1、变电所的作用：变电所是连接发电厂 、电网和电力用户的中间环节
，主要有汇集和分配电力
、控制操作、升降电压等功能。2 、变电所的构成：变压器
、高压配电装置、低压配电装置和相应建筑物 。3 、变电所分类

⑴按作用分类

①升压变电所：建在发电厂和发电厂附近，将发电机电压升高后与电力系统连接 ，通过高压输电线路将电力送至用户
。

②降压变电所：建于电力负荷中心
，将高压降低到所需各级电压，供用户使用。

③枢纽变电所：汇集电力系统多个大电源和联络线路而设立的变电所 ，其高压侧主要以交换电力系统大功率为主
，低压侧供给工矿企业和居民生活用电等 。⑵按管理形式分类

①有人值班变电所：所内有常驻值班员，对设备运行情况进行监视
、维护、操作 、管理等 ，此类变电所容量较大
。

②无人值班变电所：不设常驻值班员
，而是由别处的控制中心通过远动设备或指派专人对变电所设备进行检查
、维护，遇有操作随时派人切换运行设备或停、送电。⑶按结构型式分类

①屋外变电所：一次设备布置在屋外 。高压变电所用此方式
。

②屋内变电所：电气设备均布置在屋内 ，市内居民密集地区或污秽严重的地区 、电压在110KV以下用此方式。⑷按地理条件分类

地上变电所、地下变电所 。4
、变电所的规模

按电压等级、变压器总容量和各级电压出线回路数表示
。

电压等级以变压器的高压侧额定电压表示
，如35 、110
、220、330 、500KV变电所。

变压器总容量通常以全所主变压器的容量总和来表示 。

各级电压出线回路数，根据变电所的容量和工业区用户来确定。如一变电所有5条35KV输电线路
、4条110KV输电线路、3条10KV用户配电线路 ，该所共有出线12回
。5 、变电所的电气一次设备构成：变压器
、断路器、隔离开关 、电流互感器
、电压互感器、架空母线 、消弧线圈、并联电抗器
、电力电容器、调相机等设备。

6 、变压器

⑴作用：变换电压，将一种等级的电压变换成同频率的另一种等级的电压 。⑵变压器的分类

①按相数分：单相变压器
、三相变压器
。

②按用途分：升压变压器、降压变压器和联络变压器。

③按绕组分：双绕组变压器（每相各有高压和低压绕组） 、三绕组变压器（每相有高
、中、低三个绕组）以及自耦变压器（高 、低压侧每相共用一个绕组
，从高压绕组中间抽头）⑶变压器结构

①铁芯：用涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成，用以构成耦合磁通的磁路 ，套绕组的部分叫芯柱
，芯柱的截面一般为梯形，较大直径的铁芯叠片间留有油道 ，以利散热
，连接芯柱的部分称铁轭 。

②绕组：是变压器的导电部分，用绝缘材料的铜线或铝线绕成圆筒形 ，然后将圆筒形的高
、低压绕组同心地套在芯柱上
，低压绕组靠近铁芯，高压绕组在外边 ，这样放置有利于绕组铁芯间的绝缘
。

③分接开关：利用改变绕组匝数的方法来进行调压。将绕组引出的若干个抽头叫分接头
，用以切换分接头的装置称分接开关；分接开关又分为无载分接开关和有载分接开关，无载分接开关只能在变压器停电情况下 ，才能切换；有载分接开关可以在带负荷情况下进行切换 。

