1、發 電 車 間電氣部分內部學習資料發 電 車 間2011年3月24日基礎部分1）交流電：是大小和方向均隨時間有規律變化的電壓和電流,正弦交流電按正弦規律作周 期變化。2）正弦交流電只要知道了振幅、角頻率和初相角就可以完全確定了，因此這三個量被稱為正弦交流電的三要素。3）星形接線：將三個繞組的末端 X、Y、Z 連在一起，由三個始端 A、B、C 引連接線的接線方式稱為星形接線。4）三角形接線：三角形接線就是把一個繞 組的末端與另一個繞組的始端順次序相連接，形成一個閉合回路，再 從三個接點引出三根導線向外供電的接線形式。5）有功功率：交流電路中，瞬時功率包括兩部分，一部分為電阻消耗的能量，另一部分為

2、電源與電 感、電容元件之間能量相互轉換，但這種能量轉換并不消耗能量。有功功率又稱為平均功率， 也就是回路中電阻消耗的功率，或轉換為其它形式能量所消耗的功率，有功功率的大小等于 瞬時功率在一個周期內的平均值，單位為瓦、千瓦，用 P 表示。6）視在功率：交流電路中電壓與電流有效值的乘積，用 S 表示，單位為伏安、千伏安 S=UI。7）無功功率：就是電源與電感、電容元件之間相互轉換能量的大小，用 Q 表示，單位是乏 （Var） Q=UIsin。8）功率因素：有功功率與視在功率的比值。常用cos表示。提高電路的功率因素，可以充分發揮電源設備的潛在能力，同時可以減少線路上的功率損失和電壓損失，提高用戶電

3、壓質量。9）當閉合回路中的電流發生變化時，則由這電流所產生的穿過回路本身磁通也發生變化，因當閉合回路中的電流發生變化時，則由這電流所產生的穿過回路本身磁通也發生變化，因當閉合回路中的電流發生變化時，則由這電流所產生的穿過回路本身磁通也發生變化，因當閉合回路中的電流發生變化時，則由這電流所產生的穿過回路本身磁通也發生變化，因此在回路中也將感應電動勢，這現象稱為自感現象，這種感應電動勢叫自感電動勢。在回路中也將感應電動勢，這現象稱為自感現象，這種感應電動勢叫自感電動勢。在回路中也將感應電動勢，這現象稱為自感現象，這種感應電動勢叫自感電動勢。在回路中也將感應電動勢，這現象稱為自感現象，這種感應電動勢

4、叫自感電動勢。10）如果有兩只線圈互相靠近，則其中第一只線圈中電流所產生的磁通有一部分與第二只線圈如果有兩只線圈互相靠近，則其中第一只線圈中電流所產生的磁通有一部分與第二只線圈如果有兩只線圈互相靠近，則其中第一只線圈中電流所產生的磁通有一部分與第二只線圈如果有兩只線圈互相靠近，則其中第一只線圈中電流所產生的磁通有一部分與第二只線圈相環鏈。當第一線圈中電流發生變化時，則其與第二只線圈環鏈的磁通也發生變化，在第二只線圈中產生環鏈。當第一線圈中電流發生變化時，則其與第二只線圈環鏈的磁通也發生變化，在第二只線圈中產生環鏈。當第一線圈中電流發生變化時，則其與第二只線圈環鏈的磁通也發生變化，在第二只線圈中

5、產生環鏈。當第一線圈中電流發生變化時，則其與第二只線圈環鏈的磁通也發生變化，在第二只線圈中產生感應電動勢。這種現象叫做互感現象。感應電動勢。這種現象叫做互感現象。感應電動勢。這種現象叫做互感現象。9）保護接地：所謂保護接地是指用電設備不帶電金屬部分與大地之間作良好的金屬連接。在電源中性點不接地系統中，用電設備如電機、變壓器、配電柜等金屬框架等均應采用保護接地措施。10）保護接零：所謂保護接零是指用電設備不帶電金屬部分與零線做良好的金屬連接。零線定義是： 在三相四線制供電系統中，中性點接地時，該點稱為零點。由零點引出的導線為零線。而不接地的中點所引出的導線稱中線。11）同步發電機：是一種應用很廣

6、的交流電機，主要被用作發電機運行，是發電廠用以產生電能 的機械，同時亦可作為電動機運行。同步電機的轉速總是和定子繞組產生的旋轉磁場轉速相 同，故稱為同步電機。 同步發電機與其它電機一樣，是由定子和轉子兩部分所組成。它的定子是將三相交流繞 組嵌置于由沖好槽的硅鋼片疊壓而成的鐵芯里，它的轉子通常由磁極鐵芯及勵磁繞組構成。12）異步電動機：三相異步電動機由定子和轉子兩部分組成。定子上繞著對稱三相繞組，轉子上有連接成 閉合回路的鼠籠式導體或線繞式三相繞組，依此分別稱為鼠籠式電機或線繞式電機。13）變壓器：變壓器基本工作原理：在鐵芯上繞有互相絕緣的繞組N1和N2，其中N1 接到交流電源上稱為 原繞組或一

7、次繞組，N2 繞組接負載稱為副繞組或二次繞組。當一次繞組上有交變電流通過時，根據電磁感應原理，二次繞組中會產生感應電流，因此，只要適當選擇兩個繞組的匝數比，就可以達到升壓或降壓的目的。N1< N2 即為升壓變壓器； N1>N2 為降壓變壓器。 14）變壓器組成：主要部件 為鐵芯，原副繞組、油箱、出線絕緣套管 等。 此外還有：保護裝置，如油枕、吸濕器、凈油器、瓦斯繼電器、防爆筒、排油閥門等；冷卻裝置，如散熱器、風扇及冷卻循 環系統； 測量元件，如溫度計、油位指示器等。15）變壓器冷卻方式：油浸式電力變壓器的冷卻系統包括兩部分：內部冷卻系統，它保證繞組、鐵芯的熱散入油中；外部冷卻系統，

