2023年全国水利行业职业技能竞赛.pdf

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1、 泵站运营工技能竞赛第一章 供电负荷分级及规定1.1 负荷分级电力负荷应根据对供电可靠性的规定及中断供电在政治、经济上所导致损失或影响的限度进行分级,并应符合下列规定：一、符合下列情况之一时，应为一级负荷：1、中断供电将导致人身伤亡时。2、中断供电将在政治、经济上导致重大损失时。例如：重大设备损坏、连续生产过程被打乱需要长时间才干恢复等。3、中断供电将影响重要用电单位的正常工作。例如：重要通信枢纽、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场合等用电单位中的重要电力负荷。在一级负荷中，当中断供电将导致人员伤亡或重大设备损坏或发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场合的不允许中断供电的负荷,应

2、视为特别重要的负荷。二、符合下列情况之一时，应为二级负荷：1、中断供电将在政治、经济上导致较大损失时。例如：重要设备损坏、连续生产过程被打乱需较长时间才干恢复等。2、中断供电将影响较重要用电单位的正常工作。例如：通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，以及中断供电将导致较多人员集中的重要的公共场合秩序混乱。三、不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。1.2 供电规定1.2.1 一级负荷的供电电源应符合下列规定：一级负荷应由双重电源供电；当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。一级负荷中特别重要的负荷，除应由双重电源供电外，尚应增设应急电源，并严禁将其它负荷接入应急供电系统。下列电源可作为应急

3、电源:独立于正常电源的发电机组、供电网络中独立于正常电源的专用的馈电线路、蓄电池、干电池。1.2.2二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时,二级负荷可由一回6 kV及以上专用的架空线路供电。当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受10 0%的二级负荷。第二章电气主接线2.1 概述电气主接线是指泵站中的一次设备按照设计规定连接起来，表达汇集和分派电能的电路，也可称为主电路。电气主接线由电动机、变压器、断路器、互感器等电气设备以及它们之间的连接导体所组成,它反映泵站的电能从接受到分派的过程。电气主接线中的设备用标准的图形符号和文字符号表达的电

4、路图称为电气主接线图。电气主接线是泵站电气部分的主体，它与电力系统、电气设备的选择和布置、继电保护等都有密切的关系，它的型式将影响泵站配电装置的布置、供电的可靠性、运营灵活性。因此，泵站的电气主接线应根据供电系统规定以及泵站的规模、运营方式、重要性等因素合理拟定。主接线应简朴可靠、操作检修方便、节约投资。当泵站分期建设时,主接线尚应考虑便于过渡。2.2 电气主接线的基本形式2.2.1电源侧接线电源侧一般采用单母线不分段接线。对于双回路供电的泵站，也有采用单母线分段或其他接线形式。2.2.1.1单母线不分段接线母线也称为汇流排，起着汇集和分派电能的作用。每一条进出线回路都组成一个接线单元,每个接

5、线单元都与母线相连，电源回路将电能送至母线，引出线从母线得到电能。单母线是指只采用一组母线的接线。根据断路器和隔离开关用途的不同，在运营中的操作顺序也不同。接通电路时，先合上断路器两侧的隔离开关(先合母线侧隔离开关，然后合线路侧隔离开关)，再合断路器；切断电路时，先断开断路器，再断开两侧的隔离开关(先断开线路侧隔离开关，然后断开母线侧隔离开关)。为了防止误操作,在断路器和隔离开关之间，必须装有防误操作的电气或机械闭锁装置。单母线不分段接线简朴、清楚，设备少，操作方便，投资少，便于扩建，但可靠性和灵活性较差。单母线不分段接线合用于用户对供电连续性规定不高的二、三级负荷用户。2.2.1.2单母线分

6、段接线为提高供电可靠性,可将母线分段。单母线分段接线的特点是：(1)当母线发生故障时，仅故障母线段停止工作，另一段母线仍可以继续工作。(2)两段母线可以看作是两个独立的电源，提高了供电的可靠性。(3)当一段母线发生故障或检修时，必须断开接在该段母线上的所有支路,使之停止工作。(4)任一支路的断路器检修时，该支路必须停止工作。单母线分段接线与单母线接线相比提高了供电可靠性和灵活性o用隔离开关、负荷开关分段的单母线接线，合用于由双回路供电的、允许短时停电的具有二级负荷的用户。用断路器分段的单母线接线,可靠性提高，一般可以对一级负荷供电。2.2.1.3“站变合一”的供电管理方式对于泵站的专用变电所,

7、一般采用“站变合一”的供电管理方式。它是指将专用变电所的开关设备、保护控制设备等与泵站的同类设备统一进行选择和布置。这种供电管理方式能节省电气设备和土建投资，并且可以相对减少运营管理人员。2.2.2电动机电压侧接线电动机电压母线一般采用单母线接线，对于多机组、大容量和重要泵站也有采用常用单母线分段接线。第三章泵站重要电气设备3.1 同步电动机同步电动机是属于交流电机，定子绕组与异步电动机相同。它的转子旋转速度与定子绕组所产生的旋转磁场的速度是同样的。同步电动机工作在过励状态，从电网吸取容性无功功率，可就地向其它感性负载提供感性无功功率，从而提高功率因数。因此，同步电动机的功率因数一般均设计为1

