-
专业部分
有功功率：
电能用于做功被消耗，它们转化为热能、光能、机
械能或化学能等，称为有功功率；
无功功率：
发电知识许多用电设备均是根据电磁感应原理工作
的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能
进行能量的
转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电
功率称为无功功率，所谓的
无功
并不是
无用
的电功率，只不
过它的功率并不转化为机械能、热能而已；因此在供用电系统中
除了
需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。无功功
率单位为乏
< br>(Var)
。
有功功率
P
与视在功率
S
的比
值，称为功率因数
cos
φ，
1
、
水力发电
水力发电原理：
水力发电是利用河流、湖泊等位于高处具有位能
的水流至低处，推动水轮机
旋转，将水流的位能转为水轮机的机
械能，再以水轮机为原动力，推动发电机产生电能。
由于水力发
电厂所发出的电力电压较低，要输送给距离较远的用户，就必须
将电压经过变压器增高，再由空架输电线路输送到用户集中区的
变电所，最后
降低为适合家庭用户、工厂用电设备的电压，并由
配电线输送到各个工厂及家庭。
水电站：
水电站
是将水能转换为电能的综合工程设施
。水库和水
电站引水系统、发电厂房、机电设备等。水库的高水位水经引水
系统流入厂房
推动水轮发电机组发出电能，再经升压变压器、开
关站和输电线路输入电网。
对水力发电的认识
：水能是一种取之不尽、用之不竭、可再生的
清洁能源，对环境冲击较小。水力发电除可
提供廉价电力外，还
有控制洪水泛滥、提供灌溉用水等优点，
水
力发电是利用河流、
湖泊等位于高处具有位能的水流至低处，推动水轮机旋转，将水
流的位能转为水轮机的机械能，再以水轮机为原动力，推动发电
机产
生电能。由于水力发电厂所发出的电力电压较低，要输送给
距离较远的用户，就必须将电
压经过变压器增高，再由空架输电
线路输送到用户集中区的变电所，最后降低为适合家庭
用户、工
厂用电设备的电压，并由配电线输送到各个工厂及家庭。
水轮机的作用：水轮机是把水流的能量转换为旋转机械能
的动力
机械，它属于流体机械中的透平机械。
水轮机的分类：冲击式水轮机和反击式水轮机两大类。
冲击式水轮机的转轮受到水流
的冲击而旋转，
工
作过程中水流的压力
不变，主要是动能的转换；
反击式水轮机的转轮在水中受到水流
的反作用力而旋转，工作过
程中水流的压力能和动能均有改变，但主要是压力能的转换。
调速器：调速器的主要作用是调节
发电机频率和有功负荷。具体
说，水轮机调节的基本任务，就是根据电网负荷的变化，不
断地
相应调节水轮发电机组有功功率的输出，以维持机组转速或频率
在规定范围内。
水轮机调速器的类型：根据水轮机类型的
不同，有单调和双调两
种。
（
1
）
混
流式、
轴流定浆式、
和贯流定浆式都是靠导水机构调节进
入水轮机的流量，为单调。
（
2
）
（
2
）转浆式、斜流式机组，除有除有
调节流量的导水机构
外，
还有按导叶开度和水头变化而改变转轮
叶片转角的调节
机构，
可使水轮按最优效率运行。
有两套调节机构，
为双调。
（
3
）
折
向器：
当线路或设备发生故障，
发电机需甩掉部分和全部
负荷而要快速调节流量时，
折向器可快速改变射流方向，
从
而使冲射到轮上的射流减小
，
喷嘴内的喷针便按规定的速度
移到相应的位置
.
（
4
）
油、水、气系统
油系统
< br>油系统是水电站必不可少的辅助系统之一，
它分为透平油和
绝缘油。油系统的配置视水电站的规模而有不同，在一般的小型
水电站中，它的作用是
：绝缘、冷却、润滑，调速系统液压操作
及立式机组的电站中还有开机前顶转子之用。<
/p>
水系统
水系统主要作为水冷式发电机的冷却循环用水，用冷水
来带
走发电机产生的热量，防止过热和降低损耗。另外还包括消防用
水和部分生活用水，一般在尾水取得。
气系统
A
用于开机之前顶起转子
.
