電氣設(shè)備課程課件河北工程技術(shù)學(xué)院一

第一章電力系統(tǒng)概述第一節(jié)我國電力工業(yè)的發(fā)展概況第二節(jié)發(fā)電廠和變電所的類型第三節(jié)發(fā)電廠變電所電氣設(shè)備概述思考題與習(xí)題第一節(jié)我國電力工業(yè)的發(fā)展概況電能具有便于輸送、分配、使用、控制等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、科學(xué)技術(shù)、國防建設(shè)及人民生活中，已成為不可缺少的二次能源。電力工業(yè)的發(fā)展水平已成為衡量一個(gè)國家綜合國力和現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。我國具有豐富的能源資源?？砷_發(fā)利用的水能蘊(yùn)藏量約為3.78億kW，居世界首位。到2005年底，我國發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘繛?億千瓦時(shí)。預(yù)計(jì)到2007年底，我國發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到7億千瓦時(shí)。我國裝機(jī)容量和發(fā)電量均位列世界第二。第二節(jié)

發(fā)電廠和變電所類型

一、發(fā)電廠類型

■火力發(fā)電廠■水力發(fā)電廠■風(fēng)力發(fā)電廠■核電廠■太陽能發(fā)電

二、變電所類型

■樞紐變電所■中間變電所■地區(qū)變電所■終端變電所1.能量轉(zhuǎn)換過程

燃料的化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能2.火力發(fā)電廠三大主機(jī)

鍋爐汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)3.火力發(fā)電廠分類

凝氣式火力發(fā)電廠，生產(chǎn)過程示意圖見1-1熱電廠

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火力發(fā)電廠▉

火力發(fā)電廠—凝汽式火電廠生產(chǎn)過程示意圖▉

水力發(fā)電廠1.能量轉(zhuǎn)換過程水能（勢能）→機(jī)械能（動能）→電能2.水力發(fā)電廠分類（1）根據(jù)集中落差的方式：堤壩式（如圖1-2河床式水電廠）引水式混合式（2）根據(jù)運(yùn)行的方式：有調(diào)節(jié)水電廠無調(diào)節(jié)水電廠抽水蓄能水電廠▉

水力發(fā)電廠—河床式水力發(fā)電廠▉

核電廠核電廠是利用核能發(fā)電的電廠，這是一種大有發(fā)展前途的新能源，一般建在自然資源匱乏的缺電地區(qū)。核電機(jī)組與普通火力發(fā)電機(jī)組不同的是以核反應(yīng)堆和蒸汽發(fā)生器替代了鍋爐設(shè)備，而汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)部分則基本相同。

圖1-3是核電廠發(fā)電方式示意圖。原子核反應(yīng)堆是核電廠的核心部分，它是一個(gè)可以被控制的核裂變裝置，以鈾—235或鈾—238（或鈾—239）為燃料。核反應(yīng)堆又分為壓水堆、重水堆、石墨堆等類型。我國已建成發(fā)電的核電廠有大亞灣和秦山核電廠。▉

核電廠—核電廠生產(chǎn)過程示意圖▉

變電所類型

電力系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)：電力系統(tǒng)由發(fā)電廠、變電所、線路和用戶組成。變電所是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。圖1-4是一個(gè)電力系統(tǒng)與電力系統(tǒng)示意圖。▉

變電所類型—電力系統(tǒng)與電力網(wǎng)示意圖

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樞紐變電所樞紐變電所位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)，匯集多個(gè)電源，連接電力系統(tǒng)高壓和中壓的幾個(gè)部分，電壓等級一般為330～500kV。這種變電所一旦停電，將造成大范圍停電，引起系統(tǒng)解列，甚至整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。因此，樞紐變電所對電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定和可靠性起著重要作用。說明：330kV電壓為非國際標(biāo)準(zhǔn)電壓等級。在我國電力系統(tǒng)中只有個(gè)別輸電線路在使用。

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中間變電所中間變電所的電壓等級一般為220～330kV，匯集2～3個(gè)電源和若干線路，高壓側(cè)起交換功率的作用，或使長距離輸電線路分段，同時(shí)降壓對一個(gè)區(qū)域供電。這樣的變電所在系統(tǒng)中主要起中間環(huán)節(jié)的作用，故稱中間變電所。全所停電后，將引起區(qū)域電網(wǎng)的解列。

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地區(qū)變電所和終端變電所地區(qū)變電所地區(qū)變電所的電壓等級一般為110～220kV，主要向一個(gè)地區(qū)用戶供電，是一個(gè)地區(qū)或一個(gè)中小城市的主要變電所，一旦停電，將造成該地區(qū)或城市供電的紊亂，甚至中斷供電。

終端變電所終端變電所位于配電線路的末端，接近負(fù)荷處，電壓等級一般為35～110kV，經(jīng)降壓后直接向用戶供電。降壓后的電壓一般為10kV和0.4kV，分別向不同的用戶供電。第三節(jié)發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)備概述一、電氣一次設(shè)備二、二次設(shè)備三、電氣設(shè)備的主要額定參數(shù)

