發(fā)電廠電氣第二章(2)

1、發(fā)電廠電氣發(fā)電廠電氣第一章第一章電力系統(tǒng)概電力系統(tǒng)概述述1.組成和特點(diǎn)組成和特點(diǎn)2.電能質(zhì)量電能質(zhì)量3.功率平衡功率平衡4.短路簡述短路簡述第二章第二章發(fā)電廠電氣一次發(fā)電廠電氣一次設(shè)備設(shè)備1.安全工作條件安全工作條件2. 電力變壓器的電力變壓器的運(yùn)行運(yùn)行3.高壓開關(guān)電器高壓開關(guān)電器和互感器和互感器4.電氣主接線電氣主接線5.配電裝置配電裝置第三章第三章 發(fā)電廠的廠發(fā)電廠的廠用電用電第四章第四章 發(fā)電廠電氣發(fā)電廠電氣二次設(shè)備二次設(shè)備第五章第五章 電氣設(shè)備運(yùn)電氣設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控與微行監(jiān)控與微機(jī)遠(yuǎn)動終端機(jī)遠(yuǎn)動終端電氣設(shè)備電氣設(shè)備生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備開關(guān)電器開關(guān)電器限制短路電流和防御過

2、電壓設(shè)備限制短路電流和防御過電壓設(shè)備載流導(dǎo)體載流導(dǎo)體接地裝置接地裝置儀用互感器儀用互感器測量表計(jì)測量表計(jì)繼電保護(hù)及自動裝置繼電保護(hù)及自動裝置直流電源設(shè)備直流電源設(shè)備操作電器、信號設(shè)備及控制電纜操作電器、信號設(shè)備及控制電纜一一次次設(shè)設(shè)備備二次設(shè)備二次設(shè)備直接生產(chǎn)和輸送電能的設(shè)備直接生產(chǎn)和輸送電能的設(shè)備對一次設(shè)備測量、監(jiān)視、控制和保護(hù)對一次設(shè)備測量、監(jiān)視、控制和保護(hù)1開關(guān)電器分類和作用開關(guān)電器分類和作用開關(guān)電器的分類 用來正常情況下切斷或接通正常電流的。 用來切斷故障情況下的過負(fù)荷電流或者短路電流。 既用來切斷或接通正常工作電流，也用來斷開或閉合過負(fù)荷或短路電流。 不要求切斷或接通電流，只用來在檢

3、修時隔離電源。低壓閘刀開關(guān)高壓負(fù)荷開關(guān)高低壓熔斷器高低壓斷路器隔離開關(guān)一次設(shè)備：接通或斷開電路的開關(guān)電器n高壓斷路器高壓斷路器：正常運(yùn)行和故障情況下用作斷開或接通電路中的：正常運(yùn)行和故障情況下用作斷開或接通電路中的正常工作電流及開斷故障電流。正常工作電流及開斷故障電流。n隔離開關(guān)隔離開關(guān)：建立明顯的絕緣間隙，轉(zhuǎn)換線路增加線路：建立明顯的絕緣間隙，轉(zhuǎn)換線路增加線路聯(lián)接的靈活性。聯(lián)接的靈活性。一次設(shè)備：一次設(shè)備：接通或斷開電路的開關(guān)電器接通或斷開電路的開關(guān)電器n負(fù)荷開關(guān)負(fù)荷開關(guān)：只能開斷負(fù)載電流和一定過載電流。：只能開斷負(fù)載電流和一定過載電流。n熔斷器熔斷器：過載或短路時，起到開斷和保護(hù)的作用。：

4、過載或短路時，起到開斷和保護(hù)的作用。熔斷器熔斷器高壓負(fù)荷開關(guān)高壓負(fù)荷開關(guān)傳動機(jī)構(gòu)傳動機(jī)構(gòu)彈簧脫扣彈簧脫扣機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)一次設(shè)備：一次設(shè)備：接通或斷開電路的開關(guān)電器接通或斷開電路的開關(guān)電器2開關(guān)電器的工作原理開關(guān)電器的工作原理開關(guān)電器的基本原理 開關(guān)電器開斷電路時 電流80100mA 電壓1020V電弧高溫高導(dǎo)電率的游離氣體破壞觸頭斷開電路時間延長專門的滅弧裝置電弧的形成是觸頭間中性質(zhì)點(diǎn)（分子或原子）被游離的過程游離-碰撞游離開始觸頭間距小電場強(qiáng)度很高陰極表面拉出電子電子向陽極加速運(yùn)動電子遇到中性質(zhì)點(diǎn)碰撞足夠動能打出電子使之游離自由電子正離子電場中繼續(xù)行進(jìn)氣體的碰撞游離不能維持電弧距離強(qiáng)電場發(fā)射熱電場

