電力系統(tǒng)基本知識

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1、電力系統(tǒng)基本知識 一、電力系統(tǒng) 由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電設備組成的總體稱電力系統(tǒng)。 1、發(fā)電 把其他形式的能量轉換成電能的場所，稱為發(fā)電站或發(fā)電廠，簡稱電站或電廠。根據(jù)發(fā)電所用能源，可分為火力、水力、原子能、太陽能發(fā)電以及風力、潮汐、地熱發(fā)電等。我國電力的主要來源是火力發(fā)電和水力發(fā)電。 大中型電廠通常由多臺機組構成,將多臺機組的電力并聯(lián)起來,形成集中的電力輸出,發(fā)電機輸出電壓有3.15 KV、6.3 KV、10.5KV等幾個等級,小型發(fā)電機輸出電壓有0.23 KV和0.4KV兩種。 2、輸電 為了安全和節(jié)約資金，通常都

2、把大電站建在遠離城市中心的能源附近，如水電站就是建在遠離城市中心的江河上。所以電站發(fā)出的電能還需通過一定距離的輸送，才能分配給各種用戶使用。 電力系統(tǒng)中，聯(lián)系發(fā)電和用電設備的輸配電系統(tǒng)，稱為電力網(wǎng)，簡稱電網(wǎng)。為了提高輸電效率并減少輸電線路上的損失，通常都采用升壓變壓器將電壓升高后再進行遠距離輸電。目前我國高壓輸電的標準電壓為35千伏，超高壓輸電電壓有110千伏、220千伏、330千伏及500千伏幾個等級。 輸電線路一般采用架空線路，在不宜采用架空線路的地段如鬧市區(qū)，通常采用電纜線路。 3、變電 即變換電網(wǎng)的電壓等級，電力從電廠到用戶，電壓要經(jīng)過多次變換

3、。先是在發(fā)電廠將發(fā)電機的發(fā)電電壓升高，經(jīng)電力線路把電能輸送到用電地區(qū)后需用經(jīng)過一次或多次降壓。變電由變電所完成，同時變電所還起集中、分配電能的作用。 4、配電 指電能的分配。大多數(shù)用戶由10千伏和6千伏的高壓配電電壓供電，經(jīng)過總變電所，再由高壓配電線路輸送到各車間變電所，降低成低壓配電。用電量較小的廠礦，通常采用380/220V電壓供電。 常用的配電方式有兩種： 1、放射式配電 對每一獨立負載或一組集中負載都用單獨的配電線路供電。這種配電方式的最大優(yōu)點是供電可靠，維修方便，某一配電線路發(fā)生故障時不會影響其他線路。 2、干線式配電

4、 又叫樹干式配電，它是將每個獨立負載或一組集中負載按其所在位置，集中接到某一配電干線上。一般車間內(nèi)部多采用干線式配電。這種線路雖然比較經(jīng)濟，但當干線發(fā)生故障時，接在它上面的所有設備都要受影響。 第二節(jié) 電力變壓器 電力變壓器是變配電的核心設備，它的作用是將某一數(shù)值的交變電壓變換為頻率相同而大小不同的交變電壓， 一、變壓器的結構 變壓器主要是由一個閉合的軟磁鐵芯和套在鐵芯上的繞組構成。 鐵芯是變壓器的磁路部分，為了減小渦流及磁滯損耗，鐵芯多用厚度為0.35—0.5毫米的硅鋼片疊成。硅鋼片兩側涂有絕緣漆，使疊片相互絕緣。 繞組也稱線圈，是變

5、壓器的電路部分。我們把與電源連接的繞組稱做初級繞組或原邊繞組，簡稱初級或原邊；與負載連接的繞組稱做次級繞組或副邊繞組，簡稱次級或副邊。 變壓器在工作時，鐵芯和繞組都會發(fā)熱，所以必須采取冷卻措施。對小容量變壓器多用空氣冷卻方式，對大容量變壓器多用油浸自冷、油浸風冷或強迫油循環(huán)風冷等方式。油浸式變壓器的鐵芯和繞組都浸在油里。這里，變壓器油除了起冷卻作用外，還能增強變壓器內(nèi)部的絕緣性能。油箱外殼接有油管，用來促進油的對流，擴大散熱面積，加快散熱速度。 二、變壓器的工作原理 變壓器的初級繞組接入交變電壓u1時，在初級繞組中有交變電流流過，并在鐵芯內(nèi)產(chǎn)生交變磁通。該磁通的絕大部分都

