供电认识实习.docx

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供电认识实习

目录

第一部分：

认识电力系统··········3

一、电能特点及电力生产特点························3

二、认识发电厂·······································3

火力发电厂·······································4

火力发电厂分类··································4

火电厂的生产特点································5

火力发电原理···································5

燃烧系统·······································8

热力系统及辅助设备·····························9

汽水系统·······································10

电气系统·······································12

水力发电厂·······································13

原子能发电厂·····································14

风能发电厂·······································14

地热发电厂·······································14

三、变电所············································15

变压器············································16

断路器············································17

SF6断路器·······································17

真空断路器······································18

互感器············································19

隔离开关··········································19

消弧线圈··········································20

四、线路················································21

导线··············································21

架空输电线路··································21

电缆···········································22

杆塔··············································23

金具和绝缘子····································23

第二部分：

参观配电实验室和学校配电房·····24

第三部分：

实习心得············25

第一部分认识电力系统

一、电能特点及电力生产特点

电能的主要特点

电能与其他形式的能源相比具有如下特点：

（1）便于生产和输送

（2）便于转换和控制

（3）效率高（4）无气体和噪声污染

电力生产特点

（1）电能是一种无形、不能储存的特殊商品。

电能的生产、流通和消费是同时进行的，同时完成的。

（2）电能的生产、传输、分配和使用必须严格保持平衡。

（3）电力生产都必须接受电力系统的统一调度，实行统一的质量标准（频率、电压和供电可靠性）。

电能产品必须统一管理，由电网统一分配和销售。

二、认识发电厂

19世纪70年代，欧洲进入了电力革命时代。

不仅大企业，就连小工厂也都纷纷采用新的动力──电能。

最初，一台发动机设备只供应一栋房子或一条街上的照明用电，人们称这种发电站为“住户式”电站，发电量很小。

随着电力需求的增长，人们开始提出建立电力生产中心的设想。

电机制造技术的发展，电能应用范围的扩大，生产对电的需要的迅速增长，发电厂随之应运而生。

火力发电厂

一、火力发电厂分类

（一）按燃料分：

燃煤发电厂，燃油发电厂，燃气发电厂，余热发电厂，以垃圾及工业废料为燃料的发电厂；

（二）按蒸汽压力和温度分