④保护装置：

a、储油柜（油枕）：调节油量，减少油与空气间的接触面
，从而降低变压器油受潮和老化的速度
。

b 、吸湿器（呼吸器）用以保持油箱内压力正常，吸湿器内装有硅胶 ，用以吸收进入油枕内空气中的水分。

c
、安全气道（防爆筒）：它的出口处装有玻璃或薄铁板
，当变压器内部发生故障时，油气流冲破玻璃向外喷出 ，以降低油箱内压力
，防止爆破 。

d、气体继电器：当变压器内部故障时，变压器油箱内产生大量气体使其动作 ，切断变压器电源
，保护变压器
。

e 、净油器（热虹吸过滤器）：利用油的自然循环，使油通过吸附剂进行过滤、净化 ，防止油的老化。

f
、温度计：用以测量监视变压器油箱内上层油温
，掌握变压器的运行状况 。⑷变压器的冷却

①油浸自冷式：铁芯和绕组直接浸于变压器箱体的油中，变压器在运行中产生的热量经变压器油传递到油箱壁和散热器管 ，利用管壁和箱体的辐射和周围空气对流，把热量带走
，从而降低变压器温升。

②油浸风冷式：为了加快变压器油的冷却，在散热器上装有风扇 ，以加速空气的对流
，使油迅速冷却，达到降低变压器温升的目的
。

③强迫油循环风冷或水冷式：装有特殊油泵 ，强迫油在散热器内循环
，用风扇加速散热器冷却或利用特制设备将水通过散热器将变压器油内热量带走，达到冷却变压器的目的。7、断路器

⑴断路器的作用：通过断路器将设备投入（接通）或退出（断开）运行 。当电气设备或线路发生故障时 ，由继电保护动作控制断路器
，使故障设备或线路从电力系统中迅速切除，保证电力系统内无故障设备的运行
。

⑵断路器的构成：开断元件 、支持绝缘的元件
、传动元件、基座以及操动机构组成。

⑶断路器分类

①按电压等级分类：按电压等级分有高压断路器（10 、35
、110、220 、330
、500KV）和低压断路器（400V） 。

②按灭弧介质分类：少油或断路器（油仅用来灭弧 ，带电部分的绝缘用瓷或有机绝缘材料
，用油少）、多油式断路器（油既作绝缘，又用来灭弧 ，用油多） 、空气断路器（用压缩空气既作绝缘，又用来灭弧）
、真空断路器、六氟化硫断路器（以SF6气体作灭弧和绝缘）以及自动产气和磁吹断路器等
。

③按安装环境分类：屋外式和屋内式。⑷断路器的主要技术参数和运行基本要求

⑴主要技术参数：额定电流 、额定电压、额定开断电流
、分闸时间、合闸时间以及动稳定和热稳定电流等 。

⑵运行基本要求：工作可靠性 、足够的开断能力
、满足电力系统要求的分闸时间、能实现重合闸 、结构简单
、价格低
。

8、隔离开关

⑴隔离开关的作用：将电气设备与带电部分隔离开
，以保证电气设备能安全地进行检修或故障处理；改变运行方式（如在双母线接线的电路中，可将设备或线路从一组母线切换至另一组母线上）⑵隔离开关的分类

