电力系统的主要电气设备

低压电气设备概述引言低压电气设备是指在额定电压不超过1000V的交流电网或直流电网中，用于传输、分配、控制和保护电能的设备。

在电力系统中，低压电气设备的重要性不言而喻，它们的安全和可靠性直接关系到电力系统的稳定运行和用户用电的质量。

本文将从低压电气设备的定义、分类、特点和应用等方面进行概述，以帮助读者对该设备有更深入的了解。

定义低压电气设备是指在额定电压不超过1000V的交流电网或直流电网中，用于传输、分配、控制和保护电能的设备。

它们包括电力配电柜、断路器、接触器、继电器、开关、插头插座等多种设备。

这些设备在工业、建筑、民用及交通等领域都有广泛的应用。

分类低压电气设备可以根据其功能和用途进行分类。

以下是几种常见的分类方式：按功能分类1.输电设备：如电力变压器、配电柜、开关设备等，用于实现电能的传输和分配。

2.控制设备：如触摸屏、可编程逻辑控制器（PLC）、人机界面（HMI）等，用于实现对电力系统的控制。

3.保护设备：如断路器、漏电保护器、过电压保护器等，用于保护电力系统和用户设备的安全。

按用途分类1.工业领域：在工业生产中，低压电气设备用于电机控制、停电保护、照明和自动化控制等方面。

2.建筑领域：在建筑中，低压电气设备用于照明、空调、电梯、消防系统等方面。

3.民用领域：在民用家庭中，低压电气设备用于照明、家电、插座等方面。

4.交通运输领域：在交通系统中，低压电气设备用于信号灯、电动车辆充电桩、电气控制系统等方面。

低压电气设备具有以下特点：1.高安全性：低压电气设备经过严格的设计和测试，能够在正常使用和异常情况下保证电力系统的运行安全。

2.低损耗：低压电气设备采用高效的电子元器件和优化的设计，能够降低能量的损失和浪费。

3.高可靠性：低压电气设备经过长期的实践验证，具有良好的运行稳定性和可靠性，能够在长时间连续工作中保持良好的性能。

4.易于维护：低压电气设备的模块化设计和智能化管理，使得维护更加方便快捷，能够及时发现和排除故障。

电气控制线路的组成电气控制线路是电力系统中重要的一部分，用于控制电力设备的运行和保护。

它由多个部分组成，包括电源、开关、保护设备、控制设备和信号装置。

首先，电源是电气控制线路的基础。

它提供电能供给给其他设备，通常通过电网或者发电机驱动。

电源有不同的形式，可以是交流电源或者直流电源，根据具体的应用需求进行选择。

第二，开关是电气控制线路中重要的组成部分。

开关能够控制电气设备的通断，实现设备的开关机。

根据不同的应用场景和需要，开关可以分为手动开关和自动开关两种形式。

手动开关需要人工操作，而自动开关则可以通过传感器或者控制装置自动启动或停止。

第三，保护设备在电气控制线路中发挥着至关重要的作用。

它能够检测电气系统中的异常情况，并采取相应的措施，保护设备不受损坏。

保护设备包括过载保护、短路保护和接地保护等，能够及时切断电路，防止电气事故的发生。

第四，控制设备用于对电气设备进行控制和监控。

它包括控制开关、控制面板和编程控制器等。

通过控制设备，人们可以实现对电气设备的启动、停止、转向等控制操作。

控制设备广泛应用于工业自动化领域，提高了生产效率和安全性。

最后，信号装置用于传递电气控制线路中的信号信息。

它能够将信号转化为可见或可感知的形式，方便人们进行观测和判断。

信号装置有灯光信号、声音信号和显示器等多种形式，可以根据需要选择合适的信号装置。

总之，电气控制线路是电力系统中至关重要的部分。

它由电源、开关、保护设备、控制设备和信号装置等组成。

合理配置和使用这些组成部分，将能够实现电力设备的有效控制和保护，提高电力系统的运行效率和安全性。

因此，对于电气控制线路的理解和应用具有重要的指导意义。

电气专业设备分类一、A类设备：指该设备损坏后，对人员、电力系统、机组或其他重要设备的安全构成严重威胁的设备，以及直接导致环境严重污染的设备。

试举例如下：1.发电机2.主、副励磁机3.励磁变压器4.主变5.高厂变6.机组UPS系统设备7.升压站机组侧设备二、B类设备：指该设备损坏后或在自身和备用设备皆失去作用下，会直接导致机组的可用性、安全性、可靠性、经济性降低或导致环境污染的设备；本身价值昂贵且故障检修周期或备件采购(或制造)周期较长的设备。

