发电厂及变电站电气设备

发电厂及变电站

电气设备

1-3第1章绪论教学要求了解我国电力工业发展概况掌握电力系统的基本概念了解发电厂、变电站的常见类型了解常用电气设备掌握额定电压的确定方法1.1电力工业发展概况及前景电的发明：1831年（英）法拉第→电磁感应→右手螺旋定则→电力系统电能优点:①易于将其它形式的能转化为电能②便于远距离输送（输电线路、电缆）③电能集中，分配自由④速度快（30万km/s），能量大，能做到约时停送电电力系统发展方向：

大容量超高压远距离

全国水电装机达到8301万kw火电达到25314万kw核电达到210万kw风力和新能源发电达到37万kw到2001年底，世界之最长江三峡工程是世界上最大的电站（总装机容量为18200MW）广州抽水蓄能电站是世界最大的抽水蓄能电站（总装机容量为240万kw）西藏的羊卓雍湖水电站是世界上海拔最高的电站

广东电网90.7总装机容量为600万kw，向香港（650万kw）买电7～15万kw92.12总装机容量为750万kw广东大电厂380万kw水电站75万kw、小水电150万kw大亚湾核电站2X90万kw→从化广州抽水蓄能电站240万kw（增城500kv变电站）500KV北郊变电站广东网电压骨架

220kv→500kv→1000kv目前，我国电力工业已开始进入“大机组”、“大电网”、“超高压”、“高自动化”的发展新阶段。科技水平不断提高,调度自动化、光纤通信、计算机控制等高新技术，已在电力系统中得到了广泛应用。发展前景1.2电力系统基本概念电力系统=发电厂+变电所+输电线路+用户动力系统=电力系统+动力装置电力网=变压+输电线路+用户基本概念

1、火电厂

（煤、石油、天然气）燃烧使汽轮机转动化学能→热能→机械能→电能分为：凝汽式发电厂（专供发电）热电厂（发电兼供热）如广州电厂：利用率高如黄埔电厂：4台12.5万kvA2台30万kvA机组1号~4号机烧油5号、6号机烧煤

发电厂2、水电站（利用水的落差、流量）水能→机械能→电能

优点：其生产过程简单、污染小、发电成本低缺点：建设投资大、工期长、受气候、水文条件影响大，分丰水期和枯水期。3、核电站利用铀(或钚）在反应堆核裂变

热能→（汽轮机）机械能→电能如：浙江秦山核电站（2X60万kw）大亚湾核电站（2X90万kw）阳江核电站（2X90万kw）特点：a.消耗燃烧少--如容量为50万kw的大电厂，需燃烧150万吨/年;而容量为50万kw的大电厂，需铀燃料20吨/年。b.燃烧时不需要空气助燃c.容量越大越经济d.有放射性污染4、潮汐电站潮汐能是地球在自转过程中，海水受月流重力牵引产生的。还有小部分潮汐是受太阳引力牵引形成的。海水涨落的周期为12小时25分钟，同时在海底造成三角流。世界最大的潮汐发电站：法国北部LaRance河，Pe=240MW

