电力技术知识

电力技术知识
电能的定义和优缺点：是一种最广泛的能源。

有优点，也有缺点。

缺点；无直观性，有危险性，破坏性。

不能贮存。

其特点是；生产，输送，使用三者同时完成。

电力系统是有发电，送变电，供配电和用户单位组成。

上述中通常把送电，变电，配电称为电力网。

电力网分为：输电网和配电网。

输电网是将发电厂，市中心变电所和特殊用户连接起来的送电网络。

是电力网的主骨架。

配电网是向各种用户输送电能。

输电网有高压网指电压等级在110千伏及以上，中压网是指电压等级在35千伏，10千伏，6千伏，3千伏，低压是380伏和220伏。

之分。

我国的大容量发电形式主要分：火电，水电，原子能三类。

我国的电网称为联合大系统。

电能的输送：我国发电机的电压等级为：6.3KV，10.5KV，最大不超过20KV。

主要原因是发电机是转动部件制造方面有绝缘等级上的限制。

所以需要升压变压器来提升输送电压。

输送的电压越高，输送的能力就越强，线损就越小，输送距离就越远。

我国目前最高的输电电压等级是500千伏。

而750千伏，1000千伏正在架设中。

但美国，日本早就达到了上述的电压等级。

现在特高压输电是当今世界上的输电新技术。

电能是一种商品，商品是有质量的。

下面讲供电的质量
供电的质量包括：电能的质量和供电的可靠性
电能的质量包括：1；电压允许偏差。

2；电压波动及闪变。

3；电压跌落。

4；公用网的谐波。

供电的可靠性：就是电力部门向用户连续供电的能力。

我国根据不同的用户对象将负荷分为三类：一类负荷，二类负荷，三类负荷。

在以上章节中要掌握的是：
电力网：电力网是由送电，变电，配电三个环节组成。

高压电力网：是指电压等级在110千伏或以上
中压电力网：是指电压等级在35千伏，10千伏，6千伏，3千伏
低压电力网：是指电压等级在0.38千伏，0.22千伏（三相）
电压越高电压损失越小，功率损耗越小，输送电越经济。

特高压输电是节能输电的新技术。

国际电工委员会IEC的定义是：线电压在1000千伏以上电压等级的输电线路称为特高压输电。

我国规定：交流1000千伏以上，直流800千伏以上称为特高压输电。

高压与低压的区分：
高压：设备对地电压在1000伏及以上者（包括1000伏）
低压：设备对地电压在1000伏以下者（不包括1000伏）
对地电压是线路相电压的根号3倍。

供电质量：包括电能质量和供电可靠性。

电能质量；主要包括电压质量和频率质量二部分。

电压允许偏差的三个层次；
1：35千伏及以上的高压供电是额定值的±10%
2：10千伏及以下的三相供电是额定值的±7%
3：220伏单相供电是额定值的+7%，-10%
频率允许偏差：
电网装机容量大于等于300万千瓦。