①按安装地点分类：屋内型和屋外型

②按绝缘支柱数目分类：单立柱式 、双立柱式
、三柱式。

③按用途分类：输配电用、发电机引出线用 、变压器中性点接地用和快分用四种 。

④按断口两侧闭市接地刀情况分类：单接地
、双接地和不接地三种
。

⑤按触头运动方式分类：水平旋转式、垂直旋转式 、摆动式和插入式。

⑥按现用操动机构分类：手动、电动和气动操作等 。

⑦按极数分为单极和三极隔离开关。⑶对隔离开关的基本要求

①就有明显的断开点 ，易于鉴别是否与电源断开
。

②断开点之间
，应有可靠的绝缘，即就有足够的距离 ，在恶劣的气象条件下或过电压相间闪络的情况下
，不致从断开点击穿，以保证检修人员的人身安全。

③运行中应有足够的热稳定和动稳定性 ，尤其不能因电动力作用而自动断开
，否则将会造成重大事故 。

④结构就尽量简单，动作可靠 ，对带有接地刀的隔离开关
，必须有闭锁装置，保证先断开隔离开关再合上接地刀或先断开接地刀再合上隔离开关的操作要求
。

9
、互感器

互感器是将高电压和大电流变换成适合仪表或保护装置使用的低电压和电流。⑴作用：

①互感器与测量仪表配合 ，对设备和线路的电压、电流 、功率等进行测量 。

②互感器与继电器或保护装置配合，对电气设备
、电力系统设备进行保护
。

③互感器能使测量仪表、继电保护装置与电气设备的高电压隔离
，保证运行值班员的人身安全和二次设备的安全。

④将电路的电压 、电流变换成统一的标准值，以利仪表
、继电器等二次设备标准化 。⑵互感器的分类

①电压互感器的类型

a、电磁式电压互感受器：单相干式 、三芯五柱式
、单相油浸式及串级油浸式等
。

b、电容式电压互感器：单相油浸式 ，它由电容分压器和电磁单元构成。

②电流互感器的类型

①干式电流互感器：贯穿式 、母线式
、支持式三种
，用天发电机回路及开关柜中 。

②油浸式电流互感器，多用于屋外配电装置
。

③串级式电流互感器 ，几个中间电流互感器相互串联而成。

④次箱式电容型电流互感受器10、消弧线圈：主要用于中性点不直接接地的电力系统中
，当发生单相金属性接地故障时，补偿接地电容电流 ，使其值在允许的范围内 。

消弧线圈是一个带有铁芯的电感线圈
，铁芯具有间隙，以使得到较大的电感电流 ，线圈的接地侧有若干个抽头
，以便在一定的范围内分级调节电感的大小。消弧线圈一般接于变压器或发电机的中性点
。11 、并联电抗器作用；削弱空载或轻载线路中的电容效应，降低工频过电压；同时利用其中性点经小电抗接地来补偿潜供电流 ，加速潜供电弧的熄灭。12、电力电容器

⑴并联补偿电容器主要用于增加无功功率以及提高受电端电压水平 。

⑵串联补偿电容器用于220KV及以上的电力系统中，可以提高线路的输送容量
、系统稳定性和合理分布并联线间电容等
。在110KV及以下的系统中
，可以改善线路电压水平，提高配电网络输送能力。

⑶静止补偿器由电容器和可控饱和电抗器组成 ，兼有调相机及电容器的优点 。13、调相机：实际上它是一个空载运行的同步电动机
，装于负荷中心的变电所，用以补充无功功率 、改善功率因数
。14
、母线

⑴发电厂和变电所中各级电压配电装置的母线、各种电器之间的连接用导线以及发电机 、变压器等电气设备与相应的配电装置之间的连接导线称母线。⑵作用：汇流
、分配、传输电力 。⑶母线通常采用铝材；持续电流较大时 ，而且位置又狭窄的变压器出线端以及环境对铝有腐蚀时
，选用铜材；110KV及以上的配电装置，当采用硬导线时 ，必须有足够的力学强度和安全系数
，一般常用铝锰合金材料
。

⑷导线（体）的截面形状

①矩形母线：在35KV以上的屋外配电装置，大多数采用矩形截面母线 ，矩形母线散热较好。

②圆形线圈：35KV以上的屋外配电装置中
，大多数采用圆形截面母线 。因为圆形截面导线无电场集中的现象，不会引起电晕
。在110KV及更高电压的屋外配电装置中 ，一般采用钢芯铝芯铝绞线或管形母线。

③大电流母线：对于大容量发电机，因工作电流很大
，可采用多条矩形母线来增加载流量 。每条的截面相同，用母线厚度相同的距离 ，以利散热。当每相三条矩形母线不能满足要求时
，可采用槽形母线
。

