电气设备基础知识

由一览英才网旗下电力英才网(http://www.epjob88.com)转载 电气设备基础知识 电气一次设备：直接用于电力生产和输配电能的设备，经过这些设备电能从电厂输送到各用户。一次设备包括:发电机、变压器、电动机、断路器（开关）、隔离开关（刀闸）、PT（电压互感器）、CT(电流互感器)等。 电气二次设备：是指对一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护以及为运行维护人员提供运行工况或生产指挥信号所需的低压电气设备。二次设备包括：仪表、控制和信号元件、继电保护装置、操作、信号电源回路、控制电缆及连接导线、发出音响的信号元件、接线端子排及熔断器等。 运行中的电气设备：指全部带有电压或一部分带有电压及一经操作即带有电压的电气设备。 电气设备分为高压和低压两种 高压：设备对地电压在250V以上者。 低压：设备对地电压在250V及以下者。 发电厂中的主系统和厂用系统一次设备，按照一定的要求和顺序连接成的电路，称为电气主接线或厂用电接线。 发电机的结构组成： 汽轮发电机一般由定子、转子及其冷却系统、油密封装置和励磁装置组成。 定子由定子铁芯、定子绕组、机座、端盖等部件组成 转子由转子铁芯、转子绕组、护环、滑环及引线等组成。 型号：QF―15―2 同步发电机的“同步”含义：发电机带负荷以后，三项定子电流产生的磁场与转子以同方向、同速度旋转，称“同步” 发电机的基本原理：利用电磁感应原理将机械能转变为电能。 什么叫有功：在交流电能的发、输、用过程中，用于转换成非电、磁形式的 那部分能量。 什么叫无功：用于电路内电、磁场交换的那部分能量。 发电机的迟相运行：既发有功又发无功的运行状态。 发电机的进相运行：发出有功功率吸收无功功率的运行状态。 同步发电机是如何发出三相正弦交流电的？ 答：发电机的转子由原动机带动旋转，当转子绕组通入励磁电流后，转子就会产生一个旋转磁场，它和静止的定子绕组间形成相对运动，相当于定子绕组在不断地切割磁力线，于是在定子绕组中就会感应出电动势来。由于在制造时已使转子磁场磁通密度的大小沿磁极极面的周向分布为接近的正弦波形，转子不停的旋转，故定子三相绕组每一相的感应电动势随时间变化的波形就和磁通密度在气隙中沿圆周分布的空间波形相似，而定子三相绕组又是沿铁芯内圆各相隔120°电角度布置的。所以定子三相绕组感应电动势的波形就成为相位差各为120°的正弦波形。 发电机运行参数的规定 发电机正常运行中各参数不得超过铭牌规定，电压波动范围不超过额定值的±5%，最大值不超过±10%，当电压在上述范围内波动时定子电流的波动值不应超过额定值的±5%，频率变动最大不超过±0.5Hz，三相不平衡电流之差不得超过额定电流值的8%，其中任意一相的电流应不大于额定值。发电机运行中，各部分的温度过高，会时绝缘体加速老化，从而缩短它的使用寿命。一般来说，发电机温度若超过额定允许温度8℃长期运行时，就会使其寿命缩短一半，所以，运行中必须严密监控发电机各部分的温度不得超过其限制，转子绕组不得超过130℃，定子绕组不得超过120℃。 发电机准同期并列的条件、 电压相等（电压差小于5%） 电压相位一致 频率相等 相序相同 变压器的结构组成 变压器由铁芯、油箱、散热器、油枕、高低压绝缘套管、风扇、瓦斯继电器、调压装置、净油器、吸潮器、温度计、高低压绕组、放油阀、变压器油等组成。 