电力工程基础.docx
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1、电力工程基础学问总结一、电力系统概述:1.1 电力系统定义:电力系统是电能生产、变换、输送、安排、消费的 各种设备依据肯定的技术和经济要求有机组成的一个统一系统的总称。简 言之,电力系统是由发电机、变压器、输电线路、用电设备组成的网络, 它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的全部设备。1.2 动力系统的构成:动力系统是由锅炉(反应堆)、汽轮机(水轮机)、 发电机等生产电能的设备,变压器、输电线路等变换、输送、安排电能的 设备,电动机、电热电炉、家用电器、照明等各种消耗电能的设备以与测 量、爱护、限制乃至能量管理系统所组成的统一整体。1.3 电力系统的电压等级额定电压:通常取线路始末电压的算术
2、平均值作为用电设备以与电力 网的额定电压。由于用电设备的允许电压偏移为5%,而延线路的电压着 陆一般为10%,这就要求线路始端电压为额定值的105%,以保证末端电压 不低于95%0发电机往往接于线路始端,因此发电机的额定电压为线路的 105%0通常,6. 3KV多用于50MW与以下的发电机;10. 5KV用于25100MW 的发电机;13.8KV用于125MW的汽轮发电机和72. 5MW的水轮发电机; 15. 75KV用于200MW的汽轮发电机和225MW的水轮发电机;18KV用于300MW 的汽轮发电机。变压器的一次额定电压:升压变压器一般与发电机干脆相连,故与发 电机相同降压变压器相当于用
3、电设备,故与线路相同。变压器的二次额定电压:考虑到变压器内部的电压着陆一般为5%,故 电设备,即将高压受电、变压器降压、低压配电等功能有机地组合在一起, 安装在一个防潮、防锈、防尘、防鼠、防火、防盗、隔热、全封闭、可移 动的钢结构箱体内,机电一体化,全封闭运行,特殊适用于城网建设与改 造,是一种崭新的变电站。柱变:柱上刚变压器台设计范围是从高压引下线接头至低压出线这段 范围的柱上变压器台与与其有关的电杆部分。变压器容量选择一般不超过400kVAo输变电工程相关学问一、输变电工程:是指各种电压等级的输变电工程施工、调试,电网 运行维护,土木建筑与材料试验,铁塔与其附件加工以与远距离大吨位起重运输
4、业务等。二、输变电线路的电压等级国内的沟通电压等级一般分为10KV、35KV、11OKV、220KV、330KV、 500KV和750KV,对于直流输电现在电压等级为500KV和800KV,主要 用于远距离输电,在建的特高压直流输电试验线段电压等级达到土 lOOOKVo中国的电压分类标准:沟通高压HOKV、220KV,沟通超高压330KV、500KV和750KV,沟通特高 压1OOOKV,超高压直流500KV,特高压直流800KV.三、输变电的原理介绍:发电厂-变电站-线路-变电站-用户(主要),我国输电系统包括直流 输电和沟通输电系统,传统意义上的发电配电皆是沟通系统,但随着远距 离输电的须
5、要,从经济成本和联网实力等方面考虑,直流远距离输电已经 在现实中得到了越来越多的应用。原理如下:首先发电厂发电,电能通过 线路传输到枢纽变电站(升压站),经过电压互感器PT、电力互感器CT、 避雷针等到达变电站的主变器,经过变压器升压处理后,电能进入输电主 网进行远距离传输,在到达城市或负荷中心时,再经过枢纽变电站(降压 站),通过 类似的降压处理方法,进入城市配电网(10KV),再依据用户 的用电量负荷经过配电柜的处理干脆到达用户。电压等级通过绝缘子的片数来确定。10KV的等级绝缘子片数为2、 3. 35KV的为4、5. 11OKV的为H或16片。220KV的为18到26不等。330KV的为