④水内冷母线：载流能力比普通母线高几倍，用于水内冷发电机绕组中。15 、绝缘子

⑴绝缘子作用：用来支持导线 ，并使其绝缘的器件 。

⑵绝缘子的分类

①按用途分：高压绝缘子：电站电器绝缘子和线路绝缘子
。

低压绝缘子用于低压架空线路
、低压布线、通信线路等。

②按主绝缘材料分：瓷绝缘子 、玻璃绝缘子
、有机材料绝缘子和复合绝缘子 。

③按结构分：A型、B型和高压套管
。高压套管供导线穿过墙壁 、箱壳等
，并使导体与墙壁、箱
、壳等绝缘。高压套管分充液套管、充气套管 、油浸纸套管和电容套管等 。16
、变电所二次回路的概念

⑴组成：变电所的电气二次回路由测量仪表、监察装置 、信号装置
、控制和同步装置、继电保护和自动装置等组成
。

⑵作用：保证电气一次设备安全 、可靠运行的重要组成部分。

⑶任务：监视电气一次设备和电力系统的工作状况
、控制电气一次设备，并在电气一次设备及电力系统发生故障时 ，能使故障部分迅速退出运行或给值班员提供信号
，以便采取措施及时处理 。17、测量和监视：为保证电气设备安全经济运行，必须装设测量仪表以及记录型仪表 、同步设置
、绝缘监察装置 ，这些仪表和装置与电压互感器、电流互感器的二次绕组相连接
。18 、信号回路

⑴、事故信号：当电气一次设备或电力系统发生事故时
，如任何一台断路器因故障引起掉闸后，随即发出音响信号和闪光信号 ，提醒运行人员，采取措施进行处理。事故信号就具重复动作的性质 。

⑵
、预告信号：变电所设备发生不正常运行和异常运行时
，必须发出预告音响信号，同时发出光字信号 ，通知运行值班员电气设备发生了异常运行状况
，或提示运行人员注意设备有可能引起事故。19、操作电源：变电所中，对断路器或其他电气设备远距离控制 ，对操作 、信号
、继电保护装置、自动装置等运行
，要有专用电源供电，此电源为直流电源
。⑴蓄电池组直流系统：由蓄电池组 、充电机和浮充电机等组成一套独立的直流系统。它担负变电所全部电气设备的操作电源
、信号电源、继电保护装置和自动装置的电源等到 。当变电所内交流电源消失时 ，还供给事故照明及重要设备的电源
。⑵硅整流电容储能直流系统：采用硅整流器装置
，从交流系统获得的直流电源，要求有可靠的交流电源。当发生故障时 ，交流电压下降
，从而使直流系统电压也下降，严重时引起继电保护装置拒绝动作 。为了让保护装置可靠动作和保证故障设备的断路器跳闸 ，利用电容储能装置释放电能，使保护可靠地动作
。⑶复式整流直流系统：采用复式整流装置和硅整流电容储能装置作为直流电源
，节省了建设投资费用，缺点是当交流电源全部消失时 ，不失去操作电源的危险。20 、继电保护及安全自动装置

⑴继电保护和安全自动装置的基本要求：可靠性
、安全性、灵敏性 、选择性
、速动性 。⑵继电保护分类：主保护和后备保护
。主保护在发生故障时
，就首先正确可靠地动作，在最短时间内或不带时限地切除保护范围内的故障。如变压器的差动保护、输电线路的高频保护 、距离保护、零序电流保护等 。

后备保护是当被保护电气设备
、输电线路的主保护或断路器失灵时起作用的保护 ，如变压器、输电线路的过流保护
。⑶安全自动装置：如输电线路自动重合闸装置
，厂用电备用电源自动投入装置，变电所母线或分段母线备用电源自动投入装置 ，自动按频率减载装置
，电气制动和自动切机装置等。

