进网作业电工培训班课件.ppt

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1、讲课人：王宪太进网作业电工培训电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电单位组成的整体，在同一瞬间，发电厂将发出的电能通过送变电线路，送到供配电所，经过变压器将电能送到用电单位，供给工农业生产和人民生活。因此掌握电力系统基本知识和电力生产特点，是对进网作业电工的基本要求。第一章电力系统基本知识 从自然界直接取得，而不改变其基本形态的能源，是一次能源；一次能源经过加工，转换成另一种形态的能源，是二次能源。发电厂概念发电厂类型：火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂、风力发电厂、其他还有地热发电厂、潮汐发电厂、太阳能发电厂等发电厂将燃料的热能、水流的位能或动能以及核能等转换为电能。电力经过送电、变

2、电和配电分配到各用电场所，通过各种设备再转换成为动力（机械能）、热、光等不同形式的能量，为国民经济、工农业生产和人民生活服务。由于目前电力不能大量储存，其生产、输送分配和消费都在同一时间内完成，因此，必须将各个环节有机地联成一个整体。这个由发电、送电、变电、配电和用电组成的整体称为电力系统。电力系统中的送电、变电、配电三个部分称为电力网。第一节电力系统、电力网构成电力网是电力系统的一部分。它包括所有的变、配电所的电气设备以及各种不同电压等级的线路组成的统一整体。它的作用是将电能转送和分配给各用电单位。电能的生产是产、供、销同时发生，同时完成，既不能中断又不能储存。电力系统是一个由发、供、用三者

3、联合组成的一个整体。其中任意一个环节配合不好，都不能保证电力系统的安全、经济运行。电力系统中，发、供、用之间始终是保持平衡的。35kv 10kv380/220负荷发电厂 500kv 220kv 110kv10kv水电厂核电厂工厂电气化铁路风力发电机变电所居民终端变电所220kV110kV火电厂枢纽变电站110kV电力网是将各电压等级的输电线路和各种类型的变电所连接而成的网络。电力网按其在电力系统中的作用不同，分为输电网和配电网。输电网是以高压甚至超高电压将发电厂、变电所或变电所之间连接起来的送电网络，所以又称为电力网中的主网架。直接将电能送到用户的网络称为配电网。配电网的电压因用户的需要而定，

4、因此，配电网中又分为高压配电网即指110kV及以上电压、中压配电网指（35kV）10kV、6kV、3kV电压及低压配电网220V、380V。变电所：电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所电力线路的作用是输送电能，并把发电厂、变配电所、和电能用户连接起来。一、大型电力系统优点大型电力系统主要在技术经济上具有下列忧点：1提高了供电可靠性由于大型电力系统的构成，使得电力系统的稳定性提高，同时，对用户供电的可靠程度相应地提高了，特别是构成了环网。双环网，对重要用户的供电就有了保证，当系统中某局部设备故障或某部分线路需要检修时，可以通过变更电力网的运行方式，对用户连续供电，减少了由于停电

5、造成的损失；2减少了系统的备用容量电力系统的运行具有灵活性，各地区可以通过电力网互相支持，为保证电力系统所必需的备用机组也可大大地减少；电压、频率稳定，不发生非周期性的失步3通过合理地分配负荷降低了系统的高峰负荷，调整峰谷曲线，提高了运行的经济性；4提高了供电质量；5形成大的电力系统，便于利用大型动力资源，特别是能充分发挥水力发电厂的作用。反映一段时间内负荷随时间而变化的规律二、电力生产特点1电力生产特点(1)同时性电能的生产、输送。分配以及转换为其他形态能量的过程，是同时进行的。电能不能大量储存。电力系统中瞬间生产的电力，必须等于同一瞬间取用的电力。电力生产具有发电、供电、用电在同一时间内完

6、成的特点，决定了发电、供电、用电必须时刻保持平衡，发、供电随用电的瞬时增减而增减。由于具有这个特点，电力系统必须时刻考虑到用户的需要，不仅要搞好发电丁作，而且要搞好供电和用电工作。这不仅是国民经济的需要，用户的需要，而且是搞好发电工作的需要。（2）集中性电力生产是高度集中的、统一的。在一个电网里不论有多少个发电厂、供电公司，都必须接受电力网的统一调度，并依据统一质量标准、统一管理办法，在电力技术业务上受电网的统一指挥和领导，电能由电网统一分配和销售，电网设备的启动、检修、停运、发电量和电力的增减，都由电网来决定。（3）适用性电能使用最方便，适用性最广泛。发电厂、电网经一次投资建成之后，就随时可

