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高压电工培训第一章电力系统基本知识第一节电力系统、电力网构成一、电力系统、电力网构成电力系统概念：由发电、送电、变电、配电和用电组成的整体称为电力系统。在同一瞬间发电厂将发出的电能通过送变点线路送到配电所，经过变压器将电能送到用户单位供给工农生产与人民生活故：掌握电力系统基本知识和电力生产特点是对进网作业电工基本要求。电力网概念：把电力系统的中间环节即送电、变电、配电三个部分称为电力网。二、电力网1、电力网：是由各电压等级的输电线路和各种类型的变电所连接而成的网络。2、电力网分类：输电网和配电网。1）输电网是以高压甚至超高电压将发电厂、变电所或变电所之间连接起来的送电网络。又称主网架。2）配电网是从地区变电所到用户变电所或城乡电力变压器之间的线路或直接将电能分配到用户的网络。高压配电网：110KV及以上电压中压配电网：35KV10KV电压低压配电网：220V380V电压三、大型系统的优越性l.提高了供电可靠性：大大减少了用户的停电时间。2.减少了系统的备用容量：使得必需的备用机组容量可大大地减少；3．降低系统的高峰负荷：提高运行经济性。4.提高了供电质量负荷的变动对系统电压频率的影响减少。5．便于利用大型动力资源，发挥水电厂的作用四、电力生产特点(1)同时性：电能生产、输送、分配及转换过程是同时的电能不能大量储存。(2)集中性：电力生产是高度集中统一的。(3)适用性：电能不受时间、空间、气温、场地的限制。第二节电力负荷电力负荷：是指用电设备或用电单位所消耗的功率、容量或电流。一、电力负荷的组成1、用电负荷：用户在某一时刻对电力系统所需求的功率。2、线路损失负荷：电网上损失的功率和能量。3、供电负荷：电厂对外供电时所承担的全部负荷，1、高峰负荷：是指一天24h中负荷最高的一个小时平均负荷。2、低谷负荷：是指一天24h内负荷最少的一个小时平均负荷。3、平均负荷：是指电网中或某户在某一段确定的时间阶段内平均小时用电量。二、按发生时间不同负荷分类4、一类负荷：突然中断供电将会造成人身伤亡或会引起对周围环境严重污染，造成经济上的巨大损失，造成社会秩序严重混乱或在政治上产生严重影响的负荷，5、二类负荷：突然中断供电会造成较大的经济损失，造成社会秩序混乱或在政治上产生较大影响，6、三类负荷：突然中断供电时造成的损失不大或不会造成直接损失的负荷第三节变电所一、变电所基本概念变电所定义：是连接电力系统的中间环节，用以汇集电源、升降电压和分配电能，通常由高低压配电装置、主变压器、主控制室和相应的设施以及辅助生产建筑物组成。变电所主接线：把各种电气设备通过母线、导线联结起来，所构成的汇集和分配电能的系统。电气主接线的基本要求：1、保证必要的供电可靠性和电能质量2、具有一定的灵活性和方便性3、具有经济性4、具有发展和扩建的可能性二、变电所电气设备主变压器：将高电压改变为低电压。高压断路器：用来控制、保护一次电路的，它具有开断正常负荷和过载、短路故障的控制、保护能力。隔离开关：是隔离电源，以形成明显断开点的。电压互感器：将高电压转变为低电压，供保护和计量用。电流互感器：将高压系统中的电流或低压系统中的大电流转变为标准的小电流。供保护和计量用。熔断器：短路或过负荷时，能自动切断故障电路，从而起到短路保护作用。负荷开关：用来不频繁的接通和分断小容量的配电线路和负荷，并起到隔离电源的作用。第四节供电质量供电质量：是指电能质量与供电可靠性。电能质量包括电压、频率和波形的质量。供电的可靠性是以供电企业对用户停电的时间次数来衡量的。一、供电质量指标电能质量：是用电压质量与频率质量来反映。是指供给用电单位受电端电能品质的优劣程度。包括电压质量和频率质量两部分。电压质量分为电压允许偏差、电压允许波动与闪变、公用电网谐波、三相电压允许不平衡度。频率质量为频率允许偏差。