天天看點

科普 | 電力裝置有哪些?一次裝置和二次裝置又有什麼差別?

作者:國際能源網

我們的日常生活離不開電,那麼你知道電力裝置有哪些嗎?電力系統中的電力裝置有很多,根據他們在運作中所起的作用不同,通常将他們分為電氣一次裝置和電氣二次裝置。

電氣一次裝置

一次裝置是指直接生産、輸送、配置設定和使用電能的裝置,它們互相連接配接,構成發電、輸電、配電的電氣主回路。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。

常見的電力一次裝置主要有以下幾種:

01

隔離開關

隔離開關是一種主要用于“隔離電源、倒閘操作、用以連通和切斷小電流電路”,無滅弧功能的開關器件。具有明顯開斷點,有足夠的絕緣能力,用以保證人身和裝置的安全。但沒有專門的滅弧裝置,隻能通斷較小的電流,而不能開斷負荷電流,更不能開斷短路電流。隔離開關用于隔離電源,将高壓檢修裝置與帶電裝置斷開,使其間有一明顯可看見的斷開點。隔離開關與斷路器配合,按系統運作方式的需要進行倒閘操作,以改變系統運作接線方式。

02

互感器

電流互感器是依據電磁感應原理将一次側大電流轉換成二次側小電流來測量的儀器。電流互感器與變壓器類似,都是根據電磁感應原理工作,變壓器變換的是電壓,而電流互感器變換的是電流。測量用電流互感器(或電流互感器的測量繞組):在正常工作電流範圍内,向測量、計量等裝置提供電網的電流資訊;保護用電流互感器(或電流互感器的保護繞組):在電網故障狀态下,向繼電保護等裝置提供電網故障電流資訊。

電壓互感器也利用了電磁感應原理,是用來變換電壓的儀器。電壓互感器變換電壓的目的,主要是給測量儀表和繼電保護裝置供電,測量線路的電壓、功率和電能,或者線上路發生故障時保護線路中的貴重裝置、電機和變壓器。

03

斷路器

科普 | 電力裝置有哪些?一次裝置和二次裝置又有什麼差別?

斷路器主要用于保護電路免受電流過載、短路和電路故障等危險。是用來切斷和接通負荷電路,以及切斷故障電路的裝置,可以防止事故擴大,保證電路安全運作。還能夠用于配置設定電磁能,對開關電源路線及電機等進行維護。基本型電路斷路器的工作原理是電流能磁化電磁體,電磁體産生的磁力随電流的增強而增強,當電流增大到危險水準時,電磁體産生的磁力也相應增大,拉動與開關關聯裝置相連的金屬杆,使開關斷開,進而中斷電流,保護電路。

04

變壓器

科普 | 電力裝置有哪些?一次裝置和二次裝置又有什麼差別?

變壓器是利用電磁互感的原理變換電壓、電流和阻抗的器件。在電器裝置和無線電路中,常用作升降電壓、比對阻抗、安全隔離等。典型的應用就是發電廠到輸電網的升壓,中壓配電室的降壓。

05

電容器

電容器是儲存電量和電能(電勢能)的元件,通常與電感器共同使用形成LC振蕩電路。電荷在電場中會受力而移動,當導體之間有了媒體,就阻礙了電荷移動而使得電荷累積在導體上,造成電荷的累積儲存。通常用在耦合電路、濾波電路、退耦電路、高頻消振電路、LC諧振電路、旁路電路、中和電路、定時電路、積分電路、微分電路、補償電路、自舉電路、分頻電路中。在直流電路中,電容器起到斷路的作用。

06

電抗器

科普 | 電力裝置有哪些?一次裝置和二次裝置又有什麼差別?

電抗器作為一種電氣裝置,可以限制工頻過電壓、限制操作過電壓、限制短路電流及平波、潛供電流抑制、線路容性充電功率等。電力系統發生短路并産生短流電路時,電抗器就會通過自身的電降壓來維持電力系統的穩定。

07

中性點

中性點又稱“零點” 。是指三相或多相交流系統中星形接線的公共點。按運作需要它有接地或不接地等工作方式。從該點引出導線(又稱“中性線”)可獲得相電壓或作為多相整流裝置直流電源的負極。一旦發生相線接地(漏電後與大地接觸等事故),由于中性線與大地連接配接,就會産生較大短路電流,促使保護裝置(熔斷器、斷路器等)迅速切斷電路,避免更嚴重事故産生。

