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我們說說電氣一次設備與二次設備的區別上：

一次設備是指直接用于生產、輸送和分配電能的生產過程的打開CPEM了解更多高壓電氣設備。

它包括發電機、變壓器、斷路器、隔離開關、自動開關、接觸器、刀開關、母線、輸電線路、電力電纜、電抗器、電動機等。

由一次設備相互連接，構成發電、輸電、配電或進行其他生產過程的電氣設備稱為一次設備。

二次設備是指對一次設備的工作進行監測、控制、調節、保護以及為運行、維護人員提供運行工況或生產指揮信號所需的低壓電氣設備。

如熔斷器、控制開關、繼電器、控制電纜等。

由二次設備相互連接，構成對一次設備進行監測、控制、調節和保護的電氣設備稱為二次設備。

電氣一次分類

電氣一次設備根據其在生產中的作用可以分為六大類：

（1）生產和轉換電能的設備。如發電機將機械能轉換為電能、電動機將電能轉換成機械能、變壓器將電壓升高或降低等，以滿足輸配電需要。

（2）接通或斷開電路的開關電器。如斷路器、隔離開關、熔斷器、接觸器等。它們用于電力系統正常或事故狀態時，將電路閉合或斷開。

（3）限制故障電流和防御過電壓的電器。如限制短路電流的電抗器和防御過電壓的避雷器等。

（4）接地裝置。它是埋入地中直接與大地接觸的金屬導體及與電氣設備相連的金屬線。無論是電力系統中性點的工作接地或保護人身安全的保護接地，均同埋入地中的接地裝置相連。

（5）載流導體。如裸導體、電纜等。按設計要求，將有關電氣設備連接起來。

（6）交流電氣一、二次之間的轉換設備。如電壓和電流互感器，通過它們將一次側的電壓、電流轉變給二次系統。

電氣二次回路小分類

1、控制（操作）回路：由控制開關與控制對象（如斷路器、隔離開關）的傳遞機構、執行（或操作）機構組成。其作用是對一次設備進行合、分操作。

2、調節回路：是指調節型自動裝置。如由VQC系統對主變進行有載調壓的裝置，發電機的勵磁調節裝置。它是由測量機構、傳送機構、調節器和執行機構組成。其作用是根據一次設備運行參數的變化，實時在線調節一次設備的工作狀態，以滿足運行要求。

3、繼電保護和自動裝置回路：是由測量回路、比較部分、邏輯部分和執行部分等組成。其作用是根據一次設備和系統的運行狀態，判斷其發生故障或異常時，自動發出跳閘命令有選擇性地切除故障，并發出相應地信號，當故障或異常消失后，快速投入有關斷路器（重合閘及備用電源自動投入裝置），恢復系統的正常運行。（說明：以上主要是指常規的電磁型繼電器等構成的保護與自動裝置）。

4、測量回路：由各種測量儀表及其相關回路組成。其作用是指示或記錄一次設備和系統的運行參數，以便運行人員掌握一次系統的運行情況，同時也是分析電能質量、計算經濟指標、了解系統潮流和主設備運行工況的主要依據。（說明：綜合自動化已使該回路與三次回路的分界點越來越模糊）。

5、信號回路：由信號發送機構和信號繼電器等構成。其作用是反映一、二次設備的工作狀態。

6、操作電源系統：由電源設備和供電網絡組成，它常包括直流電源系統和交流電源系統。其作用主要是給控制、保護、信號等設備提供工作電源與操作電源，供結主變冷卻、結水與結煤等動力設備，確保發電廠與變電所所有設備正常工作。

