电气培训教材1.doc

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1、2022年-2023年建筑工程管理行业文档 齐鲁斌创作长沙天宁热电有限公司电 气 培 训 教 材(试行版)版 次A/O分发号文件编号持有人状 态受控 非受控 作废密 级秘密 机密 绝密编制/日期罗军 2010.8.18初审/日期谢存辉 2010.8.19复审/日期符卫科 2010.8.23审核/日期邝永胜 2010.8.25批准/日期刘宇汉 2010.8.272010年 8月 30 日发布 目录第一篇 电气基础知识4第一章 基础知识4第一节 公共部分基础知识4第二节 发电机部分基础知识7第三节 变压器部分基础知识12第四节 电动机部分基础知识14第五节 互感器部分基本知识20第六节 断路器部分

2、基础知识21第七节 避雷器部分基础知识22第二篇 电气一次系统部分23第一节 电气主接线的介绍及正常运行方式23第二节 本厂需进行同期的开关23第三节 主系统的运行监视24第四节 主系统的事故处理24第五节 厂用电系统操作的一般规定28第三篇 电气设备29第一章 发电机29第一节 发电机简要介绍29第二节 发电机允许运行方式31第三节 励磁系统31第四节 发电机大修或小修后启动前的工作33第五节 发电机准同期并列的条件及操作步骤33第六节 发电机解列35第七节 发电机异常运行及事故处理35第二章 变压器38第一节 变压器的构成及铭牌规范38第二节 变压器的允许运行方式40第三节 变压器投运前的

3、检查41第四节 变压器的中性点接地刀42第五节 变压器的异常运行及处理42第六节 干式变压器的检查项目44第三章 电动机45第一节 电动机额定参数及型号意义45第二节 电动机运行参数的规定46第三节 电动机的检查项目47第四节 电动机的异常运行及处理48第四章 互感器50第一节 电压互感器的原理及作用50第二节 电压互感器的铭牌介绍及类型51第三节 电压互感器操作注意事项及事故处理53第四节 电力互感器的工作原理及作用54第五节 电流互感器的规范及介绍54第六节 电流互感器的允许运行方式及检查项目55第五章 断路器56第一节 断路器的运行操作56第二节 断路器的事故处理及联锁57第三节 六氟化

4、硫断路器的介绍58第四节 六氟化硫断路器的检查项目及异常处理59第五节 交流接触器及熔断器的介绍60第六章 隔离开关62第一节 隔离开关的作用及检查项目62第二节 隔离开关的操作63第七章 避雷器64第一节 避雷器的规范及参数定义64第二节 避雷器的检查及事故处理65第八章 母线65第一节 母线规范及运行参数65第二节 母线的检查项目及型号说明66第四篇UPS系统68第一节 UPS的介绍及作用68第二节 UPS的运行方式69第五篇 继电保护及自动装置70第一节 继电保护的概念、任务及基本要求70第二节 备用电源的作用及要求71第三节 继电保护的运行方式、规定、要求及注意事项71第三节 继电保护

5、投运注意事项及检查项目72第四节 保护回路联动试验时应遵守的项目73第五节 值班人员应对保护装置定期检查的内容73第六节 根据调度命令应执行并记录的内容74第六篇 蓄电池及直流系统75第一节 直流系统的作用和基本概念75第二节 直流系统的运行监视及故障处理75第三节 蓄电池的充放电76第四节 蓄电池的运行维护注意事项77第一章 基础知识第一节 公共部分基础知识1. 涡流是怎样产生的？有何利弊？ 置于变化磁场中的导电物体内部将产生感应电流，以反抗磁通的变化，这种电流以磁通的轴线为中心呈涡旋形态，故称涡流。在电机中和变压器中，由于涡流存在，将使铁芯产生热损耗，同时，使磁场减弱，造成电气设备效率降低

6、，容量不能充分利用，所以，多数交流电气设备的铁芯，都是用0.35或0.5毫米厚的硅钢片迭成，涡流在硅钢片间不能穿过，从而减少涡流的损耗。涡流的热效应也有有利一面，如可以利用它制成感应炉冶炼金属，可制成磁电式、感应式电工仪表，还有电度表中的阻尼器，也是利用磁场对涡流的力效应制成的。2. 什么是正弦交流电？正弦交流电是指电路中的电流、电压及电势的大小都随着时间按正弦函数规律变化，这种大小和方向都随时间做周期性变化的电流称交变电流，简称交流。3. 什么是交流电的周期、频率和角频率？交流电在变化过程中，它的瞬时值经过一次循环又变化到原来瞬时值所需要的时间，即交流电变化一个循环所需的时间，称为交流电的周

