電氣一次設備原理

1、發(fā)電廠變電站的主要電氣設備有：高壓開關電器、互感器限流限壓設備、導體等3-1 3-1 電弧的基本理論電弧的基本理論教學內容教學內容 掌握電弧的形成及熄滅條件 熟悉電弧形成的物理過程、特性 掌握交流電弧的特性及熄滅條件 掌握開關電器常用的熄弧方法3.1.1 電弧的形成和熄滅 一、概述1、電弧一種游離的氣體放電現象 開關電器開斷電路時，觸頭間產生耀眼的白光。 物質第四種存在形式： 固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)、等離子態(tài) 電弧的存在代表了電流流通到截止的中間過程，只有當電弧熄滅，觸頭間隙成為絕緣介質時，電路才算斷開。2 2、電弧的特征特征電弧的能量集中，溫度極高，亮度很強例：10kV斷路器（QF）斷開20kA的

2、電流，電弧功率達到 1萬kW以上電弧由陰級區(qū)，陽極區(qū)和弧柱區(qū)組成。 弧柱區(qū)溫度最高，可達67k度到1萬度以上在弧柱周圍溫度較低，亮度明顯減弱的部分叫弧焰，電流幾乎都從弧柱內部流過?；?柱陽 極 區(qū)陰 極 區(qū) 電弧的氣體放電是自持放電，維持電弧燃燒的電壓很低。在大氣中，1cm長的直流電弧的弧柱電壓僅1530V，在變壓器油中1cm長的直流電弧的弧柱電壓僅100220V。 電弧是一束游離的氣體，質量極輕，極易變形。電弧在氣體或液體的流動作用下或電動力作用下，能迅速移動、伸長或彎曲。二、電弧的形成和維持 1、帶電質點的來源 電極發(fā)射自由電子： 熱電子發(fā)射觸頭分離 接觸電阻加大 表面發(fā)熱 發(fā)射電子 強電

3、場發(fā)射觸頭分離 電場強度加大 電場力拉出 發(fā)射電子 弧柱區(qū)的氣體游離，碰撞游離+熱游離 產生大量的電子和離子 2、電弧的形成和維持強電場發(fā)射熱電子發(fā)射電弧熱游離溫度磁撞游離加速 三、電弧的熄滅 關鍵是加強去游離作用 去游離由于復合和擴散使帶電質子減少的過程 介質的游離作用電弧產生 介質的去游離作用電弧熄滅 當 游離去游離電弧電流 當 游離=去游離電弧電流不變（穩(wěn)定燃燒） 當 游離 BUaw電弧在自然過零時將自動熄滅，但下半周期隨著電壓的升高，電弧會重燃。w若電流過零時，電弧不再重燃，電弧就此熄滅。二、交流電弧的熄滅1、弧隙中介質強度的恢復過程U d Ud弧隙介質能夠承受而不致使弧隙擊穿的最小電

4、壓弧隙介質能夠承受而不致使弧隙擊穿的最小電壓過程：電流過零前，過程：電流過零前，很高，很高，Rn很小，弧隙為良導電通道很小，弧隙為良導電通道 電流過零前后，電流過零前后， ，Rn具有一定抗電強度具有一定抗電強度 電流過零后，電流過零后，U d恢復不是從零開始恢復不是從零開始,而是有一個起始電壓。這種現象稱為交流電路的而是有一個起始電壓。這種現象稱為交流電路的近陰極效應近陰極效應。 電流極性改變后的0.11.0秒瞬間, 有Ud=150250V的起始介質強度2、弧隙電壓的恢復過程UrUr電壓由熄弧電壓恢復到外電源電壓的過程。 過程1、電流過零前，電弧電阻很小，電源電壓大部分降落在線路或負載的阻抗上

5、。2、電流過零時，電弧熄滅，最后變?yōu)榻^緣介質，電源電壓全部加在弧隙上。0aUnfuUjta)熄 滅b)重 燃0tuUj3、交流電弧的熄滅條件：drUUUrUrUdUd四、交流電弧的滅弧方法 1、提高觸頭的分閘進度 迅速拉長電弧，E，冷卻與擴散 2、采用多斷口滅弧拉長迅速，行程， 滅弧時間提高了滅弧能力 3、吹弧加強冷卻和擴散 橫吹將電弧吹彎吹長 縱吹將電弧吹細4、利用固體介質的狹縫狹溝滅弧 冷卻， 表面吸附電子，加強復合。如：介質縱縫滅弧罩 介質填料滅弧管5、利用短弧原理滅弧 w交流電路：電流自然過零時，每一短弧有150250V電壓。6、磁吹、磁吹利用電磁力驅動和拉長電弧至固體介質滅弧罩或金屬