連接保護裝置的電氣二次回路

連接保護裝置的電氣二次回路有以下幾種回路：

(1)從電流互感器、電壓互感器二次側端子開始到有關繼電保護裝置的二次回路(對多油斷路器或變壓器等套管互感器，自端子箱開始)。

(2)從繼電保護直流分路熔絲開始到有關保護裝置的二次回路。

(3)從保護裝置到控制屏和中央信號屏間的直流回路。

(4)繼電保護裝置出口端子排到斷路器操作箱端子排的跳、合閘回路。

電氣二次的劃分

電氣二次是對二次設備進行研究、管理的專業。而我們所想了解的電氣二次就是這個層面上的劃分。

1、繼電保護：是電氣二次的重要方面，負責一次設備的安全保護，是一次設備安全運行的保障，俗稱靠山，相關設備有發變組保護、線路保護、廠用保護（站用保護）、故障錄波裝置、保護與故障信息子站（主站）。

2、電測、計量：負責對一次設備運行數據進行監測，方便相關人員監視，如變送器、電流表、電壓表、功率表等，計量用的電度表則用于節能分析和電量結算。該專業涉及到相關儀器儀表的定期校驗和維護，保證數據的真實可靠。

3、自動化：一般用于與電網調度系統相連接和信息交換的設備管理，常見的有PMU（相量測量裝置）、RTU（遠動裝置）、AVC（自動電壓控制）、電力市場、電量計費等（子站或主站）。

4、通信：負責為自動化設備數據傳輸提供通道及通道相關設備的維護、管理工作。涉及通信方式的變更、調整；主要設備有光端機、數字配線架、音頻配線架、行政調度交換機、光纖配線架等設備。

5、自動控制：之所以獨立出來，是因為它區別于繼電保護、自動化專業又與繼電保護、自動化相關聯。如勵磁系統、變頻系統、軟啟動裝置、快切裝置本質上都屬于自動控制系統。

6、電源設備：為二次設備提供電源的設備，稱為電源設備。如110V、220V直流系統、蓄電池、UPS系統、等可稱為電源設備。

電氣二次控制

二次控制就是把一個高電壓端的電壓轉化為低電壓端的電壓去控制高電壓的元器件的控制線路，就叫二次控制。這個回答不對。

簡單理解就是一個負載直接開與關的回路叫一次線路，在一次線路中加裝交流接觸器之類的電器，通過控制交流接觸器吸合斷開，來控制一次回路的線路叫二次控制線路。

直接完成電能生產，輸送，分配的設備為一次設備，起檢測，保護作用的設備為二次設備。

一次設備的分類：

1.生產和轉換電能的設備-發電機，電動機，變壓器

2.接通或斷開電氣的設備-斷路器、熔斷器、隔離開關、接觸器等

3.限制電流的設備-限流電抗器、浪涌保護期等

4.接地裝置

5.載流導體-架空線、電纜線等

6.電壓互感器、電流互感器等

第二節 電氣設備安全工作條件

1.額定電壓

2.額定電流

3.額定頻率

4.一定的海拔高度

5.環境溫度

6.濕度

7.風速、地震、濕熱、干熱等

接地與接零：

接地分為中性點接地、保護接地、防雷接地、防靜電接地。

中性點接地分為直接接地和非直接接地，直接接地將發電機和變壓器的中性點直接與大地相連接；非直接接地分為不解地，經大電阻接地，經消弧線圈接地，其特點為短路時不構成直接的短路回路，限制了單相短路的短路電流，但是接地相電壓為地電壓，非接地相的電壓升高為接地相的1.732倍，故對絕緣的要求提高了。

保護接地為將金屬外殼和底座與大地相接，若絕緣破損，人觸摸金屬外殼，則與接地電阻構成并聯回路，由于人的電阻較接地電阻大很多，故電流主要通過接地電阻流入大地，只有少部分流經人體，從而限制了人體流過的電流。接地電阻應盡可能小，在室外時為保證接地電阻小，如若遇到土壤電阻較大時，應回填電阻小的土壤或采用其他措施。