7、期。周期用符号T表示，单位为秒。周期越长交流电变化越慢，周期愈短，表明愈快。交流电每秒种周期性变化的次数叫频率。用字母F表示，它的单位是周/秒，或者赫兹，用符号Hz表示。它的单位有赫兹，千赫、兆赫。角频率与频率的区别在于它不用每秒钟变化的周数来表示交流电变化的快慢，而是用每秒种所变化的电气角度来表示。4. 什么是交流电的相位，初相角和相位差？交流电动势的波形是按正弦曲线变化的，其数学表达式为：e=EmSint。上式表明在计时开始瞬间导体位于水平面时的情况。如果计时开始时导体不在水平面上，而是与中性面相差一个角，那么在t=0时，线圈中产生的感应电势为E=Emsin。若转子以角度旋转，经过时间t后

8、，转过t角度，此时线圈与中性面的夹角为：（t+）上式为正弦电势的一般表达式，也称作瞬时值表达式。式中：T+ -相位角，即相位； -初相角，即初相 。表示t=0时的相位。在一台发电机中，常有几个线圈，由于线圈在磁场中的位置不同，因此它们的初相就不同，但是它们的频率是相同的。另外，在同一电路中，电压与电流的频率相同，但往往初相也是不同的，通常将两个同频率正弦量相位之差叫相位差。5. 简述感抗、容抗的意义。交流电路的感抗，表示电感对正弦电流的限制作用。在纯电感交流电路中，电压有效值与电流有效值的比值称作感抗。用符号X表示。XL=U/I=L=2fL。纯电容交流电路中，电压与电流有效值的比值称做容抗，用

9、符号XC表示。即：XC=U/I=1/2fC。6. 交流电的有功功率、无功功率和视在功率的意义是什么？电流在电阻电路中，一个周期内所消耗的平均功率叫有功功率，用P表示，单位为瓦。储能元件线圈或电容器与电源之间的能量交换，时而大，时而小，为了衡量它们能量交换的大小，用瞬时功率的最大值来表示，也就是交换能量的最大速率 ，称作无功功率，用Q表示，电感性无功功率用QL表示，电容性无功功率用QC表示，单位为乏。在电感、电容同时存在的电路中，感性和容性无功互相补偿，电源供给的无功功率为二者之差，即电路的无功功率为：Q=QL-QC=UISin。7. 什么叫有功?什么叫无功? 在交流电能的发、输、用过程中，用于

10、转换成非电、磁形式的那部分能量叫有功。用于电路内电、磁场交换的那部分能量叫无功。8. 什么是功率因数？提高功率因数的意义是什么？提高功率因数的措施有哪些？功率因数COS，也叫力率，是有功功率和视在功率的比值，即COS=P/S。在一定的额定电压和额定电流下，功率因数越高，有功所占的比重越大，反之越低。发电机的额定电压，电流是一定的，发电机的容量即为它的视在功率，如果发电机在额定容量下运行，其输出的有功功率的大小取决于负载的功率因数，功率因数低时，发电机的输出功率低，其容量得不到充分利用。功率因数低，在输电线路上将引起较大的电压降和功率损耗。因当输电线输送功率一定时，线路中电流与功率因数成反比即I

11、=P/COS，当功率因数降低时，电流增大，在输电线电阻电抗上压降增大，使负载端电压过低，严重时，影响设备正常运行，用户无法用电。此外，电阻上消耗的功率与电流平方成反比，电流增大要引起线损增加。提高功率因数的措施有：合理地选择和使用电气设备，用户的同步电动机可以提高功率因数，甚至可以使功率因数为负值，即进相运行。而感应电动机功率因数很低，尢其是空载和轻载运行时 ，所以应该避免感应电动机空载或轻载运行。安装并联补偿电容器或静止补偿等设备，使电路中总的无功功率减少。9. 什么是三相交流电源？它和单相交流电比有何优点？由三个频率相同，振幅相等，相位依次互差120度电角度的交流电势组成的电源称为三相交流

12、电源。它是由三相交流发电机产生的。日常生活中所用的单相交流电，实际上是由三相交流电的一相提供的，由单相发电机发出的单相交流电源现在已经很少采用。三相交流电较单相交流电有很多优点，它在发电、输配电以及电能转换成机械能等方面都有明显的优越性。例如：制造三相发电机、变压器都较制造容量相同的单相发电机、变压器节省材料，而且构造简单，性能优良，又如，由同样材料所制造的三相电机，其容量比单相电机大50%，在输送同样功率的情况下，三相输电线较单相输电线可节省有色金属25%，而且电能损耗较单相输电时少。由于三相交流电有上述优点所以获得了广泛的应用。10. 三相对称电路的功率如何计算？三相对称电路，不论负载接成