8、保證油中的熱散到變壓器外。16）按油浸變壓器的冷卻方式，冷卻系統可分為：油浸自冷式、油浸風冷式、強迫油循環風冷式等幾種。17）（1）油浸自冷式：油浸自冷式冷卻系統沒有特殊的冷卻設備，油在變壓器內自然循環，鐵芯和繞組所發出 的熱量依靠油的對流作用傳至油箱壁或散熱器。這種冷卻系統的外部結構又與變壓器容量有關，容量很小的變壓器采用結構最簡單的、具有平滑表面的油箱；容量稍大的變壓器采用具 有散熱管的油箱，即在油箱周圍焊有許多與油箱連通的油管（散熱管）；容量更大些的變壓器，為了增大油箱的冷卻表面，則在油箱外加裝若干散熱器，散熱器就是具有上、下聯箱的一組散熱管，散熱器通過法蘭與油箱連接，是可拆部件。 變壓

9、器運行時，油箱內的油因鐵芯和繞組發熱而受熱，熱油會上升至油箱頂部，然后從散熱管的上端入口進入散熱管內，散熱管的外表面與外界冷空氣相接觸，使油得到冷卻。冷 油在散熱管內下降，由管的下端再流入變壓器油箱下部，自動進行油流循環，使變壓器鐵芯和繞組得到有效冷卻。 油浸自冷式冷卻系統結構簡單、可靠性高，廣泛用于容量小于10000kVA以下的變壓。（2）油浸風冷式：油浸風冷式冷卻系統，也稱油自然循環、強制風冷式冷卻系統。它是在變壓器油箱的各 個散熱器旁安裝一個至幾個風扇，把空氣的自然對流作用改變為強制對流作用，以增強散熱 器的散熱能力。它與自冷式系統相比，冷卻效果可提高150%至200%，相當于變壓器輸出

10、能力 提高20%至40%。為了提高運行效率。當負載較小時，可停止風扇而使變壓器以自冷方式運行； 當負載超過某一規定值，例如70%額定負載時，可使風扇自動投入運行。這種冷卻方式廣泛 應用于10000kVA以上的中等容量的變壓器。（3）強迫油循環風冷式 強迫油循環風冷式冷卻系統用于大容量變壓器。這種冷卻系統是在油浸風冷式的基礎上，在油箱主殼體與帶風扇的散熱器（也稱冷卻器）的連接管道上裝有潛油泵。油泵運轉時，強制油箱體內的油從上部吸入散熱器，再從變壓器的下部進入油箱體內，實現強迫油循環。 冷卻的效果與油的循環速度有關。其油泵裝在冷卻器下部，泵送油從上至下通過冷卻器（帶 風扇的散熱器）。在油泵附近管路

11、上裝有流量指示器，用于監視油泵的運轉情況，它裝在冷 卻器的下部位置是為了便以觀察。油泵與油浸電動機是整體制造在一個全封閉金屬殼內，因 此油永遠不會從軸或其他零件中漏出。裝在冷卻器與油泵之間的流量指示器，其外殼內的葉 片轉動是利用磁耦合器傳輸給外部指針，以指示油流的流量和方向。為了增強散熱器（冷卻器）的散熱能力，在散熱管外焊有許多散熱片，并在每根散熱管的內部有專門機加工的內肋片。每個冷卻裝置上安裝有多臺風扇，冷卻風扇固定在冷卻風扇箱中，它們將風扇箱內散熱器附近的高溫空氣抽出。 殼式變壓器有兩個并聯的磁路，鐵芯水平布置，狹窄的鐵芯上未設置冷卻油道。在這種 變壓器中，繞組線圈（線盤）間距較大，構成較

12、大的垂直方向的油流通道，泵送的油在油箱 內主要通過繞組線圈，因而冷卻效率高。18）變壓器的技術參數 變壓器的技術參數有額定容量S 、額定電壓UN、額定電流I 、額定溫升、抗電壓百分數u %等，這些參數都標在變壓器的銘牌上。此外，在銘牌上還標有相數、接線組別、額定運行時的效率及冷卻介質溫度等參數或要求。（1）額定容量S： 是設計規定的在額定條件使用時能保證長期運行的輸出能力，單位為kVA 或MVA，對于三相變壓器而言，額定容量是指三相總的容量。對于雙繞組變壓器，一般一、 二次側的容量是相同的。對于三繞組變壓器，當各繞組的容量不同時，變壓器的額定容量是 指容量最大的一個（通常為高壓繞組）的容量，但

13、在技術規范中都寫明三側的容量。例如， 某廠總變，其額定容量為48/36/12MVA ，一般就稱這個廠總變的額定容量為48MVA。（2）額定電壓U：是由制造廠規定的變壓器在空載時額定分接頭上的電壓，在此電壓下能保 證長期安全可靠運行，單位為V或kV。當變壓器空載時，一次側在額定分接頭處加上額定電 壓U ，二次側的端電壓即為二次側額定電壓U 。對于三相變壓器，如不作特殊說明，銘牌上的額定電壓是指線電壓；而單相變壓器是指相電壓。（3）額定電流I：變壓器各側的額定電流是由相應側的額定容量除以相應繞組的額定電壓計算出來的線 電流值，單位為A或kA。對于三相變壓器，如不作特殊說明，銘牌上標的額定電流是指線