防雷接地為將裝設的避雷器、避雷針、避雷帶接地，在雷擊頻繁的區域，應采取接地匯流排組成接地網，讓雷電流盡快擴散。

防靜電接地為精密電子設備或危險易燃易爆設備為防止靜電干擾導致工作失常或發生危險，故將其外殼與大地相連接，將靜電導入大地，在使用精密電子設備的場所，還應該采用防靜電地板。接地電與大地之間的距離應盡量短。

保護接零：將外殼與中性線相連，如若外殼帶電，將與中性線構成回路，由于中性線電阻很小，故短路電流很大，可使保護裝置，如斷路器迅速動作。保護接零應用在中性點直接接地系統中。在同一供電分支回路中，不應同時采用保護接地和保護接零。應由供電部門做統一規劃（事實上這很難做到）。

第三節 同步發電機和電力變壓器的運行

同步發電機在運行時主要問題為注意其允許溫度和允許溫升。

1.定子鐵心溫度不應超過其繞組的容許溫度

2.轉子繞組允許溫升高于定子繞組，主要為轉子繞組溫度較定子繞組溫度均勻

3. 發電機端電壓不應低于額定值的90%，不應高于額定值的110%

4.發電機運行頻率為額定頻率的上下0.5Hz，

這一部分內容理論性并不強，但是實踐性很強，在此課程中也只是稍有涉獵，如若想詳細了解發電機運行，請參考發電機運行的相關書籍，或者電廠的發電機運行手冊。

同步發電機部分較難，將單獨作為一節講解，暫略。

電力變壓器運行

變壓器由鐵心，高低壓繞組，油箱，絕緣套管，引出線等組成，配有開關，冷卻系統，保護裝置等。

電力變壓器有三相、單相之分，繞組有雙繞組、三繞組、四繞組之分。

三相變壓器三相繞組接法，有星型接法和三角形接法。三相繞組相連時，各項繞組的極性一定要一致。

變壓器一次側電壓一直都在波動，為保證二次側輸出電壓的穩定性，變比為可變的變比，變壓器的一次側一般都配有可調整繞組匝數的抽頭，與分接開關相連接，轉動分接開關改變抽頭的位置，即可達到調整電壓的目的。-有點類似于滑動變阻器？？

變壓器冷卻：變壓器油冷、自然油循環冷、風冷、強迫油循環冷等

額定參數：額定容量、額定電壓、額定電流、額定頻率、短路電壓、銅損耗、鐵損耗、空載電流。

變壓器發熱：

1.鐵心、繞組的熱量都傳遞給油，相互之間互不干擾；

2.變壓器在運行過程中，各部分的溫度差別非常大；

3.大容量變壓器發熱大，需采用強迫油循環冷卻；

4.繞組溫度每增加6度，老化程度加倍，變壓器壽命縮短一半；

5.自然油冷卻變壓器，正常過負荷不宜超過額定負荷的30%，強迫油循環冷卻，過負荷不宜超過額定負荷的20%；事故過負荷以損害變壓器的壽命為代價，一般不應該這樣做，如若非要事故過負荷，應查閱相關手冊。

變壓器并聯運行的優點：

1.提高可靠性

2.在低負荷時，部分變壓器不投入運行，因而能減小能量損耗，確保經濟性

3.減小備用容量

變壓器并聯運行需要滿足的條件：

1.變比相等

2.額定短路電壓相等

3.極性相同，相位相同

不允許并聯運行的變壓器：

1.變比不同

2.阻抗不同-阻抗上的電壓分配不一致，導致一臺變壓器未達到額定負荷時，另一臺已經過負荷，導致變壓器損壞

3.繞組連接組別不同

第四節 高壓開關電器

主要講了一些在電力傳輸過程中起保護和隔離作用的電器以及他們的特點和結構。

開關電氣分類：

1.切斷電流：閘刀、高壓負荷開關

2.切斷過負荷電流：高低壓熔斷器

3.既可以切斷正常電流，也可以切斷過負荷電流：高低壓斷路器

4.隔離開關

其中，斷路器最為復雜也最重要。

電弧的產生：觸頭之間的分子和原子被游離的過程，觸頭剛分開時，觸頭之間的距離很小，電場強度很大，在陰極的表面拉出自由電子，在電場的作用下加速向陽級區域運動， 在運動過程中，與中性離子碰撞產生新的自由電子，也向陽級區域運動，自由電子達到一定程度，介質被擊穿形成電弧。熄滅電弧的方法即為想辦法減小甚至消去電子的游離過程，稱為去游離。

