电气的基础知识.ppt
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1、华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材1 电气专业知识电气专业知识华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材2总目录第一篇 电气基础知识第二篇 各类开关设备简介 第三篇 运行管理及操作华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09生产准备部培训教材3第一篇电气基础知识华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材4目目 录录华润电力(贺州)有
2、限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09生产准备部培训教材5一、电厂生产知识一、电厂生产知识华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材61.电力系统和发电厂概述华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材7概述电力是国民经济发展的基础行业,是实现工业、农业、交通运输、国防现代化的主要动力,是提高和改善人民物质文化生活的重要条件。电力工业的发展水平反映了一个国家国民经济发展的状况。国民经济对电力需求的急骤增长促进和推动了电力事业的发展。大电网的发展,超高压、远距离的电能输送,使
3、电力系统的规模不断扩大,电能生产的自动化水平越来越高。电力系统由发电厂的发电机及配电装置、升压及降压变电所、输配电线路及用户的用电设备所组成。电力系统的作用是使各发电厂、变电所并列运行,从而提高整个系统运行的可靠性和经济性。华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材8电能生产的特点:电能无法大量贮存能,这就决定了电的生产、输送、分配、消费是同时完成的,电力工业生产中必须实行统一管理、统一调度并尽可能实现自动化。(常见储能元件:干电池、蓄电池)华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训
4、教材9对电力系统运行的基本要求:保证可靠地连续供电。保证良好的电能质量。电能质量标准用电压、频率来衡量,通常要求用户电压偏差不超过额定值的5%,频率偏差不超过(0.20.5)HZ。保证系统运行的经济性。电能在生产、输送、分配中消耗的损失数量相当大。60万KW、100万KW亚临界、超临界机组的投入,500KV、750KV、1000KV超(特)高交流直流输电线路的应用,在很大程度上减小了电能生产和传输中的损耗,提高了经济性和自动化程度。华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材102.电厂的生产流程电厂的生产流程华润电力(贺州)有限公司华润
5、电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材11 火力发电厂的生产过程是把燃料(煤或油)的化学能转变为电能,这一生产过程大致可分为以下三个阶段:第一阶段:在锅炉中燃烧的化学能转变为蒸汽的热能。第二阶段:在汽轮机中蒸汽的热能转变为机械能。第三阶段:在发电机中把机械能转变为电能华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材12 按火力发电厂的生产过程,大致可以分成以下几个系统:输煤系统和供油系统 磨制煤粉系统 风烟系统 除灰脱硫系统汽水系统 电气系统 华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09
6、2011-09 生产准备部培训教材133.电气工作在电厂流程中的范围电气工作在电厂流程中的范围华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材14汽轮发电机本体 励磁系统密封油系统定子冷却水系统氢气冷却系统主变压器高压厂用变器低压厂用变器屋内、屋外成套配电装置母线、断路器、隔离刀闸、电压互感器、电流互感器、避雷器保安柴油发电机组各种高低压电机直流系统及UPS交流不停电电源系统发电机、变压器、输配电线路、母线、电动机等设备的控制、信号、测量、保护和自动装置发电厂远动与调度通信系统等华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09
