发电厂电气部分第12讲 导体和电气设备的原理与选择2
《发电厂电气部分》(含答案版)
《发电厂电气部分》复习第一章能源和发电 1、火、水、核等发电厂的分类火电厂的分类：（1）按燃料分：燃煤发电厂，燃油发电厂，燃气发电厂，余热发电厂，利用垃圾和工业废料作为燃料的发电厂。
（2）按蒸汽压力和温度分：中低压发电厂，高压发电厂，超高压发电厂，亚临界压力发电厂，超临界压力发电厂。
（3）按原动机分：凝汽式汽轮发电厂，燃气轮机发电厂，内燃机发电厂，蒸汽--燃气轮轮机发电厂。
（4）按输出能源分：凝汽式发电厂，热电厂（5）按发电厂总装机容量的多少分：小容量发电厂，中容量发电厂，大中容量发电厂，大容量发电厂。
水力发电厂的分类：（1）按集中落差的方式分类：堤坝式水电厂（坝后式，河床式），引水式水电厂，混合式水电厂。
（2）按径流调节的程度分类：无调节水电厂，有调节水电厂（根据水库对径流的调节程度：日调节水电厂，年调节水电厂，多年调节水电厂）。
核电厂的分类：压水堆核电厂，沸水堆核电厂。
2、抽水蓄能电厂的作用调峰，填谷，备用，调频，调相。
3、发展联合电力的效益（1）各系统间电负荷的错峰效益。
（2）提高供电可靠性、减少系统备用容量。
（3）有利于安装单机容量较大的机组。
（4）进行电力系统的经济调度。
（5）调峰能力互相支援。
4、火电厂的电能生产过程及其能量转换过程 P14火电厂的电能生产过程概括的说是把煤中含有的化学能转变为电能的过程。
整个过程可以分为三个系统：1、燃料的化学能在锅炉燃烧中转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；2、锅炉中产生的蒸汽进入汽轮机，冲动汽轮机转子旋转，将热能转变为机械能，称为汽水系统；3、由汽轮机转子旋转的机械能带动发电机旋转，把机械能变为电能，称为电气系统。
能量的转换过程是：燃料的化学能－热能－机械能－电能。
5、水力发电厂的基本生产过程答：基本生产过程是：从河流较高处或水库内引水，利用水的压力或流速冲动水轮机旋转，将水能转变成机械能，然后由水轮机带动发电机旋转，将机械能转换成电能。
第六章 导体和电气设备的原理与选择2
有金属蒸气，使弧隙电导增加，并在介质中发生热游离，
4. 总结电弧形成过程
阴极在强电场和高温作用下发射电子；发射的电子 在触头电压作用下产生碰撞游离，就形成了电弧；在高 温作用下，阴极产生热发射，并在介质中发生热游离，
使电弧维持和发展。
（三）电弧中的去游离
（1）复合去游离
异号离子或正离子与自由电子互相吸引而中和成 中性质点的现象—复合去游离
I N I max
注意：有关手册中给出的各种电器的额定电流， 均是按照标准环境条件确定的，当设备实际使用 环境条件不同时，应对其额定电流进行修正。
3. 环境条件对设备选择的影响
1) 温度、湿度 一般高压设备长期正常运行温度范围：-30℃~+40 ℃。
当+40 ℃<θ<+60 ℃时，温度每升高1 ℃，按其额定电流减 少1.8%进行修正。（也可选用型号后带“TA”字样的干热带型 产品） 当θ < +40 ℃ 时，温度每降低1 ℃，额定电流可增加0.5%， 但其最大值不得超过额定电流的20%。（当环境温度低于-30℃ 时，应选用适合高寒地区的产品）
一般高压设备可在温度为+20 ℃、相对湿度为90%的 环境下正常运行。当环境的相对湿度超过标准时，应 选用型号后带“TH”字样的湿热带型产品。
2) 海拔高度 一般电气设备的使用条件为海拔不超过1000m。当用在 高原地区，由于气压较低，设备的外绝缘水平将相应 下降。
当海拔在1000-3500m范围内时，若海拔比厂家的规定值每升高 100m，则电气设备的允许最高工作电压要下降1%。当最高工作 电压不能满足要求时，应采用高原型电气设备或外绝缘提高一 级的产品。
