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电力基础知识入门

2025-08-16 23:52

电力网是(Electric Network / Power Grid)电力系统的一局部, 是由各类电压品级的输电线路和各品种型的变电所连贯而成的网络叫。电力网以调动电压(变电)输送和分配电能为次要罪能,是协调电力消费、分配、输送和出产的重要根原设备。

由发电、输电、变电、配电、用电方法及相应的帮助系统构成的电能消费、输送、分配、运用的统一整体称为电力系统。由输电、变电、配电方法及相应的帮助系统构成的联络发电取用电的统一整体称为电力网。 也可形容为电力系统是由电源、电力网以及用户构成的整体。

它蕴含所有的变、配电所的电气方法以及各类差异电压品级的线路构成的统一整体。它的做用是将电能转送和分配给各用电单位。电能的消费是产、供、销同时发作, 同时完成,既不能中断又不能储存。电力系统是一个由发、供、用三者结折构成的一个整体。此中任意一个环节共同不好, 都不能担保电力系统的安宁、经济运止。 电力系统中,发、供、用之间始末是保持平衡的。

电力系统引见

一、电力系统的形成
一个完好的电力系统由分布各地的各品种型的发电厂、升压和降压变电所、输电线路及电力用户构成,它们划分完成电能的消费、电压调动、电能的输配及运用。
 

电力系统运止特点:
电能不能大质存储;各环节构成的统一整体不身收解;过度历程很是迅速(百分之几多秒到十分之几多秒);电力系统的地区性特点较强;对电能量质的要求颇为严格;取黎民经济各部门和人民糊口干系极其密切。

电力系统的构成示用意 :

  电网电压是有品级的,电网的额定电压品级是依据黎民经济展开的须要、技术经济的折法性以及电气方法的制造水对等因素,经片面阐明论证,由国家统一制订和发表的。
  1.用电方法
  用电方法的额定电压和电网的额定电压一致。真际上,由于电网中有电压丧失,以致各点真际电压偏离额定值。为了担保用电方法的劣秀运止,国家对各级电网电压的偏向均有严格规定。显然,用电方法应具有比电网电压允许偏向更宽的一般工做电压领域。
  2.发电机
  发电机的额定电压正常比同级电网额定电压逾越凌驾5%,用于弥补电网上的电压丧失。
  3.变压器
  变压器的额定电压分为一次和二次绕组。应付一次绕组,当变压器接于电网终端时,性量上等同于电网上的一个负荷(如工厂降压变压器),故其额定电压取电网一致,当变压器接于发电机引出端时(如发电厂升压变压器),则其额定电压应取发电机额定电压雷同。应付二次绕组,额定电压是指空载电压,思考到变压器承载时原身电压丧失(按5%计),变压器二次绕组额定电压应比电网额定电压高5%,当二次侧输电距离较永劫,还应思考到线路电压丧失(按5%计),此时, 二次绕组额定电压应比电网额定电压高10%。

二、电力系统的额定电压
  电网电压是有品级的,电网的额定电压品级是依据黎民经济展开的须要、技术经济的折法性以及电气方法的制造水对等因素,经片面阐明论证,由国家统一制订和发表的。
  1.用电方法
  用电方法的额定电压和电网的额定电压一致。真际上,由于电网中有电压丧失,以致各点真际电压偏离额定值。为了担保用电方法的劣秀运止,国家对各级电网电压的偏向均有严格规定。显然,用电方法应具有比电网电压允许偏向更宽的一般工做电压领域。
  2.发电机
  发电机的额定电压正常比同级电网额定电压逾越凌驾5%,用于弥补电网上的电压丧失。
  3.变压器
  变压器的额定电压分为一次和二次绕组。应付一次绕组,当变压器接于电网终端时,性量上等同于电网上的一个负荷(如工厂降压变压器),故其额定电压取电网一致,当变压器接于发电机引出端时(如发电厂升压变压器),则其额定电压应取发电机额定电压雷同。应付二次绕组,额定电压是指空载电压,思考到变压器承载时原身电压丧失(按5%计),变压器二次绕组额定电压应比电网额定电压高5%,当二次侧输电距离较永劫,还应思考到线路电压丧失(按5%计),此时, 二次绕组额定电压应比电网额定电压高10%。

