电气设备中的图形符号解读：高低压柜案例分析 (电气设备中的涡流属于什么现象)

电气设备中的图形符号解读：高低压柜案例分析及涡流现象探讨

一、引言

在电气工程中，电气设备扮演着至关重要的角色。
为了确保电力系统的稳定运行，对电气设备的深入了解是必要的。
其中，电气设备的图形符号解读是工程技术人员必须掌握的基本技能。
本文将重点讨论高低压柜的图形符号解读，并结合案例分析，探讨电气设备中的涡流现象。

二、电气设备图形符号概述

电气设备图形符号是一种用于表示电气设备元件及其连接的标准化图形表示方法。
这些符号能够帮助工程技术人员快速识别设备、理解设备功能及连接方式，从而进行系统设计、安装、维护和故障排查。

三、高低压柜图形符号解读

1. 高压柜图形符号

高压柜是电力系统中用于分配和控制高压电能的设备。
常见的高压柜图形符号包括断路器、隔离开关、互感器、避雷器等。
这些符号通常具有明确的图形表示和意义，例如，断路器的符号通常包括一条线段和两个端点，表示电流的通路和断开。

2. 低压柜图形符号

低压柜主要用于电力系统的配电和用电设备的控制。
常见的低压柜图形符号包括开关、指示灯、继电器、接触器等。
这些符号的解读对于理解低压柜的功能和操作至关重要。

四、高低压柜案例分析

以某工厂的电力系统为例，该工厂的高低压柜出现了故障。
通过图形符号解读，技术人员发现高压柜中的断路器符号出现异常，实际检查发现断路器损坏。
在低压柜中，某个接触器的符号显示不正常，实际检查发现接触器的触点烧蚀。
这两个案例充分说明了图形符号解读在故障诊断中的重要性。

五、电气设备中的涡流现象

1. 涡流现象概述

涡流现象是电气设备中的一种常见现象，特别是在电机、变压器等设备上更为显著。
涡流是电流在导体中不按原定路径流动，而是围绕某个路径作回旋运动的现象。
涡流会产生热量，导致设备温度升高，甚至可能引发故障。

2. 涡流的成因和影响

涡流的产生主要是由于电磁感应效应。
当导体在磁场中移动或磁场在导体中变化时，会在导体中产生感应电流，形成涡流。
涡流会导致设备的能量损失和温度上升，对设备的性能和寿命产生影响。

3. 涡流的防控措施

为了减小涡流的影响，可以采取一些防控措施。
例如，在设备设计中优化导体形状和路径，使用高电阻率的材料，以及在设备中添加铁芯等。
合理选择和布局电气设备，避免过度密集排列，也有助于减小涡流的影响。

六、结论

本文讨论了电气设备中的图形符号解读，特别是高低压柜的图形符号。
通过案例分析，展示了图形符号解读在故障诊断中的重要性。
同时，本文还探讨了电气设备中的涡流现象，包括涡流的成因、影响和防控措施。
在实际应用中，技术人员应熟练掌握电气设备图形符号的解读，以便更好地理解和运用电气设备。
对于涡流现象的认识和防控也是技术人员必须掌握的技能之一。
通过本文的学习，希望读者能够对电气设备中的图形符号解读和涡流现象有更深入的了解。

七、建议与展望

建议读者在实际工作中不断积累电气设备图形符号的解读经验，参考相关标准和规范，提高解读能力。
对于涡流现象的研究和预防，可以进一步深入学习相关理论，了解最新的防控技术和方法。
未来，随着电力技术的不断发展，电气设备将更加智能化和高效化，对技术人员的要求也将不断提高。
因此，不断学习和发展自己的专业技能是至关重要的。

