电气设备1—4章总结

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第一章 绪论目 录n 1-1电力工业发展概况及前景n 1-2电力系统基本概念n 1-3电气设备概述及额定参数 Page 21.电力工业发展概况及前景 电能的优点①易于将其它形式的能转化为电能,且为清洁的二次能源。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 Page 3 电力工业的发展 在世界的发展n1831年(英)法拉第→电磁感应→右手 螺旋定则→电力系统n世界上第一座发电厂是1875年巴黎北火 车站建成,直流发电机,做照明用。 Page 4在我国的发展n 我国第一座火电12KW——上海(1882年)n 第一座水电2×240KW——昆明滇池石龙坝(1912 年)n 1882~1949年:185万千瓦、43亿千瓦时,居25位、 进口设备、集中沿海。110kV线路2条共72万kW。n 1949~1978年:5712万kW、2566亿千瓦时,分别 居8、7位。n 1978~1995年:总装机容量突破2亿千瓦;1996年 居第二位;n 2000年总装机容量突破3亿千瓦;n 2004年6月全国装机已突破4亿kW ,2004年上半年 全国发电量共计9908.51亿KWh。n 福建为306.9 亿KWh。 Page 5电力系统发展方向、趋势n 方向:大容量、超高压、远距离n趋势:大机组、大电厂、大容量、超高压、大电 网、高自动化。 水电站的型号: 大型水电站:25万KW及以上 中型水电站:2.5~25万KW 小型水电站:2.5万KW以下 Page 62.电力系统基本概念 Page 7各种发电厂的比较 n 定义:把其他形式的一次能源转变成二次能源的一种 特殊工厂 n 水力发电厂 n 优点:生产过程简单、易于实现自动化、成本低、无 污染 。 n 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。 火力发电厂 优点:建设投资小、工期短、受气候、水文条件影响小, 缺点:生产过程复杂、成本高、对环境污染大。 Page 8系统频率偏差 电压允许偏差 允许频率偏 运行情况 差 线路额定电压 正常运行电压允许 中小容量电 变化范围 ±0.5Hz 正常运 网 行 35kv 5%Ue 大容量电网 ±0.2Hz 及以上 ± 10kv及以下 ±7%Ue 30秒以内 ±1Hz 事故运 低压照明及农 (+5%~-10%)Ue 15秒以内 ±1.5Hz 行 业用电 绝对不允许 -4Hz频率主要取决于有功功率的平衡 电压主要取决于无功功率的平衡 Page 93.电气设备概述及额定参数n 一次设备:直接参与生产、输送和分配电能的电气设备。n 二次设备:对电气一次设备的工作状况进行监测、控制和 保护的辅助性电气设备。n 我国交流电网标准额定电压Ue(KV)0.22、0.38(低压) 3、6、10、35、60、110、220(高压)330、500(超高压) 750、1075(特高压) Page 10 变压器的额定电压一次绕组(相当于用户) ①不与发电机直接相连(降压变) UT1.e=Ue ②与发电机直接相连(升压变、厂变) UT1.e=UG.e=1.05Ue 二次绕组(相当于电源)系指空载值 ①Ud%≥7.5或高压侧为35kV及以上 UT2.e=1.10Ue ②Ud%<7.5或高压侧为35kV以下或短线路 UT2.e=1.05Ue Page 11第二章 电力系统中性点的运行方式n 1.电力系统的中性点:发电机、变压器的中性点且指变压 器Y形接线n 2.运行方式共三种: 中性点不接地运行方式 中性点经消弧线圈接地运行方式 中性点直接接地运行方式 前两种接地系统统称为:小接地电流系统, 后一种接地系统又称为:大接地电流系统。n 3.分析中性点运行方式的目的:运行方式的不同会影响运 行的可靠性、设备的绝缘、通信的干扰、继电保护等。 