7、以运行，电能不受或很少受时间、地点、空间、气温、风雨、场地的限制，与其他能源相比是最清洁、无污染、对人类环境无害的能源。（4）先行性。电网调度管理条例所称统一调度，其内容一般是指什么？在形式上如何表现？其内容一般是指：（1）由电网调度机构统一组织全网调度计划的编制和执行。（2）统一指挥全网的运行操作和事故处理。（3）统一布置和指挥全网的调峰，调频和调压。（4）统一协调和规定全网继电保护，安全自动装置，调度自动化系统和调度通信系统的运行。（5）统一协调水电厂水库的合理运用。（6）按照规章制度统一协调有关电网运行的各种关系。在形式上，统一调度表现为在调度业务上，下级调度必须服从上级调度的指挥。2国

8、民经济发展电力必须先行电力先行是由一系列因素决定的：1）工农业方面生产的提高，主要依靠劳动生产率的提高，并不断提高机械化和电气化的水平；2）出现许多新的、规模大的、耗电多的工业部门，如电气冶炼、电化学等；3）农业、交通运输业等，随着新技术推广，将广泛应用电能，使电能需要量大大增加；4）人民生活、文化水平不断提高，都会使居民用电量日益增加。为此，装机容量、电网容量、发电量增长速度应大于丁业总产值的增长。第二节电力负荷电力负荷是指用电设备或用电单位所消耗的功率（kw）、容量（kVA）或电流（A）。一、电力网负荷组成电力网负荷可以由以下几类组成。1用电负荷用电负荷是用户在某一时刻对电力系统所需求的功

9、率。2线路损失负荷电能从发电厂到用户的输送过程中，不可避免地会发生功率和能量的损失，与这种损失所对应的发电功率，叫线路损失负荷，也称为线损。3供电负荷用电负荷加上同一时刻的线路损失负荷，是发电厂对外供电时所承担的全部负荷，称为供电负荷。二、按发生时间不同负荷分类按负荷发生时间不同，可分为以下几类：（l）高峰负荷高峰负荷是指电网或用户在单位时问内所发生的最大负荷值。为了便于分析，常以小时用电量作为负荷。高峰负荷又分为日高峰负荷和晚高峰负荷，在分析某单位的负荷率时，选一天24h中最高的一个小时的平均负荷作为高峰负荷。（2）低谷负荷低谷负荷是指电网中或某用户在一天24h内，发生的用电量最少的电量，为

10、了合理使用电能应尽量减少发生低谷负荷的时间，对于电力系统来说，峰、谷负荷差越小，用电则越趋近于合理。（3）平均负荷平均负荷是指电网中或某用户在某一段确定的时间阶段内平均小时用电量。为了分析负荷率，常用日平均负荷，即一天的用电量除以一天的用电小时，为了安排用电量，往往也用月平均负荷和年平均负荷。由于受到突然中断供电所引起的影响，用电负荷可分为以下凡类：一级负荷：1中断供电将造成人身伤亡时。2中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。例如：重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。3中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单

11、位的正常工作。例如：重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷。二级负荷：1中断供电将在政治、经济上造成较大损失时。例如：主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。2中断供电将影响重要用电单位的正常工作。例如：交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，3中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱。不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。对这类负荷，突然中断供电所造成的损失不大或不会造成直接损失。各级用电负荷的供电要求：一级负荷要求供电系统无论是正

12、常运行还是发生事故时，都能保证其连续供电。因此对一级负荷，应由两个独立的电源供电，并按生产的需要和允许停电的时间，采用双电源自动或手动切换，或采用双电源分组同时供电的接线，如果一级负荷不大，可采用自备发电机作为第二电源；二级负荷应由双回路供电，当采用双回路供电有困难时，允许采用单回路专用架空线供电；三级负荷则无特除供电要求供电的基本要求:安全可靠优质经济第三节变电所变电所是联结电力系统的中间环节，用以汇集电源、升降电压和分配电力，通常由高低压配电装置、主变压器、主控制室和相应的设施以及辅助生产建筑物等组成。根据其在系统中的位置、性质、作用及控制方式等，可分为升压变电所、降压变电所、枢纽变电所。

13、地区变电所、终端变电所，有人值班变电所和无人值班变电所。变电所的任务是接受电能、变换电压和分配电能配电所的任务接受电能和分配电能，但不改变电压一、变电所主接线变电所主接线是电气部分的主体，由其把发电机、变压器、断路器等各种电气设备通过母线、导线有机地联结起来，并配置避雷器、互感器等保护、测量电器，构成变电所汇集和分配电能的一个系统。根据变电所在电力系统中的地位、负荷性质、进出线数、设备特点、周围环境及规划容量等条件，综合考虑供电可靠、运行灵活、操作方便、投资节约和便于过渡等要求。对电气主接线基本要求：1）保证必要的供电可靠性和电能质量。2）具有一定的灵活性和方便性。3）具有经济性。4）具有发展

14、和扩建的可能性。2主接线型式电气主接线形式有:单母线接线；双母线接线；桥式接线电力线路常用的接线方式有放射式、树干式和环形三种二、变电所一次电气设备1主变压器在降压变电所内变压器是将高电压改变为低电压的电气设备。以10kV变电所为例，主变压器将10kV的电压变为380220V，供给380220V的负荷。2高压断路器高压断路器是作为保护变压器和高压线路的保护电器，它具有开断正常负荷和过载、短路故障的保护能力。高压断路器具有相当完善的灭弧装置，因此它不仅能通断正常负荷电流，而且能通断一定的短路电流。他还能在继电保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。高压断路器按其采用的灭弧介质分，有油断路器、SF6