14、電流。19）通過變壓器的聲音判斷其運行狀況 變壓器是電力系統中的主要設備，一旦變壓器故障將對變壓器本身及電力系統造成極 大的危害。通過變壓器在正常運行或出現故障時發出的不同聲音，我們能對變壓器的運行狀 況有一個更加深刻的認識，促進對變壓器的安全管理。1）“嗡嗡”聲是正常的聲響。當變壓器帶電后，電流通過鐵芯產生交變磁通，就會發出“嗡嗡”的均勻電磁聲，音響的強弱正比于負荷電流的大小。2）“嗡嗡”聲響減弱，從變壓器內發出音響較小的“嗡嗡”均勻電磁聲。變壓器停運后送電或新安裝竣工后投產驗收送電，往往發現電壓不正常，這是高壓瓷套管引線較細，又 由于經過長途運輸、搬運不當造成運行發熱斷線。當變壓器帶電后，

15、電流通過鐵芯產生的交 變磁通大為減弱，故聲音較小。3）高且沉重的“嗡嗡”聲。受個別大功率電器設備的起動電流沖擊，或者變壓器過負荷嚴重時。 4）“噼啪”的清脆擊鐵聲。這是高壓瓷套管引線，通過空氣對變壓器外殼的放電聲，是變壓器油箱上部缺油所致。 5） 沉悶的“噼啪”聲。這是高壓引線通過變壓器油對外殼放電，屬對地距離不夠或絕緣油中含有水份。是變壓器絕緣油的絕緣強度降低油質急劇惡化的表現，可能釀成重大設備 事故隱患。因此，決不能掉以輕心。6）“吱啦吱啦”的如磁鐵吸動小墊片的響聲，而變壓器的監視裝置、電壓表、電流表、溫度計的指示值均屬正常。常常出現于新組裝或吊芯檢修后的變壓器，由于檢修時的疏忽大 意，沒

16、將螺釘或鐵墊上緊或掉入小號鐵質部件，在電磁力作用下所致。 7） 似蛙鳴的“唧哇唧哇”聲。在導線的連接處或 T 接處發生斷線、松動，導致氧化、過熱，在刮風時時接時斷，接觸時發生弧光或火花，但聲響不均，時強時弱，系經導線傳 遞至變壓器內發出之聲。 8） “嘶嘶”或“哧哧”的響聲。變壓器的高壓套管臟污，表面釉質脫落或裂損時，會發生表面閃絡。晚上可以看到火花。9）“吱吱”聲。當分接開關調壓之后，響聲加重，屬有載調觸頭接觸不良，系觸頭有污垢而引起的。 10） 特殊噪聲。變壓器絕緣油內雜質，堆積在部分軛鐵上，從而在電磁力的作用下產生 振動，發出特殊噪聲。這還會導致變壓器運行中絕緣油機械雜質增多，使油質惡化

17、。 11） “嗶剝嗶剝” 輕微放電聲。變壓器的鐵芯接地，一般采用吊環與油蓋焊死或用鐵墊腳方法。當脫焊或接觸面有油垢時，導致連接處接觸不良，而鐵芯及其夾件金屬均處在線 圈的電場中，從而感應出一定電位，在高壓測試或投入運行時，其感應電位差超過其間的放電電壓時，即會產生斷續放電聲。12） “虎嘯”聲。當變壓器的中、低側壓線路短路時，會導致短路電流突然激增而造成這種“虎嘯”聲。 13） 變壓器的音響中會夾雜有“噼啪噼啪”聲。是絕緣油中含水份過高，導致對地放電。 14） “咕嘟咕嘟”的象燒開水的沸騰聲。變壓器線圈發生層間或匝間短路，短路電流驟 增，或鐵芯產生強熱，導致起火燃燒，致使絕緣物被燒環，產生噴油

18、，冒煙起火。另外，可 能是分接開關因接觸不良而局部點有嚴重過熱所致。 由于使變壓器發生的各種異常聲音的因素較多，產生的故障部位也不盡相同，只有不斷地積累變壓器的運行經驗，增強觀察力，才能作出準確判斷，確保變壓器安全、穩定運行。20）互感器：互感器包括電壓互感器和電流互感器，是一次系統和二次系統間的聯絡元件，用以分別向測量儀表，繼電器的電壓線圈和電流線圈供電，正確反映電氣設備的正常運行和故障情況。21）互感器的作用是：（1）將一次回路的高電壓和大電流變為二次回路標準的低電壓和小電流，使測量儀表和 保護裝置標準化，小型化，并使其結構輕巧，價格便宜，便于屏內安裝。（2）使二次設備與高壓部分隔離，互感

19、器二次側均接地，從而保證了設備和人身的安全。目前大部分互感器是應用變壓器原理（即電磁感應原理）來變換電壓和電流的，這種互感器可分為電壓互感器和電流互感器兩類。電流互感器嚴禁二次側開路、電壓互感器嚴禁二次側短路。22)下面舉幾個例子來說明互感器的應用。（1）提供測量信號的電壓互感器:電壓互感器的一次線圈和電網并聯，二次線圈并聯接其 它儀表（例如，電壓表和電度表的電壓線圈）測量儀表所指示的電壓乘以電壓互感器的變比 （指一次側額定電壓和二次側額定電壓的比值）即為一次側的電壓。 （2）提供測量信號的電流互感器:電流互感器的一次線圈是串聯在電路中。測量儀表計（例 如：電流表和電度表的電流線圈）則串聯在二

20、次線圈中，測量儀表所指示的電流乘以電流互感器的變比（指一次側額定電流和二次側額定電流的比值）即為一次側電流。（3）提供電流信號使斷路器跳閘的電流互感器。LJ 為電流繼電器，其常開接點用來接通 斷路器的脫扣線圈，當系統發生短路故障而電流增大時，電流繼電器動作，使常開接點閉合， 此時斷路器的脫扣線圈即受電而使斷路器跳閘，切除故障。（4）為電動機低電壓保護提供電壓信號的電壓互感器:當系統電壓降低，異步電機的轉速 降低而停止。電機如長期在這一狀態下運行會燒毀, 為此要在系統電壓降低時及時把電源切 除，電壓繼電器 YJ 就是為了實出這一要求而設置的。電壓繼電器由一電磁鐵和一對常閉接點組成。它的線圈接在電