火力发电厂电气设备与导体的原理和选择
有灭弧能 力， 只是在没有负荷 电流的情况下对电路进行分合。 与其他 电器设 备相比 ， 隔离开关 的选择 与校验项 目 要 少， 一般有 三 种方 法 ： 第一 ， 按 照额 定电压方 式 ， 隔离开关 额定 电压等于 回路标 称 电 压的 １ ． ２ ／ １ ． １ 倍； 第二 ， 按照额定电流 的方式 ， 额定 电流 标准值 应大于 最
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火力发电厂电气设备与导体的原理和选择
高嵩 山东兖矿济三电力有限公司 山东济宁
【 摘要ｌ电气设备和 导体的选择是 火力发电厂电 路 设计 的重要 内容，
２ ７ ２ １ ６ ９
３ ． ２ ｍ离开关 的选 择
对 于电力生产传输 的安 全性意义重大。 本文从 火力发电厂的实际出发， 根据 隔离开关是高压 开关电气 中最常见的 电路 隔离装置 ， 是 电厂电力生 电气 设备选择 的基本条件入手， 分析了 电力电 路 中常见的电气设备 以及导体 产过 程中重要 的安全 隔离设施 。 与高压 断路器相比 ， 隔离开关 的刀闸没 的选择原理和选择方法， 为电力生产的实际提供一定的参考。
续工作电流 ｌ 第三 ， 按 照当地 工作 环境选择 。 不 同的工作 环境下， 其正常 工作条件 存在差 异 ， 例 如海拔 在１ ０ ０ ０ ３ ５ ０ ０ 米， 每增￣ ｎ ］ ｏ ｏ 米， 允许 电压 将下 降１ ％， １ ｌ Ｏ ｋ Ｖ及以下 电气设备可在２ ０ ０ ０ 米下长期运 行。 在选 择电气 设备时 ， 要 参考当地的海拔 、 温 度等。 ２ ． ２ 按短 路状态 校验电气设备 正常工作条件下选择的电器设备在 电路特殊 情况下不一定适合。 短路条件 是电网系统 中较为特 殊并且危险 的状 态 ， 在这一状态下 对电气设 备进行校验 ， 对于 电气设备 的选 择具 有 重要 的意义 。 短 路条件下的 电气设备校验包 括多种条件 ， 例 如热稳 定校
第二章电气设备的原理和选择
东南大学电气工程学院
主要电气一次设备原理
3.1 电弧的基本理论 3.2 高压开关电器 3.3 互感器 3.4 限流电器 3.5 其它高压电器 3.6 电气设备选择
3.1 电弧的基本理论
电弧是电力系统及电能利用工程中常见的物理现象。 随处可见的电弧焊接机是利用电弧产生的高热能进行焊接的 电力设备，电弧炼钢炉也是利用电弧的大型用电设备。 但是，对于电力系统中的开关电器，当开断有电流通过的电 路时，在断开的触头间也会产生电弧。显然，开关电器中的 电弧是不希望产生的，要求尽快地熄灭。在高电压大电流 下，快速熄灭电弧有一定困难，因此电弧的产生对电力装置 的正常操作与安全运行带来不利影响。 学习中，要着重理解其物理概念。电流从金属导体(触头)通 过空间气体、导电体,从而产生弧光放电现象，电弧的电特 性与金属导体的电特性有很大差异。随着电弧的产生与熄 灭，触头间的空间气体将由绝缘体向导电的等离子体转化， 继而由等离子体向绝缘体转化、转化中电能——热能的转换 起着重要的作用。
去游离——由于复合和扩散使带电质子减少的过程。
去游离方式有2种： 复合：正负离子相互吸引，彼此中和。 扩散：弧柱中的带电质点由于热运动逸出弧柱外
浓度扩散、温度扩散。
介质的游离作用→电弧产生 介质的去游离作用→电弧熄灭 当 游离>去游离——电弧电流↑ 当 游离=去游离——电弧电流不变（稳定燃烧） 当 游离<去游离——电弧电流↓→（熄灭）
在弧隙上。
3 交流电弧的熄灭条件：
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4 交流电弧的ห้องสมุดไป่ตู้弧方法
