電力系統(tǒng)基本知識(shí)

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1、電力系統(tǒng)基本知識(shí) 一、電力系統(tǒng) 由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電設(shè)備組成的總體稱電力系統(tǒng)。 1、發(fā)電 把其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能的場(chǎng)所，稱為發(fā)電站或發(fā)電廠，簡(jiǎn)稱電站或電廠。根據(jù)發(fā)電所用能源，可分為火力、水力、原子能、太陽(yáng)能發(fā)電以及風(fēng)力、潮汐、地?zé)岚l(fā)電等。我國(guó)電力的主要來(lái)源是火力發(fā)電和水力發(fā)電。 大中型電廠通常由多臺(tái)機(jī)組構(gòu)成,將多臺(tái)機(jī)組的電力并聯(lián)起來(lái),形成集中的電力輸出,發(fā)電機(jī)輸出電壓有3.15 KV、6.3 KV、10.5KV等幾個(gè)等級(jí),小型發(fā)電機(jī)輸出電壓有0.23 KV和0.4KV兩種。 2、輸電 為了安全和節(jié)約資金，通常都

2、把大電站建在遠(yuǎn)離城市中心的能源附近，如水電站就是建在遠(yuǎn)離城市中心的江河上。所以電站發(fā)出的電能還需通過(guò)一定距離的輸送，才能分配給各種用戶使用。 電力系統(tǒng)中，聯(lián)系發(fā)電和用電設(shè)備的輸配電系統(tǒng)，稱為電力網(wǎng)，簡(jiǎn)稱電網(wǎng)。為了提高輸電效率并減少輸電線路上的損失，通常都采用升壓變壓器將電壓升高后再進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電。目前我國(guó)高壓輸電的標(biāo)準(zhǔn)電壓為35千伏，超高壓輸電電壓有110千伏、220千伏、330千伏及500千伏幾個(gè)等級(jí)。 輸電線路一般采用架空線路，在不宜采用架空線路的地段如鬧市區(qū)，通常采用電纜線路。 3、變電 即變換電網(wǎng)的電壓等級(jí)，電力從電廠到用戶，電壓要經(jīng)過(guò)多次變換

3、。先是在發(fā)電廠將發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓升高，經(jīng)電力線路把電能輸送到用電地區(qū)后需用經(jīng)過(guò)一次或多次降壓。變電由變電所完成，同時(shí)變電所還起集中、分配電能的作用。 4、配電 指電能的分配。大多數(shù)用戶由10千伏和6千伏的高壓配電電壓供電，經(jīng)過(guò)總變電所，再由高壓配電線路輸送到各車間變電所，降低成低壓配電。用電量較小的廠礦，通常采用380/220V電壓供電。 常用的配電方式有兩種： 1、放射式配電 對(duì)每一獨(dú)立負(fù)載或一組集中負(fù)載都用單獨(dú)的配電線路供電。這種配電方式的最大優(yōu)點(diǎn)是供電可靠，維修方便，某一配電線路發(fā)生故障時(shí)不會(huì)影響其他線路。 2、干線式配電

4、 又叫樹(shù)干式配電，它是將每個(gè)獨(dú)立負(fù)載或一組集中負(fù)載按其所在位置，集中接到某一配電干線上。一般車間內(nèi)部多采用干線式配電。這種線路雖然比較經(jīng)濟(jì)，但當(dāng)干線發(fā)生故障時(shí)，接在它上面的所有設(shè)備都要受影響。 第二節(jié) 電力變壓器 電力變壓器是變配電的核心設(shè)備，它的作用是將某一數(shù)值的交變電壓變換為頻率相同而大小不同的交變電壓， 一、變壓器的結(jié)構(gòu) 變壓器主要是由一個(gè)閉合的軟磁鐵芯和套在鐵芯上的繞組構(gòu)成。 鐵芯是變壓器的磁路部分，為了減小渦流及磁滯損耗，鐵芯多用厚度為0.35—0.5毫米的硅鋼片疊成。硅鋼片兩側(cè)涂有絕緣漆，使疊片相互絕緣。 繞組也稱線圈，是變

5、壓器的電路部分。我們把與電源連接的繞組稱做初級(jí)繞組或原邊繞組，簡(jiǎn)稱初級(jí)或原邊；與負(fù)載連接的繞組稱做次級(jí)繞組或副邊繞組，簡(jiǎn)稱次級(jí)或副邊。 變壓器在工作時(shí)，鐵芯和繞組都會(huì)發(fā)熱，所以必須采取冷卻措施。對(duì)小容量變壓器多用空氣冷卻方式，對(duì)大容量變壓器多用油浸自冷、油浸風(fēng)冷或強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷等方式。油浸式變壓器的鐵芯和繞組都浸在油里。這里，變壓器油除了起冷卻作用外，還能增強(qiáng)變壓器內(nèi)部的絕緣性能。油箱外殼接有油管，用來(lái)促進(jìn)油的對(duì)流，擴(kuò)大散熱面積，加快散熱速度。 二、變壓器的工作原理 變壓器的初級(jí)繞組接入交變電壓u1時(shí)，在初級(jí)繞組中有交變電流流過(guò)，并在鐵芯內(nèi)產(chǎn)生交變磁通。該磁通的絕大部分都

