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電氣設備基礎知識
電氣一次設備:直接用于電力生產和輸配電能的設備,經過這些設備電能從電廠輸送到各用戶。一次設備包括:發電機、變壓器、電動機、斷路器(開關)、隔離開關(刀閘)、PT(電壓互感器)、CT(電流互感器)等。
電氣二次設備:是指對一次設備的工作進行監測、控制、調節、保護以及為運行維護人員提供運行工況或生產指揮信號所需的低壓電氣設備。二次設備包括:儀表、控制和信號元件、繼電保護裝置、操作、信號電源回路、控制電纜及連接導線、發出音響的信號元件、接線端子排及熔斷器等。
運行中的電氣設備:指全部帶有電壓或一部分帶有電壓及一經操作即帶有電壓的電氣設備。
電氣設備分為高壓和低壓兩種
高壓:設備對地電壓在250V以上者。
低壓:設備對地電壓在250V及以下者。
發電廠中的主系統和廠用系統一次設備,按照一定的要求和順序連接成的電路,稱為電氣主接線或廠用電接線。
發電機的結構組成:
汽輪發電機一般由定子、轉子及其冷卻系統、油密封裝置和勵磁裝置組成。
定子由定子鐵芯、定子繞組、機座、端蓋等部件組成
轉子由轉子鐵芯、轉子繞組、護環、滑環及引線等組成。
型號:QF―15―2
同步發電機的“同步”含義:發電機帶負荷以后,三項定子電流產生的磁場與轉子以同方向、同速度旋轉,稱“同步”
發電機的基本原理:利用電磁感應原理將機械能轉變為電能。
什么叫有功:在交流電能的發、輸、用過程中,用于轉換成非電、磁形式的 那部分能量。
什么叫無功:用于電路內電、磁場交換的那部分能量。
發電機的遲相運行:既發有功又發無功的運行狀態。
發電機的進相運行:發出有功功率吸收無功功率的運行狀態。
同步發電機是如何發出三相正弦交流電的?
答:發電機的轉子由原動機帶動旋轉,當轉子繞組通入勵磁電流后,轉子就會產生一個旋轉磁場,它和靜止的定子繞組間形成相對運動,相當于定子繞組在不斷地切割磁力線,于是在定子繞組中就會感應出電動勢來。由于在制造時已使轉子磁場磁通密度的大小沿磁極極面的周向分布為接近的正弦波形,轉子不停的旋轉,故定子三相繞組每一相的感應電動勢隨時間變化的波形就和磁通密度在氣隙中沿圓周分布的空間波形相似,而定子三相繞組又是沿鐵芯內圓各相隔120°電角度布置的。所以定子三相繞組感應電動勢的波形就成為相位差各為120°的正弦波形。
發電機運行參數的規定
發電機正常運行中各參數不得超過銘牌規定,電壓波動范圍不超過額定值的±5%,最大值不超過±10%,當電壓在上述范圍內波動時定子電流的波動值不應超過額定值的±5%,頻率變動最大不超過±0.5Hz,三相不平衡電流之差不得超過額定電流值的8%,其中任意一相的電流應不大于額定值。發電機運行中,各部分的溫度過高,會時絕緣體加速老化,從而縮短它的使用壽命。一般來說,發電機溫度若超過額定允許溫度8℃長期運行時,就會使其壽命縮短一半,所以,運行中必須嚴密監控發電機各部分的溫度不得超過其限制,轉子繞組不得超過130℃,定子繞組不得超過120℃。
發電機準同期并列的條件:
1、 電壓相等(電壓差小于5%)
2、 電壓相位一致
3、 頻率相等
4、 相序相同
變壓器的結構組成
變壓器由鐵芯、油箱、散熱器、油枕、高低壓絕緣套管、風扇、瓦斯繼電器、調壓裝置、凈油器、吸潮器、溫度計、高低壓繞組、放油閥、變壓器油等組成。
各部件的左右
油箱:變壓器的外殼,內部充滿變壓器油
鐵芯:導磁,是磁路的本體
繞組:是導電的通路
散熱器:將油的熱量帶走(自然循環)
油枕:保持油箱正常油位(占整個變壓器的1/10)
高低壓絕緣套管:絕緣、支持和固定導線
