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。▉变电所类型型—电力系统与与电力网示示意图▉枢纽变电所所枢纽变电所所位于电力力系统的枢枢纽点，汇汇集多个电电源，连接接电力系统统高压和中中压的几个个部分，电电压等级一一般为330～500kV。这种变电所所一旦停电电，将造成成大范围停停电，引起起系统解列列，甚至整整个系统瘫瘫痪。因此此，枢纽变变电所对电电力系统运运行的稳定定和可靠性性起着重要要作用。说明：330kV电压为非国国际标准电电压等级。。在我国电电力系统中中只有个别别输电线路路在使用。。▉中间变电所所中间变电所所的电压等等级一般为为220～330kV，汇集2～3个电源和若若干线路，，高压侧起起交换功率率的作用，，或使长距距离输电线线路分段，，同时降压压对一个区区域供电。。这样的变电电所在系统统中主要起起中间环节节的作用，，故称中间间变电所。。全所停电电后，将引引起区域电电网的解列列。▉地区变电所所和终端变变电所地区变电所所地区变电所所的电压等等级一般为为110～220kV，主要向一一个地区用用户供电，，是一个地地区或一个个中小城市市的主要变变电所，一一旦停电，，将造成该该地区或城城市供电的的紊乱，甚甚至中断供供电。终端变电所所终端变电所所位于配电电线路的末末端，接近近负荷处，，电压等级级一般为35～110kV，经降压后后直接向用用户供电。。降压后的的电压一般般为10kV和0.4kV，分别向不不同的用户户供电。第三节发电厂、变变电所电气气设备概述述一、电气一次设设备二、二次设备三、电气设设备的主要要额定参数数■额定电压（（kV）■额定电流（（kA）■额定容量（（kVA）▉电气一次设设备在发电厂和和变电所中中，为了满满足用户对对电力的需需求和保证证电力系统统运行的安安全稳定和和经济性，，安装有各各种电气设设备。通常常把直接生生产、输送送、分配和和使用电能能的设备称称为一次设设备。它们们包括：（1）生产和转转换电能的的设备。如如发电机和和变压器等等。（2）接通或断断开电路的的开关设备备。（3）载流导体。。如母线、电电缆等。（4）互感器。互互感器分为电电压互感器和和电流互感器器。（5）保护电器。。如电抗器和和避雷器等。。（6）接地装置。。▉二次设备在电力系统中中为了能对电电气一次设备备和系统的运运行状况进行行测量、控制制、保护和监监察而需要一一些专门的设设备，通常把把这些设备称称为电气二次次设备。它们们包括：（1）测量表计。。如电压表、、电流表、功功率表、电能能表、频率表等，用用于测量一次次电路中的电电气参数。（2）继电保护及及自动装置。。如各种继电电器和自动装装置等，用于监视视一次系统的的运行状况，，迅速反应不不正常情况并并进行调节或或作用于断路路器跳闸，切切除故障。（3）直流设备。。如直流发电电机、蓄电池池组、硅整流流装置等，为保护、、控制和事故故照明等提供供直流电源。。▉电气设备的主主要额定参数数—额定电压额定电压是国国家根据经济济发展的的需需要，技术经经济的合理性性，制造能力力和产品系列列性等各种因因素所规定的的电气设备的的标准电压等等级。我国规规定的额定电电压，按电压压高低和使用用范围分为三三类。第一类额定电电压第一类额定电电压是100V及以下的电压压等级，主要要用于安全照明、蓄电电池及开关设设备的直流操操作电压。直直流为6、12、24、48V；交流单相为为12V和36V，三相线电压压为36V。▉电气设备的主主要额定参数数—额定电压第二类额定电电压第二类额定电电压是100～1000V之间的电压等等级。这类额额定电压应用用最广、数量量最多，如动动力、照明、、家用电器和和控制设备等等。第三类额定电电压第三类额定电电压是1000V及以上的高电电压等级，见见表1-3所示，主要用用于电力系统统中的发电机机、变压器、、输配电设备备和用电设备备。▉电气设备的主主要额定参数数—第三类额定电电压▉电气设备的主主要额定参数数—第三类额定电电压对表1-3进行分析，可可以发现存在在以下规律：：（1）用电设备的的额定电压与与电网的额定定电压是相等等的。（2）发电机的额额定电压比其其所在电力网网的电压高5%。（3）变压器一次次线圈是接受受电能，可看看成是用电设设备，其额定定电压与用电电设备的额定定电压相等，，而直接与发发电机相连接接的升压变压压器的一次侧侧电压应与发发电机电压相相配合。（4）变压器的二二次线圈（副副线圈）相当当于一个供电电电源，它的空载载额定电压要要比其所在电电网的额定电电压高10%。但在3、6、10kV电压时，由于于这时相应的的配电线路距距离不长，二二次线圈的额额定电压仅高高出电网电压压5%。▉电气设备的主主要额定参数数—额定电流电气设备的额额定电流（铭铭牌中的规定定值）是指在在规定的周围围环境温度和和绝缘材料允允许温度下允允许通过的最最大电流值。。当设备周围围的环境温度度不超过介质质的规定温度度时，按照设设备的额定电电流工作，其其各部分的发发热温度不会会超过规定值值，电气设备备有正常的使使用寿命。说明：周围环环境温度一般般指20℃。▉电气设备的主主要额定参数数—额定容量发电机、变压压器和电动机机额定容量的的规定条件与与额定电流相相同。变压器器的额定容量量都是指视在在功率（kV·A）值，表明最最大一线圈的的容量；发电电机的额定容容量可以用视视在功率（kV·A）值表示，但但一般是用有有功功率（kW）值表示，这这是因为拖动动发电机的原原动机（汽轮轮机、水轮机机等）是用有有功功率表示示的；电动机机的额定容量量通常用有功功功率（