中低压发电厂，高压发电厂，超高压发电厂，亚临界压力发电厂，超临界压力发电厂；

（三）按原动机分

凝气式汽轮机发电厂，燃气轮机发电厂，内燃机发电厂，蒸汽—燃汽轮机发电厂等；按输出能源分，凝汽式发电厂（只发电），热电厂（发电兼供热）；

（四）按发电厂装机容量分

小容量发电厂（100MW以下），中容量发电厂（100—250MW），大中容量发电厂（250—1000MW），大容量发电厂（1000MW以上）；

二、火电厂的生产特点

（1）布局灵活，装机容量的大小可按需要决定。

（2）建造工期短。

（3）煤耗量大其生产成本比水力发电要高出3—4倍。

（4）动力设备繁多，发电机组控制操作复杂，厂用电量和运行人员都多于水电厂，运行费用高。

（5）汽轮机开、停机过程时间长，耗资大，不宜作为调峰电源用。

（6）对空气和环境的污染大。

三、火力发电原理

火力发电的生产过程从能量转换的角度看，即燃料的化学能→蒸汽的热势能→机械能→电能。

在锅炉中，燃料的化学能转变为蒸汽的热能；在汽轮机中，蒸汽的热能转变为轮子旋转的机械能；在发电机中机械能转变为电能。

炉、机、电是火电厂中的主要设备，亦称三大主机。

与三大主机相辅工作的设备成为辅助设备或称辅机。

主机与辅机及其相连的管道、线路等称为系统。

火电厂的主要系统有燃烧系统、热力系统、汽水系统、电气系统等。

（1）储存在储煤场（或储煤罐）中的原煤由输煤设备从储煤场送到锅炉的原煤斗中,再由给煤机送到磨煤机中磨成煤粉。

（2）煤粉送至分离器进行分离,合格的煤粉送到煤粉仓储存（仓储式锅炉）。

（3）煤粉仓的煤粉由给粉机送到锅炉本体的喷燃器,由喷燃器喷到炉膛内燃烧（直吹式锅炉将煤粉分离后直接送入炉膛）。

（4）燃烧的煤粉放出大量的热能将炉膛四周水冷壁管内的水加热成汽水混合物。

（5）混合物被锅炉汽包内的汽水分离器进行分离：

分离出的水经下降管送到水冷壁管继续加热；分离出的蒸汽送到过热器,加热成符合规定温度和压力的过热蒸汽,经管道送到汽轮机作功

（6）过热蒸汽在汽轮机内作功推动汽轮机旋转,汽轮机带动发电机发电。

（7）发电机发出的三相交流电通过发电机端部的引线经变压器升压后引出送到电网。

（8）在汽轮机内作完功的过热蒸汽被凝汽器冷却成凝结水,凝结水经凝结泵送到低压加热器加热,然后送到除氧器除氧,再经给水泵送到高压加热器加热后,送到锅炉继续进行热力循环。

再热式机组采用中间再热过程,即把在汽轮机高压缸做功之后的蒸汽,送到锅炉的再热器重新加热,使汽温提高到一定（或初蒸汽）温度后,送到汽轮机中压缸继续做功。

火力发电厂主要设备概述

一次风机、送风机、引风机、磨煤机、空预器、燃烧器、锅炉本体、汽轮机本体、给水泵、除氧器、凝汽器、凝结泵、电机、主变压器

四、燃烧系统

燃烧系统是由输煤、磨煤、粗细分离、排粉、给粉、锅炉、除尘、脱流等组成。

是由皮带输送机从煤场,通过电磁铁、碎煤机然后送到煤仓间的煤斗内,再经过给煤机进入磨煤机进行磨粉，磨好的煤粉通过空气预热器来的热风，将煤粉打至粗细分离器，粗细分离器将合格的煤粉（不合格的煤粉送回磨煤机），经过排粉机送至粉仓，给粉机将煤粉打入喷燃器送到锅炉进行燃烧。

而烟气经过电除尘脱出粉尘再将烟气送至脱硫装置，通过石浆喷淋脱出流的气体经过吸风机送到烟筒排人天空。

五、热力系统及辅助设备

汽轮机部分的辅助设备有凝汽器、水泵、回热加热器、除氧器等。

把锅炉、汽轮机及其辅助设备按汽水循环过程用管道和附件连接起来所构成的系统，叫做发电厂的热力系统。

发电厂的热力系统按照不同的使用目的分为“原则性热力系统”、“全面性热力系统”、“汽轮机组热力系统”等

六、汽水系统

火力发电厂的汽水系统是由锅炉、汽轮机、凝汽器、高低压加热器、凝结水泵和给水泵等组成，他包括汽水循环、化学水处理和冷却系统等。

水在锅炉中被加热成蒸汽，经过热器进一步加热后变成过热的蒸汽，再通过主蒸汽管道进入汽轮机。

由于蒸汽不断膨胀，高速流动的蒸汽推动汽轮机的叶片转动从而带动发电机。

为了进一步提高其热效率，一般都从汽轮机的某些中间级后抽出作过功的部分蒸汽，用以加热给水。

在现代大型汽轮机组中都采用这种给水回热循环。

此外，在超高压机组中还采用再热循环，既把作过一段功的蒸汽从汽轮机的高压缸的出口将作过功的蒸汽全部抽出，送到锅炉的再热汽中加热后再引入气轮机的中压缸继续膨胀作功，从中压缸送出的蒸汽，再送入低压缸继续作功。

在蒸汽不断作功的过程中，蒸汽压力和温度不断降低，最后排入凝汽器并被冷却水冷却，凝结成水。

凝结水集中在凝汽器下部由凝结水泵打至低压加热再经过除氧气除氧，给水泵将预加热除氧后的水送至高压加热器，经过加热后的热水打入锅炉，再过热器中把水已经加热到过热的蒸汽，送至汽轮机作功，这样周而复始不断的作功。