8、-0.8 （超前）。3.1.1同步电动机的起动同步电动机不能自起动，必须借助其他方法起动。同步电动机的起动方法有辅助电机法，变频起动法和异步起动法等。应用最广的是采用异步起动法。3.1.1.1异步起动法采用异步起动法时，转子上需加设鼠笼式起动绕组，起动时，先把励磁绕组通过一个电阻短接,该电阻的阻值约为励磁绕组自身电阻的10倍左右。异步起动时，同步电动机的励磁绕组既不能开路,也不能直接短路。假如励磁绕组开路，由于起动时定子旋转磁场与转子的相对速度很大,励磁绕组的匝数又较多,将在励磁绕组中感应出很高的电压，也许击穿绕组的绝缘,导致人身及设备的损害。此外,励磁绕组也不能直接短路，否则励磁绕组电流很大

9、，将产生一个较大的附加转矩，也许使同步电动机的转速无法上升到接近额定转速。因此，同步电动机起动时，必须在励磁绕组中串入附加电阻。定子绕组接通电源,靠起动绕组所产生的异步转矩起动,待转速上升至接近同步转速时（约9 5%n0）,将励磁绕组换接到励磁电源上,使转子建立励磁磁场，此时气隙磁场与励磁磁场的转速十分接近，依靠两个磁场互相作用产生的转矩，能将电动机转子牵入同步，以同步转速稳定运营。同步电动机异步起动时,为减小起动电流,也可采用降压起动方法。3.2 异步电动机异步电动机的额定转速和其同步转速之间有一个滑差,这个滑差是必需的,它使转子绕组或铜条在定子旋转磁场的作用下产生感应电动势和电流,从而和定

10、子旋转磁场互相作用使转子发生旋转，故也称为感应电动机。3.2.1异步电动机的起动异步电动机从接通电源开始，转速由零增长到额定转速或相应负载下的稳定转速的过程称为起动过程。为使电动机可以尽快达成额定转速，规定具有足够大的起动转矩，起动电流较小。起动时，电动机转子电流达成最大值，一般为额定电流的5-8倍。根据磁动势平衡关系，定子电流随转子电流作相应的变化，一般为额定电流的4-7倍。异步电动机起动的重要问题是起动电流很大，但起动转矩不大。3.2.1.1鼠笼式电动机的起动(1)直接起动将额定电压直接加在电动机的定子绕组上,使电动机起动。这种起动方法的缺陷是起动电流大，起动转矩不大；优点是起动设备简朴，

11、起动迅速。异步电动机能否采用直接起动由电网容量、起动的频繁限度、电网允许的干扰限度、电动机的容量、型式等决定。(2)降压起动运用起动设备将加在电动机定子绕组上的电源电压减少，起动结束后再恢复到额定电压运营。降压起动以减少起动电流为目的，但同时电动机的起动转矩也大大减小。定子回路串电抗(电阻)降压起动电动机起动时在定子回路串入适当的电抗器或变阻器,待电动机的转速升高后，切除电抗器或变阻器，电动机在全电压下正常运营。星形一三角形换接降压起动合用于正常运营时定子绕组为三角形接法的电动机。起动时将绕组改接成星形，待电机转速上升到接近额定转速时再改成三角形。采用星形-三角形换接降压起动，其起动电流及起动

12、转矩均减少到直接起动时的l/3o自耦变压器降压起动起动时，电源电压通过自耦变压器降压后加在电动机定子绕组上，限制了起动电流，待待电机转速上升到接近额定转速时,切除自耦变压器，电动机在全电压下正常运营。3.2.1.2绕线式电动机的起动鼠笼式电动机直接起动电流大，起动转矩不大；运用降压起动的方法虽减小了起动电流，但起动转矩也随起动电压成倍减小，因此只合用于空载和轻载的负荷。对于重载起动的负荷，广泛采用起动性能较好的绕线式电动机。绕线式电动机与鼠笼式电动机最大的区别是转子绕组为三相对称绕组。转子回路串入可调电阻或频敏变阻器,可以减小起动电流,同时增大起动转矩。转子回路串入电阻起动起动过程中为了获得较

13、大的加速转矩，缩短起动时间，并使起动过程平滑，应在转子回路串入多级对称电阻，随着转速的升高，逐步切除起动电阻。假如绕线式电动机不接起动电阻,而采用全压起动，由电动机机械特性可知,起动转矩很小,有也许导致电动机起动困难,甚至无法起动。绕线式电动机转子回路串入电阻起动，可以减小起动电流，同时增大起动转矩,选择适当的电阻值可使起动转矩达成最大值，因此可以允许电动机在重载下起动。转子回路串入频敏变阻器起动频敏变阻器是根据涡流的原理工作，铁芯涡流损耗与频率的平方成正比。当绕线式电动机刚起动时,铁芯中泯流损耗及相应的等效电阻最大，相称于转子回路串入了一个较大的起动电阻,起到了减小起动电流、增大起动转矩的作