交流電弧的重燃和熄滅：利用交流電的過零點管斷電流，抑制電子的游離，從而抑制電弧的重燃。

滅弧的方法：

1.用氣體或油吹滅電弧，有橫向吹和縱向吹，橫向吹將電弧切斷和擴散，縱向吹將電弧拉長

2.采用隔柵將電弧斬成一段一段，電弧無法維持，即會自行熄滅

3.采用并聯電阻限制電弧電流，減少對電流回路的沖擊

4.采用真空介質和六氟化硫介質，對應為真空斷路器和六氟化硫斷路器；其中，真空斷路器多用在低壓和中壓，六氟化硫斷路器多用在高壓和環境較惡劣的地方

高壓斷路器類型：

1.油斷路器

2.空氣斷路器

3.六氟化硫斷路器

4.真空斷路器

油斷路器基本原理為隔柵滅弧，將電弧隔離為一段一段，并利用電弧和油反應產生高壓氣體吹滅電弧。為承受注滅弧過程中的壓力，在滅弧室由滅弧隔柵和一個高壓玻璃套筒組成，高壓玻璃套筒可以承受住25.3MPa的壓力。

真空斷路器：真空斷路器為將一個玻璃管抽成真空，利用真空介質滅弧（自由電子在真空中的傳播遠小于在空氣中的傳播） ，玻璃管內壁上附有銅板制成的隔離裝置，目的為防止電弧飛濺損傷玻璃管。

六氟化硫斷路器：利用六氟化硫作為絕緣氣體進行滅弧，此斷路器一般用在開端大電流，且具有結構簡單，安全可靠，無污染，噪音低等特點；缺點為對加工精度要求較高，價格較貴。

高壓斷路器的額定參數：

1.額定電壓

2.額定電流

3.極限開斷電流-能開斷的最大電流

4.額定開斷容量-單位為功率的單位W

5.額定熱穩定電流

6.額定動穩定電流

7.分閘時間

8.合閘時間

9.自動重合閘能力

在做斷路器選型時，以上額定參數（尤其是1-6）均需要；需要算出回路在正常工況下的額定電流、短路電流、過電壓值。

斷路器額定電壓需要大于回路正常工況下的額定電壓，小于回路的過電壓值，額定電路同理；斷路器的極限開斷電流需要大于回路三相短路情況下的短路電流，額定熱穩定電流需要大于線路回路的熱穩定電流，額定動穩定電流需要大于線路回路的動穩定電流；分閘時間、合閘時間越小越好，在線路中如有特殊需要，最好配備具有自動重合閘能力和剩余電流動作保護器的斷路器。（我工程經驗并不是很豐富，如若有錯誤，請見諒！）

第五節 互感器

作用：將高壓和低壓隔離，以保證人生和設備安全，并便于測量。

注意點：互感器的二次側應配備保護接地，以便互感器二次側帶高壓電時，起到保護作用。

互感器分為電壓互感器和電流互感器，其中，電壓互感器分為電磁式的和電容式的。

電流互感器基本工作原理等同于變壓器，但是電流互感器也有誤差，分為電流誤差和相位誤差，誤差產生的根本原因是因為勵磁電流產生，互感器的二次總負荷阻抗應小于額定阻抗，超過后則為過負荷運行。

