電力系統(tǒng)概論第一章121－1電力系統(tǒng)的組成1－2電力系統(tǒng)的電壓1－3電力系統(tǒng)中性點運行方式1－4工廠中常見的電氣設備１－１電力系統(tǒng)的組成3學習目標1.了解發(fā)電廠類型及主要特征。2.掌握電力系統(tǒng)的組成，了解對電力系統(tǒng)的基本要求。3.了解電力系統(tǒng)的發(fā)展方向。4一、發(fā)電廠類型及主要特征1.水力發(fā)電廠水力發(fā)電廠通稱水電站，是利用水庫中水流的位能轉(zhuǎn)換為電能的。當控制水流的進水口閘門開啟時，水庫中的水流經(jīng)過攔污柵由進水器沿壓力水管進入水輪機蝸殼室，驅(qū)動水輪機葉片，使水輪機轉(zhuǎn)動并帶動與其同軸的發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，根據(jù)電磁感應原理，發(fā)電機定子繞組輸出電流，實現(xiàn)由機械能到電能的轉(zhuǎn)換，發(fā)出來的電能（電壓）經(jīng)升壓變壓器后與電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，如圖所示。發(fā)電過程中尾水閘門開啟，蝸殼室的水流經(jīng)尾水管排到下游。56壩后式水力發(fā)電廠生產(chǎn)過程示意圖2.火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠簡稱火電廠（站），利用煤炭、石油、天然氣等燃料燃燒時的化學能轉(zhuǎn)換為熱能，在鍋爐中將水加熱成高溫高壓的水蒸氣，再由水蒸氣推動汽輪機，帶動發(fā)電機發(fā)電，完成由化學能、熱能到電能的轉(zhuǎn)換過程。在發(fā)電的同時還為居民、企業(yè)等提供熱能的火電廠稱為熱電廠。如圖所示，原煤由帶式輸送機輸送進煤斗，經(jīng)磨煤機后變?yōu)槊悍?，其在鍋爐的爐膛內(nèi)充分燃燒，將鍋爐內(nèi)的水燒成高溫高壓的蒸汽，推動汽輪機轉(zhuǎn)動，使與它聯(lián)軸的發(fā)電機旋轉(zhuǎn)發(fā)電。78火力發(fā)電廠生產(chǎn)過程示意圖3.風力發(fā)電場風力發(fā)電是利用風的動能轉(zhuǎn)換為電能的，風力帶動風車風輪旋轉(zhuǎn)，并通過增速器提速，促使發(fā)電機發(fā)電。風能是一種自然界大量存在的清潔、價廉、可再生資源，但其又具有隨機性和不穩(wěn)定性的特點，因此利用風力發(fā)電必須與一定的蓄能方式相結(jié)合，才能實現(xiàn)連續(xù)供電。風力發(fā)電原理示意圖如圖所示。910風力發(fā)電原理示意圖4.核能發(fā)電廠核能發(fā)電廠又稱原子能發(fā)電廠，通稱核電站，利用核燃料在反應堆中的原子核裂變將核能轉(zhuǎn)換為電能。如圖所示，核燃料裂變反應產(chǎn)生的熱量，通過熱交換產(chǎn)生蒸汽來驅(qū)動汽輪機，汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。其生產(chǎn)過程與火電廠相似，以核反應堆和蒸汽發(fā)生器（原子鍋爐）代替了燃煤鍋爐，以少量的核燃料代替了大量的煤炭。11核能發(fā)電廠生產(chǎn)過程示意圖1—核反應堆2—穩(wěn)壓器3—蒸汽發(fā)生器4—汽輪發(fā)電機組5—給水加熱器6—給水泵7—主循環(huán)泵5.太陽能發(fā)電廠太陽能發(fā)電是利用太陽能發(fā)電的，通過光電轉(zhuǎn)換元件等直接將太陽能轉(zhuǎn)換為電能。通過太陽能電池方陣將太陽能輻射能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電站稱為太陽能光伏電站。幾種常見發(fā)電廠的主要特征見下表。12

幾種常見發(fā)電廠的主要特征13

幾種常見發(fā)電廠的主要特征14

幾種常見發(fā)電廠的主要特征156.我國的電力發(fā)展規(guī)劃我國電力行業(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃的主要目標：電力總量方面，全社會用電量達9.24萬億kW·h，總裝機容量達

27.5億kW，人均用電量達6500kW·h，可再生能源利用率大于95%；電力結(jié)構(gòu)方面，非化石能源發(fā)電裝機容量達

13.5億kW，占比約49.1%，常規(guī)水電裝機容量達

3.7億kW，風電裝機容量達

3.8

億kW，太陽能發(fā)電裝機容量達4億kW，核電裝機容量達0.7億kW，煤電裝機容量達

12.5億kW。16實施能源資源安全戰(zhàn)略。堅持立足國內(nèi)、補齊短板、多元保障、強化儲備，增強能源持續(xù)穩(wěn)定供應能力，實現(xiàn)煤炭供應安全兜底、油氣核心需求依靠自保、電力供應穩(wěn)定可靠。積極應對氣候變化。完善能源消費總量和強度雙控制度，重點控制化石能源消費。推動能源清潔、低碳、安全、高效利用，深入推進工業(yè)、建筑、交通等領(lǐng)域低碳轉(zhuǎn)型。二、電力系統(tǒng)的組成與發(fā)展方向1.電力系統(tǒng)的組成電力系統(tǒng)是指由不同電壓等級的電力線路將一些發(fā)電廠、變電所（也稱變電站）和電能用戶聯(lián)系起來的集發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體，如圖所示。17電力系統(tǒng)的組成電力系統(tǒng)中各級電壓等級的電力線路及其聯(lián)系的變電所稱為電力網(wǎng)或電網(wǎng)。電網(wǎng)可按電壓高低和供電范圍大小分為區(qū)域電網(wǎng)（220kV及以上）和地方電網(wǎng)（110kV以下），工廠供電系統(tǒng)屬于地方電網(wǎng)。從發(fā)電廠到用戶的送電過程如圖所示。18從發(fā)電廠到用戶的送電過程2.對電力系統(tǒng)的要求（1）運行的安全可靠。在電能的供應、分配和使用中，不應發(fā)生人身事故和設備事故，降低事故率。當電力系統(tǒng)中某一設備發(fā)生故障時，對用戶供電不中斷或中斷供電的概率小，影響范圍小、停電時間短、造成的損失少，即滿足電能用戶對供電可靠性的要求。提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。在電力系統(tǒng)受到不同程度的擾動時，應盡量保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性，避免大面積停電。19（2）電能質(zhì)量優(yōu)質(zhì)。應滿足電能用戶對供電電壓和頻率等的質(zhì)量要求。交流電力設備的額定頻率為50Hz，正常狀況下允許偏差為

±（0.2~0.5）Hz，非正常狀況下允許偏差應不超過

±1.0Hz。線路電壓允許偏差：35kV及以上三相供電電壓的為

±5%UN

，20kV

及以下三相供電電壓的為±7%UN

，220V單相供電電壓的為（－10%~＋7%）UN（UN表示電網(wǎng)電壓的額定值）。此外，三相系統(tǒng)中三相電壓或三相電流是否平衡也是衡量電能質(zhì)量的一個指標。（3）運行的經(jīng)濟性。在滿足上述要求的同時，還要求供電系統(tǒng)投資要少，運行費用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量，即保證電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。203.電力系統(tǒng)的發(fā)展方向電力安全成為能源安全新戰(zhàn)略的核心要素。我國電力結(jié)構(gòu)將不斷優(yōu)化，新能源發(fā)電裝機規(guī)模穩(wěn)步提升。未來，綠色低碳循環(huán)發(fā)展將是電力行業(yè)推動我國經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)文明建設的必由之路。預計到

2025年，我國電力總裝機容量達28億

kW，2035年達38億kW。其中，風電、光伏等新能源發(fā)電裝機容量增量較大，預計2025年可達

7億kW

以上，占比

27%左右，2035年可達12億kW左右，占比

32%左右。新型能源體系發(fā)展具有地理位置分散、隨機性強、波動性大的特點，電網(wǎng)的安全、可靠、經(jīng)濟運行面臨挑戰(zhàn)。21１－２電力系統(tǒng)的電壓22學習目標1.了解額定電壓的概念，掌握電網(wǎng)及電氣設備額定電壓的標準。2.了解工廠供電系統(tǒng)配電電壓的選擇原則。23電力系統(tǒng)中的電氣設備都是在一定的頻率和電壓下工作的。電氣設備的額定頻率和額定電壓是指電氣設備正常工作并能獲得最佳經(jīng)濟效果的頻率和電壓。系統(tǒng)標稱電壓是指用以標志或識別系統(tǒng)電壓的給定值。標準電壓是指國家規(guī)定的電力系統(tǒng)或設備的電壓。24一、三相交流電網(wǎng)及電氣設備的額定電壓國家標準《標準電壓》（GB/T156—2017）規(guī)定了標稱電壓高于220V、標準頻率為50Hz的交流輸電、配電、用電系統(tǒng)及其設備的標準電壓，見下表、見下表。25標稱電壓220~10000Ｖ