21、壓互感器的次級，接點串在斷跨器脫扣器線圈回路中。在正常情況 下（系統電壓正常時），電磁鐵是吸合的,此時其常閉接點斷開。當系統電壓降低時，電磁 鐵斷開，此時斷電器的常閉接點就會閉合，接通斷路器的跳閘回路，把電動機的電源切斷。 為了減少測量儀表和繼電器的規格品種，使之生產標準化。電壓互感器二次側的額定電 壓規定為 100V（線電壓）或 100/3V（相電壓），電流互感器二次側額定電流則規定為 5A或1A（后者是弱電化時使用的），因此系統的額定電壓越高或額定電流越大時，所用的互感器變比越大。 由上述所舉的使用互感器的一些例子可以看出，互感器的一次線圈是和電力系統相連的，因而在運行中是處于高電位的，為

22、了確保運行人員和設備的安全要避免二次側電位的抬高，所以互感器在二次側必須有一點接地，互感器的一次線圈和二次線圈間有足夠的絕緣。電力系統的額定電壓越高，對所用互感器絕緣的要求也就越高，因此選用的互感器額電壓等級應和安裝互感器的電力系統的額電壓相適應。23）電流互感器 工作原理 目前電力系統中廣泛采用的是電磁式電流互感器，它的工作原理和變壓器相似，但也具 有自己的特點。 電流互感器的特點：一次線圈串在電路中，并且匝數很少，故一次線圈中的電流完全 取決于被測電路的負荷電流，而與二次電流大小無關。二次線圈所接儀表的電流線圈阻抗 很小，所以電流互感器在近于短路的狀態下運行。 電流互感器一二次側額定電流之

23、比稱為電流互感器的額定互感比。在電力系統中，電流互感器二次側嚴禁開路，這是因為：Z =，電流互感器由正常短路工作狀態變為開路工作狀態I 0，勵磁磁勢由正常驟增，由于二次繞組感應電勢是與磁通變化率d/dt成正比的，因而二次繞組將在增通過零時，感應產生很高的尖頂波電勢，其值可達數千甚至上萬伏，危及工作人員安全及儀表繼電器絕緣。由于磁感應強度驟增，會引起鐵芯和繞組過熱，此外，在鐵芯中還會產生剩磁，使互感器特性變壞，因此，當電流互感器一次繞組通有（或可能出現）電流時，二次繞組是不允許開路的。最后說明的一點是：電流互感器的電流誤差能引起所有儀表繼電器產生誤差，而角誤差對功率測量儀表和繼電器以及反應相位的

24、保護裝置都有影響。24）電壓互感器 按其工作原理可分為電磁式電壓互感器和電容式電壓 互感器。光電式電壓互感器正在研制中。（1）電磁式電壓互感器（以下簡稱電壓互感器） 電磁式電壓互感器的工作原理和變壓器相同，其特點是： 容量很小，類似一臺小容量變壓器，但結構上要求有較高的安全系數。 二次側所接測量儀表和繼電器的電壓線圈阻抗很大，互感器在近于空載狀態下運行。 電壓互感器一、二次繞組額定電壓之比稱為電壓互感器的額定互感比。電壓互感器的有關問題及注意事項 （1）電壓互感器二次側必須接地互感器二次側接地是為了人身和設備的安全，因為萬一絕緣損壞使高壓竄入低壓時，對可能在二次回路工作的繼電保護人員及運行人員

25、有危險，另外，因二次回路絕緣水平低， 若沒有接地點，也會擊穿，使絕緣損壞嚴重。 一般電壓互感器的二次在配電裝置端子箱內經端子排接地，對于變電所的電壓互感器二 次側一般采用中性點接地（也叫零序接地）對于發電廠的電壓互感器，一般采用二次側 B 相接地，也有 B 相和零相接地共存的。 （2）電壓互感器投入運行的注意事項及定相 電壓互感器大修后或新的電壓互感器投入系統工作（包括二次回路有更改的電壓互感器 投入）時，除作一般規程規定的外表檢查和操作前沒做的準備工作外，還需要從工作電壓檢 驗其接線與其它二次電壓回路關系的正確性，其中包括： 1) 測量相及相間電壓正常； 2）測量相序應正相序； 3）進行相位

26、測定，確定相位的正確性。 如果相序和相位不正確會帶來以下后果： a.破壞同期的正確性如果兩電壓互感器的一次系統的A，B，C是正確的，而二次側弄錯了。如果把待并的B相當做A相，這樣，當按同期表指示同期位置而并列時，實際一次系統。雙方同名電壓還差60°，破壞了同期的正確性。 b.當母線絕緣監察切換開關兩個同時投入而造成兩臺電壓互感器并列時，會因有很大 環流使熔斷器熔斷。 （3）電壓互感器高壓側和低壓側裝設熔斷器的作用 1）在 110kV 以下系統和電壓互感器高壓側裝設熔斷器的作用是： a）防止高壓系統受電壓互感器本身或其引線的影響。b）保護電壓互感器本身。2）電壓互感器二次側的熔斷器是防

27、止接于低壓側的線路過載或短路。裝設高壓熔斷器不能防止電壓互感器二次側過流的影響，因為熔絲截面積是根據機械強度而選最小可能的，其額定電流比電壓互感器的額定電流大很多倍，二次側過流時可能斷不了。所以為了防止電壓互感器二次側短路所引起的持續電流，在電壓互感器的二次側還裝 設低壓熔斷器。3）在 110kV 及以上系統電壓互感器高壓側不裝設熔斷器的原因是：110kV 及以上電壓互感器及配電裝置可靠性較高，且高壓熔斷器制造比較困難，價格昂貴，因此電壓互感器只經過隔離開關與電網連接； 500kV 系統電壓互感器高壓側通常采用與電網死連接。 （4）電壓互感器二次側不能短接 因為電壓互感器二次側與儀表和繼電器的