■額定電壓（kV）■額定電流（kA）■額定容量（kVA）

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電氣一次設(shè)備在發(fā)電廠和變電所中，為了滿足用戶對電力的需求和保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)性，安裝有各種電氣設(shè)備。通常把直接生產(chǎn)、輸送、分配和使用電能的設(shè)備稱為一次設(shè)備。它們包括：（1）生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備。如發(fā)電機(jī)和變壓器等。（2）接通或斷開電路的開關(guān)設(shè)備。（3）載流導(dǎo)體。如母線、電纜等。（4）互感器?；ジ衅鞣譃殡妷夯ジ衅骱碗娏骰ジ衅?。（5）保護(hù)電器。如電抗器和避雷器等。（6）接地裝置。

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二次設(shè)備在電力系統(tǒng)中為了能對電氣一次設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行測量、控制、保護(hù)和監(jiān)察而需要一些專門的設(shè)備，通常把這些設(shè)備稱為電氣二次設(shè)備。它們包括：（1）測量表計(jì)。如電壓表、電流表、功率表、電能表、頻率表等，用于測量一次電路中的電氣參數(shù)。（2）繼電保護(hù)及自動裝置。如各種繼電器和自動裝置等，用于監(jiān)視一次系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，迅速反應(yīng)不正常情況并進(jìn)行調(diào)節(jié)或作用于斷路器跳閘，切除故障。（3）直流設(shè)備。如直流發(fā)電機(jī)、蓄電池組、硅整流裝置等，為保護(hù)、控制和事故照明等提供直流電源。

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電氣設(shè)備的主要額定參數(shù)—額定電壓額定電壓是國家根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的的需要，技術(shù)經(jīng)濟(jì)的合理性，制造能力和產(chǎn)品系列性等各種因素所規(guī)定的電氣設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)電壓等級。我國規(guī)定的額定電壓，按電壓高低和使用范圍分為三類。

第一類額定電壓第一類額定電壓是100V及以下的電壓等級，主要用于安全照明、蓄電池及開關(guān)設(shè)備的直流操作電壓。直流為6、12、24、48V；交流單相為12V和36V，三相線電壓為36V。▉

電氣設(shè)備的主要額定參數(shù)

—額定電壓第二類額定電壓第二類額定電壓是100～1000V之間的電壓等級。這類額定電壓應(yīng)用最廣、數(shù)量最多，如動力、照明、家用電器和控制設(shè)備等。第三類額定電壓第三類額定電壓是1000V及以上的高電壓等級，見表1-3所示，主要用于電力系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)、變壓器、輸配電設(shè)備和用電設(shè)備。▉

電氣設(shè)備的主要額定參數(shù)—第三類額定電壓▉電氣三設(shè)備三的主三要額三定參三數(shù)—第三三類額三定電三壓對表1-三3進(jìn)行三分析三，可三以發(fā)三現(xiàn)存三在以三下規(guī)三律：（1）用三電設(shè)三備的三額定三電壓三與電三網(wǎng)的三額定三電壓三是相三等的三。（2）發(fā)三電機(jī)三的額三定電三壓比三其所三在電三力網(wǎng)三的電三壓高5%。（3）變?nèi)龎浩魅淮稳€圈三是接三受電三能，三可看三成是三用電三設(shè)備三，其三額定三電壓三與用三電設(shè)三備的三額定三電壓三相等三，而三直接三與發(fā)三電機(jī)三相連三接的三升壓三變壓三器的三一次三側(cè)電三壓應(yīng)三與發(fā)三電機(jī)三電壓三相配三合。（4）變?nèi)龎浩魅亩尉€三圈（三副線三圈）三相當(dāng)三于一三個(gè)供三電電源，三它的三空載三額定三電壓三要比三其所三在電三網(wǎng)的三額定三電壓三高10三%。但三在3、6、10三kV電壓三時(shí)，三由于三這時(shí)三相應(yīng)三的配三電線三路距三離不三長，三二次三線圈三的額三定電三壓僅三高出三電網(wǎng)三電壓5%。▉電氣三設(shè)備三的主三要額三定參三數(shù)—額定三電流電氣三設(shè)備三的額三定電三流（三銘牌三中的三規(guī)定三值）三是指三在規(guī)三定的三周圍三環(huán)境三溫度三和絕三緣材三料允三許溫三度下三允許三通過三的最三大電三流值三。當(dāng)三設(shè)備三周圍三的環(huán)三境溫三度不三超過三介質(zhì)三的規(guī)三定溫三度時(shí)三，按三照設(shè)三備的三額定三電流三工作三，其三各部三分的三發(fā)熱三溫度三不會三超過三規(guī)定三值，三電氣三設(shè)備三有正三常的三使用三壽命三。說明三：周三圍環(huán)三境溫三度一三般指20三℃。▉電氣三設(shè)備三的主三要額三定參三數(shù)—額定三容量發(fā)電三機(jī)、三變壓三器和三電動三機(jī)額三定容三量的三規(guī)定三條件三與額三定電三流相三同。三變壓三器的三額定三容量三都是三指視三在功三率（kV三·A）值三，表三明最三大一三線圈三的容三量；三發(fā)電三機(jī)的三額定三容量三可以三用視三在功三率（kV三·A）值三表示三，但三一般三是用三有功三功率三（kW）值三表示三，這三是因三為拖三動發(fā)三電機(jī)三的原三動機(jī)三（汽三輪機(jī)三、水三輪機(jī)三等）三是用三有功三功率三表示三的；三電動三機(jī)的三額定三容量三通常三用有三功功三率（kW）值三表示三，因三為它三拖動三的機(jī)三械的三額定三容量三一般三用有三功功三率表三示。▉第一三章三緒論——思考三題與三習(xí)