2013年造价工程师（安装）复习资料：工程供电系统设备

2013年造价工程师（安装）复习资料：工程供电系统设备

　一、开关设备
　　工程供电系统设备即高压开关设备。高压开关设备主要用于关合及开断3kV及以上正常电力线路，以输送及倒换电力负荷；从电力系统中退出故障设备及故障线段，以保证电力系统安全、正常运行；将两段电力线路以至电力系统的两部分分隔开；将已退出运行的设备或线路进行可靠接地，以保证电力线路、设备和运行维修人员的安全。
　　高压开关（电器）设备的器件主要有断路器、重合器、分段器、负荷开关、接触器、熔断器、隔离开关和接地开关等，以及上述产品与其他电器的组合产品。它们在结构上相互依托，有机地构成一个整体，如隔离负荷开关、熔断器式开关、敞开式组合电器等。
　　（一）断路器
　　高压断路器也称高压开关，是高压供电系统中最重要的电器之一。高压断路器具有一套完善的灭弧装置，能在有负荷的情况下接通或断开电路;在系统发生短路故障时，能迅速切断短路电流。
　　1、分类和性能
　　按安装地点分为户内式和户外式。按用途分为发电机保护用断路器、线路用断路器和供电用断路器。按灭弧形式的不同高压断路器分为压缩空气断路器、油断路器、六氟化硫(SF6)断路器、真空断路器等。目前用的较多的是少油断路器、真空断路器和六氟化硫断路器。
　　掌握压缩空气断路器、油断路器、六氟化硫(SF6)断路器和真空断路器的性能特点。
　　2、基本结构
　　断路器的类型虽然很多，结构也不相同，但基本上都由通断元件、中间传动机构、绝缘支撑件和基座构成。通断元件是断路器的核心部分。
　　3、对断路器的基本要求（略）
　　（二）其他开关设备
　　1、隔离开关与接地开关
　　（1）隔离开关的用途与分类。隔离开关在分闸位置时，被分离的触头之间有可靠绝缘的明显断口；在合闸位置时，能可靠地承载正常工作电流和短路故障电流。它主要为满足检修和改变线路连接的需要，用来对线路设置一种可以开闭的断口。隔离开关的具体用途是检修与分段隔离、倒换母线、分合带电电路、自动快速隔离。
　　（2）接地开关的用途与分类。接地开关是用以将回路接地的一种机械式开关装置。它主要用来保护检修工作的安全。接地开关按安装场所的不同，分为户内与户外型；按操作方式不同，分为用钩棒和用操动机构；按使用特性不同，分为一般接地开关与快速接地开关。
　　2、敞开式组合电器。敞开式组合电器由几种常规的高压电器按主接线要求，在结构上相互依托借用，有机地构成一个整体。其中各电器仍不变原有性能和基本特点，产品结构紧凑，占场地少。但目前习惯上仅指以隔离开关为主体，将隔离开关的静触头置于相邻的组合元件上，从而减少绝缘支柱，缩小整体安装场地的一种电器装置。被组合的有：电流互感器、电压互感器、电缆终端等，有时亦包括同类隔离开关和断路器。
　　3、负荷开关、接触器、熔断器及其功能组合
　　（1）负荷开关
　　负荷开关是指关合、开断及承载运行线路正常电流（包括规定的过载电流）、并能关合和承载规定的异常电流（如短路电流）的开关设备。
　　负荷开关的品种很多，通常按灭弧介质和灭弧方式分类。
　　（2）接触器
　　接触器是指除手动操作外只有一个休止位置，能关合、承载正常电流及规定的过载电流的开断和关合装置。借助于锁扣装置，可防止运动元件返回休止位置，使锁扣接触器获得了第二个休止位置。
　　接触器适用于控制操作频繁的回路，主要控制对象为高压电动机、变压器和电容器组等。接触器与限流熔断器组合作为电动机的控制和保护，其技术简便，效果更佳。