允许频率偏差±0.1赫兹。

供电的可靠性：是电力部门向用户连续供电的能力。

对一级用电负荷的设备，必须由二个以上的独立电源供电并辅之于必要的非电力电源的安全措施。

二个独立电源应分别来自与不同的变电所。

非电力电源是指自备发电机。

接地：
电力系统的接地分为：直接接地和非直接接地二种。

非直接接地又分为不接地和通过消弧线圈接地。

电力系统直接接地的优点：
1：使中心点经常保持零电位。

2：单相接地时能仰制另二相电压的升高，保证单相设备的安全运行。

电力系统直接接地的缺点：
1：单相接地时形成单相短路，电流较大，会使保护动作造成停电。

因此供电可靠性较差。

2：人身单相电击危险性增加。

电力系统非直接接地的优点：
1：单相接地时，不会产生短路电流，只产生较小的电容电流。

2：单相接地时，三相接地电压仍然是对称的。

在一定时间内系统可以继续运行（一定时间为2小时）。

3：供电可靠性较高。

4：人身单相电击危险性相对减小。

电力系统非直接接地的缺点：
1：设备，线路对地绝缘要求高。

要考虑线电压的绝缘。

2：系统要设置绝缘监察。

在以上章节中要掌握的是：
380伏，220伏是中心点直接接地的系统。

10千伏是中心点非直接接地的系统。

35千伏/10千伏是中心点不接地系统。

中心点非直接接地的供电系统，具有对地绝缘要求高，供电可靠性高的特点。

低压接地系统：分TN系统和IT系统。

TN系统电力系统有一点接地，电气装置外露可接近导体，通过保护线与该接地点相连接。

其中：电气装置外露可接近导体即金属外壳。

有一点接地即保护接零。

包括TN-C系统，TN-S系统，TN-C-S系统。

IT系统电力系统与大地之间不直接连接，电气装置外露可接近导体，通过保护线与接地装置相连接。

TN-C系统：在TN-C系统里，中心线与保护线，自始至终合为一条线称为保护中心线。

（PEN）.
俗称：三相四线制。

缺点：中心点断开时设备带电。

要求：保护中心线重复接地。

设备外壳并非零电位不是最安全的。

TN-S系统：在TN系统里，中性线N,保护线PE自始至终分二条线。

（三相五线制）。

优点：1：即使中心干线断损，设备外壳不会呈带电现象。

2：即使三相不平衡负载使N线上有不平衡电流，但与PE线相连的设备外壳始终保持零电位。

3：无电磁干扰适应于数据处理，精密检测等要求高的用电。

TN-C-S系统：前段为三相四线，后段为三相五线。

原则：1：PEN线分开前要重复接地。

2：分后不准再分。

在以上章节中要掌握的是：
判断：1：中心点非直接接地的供电系统，具有对地绝缘要求高，供电可靠性高的特点。

（对） 2：在TN-S低压供电系统中，安装单相三孔插座的接线要求是：面对插座，右孔接相线，左孔接中心线，上孔接保护线。

（对）
3：二次降压电力用户，预先信号报警，10千伏系统有一只相电压表指零，另二只电压表指针不变，应判断为10千伏系统有单相接地故障。

（错）
4：金属外壳已保护接地的10千伏电气设备，当导电部位有一相绝缘损坏外壳带电时，短路电流会使开关跳开或熔丝熔断，切断电源，保证人身安全。

（错）5：在TN低电供电系统里，保护中心干线PEN不准接入（TN-C）开关或熔丝.(对)
电动机和变压器：
三相变压器：
油浸式：设计序号：S9 环氧树脂固体成型：设计序号：SC8 干式：设计序号：SG 我国设计的从“7”开始是低损耗变压器。

“7”以前的是高损耗变压器。

杭州市电力局规定从“8”开始。

在以上章节中要掌握的是：
1：三相变压器容量的基本单位是：千伏安，兆伏安。

1兆伏安=1000千伏安。

2：三相变压器容量的计算式是：√3UI不是3UI或√3UIcosФ
3：电力变压器和发电机的输出电压一般都要比它们所供电网的额定电压高5~10%。

根据变压器的容量算变压器高压侧和低压侧的额定电流。

（1）：公式：S=√3UI I高=S/√3U高 I低=S/√3U低
如油浸变压器：S9-500/10
I高=500KVA/1.732×10KV=28.8A
I低=500KVA/1.732×0.4KV=723A
（2）：变压器电流常数：（每千伏电流数）
35KV-----------------------0.0165A
10.5KV------------------------0.055A
10KV------------------------0.058A
0.4KV------------------------1.445A
安上述算法：0.058×500=29A
1.445×500=723A
联结组标号：又称：联结组别
1：变压器三相绕组的联结方式
2：变压器二次线电压与一次线电压的相位关系
本章节需要记住的是：
变压器三相绕组末端相连，首端引出叫星形连接。

符号：Y,y
变压器三相绕组头尾依次相连，三个连接点引出叫三角形连接。

符号：D,d 变压器饶组平均上半部，下半部，第一相的上半部与第二相的
下半部连接依次类推叫曲折形连接。

符号：Z,z
例如：10千伏配电变压器常用标号：
Y，yn0 表示为：1：高压侧三相星形连接，低压侧三相星形连接有中心点输出接头。

2：变压器二次线电压与一次线电压同步无相位差。

D，yn11表示为：1：高压侧三相三角形连接，低压侧三相星形连接。

2：一次电压与二次电压不同步，电压相位差30度。

变压器的并列运行：变压器的并列运行必须符合下列条件：
1：联结组标号相同
2：电压比相等（允许偏差±0.5%）
3：阻抗电压相等（又称短路电压相等允许偏差±10%）
4：容量比不大于3：1
变压器的调压：10千伏设三档调压。