14、用。起动后,随着转速上升,频敏变阻器的涡流损耗减小,反映铁芯损耗的等效电阻也随着减小,起到转子回路自动切除电阻的作用。绕线式电动机在轻载起动时，一般采用频敏变阻器起动，重载时一般采用串变阻器起动。3.2.2异步电动机的运营方式3.2.2.1电动机的运营方式电动机的运营方式一般分为：正常运营方式（常指额定运营方式）、异常运营方式和事故运营方式。正常运营方式1）正常运营方式电动机的各项运营参数均在允许的范围内，温度、温升、振动等均不超过允许值，可以长期、连续地运营。2）额定运营方式电动机的各项运营参数均为额定值,温度、温升、振动等均不超过允许值,是正常运营方式的一种特例。3）空载运营方式指电动机不

15、带负载的运营方式,也是正常运营方式的一种特例。异常运营方式电动机在运营中，某一项或若干项参数超过允许值。异常运营会缩短电动机的使用寿命。大多数情况下，异常运营如果得不到及时的解决会转化成事故。事故运营方式电动机在运营中,某一项或若干项参数超过允许值的限度已达成足以使电动机发生损坏的情况。电动机的事故重要分为短路、断线、绝缘击穿等电气事故和各种机械故障。3.2.2.2电动机的绝缘电阻允许值为了防止电动机因绝缘下降而发生相间或相对地故障，电动机在投入运营前应测量绝缘电阻。交付运营的电动机的绝缘电阻规定使：1）额定电压为380V的电动机的绝缘电阻不小于0.5MQ（用5 00 V摇表）。2）额定电压大

16、于等于3 k V的电动机的绝缘电阻每千伏不小于1MQ（用1000V摇表）。3）绝缘电阻低于允许值，电动机不允许投入运营。3.2.2.3电动机对频率、电压的规定电动机正常运营对频率、电压的变化范围有一定的规定，超过了规定的范围,就会进入异常运营状态,甚至会发生事故。电源电压的规定：-5%-+10%的额定电压范围内。电源频率的规定:频率的偏离在 0.5 H z额定频率的范围内。相间电压不平衡性规定：不平衡度不超过5%o相间电流不平衡性规定：当其它各项参数满足规定期,相间电流的不平衡度不超过10%,且任何一相的电流值不超过额定值。电源电压减少对电动机运营的影响若电动机的负载不变，电压减少，使电磁力矩

17、下降，引起电动机的转速下降,转子感应电动势增长,转子电流增长,从而使定子电流增长，对电动机的正常运营不利。电源电压上升对电动机运营的影响若电动机的负载不变，电压升高，使电磁力矩上升，引起电动机的转速上升,转子感应电动势减小,转子电流减小,从而使定子电流减小,但另一方面，由于电动机定子铁损与电压的平方成正比，电源电压升高会使电动机定子铁损增长,引起铁芯的温度上升。频率变化对电动机运营的影响若电动机的外加电压不变,频率与电动机铁芯的磁通成反比。频率的下降会导致电动机每极的磁通增长,从而使得产生磁通的激磁电流增长，引起无功电流的增长，使得电动机的功率因数减少，增长定子电流，电动机温度升高。三相电压、

18、电流不平衡电动机运营的影响三相电压不平衡重要是由于电源电压不对称引起，三相电流不平衡则重要是由于负载不对称引起。无论是三相电压不平衡还是三相电流不平衡,均会导致电动机磁通的不对称，引起电动机的局部发热，电动机的振动增长，严重时也许会损坏电动机。3.2.2.4电动机的允许温度、温升电动机在运营中总是存在铜损（电流流过电阻的损耗）和铁损（铁芯损耗，由磁通引起）,它们均会转化为热量引起电动机温度的升高。电动机的绝缘材料在高温的作用下会加速老化,引起绝缘的减少。电动机在运营中既不能使温度超过允许值，也不能使温升超过允许值。电动机各部位的允许温度、温升如下：表一 P2500 0 kW电动机部位A级绝缘E

19、级绝缘B级绝缘F级绝缘H级绝缘温度温升温度温升温度温升温度温升温度温升定子绕组1056512585145105170130转子绕组100601 157512080145105165125定子铁芯1 0060120801451 051 65125表二 2 0 0 k W PV 5 0 0 0 k W。电动机部位A级绝缘E级绝缘B级绝缘F 级绝缘H级绝缘温 温温 温温 温温 温温 温度 升度 升度 升度 升度 升定子绕组1 0 6 01 1 7 51 2 0 8 01 4 1 0 5 1 6 1 2 50555转子绕组1 0 0 6 0 1 1 7 51 8 01 4 1 0 51 1 252 0