在汽水系统中的蒸汽和凝结水，由于疏通管道很多并且还要经过许多的阀门设备，这样就难免产生跑、冒、滴、漏等现象，这些现象都会或多或少地造成水的损失，因此我们必须不断的向系统中补充经过化学处理过的软化水，这些补给水一般都补入除氧器中。

汽水系统流程包括锅炉、汽轮机、凝汽器及给水泵等组成的汽水循环和水处理系统、冷却水系统等。

水在锅炉中加热后蒸发成蒸汽，经过热器进一步加热，成为具有规定压力和温度的过热蒸汽，然后经过管道送入汽轮机。

在汽轮机中，蒸汽不断膨胀，高速流动，冲击汽轮机的转子，以额定转速（3000r／min）旋转，将热能转换成机械能，带动与汽轮机同轴的发电机发电。

在膨胀过程中，蒸汽的压力和温度不断降低。

蒸汽做功后从汽轮机下部排出。

排出的蒸汽称为乏汽，它排入凝汽器。

在凝汽器中，汽轮机的乏汽被冷却水冷却，凝结成水。

七、电气系统（发电系统）

电气系统包括发电机、励磁系统、厂用电系统和升压变电站等。

发电机的机端电压和电流随其容量不同而变化，其电压一般在10～20kV之间，电流可达数千安至20kA。

因此，发电机发出的电，一般由主变压器升高电压后，经变电站高压电气设备和输电线送往电网。

极少部分电，通过厂用变压器降低电压后，经厂用电配电装置和电缆供厂内风机、水泵等各种辅机设备和照明等用电。

凝汽器下部所凝结的水由凝结水泵升压后进入低压加热器和除氧器，提高水温并除去水中的氧（以防止腐蚀炉管等），再由给水泵进一步升压，然后进入高压加热器，回到锅炉，完成水—蒸汽—水的循环。

给水泵以后的凝结水称为给水。

汽水系统中的蒸汽和凝结水在循环过程中总有一些损失，因此，必须不断向给水系统补充经过化学处理的水。

补给水进入除氧器，同凝结水一块由给水泵打入锅炉。

水力发电厂

　　利用水流的动能和势能来生产电能，简称水电厂。

水流量的大小和水头的高低，决定了水流能量的大小。

从能量转换的观点分析，其过程为：

水能→机械能→电能。

实现这一能量转换的生产方式，一般是在河流的上游筑坝，提高水位以造成较高的水头；建造相应的水工设施，以有效地获取集中的水流。

水经引水机沟引入水电厂的水轮机，驱动水轮机转动，水能便被转换为水轮机的旋转机械能。

与水轮机直接相连的发电机将机械能转换成电能，并由发电厂电气系统升压送入电网。

　　建造强大的水力发电厂时，要考虑改善通航和土地灌溉以及生态平衡。

水电厂按电厂结构及水能开发方式分类有引水式、堤坝式、混合式水电厂；按电厂性能及水流调节程度分类有径流式、水库式水电厂；按电厂厂房布置位置分类有坝后式、坝内式水电厂；按主机布置方式分类有地面式、地下式水电站。

水力发电厂建设费用高，发电量受水文和气象条件限制，但是电能成本低，具有水利综合效益。

水轮机从启动到带满负荷只需几分钟，能够适应电力系统负荷变动，因此水力发电厂可担任系统调频、调峰及负荷备用。

原子能发电厂

　　利用核能来生产电能，又称核电厂（核电站）。

原子核的各个核子（中子与质子）之间具有强大的结合力。

重核分裂和轻核聚合时，都会放出巨大的能量，称为核能。

目前在技术已比较成熟，形成规模投入运营的，只是重核裂变释放出的核能生产电能的原子能发电厂。

从能量转换的观点分析，是由重核裂变核能→热能→机械能→电能的转换过程。

风能发电厂

风力发电厂（WindFarm），简称风电厂，系利用风来产生电力的发电厂，是属于再生能源发电厂的一种。

目前，由于联合国《京都议定书》减少温室气体排放协议的关系，世界各国相继将发展再生能源列为重要目标，而在此情形下，风力发电厂也就成为各国首选的能源发展重点。

地热发电厂

地热能是指贮存在地球内部的可再生热能，一般集中分布在构造板块边缘一带，起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。

