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電力基礎知識入門.doc

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?電力基礎知識入門什么是電?在日常生活和生產中,幾乎到處都要用到電。如電燈通電會發光,電動機通電會旋轉。電究竟是怎樣一回事?在電線里有什么東西通到電燈、電視機里去?要了解物體帶電的根本原因,首先必須了解物體的內部結構。自然界的一切物質是分子組成的,而分子又是由原子組成。每個原子,都是由一個帶正電電荷的原子核和一定數量帶負電電荷的電子所組成。這些電子,分層圍繞原子核作高速旋轉。正電荷與負電荷有同性相斥異性相吸的特性。不同的物質有不同的原子,它們所具有的電子數目也是不一樣的,例如鋁原子有13個電子。在通常情況下,原子核所帶的正電荷和電子所帶的負電荷在數量上相等,所以物體就不顯示帶電現象。原子核吸引電子的吸力大小與距離平方成反比。如果由于某種外力的作用,使離原子核較遠的外層電子擺脫原子核的束縛,從一個物體跑到另一個物體,這樣就使物體帶電,失去電子的物體帶正電,獲得電子的物體帶負電。一個帶電體所帶電荷的多少可以用電子數目來表示,不過在實用上這個單位的大小,我們常以庫倫作為電量的單位。1庫倫 = 6.24×1018個電子電荷電量的符號用Q表示。當電荷積聚不動時,這種電荷稱為靜電,如果電荷處在運動狀態,我們就叫它動電。直流電和交流電知識把一節電池的頭(正極)對著另一節的尾(負極)裝在手電筒中,手電筒就亮了:如果倒過來,頭對頭或尾對尾,手電筒就不亮。這是因為電池所產生的電流總是朝一個方向流動,所以叫做直流電。通過輸電線或電纜送入家中的電,不是直流電,而是交流電。因為這種電流一會兒朝某個方向、一會兒又朝相反的方向流動。盡管交流電“變化多端”,但它比起直流電來,有一個最大的優點,就是可以使用變壓器,根據需要來升高或降低交流電電壓。因為發電廠產的電,都要輸送到很遠的地方,供用戶使用。電壓越高,輸送中損失越小。當電壓升高到3.5萬伏或22萬伏,甚至高達50萬伏時,輸送起來就更加經濟。無論什么地方要使用電,為適應其特定的用途,又都得把電壓降低。例如家庭用電只要220伏,而工廠常用380伏,等等。直流電也有它的優點,在化學工業上,像電鍍等,就非要直流電不可。開動電車,也是用直流電比較好。為了適應各種電器的特定用途,也可把交流電變成直流電,這叫整流。一些半導體收音機或錄音機上,都可用外接電源。通過一個方塊形裝置,把交流電變成直流電來使用。這個降壓和整流用的裝置,叫電源變換器。什么是電力網(Electric Network / Power Grid)?電力網是(Electric Network / Power Grid)電力系統的一部分, 是由各種電壓等級的輸電線路和各種類型的變電所連接而成的網絡。電力網以變換電壓(變電)輸送和分配電能為主要功能,是協調電力生產、分配、輸送和消費的重要基礎設施。由發電、輸電、變電、配電、用電設備及相應的輔助系統組成的電能生產、輸送、分配、使用的統一整體稱為電力系統。由輸電、變電、配電設備及相應的輔助系統組成的聯系發電與用電的統一整體稱為電力網。 也可描述為電力系統是由電源、電力網以及用戶組成的整體。它包括所有的變、配電所的電氣設備以及各種不同電壓等級的線路組成的統一整體。它的作用是將電能轉送和分配給各用電單位。電能的生產是產、供、銷同時發生, 同時完成,既不能中斷又不能儲存。電力系統是一個由發、供、用三者聯合組成的一個整體。