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1、湖南铁通通信电源培训,交流电基础,2,目 录,1,3,2,高压配电系统,低压配电系统,油机发电系统,4,5,高压配电系统,第二章 交流系统 第一节 高压配电系统 1、高压输配电系统概述 电力系统是由发电厂、电力线路、变电站、电力用户组成的供电系统。通信局（站）属于电力系统中的电力用户。市电从生产到引入通信局（站），通常要经历生产、输送、变换和分配等四个环节。 在电力系统中，各级电压的电力线路以及相联系的变电站称为电力网，简称电网。通常用电压等级及供电范围大小来划分电网种类，一般电压在10KV以上到几百KV且供电范围大的称为区域电网，如果把几个城市或地区的电网组成一个大电网，则称国家级电网。电压
2、在35KV以下且供电范围较小，单独由一个城市或地区建立的发电厂对附近的用户供电，而不与国家电网联系的称为地方电网。而包含配电线路和配电变电站，电压在10KV以下的电力系统称为配电网。,高压配电系统,下图为电力系统的输配电方式示意图,线上引出一路专线，直接接电信局站的配电变电所配电，沿线不接其它负荷，各配电变电所无联系 。 优点是：线路敷设简单，维护方便，供电可靠，不受其它用户干扰，适用于一级负荷。 树干式配电方式： 所谓树干式配电方式，是指由总降压变电所引出的各路高压干线沿市区街道敷设，各中小企业变电所都从干线上直接引入分支线供电。 优点是：降压变电所610KV的高压配电装置数量减少，投资相应
3、可以减少。 缺点是：供电可靠性差，只要线路上任一段发生故障，线路上变电所都将断电。,高压配电系统,环状式配电方式： 环状式系统的优点是运行灵活，供电可靠性较高，当线路的任何地方出现故障时，只要将故障邻近的两侧隔离开关断开，切断故障点，便可恢复供电。 3、高压配电系统组成 常用的高压电器有：高压熔断器、高压断路器、高压隔离开关、高压负荷开关、避雷器等。 通信局站变电所：分为露天变电所和室内变电所两种，露天变电所又有杆架式（180KVA以下变压器）和落地式。室内变电所又有小型独立变电站和带有高压开关柜的变电所。一般有两路市电引入的变电所均采用带有高压开关柜的变电所。,高压配电系统,电力变压器：油浸
4、式和干式两种类型，在室内安装变压器时，应考虑变压器室的布置，高低压进出线位置以及操作机构的安全等问题。目前大容量变压器广泛采用了干式变压器。 变压器熔断器选择的原则：容量在100KVA以下的变压器，熔断器的额定电流值应按变压器高压侧额定电流值的23倍。容量在100KVA以上的变压器，熔断器的额定电流值应按变压器高压侧额定电流值的1.52倍。 通信局（站）变电所从电力系统受电经变压器降压后馈送至低压配电房。要求变电所尽量靠近负荷中心，从而缩短配电距离，使之减少电能损失，并且主接线应简单而运行可靠，同时要便于监控和维护。变配电设备停电检修应先停低压，后停高压；先断负荷开关、后断隔离开关。,低压配电
5、系统,第二节 低压配电系统 1、低压配电系统的概述 市电分类： 1）一类市电供电：由两路独立交流电源供电，其中至少一路应稳定可靠，具有满足通信负载容量的发电机组。 2）二类市电供电：由一路稳定可靠的独立交流电源供电，具有满足通信负载容量的发电机组。,低压配电系统,2、通信系统低压交流供电原则 1）市电是通信用电源的主要能源，是保证通信安全、不间断的重要条件，必要时可申请备用市电电源； 2）市电引入，原则上应采用610KV高压引入，自备专用变压器，避免受其他电能用户的干扰。 3）市电和自备发电机组成的交流供电系统宜采用集中供电方式供电，系统接线应力求简单、灵活，操作安全，维护方便。,低压配电系统
