电力系统的主要电气设备
低压电气设备概述
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。
3、电气专业设备分类
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。
电力系统电气识图
线路图符
中性线
接地保护线
共用的接地与中性线
五线供电线路（保护线与中性线分开）
向上配线
向下配线
垂直通过配线 架空线路
管道线路
持在钢索上的线路
事故照明线路
控制及信号线
50V及以下电力及照明线路
电缆铺砖保护
电缆穿管保护
电缆中间接头盒
电缆分支接头盒
配电设备图符
配电中心（6根出线）
交流配线盘（屏） ～
一般的盒、箱，接线盒或连接盒 一般的屏、箱、台、柜，动力或动力、照明配电箱
配 电 所
重型机器厂总降压变电所电气主接线图
高 压 配 电 线 路 二 次 回 路 接 线 图
建筑电气平面图
表示电气装置、设备、线路在建筑物中的安装位置、 连接方法及其安装方法。它是建筑电气安装的依据。
供电总平面图
建
筑
平
高、低压供电总系统图
面
图 图
变、配电所平面图
纸
分 类
动力平面及系统图
照明平面及系统图
S
表示中性 线（N）与 保护（PE） 分开设置,为 不同的导线
表2 低压配电系统的分类
低压配 电系统
意义
适用
TT系统
电源端不接地或通过阻抗接地，电气 用电环境较差的场所和
设备的金属外壳直接接地
对不间断供电要求较高
的电气设备的供电
IT系统
电源端中性点直接接地，用电设备的 不允许部分设备采用接
金属外壳的接地与电源端的接地相互 地保护，同时部分设备
Rr
a
b
(b)
c
有
ZZZ
ib
N
保
护
接
轨道交通供电4 牵引变电所的主要电气设备(1)
(3)多绕组变压器：用于电力系统 (4)自耦变电器：用于连接不 中一种电压等级输入变换得到多种 同电压的电力系统。也可做为 不同电压等级。如分裂变压器。 普通的升压或降后变压器用。
4.按冷却方式分：
(2)油浸式变压器：依靠油作冷却 (1)干式变压器：依靠空气对 介质、如油浸自冷、油浸风冷、油 流进行冷却，一般用于局部照 浸水冷、强迫油循环等。 明、电子线路等小容量变压器。
5.按铁芯形式分： (1)芯式变压器：用于高 压的电力变压器。 (2)壳式变压器：用于大电流的特殊 变压器，如电炉变压器、电焊变压器； 或用于电子仪器及电视、收音机等的 电源变压器。
6.按容量分： 按电力部门的相关规定: 630KVA以下为小型变压器；800--6300KVA为中小型变压器； 8000--63000KVA为大型变压器；90000KVA及以上为特大型变压器；
牵引变电所的电源一般来自电力系统的区 域变电所，牵引变电所的任务就是将电力系 统提供的三相工频交流电变为牵引所用的电 能。根据牵引制式的不同，牵引变电所又分 为直流牵引变电所和交流牵引变电所。根据 不同的牵引制式，变电所内完成相应的变压、 变相、变流作用。目前我国的牵引变电所主 要有电气化铁路的单相工频交流制牵引变电 所和城市轨道交通系统（地铁、轻轨）的直 流牵引变电所。
城市轨道交通牵引供电系统构成示意图
城市电网
主变电所
高压供电系统
三相交流
牵引变电所 牵引供电系统
馈线 回流线
接触网
直流
轨道
牵引变电所的类型和原理
牵引变电所是城市轨道交通牵引供电系统 的核心，它负担对电动列车直流电能的供 应，它的站位设置，容量大小，需根据所 采用的车辆形式、车流密度、列车编组， 经过牵引供电计算，经多方案比选确定。 牵引变电所有两种形式：户内式变电所和 户外式箱式变电所，前者适宜地下线路， 后者适宜地面线路。
电力系统变电站的继电保护
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。
电气专业主要设备名称
56
变压器中性点隔离开关
Disc onn ectors for tran sformer n eutral point
57
电流互感器
Curre nt tran sformers
58
电压互感器
Voltage tran sformers
59
仪用互感器
In strume nt tran sformers
并联电容器
Shunt capacitors
18
滤波电容器
Capacitors for harm on ic filter
19
无感电阻器
Resistors without in ducta nee
20
谐波电流
Harm onic curre nt
21
谐波电压
Harm onic voltages
No.
Chinese
电抗器
Reactors
50
电容器
Capacitors
51
电阻器
Resistors
52
咼压开关
High-voltlternati ng curre nt) circuit breakers
54
交流隔离开关
AC disc onn ectors
55
交流接地开关
86
工频接地系统
Worki ng freque ncy earthi ng system
87
防雷接地系统
Light ning protect ion earth ing system
No.
Chinese
English
88
工频接地电阻
电气基础知识
变压器的型号的含义：S11-315/10 ——三相变压器，容量315KVA，高压10KV。 变压器容量的含义：变压器铭牌上的容量就是变压器视在功率。 （2）高压开关柜及设备 变电站是变换电能、分 配电能，配电站是分配 电能的。开关柜负载分 配电能、控制用电设备。 母线：母线的作用是汇集 分配和传输电能。母线形状一般是矩形截面，理论来源与“趋肤效应”。 隔离开关：隔离电源的作用。没有专用的灭弧装置，不能用来接通和分段负荷。 高压真空负荷开关：可开断正常负荷电流和过负荷电流，但不能切断短路电流。
接触器：接触器用来频繁地接通和分断交直流主电路及大容量控制电路，并 可实现远距离控制。主要控制对象通常是电机。具有失压或欠压的保护。操 作方便，动作快速，灭弧性能好。
主令电器：主令电器是用来接通和分断控制电路以发布命令、或对生产过程 作程序控制的开关电器。它包括控制按钮(简称按钮)、行程开关 、接近开关、 万能转换开关和主令控制器等。
（4）采样设备 电流互感器：可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的 二次电流，用来进行保护、测量等用途。如变比为400/5的电流互感器，可以 把实际为400A的电流转变为5A的电流。电流互感器运行中二次回路不允许开 路。
电压互感器：是一种电压变换装置，有电压变换和隔离两重作用，把高电压 按比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压，供保护、计量、仪表装 置使用。因为电压互感器二次侧线圈匝数比一次侧线圈匝数要少，但线径较 大，根据变压器原理，一旦二次侧短路，势必在二次侧引起很大的短路电流， 会造成互感器烧毁。因此，在电压互感器二次侧必须装设保险丝防止其短路。 而电流互感器正好相反，它的二次侧是严禁开路，因为一旦开路会在二次侧 感应出高电压，造成不安全。
输变电系统是由什么设备组成的？
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
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。