13、星形还是三角形，计算功率的公式完全相同：有功功率：P= U线*I线*Sin； 无功功率：P= U线*I线*Cos； 视在功率：P= U线*I线。11. 什么是中性点位移现象？在三相电路中电源电压三相对称的情况下，不管有无中性线，中性点的电压都等于零。如果三相负载不对称，且没有中性线或中性线阻抗较大，则三相负载中性点就会出现电压，这种现象成为中性点位移现象。12. 什么是电源的星形、三角形连接方式？12.1 电源的星形连接：将电源的三相绕组的末端X、Y、Z连成一节点，而始端A、B、C分别用导线引出接到负载，这种接线方式叫电源的星形连接方式，或称为Y连接。如我厂的发电机接线。三绕组末端所连成的公共

14、点叫做电源的中性点，如果从中性点引出一根导线，叫做中性线或零线。对称三相电源星形连接时，线电压是相电压的 倍，且线电压相位超前有关相电压30。如我厂的主变为Yn,d11,在差动保护中为了将超前的30补偿过来，主变高、低压侧的电流互感器的接线采用D,Y接线。12.2 电源的三角形连接：将三相电源的绕组，依次首尾相连接构成的闭合回路，再以首端A、B、C引出导线接至负载，这种接线方式叫做电源的三角形连接，或称为连接。三角形相连接时每相绕组的电压即为供电系统的线电压。13. 什么叫做内部过电压？什么叫大气过电压？对设备有什么危害？内部过电压是由于操作、事故或电网参数配合不当等原因，引起电力系统的状态发

15、生突然变化时，引起的对系统有危害的过电压。大气过电压也叫外部过电压，是由于对设备直击雷击造成直击雷过电压或雷击于设备附近的，在设备上产生的感应雷过电压。内部过电压和大气过电压都较高，可能引起绝缘薄弱点的闪络，引起电气设备绝缘损坏，甚至烧毁。14. 什么是相电流、相电压和线电流、线电压？由三相绕组连接的电路中，每个绕组的始端与末端之间的电压叫相电压。各绕组始端或末端之间的电压叫线电压。各相负荷中的电流叫相电流。各断线中流过的电流叫线电流。15. 什么叫保护接地和保护接零？保护接地是指把电气设备金属外壳、框架等通过接地装置与大地可靠的接地。在电源中性点不接地系统中，它是保护人身安全的重要措施。保护

16、接零是在电源中性点接地的系统中，把电气设备的金属外壳、框架等与中性点引出的中线相连接，同时也是保护人身安全的重要措施。16. 什么叫电气设备的倒闸操作？当电气设备检修或故障时，运行人员须将电气设备停电并布置安全措施，使检修人员能够安全地将设备检修完毕，这种将电气设备由一种状态转换为另一种状态时，需要进行的一系列操作就称为电气设备的倒闸操作。17. 什么叫异步？异步电动机转子的转速必须小于定子旋转磁场的转速，两个转速不能同步，故称“异步”。18. 什么叫异步电动机的转差率？异步电动机的同步转速与转子转速之差叫转差，转差与同步转速的比值的百分值叫异步电动机的转差率。19. 什么是“远后备”？“远后

17、备”是指当元件故障而其保护装置式开关拒绝动作时，由各电源侧的相邻元件保护装置动作将故障切开。20. 什么是“近后备”？“近后备”则用双重化配置方式加强元件本身的保护，使之在区内故障时，保护无拒绝动作的可能，同时装设开关失灵保护，以便当开关拒绝跳闸时启动它来切开同一变电所母线的高压开关，或遥切对侧开关。21. 什么是零序保护？在大短路电流接地系统中发生接地故障后，就有零序电流、零序电压和零序功率出现，利用这些电气量构成保护接地短路的继电保护装置统称为零序保护。22. 什么叫距离保护？距离保护是以距离测量元件为基础构成的保护装置，其动作和选择性取决于本地测量参数（阻抗、电抗、方向）与设定的被保护区

18、段参数的比较结果，而阻抗、电抗又与输电线的长度成正比，故名距离保护。23. 什么是小电流接地系统？中性点不接地或经消弧线圈接地的系统，当发生单相接地故障时，由于不能构成短路回路，接地电流往往比负荷电流小得多，所以这种系统称为是小电流接地系统。一般66kv及以下系统常采用这种系统。24. 什么是大电流接地系统？中性点直接接地（包括经小阻抗接地）得系统，当发生单相接地故障时，接地电流一般都比较大，所以称为大电流接地系统。一般110kv及以上的系统采用大电流接地系统。第二节 发电机部分基础知识1、 发电机正常运行中，应保持额定频率50HZ，允许变化范围为额定值的0.2，在此范围内时，发电机可按额定容

