电力系统基本知识.docx

电力系统基本知识一、电力系统 由发电、输电、变电、配电和用电设备组成的总体称电力系统。 1、发电 把其他形式的能量转换成电能的场所，称为发电站或发电厂，简称电站或电厂。根据发电所用能源，可分为火力、水力、原子能、太阳能发电以及风力、潮汐、地热发电等。我国电力的主要来源是火力发电和水力发电。 大中型电厂通常由多台机组构成,将多台机组的电力并联起来,形成集中的电力输出,发电机输出电压有3.15 KV、6.3 KV、10.5KV等几个等级,小型发电机输出电压有0.23 KV和0.4KV两种。 2、输电 为了安全和节约资金，通常都把大电站建在远离城市中心的能源附近，如水电站就是建在远离城市中心的江河上。所以电站发出的电能还需通过一定距离的输送，才能分配给各种用户使用。 电力系统中，联系发电和用电设备的输配电系统，称为电力网，简称电网。为了提高输电效率并减少输电线路上的损失，通常都采用升压变压器将电压升高后再进行远距离输电。目前我国高压输电的标准电压为35千伏，超高压输电电压有110千伏、220千伏、330千伏及500千伏几个等级。 输电线路一般采用架空线路，在不宜采用架空线路的地段如闹市区，通常采用电缆线路。 3、变电 即变换电网的电压等级，电力从电厂到用户，电压要经过多次变换。先是在发电厂将发电机的发电电压升高，经电力线路把电能输送到用电地区后需用经过一次或多次降压。变电由变电所完成，同时变电所还起集中、分配电能的作用。 4、配电 指电能的分配。大多数用户由10千伏和6千伏的高压配电电压供电，经过总变电所，再由高压配电线路输送到各车间变电所，降低成低压配电。用电量较小的厂矿，通常采用380/220V电压供电。 常用的配电方式有两种： 1、放射式配电 对每一独立负载或一组集中负载都用单独的配电线路供电。这种配电方式的最大优点是供电可靠，维修方便，某一配电线路发生故障时不会影响其他线路。 2、干线式配电 又叫树干式配电，它是将每个独立负载或一组集中负载按其所在位置，集中接到某一配电干线上。一般车间内部多采用干线式配电。这种线路虽然比较经济，但当干线发生故障时，接在它上面的所有设备都要受影响。第二节 电力变压器 电力变压器是变配电的核心设备，它的作用是将某一数值的交变电压变换为频率相同而大小不同的交变电压，一、变压器的结构变压器主要是由一个闭合的软磁铁芯和套在铁芯上的绕组构成。 铁芯是变压器的磁路部分，为了减小涡流及磁滞损耗，铁芯多用厚度为0.350.5毫米的硅钢片叠成。硅钢片两侧涂有绝缘漆，使叠片相互绝缘。 绕组也称线圈，是变压器的电路部分。我们把与电源连接的绕组称做初级绕组或原边绕组，简称初级或原边；与负载连接的绕组称做次级绕组或副边绕组，简称次级或副边。 变压器在工作时，铁芯和绕组都会发热，所以必须采取冷却措施。对小容量变压器多用空气冷却方式，对大容量变压器多用油浸自冷、油浸风冷或强迫油循环风冷等方式。油浸式变压器的铁芯和绕组都浸在油里。这里，变压器油除了起冷却作用外，还能增强变压器内部的绝缘性能。油箱外壳接有油管，用来促进油的对流，扩大散热面积，加快散热速度。 二、变压器的工作原理变压器的初级绕组接入交变电压u1时，在初级绕组中有交变电流流过，并在铁芯内产生交变磁通。该磁通的绝大部分都被铁芯束缚而同时穿过初、次级绕组，被称为主磁通。它随着电源的频率而变化。在初级绕组产生的交变磁通中，还有很少一部分通过周围空气闭合，称为漏磁通。通常漏磁通很小。根据电磁感应原理，该磁通在两个绕组中分别产生感生电动热e1和e2。设初、次级的匝数分别为N1和N2，根据法拉弟电磁感应定律可知，原副边的感生电动势与匝数和磁通变化率成正比。若忽略绕组的直流电阻和漏磁通，原副边的感生电动势与电压相等。可见，原副边的电压之比等于原副边的匝数比。式中，U1和U2分别为原、副边的电压有效值。N1和N2分别为原、副边绕组的匝数。n为原、副边的电压比，或称匝数比，简称变比。 当n>1时，N1> N2，U1> U2，这种变压器称为降压变压器；当n<1时，N1 <N2，U1< U2，这种变压器称为升压变压器。可见，当变压器的初、次级绕组采用不同的匝数比时，就可达到升高或降低电压的目的。 三、变压器的铭牌和技术参数 1、型号 某变压器的型号为S500/10，其中S表示变压器为三相，500表示额定容量为500KVA，10表示设高压边额定电压为10KV。 2、额定容量 表示变压器允许传递的最大功率，一般用视在功率表示。单相变压器的容量是次级额定电压和额定电流的乘积，三相电压器的额定电容量是次级额定线电压与额定线电流乘积的倍。变压器常用的容量有20、30、40、50、63、80、100、125、160、200、315、400、500、630、800、1000、1250、1600和1000KVA等。 变压器一般应不超过额定容量运行，但在高峰负载期间或某台变压器损坏时，其余变压器可作短时间的过载运行，且过载时间必须与过载量相适应。 3、允许温度 温度过高，变压器绝缘材料加速老化，甚至失去绝缘性能，因此不允许超过绝缘材料的允许温度，通常油浸式变压器上层油温不宜超过85。 4、允许电压 变压器一次侧所加电压应在额定值的95-105%范围内,可通过调节分接开关调整二次侧电压至额定值。 四、变压器运行中的检查与维护 电力变压器应进行定期检查，检查内容包括： 1、上层油温是否正常超过85。若负载过大，应降低负载；对于三相四线制的变压器，中性线电流不应超过底压绕阻额定电流的25%，否则，说明三相负载不平衡，应调整每相的负荷；绕阻短路、油路堵塞也会引起油温升高。 2、储油柜上的油位及油色是否正常，一般在油位计指示的1/43/4处，油色是透明微带黄色。油面过低，多数是由于容器渗油或漏油造成，应考虑停电检修，也许是天气变冷所致，应予添油；油面过高，主要是温度上升引起，可针对温度上升情况进行处理。若油色过深，则可能是老化变质。 3、声音是否正常。当变压器正常运行时，有均匀连续的嗡嗡声，俗称交流声，若声音是较大的嗡嗡声，可能是外加电压过高；若声音大而嘈杂，说明内部震动加剧或结构松动；当响声特大，而且很不均匀或有爆裂声时，表明有击穿现象，如绕阻的绝缘损坏而导致短路。 4、防爆管上的防爆膜是否完好，有无冒油现象。当变压器内部发生故障时，产生大量气体，压力增加，使防爆管上的防爆膜破裂，甚至将油喷出，这时应立即停电修理。 另外，应检查套管是否清洁，有无破损裂纹和放电痕迹。呼吸器的干燥剂不应饱和、失效。接头的接触良好不发热、无烧伤痕迹。外壳应保持清洁，接地良好，无渗漏油现象。 变压器油及所用固体绝缘材料都属于可燃物质，火灾危险性较大。当变压器着火时，应首先分段一、二次侧开关，然后放出变压器油。灭火应用不导电的灭火剂如二氧化碳、1211灭火器以及黄沙等，并尽可能减少对开关等其他设备的损伤。5