每档 5%
35千伏设五至七档调压。

每档2.5%
调压开关分有载调压和无激磁调压（即无载调压）
如1：Ⅰ档10500 400
Ⅱ档10000 400
Ⅲ档 9500 400
如2：单位负荷多的可采用绕组联结为D，yn11的变压器。

高压D接法仰制中心点漂移，比Y,yn0的变压器更适合三相不平衡的负荷。

如3；有一台10千伏配电变压器，电压分接开关各档移动电压比分别为：
Ⅰ档 10500/400=26.25
Ⅱ档 10000/400=25
Ⅲ档 9500/400=23.75
分接开关放在Ⅱ档，变压器低压侧母线电压为415伏，这时加在变压器高压侧的电压应为几
伏？答案；10625伏
如果把电压分接开关切换到Ⅰ档低压侧的母线电压可以降低到几伏？
答案； 404伏
变压器的保护：
容量为800千伏安及以上的油浸式电力变压器必须设置气体保护装置即瓦斯保护。

容量小于等于630千伏安的变压器可采用高压负荷开关加高压容断器的保护方式。

容量在800~6300千伏安的变压器应设：
1：过电流保护
2：电流速断保护
3：重瓦斯保护
4：温度，轻瓦斯保护
其中：1，2，3为开关跳闸保护
容量在8000千伏安以上的油浸式变压器应设：过电流，差动，重瓦斯保护。

本章节需要记住的是：
变压器瓦斯保护只能反映变压器内部的所有故障。

凡是瓦斯不保护的都是差动保护。

如1：变压器重瓦斯保护动作就应该判断为以下2
1：变压器内部有小故障，积累较多气体。

2：变压器内部有严重的相间短路的故障。

3：变压器严重漏油。

如2：变压器差动保护动作，开关跳闸应判断为以下1，2，3点的故障。

1：变压器内部有严重的相间短路。

2：变压器高低压两侧绝缘套管及引出严重相间短路。

3；变压器两侧电流互感器有故障或二次回路断线开路。

环氧树脂固体成型变压器用的是F级的耐温绝缘材料，这些绝缘材料最高耐温为摄氏155度。

所以可以运行的最高温度为摄氏135度。

10加10=20度。

油浸变压器的运行温度为摄氏85度，绝缘材料温度为摄氏105度。

环氧树脂固体成型变压器的优点是：阻燃，低损耗，噪音小，湿度高。

变压器的维护：小修每年一次（不停机）。

大修5~10年一次。

视情况而定。

变压器大修的吊芯处理的时间限制：
变压器吊芯检查，环境相对湿度不超过60%。

变压器总体在空气中暴露的时间为16小时。

当环境相对湿度在75%时。

变压器总体在空气中暴露的时间为12小时。

特种变压器：
仪表用变压器：电流互感器（流变）俗称：CT 表示：TA
电压互感器（压变）俗称：PT 表示：TV
PT的结构特点：1：是特种变压器容量很小。

2：电压线圈的阻抗很大，付绕组的电流很小。

运行中相对处于空载状态。

其作用是：1：高压隔离。

2：将高电压感应为低电压。

PT的标准电压：1：100伏只有线电压用在两只PT接成不完全三角形（V-V）
2：100/√3伏既有线电压又有相电压用在三只PT接成星形
PT使用注意事项：1：二次回路必须有一点可靠接地（为防止高压绝缘击穿的保护）
2：运用中的PT二次回路不得短路。

3：二次侧不能接太多电压表。

（阻抗不能太小）
判断：电压互感器高，低压二侧都安装熔断器（对）
CT的结构特点：1：是特种变压器，一次绕组匝数少（有的只有一匝），二次绕组匝数多，是升压变压器。