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电工基础知识试题及答案

一、名词解释： 1、三相交流电： 由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差 120 °角的交流电路组成的电力系统，叫三相交流电。 2、一次设备： 直接与生产电能和输配电有关的设备称为一次设备。 包括各种高压断路器、隔离开关、母线、电力电缆、电压互感器、电流互感器、电抗器、避雷器、消弧线圈、并联电容器及高压熔断器等。 3、二次设备： 对一次设备进行监视、测量、操纵控制和保护作用的辅助设备。 如各种继电器、信号装置、测量仪表、录波记录装置以及遥测、遥信装置和各种控制电缆、小母线等。 4、高压断路器： 又称高压开关，它不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流，而且当系统发生故障时，通过继电保护装置的作用，切断过负荷电流和短路电流。 它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力。 5、负荷开关： 负荷开关的构造秘隔离开关相似，只是加装了简单的灭弧装置。 它也是有一个明显的断开点，有一定的断流能力，可以带负荷操作，但不能直接断开短路电流，如果需要，要依靠与它串接的高压熔断器来实现。 6、空气断路器 （自动开关）：是用手动（或电动）合闸，用锁扣保持合闸位置，由脱扣机构作用于跳闸并具有灭弧装置的低压开关，目前被广泛用于 500V 以下的交、直流装置中，当电路内发生过负荷、短路、电压降低或消失时，能自动切断电路。 7、电缆： 由芯线（导电部分）、外加绝缘层和保护层三部分组成的电线称为电缆。 8、母线： 电气母线是汇集和分配电能的通路设备，它决定了配电装置设备的数量，并表明以什么方式来连接发电机、变压器和线路，以及怎样与系统连接来完成输配电任务。 9、电流互感器： 又称仪用变流器，是一种将大电流变成小电流的仪器。 10 、变压器： 一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压变成频率相同的另一种或几种数值不同的交流电压的设备。 11 、高压验电笔： 用来检查高压网络变配电设备、架空线、电缆是否带电的工具。 12 、接地线： 是为了在已停电的设备和线路上意外地出现电压时保证工作人员的重要工具。 按部颁规定，接地线必须是 25mm 2 以上裸铜软线制成。 13 、标示牌： 用来警告人们不得接近设备和带电部分，指示为工作人员准备的工作地点，提醒采取安全措施，以及禁止微量某设备或某段线路合闸通电的通告示牌。 可分为警告类、允许类、提示类和禁止在等。 14 、遮栏： 为防止工作人员无意碰到带电设备部分而装设备的屏护，分临时遮栏和常设遮栏两种。 15 、绝缘棒： 又称令克棒、绝缘拉杆、操作杆等。 绝缘棒由工作头、绝缘杆和握柄三部分构成。 它供在闭合或位开高压隔离开关，装拆携带式接地线，以及进行测量和试验时使用。 16 、跨步电压： 如果地面上水平距离为 0.8m 的两点之间有电位差，当人体两脚接触该两点，则在人体上将承受电压，此电压称为跨步电压。 最大的跨步电压出现在离接地体的地面水平距离 0.8m 处与接地体之间。 17 、相序： 就是相位的顺序，是交流电的瞬时值从负值向正值变化经过零值的依次顺序。 18 、电力网： 电力网是电力系统的一部分，它是由各类变电站（所）和各种不同电压等级的输、配电线路联接起来组成的统一网络。 19 、电力系统： 电力系统是动力系统的一部分，它由发电厂的发电机及配电装置，升压及降压变电所、输配电线路及用户的用电设备所组成。 20 、动力系统： 发电厂、变电所及用户的用电设备，其相间以电力网及热力网（或水力）系统连接起来的总体叫做动力系统。 二、选择题 1、两只额定电压相同的电阻，串联接在电路中，则阻值较大的电阻（ A ）。 A、发热量较大 B、发热量较小 C、没有明显差别 2、万用表的转换开关是实现（ A ）。 A、各种测量种类及量程的开关 B、万用表电流接通的开关 C、接通被测物的测量开关 3、绝缘棒平时应（ B ）。 A、放置平稳 B、使他们不与地面和墙壁接触，以防受潮变形 C、放在墙角 4、绝缘手套的测验周期是（ B ）。 A、每年一次 B、六个月一次 C、五个月一次 5、绝缘靴的试验周期是（ B ）。 A、每年一次 B、六个月一次 C、三个月一次 6、在值班期间需要移开或越过遮栏时（ C ）。 A、必须有领导在场 B、必须先停电 C、必须有监护人在场 7、值班人员巡视高压设备（ A ）。 A、一般由二人进行 B、值班员可以干其它工作 C、若发现问题可以随时处理 8、倒闸操作票执行后，必须（ B ）。 A、保存至交接班 B、保存三个月 C、长时间保存 9、接受倒闸操作命令时（ A ）。 A、要有监护人和操作人在场，由监护人接受 B、只要监护人在场，操作人也可以接受 C、可由变电站（所）长接受 10 、直流母线的正极相色漆规定为（ C ）。 A、蓝 B、白 C、赭 11 、接地中线相色漆规定涂为（ A ）。 A、黑 B、紫 C、白 12 、变电站（所）设备接头和线夹的最高允许温度为（ A ）。 A、 85 ℃ B、 90 ℃ C、 95 ℃ 13 、电流互感器的外皮最高允许温度为（ B ）。 A、 60 ℃ B、 75 ℃ C 、 80 ℃ 14 、电力电缆不得过负荷运行，在事故情况下， 10k V以下电缆只允许连续（ C ）运行。 