5、發(fā)射游離-熱游離弧隙熱量10000C以上高溫中性質(zhì)點(diǎn)不規(guī)則熱運(yùn)動加劇中性質(zhì)點(diǎn)相互碰撞游離自由電子正離子熱游離弧隙：觸頭間電弧燃燒的間隙氣體發(fā)生熱游離：金屬蒸汽熱游離：900010000C40005000C弧心溫度 ：40005000C熱游離強(qiáng)度足以維持電弧去游離-復(fù)合復(fù)合：異號帶電質(zhì)點(diǎn)的電荷彼此中和的現(xiàn)象異號質(zhì)點(diǎn)需要在一定時間處在很近的范圍電子運(yùn)動速度約為離子的1000倍,不易直接復(fù)合復(fù)合條件相對速度，復(fù)合可能性相對速度，復(fù)合可能性主要復(fù)合過程電子碰撞附和中性質(zhì)點(diǎn)形成負(fù)離子與正離子復(fù)合？去游離-擴(kuò)散擴(kuò)散：帶電質(zhì)點(diǎn)從電弧內(nèi)部逸出而進(jìn)入到周圍介質(zhì)中的現(xiàn)象。帶電質(zhì)點(diǎn)的不規(guī)則熱運(yùn)動引起擴(kuò)散成因電弧和周

6、圍介質(zhì)溫度差 電弧和周圍介質(zhì)濃度差 擴(kuò)散作用 電弧、游離和去游離電弧的冷卻方式；觸頭間介質(zhì)的特性；觸頭的材料；觸頭兩端電壓幅值及變化特性；影響游離和去游離的主要因素：由碰撞游離產(chǎn)生電弧靠熱游離維持陰極或熱電子發(fā)射提供傳導(dǎo)電流的電子游離帶電質(zhì)點(diǎn) 電弧去游離帶電質(zhì)點(diǎn)電弧熄滅交流電弧的重燃和熄滅交流電弧每經(jīng)半周總是要經(jīng)過零值一次。電弧過零時電源不供給能量電弧在散失能量去游離增加弧隙溫度下降電弧熄滅交流電弧比直流電弧容易熄滅電弧過零后電壓恢復(fù)過程介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)間隙再擊穿電弧重燃 阻礙間隙擊穿電弧熄滅 電弧是否重燃取決于游離作用和去游離作用的競賽恢復(fù)電壓和介質(zhì)強(qiáng)度的關(guān)系介質(zhì)強(qiáng)度電壓UrUt熄滅電弧的基本方

7、法促使電弧熄滅方法增加弧隙的去游離速度減小弧隙電壓恢復(fù)速度(1)利用氣體或油吹滅電弧空氣斷路器油斷路器負(fù)荷開關(guān)和熔斷器縱吹橫吹電弧冷卻變細(xì)切斷電弧拉長切段(2)采用多斷口每相有兩個或多個串聯(lián)的斷口,使加于每個斷口的電壓降低,電壓易于熄滅組合式(積木式) 結(jié)構(gòu)斷路器:相同形式的滅弧室(斷口)串聯(lián)可用于較高的電壓等級SW6-220由兩套與SW6-110相同的部件組成熄滅電弧的基本方法(3)采用并聯(lián)電阻限制觸頭上的恢復(fù)電壓幅值和電壓恢復(fù)速度切斷小電感電流或電容電流時,消除危險(xiǎn)的過電壓使沿著觸頭斷口之間的電壓均勻分布采用新介質(zhì)滅弧性能優(yōu)良的新介質(zhì), 六氟化硫和真空斷路器幾十到幾百歐姆幾百到幾千歐姆幾萬

8、到幾十萬歐姆狹縫滅弧長弧變短弧滅弧在線圈產(chǎn)生的磁場作用下，以電弧產(chǎn)生電動力，將電弧拉長進(jìn)入滅弧柵片的狹縫中，電弧與柵片緊密接觸，冷卻電弧，加強(qiáng)去游離。有機(jī)固體介質(zhì)在高溫作用下分解而產(chǎn)生氣體，壓力增大，使電弧強(qiáng)烈冷卻，最終熄滅利用新陰極效應(yīng)一般是采用絕緣板夾著許多金屬柵片組成滅弧柵，罩住開關(guān)觸頭的全行程。當(dāng)開關(guān)觸頭分離時，長電弧在電動力和磁場力的作用下迅速移入滅弧柵,并被滅弧片切割成一連串的短電弧。當(dāng)小于新陰極效應(yīng)產(chǎn)生的介質(zhì)強(qiáng)度時即熄滅3高壓斷路器高壓斷路器 高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要、最復(fù)雜的電器設(shè)高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要、最復(fù)雜的電器設(shè)備之一。斷路器的基本理論和工作原理牽涉面較廣，備之