15、断路器、真空断路器等类型。直接生产，输送、分配和使用电能的设备，称为一次设备;对一次设备进行监察，测量，控制，保护，调节的补助设备，称为二次设备.3隔离开关高压隔离开关的结构比较简单，可用来隔离高压电源以保证其它设备的安全检修。但他没有专门的灭弧装置，因此不允许带负荷操作。4电压互感器将系统的高电压转变为低电压，供保护和计量用。5电流互感器将高压系统中的电流或低压系统中的大电流转变为标准的小电流。供保护计量用。6熔断器当电路发生短路或过负荷时，熔断器能自动切断故障电路，从而使电器设备得到保护。熔断器的原理是利用电流流经导体会使导体发热，达到导体的熔点后导体融化所以断开电路保护用电器和线路不被烧

16、坏。它是热量的一个累积，所以也可以实现过载保护。一旦熔体烧毁就要更换熔体。当电路中的用电负荷长时间接近于所用熔断器的负荷时，熔断器会逐渐加热，直至熔断。熔断器的熔断是电流和时间共同作用的结果起到对线路进行保护的作用，它是一次性的跌落式熔断器的工作原理跌落式熔断器的熔管两端的上动触头和下动触头依靠熔断体系紧，将上动触头推入鸭嘴凸出部分后，磷铜片等制成的上静触头顶着上动触头，故而将管牢固地卡在鸭嘴里。当短路电流通过使熔断体熔断时，即产生电弧，管内衬的钢纸管在电弧使用下产生大量气体，在电流过零使用弧熄灭。由于熔断体熔断，在熔管的上下动触头弹簧片的作用下，熔管迅速跌落，使电路断开，切除故障段线路或者故

17、障设备。7负荷开关用来不频繁地接通和分断小容量的配电线路和负荷，起到隔离电源的作用。高压负荷开关具有简单的灭弧装置，能通断一定的负荷电流和过负荷电流；但是不能用它来断开短路电流，因此必须借助熔断器来切断短路电流，故负荷开关常与熔断器一起使用。高压负荷开关大多还具有隔离高压电源，保证其后的电气设备和线路安全检修的功能。第四节供电质量供电质量指电能质量与供电可靠性。电能质量包括电压、频率和波形的质量。供电可靠性是以供电企业对用户停电的时间次数来衡量的。电力系统中把电压、频率和供电的连续可靠性作为衡量电能质量的基本参数。交流电的电压质量包括电压的数值与波形两个方面；第四节供电质量一、电能质量电能质量

18、是指供应到用电单位受电端电能品质的优劣程度。电能质量主要包括电压质量与频率质量两部分。电压质量又分为电压允许偏差、电压允许波动与闪变、公用电网谐波、三相电压允许不平衡度。频率质量为频率允许偏差等项。1供电电压允许偏差在某一时段内，电压幅值缓慢变化而偏离额定值的程度，以电压实际值和电压额定值之差U与电压额定值UN之比的百分数U来表示，即 UUUNX100UN式中：U检测点上电压实际值（V）；UN检测点电网电压的额定值（V）。照明设备：过低影响发光效率，过高影响寿命电动机：过低使电流增大，温度上升，过高加速绝缘老化，影响寿命电热设备：过低达不到所需温度，过高损伤设备其他：影响正常运行，造成设备损伤

19、各种用电负荷的工作情况均与电压的变化有着极其密切的关系。而且，电压的过高、过低也给发电厂和电力系统本身造成很大的威胁。故在运行中必须规定电压的允许偏移范围，也就是电压的质量标准。一般用电设备的电压偏移保持在此规定范围内，不会对工作有任何影响。我国国家标准规定电压偏差的允许值为：1）35kV及以上电压供电的，电压允许偏差为额定电压的+10；2）10kV及以下三相供电的，电压允许偏差为额定电压的土7；3）220V单相供电电压允许偏差为额定电压的7、10。对电压有特殊要求的用户，供电电压允许偏差由供用电协议确定。影响电压偏差的原因有：（1）供电距离超过合理的供电半径。（2）供电导线截面选择不当，电压

20、损失过大。（3）线路过负荷运行。（4）用电功率因数过低，无功电流大，加大了电压损失。（5）冲击性负荷、非对称性负荷的影响。（6）调压措施缺乏或使用不当，如变压器分头摆放位置不当等。（7）用电单位装用的静电电容器补偿功率因数没采用自动补偿。供配电系统电压调整通常方式:1.合理选择变压器的电压分接头或采用有载调压变压器使之在负荷变动的情况下，有效的调节电压，保证用电设备端电压的稳定；2.合理减少供配电系统的阻抗，以降低电压损耗，从而缩小电压偏移范围；3.尽量使系统的三相负荷均衡，以减少电压偏移；4.合理地改变供配电系统的运行方式，以调整电压偏移；5.采用无功功率补偿装置，提高功率因数，降低电压损耗