全球地热能的储量与资源潜量十分巨大，每年从地球内部传到地面的热能相当于100PW·h,但是地热能的分布相对比较分散，因此开发难度很大。

由于地热能是储存在地下的，因此不会受到任何天气状况的影响，并且地热资源同时具有其它可再生能源的所有特点，随时可以采用，不带有害物质，关键在于是否有更先进的技术进行开发。

目前地热能在全球很多地区的应用相当广泛，开发技术也在日益完善。

对于地热能的利用，包括将低温地热资源用于浴池和空间供热以及用于温室、热力泵和某些热处理过程的供热，同时还可以利用干燥的过热蒸汽和高温水进行发电，利用中等温度水通过双流体循环发电设备发电等，目前这些地热能的开发应用技术已经逐步成熟，而且对从干燥的岩石中和从地热增压资源及岩浆资源中提取地热能的有效方法进行研究可以进一步提高地热能的应用潜力，但是目前地热能的勘探和提取技术还有待改进。

三、变电所

变电所（substation）就是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。

为保证电能的质量以及设备的安全，在变电所中还需进行电压调整、潮流（电力系统中各节点和支路中的电压、电流和功率的流向及分布）控制以及输配电线路和主要电工设备的保护。

按用途可分为电力变电所和牵引变电所（电气铁路和电车用）。

变电所由主接线，主变压器，高、低压配电装置，继电保护和控制系统，所用电和直流系统，远动和通信系统，必要的无功功率补偿装置和主控制室等组成。

其中，主接线、主变压器、高低压配电装置等属于一次系统；继电保护和控制系统、直流系统、远动和通信系统等属二次系统。

主接线是变电所的最重要组成部分。

它决定着变电所的功能、建设投资、运行质量、维护条件和供电可靠性。

一般分为单母线、双母线、一个半断路器接线和环形接线等几种基本形式。

主变压器是变电所最重要的设备，它的性能与配置直接影响到变电所的先进性、经济性和可靠性。

一般变电所需装2～3台主变压器；330千伏及以下时，主变压器通常采用三相变压器，其容量按投入5～10年的预期负荷选择。

此外，对变电所其他设备选择和所址选择以及总体布置也都有具体要求。

变电所继电保护分系统保护（包括输电线路和母线保护）和元件保护（包括变压器、电抗器及无功补偿装置保护）两类。

变电所的控制方式一般分为直接控制和选控两大类。

前者指一对一的按纽控制。

变压器作用:

变压器是利用电磁感应的原理制成的一种静止的电气设备,他把某一电压等级的交流电能转换成频率相同另一种或几种电压等级的交流电能.是电力系统中的重要设备。

此外，变电所还应采取防雷措施：

1）采用避雷针或避雷线对变压器作防直击雷保护；

　2）采用阀型避雷器对变压器作防雷电侵入波保护；

　3）利用变压器工作接地兼作避雷针和避雷器的防雷接；

4）将配电室进、出线处架空线绝缘子铁脚与变电所工作接地体相连接作防雷电侵入波保护。

高压断路器作用:

高压短路器的本身具有强力消弧装置,在正常运行时它可以带负荷接通和分断各种电气设备和输配电线路的电流,故障时他和保护装置配合,能迅速可靠的切除故障电流,以防止事故范围扩大.