2：二次回路负载都很小运行时接近接地状态（短路状态）
其作用是：1：高压隔离。

2：把高压大电流变为低压小电流。

CT二次的标准电流：1：5A
2：1A （实验室用）
CT使用注意事项：1：二次回路必须有一点可靠接地。

2：运用中的CT二次回路不得开路。

（会产生高压，自保护和铁芯发热）。

3：不能超出标准改变阻抗。

判断：电流互感器二次侧都不准安接入开关和熔断器（对）
高压电器：分六类：1：测量电器：PT，CT
2：开关电器：隔离开关，断路器，高压负荷开关
3：保护电器：熔断丝，避雷器
4：限流电器：电抗，电阻
5：成套组合电器：高压开关柜
6：其它电器：电容
隔离开关的结构：1：触头完全裸露，无任何灭弧措施。

2：拉开后有明显的断开点。

用途：1：可靠的隔离电源
2：倒闸操作改变运行方式
3；接通和分断较小的工作电流（PT，空载母线，避雷器）
当误拉隔离开关发生电弧且电弧尚未拉长是应立即快速合上。

交流电：交流电的最大值=√2有效值
交流电器铭牌上的额定值都是指有效值。

如：10千伏的架空线的有效值是10千伏，每秒钟出现的峰值是14千伏
电力系统的直接接地是指工作接地。

当变压器容量大于等于100千伏安时其工作接地电阻不应大于4欧姆。

当变压器容量小于100千伏安时其工作接地电阻不应大于10欧姆。

电力系统的短路：三相短路，二相断路，单相短路，二相接地短路。

单相短路只可能发生在中心点直接接
地的供电系统中。

断路器的特点：1：有完善可靠的灭弧装置，灭弧时间不大于0。

02秒。

2：拉开后无明显的断开点。

断路器的用途：1：接通或断开负荷电流（可以带负荷操作）。

2：开断短路电流（即故障电流）
3：使用断路器可以实现操作自动化。

4：在特殊情况下还可以可靠接通短路电流。

要点：1：断路器不但能够接通或开断负荷电流在特殊情况下还可以接通短路电流。

变配电所中的操作自动化的两个内容是：
1：自动重合闸：当开关在故障跳开0。

5秒后开关自动合上。

2：备用电源自动投入。

即两路供电的单位在其中一路开关跳开后，另一路自动投入。

总结：操作自动化只有采用断路器才能实现。

最常见的断路器有三种：
1：少油断路器：SN10-10
2：真空断路器：ZN4-10
3：SF6断路器：LW3-10
本章节需要记住的是：少油断路器中的油只起灭弧作用，不起绝缘作用。

