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1、目录,一. 电工 基 础 二. 电力系统基 本知识 三. 电力变压器 四. 高压电器及成套装置 五. 过 压 保 护 与 继电保 护 六. 电气安全技术,背景知识,低压进网许可证 . 电工进网许可证 高压进网许可证 特种许可证 铁路电气化 国防电气化 . 想一想 1.何为高压 ？何为低压 ？ 2.何为强电？何为弱电？,一.电工基础,什么是电？ 220V50Hz1000W 的含义？ 直 流 电： 交流 电： 电 源： 电 压： 频 率： 周 期： 功 率： 电 流： 电 阻：,.三相交流电,初相位: 有效值: 最大值: 通路 电路 断路 短路,实现能量的传输 分配 和对控制信号的传递,.电力系统
2、: 发电 变电输电 配电 用电单位组成的整体或：生产 传输 分配 消费的各个环节组成的一个有机整体,.电力系统: 发电 变电输电 配电 用电单位组成的整体或：生产 传输 分配 消费的各个环节组成的一个有机整体,.电力系统: 发电 变电输电 配电 用电单位组成的整体或：生产 传输 分配 消费的各个环节组成的一个有机整体,电力网,组成,各种变电所,各种电压等级的电力线路,作用,传输,变化,分配,电能,分类,输电网：以高压、超高压将电厂与 变 电所之间连接起来的送电网络,配电网：直 接将电能送到用户的网络,电力系统的示意图,升压变电所,220kV,地区枢纽所,10kV,至用户,配电所,10kV,10
3、kV,升压 变电所,220kV,220kV,220kV,输电线路,220kV,10kV,电力负荷,用电设备或用电单位所消耗的功率（KW）容量（KVA）或电流（A）,电力负荷,一类负荷：指突然停电会造成人员生命危害，造成 重大设备损坏且难以修复 对周围环境造 成污染及重大经济损失。如：涌水量大 的矿井的排水泵的电源；有爆炸危险的 矿井中因通风机械停电会造成有害气体聚 集超限；重要交通枢纽；国际社交场所。,二类负荷：指突然中断供电，将造成大量减产，产 生大量废品，大量材料报废，连续生产 需要较长时间。,三类负荷：除一、二类负荷以外的负荷。,电力负荷,1.高峰负荷：用户在单位时间内所产生的 最大负荷
4、,日高峰,晚高峰,2.低谷负荷：电网中或某用户在一天24h内发生的 用电最少的电量（为合理使用电能应 尽量减少发生低谷负荷的时间，对于 电力系统来说峰谷差越小用电则越趋 近于合理）。,3.平均负荷：电网中某一用户在某一段确定的时间 阶段平均小时的用电量。,节约用电,利国利民,变电所,1.连接电力系统的中间环节,变电所,作用：汇集电源，升、降电压，分配电能,高低压配电装置,变压器,主控制室和相应实施及辅助设备,一次电气设备 变电所,主变压器,高压断路器,隔离开关,互感器,电压互感器,电流互感器,熔断器,负荷开关,2.,组成,电能质量,电能质量,电压允许偏差,电压允许波动与闪变,公用电网谐波,三相
5、允许不平衡度,1. 电力系统频率偏差中规定允许值为0.2Hz。 而我国跨省输电都保持在0.1Hz内。故有保证， 可不考虑,2.公用电网谐波，因交流电波畸变，即含有高次 谐波，当谐波总电压超过基准波（50Hz）电压 的5，就可能使继电器自动装置电子计算机等 产生误动作甚至不能正常工作。,允许电压偏差 按,U=,规定值,35KV及以上：允许10,10KV及以下三相供电：允许7,220V单相供电：允许,7,10,电压偏差危害：,1.白炽灯,电压比额定值低10，则光通量 少30,电压高10，则寿命缩短一半,电动机,2.,因电动机的最大转矩跟电压的平方成正比， 如电压降低过 多，可能停转和不转，温度 升