供电可靠性：是以供电企业对用户停电的时间次数来衡量的,可以直接反映供电企业持续向用电单位的供电能力。二、电能质量指标1、电压偏差定义：以电压实际值和电压额定值之差U与电压额定值UN之比的百分数U％来表示。2、电压波动定义：用电压最大值和最小值之差与额定电压之比的百分数U％来表示。3、电压闪变定义：周期性电压急剧波动引起灯光闪烁，光通量急剧波动，而造成人眼视觉不舒适的现象，称为闪变。4、谐波定义：电力系统中存在各种非线性元件，把非正弦波称为谐波。5、频率定义：每秒钟交变的次数，称为频率。6、供电频率允许偏差：以实际频率和额定频率值之差与额定频率之比的百分数f％来表示。第五节电力系统接地配电变压器或低压发电机中性点通过接地装置与大地相连，称工作接地。工作接地分为直接接地与非直接接地。（一）中性点非直接接地(不直接接地或经消弧线圈接地)定义：将变压器中性点不接地或经消弧线圈、电压互感器、高电阻与接地装置相连接。特点：可靠性高，减少了单相触电时的危险性，但不适宜用在超高压，多用在10kv和35kv系统中。为安全起见，规程规定中性点不接地系统，不允许引出中性线供单相用电。城市中配电网接地方式情况：220KV110KV——直接接地方式35KV——经消弧线圈接地10KV——经消弧线圈接地或经小电阻接地方式220V380V——直接接地方式（二）中性点直接接地定义：电力系统中至少有一个变压器中性点直接接地或经小阻抗接地，这种接地方式是通过系统中全部或部分变压器中性点直接接地来实现的。其作用是使中性点经常保持零电位。特点：低压系统采用这种方式供电比较安全。超高压系统采用这种方式供电比较经济。但可靠性低，当发生人身一相对地电击时，危险性也较大。故不适合用于连续供电要求较高及人身安全、环境安全较高的场合。Ｉ人＝U/(Rd+R人）=U/R人（三）保护接地电气设备的外露可接近导体通过保护接地线接至与电力系统接地点无关的接地极。（四）保护接零电气装置的外露可接近导体通过保护线与该接地点直接作电气连接。低压系统接地型式l）TN系统电力系统有一点直接接地，电气装置的外露可接近导体通过保护线与该接地点直接作电气连接。2）TT系统接线电力系统中有一点直接接地，电气设备的外露可接近导体通过保护接地线接至与电力系统接地点无关的接地极。3）IT系统接线电力系统与大地间不直接连接，电气装置的外露可接近导体，通过保护接地线与接地极连接。第二章电力变压器变压器基本概念变压器是一种静止的变换电压的电气设备。当有多个电站时，要依靠变压器将不同电压等级的线路连接起来。种类有：电力变压器、特种变压器、仪用互感器、干式变、油浸式变压器、自冷式变压器、风冷式变压器、水冷式变压器等等。第一节变压器的工作原理与结构和技术参数一、变压器的工作原理二、变压器的结构1.铁芯：是变压器磁路部分，多用导磁性能好硅钢片叠制而成。2．绕组：是变压器电路部分，一般用绝缘纸包的铝线或铜线绕制而成。3．绝缘：内部主要绝缘材料是变压器油、绝缘纸板、电缆纸、皱纹纸等。4．分接开关无励磁调压:只能在二次侧不带负载，一次也与电网断开情况下改变绕组分接头调压，称为无励磁调压。有载调压:可以在带负载情况下改变绕组分接头进行调压，称为有载调压。5．油箱6．冷却装置7．储油柜(又称油枕)8．安全气道(又称防爆管)9．吸湿器10．气体继电器11.高、低压绝缘套管三、电力变压器的技术参数1.额定电压是指变压器线电压。2.额定容量在额定状态下，变压器二次侧的输出能力(kVA)。3.额定电流是指变压器线电流。4.绕组联接组标号是指变压器高低压侧绕组联接方式组合。5.空载电流当二次绕组开路，一次绕组施加额定频率的额定电压时，一次绕组中所流过的电流称空载电流。6．阻抗电压和短路损耗当二次侧短路，一次侧施加电压使其电流达到额定值，此时所施加的电压称为阻抗电压，从电源吸取的功率即为短路损耗。7．电压调整率在给定的负载功率因数下，二次空载电压U2N和二次负载电压U2之差与二次额定电压U2N的比。