 电 流 （）允许运行时间（分）20480301204560602875141006 按上述方式运行时，绕组最热点温度应低于140。2.3套管绝缘水平1分钟工频耐压（有效值）（kV）雷电冲击耐压

55、峰值（kV）全 波截 波高压侧220480530低压侧427585高压中性点952502502.3.1套管外绝缘爬电比距（按系统最高电压计） 高压侧：31mm/kV 低压侧：(按高一级电压防污套管选用) 高压中性点：31mm/kV2.3.2套管端的允许弯曲耐受荷载不小于下列值： 高压套管：1000 N 低压套管：3150 N 高压中性点套管：1000 N 长期荷载安全系数为2.5，短时荷载安全系数为1.672.3.3套管式电流互感器的配置如下表：变 比准确等级二次负载只 数高压侧150/510P2030VA6150/50.530VA3中性点100/510P2030VA12.4变压器过励磁时间应符合标准规定按表44执行。表44 过励磁能力空载过励磁倍数1.31.21.151.1允许时间(min)53090连续满载过励磁倍数1.05倍连续运行2.5中性点接地保护成套装置，技术参数如下：2.5.1系统条件