断路器的分类:

1、少油断路器

2、多油断路器

3、SF6断路器

4、真空断路器

SF6断路器

结构：

1、开断元件（动静触头、灭弧装置）

2、支撑元件（用来支撑断路器的器身）

3、底座（用来支撑和固定断路器）

4、操动结构（用来操动断路器分合闸）

5、传动结构（将操动机构的分、合运动传给导电杆和动头）

SF6做为一种绝缘气体

优点：

无色、无味、无毒、不可燃的惰性气体，并有优异的冷却电弧特性，特别是在开关设备有电弧高温的作用下产生较高的冷却效应，避免局部高温的可燃性。

SF6的绝缘性能远远超过传统的油，其最高单元工作电压274KV，开断电流能力达到80KA。

缺点：

在温度达到200度时以上时开始分解分解生成物中有氢氟酸，这是一种强腐蚀和剧毒，且水分的凝结对沿边绝缘也是有害的。

SF6的密度远大于空气密度，所以低凹地区的氧气将被SF6代替。

真空断路器

优点：

1、在密封的容器中熄弧，电弧和只炽热气体不外露，灭弧室独立，安装简单方便。

2、触头间隙小，合闸功率小，机构简单，使用寿命长。

3、熄弧时间短，弧压低，，开断次数多。

4、动导杆的惯性小，适用与频繁操作。

5、真空开关开断后断口间介质恢复快，介质不需要更换。

6、灭弧介质和绝缘介质不用油，没有火灾和爆炸的危险。

7、在真空开关管的使用年限内，触头部分不需要维修、检查一般可达20年左右不需要检修。

维护工作量小。

缺点：

1、对开断感性小电流时，断路器灭弧能力较强的触头材料容易产生截流，引起过电压，应采取相应的过电压保护。

2、产品一次投资价格较高。

互感器：

一次系统和二次系统的间的联络元件，用分别向测量仪表、继电器的电压和电流线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况，是一种专供测量仪表、控制及保护设备用的特殊变压器。

互感器的分类：

电压互感器、电流互感器

（1）电压互感器：

系统中的高压变成低压，供给测量、计量、保护用。

电压互感器一般经过隔离开关和熔断器接入高压电网,高压熔断器的作用是防止高压电网受电压互感器的本身及其引线故障的影响.电压互感器在运行中二次绕组必须可靠接地,以防止绝缘击穿时二次侧穿入高压,危机人身和设备安全,该接地为保护接地.

（2）电流互感器：

是将高压电流和低压大电流变换成电压较底的小电流，提供给仪表和保护用。

隔离开关

作用：

1、检修设备和输电线路时，可以有明显的断开点。

2、改变运行方式时可以倒换母线。

3、接地开关可与断路器配合能迅速的切断故障点

分类：

1、单相三相2、安装地点户内、户外

3、按有无接地刀分，有带接地刀和不带接地刀。

消弧线圈的作用：

当变压器的中性点通过消弧线圈接地系统中，当线路发生单相接地故障时，由通过消弧线圈的电感电流，抵消由线路对地电容产生的电容电流从而减小或消除因电容电流引起的故障点的电弧，避免故障扩大提高供电的可靠性。

消弧线圈的结构：

实际上是一单台的铁心式并联电抗器，其铁心柱是有绝缘纸板构成的气隙和铁心交错放置后，用拉紧螺杆轴向拉紧而成，因消弧线圈可根据系统的运行情况随时调节分接头的位置，故消弧线圈具有较多的分接位置，以适应系统变化的需要。

它和变压器一样也分油浸式和干式两种，分有载励磁调节和无载励磁调节。

消弧线圈装设的条件：

在不同电压等级的非直接接地系统中，如电容电流IC超过下列数值时，中性点应装设消弧线圈：

1、10KV以下电网IC≥20A2、20KV以上电网IC≥10A

消弧线圈补偿的方式：

（1）欠补偿

（2）过补偿（3）全补偿

全补偿：

全补偿运行时接地点电流为零，但是它也有严重的缺点，因此时消弧线圈的感抗等于系统的容抗，是一个串联谐振的关系，而串联谐振的过电压危害电网的绝缘，因此全补偿方式不能采用。

欠补偿：

欠补偿一般情况下也不能采用，只有在消弧线圈容量不足，（或部分消弧线圈实验检修时、或故障情况下补偿电网的分区运行）临时使用，但消弧线圈欠补偿运行时，必须事先进行断线过电压的计算，最大中性点位移度不得超过70%，因为欠补偿情况下，如果切除部分线路（对地电容减少）时，可能使电网接近或者达到全补偿的方式，以致出现谐振过电压的机会增加。