（1）提高触头的分闸进度 ——迅速拉长电弧，E↓，冷却与扩散↑ （2）采用多断口灭弧 ——拉长迅速↑，行程↓， 灭弧时间↓提高了灭弧能力。
电气设备的原理与选择
u
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u ud
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0 (a)复燃
0
t
(b)熄灭
t
弧隙是否复燃决定于两方面：一是弧隙的介质强度，另一是加在弧隙 压，通常称为恢复电压。两者的单位都是[kV]。显然，介质强度和恢复 都是时间t的函数，通常称为介质强度恢复过程和电压恢复过程。介质 程取决于电流及断路性能。电压恢复过程主要决定于电网的结构和参
•海拔对电器设备最高允许工作电压的影响 当电器设备的安装在制造厂规定的海拔高度以上时，由于海拔高 增加，空气密度和湿度相应减少，使空气间隙和瓷绝缘的放电特性 影响电器设备的外绝缘强度，制造厂规定的电器设备的最大工作电 下降。对此须进行校正。 试验指出，海拔高度为1000～3500米范围内，按1％/100米进行补 海拔每增高100米，电器设备最高允许工作电压应降低1％。
电气设备的原理与选择
•热电子发射。触头由金属制成，常温下，金属内部存 有大量的自由电子。随着温度升高，自由电子能量升 运动加剧，有的电子会跑出金属表面，形成热电子发 特别是电弧形成后，弧隙间的高温使阴极表面受热会 强烈的只热点，不断发射出电子，在电场力作用下， 向阳极作加速运动。
•碰撞游离。阴极表面发射出的电子和弧隙中原有的少 子在电场力作用下，向阳极方向运动，不断地与其它 生碰撞，如气体原子、分子。只要电子的动能大于原 子的游离能，就可使束缚在原子核周围的电子释放出 成自由电子和正离子，这种现象称为碰撞游离。新产 子同样会使所碰撞的中性质点游离。碰撞游离连续进 致触头间充满了电子和离子，具有很大的电导，在外 作用下，触头间介质可能被击穿而形成电弧。
•扩散去游离。扩散是指带电质点从电弧内部逸出而进 围介质中的现象，使弧道中带电质点减少。
发电厂电气部分导体和电气设备的原理与选择课件
电气设备型号的选择
总结词
电气设备型号的选择应根据其使用环境、性能要求、操作条件及维护需求等因素进行。
详细描述
在选择电气设备时，应考虑其使用环境，如温度、湿度、压力、腐蚀等，以及性能要求 ，如电压、电流、功率、效率等。同时，还需考虑设备的操作条件，如控制方式、操作 频率等，以及维护需求，如维修方便性、备件供应等。此外，电气设备型号的选择应符
变压器
变压器的作用
变压器是发电厂电气系统中用于变换电压的设备，它能够将一种电压等级的电能转换为另一种电压等级的电能。变压 器在输电、配电和发电等环节中都发挥着重要的作用。
变压器的原理
变压器利用电磁感应原理，通过一次绕组和二次绕组的相互作用，实现电压的变换。当交流电压施加在一次绕组时， 会在铁芯中产生交变磁场，从而在二次绕组中产生感应电动势，实现电压的变换。
要点二
互感器的原理
互感器利用电磁感应原理，将一次绕 组接入高电压和大电流的电路中，通 过电磁感应将二次绕组中的感应电动 势转换为低电压和小电流。二次绕组 通常与测量或保护装置连接，实现测 量或保护功能。
要点三
互感器的选择
选择互感器时，需要考虑其额定电流 、额定电压、准确级和安装环境等因 素。根据实际需求，选择合适的互感 器，以确保电路的正常运行和安全保 护。
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03
CATALOGUE
原理
导体电阻
01
导体电阻：导体在导电 过程中所遇到的阻力， 由导体的几何尺寸和材 料性质决定。
02
电阻的单位是欧姆，符 号为Ω。
03
电阻与导体的长度成正 比，与截面积成反比。
04
