发电厂电气部分ppt课件.ppt

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1、发电厂电气发电厂电气部分部分一、发电厂类型一、发电厂类型1、火力大电厂：、火力大电厂：是指用煤（包括用油和天然气等）为燃料的发电厂。包括凝汽式发电厂和热电厂。 凝汽式火电厂：锅炉产生蒸汽，送到汽轮机,带动发电机产生电能。已作过功的蒸汽，排入凝汽器中冷却成水，又重新送回锅炉。在凝汽器中，大量的热量被循环水带走，所以凝汽式火电厂的效率较低。一般只有30%40%。 热电厂与凝汽式火电厂不同之处在于：汽轮机中一部分作过功的蒸汽，从中间段抽气供给用户，或经热交换器将水加热后，再把热水供给用户。现代热电厂的效率高达60%70%。 能量转换过程：化学能能量转换过程：化学能蒸汽热能蒸汽热能机械能机械能电能电能

2、 2、水力发电厂：把水的位能和动能转变为电能。、水力发电厂：把水的位能和动能转变为电能。水电厂又可分为堤坝式、引水式等。水电厂又可分为堤坝式、引水式等。 1）堤坝式水电厂：在河床上游修建拦河坝，将水）堤坝式水电厂：在河床上游修建拦河坝，将水积蓄起来，抬高上游水位，形成发电水头，这种积蓄起来，抬高上游水位，形成发电水头，这种开发模式称为堤坝式。堤坝式水电厂又可分为坝开发模式称为堤坝式。堤坝式水电厂又可分为坝后式和河床式两种。后式和河床式两种。v坝后式水电厂。这种水电厂的厂房建筑在坝的后坝后式水电厂。这种水电厂的厂房建筑在坝的后面，全部水压由坝体承受。水库的水由压力水管面，全部水压由坝体承受。水库

3、的水由压力水管引入厂房，转动水轮发电机发电。坝后式水电厂引入厂房，转动水轮发电机发电。坝后式水电厂适合于高、中压水头的情况。适合于高、中压水头的情况。v河床式水电厂。这种水电厂的厂房和挡水堤坝联河床式水电厂。这种水电厂的厂房和挡水堤坝联成一体，厂房也起挡水作用，因修建在河床中，成一体，厂房也起挡水作用，因修建在河床中，故名河床式。水头一般在故名河床式。水头一般在2030m以下。以下。 2）引水式水电厂：水电厂建筑在山区水流湍急的）引水式水电厂：水电厂建筑在山区水流湍急的河道上，或河床坡度较陡的地方，由引水渠道造河道上，或河床坡度较陡的地方，由引水渠道造成水头，而且一般不需修坝或只修低堰。成水头

4、，而且一般不需修坝或只修低堰。 3）另外，还有一种特殊形式的水电厂，叫做抽水）另外，还有一种特殊形式的水电厂，叫做抽水蓄能电厂。抽水蓄能电厂中，有一种是单纯起蓄蓄能电厂。抽水蓄能电厂中，有一种是单纯起蓄水作用的，然而更多的是即可蓄水又可发电。后水作用的，然而更多的是即可蓄水又可发电。后者是当电力系统处于低负荷时，系统尚有多余电者是当电力系统处于低负荷时，系统尚有多余电力，此时，机组以电动机力，此时，机组以电动机-水泵方式工作，将下游水泵方式工作，将下游水库的水抽至上游水库储存起来，使所蓄的水用水库的水抽至上游水库储存起来，使所蓄的水用于发电，以满足调峰的需要。此外，抽水蓄能电于发电，以满足调峰

5、的需要。此外，抽水蓄能电厂还可作调频、调相、系统备用容量和生产季节厂还可作调频、调相、系统备用容量和生产季节性电能等多种用途。性电能等多种用途。3、核电厂：、核电厂：利用核裂变能转换为热能，再按火电厂的发电方式，将热能转换为电能。它的原子反应堆相当于锅炉，核反应堆中，除装有核燃料外，还以重水或高压水作为慢化剂和冷却剂，所以反应堆又可以分为重水堆、压水堆等。核反应堆内，铀-235在中子撞击下，使原子核发生裂变，产生巨大的能量，主要是以热能形式被高压水带至蒸汽发生器，在此产生蒸汽，送至汽轮发电机组。4、风力发电厂：、风力发电厂：将风能转化为电能。5、其他发电方式：、其他发电方式：潮汐发电、地热发电

6、、太阳能发电等。二、发电厂电气设备简述：二、发电厂电气设备简述：（一） 电气一次设备：通常把生产和分配电能的设备，如发电机、变压器和断路器等称为一次设备。1、生产和转换电能的设备 发电机将机械能转换成电能。 变压器将电压升高或降低，以满足输配电需要。 电动机将电能转换成机械能。2、接通或断开电路的开关电器 断路器、隔离开关、熔断器、接触器等，它们用于正常或事故时，将电路闭合或断开。3、限制故障电流和防御过电压的电器 有限制短路电流的电抗器和防御过电压的避雷器等。4、载流导体 裸导线、电缆等，用于将有关电气设备连接起来。5、接地装置 无论是电力系统中性点的工作接地或是保护人身安全的保护接地，均同