世界最高的潮汐发电站：加拿大Fundy高达39英尺Pe=20MW

世界首座海底潮汐发电站：挪威北部KvalsundPe=300KW（无生态污染，无噪音、不占地）投资1亿美元。

5、风力发电厂变旁电冬所分为搅：升帮压变炭电所趟、降疏压变脾电所分为锦：倾区域臣变电拼所、饱地方游变电币所、报终端再变电遗所枢纽盟变电赖所、预中间牌变电花所、腥地区傅变电昆所电力是线路分为馋：输赶电线穷路、佩配电旧线路电力耽系统暮的优准越性：可靠廊、稳序定、仅经济对电己力系替统运原行的抄基本聪要求：1、经保证姨供电盖的安房诚全可障靠——旱减少份事故科率2、葱保证府电能墙质量（波号形、泼频率勒、电推压）——每—换随时袋调频苦、调仆压3、艇完成之足够控的发演生功慨率和鸡发电叔量4、叨保证票电力欺系统他运行诸的经漂济性电压扒和频甜率线路晕额定吴电压末正常攻运行授电压烘允许摊变化消范围35王kv朗及以呆上±浊5%朴Ue10党kv宋及以沾下±俯7%语Ue低压叔照明栋及农扫业用熔电(盲+5培%~比-暴10忠%)奔Ue我国帽规定卖的电月力系纤统的淋额定步频率在为5昨0H贤Z大容眨量系肢统允煤许频波率偏迟差±廉0.灵2姻HZ中小束容量言系统锅允许衔频率宏偏差训±0沉.5椒H王Z。电压够的允走许变脱化范善围见翁表线路额定电压正常运行电压允许变化范围35kv及以上±5%Ue10kv及以下±7%Ue低压照明及农业用电(+5%~-10%)Ue频率找主要谣取决冻于有功霸功率的平雁衡电压心主要截取决雅于无功欺功率的平竹衡可通净过调藏频、慰调压迟和无臂功补欣偿等赖措施期来保劝证频算率和皱电压绸的稳招定。电力例系统叠的供胃电电牢压（妙或电败流）在的波胜形为卡严格亲的正弦披形。1.叨3胆电料气设横备概协述及哭额定乞参数主要脸电气埋一次粒设备脾简介（直接粮与发虚配电维电路细相连校接的浩设备饰）进行借能量炼转换恳的设娘备：发电刃机G秃、变臣压器在T、导电动稠机接通繁和开喜断电旋路的吐开关翠设备岁：断味路器惧QF卷、隔帖离开助关Q轮S、果熔断胸器F蹈U、姓负荷线开关交换接电路腐电气平量，供隔离圣高压播的设融备：典电压道互感宫器P磁T、随电流议互感随器C涛T限制湾电流鲁和防躁止过谷电压沙的设沃备：取电抗弊器、彩避雷盖器主要织电气修二次逆设备蛋简介（对一桨次设枕备、阿其它橡设备忽的工躲作进电行监贼测和涛控制孤保护汁的设歉备）用于团反映厕不正否常工潜作状鱼态：虽继电艰器、渴信号盖装置测量耕电气似参数图的设斑备：舍仪表盼、示输波器稳、录糕波器控制押及自比动装倦置：霞控制陡开关咐，同脚期及赖自动谊装置连接庭电路彼的导盲体：冠控制累电缆绳、小宫母线险、连韵接线电气顶设备狠的额弓定参失数1、额定因电压电力骂网的坑额定仆标准罪电压删(K捉V)歉：0.购22停、0木.3素8（锈低压蒸）3、婶6、单10紧、3谋5、艺60勒、1制10盗、2谦20精（高志压）33羞0、鞋50毅0（唉超高拐压）75焦0、编10垦00饲（蛮特高得压）额定矩电压往的确堵定方腿法用电走设备缠的=仇电力扛网的桑额定跪电压发电侦机的仰额定尺电压骂=1谣.0值5电讲力网叮额定挖电压变压萄器的魄额定各电压鼻：一次贤侧相退当于织用户，其赴额定棚电压歇=电匙力网乎的额糖定电盯压，联但与丹发电猫机直敢接相都连的停=1狠.0确5电芝力网惑的额堂定电今压二次赶侧相致当于限电源，其榨额定拍电压柄=1轰.1布电力仅网的枪额定批电压玻，但非10幸kv光及以圣下阻梅抗电领压小采于7遗.5歪%）顺=缝1.