19、量运行。当频率变化超过上述范围时，应使定子、转子电流和各部位温度不超过额定值。其影响如下：1.1 频率降低引起转子的转速降低，使两端风扇鼓进的风量降低，使发电机冷却条件变坏，各部分温度升高。1.2 频率低，致使转子线圈的温度增加，否则就得降低出力。1.3 频率低还可能引起汽机断叶片。1.4 频率降低时，为了使端电压保持不变，就得增加磁通，这就容易使定子铁芯饱和，磁通逸出，使机座的某些结构部件产生局部高温，有的部位甚至冒火星。1.5 频率低时，厂用电动机的转速降低，致使出力下降，也对用户用电的安全、产品质量、效率等都有不良的影响。1.6 频率低，电压也低，这是因为感应电势的大小与转速有关的缘故，

20、同时发电机的转速低还使同轴励磁机的输出减少，影响无功的输出。2、 在额定负荷连续运行时，发电机三相电流之差，不得超过额定电流的10，同时任何一相的电流不得大于额定值。原因如下：2.1 发电机转子表面过热。三相电流不对称，产生负序磁场，这个磁场扫过转子表面、转子表面产生二倍工频电流而引起损耗，造成局部高温，转子线圈的温度受到直接的影响。2.2 转子产生振动。一般振动是由脉动力矩造成的，而脉动力矩的产生与转子磁场不对称有关。不对称的三相电流所产生的负序磁场与转子有相对速度，而转子磁路是不对称的，当负序磁场正对着转子纵轴附近时，气隙小，磁阻小，磁通就大，定子与转子的作用力就大，反之，当负序磁场对着转

21、子横轴附近时，气隙大，磁阻大，定子转子的作用力就小。这样，负序磁场与转子之间作用力时大时小，使力矩脉动，从而使转子产生振动。所以发电机三相电流不平衡度愈大，这些不利因素愈利害。因此规程规定发电机在运行时三相电流不对称程度不得超过额定值的10%。3、 发电机采用星形连接的特点：发电机的电动势随时间变化的波形取决于气隙中磁通密度沿空间分布的形状，在实际的电机结构中，不可能使磁通密度沿空间的分布完全做到正弦分布，只能说是接近正弦分布，所以磁通势中都有高次谐波，电动势中也有高次谐波。在高次谐波中，三次谐波占主要成分，其特点是A、B、C三相电动势中三个三次谐波电动势是同相的。如果将发电机接成三角形接线的

22、话，那么在三角形接线中的三个三次谐波电动势叠加，三次谐波的电流可以流通，这个电流就会产生额外的损耗使发电机绕组发热；而在星形接线中，因为三次谐波电动势都同时指向中性点或背向中性点，三次谐波电流构不成回路，不能流通，虽然三次谐波电动势存在于相电动势中，但是并不存在于线电动势中，因此他们互相抵消了，所以发电机一般都接成星形接线。 4、 发电机的运行特性：4.1 发电机对称运行特性：4.1.1 同步发电机的基本特性：同步发电机对称运行是指电机转速为额定值且保持恒定，并供给三相对称负载时的一种稳态运行方式。此时，同步发电机的运行性能可以通过它的基本特性，以及由这些特性所求得的一些主要参数来加以说明。对

23、称运行时，同步发电机的主要变量有端电压U、电枢电流I、激磁电流If和功率因数cos。说明上述变量之间关系的函数或曲线即为同步发电机的基本特性。一般用特性曲线只能表示两个变量之间的关系，由此， 同步机有以下几个基本特性：a） 空载特性： 当I0时，U0f (I f )。b） 短路特性： 当U0时，Ikf (I f )。表征同步电机特性的主要参数是同步电抗xs、xd、xq及漏抗x4.1.2 同步发电机的空载特性：同步电机作为发电机运行时，其转于由原动机带动。正常运行时其转速固定不变，恒等于额定转速同步转速。同步发电机的转子绕组加上直流激磁，而电枢绕组开路，即为同步发电机的空载运行。其时，空气隙中只

24、有一个由转子激磁的机械旋转磁场。该磁场截切电枢绕组便将感应三相对称的空载电势E0，由于电枢绕组开路，所以这时同步发电机的端电压即等于空载电势E0。空载运行特性就是讨论转子直流激磁电流I f和空载电势E0的关系。实际运行时，发电机空载运行是很少遇到的，但空载特性E0f (I f )却是同步电机的一个重要特性，体现着电机中磁与电的关系，并能由此求出同步电机的一些主要参数。因为空载电势和转子磁场的每极磁通成正比，而转子激磁电流和转子激磁磁势成正比，因此只要选用不同的比例尺，E0f (I f )和同步电机的磁化曲线0f (I f )是相同的。4.1.3 同步发电机的短路特性：和空载运行一样，短路也不是