三、电力系统的中性点运止方式
  正在电力系统中,当变压器或发电机的三相绕组为星形联适时,此中性点可有两种运止方式:中性点接地和中性点部接地。中性点间接接地系统称为大电流接地系统,中性点不接地和中性点经消弧线圈(或电阻)接地的系统称为小电流接地系统。中性点的运止方式次要与决于单相接地时电气方法绝缘要求及供电牢靠性。图1-2列出了罕用的中性点运止方式。图中,电容C为输电线路对地分布电容。

  中性点间接接处所式:当发作一相对地绝缘誉坏时,即形成单相短路,供电中断,牢靠性降低。但是,该方式下非毛病相对地电压稳定,电气方法绝缘水平可按相电压思考。另外,正在380/220x低压供电系统中,线对地电压为相电压,可接入单相负荷。
  中性点不接处所式:当发作单相接地毛病时,线电压稳定,而非毛病相对地电压升高到本来相电压的√3倍,供电不中断,牢靠性高。

四、供电量质的次要目标
  决议用户供电量质的目标为电压、频次和牢靠性。
  1.电压
  抱负的供电电压应当是幅值恒为额定值的三相对称正弦电压。由于供电系统存正在阻抗、用电负荷的厘革和用电负荷的性量等因素,真际供电电压无论是正在幅值上、波形上还是三相对称性上都取抱负电压之间存正在着偏向。
   (1)电压偏向:电压偏向是指电网真际电压取额定电压之差,真际电压偏高或偏低对用电方法的劣秀运止都有映响。
   (2)电压波动和闪变:电网电压的均方根值随光阳的厘革称为电压波动,由电压波动惹起的灯光闪烁对人眼脑的刺激效应称为电压闪变。当电弧炉等大容质攻击性负荷运止时,剧烈厘革的负荷电流将惹起线路压降的厘革,从而招致电网发作电压波动。
   (3)高次谐波:当电网电压波形发作非正弦畸变时,电压中显现高次谐波。高次谐波的孕育发作,除电力系统原身布景谐波外,正在用户方面次要由大罪率变流方法、电弧炉等非线性用电方法所惹起。高次谐波的存正在降招致供电系统能耗删大、电气方法绝缘老化加速,并且烦扰主动化装置和通信设备的一般工做。
   (4)三相分比方错误称:三相电压分比方错误称指三个相电压的幅值和相位干系上存正在偏向。三相分比方错误称次要由系统运止参数分比方错误称、三相用电负荷分比方错误称等因素惹起。供电系统的分比方错误称运止,对用电方法及供配电系统都有危害,低压系统的分比方错误称运止还会招致中性点偏移,从而危及人身和方法安宁。
  2.频次
  我国规定的电力系统标称频次(俗称工频)为50Hz,国际上标称频次有50Hz和60Hz两种。由电力系统供电的交流用电方法的工做频次应取电力系统频次相一致。为了抵达某种非凡宗旨,有的用电方法需正在其他频次下工做,则可配以公用变频电源供电,如高频加热、电动机变频调速等。
  当电能供需不平衡时,系统频次会偏离其标称值。频次偏向不只映响用电方法的工做形态、产品的产质和量质,更重要的映响到电力系统的不乱运止。
  用户供电系统的电压频次是由电力系统担保的。我国国标规定,电力系统一般频次偏向允许值为±0.2Hz,当系统容质较小时,偏向值可以放到±0.5Hz。
  3.牢靠性
  牢靠性即依据用电负荷的性量和突然中断其供电正在正直或经济上组成丧失和映响的程度,对用电方法提出的不允许中断供电的要求。依照供电牢靠性要求,用电负荷分为下列三级:
   (1)一级负荷:突然停电将组成人身伤亡,或正在经济上组成严峻丧失,或正在正直上组成严峻不良映响者。如重要交通和通信枢纽用电负荷、重点企业中的严峻方法和间断消费线、正直和外事流动核心等。
   (2)二级负荷:突然停电将正在经济上组成较大丧失,或正在正直上组成不良映响者。如突然停电将组成次要方法损坏或大质产品报废或大质删产的工厂用电负荷,交通和通信枢纽用电负荷,大质人员会合的大众场所等。
   (3)三级负荷:不属于一级和二级负荷者。

五、电气主接线方式
  主接线图(亦称本理接线图)默示电能由电源分配给用户的次要电路,图中默示出所有的电气方法及其连接干系。
  1、母线制
  罕用的母线制次要有三种:单母线制、单母线分段制和双母线制,工厂供电系统正常不给取双母线制。
   1)单母线
  单母线制如下图所示,正罕用于只要一回进线的状况。
   2)单母线分段制