幼05钩电力制网的睁额定策电压我国嚼交流疯电力且网和能电气芽设备产的额港定电它压（谅kv策）用电设备额定电压与电力网额定电压发电机额定电压变压器额定电压原边绕组副边绕组接电力网接发电机0.230.220.230.230.400.380.400.4033.1533.153.15及3.366.366.36.3及6.61010.51010.510.5及11353538.56060661101101212202202423303303635005005507507508252、矛额定茶电流差和额乓定容敏量Ie绕：额慕定电通流<跳——恩>介牢质的肌周围李环境南温度若周亡围介扩质环肃境温机度不梳等于炒额定边计算客温度+4楼50识C殊I遣<I袖e如某雁变压铸器：荡+4汽00避C霞→战I=睬Ie+2络50宴C漠I腰>I假e额定歇容量视在员功率薪Se童（伏粮安）有功静功率煮Pe局(萝瓦杰)无功档功率皮Qe宇(乏匪)习题丑与思悲考题1-边1赶什河么是功发电湾厂、戴变电偏站、驰电力谈系统康及电旱力网窝？1-立2匠试拾述火愤电厂郊、水门电厂头，核除电厂袄的基肥本生引产过剥程及矮其特松点。1-掠3左电婚力系垄统有阿哪些预优越容性？资电力宵系统然运行后要满曾足哪紫些基膨本要然求？1-土4闹电杠能质怕量的炮主要伞指标弓是什通么？1-封5哑什功么是帖一次脑设备猜和二并次设逢备？吹它们该各包剥含哪矿些内齿容？1-梳6撞一武次设格备的扛额定缩慧电压陶是如鸟何规喉定的量？第2添章抖电力渣系统离中性肃点的程运良行方甩式教梦学菊要充求了解架中性笛点运剖行方厕式的禾意义石及类药别掌握杂中性沈点不松接地帐运行宝方式钳的特算点及换应用能够番绘制跑中性符点不专接地蔬系统侍单相资接地拾故障祝时，是各相计电流惊及电街压的什变化猜向量述图；了解滋中性唉点经委消弧僻线圈鹿接地堪及直她接接航地运挨行方珍式的轿特点掉及应享用。了解增中性月点经暖消弧冈线圈爱接地汽及直夹接接倘地运矿行方陡式的你特点桶及应编用。基本林概念1、电力父系统斧的中米性点炊：发召电机下、变开压器踪蝶的中今性点且指丈变压召器Y吩形接途线2、劲运行要方式圣共三呼种：中性匹点不政接地虚运行痒方式中性转点经番消弧蚊线圈测接地隔运行追方式中性膝点直怪接接禾地运优行方号式前两泪种接腊地系眯统统武称为循-炉小接建地电拥流系昨统，后一向种接右地系累统又捡称为著-大愿接地丸电流处系统3、照分析宗中性贪点运裤行方撤式的消目的边：运行貌方式妨的不饿同会泛影响子运行蚁的可轨靠性黄、设板备的酸绝缘存、通等信的逃干扰颂、继我电保番护等基本珠概念2.漂1中埋性点饼不接拥地系型统假设异条件C—滴各相薪对比否地之宁间是福空气食层，市空气件是绝敢缘介仰质，敌组成漠分散斜电容为了旺方便街讨论论，认股为：1、毁三相含系统坚对称敞（即恰电源圈中性好点的排电位括为零装）2、你对地布分散株电容按用集天中电薯容表脾示,管相间暗电容筛不予议考虑3、揪假设赶三相茧系统妄完全密对称光，则蛇负荷哗电流葵、激、翁对伤称。4、环当导枪线经隶过完告全换响位后气，C沸u=拔Cv治=C欠w=罚C，链则对贿地附疲加电疮容电合流对音称5、劝中性绢点与燥地电像位一需致分析当发肠生单舱相接鸭地故猜障时案：电压塑发生慢变化李:口故蒙障相今电压躁下降郊（零窜）非故查障相洗上升胃（线羞电压匹）对地裕电流殊（电衰容性平）发删生变云化：惹为原模来单殿相对幸地电是容电延流的萍3倍驼。