7、生产准备部培训教材15发电运行部培训教材华润电力(常熟)有限公司华润电力(常熟)有限公司 China Resources Power(Changshu)Co.Ltd.二、二、电工基础知识电工基础知识电工基础知识电工基础知识华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材161.电路的基本概念和基本定律华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材17电路的概念:电路就是电流流通的路径,它是由若干个电气设备或部件按照一定方式组合起来的。电路的基本组成部件:电路由电源、负载和中间环节三个基本部
8、件组成。电路的基本元件包括电阻、电容、和电感。电阻元件是消耗电能的元件。电容元件反映电场储能性质。电感元件反映磁场储能性质。电气设备额定值的概念:任何一个电气设备,为了安全、可靠、经济、连续地工作,都必须有一定的电流、电压和功率、频率的限制和规定值,这个值就是电气设备的额定值,高于和低于这个值,电气设备的安全性或经济性就会受到影响。华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材18电路的基本定律 在电路中,概括其间约束关系的定律有两个:基尔霍夫电流定律和基尔霍电压定侓。前者适用于电路中的任何一个点,后者适用于电路中的任一回路。基尔霍夫电流定
9、律:在任一瞬间,流入某节点的电流之和等于流出该节点的电流之和,i0。基尔霍夫电压定律:在集中参数电路的任一回路,任一瞬间,沿着选定的回路参考方向计算,各支路电压的代数和恒等于零,u0。华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材19电磁感应定律右手定则楞次定律华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材20电路的串、并联:电阻回路:串联电阻回路的总电阻等于各串联电阻的代数和。并联电阻回路的总电阻的倒数等于各并联电阻倒数的代数和。电感回路:串联电感回路的总电感等于各串电感的代数和。并联
10、电感回路的总电感的倒数等于各并联电感倒数的代数和。电容回路:串联电容回路的总电容的倒数的等于各串联电容倒数的代数和,并联电容回路的总电容等各并电容的代数和。华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材212.正弦交流电路华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材22交流电的优点和好处交流电具有容易生产、传送和使用的优点,在发电厂利用升压变压器把电压升高减小输电损耗,在用电端利用降压变压器把电压降低以获得所需要的电压等级。交流电机和直流电机相比,具有结构简单、成本低、工作安全可靠、使
11、用维护方便等优点。华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材23华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材24感抗和容抗:感抗:交流电流过电感元件时,电感元件对交流电流的限制能力叫感抗XL。它的电流滞后电压/2,即90,感抗与频率和电感成正比,XL=L=2fL。容抗:交流电流过电容元件时,电容元件对交流电流的限制能力叫容抗XC。它的电流超前电压/2,即90,容抗与频率和电容量成反比,XC=1/(C)=1/(2fC)。交流电的谐振:用一定连接方式将交流电源、电感线圈与电容器组合起来
12、,在一定的条件,电路有可能发生电能与磁能相互交换的现象,此时,外施交流电源仅供电阻上的能量损耗,不再与电感线圈或电容发生能量转换,这种现象就称为电路发生了谐振。串联谐振是电力系统最忌讳和竭力避免的一种非正常运行工况。华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材253.三相正弦交流电路华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材26三相正弦交流电路的基本概念对称三相正弦量:三个频率相同的正弦电流(或电压),它们的有效值相等;对应于已选 定的参考方向,如果它们的相位顺序相差相等,这一组正