28、線圈相聯，儀表和繼電器的線圈為高阻抗，相 當于變壓器在空載狀態下運行。當二次側短路后，有很大的短路電流流過，因為儀表變壓器 是根據正常狀態下 I=0 設計的，短路電流會燒壞互感器。 25）諧波的定義 電網諧波的定義是對周期性非正弦電量進行傅立葉級數分解，除了得到與電網基波頻率 相同的分量（基波分量），還得到一系列大于電網基波頻率的分量，這部分電量稱為諧波。 諧波頻率與基波頻率的比值（n=fn/f1） 稱為諧波次數。 三相對稱電路中的諧波是主電網頻率（基波）的奇次倍數， 如：3 次諧波f = 150 Hz，5 次諧波f = 250 Hz，7 次諧波f = 350 Hz等。 基波、7次、13次等諧

29、波都各是一組正序對稱量；5次、11次、17次等諧波都各是一組負序對稱量；3次、9次、15次等諧波都各是一組零序對稱量；17）電氣主接線的的基本形式：電氣主接線的基本接線形式可分為有母線接線和無母線接線兩大類。有母線的主接線 形式包括：單母線接線、雙母線接線，一臺半斷路器接線,4/3臺斷路器接線和變壓器母線組 接線等多種形式。無母線的主接線形式主要有橋形接線和角形接線等。此處主要講單母線接 線、一臺半斷路器接線。單母線接線我廠 10kV 系統就是這種接線方式；單母線接線，各電源和出線都接 在同一條公共母線WB上。各個進出線與母線之間都裝有斷路器和隔離開關。當任一電源或出線檢修時，均可通過斷路器和

30、隔離開關將其從母線上斷開。26）電網諧波的來源 1）發電源質量不高產生諧波 發電機由于三相繞組在制作上很難做到絕對對稱，鐵芯也很難做到絕對均勻一致和其他 一些原因，發電源多少也會產生一些諧波，但一般來說很少。 2）輸配電系統產生諧波 輸配電系統中主要是電力變壓器產生諧波，由于變壓器鐵芯的飽和，磁化曲線的非線性， 加上設計變壓器時考慮經濟性，其工作磁密選擇在磁化曲線的近飽和段上，這樣就使得磁化 電流呈尖頂波形，因而含有奇次諧波。它的大小與磁路的結構形式、鐵芯的飽和程度有關。 鐵芯的飽和程度越高，變壓器工作點偏離線性越遠，諧波電流也就越大，其中 3 次諧波電流 可達額定電流 0.5%。3） 用電設

31、備產生的諧波 a、晶閘管整流設備。由于晶閘管整流在電力機車、鋁電解槽、充電裝置、開關電源等 許多方面得到了越來越廣泛的應用，給電網造成了大量的諧波。我們知道，晶閘管整流裝置 采用移相控制，從電網吸收的是缺角的正弦波，從而給電網留下的也是另一部分缺角的正弦波，顯然在留下部分中含有大量的諧波。如果整流裝置為單相整流電路，在接感性負載時則含有奇次諧波電流，其中 3 次諧波的含量可達基波的 30%；接容性負載時則含有奇次諧波電壓，其諧波含量隨電容值的增大而增大。如果整流裝置為三相全控橋6脈整流器，變壓器原邊及供電線路含有 5 次及以上奇次諧波電流；如果是 12 脈沖整流器，也還有 11 次及以上奇 次

32、諧波電流。經統計表明：由整流裝置產生的諧波占所有諧波的近 40%，這是最大的諧波源。b、變頻裝置。變頻裝置常用于風機、水泵、電梯等設備中，由于采用了相位控制，諧 波成份很復雜，除含有整數次諧波外，還含有分數次諧波，這類裝置的功率一般較大，隨著 變頻調速的發展，對電網造成的諧波也越來越多。 電弧爐、電石爐。由于加熱原料時電爐的三相電極很難同時接觸到高低不平的爐料，使 得燃燒不穩定，引起三相負荷不平衡，產生諧波電流，經變壓器的三角形連接線圈而注入電 網。其中主要是 2 7 次的諧波，平均可達基波的 8% 20%，最大可達 45%。 c、氣體放電類電光源。熒光燈、高壓汞燈、高壓鈉燈與金屬鹵化物燈等屬

33、于氣體放電 類電光源。分析與測量這類電光源的伏安特性，可知其非線性十分嚴重，有的還含有負的伏 安特性，它們會給電網造成奇次諧波電流。 d、家用電器。電視機、錄像機、計算機、調光燈具、調溫炊具等，因具有調壓整流裝 置，會產生較深的奇次諧波。在洗衣機、電風扇、空調器等有繞組的設備中，因不平衡電流 的變化也能使波形改變。這些家用電器雖然功率較小，但數量巨大，也是諧波的主要來源之一。37）電器分類 1按工作電壓工作等級分 高壓電器：交流電壓1200V，直流電壓1500V（高壓斷路器） 低壓電器：交流額定電壓<1200V（50Hz,60Hz），直流電壓<1500V（接觸器、繼電器）2按動作原

34、理分 手動電器：人手操作發出動作指令的電器（按鈕、開關） 自動電器：產生電磁吸力而自動完成動作指令的電器（接觸器、繼電器等）3按用途分（常用此種分類方法） 控制電器：用于控制電路和控制系統的電器（接觸器、繼電器） 配電電器：用于電能的輸送和分配的電器（高壓斷路器、低壓斷路器、低壓隔離器等） 主令電器：用于發送動作指令的電器（按鈕） 保護電器：用于保護電路和用電設備的電器（熔斷器、熱繼電器） 執行電器：用于完成某種動作或傳送功能的電器（電磁鐵、電磁離合器） 電氣主接線1.電氣主接線的的基本形式電氣主接線的基本接線形式可分為有母線接線和無母線接線兩大類。有母線的主接線 形式包括：單母線接線、雙母線