9、一。斷路器的基本理論和工作原理牽涉面較廣，內(nèi)容龐雜，即有電磁學(xué)理論，也有熱學(xué)和力學(xué)理論。內(nèi)容龐雜，即有電磁學(xué)理論，也有熱學(xué)和力學(xué)理論。 在電磁學(xué)和熱學(xué)方面既有場又有路，既有穩(wěn)態(tài)過程在電磁學(xué)和熱學(xué)方面既有場又有路，既有穩(wěn)態(tài)過程也有暫態(tài)過程；在力學(xué)方面涉及到靜力學(xué)、動力學(xué)、也有暫態(tài)過程；在力學(xué)方面涉及到靜力學(xué)、動力學(xué)、流體力學(xué)和空氣動力學(xué)方面的內(nèi)容。流體力學(xué)和空氣動力學(xué)方面的內(nèi)容。 此外還涉及到電工材料、絕緣、放電、試驗(yàn)等多項(xiàng)此外還涉及到電工材料、絕緣、放電、試驗(yàn)等多項(xiàng)技術(shù)，并隨著時代的發(fā)展內(nèi)容不斷擴(kuò)充和更新，如技術(shù)，并隨著時代的發(fā)展內(nèi)容不斷擴(kuò)充和更新，如計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用等。有關(guān)內(nèi)容不只用于高壓斷

10、路計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用等。有關(guān)內(nèi)容不只用于高壓斷路器，還可用于包括高壓電器、低壓電器等各種電氣器，還可用于包括高壓電器、低壓電器等各種電氣設(shè)備。設(shè)備。高壓斷路器高壓斷路器高壓斷路器的作用和分類作用正常工作時接通或開斷電流改變主接線運(yùn)行方式故障時開斷短路電流高壓斷路器具有完善的滅弧裝置裝設(shè)地點(diǎn)的不同屋內(nèi)式屋外式分類滅弧方式的不同油斷路器空氣斷路器六氟化硫斷路器真空斷路器多油斷路器少油斷路器少油斷路器特點(diǎn)油只滅弧，油量少絕緣利用空氣或陶瓷防火防爆，安全配電裝置簡單20kV以下屋內(nèi)式、金屬油箱35kV以上屋外式、高強(qiáng)度瓷桶油箱在我國使用時間長，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富，在電力系統(tǒng)中處于主導(dǎo)地位。少油斷路器 高壓少油

11、斷路器 利用真空作為觸頭間的絕緣與滅弧介質(zhì)的斷路器稱為利用真空作為觸頭間的絕緣與滅弧介質(zhì)的斷路器稱為真空斷路器。真空斷路器。 真空一般指的是氣體稀薄的空間。凡是絕對壓力低干正常大氣壓力的狀態(tài)都可稱為真空狀態(tài)。絕對壓力等于零的空間稱為絕對真空，這才是真正的真空或理想的真空。 真空的程度以氣體的絕對壓力值來表示，壓力越低稱之真空度越高。在國際單位制中，壓力以帕(Pa)為單位。一個工程大氣壓約為0.1MPa(兆帕)。過去習(xí)慣使用毫米汞柱(mmHg)或托(Torr)真空斷路器真空滅弧室的真空度(即真空壓力值)在10-4Torr一10-7Torr，即1.3310-2Pa1.3310-5Pa ，屬于高真空

12、范疇。在這樣高的真空度下，氣體的密度很低，氣體分子的平均自由路程很長，因此觸頭間隙的絕緣強(qiáng)度很高。5221166101011.01 101.33 1021.33 101.33 1031.33 101.33 1041.33 101.33 1051.33 10PaPaPaPaPaPaPaPaPa（）粗真空：真空壓力范圍為（ ）低真空：真空壓力范圍為（ ）高真空：真空壓力范圍為（ ）超高真空：真空壓力范圍為（ ）極高真空：真空壓力范圍為真空斷路器 早期的理論研究階段早期的理論研究階段。利用真空介質(zhì)來熄滅電弧的設(shè)想在19世紀(jì)末就已提出，20世紀(jì)20年代制造出了最早的真空滅弧室。但是由于受真空工藝、材料