B
用于机组检修和清扫工作
.
C
在调速器系统中创造适合的油气比例，用于操作和自动控
制
.
水轮发电机时指以水轮机为原动
机将水能转化为电能的发电机。
水流经过水轮机时，将水能转换成机械能，水轮机的转轴
又带动
发电机的转子，将机械能转换成电能而输出。是水电站生产电能
< br>的主要动力设备。
水轮发电机由水轮机驱动。它的转子
短粗，机组的起动、并网所
需时间较短，运行调度灵活
水轮发电机的转速将决定发出的交流电的频率，为保证这个频率
的稳
定，就必须稳定转子的转速。为了稳定转速，可采用闭环控
制的方式对原动机（水轮机）
转速进行控制，即将发出的交流电
的频率信号采样，并将其反馈到控制水轮机导叶开合角
度的控制
系统中，去控制水轮机的输出功率，通过反馈控制原理，就可以
让发电机的转速稳定了。
水轮发电机按轴线位置可分为立式与卧式两类。
大中型机组一般采用立式布置，卧式布置通常用于小型发电机
组
和贯流式机组。
水轮发电机由转子、定子、机架、推力轴承、导轴承、冷却器
、
制动器等主要部件组成。定子主要由机座、铁芯和绕组等部件组
成。定子铁芯用冷轧硅钢片叠成，按制造和运输条件可做成整体
和分瓣结构。
水轮发电机铭牌上标示的主要参数有型号、
容量、电压、电流、
转速各温升。标示的型号以定子铁芯外径、磁极个数及额定容量
等用一定的格式排列表示的；而标示的容量、电压、电流、转速
和温
升等都是该台发电机的额定值。即能保证发电机正常连续运
行的最大限值。
型号：国产发电机型号的含义是□□□□<
/p>
-
□
/
□
其中：第
1
、
2
、
3
个框为型式（
SF
为立式空冷，
SFS
为立式
水内冷，
SFW
为卧式，
SFG
为贯流式水轮
发电机，
SFD
为水轮机
-
电动机）
；第
4
个框为额
定容量（
MW
）
；
第
5
个框为磁极个数；第
6
个框为定子铁芯外径（
cm
）
。
额定电压：常用符号
Ue
表示，系指发电机正常运行时长期安全工
作的最高定子绕组线电
压，单位是
KV
。
< br>额定电流：常用符号
Ie
表示，系指发电机正常工作连续
运行的最
大工作电流，即指额定情况下发电机以此电流运行其温升不会超
过允许范围，其单位是
A
或
K
A
。
额定功率：常用符号
Pe
表示，指发电机在额定运行情况下输出的
有功
功率，单位是
KW
。
额定转速：常用符号
Ne
表示，转子正常运行时的转速
，单位为
r/min
。
额定温升：常用符号
T
表示，指发电机某部分的最高
温度与额定
冷却介质温度差值，额定温升的确定与发电机绝缘的等级以及测
量温度的方法有关，我国规定的额定冷却介质温度为
40
℃。
额定频率：我国规定的额定频率为
< br>50Hz
。
励磁系统供给发电机励磁电流的直流电源及其附属部件，统称为
水轮发电机的
励磁系统。
励磁系统是水轮发电机的重要组成部分，
它的特性好
坏直接影响到同步发电机运行的可靠性和稳定性。其
主要作用是调节发电机电压和无功功
率。具体说，在电力系统中，
自动调节励磁装置的主要作用有以下几种：※保持电压恒定
；※
实现并列运行机组间无功功率的合理分配；※提高电力系统工作
的稳定性及输电线路的输电能力；※提高带时限继电保护装置的
灵敏性和可靠性；※
限制水轮发电机突然甩负荷时电压上升；※
根据电力系统需要，实现对同步发电机不同的
励磁控制方式。
电力系统的运行必须满足下列基本要求：
保证完成国家的生产计划（发电量和热能供应）
，满足规定的最大
< br>负荷。
保证供电的可靠性。
保证电能质量。电压和频率应在允许的范围内变化。
保证运行的最大经济性。
保证运行人员和设备的安全。
电力系统的运行状态
<
/p>
系统运行分为正常运行状态与异常运行状态。其中，正常
