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 熟悉发电厂、变电站中常用电气设备的类型和熟悉发电厂、变电站中常用电气设备的类型和各种电气设备的各种电气设备的作用作用；掌握电气接线的概念。；掌握电气接线的概念。概述（概述（2.1 2.1 概述概述电气设备电气设备一、电气设备一、电气设备根据电气设备作用的不同，分两种类型：根据电气设备作用的不同，分两种类型：一次设备一次设备 为了满足电力生产和保证电力系统运行的安全稳定为了满足电力生产和保证电力系统运行的安全稳定性和经济性，发电厂和变电站中安装有各种电气设备。性和
2、经济性，发电厂和变电站中安装有各种电气设备。o 生产、变换、输送、分配和使用电能的设备生产、变换、输送、分配和使用电能的设备二次设备二次设备o 对一次设备的工作进行监察、测量、控制和保护的设备对一次设备的工作进行监察、测量、控制和保护的设备图形符号：图形符号：用于表示电气图中电气设备、装置、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。元器件的一种图形和符号。文字符号：文字符号：电气图中电气设备、装置、元器件的电气图中电气设备、装置、元器件的种类字母和功能字母代码。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。文字符号的字母应采用大写的拉丁字母。2.1 2.1 概述概述
3、电气设备电气设备电气设备表示方式电气设备表示方式-电气主接线电气主接线用一定的图形符号和文字符号绘成的电路图。用一定的图形符号和文字符号绘成的电路图。-电气主接线图用电气主接线图用单线图表示三相电路单线图表示三相电路2.1 2.1 概述概述电气设备电气设备2.1 2.1 概述概述电气设备电气设备2.1 2.1 概述概述电气设备电气设备电气主接线通常用电气主接线图来表示电气主接线通常用电气主接线图来表示n电气主接线图电气主接线图是用是用规定的图形符号和规定的图形符号和文字符号表示电气文字符号表示电气设备连接关系的一设备连接关系的一种图。种图。n电气主接线表明电电气主接线表明电能汇集和分配的关能汇
4、集和分配的关系。系。n电气主接线图通常电气主接线图通常采用采用单线图单线图表示，表示，只有需要时才绘制只有需要时才绘制三线图三线图。2.1 2.1 概述概述火电厂的电气主接线图火电厂的电气主接线图2.1 2.1 概述概述 一次设备一次设备一、一、生产和转换电能的设备生产和转换电能的设备发电机：机械能转化为电能发电机：机械能转化为电能GMT变压器：将电压升高或降低变压器：将电压升高或降低电动机：电能转化为机械能电动机：电能转化为机械能（1）主变压器）主变压器（2）启）启/备变压器备变压器（3）高压厂用变压器）高压厂用变压器（4）低压厂用变压器）低压厂用变压器变压器变压器组成部件组成部件外壳外壳铁
5、芯铁芯线圈线圈变压器油枕变压器油枕充油套管充油套管瓦斯继电器瓦斯继电器防爆管防爆管散热器散热器呼吸器呼吸器外壳接地外壳接地分接开关分接开关大型变压器模型大型变压器模型大型变压器模型大型变压器模型大型变压器模型大型变压器模型大型变压器模型大型变压器模型大型变压器模型大型变压器模型大型变压器模型大型变压器模型 / / 电气设备的型号都用拼音字母和数字来表示。电气设备的型号都用拼音字母和数字来表示。第一个方框：第一个方框：表示相数，表示相数，D D表示单相；表示单相；S S表示三相；表示三相；O O表示自耦式表示自耦式第二个方框：第二个方框：表示冷却方式，表示冷却方式，F F表示风冷式；表示风冷式；
6、W W表示水冷式；表示水冷式；P P表示表示强迫油循环；强迫油循环；D D表示强迫油导向循环等表示强迫油导向循环等第三个方框：第三个方框：表示绕组数，表示绕组数，L L表示铝绕组（铜绕组不表示）；表示铝绕组（铜绕组不表示）；Z Z表示表示 有载调压（无载调压不表示）；有载调压（无载调压不表示）；S S表示三绕组（双绕组不表示）小表示三绕组（双绕组不表示）小方框表示设计序号方框表示设计序号第四个方框：第四个方框：表示额定容量（表示额定容量（kVAkVA）第五个方框：第五个方框：表示高压绕组额定电压（表示高压绕组额定电压（kVkV）举例：举例：型号型号SFSZ9-31500/110 SFSZ9-3