6、高，烧毁电机；反之，会使设备绝缘老 化，缩短寿命，危及设备安全运行。,公用电网谐波 电网中非线性原件引起,谐波非正弦波按傅里叶级数分解后所得的一系列 频率为基准波频率的整数倍的正弦波，又称 为高次谐波。,危害：,1.使变压器铁芯过热损毁,2.变压器噪声大,3.电动机铁芯损耗增大过热损毁， 转子震动大,4.电力线路损耗增加，电磁感应式 电度表计量不准,5.引起过压,6.造成系统继电保护和自动装置误动作 或拒动作,电力变压器,在一个闭合的铁芯上绕两个线圈就构成一个 单相变压器,铁芯：由厚度为0.27mm0.5mm硅钢片冷轧而成， 通常做成E字形或F型，交错叠合而成。,片厚：涡流损耗大,片薄：涡流损
7、耗小,目的：减小涡流的损耗,能量转换：电能 磁能 电能,变压器的结构,1.铁芯：属磁路部分,2.绕组：属电路部分,3.绝缘油 纸板 、电缆纸、 皱纹纸,4.分接开关：无电源励磁调压，放置在高压绕组上。 （优点：引出方便，电流小，有级调压）,5.油箱（外壳）,6.冷却装置,7.储油柜（油枕）,8.安全气道（防爆管）,9.吸湿器：内装氯化钙或氯化钴浸渍过的硅胶 吸收水分后由蓝变为粉红。,变压器的运行,一.变压器的运行方式,1.温升：,变压器铁芯由于涡流热效应 损耗发热,绕组中由于电流的热效应发热,2.变压器中 各部件的 温度不相同,绕组温度最高,铁芯次之,油温最低,3.为便于监视变压器运行中的油温
8、，规定以 上层油温为准。,（A级绝缘材料，允许最高温度90一般不超过85）,（对于强迫循环水冷或风冷变压器为75）,（我国规定变压器的环境温度为40时，上层油温 为55）,变压器的过载能力,在不损坏绝缘和降低变压器寿命的前提下，变压器 在较短时间内所输出的最大容量为变压器的过载能 力，一般以过载倍数表示。,过载,1.正常情况下过载：可以在绝缘和寿命不受影响 的前提下，在高峰负载及冬季时过载使用，不 应超过2030。,2.故障情况下过载：当电力系统或用户变电站发 生故障时，为保证对重要设备的连续供电，允 许变压器短路时的过载能力,3.变压器允许短路：当变压器发生短路时，由于保 护动作和断路器跳闸
9、均需一定的时间，因此难免 会受到短路电流冲击，一般设计短路电流为额定 电流的25倍。,允许电压波动：一般不得超过额定值的5%，可 以运行。,变压器的并列运行, 将两台或多台变压器的一次侧和二次侧绕组 分别接于公共母线上同时向负载供电。,提高供电可靠性,并列运行的目的,1.,提高变压器运行经济性,可以减少总备用量，并可以随着用电 量的增加分批增加新的变压器,变压器的连接组别号相同,变压器的电压比相等（允许有5的 差值）,变压器的阻抗电压相等（允许有10 的差值）,理想并列运行条件,2.,阻抗电压当变压器二次侧短路，一次侧施加电 压，使其电流达到额定值，此时施加 的电压称为阻抗电压Uz,变压器油及
10、运气,1.变压器油的作用,防潮,散热 、冷却,变压器油运行,2.,变压器油试验：每半年取样试验。包括耐压、 介质损耗及简化,变压器油运行管理：查充油设备的密封性，储 油柜；呼吸器的工作性能， 以及油色、油量、油温。,运行中的变压器补油注意：,10KV及以下可以补入不同牌号的油，但应作 补混油的耐压实验,35KV及以上的应补入相同牌号的油，也要作 耐压试验,补油后要查气体继电器，及时放出气体。,变压器的运行检查,变压器运行的巡视检查,一.,1.查油枕和充油绝缘套管内油面的高度及 密封处有无渗油、油色,2.查上层油温应在85以下，水冷和风冷 变压器应为75,3.查响声，正常时为均匀的嗡嗡声,4.查