6、28片以上。500KV等级主要看电力线路,他的每项为4分裂导线。一般会出现分裂导线的电压等级线路220KV、330KV和500KV. 一条完整的输变电线 路的组成有点赶或铁塔、金具、导线组成。电杆分为:水泥方杆、水泥圆杆(一般杆、加强杆)、钢管杆。铁塔分为:一般塔、V形塔、猫形塔、冗型塔 四、送电线路的施工方法送电线路复测的方法送电线路复测(定位)的方法前视定位法重转定位法矩形定位法趋近定位法送电线路分坑的方法1)带拉线直线单杆的分坑方法2)直线双杆分坑法3)带拉线双杆(转角双杆)的分坑方法4)方形塔基础分坑 5)矩形塔基础分坑: 6)中心点位移的转角塔分坑: 7)不等高塔腿基础分坑: (3)
7、测量施工留意事项 1)测量直线时,应首先后视相邻的中心桩,然后在翻镜对准前面的中心桩, 务必使三个中心桩在一条直线上。2)仪器架好后应用光学镜头对中,对中时要以中心桩上的小钉为视点。3)对打在简洁被行人和车辆遇到处的中心桩,应将标桩打入地平面以下或 加设爱护桩,以免被碰撞而产生位移。4)复测中发觉有误差的桩位,应查明缘由后进行校正。如全线路的误差点 较多时,应对全线全部桩位进行复测。五、送电线路铁塔的安装方法铁塔整体组装的操作方法铁塔分段组装操作方法将铁塔按连接点分成若干段,然后在高空一段接一段地组装成整体铁塔。适用于窄基塔,如拉线塔、电焊塔、UOkV以下的直线塔,起吊时采纳外 抱杆方式。(3
8、)铁塔分片组装的安装方法(4)铁塔分角组装的安装方法分角组装多用在铁塔根开大、起吊重量大、主角钢大、地形条件较差地段 的塔型,对于横担、地线支架则仍可采纳分段或分片组装。六、张力放线的施工方法(1)张力放线的主要设备1)牵引机2)张力机张力机按其产生的张力方式不同,可分为主动式和被动式两种。依据同时施放导线的根数不同,张力机又可分为四线式、二线式和单线式 几种。张力放线场地布置张力放线基本方法张力放线多用于高电压、大线号与多分裂导线的施放。张力放线需一级一级地进行牵引,其牵引步骤如下。1)展放导引绳。2)牵引钢丝绳展放。3)牵引导线。张力放线特点1)在直线杆塔上紧线。2)耐张杆塔平衡挂线。3)
9、导线临时锚固。4)逐基杆塔划印。对张力放线的要求1)张力放线的依次,一般均先放中间相,后放两边相。2)牵引机、张力机必需按运用说明和操作规范进行操作,操作人员应经过 专业培训并取得合格证后,方能操作。3)放线牵引时,应先开张力机,待张力机打开刹车发动后,方可开牵引机 进行牵引。停止牵引时,其操作程序则应相反。当接到停机信号时,牵引 机必需停止牵引,以便查明缘由。张力机需在牵引机停机后,方可停机。4)在牵引导线时,应先慢速牵引,然后渐渐加速,以防牵引绳波动过大。如因故停工时,应先将导线锚固好后,方可放松牵引张力。5)当放线段跨越或平行接近带电电力线路时,牵引场和张力场两端的牵引 绳以与导线上均应
