电气基本要点教材.docx

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电气基本要点教材

电气设备知识要点

第一单元发电厂变电站电力系统概述

1、电力系统、电力网的定义

2、电力系统的四大元件：

发电机、变压器、电力线路和负荷

3、电力系统的运行状态分为（稳态）和（暂态），暂态过程分为（电磁暂态）和（机电暂态）。

4、衡量电能质量的指标有电压和频率，其次还有波形

5、保证安全的技术措施与组织措施各有哪些。

6、触电最危险的途径：

右手→脚

7、主要电气设备分为两大类：

一次设备和二次设备。

一次设备和二次设备各包含哪些内容，能够正确区分一次设备与二次设备

8、电力系统的接线图多画成单线图形式。

9、电气设备的主要参数三个：

额定电压、额定电流、额定容量

10、电力系统中发电机、变压器的额定电压是怎样规定的。

第二单元电力系统中性点运行方式

11、电力系统的中性点：

发电机和星形接线变压器的中性点

12、电力系统的中性点接地方式分类：

三种：

①直接接地②经消弧线圈或小电阻接地③不接地

也可以分为中性点有效接地和非有效接地。

有效接地：

直接接地和低阻抗接地

非有效接地：

不接地、经消弧线圈接地和经高阻抗接地。

12、中性点不接地系统中正常运行时中性点的电压为0，各相对地电压为其相电压，电源电流为各相负荷电流与对地电容电流之和。

由于三相对地的电容电流之和为0，故没有电容电流流入大地。

13、中性点不接地系统发生单相接地故障时，故障相电压变为0，其它两相电压升高√3倍，由相电压上升为线电压，但三相线电压依然对称，所以可以继续运行1-2小时。

14中性点不接地系统发生单相接地故障时，三相对地的电容电流之和不再为0，单相故障时的接地电流等于正常运行时一相对地电容电流的3倍。

15、中性点装设消弧线圈的原因：

补偿网络接地故障的电容电流。

16、消弧线圈的补偿有三种不同的运行方式，即欠补偿、全补偿和过补偿，通常采用过补偿方式。

17、过补偿度（P）:

电感电流大于电容电流的程度P=（IL-Ic）/Ic其数值为百分数，一般取5%-10%，而不大于10%

18、在中性点经消弧线圈接地的系统中，单相接地和中性点不接地系统一样，故障相对地电压为零，非故障相对地电压升高至√3倍，三相线电压仍然保持对称和大小不变，所以也允许暂时运行，但不得超过两小时，消弧线圈的作用对瞬时性接地系统故障尤为重要，因为它使接地处的电流大大减小，电弧可能自动熄灭。

