电力基础知识.doc

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电力基础知识
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第一章概论
一、动力系统、电力网、电力系谐波源，如电炉弧、电弧电流、接触焊设备等非线性负荷；2、整流和换流电子器件形成的谐波源，如晶闸管、交流单相整流供电的机车等。
谐波的危害：
1、可使旋转电机附加损耗增加、出力降低，绝缘老化加速。
2、谐波电流流入变压器时，将因集肤效应和邻近效应，在变压器绕组中引起附加铜耗。
3、谐波电压作用在对频敏感的电容元件上，如电容和电缆等，会使之严重过电流、导致发热，介质老化，甚至损坏。
4、高次谐波电流流过串联电抗器时，会在电抗器上形成过高的压降，使电抗器的匝间绝缘受损。
5、谐波电流流过输电线时，输电线的电阻会因集肤效应而增大，加大了线路的损耗。
6、谐波电压和电流将对电工仪表的测量正确度产生影响。
7、供电线路中存在的高次谐波所产生的静电感应和电磁感应会对与之平行的通信线路产生声频干扰，影响到通信质量。
此外，谐波侵入会使电力系统的中继电保护误动作，影响到电力系统的安全运行，影响电子设备，使计算机出错等故障。
第三章电力系统主设备元件
一、电力变压器
电力变压器是电力系统中实现电能传输和分配的核心元件。
电力变压器分为升压变压器和降压变压器；按结构分为双绕组、三绕组、自耦变压器，一般220kV以上的均采用三绕组或三绕组自耦式变压器。
二、输电线路
电力线路分为架空线路和电缆线路。
1、架空线路
架空线路是由导线、避雷线(架空地线)、杆塔、绝缘子串和金具等部分组成；其中导线是用来传导电流，输送电能；避雷线用来将雷电流引入大地，对线路进行直击雷的保护；杆塔用来支撑导线和避雷线，并使导线与导线之间、导线与接地体之间保持必要的安全距离；绝缘子用来使导线与导线、导线与杆塔之间保持绝缘状态；金具是用来固定、悬挂、连接和保护架空线路各主要元件的金属期间的总成。
(1)导线与避雷线
导线一般用铜和铝材料来实现。铜是较理想的材料，但是用途广、产量有限；铝仅次于铜，且密度小、蕴藏量大、价格低；钢机械强度高，但是导线性能差，且为磁性材料，感抗大，集肤效应显着。
一般10kV导线均为铝钢绞线(LGJ)，部分有铝绞线(LJ)、铜绞线(TJ).
避雷线在正常运行时是对地绝缘的，即通过具有并联放电间隙的绝缘子与杆塔和大地之间保持绝缘。这样在正常运行时，绝缘避雷线可用作载波通信通道，也可以用于架空线的融冰。此外还采用绝缘避雷线还可以使输电线路发生接地短路故障时出现的潜供电流减少，有利于快速自动重合闸的采用。
(2)杆塔
按照用途分为直线杆塔、耐张杆塔、终端杆塔、转角杆塔、跨越杆塔和换位杆塔等。
直线杆塔：也称中间杆塔，用于线路的直线走向段内，其主要作用是悬挂导线。其占线路杆塔总数的80%左右。
耐张杆塔：也称承力杆，用于线路的首末端以及线路的分段处。在线路较长时，一般每隔3~5km设置一耐张杆塔，用来承受正常及故障情况下导线和避雷线顺线路方向的水平张力，限制故障范围，且可起到便于施工和检修的作用。
终端杆塔：即线路终端的耐张杆塔，用来承受最后一个耐张档距导线的单线拉力。
转角杆塔：位于线路转角处的杆塔。线路的转角指线路转向内角的补角。转角杆塔承受侧向拉力。
跨越杆塔：位于线路跨越河流、山谷、铁路、公路、居民区等地方的杆塔，其高度较一般杆塔高。
换位杆塔：为保持线路三相对称运行，将三相导线在空间进行换位所使用的特种杆塔。三相导线在杆塔上无论如何布置均不能保证其三相的线间距离和对地距离都相等。为避免由三相架空线路参数不等而引起的三相电流不对称，，给发电机和线路附近的通信带来不良影响，规程规定凡线路超度超过100km时，导线必须换位。超过200km时，要用两个或者多个换位循环。
杆塔按照其材料分为木杆、钢筋混凝土杆和铁塔三类。目前主要运用的是钢筋混凝土杆和铁塔。
(3)绝缘子
架空线的绝缘子分为针式绝缘子、悬式绝缘子、棒式绝缘子及磁横担绝缘子等。
针式绝缘子：主要用在电压不超过35kV、导线拉力不大的直线杆塔和小转角塔上。
悬式绝缘子：主要用在35kV以上的线路上，在直线杆塔上组合成悬式绝缘子串(简称悬垂串)。在耐张杆塔上组成耐张绝缘子串(简称耐张串)；
绝缘子串所用绝缘子片数应根据线路标称电压等级按绝缘子配合要求确定：
棒式绝缘子：用硬材料做成的整体，可代替整串悬式绝缘子用。
磁横担绝缘子：是棒式绝缘子的另一种形式，可兼作横担用。
(4)常用金具
常用金具是在架空线路上使用的所有金属部件的总称。其中使用广泛的主要是线夹、连接金具、连续金具和防震金具。