电气成套基础及工艺 教材1

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电气成套

基础及工艺 培训资料（第一册）

2006年版 第 2 页 共 56 页

目 录

第1章 工厂供电

1. 1 电力系统的基本概念

1. 1. 1 电力系统的组成

1. 1. 2 电力系统的额定电压

1. 1. 3 电力系统中性点运行方式

1. 1. 3. 1 中性点不接地系统

1. 1. 3. 2 中性点经消弧线圈接地系统

1. 1. 3. 3 中性点接地系统

1. 2 工厂企业供电方式

1. 2. 1 工厂企业变、配电所的作用和分类

1. 2. 2 工厂企业变、配电所的供电方式

1. 2. 3 工厂企业供电电压等级的确定

第2章 低压电器

2. 1 概 述

2. 1. 1 低压电器的定义与分类

2. 1. 2 低压电器的正确选用

2. 1. 3 低压电器的选择的一般要求

2. 1. 4 低压电器的常用灭弧方式

2. 1. 5 低压电器的标准目录

2. 2 低压断路器

2. 2. 1 概 述

2. 2. 2 低压断路器的分类

2. 2. 3 低压断路器的结构原理

2. 2. 3. 1 低压断路器的组成

2. 2. 3. 2 低压断路器的结构原理

2. 2. 3. 3 低压断路器的触头系统

2. 2. 3. 4 低压断路器的灭弧系统

2. 2. 4 低压断路器的特性和主要技术参数

2. 2. 5 低压断路器的脱扣方式

2. 2. 6 低压断路器的选用

2. 2. 6. 1 低压断路器的选用原则

2. 2. 6. 2 低压断路器的选用要点

2. 2. 7 剩余电流动作保护器（俗称漏电保护器）

2. 2. 7. 1 漏电保护器的基本结构

2. 2. 7. 2 漏电保护器的工作原理

2. 2. 7. 3 漏电保护器的分类

2. 2. 7. 4 漏电保护器的选用

2. 3 熔断器 第 3 页 共 56 页

2. 3. 1 概述

2. 3. 2 熔断器的结构原理

2. 3. 3 熔断器的熔断过程

2. 3. 4 熔断器的主要特性

2. 3. 5 熔断器的主要参数

2. 3. 6 熔断器的选用

2. 3. 6. 1 选用原则

2. 3. 6. 2 选用方法

2. 3. 6. 3 快速熔断器的选用

2. 4 热继电器

2. 4. 1 热继电器的结构和动作原理

2. 4. 2 热继电器的技术特性

2. 4. 3 热继电器的和过载脱扣器应满足的要求和选择

2. 5 起动装置

2. 5. 1 概述

2. 5. 2 起动装置的分类

2. 5. 3 对起动装置的技术要求

2. 5. 4 直接起动装置

2. 5. 5 减压起动装置

2. 5. 5. 1 星-三角起动装置

2. 5. 5. 1 自耦减压起动装置

2. 5. 5. 1 鼠笼式电动机常用的降压起动方式的特点

2. 6 开关、隔离器、隔离开关与熔断器组合电器

2. 6. 1 定义

2. 6. 2 对隔离电器安全性的要求

2. 6. 3 隔离电器的选用

第3章 低压成套开关设备和控制设备

3. 1 低压成套开关设备定义及分类

3. 1. 1 低压成套开关设备的定义

3. 1. 2 低压成套开关设备的分类

3. 2. 低压成套开关设备其特点及技术参数

3. 2. 1 我国自行研发的低压成套开关设备其特点及技术参数

3. 2. 2 GCK低压抽出式开关柜的结构特征

3. 3 低压成套开关设备的电气特性

3. 4低压成套开关设备的温升特性

第1章 工厂供电 第 4 页 共 56 页

1. 1 电力系统的基本概念

1. 1. 1 电力系统的组成

电能必须通过电力线路传输给电能用户。发电厂一般是建在一次能源丰富的地区，往往远离用电中心，这就需要远距离输送电能。在远距离输送电能的过程中，变换电压(变电所)和分配电能(配电所)是不可缺少的两个重要环节，如图1-1所示。我们把电力线路与变、配电所连接起来的一个输电网络称为电力网(简称电网)。电力网将发电厂的发电机与广大电能用户联系起来，组成电力系统。电力系统和动力部分总和称为动力系统。

为了提高供电的可靠性和经济性，保证供电质量，合理利用能源，往往将许多发电厂和电力网连接在一起并列运行构成大型电力系统。电力系统之间又通过联络线实现并网运行，形成所谓联合电力系统。如图1-2所示，是一个大型电力系统的系统图。

图1-2 大型电力系统的系统图枢纽变电所地区变电所地方电网变电所用户变电所车间变电所配电线路工厂总降压火力发电厂地区变电所热电厂超高压输电线大型水电站(或核电站)电网区域电网下面分别介绍电力系统的几个主要环节：

1、发电厂 发电厂是将自然界蕴藏的各种一次能源转换为电能的工厂。发电厂按其所利用的能源不同，分为水力发电厂、火力发电厂、核能发电厂以及风力发电厂、地图1-1 动力系统与电力系统、电力网关系示意图~动力系统电力网电力系统热能用户电能用户降压变压器抽汽输电线路升压变压器发电机汽轮机锅炉第 5 页 共 56 页

热发电厂、太阳能发电厂等类型。

2、电力网 电力网是联系发电厂和电能用户的中间环节，是将各电压等级的输电线路和各种类型的变电所连接而成的网络。按其功能可分为输电网和配电网；按其供电范围大小可分为区域电网和地方电网；接其结构形式可分为开式电网和闭式电网。

