电气设备课程课件-河北工程技术学院一

第一章电力系统概述第一节我国电力工业的发展概况第二节发电厂和变电所的类型第三节发电厂变电所电气设备概述思考题与习题第一节我国电力工业的发展概况电能具有便于输送、分配、使用、控制等优点，被广泛应用于现代工农业、交通运输、科学技术、国防建设及人民生活中，已成为不可缺少的二次能源。电力工业的发展水平已成为衡量一个国家综合国力和现代化水平的重要标志。我国具有丰富的能源资源。可开发利用的水能蕴藏量约为3.78亿kW，居世界首位。到2005年底，我国发电装机总容量为5亿千瓦时。预计到2007年底，我国发电装机容量将达到7亿千瓦时。我国装机容量和发电量均位列世界第二。第二节

发电厂和变电所类型

一、发电厂类型

■火力发电厂■水力发电厂■风力发电厂■核电厂■太阳能发电

二、变电所类型

■枢纽变电所■中间变电所■地区变电所■终端变电所1.能量转换过程

燃料的化学能→热能→机械能→电能2.火力发电厂三大主机

锅炉汽轮机发电机3.火力发电厂分类

凝气式火力发电厂，生产过程示意图见1-1热电厂

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火力发电厂▉

火力发电厂—凝汽式火电厂生产过程示意图▉

水力发电厂1.能量转换过程水能（势能）→机械能（动能）→电能2.水力发电厂分类（1）根据集中落差的方式：堤坝式（如图1-2河床式水电厂）引水式混合式（2）根据运行的方式：有调节水电厂无调节水电厂抽水蓄能水电厂▉

水力发电厂—河床式水力发电厂▉

核电厂核电厂是利用核能发电的电厂，这是一种大有发展前途的新能源，一般建在自然资源匮乏的缺电地区。核电机组与普通火力发电机组不同的是以核反应堆和蒸汽发生器替代了锅炉设备，而汽轮机和发电机部分则基本相同。

图1-3是核电厂发电方式示意图。原子核反应堆是核电厂的核心部分，它是一个可以被控制的核裂变装置，以铀—235或铀—238（或铀—239）为燃料。核反应堆又分为压水堆、重水堆、石墨堆等类型。我国已建成发电的核电厂有大亚湾和秦山核电厂。▉