13、等技術(shù)水平的限制，當(dāng)時并未實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。 深入的理論研究和關(guān)鍵工藝發(fā)展的階段。深入的理論研究和關(guān)鍵工藝發(fā)展的階段。20世紀(jì)50年代以后，隨著電子工業(yè)發(fā)展起來的許多新技術(shù)，解決了真空滅弧室制造中的很多難題，使真空開關(guān)逐漸達(dá)到實(shí)用水平。50年代中期美國通用電氣公司批量生產(chǎn)12kV額定短路開斷電流為12kA的真空斷路器。隨后在50年代末由于發(fā)展了具有橫向磁場觸頭的真空滅弧室，使額定短路開斷開斷電流提高到30kA的水平。 真空開關(guān)電器的全面發(fā)展預(yù)廣泛應(yīng)用階段。真空開關(guān)電器的全面發(fā)展預(yù)廣泛應(yīng)用階段。70年代后，日本東芝電氣公司研制成功具有縱向磁場觸頭的真空滅弧室，使額定開斷電流又進(jìn)一步提高到50kA以上。

14、目前真空斷路器已廣泛用于10kV、35kV配電系統(tǒng)中，額定短路開斷電流已能做到50kA100kA。真空開關(guān)電器發(fā)展簡述真空斷路器真空作絕緣真空度10-210-5Pa帶電粒子碰撞幾率小，極易熄滅間隙絕緣度強(qiáng)介質(zhì)恢復(fù)快觸頭開距短、燃弧時間短、體積小、重量輕、防火防爆、因而在發(fā)電廠廠用電配電裝置中使用越來越多。高壓真空斷路器六氟化硫氣體的基本特性 SF6是目前高壓電器中使用的最優(yōu)良的滅弧和絕緣介質(zhì)。它無色、無味、無毒，不會燃燒，化學(xué)性能穩(wěn)定，常溫下與其它材料不會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。SF6斷路器斷路器SF6由鹵族元素中最活潑的氟原子與硫原子結(jié)合而成。分子結(jié)構(gòu)是個完全對稱的八面體，硫原子居中，六個角上是氟原子

15、，氟與硫原子間以共價鍵聯(lián)結(jié)，SF6分子量為146，約是空氣分子量的5.1倍，因此同樣體積的SF6氣體比空氣重得多。 迄今為止，工業(yè)上普遍采用的制造方法是將單質(zhì)硫和過量氣態(tài)氟直接化合。263SFSFQ放熱反應(yīng)六氟化硫氣體及其分解物的毒性問題v純凈的純凈的SF6氣體一般公認(rèn)是無毒的。氣體一般公認(rèn)是無毒的。 SF6在生產(chǎn)過程中在生產(chǎn)過程中會有少量伴隨的生成物，其中會有少量伴隨的生成物，其中S2F10是公認(rèn)的劇毒氣體，是公認(rèn)的劇毒氣體，但經(jīng)過凈化處理可以完全將它除凈。但經(jīng)過凈化處理可以完全將它除凈。v純凈的純凈的SF6氣體雖然無毒，但在工作場所要防止氣體雖然無毒，但在工作場所要防止SF6氣氣體的濃度上

16、升到缺氧的水平。體的濃度上升到缺氧的水平。v SF6氣體的密度大約是空氣的五倍、氣體的密度大約是空氣的五倍、SF6氣體如有泄漏氣體如有泄漏必將沉積于低洼處，如電纜溝中。濃度過大會出現(xiàn)使必將沉積于低洼處，如電纜溝中。濃度過大會出現(xiàn)使人窒息的危險(xiǎn)，設(shè)計(jì)戶內(nèi)通風(fēng)裝置時要考慮到這一情人窒息的危險(xiǎn)，設(shè)計(jì)戶內(nèi)通風(fēng)裝置時要考慮到這一情況。況。vSF6氣體通過對流能與空氣混合，但速度很慢。氣體氣體通過對流能與空氣混合，但速度很慢。氣體一旦混合后就形成一旦混合后就形成SF6和空氣的混合氣體，不會再次和空氣的混合氣體，不會再次分離。分離。v問題嚴(yán)重的是，電弧作用下問題嚴(yán)重的是，電弧作用下SF6的分解物如的分解物如

17、SF4，S2F2，SF2，SOF2，SO2F2，SOF4和和HF等，它們都有強(qiáng)烈的等，它們都有強(qiáng)烈的腐蝕性和毒性。腐蝕性和毒性。六氟化硫氣體的滅弧性能與滅弧原理（1）SF6氣體的分解溫度（2000K）比空氣（主要是氮?dú)?，分解溫度約7000K）低，而需要的分解能 （22.4eV）比空氣（9.7eV）高，因此在分解時吸收的能量多，對弧柱的冷卻作用強(qiáng)。由于氣體分子的分解，在相應(yīng)的分解溫度上就出現(xiàn)氣體導(dǎo)熱率的高峰。（2）SF6在高溫時分解出S原子、F原子和正負(fù)離子，與其他滅弧介質(zhì)相比，有較大的游離度。在維持相同游離度時，弧柱溫度就較低。因此，SF6氣體中電弧電壓也較低，燃弧時的電弧能量較小，對滅弧有利