A、1 h 过负荷 35 ％ B、 1.5h 过负荷 20 ％ C、 2h 过负荷 15 ％ 15 、电力变压器的油起（ A ）作用。 A、绝缘和灭弧 B、绝缘和防锈 C、绝缘和散热 16 、继电保护装置是由（ B ）组成的。 A、二次回路各元件 B、各种继电器 C、包括各种继电器和仪表回路 17 、信号继电器动作后（ C ）。 A、继电器本身掉牌或灯光指示 B、应立即接通灯光音响回路 C、应是一边本身掉牌，一边触点闭合接通其它信号 18 、线路继电保护装置在该线路发生故障时，能迅速将故障部分切除并（ B ）。 A、自动重合闸一次 B、发出信号 C、将完好部分继续运行 19 、装设接地线时，应（ B ）。 A、先装中相 B、先装接地端，再装两边相 C、先装导线端 20 、戴绝缘手套进行操作时，应将外衣袖口（ A ）。 A、装入绝缘手套中 B、卷上去 C、套在手套外面 21 、某线路开关停电检修，线路侧旁路运行，这时应该在该开关操作手把上悬 挂（ C ）的标示牌。 A、在此工作 B、禁止合闸 C、禁止攀登、高压危险 三、填空题 1、安全工作规程是中规定：设备对地电压高于 250V 为高电压；在 250V 以下为低电压；安全电压为 36V 以下；安全电流为 10mA 以下。 2、值班人员因工作需要移开遮栏进行工作，要求的安全距离是 10k V时 0.7 m ， 35k V时 1.0 m ， 110k V时 1.5 m ， 220k V时 3.0 m 。 3、雷雨天气需要巡视室外高压设备时，应 穿绝缘靴 ，并不得 接近避雷器、避雷针 和 接地装置 。 4、遇有电气设备着火时，应立即将 该设备 的电源 切断 ，然后进行 灭火 。 5、值班运行工的常用工具有 钢丝钳 、 螺丝刀 、 电工刀 、 活板手 、 尖嘴钳 、 电烙铁 和低压试电笔等。 6、在变压器的图形符号中Y表示 三相 线圈星形连接 。 7、变电站（所）控制室内信号一般分为 电压 信号； 电流 信号 ； 电阻 信号。 8、在带电设备周围严禁使用 皮尺 、 线尺 、 金属尺 和进行测量工作。 9、带电设备着火时应使用 干粉 、 1211 、 二氧化碳 灭火器，不得使用 泡沫 灭火器灭火。 10 、变电站（所）常用直流电源有 蓄电池 、 硅整流 、 电容储能 。 11 、变电站（所）事故照明必须是独立 电源 ，与常用 照明 回路不能 混接 。 12 、高压断路器或隔离开关的拉合操作术语应是 拉开 、 合上 。 13 、继电保护装置和自动装置的投解操作术语应是 投入 、 解除 。 14 、验电装拆接地线的操作术语是 装设 、 拆除 。 15 、每张操作票只能填写 一个操作 任务，每操作一项，做一个 记号“√” 。 16 、已执行的操作票注明“ 已执行 ”。 作废的操作应注明“ 作废 ”字样。 这两种操作票至少要保存 三个月 。 17 、在晶体管的输出特性中有三个区域分别是 截距 、 放大区 和 饱和区 。 18 、在阻、容、感串联电路中，只有 电阻 是消耗电能，而 电感 和 电容 只是进行能量变换。 19 、变电站（所）倒闸操作 必须 由两人 执行 ，其中对 设备 熟悉者做 监护 人。 20 、在倒闸操作中若发生 疑问 时，不准擅自更改 操作票 ，待向值班调度员或 值班负责人 报告，弄清楚后再进行操作。 21 、在变电站（所）操作中，不填用操作票的工作的 事故处理 、 拉合开关的单一操作 、 拉开接地刀闸或拆除全厂仅有的一组接地线 。 22 、填写操作票，要包括操作任务 操作顺序 、 发令人 、 操作人 、 监护人 及操作时间等。 23 、高压设备发生接地故障时，人体接地点的安全距离：室内应大于 4 m ，室外应大于 8 m 。 24 、电流互感器一次电流，是由一次回路的 负荷电流 所决定的，它不随二次回路 阻抗 变化，这是与变压器 工作原理 的主要区别。 25 、变压器油枕的作用是 调节 油量、 延长油的 使用寿命。 油枕的容积一般为变压器总量的 十分之一 。 26 、变压器内部故障时， 瓦斯 继电器上接点接 信号 回路，下接地接开关 跳闸 回路。 27 、变压器的冷却方式有 油浸自冷 式、 油浸风冷 式、 强油风冷 式和强油水冷却式。 28 、我厂主要设备的额定电流， 1000k VA变压器： 57.7 A， J-752A ： 52.5 A； J-201 A： 166 A。 29 、我厂三次鼠害事故的年、月及主要受损设备、、、。 四、问答题 1、继电保护的用途是什么？ 答：①、当电网发生足以损坏设备或危及电网安全运行的故障时，使被保护设备快速脱离电网；②、对电网的非正常运行及某些设备的非正常状态能及时发出警报信号，以便迅速处理，使之恢复正常；③、实现电力系统自动化和远动化，以及工业生产的自动控制。 2 、继电保护装置的基本原理是什么？ 答：电力系统发生故障时，基本特点是电流突增，电压突降，以及电流与电压间的相位角发生变化，各种继电保护装置正是抓住了这些特点，在反应这些物理量变化的基础上，利用正常与故障，保护范围内部与外部故障等各种物理量的差别来实现保护的，有反应电流升高而动作的过电流保护，有反应电压降低的低电压保护，有即反应电流又反应相角改变的过电流方向保护，还有反应电压与电流比值的距离保护等等。 3、对继电器有哪些要求？ 答：①、动作值的误差要小；②、接点要可靠；③、返回时间要短；④、消耗功率要小。 4、常用继电器有哪几种类型？ 答：按感受元件反应的物理量的不同，继电器可分为电量的和非电量的两种，属于非电量的有瓦斯继电器、速度继电器、温度继电器等。 反应电量的种类较多一般分为： ①、按动作原理分为：电磁型、感应型、整流型、晶体管型；②、按反应电量的性质有：电流继电器和电压继电器；③、按作用可分为：电间继电器、时间继电器、信号继电器等。 