21、，缩小电压偏移范围。为什么要升高电压进行远距离输电？远距离输电的电能一般是三相正弦交流电，输送的功率可用P=3UI计算。从公式可看出，如果传输的功率不变，电压愈高，则电流愈小，这样就可以选用截面较小的导线，节省有色金属。在输送功率的过程中，电流通过导线会产生一定的功率损耗和电压降，如果电流减小，功率损耗和电压降会随着电流的减小而降低。所以，提高输送电压后，选择适当的导线，不仅可以提高输送功率，而且可以降低线路中的功率损耗并改善电压质量。对于某一截面的线路，当输电电压愈高时，其输送功率愈大，输送距离愈高。2电压允许波动和闪变（l）电压允许波动在某一个时段内，电压急剧变化而偏离额定值的现象，称为电

22、压波动。电压变化的速率大于1的，即为电压急剧变化。电压波动程度以电压在急剧变化过程中，相继出现的电压最大值和最小值之差与额定电压之比的百分数U来表示，即：UUmaxUminX100UN式中：UN额定电压(V)；Umax、Umin某一时段内电压波动的最大值与最小值（V）。产生的原因：电压波动是由于负荷急剧变动的冲击性负荷所引起的。负荷急剧变动，使电网的电压损耗相应变动，从而使用户公共供电点的电压出现波动现象。例如电动机的启动、电焊机的工作、特别是大型电弧炉和大型轧钢机等冲击性负荷的工作，均会引起电网电压的波动;电压允许波动过大的危害:电压波动可影响电动机的正常启动，甚至使电动机无法启动；对同步电

23、动机还可引起其转子振动；可使电子设备、计算机和自控设备无法正常工作；还可使照明灯发生明显的闪烁，严重影响视觉，使人无法正常生产、工作和学习。我国国家标准对电压波动允许值规定为：220kV及以上为1.6；35kV110kV为2；10kV及以下2.5。（2）电压闪变周期性电压急剧波动引起灯光闪烁，光通量急剧波动，而造成人眼视觉不舒适的现象，称为闪变。3公用电网谐波电网谐波的产生，主要在于电力系统中存在各种非线性元件。因此，即使电力系统中电源的电压为正弦波，但由于非线性元件存在，结果在电网中总有谐波电流或电压存在。产生谐波的元件很多，如荧光灯和高压汞灯等气体放电灯、异步电动机、电焊机、变压器和感应电

24、炉等，都要产生谐波电流或电压。最为严重的是大型的晶闸管变流设备和大型电弧炉，它们产生的谐波电流最为突出，是造成电网谐波的主要因素。谐波是指电压电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量谐波是正弦波，每个谐波都具有不同的频率，幅度与相角。额定频率为基波频率奇数倍的谐波，被称为“奇次谐波”，如3、5、7次谐波；额定频率为基波频率偶数倍的谐波，被称为“偶次谐波”，如2、4、6、8次谐波。一般地讲，奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。在平衡的三相系统中，由于对称关系，偶次谐波已经被消除了，只有奇次谐波存在.谐波对电气设备的危害:可使变压器的铁芯损耗明显增加，出现过热，增加能耗，绝缘介质老化，缩短寿命,噪

25、声增大。会使电动机的铁芯损耗明显增加，绝缘介质老化加速，缩短使用寿命，而且还会使电动机转子发生振动现象，严重影响机械加工的产品质量。谐波电压加在电容器两端时，由于电容器对谐波的阻抗很小，电容器很容易发生过电流发热导致绝缘击穿甚至造成烧毁。谐波电流可使电力线路的电能损耗和电压损耗增加，使计量电能的感应式电度表计量不准确；可 使电力系统发生电压谐振，从而在线路上引起过电压，有可能击穿线路的绝缘；还可能造成系统的继电保护和自动装置发生误动作或拒动作，使计算机失控，电子设备误触发，电子元件测试无法进行；并可对附近的通信设备和通信线路产生信号干扰。4供电频率允许偏差电网中发电机发出的正弦交流电压每秒钟交

26、变的次数，称为频率，或叫供电频率。供电频率偏差是以实际频率和额定频率之差f与额定频率fN之比的百分数f表示，即 f=ffN100%fN式中：f_实际供电频率值（Hz）；fN供电网额定频率（Hz）。供电频率允许偏差过大的危害:对电动机而言，频率降低将使其转速降低，导致电动机功率的降低，将影响所带动转动机械的出力，并影响电动机的寿命；频率增高将使电动机的转速上升，增加功率消耗，特别是某些对转速要求较严格的工业部门，如纺织、造纸等，频率的偏差将影响产品质量，甚至产生废品。频率的过高过低不仅给用户造成危害，而且对发电厂。电力系统本身也可能造成严重不良后果。所以，我国规定对频率变化的允许偏差范围，正常允