7、埋入地中的接地装置相连。（二）电气二次设备：对一次设备进行测量、（二）电气二次设备：对一次设备进行测量、控制、监视和保护用的。控制、监视和保护用的。1、互感器、互感器 电压互感器和电流互感器，可将电路中的电压或电流降至较低值，供给仪表和保护装置使用。（一般情况，电压互感器二次侧电压为100V,电流互感器二次侧电流为1A或5A）2、测量表计、测量表计 如电流表、电压表、有功功率表、无功功率表等，用于测量电路中的参数值。3、继电保护及自动装置、继电保护及自动装置 这些装置能迅速反应不正常情况并进行监控和调节，例如：用于断路器跳闸，将故障切除。4、直流电源设备、直流电源设备 包括直流发电机、蓄电池等

8、，供给控制、信号、保护、自动装置和事故照明的直流用电。 上述各种电气设备，在发电厂中必须依照相应的技术要求连接起来。上述各种电气设备，在发电厂中必须依照相应的技术要求连接起来。把发电机、变压器、断路器等电气设备按预期生产流程连成的电路，称为把发电机、变压器、断路器等电气设备按预期生产流程连成的电路，称为电气主接线。电气主接线表明电能送入和分配的关系以及运行方式。电气主接线。电气主接线表明电能送入和分配的关系以及运行方式。三、重点介绍的电气设备三、重点介绍的电气设备v高压电气设备：高压电气设备：设备对地电压在250V以上。v低压电气设备：低压电气设备：设备对地电压在250V及以下。（一）同步发电

9、机（一）同步发电机1、同步发电机的工作原理：同步发电机的工作原理： 简单说，同步发电机就是利用电磁感应原理工作的。磁场变化或导体切割磁场的磁力线，就会使磁场中的导体感应出电势。发电机的转子由原动机（汽轮机或水轮机等）带动旋转，当直流电经电刷、滑环通入转子线圈后，转子就会产生磁场（电生磁）。由于转子是在不停旋转着，所以这个磁场就成为一个旋转磁场，它和静止的定子线圈间形成相对运动，相当于定子线圈在不断地切割磁力线，于是在定子线圈中就会感应出电动势来（磁生电）。2、发电机的基本结构组成及作用：、发电机的基本结构组成及作用： 发电机按结构特点划分，可划分为发电机按结构特点划分，可划分为凸极式和隐极式或

10、立式和卧式。大型汽凸极式和隐极式或立式和卧式。大型汽轮发电机的基本结构一般为卧式布置的轮发电机的基本结构一般为卧式布置的隐极式结构。它主要由定子机座、定子隐极式结构。它主要由定子机座、定子铁心、定子绕组、转子磁轭、主磁极、铁心、定子绕组、转子磁轭、主磁极、转子绕组、定子端盖、转子的集电环和转子绕组、定子端盖、转子的集电环和大轴等主要部件组成。大轴等主要部件组成。1) 机座。发电机机座的作用主要是支撑和固定机座。发电机机座的作用主要是支撑和固定铁心、绕组等部件。整个铁心通过它安装并铁心、绕组等部件。整个铁心通过它安装并固定在基础上，而且还设置了作为冷却通风固定在基础上，而且还设置了作为冷却通风系

11、统的风道和风室。机座的机壳和铁心背部系统的风道和风室。机座的机壳和铁心背部间的空间是通风系统的一部分。氢冷发电机间的空间是通风系统的一部分。氢冷发电机的氢冷器一般采用垂直放置，放在机座端部的氢冷器一般采用垂直放置，放在机座端部两侧位置。机座采用整体防振结构，包括内两侧位置。机座采用整体防振结构，包括内机座和外机座，内、外机座间装有弹性隔振机座和外机座，内、外机座间装有弹性隔振装置。另外，机壳的防爆和密封性要求高，装置。另外，机壳的防爆和密封性要求高，一般采用较厚的钢板。一般采用较厚的钢板。2) 端盖。发电机端盖是用来保护定子端端盖。发电机端盖是用来保护定子端部绕组的，也是发电机密封的一个主部绕

12、组的，也是发电机密封的一个主要部分。为了安装和检修方便，端盖要部分。为了安装和检修方便，端盖由水平方向分为两部分，并在上面设由水平方向分为两部分，并在上面设有停机检查人孔。同时，防爆和密封有停机检查人孔。同时，防爆和密封仍是对端盖的基本要求。仍是对端盖的基本要求。3) 定子铁心。发电机定子铁心是构成发定子铁心。发电机定子铁心是构成发电机磁回路和固定定子绕组的主要部电机磁回路和固定定子绕组的主要部件。它的质量与损耗在发电机的总质件。它的质量与损耗在发电机的总质量和总损耗中占得比例很大。一般大量和总损耗中占得比例很大。一般大型发电机定子铁心为发电机总质量的型发电机定子铁心为发电机总质量的30%左右