交流系統(tǒng)及相關(guān)設備的標準電壓

單位:Ｖ26

標稱電壓1kV以上交流三相系統(tǒng)及相關(guān)設備的標準電壓

單位：kV1.發(fā)電機的額定電壓由于電力線路允許的電壓偏差一般為

±5%，即整個線路允許有

10%的電壓損失值，因此為了維持線路的平均電壓為額定值，線路首端（電源端）的電壓可比線路額定電壓高5%，而線路末端電壓則可比線路額定電壓低

5%。所以，規(guī)定發(fā)電機額定電壓比同級電網(wǎng)額定電壓高

5%。272.電力變壓器的額定電壓（1）電力變壓器一次繞組的額定電壓。當變壓器直接與發(fā)電機相連時，其一次繞組額定電壓應與發(fā)電機額定電壓相同，即比同級電網(wǎng)額定電壓高

5%，如下圖中的變壓器T1一次繞組額定電壓。當變壓器連接在線路上時，可將其看作線路的用電設備，因此，其一次繞組額定電壓應與電網(wǎng)額定電壓相同，如下圖中的變壓器T2一次繞組額定電壓。2829電力變壓器額定電壓的說明（2）電力變壓器二次繞組的額定電壓。變壓器二次側(cè)供電線路較長時，其二次繞組額定電壓應比相連電網(wǎng)額定電壓高

10%（其中有5%用于補償變壓器滿負荷運行時繞組自身約5%的電壓降；此外，變壓器滿載時二次繞組輸出電壓還要比所連電網(wǎng)額定電壓高5%，以補償線路上的電壓降），如上圖中的變壓器T1二次繞組額定電壓。變壓器二次側(cè)供電線路不長時，其二次繞組額定電壓比所連電網(wǎng)額定電壓高5%（僅考慮補償變壓器滿負荷運行時繞組自身5%的電壓降），如上圖中的變壓器T2二次繞組額定電壓。303.電網(wǎng)（線路）的額定電壓電力線路運行時（有電流通過時）要產(chǎn)生電壓降，所以線路上各點的電壓都略有不同，線路首端比末端電壓高，如圖中虛線所示。因此，供電線路的額定電壓采用首端電壓和末端電壓的算術(shù)平均值，此電壓稱為電網(wǎng)的額定電壓（又稱標稱電壓）。4.用電設備的額定電壓用電設備的額定電壓與同級電網(wǎng)的額定電壓相同。31用電設備和發(fā)電機的額定電壓關(guān)系5.電力系統(tǒng)電壓等級的劃分《國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程（變電部分）》規(guī)定，電力系統(tǒng)電壓等級的劃分見下表。行業(yè)習慣上還按照下表劃分電壓等級。32電力系統(tǒng)電壓等級的劃分行業(yè)習慣上電壓等級的劃分二、工廠供電系統(tǒng)配電電壓的選擇1.高壓配電電壓的選擇工廠供電系統(tǒng)高壓配電電壓的選擇，主要取決于高壓用電設備的電壓和容量、數(shù)量等因素。（1）工廠采用的高壓配電電壓通常為6~10kV。從技術(shù)經(jīng)濟指標來看，最好采用

10kV。33（2）如果工廠擁有相當數(shù)量的

6

kV用電設備，或者供電電源的電壓就是

6kV，則可考慮采用

6kV電壓作為工廠的高壓配電電壓。否則應選擇10kV

作為工廠的高壓配電電壓。（3）如果當?shù)氐碾娫措妷簽?5kV

或66kV，而廠區(qū)環(huán)境條件又允許采用35kV或66kV架空線路，則可考慮采用

35kV或

66kV作為高壓配電電壓深入工廠各車間負荷中心，并經(jīng)車間變電所直接降為低壓用電設備所需的電壓。342.低壓配電電壓的選擇工廠的低壓配電電壓一般采用220/380V，其中線電壓

380V接三相動力設備及380V的單相設備，相電壓220V接一般照明燈具及其他220V的單相設備。但某些場合宜采用660V（甚至更高的1140V）作為低壓配電電壓。因此，提高低壓配電電壓有明顯的經(jīng)濟效益，是節(jié)電的有效手段之一，在世界各國已成為發(fā)展的趨勢。我國現(xiàn)在只有采礦、石油、化工等企業(yè)采用660V電壓。35１－３電力系統(tǒng)中性點運行方式36學習目標掌握電力系統(tǒng)中性點不接地、經(jīng)消弧線圈接地、直接接地（或經(jīng)低電阻接地）運行方式的特點以及應用。37在三相交流電力系統(tǒng)中，電力系統(tǒng)的中性點是指發(fā)電機和變壓器的中性點。其運行方式的選擇是在充分考慮供電可靠性、系統(tǒng)絕緣水平、繼電保護要求、系統(tǒng)穩(wěn)定運行要求等因素的基礎(chǔ)上確定的。電力系統(tǒng)的中性點運行方式有兩大類：一是中性點直接接地或經(jīng)過低電阻接地，稱為大接地電流系統(tǒng)；二是中性點不接地或經(jīng)過消弧線圈接地，稱為小接地電流系統(tǒng)。其中采用最廣泛的是中性點不接地、中性點經(jīng)過消弧線圈接地和中性點直接接地三種方式。38幾種中性點運行方式在我國的應用見下表。39幾種中性點運行方式在我國的應用一、中性點不接地的電力系統(tǒng)如圖所示為中性點不接地的電力系統(tǒng)正常運行時的狀態(tài)。電力系統(tǒng)的三相導線之間及各相對地之間，沿導線全長都分布有電容，這些電容在電壓作用下將有附加的電容電流通過。40

中性點不接地的電力系統(tǒng)正常運行時的狀態(tài)a）電路圖b）相量圖在中性點不接地的系統(tǒng)中，應裝設專門的單相接地保護或絕緣監(jiān)視裝置，在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時能及時報警，提醒值班人員注意并處理。當單相接地故障危及人身和設備安全時，還要求單相接地保護裝置動作，在規(guī)定的時間范圍內(nèi)跳閘。當中性點不接地的電力系統(tǒng)發(fā)生不完全接地

(即經(jīng)一定的接觸電阻接地)時，故障相的對地電壓將大于零而小于相電壓，其他兩完好相的對地電壓則大于相電壓而小于線電壓，接地電容電流也較中性點不接地系統(tǒng)的單相接地電容電流略小。41二、中性點經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)由于電力線路既有電阻和電感，又有電容，因此在線路發(fā)生單相弧光接地時，可形成R－L－C的串聯(lián)諧振電路，從而使線路上出現(xiàn)危險的過電壓

（可達線路相電壓的2.5~3倍），這可能導致線路上絕緣薄弱點的絕緣擊穿。為了防止單相接地時接地點出現(xiàn)斷續(xù)電弧，避免引起過電壓，在單相接地電容電流大于一定值的電力系統(tǒng)中，電源中性點必須采取經(jīng)消弧線圈接地的運行方式。消弧線圈自動跟蹤補償成套裝置如圖所示。4243消弧線圈自動跟蹤補償成套裝置如圖所示為電源中性點經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)單相接地時的狀態(tài)。消弧線圈實際上就是鐵芯線圈，其電阻很小，感抗很大。其功能是消除單相接地故障點的電弧。44電源中性點經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)單相接地時的狀態(tài)a）電路圖b）相量圖三、中性點直接接地或經(jīng)低電阻接地的電力系統(tǒng)如圖所示為電源中性點直接接地的電力系統(tǒng)單相接地時的狀態(tài)。這種系統(tǒng)的單相接地，即通過接地中性點形成單相短路。單相短路電流比線路的負荷電流大得多，因此在系統(tǒng)發(fā)生單相短路時保護裝置應動作于跳閘，切除短路故障，使系統(tǒng)的其他部分恢復正常運行。45

電源中性點直接接地的電力系統(tǒng)單相接地時的狀態(tài)我國一些大城市在現(xiàn)代化城市電網(wǎng)改造中，將10kV系統(tǒng)中性點采取經(jīng)低電阻接地的運行方式，如圖所示，其接近于中性點直接接地的運行方式。當發(fā)生單相接地故障時，保護裝置跳閘，迅速切除故障線路，同時系統(tǒng)的備用電源自動投入裝置動作，投入備用電源，恢復系統(tǒng)供電。因此，其供電可靠性很高。46中性點經(jīng)低電阻接地系統(tǒng)原理常用的中性點接地電阻器外形如圖