18、。幾種氣體中電弧的伏安特性（3）由于SF6的強(qiáng)電負(fù)性，能吸附電子和正離子復(fù)合，故復(fù)合作用快，去游離作用強(qiáng)。尤其在電流過零前后，可使弧隙中帶電粒子減少，導(dǎo)電率下降。SF6氣體電弧的時間常數(shù)也很小，為微秒級或更小，在電弧電流過零后，弧柱溫度將急劇下降，分解物急劇復(fù)合。因此SF6弧隙的介質(zhì)強(qiáng)度及其恢復(fù)速度都很高，能耐受很高的恢復(fù)電壓作用，電弧在電流過零后不易重燃。 六六氟化硫氣體中電弧的熄滅原理與空氟化硫氣體中電弧的熄滅原理與空氣電弧和油中電弧是不同的，它并不僅依氣電弧和油中電弧是不同的，它并不僅依靠氣流等的壓力梯度所形成的等熵冷卻作靠氣流等的壓力梯度所形成的等熵冷卻作用，而主要是利用六氟化硫氣體的

19、特異的用，而主要是利用六氟化硫氣體的特異的熱化學(xué)性質(zhì)和強(qiáng)電負(fù)性，使得六氟化硫氣熱化學(xué)性質(zhì)和強(qiáng)電負(fù)性，使得六氟化硫氣體具有很強(qiáng)的滅弧能力。對于滅弧來說，體具有很強(qiáng)的滅弧能力。對于滅弧來說，供給大量新鮮的六氟化硫中性分子并使之供給大量新鮮的六氟化硫中性分子并使之與電弧接觸是有效的方法。與電弧接觸是有效的方法。六氟化硫氣體的滅弧原理按所利用能源的不同，將SF6滅弧裝置分為三類： 外能式滅弧裝置：利用運(yùn)行貯存的高壓力SF6氣體或開斷過程中依靠操作力產(chǎn)生SF6的壓力差，在開斷時將SF6氣體吹向電弧而使之熄滅。 自能式滅弧裝置：利用電弧本身的能量使SF6氣體受熱膨脹而產(chǎn)生壓力差，在開斷時將SF6氣體吹向電

20、弧而使之熄滅。或者利用開斷電流本身依靠線圈形成垂直于電弧的磁場，使電弧在SF6氣體中旋轉(zhuǎn)運(yùn)動而使之熄滅。 混合式滅弧裝置：既利用電?。ɑ蜷_斷電流）自身的能量，也利用部分外界能量的綜合式滅弧裝置。按開斷過程中，滅弧裝置工作特點(diǎn)的不同，將SF6滅弧裝置分為：氣吹式，熱膨脹式，磁吹旋轉(zhuǎn)電弧式，混合式 1997年防止全球變暖的京都議定書中，將包括SF6氣體的6種氣體列為溫室效應(yīng)氣體，它們對溫室效應(yīng)的影響依次為C02，CH4，N2O，PFC，HFC，SF6。 將SF6氣體列為溫室效應(yīng)氣體的原因，主要是SF6氣體對溫室效應(yīng)有著相當(dāng)大的潛在危險(xiǎn)，其原因有二：(1)SF6分子對溫室效應(yīng)的潛在影響大。若以CO2

21、氣體的全球變暖系數(shù)為1，則SF6氣體為23900。這就是說，一個SF6分子對溫室效應(yīng)的影響為CO2的23900倍。（2） SF6氣體排放大氣后，它的壽命長，約為3200年。六氟化硫氣體與溫室效應(yīng)SF6斷路器優(yōu)良滅弧和絕緣性能，電弧作用下分解成低氟化合物，吸收大量電弧能量使電弧熄滅。優(yōu)點(diǎn): 缺點(diǎn): 發(fā)展迅速，日益廣泛地應(yīng)用于超高壓系統(tǒng)中。 加工精度要求高，防漏密封及水分氣體檢測、控制嚴(yán)格 易制成大容量斷路器 結(jié)構(gòu)簡單、體積小、噪聲輕 容許開斷次數(shù)多，檢修周期長 價格高SF6斷路器高壓斷路器的基本性能參數(shù)額定電壓UN: 斷路器正常長期工作的電壓額定電壓IN: 斷路器正常長期通過的最大電流開斷電流I