各部件的左右 油箱：变压器的外壳，内部充满变压器油 铁芯：导磁，是磁路的本体 绕组：是导电的通路 散热器：将油的热量带走（自然循环） 油枕：保持油箱正常油位（占整个变压器的1/10） 高低压绝缘套管：绝缘、支持和固定导线 风扇：散热、增加散热面积（上层油温超过55℃将自动投入风扇）（冷却装置不投只能带66%的负荷） 瓦斯继电器：当变压器内部产生气体时动作于信号或变压器跳闸 调压装置：调节变压器输出电压 净油口：净化油质、散热、吸潮（内部结构：硅胶滤网） 温度计：指示变压器内部上层油温，温度控制最高不允许超过85℃ 变压器油：绝缘、冷却、散热 吸潮器：吸收变压器油中的水分 变压器是电力系统中重要设备之一，起到传递电能的作用。 变压器的基本的原理 变压器由一次绕组、二次绕组和铁芯组成。当一次绕组加上交流电压时，则一次绕组中产生电流，铁芯中产生交变磁通。交变磁通在一次、二次绕组中感应电动势，一次、二次侧的感应电动势之比等于一次、二次侧匝数之比。当二次侧接上负载时，二次侧电流也产生磁通势，而主磁通由于外加电压不变而趋于不变，随之在一次侧增加电流，使磁势达到平衡 ，这样，一次侧和二次侧通过电磁感应而实现了能量传递。接负载后，若忽略内组抗压降，则绕组电压与感应电动势相等，一次、二次侧的电压之比也等于一次、二次侧绕组匝数之比。一次、二次侧绕组匝数不同时，一次、二次侧电压也不相同，这就是变压器的基本原理。 变压器并列条件 电压比相同 接线组别相同 百分阻抗相同 变压器运行参数规定 在正常情况下，变压器根据铭牌及规定条件运行。 变压器的运行电压在额定电压的±5%以内变动时，启额定容量不变，加于变压器的一次电压不大于相应分接头电压值的5%。 运行中变压器的许可温度和温升应按上层油温来检查，油浸风冷变压器上层油温一般不超过85℃，最高不超过95℃。变压器的温升是指上层油温减去环境温度。当变压器在环境温度40℃运行时，其绕组的最高极限温升为65℃，上层油的允许温升规定为55℃。 变压器的倒闸操作要遵守下列规定 强迫风冷变压器充电前，应根据运行方式和变压器要求，开启冷却风扇。 变压器充电应由高压侧进行。 变压器送电时应先送高压侧，后送低压侧，停电顺序于送电时相反。 变压器并列，应考虑环流，满足并列条件，变化差不大于0.5%。 新投运或大修后的变压器，投运前应由绝缘，油质分析报告，定期报告。 新投运的变压器在额定电压下合闸冲击5次，更换线圈或大修后的变压器，应在额定电压下合闸三次，充电时，变压器本身的保护必须全部投入，重瓦斯保护应投跳闸位置。 变压器的倒转，应保证并入的变压器带上负荷后，方能将原来的变压器退出运行。 为什么新安装或大修后的变压器在投入运行前要做冲击合闸试验 切除电网中运行的空载变压器，会产生操作过电压，幅值可达3-4倍的额定相电压。所以，为了检验变压器的绝缘能否承受额定电压和运行中的操作过电压，要在变压器投运前进行数次冲击合闸试验。另外投入空载变压器时会产生励磁涌流，其值可达额定电流的6-8倍。由于励磁涌流会产生很大的点动力，所以做冲击合闸试验也是考虑变压器机械强度和继电保护是否会误动作的有效。 变压器各侧装有断路器时，投入或停止时，必须使用断路器进行切合负荷电流及空载电流的操作。如没有断路器时，可用隔离开关拉合空载电流不大于2A的变压器。 变压器投入运行时应由装有保护装置的电源侧进行充电。变压器停止时，装有保护装置的电源侧断路器应最后断开。 变压器的高低压侧都具有电源时，为避免变压器充电时产生较大的励磁涌流。一般采用高压侧充电，低压侧并列的。停用时相反。 经检修后的厂用变压器投入运行或投入热备用前，应从高压侧对变压器充电一次，并注意表计变化，确认正常后，方可投入运行或热备用。 什么叫断路器，它的作用是什么？ 高压断路器俗称开关，是电力系统中最重要的控制和保护设备。 作用： 在正常运行时，根据电网的需求，接通成断开电路的空载电流和负荷电流。这时起控制作用。 