13、，铁损为发电机总损耗的左右，铁损为发电机总损耗的15%左右。为了减少定子铁心磁滞和左右。为了减少定子铁心磁滞和涡流损耗，定子常采用导磁率高、损涡流损耗，定子常采用导磁率高、损耗小的硅钢片叠加而成。耗小的硅钢片叠加而成。4) 定子绕组。发电机定子绕组是由许多线棒连接而成的。每根线棒用铜线编织胶化成型后，包以绝缘带热压成型。每根线棒分直线部分和端部渐开线部分。直线部分放在槽内切割磁力线，是感应电动势的有效边。而端部则起连接作用，将各线棒按一定规律连接起来，构成发电机的定子绕组。5) 转子。发电机的转子是发电机的主要转子。发电机的转子是发电机的主要部件之一，它主要由转子铁心、转子部件之一，它主要由转

14、子铁心、转子绕组、护环、中心环、集电环及风扇绕组、护环、中心环、集电环及风扇等部件组成。转子铁心一般采用具有等部件组成。转子铁心一般采用具有良好导磁性能及具备足够机械强度的良好导磁性能及具备足够机械强度的合金钢整体锻制而成。转子绕组一般合金钢整体锻制而成。转子绕组一般采用铜或机械性能经过改善的铜银合采用铜或机械性能经过改善的铜银合金导体材料绕制而成。金导体材料绕制而成。6) 集电环俗称滑环，分为正负两个环。为了缩集电环俗称滑环，分为正负两个环。为了缩短轴支承点间的距离，减少集电环直径及圆短轴支承点间的距离，减少集电环直径及圆周速度，集电环都装在发电机的轴承外侧。周速度，集电环都装在发电机的轴承

15、外侧。励磁电流由静止电刷通过旋转的集电环流入励磁电流由静止电刷通过旋转的集电环流入转子绕组。护环的作用是将转子的端部绕组转子绕组。护环的作用是将转子的端部绕组压紧在转轴上，护环对转子绕组起着固定、压紧在转轴上，护环对转子绕组起着固定、保护，防止变形、位移、甩出的作用。其一保护，防止变形、位移、甩出的作用。其一端热套在转子本体上；另一端固定在中心环端热套在转子本体上；另一端固定在中心环上，材料常选用能承受很大应力的高电阻、上，材料常选用能承受很大应力的高电阻、非磁性合金冷锻钢。大容量发电机转子采用非磁性合金冷锻钢。大容量发电机转子采用悬式护环。中心环对护环起着固定、支持与悬式护环。中心环对护环起

16、着固定、支持与轴同心的作用，也有防止端部绕组轴向位移轴同心的作用，也有防止端部绕组轴向位移的作用。其材料一般选用铬锰磁性锻钢。的作用。其材料一般选用铬锰磁性锻钢。7) 电刷及刷架。发电机电刷是励磁回路电刷及刷架。发电机电刷是励磁回路的一个组成部分。它可以将励磁电流的一个组成部分。它可以将励磁电流经集电环传递到励磁绕组中。电刷的经集电环传递到励磁绕组中。电刷的材料一般有三种：材料一般有三种：石墨电刷；石墨电刷；电电化石墨电刷；化石墨电刷；金属石墨电刷。一台金属石墨电刷。一台发电机组只能采用同一类型的一种电发电机组只能采用同一类型的一种电刷。发电机刷架是固定和支持刷握及刷。发电机刷架是固定和支持刷

17、握及电刷的，刷握起着定位电刷的作用。电刷的，刷握起着定位电刷的作用。（二）变压器（二）变压器1、变压器的作用：、变压器的作用： 电力变压器是发电厂变电所的主要设备之一。电力变压器是发电厂变电所的主要设备之一。在电力系统传送电能的过程中，必然会产生电压和在电力系统传送电能的过程中，必然会产生电压和功率的两部分损耗，在输送同一功率时电压损耗与功率的两部分损耗，在输送同一功率时电压损耗与电压成反比，功率损耗与电压的平方成反比，因此电压成反比，功率损耗与电压的平方成反比，因此利用变压器提高电压，减少送电损失。利用变压器提高电压，减少送电损失。2、变压器的基本原理变压器的基本原理：v变压器是利用电磁感应

18、原理来进行能量转换，其结构的主要部分是两个（或两个以上）互相绝缘的绕组，套在一个共同的铁心上，两个绕组之间通过磁场而耦合，但在电的方面没有直接联系，能量的转换以磁场作媒介。v在两个绕组中，接到电源的一个称为一次绕组（也称原边），而接到负荷的一个称为二次绕组（也称副边）。当一次侧接到交流电源时，在外施电压作用下，一次绕组中通过交流电流，并在铁心中产生交变磁通，其频率和外施电压的频率一致，这个交变磁通同时交链一、二次绕组。根据电磁感应定律，交变磁通在一次、二次绕组中感应出相同频率的电动势，二次侧有了电动势便向负荷输出电能，实现了能量转换。利用变压器一次、二次绕组匝数的不同及各相绕组不同的连接法。可

19、使一次、二次侧有不同的电压、电流和相数。3、变压器的分类：变压器的分类：1) 按相数来区分，变压器可以分为三相变压器按相数来区分，变压器可以分为三相变压器和单相变压器，在三相电力系统中，一般应和单相变压器，在三相电力系统中，一般应用三相变压器。当容量过大或受运输条件限用三相变压器。当容量过大或受运输条件限制时，在三相电力系统中也可应用三台单相制时，在三相电力系统中也可应用三台单相变压器连接成三相变压器组。变压器连接成三相变压器组。2) 按绕组数目来区分，变压器可以分为双按绕组数目来区分，变压器可以分为双绕组变压器和三绕组变压器，所谓双绕绕组变压器和三绕组变压器，所谓双绕组变压器，即在一相铁心上