25、同步电机的正常工作方式。同步发电机的短路特性是指在进行发电机三相稳态短路试验时， 电枢短路电流电枢短路Ik与激磁电流If间的关系曲线。它不仅可以用来说明同步发电机的性能，更主要的是可藉以测定同步电机的参数。发电机短路后，端电压U0，电枢短路电流IkE0/Za。由于电枢电阻和同步电抗相比较时可以略去不计，即Zsjxs，因此短路电流可认为是纯感应性电流，内功率因数角接近90度滞后。这时的电枢电流只有直轴分量，它所产生的电枢反应为纯粹的去磁作用。同步发电机在短路时的相量图如图18-5所示，其空载电势E0和同步电抗电压降j Ik xs 相等。如系凸极机，则所用的同步电抗应为直轴同步电抗。测定短路特性时

26、，应先将三相电枢绕组在出线端处短接，再起动原功机将发电机带到同步转速，通入不同数值的激磁电流If，读取每次相应的短路电流Ik，即得同步发电机的短路特性。4.2 发电机不对称运行特性：一般说来，同步发电机所带的负载是对称的。三相电力负载均系对称负载，必要的单相负载如照明负载等也被尽可能均匀地分配于三相中。在特殊情况下，三相电力系统也有可能供给大容量的单相负载，如冶金用单相电炉，从而引起三相电压和三相电流的不对称。不对称负载将对同步发电机带来不利的影响，因而我们有必要来研究同步发电机不对称运行的分析方法及所带负载的容许不对称程度。分析同步发电机不对称运行的基本方法，和分析异步电机不对称运行的方法一

27、样是对称分量法。应用对称分量法，可以把发电机不对称的三相电压、电流及其所激励的磁势分解为正序分量、负序分量和零序分量，然后对各个分量分别建立的端点方程式和相序方程式，求解各序分量并研究各序分量分别所产生的效果，最后，将它们叠加起来，就得出实际不对称运行的结果和影响。在不对称运行时，同步发电机的空气隙磁场为一椭圆形旋转磁场，即除了正序旋转磁场以外，尚有负序旋转磁场。因为它们的旋转方向不同，所以转子回路的反应也各不相同，对不同相序的电流，同步电机呈显的电抗也就有不同的数值。当同步电机对称运行时，如前面各章所讨论的情形，定子电流为一稳定的对称三相电流，实际上即一组正序分量，它们所产生的旋转磁场(即正

28、序旋转磁场)和转子之间没有相对运动，这个磁场并不能在转子绕组中产生感应电势，这个电流所遇到的电抗便是同步电抗。故同步电机的正序电抗即系同步电抗，即x+xs 。不对称运行时，负序电流所产生的负序旋转磁场以同步转速向着和转子转向相反的方向旋转，即该磁场将以两倍同步转速载切转子绕组，将在转子绕组中感应一个两倍于电源频率的交变电流。对于负序旋转磁场而言，转子绕组的作用为一短路绕组，致使负序电流所遇到的便不再是同步电抗，而是另一个电抗x-，称它为负序电抗，其数值远较同步电抗为小。负序旋转磁场在转子激磁绕组和阻尼绕组中所感应的两倍频率的交变电流，将引起附加的铜损耗；负序旋转磁场还将在转子表面产生涡流，从而

29、引起附加表面损耗。这些损耗都将使转子温升提高。此外，负序旋转磁场还将在转子轴和定子机座引起振动。当零序电流流过定子绕组时，由各相零序电流所产生的三个脉动磁势，其幅值相等，时间上同相，而三者在空间各相隔120电角度，因此三相零序基波合成磁势恰相互抵消，不形成气隙互磁通，只存在一些漏磁场，数值一般很小。零序电流所遇到的电抗为带有漏抗性质的零序电抗，用x0代表，x0较x-更小。定子绕组中的单相短路电流将产生一个脉动电枢反应磁场，它可以分解为两个向相反方向旋转的旋转磁场。正序旋转磁场将以同步转速和转子向着相同的方向旋转，它并不截切转子绕组，因而不会在转子绕组中感应任何电势；负序旋转磁场将以2倍于同步转

30、速截切转子绕组，因而将在转子绕组中感应一具有2倍同步频率的电流。这一具有2倍同步频率的电流将在激磁绕组回路中流通，也为一单相电流，它也将产生一脉动磁场，沿着转子磁轴以2倍同步频率脉动。这一脉动磁场同样可以分解为2个向着相反方向旋转的旋转磁场，对于转子各以2倍同步转速旋转。因为转子本身正以同步转速旋转着，所以以上所得的由转子电流所生的负序旋转磁场，相对于定子的转速便为同步转速，它和定子负序磁场同步。由转子电流所生的正序旋转磁场，相对于定子的旋转转速却为3倍同步转速，它将在定子绕组中感应一个三次谐波电流。定子绕组中的这个三次谐波电流分量又将产生一个三次谐波的脉动磁场，沿着定子磁轴以3倍同步频率脉动