20、56 5 5定子铁芯1 0 6 01 1 71 2 0 8 01 4 5 1 01 1 2 505 556 53.2.3 大功率异步电动机的软起动软起动可以分为有级和无级两类，前者的调节是分档的；后者的调节是连续的。有级的的软起动，如 Y/变换软起动、自耦变压器软起动等。无级调节重要有三种：以电解液液阻限流的软起动、以晶闸管为限流器件的晶闸管软起动、以磁饱和电抗器为限流元件的磁控软起动。变频器也是一种软起动装置,并且是比较抱负的一种,它可以在限流的同时保持高的起动转矩。目前使用变频器一般都是着眼于调速,经常不把它归类于软起动装置。3.2.3.1液阻软起动液阻是一种由电解液形成的电阻，它导电的本

21、质是离子导电。其阻值正比于二块电极板的距离,反比于电解液的电导率，极板距离和电导率都便于控制，且液阻的热容量大。液阻的这两大特点（阻值可以无级控制和热容量大），恰恰是软起动所需要的。但液阻软起动也有如下缺陷：1）基于液阻限流，液阻箱容积大，且一次起动后电解液通常会有10 3 0 的温升，使软起动的反复性差；2）移动极板需要一套伺服机构，移动速度较慢，难以实现起动方式的多样化；3）液阻软起动装置液箱中的水，需要定期补充。电极板长期浸泡于电解液中，表面会有一定的锈蚀，需要作表面解决；液阻软起动装置可以串在绕线式电动机转子回路中以实现重载软起动，在软起动过程中不产生高次谐波。3.2.3.2晶闸管软起

22、动目前在低压范围内，晶闸管软起动产品的重要性能大大优于液阻软起动。与液阻软起动相比,它的体积小，结构紧凑,几乎免维护,功能齐全，启动反复性好，保护周全，这些都是液阻软起动无法达成的。但是,晶闸管软起动也有如下缺陷：1）高压产品的价格较液阻高出很多；2）晶闸管引起的高次谐波较严重。3.2.3.3磁控软起动磁控软起动是从电抗器软起动衍生出来的。将三相电抗器串在电源和电动机定子之间实现降压是两者的共同点。磁控软起动不同于电控器软起动的重要点是其电抗值可控。总体说来，启动开始时电抗器的电抗值较大,在软起动过程中，通过反馈调节使电抗值逐渐减小，及至软起动完毕后被旁路短接。电抗值的变化是通过控制直流励磁电

23、流,改变铁芯的饱和度实现的，故称磁控软起动。电抗值的调节是静止的，无接触的,非机械式的。所以，在工作原理上磁控软起动与晶闸管软起动是完全相同的O磁饱和电抗器具有一定的惯性,这使得磁控软起动的快速性比晶闸管软起动慢一个数量级,而对于电动机系统的大惯性来说,磁控软起动的惯性是局限性为虑的。磁饱和电抗器产生的高次谐波比工作于斩波状态的晶闸管要小一些。磁控软起动装置需要有相对功率较大的辅助电源，噪声较大则是其局限性之处。3.2 .3.4变频器变频器可以设定为软启动工作方式，并在大功率电机的起停控制中得到广泛的应用。3.3 电力变压器3.3.1变压器的允许运营方式3.3.1.1温度与温升的允许运营方式(

24、1)允许温度运营中的变压器由于铜损耗和铁损耗的因素,温度必然会升高。铁损耗基本不变,铜损耗与电流的平方成正比变化。随着长时间温度的作用，变压器绝缘材料的原有绝缘性能会减少，温度越高,绝缘老化越快。通过实验得知,当变压器绝缘材料的工作超过允许的长期工作最高温度时,每升高8 ,其使用寿命减少一半。这是变压器运营的8 原则(干式变压器为1 0 原则)。油浸式变压器的最高温度到最低温度的秩序依此为：绕组-铁芯一上层油温一下层油温。变压器绕组热点温度的额定值（长期工作的允许最高温度）为正常的寿命温度，变压器绕组热点温度的最高允许值（非长期的）为安全温度。油浸式变压器的绝缘材料一般为A级，其最高的耐热温度

25、为1 05,也就是说油浸式变压器绕组的最高允许温度为1 05 由于绕组的平均温度约比油温高1 0,因此油浸式变压器上层油温最高允许温度为9 5,考虑到油温对油的劣化作用，故上层油温的允许值一般不超过85O（2）允许温升允许温度是反映变压器绝缘材料耐受温度破坏的能力，允许温升是反映变压器绝缘材料承受相应热的允许空间。绝缘材料一旦拟定，其承受热的空间温度就不允许超过相应的允许值。变压器温度与周边环境温度的差值叫温升,温升的极限值叫允许温升。因此A级绝缘的油浸式变压器，周边环境温度为+40,上层油的允许温升不超过5 5K o变压器在运营中，不仅要监视上层油温，同时要监视上层油的温升。这是由于变压器内

