发电厂电气设备全

第一章

1.主要的发电方式：凝汽式发电厂（火力发电厂）、水力发电厂、核电厂、其它发电方式（如地热、太阳能、潮汐能、风力发电厂、垃圾发电厂、煤矸石）

2.为什么高压输电？

输电线路最主要的损耗是线损，相比其它损耗的来说，线损比其它的要高几个量级。

线损最主要的原因就是因为线路的阻抗，包括材料的阻抗以及各个接头的接触阻抗。阻抗又比容抗和感抗造成的损耗高几个量级。在阻抗不变的情况下,电流越低,损耗越小。

在所传输的功率相等的情况下，较高的电压可以获得较低的电流。因此,提升传输的电压，可以减少传输的电流,也就可以减少线损。

3.直流输电和交流输电差别

直流输电优点：

(1)线路造价低，损耗少。直流输电线路电容不起作用，不存在充电功率，无需并联电抗器。

(2) 输送容量大。直流输电可利用整个导线的横截面积,相同的导线用直流电输送容量比交流大得多。1.5~2倍）

(3)不存在稳定性问题。直流输电线路没有电抗，因而不存在交流输电中的稳定性问题。

(4)可实现非同步联网。由于整流和逆变的隔离作用，直流输电系统无需同步运行。不会发生故障传递。

(5)快速可控。直流输电系统的有功功率大小和方向以及换流器消耗的无功功率均由控制系统快速控制。

直流输电缺点：

(1)换流站造价高。直流输电系统换流站设备种类繁多，造价高，运行维护复杂。

(2)换流器消耗无功多。换流器在换流过程中消耗大量无功。

(3)产生大量谐波。

(4)难以灭弧。

交流输电优点：

（1）利用交流发电机可以很经济方便地把机械能，化学能等其他形式的能转化为电能（2）交流电可以通过变压器升压和降压，这给配送电能带来极大方便。

（3）交流变电站造价比换流站造价更低廉。

交流输电缺点：

（1）输送距离受限制。由于交流输电线路的对地电容，当交流电缆超过一定距离时，电缆全部负荷都被电容电流占用。

（2）稳定性问题。电抗随着交流电路的频率而变化，并引起电路电流与电压的相位变化。（3）受联网影响。交流输电容易发生故障传递，从而导致大面积停电事故。

4．一次设备：生产和分配电能的设备

生产和转换电能的设备：发电机、电动机、变压器；

接通和断开电路的开关设备：断路器、隔离开关、熔断器、接触器及低压开关等；

限制故障电流和防御过电压的电器：电抗器、避雷器；

接地装置；

载流导体：母线、电缆等；

此外还有补偿设备、互感器等。

5.二次设备：对一次设备进行测量.控制.监视.保护的设备

互感器（电流/电压互感器）；

测量仪表（电压表/电流表/功率表等）

继电保护和自动装置

直流设备（直流发电机组/蓄电池等－－保护和事故用电）

6.冷/热/明/暗备用

第二章

1.发电机原理

转子由原动机（汽轮机/水轮机）拖动旋转，通以励磁电流（直流电）产生旋转的转子磁场，切割定子绕组（即定子线圈切割磁力线），使磁通方向发生变化。转子旋转一周，定子线圈中感应电势的方向就改变一次，即产生交变感应电势，此时，定子线圈外接负载形成回路，则定子线圈中就有电流流过，也会产生一个定子磁场。供给转子线圈直流电是一台与发电机转子同轴的励磁发电机。

2.发电机转子

转子: 在转子励磁绕组中输入直流电流，产生转子磁场。

同轴直流发电机（励磁机）/直流电源→集电环和电刷→励磁绕组

3.发电机定子

定子：导磁的定子铁芯和导电的定子绕组组成。（在定子线圈中通过电流时，产生定子磁场。）因为定子铁芯内的磁通是在不停的变化，为防止涡流损耗，定子铁芯采用多层硅钢片叠成，硅钢片涂绝缘漆相互绝缘。

4．功率损耗包括哪些？

发电机的功率损耗主要包括：铜损，铁损，励磁损耗，机械损耗，附加损耗，大容量发电机可达95%以上，小容量在90%以下。

PS. 氢冷发电机效率最高，空冷发电机效率次之，水冷发电机效率最低。

铁损：因磁滞损耗和涡流损耗产生的铁芯中的功率损耗。

铜损：绕组铜线因电阻产生的功率损耗。

5.集电环、电刷作用

集电环作用：在发电机中，集电环是转子线圈的接线端，是将励磁的直流电通过碳刷与该2个环接触输送给转子激磁的。

电刷作用：1）将外部电流(励磁电流)通过碳刷而加到转动的转子上(输入电流)

2）将大轴上的静电荷经过碳刷引入大地(接地碳刷)(输出电流)

3）将大轴(地)引至保护装置供转子接地保护及测量转子正负对地电压

4）改变电流方向(在整流子电机中，电刷还起着换向作用)

6.发电机冷却介质

主要的冷却介质是氢气与水，也有用空气。

7.变压器原理

利用电磁感应原理

U1和U2分别为一次、二次绕组的电压

N1和N2分别为一次、二次绕组的匝数

8．变压器结构

由铁芯与套在铁芯上的两个绕组组成，铁芯由导磁性能好、磁滞损耗小的材料制成。（与电源相连的线圈为一次绕组，接收交流电能;与负载相连的线圈为二次绕组,送出交流电能。U1为输入一次绕组的电压，N1为一次绕组的匝数，U2为二次绕组输出的电压，N2为二次绕组的匝数。）

9.储油柜作用

1）当变压器油热胀时，油由油箱流向储油柜；

2）当变压器油冷缩时，油由储油柜流向油箱。

3）有的油枕里还装有隔膜或胶囊或金属膨胀盒，防止油和空气接触而被氧化和受潮。

4）油枕上装有油标管，用以观察油位的变化。

5）油枕下部设有集泥器，其作用是收集油中沉淀下来的机械杂质、油泥和水分。集泥器下部设有排污阀门。

10.变压器冷却方式（3种即可）

变压器的冷却方式主要有自然风冷却、强迫空气冷却、强迫油循环水冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环导向冷却、水内冷变压器、SF6充气式变压器等。