7、1500/110 表示容量为表示容量为31500kVA31500kVA的三相风冷式三的三相风冷式三绕组有载调压电绕组有载调压电力力变压器，一次侧电压为变压器，一次侧电压为110kV,9110kV,9为设计的序号。为设计的序号。电力变压器的型号电力变压器的型号绕组接线组别的确定绕组接线组别的确定在我国：在我国：u 110kV及以上电压，变压器三相绕组接成及以上电压，变压器三相绕组接成“YN”，称为，称为中性中性点直接接地系统，也称大电流接地系统。点直接接地系统，也称大电流接地系统。u 35kV采用采用“Y”或或“d” ，35kV以下（不包含以下（不包含0.4kV）一般）一般都为都为“d”，中性点
8、不接地或经消弧线圈接地，称为，中性点不接地或经消弧线圈接地，称为中性点非中性点非直接接地系统，也称小电流接地系统。直接接地系统，也称小电流接地系统。u 在发电厂和变电站中，为限制在发电厂和变电站中，为限制3次谐波，主变压器接线组别一次谐波，主变压器接线组别一般都采用般都采用YNd11常规接线，三绕组变压器采用常规接线，三绕组变压器采用YNYN0d11接线。接线。变压器三相绕组的接线方式必须使其线电压与系统线电压相变压器三相绕组的接线方式必须使其线电压与系统线电压相位一致！否则不能并列运行。位一致！否则不能并列运行。0, 110, 11分别表示该侧的的线电压与前一侧的线电压相位差是分别表示该侧的
9、的线电压与前一侧的线电压相位差是0 0和滞后和滞后330330二、二、接通或断开电路的开关电器接通或断开电路的开关电器 正常运行时合、分电路；正常运行时合、分电路；事故（短路）时能在继电保护装置控制下切断故障事故（短路）时能在继电保护装置控制下切断故障 回路；回路；检修时使被检修设备与电源可靠隔离。检修时使被检修设备与电源可靠隔离。 上述功能决定了开关电器在电力系统中起着上述功能决定了开关电器在电力系统中起着非常重要的作用，占非常重要的作用，占60%60%以上！以上！开关电器作用：开关电器作用：二、接通或断开电路的开关电器二、接通或断开电路的开关电器 开关电器的分类：（按电压等级的高低）开关电
10、器的分类：（按电压等级的高低） 高压开关电器高压开关电器 低压开关电器低压开关电器常用开关电器：常用开关电器：断路器、隔离开关、负荷开关、接触器、熔断器等。断路器、隔离开关、负荷开关、接触器、熔断器等。高压断路器高压断路器QF补充：电弧的概念补充：电弧的概念实质：实质：电弧是一束游离的气体放电现象。电弧是一束游离的气体放电现象。动静触头分离瞬间，触头间就会出现电弧，此时，触头动静触头分离瞬间，触头间就会出现电弧，此时，触头虽已分开，但是电路中的电流还在继续流通。只有电弧虽已分开，但是电路中的电流还在继续流通。只有电弧熄灭，电路才被真正断开。熄灭，电路才被真正断开。 电源电压电源电压1020V，
11、 电流电流80100mA 温度高达数千摄氏度，轻则损坏设备，引起火灾，重温度高达数千摄氏度，轻则损坏设备，引起火灾，重则产生爆炸，危及生命和财产安全。则产生爆炸，危及生命和财产安全。低压断路器低压断路器（自动空气断路器、自动空气开关）（自动空气断路器、自动空气开关）作用：作用：对低压配电电路实行通断操作。对低压配电电路实行通断操作。当电路内出现故障时，能在自身开关所带保护元件作用下当电路内出现故障时，能在自身开关所带保护元件作用下自动断开主回路自动断开主回路QA是低压配电系统中的主要开关。是低压配电系统中的主要开关。万能式低压断路器万能式低压断路器低压断路器低压断路器高高压压断断路路器器外外形