22、br: 斷路器在某電壓下能開斷的最大短路電流額定斷路容量SbrN: brNNbrNIUS3熱穩(wěn)定電流Irb: 熱穩(wěn)定電流表明斷路器耐受短路電流熱效應(yīng)能力的參數(shù)額定動穩(wěn)定電流Irb: 動穩(wěn)定電流是表明高壓斷路器在沖擊短路電流作用下，承受電動力能力的參數(shù)高壓斷路器的基本動作形式 分閘分閘 合閘合閘 合分合分 重合重合和重和重合閘合閘 分閘 分閘操作是斷路器最基本的功能。由于斷路器分閘，分閘操作是斷路器最基本的功能。由于斷路器分閘，可開斷高壓回路，或切斷負(fù)荷電源，或隔斷高壓電源，可開斷高壓回路，或切斷負(fù)荷電源，或隔斷高壓電源，或切斷故障電源?；蚯袛喙收想娫础嗦菲鞣珠l時的各個時間分閘時間: 表征繼電

23、器開斷過程快慢的參數(shù)，從起閘到電弧完全開斷的時間合閘時間: 從接到合閘命令到主觸頭剛接觸為止固有分閘時間t1燃弧時間t2斷路器接到開斷命令t0短路開始繼電保護(hù)動作時間t1斷路器固有分閘時間t2電弧熄滅燃弧時間tab全分閘時間 合閘 線路的正常送電，負(fù)荷的倒換，電壓的引入等都必線路的正常送電，負(fù)荷的倒換，電壓的引入等都必須由斷路器的合閘動作來完成。合閘以后，斷路器本須由斷路器的合閘動作來完成。合閘以后，斷路器本身就處于警戒狀態(tài)，在它所保護(hù)的范圍內(nèi)出現(xiàn)任何故身就處于警戒狀態(tài)，在它所保護(hù)的范圍內(nèi)出現(xiàn)任何故障，隨時可以受命跳閘。障，隨時可以受命跳閘。 斷路器在合閘狀態(tài)下，必須保證具有足夠的長期通斷路器

24、在合閘狀態(tài)下，必須保證具有足夠的長期通流能力和經(jīng)受短路電流和電動力作用能力，而這些性流能力和經(jīng)受短路電流和電動力作用能力，而這些性能與機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)有密切的聯(lián)系。若機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)，或能與機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)有密切的聯(lián)系。若機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)，或操動系統(tǒng)不能制鎖，則在短路電動力作用下，斷路器操動系統(tǒng)不能制鎖，則在短路電動力作用下，斷路器觸頭會自行脫開；或因機(jī)構(gòu)的輸出力矩不夠，觸頭的觸頭會自行脫開；或因機(jī)構(gòu)的輸出力矩不夠，觸頭的輕微熔焊造成斷路器不能開斷，均將釀成事故。因而輕微熔焊造成斷路器不能開斷，均將釀成事故。因而合閘狀態(tài)下的可靠性是十分重要的。合閘狀態(tài)下的可靠性是十分重要的。 合分 高壓斷路器在合閘過程中可能遇到

25、線路故障（如短高壓斷路器在合閘過程中可能遇到線路故障（如短路）而要求它立即跳閘的情況，因而斷路器應(yīng)具有及路）而要求它立即跳閘的情況，因而斷路器應(yīng)具有及時跳閘反應(yīng)的能力，即當(dāng)斷路器合到底立刻能進(jìn)行無時跳閘反應(yīng)的能力，即當(dāng)斷路器合到底立刻能進(jìn)行無任何延遲的正常分閘。這種反應(yīng)能力依賴控制系統(tǒng)和任何延遲的正常分閘。這種反應(yīng)能力依賴控制系統(tǒng)和機(jī)構(gòu)傳動系統(tǒng)的實(shí)用性。機(jī)構(gòu)傳動系統(tǒng)的實(shí)用性。 斷路器合閘之后，立即進(jìn)行分閘，則線路接通的時斷路器合閘之后，立即進(jìn)行分閘，則線路接通的時間很短。在電力系統(tǒng)中，希望短路合閘時斷路器以最間很短。在電力系統(tǒng)中，希望短路合閘時斷路器以最快的動作將短路斷開，以保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定

