水电站电气设备运行与维修(第二版)
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第二节 水电站的电气设备类型

一、按电气设备所属电路性质分类

(一)电气一次设备

电气一次设备是指直接生产、变换、输送和分配电能的电气设备,其分类如下:

(1)生产电能的设备。指用于生产电能的设备,如发电机。

(2)变换设备。按水电站电气系统工作的要求来改变电压、电流或电能的设备。如电力变压器、电流互感器、电压互感器、电动机等。

(3)控制设备。按水电站电气系统工作的要求来控制一次电路的通、断,如各种高低压开关。

(4)保护设备。用来对水电站电气系统进行过电流和过电压等的保护。如熔断器和避雷器。

(5)成套设备。按要求将有关水电站电气一次设备及电气二次设备组合为一体的电气装置、如高压开关柜、低压配电屏等。

为便于学习,表1-5给出主要电气一次设备的图形符号和文字符号。

表1-5 主要电气一次设备的图形符号和文字符号

续表

(二)电气二次设备

电气二次设备是指对电气一次设备的工作进行监视、测量、控制和保护的电气设备。其分类如下。

(1)测量仪表。主要用于测量一次电路中的运行参数值,如电压表、电流表、功率表、功率因数表等。

(2)继电保护及自动装置。它们用以迅速反应电气故障或不正常运行情况,并根据要求进行切除故障或作相应的调节。

(3)直流设备。供给保护、操作、信号及事故照明等设备的直流用电,如直流发电机组、蓄电池、整流装置等。

(4)信号设备及控制电缆等。信号设备给出信号或显示运行状态标志,控制电缆用于连接二次设备。

二、按安装地点分类

(一)屋内式电气设备

电气设备安装于屋内,如屋内高低压开关电器、屋内变压器、互感器等。由于电气设备安装于屋内,所以受气候和环境的影响较小。

(二)屋外式电气设备

电气设备安装于屋外,如屋外高低压开关电器、屋外变压器、互感器等。由于电气设备安装于屋外,所以受气候和环境的影响较大,运行条件较差,对其外绝缘及密封性要求较高。

三、按电压等级分类

(一)低压电气设备

通常额定电压在1kV及以下的电气设备称为低压电气设备。目前我国低压电气设备的电压等级主要有220/380V和380/660V。

(二)高压电气设备

额定电压在1kV以上至220kV的电气设备称为高压电气设备。目前我国高压电气设备的电压等级主要有3kV、6kV、10kV、35kV、66kV、110kV、220kV。

(三)超高压电气设备

额定电压在330kV及以上至750kV的电气设备称为超高压电气设备。目前我国超高压电气设备的电压等级有330kV和500kV。

(四)特高压电气设备

额定电压在1000kV及以上的电气设备称为特高压电气设备。目前我国正在研究这类额定电压的电气设备,为长江三峡水电站的电力输送服务。

我国三相交流电网和电力设备的额定电压如表1-6所示。

表1-6 我国三相交流电网和电力设备的额定电压

注 1.《电业安全工作规程》(DL 408、DL 409)将电气设备分类高压和低压两种:对地电压在250V以上者为高压电气设备;对地电压在250V及以下者为低压电气设备。

2.我国的一些设计、制造和安装规程通常是以1000V(或略高)为界限来划分电压高低。一般规定额定电压在1000V(有的规定1200V)及以下者为低压,额定电压在1000V(或1200V)以上者为高压。

四、按组装方式分类

(一)现场组装的电气设备

将电气设备或其部件运到现场进行装配或连接。目前大多数电气设备都属于此类。

(二)成套电气设备

在制造厂按要求把某些电气设备组合在一起,然后再装入封闭和不封闭的金属箱(柜)中,即构成成套电气设备,如高电压开关柜、SF6气体绝缘全封闭电器(GIS)、箱式变电所、低压配电盘和配电箱等。其中箱式变电所可用于屋外。

五、按采用的绝缘介质分类

(一)油浸式电气设备

用油作为绝缘介质的电气设备,称为油浸式电气设备,如油浸式变压器、油浸式互感器、多油或少油断路器等。

(二)SF6电气设备

以SF6气体作为绝缘介质的电气设备,称为SF6电气设备,如SF6断路器、SF6变压器、SF6互感器、SF6电缆、SF6气体绝缘全封闭电路(GIS)等。

(三)真空电气设备

以真空作为绝缘介质的电气设备;称为真空电气设备,如真空断路器、真空负荷开关、真空重合器等。

(四)干式电气设备

以环氧树脂等作为绝缘介质的电气设备,称为干式电气设备,如干式变压器、干式互感器等。

六、按所处状态分类

(一)运行状态电气设备

运行状态电气设备是指设备的隔离开关及断路器都在关合位置,它们将电源至受电端间的电路接通(包括辅助设备,如电压互感器、避雷器等的投入)的电气设备,称为运行状态电气设备。

(二)热备用状态电气设备

热备用状态电气设备是指设备只靠断路器断开而隔离开关仍在合上位置,其特点是断路器一经合闸操作,即可投入运行状态。

(三)冷备用状态电气设备

冷备用状态电气设备是指设备的断路器及隔离开关(若实际接线中存在)都在断开位置,手车式断路器无隔离开关者,应退出至“试验位置”。

(四)检修状态电气设备

检修状态电气设备是指设备的所有断路器、隔离开关均断开(包括手车式断路器应拉出柜外)。验电并装好工作接地线或合上接地隔离开关(包括挂好标示牌、装好临时遮拦等),表示该设备处于检修状态。根据设备不同,检修状态可分为断路器检修、线路检修、母线检修和变压器检修等。

七、按发供电的重要性分类

在电力行业标准(DL 558)《电业生产事故调查规程》中,将发供电设备分类如下。

(一)主电气设备

发电厂和供电局的主电气设备包括:发电机(包括励磁系统)、调相机(静止补偿器)、变频机、3kV及以上的主变压器、电抗器、高压母线和配电变压器、断路器、线路(电力电缆)等[但不包括3kV及以上的厂(所)用其他电气设备]。

(二)主要辅助设备

单指那些发生了故障就能直接影响发供电主要设备安全运行的辅助设备,其中电气设备包括与磨煤机、排粉机等配套电动机、消弧线圈、厂(所)用变压器、厂(所)用母线、3kV及以上隔离开关、互感器、避雷器、蓄电池等。