12、形结结构构图图高高压压断断路路器器灭灭弧弧室室结结构构图图灭弧室灭弧室操作机构箱操作机构箱高压断路器高压断路器多油断多油断路器路器少油断少油断路器路器多油断路器与少油断路器多油断路器与少油断路器在多油断路器中，油不仅在多油断路器中，油不仅作为绝缘介质，而且还可作为绝缘介质，而且还可以作为灭弧介质。因此用以作为灭弧介质。因此用油量多，钢材消耗也多。油量多，钢材消耗也多。在少油断路在少油断路器中，油只器中，油只作为灭弧介作为灭弧介质，因此用质，因此用油量少、体油量少、体积小、耗用积小、耗用钢材少钢材少原理：油断路器原理：油断路器利用变压器油在利用变压器油在电弧高温作用下电弧高温作用下分解出大量的氢
13、分解出大量的氢气进行灭弧。气进行灭弧。油断路器缺点：油断路器缺点：1.1.易爆炸；易爆炸；2.2.油泄露；油泄露；3.3.维修周期短；维修周期短；4.4.污染环境污染环境。油断路器油断路器-机构箱机构箱支持瓷支持瓷套套均压电均压电容容空气断路器空气断路器优点：优点：具有灭弧能力强、动作具有灭弧能力强、动作迅速等优点。迅速等优点。缺点：缺点：结构复杂、工艺要求高、结构复杂、工艺要求高、有色金属消耗多。有色金属消耗多。用途：用途：空气断路器用在空气断路器用在110KV110KV及以上的电力系统中。及以上的电力系统中。空气断路器以压缩空气作空气断路器以压缩空气作为灭弧介质。为灭弧介质。SF6SF6断
14、路器采用具有绝缘能力的断路器采用具有绝缘能力的SF6SF6气体作为灭弧介质，具气体作为灭弧介质，具有优良的灭弧能力和。有优良的灭弧能力和。优点：优点：具有开断能力强、动作快、体积小等优点。具有开断能力强、动作快、体积小等优点。缺点：缺点：金属消耗多，价格较贵。金属消耗多，价格较贵。SF6SF6气体泄露与空气作用气体泄露与空气作用生成有毒的低氟化硫，危害人体健康。生成有毒的低氟化硫，危害人体健康。用途：用途： 110kV110kV以上的高压系统。以上的高压系统。SF6SF6断路器断路器SF6SF6断路器类型断路器类型SF6SF6断路器类型断路器类型真空断路器真空断路器户内真空断路器户外真空断路器
15、 / / 第一个方框：第一个方框：表示的是类型，表示的是类型，D D表示多油断路器；表示多油断路器；S S表示少油断路器；表示少油断路器；K K表示空表示空气断路器；气断路器；Z Z表示真空断路器；表示真空断路器；L L表示六氟化硫断路器；表示六氟化硫断路器；第二个方框：第二个方框：表示装置的地点，表示装置的地点，N N表示户内；表示户内；W W表示户外表示户外小方框小方框表示设计序号表示设计序号第三个方框：第三个方框：表示额定电压（表示额定电压（kVkV）第四个方框：第四个方框：表示补充工作特性：表示补充工作特性：GG改进型；改进型；F F表示分相操作；表示分相操作；第五个方框：第五个方框：
16、表示额定电流（表示额定电流（A A）第六个方框：第六个方框：表示额定开断电流（表示额定开断电流（kAkA）第七个方框：第七个方框：表示特殊环境代号表示特殊环境代号举例：举例：LW6-110/3150LW6-110/3150型号型号表示户外式表示户外式110KV110KV六氟化硫断路器，其额定电压六氟化硫断路器，其额定电压110kV110kV、额定电流、额定电流3150A3150A，其设，其设计顺序号为计顺序号为6 6。高压断路器的型号高压断路器的型号隔离开关隔离开关文字符号与图形符号：文字符号与图形符号：QSQSQFQS无灭弧装置，不能开断电流，无灭弧装置，不能开断电流， 故不可做操作电器！故
17、不可做操作电器！1. 隔离电源：隔离电源：隔离开关断开点明显可见，隔离开关的动隔离开关断开点明显可见，隔离开关的动触头和静触头断开后，两者之间的距离应大于被击穿时触头和静触头断开后，两者之间的距离应大于被击穿时所需的距离，以保证安全。所需的距离，以保证安全。2.倒闸操作：倒闸操作：运行、备用、检修时用来配合断路器协同运行、备用、检修时用来配合断路器协同完成倒闸操作。如倒母线操作。完成倒闸操作。如倒母线操作。3 .分、合小电流：分、合小电流： 隔离开关没有灭弧装置，因此仅能用来分、合只有隔离开关没有灭弧装置，因此仅能用来分、合只有电压没有负荷电流的电路。电压没有负荷电流的电路。 否则在隔离开关的