31、。该三次谐波脉动磁场依旧可以被分解为2个向着相反方向旋转的旋转磁场。由此而得的正序旋转磁场将以2倍同步转速截切转子绕组，与由转子电流中的二次谐波分量所全的正序旋转磁场同步。负序旋转磁场则将以4倍同步转速截切转子绕组，因而在转子绕组中感应一个四次谐波电流。转子电流中的四次谐波分量将再激励2个向相反方向旋转的旋转磁场，对于转子以4倍同步转速旋转。其负序分量以3倍同步速度截切定子绕组，与由定子电流中三次谐波分量所生的负序磁场同步；正序分量则以5倍同步转速截切定子绕组，因而在定子绕组中感应一个五次谐波电流。由定子电流中的五次谐波分量所产生的定子磁场，将在转子绕组中感应一个六次谐波电流。六次谐波的转子电

32、流，再将感应一个七次谐波的定子电流。这种反复反应的过程，理论上将无限止地继续下去，结果是定子电流中包含有基波分量和所有的奇次谐波分量，转子电流中包含有直流部分和所有的偶次谐波分量。5、准同期并列的条件及不符合这些条件所产生的后果：5.1 电压相等。其后果是并列后，发电机和系统间有无功性质的环流出现。5.2 电压相位一致。其后果是可能产生很大的冲击电流，使发电机烧毁，或使端部受到巨大的电动力的作用而损坏。5.3 频率不等：其后果是将产生拍振电压和拍振电流，这个拍振电流的有功成分在发电机机轴上产生的力矩，将使发电机产生机械振动。当频率相差较大时，甚至使发电机并入后不能同步。5.4 相序不同会严重烧

33、毁发电机。6、 发电机大轴接地电刷的用途：6.1 消除大轴对地的静电电压。6.2 供转子接地保护装置用。6.3 供测量转子线圈正、负极对地电压用。7、 发电机三相电流不对称运行的影响：7.1 发电机转子表面过热。三相电流不对称，产生负序磁场，这个磁场扫过转子表面、转子表面产生二倍工频电流而引起损耗，造成局部高温，转子线圈的温度受到直接的影响。7.2 转子产生振动。一般振动是由脉动力矩造成的，而脉动力矩的产生与转子磁场不对称有关。不对称的三相电流所产生的负序磁场与转子有相对速度，而转子磁路是不对称的，当负序磁场正对着转子纵轴附近时，气隙小，磁阻小，磁通就大，定子与转子的作用力就大，反之，当负序磁

34、场对着转子横轴附近时，气隙大，磁阻大，定子转子的作用力就小。这样，负序磁场与转子之间作用力时大时小，使力矩脉动，从而使转子产生振动。所以发电机三相电流不平衡度愈大，这些不利因素愈利害。因此规程规定发电机在运行时三相电流不对称程度不得超过额定值的10%。8、 端电压高了对发电机本身的影响。电压高时对发电机的影响：8.1 有可能使转子绕组的温度升高到超出允许值；8.2 定子铁芯温度升高；8.3 定子的结构部件可能出现局部高温；8.4 对定子绕组绝缘产生威胁。9、 端电压低了对发电机本身的影响。9.1 降低运行的稳定性，一个是并列运行的稳定性，一个是发电机电压调节的稳定性。9.2 定子绕组温度可能升

35、高。10、 频率高了或低了对发电机本身的影响。频率最高不应超过52.5HZ，即超出额定值的5%。频率增高，主要是受转动机械强度限制，频率高，电机的转速高，而转速高，转子上的离心力就增大，这就易使转子的某些部件损坏。频率低对发电机的影响：10.1 频率降低引起转子的转速降低，使两端风扇鼓进的风量降低，使发电机冷却条件变坏，各部分温度升高。10.2 频率低，致使转子线圈的温度增加，否则就得降低出力。10.3 频率低还可能引起汽机断叶片。10.4 频率降低时，为了使端电压保持不变，就得增加磁通，这就容易使定子铁芯饱和，磁通逸出，使机座的某些结构部件产生局部高温，有的部位甚至冒火星。10.5 频率低时

36、，厂用电动机的转速降低，致使出力下降，也对用户用电的安全、产品质量、效率等都有不良的影响。10.6 频率低，电压也低，这是因为感应电势的大小与转速有关的缘故，同时发电机的转速低还使同轴励磁机的输出减少，影响无功的输出。第三节 变压器部分基础知识1、 变压器作工作原理：变压器工作原理是基于“电生磁、磁生电”这个基本的电磁现象。以双绕组变压器为例，当一次线圈加上电压U1，流过交流电流i1时，在铁芯中产生交变磁通，这些磁通的大部分即链接着本线圈，也匝链着二次线圈，称为主磁通。在主磁通作用下两侧线圈分别感应起电势E1和E2，电势的大小与匝数成正比。2、 作用：电力系统中，在向远方输送电力时，为了减少线