接地电流小，还可减轻对附近弱点线路的影响。

19、中性点直接接地系统：

正常运行时：

三相系统对称，中性点对地电压为0，中性点无电流流过。

发生K

（1）时，单相短路电流Ik很大，继电保护装置迅速动作切除故障。

另外，故障相电压为0，非故障相对地电压基本不变。

20、在110KV及以上的系统，广泛采用中性点直接接地的运行方式。

第三单元电力系统短路及短路电流的计算

21、短路的定义：

电力系统正常运行情况之外的一切“相与相”或“相与地”之间的“短接”。

22、短路的种类及代表符号：

四种：

三相短路K（3）、两相短路K

（2）、两相接地短路K（1,1）、单相短路接地K

（1）

区分对称短路与不对称短路。

23、中性点非直接接地系统：

短路故障的主要形式是（各种形式的相间短路）。

中性点直接接地系统中：

各种短路发生的次数在短路总次数中所占的比例是不同的，其中单相接地短路最多，相间短路最少。

24、振荡与短路的区别：

（1）振荡时系统各点的电流和电压都做往复性摆动，而短路时的电流和电压是突变的；此外，振荡时电流和电压变化速度很慢，而短路时电流和电压突然变化量很快。

（2）振荡时系统任何一点的电流和电压之间的相位角都随功角的变化而变化，而短路时电流和电压之间的相位角是基本不变的。

25、短路的原因：

电气设备载流部分的绝缘损坏。

26、短路的现象1）电流剧烈增加

（2）系统中的电压大幅度下将。

27、电力系统短路电流计算的基本方法有两种：

有名值法和标么值法。

28、标么值的定义：

一个物理量的实际有名值与一个具有相同量纲的基准值的比较。

表达式：

标么值=实际有名值/基准值

标么值是没有单位的，如果选取的基准值不同，同一有名值的标么值也不相等。

29、基准值的选择：

基准功率Sj：

通常取100MVA或1000MVA，有时也可选为某个发电厂各机组容量之和。

基准电压Uj：

网络的各级额定电压或平均额定电压。

可以用公式Uj=1.05Un计算。

30、变压器短路电压的定义及其实用意义：

在变压器的额定分头下，将二次绕组短路，一次绕组通过额定电流，一次绕组所加的电压即为变压器的额定短路电压。

短路电压一般以额定电压的相对值表示。

即：

Uk%=（Uk/Un）*100%

短路电压是变压器一个很重要的参数，在判断两台变压器能否并联运行，进行短路电流和电力系统的其它计算以及分析变压器在负荷变动时的二次电压的波动都要用到短路电压的概念。

31、三绕组变压器给出的短路电压百分数是

UkⅠ-Ⅱ%（变压器第Ⅲ绕组开路，第Ⅱ绕组短路，第Ⅰ绕组加电压做短路试验）

UkⅡ-Ⅲ%UkⅢ-Ⅰ%

32、电抗器是用来限制短路电流的而并非变换能量的。

33、无限大容量系统的概念：

在这种电源供电的电路内发生短路时电源的端电压在短路时恒定不变。

S=∞,Z=0.

无限大容量电源供电电路的重要特征：

电源的端电压及频率在短路后的暂态过程中保持不变。

34、冲击电流主要用于校验电气设备和载流导体的电动力稳定度。

35、电动稳定度（动稳定）：

电气设备和载流导体能够承受短路电流电动力作用的能力。

电流同向时电动力互相吸引，电流反向时电动力排斥。

热稳定度（热稳定）：

电气设备或载流导体在短路时，能够承受短路电流发热的能力。

36、非常大的短路电流将产生热效应和电动力效应。

第四单元开关电器

37、电弧：

是一种能量集中、温度很高、亮度很大的气体导电现象。

38、电弧的组成：

电弧由阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成

39、电弧的产生和熄灭过程，实际上是气体介质由绝缘变为导通和由导通变为绝缘的过程。

40、阴极的热电子发射或强电场发射：

触头开断瞬间产生少量的自由电子的原因

41、碰撞游离形成电弧。

热游离维持电弧。

游离：

中性质点转化为带电质点的过程。

去游离的主要方式是复合与扩散。

43、交流电弧与直流电弧不同，在交流电弧的灭弧中，应充分利用交流电流的自然过零点，采取有效的措施，使电弧熄灭

44、开关电器中熄灭电弧的基本方法（四种）

45、高压断路器的用途：

控制作用和保护作用。

46、高压断路器的分类：

油断路器：

采用绝缘油作为灭弧介质的断路器。

压缩空气断路器：

采用压缩空气作为灭弧介质及操作机构能源的断路器。

真空断路器：

在真空中开断电流，利用真空的高绝缘强度实现灭弧的断路器。

SF6断路器：

采用具有优良灭弧性能的SF6气体作为灭弧介质的断路器。

47、断路器的分闸时间为固有分闸时间和灭弧时间之和。

48、真空电弧的实质：

触头电极蒸发出来的金属蒸汽导电。

49、真空断路器主要由真空灭弧室、支架和操动机构三部分组成。

50、波纹管是真空灭弧室中最易损坏的部件，真空断路器触头每分合一次，波纹管便产生一次机械变形，长期频繁和剧烈的变形容易使波纹管因材料疲劳而损坏，其金属的疲劳寿命，决定了真空灭弧室的机械寿命。