26、部介质的传热能力与周边环境温度的变化不是成正比的，当周边环境温度下降很多时，变压器外壳的散热能力大大增长,而变压器内部的散热能力却提高很少。当变压器在环境温度很低的情况下带大负荷或超负荷运营时，由于外壳散热能力的提高,尽管上层油温尚未超过允许值,但是上层油的温升已经超过允许值,这样的运营也是不允许的。变压器在任何环境条件下运营，其温度、温升都不能超过允许值。3.3.1.2变压器的允许过负荷在正常的冷却条件下,变压器负载的变化,是导致变压器温度波动的主线因素。过负荷电流或短路电流是导致变压器温度突变从而影响寿命的主线因素。根据对变压器的影响及时间的关系，变压器的负载可分为正常周期性负载、长期急救

27、周期性负载和短期急救性负载三种。(1)正常周期性负载:变压器在额定条件下或在周期性负载下运营，一段时间环境温度较高或超过额定电流，可以由其它时间内环境温度较低或低于额定电流,在热老化方面等效补偿。变压器可以在正常周期性负载下正常运营。(2)长期急救周期性负载:规定变压器长时间在环境温度较高或超过额定电流的情况下运营。这种运营方式将导致变压器的加速老化，在不同限度上缩短变压器的寿命,应尽量减少出现这种运营方式,必须要采用的话,应尽量缩短超额定电流运营的时间、超额定电流的倍数。当变压器存在较严重的缺陷或绝缘有弱点时，一般不应超额定电流运营。(3)短期急救性负载：规定变压器短时间大幅度超额定电流运营

28、。这种运营方式也许导致变压器绕组热点温度达成危险的限度,应尽量压缩负载、减少运营的时间，一般不超过0.5h。3.3.1.3变压器运营的允许电压由于系统运营方式的改变、负载的变动及发生事故等，电压总会有一定的波动，变压器一次绕组的电压也会有一定的波动。当电压低于变压器分接头电压时，对变压器自身并无损害，但会变压器的容量不能得到充足运用。当电压高于变压器分接头电压较多时，会对变压器的运营产生不利的影响，使铁芯损耗增长,变压器所消耗的无功功率增长,从而使变压器的实际出力减少。按照变压器的运营规范,变压器的运营电压一般不应高于运营分接额定电压的1 0 5%,对于特殊的使用情况,允许在不超过1 1 0%

29、的额定电压下运营，此时允许的电流值应遵守相关的规定。3.4 无功补偿装置3.4.1无功功率供、配电系统中的电气设备,大多是根据电磁感应原理工作的。变压器是通过电磁场改变电压，并将电能由原边绕组传送到副边绕组;电动机也是通过磁场才干传动。磁场合具有的能量由电源提供，但是变压器和电动机在能量转换过程中所建立的交变磁场，在一个周期内，假如设备在线路上吸取（上半周）和释放回线路上（下半周）的功率相等，它们只是与电源之间进行能量的互换，在设备上并未消耗真正的能量,这种没有被设备消耗的功率称为感性无功功率,这类设备称为电感性负荷。同样，在一个周期内，假如设备释放回线路上（上半周）和在线路上吸取（下半周）的

30、功率相等，这种功率称为容性无功功率，这类设备称为容性负荷。3.4.2 无功补偿方式对于电力系统而言，在高压侧或低压侧均可进行补偿。但是，假如在低压侧进行补偿,既可减少变压器、输电线路等的损耗，又可提高变压器、输电线路的运用率及提高负载端的端电压，所以补偿电容器的安装越靠近负载端，对用户而言越可获取较大的经济效益。理论上而言，无功补偿最佳的方式是在哪里需要的无功,就在哪里补偿,整个系统将没有无功电流的流动。但在实际电网当中这是不也许做到的。由于无论是变压器、输电线路还是各种负载，均会需要无功。所以实际电网当中就补偿装置的安装位置而言有如下几种补偿方式:变电所集中补偿；配电线路分散补偿；负荷侧集中

31、补偿;用户负荷的就地补偿。对于低压配网无功补偿,通常采用负荷侧集中补偿方式,即在低压系统（如变压器的低压侧）运用自动功率因数调整装置,随着负荷的变化，自动地投入或切除电容器的部分或所有容量。按照电压质量和无功电力管理的相关规范规定,无功补偿的原则是分散补偿、就地平衡。补偿的方式为高压补偿与低压补偿相结合,以低压补偿为主。n o kv及以下电压等级主变压器二次侧功率因数应为 0.9 0 及以上;100千伏安及以上容量的变压器二次侧功率因数应为0.9 0及以上（10 k V配电变压器容量在1 00千伏安及以上,必须进行无功补偿）O3.4.3 无功补偿设备的现状传统的无功补偿设备有并联电容器、调相机

32、和同步发电机等。但是并联电容器阻抗固定不能动态的跟踪负荷无功功率的变化;而调相机和同步发电机等补偿设备又属于旋转设备,其损耗、噪声都很大，还不合用于太大或太小的无功补偿。所以这些设备已经越来越不适应电力系统发展的需要。4 2 0世 纪7 0年代以来,随着研究的进一步加深出现了一种静止无功补偿技术。所谓静止无功补偿是指用不同的静止开关投切电容器或电抗器,使其具有吸取和发出无功电流的能力,用于提高系统的功率因数，稳定系统电压，克制系统振荡等功能。目前这种静止开关重要分为两种，即断路器和电力电子开关。由于用断路器作为接触器，其开关速度较慢,不也许快速跟踪负载无功功率的变化,并且投切电容器时常会引起较