6、柵滅弧罩中7、高壓氣體介質滅弧、高壓氣體介質滅弧 碰撞游離，復合8、真空滅弧、真空滅弧 碰撞游離，熱游離，擴散習題及思考題習題及思考題 31 何為電?。亢喪鰯嗦菲饔|頭開斷時斷口電弧的形成過程及由此而確定的基本滅弧方法。 32 交流電弧電流有何特點？什么叫介質強度恢復過程？什么叫電壓恢復過程？熄滅交流電弧的條件是什么？3.2 3.2 高壓開關電器高壓開關電器開關電器的分類 高壓開關 、低壓開關 戶內 、戶外 既能開斷正常工作電流又能開斷故障電流斷路器 只開斷電壓隔離開關類 能開斷正常工作電流和過電流負荷開關類 只能開斷故障電流熔斷器 工程圖中符號少油式斷路器少油式斷路器 具有用油量少、體積小、結

7、構簡單、節(jié)省鋼材、防火防爆的特點，但檢修周期短，在戶外使用時，受大氣條件影響大，而且配 套性差。 以SN10-10I型為例：組成： 導電回路上出線座靜觸頭座瓣形觸頭 動觸頭導電桿動觸頭下出線座 滅弧系統縱橫吹滅弧室（縱橫油氣吹+機械油吹）逆止閥：電弧形成后分解油，逆止閥鋼球上推堵住回油孔， 形成密閉燃弧，使內腔壓力升高油氣分離器：a.避免滅弧室完全封死，壓力過高 b.避免直接將熾熱的帶有大量電子和離子的油氣混合 物排出箱外，引起自燃和設備絕緣閃絡。 傳動機構：主軸、分相軸、操動軸 框架：依靠兩個支持絕緣子將各相與地絕緣LW15-363GCBPSF6斷路器的優(yōu)缺點斷路器的優(yōu)缺點 斷口耐壓高 允許

8、開斷次數多 開斷性能好 占地面積小 加工精度高，密封性能好，對水分子與氣體的檢測要求嚴格斷路器與隔離開關的配合 具有相當完善的滅弧裝置，它可以切斷正常的負荷電流，也可以切斷一定的故障電流。但沒有明顯的斷點，必須借助輔助設備，才能知道斷路器處于合閘狀態(tài)或斷開狀態(tài)。在電路中，需要與隔離開關配合運行3.2.2 隔離開關（隔離開關（QS）1、QS的作用 隔電保安 倒閘操作：等電位操作 切投小電流電路：保證電弧能可靠自行熄滅2、QS的特點 觸頭暴露在空氣中；有明顯、清晰可見的斷開點 沒有專門的滅弧裝置不能切斷Ig及Id QS應與QF配合使用滿足“隔離開關先通后斷”原則 （ 即：合閘時，QS先QF后；分閘

9、時，QF先QS后） QS分閘時，應有明顯可見的斷口 QS合閘時，應能可靠地通過Igmax及Idmax通過時滿足動熱穩(wěn)定工程圖中符號3、戶內型QS: GN6、GN8型 結構：底座絕緣子、導電系統 磁鎖裝置的作用：散熱 增加接觸壓力 提高動穩(wěn)定4、戶外型QS GW4-35D 導電回路 雙柱式絕緣子 接地刀閘與主刀聯鎖（一分-合） 底座500kV3.2.3 高低壓熔斷器高低壓熔斷器1、作用：短路保護或過載保護 缺點：保護性能不穩(wěn)定、需要更換熔體2、組成： 熔件（熔體）：銅、銀 觸頭、滅弧裝置、絕緣底座3、工作過程： 汽化過程發(fā)弧過程滅弧過程 全開斷時間=熔化時間+發(fā)弧時間+燃弧時間4、分類之一： 限

10、流型速度快、高電阻、出現過電壓 非限流型速度慢、不出現過電壓5、戶內型高壓熔斷路：RN1、RN3電力變壓器或線路保護 RN2、RN6電壓互感器保護6、戶外型高壓熔斷器：RW3跌落式FU、RW10-35型限流型FU 用于開合負載電流及過載電流的開關電器，具有 一定的滅弧能力，常與熔斷器配合使用。負荷開關特點： 1）具有可見斷點 2）有簡易滅弧裝置，可以切斷負荷電流 3）具有保護功能，如過負荷保護，但不能切斷短路電流 4）與高壓熔斷器配合使用，可起到切斷短路電流的作用負荷開關的作用： 在10kV回路中，可以作為小容量變壓器的進線開關、電力電容器的主開關、電壓互感器的主開關。工程圖中符號互感器的作用

