電工根底知識電力生產的特點電力是一種特殊的商品，與一般商品不同，電力生產具有以下特點。1、同時性：電力的生產、輸送、分配以及轉化為其他形態能量的過程，幾乎是同時進行的。電能不能大量儲存。電能的發、供、用始終是同步的。2、集中性：電力的生產必須集中統一，有統一的質量標準，統一的調度管理，統一的生產和銷售。電力生產的特點3、快速性：電力系統中各元件〔包括設備、線路等〕的投入或切除，幾乎在瞬間就能完成。電力系統運行方式的改變過程也非常短促。因此。電力系統除了生產技術人員必須具備相應的專業技術外，還必須有相當完善的保護和自動裝置，才能確保系統平安可靠地運行。電壓的有關概念1、電壓等級的劃分說起電壓等級的劃分，就要從電力網談起，電力網是由各電壓等級的輸電線路和各種類型的變電所連接而成的網絡。電力網按其在電力系統中的作用不同，分為輸電網和配電網。輸電網是以高壓電甚至超高電壓將發電廠與變電所或變電所之間連接起來的送電網絡，所以又可稱為電力網中的主網架。直接將電能送到用戶的網絡稱為配電網。配電網的電壓視用戶的需要而定，因此，配電網中又分為高壓電壓的有關概念配電網〔指35KV及以上電壓〕、中壓配電網〔指10KV、6KV等電壓〕及低壓配電網〔指380V/220V電壓〕。2、高壓、低壓與平安電壓根據有關規定，按平安管理要求，電氣設備的電壓分類如下：高壓：指電氣設備對地電壓在1000V以上者低壓：指電氣設備對地電壓在1000V以下者。電壓的有關概念平安電壓：指人體較長時間接觸而不致發生觸電危險的電壓。我國對工頻平安電壓規定了一下五個等級，即42V、36V、24V、12V及6V。其使用場合規定如下：42V：用于三類手持式電開工具。36V、24V：用于一般場所的平安燈或手提燈。電壓的有關概念12V：用于特別潮濕的場所及在金屬容器內使用的照明燈。6V：用于水下工作的照明燈。3、我國低壓供電系統都是采用三相四線制380V/220V供電，其優點就是可以獲得380V的線電壓，又可獲得220V的相電壓，而高壓系統多采用6、10、35、110、220、330、500〔直流三峽供華南、華東用〕、750〔西北地區用〕、1000〔KV〕等。供電電能指標1、電力負荷的分類對發電、供電及用電而言，電力負荷分為四種。發電負荷：是發電廠的發電機向電網提供的電力。供電負荷：是發電負荷扣除廠用電的廠變損耗、線路損耗后的負荷。線損負荷：是電力網在電力輸送和分配過程中的各種損耗的總和。供電電能指標用電負荷：是用戶實際使用的負荷。2、功率的概念負荷的計算就是功率的計算，關于功率的概念有三個。有功功率〔P〕：指有功負荷，單位為KW。無功功率〔Q〕：指無功負荷，單位為kvar視在功率〔S〕：是P和S構成的，單位為KVA。供電電能指標三者關系如下：SPQΦ供電電能指標3、衡量電能質量的指標電壓、頻率、波形、三相電壓的對稱性等。供電電能的質量指標包括三項技術指標和一項運行調度指標。電壓指標：發電廠的220kV母線和500kV變電站的中壓側母線在正常運行方式情況下，電壓允許偏差為系統額定電壓的0%—+10%；異常運行方式時為系統額定電壓的-5%—+10%。供電電能指標220kV變電站的220kV母線、發電廠和220kV變電站的110kV—35kV母線在正常運行方式情況下，電壓允許偏差為系統額定電壓的-3%—+7%；異常運行方式時為系統額定電壓的±10%。