風扇:散熱、增加散熱面積(上層油溫超過55℃將自動投入風扇)(冷卻裝置不投只能帶66%的負荷)
瓦斯繼電器:當變壓器內部產生氣體時動作于信號或變壓器跳閘
調壓裝置:調節變壓器輸出電壓
凈油口:凈化油質、散熱、吸潮(內部結構:硅膠濾網)
溫度計:指示變壓器內部上層油溫,溫度控制最高不允許超過85℃
變壓器油:絕緣、冷卻、散熱
吸潮器:吸收變壓器油中的水分
變壓器是電力系統中重要設備之一,起到傳遞電能的作用。
變壓器的基本的原理
變壓器由一次繞組、二次繞組和鐵芯組成。當一次繞組加上交流電壓時,則一次繞組中產生電流,鐵芯中產生交變磁通。交變磁通在一次、二次繞組中感應電動勢,一次、二次側的感應電動勢之比等于一次、二次側匝數之比。當二次側接上負載時,二次側電流也產生磁通勢,而主磁通由于外加電壓不變而趨于不變,隨之在一次側增加電流,使磁勢達到平衡 ,這樣,一次側和二次側通過電磁感應而實現了能量傳遞。接負載后,若忽略內組抗壓降,則繞組電壓與感應電動勢相等,一次、二次側的電壓之比也等于一次、二次側繞組匝數之比。一次、二次側繞組匝數不同時,一次、二次側電壓也不相同,這就是變壓器的基本原理。
變壓器并列條件
1、 電壓比相同
2、 接線組別相同
3、 百分阻抗相同
變壓器運行參數規定
1、 在正常情況下,變壓器根據銘牌規范及規定條件運行。
2、 變壓器的運行電壓在額定電壓的±5%以內變動時,啟額定容量不變,加于變壓器的一次電壓不大于相應分接頭電壓值的5%。
3、 運行中變壓器的許可溫度和溫升應按上層油溫來檢查,油浸風冷變壓器上層油溫一般不超過85℃,最高不超過95℃。變壓器的溫升是指上層油溫減去環境溫度。當變壓器在環境溫度40℃運行時,其繞組的最高極限溫升為65℃,上層油的允許溫升規定為55℃。
變壓器的倒閘操作要遵守下列規定
1、 強迫風冷變壓器充電前,應根據運行方式和變壓器要求,開啟冷卻風扇。
2、 變壓器充電應由高壓側進行。
3、 變壓器送電時應先送高壓側,后送低壓側,停電順序于送電時相反。
4、 變壓器并列,應考慮環流,滿足并列條件,變化差不大于0.5%。
5、 新投運或大修后的變壓器,投運前應由絕緣報告,油質分析報告,定期報告。
6、 新投運的變壓器在額定電壓下合閘沖擊5次,更換線圈或大修后的變壓器,應在額定電壓下合閘三次,充電時,變壓器本身的保護必須全部投入,重瓦斯保護應投跳閘位置。
7、 變壓器的倒轉,應保證并入的變壓器帶上負荷后,方能將原來的變壓器退出運行。
為什么新安裝或大修后的變壓器在投入運行前要做沖擊合閘試驗?
切除電網中運行的空載變壓器,會產生操作過電壓,幅值可達3-4倍的額定相電壓。所以,為了檢驗變壓器的絕緣能否承受額定電壓和運行中的操作過電壓,要在變壓器投運前進行數次沖擊合閘試驗。另外投入空載變壓器時會產生勵磁涌流,其值可達額定電流的6-8倍。由于勵磁涌流會產生很大的點動力,所以
做沖擊合閘試驗也是考慮變壓器機械強度和繼電保護是否會誤動作的有效措施。
1、 變壓器各側裝有斷路器時,投入或停止時,必須使用斷路器進行切合負荷電流及空載電流的操作。如沒有斷路器時,可用隔離開關拉合空載電流不大于2A的變壓器。
2、 變壓器投入運行時應由裝有保護裝置的電源側進行充電。變壓器停止時,裝有保護裝置的電源側斷路器應最后斷開。
3、 變壓器的高低壓側都具有電源時,為避免變壓器充電時產生較大的勵磁涌流。一般采用高壓側充電,低壓側并列的方法。停用時相反。
4、 經檢修后的廠用變壓器投入運行或投入熱備用前,應從高壓側對變壓器充電一次,并注意表計變化,確認正常后,方可投入運行或熱備用。
什么叫斷路器,它的作用是什么?