11、 將一次側的高電壓大電流變換成二次側的標準的低電壓、小電流，使二次側裝置標準化、系列化。 將二次側與高電壓隔離，保證設備和人身安全。 使二次側可以使用低壓小截面控制電纜傳送電壓、電流信號。3.3.1 電流互感器21IKII工程圖中符號原理接線圖一次側N1N21221NNIIKNNI 一次側匝數很少，二次側匝數多。一次繞組電流完全取決于負荷電流。 正常工作時，二次側負荷阻抗很小，接近短路狀態(tài)。 一次側與被測回路串聯，二次側繞組與儀表電流線圈串聯。102211NININI鐵心中合成磁動勢電流誤差 ： 角誤差 ：i為I1與I2 之間的夾角。電流互感器的誤差與互感器鐵心材料、結構、一次側電流、二次側負

12、載等因素有關。00112100IIIKfii準確級和額定容量 準確級 ：在規(guī)定的二次負荷變化范圍內，一次電流為額定值時的最大電流誤差 電流互感器有0.2、0.5、1、3、5P、10P等準確度級，可供不同的測量和保護場合使用。不同準確級的電流互感器有不同的額定二次負荷。 電流互感器的額定容量 電流互感器在額定二次電流和額定二次阻抗下運行時，二次線圈輸出的容量。 由于電流互感器的二次電流為標準值（5A或1A），其容量也常用額定二次阻抗來表示。因電流互感器的誤差和二次負荷有關，同一臺電流互感器使用在不同準確級時，會有不同的額定容量。電流互感器二次側所接的負載的阻抗之和不能超過互感器的額定二次阻抗值。

13、2222NNNZIS運行注意事項 二次側必須有一端接地。防止一、二次側絕緣損壞，高壓竄入二次側，危及人身和設備安全； 接線時要注意極性。電流互感器一、二次側的極性端子，都用字母表明極性。 一次側串接在線路中，二次側的繼電器或測量儀表串接。 電流互感器運行時二次側不允許開路。電流互感器二次側開路 電流互感器運行時二次側不允許開路。否則二次側會感應出極高電壓，危及人身和設備安全。 二次側開路時，I1N1全部為勵磁磁通勢，使鐵心中磁通為平頂波，二次側感應電勢為尖頂波。五、電流互感器二次接線方式單相接線星形接線不完全星形接線110電流互感器35電流互感器低壓電流互感器原理接線圖電磁式電壓互感器工作原理

14、與電力變壓器相同。一、結構類型：電磁式（包括普通的電磁式電壓互感器，及串級式電壓互感器）；電容分壓式； 二、運行注意事項：電壓互感器工作時，二次側有一端必須可靠接地，運行中二次側不允許短路。 工程圖中符號21UKUu21NNKUU1 測量誤差： 電壓誤差角誤差：二次電壓相量 與一次電壓相量 之間的夾角 ，并規(guī)定 超前于 時相位差 為正，反之為負。電壓互感器測量誤差與空載電流、二次負載等因素有關。準確級：電壓互感器的準確級用最大允許誤差表示。有0.1、0.2、0.5、3、3P、6P等準確級，分別用在不同的測量與保護場合。1.U.2Uu%100112UUUKfuu1.U.2Uu四、電容式電壓互感器

15、的工作原理 隨著電力系統輸電電壓的增高，電磁式電壓互感器的體積越來越大，成本隨之增高，普遍采用電容式電壓互感器。 電容式電壓互感器實質上是一個電容分壓器，在被測裝置的相和地之間接有電容 和 ，按反比分壓， 上的電壓為 2C2C1C121112KUCCCUUC電容式電壓互感器原理接線圖（虛線中是非線性補償電感線圈）電容式電壓互感器誤差 電容式電壓互感器的誤差是由空載電流、負載電流以及阻尼器的電流流經互感器繞組產生壓降而引起的，其誤差由空載誤差 、 ，負載誤差 、 和阻尼器負載電流產生的誤差 、 等幾部分組成，即 電容式電壓互感器的誤差除受一次電壓、二次負荷和功率因數的影響外，還與電源頻率有關。