10、挂接地滑车,并进行良好的接地。对张力放线的评价七、导线、地线连接的方法在线路架线施工中,要求全部导线、避雷线的连接操作,都必需严格地按 工艺标准进行,使其具有较高的机械强度和良好的电气性能。目前,架空 线的连接方法主要采纳钳压连接、液压连接。(1)钳压连接法1)钳压连接方法和要求2)钳压连接留意事项液压连接法液压连接的用途比较广泛,常用于钢绞线和大截面钢芯铝绞线的直线连 接、耐张连接、跳线连接等,其压接质量优于钳压连接。液压机依据压力大小可分为25t、50t 100t. 200t几种,线路施工中普遍 用25t和100t液压机作为压接机具。1)钢绞线压接2)钢芯铝绞线压接(直线管)3)耐张管压接
11、水电站电力工程相关学问水电站是将水能转换为电能的综合工程设施。一般包括由挡水、泄水 建筑物形成的水库和水电站引水系统、发电厂房、机电设备等。水库的高 水位水经引水系统流入厂房推动水轮发电机组发出电能,再经升压变压 器、开关站和输电线路输入电网。我们能做的主要就是主变与开关站设备 的供货和检修与整个升压站的检修工程、电力外送工程。水电站升压开关站接受和安排水轮发电机组发出的电能,经升压后向电网或负荷点供电 的高压配电装置的场所。由变压器、开关设备、隔离开关、互感器、避雷 器、母线装置和有关建筑结构等组成。电能经过主变压器上升至规定的电 压后,通过开关站进行远距离输电。变压器场装设主变压器的地方,
12、有两类布置方式:屋外布置。依据 水电站厂房的形式、电站容量大小和枢纽布置的特点而异,有的布置在厂 房与坝之间,有的在尾水平台上,有的在主厂房的一端或顶部,也有布置 在靠近主厂房的山坡之上。屋内布置。对地下式和坝内式厂房,目前趋 向于布置在平行于主厂房的地下洞室或坝内廊道内。假如开关站也布置在 地下洞室内时一,变压器场应紧靠开关站并用隔墙分隔。水电站主变压器场, 一般应尽可能靠近主厂房,以缩短发电机电压母线,削减电能损失,并应留 意防火、防爆、防雷、防水雾、防雪和满意通风冷却以与便于设备运输和 主变压器的安装检修等。开关站按电气设备的装置地点可分为屋外与屋内配电装置两大类。屋 外配电装置 依据电
13、气设备和母线高度又可分为低型、中型、半高型和高 型。低型布置:电气设备干脆放在地面基础上,母线布置的高度也比较 低,为了保证平安距离,设备四周设有围栏。低型布置由于占地面积大, 在水电站很少采纳。中型布置:全部电气设备装在肯定高度的支架上, 使带电部分对地保持必要高度,母线布置水平高于电气设备的水平面。中 型布置在中国水电站中具有较成熟的运行阅历,已普遍采纳。半高型和 高型布置:电气设备和母线分别装在几个不同高度的水平面上,并且重叠 布置。将母线与断路器、电流互感器等重叠布置称为半高型。将一组母线 与母线隔离开关与另一组母线与母线隔离开关重叠布置称为高型布置。高 型布置的缺点是钢材消耗大,操作
14、和检修不便利。半高型布置的缺点也类 似。但高型布置的最大优点是占地少,一般约为中型的一半,由于渐渐妥 当地解决了操作和检修困难的技术问题与适应于水电站枢纽地形陡峻的 条件,因此在水电站已广泛采纳。有时还依据地形条件采纳不同地面高程 的阶梯型布置,以进一步削减占地和节约开挖工程量。水电站升压开关站屋内配电装置结合水电站枢纽布置的特点,将 HOkV和220kV电气设备布置在屋内,各种间隔距离比屋外布置小,故占地 面积也小。其土建费用比屋外布置高,且建设时间长,但它不受污秽恶劣 气候影响。有时为降低建筑费用将部分设备仍放在屋外。当水电站的开关 站布置在地下或坝内时,称洞内布置,也属于屋内布置。六氟化