试举例如下：1.高压厂用备用变及其设备系统2.脱硫变压器3.锅炉引风机电动机及开关4.锅炉送风机电动机及开关5.锅炉一次风机电动机及开关6.电动给水泵电动机及开关7.凝结水泵电动机及开关8.循环水泵电动机及开关9.汽机变、炉房变等低压变及开关10.直流系统、柴油发电机11.发电机定子冷却水泵电动机12.发电机密封油泵电动机13.主机盘车电机14.主机润滑油泵电动机15.顶轴油泵电动机16.EH油泵电动机17.真空泵电机18.轴加风机电动机19.工业水泵电动机20.消防水泵电动机21.除氧再循环泵电动机22.除盐水泵电动机23.干除灰电动机24.炉水循环泵电动机25.捞渣机电动机26.碎渣机电动机27.锅炉上水泵电动机28.翻车机倾翻电动机、翻车机液压站电动机29.接地系统三、C类设备：指除A、B类设备以外的其他发电设备。

试举例如下：1.照明系统设备2.汽轮机汽机油净化装置电动机3.排污泵电动机4.胶球清洗泵电动机5.冲洗水泵电动机6.补给水泵电动机7.罗茨风机电动机8.计量泵电动机9.卸酸、碱泵电动机10.加酸、碱泵电动机11.加药泵电动机12.灰浆泵电动机。

电力系统变电站的继电保护电力系统是一个复杂的系统，由许多电气设备组成，例如变电站、输电线路、变压器等。

为了保障电力系统的稳定运行，需要设置一些继电保护设备，对各种电气故障进行及时检测和处理。

变电站作为电力系统中既是输电又是配电的重要环节，具有较多的继电保护设备。

变电站的继电保护设备主要包括：电流互感器、电压互感器、保护继电器、故障录波器、自动重合闸装置等。

电流互感器主要是为了检测电流异常的情况，通常被用于电流差动保护。

它通过将高电流变压缩成可以接受的小电流，使得保护继电器能够实时检测发生的电流变化情况。

电流互感器在电力系统中的应用非常广泛，可以用于单相线路的保护、开关设备的保护、变压器的保护等。

保护继电器是电力系统中最常用的继电保护设备之一，它能够实时检测电气故障，并采取适当的措施避免电力系统受到损伤。

保护继电器包括：过流保护、距离保护、差动保护、接地保护等。

过流保护是指对电力系统中异常电流进行保护，可以防止电力系统因为负荷过大、短路故障等情况而受到损伤。

差动保护是指通过比较输入和输出电流的差异来检测电气设备是否发生短路，可以防止电力系统因短路故障而受到损伤。

故障录波器是指用来记录电力系统中异常电压、电流、功率等参数的设备，能够记录电气故障出现的时间、类型、位置、时序等信息，对于后期的故障分析和排除非常有用。

自动重合闸装置是指对电力系统中短暂的电气故障进行保护，可以自动地将断路器的开关自动重合，恢复电力系统的正常运行。

自动重合闸装置能够有效地避免人为错误操作、电力系统瞬间过载、瞬间短路等故障所引发的危险。

总之，变电站的继电保护设备是保障电力系统安全、稳定运行的重要设备，其正确、可靠的使用对于电力系统的安全、可靠运行具有重大的意义。

输变电系统是由什么设备组成的？输变电系统是一系列电气设备组成的。

发电站发出的强大电能只有通过输变电系统才能输送到电力用户。

图1-2给出了变电站主要设备的示意图。

图中除了所示的变压器、导线、绝缘子、互感器、避雷器、隔离开关和断路器等电气设备外，还有电容器、套管、阻波器、电缆、电抗器和继电保护装置等，这些都是输变电系统中必不可缺的设备。

1—变压器；2—导线；3—绝缘子；4—互感器；5—避雷器；6—隔离开关；7—断路器下面，对输变电系统的主要电气设备及其功能进行简单介绍。

（1）输变电系统的基本电气设备主要有导线、变压器、开关设备、高压绝缘子等。

1）导线。

导线的主要功能就是引导电能实现定向传输。

导线按其结构可以分为两大类：一类是结构比较简单不外包绝缘的称为电线；另一类是外包特殊绝缘层和铠甲的称为电缆。

电线中较简单的是裸导线，裸导线结构简单、使用量较大，在所有输变电设备中，它消耗的有色金属较多。

电缆的用量比裸导线少得多，但是因为它具有占用空间小、受外界干扰少、比较可靠等优点，所以也占有特殊地位。

电缆不仅可埋在地里，也可浸在水底，因此在一些跨江过海的地方都离不开电缆。

电缆的制造比裸导线要复杂得多，这主要是因为要保证它的外皮和导线间的可靠绝缘。

输变电系统中采用的电缆称为电力电缆。

此外，还有供通信用的通信电缆等。

2）变压器。

变压器是利用电磁感应原理对变压器两侧交流电压进行变换的电气设备。

为了大幅度地降低电能远距离传输时在输电线路上的电能损耗，发电机发出的电能需要升高电压后再进行远距离传输，而在输电线路的负荷端，输电线路上的高电压只有降低等级后才能便于电力用户使用。