运行时设备外客带电。

多油断路器中的油不但起灭弧作用也起绝缘作用。

真空断路器具有灭弧快，放火，防爆还能频繁操作。

真空有非常良好的绝缘强度，在真空中交流电弧过零后不会再重燃。

过零就是在半个周期内电弧熄灭。

比如：一般来说交流电弧比直流电弧不易熄灭。

（错）
一般来说交流电弧比直流电弧易熄灭。

（对）
真空断路器的缺点是：操作时过电压较高。

六氟化硫断路器是目前最好的断路器。

LW表示室外使用的断路器。

六氟化硫断路器的缺点是产生低氟化合物。

所有断路器都有一个明显的缺点：即拉开后没有一个明显的断开点。

因此“安规”规定：禁止在只经断路器断电源的设备上工作，必须拉开隔离开关。

高压负荷开关：高压负荷开关有一定的灭弧措施。

有些高压负荷开关拉开后有明显的断开点。

、
高压负荷开关的用途：1：可以接通和断开负荷电流（可以带负荷操作）。

2：拉开后有明显的断开点的可以做隔离电器。

高压负荷开关的缺点：不能开断故障电流，只有开关功能没有保护功能。

要点：高压负荷开关如果要设保护则要配用高压熔断器。

高压负荷开关加高压熔断器可以控制容量较小的负荷。

如：S≤630KVA变压器可以采用高压负荷开关加高压熔断器的控制保护方式运行。

杭州市推行的SM6试行方案例外：SM6试行方案的内容主要是将高压负荷开关的能力提高。

1：拉开后有明显断开点的自产气式高压负荷开关能带800千伏安的负荷。

2：拉开后有明显断开点的压气式高压负荷开关能带1000千伏安的负荷。

3：没有明显断开点的真空式高压负荷开关能带1250千伏安的负荷。

4：没有明显断开点的六氟化硫高压负荷开关能带1600千伏安的负荷。

这个方案的好处在于：可简化一次线路和简化二次线路。

高压负荷开关即能接通或断开负荷电流，还可以开断故障电流（短路电流）。

（错）
高压成套设备：
高压开关柜。

在35千伏输电系统中最常见的有：固定式，手车式，环网柜。

固定式：空间大有1200毫米开档。

上，中，下分开。

结构简单，维修方便。

确点：维修时间长。

手车式：把以开关为主体的高压电器组装在手车上手车可以推进又可以推出。

推进时用接插件与电源侧，负荷侧相连接。

因此只要有相应的备用手车，就可以提高供电的可靠性。

出线柜，辅助柜取消闸刀（隔离
开关），用接插件取代闸刀功能。

手车式开关柜的三个位置：
1：工作位置：手车推入到终端，接插件可靠接合，定位销扣下，二次插头插上。

开关未闭合：热备用状态。

开关合上：运行状态。

2：试验位置：手车拉出到一定位置，明显标志是接插件有可靠安全间隙，定位销扣下。

二次插头插上：冷备用状态。

3：检修位置：手车拉出到柜外，有门的关门没有门的设遮拦，挂标示牌。

开关检修状态：手车式开关柜当开关手车推至检修位置后，门上应挂“止步！高压危险！”标示
牌。

（对）
线路检修状态：手车拉出至试验位置，合上线路接地闸刀，挂标示牌“禁止合闸，线路有人工作！”。

红地白字。

高压保护电器：由熔断器，避雷器组成。

雷击：大气过电压，又称外部过电压分：直接雷击和感应雷击两类。

操作过电压，又称内部过电压分：操作过电压，公频过电压，谐波过电压。

防止直接雷击采用：避雷针，避雷线。

感应雷击又称高压入侵波。

防止感应雷击采用：避雷器。

熔断器是利用短路电流在熔体上产生的热效应。

高压熔断器的特点：
1：熔管内充满填料石英砂（跌落式熔断器除外），石英砂起熄灭电弧的作用。

2：熔体用高熔点导体组成（铜，银或铜银合金）。

低压熔断器由（铁，锡，铅）组成。

3：熔管上有分断指示。

要点：熔体的熔断额定电流与实际熔断电流的关系。

熔断器熔体的实际熔断电流是额定电流的1.3~1.5倍。

如：熔断器熔体额定电流为25A，回路中电流达到27A时熔体（不熔断）。

如：熔断器熔体的额定电流等于熔断电流。

（错）
高压熔断器的作用：短路保护。

在实际中不能将熔断器代替过载保护，过载保护用热继电器。

电力电容器：（补偿电器）
基础：交变磁场的结构：直流电=有功功率
交流电的视在功率包涵有功功率和无功功率两个分量。

公式是：S平方=P平方+Q平方
功率因素：cosФ=有功功率/视在功率即有功功率与视在功率的比值。

功率因素的高低牵涉到经济用电和各单位的经济效益。

电力部门规定：功率因素就地补偿。

电力部门对功率因素的要求是：
1：对于用电容量大于100千伏安的高压用户cosФ≥0.9
2：对于其它用户和排灌站cosФ≥0.85
3：对于农业用电cosФ≥0.8
补偿措施是：并联电容器组。

其好处是：
1：补偿无功，提高功率因素。

2：提高设备利用率。

3：降低能量和功率消耗。

4：改善电压质量。

补偿的方法：
1：集中补偿。

2：分组，分散补偿。

3：单台补偿。

低压电容器组的接法是三角形接法。

本章节需要记住的是：
无功补偿电容器组一般都要连接成三角形。

无功补偿电容器组一般都要连接成星形。

电容器可以在11倍的额定电压下长期运行。

电容器可以在13倍的额定电压下长期运行。

当环境温度超过±40℃时电容组要推出运行。

电容器漏油，涨鼓要推出运行。

电容器要并联放电电阻。

高压电容用三相（PT）电压互感器释放。

低压每相用两只指示灯串联，三相连接成星形放电。

电容器禁止带电荷合闸，电容器组再次送电必须在它断电三分钟后进行。

电容器组禁止带电荷送电。

低压电动机：低压电动机分二种：交流电动机和直流电动机。

本次复审只讲交流电动机。

交流电动机分同步电动机和异步电动机
公式：同步转速：n = 60 f / p （f：为频率，p：为磁极对数即极数除2）异步转速：n = 60 f (1 – s ) / p (其中s = 转差率)
三相异步电动机感应产生滞后，转差率S≤0.07%普通为：4%
三相异步电动机的优点：结构简单，费用低，维修易。

