电气设备系统习重点.docx

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1、电气设备及系统第一章绪论知识要点了解电力系统的组成和特点掌握电能质量的各项指标了解发电厂电气设备的分类及用途；了解电气主接线的基本构成和概念。1.2 电力系统的基本概念1.2.1 电力系统的组成电力系统=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=变电所+输电线路（+用户）1.2.2 电力系统的特点电能不能大量存储。发电、变电、输电和用电同时进行。电力系统暂态过程非常短。电力系统的发展和国民经济的发展密切相关。电力系统电能质量要求高，对电压、频率、波形都有严格的国家标准。1.2.3 电能质量指标我国已颁布了6项电能质量指标的国标：电压允许偏差，公用电网谐波，电压波动和闪变

2、，三相电压不平衡，电网频率，暂时过电压和瞬态过电压。电压频率波形额定电压：国家根据当前国民经济发展水平，以及满足电气设备设计与制造的标准化、系列化要求制定的额定电压等级。各种电气设备在额定电压下运行时，能获得最佳的技术、经济性。电网实际电压分布示意电压等级的选择：导线的投资，绝缘的投资；电压等级越高，输电效率越高选择电压等级，应根据负荷的大小和送电距离二个因素综合考虑一般:75Okv以上：特高压输电线路330-750kV:超高压输电线路220kV：高压输电线路35I1OkV：高压配电线路IOkV:中压配电线路380/220V：低压配电线路我国规定供电电压的允许偏差允许电压偏移一般为5%具体为：

3、由35kV及以上电压供电的用户5%由IOkV及以下电压供电的用户7%低压照明用户+7%-10%我国电力系统的标准频率为50HZo系统容量在3000MW及以上为0.2HZ；系统容量在3000MW以下为0.5HZo电压波形的畸变率不得超过3%o1.3 发电厂的类型1.4 电力系统的负荷和负荷曲线1.4.1 电力系统的负荷：系统中所有电力用户的用电设备所消耗的电功率总和。也称电力系统的综合用电负荷，是把不同地区、不同性质的所有用户的负荷加起来而得到的。电力系统的供电负荷：综合用电负荷加上电力网的功率损耗就是各发电厂应该供给的功率。电力系统的发电负荷：供电负荷再加上发电厂自身的厂用电消耗的功率就是各发

4、电厂应该发出的功率。1.4.2 负荷曲线负荷曲线是反映电力负荷随时间变化情况的曲线。它直观地反映了用户用电的特点和规律。负荷曲线对变电所、发电厂和电力系统的运行有重要意义。它是变电所负荷控制，发电厂安排日发电计划，确定电力系统运行方式和主变压器、发电机组等设备检修计划以及制变电所、发电厂扩建新建规划的依据。日负荷曲线：负荷在一昼夜间（024h）变化情况。年最大负荷曲线年持续负荷曲线1.5 发电厂电气设备的分类及用途一次设备一一直接用于生产、输送、分配电能的电气设备。由一次设备按一定规律联接起来，完成电能的发、变、输、配的电路称为电气主接线（或称为一次回路，一次系统），一次系统是大功率、高电压系

5、统。二次设备一一用来对一次设备进行监视、测量、操作和控制的设备。由二次设备联接的电路称为二次接线（或二次回路、二次系统）,二次系统是低压信号测控系统。断路器的控制回路、信号回路、同期回路、绝缘监察回路、继电保护装置、自动准同期装置等。1.5.1电气一次设备的分类电机（发电机、电动机、变压器）开关设备载流导体（断路器、隔离开关等）接地装置互感器（电流互感器和电压互感器）限制故障电流（限流电抗器）和防御过电压（避雷针和避雷器）额定电流：电气设备的额定电流是指在一定的基础环境温度下，允许长期连续通过设备的最大电流，并且此时设备的绝缘和载流部分被长期加热的最高温度不超过所规定的允许温度。习题电力网、电