结要论绝缘饿水平亚按线洲电压未设计三相烧系统做仍然炉对称伙，可孤以继吴续运黄行2轰小时因存瘦在接平地容涝性电牙流，替故在源接地于点有述电弧2.穴2中调性点数经消聋弧线刷圈右接地巧系统问题嗽的提咏出为什头么要症采用水中性嘉点经厕消弧篇线圈爸接地饥系统微？中性烘点不扰接地妖电力腹网发总生店d(1加)时，欣仍可界继续减运行牧2h再，但君若接把地电怜流值希过大援，会麻产生催持续桃性电柴弧，慰危胁姥设备职，甚询至产独生三诱相或伍二相欣短路矿。工露作夸原鸭理当发腥生单堆相接捷地故壤障时更，中泉性点岗电位吃上升左为相奇电压∵消驾弧线嫩图为活可调寻电感扭线圈∴电麦感电斗流I’L流过霉接地赤点，堪其总魄接电洗流I辣’地=I础’L＋I昼’C调线棍圈匝黎数，使I兼’地=0∵I主’L与I塞’C方向昼相反∴劈燕I’L起到沫抵消吴I’C的作阶用。补偿姑方式混及选详用1、夏全补竭偿接地照点电深流为收零（教不采择用）缺点徐：由逝XL=X盗c，淹网络客容易领因不摆对称荐形成糟串联驴谐振橡过电动压2、纵欠补咬偿接地射点为臂容性托电流衫（少此采用暗）缺点剖：易席发展父成为战全补振偿方龙式3、过补忆偿为感增性电捎流喂(零采用单)注意侦：电娇感电阴流数僵值不叉能过医大消弧雪线圈结构断特点①为饿了保网持补伍偿电俗流与标电压茂之间握的线吩性关葱系，大采用肯滞气排隙铁烂芯②气辛隙沿欠整个羽铁芯遵均匀涉设置太，以利减少乡丰漏磁③为魄了绝悟缘及违散热事，铁揭芯和电线圈害都浸信在油阴中④为恐适应绩系统武中电驾容电跃流变品化特山点，盘消弧秆线圈分中设球有分冰接头纸（5赛～9仗个）消弧翼线圈乒结构惰特点2.耗3中勺性点良直接值接地隐系统优点叔：1、喝不外驴加设旱备即眨可消长弧2、希降低算电网肉对地货绝缘鸦，节轨省造坝价缺点侦：1、董供电庙可靠递性降旗低改进复：装透自动卵重合摇闸装崇置、霞加葬备用茅电源2、央电流交很大改进功：泻中性睛点经恩电抗冤器接造地淡、勉仅部筛分中叶性点懒接地2．醉4谨中性周点不站同接喝地方点式的田比较岔和应膀用范伟围比玻较1、绵供电咏的可略靠性经消竿弧线暴圈接汉地>谜不接直地>净直接弓接地2、羡过电等压与妥绝缘牙水平大接奋地→本相电谨压小接富地→合线电卵压3、征对通显讯与哀信号也系统饶的干贼扰程婆度大接驴地→亦电流述大、盒干扰卧大小接露地→解电流搜小，阁干扰拣小4、沿应用好范围11圈0k裤v及胀以上趁——觉直接涂接地20掠~6勿0k理v思I隙<1袭0A差——丈中性编点不搁接地I>探10匙A—墓—中辩性点稳经消太弧线暑圈3~罗10似kv箱I辰<3追0A律——呢中性静点不觉接地I>摇30红A—吓—中伐性点招经消鼠弧线葡圈供保电1k绢v及分以下樱——西直接盆接地习题阔与思闹考题梅11、烘电力富系统馋的电牧源中纲性点秘有哪新几种柱运行存方式陕？什轧么叫飞小接平地电密流系冤统和疤大接传地电膝流系斗统？2、抬在系脸统发述生单且相接掠地故盗障时问，小喊接地袖电流俱系统正和大忆接地我电流斩系统净的相骂对地诊的电捉压和伏线电佳压有偿如何爹的变两化？3、雪为什香么小弃接地晓电流涝系统妹在发屋生单隐相接困地故喷障时详可允宫许短壶时继泡续运颂行而割不允恰许长河期运衡行？慎应采自取什舟么对肃策？习题染与思厉考题倦24、响电网舍对地遥电容声与那穗些因牧素有樱关？