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1、第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分2.1 概述概述2.2 发电厂的电气部分发电厂的电气部分2.3 高压交流输变电高压交流输变电2.4 高压直流输电高压直流输电2021/9/1512.1 概述概述2021/9/152一、主要电气设备一、主要电气设备 为了满足电能的生产、输送和分配的需要，发电厂和变电站中安装有各种电气设备，用于实现起动、转换、监视、测量、调整、保护、切换和停止等操作。按电压等级可分为高压电器和低压电器；按所起的作用不同，电气设备可分为一次设备和二次设备两大类。首页2021/9/153一、主要电气设备一、主要电气设备n（一）一次设备 直接生产、转换和
2、输配电能的设备，称为一次设备，主要有以下几种。nl.生产和转换电能的设备 生产和转换电能的设备有同步发电机、变压器及电动机，它们都是按电磁感应原理工作的，统称为电机。2021/9/154一、主要电气设备一、主要电气设备n2.开关电器 开关电器的作用是接通或断开电路。（1）断路器（俗称开关）（2）隔离开关（俗称刀闸）（3）负荷开关 还有用于配电系统的 自动重合器和自动分段器等。低压开关电器包括刀开关、组合开关和低压断路器等。断路器有灭弧装置，可用来接通断路器有灭弧装置，可用来接通或断开电路的正常工作电流、过负荷或断开电路的正常工作电流、过负荷电流或短路电流，是电力系统中最重电流或短路电流，是电力
3、系统中最重要的控制和保护电器。要的控制和保护电器。隔离开关没有灭弧装隔离开关没有灭弧装置，用来在检修设备时隔置，用来在检修设备时隔离电源，进行电路的切换离电源，进行电路的切换操作及接通或断开小电流操作及接通或断开小电流电路。它一般只有电路断电路。它一般只有电路断开的情况下才能操作。在开的情况下才能操作。在各种电气设备中，隔离开各种电气设备中，隔离开关的使用量是最多的。关的使用量是最多的。负荷开关具有简易的灭弧装置，可负荷开关具有简易的灭弧装置，可以用来接通或断开电路的正常工作电以用来接通或断开电路的正常工作电流和过负荷电流，但不能用来接通或流和过负荷电流，但不能用来接通或断开短路电流。还可用来
4、在检修设备断开短路电流。还可用来在检修设备时隔离电源。时隔离电源。2021/9/155一、主要电气设备一、主要电气设备n3.限流电器 限流电器包括串联在电路中的普通电抗器和分裂电抗器.n4.载流导体 包括母线、架空线和电缆线等。n5.补偿设备（1）调相机。（2）电力电容器。（3）消弧线圈。（4）并联电抗器。其作用是限制短路电流，使发电厂或变其作用是限制短路电流，使发电厂或变电站能选择轻型电器和选用截面积较小的导电站能选择轻型电器和选用截面积较小的导体。体。母线用来汇集和分配电能或将发母线用来汇集和分配电能或将发电机、变压器与配电装置连接；架空电机、变压器与配电装置连接；架空线和电缆线用来传输电
5、能。线和电缆线用来传输电能。调相机是一种不带机械负荷运行的同调相机是一种不带机械负荷运行的同步电动机，主要用来向系统输出感性无功步电动机，主要用来向系统输出感性无功功率，以调节电压控制点或地区的电压。功率，以调节电压控制点或地区的电压。电力电容电力电容器补偿有并联器补偿有并联和串联补偿两和串联补偿两类。类。消弧线圈用来补消弧线圈用来补偿小接地电流系统的偿小接地电流系统的单相接地电容电流，单相接地电容电流，以利于熄灭电弧。以利于熄灭电弧。并联电抗器一般装设在并联电抗器一般装设在330kV330kV及以上超高及以上超高压配电装置的线路侧。作用是吸收过剩的无压配电装置的线路侧。作用是吸收过剩的无功功