37、路上的电能损耗，需要把电压升高，为了满足用户用电需要，又需要把电压降低，变压器就是用来改变电压高低的电器设备。仅改变交流电的电压，进行能量的传递，而不能产生能量，遵守能量转换和守恒原理。3、 分类：3.2 按相数：单相、三相；3.3 按绕组数目：双绕组、三绕组；3.4 按冷却介质：油浸式（自冷、风冷、水冷、强迫油循环及导向风冷或水冷）、干式；4、变压器并列运行的条件：变压器是电力网中的重要电气设备，由于连续运行的时间长，为了使变压器安全经济运行及提高供电的可靠性和灵活性，在运行中通常将两台或以上变压器并列运行。变压器并列运行，就是将两台或以上变压器的一次绕组并联在同一电压的母线上，二次绕组并联

38、在另一电压的母线上运行。其意义是：当一台变压器发生故障时，并列运行的其它变压器仍可以继续运行，以保证重要用户的用电；或当变压器需要检修时可以先并联上备用变压器，再将要检修的变压器停电检修，既能保证变压器的计划检修，又能保证不中断供电，提高供电的可靠性。又由于用电负荷季节性很强，在负荷轻的季节可以将部分变压器退出运行，这样既可以减少变压器的空载损耗，提高效率，又可以减少无功励磁电流，改善电网的功率因数，提高系统的经济性。 变压器并列运行最理想的运行情况是：当变压器已经并列起来，但还没有带负荷时，各台变压器之间应没有循环电流；同时带上负荷后各台变压器能合理地分配负荷，即应该按照它们各自的容量比例来

39、分担负荷。因此，为了达到理想的运行情况，变压器并列运行时必须满足下面条件：4.1. 额定电压分别相等（允许误差在5以内）；若加于变压器的电压低于额定值，对变压器寿命不会有任何不良影响，但将影响变压器容量不能充分利用。若加于变压器的电压高于额定值，对变压器是有不良影响的。当外加电压增大时，铁芯的饱和程度增加，使电压和磁通的波形发生严重的畸变，且使变压器的空载电流大增。电压波形的畸变也即出现高次谐波，这要影响电能的质量，其危害如下：4.1.1、 引起用户电流波形的畸变，增加电机和线路上的附加损耗。4.1.2、 可能在系统中造成揩波共振现象，导致过电压使绝缘损坏。4.1.3、 线路中电流的高次谐波会

40、影响电讯线路，干扰电讯的正常工作。4.1.4、 某些高次谐波会引起某些继电保护装置不正确动作。4.2. 接线组别相同；在变压器的联接组别中“Yn”表示一次侧为星形带中性线的接线，Y表示星形，n表示带中性线；“d”表示二次侧为三角形接线。“11”表示变压器二次侧的线电压Uab滞后一次侧线电压UAB330度（或超前30度）。我厂主变的接线组别就是“Yn，d11”，其中11就是表示：当一次侧线电压相量作为分针指在时钟12点的位置时，二次侧的线电压相量在时钟的11点位置。也就是，二次侧的线电压Uab滞后一次侧线电压UAB330度（或超前30度）。如果接线组别不同，说明并列变压器的二次线电压不同相，在二

41、次绕组回路中产生很大的环流，会烧毁绕组。4.3. 阻抗电压应相等（允许误差在10以内）；阻抗电压是将变压器的二次绕组短路，使一次绕组电压慢慢加大，当二次绕组的短路电流达到额定电流时，一次绕组所施加的电压（短路电压）与额定电压的比值百分数。阻抗电压Uk (%)是涉及到变压器成本、效率和运行的重要经济指标和对变压器进行状态诊断的主要参数依据之一。阻抗电压不等的变压器并列运行时，其变压器的负荷分配与变压器的阻抗电压大小成反比。因此要求并列运行的变压器其阻抗电压值之差应在10以内。4.4. 相序相同；5、 新变压器或大修后的变压器在正式投运前要做冲击试验的原因:5.1. 检查变压器绝缘强度能否承受全电

42、压或操作过电压的冲击。当拉开空载变压器时,是切断很小的激磁电流,可能在激磁电流到达零点之前发生强制熄灭,由于断路器的截流现象,使具有电感性质的变压器产生的操作过电压,其值除与开关的性能、变压器结构等有关外,变压器中性点的接地方式也影响切空载变压器过电压。一般不接地变压器或经消弧线圈接地的变压器,过电压幅值可达4-4.5倍相电压,而中性点直接接地的变压器,操作过电压幅值一般不超过3倍相电压。这也是要求做冲击试验的变压器中性点直接接地的原因所在。5.2. 考核变压器在大的励磁涌流作用下的机械强度和考核继电保护在大的励磁涌流作用下是否会误动。新变压器投入一般需冲击五次,大修后的变压器投入一般需冲击三