其中任意一個環節配合不好, 都不能保證電力系統的安全、經濟運行。 電力系統中,發、供、用之間始終是保持平衡的。電力系統介紹一、 電力系統的構成 一個完整的電力系統由分布各地的各種類型的發電廠、升壓和降壓變電所、輸電線路及電力用戶組成,它們分別完成電能的生產、電壓變換、電能的輸配及使用。電力系統運行特點:電能不能大量存儲;各環節組成的統一整體不可分割;過渡過程非常迅速(百分之幾秒到十分之幾秒);電力系統的地區性特點較強;對電能質量的要求頗為嚴格;與國民經濟各部門和人民生活關系極其密切。電力系統的組成示意圖 :二、 電力系統的額定電壓 電網電壓是有等級的,電網的額定電壓等級是根據國民經濟發展的需要、技術經濟的合理性以及電氣設備的制造水平等因素,經全面分析論證,由國家統一制定和頒布的。 1. 用電設備 用電設備的額定電壓和電網的額定電壓一致。實際上,由于電網中有電壓損失,致使各點實際電壓偏離額定值。為了保證用電設備的良好運行,國家對各級電網 電壓的偏差均有嚴格規定。顯然,用電設備應具有比電網電壓允許偏差更寬的正常工作電壓范圍。 2. 發電機 發電機的額定電壓一般比同級電網額定電壓高出5%,用于補償電網上的電壓損失。 3. 變壓器 變壓器的額定電壓分為一次和二次繞組。對于一次繞組,當變壓器接于電網末端時,性質上等同于電網上的一個負荷(如工廠降壓變壓器),故其額定電壓與電 網一致,當變壓器接于發電機引出端時(如發電廠升壓變壓器),則其額定電壓應與發電機額定電壓相同。對于二次繞組,額定電壓是指空載電壓,考慮到變壓器承 載時自身電壓損失(按5%計),變壓器二次繞組額定電壓應比電網額定電壓高5%,當二次側輸電距離較長時,還應考慮到線路電壓損失(按5%計),此時, 二次繞組額定電壓應比電網額定電壓高10%。 三、 電力系統的中性點運行方式 在電力系統中,當變壓器或發電機的三相繞組為星形聯結時,其中性點可有兩種運行方式:中性點接地和中性點不接地。中性點直接接地系統稱為大電流接地系統,中性點不接地和中性點經消弧線圈(或電阻)接地的系統稱為小電流接地系統。中性點的運行方式主要取決于單相接地時電氣設備絕緣要求及供電可靠性。下圖列出了常用的中性點運行方式。圖中,電容C為輸電線路對地分布電容。 中性點直接接地方式:當發生一相對地絕緣破壞時,即構成單相短路,供電中斷,可靠性降低。但是,該方式下非故障相對地電壓不變,電氣設備絕緣水平可按相電壓考慮。此外,在380/220V低壓供電系統中,線對地電壓為相電壓,可接入單相負荷。 中性點不接地方式:當發生單相接地故障時,線電壓不變,而非故障相對地電壓升高到原來相電壓的√3倍,供電不中斷,可靠性高。 四、 供電質量的主要指標 決定用戶供電質量的指標為電壓、頻率和可靠性。 1. 電壓 理想的供電電壓應該是幅值恒為額定值的三相對稱正弦電壓。由于供電系統存在阻抗、用電負荷的變化和用電負荷的性質等因素,實際供電電壓無論是在幅值上、波形上還是三相對稱性上都與理想電壓之間存在著偏差。 1) 電壓偏差:電壓偏差是指電網實際電壓與額定電壓之差,實際電壓偏高或偏低對用電設備的良好運行都有影響。 2) 電壓波動和閃變:電網電壓的均方根值隨時間的變化稱為電壓波動,由電壓波動引起的燈光閃爍對人眼腦的刺激效應稱為電壓閃變。當電弧爐等大容量 沖擊性負荷運行時,劇烈變化的負荷電流將引起線路壓降的變化,從而導致電網發生電壓波動。 3) 高次諧波:當電網電壓波形發生非正弦畸變時,電壓中出現高次諧波。高次諧波的產生,除電力系統自身背景諧波外,在用戶方面主要由大功率變流設備、電弧爐等非線性用電設備所引起。