电阻率是描述材料导电 能力的物理量，电阻率 越大，导电能力越差。
发电厂电气部分第四版课后习题答案第1章---第7章
发电厂电气部分第四版课后习题答案第1章---第7章第一章能源和发电1-1 人类所认识的能量形式有哪些？并说明其特点。
答：第一、机械能。
它包括固体一流体的动能，势能，弹性能及表面张力能等。
其中动能和势能是大类最早认识的能量，称为宏观机械能。
第二、热能。
它是有构成物体的微观原子及分子振动与运行的动能，其宏观表现为温度的高低，反映了物体原子及分子运行的强度。
第三、化学能。
它是物质结构能的一种，即原子核外进行化学瓜是放出的能量，利用最普遍的化学能是燃烧碳和氢，而这两种元素是煤、石油、天然气等燃料中最主要的可燃元素。
第四、辐射能。
它是物质以电磁波形式发射的能量。
如地球表面所接受的太阳能就是辐射能的一种。
第五、核能。
这是蕴藏在原子核内的粒子间相互作用面释放的能。
释放巨大核能的核反应有两种，邓核裂变应和核聚变反应。
第六、电能。
它是与电子流动和积累有关的一种能量，通常是电池中的化学能而来的。
或是通过发电机将机械能转换得到的；反之，电能也可以通过电灯转换为光能，通过电动机转换为机械能，从而显示出电做功的本领。
1-2 能源分类方法有哪些？电能的特点及其在国民经济中的地位和作用？答：一、按获得方法分为一次能源和二次能源；二、按被利用程度分为常规能源和新能源；三、按能否再生分为可再生能源和非再生能源；四、按能源本身的性质分为含能体能源和过程性能源。
电能的特点：便于大规模生产和远距离输送；方便转换易于控制；损耗小；效率高；无气体和噪声污染。
随着科学技术的发展，电能的应用不仅影响到社会物质生产的各个侧面，也越来越广泛的渗透到人类生活的每个层面。
电气化在某种程度上成为现代化的同义词。
电气化程度也成为衡量社会文明发展水平的重要标志。
1-3 火力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？答：按燃料分：燃煤发电厂；燃油发电厂；燃气发电厂；余热发电厂。
按蒸气压力和温度分：中低压发电厂；高压发电厂；超高压发电厂；亚临界压力发电厂；超临界压力发电厂。
导体和电气设备的原理与选择ppt
导体和电气设备的分类与特点
02
导体和电气设备的原理
1
导体和电气设备的物理原理
2
3
导体内的电流通过电子的流动产生，电阻则是导体对电流的阻碍。
电流与电阻
电流在导体中会产生磁场，当磁场发生变化时，会在邻近的导体中引起感应电流。
磁场与电磁感应
电流通过导体时会产生热量，这是焦耳定律的基本内容。
导体分类及特点
电气设备可分为发电设备、变电设备、输电设备、配电设备和用电设备等。发电设备如水力发电厂、火力发电厂等可将其他形式的能量转化为电能；变电设备如变压器可改变电压等级；输电设备如输电线路可将电能远距离传输；配电设备和用电设备则负责电能分配和使用。各种电气设备在电能的生产、传输和使用过程中发挥着不同的作用，并具有各自的特点和应用场景。
导体
电气设备是指用于电能的产生、传输、分配和使用的设备，如发电机、变压器、电动机、开关等。电气设备的核心是利用电磁原理实现电能与机械能、热能等其他形式的能量转换。
电气设备
导体和电气设备的定义
保障电力系统的安全与稳定
导体和电气设备在电力系统中扮演着至关重要的角色，它们是电能传输和分配的核心组成部分，保障了电力系统的安全与稳定运行。
适用性原则
根据使用场所、环境条件、设备性能要求等因素，选择适合的导体和电气设备，确保其能够正常工作并发挥最佳性能。
了解需求
01
在选择导体和电气设备之前，需要明确具体的使用需求，包括电流大小、电压等级、防护等级、使用频率等因素。
导体和电气设备的选用方法
查阅资料
02
通过查阅相关资料，了解各种导体和电气设备的性能特点、价格、适用范围等信息，以便进行合理选择。