5、感应型电流继电器的检验项目有哪些？ 答：感应型电流继电器是反时限过流继电器，它包括感应元件和速断元件，其常用型号为 GL-10 和 GL-20 两种系列，在验收和定期检验时，其检验项目如下： ①、外部检查；②、内部和机械部分检查；③、绝缘检验；④、始动电流检验；⑤、动作及返回值检验；⑥、速动元件检验；⑦、动作时间特性检验；⑧、接点工作可靠性检验。 6、怎样正确使用接地摇表？ 答：测量前，首先将两根探测针分别插入地中接地极 E ，电位探测针 P 和电流探测针 C 成一直线并相距 20 米， P 插于 E 和 C 之间，然后用专用导线分别将 E 、 P 、 C 接到仪表的相应接线柱上。 测量时，先把仪表放到水平位置检查检流计的指针是否指在中心线上，否则可借助零位调整器，把指针调整到中心线，然后将仪表的“信率标度”置于最大倍数，慢慢转动发电机的摇把，同时旋动“测量标度盘”使检流计指针平衡，当指针接近中心线时，加快发电机摇把的转速，达到每分钟 120 转以上，再调整“测量标度盘”使指针于中心线上，用“测量标度盘”的读数乘以“倍率标度”的倍数，即为所测量的电阻值。 7、继电器应进行哪些外部检查？ 答：继电器在验收或定期检验时应做以下外部检查： ①、继电器外壳应完好无损，盖与底座之；②、各元件不应有外伤和破损，且按装牢固、整齐；③、导电部分的螺丝接线柱以及连接导线其部件不应有氧化开焊及接触不良等现象，螺丝及接线柱均应有垫片及弹簧垫；④、非导电部分如弹簧，限位杆等，必须用螺丝加以固定并用耐久漆并封。 8、什么是变压器的绝缘吸收比？ 答：在检修维护变压器时，需要测定变压器的绝缘吸收比，它等于 60 秒所测量的绝缘电阻值与 15 秒所测的绝缘电阻值之比即R 60/ B 15 用吸收比可以进行一步判断绝缘是否潮湿，污秽或有局部缺陷，规程规定在 10~30 ℃时， 35~60kV 绕组不低于 1.2 ， 110~330kV 绕组不低于 1.3 。 9、 DX-11 型信号继电器的检验项目有哪些？ 答：①、外部检查；②、内部和机械部分检验；③、绝缘检验；④、直流电阻测量；⑤、动作值检验；⑥、接点工作可靠性检验。 10 、 DX-11 型信号继电器的动作值返回值如何检验？ 答：试验接线与中间继电器相同，对于电流型继电器，其动作值应为额定值的 70~90% ，对于电压型信号继电器，其动作值应为额定值的 50~70% 。 返回值均不得低于额定值的 5% ，若动作值，返回值不符合要求，可调整弹簧拉力或衔铁与铁芯间的距离。 11 、什么是继电保护装置的选择性？ 答：保护装置的选择性由保护方案和整定计算所决定的，当系统发生故障时，继电保护装置能迅速准确地将故障设备切除，使故障造成的危害及停电范围尽量减小，从而保证非故障设备继续正常运行，保护装置能满足上述要求，就叫有选择性。 12 、继电保护装置的快速动作有哪些好处？ 答：①、迅速动作，即迅速地切除故障，可以减小用户在降低电压的工作时间，加速恢复正常运行的过程；②、迅速切除故障，可以减轻电气设备受故障影响的损坏程度；③、迅速切除故障，能防止故障的扩展。 13 、电流速断保护的特点是什么？ 答：无时限电流速断不能保护线路全长，它只能保护线路的一部分，系统运行方式的变化，将影响电流速断的保护范围，为了保证动作的选择性，其起动电流必须按最大运行方式（即通过本线路的电流为最大的运行方式）来整定，但这样对其它运行方式的保护范围就缩短了，规程要求最小保护范围不应小于线路全长的 15 ％。 另外，被保护线路的长短也影响速断保护的特性，当线路较长时，保护范围就较大，而且受系统运行方式的影响较小，反之，线路较短时，所受影响就较大，保护范围甚至会缩短为零。 14 、 DS-110/120 型时间继电器的动作值与返回值如何测定？ 答：调节可变电阻器升高电压，使衔铁吸入，断开刀闸冲击地加入电压，衔铁应吸和，此电压即为继电器的动作电压，然后降低电压，则使衔铁返回原位的最高电压为返回电压。 对于直流时间继电器，动作电压不应大于额定电压的 65 ％，返回电压不应小于额定电压的 5% ，对于交流时间继电器，动作电压不应大于额定电压的 85 ％，若动作电压过高，则应调整弹簧弹力。 15 、对断路器控制回路有哪几项要求？ 答：断路器的控制回路，根据断路器的型式，操作机构的类型以及运行上的不同要求，而有所差别，但其基本上接线是相似的，一般断路器的控制回路应满足以下几项要求： ①、合闸和跳闸线圈按短时通过电流设计，完成任务后，应使回路电流中断；②、不仅能手动远方控制，还应能在保护或自动装置动作时进行自动跳闸和合闸；③、要有反映断路器的合闸或跳闸的位置信号；④、要有区别手动与自动跳、合闸的明显信号；⑤、要有防止断路器多次合闸的“跳跃”闭锁装置；⑥、要能监视电源及下一次操作回路的完整性。 16 、电气上的“地”是什么？ 答：电气设备在运行中，如果发生接地短路，则短路电流将通过接地体，并以半球面形成地中流散，如图所示，由于半球面越小，流散电阻越大，接地短路电流经此地的电压降就越大。 所以在靠近接地体的地方，半球面小，电阻大，此处的电流就高，反之在远距接地体处，由于半球面大，电阻小其电位就低。 试验证明，在离开单根接地体或接地极 20m 以外的地方，球面已经相当大，其电阻为零，我们把电位等于零的地方，称作电气上和“地”。 17 、什么叫变压器的短路电压？ 答：短路电压是变压器的一个主要参数，它是通过短路试验测出的，其测量方法是：将变压器副边短路，原边加压使电流达到额定值，这时原边所加的电压 VD 叫做短路电压，短路电压一般都用百分值表示，通常变压器铭牌表示的短路电压就是短路电压 VD 与试验时加压的那个绕组的额定电压V e 的百分比来表示的即 VD% ＝ VDe/Ve × 100% 。 