　　（3）熔断器 
　　熔断器是电力系统中过载和短路故障的保护设备，当电流超过给定值一定时间，通过融化一个或几个特殊设计和配合的组件，分断电流来切断电路。熔断器具有结构简单、体积小、价格便宜、维护方便、保护动作可靠和消除短路故障时间短等优点；但也有如不能分合操作、动作后需更换熔断件、易造成单相供电等不足之处。
　　（4）功能组合
　　负荷开关、接触器的功能限于控制，而熔断器的作用则是故障短路电流的一次性保护。电力系统中的设备往往需要控制和保护两种功能兼备，加之单一功能的电器动作简捷、价格低廉等优点，促成了这些控制元件与保护元件功能组合的广泛使用。控制和保护元件串联使用是最简单的功能组合。
　　4、操动机构
　　操动机构是高压开关的重要组成部分，当它接受操作指令后，能使开关设备准确地合闸和分闸。操动机构一般以操动触头系统分合闸时的主要驱动能源来进行分类，有人（手）力、电动机、电磁、弹簧、液压、气动、重锤操动机构。其中，人（手）力、电动机操动机构直接操动时只能做成慢速机构，操动开关产品的分合闸时间在0.5S以上或更长，其余的一般做成快速机构，分闸时间多在0.1S以下。
　　5、防爆配电装置的分类与特点
　　按产品防爆措施的不同，可确定防爆配电装置的不同型式，如隔爆型、增安型、正压型等。防爆产品有两类：I类——煤矿用；II类——工厂用。II类防爆产品按其适用于爆炸性气体混合物的最大试验安全间隙或最小点燃电流比划分为A、B、C三类，按其最高表面温度，划分为T1～T6六组。
防爆配电装置的组成与金属封闭开关设备相同，由配电所需的控制、保护与测量等一次元件及相应的仪表和继电保护等二次元件组成。一次元件通常包括断路器（或负荷开关）、隔离开关（或隔离插头）、互感器、母线与电缆头等。
　　6、金属封闭开关设备
　　金属封闭开关设备（简称开关柜）是由封闭于接地的金属外壳内的主开关（如断路器）、隔离开关（或隔离触头）、互感器、避雷器、母线等一次元件及控制测量、保护装置组成的成套电器。
　　7、气体绝缘金属封闭开关设备
　　气体绝缘金属封闭开关设备是指采用（至少部分地采用）高于大气压的气体作为绝缘介质的金属封闭开关设备，简称GIS。GIS是由断路器、隔离开关、电压互感器、避雷器、母线、电缆终端盒或（和）出线套管等高压电器元件按主接线要求组合而成的。功能单元是GIS的基本组合单元。GIS外壳的主要作用为：（1）气体容器。（2）接地电极。（3）安全保护。（4）散热。（5）机械支撑。
　　8、预装式变（配）电站
　　预装式变（配）电站（以下简称：预装式电路）由高压电器设备、电力变压器、低压电器设备及其相互的联接和辅助设备紧凑组合而成。通常按主接线和元器件要求不同，以一定方式布置于一个或几个箱体内，故又称箱式变电站。
　　与常规变（配）电站不同，预装式电站是由工厂设计和制造，并经过型式试验的考核，具有结构紧凑、占地少、可靠性高、安装简捷、标准化系列性强、易于与环境协调、使用灵活、便于移动等特点。主要用于电压为3～35kV（特别是10 kV）的系统，作接受分配输入的电能和向用户提供低压电能之用。

二、变配电设备
　　变压器是一种静止的电器设备，它的作用是交换交流电的电压。将电网送来的高压电经变压器降为适合需要的低电压以满足各用电设备的需要，称为降压变压器；将发电机发出的较低电压经变压器升压后送至电网以减少电能输送的损耗，称为升压变压器。变压器应用范围广泛、类别很多。应用最广泛的有电力变压器、自藕变压器、感应变压器、仪表用的互感器、专用变压器、（如电炉高压器、整流变压器、实验变压器）等