</p></p></p></p></p></p></p>

炼钢电炉按加热方式可分为电阻加热 、电弧加热
、感应加热、电子束加热等多种 。现代冶金工厂常用的电炉有炼钢电弧炉和感应熔炼炉等。

炼钢电弧炉电气系统调试炼钢电弧炉的机电设备主要有电炉本体 、短网
、电炉变压器、高压开关设备 、电极升降自动调节装置
、装料设备、倾动机构和系统自动化控制设备
。为了强化钢渣和熔渣的反应，使钢液温度和成分分布均匀 ，在大容量电炉上往往还安装有电磁搅拌装置。电炉变压器是电弧炉系统中的重要电气设备
，为有效地输出电功率，满足各冶炼阶段炉况的工艺要求 ，电炉变压器常通过有载调压切换开关来保证变压器输出电压有较宽的带负荷调节范围 。为减少冶炼过程中因操作短路而造成电网电压波动的影响，大中容量的电炉变压器常采用35kV及以上高电压供电和专用线路供电
。

变压器及其继电保护调试变压器除作常规检查试验外
，还需录制有载调压切换动作顺序角圆图，确认有载调压切换动作的正确性；对油强制循环冷却系统热交换器进行密封性试验。变压器的继电保护包括差动保护 、过负荷保护和短路保护 。差动保护和短路保护作用于电源断路器 ，短路保护整定值应能躲开操作短路电流；过负荷保护作用于操作断路器
，当过负荷保护动作时限特性一般为三倍额定电流时，其动作时间以7～8s来预设定 ，试生产时再根据负荷电流与电极最大提升速度及塌料厚度的配合关系
，对设定值逐步修正以完成最终整定
。电炉变压器在二次侧短网接入之前应先送电空试，此时低压侧必须临时按工作方式接线 ，并将其中一点接地
，以防通电时感应出过高的静电压危及人身和设备安全。

电极升降自动调节装置调试自动调节的作用是检测炉内阻抗(电极电压和电极电流之比)的变化，升降电极 ，调节电弧长度
，使电炉在各冶炼时期的输入功率总保持和对应的功率设定值一致 。图1为电极控制的x图形
。图中曲线1为电流测量输出信号的电压值UR1与实际电弧电流Ih的关系，即UR1=f(Ih)；曲线2为弧压URu和电弧电流Ih的关系 ，即URu=f(Ih)。在P点处URu=UR1此处弧流为设定值，电极处于稳定工作状态 。如果弧流受扰动上升到Imax
，引起UR1上升，URu下降 ，其差值URQ反馈到电极提升控制装置中
，产生信号使提升装置运行将电极提高，使电流下降 ，系统恢复到P点的平衡状态；反之电极下降
，弧流上升，亦使系统恢复到P点的平衡状态
。电极升降装置按驱动形式可分为电动式和液压式两种。

电极升降控制装置的调整按以下要求进行 。

(1)在额定电压或额定液压条件下 ，调整手动控制电极升降速度
，使之满足要求。在无操作时，电极必须无潜动；.(2)测量回路信号平衡点P的调整
。分别用两台自耦变压器产生弧压模拟信号和弧流模拟信号 ，对弧压测量回路
、弧流测量回路及比较回路进行检查和调整。电压测量回路的调试要使得它的输出电压值在电炉变压器调压开关处于不同的位置时
，能输出一

图1 电极控制X曲线

个同样的设定值 。电流测量回路的调试应在模拟电炉变压器额定电流的30%、100%和125%三种情况下试验，要求电流测量回路的输出电压均能保持与相应情况下电压测量回路输出电压URu相等
。同时给出模拟电压和电流后 ，调整不同情况下的平衡效果到最佳。(3)控制系统静特性试验 。使电极升降控制系统设备按标准状态进入运转，模拟额定弧压和可变弧流情况
，测取电极升降速度与弧流的关系曲线(图2)
。曲线中的不灵敏区2△应选取适当，过大时动作不灵敏 ，过小时会产生电极窜动现象。2△宽度可通过调整系统放大系数来改变 。(4)最大升降速度的调整
。模拟电极触料时的短路电流和零电压
，测量电极最大提升速度；模拟自动点弧时弧流为零 、弧压额定的状态，测定电极最大下降速度。将它们调整为设计要求规定的速度 。(5)电极升降过程的动态模拟调试
。模拟电极触料短路后上升和自动点弧的全过程 ，调整电极升降的动态响应。(6)熔炼过程中的精调 。实际试炼钢时
，用记录仪记录弧压、弧流
、功率信号，对记录结果进行分析 ，对控制系统作出相应的调整。