18、触头间形成强大电弧，危及设备否则在隔离开关的触头间形成强大电弧，危及设备和人身安全，造成重大事故。和人身安全，造成重大事故。 一般只能在断路器已将电路断开的情况下，才能接一般只能在断路器已将电路断开的情况下，才能接通断开。但隔离开关也具有一定的分、合小电流的能力。通断开。但隔离开关也具有一定的分、合小电流的能力。例如：例如：能用来分、合电压互感器、避雷器或分、合变压能用来分、合电压互感器、避雷器或分、合变压器的接地中性点；分、合励磁电流不超过器的接地中性点；分、合励磁电流不超过2A2A的空载变压的空载变压器；关合电容电流不超过器；关合电容电流不超过5A5A的空载线路等。的空载线路等。隔离开关的
19、分类隔离开关的分类隔离开关的分类隔离开关的分类- -按装置地点分按装置地点分隔离开关的分类隔离开关的分类- -按产品组装级数分按产品组装级数分隔离开关的分类隔离开关的分类- -按有无接地闸刀可分为按有无接地闸刀可分为隔离开关的分类隔离开关的分类- -带接地闸刀带接地闸刀V型隔离开关，光伏用于型隔离开关，光伏用于35110KV电压等级中。电压等级中。隔离开关的分类隔离开关的分类- -按每极支撑绝缘子数目分为按每极支撑绝缘子数目分为隔离开关的分类隔离开关的分类- -单柱单柱隔离开关的分类隔离开关的分类- -双柱式双柱式断开断开状态状态闭闭合合状态状态隔离开关的分类隔离开关的分类- -三柱式三柱式隔
20、离开关型号隔离开关型号隔离开关与断路器配合使用：隔离开关与断路器配合使用：负荷开关负荷开关介于断路器与隔离开关之间的一种简易电器开关。介于断路器与隔离开关之间的一种简易电器开关。QL高、低压熔断器（铜、银；铅、锌）高、低压熔断器（铜、银；铅、锌）FUFU流过短路电流或较长时间过电流时熔断，来保护电器流过短路电流或较长时间过电流时熔断，来保护电器 设备，不能单独使用。设备，不能单独使用。跌落式熔断器跌落式熔断器是是10kV10kV配电线路分支线和配电变压器最常用的配电线路分支线和配电变压器最常用的一种短路保护开关，经济、操作方便、适应户外环境性强。一种短路保护开关，经济、操作方便、适应户外环境性
21、强。注意事项：注意事项： 6kV6kV熔断器只能用于熔断器只能用于6kV6kV高压系统，不能用于高压系统，不能用于3kV3kV。 10kV10kV熔断器只能用于熔断器只能用于10kV10kV，不能用于，不能用于6kV6kV。高压熔断器高压熔断器跌落式熔断器跌落式熔断器接地开关接地开关 QE高压接地开关高压接地开关用于电路接地部分的机械式开关，属于隔离开关类别。用于电路接地部分的机械式开关，属于隔离开关类别。检修设备时起隔离电源的作用。检修设备时起隔离电源的作用。接地开关的使用接地开关的使用三、限制过电流和防御过电压的保护电器三、限制过电流和防御过电压的保护电器（1）电抗器）电抗器(电感器电感器
22、)L（2）避雷器）避雷器F限制电力限制电力作用：作用：避雷器类型：避雷器类型： 保护间隙、管型避雷器、保护间隙、管型避雷器、 阀型避雷器、磁吹式避雷器、阀型避雷器、磁吹式避雷器、 氧化锌避雷器等。氧化锌避雷器等。避雷器本体均压环三、限制过电流和防御过电压的保护电器三、限制过电流和防御过电压的保护电器避雷器避雷器电抗器在电网中可以限制短路电流和高次谐波，维持母电抗器在电网中可以限制短路电流和高次谐波，维持母线有较高残压，图中所示的是母线串联电抗器，作用主线有较高残压，图中所示的是母线串联电抗器，作用主要是限制主变低压侧母线短路电流对主变绕组的冲击。要是限制主变低压侧母线短路电流对主变绕组的冲击。
23、三、限制过电流和防御过电压的保护电器三、限制过电流和防御过电压的保护电器电抗器电抗器防御过电压设防御过电压设 备备避雷线避雷线避雷器避雷器避雷针避雷针三、限制过电流和防御过电压的保护电器三、限制过电流和防御过电压的保护电器电抗器的安装地点电抗器的安装地点避避雷雷器器的的安安装装地地点点四、载流导体四、载流导体作用：作用： 连接各种电气设备（使发电、输电、用电成为一个可灵连接各种电气设备（使发电、输电、用电成为一个可灵活调度的系统）。活调度的系统）。分类：分类： 电缆：电缆：自身包括有绝缘的导体自身包括有绝缘的导体 裸导体：裸导体：无绝缘的导体无绝缘的导体 需要绝缘子支撑与悬挂，需要绝缘子支撑与