35、接線，一臺半斷路器接線,4/3臺斷路器接線和變壓器母線組 接線等多種形式。無母線的主接線形式主要有橋形接線和角形接線等。此處主要講單母線接線。單母線接線 我廠10kV 系統就是這種接線方式。單母線接線如圖（2-1）所示，各電源和出線都接 在同一條公共母線 WB上。各個進出線與母線之間都裝有斷路器 QF 和 隔離開關 QS。當任一電源或出線檢修時，均可通過斷路器和隔離開關將其從母線上斷 開。例如，當檢修斷路器 QF 時，可先斷開 QF，再拉開其兩側的隔離開關 QS 。 以保證被檢修的斷路器與電源可靠地隔離。 然后，在QF兩側掛上接地線，以保證檢修人員的安全。單母線芯的優點是簡單、清晰、設備少、

36、投資小、運行操作方便且有利于擴建。隔離開關僅在檢修電氣設備時作隔離電源之用， 不再是倒閘操作的電器。從而可避免因用隔離開關進行大量倒閘操作而引起的誤操作事故。單母線接線的主要缺點有： （1）母線或母線側隔離開關檢修時，連接在母線上的所有回路都將停止工作。 （2）檢修任一電源或出線斷路器時，該回路必須停電。（3）當母線或母線側隔離開關上發生短路故障或斷路器靠母線側絕緣套管損壞時，所有電源回路的斷路器在繼電保護作用下都將自動斷開，因而造成全部停電。2.我廠電氣主接線介紹2.1我廠電氣一次主接線分用為110kV和10kV以及380/220 三種電壓等級。 110kV 系統由兩臺S10-20000/1

37、10升壓變壓器供電。正常運行時，110kV由兩臺主變經過進線間隔送電又經由出線間隔向西溝站供電。 10kV 系統采用單母線分段接線方式，該母線兩段分由1臺15MW供電，線線上引接的負載為：I段為1#主變，1、0#廠用/備用變壓器，3#空冷變，1、3#給水泵；II段為2#主變，2#廠用變、2#空冷變以及2、3#電動給水泵。 380/220系統分為：空冷I段、II段，廠用IA、IB、IIA、IIB以及廠用備用段。.1廠用備用段由0#廠用備用變供電、分接空冷I段、空冷II段以及廠用IA、IIB段，做為上述系統段的備用源。.2空冷段由空冷變供電以及廠備用段作為備用電源，分接6臺變頻器柜作為空冷風機的電

38、源，以及2臺MNS柜為空冷配電間檢修電源、空冷島照明電源、空冷導起吊電源、廠用道路照明箱、清洗水泵電機、空冷齒輪箱加熱配電箱、空冷配電間的軸流風機提供電源。.3廠用IA段由1#廠用變供電，備用進線為從廠用備用段引入，分接除備用進線柜外的5臺MNS柜，柜內分別接1、2#爐的1、2#吸風機，循環水泵房的MCC電（一）源，1#機的1#凝結水泵，事故照明盤，1、2#爐的MCC電源（一）以及1#機的汽機配電箱（一），1#主變端子箱電源（一），1、2#爐的鍋爐電源盤（一），1#機的勵磁屏電源，脫硫電源（一），1#機1#真空泵，1#機的MCC電源（一），1#機的汽機電源盤（一），1、2#爐的鍋爐配電箱（一）

39、，110KV GIS操作電源，1#工作變溫控電源。 .4 廠用IB段進線由IA段接入，備用電源也由IA段引入。接5個MNS柜，柜內分別接：1#機的2#凝結水泵，1#機的MCC電源（二），1#交流潤滑油泵，1、2#爐的鍋爐電源盤（二），1、2#爐的MCC電源（二），化水車間電源（一），1#機汽機配電箱（二），備用變溫控電源，化水MCC電源（一），1#機2#真空泵，1#機高壓啟動油泵，天車，1、2#爐鍋爐配電箱（二），110KV GIS MCC電源（一），公用系統電源盤（一），1#主變端子箱電源（二），1#機汽機電源盤（二），照明檢修段電源（一），直流充電裝置電源（一），DCS電源（一），UPS電

40、源（一），公用系統配電箱（一），通訊電源（一），380V I段軸流風機，繼電器室軸流風機，繼電器室空調插座，10KV開關柜輔助電源（一），2#爐的1、2#吸風機。.5廠用IIA段進線由2#廠用變引入，備用電源由廠備用段經IIB段引入。分接5臺MNS柜，柜內接：3#爐的1、2#吸風機，循環水泵房的MCC電源（二），2#機1#凝結水泵，3、4#爐的鍋爐電源盤（一），3、4#爐的MCC電源（一），2#機汽機配電箱（一），2#主變端子箱電源（一），2#機的勵磁屏電源，脫硫電源（二），2#機的真空泵，3、4#爐的鍋爐配電箱（一），2#機MCC電源（一），2#機的汽機電源盤（一），110KV GIS操作電

41、源（二），2#工作變溫控電源，照明檢修段電源（二），直流充電裝置電源（二），DCS電源（二），UPS電源（二），380V II段軸流風機，機爐控制室軸流風機，機爐控制室空調插座，10KV開關柜輔助電源（二），電子設備間空調插座。.6 廠用IIB段進線由IIA段引入，備用電源由廠備用段引入。分接5臺MNS柜，柜內接：2#機2#凝結水泵，2#機MCC電源（二），2#機交流潤滑油泵，3、4#爐的鍋爐電源盤（二），3、4#爐MCC電源（二），化水車間電源（二），2#機汽機配電箱（二），繼電器室電源，化水MCC電源（二），2#機2#真空泵，2#機高壓啟動油泵，3、4#爐鍋爐配電箱（二），110KV GI