电力系统中的电压每改变一次都需要使用变压器。

根据升压和降压的不同作用，变压器又分为升压变压器和降压变压器。

例如，要把发电站发出的电能送入输变电系统，就需要在发电站安装变压器，该变压器输入端（又称一次侧）的电压和发电机电压相同，变压器输出端（又称二次侧）的电压和该输变电系统的电压相同。

中专学电气设备运行与控制电气设备的运行与控制是电气工程技术中的重要部分，它涉及到电力系统的稳定运行以及各种工业设备的正常工作。

电气设备运行与控制的学习，不仅可以使学生了解电力系统的基本原理和设备的工作原理，还可以培养学生掌握电气设备的运行维护和故障排除能力。

电气设备运行与控制的内容包括电力系统的基本组成、电力设备的基本原理、设备的运行方式以及设备的控制方法等。

首先，电力系统的基本组成包括发电厂、变电站和配电网等。

发电厂是电力系统的核心，它通过燃煤、燃气、水能等能源转换为电能，并将电能输送到变电站。

变电站负责将发电厂产生的高压电能转换为适用于不同用电场所的低压电能，并通过配电网将电能送到用户家中。

电力设备的基本原理是电气设备运行与控制的基础。

电力设备包括发电机、变压器、断路器、电容器等。

发电机是将机械能转换为电能的设备，它通过转子和定子之间的磁场相互作用产生电能。

变压器是将电能从一个电压等级转换为另一个电压等级的设备，它通过互感作用实现电能的传输和分配。

断路器是保护电力设备和电力系统安全运行的装置，它在电路发生故障时迅速切断电路，防止故障扩大。

电容器是存储电能的设备，它可以提供短时的大电流，用于电力系统的稳定运行。

设备的运行方式是电气设备运行与控制的重要内容之一。

设备的运行方式包括手动控制、自动控制和远程控制等。

手动控制是指通过人工操作开关、按钮等来控制设备的运行。

自动控制是指通过自动控制装置来实现设备的自动运行，如定时开关、光控开关等。

远程控制是指通过远程通信设备来实现对设备的远程监控和控制，如遥控器、传感器等。

不同的设备和场合需要采用不同的运行方式，以满足设备的工作要求和安全要求。

设备的控制方法是电气设备运行与控制的关键环节。

设备的控制方法包括开关控制、调节控制和保护控制等。

开关控制是通过开关来切换电路的连接和断开，实现设备的启动和停止。

调节控制是通过调节设备的参数，如电压、电流、频率等，来控制设备的工作状态，使其达到预期的工作效果。

电力系统电气设备选择与实用计算电力系统电气设备的选择与实用计算电力系统电气设备的选择与实用计算是电力系统设计与运行过程中的重要环节。

合理的设备选择和准确的实用计算，可以确保电力系统的安全稳定运行，提高电能利用效率，降低能耗成本。

本文将从电力系统的负荷特性、设备参数、计算方法等方面，探讨电气设备的选择与实用计算的相关内容。

一、电力系统负荷特性分析电力系统的负荷特性是选择电气设备的重要依据。

负荷特性分析可以从静态负荷特性和动态负荷特性两个方面进行。

静态负荷特性分析主要包括负荷类型、负荷功率因数、负荷容量等方面。

根据负荷类型的不同，可以选择不同类型的电气设备，如变压器、发电机、电动机等。

负荷功率因数是衡量负荷对电力系统有功和无功负荷的能力，对于功率因数较低的负荷，需要选择容量较大的电气设备以满足其需求。

负荷容量是衡量负荷对电力系统供电能力的需求，对于负荷容量较大的负荷，需要选择容量较大的电气设备以确保供电的稳定性。

动态负荷特性分析主要包括负荷起动、负荷短路、负荷跳变等方面。

根据负荷的动态特性，可以选择能够承受瞬态过电压和过电流的电气设备。

对于负荷起动时的过电流，可以通过选择合适的电动机起动设备来减少起动电流对电力系统的冲击。

对于负荷短路时的过电流，可以通过选择合适的断路器和保护设备来及时切除故障部分，保护电力系统的安全运行。

二、电气设备参数的选择电气设备参数的选择是电气设备选型的关键环节。

根据电气设备的使用环境和工作要求，选择合适的参数可以保证设备的安全可靠运行。

电气设备的参数选择包括额定电压、额定电流、额定容量、额定频率等。

额定电压是设备能够正常工作的电压范围，根据电力系统的电压等级和负荷需求，选择适当的额定电压可以确保设备的稳定运行。

额定电流是设备在额定电压下的工作电流，根据设备的负荷特性和功率因数，选择适当的额定电流可以满足设备的工作要求。

额定容量是设备能够承载的负荷容量，根据负荷需求和设备的负载能力，选择适当的额定容量可以确保设备的正常工作。

