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第九篇 电气仪表 本篇共八章，主要讲述电气设备开关柜、综合保护装置、电力变压器、电机、自动化系统、控制阀、变送器等工作原理、结构、成本及影响要素、供应市场、采购要点及合同执行要点等内容。 第一章 概述 一、电力系统 由各种不同类型的发电机、配电装置、输电线 路、变电所及用户组成的整体，对电能进行不断地生产和分配，这种包括发电 机到电力用户的整体就叫电力系统。 一、电力系统 在电力系统运行过程中，需要解决好以下问题: 1.绝缘保护； 2.电流的发热问题； 3.电力系统的故障，特别是短路故障的问题； 4.电力系统的运行稳定性问题。 二、电气设备的功用和分类 1.电气设备的功用 在电力系统中，电气设备按其在电能生产、输送、分配和使用过程中的作 用不同，主要有: (1)生产和变换电能的设备，如发电机、调相机、变压器、电动机等; (2)接通和断开电路的开关设备，如断路器、隔离开关、自动开关、接触器、刀闸开关等; (3)限制过电流和过电压的设备，如电抗器、避雷器等; (4)保护设备，如熔断器、保护装置的继电器等; (5)测量和监察设备，如电流表、电压表、功率表、绝缘监察装置及供测 量仪表和继电器用的辅助设备(电流互感器、电压互感器)等。 除了上述设备外，发电厂和变电所还设置有直流电源设备，供给控制和信号装置使用，如蓄电池、硅整流器等。 二、电气设备的功用和分类 2.电气设备分类 电气设备按照其耐压能力可分为高压电器和低压电器两类。 (1)额定电压在3kV以上的设备为高压电器; (2)额定电压在3kV以下则为低压电器。 在电力系统中，通常将电压分为高压，中压、低压三个等级。中压一般指6～35kV，因此，人们有时也将额定电压属于中压范围的设备称为中压电器， 如中压开关柜等。 按照其功用又可分为一次设备和二次设备两类。 (1)用以直接生产和输配电能的设备称为一次设备，如发电机、变压器、 断路器、隔离开关、熔断器等; (2)用以对一次设备的工作进行监察、测量、控制和保护的设备称为二次设备，如测量仪表、继电器、控制电缆、自动控制设备及信号装置等。 三、电气设备的主要参数 电气设备种类繁多，作用不同参数也不同，但额定电压、额定电流和额定容量是最重要的设备参数。 (一)额定电压 额定电压是国家根据国民经济发展的需要、技术经济合理性及电机、电器制造等因素所规定的电气设备标准的电压等级。我国规定的额定电压，按电压高低及使用范围可分为三类: 第一类是100V及以下的电压等级。 第二类是100～1000V之间的电压等级。 第三类是1000V及以上的电压等级。 三、电气设备的主要参数 1.电网和用电设备的额定电压 目前，我国电力网的额定电压等级有0.4kV、3kV、6kV、10kV、35kV、 60kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV等。 2.发电机的额定电压 目前，我国发电机额定电压的使用范围为: 6.3～10. 5kV用于100MW及以下的小容量机组， 13.8kV用于125MW的汽轮发电机和72.5MW的水轮发电机， 15. 75kV用于200MW的发电机， 18kV及以上的电压等级用于300MW及以上的大容量发电机。 3.变压器的额定电压 一般升压变压器是与发电机电压母线或与发电机直接相连接，所以升压变压器的一次绕组的额定电压应高出其所在电力网额定电压的5%。降压变压器对电力网而言相当于用电设备，所以其一次绕组的额定电压等于所接电力网的额定电压。但厂用变压器一次绕组的额定电压取所接电力网额定电压的1. 05倍。 三、电气设备的主要参数 (二)额定电流 电气设备的额定电流是指在规定的外界环境温度条件下，允许长期通过的最大电流值，此时设备的绝缘和载流部分的长期发热温度不会超过规定的允许值。 我国规定的外界环境温度为: 电力变压器和电器(周围空气温度)40℃ ; 发电机(冷却空气的温度)35～40 ℃ ; 裸导线、绝缘导线和裸母线25 ℃ ; 电力电缆空气中敷设30 ℃ ，直埋敷设25 ℃ 。 三、电气设备的主要参数 (三)额定容量 发电机、变压器、电动机是用于转换功率的，所以都相应规定有额定容量， 其规定条件与额定电流相同。 发电机的原动机只能提供有功功率所以一般以有功功率(kW)表示，当用视在功率(kVA)表示时，需表明额定功率因数(cosψ )。 变压器的额定容量=额定空载线电压×额定线电流,额定容量一般以kVA或MVA表示。标明的是最大一次线圈的容量。 电动机由于铭牌上指的是输出轴功率， 所以用有功功率(kW)表示，同时应标明额定功率因数(cosψ