43、次。5.3. 取变压器油样时不退瓦斯保护的原因：因为只是取少量的油用来油质分析，是不用退出瓦斯保护，因为取油量很少。取油时油流方向是反的，不会引起瓦斯动作 ，重瓦斯整定值是油流速度达到一定值时我们是1M每秒，所以取少量油不可能是油流向油枕产生很高的速度，而且重瓦斯挡板动作方向也是相反的。6、 瓦斯继电器。6.1 瓦斯继电器工作原理与作用：在瓦斯保护继电器内，上部是一个密封的浮筒，下部是一块金属档板，两者都装有密封的水银接点。浮筒和档板可以围绕各自的轴旋转。在正常运行时，继电器内充满油，浮筒浸在油内，处于上浮位置，水银接点断开；档板则由于本身重量而下垂，其水银接点也是断开的。当变压器内部发生轻微

44、故障时，气体产生的速度较缓慢，气体上升至储油柜途中首先积存于瓦斯继电器的上部空间，使油面下降，浮筒随之下降而使水银接点闭合，接通延时信号，这就是所谓的“轻瓦斯”；当变压器内部发生严重故障时，则产生强烈的瓦斯气体，油箱内压力瞬时突增，产生很大的油流向油枕方向冲击，因油流冲击档板，档板克服弹簧的阻力，带动磁铁向干簧触点方向移动，使水银触点闭合，接通跳闸回路，使断路器跳闸，这就是所谓的“重瓦斯”。重瓦斯动作，立即切断与变压器连接的所有电源，从而避免事故扩大，起到保护变压器的作用。6.2 瓦斯继电器保护范围：瓦斯保护是变压器的主要保护，油箱内绕组相间短路、绕组匝间短路、绕组与铁芯或与外壳间的短路、铁芯

45、故障、油面下降、分接开关接触不良等使瓦斯保护动作。但是它不能反映油箱外部电路（如引出线上）的故障，所以不能作为保护变压器内部故障的唯一保护装置。另外，瓦斯保护也易在一些外界因素（如地震）的干扰下误动作，对此必须采取相应的措施。6.3 瓦斯继电器的安装：瓦斯继电器安装在变压器到储油柜的连接管路上，安装时应注意：6.3.1 先将气体继电器管道上的碟阀关严。如碟阀关不严或有其他情况，必要时可放掉油枕中的油，以防在工作中大量的油溢出。6.3.2 新气体继电器安装前，应检查有无检验合格证明，口径、流速是否正确，内外部件有无损坏，内部如有临时绑扎要拆开，最后检查浮筒、档板、信号和跳闸接点的动作是否可靠，并

46、关好放气阀门。6.3.3 气体继电器应水平安装，顶盖上标示的箭头方向指向油枕，工程中允许继电器的管路轴线方向往油枕方向的一端稍高，但与水平面倾斜不应超过4%。6.3.4 打开碟阀向气体继电器充油，充满油后从放气阀门放气。如油枕带有胶囊，应注意充油放气的方法，尽量减少和避免气体进入油枕。6.3.5 进行保护接线时，应防止接错和短路，避免带电操作，同时要防止使导电杆转动和小瓷头漏油。6.3.6 投入运行前，应进行绝缘摇测及传动试验。7、 突然短路对变压器的危害：当变压器一次加额定电压，二次端头发生突然短路时，短路电流很大，其值可达额定电流的2030倍（小容量变压器倍数小，大容量变压器倍数大）。强大

47、的短路电流产生巨大的电磁力，对于大型变压器来说，沿整个线圈圆柱体表面的径向压力可能达几百吨，沿轴向位于正中位置承受压力最大的地方其轴向压力也可能达几百吨，可能线圈变形、蹦断甚至毁坏。短路电流使线圈损耗增大，严重发热，温度很快上升，导致线圈的绝缘强度和机械强度降低，若保护不及时动作切除电源，变压器就有可能烧毁。第四节 电动机部分基础知识1、 感应电动机基本结构及工作原理：感应电机是一种交流电机，主要作为电动机使用。感应电机运行时，在气隙中的旋转磁场与转子绕组之间存在相对运动，从而在转于绕组中感生电流，产生电磁转矩，实现机电能量转换。感应电机和所有旋转电机一样，由固定和旋转两大部分组成。固定部分称为定子，旋转部分称为转子，定转子之间的小间隙称为气隙。为了减小电机的激磁电流，提高功率因数，感应电机的气隙比其他旋转电机都小，一般为0.22mm。1.1 感应电机的定子：定子由定子铁心、定子绕组、机座和端盖等组成。定