6、力系统和动力系统的定义？衡量电能质量的指标及要求？目前我国电力系统的额定电压等级有哪些？额定电压等级选择确定原则？发电厂电气设备的分类及用途1. 一次设备：直接用于生产、输送、分配电能的电气设备。由一次设备按一定规律联接起来，完成电能的发、变、输、配的电路称为电气主接线（或称为一次回路，一次系统），一次系统是大功率、高电压系统。电路图是用规定的图形符号绘制成的三线图或单线图。电气主接线图常常绘制成单线图的形式,即用一条线代表三相电路。2.二次设备：用来对一次设备进行监视、测量、操作和控制的设备。由二次设备联接的电路称为二次接线（或二次回路、二次系统），二次系统是低压信号测控系统。常用绝缘材料及

7、其允许温度限值当绝缘材料处于上述规定的极限工作温度时，电机的使用寿命可以长达成1520年。若高于上述规定的温度连续运行，电机的使用寿命将迅速下降。据实验统计，A级绝缘的工作温度每上升6,绝缘的寿命将减少一半。第2章开关电器2.1 开关电器的作用和分类2.2 电弧理论2.3 高压开关设备2.4 开关电器的作用和分类对电气设备或者线路的控制，都是通过对相应电路中的开关设备的操作来实现的。开关电器是电路的控制和保护元件。开关电器的作用：正常时可靠接通或断开电路；改变运行方式时灵活切换；系统故障时迅速切除故障；检修时隔离带电部分。开关电器的分类接通或断开正常工作电流。断开过负荷电流或短路电流。既用来接

8、通或断开正常工作电流，也用来断开或闭合过负荷电流或短路电流。用于检修等工作时隔离电源。2.5 电弧理论开关电器的原理即熄灭电瓠的原理。试验证明，用开关电器断开电路时，电路电压不低于1020V,电流不小于80、IOOmA,开关的触头间就会产生电弧。电弧的形成：强电场发射、碰撞游离、热游离、热电子发射电弧的熄灭：要使电弧熄灭，必须使触头间带电质点消失的速率大于其产生的速率。去游离的方式：扩散、复合影响电弧熄灭的主要因素：冷却方式、触头间介质的特性、触头的材质以及触头两端电压的幅值与变化特性。交流电弧熄灭的条件弧隙介质强度恢复速度弧隙电压恢复速度熄灭电弧的方法：利用气体或油吹灭电弧吹弧的方式有纵吹、

9、横吹以及纵、横混合吹弧的方式。采用多断口高压断路器常制成每相有两个或多个串联的，使加在每个断口的电压降低，易于电弧的熄灭。采用新介质利用灭弧性能优越的新介质，如SF6断路器和真空断路器等。低压电器采用金属灭弧栅灭弧2.6 高压开关电器高压断路器断路器的作用控制作用：接通断开正常运行的电路保护作用：与继电保护装置配合，断开故障回路或元件高压断路器的结构：灭弧室，通断元件（导电部分），中间传动机构，绝缘支撑件，操动机构（基座），操作机构高压断路器的类型根据装设地点分：屋内式和屋外式根据灭弧介质分：少油断路器空气断路器六氟化硫断路器真空断路器真空断路器断路器的型号隔离开关的作用隔离电压：以确保检修的

10、安全等电位操作：倒闸操作分合小电流：避雷器、电压互感器、空载变压器、空载线路等隔离开关的型号隔离开关的技术参数2.7 互感器2.2.1概述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、继电器的线圈等供电，正确反应一次电气设备的正常运行和故障状态。互感器的作用将一次侧的高电压或大电流变换成二次侧标准的低电压或小电流隔离二次回路与一次回路，且将互感器二次侧接地，保证设备和人身安全使二次回路可采用低电压、小电流控制电缆，实现远方测量和控制接线灵活，维护、调试方便2.2.2电流互感器电流互感器的额定变流比：电流互感器一、二次额定电流之比电流互感器正常运行时的注