27、许值为0.2Hz。当系统容量较小时，偏差值可以放宽到0.5Hz。用户冲击负荷引起的系统频率变动一般不得超过0.2Hz,延续时间1小时以上则构成事故。在并联运行的同一电力系统中，不论装机容量的大小、范围的广阔，任一瞬间的频率在全系统都是一致的。二、供电可靠性供电可靠性是指供电企业某一统计期内对用户停电的时间和次数，可以直接反映供电企业持续向用电单位的供电能力。不同性质的用电负荷对供电可靠性的要求是不一样的，属于一类（级）负荷的用电设备，对供电可靠性要求较高；属于可间断供电的负荷，对供电可靠性要求较低。供电可靠性指标是根据用电负荷的等级要求制定的。供电可靠性一般利用年供电可靠率进行考核。供电可靠率

28、是指在一年内，对用户有效供电时间总小时数和统计期间停电影响用户小时数之差与统计期间用户有效供电时间总小时比值的百分数，记做RS。即：RS8760Nt1n1100%8760N式中：Rs年平均供电可用率（）；N统计用户总数；t1一年每次停电时间（h）；n1一年每次停电影响用户数。由上面公式可以看出，要提高供电可靠率就要尽量缩短用户平均停电时间。停电时间包括：事故停电、计划检修停电及临时性停电时间。其中，影响停电时间t1；及停电影响的户数n1的因素有：l）线路长短，所带负荷户数的多少，可使n1；增大或减少；2）供电部门及时抢修和恢复供电运行工作水平，可直接影响t1值；3）统一安排检修和带电作业，可以

29、减少t1和n1值；4）供电设备故障率及检修周期要求等。第五节电力系统接地配电变压器或低压发电机中性点通过接地装置与大地相连，称为工作接地。工作接地分为直接接地与非直接接地（包括不接地或经消弧线圈接地）两类。工作接地的接地电阻一般不应超过4。一、系统接地的型式1接地保护系统的型式文字代号第一个字母表示电力系统的对地关系：T一直接接地；I一所有带电部分与地绝缘，或一点经阻抗接地。第二个字母表示装置的外露可接近导体的对地关系：T外露可接近导体对地直接作电气连接，此接地点与电力系统的接地点无直接关连；N外露可接近导体通过保护线与电力系统的接地点直接作电气连接。如果后面还有字母时，这些字母表示中性线与保

30、护线的组合：S中性线和保护线是分开的；C中性线和保护线是合一的。在星形连接的三相电路中，其三个线圈(或绕组)连在一起的一点称为中性点。由中性点引出的导线称为中性线。2电力系统中性点接地方式（1）中性点直接接地指电力系统中至少有一个中性点直接或经小阻抗与接地装置相连接。中性点直接接地是通过系统中全部或部分变压器中性点直接接地来实现的。其作用是使中性点经常保持零电位。当系统发生一相接地故障时，能限制非故障相对地电压的升高，从而可保证单相用电设备的安全。但中性点直接接地后，一相接地故障电流较大，一般可使剩余电流保护或过电流保护动作，切断电源，造成停电；发生人身一相对地电击时，危险性也较大。所以中性点

31、直接接地方式不适用于对连续供电要求较高及人身安全。环境安全要求较高的场合。中性点直接接地的主要优点是它在发生一相接地故障时,非故障相地对电压不会增高,因而各相对地绝缘即可按相对地电压考虑。中性点经低电阻接地我国大中城市10kV配电网发展很快，市区大量敷设电缆,单相接地电容电流增大较快，而且运行方式经常变化，消弧线圈调整困难，当电缆发生单相接地时，相对地电压提高1.7倍，对弱绝缘的击穿机率相对较大，击穿后将发展成为相间短路。为了满足10kV（35kV）电缆线路的要求，降低过电压水平,减少相间故障,采用中性点经电阻接地方式是一种比较理想的接地方式；在三相四线制的交流电路中，为什么中性线不允许断开？

32、在三相四线制的电路中，如中性线断开，这时线电压虽然对称，但各相负载不平衡导致中性点位移，使各相负载所承受的电压不再对称，有的相其负载所承受的电压将低于其额定电压，有的相其负载所承受的电压将高于其额定电压，因此使负载不能正常工作，甚至损坏设备，造成严重事故。什么是中性点位移?位移后将会出现什么后果?答案：在大多数情况下，电源的线电压和相电压都可以认为是近似对称的，不对称的星形负载若无中线或中线上阻抗较大，则其中性点电位是与电源中性点电位有差别的，即电源的中性点和负载中性点之间出现电压，此种现象称为中性点的位移。出现中性点位移的后果是负载各相电压不一致，将影响设备的正常工作。（2）中性点非直接接地