13、弦量就叫做对称三相正弦量。一般所说的对称三相正弦量的相位顺序相差120。不对称三相正弦量:频率相同,但有效值或相位差不满足上述条件的一组正弦量叫做不对称三相正弦量。任一组不对称的三相正弦电压或电流相量者可以分解成三组对称的分量,一组是正序分量,用下标“1”表示,相序与原不对称正弦量的相序一致,即A-B-C的次序,各相位互差120。一组是负序分量,用下标“2”表示,相序与原正弦量相反,即A-C-B,相位间也差120。另一组是零序分量,用下标“0”表示,三相的相位相同。提出三种分量的目的是为了分析问题的方便。它们存在于不对称的正弦量中,运用数学方法把它们区分开来。华润电力(贺州)有限公司华润电力(
14、贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材27三相电源和负载的连接三相电源和负荷都有Y连接和连接两种基本接法,Y连接的电源或负载末端连在一起,成为一个公共点N,叫做中性点。由中性点引出的线路叫中性线,有中性线的Y接叫Yo连接。没有中性线的三相电路叫三相三线制电路,有中性线的三相电路叫三相四线制电路。一组三相负载,如果它每相的阻抗相等,就叫做对称负载。每组负载都对称、端线阻抗也相等的三相电路叫对称三相电路。不满足对称条件的三相负载叫不对称负载,有不对称负载的三相电路叫不对称三相电路。实际负载中,三相电动机是对称,三相照明一般是不对称负载。除非出现事故,电力系统的三相都是三
15、相对称交流电源。发电机一般采用Y形接法而不采用形接法。如果发电机采用形接法,当三相不对称时,或是线组接错时,会造发电机电动势不对称,即eA+eB+eC0,这将在线组内产生环流,造成发电机发热或烧毁。另一个原因是星形接法可以抵消发电机因为齿或槽铁芯而产生的三次谐波,所以发电机一般都采用星形接法。华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材28三相交流电路的电流、电压相电压Up、线电压Ul、相电流Ip、线电流Il的概念:相电压是每一相负载两端的电压,线电压是三相负载端线两两之间的电压。相电流是每一相负载流过的电流,线电流是三相负载端线上的电流
16、。对于Y形接法:线电压等于 倍相电压,即 。线电流等于相电流,即 。对于形接法:线电压等于相电压,即 。线电流等于 倍相电流,即中性线电流:在三相四线制电路中,如果线电流对称,三个线电流在任一瞬间的和都等于零,即中性线中没有电流,如果线电流不对称(负载不对称或电源电压不对称所致),则会在中性线中产生电流。中性点位移:三相四线制电路中性线断开或中性线回路阻抗过大,三相三制电路中,负载或电源不对称,中性点就会出现电压,这种现象叫做中性点位移。低压系统中性点位移,会使各相电压发生较大变化,有的相电压过高导致烧坏设备,有的相电压过低使负载工作不正常,运行中我们都尽力使三相系统接近对称运行。三相交流电的
17、不对称度:不对称度就是负序分量电压与正序分量电压的比值,是百分数表示。当不对称度小于5%是可以认为是三相负载是对称的,大于5%时,可按不对称处理。华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材29保护接地和保护接零保护接地多用在三相电源中性点不接地的供电系统中。将三相用电设备的外壳导线和接地电阻相联就是保护接地。当人碰到一相因损坏已与金属外壳短路的电机,则此相电流将分两路入地,由于接地电阻远小于人体电阻,所以大部分电流通过接地电阻入地,流入人体电流微小,人身安全得以保证。在动力和照明共用的低压三相四线供电制系统中,电源中点接地,这时应采用保
18、护接零,即把设备的外壳导线和中线相联。假如设备与壳相连,则该相导线即与中线形成短路,致使该相熔丝熔断,免除危险。同一配电线路中,不允许一部分设备接地,另一部分设备接中线。因为当接地设备的外壳碰线时,则该设备的外壳与相邻接零设备的外壳之间具有相电压U的电位差,因而非常危险。华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材304.高电压基础华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材31电晕、尖端放电和污闪电荷在导体表面分布的情况取决于导体表面的的形状。由率半径越小的地方电荷越密集,形成的电
19、场也越强,这样会使周围的空气发生电离,形成电晕,电晕要消耗能量,并产生无线电高频干扰。如果电场强度足够强,在一定的条件下会导致空气击穿而放电,这种现象就是尖端放电。220KV和500KV的高压设备都采取措施(如分裂导线、均压环,均压圈)来尽量避免带电部分的尖端突起,使各部分电场趋于均匀。而在电气除尘器内部则利用阴极芒刺线来产生电晕,使烟气中的灰尘带上电荷后被吸向阳极板,最后由振打器振下来达到除尘的目的。避雷针之所以能够防雷,就是利用尖端放电原理,避雷针使雷电场发生畸变,避雷针上的空气首先击穿,将雷电波通过引下线和接地装置引入地下,从而使被保护对象免受直接雷击,避雷针实质就是引雷针。有脏污地区的