11、意事项：一次绕组串联在被测电路中，二次设备串联在二次绕组中；为了确保运行人员在接触测量仪表和继电器时的安全，互感器的二次绕组必须有可靠的保护接地点；正常运行时，近于短路状态下运行，二次侧不允许开路。(为什么)正常运行时，电流互感器二次侧接近于短路运行状态，励磁磁势很小；二次绕组开路，一次电流全部用于激磁，铁心急剧饱和，在二次绕组两端感应幅值很高的尖顶波形电动势，危及工作人员人身安全、损坏仪表和继电器的绝缘；可能引起铁心、绕组过热，互感器损坏；剩磁也会使互感器误差增大。电流互感器的测量误差：电流误差；相位误差电流互感器的准确级：在规定的二次负荷范围内，一次电流在额定值附近时的最大误差限值。为了继

12、电保护整定的需要，制造厂提供这类保护级电流互感器10%误差曲线：在保证电流误差不超过-10%的条件下，一次电流的倍数n(n=I1IN1)与允许最大二次负载阻抗Z21的关系曲线。电流互感器的额定容量额定二次电流和额定二次阻抗下运行时，二次线圈输出的容量。电流互感器的分类按用途分(1)测量用电流互感器。(2)保护用电流互感器。稳态特性型：保证电流在稳态时的误差，如：P、PR、RXo暂态特性型：保证电流在暂态时的误差，如：TPXTPY、TPZTPS等。按绝缘介质分干式电流互感器；浇注式电流互感器；油浸式电流互感器；气体绝缘电流互感器。干式电流互感器浇注式电流互感器油浸式电流互感器气体绝缘电流互感器按

13、工作原理分电磁式电流互感器。根据电磁感应原理实现电流变换的电流互感器。光电式电流互感器。通过光电变换原理以实现电流变换的电流互感器。按安装方式分支柱式流互电感器套管式电流互感器母线式电流互感器穿墙式电流互感器按一次绕组匝数分单匝式电流互感器：一次绕组为单匝式；一般I1OKV及以上系统采用。多匝式电流互感器：一般中、小型电流互感器常用。按电流比分单电流比电流互感器：一、二次绕组匝数不能改变，电流比恒定。多电流比电流互感器：一、二次绕组匝数可以改变，有不同电流比。按安装地点分户内型：一般用于35kV及以下电压等级。户外型：一般用于66kV及以上电压等级。电流互感器型号第一字母：1一电流互感器第二字

14、母：A一穿墙式；Z一支柱式；M一母线式；D一单匝贯穿式；V-结构倒置式；J一零序接地检测用；W抗污秽；R一绕组裸露式第三字母：Z一环氧树脂浇注式；C一瓷绝缘；Q一气体绝缘介质；W与微机保护专用第四数字：B一带保护级；C一差动保护；DD级；Q加强型；J加强型ZG第五数字：电压等级产品序号1MK-0.5S型表示使用于额定电压500V及以下电路，塑料外壳的穿心式S级电流互感器。1A-IO型表示使用于额定电压IOkV电路的穿墙式电流互感器电流互感器的极性减极性原则电流互感器的接线方式电压互感器电压互感器的准确级：规定的一次电压和二次负荷变化范围内，负荷功率因数为额定值时，电压误差的最大值。电压互感器正

15、常运行时的注意事项：一次绕组并联在被测电路中，二次设备并联在二次绕组两端；二次绕组有一可靠的保护接地点；正常运行时，二次侧相当于开路，不允许短路。电压互感器的分类和结构按线圈数分：双线圈和三线圈按绝缘分：浇注式、油浸式等从结构上可分为：普通式电压互感器、串级式电压互感器、电容式电压互感器等按相数分：单相和三相20kV以下才有三相式电压互感器的接线方式电容式电压互感器电容式电压互感器的工作原理电容式电压互感器的误差电容式电压互感器的等效电路电容式电压互感器的基本结构电容式电压互感器的主要缺点2.3其它电器2.3.1熔断器熔断器作用和特点：熔断器是最早使用的一种比较简单的保护电器。熔断器串接在电路中使用，主要用于线路及电力变压器等电气设备的短路及过载保护。当电力系统由于过载引起电流超过某一数值、电气设备或线路发生短路事故时，