所示。47常用的中性點接地電阻器外形四、電力系統(tǒng)中性點三種運行方式的優(yōu)缺點對比電力系統(tǒng)中性點三種運行方式的優(yōu)缺點對比見下表。48

電力系統(tǒng)中性點三種運行方式的優(yōu)缺點對比１－4工廠中常見的電氣設備49學習目標了解工廠電氣設備按工作制分類的方法。501.連續(xù)工作制這類設備在恒定負荷下運行，且運行時間長到足以使之達到熱平衡狀態(tài)，如通風機、水泵、空氣壓縮機、發(fā)電機組、電爐和照明燈等。機床電動機的負荷一般變動較大，但其主軸電動機一般也是連續(xù)運行的。2.短時工作制這類設備在恒定負荷下運行的時間短（短于達到熱平衡所需的時間），而停歇時間長（長到足以使設備溫度冷卻到周圍介質(zhì)的溫度），如機床上的某些輔助電動機、控制閘門的電動機等。513.斷續(xù)周期工作制這類設備周期性地時而工作，時而停歇，如此反復運行，而工作周期一般不超過10min，無論工作或停歇，均不足以使設備達到熱平衡，下表中介紹了工廠中常見電氣設備的運行特點。52工廠中常見電氣設備的運行特點53工廠中常見電氣設備的運行特點54工廠中常見電氣設備的運行特點工廠變配電所的電氣設備第二章55562－1高壓一次設備2－2低壓成套配電裝置2－3電力變壓器與互感器2－4電氣設備的選擇及運行維護要求２－１

高壓一次設備57學習目標1.掌握高壓熔斷器、高壓隔離開關(guān)、高壓負荷開關(guān)、高壓斷路器等的功能、分類、型號含義等。2.掌握高壓開關(guān)柜、箱式變電站的作用、型號含義等。58一、高壓熔斷器高壓熔斷器（文字符號為FU）是常用的一種簡單的保護電器，主要由金屬熔體（銅、鋁、鋁錫合金、鋅等材料制成）、熔管及支持熔體的觸頭組成。熔斷器的功能主要是對電路和設備進行短路保護，但有的熔斷器也具有過負荷保護的功能。高壓熔斷器按照使用環(huán)境不同分為戶內(nèi)式和戶外式，按照結(jié)構(gòu)特點不同分為支柱式和跌落式，按照工作特性不同分為限流式和非限流式。591.RN1和RN2型戶內(nèi)管式高壓熔斷器RN1、RN2

型高壓熔斷器的結(jié)構(gòu)基本相同（見下圖），都是瓷質(zhì)熔管內(nèi)填充石英砂的密閉管式熔斷器。60RN1、RN2

型高壓熔斷器a）實物圖b）結(jié)構(gòu)圖1—瓷質(zhì)熔管2—管帽3—彈性觸座4—熔斷指示器5—接線端子6—瓷絕緣子7—底座61RN1、RN2

型高壓熔斷器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖1—管帽2—瓷質(zhì)熔管3—工作熔體

4—指示熔體5—錫球

6—石英砂填料7—熔斷指示器上圖中高壓熔斷器的工作熔體上焊有小錫球。錫是低熔點金屬，當過負荷時錫球受熱首先熔化，銅錫互相滲透形成熔點較低的銅錫合金，使銅熔體在較低的溫度下熔斷，即所謂的“冶金效應”。當短路電流或過負荷電流通過熔體時，工作熔體熔斷后，指示熔體也相繼熔斷，其紅色的熔斷指示器彈出，給出熔體熔斷的指示信號。622.RW4和RW10（F）

型戶外跌落式高壓熔斷器戶外跌落式高壓熔斷器廣泛用于戶外場所，其結(jié)構(gòu)和實物如圖所示。其主要功能是既可用于6~10kV線路和設備的短路保護，又可在一定的條件下，直接用高壓絕緣鉤棒（俗稱令克棒）來操作熔管的分合，通斷小容量的空載變壓器或空載線路等，但不可直接通斷正常的負荷電流。6364RW4-10（G）型戶外跌落式高壓熔斷器結(jié)構(gòu)1—上接線端子2—上靜觸頭3—上動觸頭

4—管帽5—操作環(huán)6—熔管7—銅熔體8—下動觸頭9—下靜觸頭10—下接線端子

11—絕緣瓷瓶12—固定安裝板65RW4-10（G）型戶外跌落式高壓熔斷器實物二、高壓隔離開關(guān)高壓隔離開關(guān)（文字符號為QS）的主要功能是隔離高壓電源，保證工作人員安全檢修電氣設備和線路。其可用來通斷一定的小電流，如勵磁電流不超過2A的空載變壓器、電容電流不超過5A的空載線路以及電壓互感器和避雷器電路等，但不允許其帶負荷操作。高壓隔離開關(guān)按照安裝地點不同分為戶內(nèi)式和戶外式兩大類（見下圖）。6667GN8-10/600型戶內(nèi)式高壓隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)1—上接線端子2—靜觸頭3—刀開關(guān)4—套管絕緣子5—下接線端子6—框架7—轉(zhuǎn)軸8—拐臂9—升降絕緣子10—支柱絕緣子6835kV戶外式高壓隔離開關(guān)應用現(xiàn)場（GW4-40.5型）69戶外式高壓隔離開關(guān)實物三、高壓負荷開關(guān)高壓負荷開關(guān)（文字符號為QL）具有簡單的滅弧裝置，能通斷一定的負荷電流和過負荷電流，不能斷開短路電流。裝有脫扣器時，在過負荷情況下可自動跳閘。高壓負荷開關(guān)必須與高壓熔斷器串聯(lián)使用，以借助熔斷器來切除短路故障。高壓負荷開關(guān)斷開后，因其具有明顯可見的斷開間隙，因此也有隔離電源、保證安全檢修的功能。高壓負荷開關(guān)有多種分類方法：按其用途可分為普通型和專用型兩種；按其滅弧介質(zhì)及滅弧方式不同可分為產(chǎn)氣式、壓氣式、充油式、真空式及六氟化硫（SF6）式等；按其安裝地點不同可分為戶內(nèi)式和戶外式；按其操作方式不同可分為一般操作式、頻繁操作式、手動儲能操作式和手動操作式。7071FN3-10RT型戶內(nèi)式高壓負荷開關(guān)結(jié)構(gòu)1—主軸2—上絕緣子兼氣缸3—連桿4—下絕緣子5—框架6—RN1型高壓熔斷器7—下觸頭8—刀開關(guān)9—弧動觸頭10—絕緣噴嘴11—主靜觸頭12—上觸座13—斷路彈簧14—絕緣拉桿15—熱脫扣器高壓負荷開關(guān)的結(jié)構(gòu)和實物如下圖所示。72FZN16A-12系列戶內(nèi)交流高壓負荷開關(guān)實物73FZW36-40.5/D1250-20型戶外高壓真空隔離負荷開關(guān)實物四、高壓斷路器高壓斷路器（文字符號為QF）不僅能通斷正常負荷電流，還能接通和承受一定時間的短路電流。在短路時與繼電保護裝置配合自動跳閘，切除短路故障，保證電力系統(tǒng)及電氣設備的安全運行。741.油斷路器油斷路器按其油量多少和油的功能分為多油和少油兩類。少油斷路器的油只作為滅弧介質(zhì)使用，而多油斷路器的油既作為滅弧介質(zhì)用又作為絕緣介質(zhì)用。SN10-10型高壓少油斷路器外形結(jié)構(gòu)及油箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示。75SN10-10型高壓少油斷路器外形結(jié)構(gòu)1—鋁帽2—上接線端子3—油標

4—絕緣筒5—下接線端子6—基座7—主軸8—框架9—斷路彈簧76SN10-10型高壓少油斷路器油箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)1—鋁帽2—油氣分離器3—上接線端子4—油標5—插座式靜觸頭

6—滅弧室7—動觸頭（導電桿）8—中間滾動觸頭9—下接線端子10—轉(zhuǎn)軸11—拐臂12—基座13—下支柱絕緣子14—上支柱絕緣子15—斷路彈簧16—絕緣筒17—逆止閥18—絕緣油2.六氟化硫（SF6）斷路器SF6斷路器是利用