15、硫(SF6)全封闭组合电器配电装置以SF6全封闭组合电器所组 成的高压协作装置。SF6全封闭组合电器是以SF6气体作为绝缘和灭弧介 质,以优质环氧树脂绝缘子作支撑的新型成套高压电器。由母线、隔离开 关、接地开关、互感器、避雷器、电缆终端等各元件制成不同接线的标准 独立结构,即可适应不同主接线的配电装置。它的优点是占地面积和占空 间都更小,运行平安牢靠,检修间隔周期长,噪音水平低,更适用于深山 峡谷的大型水电站和屋内配电装置。火电厂电力工程相关学问1 .火电厂的主要发电设备包括锅炉、汽轮机和发电机,协助设备有冷凝器、给水加热器、各种水泵、磨煤机、除氧器、烟囱与各种测量与限制设备。燃煤式火电厂的工
16、作过程如下燃煤式火电厂的分布与生产流程图所 示。煤从储煤场用输送皮带送到煤粉设备中磨成细粉并加热干燥,然后送 进锅炉,与鼓风机吹进来的空气混合燃烧,将所发热量传给锅炉中的水使 其产生蒸汽。蒸汽送到汽轮机后逐级膨胀做功,驱动发电机发电。蒸汽在 汽轮机内的压力和温度渐渐降低,最终进入冷凝器,凝聚成的水被水泵送 到低压给水加热器,最终又输入锅炉。冷凝过程中,蒸汽要把从锅炉吸取 热量的60%释放给冷却水,这就是凝汽式火电厂最高热效率不超过40% 的缘由。2 .除了凝汽式火电厂以外,还有供热式火电厂简称热电厂。这种火电厂不 仅向系统供电,而且向用户供热。这类火电厂采纳的汽轮机有背压式和抽 气式两种。背压
17、式机组的特点是蒸汽经过汽轮机后不进入凝汽器,而被用 来干脆向用户供热或向工业用户供低压蒸汽。各机组以供热为主,在没有 热负荷的状况下不能发电。但是,当发电机故障时机组都可以利用减温、 减压装置接着供热。抽气式机组和凝汽式汽轮机相像,只是中间有广2级 可供抽气。抽气量可依据用热的须要进行调整。无论抽气多少,这类机组 都能发出额定电力。3 .电气系统汽轮机带动发电机发电,并通过输配电装置向外送电,向外供电流程: 发电机发出的电能由变压器升压后,经高压配电装置和输电线路送往用 户;厂用电流程:发电厂内的自用电由厂用变压器降压后,经厂用配电装 置向厂内各种辅机与照明等供电。火电厂升压站电气设备布置选择
18、1.屋外配电装置类型:依据电气设备和母线的布置高度,屋外配电装置可分为低型、中型、 半高型和高型等。低型:全部电器均装在同一水平面上,母线与设备等高在低型和中型屋外配电装置中,全部电气设备都装在地面设备支架 上。低型的主母线一般都由硬母线组成,而母线与隔离开关基本布置在同 一水平面上。中型配电装置:中型配电装置是将全部电气设备都安装在同一水平面内,并装在肯定 高度的基础上,使带电部分对地保持必要高度,以便工作人员能在地上平 安活动;母线所在的水平稍高于电气设备所在的水平面,母线和电气设备 均不能上、下重叠布置。中型配电装置比较清楚,不易误操作,运行牢靠, 施工和维护便利,造价较省,并有多年的运
19、行阅历;其缺点是占地面积过 大。中型配电装置大多采纳悬挂式软母线,母线所在水平面高于电气设备所在水平面,但近年来硬母线采纳日益增多。中型配电装置广泛用于 比线路高51rlo%。只有漏抗很小的、二次测线路较短和电压特殊高的变压 器,采纳5%。习惯上把1KV以上的电气设备称为高压设备反之为低压设备. 500、330、220KV多半用于大电力系统的主干线; 110KV既用于中小电力系统的主干线,也用于大电力系统的二次 网络; 35、10KV既用于大城市或大工业企业内部网络,也广泛用于农村 网络。 大功率电动机用3、6、10KV,小功率电动机用220、380V; 照明用 220、380Vo二、变电站基