缺点：启动电流大是额定电流的4~7倍，调速不易。

如：平凡直接启动，其电动机容量不得超过变压器容量的0。

2倍，会造成线路电压大幅度降低。

三相异步电动机有全压启动和降压启动二种方式，全压启动等于直流启动。

鼠笼式异步电动机降压启动的方式：
1：星-三角切换启动
2：自偶变压器降压启动
3：延边三角形启动
熔断器的选配：
单台鼠笼式电机熔体的熔断电流IN选配：
1：IN=（1.5~2.5）In（额定电流）
2：电动机的启动电流/（2~3）
配电房新技术：高频开关电源EPS可以实现蓄电池维护保养的自动化和智能化大大强化配电室变电所运行的可靠性。

电价，电费与业扩
第一章：电价
在现代社会里，电能是国民经济和人民生活中不可缺少的二次能源，其应用范围愈来愈广泛，因此作为电能价值货币表现的电价也愈来愈被人们所关注。

正确的制定和执行电价，不仅能保证电力企业的合理收入，
而且能促使用户合理用电，切实提高电能的使用效益。

第一节：电加的概念
一：电能是一种特殊的商品
众所周知，商品经济存在于社会生产的各个领域，各个单位之间，单位与个人之间都有商品关系，这些商品包括各种生产资料和生活资料等劳动产品。

电能作为国民经济中重要的二次能源，是我们电力企业的主要产品，是一种有关国计民生的重要，特殊的商品。

主要是按照国家指令性组织生产和流通，国家根据价值规律的要求和有关方针政策，规定计划价格。

运用价格杠杆调节电能的供求关系。

二：价值规律
价值规律是政治经济学中的一个内容，它与电价有关的主要内容有以下三点：
1：商品的价值量决定于生产该商品所消耗的社会必要劳动时间。

2：商品交换以价值量为基础实施等价交换。

3：社会生产某种商品的投入总劳动量，要和社会需求相一致。

任何商品的价值都是以货币来表现的，？这种价值货币表现就称为价格。

无论什么时候，商品的价格应当符合其价值，但是这并不是说价格不能背离价值，因为商品价格的高低还是受到市场供求关系的制约，如果某商品供不应求，价格就会上涨，若供过于求，价格就会下跌。

不过，无论价格怎么涨跌，它总是自发的围绕价值上下波动，不会背离价值。

三：电价的概念
既然商品的价格是价值的货币体现，那么电价就应该是电能价值的货币体现。

根据价值规律我们可以知道电能的价值应该决定于生产电能的社会必要劳动时间，在这个必要劳动时间里，主要有两部分的劳动消耗：社会必要的物化劳动消耗和人的劳动消耗，与之相对应的价值也包含两个部分：
电能生产中消耗的劳动资料
物化劳动消耗的转移价值（C）
劳动对象的消耗
电能的价值
电业职工为自己创造的价值（V）
人劳动创造的价值
电业职工为社会创造的价值
既然电能价值包含了上述三项内容，那么电价就应该是上述三个组成部分的货币表现总和。

若将电价记为P，则
P=C+V+M
从上述公式看出：确定电价必须以物质消耗支出（C），劳动报酬（V），赢利（M）为基础，再考虑其它综合因素。

第二节：电价制定的内容
制定电价必须以电能的价值为基础，遵照合理补偿成本，合理确定收益，依法计入税金，坚持公平负担，促进电力建设的依据，以保证电力工业再生产的顺利进行。

一：电能成本是制定电价的最低界限
1：成本
成本是经济学中的一个名词，理论上的成本指的是商品价值中补偿C+V部分的货币表现。

2：电能成本
电能成本是由国家有关部门统一规定的实际成本，它包括下列各部分内容：
燃料费：火力发电厂生产电能所耗用的各种燃料的费用。

购入电力费：从外单位购入的有功电量所支付的电费。

水费：水电厂，蓄能电站生产电能用的外购电费。