高次諧波的存在降導致供電系統能耗。省略部分。關和熔斷器等)。具有非專用 放電裝置的電容器組,例如:對于高壓電容器用的電壓互感器,對于低壓電容器用的白熾燈泡,以及與電動機直接聯接的電容器組,可以不另裝放電裝置。使用燈泡時,為了延長燈泡的使用壽命,應適當地增加燈泡串聯數。l 在接觸自電網斷開的電容器的導電部分前,即使電容器已經自動放電,還必須用絕緣的接地金屬桿,短接電容器的出線端,進行單獨放電?! ? 運行中的電容器的維護和保養l 電容器應有值班人員,應做好設備運行情況記錄。l 對運行的電容器組的外觀巡視檢查,應按規程規定每天都要進行,如發現箱殼膨脹應停止使用,以免發生故障。l 檢查電容器組每相負荷可用安培表進行。l 電容器組投入時環境溫度不能低于-40℃,運行時環境溫度1小時,平均不超過+40℃,2小時平均不得超過+30℃,及一年平均不得超過+20℃。如超過時,應采用人工冷卻(安裝風扇)或將電容器組與電網斷開。l 安裝地點的溫度檢查和電容器外殼上最熱點溫度的檢查可以通過水銀溫度計等進行,并且做好溫度記錄(特別是夏季)。l 電容器的工作電壓和電流,在使用時不得超過1.1倍額定電壓和1.3倍額定電流。l 接上電容器后,將引起電網電壓升高,特別是負荷較輕時,在此種情況下,應將部分電容器或全部電容器從電網中斷開。l 電容器套管和支持絕緣子表面應清潔、無破損、無放電痕跡,電容器外殼應清潔、不變形、無滲油,電容器和鐵架子上面不應積滿灰塵和其他臟東西。l 必須仔細地注意接有電容器組的電氣線路上所有接觸處(通電匯流排、接地線、斷路器、熔斷器、開關等)的可靠性。因為在線路上一個接觸處出了故障,甚至螺母旋得不緊,都可能使電容器早期損壞和使整個設備發生事故。l 如果電容器在運行一段時間后,需要進行耐壓試驗,則應按規定值進行試驗。l 對電容器電容和熔絲的檢查,每個月不得少于一次。在一年內要測電容器的tg 2~3次,目的是檢查電容器的可靠情況,每次測量都應在額定電壓下或近于額定值的條件下進行。l 由于繼電器動作而使電容器組的斷路器跳開,此時在未找出跳開的原因之前,不得重新合上。l 在運行或運輸過程中如發現電容器外殼漏油,可以用錫鉛焊料釬焊的方法修理?! ? 電力電容器組倒閘操作時必須注意的事項l 在正常情況下,全所停電操作時,應先斷開電容器組斷路器后,再拉開各路出線斷路器?;謴退碗姇r應與此順序相反。l 事故情況下,全所無電后,必須將電容器組的斷路器斷開。l 電容器組斷路器跳閘后不準強送電。保護熔絲熔斷后,未經查明原因之前,不準更換熔絲送電。l 電容器組禁止帶電荷合閘。電容器組再次合閘時,必須在斷路器斷開3min之后才可進行?! ? 電容器在運行中的故障處理l 當電容器噴油、爆炸著火時,應立即斷開電源,并用砂子或干式滅火器滅火。此類事故多是由于系統內、外過電壓,電容器內部嚴重故障所引起的。為了 防止此類事故發生,要求單臺熔斷器熔絲規格必須匹配,熔斷器熔絲熔斷后要認真查找原因,電容器組不得使用重合閘,跳閘后不得強送電,以免造成更大損壞的事 故。l 電容器的斷路器跳閘,而分路熔斷器熔絲未熔斷。應對電容器放電3min后,再檢查斷路器、電流互感器、電力電纜及電容器外部等情況。若未發現異 常,則可能是由于外部故障或母線電壓波動所致,并經檢查正常后,可以試投,否則應進一步對保護做全面的通電試驗。通過以上的檢查、試驗,若仍找不出原因, 則應拆開電容器組,并逐臺進行檢查試驗。但在未查明原因之前,不得試投運。l 當電容器的熔斷器熔絲熔斷時,應向值班調度員匯報,待取得同意后,再斷開電容器的斷路器。