SF6

氣體作為滅弧和絕緣介質(zhì)的斷路器，具有優(yōu)良的絕緣性能和滅弧特性。SF6

是一種無色、無味、無毒且不易燃燒的惰性氣體，物理、化學性能穩(wěn)定。SF6

具有良好的絕緣性能，有極強的滅弧能力。如圖所示為LN2-10型

SF6

斷路器。77LN2-10型

SF6

斷路器1—上接線端子2—絕緣筒（內(nèi)為氣缸及觸頭滅弧系統(tǒng)）

3—下接線端子4—操動機構(gòu)箱5—小車6—斷路彈簧如圖所示為

SF6

斷路器的應用現(xiàn)場，如圖所示為

SF6

斷路器用作封閉式組合電器的外貌。78SF6

斷路器的應用現(xiàn)場SF6

斷路器用作封閉式組合電器的外貌3.真空斷路器真空斷路器是利用“真空”（氣壓為1×10-6~1×10-2Pa）滅弧的一種斷路器，其觸頭裝在真空滅弧室內(nèi)。由于真空中不存在氣體游離的問題，所以這種斷路器在觸頭斷開時很難發(fā)生電弧。應用中“真空”不宜是絕對的真空，因為在實際的感性負載電路中，滅弧速度過快，瞬間切斷電流，會使電路出現(xiàn)極高的過電壓，這對供電系統(tǒng)十分不利。如圖所示ZN4-10型真空斷路器的結(jié)構(gòu)，如圖所示為幾種常用高壓真空斷路器的實物。7980ZN4-10型真空斷路器的結(jié)構(gòu)1—接線板2—滅弧室3—機構(gòu)主軸4—支撐框架5—操動機構(gòu)6—緩沖器7—絕緣拉桿8—拐臂

9—絕緣加強桿10—壓縮彈簧81幾種常用高壓真空斷路器的實物a）ZN4-10

型真空斷路器b）ZW32-12型真空斷路器c）ZW8-12型真空斷路器幾種常用高壓斷路器的優(yōu)缺點對比見下表。82幾種常用高壓斷路器的優(yōu)缺點對比五、高壓開關(guān)柜高壓開關(guān)柜是按一定的線路方案將有關(guān)一次、二次設備組裝形成的一種高壓成套配電裝置，在發(fā)電廠和變配電站中用于控制和保護發(fā)電機、變壓器和高壓線路，也可用于大型高壓交流電動機的啟動和保護，其中安裝有高壓開關(guān)設備、保護電器、監(jiān)測儀表和母線、絕緣子等。831.高壓開關(guān)柜全型號的表示和含義老系列產(chǎn)品：84新系列產(chǎn)品：85862.高壓開關(guān)柜的分類（1）按斷路器安裝方式分為移開式（手車式）和固定式。1）移開式（手車式）（用Y表示）。表示柜內(nèi)的主要電氣元件是安裝在可抽出的手車上的，由于手車有很好的互換性，因此可以大大提高供電的可靠性。如圖所示為GC-10（F）型高壓開關(guān)柜（斷路器手車未推入）。87GC-10（F）型高壓開關(guān)柜（斷路器手車未推入）1—儀表屏2—手車室3—上觸頭（兼起隔離開關(guān)作用）4—下觸頭（兼起隔離開關(guān)作用）5—SN10-10型斷路器手車882）固定式（用G表示）。表示柜內(nèi)所有的電氣元件均為固定安裝的，固定式高壓開關(guān)柜有GG－1A（F）、GG－10、GG－15、GSG－1A、KGN等型號，由于比較經(jīng)濟，在一般中小型工廠中被廣泛使用，但發(fā)生故障時需停電檢修，且檢修人員要進入帶電間隔（帶電間隔是指在高壓開關(guān)柜內(nèi)高壓線路和控制開關(guān)各部分之間的空氣間隔），檢修好后方可供電，延長了恢復供電的時間。如圖所示為

GG－1A（F）－07S型高壓開關(guān)柜（斷路器柜）。89GG－1A（F）－07S

型高壓開關(guān)柜（斷路器柜）1—母線2—母線隔離開關(guān)（QS1，GN8-10型）3—少油斷路器（QF，SN10-10型）4—電流互感器（TA，LQJ-10型）

5—線路隔離開關(guān)（QS2，GN6-10型）

6—電纜頭7—下檢修門

8—端子箱門9—操作板10—斷路器的手動操動機構(gòu)（CS2型）11—隔離開關(guān)的操動機構(gòu)手柄12—儀表繼電器屏13—上檢修門14、15—觀察窗口90（2）按開關(guān)柜安裝地點分為戶內(nèi)式和戶外式。1）用于戶內(nèi)（用N表示）。表示只能在戶內(nèi)安裝使用。2）用于戶外（用W表示）。表示可以在戶外安裝使用。（3）按柜體結(jié)構(gòu)可分為金屬封閉鎧裝式開關(guān)柜、金屬封閉間隔式開關(guān)柜、金屬封閉箱式開關(guān)柜和敞開式開關(guān)柜四大類。1）金屬封閉鎧裝式開關(guān)柜（用字母K來表示）的主要組成部件分別裝在接地的用金屬隔板隔開的隔室中。912）金屬封閉間隔式開關(guān)柜（用字母J來表示）與鎧裝式金屬封閉開關(guān)設備相似，其主要電氣元件也分別裝于單獨的隔室內(nèi)，但具有一個或多個符合一定防護等級的非金屬隔板。3）金屬封閉箱式開關(guān)柜（用字母X來表示）

的外殼為金屬封閉式，4）敞開式開關(guān)柜，無保護等級要求，外殼有部分是敞開的。六、箱式變電站箱式變電站（見下圖）又稱預裝式變電站，是一種將高壓開關(guān)設備、變壓器、低壓開關(guān)設備、電能計量設備和無功補償裝置等按一定接線方案組合在一個或幾個箱體內(nèi)的緊湊型成套配電裝置。其先在工廠內(nèi)預制，再到戶內(nèi)或戶外現(xiàn)場安裝，具有防潮、防銹、防塵、防鼠、防火、防盜、隔熱、全封閉、可移動等特點，適用于工業(yè)企業(yè)、油氣田、風力發(fā)電場、居民小區(qū)等場合，供變電使用。92箱式變電站主要包括外殼、變壓器、高低壓開關(guān)設備和控制設備、高低壓內(nèi)部連接線、輔助設備和回路等元件和部件。93YB-160/10型箱式變電站實物1.箱式變電站型號的組成和含義（1）YB型（歐式——預裝式）。94（2）ZB型（美式——組合式）。9596（3）YB型（中式——預裝智能一體化）。2.箱式變電站的分類（1）按殼體不同分為復合板式、景觀式、鐵殼式等。（2）按安裝地點不同分為戶外式、戶內(nèi)式等。（3）按結(jié)構(gòu)不同分為目字形、品字形等。3.箱式變電站的結(jié)構(gòu)箱式變電站由高壓配電裝置、變壓器及低壓配電裝置連接而成，分成三個功能隔室，即高壓室、變壓器室和低壓室。各個隔室可排布為目字形、品字形。變壓器室根據(jù)需要配置自動強迫風冷系統(tǒng)、自動照明裝置、防止凝露威脅安全運行的除濕裝置等。97七、自動線路分段器和重合器1.自動線路分段器自動線路分段器（見右圖）是一種與電源側(cè)前級開關(guān)設備相配合，在無電壓或無電流下自動分閘的開關(guān)設備。分段器不能斷開短路電流，但能斷開或接通負荷電流。電壓型分段器可斷開短路電流，電流型分段器不能斷開短路電路。自動線路分段器通常與上級開關(guān)設備配合使用，起線路隔離、分段的作用，尤其適用于線路長、分支多的架空配電線路。98FDK型跌落式自動線路分段器2.自動重合器自動重合器（見下圖）是一種自身具有控制及保護功能的高壓開關(guān)設備。它由柱上斷路器及相應的控制、保護元件等構(gòu)成。它能夠按照預定的斷開和重合順序在線路中自動執(zhí)行斷開和重合操作，并在其后自動復位和閉鎖，即自動重合器本身具有故障電流（包括過電流和接地電流）檢測和操作順序控制與執(zhí)行功能，無須附加繼電器保護裝置和操作電源。99ZCW-10型自動重合器自動重合器還具有以下特殊功能:（1）自動監(jiān)測線路工作狀態(tài)。（2）自動判斷故障性質(zhì)。（3）自動記憶、消除記憶和復位。（4）雙時反時限時間———電流特性。（5）操作順序可在安裝現(xiàn)場設定與變更。（6）可實現(xiàn)有線、無線、載波和光纖等遠距離遙控和通信。100２－２低壓成套配電裝置101學習目標掌握低壓配電柜、低壓配電箱的作用、型號含義等。102低壓成套配電裝置包括低壓配電柜和低壓配電箱等，都是按一定的線路方案將有關(guān)一次、二次設備組裝而成的一種成套配電裝置，在低壓配電系統(tǒng)中作動力和照明配電之用。低壓成套配電裝置產(chǎn)品均必須經(jīng)過CCC強制認證。103一、低壓配電柜低壓配電柜也稱為低壓開關(guān)柜，其結(jié)構(gòu)有固定式、抽屜式和組合式三類。其中組合式低壓配電柜采用模數(shù)化組合結(jié)構(gòu)，標準化程度高，通用性強，柜體外形美觀，而且安裝靈活方便，但價格昂貴。由于固定式低壓配電柜比較價廉，因此一般中小型工廠多采用固定式。104105我國生產(chǎn)的老系列低壓配電柜型號和含義：106我國生產(chǎn)的新系列低壓配電柜型號和含義：二、低壓配電箱低壓配電箱按用途分為動力配電箱和照明配電箱兩種。動力配電箱主要用于動力設備配電，但也可以兼用于照明設備配電。照明配電箱主要用于照明配電，但也可以給一些小容量的單相動力設備配電。低壓配電箱按安裝方式分，有靠墻式、懸掛式和嵌入式等。靠墻式是靠墻安裝，懸掛式是掛墻明裝，嵌入式是嵌墻暗裝。107108我國生產(chǎn)的低壓配電箱型號和含義：三、低壓成套配電裝置的配線１.產(chǎn)品標準低壓成套配電裝置產(chǎn)品生產(chǎn)執(zhí)行《低壓成套開關(guān)設備和控制設備