20、套有两个绕组变压器，即在一相铁心上套有两个绕组，一个为一次绕组，另一个为二次绕组，一个为一次绕组，另一个为二次绕组。升压变压器的一次绕组是低压绕组，组。升压变压器的一次绕组是低压绕组，二次绕组是高压绕组，而降压变压器则二次绕组是高压绕组，而降压变压器则反之。用以连接三种不同电压等级的变反之。用以连接三种不同电压等级的变压器有三个绕组，称作三绕组变压器，压器有三个绕组，称作三绕组变压器，例如在电力系统中，例如在电力系统中，220、110和和35kV之间有时就常采用三绕组变压器。之间有时就常采用三绕组变压器。3) 按冷却介质来区分，变压器可分为油浸式变按冷却介质来区分，变压器可分为油浸式变压器、干

21、式变压器（空气冷却器）以及水冷式压器、干式变压器（空气冷却器）以及水冷式变压器。干式变压器多用在低电压、小容量或变压器。干式变压器多用在低电压、小容量或用在防火防爆的场所，而电压较高、容量较大用在防火防爆的场所，而电压较高、容量较大的变压器多用油浸式，电力变压器大多采用油的变压器多用油浸式，电力变压器大多采用油浸式变压器。油浸式变压器分为油浸自冷变压浸式变压器。油浸式变压器分为油浸自冷变压器、油浸风冷变压器和强油循环风冷变压器。器、油浸风冷变压器和强油循环风冷变压器。4) 为了发电厂厂用电的可靠性，大容量机组为了发电厂厂用电的可靠性，大容量机组（单机容量（单机容量200MW及以上）的厂用变压器

22、常及以上）的厂用变压器常采用特殊结构的分裂绕组变压器。采用特殊结构的分裂绕组变压器。4、变压器的结构：、变压器的结构：1) 铁心：铁心是变压器的磁路，为提高变压器铁心：铁心是变压器的磁路，为提高变压器磁路的导磁率，铁心材料采用高导磁性能的磁路的导磁率，铁心材料采用高导磁性能的硅钢片。为减少交变磁通在铁心中引起的涡硅钢片。为减少交变磁通在铁心中引起的涡流损耗，铁心通常用流损耗，铁心通常用0.280.35mm相互绝相互绝缘的硅钢片叠成铁心分为铁心柱和铁轭两部缘的硅钢片叠成铁心分为铁心柱和铁轭两部分，铁心柱上套绕组，铁轭将铁心柱连接起分，铁心柱上套绕组，铁轭将铁心柱连接起来，使之成为闭合磁路。来，使

23、之成为闭合磁路。2) 绕组：绕组是变压器的电路部分，由铜绕组：绕组是变压器的电路部分，由铜或铝的绝缘导线绕成，电力变压器的高或铝的绝缘导线绕成，电力变压器的高低压绕组在铁心柱上按同心圆筒的方式低压绕组在铁心柱上按同心圆筒的方式套装。一般情况下，将低压绕组放在里套装。一般情况下，将低压绕组放在里面靠近铁心处，以利于绝缘，把高压绕面靠近铁心处，以利于绝缘，把高压绕组放在外面，高、低压绕组间以及低压组放在外面，高、低压绕组间以及低压绕组与铁心柱之间留有绝缘间隙和散热绕组与铁心柱之间留有绝缘间隙和散热通道。通道。3) 油箱v油箱是油浸式变压器的外壳，是用钢板焊成的，器身就放置油箱是油浸式变压器的外壳，

24、是用钢板焊成的，器身就放置在油箱内。按变压器的容量的大小，油箱结构上有吊器身式在油箱内。按变压器的容量的大小，油箱结构上有吊器身式和吊箱壳式两种。大容量变压器体积大质量大，都毫无例外和吊箱壳式两种。大容量变压器体积大质量大，都毫无例外地做成吊箱壳式，这种箱式犹如一只钟罩，故又称钟罩式油地做成吊箱壳式，这种箱式犹如一只钟罩，故又称钟罩式油箱。当器身需要进行检修时，吊去外面钟罩形状的箱壳，即箱。当器身需要进行检修时，吊去外面钟罩形状的箱壳，即上节油箱，器身便全部暴露在外，可进行检修。显然吊箱比上节油箱，器身便全部暴露在外，可进行检修。显然吊箱比吊器身容易得多，不需要特别重型的起重设备。吊箱壳式变吊

25、器身容易得多，不需要特别重型的起重设备。吊箱壳式变压器由上节油箱（钟罩式箱壳）、下节油箱和器身组成。箱压器由上节油箱（钟罩式箱壳）、下节油箱和器身组成。箱壳上装有储油柜（又称油枕）。壳上装有储油柜（又称油枕）。v油浸式变压器的油箱内充满了变压器油，变压油浸式变压器的油箱内充满了变压器油，变压器油既起冷却作用，又起绝缘作用。油中如含器油既起冷却作用，又起绝缘作用。油中如含杂质或水分，将降低油的绝缘性能，故要求油杂质或水分，将降低油的绝缘性能，故要求油箱内的变压器油最好不与外界空气接触，为此箱内的变压器油最好不与外界空气接触，为此需将油箱盖紧，但当油温变化时，油的体积会需将油箱盖紧，但当油温变化时