16、電容式電壓互感器用于110500kV中性點直接接地系統。0f0zfzdfddzuffff0dzu0五、電壓互感器二次接線方式特別注意開口三角接線110電壓互感器110電容式電壓互感器低壓電壓互感器3.4 3.4 限流電器限流電器 限流電器的作用增加電路的短路阻抗，從而達到限制短路電流的目的。 常用的設備有：限流電抗器和分裂變壓器限流電抗器和分裂變壓器一、限流電抗器：作用： 限制電力設備的短路電流、能維持母線電壓、將短路容量加以限制，以選擇輕型斷路器和小截面的電纜。設置位置 分段電抗器、出線電抗器、在變壓器負荷側串聯電抗器工程圖中符號限流限流 并聯電抗器應用于電力系統，通常安裝在高壓長距離輸電線

17、的始端升壓站、中間聯絡站以及高壓直流輸電的換流站中，并聯連接于變電站66KV及以下的低壓回路。具有補償電網無功功率、降低電網損耗、提高輸電能力以及抑制電網諧振過電壓、防止發(fā)電機自勵磁、消除空載長線電容效應和高壓電纜電容效應、抑制工頻過電壓等眾多功能，可節(jié)約 能源、提高電力系統的 運行穩(wěn)定性和可靠性。并 聯電抗器與并聯電容器、 大功率晶閘管和微機控制 系統組成靜止無功補償裝 置，可對電力系統的無功 功率進行適時動態(tài)調節(jié)。二、分裂變壓器：1、作用 分裂變壓器，能在正常工作和低壓側短路時，使變壓器呈現不同的電抗值，從而起到限制短路電流的作用。2、結構 分裂變壓器是一種多繞組變壓器，它是將普通的雙繞組

18、變壓器的低壓繞組分裂成額定容量相等的兩個完全對稱的繞組。3.5 避雷器 （）1. 功能： 用來限制過電壓的一種主要保護電器，是發(fā)電廠變電所防雷保護的基本保護措施之一。2. 工作原理： 避雷器與被保護設備并聯，當線路上有雷電侵入時，首先擊穿避雷器對地放電，從而保護設備絕緣。 感應雷的防護 分流：采用避雷器來限制雷電過電壓波，將雷電流分流入地。避雷器被保護設備接地體避雷器結構類型放電間隙避雷器；閥形避雷器；氧化鋅避雷器；空氣間隙避雷器 空氣間隙放電器的主要元件是放電電極的材料 閥型避雷器 由裝在密封瓷套中的間隙（又稱火花間隙）和非線性電阻（又稱閥片）串聯?；鸹ㄩg隙將帶電部分與閥片隔開，閥片電阻值與

19、流過的電流有關，電流愈大電阻愈小。 有普通型和磁吹型兩類。電阻閥片由金剛砂（SiC）和結合劑燒結而成，稱為碳化硅閥片 主要應用在變電所的高壓防雷，特點是通流量大，但是反應時間比較長，目前普通閥型避雷器已淘汰。磁吹型避雷器還是電力系統常見的高壓防雷產品。 氧化鋅避雷器 閥片以氧化鋅（ZnO）與少量金屬氧化物燒結而成 單基片避雷器 雙基片避雷器 多基片避雷器 能量分配的問題，如果在一個避雷器里使用3個或3個以上的基片，那么其每個基片的啟動電壓和內阻要做到非常近似。因為在高電壓大電流狀態(tài)下即使是1歐姆的電阻差別也會使氧化鋅基片造成能量分配的不均衡，那么就會有某一片損壞而其他沒有損壞或者很少損壞， 特

20、點就是反應時間短可在ns級 氧化氧化鋅鋅避雷器避雷器一、 母線1、母線是有多條引出線的節(jié)點。匯集，分配和傳送電能2、母線種類和材料有： 軟母線：鋼芯鋁絞線 硬母線：銅導電率高、機械強度高、抗腐蝕性能好 鋁導電率較低、截面大、重量輕、耐腐蝕性能差 鋼導電率差、趨膚效應嚴重、損耗較大 封閉母線：分箱式、共箱式3、截面形狀 矩形母線：在同截面下，周長要長，冷卻條件好耗金屬要少 菱形與管形母線：可防止產生電暈，散熱面小4、母線的布置、母線的布置母線三相導體排列方式：水平排列、豎直排列、角形排列 （各相之間的相對關系） 軟母線 硬母線母線的放置法： 平放、立放 （母線與空間的相對關系）安裝方式： 平裝機

