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文本内容:
发电厂电气部分知识点综述第
一、二章
一、发电厂类型
1、火力发电厂
2、水力发电厂
3、核电厂核电厂是运用原子核内部蕴藏的能量产生电能核电厂的燃料是铀1公斤铀一235所有裂变放出的能量相称于2700吨原则煤燃烧放出的能量
二、变电所类型
1、枢纽变电所电源多、电压等级高，全所停电将引起电力系统解列，甚至瘫痪；
2、中间变电所高压侧以互换时尚为主，同步又降压给当地用电全所停电将引起区域电网解列；
3、地区变电所以向地区顾客供电为主，是某一地区或都市的重要变电所全所停电仅使该地区供电中断；
4、终端变电所:靠近负荷点，降压后直接向顾客供电全所停电只影响顾客
三、电气设备
1、一次设备直接参与生产和分派电能的设备
2、二次设备对一次设备进行测量、控制、监视和保护的设备
3、主接线把发电机、变压器、断路器等多种电气设备按预期生产流程连成的电路，称为电气主接线第三章常用计算的基本理论和措施发热电气设备流过电流时将产生损耗，如电阻损耗、磁滞和涡流损耗、介质损耗等，这些损耗都将变成热量使电气设备的温度升高长期发热-一由工作电流所引起短时发热--由故障时的短路电流所引起
1、发热对电器的不良影响1）机械强度下降（与受热时间、温度有关）2）接触电阻增长3）绝缘性能下降最高容许温度--能使导体可靠工作的最高温度正常的最高容许温度:一般OCW700C,钢芯铝绞线及管形导体（）C〈800C,镀锡UCW850C o
2、短时最高容许温度:硬铝、铝锌合金OdWC,硬铜9d^3000C
3、短时发热过程特点属于绝热过程，导体产生的热量所有用于使导体升温；
4、大电流导体附近钢构的发热伴随机组容量的加大，导体电流也对应增大，导体周围出现强大的交变电磁场，使附近钢构中产生很大的磁滞和涡流损耗，钢构因而发热假如钢构是闭合回路，其中尚有环流存在，发热还会增多当导体电流不小于3000A时，附近钢构的发热便不容忽视危害钢构变形、接触连接损坏、混凝土爆裂第三节导体短路的电动力计算
1、平行导体中电动的方向若两导体中的电流同方向，电动力的作用将使它们彼此靠近
2、B相所受的电动力不小于A、C相（约大7%）,计算时应考虑B相
3、三相电动力计算公式（N）
4、两相短路与三相短路最大电动力的比较（）（）Fmax2/Fmax3=
0.866第四节电气设备及主接线的可靠性分析
一、基本概念
1、可靠性元件、设备和系统在规定的条件下和预定的时间内，完毕规定功能的概率
2、可修复元件发生故障后通过修理能再次恢复到本来的工作状态的元件由可修复元件构成的系统称为可修复系统
3、不可修复元件发生故障后不能修理或虽能修复但不经济的元件
4、电气设备的工作状态可分为运行状态（可用状态）或停运状态（不可用状态）第四章电气主接线电气主接线又称为一次接线或电气主系统由高压电器通过连接线，按其功能规定构成接受和分派电能的电路对主接线的基本规定可靠性、灵活性、经济性断路器和隔离开关的操作次序断开线路时1）跳断路器；2）拉负荷侧隔离开关；3）拉电源侧隔离开关投入线路时1）合电源侧隔离开关；2）合负荷侧隔离开关；3）合断路器
1、单母线接线单母线接线的缺陷可靠性和灵活性较差，当母线或母线隔离开关故障或检修时，必须停电；在出线断路器检修期间，必须停止该回路的工作
2、单母线分段接线一段母线发生故障时，非故障段母线不间断供电；
3、单母线带旁路母线接线旁路母线和旁路断路器的作用不停电检修线路断路器不停电检修出线断路器的操作环节注意
（1）隔离开关两端电压相等时才能合上之；
（2）保证供电不能中断；