输电网是由35KV及35KV以上的输电线路和与其相连的变电所组成，是电力系统的主要网络，也称主网。它的作用是把电能输送到各个地区的配电网或直接送给大型企业用户。

配电网是由10KV及10KV以下的配电线路和与其相连的配电所组成，它的作用是将电能分配给各类用户。区域电网覆盖范围大，电压等级一般在220KV及220KV以上。地方电网覆盖范围小，电压等级一般在110KV以下。

用户从单方向得到电能的电网称为开式电网；凡用户从两个及两个以上方向得到电能的电网称为闭式电网。环形和两端供电的电网均属于闭式电网。采用不同的电网形式取决于用户对供电可靠性的要求。

变电所是接受电能、变换电压和分配电能的枢纽，是电力网的核心。变电所由电力变压器和室内外配电装置、继电保护装置及监控系统构成。如果没有安装电力变压器，仅有接受电能和分配电能的作用则称为配电所，也称为开关站。变电所有升压和降压之分。升压变电所通常和发电厂结合在一起，将发电机产生的交流电能的电压提升后输入电网，以实现高压远距离输电。降压变电所通常设在用电中心，将电网电压适当降低后供给地区用户使用。降压变电所有一次变和二次变之分；一次变直接从主网受电，二次变一般从一次变受电。

3、电力用户 电力系统中各用电部门，如工厂企业、交通、学校、医院、市政民用等统称为电力用户，从耗用电能的角度看它们就是电力网的负载。

电力负载有两种含义；定性而言指耗用电能的用户或所安装的电气设备，如动力负载、照明负载；定量而言指用户所安装的电气设备耗用电功率和电流的大小，如重负载、轻负载。

电力负载，根据其对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响程度分为三级：

(1) 一级负载 突然停电将造成人身伤亡，或在政治、经济上造成重大损失者。如重要交通和通信枢纽用电负载、重点企业中的重大设备和连续生产线、政治和外事活动中心等。

(2) 二级负载 突然停电将在经济上造成较大损失，或在政治上造成不良影响者。如突然停电将造成主要设备损坏、大量产品报废或大量减产的工厂用电负载，交通和通信枢纽用电负载，大量人员集中的公共场所等。

(3) 三级负载 不属于一级和二级负载者。

供电部门将依据用户的负载级别确定供电方式。

1. 1. 2 电力系统的额定电压

发电机、电力变压器和用电设备的额定电压，是按长期正常工作时有最大经济效益所规定的电压。国家根据国民经济发展的需要、技术经济的合理化以及制造能力等因素，规定了电力设备的统一额定电压等级。我国三相交流电网和发电机的额定电压，如表1-1所示。其中，变压器一、二次绕组额定电压，是依据我国生产的电力变压器标准产品规格确定的。

1、电网(线路)及用电设备的额定电压 电网的额定电压等级是国家根据国民经济发展的需要和电力工业的水平，经全面的技术经济分析后确定的。它是确定各类电力设备额定电压的基本依据。

表1-1 我国交流电力网和电力设备的额定电压 第 6 页 共 56 页

分 类 电力网和用电设备

额定电压/kV 发电机

额定电压/kV 电力变压器额定电压/kV

一次绕组 二次绕组

低 压 0.38 0.4 0.38 0.4

0.66 0.69 0.66 0.69

高 压 3 3.15 3及3.15 3.15及3.3

6 6.3 6及6.3 6.3及6.6

10 10.5 10及10.5 10.5及11

- 13.8, 15.75, 18,

20, 22, 24, 26 13.8, 15.75, 18,

20, 22, 24, 26

-

35 35

38.5

66 66 72.6

110 110 121

220 220 242

330 330 363

500 500 550

由于线路运行时会有电压损失，线路的首端电压大于末端电压。如果负载分布均匀，则线路上的电压变化大致如图1-3中虚线所示。但是，设备生产必须标准化，设备的额定电压不可能按上述虚线的变化电压来制造，而只能按线路首端与末端的平均电压即电网的额定电压来制造。因此用电设备的额定电压等于同级电网的额定电压。

2、发电机的额定电压 如前所述，电力线路上存在电压损失。一般允许整条线路有10%的电压损失，即允许电压偏差为5%。因此，为了维持线路的平均电压在额定值，线路首端(电源端)电压可较线路额定电压高5%，而线路末端(负载端)则可较线路额定电压低5%;

所以，发电机的额定电压规定高于同级电网额定电压5%。

3、电力变压器的额定电压 变压器的额定电压有一次与二次绕组之分。对于一次绕组，当变压器安装于电网末端时，相当于电网上的一个负载(如工厂降压变压器)，故其额定电压应与电网额定电压一致；当变压器安装于发电机引出端时(如发电厂升压变压器)，则其额定电压应与发电机额定电压相同。对于二次绕组，额定电压是指空载电压，考虑到变压器负载工作时自身的电压损失约为5%，变压器二次绕组额定电压应比电网额定电压高5%(当二次側输电距离不长时，如低压电网或直接供电给高低压用电设备，此项可以不计)，因此，二次绕组额定电压比电网额定电压高5％~10％。

此外，习惯上把电气装置和设备分为高压和低压两类，即1kV及1kV以下者为低压(低压：对地电压250V及250V以下，称为低压。)；1kV以上者为高压(高压：对地电压250V以上，称为高压)。这样的区分是从设备的结构、制造和使用规则上考虑，绝不意味着它们对人身安全的危害程度不同。