帶地區供電負荷的變電站和發電廠〔直屬〕的10〔6〕kV母線正常運行方式下的電壓允許偏差為系統額定電壓的0%—+7%。頻率指標：我國規定，供電系統的頻率標稱值為50HZ。供電電能指標運行中允許偏差的絕對值不應大于以下要求：a、電力網容量在3000MW及以上者：±0.2HZ；b、電力網容量在3000MW以下者：±0.5HZ；波形及三相電壓對稱性電力網上的工頻電壓是準確的正弦波形，三相電壓應相等且相位上互差120°供電電能指標可靠性的要求：35KV及以上系統，每年停電不超過一次；10KV系統每年停電不超過三次；對重要用戶的停電應提前七日通知。電流的有關概念1、電流：在電路中電荷有規那么的運動成為電流。大小和方向不隨時間變化的電流，成為直流電流，用“DC〞或“-〞表示。大小和方向隨時間變化的電流，成為交流電流，用字母“AC〞或“~〞表示。電流的計算：單相：P=UIcosφ；三相：P=1.732UIcosφ；三相交流電定義：三個具有相同頻率、相同振幅，但在相位上彼此相差120°的正弦交流電壓、電流或電動勢，統稱為三相交流電。三相交流電習慣上稱為A、B、C三相。按照國標規定：交流供電系統的電源A、B、C三相分別用L1、L2、L3表示，其相色的顏色分別以黃色、綠色和紅色表示。交流供電系統中的電氣設備接線端子的三相分別用U、V、W。三相交流電2、相序：是指三相交流電在某一確定時間內到達最大值或零值時，相位排列的先后順序，簡稱相序。相序一般分為正相序和負相序；正相序即A-B-C，反之A、C、B那么為負相序。日常生活中的三相交流電動機存在反轉，任意調兩相就可以正轉。3、星形接線和三角形接線線電壓：指相與相之間的電壓。相電壓：指電源的每相繞組或每相負載兩端的電壓。三相交流電一般來說，負載接到三相電源上去，有星形和三角形兩種連接方式，負載以何種方式與三相電源連接，主要是根據負載的額定電壓和電源電壓來決定的。負載的星形連接：將三相負載的一端分別接到三相電源的三條相線上，另一端接在中性線上，用Y表示。線電壓等于1.732倍的相電壓。負載的三角形連接：將三相負載依次連接在三相電源的兩根相線之間，用D表示。線電壓等于相電壓。常用的電氣設備1、電流互感器：電流互感器是一種將高電壓系統中的電流或抵押系統中的大電流變成低電壓標準小電流的電流變換裝置。電流互感器二次額定電流一般都是5A，經常叫CT，國際標準叫TA。電流互感器的作用：1〕、使測量儀表、繼電保護裝置與電力系統高壓電路隔離，從而保證了測量工作的平安性、可靠性，并降低了儀表、繼電器等的絕緣要求。2〕、由于電流互感器二次額定電流均為5A，從而使儀表制造標準化、標準化，并降低了儀表的本錢。3〕、二次回路中可同時串接幾種儀表〔有功表和無功表〕的電流線圈，從而簡化了儀表的接線。4〕、由于儀表等接在電流互感器二次側，當電力系統發生短路故障時，不致因故障電流沖擊直接造成儀表損壞。常用的電氣設備電流互感器二次側不允許開路運行。二次側開路的危害：1〕、二次側將產生數千伏的高電壓，危及設備絕緣和人身平安；2〕、鐵芯損耗增加，嚴重發熱，可能燒毀電流互感器；3〕、計量不準，而且由于二次側開路致使鐵芯中產生剩磁，即使修復了二次回路，仍會使測量誤差增大。