18 、测量电容器时应注意哪些事项？ 答：①、用万用表测量时，应根据电容器和额定电压选择适当的档位。 例如：电力设备中常用的电容器，一般电压较低只有几伏到几千伏，若用万用表 R × 1CK 档测量，由于表内电池电压为 15~22.5 伏，很可能使电容击穿，故应选用 R × 1K 档测量；②、对于刚从线路上拆下来的电容器，一定要在测量前对电容器进行放电，以防电容器中的残存电椅向仪表放电，使仪表损坏；③、对于工作电压较高，容量较大的电容器，应对电容器进行足够的放电，放电时操作人员应的防护措施，以防发生触电事故。 19 、什么叫正弦交流电？为什么目前普遍应用正弦交流电？ 答：正弦交流电是指电路中电流、电压及电势的大小和方向都随时间按正弦函数规律变化，这种随时间做周期性变化的电流称为交变电流，简称交流。 交流电可以通过变压器变换电压，在远距离输电时，通过升高电压以减少线路损耗，获得最佳经济效果。 而当使用时，又可以通过降压变压器把高压变为低压，这即有利于安全，又能降你对设备的绝缘要求。 此外交流电动机与直流电动机比较，则具有造价低廉、维护简便等优点，所以交流电获得了广泛地应用。 20 、为什么磁电系仪表只能测量直流电，但不能测量交流电？ 答：因为磁电系仪表由于永久磁铁产生的磁场方向不能改变，所以只有通入直流电流才能产生稳定的偏转，如在磁电系测量机构中通入交流电流，产生的转动力矩也是交变的，可动部分由于惯性而来不及转动，所以这种测量机构不能直流测量交流。 （交流电每周的平均值为零，所以结果没有偏转，读数为零）。 21 、为什么电气测量仪表，电度表与继电保护装置应尽量分别使用不同次级线圈的 CT ？ 答：国产高压 CT 的测量级和保护级是分开的，以适应电气测量和继电保护的不同要求。 电气测量对 CT 的准确度级要求高，且应使仪表受短路电流冲击小，因而在短路电流增大到某值时，使测量级铁芯饱和以限制二次电流的增长倍数，保护级铁芯在短路时不应饱和，二次电流与一次电流成比例增长，以适应保护灵敏度要求。 22 、 CT 的容量有标伏安（ VA ）有标欧姆（Ω）的？它们的关系？ 答： CT 的容量有标功率伏安的，就是二次额定电流通过二次额定负载所消耗的功率伏安数：W 2 ＝ I 2 Z 2 ，有时 CT 的容量也用二次负载的欧姆值来表示，其欧姆值就是 CT 整个二次串联回路的阻抗值。 CT 容量与阻抗成正比， CT 二次回路的阻抗大小影响 CT 的准确级数，所以 CT 在运行是其阻抗值不超过铭牌所规定容量伏安数和欧姆值时，才能保证它的准确级别。 23 、兆欧表摇测的快慢与被测电阻值有无关系？为什么？ 答：兆欧表摇测的快慢一般来讲不影响对绝缘电阻的测量。 因为兆欧表上的读数是反映发电机电压与电流的比值，在电压变化时，通过兆欧表电流线圈的电流，也同时按比例变化，所以电阻值数不变，但如果兆欧表发电24 、哪些电气设备必须进行接地或接零保护？ 答：①、发电机、变压器、电动机高低压电器和照明器具的底座和外壳；②、互感器的二次线圈；③、配电盘和控制盘的框架；④、电动设备的传动装置；⑤、屋内外配电装置的金属架构，混凝土架和金属围栏；⑥、电缆头和电缆盒外壳，电缆外皮与穿线钢管；⑦、电力线路的杆塔和装在配电线路电杆上的开关设备及电容器。 25 、电缆线路的接地有哪些要求？ 答：①、当电缆在地下敷设时，其两端均应接地；②、低压电缆除在特别危险的场所（潮湿、腐蚀性气体导电尘埃）需要接地外其它环境均可不接地；③、高压电缆在任何情况下都要接地；④、金属外皮与支架可不接地，电缆外皮如果是非金属材料如塑料橡皮管以及电缆与支架间有绝缘层时其支架必须接地；⑤、截面在 16 平方毫米及以下的单芯电缆为消除涡流外的一端应进行接地。 26 、在进行高压试验时必须遵守哪些规定？ 答：①、高压试验应填写第一种工作票。 在一个电气连接部分同时有检修和试验时填一张工作票。 但在试验前应得到检修工作负责有的许可，在同一电气连部分，高压试验的工作票发出后，禁止再发第二张工作票。 如加压部分和检修部分之间的断开点，按试验电压有足够的安全距离，并在另一则有接短路时，可在断开点一侧进行试验，另一侧可继续工作，但此时在断开点应挂有“止步，高压危险！”标示牌，并设有专人监护；②、高压试验工作不各少于两人，试验负责人应由有经验的人员担任，开始试验前试验负责人应对全体试验人员详细布置试验中的安全注意事项；③、因试验需要断开设备接头时，拆前应做好标记，接后应进行检查；④、试验装置的金属外壳应可靠接地，高压引线应尽量缩短，必要时用绝缘物支持牢固，试验装置的电源开关应使明显断开的双刀闸，为了防止误合，切闸，可在刀刃上加绝缘罩，试验装置的低压回路中应有两个串联电源开关，并加上装过载自动掉闸装置；⑤、试验现场应装设遮栏或围栏，向外悬挂“止步，高压危险！”标牌并派人看守，被试设备两端不在同一地点时，另下点派人看守；⑥、加压前，必须认真检查，试验接线表计倍率，调压器在零位及仪表的开始状态，均正确无误，通知有关人员离开被试设备，并取得负责人许可，方可加压，加压中应有监护并呼唱，高压试验工作人员，在全部加压中，应精力集中不得与他人闲谈，随时警惕异常现象发生。 操作人员应站在绝缘垫上； ⑦、变更接线或试验结束时，应首先断开试验电源，放电并将升压设备的高压部分短路落地；⑧、未装地线的大熔器被试设备，应先放电再做试验，高压直流试验时，每告一段落或结束，应将设备对地放电数次，并短路接地；⑨、试验结束时，试验人员应拆除自装的接地短路线，并对被试设备进行检查和清理现场；⑩、特殊的重要电气试验，应有详细