51、SF6气体的基本特性。

52、隔离开关没有专门的灭弧装置，不能用来开断负荷电流和短路电流，隔离开关通常与断路器配合使用。

53、隔离开关的作用：

隔离电源、倒换线路或母线、关合与开断小电流电路。

54、隔离开关的操作原则：

（1）操作前检查断路器的分、合位置，严防带负荷操作隔离开关；

（2）手动合迅速果断，不能用力过猛；（3）迅速拉开隔离开关，以便尽快灭弧；（4）带负荷误合隔离开关，不准将隔离开关再拉开；若发生错拉隔离开关，刀片刚离开固定触头时，应立即合上。

如隔离开关刀片已离开固定触头，则不得将误拉的隔离开关再合上。

（5）合闸操作后，应检查接触是否紧密；拉闸操作后，应检查每相是否均已在断开位置；（6）操作完毕后，锁住操作把手。

55、高压熔断器：

主要用于线路及电力变压器等电气设备的短路及过载保护。

串接在线路中。

熔断器熔体的熔断时间与熔体的材料和熔断电流的大小有关，熔断时间与电流的大小关系，称为熔断器的安秒特性，也称为熔断器的保护特性。

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十一单元过电压和过电压保护设备

84、定义：

电气设备在运行中，由于种种原因，系统中某部分的电压大大超过设备的最高允许电压值，这种电压升高称为过电压。

85、危害：

引起设备的绝缘损坏，造成长时间停电和人身事故，危及电网的安全运行。

86、分类：

外部过电压和内部过电压。

87、外部过电压：

由于雷云放电在电力系统中引起的过电压。

（又称大气过电压或雷电过电压）外部过电压分为直击雷过电压和感应雷过电压

88、内部过电压：

由电力系统内部操作或故障引起的过电压。

89、内部过电压分为三大类

工频过电压：

空载线路的电容效应；不对称接地短路；甩负荷时感性负荷变为容性负荷。

谐振过电压：

线性谐振过电压；铁磁谐振过电压；参数谐振过电压。

操作过电压：

操作电容器组过电压；操作空载线路过电压；操作电感负荷过电压；弧光接地过电压。

90、内部过电压系数：

一般将内部过电压的幅值与电网最高运行相电压幅值之比，称为内部过电压系数。

91、一般电压较低电网的绝缘裕度较大，超高压电网的绝缘裕度较小，所以内部过电压对电压较低电网威胁不大，而对超高压电网的威胁较大。

92、避雷针、避雷线：

防止直击雷过电压。

93、避雷器：

防止感应雷过电压、侵入波以及内部过电压。

94、避雷针（线）的组成：

接闪器、接地引下线、接地体。

95、避雷针一般用于发电厂、变电所，避雷线一般用于保护输电线路。

96、两只避雷针联合起来的保护范围，比两只单针避雷针的保护范围之和要大。

97、对于感应雷或侵入波过电压的限制措施，就是安装避雷器。

它直接并联于发电厂和变电站的主要电气设备或母线上。

98、避雷器的分类：

管式、普通阀式（FZ、FS）磁吹阀式（FCZ、FCD）、金属氧化物四种类型。

99、避雷器的工作原理：

工频电压作用下，保护间隙不放电，当有过电压时间隙放电，并在放电后又恢复绝缘使设备和系统正常运行，这就是避雷的原理。

100、目前，在变电所的防雷设计中，常采用避雷针和避雷线作为防护大气过电压的第一道防线，而以避雷器作为作为第二道防线，实践证明这样构成的过电压防护很有效。

101、了解：

发电厂、变电站的每组母线上，都应装设避雷器。

变压器一般在其出口装设避雷器。

发电机可能有雷电压的入侵，需要有专用的磁吹阀型避雷器以及电缆、电容器等共同防止过电压。

十二单元操作电源

123、操作电源：

继电保护及自动装置、信号设备、控制及调节设备的工作电源和断路器的跳、合闸电源。

大中型发电厂及变电站主要采用直流操作电源。

124直流负荷的分类:

（1）经常负荷：

（2）事故负荷：

（3）冲击负荷：

125蓄电池既能把电能转化为化学能，又能把化学能转变为电能。

126发电厂、变电站通常将蓄电池与交流整流后的直流并联，一同为直流负荷供电。

127了解：

直流供电系统的接线：

主控室内控制、信号小母线供电网络。

安装在各控制屏顶，按屏组分段，段间以电缆连接，在通过两路与电源连接。

屋外配电装置断路器合闸线圈供电接线。

事故照明供电接线。

（能读懂图）

128主要采用充电-放电和浮充电两种运行方式。

129、充电-放电运行方式：

对运行中的蓄电池进行定期的充电，保证蓄电池的良好状态。

这种操作麻烦，实际中很少采用。

130、浮充电运行方式：

蓄电池经常处于充满电状态，只有当交流电源消失，蓄电池才长时间放电，实际中广泛采用。

131、直流绝缘监察装置：

设置原因：

防止一点接地发展为两点接地时造成熔断器熔断、断路器、继电保护自动装置的误动或拒动。

所以必须设置直流绝缘监察装置，有效地监视直流系统的运行情况。

132、直流系统的对地绝缘电阻一般0.2-0.5兆欧范围内。

如果绝缘降低，就会发生接地现象

133、直流系统接地的故障及处理：

首先判断接地极及性质：

正常时，正负极对地电压均为0.

如果正极对地电压升高或等于母线电压，则为负极接地。

如果负极对地电压升高或等于母线电压，则为正极接地。

十三单元测量监察回路

134、二次回路主要包括：

监测回路、控制回路、信号回路、保护回路、调节回路、操作电源回路和励磁回路等。

135、二次回路接线图（简称二次回路图）常用的有：

①原理接线图（原理图）；②展开接线图（展开图）；③安装接线图（安装图）。

136、电流互感器的配置。

电压互感器的配置。

137、当几组仪表接于同一组电流互感器时，一般先接指示和积算式仪表，再接记录仪表，最后结变送仪表。

138、阅读二次回路图时应遵循“从左往右看，自上往下看”的原则，阅读展开图时应“先看交流回路，后看直流回路以及合闸回路等”

