第一部分变配电基本知识

变配电工基础培训

2014年7月培训内容第一部分供配电基础知识第二部分供配电基本设备第三部分供配电日常运行及管理第四部分供配电基本操作及应急处理第五部分供配电安全管理第一部分供配电基本知识一、变配电概述二、供电系统基本知识三、电工学理论基本知识（一）电路分析（二）电力系统分析（三）交流电路分析第一部分供配电基本知识1、什么是变配电工变配电工是指在供配电系统中对各变电站（所）、配电线路（开关）、供电配套设施等进行运行监控、操作维护、管理的技术工种，变配电工属于特种作业人员。一、变配电概述第一部分供配电基本知识2、特种作业人员必须接受与本工种相适应的、专门的安全技术培训、经安全技术理论考核和实际操作技能考核合格，取得特种作业操作证后，方可上岗作业。3、变配电工从业要求：经考核取得特种作业操作证、具备供电设备设施基础理论知识、具备计算机基础运用相关知识、具备供电设施安全（消防）知识、具有较强安全意识及工作责任心。第一部分供配电基本知识1、现代企业供电系统二、供电系统基本知识第一部分供配电基本知识2、供电站所企业变电所包括企业总降压变电所和车间变电所。企业总降压变电所与地区变电所相似，它是对企业内部输送电能的中心枢纽。车间变电所是接受企业总降压变电所提供的电能，通过车间变压器把电压降为380/220V对车间各用电设备直接进行供电，对低压用电设备供电范围一般只在500m以内。第一部分供配电基本知识车间变电站一般设置1~2台变压器，特殊情况最多不宜超过3台,单台变压器容量通常均为2000KVA及以下。对车间的高压用电设备则直接通过车间变电站的6-10KV母线供电。仅用来接受电能和分配电能的场所称为配电所，仅用于将交流电流转换为直流电流或将直流电流转换为交流电流的场所称为换流站。第一部分供配电基本知识3、供电线路电力线路是把发电厂、变电所和电能用户联系起来的纽带，完成输送电能和分配电能的任务,电力线路是输电线路和配电线路的总称。通常将电压在220KV及以上的电力线路称为输电线路，110KV及以下的电力线路称为配电线路。还有一种分类方法是将电力网分为低压网、中压网、高压网和超高压网等。第一部分供配电基本知识电压在1KV以下的电力网称为低压网1-10KV的电力网称为中压网,高于10KV低于330KV的电力网称为高压网,330KV以上的电力网称为超高压网。工业企业的高压配电线路主要作为工业企业内输送、分配电能之用，主要包括架空线路及电缆输送和室内、车间线路等。第一部分供配电基本知识4、用电设备高压设备：用电容量较大，启动电流较大的设备，一般情况下，功率大于250KW，采用高压供电。如大功率空压机、鼓风机电机等。低压设备：用电容量较小，拖动功率较小的用电设备，如一般常规风机、水泵电机等。第一部分供配电基本知识5、企业供电要求可靠性可靠性就是指对用户的连续供电突然中断供电将造成生产停顿、生活混乱，甚至危及人身和设备安全，造成十分严重的后果，可靠性是衡量供电质量的重要指标，一般以全年平均供电时间占全年时间的百分数来衡量供电可靠性的高低。安全性安全性是指在电能的供应、分配和使用中不应发生人身事故和设备事故，在工业企业供电工作中必须特别注意电气安全。第一部分供配电基本知识为了保证电气安全，必须加强安全教育，建立和健全必要的规章制度确保供电工程的设计安装质量，加强运行维护和检修试验工作，采用各类电气安全用具等措施，以确保供电的安全性。优质性优质性是指应满足电能用户对电能质量的要求。电能质量指标包括电压、频率及波形。用电设备的额定电压是按长期正常工作时有最大经济效果所规定的电压，电压过高、过低都会影响用电设备的正常工作。第一部分供配电基本知识对电动机而言，当电压降低时，转矩急剧减小。例如：当电压降低20%转矩将降低到额定值的64%，电流增加20-35%。温度升高12-15%经济性经济性是指供电系统的投资要少、运行费用要低、并尽可能地节约电能和减少有色金属消耗量、提高电能利用率。环保性环保性是指在电能生产过程中要防止环境污染和人类生存环境不要遭到破坏，主要针对工矿企业中的火力发电、燃气尾气预热发电等。第一部分供配电基本知识（一）电路分析1、电路的组成：（1）电源（2）负载（3）连接导线（电气回路）（1）电源：电力系统中电源分为直流电源、交流电源。直流电：大小和方向不随时间变化的电源，交流电：大小和方向随时间周期变化的电源（2）负载用电设备:按性质划分可分为电阻、电感、电容（3）连接导线：电气设备的连接方式主要有串联、并联。三、电工学理论基本知识第一部分供配电基本知识2、基本电路分析（1）基本原理：欧姆定律I=U/R（2）基本运用：a、电阻电路I=U/Rb、电感电路I=U/XLc、电容电路I=U/Xcd、串并联电路分析第一部分供配电基本知识3、综合电路分析E=I*Z（1）串联谐振：XC=XL时

