斷路器和隔離開關..ppt

斷路器和隔離開關 1 高壓斷路器 高壓斷路器是電力系統(tǒng)中發(fā) 送 變 配電接通 分斷電路和保護電路的主要設備 額定電壓為3kV及以上 具有完善的滅弧裝置 能夠關合 承載和開斷運行狀態(tài)的正常電流 并能在規(guī)定時間內(nèi)關合 承載和開斷規(guī)定的異常電流 如短路電流 過負荷電流 的開關電器稱為高壓斷路器 在某些電氣主接線中 還擔任改變主接線運行方式的任務 1 1高壓斷路器的作用高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的開關設備之一 它起著控制和保護電力設備的雙重作用 1 控制作用 根據(jù)電力系統(tǒng)運行的需要 將部分或全部電力設備或線路投入或退出運行 2 保護作用 當電力系統(tǒng)任何部分發(fā)生故障時 應將故障部分從系統(tǒng)中快速切除 防止事故擴大 保護系統(tǒng)中各類電氣設備不受損壞 保證系統(tǒng)的安全運行 1 2高壓斷路器的分類1 根據(jù)裝設的地點不同 分為戶內(nèi) N 和 W 兩種形式 2 根據(jù)控制和保護的電氣設備不同 高壓斷路器大致可分為以下幾類型 a 發(fā)電機斷路器 控制和保護發(fā)電機用的斷路器 斷路器的額定電壓在17 5 36KV范圍內(nèi) 額定電流及額定短路開斷電流極大 不需要快速自動重合閘 b 輸電斷路器 用于110 63 KV及以上輸電系統(tǒng)中的斷路器 其中110KV 220KV電壓等級使用的斷路器稱為高壓斷路器 330KV及以上電壓等級使用的斷路器稱為超高壓斷路器 3 根據(jù)路器的滅弧介質和作用原理 可分為下列主要類型 a 油斷路器 以變壓器油來作為滅弧和絕緣介質的斷路器 又可分為多油和少油兩種類型 b SF6斷路器 以SF6氣體作為滅弧和絕緣介質的斷路器 c 真空斷路器 以高真空度的介質來熄弧的斷路器 d 壓縮空氣斷路器 以高速流動的壓縮空氣來作為滅弧介質的斷路器 e 自產(chǎn)氣斷路器 利用固體介質受電弧作用分解氣體來熄弧的斷路器 f 磁吹斷路器 利用電磁力驅使電弧進入絕緣狹縫中 拉長 冷卻電弧來熄弧的斷路器 1 3對高壓斷路器的基本要求工作可靠 應具有足夠的斷路能力 具有盡可能短的切斷時間 實現(xiàn)自動重合閘 1 4高壓斷路器的技術特性1 額定電壓和最高工作電壓 kV 2 額定電流 A 3 額定開斷電流 kA 4 額定峰值耐受電流 動穩(wěn)定電流 kA 5 額定短時耐受電流 熱穩(wěn)定電流 kA 6 額定開斷電流 kA 7 合閘時間 s 8 分閘時間 s 9 額定開斷容量 MVA 1 5高壓斷路器工作原理1 5 1電弧的概念當開關電器開斷電路時 電壓和電流達到一定值時 觸頭剛剛分離后 觸頭之間就會產(chǎn)生強烈的白光 稱為電弧 1 5 2電弧的本質電弧的實質是一種氣體放電現(xiàn)象 絕緣氣體 或絕緣油受熱分解出氣體 游離產(chǎn)生的自由電子導電 1 5 3電弧放電的特征 1 電弧由三部分組成 陰極區(qū) 陽極區(qū)和弧柱區(qū) 2 電弧溫度很高 可達5000 7000 C 3 電弧是一種自持放電現(xiàn)象 4 電弧是一束游離的的氣體 1 5 4電弧的危害a 電弧的存在延長了開關電器開斷故障電路的時間 加重了電力系統(tǒng)短路故障的危害 b 電弧產(chǎn)生的高溫 將使觸頭表面熔化和蒸化 燒壞絕緣材料 對充油電氣設備還可能引起著火 爆炸等危險 c 由于電弧在電動力 熱力作用下能移動 很容易造成飛弧短路和傷人 或引起事故的擴大 1 5 5電弧的形成斷路器斷開過程中 觸頭剛分離時突然解除接觸壓力 陰極表面立即出現(xiàn)高溫熾熱點 產(chǎn)生熱電子發(fā)射 同時 由于觸頭的間隙很小使得電壓強度很高 產(chǎn)生強電場發(fā)射 從陰極表面逸出的電子在強電場作用下 加速向陽極運動 發(fā)生碰撞游離 導致觸頭間隙中帶電質點急劇增加 溫度驟然升高 產(chǎn)生熱游離并且成為游離的的主要因素 此時 在外加電壓作用下 間隙被擊穿 形成電弧 1 5 6交流電弧的特性在交流電路中 電流瞬時值隨時間變化 因而電弧的溫度 直徑以及電弧電壓也隨時間變化 電弧的這種特性稱為動特性 由于弧柱的受熱升溫或散熱降溫都有一定過程 跟不上快速變化的電流 