　　（一）电力变压器
　　电力变压器结构型式有各种不同分类方法，如按铁心结构可分为心式变压器和壳式变压器；按相数可分为单相变压器和三相变压器；按绕组数量可分为双绕组和三绕组变压器；按绝缘介质可分为油浸式变压器和干式（空气绝缘、SF6气体绝缘和浇注绝缘）变压器；按冷却方式可分为空气冷却变压器、油自然循环冷却变压器、强迫油循环冷却变压器、强迫油循环导向冷却变压器和水冷却变压器。
　　（二）特种变压器
　　1、干式变压器
　　用途和特点：干式变压器的铁心和绕组都不浸在任何绝缘液体中，它一般用于防火要求较高的场合。小容量、低电压的特种变压器，为了便于可靠运行和正常维护，也可作成干式。
　　2、变流（整流、换流）变压器。变流主要有整流和逆变两种方式。变频通常也由整流和逆变两个环节构成。整流的用途最为广泛
　　3、电炉变压器
　　电炉变压器的特点是二次电压低，仅数十伏至数百伏，并要求能在较大范围内调节；二次电流往往达数千安至数万安。
　　4、高压试验变压器。高压试验变压器可用于作工频、冲击和直流高压试验。
　　5、矿用变压器
　　矿用一般型变压器使用于通风良好的煤矿矿井井口或其它无爆炸危险的矿区。
　　6、其它特种变压器
　　船用变压器用于船舶照明和配电。要求产品能防潮、防霉、防盐雾并能耐受强烈的冲击和震动。容量较小的多采用环氧树脂浇注式，较大的则采用干式开启式。
　　（三）互感器
　　互感器是电力系统中供测量和保护用的重要设备，分为电压互感器和电流互感器两大类。互感器的作用为：
　　1、向测量、保护和控制装置传递信息；
　　2、使测量、保护和控制装置与高电压相隔离；
　　3、有利于仪器、仪表和保护、控制装置小型化、标准化。
　　按用途分为测量用和保护用；安装置种类分为户内和户外；按绝缘介质分为干式绝缘、油绝缘、浇注绝缘、气体绝缘等；按相数分为单相和三相；按绕组数分为双绕组和多绕组。
　　（四）调压器
　　调压器是一种能给负载以可调电压的调压电源。它能将一不可调节的电网配电电压转变为任一可在一定范围内平滑无级调节的负载电压。根据电磁原理与结构的不同，有接触调压器、感应调压器、磁性调压器和移圈调压器之分。
　　三、蓄电池与直流系统
　　（一）蓄电池
　　变电所中的继电保护、信号装置和开关设备的操作除交流电源之外，还可以用直流电源，蓄电池是产生直流电的一种装置，是一种储存电能的设备。蓄电池按其结构可分为分口型和闭口型两种。按蓄电池的电解液可分为酸性和碱性蓄电池两种。按用途可分为固定型蓄电池、启动用蓄电池、动力牵引用蓄电池等。
　　（二）直流系统
　　整流装置是将交流电转换成直流电的一种装置。硅和可控硅整流装置是目前整流装置中比较理想的新型产品，优点很多，是发展方向，成套装置已趋向系列化、标准化　四、有线电视系统设备
　　（一）系统的接受天线  
　　天线虽然有各种各样的形式，但最基本的形式只有一种，即半波偶极子天线，可由半波振子天线组成各种不同型式的复杂天线。主要有八木天线、双环天线、菱形天线、X形天线、组合天线。
　　(二) 前端设备    
　　前端设备包含从天线到分配系统的所有部件，它是系统的心脏，主要由放大器、混合器、分配器天线放大器、信号处理器等组成。前端设备系根据天线输出电平的大小和系统的要求来设计的。其输出质量的好坏是整个系统的关键。    