6、率，改善沿线电压分布和无功分布，降功功率，改善沿线电压分布和无功分布，降低有功损耗，提高送电效率。低有功损耗，提高送电效率。2021/9/156一、主要电气设备一、主要电气设备n6.互感器 包括电流互感器和电压互感器。n7.保护电器 保护电器包括用于过负荷电流或短路电流保护的熔断器（俗称保险）和防御过电压的设备，即防雷装置。n8.绝缘子n9.接地装置 熔断器用来断开电路的过负荷电流或短路电熔断器用来断开电路的过负荷电流或短路电流，保护电气设备免受过载和短路电流的危害。流，保护电气设备免受过载和短路电流的危害。熔断器不能用来接通或断开正常工作电流，必须熔断器不能用来接通或断开正常工作电流，必须与
7、其他电器配合使用。与其他电器配合使用。防雷装置包括：避雷器、避雷针、避雷防雷装置包括：避雷器、避雷针、避雷线（架空地线）、避雷带和避雷网等。线（架空地线）、避雷带和避雷网等。绝缘子用来支持和固定载流导体，并使载流绝缘子用来支持和固定载流导体，并使载流导体与地绝缘，或使装置中不同电位的载流导体导体与地绝缘，或使装置中不同电位的载流导体间绝缘。间绝缘。接地装置用来保证电力系统正常工作或保护接地装置用来保证电力系统正常工作或保护人身安全。前者称工作接地，后者称保护接地。人身安全。前者称工作接地，后者称保护接地。2021/9/157一、主要电气设备一、主要电气设备n（二）二次设备 对一次设备进行监察、
8、测量、控制、保护、调节的辅助设备，称为二次设备。n1.测量表计n2.绝缘监察装置 用来监察交、直流电网的绝缘状况。n3.控制和信号装置 测量表计用来监视、测量电路的电流、电测量表计用来监视、测量电路的电流、电压、功率、电能、频率及设备的温度等，如压、功率、电能、频率及设备的温度等，如电流表、电压表、功率表、电能表、频率表、电流表、电压表、功率表、电能表、频率表、温度表等。温度表等。控制主要是指采用手动或自动方式通过控制主要是指采用手动或自动方式通过操作回路实现配电装置中断路器的分、合闸。操作回路实现配电装置中断路器的分、合闸。断路器都有位置信号灯，有些隔离开关有位断路器都有位置信号灯，有些隔离
9、开关有位置指示器。主控制室设有中央信号装置，用置指示器。主控制室设有中央信号装置，用来反映电气设备的事故或异常状态。来反映电气设备的事故或异常状态。2021/9/158一、主要电气设备一、主要电气设备n4.继电保护及自动装置n5.直流电源设备n6.塞流线圈（又称高频阻波器）继电保护的作用是当发生故障时，作用于断路器跳闸，自动切继电保护的作用是当发生故障时，作用于断路器跳闸，自动切除故障元件；当出现异常情况时发出信号。自动装置的作用是用来除故障元件；当出现异常情况时发出信号。自动装置的作用是用来实现发电厂的自动并列、发电机自动调节励磁、电力系统频率自动实现发电厂的自动并列、发电机自动调节励磁、电
10、力系统频率自动调节、按频率启动水轮机组；实现发电厂或变电站的备用电源自动调节、按频率启动水轮机组；实现发电厂或变电站的备用电源自动投入、输电线路自动重合闸及按事故频率自动减负荷等。投入、输电线路自动重合闸及按事故频率自动减负荷等。直流电源设备包括蓄电池组和硅整流装置，用作开关电器的操直流电源设备包括蓄电池组和硅整流装置，用作开关电器的操作、信号、继电保护及自动装置的直流电源，以及事故照明和直流作、信号、继电保护及自动装置的直流电源，以及事故照明和直流电动机的备用电源。电动机的备用电源。塞流线圈是电力载波通信设备中必不可少的组成部份，它与塞流线圈是电力载波通信设备中必不可少的组成部份，它与耦合电