國家根據電流互感器的誤差大小，將電流互感器的誤差等級劃分為幾個不同的等級。

數字越小誤差越小，測量的結果越精準。

電流互感器額定容量：二次側在額定電流和額定阻抗下的容量

電壓互感器：分為電磁式的和電容式的，電容式的電壓互感器一般用于高壓

電壓互感器二次側和負載之間一般要加設熔斷器，一次側由于電壓較高，一般加裝隔離開關和熔斷器。（為什么不用斷路器呢??我工程經驗較少，如若有知道的朋友，請告知我！）

電磁式電壓互感器的工作原理和變壓器的工作原理類似，相比于大型變壓器，有如下特點，其實這些特點都是顯而易見的：

1.二次側的容量很小，通常只有幾十到幾百伏安

2.一次側為電網電壓，不受二次側負載的影響，一次側和二次側之間需要做好絕緣

3.互感器二次側的負荷主要是測量儀表，阻抗很大，故通過的電流很小（二次側經過變壓后本來電壓就很小）

一二次側的電壓之比為互感器的變比，

為什么是約等于，因為有一定的誤差， 和  為互感器兩側的匝數。

電壓互感器誤差：分為電壓誤差和相位誤差

和普通變壓器類似，誤差組要由勵磁電流和內阻抗所引起。

同電流互感器類似，國家將電壓互感器的誤差也規定成了不同的等級，以表示誤差的大小（需要時查閱相關手冊，在此不一一列出）

選用電壓互感器時，應該使其二次側的負載容量不超過其額定容量

電磁式電壓互感器的分類和特點：

由于原理和變壓器類似，電磁式電壓互感器的分類和變壓器的分類很相似

1.根據繞組數量可分為雙繞組和三繞組

2.根據相數可分為單相和三相

3.根據絕緣方式可分為澆筑式、油浸式、干式等

電容式電壓互感器-一般用在高壓中

電容式電壓互感器的工作原理：利用電容分壓

為其回路中的內阻抗

在用儀表測量時，測量回路的內阻抗中將產生電壓降，從而使測量產生誤差。

負載越大，誤差越大。為消除誤差，在啊，a，b之間串聯補償電感，使其 與回路中的阻抗無關。（這一段我也一直都看不明白，是否是串聯一個電感，相當于調諧的作用，使其產生諧振，讓測量回路中的總阻抗為零，從而使測定的結果更加準確？？）

第六節 電氣主接線

發電廠和變電所電氣主接線基本要求：

1.保證供電可靠性和電能質量，減少停電事故

2.具有一定的靈活性，應滿足后期的維護和檢修

3.主接線應簡單明了，運行方便，使主要部件投入和切除時所需要的操作步驟最小

4.滿足經濟性最優，費用在可承擔的范圍之內

5.考慮到后續的遠景規劃和擴建

母線材質：一般為銅、鋁、鋼，銅導電性最好，但價格較貴，鋁發熱時間長后會產生氧化鋁，氧化鋁會阻礙電能的傳輸

母線的類型：硬母線和軟母線

全連式分相封閉母線相比于敞露母線的特點：

1.周圍的鋼結構和混凝土鋼筋中幾乎不存在熱損耗和溫升

2.大大削弱了導體回路短路時的相間電動力

3.外殼處于等電位，接線方式大大簡化

4.封閉母線不易發生短路故障

5.對電流的磁效應其一定的屏蔽作用，可以隔離很大一部分電流激發出的磁場，從而對周圍的通信設備起到保護作用

電氣主接線方式：

1.單母線：只有一根母線，并在中間不加設斷路器或隔離開關；優點是結構簡單，經濟，缺點是穩定性差，無備用，若靠近發電機機組側的線路出現故障，則全部負荷停電。這種接線方式一般用在對可靠性要求較低，且母線上所承擔的負荷數量較少的場合。如家用照明配電，可采用這種接線方式。

2.單母線分段式：只有一根母線，但母線中間用斷路器和隔離開關分開；優點為穩定性和可選擇性加強，若一側的線路出現問題，可將母線中間的斷路器斷開，從而使另一側的線路不受到影響，相比于單母線接線，這種方式所需要增加的費用也不是很多。所以，這種接線方式廣泛使用在變電所的接線中。