发电厂电气部分复习资料

第一、二章一、 发电厂类型1、火力发电厂2、水力发电厂3、核电厂核电厂是利用原子核内部蕴藏的能量产生电能。 核电厂的燃料是铀。 1千克铀－235全部裂变放出的能量相当于2700吨标准煤燃 烧放出的能量。 二、变电所类型1、枢纽变电所: 电源多、电压等级高，全所停电将引起电力系统解列，甚至瘫痪；2、中间变电所: 高压侧以交换潮流为主，同时又降压给当地用电。 全所停电将引起区域电网解列；3、地区变电所: 以向地区用户供电为主，是某一地区或城市的主要变电所。 全所停电仅使该地区供电中断；4、终端变电所: 接近负荷点，降压后直接向用户供电。 全所停电只影响用户。 三、电气设备1、 一次设备：直接参与生产和分配电能的设备。 2、 二次设备：对一次设备进行测量、控制、监视和保护的设备3、 主接线：把发电机、变压器、断路器等各种电气设备按预期生产流程连成的电路，称为电气主接线。 第三章常用计算的基本理论和方法发热：电气设备流过电流时将产生损耗，如电阻损耗、磁滞和涡流损耗、介质损耗等，这些损耗都将变成热量使电气设备的温度升高。 长期发热----由工作电流所引起。 短时发热----由故障时的短路电流所引起。 1、发热对电器的不良影响1）机械强度下降（与受热时间、温度有关）2）接触电阻增加3）绝缘性能下降最高允许温度----能使导体可靠工作的最高温度。 正常的最高允许温度:一般θC≤700C ，钢芯铝绞线及管形导体θC≤800C，镀锡： θC≤850C 。 2、短时最高允许温度:硬铝、铝锰合金：θd≤2000C ，硬铜：θd≤3000C3、短时发热过程特点：属于绝热过程，导体产生的热量全部用于使导体升温；4、大电流导体附近钢构的发热随着机组容量的加大，导体电流也相应增大，导体周围出现强大的交变电磁场，使附近钢构中产生很大的磁滞和涡流损耗，钢构因而发热。 如果钢构是闭合回路，其中尚有环流存在，发热还会增多。 当导体电流大于3000A时，附近钢构的发热便不容忽视。 危害：钢构变形、接触连接损坏、混凝土爆裂。 第三节 导体短路的电动力计算1、平行导体中电动的方向：若两导体中的电流同方向，电动力的作用将使它们彼此靠近。 2、B相所受的电动力大于A、C相（约大7%），计算时应考虑B相。 3、三相电动力计算公式：(N)4、两相短路与三相短路最大电动力的比较:Fmax(2)/ Fmax(3)=0.866第四节电气设备及主接线的可靠性分析一、基本概念1、可靠性元件、设备和系统在规定的条件下和预定的时间内，完成规定功能的概率。 2、可修复元件发生故障后经过修理能再次恢复到原来的工作状态的元件。 由可修复元件组成的系统称为可修复系统。 3、不可修复元件发生故障后不能修理或虽能修复但不经济的元件。 4、电气设备的工作状态可分为 运行状态（可用状态）或停运状态（不可用状态）。 第四章电气主接线电气主接线：又称为一次接线或电气主系统。 由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路。 对主接线的基本要求：可靠性、灵活性、经济性断路器和隔离开关的操作顺序：断开线路时：1）跳断路器；2）拉负荷侧隔离开关；3）拉电源侧隔离开关投入线路时：1） 合电源侧隔离开关； 2）合负荷侧隔离开关； 3）合断路器1、 单母线接线单母线接线的缺点：可靠性和灵活性较差，当母线或母线隔离开关故障或检修时，必须停电；在出线断路器检修期间，必须停止该回路的工作。 2、单母线分段接线一段母线发生故障时，非故障段母线不间断供电；3、单母线带旁路母线接线旁路母线和旁路断路器的作用：不停电检修线路断路器。 不停电检修出线断路器的操作步骤：注意：（1）隔离开关两端电压相等时才能合上之；（2）保证供电不能中断；（3）线路要有断路器进行保护。 设要检修线路的断路器QF1。 检修步骤为：1）、合旁路断路器两侧的隔离开关；2）、合旁路断路器对旁母充电，若旁母有故障，旁路断路器跳闸，此时先检修旁母；若旁母无故障则进行下列操作3）、合旁路隔离开关；4）、跳开出线断路器QF1；5）、拉开QF1线路侧隔离开关；6）、拉开QF1母线侧隔离开关；7）、检修QF1。 此时线路由旁路断路器进行保护。 4、 双母线接线1)、接线特点：它具有两组母线W1、W2。 每回线路都经一台断路器和两组隔离开关分别与两组母线连接，母线之间通过母线联络断路器QF(简称母联)连接。 2）、优缺点：(1)供电可靠 ，调度灵活，扩建方便；（2）检修母线可不停电（3）、检修母线隔离开关只停该回线（4）、可用母联断路器代替线路断路器工作；3）、倒闸操作以检修工作母线为例。 步骤：（1）、合上母联两端的隔离开关；（2）、合上母联检查备用母线的完好性；若母联跳闸，则表明备用母线有故障，若其不跳，可进行下列操作；（3）、合上接在备用母线上的隔离开关；（先通）（4）、拉开接在工作母线上的隔离开关；（后断）（5）、跳开母联；（6）、拉开母联两侧的隔离开关（7）、检修母线。 4）、用母联断路器代替线路断路器工作的操作设线路L1上的断路器QF1拒动。 步骤如下：（1）、合母联两侧的隔离开关；（2）、合母联检查备用母线的完好性；（3）、合该线路接在备用母线上的隔离开关；（4）、拉开该线路接在工作母线上的隔离开关；（5）、此时母联代替线路断路器来保护线路。 5、双母线工作母线分段带旁路母线1）、优点母线分段可减少母线故障时的停电范围；检修断路器无须停电。 注意：双母线接线含单母线分段的所有优点；双母线带旁母接线含单母线分段带旁母接线的所有优点6、3/2接线1）、接线特点：两回线路共用三组断路器。 2）、优缺点（1）、供电可靠、灵活、操作简单；（2）、检修任一断路器均无需停电；（3）、投资大、控制保护复杂。 无 母 线 接 线 形 式1、单元接线1）接线特点：发电机变压器连接成一个单元，再经断路器接至高压母线。 2．桥形接线当只有两台变压器和两条输电线路时，可采用桥形接线，使用断路器数目最少。 桥连断路器设置在变压器侧，称为内桥； 桥连断路器则设置在线路侧，称为外桥。 1）、内桥线路切、投方便，但变压器故障时有一回线路要停电。 适用于（故障较多的）长线路及变压器不需要经常切换的场合；2）、外桥变压器切、投方便，但线路故障时有一台变压器也被切除。 适用于线路较短、变压器需要经常切换的场合；另外：◆出线接入环网，可采用外桥接线；◆系统在本厂有穿越功率时可用外桥，但如果线路较长时也可用内桥加外跨条的接线。 不过，检修线路断路器时就变成一台断路器带两回线路，冒扩大事故之险。 3、角形接线1）特点：每回线路均从两组断路器间引出，断路器布置闭合成环，线路总数等于断路器组数。 