33、（不直接接地或经消弧线圈接地）指电力系统中性点不接地或经消弧线圈、电压互感器、高电阻与接地装置相连接。中性点不接地系统1.可以减小人身电击时流经人体的电流，降低剩余电流设备外壳对地电压。2.接地相对地电压降低，最低为零3.未接地相对地电压升高，最高升至线电压，用电设备的绝缘水平应按线电压考虑4.各相间电压的大小和相位仍然不变，可以继续运行2小时5.接地点有电容电流流过，可有电弧形成，造成过电压。为防止内、外过电压损害低压电力网的绝缘，有关规程规定：中性点不接地系统，为安全起见，规程规定不允许引出中性线供单相用电。随着城市配电网中电缆线路的发展，在城市中配电网的接地方式应用情况为：220kV、1

34、10kV直接接地方式；35kV经消弧线圈接地；10kV经消弧线圈接地方式或经小电阻接地方式（以电缆线路为主的配电网）220V380V直接接地方式。二、低压系统接地型式1TN系统接线电力系统有一点直接接地，电气装置的外露可接近导体通过保护线与该接地点相连接。TN系统通常是一个中性点接地的三相电网系统。其特点是电气设备的外露可导电部分直接与系统接地点相连，当发生碰壳短路时，短路电流即经金属导线构成闭合回路。形成金属性单相短路，从而产生足够大的短路电流，使保护装置能可靠动作，将故障切除。如果将工作零线N重复接地，碰壳短路时，一部分电流就可能分流于重复接地点，会使保护装置不能可靠动作或拒动，使故障扩大

35、化。中性点经消弧线圈接地的电力系统电缆线路较多,电容电流较大,单相接地故障时,接地点出现电弧,造成过电压。因此，加消弧线圈。中性点经消弧线圈接地系统，与中性点不接地系统一样，当一相接地时，接地相电压为零，三个线电压不变，其他两相对地电压也升高根倍，因次，发生单相接地故障时运行时间也不允许超过2h。在中性点经消弧线圈接地的系统中,各相对地绝缘和中性点不接地系统一样,也必须按线电压设计。低压配电系统中的接地类型(1)工作接地：为保证电力设备达到正常工作要求的接地，称为工作接地。中性点直接接地的电力系统中，变压器中性点接地，或发电机中性点接地。(2)保护接地：为保障人身安全、防止间接触电，将设备的外

36、露可导电部分进行接地，称为保护接地。保护接地的形式有两种：一种是设备的外露可导电部分经各自的接地保护线分别直接接地；另一种是设备的外露可导电部分经公共的保护线接地。(3)重复接地：在中性线直接接地系统中，为确保保护安全可靠，除在变压器或发电机中性点处进行工作接地外，还在保护线其他地方进行必要的接地，称为重复接地。(4)保护接中性线：在380220V低压系统中，由于中性点是直接接地的，通常又将电气设备的外壳与中性线相连，称为低压保护接中性线。TN系统可分为：TNS系统：整个系统的中性线N与保护线PE是分开的，如图14所示；TNS系统的优点是PE线在正常情况下没有电流通过，因此不会对接在PE线上的

37、其他设备产生电磁干扰。此外，由于N线与PE线分开，N线断开也不会影响PE线的保护作用。但TN-S系统耗用的导电材料较多，投资较大。这种系统多用于对安全可靠性要求较高、设备对电磁抗干扰要求较严、或环境条件较差的场所使用。对新建的大型民用建筑、住宅小区，特别推荐使用TN-S系统。TNC系统：整个系统的中性线N与保护线PE是合一的，称为保护中性线(PEN)线；它的优点是节省了一条导线，但在三相负载不平衡或保护中性线断开时会使所有用电设备的金属外壳都带上危险电压。在一般情况下，如保护装置和导线截面选择适当，TN-C系统是能够满足要求的TNCS系统：系统中有一部分线路的中性线N与保护线PE是合一的，这种

38、系统前部分是TN-C方式供电，而后部分是TN-S方式供电系统。它兼有TN-C系统和TN-S系统的特点，常用于配电系统末端环境较差或有对电磁抗干扰要求较严的场所2TT系统电力系统中有一点直接接地，电气设备的外露可接近导体通过保护接地线接至与电力系统接地点无关的接地极，如图l7所示。TT系统工作原理是：当发生单相碰壳故障时，接地电流经保护接地装置和电源的工作接地装置所构成的回路流过。此时如有人触带电的外壳，则由于保护接地装置的电阻小于人体的电阻，大部分的接地电流被接地装置分流，从而对人身起保护作用。TT系统在确保安全用电方面还存在有不足之处，主要表现在：当设备发生单相碰壳故障时，接地电流并不很大，