20、础定义和分类:通常把生产、输送、变换电压、安排电能的设备称为一次设备,分类 如下: 生产和变换电能的设备:发电机、变压器、电动机。 接通和断开电路的开关设备:断路器、隔离开关、熔断器、接触器 等。 限制短路电流或防卫过电压的设备:电抗器、避雷器。 接地装置 载流导体:母线、电缆、架空线路。 补偿装置:调相机、静止补偿器、电容器、并联电抗器。110-500KV电压等级。在半高型和高型屋外配电装置中,电气设备分别装在几个水平面内, 并重叠布置。凡是将一组母线与另一组母线重叠布置的,称为高型配电装置。高型配电装置:高型配电装置是将一组母线与隔离开关与另一组母线与而离开关上 下重叠布置的配电装置,可以
21、节约占地面积50%左右,但耗用钢材较多, 造价较高,操作和维护条件较差。高型配电装置按其结构的不同,可分为单框架双列式、双框架单列式 和三框架双列式三种类型。高型布置中母线、隔离开关位于断路器之上,主母线又在母线隔离开 关之上,整个配电装置的电气设备形成了三层布置,而半高型的高度则处 于中型和高型之间。我国目前采纳最多的是中型配电前置,近年来高型配电装置的采纳也 有所增加,而高型由于运行、维护、检修都不便利,只是在山区与丘陵地 带,当布置受到地形条件限制时才采纳。高型配电装置适用于220KV电压 等级。假如仅将母线与断路器、电流互感器等重叠布置,则称为半高型配电 装置。半高型配电装置:半高型配
22、电装置是将母线置于高一层的水平面上,与断路器、电流互感器、隔离开关上下重叠布置,其占地面积比一般中型削减30%o半高型配电装置介于高型和中型之间,具有两者的优点,除母线隔离开关外,其 余部分与中型布置基本相同,运行维护仍较便利。半高型配电装置适用于 110KV电压等级。由于设计的是中型水电站,配电装置占地面积不大,运行、施工条件 必须要大大改善,所用钢材也要少。那么没有必要投入过多的经济。还有 它发电运行和维护要具有很高的敏捷性。而设计的出线为HOKV,故此, 我们选择半高型配电装置。2 .断路器断路器的排列方式,必需依据主接线、场地地形条件、总体布置和出 线方向等多种因素合理选择。依据断路器
23、在配电装置中所占据的位置,可 分为单列(断路器集中布置在主母线的一侧)、双列(断路器布置在主母线 两侧)和三列(断路器在进出线方向均呈三列布置)布置.断路器有低式和高式两种布置。低式布置的断路器安装在0. 51m的混凝 土的基础上,其优点是检修比较便利,抗震性能好,但低式布置必需设置 围栏,因而影响通道的畅通。高式布置断路器安装在高约2m的混凝土基 础上,基础高度应满意:(1)电气支柱绝缘子最低裙边的对地距离为2. 5m;(2)电气间的连线对地距离应符合C值的要求。3 .避雷器:避雷器也有高式和低式两种布置。110KV以上的阀形避雷器由于器身 瘦长,多落地安装在0.4m的基础上。110KV与以
24、下的氧化锌避雷器形体矮 小,稳定度好,一般采纳高式布置。避雷器落地安装时,围栅内作高100MM 的水泥平地,便于排水并避开长草。4 .隔离开关实践证明,采纳预埋螺栓安装隔离开关能满意质量要求。110KV隔离开关一般操作不重,为了平安并避开操作杆碰支柱,宜在边 相操作。隔离开关引线的C值校验,应考虑电缆沟凸出地面的尺寸。对配电装置的基本要求配电装置应当满意下述基本要求:1保证运行牢靠配电装置中引起事故的缘由是,绝缘子因污秽而闪络,隔离开关因误 操作而发生相间短路,断路器因开断实力不足而发生爆炸等。因此,要依 据系统和自然条件以与有关规程要求合理选择电气设备,使选用电气设备 具有正确的技术参数,保
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