08

組合電器

組合電器是将兩種或兩種以上的電器,按接線要求組成一個整體而各電器仍保持原性能的裝置。結構緊湊,外形及安裝尺寸小,使用友善,且各電器的性能可更好地協調配合。按電壓高低可分為低壓組合電器及高壓組合電器。

09

電力電纜

電力電纜是用于傳輸和配置設定電能的電纜,電力電纜常用于城市地下電網、發電站引出線路、工礦企業内部供電及過江海水下輸電線。在電力線路中,電纜所占比重正逐漸增加。電力電纜是在電力系統的主幹線路中用以傳輸和配置設定大功率電能的電纜産品,包括1-500kV以及以上各種電壓等級,各種絕緣的電力電纜。

10

開關刀

刀開關又名閘刀,一般用于不需經常切斷與閉合的交、直流低壓(不大于500V)電路,在額定電壓下其工作電流不能超過額定值。常用的刀開關有HD型單擲刀開關、HS型雙擲刀開關(刀形轉換開關)、HR型熔斷器式刀開關、HZ型組合開關、HK型閘刀開關、HY型倒順開關和HH型鐵殼開關等。

11

母線

母線是指多個裝置以并列分支的形式接在其上的一條共用的通路。在電力系統中,母線将配電裝置中的各個載流分支回路連接配接在一起,起着彙集、配置設定和傳送電能的作用。母線按外型和結構,大緻分為硬母線、軟母線和封閉母線三類。母線采用銅排或者鋁排,其電流密度大,電阻小,集膚效應小,無須降容使用。電壓降小也就意味着能量損耗小,最終節約使用者的投資。

電氣二次裝置

二次裝置是指對一次裝置的工作進行監測、控制、調節、保護以及為運作、維護人員提供運作工況或生産指揮信号所需的低壓電氣裝置。包括熔斷器、控制開關、電能表、繼電器、控制電纜等。

常見的電力二次裝置主要有以下幾種:

01

電壓表

電壓表是測量電壓的一種儀器。電壓表内有一個磁鐵和一個導線線圈,通過電流後,會使線圈産生磁場,線圈通電後在磁鐵的作用下會發生偏轉,這就是電壓表的表頭部分。電流越大,所産生的磁力越大,表現出的就是電壓表上的指針的擺幅越大。

02

電流表

電流表是指用來測量交、直流電路中電流的儀表。電流表是根據通電導體在磁場中受磁場力的作用而制成的。

電流表内部有一永磁體,在極間産生磁場,在磁場中有一個線圈,線圈兩端各有一個遊絲彈簧,彈簧各連接配接電流表的一個接線柱,在彈簧與線圈間由一個轉軸連接配接,在轉軸相對于電流表的前端,有一個指針。指針偏轉。由于磁場力的大小随電流增大而增大,是以就可以通過指針的偏轉程度來觀察電流的大小。這叫磁電式電流表,就是我們平時實驗室裡用的那種。

03

功率表

功率表也叫瓦特表,是一種測量電功率的儀器。電功率包括有功功率、無功功率和視在功率。

未作特殊說明時,功率表一般是指測量有功功率的儀表。功率表的種類繁多,其中通過式功率表利用某種耦合裝置,如定向耦合器、耦合環、探針等從傳輸的功率中按一定的比例耦合出一部分功率,送入功率計度量,傳輸的總功率等于功率表訓示值乘以比例系數。

04

電能表

科普 | 電力裝置有哪些?一次裝置和二次裝置又有什麼差別?

電能表是用來測量電能的儀表,又稱電度表、火表、千瓦小時表,指測量各種電學量的儀表。使用電能表時要注意,在低電壓(不超過500伏)和小電流(幾十安)的情況下,電能表可直接接入電路進行測量。在高電壓或大電流的情況下,電能表不能直接接入線路,需配合電壓互感器或電流互感器使用。

當把電能表接入被測電路時,電流線圈和電壓線圈中就有交變電流流過,這兩個交變電流分别在它們的鐵芯中産生交變的磁通;交變磁通穿過鋁盤,在鋁盤中感應出渦流;渦流又在磁場中受到力的作用,進而使鋁盤得到轉矩(主動力矩)而轉動。

05

絕緣監察裝置

直流絕緣監察裝置裝置分為信号和測量兩部分,且均按直流電橋的工作原理進行工作的。它能在任一極的絕緣電阻降低時,自動發出燈光和音響信号,并且可利用它判斷出接地極和正、負極的絕緣電阻值。其作用是為了防止直流系統出現一點接地的運作。