6、被鐵芯束縛而同時(shí)穿過(guò)初、次級(jí)繞組，被稱為主磁通。它隨著電源的頻率而變化。在初級(jí)繞組產(chǎn)生的交變磁通中，還有很少一部分通過(guò)周圍空氣閉合，稱為漏磁通。通常漏磁通很小。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，該磁通在兩個(gè)繞組中分別產(chǎn)生感生電動(dòng)熱e1和e2。設(shè)初、次級(jí)的匝數(shù)分別為N1和N2，根據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律可知，原副邊的感生電動(dòng)勢(shì)與匝數(shù)和磁通變化率成正比。若忽略繞組的直流電阻和漏磁通，原副邊的感生電動(dòng)勢(shì)與電壓相等。可見(jiàn)，原副邊的電壓之比等于原副邊的匝數(shù)比。 式中，U1和U2分別為原、副邊的電壓有效值。N1和N2分別為原、副邊繞組的匝數(shù)。n為原、副邊的電壓比，或稱匝數(shù)比，簡(jiǎn)稱變比。 當(dāng)n>1時(shí)，N1> N

7、2，U1> U2，這種變壓器稱為降壓變壓器；當(dāng)n<1時(shí)，N1

8、容量有20、30、40、50、63、80、100、125、160、200、315、400、500、630、800、1000、1250、1600和1000KVA等。 變壓器一般應(yīng)不超過(guò)額定容量運(yùn)行，但在高峰負(fù)載期間或某臺(tái)變壓器損壞時(shí)，其余變壓器可作短時(shí)間的過(guò)載運(yùn)行，且過(guò)載時(shí)間必須與過(guò)載量相適應(yīng)。 3、允許溫度 溫度過(guò)高，變壓器絕緣材料加速老化，甚至失去絕緣性能，因此不允許超過(guò)絕緣材料的允許溫度，通常油浸式變壓器上層油溫不宜超過(guò)85℃。 4、允許電壓 變壓器一次側(cè)所加電壓應(yīng)在額定值的95-105%范圍內(nèi),可通過(guò)調(diào)節(jié)分接開(kāi)關(guān)調(diào)整二次側(cè)電壓至額定值

9、。 四、變壓器運(yùn)行中的檢查與維護(hù) 電力變壓器應(yīng)進(jìn)行定期檢查，檢查內(nèi)容包括： 1、上層油溫是否正常超過(guò)85℃。若負(fù)載過(guò)大，應(yīng)降低負(fù)載；對(duì)于三相四線制的變壓器，中性線電流不應(yīng)超過(guò)底壓繞阻額定電流的25%，否則，說(shuō)明三相負(fù)載不平衡，應(yīng)調(diào)整每相的負(fù)荷；繞阻短路、油路堵塞也會(huì)引起油溫升高。 2、儲(chǔ)油柜上的油位及油色是否正常，一般在油位計(jì)指示的1/4—3/4處，油色是透明微帶黃色。油面過(guò)低，多數(shù)是由于容器滲油或漏油造成，應(yīng)考慮停電檢修，也許是天氣變冷所致，應(yīng)予添油；油面過(guò)高，主要是溫度上升引起，可針對(duì)溫度上升情況進(jìn)行處理。若油色過(guò)深，則可能是老化變質(zhì)。 3、聲音是否

10、正常。當(dāng)變壓器正常運(yùn)行時(shí)，有均勻連續(xù)的嗡嗡聲，俗稱交流聲，若聲音是較大的嗡嗡聲，可能是外加電壓過(guò)高；若聲音大而嘈雜，說(shuō)明內(nèi)部震動(dòng)加劇或結(jié)構(gòu)松動(dòng)；當(dāng)響聲特大，而且很不均勻或有爆裂聲時(shí)，表明有擊穿現(xiàn)象，如繞阻的絕緣損壞而導(dǎo)致短路。 4、防爆管上的防爆膜是否完好，有無(wú)冒油現(xiàn)象。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，產(chǎn)生大量氣體，壓力增加，使防爆管上的防爆膜破裂，甚至將油噴出，這時(shí)應(yīng)立即停電修理。 另外，應(yīng)檢查套管是否清潔，有無(wú)破損裂紋和放電痕跡。呼吸器的干燥劑不應(yīng)飽和、失效。接頭的接觸良好不發(fā)熱、無(wú)燒傷痕跡。外殼應(yīng)保持清潔，接地良好，無(wú)滲漏油現(xiàn)象。 變壓器油及所用固體絕緣材料都屬于可燃物質(zhì)，火災(zāi)危險(xiǎn)性較大。當(dāng)變壓器著火時(shí)，應(yīng)首先分段一、二次側(cè)開(kāi)關(guān)，然后放出變壓器油。滅火應(yīng)用不導(dǎo)電的滅火劑如二氧化碳、1211滅火器以及黃沙等，并盡可能減少對(duì)開(kāi)關(guān)等其他設(shè)備的損傷。 5