26、性，因快的動作將短路斷開，以保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，因而對斷路器合分時的接通時間，有一定的要求，而此而對斷路器合分時的接通時間，有一定的要求，而此時間成為金屬短接時間。時間成為金屬短接時間。 重合和重合閘 在高壓電力系統(tǒng)中常要求斷路器在事故跳閘后進(jìn)在高壓電力系統(tǒng)中常要求斷路器在事故跳閘后進(jìn)行快速重合閘，以獲得高的系統(tǒng)穩(wěn)定性。這種重合行快速重合閘，以獲得高的系統(tǒng)穩(wěn)定性。這種重合閘往往能排除系統(tǒng)中的一段偶然性的短路事故而獲閘往往能排除系統(tǒng)中的一段偶然性的短路事故而獲得成功。得成功。 但當(dāng)重合后短路仍未消除時，斷路器在繼電保護(hù)但當(dāng)重合后短路仍未消除時，斷路器在繼電保護(hù)裝置的作用下又可立即跳閘，這時的操

27、作任務(wù)為重裝置的作用下又可立即跳閘，這時的操作任務(wù)為重合閘，即分閘以后再一個合分，如需再次強(qiáng)送電，合閘，即分閘以后再一個合分，如需再次強(qiáng)送電，則可再設(shè)置一個合分，即為分則可再設(shè)置一個合分，即為分-合分合分-合分，后一個合合分，后一個合分前的時延要長一些，由具體的系統(tǒng)保護(hù)確定。分前的時延要長一些，由具體的系統(tǒng)保護(hù)確定。自動重合閘操作循環(huán)的有關(guān)時間自動重合閘性能: 短路故障發(fā)生后，斷路器開斷電路，經(jīng)過很短的時間后又自動重合，如果故障未消除則又自動分閘，切斷電路“強(qiáng)送電”：分(0.5s)合分t(180s) 合分t0t5短路開始 斷路器接到開斷命令tab觸頭分開電弧熄滅觸頭接觸電弧熄滅預(yù)擊穿t3t4無

28、電流間隔時間預(yù)擊穿時間金屬短接時間燃弧時間自動重合閘時間全分閘時間 隔離開關(guān)（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(diǎn) 觸頭暴露在空氣中；有明顯、清晰可見的斷開點(diǎn) 沒有專門的滅弧裝置不能切斷Ig及Id QS應(yīng)與QF配合使用滿足“隔離開關(guān)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(yīng)有明顯可見的斷口 QS合閘時，應(yīng)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 主要技術(shù)參數(shù)（1）額定電壓額定電壓。額定電壓是指隔離開關(guān)能承受的正常工作線電壓。目前，我國電力系統(tǒng)中隔離開關(guān)采用的

29、額定電壓等級為（10KV、35KV、66KV、110KV、220KV、330KV、500KV)。（2）額定電流。額定電流是指隔離開關(guān)可以長期通過的工作電流。隔離開關(guān)長期通過額定電流時，其各部分的發(fā)熱溫度不超過允許值。我國規(guī)定額定電流為：200、400、630、（1000）、1250、1600、（1500）、2000、3150、4000、5000、6300、8000、10000、12500、16000、20000A高壓隔離開關(guān)用于以下兩種場合：(1)用來進(jìn)行倒閘操作。例如，發(fā)電廠與變電所的電氣主接線為雙母線時相連接的隔離開關(guān)(母線隔離開關(guān))將被用來進(jìn)行倒換母線的操作。(2)開、合無電流或微小電流

30、的電路。如開、合電壓互感器、避雷器電路，或切、合母線和直接與母線相連設(shè)備的電容電流。此外，還可以用來切、合勵磁電流小于2A的空載變壓器(35kV級小于1000kVA，110kV級小于3200kVA)，以及電容電流不超過5A的空載線路(10kV架空線路長度小于5km，35kv架空線路長度小于10km)。 隔離開關(guān)在正常情況下應(yīng)保證工作可靠接觸良好，觸頭不過熱，絕緣良好，通過短路電流時，在短時發(fā)熱與電動力作用下不致被損壞。隔離開關(guān)的基本參數(shù)有額定電壓、額定電流、熱穩(wěn)定電流和動穩(wěn)定電流。 再次強(qiáng)調(diào)指出，隔離開關(guān)在任何情況下均不允許切、合負(fù)荷電流和短路電流，并應(yīng)設(shè)法避免可能發(fā)生的誤操作。500kV 用