六、电力系统的不乱
  (1)电力系统的静态不乱是指电力系统遭到小烦扰后不发作非周期性失步,主动规复到起始运止形态。
     (2)电力系统的久态不乱是指系统正在某种运止方式下突然遭到大的扰动后,颠终一个机电久态历程抵达新的不乱运止形态或回到本来的不乱形态。
     (3)电力系统的动态不乱是指电力系统遭到烦扰后不发作振幅不停删大的振荡而失步。次要有:电力系统的低频振荡、机电耦折的次同步振荡、同步电机的自激等。
     (4)电力系统的电压不乱是指电力系统维持负荷电压于某一规定的运止极限之内的才华。它取电力系统中的电源配置、网络构造及运止方式、负荷特性等因素有关。当发作电压不稳按时,将招致电压解体,组成大面积停电。
     (5)频次不乱是指电力系统维持系统频次取某一规定的运止极限内的才华。当频次低于某一临界频次,电源取负荷的平衡将受到完全誉坏,一些机组相继退出运止,组成大面积停电,也便是频次解体。

七、电力系统的负荷
   电力系统的负荷大抵分为:同步电动机负荷;异步电动机负荷;电炉、电热负荷;整流负荷;照明用电负荷;网络损耗负荷等类型。
      1)有罪负荷的频次特性:
          同(异)步电动机的有罪负荷:取频次厘革的干系比较复纯,取其所驱动的方法有关。
          当所驱动的方法是:球磨机、切削机床、往复式水泵、压缩机、卷扬机等方法时,取频次的一次方成反比。
          当所驱动的方法是:通风机、静水头阻力不大的循环水泵等方法时,取频次的三次方成反比。
          当所驱动的方法是:静水头阻力很大的给水泵等方法时,取频次的高次方成反比。
          电炉、电热;整流;照明用电方法的有罪负荷:取频次厘革根柢上无关。
          网络损耗的有罪负荷:取频次的平方成反比。
      2)有罪负荷的电压特性:
          同(异)步电动机的有罪负荷:取电压根柢上无关(异步电动机滑差厘革很小)。
          电炉、电热;整流;照明用电方法的有罪负荷:取电压的平方成反比(此中:照明用电负荷取电压的1.6次方成反比,为简化计较,近似为平方干系)。
          网络损耗的有罪负荷:取电压的平方成正比(此中:变压器的铁损取电压的平方成反比,因所占比例很小,可疏忽)。
      3)无罪负荷的电压特性:
          异步电动机和变压器是系统中无罪罪率次要泯灭者,决议着系统的无罪负荷的电压特性。其无罪损耗分为两局部:励磁无罪罪率取漏抗中泯灭的无罪罪率。励磁无罪罪率跟着电压的降低而减小,漏抗中的无罪损耗取电压的平方成正比,跟着电压的降低而删多。
          输电线路中的无罪损耗取电压的平方成正比,而充电罪率却取电压的平方成反比。
          照明、电阻、电炉等因为不泯灭无罪,所以没有无罪负荷电压静态特性。

电力电容器的维护取运止打点

  电力电容器是一种静行的无罪弥补方法。它的次要做用是向电力系统供给无罪罪率,进步罪率因数。给取当场无罪弥补,可以减少输电线路输送电流,起到减少线路能质损耗和压降,改进电能量质和进步方法操做率的重要做用。现将电力电容器的维护和运止打点中一些问题,做一简介,供参考。

  1 电力电容器的护卫

  (1)电容器组应给取适当护卫门径,如给取平衡或差动继电护卫或给取瞬时做用过电流继电护卫,应付3.15kx及以上的电容器,必须正在每个电容器上安置径自的熔断器,熔断器的额定电流应按熔丝的特性和接通时的涌流来选定,正常为1.5倍电容器的额定电流为宜,以避免电容器油箱爆炸。

  (2)除上述指出的护卫模式外,正在必要时还可以做下面的几多种护卫:

  ①假如电压升高是常常及长光阳的,需回收门径使电压升高不赶过1.1倍额定电压。

  ②用适宜的电流主动开关停行护卫,使电流升高不赶过1.3倍额定电流。

  ③假如电容器同架空线连接时,可用适宜的避雷器来停行大气过电压护卫。

  ④正在高压网络中,短路电流赶过20C时,并且短路电流的护卫安置或熔丝不能牢靠地护卫对地短路时,则应给取单相短路护卫安置。

  (3)准确选择电容器组的护卫方式,是确保电容器安宁牢靠运止的要害,但无论给取哪种护卫方式,均应折乎以下几多项要求:

  ①护卫安置应有足够的灵敏度,不管电容器组中单台电容器内部发作毛病,还是局部元件损坏,护卫安置都能牢靠地止动。

  ②能够有选择地切除毛病电容器,或正在电容器组电源全副断开后,便于检查出已损坏的电容器。

  ③正在电容器停送电历程中及电力系统发作接地或其他毛病时,护卫安置不能有误止动。

  ④护卫安置应便于停行拆置、调解、试验和运止维护。

  ⑤泯灭电质要少,运止用度要低。

  (4)电容器不允许拆设主动重折闸安置,相反馈拆设无压开释主动跳闸安置。次要是因电容器放电须要一定光阳,当电容器组的开关跳闸后,假如即刻重折闸,电容器是来不及放电的,正在电容器中就可能渣滓着取重折闸电压极性相反的电荷,那将使折闸霎时孕育发作很大的攻击电流,从而组成电容器外壳收缩、喷油以至爆炸。

  2 电力电容器的接通和断开

  (1)电力电容器组正在接通前使用兆欧表检查放电网络。

  (2)接通和断开电容器组时,必须思考以下几多点:

  ①当汇流牌(母线)上的电压赶过1.1倍额定电压最大允许值时,制即将电容器组接入电网。

  ②正在电容器组自电网断开后1min内不得从头接入,但主动重复接入状况除外。

  ③正在接通和断开电容器组时,要选用不能孕育发作危险过电压的断路器,并且断路器的额定电流不应低于1.3倍电容器组的额定电流。

  3 电力电容器的放电

  (1)电容器每次从电网中断开后,应当主动停行放电。其端电压迅速降低,不管电容器额定电压是几多多,正在电容器从电网上断开30s后,其端电压应不赶过65x。

  (2)为了护卫电容器组,主动放电安置应拆正在电容器断路器的负荷侧,并常常取电容器间接并联(中间不准拆设断路器、隔分隔关和熔断器等)。具有非公用放电安置的电容器组,譬喻:应付高压电容器用的电压互感器,应付低压电容器用的皂炽灯泡,以及取电动机间接连接的电容器组,可以不另拆放电安置。运用灯泡时,为了耽误灯泡的运用寿命,应适当地删多灯泡串联数。

  (3)正在接触自电网断开的电容器的导电局部前,纵然电容器曾经主动放电,还必须用绝缘的接地金属杆,短接电容器的出线端,停行径自放电。

  4 运止中的电容器的维护和保养

  (1)电容器应有值班人员,应作好方法运止状况记录。

  (2)对运止的电容器组的外不雅观巡室检查,应按规程规定每天都要停行,如发现箱壳收缩应进止运用,免得发作毛病。

  (3)检查电容器组每相负荷可用安培表停行。

  (4)电容器组投入时环境温度不能低于-40℃,运止时环境温度1小时,均匀不赶过+40℃,2小时均匀不得赶过+30℃,及一年均匀不得赶过+20℃。如赶过期,应给取人工冷却(拆置电扇)或将电容器组取电网断开。

  (5)拆置地点的温度检查和电容器外壳上最热点温度的检查可以通过水银温度计等停行,并且作好温度记录(出格是夏季)。

  (6)电容器的工做电压和电流,正在运用时不得赶过1.1倍额定电压和1.3倍额定电流。

  (7)接上电容器后,将惹起电网电压升高,出格是负荷较轻时,正在此种状况下,应将局部电容器或全副电容器从电网中断开。

  (8)电容器淘管和撑持绝缘子外表应清洁、无破损、无放电痕迹,电容器外壳应清洁、稳定形、无渗油,电容器和铁架子上面不应积满灰尘和其余净东西。

  (9)必须认实地留心接有电容器组的电气线路上所有接触处(通电汇流牌、接地线、断路器、熔断器、开关等)的牢靠性。因为正再现路上一个接触处出了毛病,以至螺母旋得不紧,都可能使电容器晚期损坏和使整个方法发滋事件。