当电网发生故障时，高压断路器和保护装置及自动装置相配合，迅速自动地切断故障电流将故障部分从电网中断开，保证电网无故障部分的运行，以减少停电范围，防止事故扩大。这时起保护作用。 隔离开关的作用 隔离电流，使电路中有一个明显的断开关 与开关相配合进行一系列的倒闸操作 用以接通和切断小电流的电路。 允许用隔离开关进行操作的项目有哪些 拉合避雷器 拉合表用变压器 变压器中性点（无电压时）刀闸的拉合 给确实良好的母线充电 拉合励磁电流下不超过2A的空载变压器 当操作把手与三联刀闸有隔板时，可用刀闸断开40KW以下的空载电动机 主励、备励倒换时，切断小于100A的转移负荷电流 按规定进行母线刀闸及旁路与线路的倒闸操作。 操作隔离开关的基本要求 手动合隔离开关时，必须迅速果断，但在合到底时不得用力过猛，以防止过头及损坏支持绝缘子。在合闸时，动、静触头刚刚接触时，如发生弧光，则应将隔离开关快速合上。隔离开关一经操作，不得再拉开。因为带负荷拉开隔离开关，会使弧光扩大，造成设备更大的损坏。 在手动拉开隔离开关时，应缓慢。特别是刀片刚离开刀嘴时，如发生电弧，应立即合上，停止操作。 经操作后的隔离开关，必须检查隔离开关的开、合位置。因为可能由于操作机构失灵或调整不当，经操作后，实际上未合到位或拉开的角度不够。 电压互感器的作用是什么？ 变压。按一定比例把高电压变成适合二次设备应用的低电压（一般为100V），便于二次设备标准化。 隔离。将高电压系统与低电压系统实行电气隔离，以保证工作人员和二次设备的安全。 用于特殊用途 电压互感器在运行中，二次侧是不允许短路的。因为电压互感器本身阻抗很小，如二次侧短路，二次回路通过的电流很大，会造成二次侧熔断器熔体熔断，影响表计的指示及可能引起保护装置的误动作。 异步电动机由哪几部分组成 定子部分。机座、定子绕组、定子铁芯。 转子部分。转子铁芯、转子绕组、风扇、轴承。 其他部分。端盖、接线盒等。 感应电动机是怎么转起来的？ 感应电动机的转动原理：当三相定子绕组通入三相对称交流电时，产生一个旋转磁场。这个旋转磁场在定子内膛转动，其磁力线切割转子上的导线，在转子导线中感应出电流。由于定子磁场与转子电流相互作用产生电磁力矩，于是，定子旋转磁场就拖着具有载流导线的转子转动起来。 感应电动机运行时，有几种损耗？ 定子和转子绕组中的铜损。 定子和转子绕组中的铁损。 摩擦和通风阻力损耗。 电动机在什么情况下应测定绝缘？ 安装、检修后，送电前。 停运15天以上者，环境条件较差（如潮汐、多尘等）者停运10天以上，备用状态电机进入蒸汽或漏水者。 发生故障之后。 浇水进汽受潮之后。 电动机绝缘电阻的测定： 1、6KV电动机应用2500V摇表测定，定子线圈对地绝缘电阻值不得低于1ΜΩ，常温下不低于6ΜΩ。低压电动机用1000V摇表测定数值不低于0.5ΜΩ。电动机线圈相间应为通路。 2、测量完后，应将绝缘数值、温度、时间、摇表电压、测量人记入记录薄。 3、电动机停电未超过一周或经过检修，送电或启动前可不测量绝缘电阻，否则必须测定。但如电动机进汽、淋水等异常情况，送电或启动前应测量绝缘电阻。 4、备用电动机每两周测量绝缘一次，长期备用的电动机在定期测量绝缘后，应启动运行4 小时，以免绝缘受潮。 电抗器的作用：限制短路电流、维持母线残压。 电流互感器的作用：把电路中的大电流转变为小电流(一般为5A)，以供给测量仪表和继电器的电流线圈。 运行中的电流互感器二次侧是不准开路的，否则在二次绕组两端产生很高的电压，可能烧坏电流互感器，同时，对设备和工作人员也产生很大的危险。 电气设备分为运行、备用(冷备用及热备用) 、检修三种状态。 将设备由一种状态转变为另一种状态的过程叫倒闸,所进行的操作叫做倒闸操作。 5