Page 12中性点不接地方式 单相接地故障时电路图 正常运行时电路图 U e (l ? 35L)单相接地电容电流经验公式: I ? c 350 Page 13 中性点经消弧线圈接地系统n 1、正常运行时:消弧线圈不起作用 中性点对地电位为零:UN=0 消弧线圈中无电流:IL=0 流过地中的电容电流为零:IC=0n 2、单相接地时: 中性点电位升高为相电压: 消弧线圈中出现感性电流 :与 相差1800 流过接地点电流: + (相互抵消)→实现补偿 Page 14消弧线圈适用范围及补偿方式选用n 适用范围:35kV及以下接地电流不满足中性点绝缘系统规 定值时采用;个别雷害严重的地区110kV系统不得已采用。n补偿方式及选用1、全补偿:IL=IC接地点电流为零——不采用缺点:XL=Xc,网络容易因不对称形成串联谐振过电压危及绝缘2、欠补偿:IL<IC 接地点为容性电流——少采用缺点:易发展成为全补偿方式,切除线路或频率下降可能谐振3、过补偿:IL>IC 接地点为为感性电流 ——采用注意:电感电流数值不能过大≯10A Page 15 中性点直接接地系统n 优点:n 1.不外加设备即可消弧n 2.降低电网对地绝缘,节省造价n 缺点:n 1.供电可靠性降低n 改进:装自动重合闸装置、 加备用电源n 2.电流很大且单相磁场对弱电干扰n 改进: 中性点经电抗器接地 、仅部分中性点接地n 3.不产生过电压,设备绝缘水平低20%,造价低。 Page 16中性点运行方式的应用范围n 大部分110KV和·220KV及以上电网——中性点直 接接地n 10—66KV电网——中性点不接地或经消弧线圈接 地n 10KV电缆线路——经小电阻接地n 3~6kv——中性点不接地或经消弧线圈接地n 发电机中性点不接地或经消弧线圈接地 Page 17 第三章电弧及电气触头的基本理论n 电弧产生的条件:断开电路时,触头间电压大于 10~20V;电流大于80~100mAn 电弧的形成:大量带电质点在电场力的作用定向运 动 热电子发射 →碰撞游离→温度升高→热游离→电弧 强电场发射 Page 18电弧的特点Ø 电弧的放电现象是一种气体自持放电。Ø 电弧是一种离子通道(载流通道):只有触头间的电弧熄 灭后,电流才真正切断。Ø 电弧的温度很高、能量大:容易烧坏触头,或使触头周围 的绝缘材料遭受破坏。Ø 电弧燃烧时间过长,压力过高,有可能使电器发生爆炸事 故。Ø 质量轻,在外力的作用下易变形 Page 19电弧的熄灭n 关键是加强去游离作用主要有复合和扩散两种形式n 熄灭电弧的基本方法ü 提高触头间的开断速度ü 冷却电弧ü 增大绝缘介质气体压力ü 吹弧ü 将触头置于真空密室中ü 拉长电弧ü 将长弧分割成多段短弧 Page 20第四章电气设备及载流导体 Page 21 各种电气设备的作用n 开关电器:直接用于正常投切和故障切除电 路的电气一 次设备称为开关电器n 互感器:高压等级的交流电路中,一、二次设备之间的 重要联络元件n 绝缘子:在户内外配电装置、变压器、开关电器及输电 线路中用来支持和固定带电导体,并与地、带电导体之间 绝缘n 限流电抗器:限制电力设备的短路电流、能维持母线电 压、将短路容量加以限制,以选择轻型断路器和小截面的 电缆 Page 22互感器 电流互感器 电压互感器 (1)电气量的变化:将 (1) 电气量的变化:将 一次侧的大电流变为二 一次侧的高电压变为二 次侧的标准化小电流 次侧的标准化低电压 I1e/5A(1A)。实现设 U1e/100V。实现设备生作用 备生产的小型化、标准 产的小型化、标准化、 化、系列化。(2)使二 系列化。(2)使二次与高 次与高压可靠隔离,保 压可靠隔离,保证工作 证工作人员的安全。(3) 人员的安全。(3)使二次 使二次脱离一次成为独 脱离一次成为独立系统。 立系统 。 Page 23 高压开关电器的作用
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