炊小接捷地电搂流系体统单锹相接忙地电踏容电限流与逝那些啄因素垒有关5、哥为什坐么说却利用祥消弧花线圈艺进行源全补牛偿并皆不可曲取？6、扣试述浑中性景点直拴接接灯地系海统在阵发生鱼单相荣接地覆时的护后果衔以及盾提高些供电怖可靠店性的舍措施幕。第3始章坝电屠弧及扮电气孤触头票的灯基本庆理论教没学饰要宁求掌握俯电弧乔的形堤成及彼熄灭饼条件熟悉乞电弧材形成绩的物茫理过毕程、才特性掌握坊直流锁电弧惧及交潜流电口弧的上特性氏及熄忙灭条向件掌握愁开关心电器挺常用泥的熄侦弧方夹法了解沟电气解触头索的类灿型、兵工作坦条件掌握呀接触登电阻坟的形修成、径发展秘、后蜜果及脱降低字措施便。3.汽1电迫弧的她形成俊和熄陈灭一、五概述1、电弧——台为一尼种气悬体游芽离放否电现捷象现象马：开旧关电嫌器开用断电个路时絮，触所关间陶产生傻的耀缠眼的抬白光替。△电弧守的存验在说动明电鸭路中咏有电返流，章只有功当电歼弧熄茅灭，印触头昼间隙等成为阴绝缘比介质荐时，眨电路岁才算堤断开随。2、特征：①电馆弧的殖能量堂集中拴，温疾度报脸高，垄亮度变很强例：鸦10隶kv谣QF地断开符20溪kv虑的电限流，洗电弧杯功率述达到1万算kw紫以上②电晨弧由论阴级帽区，疤阳极淘区和写弧柱睡区组助成。弧柱蜓处温悔度最备高，币可达边6~睡7k掀0C歪到1晶万度循以上左在弧祸柱周裙围温赔度较泡低，焦亮度馅明显咏减弱持的部偷分叫许弧焰舞，电闭流几泡手都拔从弧畜柱内席部流侨过。③电掀弧的倾气体慕放电蔬是自享持放督电，价维持秃电弧呆燃烧鹿的电即压很迅低。本在大潮气中促，1趴cm戴长的呀直流采电弧助的弧谊柱电潜压仅砍15枪~3民0v采，在突变压授器油外中1吐cm六长的败直流郊电弧浊的弧敞柱电购压仅锐10疮0~窗22项0v幼。④电凉弧是俗一束汗游离辟的气尊体，破质量针极轻筝，极野易变鱼形。电弧蜡在气玻体或逼液体捎的流湖动作哪用下饶或电俭动力膝作用旋下，西能迅或速移毫动、迈伸长涝或弯斑曲。二、洞电弧拔的形龟成1、带电西质点农的来郑源①电汪极发疯射大榴量自迅由电乱子：热电倦子+抹强电互场发灰射②弧扯柱区嚷的气吊体游崭离，琴产生谁大量垄的电起子和嘱离子浮：碰撞趴游离椅+热惜游离2、电弧萄的形栏成三、朵电弧咳的熄输灭关键筑是加漆强去北游离映作用介质烛的游哄离作享用→拌电弧秒产生介质冶的去寸游离偶作用挤→电砌弧熄轻灭当姓游离趋>去扣游离豆——漫电弧箩电流砖↑当游祥离=芽去游悬离—喇—电溪弧电猎流不忌变（招稳定晨燃烧教）当游伏离<徐去游阿离—芽—电软弧电荡流↓个→（杨熄灭协）去游终离方浑式有忌2种班：复合棉：正各负离皆子相乒互吸僵引，唐彼此娃中和扩散摔：弧提柱中提的带点电质武点由秀于热并运动笔逸出矛弧柱撇外。影响顾游离荷和去葛游离薯的因需素①电抓弧温讯度：颜热游槽离↓物→Q狱↓速度批↓→斩复合援加强棋→Q死↓使温鉴度降姓低的糕方法畜有：革吹弧较、拉骗长电捕弧、榆或与贡冷却耕介质渣表面归接触捎。②电场馆强度：E罗↓企→运偶动速绿度↓讽→复扶合↑古→泥Q↓励→热惠游离逝↓③气沈体介促质的渔压力：F鄙↓→廉自由此行程颤缩短敬→离站子浓饼度↑碧→复嘱合↑真空排数目览少→袍磁撞茫游离研↓→近扩散垃↑④介绕质特轿性：包事括气航体的尊介电赵强度穷、导闸热系扫数、叠热量酱量、坑电负昨荷⑤电贞极材井料：铜莲、银房诚、铜饿钨、赏银钨掠合金具有汗熔点突高、故导热卧能力戚强、信热容枝量大稍的特特点，夕可减倍少热着电子坛发射称和弧熔柱中与的金梦属蒸疗气。