（3）线路要有断路器进行保护设要检修线路的断路器QF1检修环节为1）、合旁路断路器两侧的隔离开关；2）、合旁路断路器对旁母充电，若旁母有故障，旁路断路器跳闸，此时先检修旁母；若旁母无端障则进行下列操作3）、合旁路隔离开关；4）、跳开出线断路器QF1；5）、拉开QF1线路侧隔离开关；6）、拉开QF1母线侧隔离开关；7）、检修QF1此时线路由旁路断路器进行保护
4、双母线接线1）、接线特点它具有两组母线Wk W2o每回线路都经一台断路器和两组隔离开关分别与两组母线连接，母线之间通过母线联络断路器QF（简称母联）连接2）、优缺陷⑴供电可靠，调度灵活，扩建以便；
（2）检修母线可不停电
（3）、检修母线隔离开关只停该回线
（4）、可用母联断路器替代线路断路器工作；3）、倒闸操作以检修工作母线为例环节
（1）、合上母联两端的隔离开关；
（2）、合上母联检查备用母线的完好性；若母联跳闸，则表明备用母线有故障，若其不跳，可进行下列操作；
（3）、合上接在备用母线上的隔离开关；（先通）
（4）、拉开接在工作母线上的隔离开关；（后断）
（5）、跳开母联；
（6）、拉开母联两侧的隔离开关
（7）、检修母线4）、用母联断路器替代线路断路器工作的操作设线路L1上的断路器QF1拒动环节如下
（1）、合母联两侧的隔离开关；
（2）、合母联检查备用母线的完好性；
（3）、合该线路接在备用母线上的隔离开关；
（4）、拉开该线路接在工作母线上的隔离开关；
（5）、此时母联替代线路断路器来保护线路
5、双母线工作母线分段带旁路母线1）、长处母线分段可减少母线故障时的停电范围；检修断路器不必停电注意双母线接线含单母线分段的所有长处；双母线带旁母接线含单母线分段带旁母接线的所有长处
6、3/2接线1）、接线特点两回线路共用三组断路器2）、优缺陷
（1）、供电可靠、灵活、操作简朴；
（2）、检修任一断路器均无需停电；
（3）、投资大、控制保护复杂无母线接线形式
1、单元接线1）接线特点发电机变压器连接成一种单元，再经断路器接至高压母线
2.桥形接线当只有两台变压器和两条输电线路时，可采用桥形接线，使用断路器数目至少桥连断路器设置在变压器侧，称为内桥；桥连断路器则设置在线路侧，称为外桥1）、内桥线路切、投以便，但变压器故障时有一回线路要停电合用于（故障较多的）长线路及变压器不需要常常切换的场所；2）、外桥变压器切、投以便，但线路故障时有一台变压器也被切除合用于线路较短、变压器需要常常切换的场所；此外出线接入环网，可采用外桥接线；♦系统在本厂有穿越功率时可用外桥，但假如线路较长时也可用内桥加外跨条的接线不过，♦检修线路断路器时就变成一台断路器带两回线路，冒扩大事故之险
3、角形接线1）特点每回线路均从两组断路器间引出，断路器布置闭合成环，线路总数等于断路器组数2-3主变压器的选择分类•向系统或顾客输送功率的变压器，称为主变压器；・用于两种电压等级之间互换功率的变压器，称为联络变压器；・只供本厂（所）用电的变压器，称为厂（所）用变压器或称自用变压器2—4限制短路电流的措施
一、选择合适的主接线形式和运行方式
1、对大容量发电机尽量采用单元接线；
2、减少并联支路或增长串联支路如降压变电所中可采用变压器低压侧分列运行♦对环形供电网络，可在环网中穿越功率最小处开环运行♦
二、加装限流电抗器作用a限制短路电流、b维持母线残压
1.加装一般电抗器1）电缆出线端加装出线电抗器，电抗百分值取3%〜6%2）
2.母线装设电抗器，电抗百分值取为8%〜12%缺陷母线电抗器两端的电压不等
3、加装分裂电抗器长处正常运行时压降小，短路时电抗大，限流作用强
三、采用低压分裂绕组变压器第五章厂用电接线及设计
1、厂用电发电厂内用来为锅炉、汽轮机、水轮机、发电机等重要设备服务的机械的用电及照明用电
2、厂用电率厂用电耗电量占同一时期发电厂所有发电量的百分数