十四单元控制回路

139、断路器控制回路的组成：

控制元件、中间环节、操动机构

140、控制开关的六个位置：

跳闸后（手柄在水平位置）预备合闸、合闸、合闸后（手柄在垂直位置）预备跳闸、跳闸。

141、手动合闸：

断路器处于跳闸状态，控制开关SA处于“跳闸后”位置，HG绿灯亮，发平光,表明断路器是断开状态，合闸回路完好又表明控制回路的熔断器１ＦＵ和２ＦＵ完好回路。

控制开关SA顺时针旋转90°，至“预备合闸”位置，触点9-10通，绿灯HG发闪光。

SA顺时针旋转45°置于“合闸”位置。

SA的5-8通，使合闸接触器KM动作，合闸线圈YC通电，断路器合闸。

绿灯熄灭，红灯亮。

当松开SA后，SA自动回到“合闸后”位置，13-16通，红灯发平光，表明断路器手合闸，同时表明跳闸回路完好及控制回路的熔断器１ＦＵ和２ＦＵ完好。

142、断路器的跳闸线圈、辅助合闸线圈的启动电压，其值不得低于30%的额定电压，且不得高于65%的额定电压。

143、手动跳闸：

控制开关SA逆时针旋转90°置于“预备跳闸”位置，13-14接通闪光母线，使红灯HR发出闪光。

SA继续旋转45°而置于“跳闸”位置6-7通，使跳闸线圈YR接电，断路器跳闸，红灯熄灭，绿灯发平光。

当松开SA后，SA自动回到“跳闸后”位置，10-11通，绿灯发出平光，表明断路器手动跳闸，又表明合闸回路完好。

144、断路器的自动合闸与自动跳闸。

145、断路器的运行状态与控制回路断线监视P198

146、事故音响信号是利用不对应原则实现的，全厂共用一套音响装置。

147、断路器跳跃概念及危害。

防跳继电器是怎样防止断路器跳跃的。

148、连锁分为热工连锁和电气连锁。

构成连锁回路的特点：

按序启动，连锁跳闸。

十五单元信号回路

149、各种信号中，事故信号与预告（故障）信号全厂（所）共用一套，并设于中央控制室内，因此又称为中央信号系统。

150、信号系统的分类

151、中央信号回路按音响信号复归办法可分为就地复归和中央复归

按其音响信号的动作性能可分为能重复动作和不能重复动作。

152、信号装置的“重复动作”是靠冲击继电器来实现的。

153、理解极化继电器的工作原理。

154、事故信号与预告信号的区别。

能够正确区分事故信号与预告信号，明白常见的预告信号有哪些。

十六单元同期回路

155、电力系统常用的同期并列方式：

准同期方式和自同期方式。

156、准同期并列应满足的条件

157、1）、准同期方式

（1）开机→励磁升压→同期操作→合闸（合QF）

（2）优点：

冲击电流小

（3）缺点：

并列操作时间长；操作要求高；操作系统复杂，要求严格

（4）分为手动准同期和自动准同期

目前发电厂和变电站广泛采用准同期并列方式。

2）、自同期方式

（1）开机→转数升至95%ne→合QF→励磁升压，拉入同步

（2）优点：

并列快；操作简单；接线简单

（3）缺点：

冲击电流大；并列瞬间引起系统电压短时严重下降；系统之间不能采用自同期并列

158、同期点：

当断路器两侧有可能出现非同一系统电源时，此断路器是同期点。

同期点的设置原则：

断路器断开后，两侧是不同的电源，应设为同期点。

通常把同期小母线线上的二次交流电压称为同期电压，同期装置从同期小母线取得电压。

159同期交流回路，有三相和单相两种接线方式。

160同期小母线是公用的，一共四根（同期交流回路为三相接线时），其中WBV（YMb）公共接地。

161在没有进行并列操作前，除公用接地小母线外，其余三条小母线均无电压，只有在并列操作时，才带有待并断路器两侧的二次电压。

162、为防止发电机并列时的错误操作，一个厂所有并列断路器的同期开关应公用一个可抽出的的手柄，此手柄只有在断开位置才能抽出。

163、手动准同期装置由同期测量表计、同期监察继电器、转换开关组成。

164、同期测量表计的两种形式：

分散式仪表和组合式同期表。

165、五表制—1V、2V、1HZ、2HZ、S

组成：

呈对称布置

两只电压表PV1、PV2：

分别监视运行系统和待并系统电压

调节使同步发电机电压与系统电压相等。

△∪＜5%∪e

两只频率表PC1、PC2：

分别监视运行系统和待并系统频率

一只同步表PS：

监视两侧电压相位，调整相位

同期表计切换开关：

“断开”“粗略同期”“精确同期”三个位置

同期检查继电器：

防止非同期合闸

166、组合式同期表：

频率差表：

fG=fS指针指在0；fG＞fS指针正偏；fG＜fS指针负偏

•电压差表：

UG=US指针指在0；UG＞US指针正偏；UG＜US指针负偏

167、为了防止在不允许的相角差下误合闸，通常在手动准同期合闸回路中装设闭锁误合闸的同期检查继电器。