Z=R ，此时Z最小，则电路中I最大，容易造成过压，烧毁设备，通常称作电压谐振。第一部分供配电基本知识（2）并联谐振：XC大小恰好使电路中U与I同相，完全补偿，谐振时电流最小，但电感电容中的电流过大，容易烧毁设备，通常称作电流谐振。第一部分供配电基本知识（3）电路系统中常见问题分析：a、电气设备故障、原理分析：设备运行过程中动态、暂态故障，设备安全运行状态分析确定等。b、二次接线图分析：常见故障包括控制系统、控制回路故障等。c、电路电器原件特性分析：电容、电感特性对电力系统的影响。

第一部分供配电基本知识（4）运用a、变电站配电系统图第一部分供配电基本知识b、高压成套设备二次回路故障分析第一部分供配电基本知识（二）电力系统分析1、基本原理

a、电磁感应：当导体相对于磁场运动而切割磁力线或穿过线圈的磁通量发生变化时，在导体或线圈中就会产生感应电动势。

b、能量守恒：电—磁—电，能量传达不会增加，变压器供电能量守恒。

c、楞次定理：线圈中产生感应电动势方向总是使它所产生感应电流形成的磁场阻止原来磁场的变化（右手定则）第一部分供配电基本知识电磁感应原理图第一部分供配电基本知识2、主要运用

（1）、自感：自感现象是一种特殊的电磁感应现象，它是由于线圈本身电流变化而引起的。

流过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化而产生的自感电动势，总是阻碍线圈中原来电流的变化，当原来电流在增大时，自感电动势与原来电流方向相反；当原来电流减小时，自感电动势与原来电流方向相同。因此，“自感”简单地说，由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫做自感现象。

第一部分供配电基本知识日光灯工作原理

当开关接通的时候，电源电压立即通过镇流器和灯管灯丝加到启辉器的两极。220伏的电压立即使启辉器的惰性气体电离，产生辉光放电。辉光放电的热量使双金属片受热膨胀，两极接触。电流通过镇流器、启辉器触极和两端灯丝构成通路。灯丝很快被电流加热，发射出大量电子。第一部分供配电基本知识

这时，由于启辉器两极闭合，两极间电压为零，辉光放电消失，管内温度降低；双金属片自动复位，两极断开。在两极断开的瞬间，电路电流突然切断，镇流器产生很大的自感电动势，与电源电压叠加后作用于管两端。灯丝受热时发射出来的大量电子，在灯管两端高电压作用下，以极大的速度由低电势端向高电势端运动。在加速运动的过程中，碰撞管内氩气分子，使之迅速电离。氩气电离生热，热量使水银产生蒸气，随之水银蒸气也被电离，并发出强烈的紫外线。在紫外线的激发下，管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光。