42、S MCC電源（二），公用系統電源盤（二），2#主變端子箱電源（二），2#汽機電源盤（二），4#爐的1、2#風機。3.電氣倒閘操作：電氣設備可以分為四種不同的使用狀態，即：運行、熱備用、冷備用和檢修，為了將 這些設備由一種狀態轉換到另一種狀態，就要進行一系列的操作，這種操作就叫做倒閘操作。倒閘操作，主要是指拉開或合上某些斷路器和隔離開關，同時還包括拆除及安裝臨時接地線等。4.倒閘操作的一般規定：（1）倒閘操作必須根據值班調度員或值班負責人命令，受令人復誦無誤后執行。（2）開始操作前，應先在模擬圖板上進行核對性模擬預演，無誤后，再進行設備操作。操作前應核對設備名稱、編號和位置，操作中應認真執行監

43、護復誦制度。 （3）設備送電前，必須終結全部工作票，拆除一切與檢修工作有關的安全措施，恢復 固定遮欄及常設警告牌，對設備各連接回路進行全面檢查，測量設備絕緣電阻合格，檢查是 否符合送電條件。 （4）倒閘操作由操作人填寫操作票, 每張操作票只能填寫一個操作任務。操作票應填 寫設備的雙重名稱，即設備名稱和編號。（5）嚴防帶負荷拉合刀閘。為防止誤操作，高壓電氣設備都應加裝防誤操作的閉鎖裝置。閉鎖裝置的解鎖用具(包括鑰匙)應妥善保管，按規定使用，不許亂用。機械鎖要一把鑰 匙開一把鎖，鑰匙要編號并妥善保管，方便使用。所有投運的閉鎖裝置(包括機械鎖)不經值班調度員或值長同意不得退出或解鎖。（6）倒閘操作必

44、須由兩人執行，其中一人對設備較為熟悉者作監護。單人值班的變電所倒閘操作可由一人執行。特別重要和復雜的倒閘操作，由熟練的值班員操作，值班負責人 或值長監護。 （7）操作中發生疑問時，應立即停止操作并向值班調度員或值班負責人報告，弄清問 題后，再進行操作。不準擅自更改操作票，不準隨意解除閉鎖裝置。（8）雷電時，禁止進行倒閘操作。5.倒閘操作的原則(1)設備或線路送電時，應先合上母線側刀閘（隔離開關），再合上負荷側刀閘（隔離開關）,再合上開關。設備送電前必須將有關保護投入，沒有保護或不能電動跳閘的開關不準送電。(2)設備或線路停電時，應先斷開開關，再拉開負荷側刀閘（隔離開關），再拉開母線 側刀閘（隔

45、離開關）。合閘能源為電磁機構的開關還應將合閘的動力保險取下或斷開合閘電源小開關。(3)開關不允許帶電壓手動合閘，但在特殊情況下，彈簧操作機構的開關當其能量儲備 好時允許帶電壓手動合閘。(4)運行中的小車開關不允許打機械閉鎖手動分閘。 (5)在操作過程中，發現誤合刀閘時，不得將誤合的刀閘再拉開，只有弄清情況并采取 了可靠的安全措施后，才允許將誤合的刀閘拉開。 (6)在操作過程中，發現誤拉刀閘時，不得將誤拉的刀閘重新合上。只有用手動蝸姆輪傳動的刀閘，在動觸頭未離開靜觸頭刀刃之前才允許將誤拉的刀閘立即合上，不再操作。 6.刀閘操作的范圍（1）禁止用隔離開關拉合帶負荷設備或帶負荷線路；禁止用隔離開關拉

46、開、合上空載變壓器。（2）允許用隔離開關進行的操作：1) 拉、合無故障的電壓互感器和避雷器；2) 拉、合無故障的母線和直接聯接在母線上設備的電容電流；3) 在系統無接地故障的情況下，拉合變壓器中性點接地刀閘； 4) 倒母線操作時，拉合等電位刀閘，操作前應檢查母聯開關處于良好合閘狀態，并取下其控制保險，以防突然跳閘。 5) 拉、合 10kV 及以下系統不超過 70A 的環路電流。 6) 拉、合勵磁電流不超過 2A 的空載變壓器和電容電流不超過 5A 的無負荷線路。電氣設備部分規范：1。發電機概述QF-K、QFK-K型可控硅勵磁汽輪發電機，是隱極式三相二級交流同步發電機，采用靜止可控硅勵磁方式，經

47、汽輪機直接耦合傳動。額定轉速3000r/min，額定頻率50Hz。發電機的旋轉方向，從汽輪機端看為順時針方向。發電機采用空氣冷卻，自帶風扇，開啟式或密閉循環通風系統。發電機的型號組成及含義：QF-K15-2QF ：空氣冷卻的汽輪發電機。K ：發電機采用可控硅勵磁方式。15 ：發電機的額定功率。2 ：發電機的級數。1.1技術數據及允許運行方式1發電機和空氣冷卻器的技術數據，詳見下表。發電機冷卻器型號功率KW電壓KV功率因素cos效率%功率KW冷卻空氣量M³/s耗水量t/hQF-K15-2150006、6.3、6.60.897.04401712010、10.5、112.當冷卻空氣溫度低于

48、40時允許提高容量運行，詳見下表。冷卻氣體溫度為+40冷卻氣體溫度為+30冷卻氣體溫度為20型號容量KVA功率因素cos容量KVA功率因素cos容量KVA功率因素cosQF-K15-2187500.8197500.76200000.753.當冷卻空氣溫度高于40時，各主要部件相對于冷卻氣體的溫升限值相應降低。此時應根據進風溫度的升高情況，相應降低發電機的出力，以保證各主要部件相對于冷卻氣體的溫升不超過降低后的溫升限值。4.對于采用密閉循環通風方式的汽輪發電機，在冷卻器進水溫度不超過33時，開足水量后可保證冷卻后的空氣溫度不超過40。5.電壓和頻率范圍本型發電機在功率因數為額定值，電壓與額定值的