4〕、電流表指示異常，從而失去對電流的監視或造成假象；還會使電流繼電器無法正常工作，致使繼電保護裝置失去保護作用及造成越級跳閘。2、電壓互感器：是一種將電力系統的高電壓變換為可供儀表使用的標準低電壓的儀用變壓器。其二次側額定電壓為100V，經常叫PT，國際標準叫TV。作用：1〕、將一次側高壓隔離開，降低了儀表的絕緣水平和表耗功率。2〕、由于電壓互感器二次額定電壓都是100V，從而使儀表制造標準化、標準化，并可降低儀表本錢。常用的電氣設備倍率計算：倍率=PT變比*CT變比〔在計算電量時用〕。3、變壓器3.1、按冷卻方式分：油浸式變壓器，如油浸自冷、油浸風冷、油浸水冷、強迫油循環和水內冷等；干式變壓器，依靠空氣對流進行冷卻。目前室內使用的電力變壓器，通常采用風機進行冷卻；充氣式變壓器，用特殊氣體〔SF6〕代替變壓器油散熱，如六氟化硫變壓器；蒸發冷卻變壓器，用特殊液體代替變壓器有絕緣散熱；3.2、三相變壓器的結構、鐵芯，是變壓器的磁路局部，為了減少渦流和磁滯損耗，鐵芯多采用厚度為0.35~0.5mm且兩側涂有絕緣漆的硅鋼片疊裝而成。鐵芯的接地，變壓器在運行中鐵芯以及固定鐵芯的金屬結構、零件等，均處在強電場中，在電場作用下，它具有較高的對地點位，會產生斷續的放電現象，因此，必須將鐵芯和固定鐵芯、繞組等金屬零部件都可靠接地，使它們常用的電氣設備與油箱同處于地電位。鐵芯通常都采用一點接地。鐵芯的硅鋼片相互之間是絕緣的，這是為了防止產生較大的渦流，因此切不可以將所有的硅鋼片都接地，否那么將造成較大的渦流而使鐵芯發熱。3.3、變壓器的繞組繞組是變壓器的電路局部，與電源連接的繞組稱為一次繞組，與負載連接的繞組稱為二次繞組。3.4變壓器空載損耗指變壓器空載運行時的功率損耗，是變壓器的鐵芯損耗，簡稱鐵損。3.5變壓器短路損耗指變壓器作短路試驗時的功率損耗，是變壓器的繞組損耗，簡稱銅損。3.6變壓器并列運行是指兩臺或兩臺以上變壓器一次側接在同一電源上，二次側連接在一起共同負擔負荷的供電。變壓器并列運行應滿足的條件：常用電氣設備1〕繞組接線組別相同；2〕變壓比差值不得超過±0.5%；3〕阻抗電壓值相差不得超過±10%；4〕兩臺變壓器的容量比不應超過3：1；3.7變壓器的調壓裝置為了使配電系統得到穩定的電壓，必要時需對變壓器進行電壓調整。目前變壓器調整電壓的方法是在高壓側繞組設置分接，以切除或增加一局部繞組，從而改變變壓器的變壓比，到達調壓的目的，這種調壓裝置叫分接開關，俗稱“分接頭〞。變壓器調壓方式通常分為無勵磁調壓和有載調壓兩種。當二次側不帶負載，一次又與電網斷開時的調壓是無勵磁調壓〔無載調壓〕；在帶二次負載下的調壓是有載調壓。3.8變壓器運行的溫度要求油浸式變壓器絕緣等級一般為A級，其最高工作溫度為105℃，常用電氣設備上層油溫不得超過85℃；干式變壓器為真空樹脂澆注，絕緣等級一般為F級，其最高工作溫度為155℃，繞組溫度可達110℃。3.9變壓器的絕緣油油浸式變壓器油箱內充滿了絕緣油，俗稱變壓器油。在油浸式變壓器中主要起絕緣、散熱及滅弧作用。4、高壓斷路器4.1在規定的使用條件下，可切合正常運行下的負荷電流，當有短路故障發生時，在繼電保護裝置的作用下，可切斷短路故障電流。在高壓供配電系統中，切斷短路電流時，要產生強烈的電弧，因此高壓短路器必須具有可靠的滅弧裝置，是能夠實現控制與保護雙重作用的電器。