交流絕緣監察裝置專門用于監視系統對地絕緣狀況的裝置。當系統中發生一相接地故障時,裝置中的三個相電壓表中,接地相電壓表訓示降低或為零、另兩相訓示升高或為線電壓。同時發出聲光報警信号。通知運作值班人員判斷、查找和處理。

06

中央信号裝置

中央信号裝置包括事故信号和預告信号,裝在變電所主要制室内的中央信号屏上。當變電所任一配電裝置的斷路器事故跳閘時,啟動事故信号;當出現不正常運作情況或操作電源故障時,啟動預告信号。其作用就是監視電氣裝置運作狀态的一種聲光訓示裝置,是電氣裝置安全運作的耳目。

07

繼電器

繼電器通常應用于自動化的控制電路中,它實際上是用小電流去控制大電流運作的一種“自動開關”。故在電路中起着自動調節、安全保護、轉換電路等作用。

08

自動裝置

自動裝置是指按照預先的設定,系統對各方面的要求,自動完成預定功能的裝置。作用是提高供電的可靠性、延續性。還可以提高電能品質和安全、經濟運作水準、減輕運作人員勞動強度。

09

蓄電池組

蓄電池組是一種獨立可靠的電源,它不受交流電源影響,在發電廠或變電站内發生任何事故時,甚至在全廠、全站交流電源都停電的情況下,仍能保證直流系統中的用電裝置可靠而連續地工作,且電壓平穩;同時還可以作為全廠、全站的事故照明電源,是保證供電電源不中斷的最後屏障。

10

直流發電機

直流發電機是把機械能轉化為直流電能的裝置。它主要作為直流電動機、電解、電鍍、電冶煉、充電及交流發電機的勵磁等所需的直流電機。雖然在需要直流電的地方,也用電力整流元件,把交流電變成直流電,但從使用友善、運作的可靠性及某些工作性能方面來看,直流電動機還不能和交流發電機相比。直流發電機的電勢波形較好,電磁幹擾較小、但由于存在換向器,其制造、維護複雜,價格較高。

11

矽整流裝置

可控矽整流器具有控制開關數千瓦乃至兆瓦級電功率的能力,是一種電源功率控制電器。常用于整流、開關、變頻、逆變等電路中。利用矽二極管的單向導通性,交流電的大小和方向是随時間周期性變化的,二極管的單向導通性使其電流隻能沿單一方向通過,進而使電流的方向統一,将反方向的電流濾過,進而達到整流的效果。

12

逆變器

逆變器是把直流電能(電池、蓄電瓶)轉變成定頻定壓或調頻調壓交流電(一般為220V,50Hz正弦波)的轉換器。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。

逆變器是一種DC to AC的變壓器,它其實與轉化器是一種電壓逆變的過程。轉換器是将電網的交流電壓轉變為穩定的12V直流輸出,而逆變器是将Adapter輸出的12V直流電壓轉變為高頻的高壓交流電;兩個部分同樣都采用了用得比較多的脈寬調制(PWM)技術。其核心部分都是一個PWM內建控制器,Adapter用的是UC3842,逆變器則采用TL5001晶片。TL5001的工作電壓範圍3.6~40V,其内部設一個誤差放大器,一個調節器、振蕩器、有死區控制的PWM發生器、低壓保護回路及短路保護回路等。

13

塞流線圈

塞流線圈也叫高頻阻波器,它是電力載波通信裝置中必不可少的組成部分,它與耦合電容器、結合濾波器、高頻電纜、高頻通信機等組成電力線路高頻通信通道。塞流線圈起到阻止高頻電流向變電站或支線洩漏、減小高頻能量損耗的作用。

線圈的電抗大小由兩個因素決定,一是電感,一是頻率。當頻率增大時,電抗增大,對于不同頻率的電流,在電感線圈中展現的感抗不同。高頻時阻抗大,因而電流小,難以通過線圈。塞流線圈就是由這個原理制成的。

14

變電站綜合自動化系統

變電站綜合自動化系統是指通過執行規定功能來實作某一給定目标的一些互相關聯單元的組合,變電站綜合自動化系統是利用先進的計算機技術、現代電子技術、通信技術和資訊處理技術等實作對變電站二次裝置的功能進行重新組合、優化設計,對變電站全部裝置的運作情況執行監視、測量。可以提高變電站安全、可靠穩定運作水準,降低運作維護成本,提高經濟效益,向使用者提供高品質電能服務。

繼續閱讀