49、偏差不超過±5%且其頻率與額定值的偏差不超過±1%的情況下可以連續輸出額定功率；當電壓與額定值的偏差超過±5%但不超過±10%時允許連續運行，但此時發電機的的定子電流和勵磁電流的允許值應以發電機和勵磁機的各部件的允許溫升為限。6.本型發電機可以存在一定的穩態和瞬態負序電流。當三相負載不對稱，每相電流均不超過額定值的負序電流分量和額定電流之比不超過8%允許連續運行；當發生不對稱故障，負序電流分量與額定電流之比不超過10%時，故障運行的（I/I）和時間t的乘積的最大允許值為15。 7.發電機不允許長時間過載運行。8.發電機運行中，軸承在三個坐標方向上的允許振

50、動值不超過3.8mm/s。9.發電機軸承潤滑油由汽輪機潤滑系統供給，進油溫度約為35-45，出油溫度不應超過65。10.發電機運行時機內空氣相對濕度不應大于50%；冷卻氣體的進風溫度最高不超過+40；冷卻氣體的最底進風溫度，采用開啟式通風系統時不低于+5、采用密閉循環通風系統時以氣體冷卻器不結露為限（通常不應低于+20）。11.采用密閉循環通風發電機的氣體冷卻器，脹口處有滲漏時應進行補脹，補脹無效或冷卻管有滲漏時允許堵管，但堵管總數不應超過冷卻管總數的5%。12.發電機與系統準同期并列的條件： 1、發電機電壓與系統電壓相位相同。 2、發電機的頻率與系統頻率相同。 3、發電機電壓與系統電壓大小相

51、同。13.發電機帶負荷的速度，主要取決于汽輪機所允許的負荷增加速度及發電機繞組和鐵芯所允許的溫度上升速度一般情況下，發電機并網后即可帶上額定電流的50%；然后在30min內均勻地將定子電流增加到額定值。14.一般情況下，發電機與系統解列前應先減去有功及無功負荷，對于密閉循環通風的發電機，停機后還須立即停用氣體冷卻器以免發電機內部溫度降低過快。每次停機后應測量并記錄定子繞組和全部勵磁回路的絕緣電阻。15.發電機的集電環和電刷架、電刷，應經常進行檢查和維護，定期用干燥、無油的壓縮空氣吹掃，并用不掉纖維的干凈白布擦凈集電環及電刷周圍的零件，經常檢查并清除電刷的火花、過熱、磨損不均等不正常情況。16.

52、經常檢查并保持軸承絕緣周圍的清潔，并定期測量其絕緣電阻。2. 名稱：主變壓器2.1 型式：三相式，自冷，雙線圈銅繞組無勵磁調壓，戶外式。2.1.1型號：S10-20000/110。2.2主要參數額定電壓： 高壓側：121 kV 低壓側：10.5 kV最高工作電壓： 高壓側：126 kV 低壓側：12 kV額定電流： 高壓側： 104.98 A 低壓側： 1099.75 A額定變比：121±2×2.5/10.5kV額定容量：20MVA額定頻率：50Hz極性：負極性短路阻抗（在額定電壓和頻率下75）：10.5（阻抗允許誤差±10）。聯結組標號：YN，d11端子連接方式

53、： 高壓側：高壓套管采用SF6充氣套管與110KV GIS相連。 低壓側：硬導線 高壓側中性點：硬導線繞組絕緣耐熱等級：A級繞組絕緣水平1分鐘工頻耐壓（有效值）（kV）雷電沖擊耐壓峰值（kV）全 波截 波高 壓200480530低 壓3575中性點95250 變壓器繞組匝間工作場強不大于2kV/mm工頻電壓升高時的運行持續時間 空載情況下，電壓為額定值的110時可連續運行。工 頻 電 壓 升 高 倍 數滿 載相相1.11.251.51.58相地1.11.251.92.0允許持續時間20min20s1s0.1s 變壓器和發電機直接連接必須滿足發電機甩負荷的工作條件，在變壓與發電機相連的端子上應能

54、承受1.4倍的額定電壓歷時5分鐘。 損耗和效（在額定電壓和頻率，溫度75時）： 空載損耗：16.6kW 負載損耗：88kW 總損耗：104.6kW 空載電流：0.4%溫升限值（周圍環境溫度40）繞組為：65K（由電阻法測量時）頂層油為：55K（用溫度計法）鐵芯表面：應是使用相鄰絕緣材料不致損傷的溫度。油箱及結構表面：80K過載能力 變壓器允許短時間過載能力應滿足下表要求：（正常壽命，過載前已帶滿負荷）過 電 流 （）允許運行時間（分）20480301204560602875141006 按上述方式運行時，繞組最熱點溫度應低于140。2.3套管絕緣水平1分鐘工頻耐壓（有效值）（kV）雷電沖擊耐壓

55、峰值（kV）全 波截 波高壓側220480530低壓側427585高壓中性點952502502.3.1套管外絕緣爬電比距（按系統最高電壓計） 高壓側：31mm/kV 低壓側：(按高一級電壓防污套管選用) 高壓中性點：31mm/kV2.3.2套管端的允許彎曲耐受荷載不小于下列值： 高壓套管：1000 N 低壓套管：3150 N 高壓中性點套管：1000 N 長期荷載安全系數為2.5，短時荷載安全系數為1.672.3.3套管式電流互感器的配置如下表：變 比準確等級二次負載只 數高壓側150/510P2030VA6150/50.530VA3中性點100/510P2030VA12.4變壓器過勵磁時間應符合標準規定按表44執行。表44 過勵磁能力空載過勵磁倍數1.31.21.151.1允許時間(min)53090連續滿載過勵磁倍數1.05倍連續運行2.5中性點接地保護成套裝置，技術參數如下：2.5.1系統條件