26、，油的体积会膨胀或收缩，从而引起油面升高或降低。对小膨胀或收缩，从而引起油面升高或降低。对小型变压器一般采用预留空间的办法。对大中型型变压器一般采用预留空间的办法。对大中型变压器则采用储油柜，又称油枕。变压器则采用储油柜，又称油枕。v储油柜通过气体继电器（瓦斯继电器）的联通管与箱壳储油柜通过气体继电器（瓦斯继电器）的联通管与箱壳连通，其上部装有一个呼吸器，正常时，储油柜中一半连通，其上部装有一个呼吸器，正常时，储油柜中一半是油，一半是空气，箱壳内总是充满变压器油。当油受是油，一半是空气，箱壳内总是充满变压器油。当油受热膨胀后，储油柜的油面上升，上半部的空气通过呼吸热膨胀后，储油柜的油面上升，上

27、半部的空气通过呼吸器排到外面大气中去；当冷却时，油面下降，外部空气器排到外面大气中去；当冷却时，油面下降，外部空气通过呼吸器的管道又进入储油柜，油面随温度的变化自通过呼吸器的管道又进入储油柜，油面随温度的变化自由升降，油与空气的接触面始终是储油柜的截面，减少由升降，油与空气的接触面始终是储油柜的截面，减少了油与空气的接触面。呼吸器的下端装有能够吸收水分了油与空气的接触面。呼吸器的下端装有能够吸收水分和杂质的物质，一般为硅胶。储油柜上装有全密封式的和杂质的物质，一般为硅胶。储油柜上装有全密封式的油位指示器。变压器装设储油柜后，还有利于装设气体油位指示器。变压器装设储油柜后，还有利于装设气体继电器

28、，当变压器油位过低或任何一部分因过热而使绝继电器，当变压器油位过低或任何一部分因过热而使绝缘损坏，产生某些气体分解物时，气体继电器发出信号；缘损坏，产生某些气体分解物时，气体继电器发出信号；当变压器内部发生严重故障时，有大量气体突然产生，当变压器内部发生严重故障时，有大量气体突然产生，气体继电器接通断路器的跳闸回路，将变压器退出运行。气体继电器接通断路器的跳闸回路，将变压器退出运行。4) 绝缘结构：绝缘结构： v变压器的绝缘分主绝缘和纵向绝缘两大部分。主绝变压器的绝缘分主绝缘和纵向绝缘两大部分。主绝缘是指绕组对地之间、相间或同一相而不同电压等缘是指绕组对地之间、相间或同一相而不同电压等级的绕组

29、之间的绝缘；纵向绝缘是指同一电压等级级的绕组之间的绝缘；纵向绝缘是指同一电压等级的一个绕组，其不同部位之间，例如层间、匝间、的一个绕组，其不同部位之间，例如层间、匝间、绕组对静电屏之间的绝缘。主绝缘应承受工频试验绕组对静电屏之间的绝缘。主绝缘应承受工频试验电压和全波冲击试验电压的作用，因此，主绝缘结电压和全波冲击试验电压的作用，因此，主绝缘结构应保证在相应电压级试验电压作用下，具有足够构应保证在相应电压级试验电压作用下，具有足够的绝缘强度并保持一定的裕度。变压器内部的主绝的绝缘强度并保持一定的裕度。变压器内部的主绝缘结构主要为油缘结构主要为油-隔板绝缘结构，目前广泛采用薄纸隔板绝缘结构，目前广

30、泛采用薄纸筒小油隙结构。筒小油隙结构。5) 绝缘套管：绝缘套管： v变压器的绝缘套管将变压器内部的高、低压变压器的绝缘套管将变压器内部的高、低压引线引到油箱的外部，不但作为引线对地的引线引到油箱的外部，不但作为引线对地的绝缘，而且负担着固定引线的作用。绝缘，而且负担着固定引线的作用。6) 变压器冷却系统：变压器冷却系统： v油浸式变压器的冷却方式，按其容量的大小油浸式变压器的冷却方式，按其容量的大小有油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环水有油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环水冷却、强迫油循环风冷却等方式。冷却、强迫油循环风冷却等方式。（三）断路器（三）断路器1、断路器的主要功能及特点：、断路器的

31、主要功能及特点： 正常运行时，用它来倒换运行方式，把设备或正常运行时，用它来倒换运行方式，把设备或线路接入电路或退出运行，起着控制作用；当设备线路接入电路或退出运行，起着控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切除故障回路、保证无或线路发生故障时，能快速切除故障回路、保证无故障部分正常运行，能起保护作用。其最大特点就故障部分正常运行，能起保护作用。其最大特点就是能断开电路中的负荷电流和短路电流。因此，运是能断开电路中的负荷电流和短路电流。因此，运行中其开断能力是标志性能的基本指标。所谓开断行中其开断能力是标志性能的基本指标。所谓开断能力，就是指断路器在切断电流时熄灭电弧的能力，能力，就是指断路