电气一次设备与二次设备的区别一、一二次介绍一次设备是指直接用于生产、输送和分配电能的生产过程的高压电气设备。

它包括发电机、变压器、断路器、隔离开关、自动开关、接触器、刀开关、母线、输电线路、电力电缆、电抗器、电动机等。

由一次设备相互连接，构成发电、输电、配电或进行其他生产过程的电气设备称为一次设备。

二次设备是指对一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护以及为运行、维护人员提供运行工况或生产指挥信号所需的低压电气设备。

如熔断器、控制开关、继电器、控制电缆等。

由二次设备相互连接，构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气设备称为二次设备。

二、电气一次的分类电气一次设备根据其在生产中的作用可以分为六大类：（1）生产和转换电能的设备。

如发电机将机械能转换为电能、电动机将电能转换成机械能、变压器将电压升高或降低等，以满足输配电需要。

（2）接通或断开电路的开关电器。

如断路器、隔离开关、熔断器、接触器等。

它们用于电力系统正常或事故状态时，将电路闭合或断开。

（3）限制故障电流和防御过电压的电器。

如限制短路电流的电抗器和防御过电压的避雷器等。

（4）接地装置。

它是埋入地中直接与大地接触的金属导体及与电气设备相连的金属线。

无论是电力系统中性点的工作接地或保护人身安全的保护接地，均同埋入地中的接地装置相连。

（5）载流导体。

如裸导体、电缆等。

按设计要求，将有关电气设备连接起来。

（6）交流电气一、二次之间的转换设备。

如电压和电流互感器，通过它们将一次侧的电压、电流转变给二次系统。

三、电气二次回路小分类1、控制（操作）回路：由控制开关与控制对象（如断路器、隔离开关）的传递机构、执行（或操作）机构组成。

其作用是对一次设备进行“合”、“分”操作。

2、调节回路：是指调节型自动装置。

如由VQC系统对主变进行有载调压的装置，发电机的励磁调节装置。

它是由测量机构、传送机构、调节器和执行机构组成。

其作用是根据一次设备运行参数的变化，实时在线调节一次设备的工作状态，以满足运行要求。

电气设备图形符号1、避雷器(F)避雷器：又称：surge arrester，能释放雷电或兼能释放电力系统操作过电压能量，保护电工设备免受瞬时过电压危害，又能截断续流，不致引起系统接地短路的电器装置。

避雷器通常接于带电导线与地之间，与被保护设备并联。

当过电压值达到规定的动作电压时，避雷器立即动作，流过电荷，限制过电压幅值，保护设备绝缘；电压值正常后，避雷器又迅速恢复原状，以保证系统正常供电。

2、变压器(T)变压器：变压器的功能主要有：电压变换；电流变换，阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）;自耦变压器；高压变压器（干式和油浸式）等，变压器常用的铁芯形状一般有E型和C型铁芯，XED型，ED型CD型。

变压器按用途可以分为：配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、单相变压器、电炉变压器、整流变压器、电抗器、抗干扰变压器、防雷变压器、箱式变电器试验变压器转角变压器大电流变压器励磁变压器。

变压器的最基本型式，包括两组绕有导线之线圈，并且彼此以电感方式称合一起。

当一交流电流 (具有某一已知频率)流于其中之一组线圈时，于另一组线圈中将感应出具有相同频率之交流电压，而感应的电压大小取决于两线圈耦合及磁交链之程度。

一般指连接交流电源的线圈称之为「一次线圈」(Primary coil);而跨于此线圈的电压称之为「一次电压.」。

在二次线圈的感应电压可能大于或小于一次电压，是由一次线圈与二次线圈间的「匝数比」所决定的。

因此，变压器区分为升压与降压变压器两种。

大部份的变压器均有固定的铁芯，其上绕有一次与二次的线圈。

基于铁材的高导磁性，大部份磁通量局限在铁芯里，因此，两组线圈藉此可以获得相当高程度之磁耦合。

在一些变压器中，线圈与铁芯二者间紧密地结合，其一次与二次电压的比值几乎与二者之线圈匝数比相同。

因此，变压器之匝数比，一般可作为变压器升压或降压的参考指标。

由于此项升压与降压的功能，使得变压器已成为现代化电力系统之一重要附属物，提升输电电压使得长途输送电力更为经济，至于降压变压器，它使得电力运用方面更加多元化，可以这样说，没有变压器，现代工业实无法达到目前发展的现况。