3、厂用电负荷分类I类负荷凡短时停电会导致设备损坏、危及人身安全、主机停运及大量影响出力的厂用负荷n类负荷容许短时停电（几秒至几分钟），恢复供电后不致导致生产紊乱的厂用负荷in类负荷较长时间停电，不会直接影响生产，仅导致生产上的不以便的负荷事故保安负荷指在停机过程中及停机后一段时间内仍应保证供电的负荷厂用电电压分为厂用高压和厂用低压，高压为3kV、6kV.10kV,低压为380/220V备用电源的备用方式明备用平时备用电源不投入运行暗备用亦称互为备用，平时备用电源投入A大中型火电厂一般采用明备用,4〜6台工作变压器配一台备用变B水电厂及变电所多采用暗备用方式C采用明备用能减少厂用变的总容量例四个工作母线段，每段的负荷为S采用明备用，总容量为4S+S=5S;采用暗备用，总容量为2sx4=8S
4、厂用电接线的接线原则对高压厂用母线以单母线按炉分段为原则低压厂用母线的I类电动机也按炉分段按炉分段将只为本台炉服务的电动机接在同一种厂用母线段上厂用电动机的供电方式1）个别供电每台电动机直接接在对应电压的厂用母线上2）成组供电由厂用母线经电缆供电给车间配电盘，数台电动机连接在配电盘母线上
5、电动机的自启动校验1）当断开电源或厂用电压减少时，电动机转速就会下降，甚至会停止运行，这一转速下降的过程称为惰行2）电动机失去电压后来，不与电源断开，在很短时间（一般在
0.5—
1.5s）内，厂用电压又恢复或通过自动切换装置将备用电源投入，此时，电动机惰行尚未结束，又自动启动恢复到稳定状态运行，这一过程称为电动机的自启动
（1）失压自启动--运行中忽然出现事故，电压减少，事故消除电压恢复时形成的自启动；
（2）空载自启动---备用电源空载状态时，自动投入失去电源的工作段所形成的自启动；
（3）带负荷自启动备用电源已带一部分负荷，又自动投入失去电源的工作段时形成的自启动
6、异步电动机的转矩M与外加电压的平方成正比
7、保证重要厂用机械电动机能自启动的措施1）限制参与自启动的电动机数量，对不重要设备的电动机不参与自启动2）负载转矩为定值的重要设备电动机也不要参与自启动3）对重要的机械设备，应选用品有高启动转矩和容许过载倍数较大的电动机4）在不得已的状况下，增大厂用变压器的容量第六章设备的原理与选择
一、电器选择的一般条件原则按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定下列几种状况可不校验热稳定或动稳定1）用熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，故可不验算热稳定2）采用有限流电阻的熔断器保护的设备，可不校验动稳定3）在电压互感器回路中的裸导体和电器可不验算动、热稳定4）支持绝缘子不用校验热稳定高压断路器的作用正常运行时，把设备或线路接入电路或退出运行;当设备或线路发生故障时，能迅速切除故障回路开断能力断路器在切断电流时熄灭电弧的能力
二、电弧的产生与熄灭
1、电弧概念1）电弧是一种能量集中、温度很高、亮度很大的气体自持放电现象大气中，1cm距离加30000伏的电压即会产生电弧；电弧产生后只需15〜30伏的电压便可维持2）电弧由阴极区、弧柱、阳极区构成3）电弧是一束游离气体、质量极轻、易变形
2、电弧的形成电弧的产生和维持是触头间中性质点（分子和原子）被游离的成果游离---中性质点转化为带电质点1）强电场发射一强电场（3X106V/m以上）下阴极表面的电子被电场力拉出而形成触头空间的自由电子（弧隙间产生电子的初因）2）热电子发射---高温的阴极表面在电场力的作用下向外发射电子3）碰撞游离e+H=H++2e H----中性质点电子的动能〉原子或分子的游离能游离电子的动能〈原子或分子的游离能成为负离子4）热游离在高温作用下，具有足够动能的中性质点互相碰撞时游离出电子和正离子开始发生热游离的温度一般气体，9000—10000℃,金属蒸气，4000—5000℃