33、为严重的冲击涌流和操作过电压,这样不仅易导致接触点烧焊,并且使补偿电容器内部击穿,所受的应力大，维修量大。目前所指的静止无功补偿装置一般专指使用晶闸管的无功补偿设备，重要有以下三大类型，一类是具有饱和电抗器的静止无功补偿装置；第二类是晶闸管控制电抗器、晶闸管投切电容器，这两种装置统称为S V C；第三类是采用自换相变流技术的静止无功补偿装置一一高级静止无功发生器A S VG,它是通过将自换相桥式电路直接并联到电网上或者通过电抗器并联到电网上。A S V G根据直流侧采用电容和电感两种不同的储能元件,可以分为电压型和电流型两种，无论是电压型，还是电流型的A S V G其动态补偿的机理是相同的。当

34、逆变器脉宽恒定期,调节逆变器输出电压及系统电压之间的夹角8 ,就可以调节无功功率及逆变器直流侧电容电压U c,同时调节夹角5和逆变器脉宽,既可以保持/恒定的情况下,发出或吸取所需的无功功率oA S V G 在系统电压很低的情况下，仍能输出额定无功电流，而S V C 补偿的无功电流随系统电压的减少而减少。正是由于这些优点,A S V G 在改善系统电压质量，提高稳定性方面具有S V C 无法比拟的优点，这也显示出A S V G 是此后静止无功补偿技术发展的方向。3.5高压断路器3.5.1高压断路器的用途高压断路器是泵站的重要电气设备,是一次设备中控制和保护的关键电器。在正常和故障情况下，断路器用

35、于接通和开断电路。当回路发生短路故障时,依靠继电保护装置启动断路器迅速切断短路电流，隔离故障点，以保证其它设备正常工作。3.5.2对高压断路器的基本规定(1)工作可靠。能在规定的运营条件下长期可靠地工作，并能在正常和故障情况下准确无误地完毕关合和开断电路的指令。(2)具有足够的开断能力。断路器的开断能力是指可以安全切断最大短路电流的能力,它重要决定于断路器的灭弧能力。(3)动作快速。在电路发生故障时，快速地切除故障电路，缩短故障时间，减轻对设备的损害。(4)结构简朴，经济合理。在满足安全、可靠的同时，还应考虑到经济性。3.5.3断路器操动机构的分类(1)手动型操动机构是指靠人力合闸、靠弹簧力分

36、闸的操动机构。(2)电磁型操动机构是指直接依靠电磁力来合闸的操动机构。(3)液压型操动机构是指用高压油推动活塞实现合闸与分闸的操动机构。(4)气压型操动机构是指以压缩空气推动活塞实现合闸与分闸的操动机构。(5)弹簧型操动机构是以小功率电动机将弹簧拉伸储能实现合闸与分闸的操动机构。3.5.4高压断路器的分类根据安装地点的不同，断路器有户内式和户外式两种。根据灭弧介质的不同，有油断路器、真空断路器、六氟化硫断路器等。(1)油断路器。指采用变压器油作为灭弧介质的断路器。分为少油断路器和多油断路器。多油断路器的油除了作为灭弧介质和触头开断后的绝缘，还作为带电部分对地的绝缘。少油断路器的油只作为灭弧介质

37、和触头开断后的绝缘,而带电部分对地的绝缘采用瓷件或其它介质。(2)真空断路器。指采用真空的高绝缘强度来灭弧的断路器。特点是触头开距小，动作快；燃弧时间短，触头烧损影响小;体积小,重量轻；维修工作量小;防火防爆;操作和运营时噪音小；合用于频繁操作，特别适合于开断容性负载电流。但真空断路器开断小电感电流时，有也许产生较高的过电压,需采用减少过电压的措施。真空断路器产生操作过电压的主线因素是电流截断和开断高频电流。真空断路器开断小电感电流时,因真空电弧的截流现象，电流也许在电流过零点前被切断，由此产生截流过电压。切断变压器的励磁电流及电机的空载电流时容易发生危险的截流过电压。常用阻容(R-C)串联回

38、路、金属氧化物避雷器等防止或减少真空断路器产生的过电压。(3)S F6断路器。指运用品有优异的灭弧性能和绝缘性能的S F 6气体作为灭弧介质和绝缘介质的断路器。特点是灭弧能力强，绝缘强度高，开断电流大,燃弧时间短；开断容性电流时可以无重燃或复燃,开断感性电流时可以无截流，过电压低，电气寿命长，检修周期长,适合于频繁操作。3 5 kV以上电压等级优先选用S F 6断路器，35 kV及以下宜选用真空断路器或S F 6断路器。3.5.5操作原则3.5.5.1断路器允许断开、合上额定电流以内的负荷电流及切断额定遮断容量以内的故障电流。3.5.5.2在进行操作的过程中，如遇断路器跳闸，则应暂停操作。3.