21、械抗彎強度高，對流散熱效果差 立裝對流散熱效果好，機械抗彎強度高差 （母線與絕緣子的相互關系） 綜合布置方式：綜合布置方式：豎排立放平裝、平排平放平裝 豎排平放立裝、平排立放立裝5、母線的著色、母線的著色 硬母線刷漆：直流、交流 目的： 區(qū)別相序 增加輻射散熱、載流量提高12%15% 防腐蝕作用軟母線管形母線低壓封閉母線高壓封閉母線共箱式分箱式 二、電力電纜二、電力電纜 特點：鋪設在地下，結構緊湊、占用空間小、走向和布置靈活、不影響環(huán)境、現場施工簡便 結構： 電纜芯線：鋁芯或銅芯、圓形或扇形截面 絕緣層：各芯線絕緣相間絕緣芯線對地絕緣 密封護套：鉛色、鉛包 保護層：鋼帶、鋼絲疊加、瀝青防腐層

22、分類 油浸紙絕緣電纜、聚氯乙烯絕緣電纜、 交聯聚氯乙烯絕緣電纜、橡皮絕緣電纜 電纜頭-電纜與電纜、架空線、電機、電器等連接時要用電纜頭 分類 ：終端頭：環(huán)氧樹脂型、干包型 中間接頭：電纜與電纜的連接工程圖中符號n作用：支持支持及固定帶電裸導體，并使之與地絕緣 絕緣帶電導體之間的絕緣n技術要求：絕緣性能好+機械性能好n分類 電器絕緣子固定電器的載流部分 電站絕緣子固定硬母線（支柱絕緣子-套管絕緣子） 線路絕緣子固定軟母線（針式、懸式、棒式）n結構：絕緣體+金屬配件n支柱絕緣子 套管絕緣子絕緣子絕緣子絕緣子絕緣子主要電氣設備小結設備名稱主要作用接入系統的方式斷路器切斷電流串聯接入，每相一個隔離開關

23、切斷電壓在斷路器兩邊串聯接入電流互感器 變換電流串聯接入電路電壓互感器 變換電壓并聯接入電路避雷器防止過電壓并聯接入電路母線連接各回路單母線、雙母線電抗器限制短路電流串聯接入電路習題與思考題習題與思考題 3-3 高壓斷路器的作用是什么？其常見類型有哪些？ 3-4 隔離開關的作用是什么？ 3-4 電壓互感器與電流互感器各有何作用，運行時有何特點？為什么工作時，電磁型電流互感器二次側不能開路，而電壓互感器不能短路？發(fā)電廠變電站的主要電氣設備有：高壓開關電器、互感器限流限壓設備、導體等3-1 3-1 電弧的基本理論電弧的基本理論教學內容教學內容 掌握電弧的形成及熄滅條件 熟悉電弧形成的物理過程、特性

24、 掌握交流電弧的特性及熄滅條件 掌握開關電器常用的熄弧方法3.1.1 電弧的形成和熄滅 一、概述1、電弧一種游離的氣體放電現象 開關電器開斷電路時，觸頭間產生耀眼的白光。 物質第四種存在形式： 固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)、等離子態(tài) 電弧的存在代表了電流流通到截止的中間過程，只有當電弧熄滅，觸頭間隙成為絕緣介質時，電路才算斷開。2 2、電弧的特征特征電弧的能量集中，溫度極高，亮度很強例：10kV斷路器（QF）斷開20kA的電流，電弧功率達到 1萬kW以上電弧由陰級區(qū)，陽極區(qū)和弧柱區(qū)組成。 弧柱區(qū)溫度最高，可達67k度到1萬度以上在弧柱周圍溫度較低，亮度明顯減弱的部分叫弧焰，電流幾乎都從弧柱內部流過?；?柱

25、陽 極 區(qū)陰 極 區(qū) 電弧的氣體放電是自持放電，維持電弧燃燒的電壓很低。在大氣中，1cm長的直流電弧的弧柱電壓僅1530V，在變壓器油中1cm長的直流電弧的弧柱電壓僅100220V。 電弧是一束游離的氣體，質量極輕，極易變形。電弧在氣體或液體的流動作用下或電動力作用下，能迅速移動、伸長或彎曲。二、電弧的形成和維持 1、帶電質點的來源 電極發(fā)射自由電子： 熱電子發(fā)射觸頭分離 接觸電阻加大 表面發(fā)熱 發(fā)射電子 強電場發(fā)射觸頭分離 電場強度加大 電場力拉出 發(fā)射電子 弧柱區(qū)的氣體游離，碰撞游離+熱游離 產生大量的電子和離子 2、電弧的形成和維持強電場發(fā)射熱電子發(fā)射電弧熱游離溫度磁撞游離加速 三、電弧