6、,4）局站变压器容量在630kVA及以上的应设高压配电装置。有两路高压市电引入的供电系统，若采用自动投切的，变压器容量在630kVA及以上则投切装置应设在高压侧。 5）交流配电部分中，交流熔断器的额定电流值，应不大于最大负载电流的2倍。,低压配电系统,3、常见低压配电设备和低压电器 低压配电屏：低压配电屏主要用来进行受电、计量、控制、功率因数补偿、动力馈电和照明馈电等功能。 低压交流配电屏的主要性能通常有以下几项： 1.）要求输入两路交流电源，并可进行人工或自动倒换。如果能够实现自动倒换，必须有可靠的电气或机械联锁。 2.）具有监测交流输出电压和电流的仪表并能通过仪表、转换开关测量出各相相电压
7、、线电压和相电流和频率。,低压配电系统,3.）具有欠压、缺相、过压告警功能。为便于集中监控，同时提供遥信、遥测等接口。 4.）提供各种容量的负载分路，各负荷分路主熔断器熔断或负荷开关保护后，能发出声光告警信号。 5.）当交流电源停电后，能提供直流电源作为事故照明。 6.）交流配电屏的输入端应提供可靠的雷击、浪涌保护装置。 油机发电机组控制屏及ATS：发电机组控制屏目前往往随油机发电机组的购入由油机发电机组厂商配套提供。ATS（即双电源自动切换装置），通常与低压开关柜安装在一起。,低压配电系统,低压断路器：俗称空气开关，主要作为不频繁地接通或分断电路之用，还具有过载，短路和失压保护装置，在电路发
8、生过载、短路、电压降低或消失时，断路器可自动切断电路，从而保护电力线路及电源设备。 低压刀开关：刀开关是低压电器中结构最简单的一种，广泛应用于各种配电设备和供电线路中，用来接通和分断容量不太大的低压供电线路以及作为低压电源隔离开关使用。 熔断器：熔断器是一种最简单的保护电器，在低压配电电路中，主要用于短路保护。它串联在电路中，当通过的电流大于规定值时，以它本身产生的热量，使熔体熔化而自动分断电路。熔断器与其它电器配合，可以在一定的短路电流范围内进行有选择的保护。,低压配电系统,接触器：接触器适用于远距离频繁接通和分断交、直流主电路及大容量控制电路。可分为交流接触器和直流接触器两种，交流接触器的
9、工作特点是高压吸合、低压维持。 4、电容补偿 电容补偿的原因：在三相交流电所接负载中，除白炽灯，电阻电热器等少数设备的负荷功率因数接近于1外，绝大多数的三相负载如异步电动机、变压器、整流器、空调等的功率因数均小于1，特别是在轻载情况下，功率因数更为降低。 用电设备功率因数降低的后果：使供电系统内的电源设备容量不能充分利用；增加了电力网中输电线路上的有功功率的损耗（有功功率的表达式为P=UIcos)；还将使线路压降增大，造成负荷端电压下降。,低压配电系统,提高功率因数的方法： 1）提高自然功率因数，提高变压器和电动机的负载率到7580，选择本身功率因数较高的设备。 2）对于感性线性负载电路，采用
10、移相电容器来补偿无功功率，便可提高cos到80%-90%。 3）对于非线性负载电路（在通信企业中主要为整流器），则通过功率因数校正电路将畸变电流波形校正为正弦波，同时迫使它跟踪输入正弦电压相位的变化，使高频开关整流器输入电路呈现电阻性，提高总功率因数。,油机发电系统,第三节 油机发电系统 油机发电机组是由柴油（汽油）机和发电机两大部分组成。在通信领域，油机发电机组作为交流电源供给设备，在没有市电的地方，油机发电机组就成为通信设备的独立电源，在有市电供给的地方，油机发电机组就作为备用电源，以便在市电停电时期保证通信设备的供电需要，确保通信设备的不间断工作。目前通信局（站）多数油机发电机组都采用柴
11、油发电机组承担备用发电功能。,1、发电机组的组成部分： 1）发电机：发电机多采用单相、旋转磁场式结构的同步发电机 。 2）发动机：发动机是发电设备的动力装置，通常称之为油机。 3）控制系统：发电机组是通过控制面板来启 动、停止、变换配电向用电设备供电的，同时也指示发电机组的运行状态。,2、油机的总体构造和工作原理 油机主要由曲轴连杆机构、配气机构、供电机构、供油系统、润滑系统和冷却系统等几部分组成。 曲轴连杆机构：由气缸、活塞、连杆与曲轴组成，作用是将燃烧产生的化学能转化为机械能。配气机构：由进气门、排气门、凸轮轴、推杆、挺杆和摇臂等部件组成，作用是用来控制内燃机进排气时间。供油系统：由油箱、