在切斷電源并對電容器放電后,先進行外部檢查,如套管 的外部有無閃絡痕跡、外殼是否變形、漏油及接地裝置有無短路等,然后用絕緣搖表搖測極間及極對地的絕緣電阻值。如未發現故障跡象,可換好熔斷器熔絲后繼續 投入運行。如經送電后熔斷器的熔絲仍熔斷,則應退出故障電容器,并恢復對其余部分的送電運行?! ? 處理故障電容器應注意的安全事項  處理故障電容器應在斷開電容器的斷路器,拉開斷路器兩則的隔離開關,并對電容器組經放電電阻放電后進行。電容器組經放電電阻(放電變壓器或放電電壓互 感器)放電以后,由于部分殘存電荷一時放不盡,仍應進行一次人工放電。放電時先將接地線接地端接好,再用接地棒多次對電容器放電,直至無放電火花及放電聲 為止,然后將接地端固定好。由于故障電容器可能發生引線接觸不良、內部斷線或熔絲熔斷等,因此有部分電荷可能未放盡,所以檢修人員在接觸故障電容器之前, 還應戴上絕緣手套,先用短路線將故障電容器兩極短接,然后方動手拆卸和更換?! τ陔p星形接線的電容器組的中性線上,以及多個電容器的串接線上,還應單獨進行放電?! ‰娙萜髟谧冸娝鞣N設備中屬于可靠性比較薄弱的電器,它比同級電壓的其他設備的絕緣較為薄弱,內部元件發熱較多,而散熱情況又欠佳,內部故障機會較 多,制造電力電容器內部材料的可燃物成分又大,所以運行中極易著火。因此,對電力電容器的運行應盡可能地創造良好的低溫和通風條件?! ? 電力電容器的修理? 下面幾種故障,可以在安裝地方自行修理:a) 箱殼上面的漏油,可用錫鉛焊料修補。b) 套管焊縫處漏油,可用錫鉛焊料修補,但應注意烙鐵不能過熱,以免銀層脫焊。? 電容器發生對地絕緣擊穿,電容器的損失角正切值增大,箱殼膨脹及開路等故障,需要在有專用修理電容器設備的工廠中才能進行修理。什么無線家庭節電監控系統?無線家庭節電監控系統(Wireless Home Electricity Energy Monitor and Control system) 是在家庭內部建立一個小區域的無線網絡,通過一種感應裝置 (感應夾子或者感應插座)感應用電設備的電流或者同時感應電流和電壓,然后通過 傳感器通過無線網絡將數據傳輸給監控器,通過監控器的LCD屏幕讓用戶了解用電器的用電情況, 包括即時功率、用電量以及電費預測,有些監控系統還能 用監控器上的按鈕遙控所有接入無線系統中的用電設備的開關。Sailwider-SmartPower開發的節電監控系統已經實現手機遙控 ,即時用戶身處其它城市,仍可以用手機查詢家里的電器的用電情況,還可以在異地通過手機遙控用電設備的開關 。無線家庭節電監控系統讓用戶隨時了解自己的用電情況,能分析用電高的原因,對于改變用戶不良用電習慣,對于節能減排有積極的意義。斷路器的作用、種類、斷路器和隔離開關的區別、倒閘操作時應遵循的操作原則斷路器的作用:斷開或接通電路中的正常工作電流及故障電流。斷路器的種類:多油/少油斷路器——利用絕緣油作為滅弧介質壓縮空氣斷路器——利用壓縮空氣作為滅弧介質SF6斷路器——利用SF6作為滅弧介質真空斷路器——利用真空作為滅弧介質斷路器和隔離開關的區別:斷路器具有完善滅弧裝置,在有電流的情況下切斷電路;而隔離開關沒有滅弧裝置,是在有電壓無電流的情況下進行分合閘操作的。倒閘操作時應遵循的操作原則:分開線路時,首先斷開斷路器,然后斷開相應的隔離開關;合閘操作時,首先合上隔離開關,然后合上相應的斷路器。
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