第2部分：成套電力開關(guān)和控制設備》（GB/T7251.2—2023）、《低壓成套開關(guān)設備和控制設備

第8部分：智能型成套設備通用技術(shù)要求》（GB/T7251.8—2020）等標準。1092.產(chǎn)品工藝流程產(chǎn)品工藝流程是指產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，從原料到制成成品各項工序安排的程序，也稱加工流程或生產(chǎn)流程，簡稱流程。低壓成套配電裝置工藝流程：設計→箱體、元器件等采購→采購品進廠檢驗→母線加工→電氣元件安裝→檢查→配線→調(diào)試→成品檢驗→包裝入庫。1103.工藝要求（1）電氣元件安裝工藝要求，參看“技能訓練”相關(guān)知識。（2）接線(配線)

工藝要求。1）按二次接線圖進行施工，接線正確。2）配線整齊、美觀，導線絕緣良好、無損傷。3）導線選用黑色，二次保護接地線為黃綠雙色線，工程有特殊要求時則按工程要求選線。4）電流回路采用2.5mm2

導線，其他回路采用

1.5mm2

導線，電子元件回路采用焊錫連接時，在滿足載流量和電壓降及有足夠機械強度的情況下，可采用不小于

0.5mm2

截面的導線。1115）導線與電氣元件采用螺栓連接、插接、焊接等，導線的芯線應無損傷。6）每個接線端子應只接一根導線，最多不超過兩根（只有當該端子或接線柱是為接兩根導線而專門設計的時才允許接兩根導線）。7）用于連接可動部分的導線應采用多股軟導線，并留有適量的裕度。導線根數(shù)超過35根時分兩股捆扎，超過70根時分三股捆扎。用于連接固定不動單元上的電氣元件的導線可采用單股導線或多股軟導線。8）手車式高壓開關(guān)柜下門上的電氣元件導線應采用多股導線，并套上波紋管，當門上元件過多、二次線過粗時（二次線多于35根），可將二次線分股套兩根以上波紋管，波紋管兩端用走線卡固定在彎板上，裕度要參照7）的要求。112113過門線護線波紋管長度過門線護線波紋管長度見下表。9）多股軟導線在與電氣元件接點連接時端部應絞緊，并加終端附件（線鼻子，或稱冷壓端頭），線芯不得有松散或斷股現(xiàn)象。①用剝線鉗剝?nèi)Ь€絕緣層，鉗口與線徑配合適當，不得損傷線芯。②將線芯穿上線鼻子，線芯穿過線鼻子壓接部位后，線芯外露長度為0.5~1mm，用冷壓鉗壓接，壓接時，不同規(guī)格的線鼻子應用冷壓鉗上對應規(guī)格的鉗口壓接，加壓至鉗口完全閉合。③TO、TU

型冷壓端頭用冷壓鉗進行壓接，將端頭放入冷壓鉗相應規(guī)格的鉗口處，加壓至鉗口完全閉合。④打開冷壓鉗，將端頭拿出即可。⑤以上兩種線鼻子壓接后，用力拔一下線鼻子，線鼻子不允許松動或脫落。11410）單股導線用螺釘固定時，單股導線應曲圓，曲圓內(nèi)徑比接線螺釘直徑大

0.5~1mm。用螺釘緊固時，所曲圓圈的方向應與螺母旋緊方向一致。11）所配導線的兩端應用號碼管，號碼管的編號應正確，發(fā)現(xiàn)有錯時，不得用筆擅自涂改，應通知打字員重新打印號碼。號碼的視讀方向在裝配位置以開關(guān)板維護面為準，字的順序自下而上，自左而右。12）各導線號碼管長度應基本一致。13）線束中導線不能有明顯的交叉現(xiàn)象，應橫平豎直，導線改變彎曲方向時，用手指或圓嘴鉗彎曲，不得用尖嘴鉗等鋒利工具彎曲導線。14）導線彎曲半徑(內(nèi)徑)應大于導線直徑的兩倍。15）線束穿越金屬孔或在過門處、轉(zhuǎn)角處，應在線束穿越部分纏上膠帶。11516）導線接入電氣元件接點時，線芯曲圓應符合順時針方向。17）當懸掛線束未固定長度超過300mm時，應固定導線。18）線束與一次母線間應有大于下表中規(guī)定的距離。19）當二次線須用電烙鐵焊接時，要用松香助焊劑，不得用焊油與鹽酸。20）在母線上接二次線時，在母線上鉆

?6的孔，用M5螺栓連接。21）對于不使用的線頭，在剪斷后，其線芯側(cè)應用絕緣膠布包扎起來，盡量隱蔽，不要將其露在線束表面。116線束與一次母線間的距離22）所有螺釘緊固件必須加彈墊、平墊和螺母進行緊固。緊固后螺釘應露出

2~5

扣。23）各接地線連接處表面應清理干凈，不得有油漆或銹斑。24）二次回路有大線（一般指主回路連接線）連接時，按串聯(lián)回路中電氣元件的最小額定電流（熔斷器中的熔體和熱元件除外）選擇導線截面。此截面的導線長期使用電流不得小于串聯(lián)回路中電氣元件的最小額定電流。常用導線的載流量見下表。117常用導線的載流量四、施工現(xiàn)場臨時用電配電箱安裝規(guī)范1.施工現(xiàn)場的配電系統(tǒng)應設置總配電箱、分配電箱、開關(guān)箱，實行三級配電。配電系統(tǒng)要保證三相負荷平衡。2.總配電箱以下可設置若干分配電箱，分配電箱以下可設置若干開關(guān)箱。3.每臺設備必須有專用的開關(guān)箱，不得用同一個開關(guān)箱直接控制兩臺及以上用電設備（含插座）。4.動力配電箱與照明配電箱宜分別設置。5.配電箱、開關(guān)箱應裝設在干燥、通風及常溫場所。1186.配電箱、開關(guān)箱周圍應有足夠兩人同時工作的空間和通道。7.配電箱、開關(guān)箱應采用冷軋鋼板或阻燃絕緣材料制作，鋼板厚度為1.2~2.0mm。8.配電箱、開關(guān)箱要裝設端正、牢固。9.配電箱、開關(guān)箱內(nèi)的電器應先安裝在金屬或非木質(zhì)阻燃絕緣電器安裝板上，不得歪斜和松動，然后再整體緊固在配電箱、開關(guān)箱箱體內(nèi)。金屬電器安裝板與金屬箱體應做電氣連接。10.配電箱的電器安裝板上必須分設N線端子板和PE線端子板。11.配電箱、開關(guān)箱內(nèi)的連接導線必須采用銅芯絕緣導線，連接導線不應有接頭及線芯損傷、斷股等現(xiàn)象。11912）

配電箱、開關(guān)箱的金屬箱體、金屬電器安裝板以及正常情況應不帶電的金屬底座、外殼等必須通過PE線端子板與PE線做電氣連接（可靠接地），金屬箱門與金屬箱體必須通過編織軟銅線做電氣連接。13）配電箱、開關(guān)箱的箱體尺寸應與箱內(nèi)電器的數(shù)量、尺寸相適應。14）配電箱、開關(guān)箱中導線的進出線口應設在箱體的下底面。15）配電箱、開關(guān)箱外形結(jié)構(gòu)應能防雨、防塵，防護等級應符合要求。16）配電箱應有名稱、編號、系統(tǒng)圖及分路標記。120２－３