核电厂—核电厂生产过程示意图▉

变电所类型

电力系统的组成结构：电力系统由发电厂、变电所、线路和用户组成。变电所是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。图1-4是一个电力系统与电力系统示意图。▉变电所所类型型—电力系系统与与电力力网示示意图图▉枢纽变变电所所枢纽变变电所所位于于电力力系统统的枢枢纽点点，汇汇集多多个电电源，，连接接电力力系统统高压压和中中压的的几个个部分分，电电压等等级一一般为为330～500kV。这种变变电所所一旦旦停电电，将将造成成大范范围停停电，，引起起系统统解列列，甚甚至整整个系系统瘫瘫痪。。因此此，枢枢纽变变电所所对电电力系系统运运行的的稳定定和可可靠性性起着着重要要作用用。说明：：330kV电压为为非国国际标标准电电压等等级。。在我我国电电力系系统中中只有有个别别输电电线路路在使使用。。▉中间变电电所中间变电电所的电电压等级级一般为为220～330kV，汇集2～3个电源和和若干线线路，高高压侧起起交换功功率的作作用，或或使长距距离输电电线路分分段，同同时降压压对一个个区域供供电。这样的变变电所在在系统中中主要起起中间环环节的作作用，故故称中间间变电所所。全所所停电后后，将引引起区域域电网的的解列。。▉地区变电电所和终终端变电电所地区变电电所地区变电电所的电电压等级级一般为为110～220kV，主要向向一个地地区用户户供电，，是一个个地区或或一个中中小城市市的主要要变电所所，一旦旦停电，，将造成成该地区区或城市市供电的的紊乱，，甚至中中断供电电。终端变电电所终端变电电所位于于配电线线路的末末端，接接近负荷荷处，电电压等级级一般为为35～110kV，经降压压后直接接向用户户供电。。降压后后的电压压一般为为10kV和0.4kV，分别向向不同的的用户供供电。第三节发电厂、、变电所所电气设设备概述述一、电气一次次设备二、二次设备备三、电气气设备的的主要额额定参数数■额定电压压（kV）■额定电流流（kA）■额定容量量（kVA）▉电气一次次设备在发电厂厂和变电电所中，，为了满满足用户户对电力力的需求求和保证证电力系系统运行行的安全全稳定和和经济性性，安装装有各种种电气设设备。通通常把直直接生产产、输送送、分配配和使用用电能的的设备称称为一次次设备。。它们包包括：（1）生产和和转换电电能的设设备。如如发电机机和变压压器等。。（2）接通或或断开电电路的开开关设备备。（3）载流导导体。如如母线、、电缆等等。（4）互感器器。互感感器分为为电压互互感器和和电流互互感器。。（5）保护电电器。如如电抗器器和避雷雷器等。。（6）接地装装置。▉二次设备备在电力系系统中为为了能对对电气一一次设备备和系统统的运行行状况进进行测量量、控制制、保护护和监察察而需要要一些专专门的设设备，通通常把这这些设备备称为电电气二次次设备。。它们包包括：（1）测量表表计。如如电压表表、电流流表、功功率表、、电能表表、频率表等等，用于于测量一一次电路路中的电电气参数数。（2）继电保保护及自自动装置置。如各各种继电电器和自自动装置置等，用于于监视一一次系统统的运行行状况，，迅速反反应不正正常情况况并进行行调节或或作用于于断路器器跳闸，，切除故故障。（3）直流设设备。如如直流发发电机、、蓄电池池组、硅硅整流装装置等，为保保护、控控制和事事故照明明等提供供直流电电源。▉电气设备备的主要要额定参参数—额定电压压额定电压压是国家家根据经经济发展展的的需需要，技技术经济济的合理理性，制制造能力力和产品品系列性性等各种种因素所所规定的的电气设设备的标标准电压压等级。。我国规规定的额额定电压压，按电电压高低低和使用用范围分分为三类类。第一类额额定电压压第一类额额定电压压是100V及以下的的电压等等级，主主要用于于安全照明、、蓄电池池及开关关设备的的直流操操作电压压。直流流为6、12、24、48V；交流单单相为12V和36V，三相线线电压为为36V。▉电气设备备的主要要额定参参数—额定电压压第二类额额定电压压第二类额额定电压压是100～1000V之间的电电压等级级。这类类额定电电压应用用最广、、数量最最多，如如动力、、照明、、家用电电器和控控制设备备等。第三类额额定电压压第三类额额定电压压是1000V及以上的的高电压压等级，，见表1-3所示，主主要用于于电力系系统中的的发电机机、变压压器、输输配电设设备和用用电设备备。▉电气设备备的主要要额定参参数—第三类额额定电压压▉电气设备备的主要要额定参参数—第三类额额定电压压对表1-3进行分析析，可以以发现存存在以下下规律：：（1）用电设设备的额额定电压压与电网网的额定定电压是是相等的的。（2）发电机机的额定定电压比比其所在在电力网网的电压压高5%。（3）变压器器一次线线圈是接接受电能能，可看看成是用用电设备备，其额额定电压压与用电电设备的的额定电电压相等等，而直直接与发发电机相相连接的的升压变变压器的的一次侧侧电压应应与发电电机电压压相配合合。（4）变压器器的二次次线圈（（副线圈圈）相当当于一个个供电电电源，它的的空载额额定电压压要比其其所在电电网的额额定电压压高10%。但在3、6、10kV电压时，，由于这这时相应应的配电电线路距距离不长长，二次次线圈的的额定电电压仅高高出电网网电压5%。▉电气设备备的主要要额定参参数—额定电流流电气设备备的额定定电流（（铭牌中中的规定定值）是是指在规规定的周周围环境境温度和和绝缘材材料允许许温度下下允许通通过的最最大电流流值。当当设备周周围的环环境温度度不超过过介质的的规定温温度时，，按照设设备的额额定电流流工作，，其各部部分的发发热温度度不会超超过规定定值，电电气设备备有正常常的使用用寿命。。说明：周周围环境境温度一一般指20℃。▉电气设备备的主要要额定参参数—额定容量量发电机、、变压器器和电动动机额定定容量的的规定条条件与额额定电流流相同。。变压器器的额定定容量都都是指视视在功率率（kV·A）值，表表明最大大一线圈圈的容量量；发电电机的额额定容量量可以用用视在功功率（kV·A）值表示示，但一一般是用用有功功功率（kW）值表示示，这是是因为拖拖动发电电机的原原动机（（汽轮机机、水轮轮机等））是用有有功功率率表示的的；电动动机的额额定容量量通常用用有功功功率（kW）值表示示，因