电力系统一次设备简介（培训教材）.ppt

一次设备 一次设备是指直接生产、输送和分配电能的高压电气设备。 一次设备主要包括： 变换设备：变压器、电压互感器、电流互感器等； 控制设备：断路器（开关）、隔离开关（刀闸）等； 保护设备：熔断器、避雷器等； 补偿设备：并联电容器； 成套设备：高低压开关柜、低压配电屏等； 线路设备：母线、电缆、架空线路。 由一次设备相互连接，构成发电、输电、配电的电气回路称为一次回路或一次接线系统。 二次设备：对一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护，以及为运行、维护人员提供运行状况或信号的低压电气设备。 二次设备包括：测量仪表、继电器、操作开关、按钮、自动控制设备、计算机、信号设备、控制电缆以及提供这些设备能源的一些供电装置(如蓄电池、硅整流器等)。 二次回路：由二次设备相互连接，构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路。 一、母线 母线：在变电所中各级电压配电装置的连接，以及变压器等电气设备和相应配电装置的连接，大都采用的裸导线。 母线的作用：汇集、分配和传送电能。 装设母线的必要性：在变电所中，进出线之间需要一定的电气安全间隔，所以无法从一处同时引出多个回路；而采用母线装置才能保证电路接线的安全性和灵活性，所以在复杂的系统中母线很有必要。 母线按结构分为硬母线和软母线。 二、变压器 1、电力变压器的用途 变压器是一种把电压和电流转变成另一种（或几种）同频率的不同电压电流的电气设备。 变压器是电力系统中数量极多且地位十分重要的电气设备。其功能是将电力系统中的电能电压升高或降低，以利于电能的合理输送、分配。 由于制造上的困难，发电机电压不可能很高（目前在20KV以下），所以在发电厂中要用升压变压器将发电机电压升到很高，才能将大量的电能送往远处的用电地区，如35KV、66KV、110KV、220kv、330kv、500kv等。而在用电负荷处，再用降压变压器将电压降低到适当的数值供用户电气设备使用。 2、变压器的工作原理 变压器的一次绕组与交流电源接通后，经绕组内流过交变电流产生磁通，在这个磁通作用下，铁芯中便有交变磁通 ，即一次绕组从电源吸取电能转变为磁能，由于电磁感应作用，分别在一次、二次绕组产生频率相同的感应电动势。如果此时二次绕组接通负载，在二次绕组感应电动势作用下，便有电流流过负载，铁芯中的磁能又转换为电能。这就是变压器利用电磁感应原理将电源的电能传递到负载中的工作原理。 （1）铁芯 铁芯在电力变压器中是重要的组成部件之一。它由高导磁的硅钢片叠积和钢夹件夹紧而成，铁芯具有两个方面的功能： 在原理上，铁芯是构成变压器的磁路。它把一次绕组的电能转化为磁能，又把该磁能转化为二次绕组的电能，因此，铁芯是能量传递的媒介体； 在结构上，它是构成变压器的骨架。在铁芯柱周围套上带有绝缘的绕组线圈，并且牢固地对铁芯柱支撑和压紧。 三相三柱式铁芯，三柱线圈各自为一相引出。它是三相变压器最广泛应用的典型结构。 （2）绕组（线圈） 绕组是变压器最基本的组成部分，它与铁芯一起构成了电力变压器的本体，是建立磁场和传输电能的电路部分。 不同容量、不同电压等级的变压器，绕组形式也不一样。一般电力变压器中常采用同心式和交叠式两种结构形式。 同心式绕组是把高压绕组与低压绕组套在同一个铁芯上，一般是将低压绕组放在里边，高压绕组套在外边，以便绝缘处理。同心式绕组结构简单、绕制方便，故被广泛采用。 交叠式绕组又叫交错式绕组，在同一铁芯上，高压绕组、低压绕组交替排列，绝缘较复杂、包扎工作量较大。它的优点是力学性能较好，引出线的布置和焊接比较方便、漏电抗较小，一般用于电压为35KV及以下的电炉变压器中。 把低压绕级布置在高压绕组的里边的原因： 这主要是从绝缘方面考虑的。理论上，不管高压绕组或低压绕组怎样布置，都能起变压作用。但因为变压器的铁芯是接地的，由于低压绕组靠近铁芯，从绝缘角度容易做到。如果将高压绕组靠近铁芯，则由于高压绕组电压很高，要达到绝缘要求，就需要很多的绝缘材料和较大的绝缘距离。这样不但增大了绕组的体积，而且浪费了绝缘材料。 再者，由于变压器的电压调节是靠改变高压绕组的抽头，即改变其匝数来实现的，因此把高压绕组安置在低压绕组的外边，引线也较容易。 （3）分接开关 变压器调压是在变压器的某一绕组上设置分接头，当变换分接头时就使带有分接头的变压器绕组的匝数减少或增加，从而改变了变压器绕组的匝数比。绕组的匝数比改变了，电压比也相应改变，输出电压就改变，这样就达到了调整电压的目的。 变压器的调压方式有无载调压和有载调压两种： 无载调压是指变压器在停电、检修情况进行调节分接开关位置，从而改变变压器变比，以实现调压目的； 有载调压是指变压器在运行中可以调节分接开关位置，从而改变变压器变比，以实现调压目的。