39、往往不能使保护装置动作，这将导致线路长期带故障运行。当TT系统中的用电设备只是由于绝缘不良引起漏电时，因漏电电流往往不大(仅为毫安级)，不可能使线路的保护装置动作，这也导致漏电设备的外壳长期带电，增加了人身触电的危险。因此，TT系统必须加装剩余电流动作保护器，方能成为较完善的保护系统。目前，TT系统广泛应用于城镇、农村居民区、工业企业和由公用变压器供电的民用建筑中3IT系统IT系统的电源中性点是对地绝缘的或经高阻抗接地，而用电设备的金属外壳直接接地。其工作原理是：若设备外壳没有接地，在发生单相碰壳故障时，设备外壳带上了相电压，若此时人触摸外壳，就会有相当危险的电流流经人身与电网和大地之间的分布

40、电容所构成的回路。而设备的金属外壳有了保护接地后，由于人体电阻远比接地装置的接地电阻大，在发生单相碰壳时，大部分的接地电流被接地装置分流，流经人体的电流很小，从而对人身安全起了保护作用。IT系统适用于环境条件不良，易发生单相接地故障的场所，以及易燃、易爆的场所。第二章电力变压器变压器是一种静止的电气设备，它利用电磁感应原理将一种电压、电流的交流电能转换成同频率的另一种电压、电流的电能。换句话说，变压器就是实现电能在不同等级之间进行转换。用途分：升压变压器、降压变压器；结构分：单相变压器和三相变压器；双线圈变压器、三线圈变压器和自耦变压器；冷却介质方式：油浸式变压器和干式变压器等；按调压方式:分

41、为无励磁调压变压器、有载调压变压器两种。第一节变压器的工作原理与结构一、变压器的工作原理AXu1 i1 0e1axe2i2u2变压器一、二次侧绕组因匝数不同将导致一、二次侧绕组的电压高低不等，匝数多的一边电压高，匝数少的一边电压低，这就是变压器能够改变电压的道理。只要改变线圈的匝数，就能达到改变电压的目的如果忽略变压器的内损耗，可认为变压器二次输出功率等于变压器一次输入功率;变压器一、二次电流之比与一、二次绕组的匝数比成反比。即变压器匝数多的一侧电流小，匝数少的一侧电流大，也就是电压高的一侧电流小，电压低的一侧电流大。二、变压器的结构1铁芯（1）铁芯结构：变压器的铁芯是磁路部分。由铁芯柱和铁轭

42、两部分组成。绕组套装在铁芯柱上，而铁轭则用来使整个磁路闭合。铁芯的结构一般分为心式和壳式两类。心式铁芯的特点是铁轭靠着绕组的顶面和底面，但不包围绕组的侧面。壳式铁芯的特点是铁轭不仅包围绕组的顶面和底面，而且还包围绕组的侧面。由于心式铁芯结构比较简单，绕组的布置和绝缘也比较容易，因此我国电力变压器主要采用心式铁芯，只在一些特种变压器（如电炉变压器）中才采用壳式铁芯。常用的心式铁芯如图23。近年来，大量涌现的节能性配电变压器均采用卷铁芯结构。（2）铁芯材料：由于铁芯为变压器的磁路，所以其材料要求导磁性能好，导磁性能好，才能使铁损小。故变压器的铁芯采用硅钢片叠制而成。硅钢片有热轧和冷轧两种。由于冷轧

43、硅钢片在沿着辗轧的方向磁化时有较高的导磁系数和较小的单位损耗，其性能优于热轧的，国产变压器均采用冷轧硅钢片。国产冷轧硅钢片的厚度为0.35mm、0.30mm、0.27mm等几种。片厚则涡流损耗大，片薄则叠片系数小，因为硅钢片的表面必须涂覆一层绝缘漆以使片与片之间绝缘。变压器的铁芯为什么要接地且又不能多点接地？变压器的铁芯如果不接地，当变压器运行时，由于铁芯各位在电场中所处的位置不同而有不同的电位。当两点之间的电位差达到能够击穿两者之间的绝缘时，相互之间就会产生放电，为此变压器的铁芯与其他金属必须和油箱连接，然后接地，使它们处于同电位（零电位）。如果铁芯多点接地，则相当于铁芯经多个接地点形成短路

44、，就会产生一定的电流，导致铁芯局部损耗增加，引起铁芯发热，严重时甚至把接地片烧断，使铁芯产生悬浮电位，这是不允许的。2绕组绕组是变压器的电路部分，一般同绝缘纸包的铝线或铜线烧制而成。根据高、低压绕组排列方式的不同，绕组分为同心式和交叠式两种。对于同心式绕组，为了便于绕组和铁芯绝缘，通常将低压绕组靠近铁芯柱。对于交叠式绕组。为了减小绝缘距离，通常将低压绕组靠近铁轭。一次和二次绕组具有不同的匝数、电压和电流，其中电压较高的绕组称为高压绕组，电压较低的称为低压绕组。一次绕组:输入电能的绕组二次绕组:输出电能的绕组同心式结构同心式绕组的高、低压绕组同心地套装在心柱上特点同心式绕组结构简单、制造方便，国