32、器在切断电流时熄灭电弧的能力，以保证顺利完成分合电路的任务。以保证顺利完成分合电路的任务。2、断路器的分类及其主要特点、断路器的分类及其主要特点:类别类别结构特点结构特点技术性能特点技术性能特点运行维护特点运行维护特点多油式断路多油式断路器器 以油作为灭弧介质和绝缘介质；触头系以油作为灭弧介质和绝缘介质；触头系统及灭弧室安置在接地的油箱中；统及灭弧室安置在接地的油箱中；结构简单，制造方便，易于加装单结构简单，制造方便，易于加装单匝环形电流互感器及电容分压装置；匝环形电流互感器及电容分压装置；耗钢、耗油量大、体积大。耗钢、耗油量大、体积大。额定电流不易做得大；开断小电流时，燃额定电流不易做得大；

33、开断小电流时，燃弧时间较长；开断电路速度较慢；弧时间较长；开断电路速度较慢；油量多，有发生火灾的可能性；目油量多，有发生火灾的可能性；目前国内只生产前国内只生产35kV35kV一种电压级产品；一种电压级产品；可用于屋内或屋外，受大气条件影可用于屋内或屋外，受大气条件影响较小。响较小。 运行维护简单；噪声低；运行维护简单；噪声低；需配备一套油处理装需配备一套油处理装置。置。少油式断路少油式断路器器 油量少，油主要用作灭弧介质，对地绝油量少，油主要用作灭弧介质，对地绝缘主要依靠固体介质，结构简单，缘主要依靠固体介质，结构简单，制造方便；可配用电磁操动机构、制造方便；可配用电磁操动机构、液压操动机构

34、或弹簧操动机构；可液压操动机构或弹簧操动机构；可制造各种电压等级产品。制造各种电压等级产品。 开断电流大，全开断时间短；增加压油开断电流大，全开断时间短；增加压油活塞装置加强机械油吹后，可开断活塞装置加强机械油吹后，可开断空载长线路。空载长线路。运行经验丰富，易于维护；运行经验丰富，易于维护；噪声低、油量少；油噪声低、油量少；油易劣化，需要一套油易劣化，需要一套油处理装置。处理装置。压缩空气压缩空气 断断路路 器器 结构较复杂，工艺和材料要求高；以压结构较复杂，工艺和材料要求高；以压缩空气作为灭弧介质和操动介质以缩空气作为灭弧介质和操动介质以及弧隙绝缘介质；操动机构与断路及弧隙绝缘介质；操动机

35、构与断路器合为一体；体积和重量比较小。器合为一体；体积和重量比较小。额定电流和开断能力都可以做得较大，适额定电流和开断能力都可以做得较大，适于开断大容量电路；动作快，开断于开断大容量电路；动作快，开断时间短。时间短。噪声较大；维修周期长，无噪声较大；维修周期长，无火灾危险；需一套压火灾危险；需一套压缩空气装置作为气源；缩空气装置作为气源；价格较高。价格较高。SFSF6 6断路器断路器 结构简单，但工艺及密封要求严格，对结构简单，但工艺及密封要求严格，对材料要求高；体积小、重量轻；有材料要求高；体积小、重量轻；有屋外敞开式和屋内落地罐式之别，屋外敞开式和屋内落地罐式之别，更多用于更多用于GISG

36、IS封闭式组合电器。封闭式组合电器。 额定电流和开断电流都可以做得很大；额定电流和开断电流都可以做得很大；开断性能好，可适于各种工况开断；开断性能好，可适于各种工况开断；SFSF6 6气体灭弧，绝缘性能好，所以断气体灭弧，绝缘性能好，所以断口电压可以做得较高；断口开距小。口电压可以做得较高；断口开距小。噪声低，维护工作量小；不噪声低，维护工作量小；不检修间断期长；断路检修间断期长；断路器价格目前较高；运器价格目前较高；运行稳定，安全可靠，行稳定，安全可靠，寿命长。寿命长。真真 空空断路器断路器 体积小、重量轻；灭弧室工艺及材料要体积小、重量轻；灭弧室工艺及材料要求高；以真空作为绝缘和灭弧介质；

37、求高；以真空作为绝缘和灭弧介质；触头不易氧化。触头不易氧化。 可连续多次操作，开断性能好；灭弧迅可连续多次操作，开断性能好；灭弧迅速，动作时间短；开断电流及断口速，动作时间短；开断电流及断口电压不能做得很高，目前只生产电压不能做得很高，目前只生产35kV35kV以下级。所谓真空，是指绝对以下级。所谓真空，是指绝对压力低于压力低于101.3kPa101.3kPa的空间。的空间。运行维护简单，灭弧室不需运行维护简单，灭弧室不需要检修，无火灾和爆要检修，无火灾和爆炸危险；噪声低。炸危险；噪声低。3、电弧、电弧电弧的产生电弧的产生 用断路器切断有电流通过的线路时，只要电源电用断路器切断有电流通过的线路