图2 电极升降控制特性

感应熔炼炉调试感应熔炼炉通常由电源、炉体 、补偿电容器组和控制装置组成
。电源有工频
、三倍工频、中频和高频电源多种。感应炉的功率因数很低
，必须接入电容器装置来补偿 。单相感应炉功率较大，影响电源三相平衡时要采用三相平衡装置
。

工频无芯感应炉的调试重点是三相平衡装置的调整。采用容抗平衡原理的史坦麦茨(stanmeth)电路如图3 ，应用广泛 。调试要点为：(1)感应器P1的功率因数随炉料状况而变化
，需通过改变电路中电容量的大小使其补偿到1
。(2)电源的相序必须正确。(3)要保持的关系 。以上均需根据系统中仪表的读数进行调整和校验
。感应炉有烘炉 、熔炼和保温三种工况，要根据不同工况的温度要求和炉料情况对电路的参数进行调整 ，以保证功率因数为1，IA=IB=IC。

图3 史坦麦茨电路

中频感应加热炉调试重点是中频电源发生器的调试 。中频感应加热炉种类较多
，其线路结构各异
。中国生产的YZ系列采用“交-直-交
”并联变频线路，电源为三相工频 ，输出为单相中频(0.5～8kHz)
，负载为电炉的感应线圈及与其并联的由中频电容器组成的LC并联振荡电路，输出频率取决于LC谐振频率。使用辅助晶闸管桥以解决逆变器的启动困难 。

装置中的检查调试项目主要有：(1)冷却水系统中的压力和流量调整。(2)检查输入三相交流电源的电压和相序
。(3)晶闸管整流-逆变器的常规检查调试。(4)整流桥输出经电抗器接入大容量电阻负载单独进行的整流输出大电流的试验 。整定整流桥的过负荷保护
、过电流保护的动作值
。确认保护继电器动作后晶闸管触发脉冲被强制移到a=150度 ，整流桥输出电流立即降到零。(5)恢复整流-逆变器主回路接线后
，启动中频电源装置对感应炉供电 。检查各晶闸管的均压与均流情况，在轻载情况下整定过电压保护的动作值
。

高频感应加热炉调试重点在高频电源发生装置的调试。中国生产的YGl00-250型真空管高频电源装置主电路结构如图4 。图中晶闸管交流调压电路按常规进行检查和调试 ，但应注意正负半周移相调节的对称性
，若不对称则会在变压器初级绕组中产生直流分量的电流，使变压器过热
。变压器二次侧高压整流器部分的调试方法为：依次接通低压、高压 、灯丝电源 ，调节调压旋钮升压
，将电压均匀升到10kV，对该部分的升压运行状况作出相应的检查和测量。继续升压时会出现输出高压的跃变 ，突升到13kV，这是高压整流桥空载所致
，后级发射管工作时，跃变现象将会消失 。

高频振荡电路的调试可按以下步骤进行：(1)在输

图4 YG100-250型高频振荡器原理图

出负载感应圈中放入工件 ，使槽路电压降低；将阳极高压调节旋钮调到零位；将耦合调节旋钮和反馈调节旋钮均放在中间位置上
。(2)投入三相交流电源；接通阳极电源并升压；按下加热按钮使振荡器开始工作后
，阳极电压
、阳极电流、栅极电压和槽路电压均在对应仪表上指示出来。(3)调节耦合调节旋钮 、反馈调节旋钮
、阳极电压调节旋钮，使栅极电流和阳极电流之比达到1:20～1:1.0的最佳状态 。

由于槽路电压甚高 ，在调试过程中槽路元件可能会出现放电现象
，其原因往往是由于负载参数匹配不好、绝缘间距过小和潮湿等所致，调试时应及时对症处理。