3、去游离----自由电子和正离子互相吸引导致的中和现象去游离的形式1）复合正离子和负离子互相中和的现象电子与正离子e+H+----H正、负离子6+H—-H-H-+H+--2H2）扩散带电质点从电弧内部逸出而进入周围介质中的现象原因温差大、离子浓度差大方向由浓度高、温度高的空间扩散至浓度低、温度低的空间
5、近阴极效应--交流电流过零瞬间，新阴极附近的薄层空间内介质强度忽然升高的现象
6、起始介质强度电流过零后的
0.1〜InS的时间内，由于近阴极效应，弧隙所出现的150〜250V的介质强度
7、熄灭电弧的条件式Ud（t）Ur（t）物理意义电流过零后，弧隙介质强度一直不小于系统电源恢复电压，电弧便熄灭断路器灭弧的基本措施
1、运用灭弧介质；如变压器油或断路器油、SF6等
2、运用特殊金属材料作灭弧触头；
3、吹弧纵吹、横吹、混吹
4、多断口灭弧
5、运用短弧原理（多用于低压电器）短弧--几毫米长的电弧
6、增大断路器触头的分离速度
8、隔离开关的用途1）隔离电压2）倒闸操作3）分合小电流
（1）分、合避雷器、电压互感器和空载母线；
（2）分、和励磁电流不超过2A的空载变压器；
（3）关合电容电流不超过5A的空载线路
三、互感器的作用
1、将高电压和大电流变成二次回路原则的低电压（100V）和小电流（5A或1A）,使测量仪表和保护装置原则化、小型化；
2、隔离高电压，保证人身和设备的安全（-）电磁式电流互感器
1、工作原理与变压器相似特点1）一次绕组串连在电路中，一次绕组流过被测电路的电流；2）正常状况下，电流互感器在近于短路的状态下运行
2、变比电流互感器
一、二次额定电流之比Ki=INl/IN2仁N2/N14）电流误差5）相位差
3、精确级--在规定的二次负荷变化范围内，一次电流为额定值时的最大电流误差
4、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=Il/INl）与容许的最大二次负载阻抗Z2i的关系曲线
5、额定容量SN2=I2N2ZN2（IN2一般为5A或1A）同一台电流互感器，使用在不一样的精确级时，有不一样的额定容量
6、二次绕组开路励磁磁势由I0N1增为I1N1,“饱和，变为平顶波，而e^de/dt,在波顶e2y0；在6过零时，e2/,因此e为尖顶波后果1）产生危险高压，危及人身安全和仪表、继电器绝缘；2）引起铁芯和绕组过热；3）产生剩磁，使互感器特性变坏（误差增长）；
（二）电磁式电压互感器
1、工作原理（同变压器）特点1）容量很小，只有几十到几百伏安；2）二次负荷恒定，运行时靠近于空载状态
2、变比Ku=UN1/UN2UN2=100V或100/J3V三相三柱式电压互感器不能用来测相对地电压
3、3〜35kV的电压互感器一般经隔离开关和熔断器接入；380V的电压互感器直接经熔断器接入；UOkV及以上的电压互感器只经隔离开关接入
4、熔断器的作用一次侧切除电压互感器自身或引线上的故障；二次侧防止二次侧过负荷或短路引起的持续过流第五节高压熔断器的选择
1.按额定电压选择UN2UNS对于充填石英砂有限流作用的熔断器（如RN1型），应保证UN=UNSUNUNS灭弧时间快，过电压倍数高，产生电晕，损害设备UNUNS难灭弧，烧坏外壳
2.额定电流选择1）熔管额定电流InftN熔体额定电流Infs Inft—载流和接触部分容许的长期工作电流Infs—长期通过熔体而熔体不熔断的最大工作电流第七章配电装置
1、配电装置根据主接线的连接方式，由开关电器、保护和测量电器、母线和必要的辅助设备组建而成，用来接受和分派电能的装置
2、种类1）按装设地点分屋内、屋外配电装置2）按组装方式分装配式、成套式装配式配电装置--在现场将电器组装而成的配电装置成套配电装置----在制造厂预先将开关电器、互感器等构成多种电路成套供应的配电装置
3、配电装置的安全净距不一样相的带电部分之间或带电部分对接地部分之间在空间所容许的最短距离