12、柴油滤清器、低压油泵、高压油泵和喷油嘴等部分组成并在适当的时机通过喷油嘴将柴油以雾状喷入气缸压燃。润滑系统：通常由机油泵、机油滤清器（粗滤和细滤）等部分组成，作用是将机油源源不断地送到需要润滑的机件上，以减轻机件磨损并延长机油的使用期限。冷却系统：由水套、散热器，水管、水泵组成，使柴油机始终在适宜的环境下工作。,油机发电系统,油机发电系统,油机是将燃料的化学能转化为机械能的一种机器，它是通过气缸内连续进行进气、压缩、工 作、排气四个过程来完成能量转换的 。活塞在气缸中运动时有两个极端位置：上止点和下 止点(又称上死点和下死点)。上止点和下止点间的距离称为活塞冲程(又称为活塞行程)当活 塞由上止
13、点移到下止点时，所经过的容积称为气缸工作容积，又称活塞排量，通常以升或立 方厘米计算。工作容积与燃烧室容积之和叫气缸总容积。气缸总容积与燃烧室容积的比值称为压缩比。,油机发电系统,四冲程柴油机的工作循环是在曲轴旋转两周(720)，即活塞往复运动四个冲程中，完成了进气、压缩、工作、排气这四个过程，来完成能量转换的 四冲程原理图如下：,油机发电系统,3、交流发电机工作原理 发电机的基本结构是由转子和定子两部分组成，油机带动的交流发电机一般都是同步发电机。所谓同步发电机就是它的旋转速度n 和电网频率f 及发电机本身的磁极对数之间保持着严格的恒定关系。即：f=n/60 通信部门用的一般都是三相交流发电
14、机，三相交流发电机一般都做成三相的电枢绕组，均匀分布在由硅钢片迭成的定子铁芯内圆周上。定子旋转磁极上绕有励磁线圈绕组，与旋转磁极同一转轴上装有滑环和滑环相接触的电刷，产生发电机旋转磁场的电流就是通过电刷和滑环引入励磁绕组的。,油机发电系统,油机开机前需做检查工作： 1）机油、冷却水的液位是否符合规定要求。 2)风冷机组的进风、排风风道是否畅通。 3)日用燃油箱里的燃油量。 4)启动电池电压、液位是否正常。 5)机组及其附近有否放置的工具、零件及其他物品，开机前应进行清理，以免机组运转时发生意外危险。 6）环境温度低于5时应给机组加热。,发电机构造,油机发电系统,同步发电机所采用的励磁方式分为两
15、种 （1）他励式：采用直流励磁机励磁，励磁功率由直流发电机供给 。 （2）自励式：这种励磁方式的励磁原理是应用半导体硅整流器作为整流元件，将发电机本身提供的励磁功率整流后送入发电机的励磁绕组，用以产生磁场。,4、油机发电机组的使用与维护 油机发电机组应保持清洁，保证无“四漏”（漏油、漏水、漏气、漏电）现象。机组各部件应完好无损，仪表齐全、指示准确，螺栓无松动。 油机发电机组经常检查的项目如下： 1）保持油机发电机组以及燃油及其容器的清洁，定期清洗或更换（燃油、机油、空气）滤清器。,2）检查和保持油箱中的燃料充足。柴油机应添加静置12-24小时后的清洁柴油，加油时要经过过滤。应根据地区和气候的变
16、化，选用适当标号的燃油和机油。 3）检查冷却水箱内的水量是否足够，不足时应添加清洁的软水。 4）检查油底壳内的机油存量应达到静满刻度，加注的机油一定要根据季节气候、机器类型按规定选择，如发现机油变质、变脏、变色，需查明原因并进行更换。 5）启动电池应经常处于稳压浮充状态，线路及接线端子应紧固、接触良好。 6）发电机和控制配电屏各部分接线是否正确可靠，熔丝规格与电机铭牌上的标定电流相适应。,7）电机滑环和励磁机的换向器是否清洁和正常。 8）电刷是否正常，与换向器或滑环的接触是否良好。 9）保护接地是否完好。,油机发电机组的日常维护项目、周期和标准见表4.1所示。 发电机维护项目和周期、标准 序号维护项目周期详细描述（维护手段和方法等） 1各部清扫及螺栓检查月 2启动电池补充充电 3润滑油液位及油质检查、补充润滑油不足时及时补充 4燃油箱存油量检查、补充燃油不足时及时补充 5冷却水箱及存水量检查、补充水量不足时及时补充 6空载运行检查交流电压、频率及漏水、漏油、漏气、漏电 7发电机系统检查包括配电屏、开