電力變壓器與互感器121學習目標1.了解電力變壓器的作用、分類及在工廠中的應用。2.了解電流互感器、電壓互感器的作用、特點。122一、電力變壓器

電力變壓器是變配電所中最重要的一次設備，其作用是將電力系統(tǒng)中的電壓升高或降低，合理輸送、分配和使用電能。電力變壓器的分類見下表。123電力變壓器二、電壓互感器與電流互感器1.互感器及主要功能

互感器是一種為測量儀器、儀表、繼電器和其他類似電器供電的特殊變壓器。其主要功能如下:（1）使儀表、繼電器等二次設備與一次電路（主電路）絕緣，提高電路的安全性和可靠性。（2）擴大儀表、繼電器等二次設備的應用范圍。高壓互感器是適用于1~220kV電力系統(tǒng)中，將高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓或?qū)⒋箅娏鬓D(zhuǎn)換成小電流以便于測量、保護、使用的互感器，1242.電壓互感器

電壓互感器是將高電壓轉(zhuǎn)換為低電壓的互感器，其二次側(cè)額定電壓多為100kV。電壓互感器按裝設地點的條件及一次電壓、二次電壓、準確度等級等條件進行選擇。電壓互感器使用時的注意事項:（1）電壓互感器工作時，其二次側(cè)不允許短路。（2）電壓互感器二次側(cè)有一端必須接地。（3）電壓互感器在連接時，要注意其端子的極性。1253.電流互感器電流互感器是將大電流轉(zhuǎn)換為小電流的互感器，其二次側(cè)額定電流多為

5A。高壓電流互感器大多制成不同準確度等級的兩個鐵芯和兩個繞組型式，分別接測量儀表和繼電器，以滿足測量和保護的不同要求。電流互感器按裝設地點的條件及額定電壓、一次電流、二次電流（一般為

5A）、準確度等級等條件進行選擇。126工廠常用的高壓電流互感器為

LQJ－10型樹脂澆注絕緣戶內(nèi)互感器（如圖所示），常用的低壓電流互感器為LMZJ1－0.5

型樹脂澆注絕緣戶內(nèi)互感器（如圖所示）。127LQJ－10

型樹脂澆注絕緣戶內(nèi)互感器LMZJ1－0.5

型樹脂澆注絕緣戶內(nèi)互感器電流互感器使用時的注意事項:（1）電流互感器工作時，其二次側(cè)不允許開路。（2）電流互感器二次側(cè)有一端必須接地。（3）電流互感器在連接時，要注意其端子的極性。128２－4電氣設備的選擇及運行維護要求129學習目標1.掌握高、低壓電氣設備選擇的原則。2.了解高壓電氣設備的運行維護要求。130一、電氣設備的選擇方法1.電氣設備選擇的一般原則

高壓一次設備的選擇，必須滿足一次電路在正常條件下和短路故障條件下工作的要求，同時設備應工作安全可靠、運行維護方便、投資經(jīng)濟合理。電氣設備按正常工作條件進行選擇，要考慮電氣裝置的環(huán)境條件和電氣要求。電氣設備按短路故障條件進行校驗，就是要按最大可能的短路故障時的動、熱穩(wěn)定度校驗，以保證電氣設備在短路故障時不致?lián)p壞。選擇原則概括起來就是“按正常工作條件選擇，按短路條件校驗”。1312.按正常工作條件選擇電氣設備（1）按額定電壓選擇電氣設備。電氣設備的額定電壓就是銘牌上標出的電壓。額定電壓應符合設備裝設點電網(wǎng)的額定電壓，并應大于或等于正常工作時可能出現(xiàn)的最大工作電壓，即UN≥U式中UN

———電氣設備的額定電壓；

U———電網(wǎng)的額定電壓。132（2）按額定電流選擇電氣設備。電氣設備的額定電流就是銘牌上標出的電流。電氣設備的額定電流應不小于電路中在各種情況下可能出現(xiàn)的最大負荷電流，即IN≥I式中IN

———電氣設備的額定電流；

I———最大負荷電流。1333.按短路條件校驗電氣設備（1）動穩(wěn)定性校驗。當短路沖擊電流通過電氣設備時，會產(chǎn)生很大的電動力，在電動力的作用下，電氣設備可能會受到不同程度的損害。因此，電氣設備允許通過的極限電流（由制造廠給出）應不小于短路沖擊電流，即imax≥ishImax≥Ish式中ish

、Ish———短路沖擊電流峰值和有效值；

imax

、Imax

———電氣設備允許通過的極限電流峰值和有效值。134（2）熱穩(wěn)定性校驗。當短路電流通過電氣設備時，同時還能產(chǎn)生很大的熱量。熱量使電氣設備溫度升高，并會使設備的絕緣損壞。因此，校驗一般電氣設備時，有關(guān)參數(shù)應滿足下式的要求：It2t≥I∞2tima式中It———電氣設備在時間

ｔ

內(nèi)的熱穩(wěn)定電流，該電流是指在時間

t

（1s、4s、5s、10s）內(nèi)，不使電氣設備任何部分受到超過規(guī)定的最大溫度的電流；

t

———It相對應的持續(xù)時間；I∞———恒定的短路穩(wěn)態(tài)電流；tima———短路發(fā)熱的假想時間。135二、變壓器的運行維護1.變壓器的運行監(jiān)視（1）

應經(jīng)常監(jiān)視儀表的指示，及時掌握變壓器的運行情況。（2）

變壓器的日常巡視檢查，應根據(jù)實際情況確定巡視周期，也可參照相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

136（3）變壓器的日常巡視檢查主要包括以下內(nèi)容:1）檢查變壓器的油溫和溫度計是否正常，儲油柜的油位是否與溫度相對應，各部位是否滲油、漏油。2）檢查絕緣套管油位是否正常，絕緣套管外部有無破損裂紋、有無嚴重油污、有無放電痕跡及其他異?，F(xiàn)象；絕緣套管滲漏油時，應及時處理，防止內(nèi)部受潮損壞。3）檢查變壓器運行中聲音是否均勻、正常。4）檢查吸濕器是否完好，吸附劑是否干燥。5）檢查引線接頭、電纜、母線有無發(fā)熱跡象。6）檢查壓力釋放器、安全氣道及防爆膜是否完好無損。1377）檢查有載分接開關(guān)的分接位置及電源指示是否正常。8）檢查氣體繼電器內(nèi)有無氣體。9）檢查各控制箱和二次端子箱是否關(guān)嚴，是否受潮，溫控裝置工作是否正常。10）檢查干式變壓器的外部表面有無積污。11）檢查變壓器室的門、窗、照明是否完好，房屋是否漏水，溫度是否正常。1382.變壓器的投運和停運變壓器投運是指將停止狀態(tài)的變壓器投入運行的操作。變壓器停運是指使運行中的變壓器停止運行的操作。投運變壓器前，值班人員須仔細檢查。確認變壓器及其保護裝置是否在良好狀態(tài)，是否具備帶電運行條件。還須注意變壓器外部有無異物，臨時接地線是否已拆除，分接開關(guān)位置、各閥門開閉等是否正確。變壓器在低溫投運時，還須防止呼吸器因結(jié)冰被堵。運用中的備用變壓器須保證能隨時投入運行。長期停運者應定期充電，同時投入冷卻裝置。變壓器投運和停運的操作程序可參看現(xiàn)場規(guī)程有關(guān)規(guī)定。1393.變壓器保護裝置和分接開關(guān)的運行維護以及其他事項變壓器跳閘后，須立即查明原因。如綜合判斷證明變壓器跳閘不是由于內(nèi)部故障所引起的，可重新投入運行。若變壓器有內(nèi)部故障的跡象，應做進一步檢查。裝有潛油泵的變壓器跳閘后，應立即關(guān)停油泵。變壓器著火時，須立即斷開電源，停運冷卻器，并迅速采取滅火措施，防止火勢蔓延。140三、高壓電氣設備的運行維護1.高壓熔斷器的運行維護（1）巡視時，觀察熔斷器的接觸觸頭與熔管金屬帽接觸是否良好。如果有接觸不良等現(xiàn)象，應立即停電檢修。（2）在檢修熔斷器時，要拔下熔管，看觸頭與熔管是否接觸完好，擦除灰塵后將其裝好。（3）在更換新熔斷器時，必須和原來熔斷器的規(guī)格及型號相同；更換熔體時，必須和原來的熔體額定電流相同。1412.高壓隔離開關(guān)的運行維護（1）檢查隔離開關(guān)，接觸應良好，不應發(fā)熱。接點及連接部分最大允許溫度為70℃