第一部分供配电基本知识自感的危害：在断开容量较大的电感线圈时容易过压，损坏设备绝缘，因此在启停设备时要降低运转负荷，防止由于电感线圈自感产生高压造成危害，通常在断路器出线侧加装过压保护器。在供电系统中经常出现的操作过电压大多数是由于电感线圈的自感造成的过压危害。第一部分供配电基本知识2、主要运用

（2）、互感：当一线圈中的电流发生变化时，在临近的另一线圈中产生感应电动势，叫做互感现象。它的基本原理就是磁的耦合。U1/U2=I2/I1=N1/N2第一部分供配电基本知识

变压器的工作原理：根据法拉弟电磁感应定律和楞次定律，简单说明如下:当原线圈(就是本来就有电的那组线圈)中的电流增大时，这个线圈在铁芯中产生的磁场也增强(磁场的方向可以用右手螺旋定则来判断)，这时，在副线圈(就是原本没有通电的那组线圈)上就要产生感应电流，感应电流的方向与原线圈中的电流方向相反(这样的结果是副线圈中的电流产生的磁场的方向与原线圈中的电流产生的磁场的方向相反)。当原线圈中的电流在减小时，电流在铁芯上产生的磁场也减弱，这时在副线圈中就产生了与原线圈电流方向相同的电流，这个电流在铁芯上产生的磁场方向与原线圈在铁芯中产生的磁场方向相同。如此变化下去，原线圈中由于电流的改变，就在副线圈中产生了电流。这就是变压器的工作原理。

第一部分供配电基本知识

变压器的功能及作用：主要有:电压变换;电流变换，阻抗变换;隔离;稳压(磁饱和变压器);自耦变压器;高压变压器(干式和油浸式)等。

变压器是能源传输的中枢，故其电流、磁通较大，发热严重，一般均采用油冷结构，根据电压等级，绝缘要求有所不同。第一部分供配电基本知识

互感器的工作原理：隔离变压器，一次侧不与二次侧直接连接，主要用于保护及测量。

互感器按使用性质可分为电压互感器PT、电流互感器CT。

区别：1、变比不相同；2、二次侧要求不同，CT二次侧不能开路，PT二次侧不能短路；3、CT用于各用电负荷，PT用于母线电压监测；4、PT装设熔断器，必要时采用PT母线切换。第一部分供配电基本知识

互感器：电流互感器电压互感器第一部分供配电基本知识2、主要运用

（3）、线圈及吸附铁芯

分合闸线圈：当控制回路接通电源后，线圈带电，由电磁感应原理可知，线圈内部产生磁场，吸合铁芯动作，带动机构连锁动作，作用于断路器操作机构（弹簧操作机构、电磁操作机构），常见故障分析处理包括线圈烧毁、分合不到位、拒动等。

接触器：接触器线圈带电后产生感应磁通，铁芯在电磁力的作用下吸合，带动触点及辅助触点动作。广泛运用于控制回路、电气连锁控制等。第一部分供配电基本知识2、主要运用

（3）、线圈及吸附铁芯

分合闸线圈

接触器第一部分供配电基本知识（三）交流电路分析1、正弦交流电：大小和方向均随时间按正弦规律变化的电压或电流称为正弦交流电。正弦交流电的三要素：幅值、周期、初相u第一部分供配电基本知识正弦交流电路：（1）电阻电路电流电压同相平均功率瞬时功率第一部分供配电基本知识正弦交流电路：（2）电容电路电流超前电压90度平均功率瞬时功率（无功功率）第一部分供配电基本知识（3）电感电路电压超前电流90度平均功率

（无功功率）瞬时功率单一参数正弦交流电路的分析计算小结电路参数电路图(参考方向)电压、电流关系瞬时值有效值相量图相量式功率有功功率无功功率Riu设则u、i

同相0LC设则则u领先i90°00基本关系+-iu+-iu+-设

u落后i90°（4）视在功率S电路中总电压与总电流有效值的乘积。单位：V·A注：SN＝UNIN称为发电机、变压器等供电设备的容量，可用来衡量发电机、变压器可能提供的最大有功功率。