　　1、前端设备部件 。包括：放大器、信号处理器、解调器与调制器、混合器与分波器。
　　2、辅助设备 。包括：衰减器、均衡器、滤波器、导频信号发生器。
　　3、前端设备的组成形式
　　前端设备的组成形式取决于前端设备的输入电平及前端的输出电平。主要有直接混合式、前端放大-混合式、放大-放大-混合式、放大-混合-放大式、放大混合-混合-放大式。
　　4、前端设备的供电
　　前端设备一般都为有源器件，有源器件的供电，多采用两台稳压电源设备集中供电，并加一套自动控制系统，若一台电源设备故障，另一台电源设备自动接通，保证系统正常工作。对天线放大器的供电，是由专用的天线电源，馈入18V交流。天线电源一般都安装在室内，由信号电缆馈电。
　　（三）信号传输分配系统
　　信号传输分配系统实际上是一个信号电平的有限分配网络，它由分配器、线路放大器、分支器、传输电缆、用户终端器件等组成。
　　五、火灾探测器
　　（一）探测器 
　　探测器俗称探头，有二十多种。通常分为四类：感烟式火灾自动探测器、感温式火灾自动探测器、光电式火灾自动探测器、可燃气体式火灾自动探测器等。它们都是把烟雾浓度、温度、光亮度等物理量转变为电的信号，通过导线传到控制机构。
　　（二）探测器的保护范围设计及选型
　　当无特殊要求时，可按下列原则确定：
　　感烟探测器：安装高度H£6m,保护半径R£5.8m
　　感烟探测器：安装高度H£12m,保护半径R£6.6m
　　感温探测器：安装高度H£8m,保护半径R£4.4m
　　气体探测器：测量气体密度<1,保护半径R<8.0m
　　安装在顶棚上的探测器的设置应符合下列规定：
　　在探测器周围0.5m以内不应有遮挡物，如书架文件柜等。探测器距墙壁、梁边或防烟通道垂壁的净距不应小于0.5m。距顶棚多孔风孔口的净距不应小于0.5m，距圆形、方形（矩形）和条形送风口边缘的净距不应小于1.5m。距防火门、防火卷帘门的距离为1～2m。距装扬声器的净距不应小于0.1m，距暗装灯具的净距不应小于0.2m。感温探测器距高温灯具，比如采用卤钨灯或光源功率大于100W的白炽灯，净距不应小于0.5m。距自动喷水灭火喷头的净距不应小于0.3m。净高£2.2m且面积不大于10m2的狭小房间，应将探测器安装在入口附近。
　　在与厨房、开水间或浴室等房间的通道上安装探测器时，应避开房间入口边缘1.5m以上。当梁间净距小于1m时，可视为平顶棚，探测器宜安装在梁下。装有大于100mm×100mm格栅吊顶时，探测器可安装在吊顶上侧。但安装在吊顶上侧的探测器距格栅吊顶下表面的距离不宜大于1m。
　　1、感烟探测器的选型  
　　探测器按灵敏度可分为三级。一级灵敏度的探测器一般是绿色，用于禁烟的场所；二级灵敏度的探测器是黄色，用于一般客房、宿舍、办公室等；三级灵敏度的探测器是红色，用于可以抽烟的地方，如走廊、楼梯间、吸烟室等。在下列场所不宜选用感烟型探测器：经常有烟雾处、多尘、多粉末、多蒸汽等，这些地方宜采用感温型探测器。有时为了提高火灾报警的可靠性，把感烟型和感温型探测器联合使用。
　　2、探测器数量的确定  
　　原则上应使警戒区内都能被探测器一览无遗。首先，应从手册或产品样本上查出每一种探测器的保护面积Sr（m2）,按下列式计算探测器的总数N： 
　　式中S­——警戒区域总面积（m2）；
　　K——安全系数，一般取0.7～ 0.8。