24、悬挂， 穿过建筑物时需要穿墙套管。穿过建筑物时需要穿墙套管。 发电厂、变电站中通常出线和发电机电源数目较多，发电厂、变电站中通常出线和发电机电源数目较多，为了便于二者的连接，常用母线将为了便于二者的连接，常用母线将电源和出线电源和出线连接起来。连接起来。W表示方法：表示方法：四、载流导体四、载流导体母线母线作用：作用：汇集、分配、传输电能。汇集、分配、传输电能。铜（铜排）、铝质材料制成铜（铜排）、铝质材料制成五、一种特殊的设备五、一种特殊的设备互感器互感器互感器是一种特殊的变压器。互感器是一种特殊的变压器。互感器分电压互感器和电流互感器两大类，互感器分电压互感器和电流互感器两大类， 是供电系统
25、中测量和保护用的重要设备。是供电系统中测量和保护用的重要设备。电压互感器：电压互感器： 将系统的高电压改变为标准的低电压将系统的高电压改变为标准的低电压 (l00V或或100/3)电压互感器电压互感器 TV双绕组双绕组三绕组三绕组电压互感器符号图：电压互感器符号图：五、一种特殊的设备五、一种特殊的设备互感器互感器互感器用途：互感器用途：互感器是连接一次回路与二次回路的设备，它是一次回路与互感器是连接一次回路与二次回路的设备，它是一次回路与二次回路的分界线，使一次与二次系统可靠隔离。二次回路的分界线，使一次与二次系统可靠隔离。电流互感器符号图：电流互感器符号图：电流互感器电流互感器 TA单次级单
26、次级双次级双次级电流互感器：电流互感器： 将高压系统中的电流或低压系统中的大电流改变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为低压的标准小电流 (5A(5A或或lA)lA)。电流互感器电流互感器互感器互感器电流互感器电流互感器电压互感器电压互感器电子式电子式电容式电容式电磁式电磁式五、一种特殊的设备五、一种特殊的设备互感器互感器支柱绝支柱绝缘子缘子电流互感器电流互感器电压互感器电压互感器11发电机发电机22主变压器主变压器33高压厂用变压器高压厂用变压器（分裂绕组变压器）（分裂绕组变压器）44电压互感器电压互感器55高压熔断器高压熔断器66避雷器；避雷器；77电流互感器；
27、电流互感器；88中性点接地变压器中性点接地变压器互感器的使用示意图：互感器的使用示意图：六、无功补偿设备六、无功补偿设备类型：类型：并联电容器、串联电容器、并联电抗器。并联电容器、串联电容器、并联电抗器。作用：作用：补偿电力系统的无功功率，降低有功损耗补偿电力系统的无功功率，降低有功损耗 和维持系统的稳定性。和维持系统的稳定性。并联电抗器并联电抗器电容器电容器七、接地装置七、接地装置作用：作用：电力系统正常运行的需要，也是安全用电的有效措施。电力系统正常运行的需要，也是安全用电的有效措施。它是埋入地中的金属导体或与电气设备相连的金属线。它是埋入地中的金属导体或与电气设备相连的金属线。工作接地工
28、作接地保护接地保护接地防雷保护接地防雷保护接地E工作接地工作接地作用：作用： 为了保证电气设备在正常与故障情况下可靠的工作而为了保证电气设备在正常与故障情况下可靠的工作而进行的接地。进行的接地。包括：包括： 中性点直接接地、中性点非直接接地。中性点直接接地、中性点非直接接地。ABC0保护接地保护接地概念：概念： 电气设备的金属外壳、钢筋混凝土杆、金属杆塔、互电气设备的金属外壳、钢筋混凝土杆、金属杆塔、互感器的二次绕组等由于带电导体绝缘损坏，有可能使其带感器的二次绕组等由于带电导体绝缘损坏，有可能使其带有危险的高压，为了防止这种电压危及人身和设备的安全有危险的高压，为了防止这种电压危及人身和设备的安全而设的接地，叫保护接地。而设的接地，叫保护接地。包括：包括： 电机、变压器等电器的底座和外壳；电机、变压器等电器的底座和外壳； 互感器的二次绕组；互感器的二次绕组； 配电屏与控制屏的框架。配电屏与控制屏的框架。防雷保护接地防雷保护接地避雷针、避雷器避雷针、避雷器接地接地等。等。氧化锌避雷器氧化锌避雷器