3.侮2步直流悦电弧咳的近特寇性及岂熄灭一、搜特性号：1、惠静态辰伏安钢特性因曲线为发铺弧电待压、辫即产动生电兆弧的谣最小劲电压亦值2、电弧满电压渴分布闪图：=阴趋极区吵电压状+弧哈柱区呀电压株+阳挑极区阔电压U=狸阴极煎区电胶压U阴极心区+弧岂柱区企UH+阳降极区U阴极冶区大小躬与in无关饶，在上空气绿中U牙=8幕~1航1VU阳极敏区<鼻U阴极淘区、且上随in增大旦而减嫁小甚步至为练零UH与in呈线碑性关贪系短弧琴：几再个m飞m长甜、主肾要由价U阴极裙区+展U阳极俱区组成凑,躁UH近似致于零长弧宽：几泳个c匙m~岗几个数m长冰，主现要由铸UH组成近阴载极效畅应（短霉弧原钟理）将长捧弧沿兰垂直骡方向沿切割汤成多赴段电连弧串判联，荷每一济段即涉构成异一个烤短弧境，获慕得一填个阴紧极区研压降励。如果须加在栏触头斩间的门电压帐小于开各段盈短弧立的阴乘极电项压之扯和，婶则电搂弧就竿不能桃维持润而熄再灭。二、拒直流萌电弧怠的工厨作点直流负电弧斗的熄伸灭条衔件3．晃3搬交流慰电弧击的吗特峡性及竞熄灭交流陵电弧克：在轻交流脊电路飞中产测生的予电弧一、特性1、粥动态舱状安瞧特性即曲线压：洁电弧预电压耕和电览流随闻时间准不断搜变化节，每载一周阁期，铺电流卸过零老2次Uh乱——夕马鞍良形状抗。A傻>龄BA—牛—燃悉弧电粥压浇B配——冈熄弧料电压电弧谁在自告然过袭零时安将自当动熄湿灭，鱼但下巧半周拘期随析着电君压的孝升高沙，电拼弧会据重燃尾。若电兆流过令零时翠，电渔弧不绝再重追燃，棉电弧遍就此穴熄灭啄。2、热圈惯性语：电饼弧温脚度的裳变化仍滞后繁于电眉流的颈变化二、庭交流绍电弧萍的熄犁灭1、朱弧隙月介质锡电强竞度的扛恢复算过程情U摸jUj——卸弧隙己介质帖能够术承受育而不逃改使熊弧隙蒙去穿左的最望小电第压过程狭：电贡流过魔零前肢，θ0C很或高，面Rn类很小顿，弧熄隙为蜜良导葱电通易道电流蚀过零子前后膀，θ0C慢↓，均Rn援↑具迈有一厚定抗竹电强败度电流饥过打零后扔，U瓶j炒恢复锡不是哈从零富开始彼,而深是有刘一个捉起始遇电压伏。这执种现椅象称取为交桐流电据路的近阴记极效欠应。（电稍流极处性改搅变后揉的0胡.1岗~1光.0罚秒瞬月间,胁有奥U健j=奖15您0~严25驳0V伍）2、权弧隙虚电压朽的恢铅复过圣程UnfUnf——菠电压巴由熄恋弧电朗压恢泉复到个电源哀电压向的过付程。过程1、权电流帖过零值前，叫电弧枪电阻赞很小诸，电革源电云压大歼部分筝降落学在线喝路或顾负载迈的阻休抗上棍。2、电流城过零按时，盗电弧烦熄灭幅，最段后变呢为绝饱缘介怎质，蚊电源挨电压绝全部押加在把弧隙法上。3、云交流拳电弧疤的熄弱灭条耳件：四、声交流应电弧胁的灭苹弧方搬法1、妖提高叼触头造的分狱闸进旬度——案迅速挡拉长扮电弧少，E馋↓，偷冷却崭与扩瓶散↑2、堡采用抢多断掠口灭芳弧——森拉长雄迅速威↑，鲜行程叠↓，倚灭谊弧时量间↓摔提高没了灭的弧能碗力3、霉吹弧——进加强足冷却滩和扩貌散横吹春——饶将电类弧吹抛弯吹恒长纵吹它——损将电笨弧吹孔细4、利用膀固体求介质孕的狭摧缝狭道沟灭哥弧——尿冷却钞，和表面壶吸附热电子剖，加卖强复练合。如：肤介质赠纵缝蚊灭弧塌罩介质棍填料进灭弧丢管5、利用捡短弧鞋原理摄灭弧交流滩电路钓：电奇流自些然过蹦零时粉，每艘一短杰弧有15以0~鬼25驴0v电压躲。直流矛电路绞：每性一短棵弧的炊阴极辱区有8~翁11闸v电压袭降。6、神磁