39、6隔离开关3.6.1隔离开关一般作为隔离电器之用，它的重要用途是导致明显的空气绝缘间隙，使带电部分与不带电部分有明显的断开点，以便在检修设备和线路停电时,断开电路。3.6 .2操作原则3.6.2.1严禁用隔离开关拉合带负荷设备或带负荷线路。3.6.2.2允许使用隔离开关进行下列操作：(1)拉合无端障的电压互感器及避雷器。(2)在系统无端障时，拉合变压器中性点接地开关。(3)拉、合励磁电流不超过2 A的空载变压器和电容电流不超过5 A的无负荷线路。3.6 .2 .3电压互感器停电操作时,先断开二次空气开关(熔断器)，后拉开一次隔离开关。送电操作顺序相反。3.6.2.4操作中发生带负荷拉、合隔离开

40、关时：即使发生错合,甚至在合闸时产生电弧，也不准将隔离闸刀再拉开;假如发生错拉隔离开关，则不允许再合上；3.7 母线、电缆3.7.1母线3.7.1.1母线的用途母线是汇集和分派电流的裸导体,在正常的运营中，通过的功率大,在发生短路故障时承受很大的热效应和电动力效应。母线有软、硬之分。软母线一般采用钢芯铝绞线，由于在拉紧时存在适当的弛度，工作时会产生横向摆动,因此软母线的线间距离要大,常用于屋外配电装置。硬母线采用矩形、槽形或管形截面的导体,多数只作横向约束,而沿纵向可以伸缩,硬母线的相间距离小,广泛用于屋内、外配电装置。母线的材料有铜、铝和钢。铜的电阻率低，机械强度高，防腐性能好，便于接触连接

41、，是优良的导电材料。铝的比重只有铜的3 0%,导电率约为铜的62%O钢母线价廉,机械强度好，焊接简便,但电阻率为铜的7倍,且集肤效应严重,若常载工作电流则损耗太大,常用于电压互感器、避雷器回路引接和接地网的连接线。3.7.2电缆3.7.2.1电力电缆的用途电缆结构紧凑，占用空间远比母线小，走向和布置灵活方便，在无外界严重损伤和破坏的条件下运营可靠性高。电缆的导体散热条件不如裸母线好,大电流大截面时的金属材料运用率较低,故载流量有限。3.7.2.2电力电缆的一般结构各种电力电缆在基本结构上，均由导电芯线、绝缘层、密封护套和保护层等重要部分组成。(1)导电芯线。有铜芯线和铝芯线。(2)绝缘层。绝缘

42、层的材料有橡皮绝缘、聚氯乙烯绝缘、聚乙烯绝缘和交联聚乙烯绝缘等。(3)密封护套。作用是保护绝缘层，材料一般有铅、铝或塑料等。具有密封护套是电缆区别于绝缘电线的标志。(4)保护层。作用是保护密封护套,并使电缆具有必要的机械强度。保护层的主体钢带铠装。3.7.2.3电力电缆的类型(1)按电压高低有高压电缆和低压电缆(10 OOV及以下)(2)按使用环境有空气中敷设电缆、直埋电缆与水下电缆等。(3)按芯数有单芯、双芯、三芯、四芯、五芯等。(4)按密封护套有铅包、铝包、塑料包或橡套电缆。(5)按保护层有裸钢带、钢丝铠装电缆和带麻被层的钢带、钢丝铠装电缆等。(6)按绝缘材料有橡皮绝缘、塑料绝缘。3.8

43、互感器互感器的作用是：(1)将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压和小电流，使测量仪表和保护装置标准化、小型化、结构轻巧，便于在屏内安装。(2)使二次设备与高电压部分隔离。且互感器二次侧均接地，从而保证了二次设备和人身的安全。3.8.1电流互感器3.8.1.1工作特点广泛使用的是电磁式电流互感器，它的工作原理和变压器相似，是按电磁感应的原理工作的。与普通变压器相比，电流互感器有如下特点：(1)一次绕组串联在电路中，并且匝数很少，因此一次绕组中的电流完全取决于被测电路的负荷电流，而与二次电流大小无关。(2)二次绕组所接仪表的电流线圈阻抗很小，所以正常情况下，电流互感器在近似于短路的状

44、态下运营。(3)运营中的电流互感器二次回路不允许开路，否则会在开路的两端产生高电压,危及人身安全或使电流互感器发热损坏。(4)一、二次侧回路均不得装设熔断器。(5)电流互感器运营中的容量不得超过其铭牌上所标的规定值。为了防止绝缘损坏时高压串入二次侧，危及人身和设备安全，电流互感器二次绕组一端及铁芯必须接地。电流互感器的二次额定电流有5A和 1A两种，一般弱电系统用1A,强电系统用5A,当配电装置离控制室较远时，也可考虑用1A。二次绕组的数量取决于测量装置、保护装置和自动装置的规定。3.8.1.2 准确度用于电能计量的电流互感器,准确度不应低于0.5 级；用于电流、电压测量的,准确度不应低于1