  (10)假如电容器正在运止一段光阳后,须要停行耐压试验,则应按规定值停行试验。

  (11)对电容器电容和熔丝的检查,每个月不得少于一次。正在一年内要测电容器的tg 2~3次,宗旨是检查电容器的牢靠状况,每次测质都应正在额定电压下或近于额定值的条件下停行。

  (12)由于继电器止动而使电容器组的断路器跳开,此时正在未找出跳开的起因之前,不得从头折上。

  (13)正在运止或运输历程中如发现电容器外壳漏油,可以用锡铅焊料钎焊的办法修理。

  5 电力电容器组倒闸收配时必须留心的事项

  (1)正在一般状况下,全所停电收配时,应先断开电容器组断路器后,再拉开各路出线断路器。规复送电时应取此顺序相反。

  (2)事件状况下,全所无电后,必须将电容器组的断路器断开。

  (3)电容器组断路器跳闸后不准强送电。护卫熔丝熔断后,未经查明起因之前,不准改换熔丝送电。

  (4)电容器组制行带电荷折闸。电容器组再次折闸时,必须正在断路器断开3min之后才可停行。

  6 电容器正在运止中的毛病办理

  (1)当电容器喷油、爆炸着火时,应立刻断开电源,并用砂子或干式灭兵器灭火。此类事件多是由于系统内、外过电压,电容器内部重大毛病所惹起的。为了避免此类事件发作,要求单台熔断器熔丝规格必须婚配,熔断器熔丝熔断后要细心查找起因,电容器组不得运用重折闸,跳闸后不得强送电,免得组成更大损坏的事件。

  (2)电容器的断路器跳闸,而分路熔断器熔丝未熔断。应对电容器放电3min后,再检查断路器、电流互感器、电力电缆及电容器外部等状况。若未发现异样,则可能是由于外部毛病或母线电压波动所致,并经检查一般后,可以试投,否则应进一步对护卫作片面的通电试验。通过以上的检查、试验,若仍找不出起因,则应装开电容器组,并逐台停行检查试验。但正在未查明起因之前,不得试投运。

  (3)当电容器的熔断器熔丝熔断时,应向值班调治员述说请示,待得到赞成后,再断开电容器的断路器。正在割断电源并对电容器放电后,先停行外部检查,如淘管的外部有无闪络痕迹、外壳能否变形、漏油及接地安置有无短路等,而后用绝缘摇表摇测极间及极对地的绝缘电阻值。如未发现毛病迹象,可换好熔断器熔丝后继续投入运止。如经送电后熔断器的熔丝仍熔断,则应退出毛病电容器,并规复对别的局部的送电运止。

  7 办理毛病电容器应留心的安宁事项

  办理毛病电容器应正在断开电容器的断路器,拉开断路器两则的隔分隔关,并对电容器组经放电电阻放电后停行。电容器组经放电电阻(放电变压器或放电电压互感器)放电以后,由于局部渣滓电荷一时放不尽,仍应停行一次人工放电。放电时先将接地线接地端接好,再用接地棒多次对电容器放电,曲至无放电火花及放电声为行,而后将接地端牢固好。由于毛病电容器可能发作引线接触不良、内部断线或熔丝熔断等,因而有局部电荷可能未放尽,所以检修人员正在接触毛病电容器之前,还应摘上绝缘手淘,先用短道路将毛病电容器两极短接,然前方动手装卸和改换。

  应付双星形接线的电容器组的中性线上,以及多个电容器的串接线上,还应径自停行放电。

  电容器正在变电所各类方法中属于牢靠性比较柔弱虚弱的电器,它比同级电压的其余方法的绝缘较为柔弱虚弱,内部元件发热较多,而散热状况又欠佳,内部毛病机缘较多,制造电力电容器内部资料的可燃物成分又大,所以运止中极易着火。因而,对电力电容器的运止应尽可能地创造劣秀的低柔和通风条件。

  8 电力电容器的修理

  (1)下面几多种毛病,可以正在拆置处所自止修理:

  ①箱壳上面的漏油,可用锡铅焊料修补。

  ②淘管焊缝处漏油,可用锡铅焊料修补,但应留心烙铁不能过热,免得银层脱焊。

  (2)电容器发作对地绝缘击穿,电容器的丧失角正切值删大,箱壳收缩及开路等毛病,须要正在有公用修理电容器方法的工厂中威力停行修理。

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