维护电工知识.docx

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维护电工知识

电工理论知识

一、电力网

1.从发电机到用户称为电力系统；

2.将各电压等级的输电线路和各类型的变电所连接而成的网络称为电力网；

3.高低压区分（输配电等级）

1）35KV以上称为高压。

110KV为超高压。

2）3-10KV称为高压

3）0.23-0.4KV称为低压。

4）对地电压高于250V为高压。

5）对地低压低于250V为低压。

二、电力负荷

1.电力负荷是指发电厂电力系统在某一时刻所承担的各类用电设备的电能消耗总和。

2.用电负荷是指用户的用电设备在某一时刻实际取用的功率总和。

3.线路损耗是指从发电厂到用户输送过程中不可避免的会发生功率和能量的损失，与这种损失所对应的发电功率。

三、电缆的选择

1.选择条件：

1）满足发热条件。

在最高环境温度和最大负荷情况下保证导线不被烧坏。

2）满足电压损失条件，不超过允许值的10%

3）满足机械强度的条件

4）满足保护条件，保证自动开关、熔断器能对导线起保护作用。

5）满足合理的经济条件，保证投资运行费用最合理。

2.导线截面的选择方法：

1）按经济电流密度选择导线

S=I/J（mm²）

P=

φ

I=

S=导线截面P=有功功率I=电流

通过各种经济技术比较而得出的最合理的线路。

2）经济电流密度值：

导线材质

年最大负荷利用小时数

3000以下

3500-5000

5000以上

铜线

3.0

2.25

1.75

铝线

1.65

1.15

0.90

四、电压损失

电压损失：

指电路中阻抗元件两端电压的数值差。

在工程计算中，电压损失就等于电压降。

电压降：

当电流通过用电设备后（电阻），其设备两端产生的电位差（电势差）称其为电压降。

在工程计算中，电压降等于电压损失。

电压损失百分数简易计算公式

△U=PL/CSS=PL/C△U

△U——电压损失百分数

P——输送的有功功率（Kw）

L——输送的距离（m）

C——常数，铝线单相8.3，铝线三相四线46；铜线单相12.8，铜线三相四线77。

S——导线截面（mm²）

公式及数据来源《电工进网作业许可考试低压类理论部分》《电工学基础》等

比如380V线路，输送有功功率30kW,输送距离300m,35mm²铜电缆电压损失是：

解:

根据公式△U%=PL/CSX100%

△U=（30X300）/（77X35）X100%=9000/2695X100%=3.3%

电压损失△U=380X3.3%=12.5V

380V线路，输送有功功率30kW,输送距离300m,35mm²铝电缆电压损失是：

解:

根据公式△U%=PL/CSX100%

△U=（30X300）/（46X35）X100%=9000/1610X100%=5.6%

电压损失△U=380X5.6%=21V

五、接地

（1）将电力系统或电气装置的某一部分经接地线连接到接地极称为接地。

连接到接地极的导线称为接地线。

接地极与接地线合称为接地装置。

若干接地体在大地中互相连接则组成接地网，接地线又可分为接地干线和接地支线。

按规定，接地干线应采用不少于两根导体在不同地点与接地网连接。

电力系统中接地的点一般是中性点。

电气装置的接地部分为外露导电部分，它是电气装置中能被触及的导电部分，它正常时不带电，故障情况下可能带电。

装置外导电部分也称为外部导电部分，不属于电气装置，一般是水、暖、煤气、空调的金属管道以及建筑物的金属结构。

（2）接地的作用

接地的作用主要是防止人身遭受电击、设备和线路遭受损坏、预防火灾和防止雷击、防止静电损害和保障电力系统正常运行。

（3）接地装置

由接地体和接地线组成。

直接与土壤接触的金属导体称为接地体。

电工设备需接地点与接地体连接的金属导体称为接地线。

接地体可分为自然接地体和人工接地体两类。

自然接地体有：

①埋在地下的自来水管及其他金属管道（液体燃料和易燃、易爆气体的管道除外）；②金属井管；③建筑物和构筑物与大地接触的或水下的金属结构；④建筑物的钢筋混凝土基础等。

人工接地体可用垂直埋置的角钢、圆钢或钢管，以及水平埋置的圆钢、扁钢等。

当土壤有强烈腐蚀性时，应将接地体表面镀锡或热镀锌，并适当加大截面。

水平接地体一般可用直径为8～10毫米的圆钢。

垂直接地体的钢管长度一般为2～3米，钢管外径为35～50毫米，角钢尺寸一般为40×40×4或50×50×4毫米。

人工接地体的顶端应埋入地表面下0.5～1.5米处。

这个深度以下，土壤电导率受季节影响变动较小，接地电阻稳定，且不易遭受外力破坏。

六、低压系统接地方式

1.低压系统接地制式的分类：

按接地制式划分，配电系统有TT、IT、TN（TN-S、TN-C、TN-C-S）五种。

第一个字母表示电源接地点对地的关系：

T－表示直接接地；I－表示不接地或通过阻抗与大地相连

第二个字母表示电气设备的外露导电部分与地的关系

T－表示独立于电源接地点的直接接地；

N－表示直接与电源系统接地点或与该点引出导体相连接；

后续字母表示中性线与保护线之间的关系：

C－表示中性线

N与保护线PE合并为PEN线；

S－表示中性线N与保护线PE分开

C-S－表示在电源侧为PEN线，从某点分开为N及PE线；<

2.根据中性线N与保护线PE是否合并的情况，TN系统又分为TN-C、TN-C-S、TN-S、各自的组成和特点如下：

1）.TN-C：

保护线与中性线合并为PEN线，具有简单、经济的优点；

2）.TN-S：

保护线与中性线分开，具有TN-C系统的优点，但价格较贵；

3）.TN-C-S：

自某点起分为保护线和中性线，分开以后，N线应对地绝缘，并且分开以后有专用的保护线，所以具有TN-S的优点；

4）.IT接地：

A:

配电系统中性点与地绝缘，

B:

配电系统中性点经阻抗接地

七、相与线、接线。

三根相线中任意两根间的电压称线电压，任意一根的相线与零线间的电压称相电压，三相电压的相位相差120度，线电压是两个相的相电压的矢量和，线电压与相电压的大小关系是：

线电压=根号3倍的相电压。

对于市电，相电压220伏，线电压是220伏的根号3倍，即380伏。

图（a）△形接线，（b）星形接线。

八、电容器补偿

1.公用变压器最大负荷率要求在75%的情况下功率因数0.8要达到0.95，补偿容量为变压器的20%~40%。

、

2.主变压器功率因数要达到0.95，补偿容量为变压器容量为10%~25%.

3.变压器电感负荷补偿要达到变压器容量的20%。

电容器容量单位为：

千乏（kvra）

4.容量计算公式：

Q=

*I*U*sinφ；

5.无功计算：

视在功率为S，有功功率为P，无功功率为Q，电压U，电流I，相角差为φ。

S=

U*I

P=

U*I*cosφ

Q=

U*I*sinφ

有功于无功的比值，称为功率因数cosφ。

cosφ=P/S

九、干式电力变压器

1.变压器空载损耗约2%。

2.负载率在60%~70%最经济。

3.干式变压器损耗：

2000KVA变压器，温度为120℃，空载损耗（2700W），负载损耗（13500W），变压器总损2700+135000=16200

每小时变压器损耗16200/1000=16.2KWH。

平均5.83kwh/月·kva

4.变压器容量计算：

S（视在功率）=

，单位：

KVA

5.变压器电流计算：

例：

已知容量求电流,U=400V,S=2000KVA

=

=

=2886.8A

十、变电所的二次回路

一、概念

1.供用电系统中，凡是对一次设备进行操作、控制、保护、测量的河北及各种信号装置，统称为二次设备。

二次设备及其有关线路叫做二次回路。

常用的二次设备包括各种继电器、熔断器、切换开关、操作压板、接线端子、峰鸣器及警铃等；二次回路按其性质则分为电流、电压回路、操作回路、保护回路及信号回路，简称直流回路和交流回路。