45、级,非重要回路可用3 级。用于继电保护回路的电流互感器，应 用 10P(或5P)级，同时应校验额定1 0%倍数,以保证过电流时误差不超过规定值。3.8.2 电压互感器3.8.2.1 工作特点电压互感器也是一种特殊的变压器，一次侧并联接入电网。二次侧并联接入仪表和继电器等的电压绕组，其阻抗都非常大,故所带负荷很小，致使电压互感器正常工作状态接近变压器空载状态。和普通变压器同样，电压互感器的二次侧负载不允许短路，否则有被烧毁的危险,故一般在其二次侧装设熔断器或自动开关作保护。电压互感器运营中的容量不得超过其铭牌上所标的规定值。3.8.2.2准确度用于电能计量的电压互感器，准确度不应低于0.5级；用

46、于电压测量的，准确度不应低于1级，用于继电保护不应低于3级。第四章 电气设备布置4.1 泵站电气设备总体布置4.1.1配电装置布置的基本原则泵站电气设备布置的重要任务是：根据电气主接线，泵站的自然环境、地形、地质条件，对泵房、主变压器及开关站相对位置作技术性的合理布置。一般规定如下：主接线决定配电装置布置的前提。配电装置的布置应根据泵站的地形、地貌、地质条件,因地制宜运用地形,并有助于重要电气设备之间的电气连接和安全运营。配电装置的高压裸带电体应对运营、检修、维护等现场工作人员保持可靠的隔离。此外，还应顾及在装置发生爆炸、飞弧、火灾和浓烟等故障情况下,现场人员的安全。为了便于操作、巡视和运营管

47、理，减少土建工程量，节省投资,降压变泵站应尽量靠近主泵房、高压配电室。主变压器布置，应考虑设备的搬运通道、消防通道，同时应符合防火规范的规定。4.1.2配电装置的类型按工作环境的不同，配电装置分为屋内式和屋外式两大类型。4.1.2.1屋内配电装置屋内配电装置的结构型式与电气主接线、电压等级和采用的电气设备的型式密切有关。该类配电装置规定建造特殊的房屋，但节约用地，设备运营条件好，特别在污秽区可大大减轻设备受污秽的限度。此外，也改善了运营人员的工作条件，无需在恶劣的气候条件下进行露天巡视和操作。(1)屋内低压成套配电装置合用于额定电压在500 V以下,作动力、照明及配电设备的电能转换、分派与控制

48、之用。低压成套配电装置的型式较多，就结构而言，重要有固定式和抽屉式。(2)屋内高压成套配电装置固定式高压开关柜。手车式高压开关柜。泵 站 的6-1 OkV高压配电装置，优先采用成套高压开关柜，并设立单独的高压配电室。4.1.2.2屋外配电装置屋外配电装置布置重要有：中型、半高型、高型三种。(1)中型布置是将电气设备用支架布置在离地面一定高度的同一水平面上，且与母线、跳线成三层不同高程。由于带电部分对地保持了必要的高度，操作人员可以安全地在地面进行操作、维护。缺陷是占地面积大。中型布置采用较多，有较成熟的运营经验。(2)半高型布置是将断路器和隔离开关分别放在两层，操作设备都放在地面层。由于这种布

49、置形式将设备在空间上重叠，因而节省了占地面积,但上面设备检修时会对下面设备安全运营导致威胁。(3)高型布置是将两组母线上下重叠布置，母线隔离开关相应地放在各层母线上，而断路器等较重要的设备则放在地下，因此占地面积最小,约为中型布置的一半。缺陷是运营维护不便,上层设备检修会对下层设备有影响。上述类型的选用重要取决于电压等级、地形条件和环境等因素，通 常3 5kV及以下采用屋内式,35k V以上采用屋外式。4.1.3主变场地的布置4.1.3.1进出线方式(1)电缆进出线(2)硬母线进出线(3)跳线-架空拉线出线。用架空拉线挂接至变压器附近，再由拉线向变压器出线套管跳线。4.1.3.2主变的防火和防

50、爆(1)事故排油和储油池总 油 量 超 过100k g的屋内油浸电力变压器,一般装设在单独的防爆间内，并应设立贮油设施或挡油设施。挡油设施应按容纳2 0%油量设计，并应有将事故油排至安全处的设施,当事故油无法排至安全处时,应设立能容纳10 0%油量的贮油设施。总油量超过1000kg的屋外油浸电力变压器应设立能容纳100%油量的贮油池，或2 0%油量的贮油池和挡油墙。贮油池和挡油墙的长、宽尺寸，可按设备外廓尺寸每边相应大1m计算。(2)防火隔墙油重均为2 500kg以上的屋外油浸变压器之间无防火墙时,其最小防火净距应符合以下的规定：35kV及以下为5m,110kV为8 m。当屋外油浸变压器之间防