所以電弧溫度的變化總滯后于電流的變化 這種現(xiàn)象稱為電弧的熱慣性 交流電弧在交流電流自然過零時將自動熄滅 但在下半周隨著電壓的增高 電弧又重燃 如果電弧過零后 電弧不發(fā)生重燃 電弧就此熄滅 所以熄滅交流電弧的關鍵在于電弧電流過零后 弧隙的介質強度的恢復過程能否始終大于弧隙電壓的恢復過程 1 5 7電弧的熄滅在外加電壓和電弧電流作用下 電子和離子不斷產(chǎn)生的過程 也就是電弧的產(chǎn)生和維持的過程 稱為游離 與此同時 在弧柱中還存在著電子和離子消失 減少 的過程 使電弧電流減少 以致使電弧熄滅 稱為去游離 在穩(wěn)定燃燒的電弧中 這兩個過程處于動態(tài)平衡 如果游離現(xiàn)象大于去游離現(xiàn)象 電弧將繼續(xù)熾熱燃燒 如果去游離大于游離 電弧越來越弱 最后熄滅 因此使去游離大于游離就是電弧熄滅的基本原理 1 5 8熄滅交流電弧的方法熄滅交流電弧的本質 削弱游離過程 加強去游離過程 a 提高觸頭的分閘速度b 采用多斷口c 吹弧d 短弧原理滅弧e 利用固體介質的狹縫狹溝滅弧f 用耐高溫金屬材料作觸頭 優(yōu)質滅弧介質 1 6氣體絕緣全封閉組合電器 GIS SF6絕緣封閉式組合電器 GasInsulatedSwitchgear 簡稱GIS GIS將包括斷路器 隔離開關 接地開關 電壓互感器 電流互感器 避雷器 母線 電纜終端 進出線套管等一次設備 經(jīng)優(yōu)化設計有機地組合成一個整體 并將這些設備全部封閉在金屬接地的外殼中 在其內(nèi)部充滿一定壓力的SF6絕緣氣體 GIS的特點1 小型化 因采用絕緣性能卓越的SF6氣體做絕緣和滅弧介質 所以能大幅度縮小變電站的體積 實現(xiàn)小型化 2 可靠性高 由于帶電部分全部密封于惰性SF6氣體中 大大提高了可靠性 此外具有優(yōu)良的抗地震性能 3 安全性好 帶電部分密封于接地的金屬殼體內(nèi) 因而沒有觸電危險 SF6氣體為不燃燒氣體 所以無火災危險 4 對外部影響小 因帶電部分以金屬殼體封閉 對電磁和靜電實現(xiàn)屏蔽 噪音小 抗無線電干擾能力強 5 安裝周期短 由于實現(xiàn)小型化 可在工廠內(nèi)進行整機裝配和試驗合格后以單元或間隔的形式運達現(xiàn)場 因此可縮短現(xiàn)場安裝工期 又能提高可靠性 6 維護方便 因其結構布局合理 滅弧系統(tǒng)先進大大提高了產(chǎn)品的使用壽命 因此檢修周期長 維修工作量小 而且由于小型化離地面低 因此日常維護方便 2 低壓斷路器 低壓斷路器俗稱自動空氣開關 是低壓配電網(wǎng)中的主要開關電器之一 它不僅可以接通和分斷正常負載電流 電動機工作電流和過載電流 而且可以接通和分斷短路電流 主要在不頻繁操作的低壓配電線路或開關柜 箱 中作為電源開關使用 并對線路 電氣設備及電動機等起保護作用 當它們發(fā)生嚴重過電流 過載 短路 斷相 漏電等故障時 能自動切斷線路 起到保護作用 3 隔離開關 3 1隔離開關 刀閘 的用途1 將被檢修的設備與帶電部分可靠隔離以保證工作人員和設備的安全 2 用隔離開關可以進行的操作有 倒母線操作 拉合小電流電路 拉合無故障電壓互感器和避雷器 改變中性點的運行方式 拉合空載母線及一定容量的變壓器和一定長度的空載線路 3 2隔離開關的技術參數(shù) 1 額定電壓指隔離開關長期運行時所能承受的工作電壓 2 最高工作電壓指隔離開關能承受的超過額定電壓的最高電壓 3 額定電流指隔離開關可以長期通過的工作電流 4 熱穩(wěn)定電流指隔離開關在規(guī)定的時間內(nèi)允許通過的最大電流 5 極限通過電流峰值指隔離開關所能承受的最大瞬時沖擊短路電流 3 3隔離開關的分類 1 按裝設地點的不同 可分為戶內(nèi)式和戶外式兩種 2 按絕緣支柱數(shù)目 分為柱式 雙柱式和三柱式三種 3 按動觸頭運動方式 可分為水平旋轉式 垂直旋轉式 擺動式和插入式等 4 按有無接地閘刀 可分為無接地閘刀 一側有接地閘刀 兩側有接地閘刀三種 5 按操動機構的不同 可分為手動式 電動式 氣動式和液壓式等 6 按極數(shù) 可分為單極 雙極 三極三種 以及按安裝方式分為平裝式和套管式等 3 4操作隔離開關的基本要求1 隔離開關操作前 應檢查斷路器 相應接地開關確已拉開并分閘到位 確認送電范圍內(nèi)接地線已拆 2 手動合隔離開關應迅速 果斷 但合閘終了