2—3 主变压器的选择分类：●向系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器；●用于两种电压等级之间交换功率的变压器，称为联络变压器；●只供本厂(所)用电的变压器，称为厂(所)用变压器或称自用变压器。 2---4限制短路电流的方法一、选择适当的主接线形式和运行方式1、对大容量发电机尽可能采用单元接线；2、减少并联支路或增加串联支路。 如：◆降压变电所中可采用变压器低压侧分列运行◆对环形供电网络，可在环网中穿越功率最小处开环运行二、加装限流电抗器作用：a 限制短路电流、b 维持母线残压。 1． 加装普通电抗器1） 电缆出线端加装出线电抗器， 电抗百分值取3％～6％。 2）2．母线装设电抗器，电抗百分值取为8％～12％。 缺点：母线电抗器两端的电压不等。 3、加装分裂电抗器优点：正常运行时压降小，短路时电抗大，限流作用强。 三、采用低压分裂绕组变压器第五章 厂用电接线及设计1、厂用电：发电厂内用来为锅炉、汽轮机、水轮机、发电机等主要设备服务的机械的用电及照明用电。 2、厂用电率：厂用电耗电量占同一时期发电厂全部发电量的百分数。 3、厂用电负荷分类I类负荷 ：凡短时停电会造成设备损坏、危及人身安全、主机停运及大量影响出力的厂用负荷。 Ⅱ类负荷 ：允许短时停电(几秒至几分钟)，恢复供电后不致造成生产紊乱的厂用负荷。 Ⅲ类负荷 ：较长时间停电，不会直接影响生产，仅造成生产上的不方便的负荷。 事故保安负荷：指在停机过程中及停机后一段时间内仍应保证供电的负荷。 厂用电电压分为厂用高压和厂用低压，高压为3kV、6kV、10kV，低压为380/220V。 备用电源的备用方式：明备用：平时备用电源不投入运行。 暗备用：亦称互为备用，平时备用电源投入。 A大中型火电厂一般采用明备用,4～6台工作变压器配一台备用变。 B水电厂及变电所多采用暗备用方式。 C采用明备用能减少厂用变的总容量。 例：四个工作母线段，每段的负荷为S。 采用明备用，总容量为4S+S=5S;采用暗备用，总容量为2S×4=8S4、厂用电接线的接线原则对高压厂用母线以单母线按炉分段为原则。 低压厂用母线的Ⅰ类电动机也按炉分段。 按炉分段：将只为本台炉服务的电动机接在同一个厂用母线段上。 厂用电动机的供电方式：1）个别供电：每台电动机直接接在相应电压的厂用母线上。 2）成组供电：由厂用母线经电缆供电给车间配电盘，数台电动机连接在配电盘母线上。 5、电动机的自启动校验1）当断开电源或厂用电压降低时，电动机转速就会下降，甚至会停止运行，这一转速下降的过程称为惰行。 2）电动机失去电压以后，不与电源断开，在很短时间(一般在0.5—1.5s)内，厂用电压又恢复或通过自动切换装置将备用电源投入，此时，电动机惰行尚未结束，又自动启动恢复到稳定状态运行，这一过程称为电动机的自启动。 （1）失压自启动----运行中突然出现事故，电压降低，事故消除电压恢复时形成的自启动；（2）空载自启动---- 备用电源空载状态时，自动投入失去电源的工作段所形成的自启动；（3）带负荷自启动。 备用电源已带一部分负荷，又自动投入失去电源的工作段时形成的自启动。 6、异步电动机的转矩M与外加电压的平方成正比。 7、保证重要厂用机械电动机能自启动的措施：1)限制参加自启动的电动机数量，对不重要设备的电动机不参加自启动。 2)负载转矩为定值的重要设备电动机也不要参加自启动3)对重要的机械设备，应选用具有高启动转矩和允许过载倍数较大的电动机4)在不得已的情况下，增大厂用变压器的容量。 第 六 章设备的原理与选择一、电器选择的一般条件原则：按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定。 下列几种情况可不校验热稳定或动稳定：1) 用熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，故可不验算热稳定。 2)采用有限流电阻的熔断器保护的设备，可不校验动稳定。 3） 在电压互感器回路中的裸导体和电器可不验算动、热稳定。 4）支持绝缘子不用校验热稳定。 高压断路器的作用：正常运行时，把设备或线路接入电路或退出运行;当设备或线路发生故障时，能快速切除故障回路。 开断能力：断路器在切断电流时熄灭电弧的能力。 二、电弧的产生与熄灭1、电弧概念1） 电弧是一种能量集中、温度很高、亮度很大的气体自持放电现象。 大气中，1cm距离加伏的电压即会产生电弧；电弧产生后只需15～30伏的电压便可维持。 2）电弧由阴极区、弧柱、阳极区组成。 3）电弧是一束游离气体、质量极轻、易变形。 2、电弧的形成电弧的产生和维持是触头间中性质点(分子和原子)被游离的结果。 游离----中性质点转化为带电质点。 1)强电场发射---- 强电场(3×106V/m以上)下阴极表面的电子被电场力拉出而形成触头空间的自由电子（弧隙间产生电子的初因）。 2)热电子发射----高温的阴极表面在电场力的作用下向外发射电子。 3)碰撞游离e + H = H++2eH----中性质点电子的动能＞原子或分子的游离能 游离电子的动能＜原子或分子的游离能成为负离子4)热游离在高温作用下，具有足够动能的中性质点互相碰撞时游离出电子和正离子。 开始发生热游离的温度：一般气体，9000—℃，金属蒸气，4000—5000℃3、去游离----自由电子和正离子相互吸引导致的中和现象。 去游离的形式：1)复合：正离子和负离子互相中和的现象电子与正离子：e + H+----H正、负离子： e + H ----H-H- + H+ ----2H2)扩散带电质点从电弧内部逸出而进入周围介质中的现象。 原因：温差大、离子浓度差大。 方向：由浓度高、温度高的空间扩散至浓度低、温度低的空间。 5、近阴极效应----交流电流过零瞬间，新阴极附近的薄层空间内介质强度突然升高的现象。 6、起始介质强度：电流过零后的0.1～1μS的时间内，由于近阴极效应，弧隙所出现的150～250V的介质强度。 7、熄灭电弧的条件式：Ud(t)＞Ur(t)物理意义：电流过零后，弧隙介质强度一直大于系统电源恢复电压，电弧便熄灭。 断路器灭弧的基本方法1、利用灭弧介质；如变压器油或断路器油、SF6等2、利用特殊金属材料作灭弧触头；3、吹弧纵吹、横吹、混吹4、多断口灭弧5、利用短弧原理（多用于低压电器）短弧----几毫米长的电弧6、增大断路器触头的分离速度8、隔离开关的用途1）隔离电压2）倒闸操作3）分合小电流（1）分、合避雷器、电压互感器和空载母线；（2）分、和励磁电流不超过2A的空载变压器；（3）关合电容电流不超过5A的空载线路。 