38、时，只要电源电压大于压大于1020V，电流大于，电流大于80100mA，在断路器的动静，在断路器的动静触头分离瞬间，触头间就会出现电弧，此时，触头虽已分触头分离瞬间，触头间就会出现电弧，此时，触头虽已分开，但是电路中的电流还在继续流通，只有电弧熄灭，电开，但是电路中的电流还在继续流通，只有电弧熄灭，电路才被真正断开。这说明电弧是导电的，电弧之所以能形路才被真正断开。这说明电弧是导电的，电弧之所以能形成导电通道，是因为电弧弧柱中出现了大量自由电子的结成导电通道，是因为电弧弧柱中出现了大量自由电子的结果。触头周围的介质是绝缘的，电弧的产生，说明绝缘介果。触头周围的介质是绝缘的，电弧的产生，说明绝缘

39、介质变成了导电的，发生了物态的转化。任何一种物质一般质变成了导电的，发生了物态的转化。任何一种物质一般都有三态，即固态、液态和气态，这三态随着温度的升高都有三态，即固态、液态和气态，这三态随着温度的升高而改变。当物质变为气态后，若温度再升高，一般要到而改变。当物质变为气态后，若温度再升高，一般要到5000以上，物质就会转化为第四态，即等离子体态。任以上，物质就会转化为第四态，即等离子体态。任何等离子体态的物质都是以离子状态存在的，具有导电的何等离子体态的物质都是以离子状态存在的，具有导电的特性。因此电弧的形成就是介质向等离子体态的转换过程。特性。因此电弧的形成就是介质向等离子体态的转换过程。电

40、弧的产生和维持是触头间中性质点（分子和原子）被游电弧的产生和维持是触头间中性质点（分子和原子）被游离的结果，游离就是中性质点转化为带电质点。从电弧形离的结果，游离就是中性质点转化为带电质点。从电弧形成过程来看，游离过程主要有以下四种形式：成过程来看，游离过程主要有以下四种形式：v强电场发射强电场发射当触头刚分开时，触头当触头刚分开时，触头间距离间距离s很小，虽然触头间电压很小，虽然触头间电压U不一定不一定很高，但可能产生很强的电场强度很高，但可能产生很强的电场强度E（E=U/s）。如果电场强度超过）。如果电场强度超过310-6V/m以上，阴极表面的电子以上，阴极表面的电子就会被电场力拉出而形成

41、触头空间的自就会被电场力拉出而形成触头空间的自由电子。这种游离方式称为强电场发射，由电子。这种游离方式称为强电场发射，也是在弧隙间最初产生电子的原因。也是在弧隙间最初产生电子的原因。v热电子发射热电子发射触头是由金属材料做成触头是由金属材料做成的，在常温下，金属内部就存在大量的的，在常温下，金属内部就存在大量的运动着的自由电子。随着温度的升高，运动着的自由电子。随着温度的升高，自由电子能量增加，运动加剧，有的电自由电子能量增加，运动加剧，有的电子就会跑出金属表面，形成热电子发射。子就会跑出金属表面，形成热电子发射。特别是电弧形成后，弧隙间的高温使阴特别是电弧形成后，弧隙间的高温使阴极表面受热会

42、出现强烈的炽热点，不断极表面受热会出现强烈的炽热点，不断地发射出电子，在电场力作用下，向阳地发射出电子，在电场力作用下，向阳极作加速运动。极作加速运动。v碰撞游离碰撞游离阴极表面发射出的电子和弧隙中阴极表面发射出的电子和弧隙中原有的少数电子在电场作用下，向阳极方向运原有的少数电子在电场作用下，向阳极方向运动，不断地与其它粒子（如气体原子、分子）动，不断地与其它粒子（如气体原子、分子）发生碰撞。电子与气体分子或原子碰撞时，就发生碰撞。电子与气体分子或原子碰撞时，就可使束缚在原子核周围的电子释放出来，形成可使束缚在原子核周围的电子释放出来，形成自由电子和正离子，这种现象就称为碰撞游离。自由电子和正

43、离子，这种现象就称为碰撞游离。新产生的电子也向阳极加速运动，同样也会使新产生的电子也向阳极加速运动，同样也会使它所碰撞的中性质点游离。碰撞游离连续进行它所碰撞的中性质点游离。碰撞游离连续进行就可能导致在触头间充满了电子和离子，它具就可能导致在触头间充满了电子和离子，它具有很大的电导，在外加电压作用下，触头间介有很大的电导，在外加电压作用下，触头间介质可能被击穿而形成电弧。质可能被击穿而形成电弧。v热游离热游离电弧产生之后，弧隙的温度电弧产生之后，弧隙的温度很高，在高温作用下，气体的不规则热很高，在高温作用下，气体的不规则热运动速度加剧。具有足够动能的中性质运动速度加剧。具有足够动能的中性质点互

44、相碰撞时，又可能游离出电子和正点互相碰撞时，又可能游离出电子和正离子，这种现象称为热游离。离子，这种现象称为热游离。2) 电弧的熄灭电弧的熄灭 电弧发生游离的同时，还进行着使带电质电弧发生游离的同时，还进行着使带电质点减少的去游离过程，去游离主要形式为复合点减少的去游离过程，去游离主要形式为复合和扩散。游离与去游离是电弧燃烧中的两个相和扩散。游离与去游离是电弧燃烧中的两个相反过程，游离过程使弧道中带电离子增加，有反过程，游离过程使弧道中带电离子增加，有助于电弧燃烧；去游离过程能使弧道中带电离助于电弧燃烧；去游离过程能使弧道中带电离子减少，有利于电弧熄灭。若去游离过程大于子减少，有利于电弧熄灭。