过补偿：

过补偿不会发生谐振过电压，因此得到广泛的采用，

四、线路

1.导线

（1）架空输电线路

用绝缘子将输电导线固定在直立于地面的杆塔上以传输电能的输电线路。

它由导线、架空地线、绝缘子串、杆塔、接地装置等组成。

导线由导电良好的金属制成，有足够粗的截面（以保持适当的通流密度）和较大曲率半径（以减小电晕放电）。

超高压输电则多采用分裂导线。

架空地线（又称避雷线）设置于输电导线的上方，用于保护线路免遭雷击。

重要的输电线路通常用两根架空地线。

绝缘子串由单个悬式（或棒式）绝缘子串接而成，需满足绝缘强度和机械强度的要求。

每串绝缘子个数由输电电压等级决定。

杆塔多由钢材或钢筋混凝土制成，是架空输电线路的主要支撑结构。

架空输电线路在设计时要考虑它受到的气温变化、强风暴侵袭、雷闪、雨淋、结冰、洪水、湿雾等各种自然条件的影响，还要考虑电磁环境干扰问题。

架空输电线路所经路径还要有足够的地面宽度和净空走廊。

主要优点：

成本低。

缺点是占用土地资源（线路走廊）较多，影响城市市容。

（2）电缆

采用绝缘介质将金属导体与外界隔离，敷设在地面或地下。

主要优点，敷设较方便，占用土地资源较少，不影响城市市容。

缺点是成本太高。

就安全性方面来说，目前行内认为，由于材料和制造工艺等方面的原因，敷设在电缆隧道里面的电力电缆线路

架空线的安全性优于电力电缆、其故障率也远远低于电力电缆。

此外，目前还有一种“管道绝缘母线”，是在导体和金属外壳间充以SF6气体（或其它）作为绝缘介质。

成本更高。

2.杆塔

杆塔是架空输电线路中用来支撑输电线的支撑物杆塔是架空配电线路中的基本设备之一，按所用材质可分为木杆、水泥杆和金属杆三种。

水泥杆具有使用寿命长，维护工作量小等优点，使用较为广泛。

水泥杆中使用最多的是拨梢杆，锥度一般均为1/75，分为普通钢筋混泥土杆和预应力型钢筋混泥土杆。

3.金具和绝缘子

送电线广泛使用的铁制或铝制金属附件，统称为金具。

金具种类繁多，用途各异，例如，安装导线用的各种线夹，组成绝缘子串的各种挂环，连接导线的各种压接管、补修管，分裂导线上的各种类型的间隔棒等，此外还有杆塔用的各类拉线金具，以及用作保护导线的大小有关，须互相配合。

大部分金具在运行中需要承受较大的拉力，有的还要同时保证电气方面接触良好，它关系着导线或杆塔的安全，即使一只损坏，也可能造成线路故障。

因此，金具的质量、正确使用和安装，对线路的安全送电有一定影响。

绝缘子是一种特殊的绝缘控件，能够在架空输电线路中起到重要作用。

早年间绝缘子多用于电线杆，慢慢发展于高型高压电线连接塔的一端挂了很多盘状的绝缘体,它是为了增加爬电距离的,通常由玻璃或陶瓷制成,就叫绝缘子。

绝缘子在架空输电线路中起着两个基本作用，即支撑导线和防止电流回地，这两个作用必须得到保证，绝缘子不应该由于环境和电负荷条件发生变化导致的各种机电应力而失效，否则绝缘子就不会产生重大的作用，就会损害整条线路的使用和运行寿命。

金具和绝缘子用于连接杆塔和导线。

线路电压不同，没串绝缘子的片数也不同。

规程规定：

对35KV线路，不得少于3片；60KV线路，不得少于5片；110KV线路，不得少于7片；154KV线路，不得少于10片；220KV线路，不得少于13片；330KV线路，不得少于19片；500KV线路，不得