状态又分
为安全状态和警戒状态；异常状态又分为紧急状态和恢
复状态。电力系统运行包括了所有
这些状态及其相互间的转移。
各种运行状态之间的转移需通过不同控制手段来实现。
电力系统的负荷曲线
按种类分为有功和无功负荷曲线，按时间长短分为
日负荷
曲线和年负荷曲线，按描述负荷范围分为用户的、地区的和电力
< br>系统的负荷曲线
电力系统的负荷
电力系统负荷是指电力系统所有用电设备消耗功率的综合
用电负荷；综
合用电负荷是指工业、农业、交通运输业、市政生
活等各方面消耗的功率之和；供电负荷
是指电力系统的综合用电
负荷加上网损，即发电厂供出的负荷；发电负荷是指供电负荷再
加上发电厂厂用电就是发电机应发出的功率。
系统调度
电能生产、供应、使用是在瞬间完
成的，并需保持平衡。因
此，它需要有一个统一的调度指挥系统。这一系统实行分级调度
、
分层控制。其主要工作有：
①预测用电负荷；
②分派发电任务，确定运行方式，安排运行计划；
③对全系统进行安全监测和安全分析；
④指挥操作，处理事故。完成上述工作的主要工具是电子
计算
机。
三、倒闸操作常用术语
⒈常用名词解释
⑴开关：空气、多油
、少油、六氟化硫等各种类型断路器的统称。
⑵刀闸：各种形式的隔离开关的统称。
⑶接地刀闸：特指与大地连接的隔离开关，简称地刀。
⑷合上：是指各种开关、刀闸、地刀通过人工操作使其由分闸位
置转为
合闸位置的操作。
⑸断开：是指各种开关通过人工操作使其由
合闸位置转为分闸位
置的操作。
<
/p>
⑹拉开：是指各种刀闸、地刀通过人工操作使其由合闸位置转为
分
闸位置的操作。
⑺跳闸：开关不
经操作，由合闸变为分闸，以及由此而导致的
设备退出运行状态。
⑻代路：用旁路开关代替其他开关运行的操作。
⑼起动：继电保护装置或安全自动装置达到整定值而开始逻
辑
功能。
⑽动作：
继电保护装置或安全自动装置发出使开关跳闸的信号。
二、光伏发电
光伏发伏发电原理：光伏发电是利用光伏效应发电的，光伏效应
的全称是
“光生伏特效应”，说的是光子照射到金属上时，它的
能量可以被金属
中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，
能克服金属内部引力做功，离开金属表面
逃逸出来，成为光电子。
光伏发电就是利用了这个原理，将太阳能电池板串联起来
形成太
阳能电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装
置。
组成
：太阳能电池板（将太阳能转化为电能）
、
控制器
（控制整个
工作系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电和过放电保护）
、蓄
电池（储存电能）
、逆变器（直流转为
交流
DC
—
AC
）
目前的主要的太阳能电池是硅太阳能电池
优点：普遍性、无污染
缺点：占地面积较大、成本高
变电站
变
电站作用：变电站是电力系统的一部分，具有变换电压、接受和分
配电能、
控制电力的流向和调整电压的电力设施，
他通过将各级电压
< br>的电网联系起来。
变电站组成：变电站主要是有：电气
设备（一次设备、二次设备）
、
建筑工程
（控制间、
设备间、
生活配套设施等等）
、
其他项目工程
（安
全监视系统、
消防监视系统）等。
变电站的形式
：室内型、室外型、地下型。
AIS
型（高压设备全部安
装于空气中）
、
GIS
型（把各类高压电气设备封闭在
密封的容器内）
、
HGIS
型（原理与
G
IS
基本相同，区别在于
HGIS
只将
断路器、隔离开
关、接地开关、集成一组模快，整体封闭于充满绝缘气体的容器中）
变电站的主接线形式
变电站的主接线
是根据各变电站的地位及主要性、