高壓斷路器俗稱開關,是電力系統中最重要的控制和保護設備。
作用:
1、 在正常運行時,根據電網的需求,接通成斷開電路的空載電流和負荷電流。這時起控制作用。
2、 當電網發生故障時,高壓斷路器和保護裝置及自動裝置相配合,迅速自動地切斷故障電流將故障部分從電網中斷開,保證電網無故障部分的運行,以減少停電范圍,防止事故擴大。這時起保護作用。
隔離開關的作用
1、 隔離電流,使電路中有一個明顯的斷開關
2、 與開關相配合進行一系列的倒閘操作
3、 用以接通和切斷小電流的電路。
允許用隔離開關進行操作的項目有哪些
1、 拉合避雷器
2、 拉合表用變壓器
3、 變壓器中性點(無電壓時)刀閘的拉合
4、 給確實良好的母線充電
5、 拉合勵磁電流下不超過2A的空載變壓器
6、 當操作把手與三聯刀閘有隔板時,可用刀閘斷開40KW以下的空載電動機
7、 主勵、備勵倒換時,切斷小于100A的轉移負荷電流
8、 按規定進行母線刀閘及旁路與線路的倒閘操作。
操作隔離開關的基本要求
1、 手動合隔離開關時,必須迅速果斷,但在合到底時不得用力過猛,以防止過頭及損壞支持絕緣子。在合閘時,動、靜觸頭剛剛接觸時,如發生弧光,則應將隔離開關快速合上。隔離開關一經操作,不得再拉開。因為帶負荷拉開隔離開關,會使弧光擴大,造成設備更大的損壞。
2、 在手動拉開隔離開關時,應緩慢。特別是刀片剛離開刀嘴時,如發生電弧,應立即合上,停止操作。
3、 經操作后的隔離開關,必須檢查隔離開關的開、合位置。因為可能由于操作機構失靈或調整不當,經操作后,實際上未合到位或拉開的角度不夠。
電壓互感器的作用是什么?
1、 變壓。按一定比例把高電壓變成適合二次設備應用的低電壓(一般為100V),便于二次設備標準化。
2、 隔離。將高電壓系統與低電壓系統實行電氣隔離,以保證工作人員和二次設備的安全。
3、 用于特殊用途
電壓互感器在運行中,二次側是不允許短路的。因為電壓互感器本身阻抗很小,如二次側短路,二次回路通過的電流很大,會造成二次側熔斷器熔體熔斷,影響表計的指示及可能引起保護裝置的誤動作。
異步電動機由哪幾部分組成
1、 定子部分。機座、定子繞組、定子鐵芯。
2、 轉子部分。轉子鐵芯、轉子繞組、風扇、軸承。
3、 其他部分。端蓋、接線盒等。
感應電動機是怎么轉起來的?
感應電動機的轉動原理:當三相定子繞組通入三相對稱交流電時,產生一個旋轉磁場。這個旋轉磁場在定子內膛轉動,其磁力線切割轉子上的導線,在轉子導線中感應出電流。由于定子磁場與轉子電流相互作用產生電磁力矩,于是,定子旋轉磁場就拖著具有載流導線的轉子轉動起來。
感應電動機運行時,有幾種損耗?
1、 定子和轉子繞組中的銅損。
2、 定子和轉子繞組中的鐵損。
3、 摩擦和通風阻力損耗。
電動機在什么情況下應測定絕緣?
1、 安裝、檢修后,送電前。
2、 停運15天以上者,環境條件較差(如潮汐、多塵等)者停運10天以上,備用狀態電機進入蒸汽或漏水者。
3、 發生故障之后。
4、 澆水進汽受潮之后。
電動機絕緣電阻的測定:
1、6KV電動機應用2500V搖表測定,定子線圈對地絕緣電阻值不得低于1ΜΩ,常溫下不低于6ΜΩ。低壓電動機用1000V搖表測定數值不低于0.5ΜΩ。電動機線圈相間應為通路。
2、測量完后,應將絕緣數值、溫度、時間、搖表電壓、測量人記入記錄薄。
3、電動機停電未超過一周或經過檢修,送電或啟動前可不測量絕緣電阻,否則必須測定。但如電動機進汽、淋水等異常情況,送電或啟動前應測量絕緣電阻。
4、備用電動機每兩周測量絕緣一次,長期備用的電動機在定期測量絕緣后,應啟動運行4 小時,以免絕緣受潮。
電抗器的作用:限制短路電流、維持母線殘壓。
電流互感器的作用:把電路中的大電流轉變為小電流(一般為5A),以供給測量儀表和繼電器的電流線圈。
運行中的電流互感器二次側是不準開路的,否則在二次繞組兩端產生很高的電壓,可能燒壞電流互感器,同時,對設備和工作人員也產生很大的危險。
電氣設備分為運行、備用(冷備用及熱備用) 、檢修三種狀態。
將設備由一種狀態轉變為另一種狀態的過程叫倒閘,所進行的操作叫做倒閘操作。
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