按其使用的場所不同分為戶內式和戶外式；按滅弧介質的不同，可分為油斷路器、真空斷路器、SF6斷路器和固體產氣斷路器等。額定開斷電流，指短路器在額定電壓下能可靠切斷的最大電流。常用電氣設備◆額定電流，指斷路器允許長期通過的最大電流，在此電流下運行，其各部件的溫升不應超標。◆動穩定電流，指當斷路器在閉合狀態時，所允許通過的最大短路電流。動穩定電流說明了斷路器承受電動力的能力，由導電部位的機械強度決定?！魺岱€定電流，指當斷路器有電流通過時，就會產生熱量，其熱量與電流的平方成正比。假設設計結構觸頭調節壓力不合理，將導致觸頭熔焊。因此規定了短路器在某一段時間內所允許通過的最大電流，此電流即是熱穩定電流。國標規定的時間為2s。4.2SF6斷路器是利用SF6氣體作為滅弧和絕緣介質的一種斷路器，目前最流行。SF6是一種無色、無味、無毒且不易燃的惰性氣體。SF6是液化氣體，當其密度不變時，絕緣強度保持恒定，而與溫度無關，故密度確定了設備的絕緣水平。滅弧原理：斷路器在正常運行時，靜觸頭和滅弧室中的壓氣活塞是相對固定不動。當斷路器跳閘時，裝有動觸頭和絕緣噴嘴的汽缸由常用電氣設備斷路器操動機構通過兩岸帶動，離開靜觸頭，造成汽缸與活塞的相對運動，壓縮SF6并通過噴嘴吹弧，從而使電弧迅速熄滅。4.3真空斷路器是利用真空〔氣壓0.01~0.000001Pa〕滅弧的一種新斷路器。其觸頭裝在真空滅弧室內，在無機械力作用時，其動觸頭始終保持閉合狀態，當動導電桿在外力作用下向外運動時，觸頭才分開。由于真空滅弧室內不存在空氣游離問題，所以真空斷路器的觸頭斷開時很難產生電弧，但會使電路中出現極高的過電壓。因此，真空不宜是絕對真空，實際上能在觸頭斷開時因高電場發射和熱電發射產生一點電弧，它能在電流第一次過零時熄滅。這樣燃弧時間既短〔至多半個周期〕，又致不產生很高的過電壓。5、高壓隔離開關簡稱高壓刀閘，是一種沒有滅弧裝置的高壓電器，主要用途是隔離電源。常用電氣設備它在合閘狀態下，可以可靠地通過正常的負荷電流和故障電流；而在分閘狀態下，有著明顯的斷口，從而使電氣設備與電源隔離。它不能帶負荷拉、合閘，只能在與之串聯的斷路器分閘的情況下才能操作。隔離開關的操作范圍：▲分、合電壓互感器、避雷器；▲分、合母線充電電流；▲分、合一定容量的變壓器空載電流〔≤2A〕；▲分、合一定長度電纜或架空線路空載電流〔≤5A〕；6、絕緣子絕緣子是一種電隔離設備，能夠保證電力設備良好的絕緣效果。絕緣子按照結構可以分為：上下壓絕緣子、懸式絕緣子、防污型絕緣子和套管絕緣子。這四種絕緣子應用在不同的領域，有不同的使用限制和條件，對調控元件的保護作用也是不相同的。絕緣子不僅承受承重的機械負荷導線和金屬附件的重量，還必須承受惡劣天氣情況下的風載荷、雪載荷、導線舞動以及運輸安裝過程中操作不當引起的沖擊負荷，承受著重大的負荷。常用的電氣設備從電氣角度來說，絕緣子不僅要使導線與地絕緣，還必須耐受雷電和開關操作引起的過電壓沖擊，嚴重的電壓沖擊。當因電壓沖擊而發生閃絡時引起的局部過熱，不會導致絕緣子爆裂。主要作用：用來支持和固定祼載流導體，并使裸載流導體與地絕緣，或使裝置中處于不同電位的載流導體之間絕緣。7、避雷器與避雷針：避雷器：避雷器實際上是一種非線性極好的電阻，在高電壓下電阻很小