45、产电力变压器均采用这种结构。交迭式结构交迭式绕组的高、低压绕组沿心柱高度方向互相交迭地放置,交迭式绕组用于特种变压器中。同心式3绝缘变压器内部主要绝缘材料有变压器油、绝缘纸板、电缆纸、皱纹纸等。4分接开关为了供给稳定的电压、控制电力潮流或调节负载电流，均需对变压器进行电压调整。目前，变压器调整电压的方法是在其某一侧绕组上设置分接，以切除或增加一部分绕组的线匝，以改变绕组的匝数，从而达到改变电压比的有级调整电压的方法。这种绕组抽出分接以供调压的电路，称为调压电路；变换分接以进行调压所采用的开关，称为分接开关。一般情况下是在高压绕组上抽出适当的分接。这是因为高压绕组一则常套在外面。引出分接方便；二

46、则高压侧电流小，分接引线和分接开关的载流部分截面小，开关接触触头也较容易制造。变压器二次不带负载，一次也与电网断开（无电源励磁）的凋压，称为无励磁调压，带负载进行变换绕组分接的调压，称为有载调压。如何切换无载调压变压器的分接开关？答：切换无载调压变压器的分接开关应将变压器停电后进行，并在各侧装设接地线后，方可切换分接开关。切换前先拧下分接开关的两个定位螺丝，再扳动分接开关的把手，将分接开关旋转到所需的分接头位置，然后拧紧定位螺丝，测试三相直流电阻合格后，方可将变压器投入运行。配电变压器无载调压原理：电力系统的电压是随运行方式及负荷大小的变化而变化的，电压过高或过低，都会影响设备的使用寿命的。因

47、此为保证供电质量，必须根据系统电压变化情况进行调节。改变分接头就是改变线圈匝数，即改变变压器的变化，亦改变了电压，故起到调压作用。什么情况下不允许调节变压器有载调压开关？变压器过负荷运行时；有载调压装置的油耐压不合格或油标中无油时；调压次数超过规定时；调压装置发生异常时。5油箱油箱是油浸式变压器的外壳，变压器的器身置于油箱内，箱内灌满变压器油。油箱结构，根据变压器的大小分别吊器身式油箱和吊箱壳式油箱两种。（1）吊器身式油箱多用于6300kVA及以下的变压器，其箱沿设在顶部，箱盖是平的，由于变压器容量小，所以重量轻，检修时易将器身吊起。（2）吊箱壳式油箱多用于8000kVA及以上的变压器，其箱沿

48、设在下部，上节箱身做成钟罩形，故又称钟罩式油箱。检修时无需吊器身，只将上节箱身吊起即可。6冷却装置变压器运行时，由绕组和铁芯中产生的损耗转化为热量，必须及时散热，以免变压器过热造成事故。变压器的冷却装置是起散热的作用的。根据变压器容量大小不同，采用不同的冷却装置。对于小容量的变压器，绕组和铁芯所产生的热量经过变压器油与油箱内壁的接触，以及油箱外壁与外界冷空气的接触而自然地散热冷却，无须任何附加的冷却装置。若变压器容量稍大些，可以在油箱外壁上焊接散热管，以增大散热面积。对于容量更大的变压器，则应安装冷却风扇，以增强冷却效果。当变压器容量在50000kVA及以上时，则采用强迫油循环水冷却器或强迫油

49、循环风冷却器。与前者的区别在于循环油路中增设一台潜油泵，对油加压以增加冷却效果。这两种强迫循环冷却器的主要差别为冷却介质不同，前者为水，后者为风。7储油柜（又称油枕）储油柜位于变压器油箱上方，通过气体继电器与油箱相通，当变压器的油温变化时，其体积会膨胀或收缩。储油柜的作用就是保证油箱内总是充满油，并减小油面与空气的接触面，从而减缓油的老化。8安全气道（又称防爆管）：位于变压器的顶盖上，其出口用玻璃防爆膜封住。当变压器内部发生严重故障，而气体继电器失灵时，油箱内部的气体便冲破防爆膜从安全气道喷出，保护变压器不受严重损害。9吸湿器：为了使储油柜内上部的空气保持干燥，避免工业粉尘的污染，储油柜通过吸

50、湿器与大气相通。吸湿器内装有用氯化钙或氯化钻浸渍过的硅胶，它能吸收空气中的水分。当它受潮到一定程度时，其颜色由蓝色变为粉红色。10气体继电器：位于储油柜与箱盖的联管之间。在变压器内部发生故障（如绝缘击穿、匝间短路、铁芯事故等）产生气体或油箱漏油等使油面降低时，接通信号或跳闸回路，保护变压器。11高、低压绝缘套管：变压器内部的高、低压引线是经绝缘套管引到油箱外部的，它起着固定引线和对地绝缘的作用。套管由带电部分和绝缘部分组成。带电部分包括导电杆、导电管、电缆或铜排。绝缘部分分外绝缘和内绝缘。外绝缘为瓷管，内绝缘为变压器油、附加绝缘和电容性绝缘。瓦斯继电器是利用变压器内故障时产生的热油流和热气流推