三、互感器的作用：1、将高电压和大电流变成二次回路标准的低电压（100V）和小电流（5A或1A），使测量仪表和保护装置标准化、小型化；2、隔离高电压，保证人身和设备的安全。 （一）电磁式电流互感器1、工作原理与变压器相似特点：1）一次绕组串连在电路中，一次绕组流过被测电路的电流；2）正常情况下，电流 互感器在近于短路的状态下运行。 2、变比：电流互感器一、二次额定电流之比Ki=IN1/IN2≈N2/N14） 电流误差5） 相位差3、准确级----在规定的二次负荷变化范围内，一次电流为额定值时的最大电流误差。 4、10%误差曲线----在保证电流误差不超过-10%的条件下，一次电流的倍数n（n=I1/IN1）与允许的最大二次负载阻抗Z2i的关系曲线。 5、额定容量SN2=I2N2ZN2 (IN2一般为5A或1A)同一台电流互感器，使用在不同的准确级时，有不同的额定容量。 6、二次绕组开路励磁磁势由I0N1增为I1N1，φ饱和，变为平顶波，而 e∝ dφ/dt ，在波顶e2≈0；在φ过零时，e2 ↗，所以e为尖顶波。 后果：1）产生危险高压，危及人身安全和仪表、继电器绝缘；2）引起铁芯和绕组过热；3）产生剩磁，使互感器特性变坏（误差增加）；（二）电磁式电压互感器1、工作原理（同变压器）特点：1）容量很小，只有几十到几百伏安；2）二次负荷恒定，运行时接近于空载状态。 2、变比：Ku=UN1/UN2UN2=100V或100/√3V三相三柱式电压互感器不能用来测相对地电压。 3、3～35kV的电压互感器一般经隔离开关和熔断器接入；380V的电压互感器直接经熔断器接入；110kV及以上的电压互感器只经隔离开关接入。 4、熔断器的作用一次侧：切除电压互感器本身或引线上的故障；二次侧：防止二次侧过负荷或短路引起的持续过流。 第五节高压熔断器的选择1．按额定电压选择UN≥UNS对于充填石英砂有限流作用的熔断器（如RN1型）， 应保证 UN=UNS。 UN＞UNS灭弧时间快，过电压倍数高，产生电晕，损害设备。 UN＜UNS 难灭弧，烧坏外壳。 2．额定电流选择1)熔管额定电流 Inft≥熔体额定电流Infs Inft----载流和接触部分允许的长期工作电流Infs----长期通过熔体而熔体不熔断的最大工作电流第 七 章 配电装置1、 配电装置根据主接线的连接方式，由开关电器、保护和测量电器、母线和必要的辅助设备组建而成，用来接受和分配电能的装置。 2、种类1）按装设地点分：屋内、屋外配电装置。 2）按组装方式分：装配式、成套式装配式配电装置----在现场将电器组装而成的配电装置。 成套配电装置----在制造厂预先将开关电器、互感器等组成各种电路成套供应的配电装置。 3、 配电装置的安全净距不同相的带电部分之间或带电部分对接地部分之间在空间所允许的最短距离。 4、屋内配电装置布置型式：一般可以分为三层、二层和单层式。 5、屋外配电装置布置型式：根据电器和母线布置的高度，可分为中型、半高型和高型。 6、安装电抗器时应注意A、C两相的电抗器不能重叠在一起。 第 八 章二次接线一、 二次接线图二次接线图的内容1、二次接线图----表示二次设备相互连接的电气接线图。 2、二次回路包括交流电压回路、交流电流回路、控制回路、监测回路、保护回路、信号回路、调节回路等。 3、在二次接线图中，设备图形符号按常态画出；4、常态：断路器主触头断开或元件不带电时的状态；三、安装接线图为了施工、运行和维护方便，在展开图的基础上，还应进一步绘制安装接线图。 安装接线图包括屏面布置图、屏后接线图、端子排图和电缆联系图。 1、屏面布置图屏面布置图是展示在控制屏(台)、继电保护屏和其他监控屏台上二次设备布置情况的图纸，是制造商加工屏台、安装二次设备的依据。 2、屏后接线图站在屏后所看到的接线图。 3、安装单位一个屏内某个一次回路所有二次设备的总称。 4、相对编号法“甲编乙的号，乙编甲的号。 ”8—3 断路器的控制与信号接线1、跳跃断路器手动合闸合在永久性故障线路上，继电保护动作，断路器跳闸，若此时合闸按钮未松开或触点卡住不能复位，断路器再次跳闸，而在继电保护 动作，断路器又跳闸,这种一次合闸操作造成断路器多次合、跳闸的现象称为跳跃。 8—4 中央信号一、中央信号包括事故信号和预告信号1、事故信号：断路器事故跳闸后发出的信号。 此时，信号灯闪光，电喇叭响。 2、预告信号：设备运行中出现危及安全的异常情况时发出的信号。 此时断路器不跳闸，电喇叭发出的响声不同于事故信号 的响声。 此外，音响为延时启动(在0—8秒范围内可调)，小于延时的动作信号，便不会发出音响，以免造成误动。 第 十 章变压器的运行1变压器的额定容量是指长时间所能连续输出的最大功率。 2、变压器的负荷能力系指在短时间内所能输出的功率。 3、一般认为：当变压器绝缘的机械强度降低至15％～20％时，变压器的预期寿命即算终止。 4、绕组温度每增加6℃，预期寿命缩短一半，此即所谓热老化定律(或绝缘老化的6℃规则)。 5、变压器运行时，如维持变压器绕组热点的温度在98℃，可以获得正常预期寿命。 6、 变压器的过负荷能力1）正常过负荷 ：变压器的正常过负荷，不影响变压器正常预期寿命。 百分之一规则：夏季低1%，则冬季可过1% 。 但对强迫油循环水冷的变压器，不能超过10% ；对其它变压器，不能超过15% 。 2）变压器的事故过负荷当系统发生事故时，要保证不间断供电，变压器绝缘老化加速是次要的，所以事故过负荷是牺牲变压器寿命的。 7、升压型和降压型结构三绕组变压器通常采用同心式绕组，绕组的排列在制造上有升压型和降压型两种。 高压绕组总是排列在最外层，升压型的排列为：铁芯一中压一低压一高压，高一中之间的阻抗最大。 降压型的排列为：铁芯一低压一中压一高压，高一低之间的阻抗最大。 降压型变压器中的无功损耗约为升压型的160％、170％。 因此升压型通常应用在低压向高压送电(或反之)为主的场合，降压型一般用在向中压供电为主，低压供电为辅的场合。 考虑：1、绝缘;2、磁藕合程度自耦变压器是一种多绕组变压器，其特点就是其中两个绕组除有电磁联系外，在电路上也有联系。 8．自耦变压器的过电压问题1）高压电网和中压电网之间具有电气连接，过电压可能从一个电压等级的电网转移到另一个电压等级电网。 中压或高压的出口端，都必须装设阀型避雷器保护。 2）自耦变压器的中性点必须直接或经过小电抗接地。 否则当高压侧电网发生单相接地时，在中压绕组其它两相会出现过电压。 9、变压器并列运行的条件：1)并列运行的变压器一次电压相等，二次电压相等，也就是变压比相等（偏差≤±5%）；2)额定短路电压相等（偏差≤±10% ）；3)极性相同，相位相同，也就是接线组别相同。