二次回路扥图纸可分为原理图、展开图及安装图等。

二次回路的原理图能清楚的表示出二次回路中设备间电气联系和动作原理，如图：

e-115

2.展开图是根据原理图将各元件按电气连接和关系分解成各组成部分，分别画在交流电流，交流电压等各种回路中。

各继电器的接点及开关刀闸的辅助接点位置。

都会以继电器不带电或开关刀闸等设备断开时的位置为准，在展开图的右侧还常附有文字说明，一遍更清楚地了解各回路的性质和作用。

、

安装图则是根据原理图和展开图而绘制的全部元件位置和时间接线，据此进行二次回路的安装。

在实际运行中，最常见的是二次展开图，在二次回路查线，继电保护校验及故障处理都要用到。

十一、二次回路的标号

为了便于二次回路运行中的维护和校验，在保护盒控制回路的展开图中，根据回路的不同用途进行了各种数字标号。

1.直流回路的标号：

对于不同的直流回路，利用不同数字进行标号，其数字标号的范围如下：

保护回路：

-01~099

控制回路：

-1~599

信号及其他回路：

-701~999

在回路中连接于一点的所有带线，须标以相同的回路标号，但被线圈、接点或电阻元件等间隔开的线段，应视为不同线段，须标以不同的回路标号。

1保护回路的标号：

保护回路的标号范围为01~099，单数表示正极回路的线段，每隔一元件变一次单数号。

如：

01、03、05、……，双数表示负极回路的线路，每隔一元件变一次双数号。

不论保护作用于几个开关，都可以连续标下去直到099为止。

2控制回路的标号：

控制回路的标号范围为1-599，即1-99、101-199、201-299……，同样是单数正极回路，双数负极回路，控制线路标号组的详细划分如下表：

回路

名称

数字标号组

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

+电源回路

-电源回路

合闸回路

绿灯或合闸回路监视继电器

红灯或跳闸回路监视继电器

跳闸回路

备用电源自动合闸回路

开关设备的位置信号回路

事故跳闸音响信号回路

1

101

201

301

2

102

202

302

3～31

103～131

203～231

303～331

5

105

205

305

35

135

235

335

33～49

133～149

233～249

333～349

50～69

150～169

250～269

350～369

70～89

170～189

270～289

370～389

90～99

190～199

290～299

390～399

保护回路

01～099（或J1～J99）

信号及其它回路

701～999

3信号及其他回路

信号及其他回路标号范围为701~999,其中701~729为正极，为信号电源回路及辅助小母线所用。

730~769为隔离开关位置信号回路所用。

871~879为合闸回路所用，880~899为隔离开关作闭锁回路用，901~940为单独的信号回路所用。

2.交流回路：

电流回路：

401~599

电压回路：

600~799

交流回路的标号应在数字前加以A.B.C.N等以表示相别，并以9位连续数字编号一组，如图：

回路

名称

互感器

文字符号

回路标号组

A组

B组

C组

中性线

零序

保护装置

及

测量表计的

电流回路

LH

A401～A409

B401～B409

C401～C409

N401～N409

L401～L409

1LH

A411～A419

B411～B419

C411～C419

N411～N419

L411～L419

2LH

A421～A429

B421～B429

C421～C429

N421～N429

L421～L429