11、绝缘套管是否清洁，有无裂纹和放电 烧伤痕迹,5.清扫绝缘套管及有关附属设备,6.查母线及接线端子连接处接触是否良好,7.容量在630KVA及以上且无人值班的变压器， 每周巡视一次。630KVA以下的可适当延长巡 视周期，但在每次合闸前及拉闸后应检查一次,8.有人值班的变配电所，每班都应巡查并记录变 压器的运行状态,9.对于强迫油循环水冷式或风冷变压器不论有无 人值班，都应每小时巡视一次,10.负载急剧变化或变压器发生短路故障后，都应 增加特殊巡视,二.变压器异常运行和常见故障分析,1.变压器声音异常：,a.启动大容量动力设备时，负载电流大，使 变压器声音增大,b.变压器过载时，发出很高且沉重的
12、嗡嗡声,c.当系统短路或接地时，通过很大的短路电 流，会有很大的噪声,d.若有可控硅整流器或电弧炉等设备，由于 高次谐波产生，变压器声音也会变大,2.绝缘套管内闪络和爆炸,a.套管密封不严，进水而使绝缘受潮损坏,b.套管的电容芯子制造不良，使内部游离放电,c.套管积垢严重或套管上有大的裂纹和碎片,互感器,实质上是一个特殊结构的变压器,互感器,电压互感器：将系统高压改变为标准低压 （100V）或（100V/3）。用 于测量或控制回路,一.,电流互感器：将系统中的大电流变为低压的 标准小电流（5A）用于计量,二.互感器使用注意事项：,电压互感器,1.,二次侧不能短路，否则会烧毁,一、二次侧均应保证
13、极性正确且应装熔断器,铁芯和外壳必须接地,？,2.电流互感器：,电流互感器正常运行时，相当于一台短路运行的 变压器，二次侧严禁开路，且二次侧绕组中不允 许接任何开关和熔断器。为保安全，二次侧一端 要接地。,变流比：二次侧一般为5A，一次侧的电流等级有 5A25000A。其容量标准为5VA100VA。,一、二次线圈极性应正确,一次侧带电时，二次侧任何情况下都严禁开路,有单绕组式（穿芯式）和双绕组式,高压电气及成套装置,常见高压电器3KV35KV有：断路器、隔离 开关、负荷开关、熔断器、电容器。,一.高压电器相关知识,想一想：短路？,1.电力系统短路,三相短路,两相短路,两相接地短路,单相短路,短
14、路电流可达几万甚至几十万千安,1.引起导体严重发热，温度升高甚至熔化，且会 损坏绝缘。,2.在相间产生很大的电动力作用于导体上，可能 造成设备的变形或损坏。,3.短路处有电弧产生，高温电弧上千度会烧毁设 备或烧伤周围人员甚至引发火灾。,4.短路电流通过变压器线路等阻抗元件时，将产 生很大压降，引发电动机端电压降低，因此影 响电力系统的正常供电。,短路四大危害,一.高压电器中的电弧,1.高压开关电气中电弧的产生：开关电气切断具有 电流的电路时，断开的触头之间将会产生电弧。,电弧的本质是离子导电,2.加速灭弧的几种方法：,气体吹动电弧（磁吹法）,拉长电弧法（速断）,介质灭弧法（石英砂）,高压电气设
15、备,一.高压断路器,用于正常情况下接通或断开电路；故障情况下在继 电保护装的作用下，迅速断开电路；,特殊情况下可靠地接地通过短路电流。有很好的 灭弧能力。,高压断路器,1.油断路器,2.真空断路器,3.六氟化硫（ ）断路器,多油断路器,少油断路器,高压断路器主要参数,1.额定电压,2.额定电流,3.额定开断电流,4.关合电流,高压断路器的运行与维护,一.正常运行巡视,有人值班的变电所由当班人员巡查（一天一次）； 无人值班的，按计划定期巡查（每月不少于2次）。,一般要求,1.应有基本参数，制造厂铭牌,2.分、合指示易于观察且指示正确,3.金属外壳有明显的接地标志，接地螺栓不应小 于M12,并且接触良好,4.接线极连接处或其它必要地方应有监视运行温 度的措施，如示温蜡片等,5.每台断路器应有编号、名称,6.外露带电部分应有明显的相位漆,油断路器的巡视,1.分、合位置指示正确,2.油断路器不过热，示温蜡片不熔化，变色漆不变 色，内无异常响声,3.油位正确，油色透明无碳黑悬浮物,4.无渗油、漏油痕迹，放油阀关闭紧密,5.套管、瓷瓶无裂痕，无放电声和电晕放电,6.接触部位良好，无过热,7.排气管装备完好，隔栅完整,8.接地良好，环境良好,50年代的古董
