任务二 发电厂、变电站主要一次、二次设备及参数

认知1 电气一次设备

一、电气一次设备的概念

在发电厂和变电站中，为了满足用户对电力的需求和保证电力系统运行的安全稳定和经济合理，需要安装有各种电气设备。通常把直接生产、输送、分配和使用电能的设备称为电气一次设备。图31中所显示的设备是变电站的部分一次设备。

二、电气一次设备分类

根据电气设备在变电站中所起作用不同，电气一次设备可分为以下几种：

（1）生产和转换电能的设备。如将机械能转换成电能的发电机，变换电压、传输电能的变压器等。

（2）接通或断开电路的开关设备。如高压断路器、隔离开关、熔断器、重合器等。（3）载流导体。如母线、电缆等，它们按照一定的要求把各种电气设备连接起来，组

成传输和分配电能的电路。

（4）测量设备。变电站中用电压互感器和电流互感器，分别将一次侧的高电压或大电流变为二次侧的低电压或小电流，以供给二次回路的测量仪表和继电器。

（5）保护电器。如限制短路电流的电抗器和防御过电压的避雷器等。（6）接地装置。埋入地下的金属接地体（或联成接地网）。

认知2 电气二次设备

一、电气二次设备的概念

电气二次设备是指对一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护以及为运行、维护人员提供运行工况或生产指挥信号所需的低压电气设备。

二、电气二次设备的分类

根据电气设备在变电站中所起作用不同，电气二次设备可分为以下几种：（1）测量表计。如电压表、电流表、功率表、电能表、频率表等。

（2）继电保护及自动装置。如各种继电器和自动装置等，用于监视一次系统的运行状况，迅速反映不正常情况并进行调节或作用于断路器跳闸，切除故障。

（3）直流设备。如直流发电机、蓄电池组、硅整流装置等，为保护、控制和事故照明等提供直流电源。

认知3 电气设备的主要参数

电气设备的种类很多，其作用、结构和工作原理各不相同，使用的条件和要求也不一样，但额定电压、额定电流、额定容量是最主要的额定参数。

一、额定电压

额定电压是国家根据经济发展的需要、技术经济的合理性、制造能力和产品系列性等各种因素所规定的电气设备的标准电压等级。电气设备在它的额定电压（铭牌上所规定的标称电压）下时，其保证最佳的技术性与经济性。

我国规定的额定电压，按电压高低和使用范围分为3类。

（1）第一类额定电压。第一类额定电压是指100V及以下的电压等级，主要用于安全照明、蓄电池及开关设备的直流操作电压。直流为6V、12V、24V、48V；交流单相为

12V和36V，三相线电压为36V。

（2）第二类额定电压。第二类额定电压是100～1000V之间的电压等级，如表32所示。这类额定电压应用最广、数量最多，如动力、照明、家用电器和控制设备等。

表3 2

第二类额定电压

单位：V

注 括号内电压用于矿井或保安条件要求高的场所。

（3）第三类额定电压。第三类额定电压是1000V及以上的高电压等级，如表33所示，主要用于电力系统中的发电机、变压器、输配电设备和用电设备。

表3 3

第三类额定电压

单位：V

注 1.表中所列均为线电压。

2.轮发电机允许用非标准额定电压。*适用于升压变压器。

对表33进行分析，可以发现存在以下规律：

（1）用电设备（即负荷）的额定电压与电网的额定电压是相等的。（2）发电机的额定电压比其所在电力网的电压高5%。

（3）升压变压器一次绕组的额定电压高出电网电压的5%，即与发电机的额定电压相同；降压变压器一次绕组是接受电能的，可看成是用电设备，其额定电压与所接电网的额定电压相等，二次绕组额定电压视所接线路长短及变压器阻抗电压大小分别比所接电网的额定电压高出5%或10%。

二、额定电流

电气设备的额定电流（铭牌中的规定值）是指在规定的周围环境温度和绝缘材料允许温度下长期通过的最大电流值。当设备周围的环境温度不超过介质的规定温度时，按照设备的额定电流工作，其各部分的发热温度不会超过规定值。

我国采用的基准环境温度：电器，40℃；导体，+25℃。三、额定容量

发电机、变压器和电动机额定容量的规定条件与额定电流相同。变压器的额定容量都是指视在功率（kV·A）值，表明最大一线圈的容量；发电机的额定容量可以用视在功率（kV·A）值表示，但一般是用有功功率（kW）值表示，这是因为拖动发电机的原动机（汽轮机、水轮机等）是用有功功率表示的；电动机的额定容量通常用有功功率（kW）值表示，因为它拖动的机械的额定容量一般用有功功率表示。