26、的熄滅 關鍵是加強去游離作用 去游離由于復合和擴散使帶電質子減少的過程 介質的游離作用電弧產生 介質的去游離作用電弧熄滅 當 游離去游離電弧電流 當 游離=去游離電弧電流不變（穩(wěn)定燃燒） 當 游離 BUaw電弧在自然過零時將自動熄滅，但下半周期隨著電壓的升高，電弧會重燃。w若電流過零時，電弧不再重燃，電弧就此熄滅。二、交流電弧的熄滅1、弧隙中介質強度的恢復過程U d Ud弧隙介質能夠承受而不致使弧隙擊穿的最小電壓弧隙介質能夠承受而不致使弧隙擊穿的最小電壓過程：電流過零前，過程：電流過零前，很高，很高，Rn很小，弧隙為良導電通道很小，弧隙為良導電通道 電流過零前后，電流過零前后， ，Rn具有一定

27、抗電強度具有一定抗電強度 電流過零后，電流過零后，U d恢復不是從零開始恢復不是從零開始,而是有一個起始電壓。這種現象稱為交流電路的而是有一個起始電壓。這種現象稱為交流電路的近陰極效應近陰極效應。 電流極性改變后的0.11.0秒瞬間, 有Ud=150250V的起始介質強度2、弧隙電壓的恢復過程UrUr電壓由熄弧電壓恢復到外電源電壓的過程。 過程1、電流過零前，電弧電阻很小，電源電壓大部分降落在線路或負載的阻抗上。2、電流過零時，電弧熄滅，最后變?yōu)榻^緣介質，電源電壓全部加在弧隙上。0aUnfuUjta)熄 滅b)重 燃0tuUj3、交流電弧的熄滅條件：drUUUrUrUdUd四、交流電弧的滅弧方

28、法 1、提高觸頭的分閘進度 迅速拉長電弧，E，冷卻與擴散 2、采用多斷口滅弧拉長迅速，行程， 滅弧時間提高了滅弧能力 3、吹弧加強冷卻和擴散 橫吹將電弧吹彎吹長 縱吹將電弧吹細4、利用固體介質的狹縫狹溝滅弧 冷卻， 表面吸附電子，加強復合。如：介質縱縫滅弧罩 介質填料滅弧管5、利用短弧原理滅弧 w交流電路：電流自然過零時，每一短弧有150250V電壓。6、磁吹、磁吹利用電磁力驅動和拉長電弧至固體介質滅弧罩或金屬柵滅弧罩中7、高壓氣體介質滅弧、高壓氣體介質滅弧 碰撞游離，復合8、真空滅弧、真空滅弧 碰撞游離，熱游離，擴散習題及思考題習題及思考題 31 何為電?。亢喪鰯嗦菲饔|頭開斷時斷口電弧的形成

29、過程及由此而確定的基本滅弧方法。 32 交流電弧電流有何特點？什么叫介質強度恢復過程？什么叫電壓恢復過程？熄滅交流電弧的條件是什么？3.2 3.2 高壓開關電器高壓開關電器開關電器的分類 高壓開關 、低壓開關 戶內 、戶外 既能開斷正常工作電流又能開斷故障電流斷路器 只開斷電壓隔離開關類 能開斷正常工作電流和過電流負荷開關類 只能開斷故障電流熔斷器 工程圖中符號少油式斷路器少油式斷路器 具有用油量少、體積小、結構簡單、節(jié)省鋼材、防火防爆的特點，但檢修周期短，在戶外使用時，受大氣條件影響大，而且配 套性差。 以SN10-10I型為例：組成： 導電回路上出線座靜觸頭座瓣形觸頭 動觸頭導電桿動觸頭下

30、出線座 滅弧系統縱橫吹滅弧室（縱橫油氣吹+機械油吹）逆止閥：電弧形成后分解油，逆止閥鋼球上推堵住回油孔， 形成密閉燃弧，使內腔壓力升高油氣分離器：a.避免滅弧室完全封死，壓力過高 b.避免直接將熾熱的帶有大量電子和離子的油氣混合 物排出箱外，引起自燃和設備絕緣閃絡。 傳動機構：主軸、分相軸、操動軸 框架：依靠兩個支持絕緣子將各相與地絕緣LW15-363GCBPSF6斷路器的優(yōu)缺點斷路器的優(yōu)缺點 斷口耐壓高 允許開斷次數多 開斷性能好 占地面積小 加工精度高，密封性能好，對水分子與氣體的檢測要求嚴格斷路器與隔離開關的配合 具有相當完善的滅弧裝置，它可以切斷正常的負荷電流，也可以切斷一定的故障電流