3.雙母線接線：采用兩根母線并聯，兩根母線之間采用斷路器隔離和切換，任何一個負載均從兩根母線上取電，線路中用隔離開關切換。

優點是穩定性和可靠性進一步加強，方便檢修和維護，充分減少停電事故；缺點是接線復雜，把隔離開關當斷路器用，進行帶負荷操作，且投資加大，配電柜體積加大，施工起來周期加長，施工布線困難。

4. 1  母線接線在中低壓中運用較少，在此不做詳細介紹。

5.單元接線：母線直接給負載串聯接線，中間沒有任何橫的聯系，可靠性最高，投資也相對可以接受。一般都為發電機-變壓器單元接線。

簡言之，從發電機-變壓器-負載，直接給負載供電，中間沒有橫向的連接。

什么叫介質強度恢復過程？什么叫電壓恢復過程？它與哪些因素有關？

答：① 弧隙介質強度恢復過程是指電弧電流過是 指電弧熄滅，而弧隙的絕緣能力要經過一定時間恢復到絕緣的正常狀態 過程稱之為弧隙介質強度的恢復過程。② 弧隙介質強度主要有斷路器滅弧裝置結構和滅弧介質的性質所決定 ，隨斷路器形式而異。③ 弧隙電壓恢復過程是指電弧電流自然過零后，電源施加于弧隙的電壓，將從不大的電弧熄滅電壓逐漸增長，一直恢復到電源電壓的過程，這一過程中的弧隙電壓稱為恢復電壓，電壓恢復過程主要取決于系統電路的參數，即線路參數、負荷性質等，可能是周期性的或非周期性的變化過程。

 主變壓器的選擇

答：影響主變壓器選擇的因素主要有：容量、臺數、型式、其中單元接線時變壓器應按發電機的額定容量扣除本機組的廠用負荷后，留有 10% 的裕度來確定。連接在發電機母線與系統之間的主變壓器容量 = （發電機的額定容量 — 廠用容量 — 支配負荷的最小容量） *70% 。微粒確保發電機電壓上的負荷供電可靠性，所接主變壓器一般不應小于兩臺，對于工業生產的余熱發電的中、小型電廠，可裝一臺主變壓器與電力系統構成弱連接。除此之外，變電站主變壓器容量，一般應按 5—10 年規劃負荷來選擇。主變壓器型式可根據：①、相數決定，容量為 300MW 及以機組單元連接的變壓器和 330kv 及以下電力系統中，一般選用三相變壓器，容量為 60MW 的機組單元連接的主變壓器和 500kv 電力系統中的主變壓器經綜合考慮后，可采用單相組成三相變壓器。②、繞組數與結構：最大機組容量為 125MW 以及下的發電廠多采用三繞組變壓器，機組容量為 200MW 以上的發電廠采用發電廠雙繞組變壓器單元接線，在 110kv 以上的發電廠采用直接接地系統中，凡需選用三繞組變壓器的場合，均 采用自耦變壓器。

廠用電的設計原則是什么？

答：① 廠用電接線應保持對廠用負荷可靠性和連續供電，使發電廠主機安全運轉。

② 接線應該靈活地適應正常、事故、檢修等各種運行方式的要求。

③ 廠用電源的對應供電性，本機、爐的廠用負荷由本機組供電，這樣，當廠用電系統發生故障時只會影響一臺發電機組的運行，縮小了故障范圍，接線也簡單。

④ 設計時還應適當注意其經濟性和發展的的可能性，并積極慎重地采用新技術、新設備，使廠用電接線具有可行性和先進性。

⑤ 在設計廠用電系統接線時，還應對廠用電的電壓等級、中性點接地方式、廠用電源及其引接和廠用電接線形式等問題進行分析和論證。

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