第一章1.发电机把机械能转化成电能，用电设备把电能转化成机械能，由这些产生，变换，传送，分配，消耗电能的电气设备（发电机，变压器，电力线路及各种用电设备）联系在一起组成统一的整体就是电力系统。

在电力系统的基础上又加上动力设备，统称为动力系统。

2.电力网是指电力系统中除去发电机和用电设备外的部分动力系统是指电力系统和发电厂动力部分总和。

3.电力系统和电力网的区别：电力网指电力系统中除去发电机和用电设备外的部分，动力系统指电力系统和发电厂动力部分的总和。

所以，电力网是电力系统的一个组成部分，而电力系统又是动力系统的一个组成部分。

4.电力网络——电力系统——动力系统5.电厂的类型：火力发电厂，水力发电厂，核能发电厂，其他能源发电（太阳能，风力，潮汐发电）核心任务：把不同种类的一次能源转换成电能。

6.火电厂可以分为凝汽式火电厂和热电厂二大类，凝汽工火电厂是单一生产电能的火电厂；而热电厂即能产生电能，又向热用户提供电能。

7.为什么采用高压远距离输电：因为电流在导线中流过，将造成电压降落，功率损耗和电能损耗。

电压降落与导线中通过的电流成正比，功率损耗和电能损耗与电流的平方成正比，为提高运行的经济性，在输送功率不变的情况下，提高电压可以减小电流，不仅可以降低电压降落和电能损耗，还可以选择较细的导线，以节约电网的建设投资。

8.电能的传输方式：交流传输和直流传输。

9.电力变压器的主要作用除了升高或降低电压之外，还能起到将不同电压等级的电网相连。

10.变压器分类：1）按相数分类：单相式、三相式2）按每相绕组数分类：双绕组变压器和三绕组变压器3）按线圈的耦合方式分类：普通变压器和自耦变压器11.电能的传输是在输电线路上进行的，输电线路按结构分为架空线路和电缆线路。

架空线路元件组成：①导线和避雷线导线作用是传输电能，避雷线的作用是将电流引入大地，保护电力线路免受雷击②杆塔作用是用来支持导线和避雷线，并使导线和导线之间，导线与杆塔之间，导线和避雷器之间以及导线与大地之间保持一定的安全距离。

电气主接线的基本形式及优缺点电气主接线是指用于电力系统中的主要电气设备之间互相连接和分配电能的线路。

它具有多种基本形式，每种形式都有其各自的优缺点。

下面将主要介绍四种常见的电气主接线形式：单线串接、单线双返串接、单线环接和双线环接。

1.单线串接：单线串接是指将电气设备依次连接在一条电缆或导线上的方式。

其主要特点是连接简单，占用空间较小，安装和维护成本较低。

但由于只有一条线路，如果有一段出现故障，整个线路都会中断，造成供电中断的风险较大。

2.单线双返串接：单线双返串接是指将电气设备分别通过两条线路与配电柜相连，形成两条平行的回路。

其优点是具有冗余性，即一条线路出现故障时，可以通过另一条线路正常供电，保证供电的可靠性。

缺点是需要更多的线缆和工程投资。

3.单线环接：单线环接是指将电气设备依次连接在一条闭合环形电缆或导线上的方式。

其主要优点是可以实现电气设备的双向供电，减少线路的长度和电阻，提高供电的稳定性和可靠性。

但对于大规模电气设备的环接，其功率损耗较大，容易产生电能负荷不平衡的问题。

4.双线环接：双线环接是指将电气设备通过两条平行的闭合环形电缆或导线相互连接的方式。

它综合了单线环接和单线双返串接的优点，既具有可靠的冗余性，又具有电能负荷均衡的特点。

双线环接在电气系统的供电可靠性和稳定性方面表现出较好的性能，但需要更多的线缆和更大的投资。

总结来说，电气主接线的基本形式有单线串接、单线双返串接、单线环接和双线环接四种。

不同形式的主接线具有各自的优缺点，根据具体的电气设备和供电要求来选择适合的形式，以提高电气系统的供电可靠性和稳定性。