8、效率：输出的有功功率与输入的有功功率之比的百分数9.温升变压器测量部位的温度与周围环境温度的差称为温升。第二节变压器的运行一、允许过负载能力为：正常运行时室外变压器不超过30%，室内变压器不超过20%。短路时变压器突然短路时，一般允许短路电流为额定电流的25倍。二、允许电压波动范围：变压器电源电压波动允许范围:一般不得超过额定值的±5％。三、变压器并列运行两台或多台变压器的一次侧和二次侧绕组分别接于公共的母线上，同时向负载供电。并列运行的条件：变压器的联结组标号相同变压器的电压比相等变压器的阻抗电压uz%相等油的运行管理内容：应经常检查充油设备的密封性，储油柜、呼吸器的工作性能，以及油色、油温是否正常，还应定期或不定期取油样作油的气相色谱分析，以发现潜伏性故障。容量在630kVA及以上的变压器，无人值班每周应巡视检查一次。容量在此以下的可适当延长巡视周期，有人值班的，每班都应检查一次。第三节其他变压器干式变压器1．环氧树脂绝缘干式变压器2、气体绝缘干式变压器3．H级绝缘干式变压器第四节互感器1.电压互感器是将系统的高电压改变为标准的低电压（100V或100/3）2,电流互感器是将高压系统中的电流或低压系统中的大电流改变为低压的标准小电流(5A或1A)。电压互感器运行1)一、二次接线极性应正确。2)电压互感器相当于一台开路运行的变压器，严禁二次绕组短路，一、二次绕组侧都应装设熔断器。3)二次绕组、铁芯和外壳都必须接地，在绝缘损坏时，二次绕组电压不会升高，以保证人身和设备安全。4)二次压降一般不得超过额定电压的0．5％，以便表计上得到的电压不会过低.影响测量的准确度。电流互感器运行1)线圈极性应正确。2)电流互感器二次线圈和铁芯均应接地。3)电流互感器不得与电压互感器二次侧互相连接，以免造成电流互感器近似开路，出现高电压的危险。4)电流互感器相当于一台短路运行的变压器，严禁二次绕组开路，否则二次绕组会产生很高电压，危及操作人员和仪表的安全。在二次回路中不允许装设熔断器或隔离开关第三章高压电器及成套配电装置第一节高压断路器能接通和开断正常负荷电路，迅速断开故障电流，在高压电路中起着控制、保护作用。额定电压：正常工作时所能承受的电压。额定电流：规定的环境温度下，长期允许通过的最大工作电流。额定开断电流：是指在额定电压下断路器能可靠开断的最大短路电流。（一）少油断路器：用油作灭弧和绝缘介质。少油开关具有耗材少，价格低的优点，但会引起火灾和爆炸。（二）真空断路器：用真空作绝缘和灭弧介质。具有体积小，重量轻优点。主要用于3～10KV电压等级。结构：是由动静触头、绝缘外壳、波纹管、屏蔽罩等部件组成。（三）SF6断路器：用SF6气体作为绝缘介质和灭弧介质。SF6特点：SF6性能稳定，在电弧高温下分解，但在过零后，又很快再结合成SF6气体，故多次动作后性能稳定，不用检修，其检修年限可达20年以上。新装或大修后SF6断路器投入运行前，应每三个月测量一次，待含水量稳定后每年测量一次含水量和漏气率，要求SF6断路器灭弧室的含水量应小于150PPM。其他室应小于250ppm.漏气率不低于1%。断路器的操作检修恢复运行时，操作前应检查安全措施是否全部拆除。长期停运的断路器在重新投入运行前应通过远方控制方式进行2-3次操作，操作无异常后方能投入运行。操作过程中应监视表计的指示，操作把手不应返回太快。第二节隔离开关作用：隔离电源：倒闸操作：拉合无电流或小电流电路：类型:GW5-35是35KV户外式隔离开关，额定电流是630---2000A，是双柱式V型结构，比普通双柱式隔离开关重量轻，占用空间小。隔离开关的操动机构手动、电动、液压液压操动机构：一般是电动机驱动活塞移动，带动连杆使隔离开关分合。机构上的手摇装置是供安装和检修调整时使用。110KV以上线路因安全距离需要，不能挂接地线，常用隔离开关的接地开关做接地线用。第三节高压负荷开关