11、容器、结合滤波器、高频电缆、高频通信机等组成电力线耦合电容器、结合滤波器、高频电缆、高频通信机等组成电力线路高频通信通道。塞流线圈起到阻止高频电流向变电站或支线泄路高频通信通道。塞流线圈起到阻止高频电流向变电站或支线泄漏、减小高频能量损耗的作用。漏、减小高频能量损耗的作用。2021/9/159二、电气设备的符号二、电气设备的符号 图形符号是用于表示电气图中电气设备、装置、元器件的一种图形和符号。文字符号是电气图中电气设备、装置、元器件的种类字母和功能字母代码。文字符号的字母应采用大写的拉丁字母。文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号两种。主要电气设备的图形和文字符号如表所示。2021/9/15
12、10二、电气设备的符号二、电气设备的符号2021/9/1511二、电气设备的符号二、电气设备的符号2021/9/1512二、电气设备的符号二、电气设备的符号2021/9/1513三、电气主接线和配电装置的概念三、电气主接线和配电装置的概念 n1.电气主接线 一次设备按预期的生产流程所连成的电路，称为电气主接线。主接线表明电能的生产、汇集、转换、分配关系和运行方式，是运行操作、切换电路的依据，又称一次接线、一次电路主系统或主电路。用国家规定的图形和文字符号表示主接线中的各元件，并依次连接起来的单线图，称电气主接线图。某火电厂的电气主接线图如图所示。2021/9/1514电电气气主主接接线线202
13、1/9/1515三、电气主接线和配电装置的概念三、电气主接线和配电装置的概念n2配电装置 按主接线图，由母线、开关设备、保护电器、测量电器及必要的辅助设备组建成接受和分配电能的电工建筑物，称为配电装置。配电装置是发电厂和变电站的重要组成部分。配电装置按电气设备的安装地点可分为：（1）屋内配电装置。全部设备都安装在屋内。（2）屋外配电装置。全部设备都安装在屋外（即露天场地）。2021/9/1516三、电气主接线和配电装置的概念三、电气主接线和配电装置的概念 按电气设备的组装方式可分为以下二种。（1）装配式配电装置。电气设备在现场（屋内或屋外）组装。（2）成套式配电装置。制造厂预先将各单元电路的电
14、气设备装配在封闭或不封闭的金属柜中，构成单元电路的分间。成套配电装置大部分为屋内型，也有屋外型。配电装置还可按其他方式分类，例如按电压等级分类，称10kV配电装置、35kV配电装置、110kV配电装置、220kV配电装置、500kV配电装置等。2021/9/1517 2.2 发电厂的电气部分发电厂的电气部分2021/9/1518 2.3 高压交流输变电高压交流输变电2021/9/1519 2.4 高压直流输电高压直流输电2021/9/1520n断路器图例2021/9/1521n隔离开关图例2021/9/1522n负荷开关图例2021/9/1523n自动重合器和自动分段器2021/9/1524n
15、低压开关电器 智能万能式断路器2021/9/1525n限流电器2021/9/1526n载流导体2021/9/1527n补偿设备2021/9/1528 电流互感器 电压互感器 电流互感器作用是将交流大电流变成小电流（电流互感器作用是将交流大电流变成小电流（5A5A或或lAlA），供电给测量仪表和继电保护装置的电流线圈；），供电给测量仪表和继电保护装置的电流线圈；电压互感器作用是将交流高电压变成低电压电压互感器作用是将交流高电压变成低电压（100V100V或或100/V100/V），供电给测量仪表和继电保护），供电给测量仪表和继电保护装置的电压线圈。装置的电压线圈。它们使测量仪表和保护装置标准化和小型化，使它们使测量仪表和保护装置标准化和小型化，使测量仪表和保护装置等二次设备与高压部分隔离，且测量仪表和保护装置等二次设备与高压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证设备和人身安全。互感器二次侧均接地，从而保证设备和人身安全。n互感器2021/9/1529n保护电器n熔断器n避雷器2021/9/1530n绝缘子2021/9/1531n配电装置2021/9/1532