P、Q、S

都不是正弦量，不能用相量表示。第一部分供配电基本知识（5）功率因数:对电源利用程度的衡量X+-的意义：电压与电流的相位差，阻抗的辐角第一部分供配电基本知识提高COSφ

可使发电设备的容量得以充分利用（1）三相交流发电机主要组成部分：电枢（是固定的，亦称定子）：定子铁心内圆周表面有槽，放入三相电枢绕组。磁极三相绕组n单相绕组（是转动的，亦称转子）三相绕组的三相电动势幅值相等,频率相同,彼此之间相位相差120°。+++–+SN铁心绕组U1U2–+SN–+SN–+SN–+SN–+SN–+SN–+SN第一部分供配电基本知识2、三相正弦交流电对称正弦量特点为：120°UU•UW•UV•120°120°三相电压相量图(2)正弦交流电的表示由于电机结构的原因,这三相绕组所发出的三相电动势幅值相等,频率相同,彼此之间相位相差120°。（3）正弦量的相序三相交流电在相位上的先后次序称为相序。

上述的三相电源的相序为U→V→W。在电力系统中一般用黄、绿、红区别U、V、W三相。Um–Umt02uUuWuV2.三相电源的联接（1）星形联接N中点或零点N

把发电机三相绕组的末端

接成一点。而把始端作为与外电路相联接的端点。这种联接方式称为电源的星形联结。火线中线或零线火线火线线电压相电压目前，我国供电系统线电压380V，相电压220V。

三相四线制架空线路

我国国家标准规定的电力网额定电压有3、6、10、35、60、110、220、330、500kV。架空线路电力线路防震锤导线避雷线绝缘子杆塔线夹基础接地装置电缆线路目前我国主要有：华东、华南、华中、华北、东北、西南、西北七大电力网。N中点或零点N火线中线或零线火线火线线电压相电压根据KVL：各线电压与相电压之间的关系为:三相电源各电压间的相量关系UU•UW•UV•30o30o30o

线电压的有效值用表示,相电压的有效值用Up表示。由相量图可知它们的关系为:2.

Δ形联结发电机三相绕组依次首尾相联，引出三条线，称为三角形联结。线电压与相电压的关系交流电路中的用电设备，大体可分为两类：一类是需要接在三相电源上才能正常工作的叫做三相负载,如果每相负载的阻抗值和阻抗角完全相等，则为对称负载，如三相电动机。另一类是只需接单相电源的负载，它们可以按照需要接在三相电源的任意一相相电压或线电压上。对于电源来说它们也组成三相负载，但各相的复阻抗一般不相等，所以不是三相对称负载。如照明灯。3、三相负载的联接及三相电路分析与测试1.Y形联结iViWiNiUN负载中电流:(略线路阻抗)中性线中的电流为:若负载对称，即UU•UW•UV•IW•IU•IV•对称负载相量图对称负载可以去掉中线。三相交流电动机N（1）如果三相负载对称,中线中无电流,故可将中线除去,而成为三相三线制系统。（2）但是如果三相负载不对称,中线上就会有电流IN通过,此时中线是不能被除去的,否则会造成负载上三相电压严重不对称,使用电设备不能正常工作。不对称负载Y联接又未接中性线时，负载相电压不再对称，且负载电阻越大，负载承受的电压越高。（3）中线的作用：保证星形联接三相不对称负载的相电压对称。（4）照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供电方式，且中性线（指干线）内不允许接熔断器或刀开关。

2.负载的三角形联接（△形）若忽略端线阻抗（ZL=0）,则电路具有以下关系。iWUVWiViUiWUiVWiUV–

+uUV–

+uVW–

+uWU(2)负载线、相电流之间的关系负载线、相电压之间的关系线、相电压对应相等各相负载相电流分别为各相负载的电压与电流相位差分别为(2)负载线、相电流之间的关系根据KWL，负载线、相电流之间的关系为若负载对称，即和则负载相电流也是对称的，即IU•IV•IW•IWU•IUV•IVW