6、被鐵芯束縛而同時穿過初、次級繞組，被稱為主磁通。它隨著電源的頻率而變化。在初級繞組產(chǎn)生的交變磁通中，還有很少一部分通過周圍空氣閉合，稱為漏磁通。通常漏磁通很小。根據(jù)電磁感應原理，該磁通在兩個繞組中分別產(chǎn)生感生電動熱e1和e2。設初、次級的匝數(shù)分別為N1和N2，根據(jù)法拉弟電磁感應定律可知，原副邊的感生電動勢與匝數(shù)和磁通變化率成正比。若忽略繞組的直流電阻和漏磁通，原副邊的感生電動勢與電壓相等。可見，原副邊的電壓之比等于原副邊的匝數(shù)比。 式中，U1和U2分別為原、副邊的電壓有效值。N1和N2分別為原、副邊繞組的匝數(shù)。n為原、副邊的電壓比，或稱匝數(shù)比，簡稱變比。 當n>1時，N1> N

7、2，U1> U2，這種變壓器稱為降壓變壓器；當n<1時，N1

8、容量有20、30、40、50、63、80、100、125、160、200、315、400、500、630、800、1000、1250、1600和1000KVA等。 變壓器一般應不超過額定容量運行，但在高峰負載期間或某臺變壓器損壞時，其余變壓器可作短時間的過載運行，且過載時間必須與過載量相適應。 3、允許溫度 溫度過高，變壓器絕緣材料加速老化，甚至失去絕緣性能，因此不允許超過絕緣材料的允許溫度，通常油浸式變壓器上層油溫不宜超過85℃。 4、允許電壓 變壓器一次側所加電壓應在額定值的95-105%范圍內(nèi),可通過調節(jié)分接開關調整二次側電壓至額定值

9、。 四、變壓器運行中的檢查與維護 電力變壓器應進行定期檢查，檢查內(nèi)容包括： 1、上層油溫是否正常超過85℃。若負載過大，應降低負載；對于三相四線制的變壓器，中性線電流不應超過底壓繞阻額定電流的25%，否則，說明三相負載不平衡，應調整每相的負荷；繞阻短路、油路堵塞也會引起油溫升高。 2、儲油柜上的油位及油色是否正常，一般在油位計指示的1/4—3/4處，油色是透明微帶黃色。油面過低，多數(shù)是由于容器滲油或漏油造成，應考慮停電檢修，也許是天氣變冷所致，應予添油；油面過高，主要是溫度上升引起，可針對溫度上升情況進行處理。若油色過深，則可能是老化變質。 3、聲音是否

10、正常。當變壓器正常運行時，有均勻連續(xù)的嗡嗡聲，俗稱交流聲，若聲音是較大的嗡嗡聲，可能是外加電壓過高；若聲音大而嘈雜，說明內(nèi)部震動加劇或結構松動；當響聲特大，而且很不均勻或有爆裂聲時，表明有擊穿現(xiàn)象，如繞阻的絕緣損壞而導致短路。 4、防爆管上的防爆膜是否完好，有無冒油現(xiàn)象。當變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時，產(chǎn)生大量氣體，壓力增加，使防爆管上的防爆膜破裂，甚至將油噴出，這時應立即停電修理。 另外，應檢查套管是否清潔，有無破損裂紋和放電痕跡。呼吸器的干燥劑不應飽和、失效。接頭的接觸良好不發(fā)熱、無燒傷痕跡。外殼應保持清潔，接地良好，無滲漏油現(xiàn)象。 變壓器油及所用固體絕緣材料都屬于可燃物質，火災危險性較大。當變壓器著火時，應首先分段一、二次側開關，然后放出變壓器油。滅火應用不導電的滅火劑如二氧化碳、1211滅火器以及黃沙等，并盡可能減少對開關等其他設備的損傷。 5