45、若去游离过程大于游离过程，将会使电弧燃烧减弱，以致电弧最游离过程，将会使电弧燃烧减弱，以致电弧最终熄灭。开关电器中，为了加强灭弧能力，都终熄灭。开关电器中，为了加强灭弧能力，都采用各种措施减弱游离过程。从等离子体观点采用各种措施减弱游离过程。从等离子体观点来看，也就是控制温度，使触头间的介质，由来看，也就是控制温度，使触头间的介质，由等离子体态转化为其它物态。等离子体态转化为其它物态。（四）隔离开关（四）隔离开关1、隔离开关的特点：隔离开关的特点： 隔离开关也是发电厂和变电所中常用的隔离开关也是发电厂和变电所中常用的电气设备，它需与断路器配套使用，隔离开电气设备，它需与断路器配套使用，隔离开关

46、无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电关无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流。流和短路电流。2、隔离开关的主要用途：、隔离开关的主要用途：1) 隔离电压：在电气设备检修时，用隔离开关将检修隔离电压：在电气设备检修时，用隔离开关将检修设备与电源电压隔离，设置明显断开点，以确保检设备与电源电压隔离，设置明显断开点，以确保检修的安全。修的安全。2) 倒闸操作：投入备用母线或旁路母线以及改变运行倒闸操作：投入备用母线或旁路母线以及改变运行方式时，常用隔离开关配合断路器，协调操作来完方式时，常用隔离开关配合断路器，协调操作来完成。成。3) 分、合小电流：因隔离开关具有一定的分、合小感分、合小电

47、流：因隔离开关具有一定的分、合小感性电流和电容电流的能力，故一般可用来进行以下性电流和电容电流的能力，故一般可用来进行以下操作。操作。v分、合无故障的避雷器、电压互感器和空分、合无故障的避雷器、电压互感器和空载母线。载母线。v分、合励磁电流不超过分、合励磁电流不超过2A的空载变压器。的空载变压器。v分、合电容电流不超过分、合电容电流不超过5A的空载线路。的空载线路。（五）电动机（五）电动机1)三相异步电动机的工作原理是什么？三相异步电动机的工作原理是什么？ 三相异步电动机是利用定子绕组中三相电流所三相异步电动机是利用定子绕组中三相电流所产生旋转磁场与转子导体内的感应电流相互作用产产生旋转磁场与

48、转子导体内的感应电流相互作用产生电磁力的原理而工作的。当定子的三相绕组通入生电磁力的原理而工作的。当定子的三相绕组通入三相对称电流时，就可以形成一个旋转磁场。通过三相对称电流时，就可以形成一个旋转磁场。通过这个磁场，定子把由电源获得的能量传递到转子，这个磁场，定子把由电源获得的能量传递到转子，并使转子转动，带动生产机械，完成由电能到机械并使转子转动，带动生产机械，完成由电能到机械能的转换。能的转换。2）厂用电动机的分类）厂用电动机的分类 电动机的种类很多，按电源性质可分为电动机的种类很多，按电源性质可分为直流电动机和交流电动机。交流电动机又可直流电动机和交流电动机。交流电动机又可分为同步电动机

49、和异步电动机。分为同步电动机和异步电动机。3）厂用电动机的特点）厂用电动机的特点 直流电动机具有良好的启动和调速特性，这一直流电动机具有良好的启动和调速特性，这一点是交流电动机不可比的。直流电动机可以借助调点是交流电动机不可比的。直流电动机可以借助调节磁场电流，在大范围内均匀而平滑的调速，且调节磁场电流，在大范围内均匀而平滑的调速，且调速电阻器只消耗极少的电能。此外还有启动转矩大、速电阻器只消耗极少的电能。此外还有启动转矩大、不依赖厂用交流电源等特点。因此，对调速性能和不依赖厂用交流电源等特点。因此，对调速性能和启动性能要求较高的厂用机械，以及发电厂中的密启动性能要求较高的厂用机械，以及发电厂

50、中的密封油泵、润滑油泵等重要负荷的备用泵都采用直流封油泵、润滑油泵等重要负荷的备用泵都采用直流电动机拖动。直流电动机的缺点是制造工艺复杂、电动机拖动。直流电动机的缺点是制造工艺复杂、成本高、维护量大，特别是换向器部分，工作可靠成本高、维护量大，特别是换向器部分，工作可靠性较差。性较差。 异步电动机又称感应电动机，按其异步电动机又称感应电动机，按其转子绕组的型式可分为鼠笼式和绕线式转子绕组的型式可分为鼠笼式和绕线式两种。异步电动机同直流电动机和交流两种。异步电动机同直流电动机和交流同步电动机相比较，具有结构简单、价同步电动机相比较，具有结构简单、价格便宜、工作可靠、使用方便等一系列格便宜、工作可