。通過的電流不應超過額定值。（2）檢查隔離開關(guān)的閘刀和靜觸頭，不應臟污、變形、有燒痕。彈簧片、彈簧應無銹蝕、疲勞。（3）檢查絕緣子，應完好清潔，無裂紋及放電現(xiàn)象。（4）檢查觸頭在合閘后是否到位，接觸是否良好。（5）檢查閉鎖裝置是否完好，機械閉鎖的銷子應銷牢，輔助觸頭的位置應正確，并接觸良好。（6）檢查各機件，應緊固，位置應正確，無歪斜等不正?，F(xiàn)象。（7）運行時，應無振動和異常聲音。1423.高壓負荷開關(guān)的運行維護（1）巡視時，應觀察滅弧裝置有無閃絡、破損和放電現(xiàn)象。（2）檢查觸頭間接觸是否良好，兩側(cè)的接觸壓力是否均勻，有無發(fā)熱現(xiàn)象，示溫片有無熔化。（3）檢查滅弧觸頭及噴嘴有無燒損現(xiàn)象。（4）在幾次的空載分、合閘操作中，觸頭系統(tǒng)和操動機構(gòu)均應無任何呆滯、卡阻現(xiàn)象。（5）檢查載流部分，表面應無銹蝕及發(fā)熱現(xiàn)象。（6）檢查絕緣子，應完好清潔，無裂紋及放電現(xiàn)象。1434.高壓斷路器的運行維護（1）檢查斷路器各絕緣部分，應完好，無損壞、閃絡、放電現(xiàn)象。（2）檢查各導電部位，應無發(fā)熱、變色等現(xiàn)象，查看示溫片有無熔化。（3）檢查少油斷路器油面是否在標準刻度線之上，油色應正常，無滲漏現(xiàn)象。（4）檢查真空斷路器真空滅弧室的顏色有無變化，有無裂紋等現(xiàn)象。（5）檢查六氟化硫斷路器壓力表的壓力指示是否在規(guī)定的范圍內(nèi)。（6）在斷路器事故跳閘后，應重點檢查斷路器有無噴油現(xiàn)象，油色有無變化，是否有沉淀物出現(xiàn)。（7）檢查操動機構(gòu)的分、合閘線圈有無發(fā)熱等異?，F(xiàn)象，以及操動機構(gòu)的分、合閘指示器的指示與斷路器的實際位置是否相符。144四、互感器的運行維護1.電壓互感器的運行維護（1）電壓互感器投入運行后，應測量二次側(cè)電壓是否正常。有功功率表、無功功率表等指示應正確。（2）在調(diào)換電壓互感器二次側(cè)儀表前，應特別注意二次側(cè)不能短路。（3）三相五柱式電壓互感器的一次側(cè)裝有單極中性點接地刀開關(guān)，當系統(tǒng)發(fā)生接地短路故障超過2h后，可將該刀開關(guān)拉開，要測試時再合上。（4）當6~10kV無載母線通電時，電壓互感器有時因鐵磁諧振而使三相電壓不平衡，開口三角形的二次繞組兩端有電壓出現(xiàn)，從而使系統(tǒng)接地信號動作。1452.電流互感器的運行維護（1）流互感器在運行中二次側(cè)不準開路。在調(diào)換電流表、有功功率表、無功功率表時，應先將電流回路短路后再進行儀表的調(diào)換。（2）為了防止電流互感器在運行中二次側(cè)開路，旋擰電流互感器試驗端子的壓板時，不要旋得過緊，避免螺紋損壞，造成開路。146工廠供電系統(tǒng)第三章1471483－1工廠供電系統(tǒng)電路圖3－2電力負荷及其計算3－3工廠變配電所及其主接線3－4工廠變配電所的運行管理3－5工廠電力線路3－6短路的基礎(chǔ)知識3－１

工廠供電系統(tǒng)電路圖149學習目標1.了解電力系統(tǒng)變配電概略圖及其繪制原則。2.掌握工廠供電系統(tǒng)一次、二次接線圖的意義、區(qū)別及繪制原則。3.能獨立識讀工廠供電系統(tǒng)一次、二次接線圖及電器位置圖和電力平面圖。150一、電力系統(tǒng)變配電概略圖1.概略圖簡介概略圖是一種用單線表示法繪制，用圖形符號、方框符號或帶注釋的框，概略地表示系統(tǒng)或成套裝置的基本組成、相互關(guān)系及其主要特征的簡圖。圖所示為供電系統(tǒng)概略圖，用發(fā)電、供電系統(tǒng)主要設備的圖形符號概略地描述供電系統(tǒng)的基本組成等情況。151供電系統(tǒng)概略圖2.概略圖繪制原則及識圖（1）符號的使用。主要采用圖形符號、方框符號或帶注釋的框繪制。（2）電路或元件的布局方式。概略圖是按功能布局法繪制的，表示項目的圖形符號、方框符號或帶注釋的框按工作順序從左至右或從上至下布置。（3）連接線的連接方法。用單根細實線連接，可用一相線代表三相線。（4）項目代號的表示方法。在概略圖中，項目只標注高層代號，也可以不標注項目代號。

152（5）重復電路的表示方法。在一張概略圖中，如有重復電路，可只繪出一個，其他的電路用簡化方式表示。如圖所示，項目“＝WL13”電路，在其方框符號內(nèi)注“電路同

＝WL11”，表示它們的電路完全相同。（6）注釋和說明?？筛鶕?jù)需要加注各種形式的注釋和說明。153某工廠電力系統(tǒng)變電部分概略圖二、工廠供電系統(tǒng)一次、二次接線圖1.接線圖簡介電力系統(tǒng)接線圖就是表示變壓器、斷路器、互感器等電氣設備的電路連接關(guān)系的系統(tǒng)圖，分為一次接線圖和二次接線圖。一次接線圖也稱為主接線圖或主電路圖，是表示電力系統(tǒng)電能輸送和分配路線的電路圖，如圖所示。154某變電所一次接線圖二次接線圖也稱為二次電路圖或二次回路圖，是指電力系統(tǒng)中用來控制、指示、監(jiān)測和保護主電路及其中設備運行的電路圖。接線圖按照功能不同分為單元接線圖、互連接線圖和端子接線圖三種。單元接線圖：指表示一個結(jié)構(gòu)單元或單元組內(nèi)部連接所需信息的簡圖，如圖所示。155單元接線圖互連接線圖：指表示不同結(jié)構(gòu)單元之間連接所需信息的簡圖，如圖所示。156互連接線圖端子接線圖：指表示一個結(jié)構(gòu)單元或一個設備外部連接所需信息的簡圖，如圖所示。157端子接線圖2.接線圖繪制原則及識圖（1）接線圖繪制原則。1）項目的布局方式。接線圖是按位置布局法繪制的，清楚地闡述了各項目之間的相對位置和導線走向，但無須按比例定出它們之間的位置關(guān)系，如圖所示，項目

11~項目13、X及其端子都是按它們的實際位置布局的，但并沒有給出明顯的尺寸標志或比例關(guān)系。158單元接線圖2）項目的表示方法。接線圖中的項目一般采用簡單的輪廓表示，有時也采用簡化圖形表示。如上圖所示，項目采用矩形表示。3）端子的表示方法。在接線圖中，端子一般用圖形符號和端子代號表示。4）連接線的表示方法。在接線圖中，連接線主要有連續(xù)線和中斷線兩種表示方法。既可以用多線表示，也可以用單線表示。5）導線標記。導線應標注導線標記，如上圖所示，在導線兩端分別標注了按數(shù)字順序編號的、相同的標記符號。159（2）接線圖識圖。接線圖識圖應對照電路圖和位置圖進行，并參看國家標準《電氣技術(shù)用文件的編制

第1部分：規(guī)則》（GB/T6988.1—2008）、《電氣簡圖用圖形符號

第1部分：一般要求》（GB/T4728.1—2018）、《工業(yè)系統(tǒng)、裝置與設備以及工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)原則與參照代號

第1部分：基本規(guī)則》（GB/T5094.1—2018）等。160如圖所示是幾個工廠高壓線路二次回路接線圖示例。161工廠高壓線路二次回路接線圖示例（一）162工廠高壓線路二次回路接線圖示例（二）163某工廠高壓線路二次回路電路圖三、工廠供電系統(tǒng)電器位置圖1.電器位置圖的種類（1）電氣設備布置圖。電氣設備布置圖是一種用以提供電氣設備安裝位置信息的簡圖。如圖所示為某高壓電廠控制室電氣設備布置圖，該圖清晰地給出了建筑物第二層控制室里的控制盤的安裝距離和尺寸。164某高壓電廠控制室電氣設備布置圖（2）電氣設備安裝簡圖。電氣設備安裝簡圖是一種用以提供電氣設備安裝位置和連接關(guān)系的簡圖。圖所示為某室內(nèi)變電所電氣設備安裝簡圖，它清楚地給出了變電所里電氣設備的實際安裝位置。165某室內(nèi)變電所電氣設備安裝簡圖（3）電氣設備電纜路由圖。電氣設備電纜路由圖是一種用以表示電纜或電纜束及電纜溝、槽、導管、線槽、固定件等位置的簡圖。如圖所示為某室外場地電纜路由圖，它清楚地示出了高壓電纜從本場地外西南方向引入至變電所，低壓電纜由變電所引出至各個建筑物。A~M