4、屋内配电装置布置型式一般可以分为三层、二层和单层式
5、屋外配电装置布置型式根据电器和母线布置的高度，可分为中型、半高型和高型
6、安装电抗器时应注意A、C两相的电抗器不能重叠在一起第八章二次接线
一、二次接线图二次接线图的内容
1、二次接线图-一表达二次设备互相连接的电气接线图
2、二次回路包括交流电压回路、交流电流回路、控制回路、监测回路、保护回路、信号回路、调整回路等
3、在二次接线图中，设备图形符号按常态画出；
4、常态断路器主触头断开或元件不带电时的状态；
三、安装接线图为了施工、运行和维护以便，在展开图的基础上，还应深入绘制安装接线图安装接线图包括屏面布置图、屏后接线图、端子排图和电缆联络图
1、屏面布置图屏面布置图是展示在控制屏（台）、继电保护屏和其他监控屏台上二次设备布置状况的图纸，是制造商加工屏台、安装二次设备的根据
2、屏后接线图站在屏后所看到的接线图
3、安装单位一种屏内某个一次回路所有二次设备的总称
4、相对编号法“甲编乙的号，乙编甲的号”8-3断路器的控制与信号接线
1、跳跃断路器手动合闸合在永久性故障线路上，继电保护动作，断路器跳闸，若此时合闸按钮未松开或触点卡住不能复位，断路器再次跳闸，而在继电保护动作，断路器又跳闸，这种一次合闸操作导致断路器多次合、跳闸的现象称为跳跃814中央信号
一、中央信号包括事故信号和预告信号
1、事故信号断路器事故跳闸后发出的信号此时，信号灯闪光，电喇叭响
2、预告信号设备运行中出现危及安全的异常状况时发出的信号此时断路器不跳闸，电喇叭发出的响声不一样于事故信号的响声此外，音响为延时启动（在0—8秒范围内可调），不不小于延时的动作信号，便不会发出音响，以免导致误动第十章变压器的运行1变压器的额定容量是指长时间所能持续输出的最大功率
2、变压器的负荷能力系指在短时间内所能输出的功率
3、一般认为当变压器绝缘的机械强度减少至15%〜20%时，变压器的预期寿命即算终止
4、绕组温度每增长6℃,预期寿命缩短二分之一，此即所谓热老化定律（或绝缘老化的6℃规则）
5、变压器运行时，如维持变压器绕组热点的温度在98C,可以获得正常预期寿命
6、变压器的过负荷能力1）正常过负荷变压器的正常过负荷，不影响变压器正常预期寿命百分之一规则夏季低1%,则冬季可过1%o但对强迫油循环水冷的变压器，不能超过10%；对其他变压器，不能超过15%2）变压器的事故过负荷当系统发生事故时，要保证不间断供电，变压器绝缘老化加速是次要的，因此事故过负荷是牺牲变压器寿命的
7、升压型和降压型构造三绕组变压器一般采用同心式绕组，绕组的排列在制造上有升压型和降压型两种高压绕组总是排列在最外层，升压型的排列为铁芯一中压一低压一高压，高一中之间的阻抗最大降压型的排列为铁芯一低压一中压一高压，高一低之间的阻抗最大降压型变压器中的无功损耗约为升压型的160%、170%因此升压型一般应用在低压向高压送电（或反之）为主的场所，降压型一般用在向中压供电为主，低压供电为辅的场所考虑
1、绝缘；
2、磁藕合程度自耦变压器是一种多绕组变压器，其特点就是其中两个绕组除有电磁联络外，在电路上也有联络
8.自耦变压器的过电压问题1）高压电网和中压电网之间具有电气连接，过电压也许从一种电压等级的电网转移到另一种电压等级电网中压或高压的出口端，都必须装设阀型避雷器保护2）自耦变压器的中性点必须直接或通过小电抗接地否则当高压侧电网发生单相接地时，在中压绕组其他两相会出现过电压
9、变压器并列运行的条件1）并列运行的变压器一次电压相等，二次电压相等，也就是变压比相等（偏差W士5%）；2）额定短路电压相等（偏差W±10%）；3）极性相似，相位相似，也就是接线组别相似。
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