31、。但沒有明顯的斷點，必須借助輔助設備，才能知道斷路器處于合閘狀態(tài)或斷開狀態(tài)。在電路中，需要與隔離開關配合運行3.2.2 隔離開關（隔離開關（QS）1、QS的作用 隔電保安 倒閘操作：等電位操作 切投小電流電路：保證電弧能可靠自行熄滅2、QS的特點 觸頭暴露在空氣中；有明顯、清晰可見的斷開點 沒有專門的滅弧裝置不能切斷Ig及Id QS應與QF配合使用滿足“隔離開關先通后斷”原則 （ 即：合閘時，QS先QF后；分閘時，QF先QS后） QS分閘時，應有明顯可見的斷口 QS合閘時，應能可靠地通過Igmax及Idmax通過時滿足動熱穩(wěn)定工程圖中符號3、戶內型QS: GN6、GN8型 結構：底座絕緣子、導

32、電系統 磁鎖裝置的作用：散熱 增加接觸壓力 提高動穩(wěn)定4、戶外型QS GW4-35D 導電回路 雙柱式絕緣子 接地刀閘與主刀聯鎖（一分-合） 底座500kV3.2.3 高低壓熔斷器高低壓熔斷器1、作用：短路保護或過載保護 缺點：保護性能不穩(wěn)定、需要更換熔體2、組成： 熔件（熔體）：銅、銀 觸頭、滅弧裝置、絕緣底座3、工作過程： 汽化過程發(fā)弧過程滅弧過程 全開斷時間=熔化時間+發(fā)弧時間+燃弧時間4、分類之一： 限流型速度快、高電阻、出現過電壓 非限流型速度慢、不出現過電壓5、戶內型高壓熔斷路：RN1、RN3電力變壓器或線路保護 RN2、RN6電壓互感器保護6、戶外型高壓熔斷器：RW3跌落式FU、

33、RW10-35型限流型FU 用于開合負載電流及過載電流的開關電器，具有 一定的滅弧能力，常與熔斷器配合使用。負荷開關特點： 1）具有可見斷點 2）有簡易滅弧裝置，可以切斷負荷電流 3）具有保護功能，如過負荷保護，但不能切斷短路電流 4）與高壓熔斷器配合使用，可起到切斷短路電流的作用負荷開關的作用： 在10kV回路中，可以作為小容量變壓器的進線開關、電力電容器的主開關、電壓互感器的主開關。工程圖中符號互感器的作用 將一次側的高電壓大電流變換成二次側的標準的低電壓、小電流，使二次側裝置標準化、系列化。 將二次側與高電壓隔離，保證設備和人身安全。 使二次側可以使用低壓小截面控制電纜傳送電壓、電流信號

34、。3.3.1 電流互感器21IKII工程圖中符號原理接線圖一次側N1N21221NNIIKNNI 一次側匝數很少，二次側匝數多。一次繞組電流完全取決于負荷電流。 正常工作時，二次側負荷阻抗很小，接近短路狀態(tài)。 一次側與被測回路串聯，二次側繞組與儀表電流線圈串聯。102211NININI鐵心中合成磁動勢電流誤差 ： 角誤差 ：i為I1與I2 之間的夾角。電流互感器的誤差與互感器鐵心材料、結構、一次側電流、二次側負載等因素有關。00112100IIIKfii準確級和額定容量 準確級 ：在規(guī)定的二次負荷變化范圍內，一次電流為額定值時的最大電流誤差 電流互感器有0.2、0.5、1、3、5P、10P等準

35、確度級，可供不同的測量和保護場合使用。不同準確級的電流互感器有不同的額定二次負荷。 電流互感器的額定容量 電流互感器在額定二次電流和額定二次阻抗下運行時，二次線圈輸出的容量。 由于電流互感器的二次電流為標準值（5A或1A），其容量也常用額定二次阻抗來表示。因電流互感器的誤差和二次負荷有關，同一臺電流互感器使用在不同準確級時，會有不同的額定容量。電流互感器二次側所接的負載的阻抗之和不能超過互感器的額定二次阻抗值。2222NNNZIS運行注意事項 二次側必須有一端接地。防止一、二次側絕緣損壞，高壓竄入二次側，危及人身和設備安全； 接線時要注意極性。電流互感器一、二次側的極性端子，都用字母表明極性。

36、 一次側串接在線路中，二次側的繼電器或測量儀表串接。 電流互感器運行時二次側不允許開路。電流互感器二次側開路 電流互感器運行時二次側不允許開路。否則二次側會感應出極高電壓，危及人身和設備安全。 二次側開路時，I1N1全部為勵磁磁通勢，使鐵心中磁通為平頂波，二次側感應電勢為尖頂波。五、電流互感器二次接線方式單相接線星形接線不完全星形接線110電流互感器35電流互感器低壓電流互感器原理接線圖電磁式電壓互感器工作原理與電力變壓器相同。一、結構類型：電磁式（包括普通的電磁式電壓互感器，及串級式電壓互感器）；電容分壓式； 二、運行注意事項：電壓互感器工作時，二次側有一端必須可靠接地，運行中二次側不允許短