9LH

A491～A499

B491～B499

C491～C499

N491～N499

L491～L499

10LH

A501～A509

B501～B509

C501～C509

N501～N509

L501～L509

19LH

A591～A599

B591～B599

C591～C599

N591～N599

L591～L599

保护装置及

测量表计的

电压回路

YH

A601～A609

B601～B609

C601～C609

N601～N609

L601～L609

1YH

A611～A619

B611～B619

C611～C619

N611～N619

L611～L619

2YH

A621～A629

B621～B629

C621～C629

N621～N629

L621～L629

控制保护信号回路

A1～A399

B1～B399

C1～C399

N1～N399

_____

十二、断路器的控制回路：

1.断路器的控制回路主要包括跳闸和合闸的电气操作回路。

监视跳闸和合闸回路完整性以及表示断路器位置状态（接通或断开）的信号回路，防止其多次合闸的“跳跃”闭锁回路等，其原理接线图如下：

2.断路器的自动合闸与跳闸

将继电器保护装置的出口中间继电器CKJ的接点与控制开关KK6-7并联，同时将自动装置的出口中间继电器ZCJ的接点与控制开关的接点KK5-8并联，可实现断路器的自动操作。

3.断路器的位置指示和跳、合闸回路的监视

为了使运行人员明确断路器的合、断位置，在控制盘和开关柜上应有指示断路器“合闸”或“跳闸”位置的信号设备，常用的信号设备是两只串联在断路器辅助接点回路中的红、绿灯的信号来表示，红灯与断路器的常开接点DL串联用来表示断路器的合闸位置，同时还起到监视跳闸回路完整性的作用，绿灯LD与断路器的常闭接点相串联，用来表示断路器的分闸位置，并起监视合闸回路完整性的作用。

4.断路器的防止“跳跃”装置

断路器的防“跳跃”是运行人员手动合闸断路器合于故障点时，断路器的继电保护动作跳闸，但此时控制手柄任在合闸位置，则会引起断路器的重新合闸，从而造成断路器的多次合、跳闸，称之为“跳跃”，断路器的“跳跃”将引起它本身的故障，因此在断路器的控制回路中，必须采取防止“跳跃”的电路，如图：

防止“跳跃”回路中，主要依靠防跳闭锁中间继电器TBJ它有两个线圈1为启动用电流线圈，2为自保持用的电压线圈和常开、常闭接点各一对。

在继电保护的出口回路中，接入闭锁继电器TBJ的电流线圈。

当手动合闸于故障点时，继电保护的出口继电器CKJ动作，其常闭接点使断路器跳闸，同时串接在跳闸电路中的闭锁中间继电器TBJ的电流线圈，通电并起动，它的常开点TBJ1闭合。

此时，若控制手柄任在合闸位置，则接点KK5-8任然接通，浴室TBJ的电压线圈通电而自保持，它的常闭点TBJ2断开，从而保证了断路器不会再次合闸。

即防止了断路器的“跳跃”。

闭锁中间继电器TBJ的自保持直至撤回合闸命令，接点KK5-8断开为止。

十三、变压器碧并联运行

1.概述

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，二次绕组并联在另一电压的母线上运行。

2.意义

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。

3.条件

变压器并列运行应满足以下条件：

变压器的接线组别相同。

变压器的变比相同允许有±0.5的差值，也就是说，变压器的额定电压相等。

以上两个条件保证了变压器空载时，绕组内不会有环流。

环流会影响变压器容量的合理利用，如果环流几倍于额定电流，甚至会烧坏变压器。

变压器的短路电压相等允许有±10的差值，这个条件保证负荷分配与容量成正比。

并列变压器的容量比不宜超过3:

1，这样就限制了变压器的短路电压值相差不致过大。

4.注意事项

检查变压器铭牌，看是否符合并列运行的基本条件。

检查变压器高、低压侧接线是否正确。

检查变压器调压分接开关是否在同一档位，安装时必须置于同一档位。

核相的操作及判断：

0）一次侧用高压相序测试仪测试，同相的话电压应该为0，不同相的话应该为10KV

1）选表：

使用500V的交流电压档。

2）判断：

测量结果中U≈0的两端为同相；U≈线电压的为异相。

共九次。

3）核相过程中应注意的安全问题

4）正确地选表并作充分检查；

5）设监护人。

操作人穿长袖衣、戴手套；

6）表线不可过长或过短，测试端裸的金属部分不可过长；4）防止造成相间短路或相对地短路（必要时加屏护）；

7）人体不得接触被测端，也不得接触万用表上裸露的接线

十四、干式变压器调压

1.变压器的一次侧，都设计有“分接头”。

以10KV变压器为例，一次侧上下可以调节500V，即：

9500V/10000V、10500V。

2.干式变压器的调压分接头设计在变压器表面的高压侧。

3.调节一次调压分接头时，应切断一次高压电源，电压偏高时分接头连接在10500V端子上，电压偏低时连接在9500V端子上

端子实物图如下：

蓝色圆圈内的就是改变输入电压的端子，连接片在21-12位置时电压为10KV，21-11时电压为10500V，12-22时电压为9500V。

十五、电流互感器

1.电流互感器原理是依据变压器原理制成的。

电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。

它的一次侧绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次侧绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的二次侧回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。

电流互感器是把一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量，二次侧不可开路。

2.电流互感器型号：

第一字母：

L—电流互感器

第二字母：

A—穿墙式；Z—支柱式；M—母线式；D—单匝贯穿式；V—结构倒置式；J—零序

接地检测用；W—抗污秽；R—绕组裸露式

第三字母：

Z—环氧树脂浇注式；C—瓷绝缘；Q—气体绝缘介质；W—与微机保护专用

第四字母：

B—带保护级；C—差动保护；D—D级；Q—加强型；J—加强型ZG

第五数字：

电压等级产品序号

3.电流互感器分类

按照用途不同，电流互感器大致可分为两类：

1）测量用电流互感器（或电流互感器的测量绕组）：

在正常工作电流范围内，向测量、计量等装置提供电网的电流信息。

2）保护用电流互感器（或电流互感器的保护绕组）：

在电网故障状态下，向继电保护等装置提供电网故障电流信息。

十六、电压互感器

1.电压互感器的基本结构和变压器很相似，它也有两个绕组，一个叫一次绕组，一个叫二次绕组。

两个绕组都装在或绕在铁心上。

两个绕组之间以及绕组与铁心之间都有绝缘，使两个绕组之间以及绕组与铁心之间都有电气隔离。

电压互感器在运行时，一次绕组N1并联接在线路上，二次绕组N2并联接仪表或继电器。

因此在测量高压线路上的电压时，尽管一次电压很高，但二次却是低压的，可以确保操作人员和仪表的安全。

2.电压互感器型号由以下几部分组成，各部分字母，符号表示内容：

第一个字母：

J——电压互感器；

第二个字母：

D——单相；S——三相

第三个字母：

J——油浸；Z——浇注；

第四个字母：

数字——电压等级（KV）。

例如：

JDJ-10表示单相油浸电压互感器，额定电压10KV。

额定一次电压，作为互感器性能基准的一次电压值。

额定二次电压，作为互感器性能基准的二次电压值。

额定变比，额定一次电压与额定二次电压之比。

准确级，由互感器系统定的等级，其误差在规定使用条件下应在规定的限值之内负荷，二次回路的阻抗，通常以视在功率（VA）表示。

额定负荷，确定互感器准确级可依据的负荷值。

3.电压互感器分类

⑴按安装地点可分为户内式和户外式。

35kV及以下多制成户内式；35kV以上则制成户外式。

⑵按相数可分为单相和三相式，35kV及以上不能制成三相式。

⑶按绕组数目可分为双绕组和三绕组电压互感器，三绕组电压互感器除一次侧和基本二次侧外，还有一组辅助二次侧，供接地保护用。

⑷按绝缘方式可分为干式、浇注式、油浸式和充气式。

干式电压互感器结构简单、无着火和爆炸危险，但绝缘强度较低，只适用于6kV以下的户内式装置；浇注式电压互感器结构紧凑、维护方便，适用于3kV～35kV户内式配电装置；油浸式电压互感器绝缘性能较好，可用于10kV以上的户外式配电装置；充气式电压互感器用于SF6全封闭电器中。

⑸按工作原理划分，还可分为电磁式电压互感器，电容式电压互感器和电子式电压互感器。