电压等级、
容量及
规模大小等而确定的。但是总的原则是；一可靠性、二灵活性、三经
济性。
6-220KV
电压等级的高
压配电装置的基本接线及适用范围。
单母线接线；
（
1
）优点；接线简单清晰、设备少、操作方便
、便于扩建和
采用成套配电装置。
（
2
）缺的；不够灵活可靠，任一元件
故障或检修，均需使整
个配电装置停电。
（
3
）
适用范围；
一般只使用一发电机或一台主变的以下
三
种情况；
1
）
6-10KV
配电装置的出线回路
数不超过五回。
2
）
35-63KV
配电装置的出线回路数不超过三回。
3
）
110-220KV
配电装置的出线回路数不超过两回。
单母线分段接线
（
1
）优点；
1
）
用断
路器把母线分段后对重要用户可以从不同段引
出两个回路，有两个电源供电。
2
）当一段母线
发生故障，分段断路器自动将故障段
切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户
停电。
（
2
）缺的；
1
）
当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，
该段
母线的回路都要
在检修期间停电。
2
）当出线为双回路时，常使架空线路出现交差跨越。
3
）扩建时需向两个方向均衡扩建。
（
3
）适用范围；
1
）
6-10KV
配电装置的出线回路数为
6
回及以上时。
2
）
35-63KV
配电装置的出线回路数为
4-8
回时。
3
）
110-220KV
配电装置的出
线回路数为
3-4
回时。
双母线接线
（
1
）优点；
1
）供电可靠。
2
）调度灵活。
3
）扩建方便。
4
）便于试验。
（
2
）缺的；
1
）增加一组母线和使每回路需要增加一组母线隔离开关。
2
）当母线故障或检修时，隔离开关作为倒
换操作电气，容
易误操作。需加连锁装置。
（
3
）适用范围；
当出线回路数或母线上电源较多、输送和窜越功率较
大、
< br>母线故障后要求迅速恢复供电、
母线或母线设备检修时不允许影
< br>响对用户的供电、系统运行调度对接线的灵活性有一定要求时采用。
1
）
6-10KV<
/p>
配电装置
,
当短路电流较大、出线需要带
电抗器
时。
2
）
35-63KV
配电装置
,
当出线回路数超过
8
回时；
或链接的
电源较多、负荷较大时。
3
）
110-220KV
配电装置出线
回路数为
5
回及以上时；或当
110-
220KV
配电装置，在系统中居重要地位，出线回路数为
4<
/p>
回以上
双母线分段接线
<
/p>
当
220KV
进出线回路数甚多时，
双母线需要分段。
分段原则
是：
（
1
）当进出线回路数为
10-14
回时，在一组母
线上用断路器分
段。
（
2
）
当进出线回路
数为
15
回及以上时，
两组母线均用断
路器分
段。
（
3
）在双母线分段接线中，均装设两台母联兼旁路断
路器。
（
< br>4
）为了限制
220KV
母线短
路电流或系统解列运行的要求，可
根据需要将母线分段。
增设旁路母线或旁路隔离开关的接线
此种接线有；单母线带旁路、双母线带旁路。也有忧缺点。
<
/p>
变压器
-
线路单元接线
< br>
各有忧缺点。
侨形接线
分内桥和外侨接线
各有忧缺点。
3-5
角形接线
各断路器互相链接而闭合成环形，对于大电厂、
高电压变电
站，从而保证了供电的可靠性。但接线比较复杂，继电保护配置也比
较复杂，有的回路连着三台断路器。我国个别水电厂使用此方案，后
期没
有推广。
其他接线
在个别大型电厂和枢纽变电站及超高压为了可靠性
还有采用
一台半断路器等接线。
此种接线比较复杂，
继电保护配置也比较复杂，