為低壓電纜分支點。166某室外場地電纜路由圖（4）電氣設備接地平面圖。電氣設備接地平面圖是一種用以提供接地裝置的位置及與電氣設備連接關(guān)系的簡圖，又稱接地圖或接地簡圖。如圖所示為某變電所的電氣設備接地平面圖，圖中清楚地示出了變電所里的電氣設備的布置位置及其接地線的連接情況。167某變電所的電氣設備接地平面圖2.電器位置圖的繪制原則（1）布局方式。電器位置圖按照電氣設備的實際位置進行布局。非電設備和電氣設備要有明顯區(qū)別，只有對理解電氣圖和電氣設備安裝十分重要時，才將非電設備表示出來。（2）電氣元件的表示。電器位置圖中的電氣元件通常用圖形符號或元器件的簡化形狀來表示。（3）連接線的表示。電器位置圖中的連接線一般用單線表示，只有在需要標明復雜連接的細節(jié)時，才允許采用多線表示。連接線區(qū)別于表示地貌、結(jié)構(gòu)或建筑物內(nèi)容的圖線。168四、工廠電力平面圖電力平面圖是一種用圖形符號和文字符號表示建筑物內(nèi)各種電力設備平面布置的簡圖，主要反映電力設備的安裝位置和標高，電力設備的規(guī)格、型號、數(shù)量，供電線路的敷設路徑和方法等內(nèi)容。電力平面圖主要供施工、使用單位從事電力設備安裝和電力設備維護管理用。如圖所示為某機械加工車間的電力平面圖。為更清楚地弄清總配電箱與分配電箱之間的關(guān)系，在此還須給出與之相對應的電力系統(tǒng)概略圖，如圖所示。169170某機械加工車間的電力平面圖171某機械加工車間的電力系統(tǒng)概略圖1.配電線路在上面電力平面圖和電力系統(tǒng)概略圖中，用圖線和文字相結(jié)合的方式，清楚地表述了配電線路的走向、型號、規(guī)格、根數(shù)、敷設方式、敷設部位等信息。線路敷設方式及敷設部位標注常用的文字代號見下表。172線路敷設方式及敷設部位標注常用的文字代號173線路敷設方式及敷設部位標注常用的文字代號2.電力設備如圖中的電力設備主要是電動機，各種電動機共21臺，編號為1~21。每臺均給出標注，用以表示電動機的位置、規(guī)格、型號等。174某機械加工車間的電力平面圖五、工廠供配電系統(tǒng)運行模擬圖工廠供配電系統(tǒng)運行模擬圖就是在變配電所內(nèi)設置的實時顯示、監(jiān)控變配電所主接線（一次回路接線）設備運行情況的電子模擬盤或微機顯示屏上的主接線圖，當線路發(fā)生故障或負荷變化時能及時以燈光閃爍、警笛鳴叫等形式提示、報警或?qū)嵤├^電保護操作等，如圖所示。175176某工廠配電室模擬屏177某水電站電氣主接線圖178某大廈變配電室模擬屏3－２電力負荷及其計算179學習目標1.了解電力負荷的概念和分級。2.了解日有功負荷曲線、年有功負荷曲線及與之有關(guān)的年最大負荷等物理量。3.重點掌握用需要系數(shù)法進行電力負荷計算的方法。180一、電力負荷分級1.電力負荷的概念電力負荷又稱電力負載，有兩種含義。一種是指耗用電能的用電設備或用電單位（用戶），如重要負荷、不重要負荷是指不同的用電單位，動力負荷、照明負荷是指不同的用電設備等。另一種是指用電設備或用電單位所耗用的電功率或電流大小，如輕負荷

（輕載）、重負荷、空負荷、滿負荷等。1812.工廠電力負荷的分級按《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》（GB50052－2009）的規(guī)定，工廠電力負荷根據(jù)其對供電可靠性的要求及中斷供電造成的損失或影響的程度分為三級，見下表。182電力負荷的分級183電力負荷的分級二、負荷曲線負荷曲線是指用于表達電力負荷隨時間變化情況的函數(shù)曲線。在直角坐標系中，縱坐標表示負荷值（有功功率或無功功率），橫坐標表示對應的時間（一般以小時為單位）。負荷曲線按負荷的功率性質(zhì)可分為有功負荷曲線和無功負荷曲線；按所表示的負荷變動的時間可分為日負荷曲線、月負荷曲線和年負荷曲線。1841.日有功負荷曲線日有功及無功負荷曲線如圖所示。為了便于在運行中制定負荷曲線，負荷曲線常繪成階梯形，如圖所示。185日有功及無功負荷曲線階梯形日有功負荷曲線2.年有功負荷曲線年有功負荷曲線通常繪制成年負荷持續(xù)時間曲線，如圖所示為年負荷持續(xù)時間曲線的繪制。它是根據(jù)全年的負荷變化，按照各個不同的負荷值累計（全年時間按8760h計算）持續(xù)時間排列組成的。186年負荷持續(xù)時間曲線的繪制a）夏日負荷曲線b）冬日負荷曲線c）年負荷持續(xù)時間曲線三、與負荷曲線和負荷計算有關(guān)的幾個物理量1.年最大負荷年最大負荷

Pmax

是指全年中負荷最大的工作班組內(nèi)消耗電能最多的半小時的平均功率，因此年最大負荷也稱為半小時最大負荷

P30

。如圖所示為某工廠年有功負荷曲線，此曲線上最大負荷

Pmax

就是年最大負荷，Tmax

為年最大負荷利用小時數(shù)。187某工廠年有功負荷曲線188根據(jù)電力用戶長期運行和實際積累的經(jīng)驗，各類工廠年最大負荷利用小時數(shù)見下表。各類工廠年最大負荷利用小時數(shù)2.平均負荷平均負荷

Pv

是指電力負荷在一定時間

t

內(nèi)平均消耗的功率，也就是電力負荷在該時間

t

內(nèi)消耗的電能

Wt

除以時間

t

的值，即Pv

＝

Wt/ｔ年平均負荷

Pav

是指電力負荷在一年時間（8760h）內(nèi)平均消耗的功率，如圖所示，也就是電力負荷在全年內(nèi)實際消耗的電能

Wa

除以時間8760h的值，即Pav

＝

Wa/87601893.負荷系數(shù)負荷系數(shù)又稱負荷率，是用電負荷的平均負荷

Pv

與其最大負荷

Pmax

的比值，即KL

＝

Pv/Pmax對負荷曲線來說，負荷系數(shù)亦稱負荷曲線填充系數(shù)，它表征負荷曲線不平坦的程度，即表征負荷起伏變動的程度。從充分發(fā)揮供電設備的能力、提高供電效率來說，希望此系數(shù)越高、越趨近于1越好。從發(fā)揮整個電力系統(tǒng)的效能來說，應盡量使工廠的不平坦的負荷曲線“削峰填谷”，提高負荷系數(shù)。對用電設備來說，負荷系數(shù)就是設備的輸出功率

P

與設備裝機容量

PN的比值，即KL

＝

P/PN190191四、電力負荷計算1.用電設備的容量計算在進行負荷計算時，必須先將用電設備按其不同工作制性質(zhì)分為不同的用電設備組，由此確定用電設備組容量后進行計算。（1）對連續(xù)工作制和短時工作制的用電設備組，用電設備組容量就是所有設備的銘牌額定容量之和，即192（2）對斷續(xù)周期工作制的用電設備組，用電設備組容量就是將所有設備在不同負荷持續(xù)率下的銘牌額定容量，換算到一個統(tǒng)一的負荷持續(xù)率下的功率之和（負荷持續(xù)率用來表示斷續(xù)周期工作制的設備，是指一個工作周期內(nèi)工作時間與工作周期的百分比值。）常用的斷續(xù)周期工作制的用電設備組換算如下:1）電焊機組。要求統(tǒng)一換算到

ε

＝100%，按下式進行換算后得到的用電設備組容量為193即式中PN

、SN———電焊機銘牌的有功功率和視在功率；

εN———與銘牌對應的負荷持續(xù)率；

ε100———100%的負荷持續(xù)率；cosφ———銘牌規(guī)定的功率因數(shù)。1942