37、路。 工程圖中符號21UKUu21NNKUU1 測量誤差： 電壓誤差角誤差：二次電壓相量 與一次電壓相量 之間的夾角 ，并規(guī)定 超前于 時相位差 為正，反之為負。電壓互感器測量誤差與空載電流、二次負載等因素有關。準確級：電壓互感器的準確級用最大允許誤差表示。有0.1、0.2、0.5、3、3P、6P等準確級，分別用在不同的測量與保護場合。1.U.2Uu%100112UUUKfuu1.U.2Uu四、電容式電壓互感器的工作原理 隨著電力系統輸電電壓的增高，電磁式電壓互感器的體積越來越大，成本隨之增高，普遍采用電容式電壓互感器。 電容式電壓互感器實質上是一個電容分壓器，在被測裝置的相和地之間接有電容

38、和 ，按反比分壓， 上的電壓為 2C2C1C121112KUCCCUUC電容式電壓互感器原理接線圖（虛線中是非線性補償電感線圈）電容式電壓互感器誤差 電容式電壓互感器的誤差是由空載電流、負載電流以及阻尼器的電流流經互感器繞組產生壓降而引起的，其誤差由空載誤差 、 ，負載誤差 、 和阻尼器負載電流產生的誤差 、 等幾部分組成，即 電容式電壓互感器的誤差除受一次電壓、二次負荷和功率因數的影響外，還與電源頻率有關。 電容式電壓互感器用于110500kV中性點直接接地系統。0f0zfzdfddzuffff0dzu0五、電壓互感器二次接線方式特別注意開口三角接線110電壓互感器110電容式電壓互感器低壓

39、電壓互感器3.4 3.4 限流電器限流電器 限流電器的作用增加電路的短路阻抗，從而達到限制短路電流的目的。 常用的設備有：限流電抗器和分裂變壓器限流電抗器和分裂變壓器一、限流電抗器：作用： 限制電力設備的短路電流、能維持母線電壓、將短路容量加以限制，以選擇輕型斷路器和小截面的電纜。設置位置 分段電抗器、出線電抗器、在變壓器負荷側串聯電抗器工程圖中符號限流限流 并聯電抗器應用于電力系統，通常安裝在高壓長距離輸電線的始端升壓站、中間聯絡站以及高壓直流輸電的換流站中，并聯連接于變電站66KV及以下的低壓回路。具有補償電網無功功率、降低電網損耗、提高輸電能力以及抑制電網諧振過電壓、防止發(fā)電機自勵磁、消

40、除空載長線電容效應和高壓電纜電容效應、抑制工頻過電壓等眾多功能，可節(jié)約 能源、提高電力系統的 運行穩(wěn)定性和可靠性。并 聯電抗器與并聯電容器、 大功率晶閘管和微機控制 系統組成靜止無功補償裝 置，可對電力系統的無功 功率進行適時動態(tài)調節(jié)。二、分裂變壓器：1、作用 分裂變壓器，能在正常工作和低壓側短路時，使變壓器呈現不同的電抗值，從而起到限制短路電流的作用。2、結構 分裂變壓器是一種多繞組變壓器，它是將普通的雙繞組變壓器的低壓繞組分裂成額定容量相等的兩個完全對稱的繞組。3.5 避雷器 （）1. 功能： 用來限制過電壓的一種主要保護電器，是發(fā)電廠變電所防雷保護的基本保護措施之一。2. 工作原理： 避雷器與被保護設備并聯，當線路上有雷電侵入時，首先擊穿避雷器對地放電，從而保護設備絕緣。 感應雷的防護 分流：采用避雷器來限制雷電過電壓波，將雷電流分流入地。避雷器被保護設備接地體避雷器結構類型放電間隙避雷器；閥形避雷器；氧化鋅避雷器；空氣間隙避雷器 空氣間隙放電器的主要元件是放電電極的材料 閥型避雷器 由裝在密封瓷套中的間隙（又稱火花間隙）和非線性電阻（又稱閥片）串聯?；鸹ㄩg隙將帶電部分與閥片隔開，閥片電阻值與流過的電流有關，電流愈大電阻愈小。 有普通型和磁吹型兩類。電阻閥片由金剛砂（SiC）和結合劑