20、资质绝缘表面落有很多工业污秽颗粒,这些污秽颗粒遇湿会在瓷表面形成导电液膜,使瓷质绝缘的耐压显著下降,闪络电压变得很低,这是瓷质绝缘在污湿条件下极易闪络的原因。华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材32过电压在电力系统正常运行时,电气设备的绝缘处于电网的额定电压下,但是,由于雷击、操作、故障或参数配合不当等原因,电力系统中某些部分的电压可能升高,有时会大大超过正常状态下的数值,此种电压升高称为过电压。大气过电压:大气过电压是由于雷击电力系统或雷电感应而引起,这种现象在电力系统过电压中所占比例极大。大气过电压的幅值取决于雷电参数和防雷措
21、施,与电网额定电压无直接关系,此类过电压具有脉冲特性,其持续时间一般只有数十微秒左右。内部过电压:分为操作过电压和谐振过电压。常见的操作过电压有:切除空载线路而引起的过电压;空载线路合闸的过电压;电弧接地过电压;切除空载变压器的过电压等。华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材335.电磁路华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材34电磁场电流的磁效应:电流流导体时,在导体周围产生磁场的现象,称为电流的磁效应,通电螺管的磁力线的方向用螺旋右手定则来确定,单根通流导体的磁力线方
22、向由右手定则来确定。如发电机出口大电流母线周围会产生很大磁场,使周围建筑的钢构产生涡流而发热,采取封闭母线后将其屏蔽,使漏出的磁场大大减小。电磁感应:当磁场发生变化或导体切割磁力线运动时,回路中就有电动势产生,这个电动势叫感应电动势,这种现象叫做电磁感应现象,感应电动势的方向用右手定则确定。导体切割磁力线感应电动势的原理就是发电机实现机电能量转换的基本原理。电磁力:通电导线在磁场中要受到电磁力的作用,受力方向用左手定则来确定。电动机就是利用通电导体在磁场中受电磁力的作用而转动起来的。铁磁物质的磁化:铁磁性物质是由许多叫做磁畴的天然磁化区域组成,每个磁畴就是一个永磁体,在未被磁化的铁磁性物质中,
23、各磁畴的排列是紊乱的,对外不显磁性,当外磁场由零逐渐增大时,受磁场力的作用,各磁畴将发生趋于和外磁场方向一致排列移动和“转向”,直到全部磁畴都转到和外磁场一致的方向,即达到了“饱和状态”。华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09生产准备部培训教材35华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-04三、电气常用仪表、工具和绝缘材料三、电气常用仪表、工具和绝缘材料三、电气常用仪表、工具和绝缘材料三、电气常用仪表、工具和绝缘材料华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材361.电工常用仪表电工常用仪表华
24、润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材37电工仪表的种类很多,分类方法也多:按被测量的名称分:有电流表(安培表、毫安表、微安表)、电压表(伏特表、毫伏表)、功率表(瓦特表)、高阻表(兆欧表、欧姆表)、电能表、相位表、功率因素表、频率表及万用表等。按仪表的工作原理分,主要有:磁电系、电磁系、电动系、感应系、整流系、静电系、热电系、电子系等。磁电系、电磁系和电动系测量机构都能用作电流表和电压表;直流电流表和直流电压表主要采用磁电系测量机构,交流电流表和交流电压表多采用电磁系测量机构;直、交流标标准表则采用电动系测量机构的居多。按防御外界磁
25、场或电场的能力分:有、四个等级。按使用时周围气温及湿度分:有A、B、C三组,A组仪表在周围气温为040,相对湿度不超过85%的条件下工作;B组仪表在周围气温为-20+50,相对湿度不超过85%的条件下工作;C组仪表在周围气温为-40+60,相对湿度不超过98%的条件下工作,A、B组用于室内,C组可用于室外。按仪表的准确度分:可分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5和5.0共七种。通常0.1和0.2级仪表用作标准表,0.51.5级用实验表,1.55.0级用于工程测量等。华润电力(贺州)有限公司华润电力(贺州)有限公司 2011-09 2011-09 生产准备部培训教材38华润电力(贺
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