31、于開合負(fù)載電流及過載電流的開關(guān)電器，用于開合負(fù)載電流及過載電流的開關(guān)電器，具有具有 一定的滅弧能力，常與熔斷器配合使用。一定的滅弧能力，常與熔斷器配合使用。負(fù)荷開關(guān)特點(diǎn)：負(fù)荷開關(guān)特點(diǎn)： 1 1）具有可見斷點(diǎn)）具有可見斷點(diǎn) 2 2）有簡易滅弧裝置，可以切斷負(fù)荷電流）有簡易滅弧裝置，可以切斷負(fù)荷電流 3 3）具有保護(hù)功能，如過負(fù)荷保護(hù)，但不能切斷短路）具有保護(hù)功能，如過負(fù)荷保護(hù)，但不能切斷短路電流電流 4 4）與高壓熔斷器配合使用，可起到切斷短路電流的）與高壓熔斷器配合使用，可起到切斷短路電流的作用作用負(fù)荷開關(guān)的作用：負(fù)荷開關(guān)的作用： 在在10kV10kV回路中，可以作為小容量變壓器的進(jìn)線開關(guān)、回

32、路中，可以作為小容量變壓器的進(jìn)線開關(guān)、電力電容器的主開關(guān)、電壓互感器的主開關(guān)。電力電容器的主開關(guān)、電壓互感器的主開關(guān)。工程圖中符號發(fā)電廠電氣發(fā)電廠電氣第一章第一章電力系統(tǒng)概電力系統(tǒng)概述述1.組成和特點(diǎn)組成和特點(diǎn)2.電能質(zhì)量電能質(zhì)量3.功率平衡功率平衡4.短路簡述短路簡述第二章第二章發(fā)電廠電氣一次發(fā)電廠電氣一次設(shè)備設(shè)備1.安全工作條件安全工作條件2. 電力變壓器的電力變壓器的運(yùn)行運(yùn)行3.高壓開關(guān)電器高壓開關(guān)電器4.互感器和配電互感器和配電裝置裝置5.電氣主接線電氣主接線第三章第三章 發(fā)電廠的廠發(fā)電廠的廠用電用電第四章第四章 發(fā)電廠電氣發(fā)電廠電氣二次設(shè)備二次設(shè)備第五章第五章 電氣設(shè)備運(yùn)電氣設(shè)備運(yùn)行

33、監(jiān)控與微行監(jiān)控與微機(jī)遠(yuǎn)動終端機(jī)遠(yuǎn)動終端互感器的作用互感器的作用電壓互感器: 供測量電壓用的互感器電流互感器: 供測量電流用的互感器作用: 主要類型: 二次側(cè)應(yīng)有保護(hù)接地 使二次設(shè)備和一次高壓部分隔離 一次回路的高電壓大電流變?yōu)槎位芈返牡碗妷盒‰娏靼踩O(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化小型化電壓互感器二次側(cè)額定電壓值100V 或100/30.5V電流互感器二次側(cè)額定電流值5A 或1A電磁式電容耦合式電容式光電耦合式無線電電磁波耦合式1電流互感器電流互感器電磁式電流互感器電磁式電流互感器電力系統(tǒng)中廣泛采用，工作原理和變壓器相似特點(diǎn): 一次繞組在被測電路，匝數(shù)很少， 其電流完全取決于被測電路 二次繞組匝數(shù)多，串聯(lián)設(shè)備線圈

34、阻抗小，運(yùn)行時接近短路工作狀態(tài)AII1N1I2N2電流互感器的誤差電流互感器的誤差電流互感器的額定變流比211221IINNIIKNNi相位誤差二次電流I2旋轉(zhuǎn)180和一次電流I1的夾角i 為角誤差。電流誤差%100112IIIKfii當(dāng)測出二次側(cè)電流I2，可計(jì)算一次側(cè)電流近似值21IKIi電流互感器的誤差的原因電流互感器的誤差的原因誤差的根本原因是由于有勵磁電流的存在。減小誤差的措施 采用高導(dǎo)磁率材料 根據(jù)主電路電流合理選擇電流互感器，使得一次電流的變化范圍不超過規(guī)定范圍，互感器的二次總負(fù)荷阻抗應(yīng)小于額定阻抗值電流互感器的準(zhǔn)確級電流互感器的準(zhǔn)確級影響勵磁電流大小的因素電流互感器的準(zhǔn)確級規(guī)定的

35、二次負(fù)荷范圍內(nèi)，一次電流為額定值附近的最大誤差限值電流互感器的鐵心材料、結(jié)構(gòu)一次電流二次負(fù)載電流互感器有0.2、0.5、1、3、5、D、B、P等準(zhǔn)確度級，可供不同的測量和保護(hù)場合使用。不同準(zhǔn)確度級的電流互感器有不同的額定二次負(fù)荷。電流互感器的額定容量電流互感器的額定容量電流互感器對負(fù)載的要求就是負(fù)載阻抗之和不能超過互感器的額定二次阻抗值。電流互感器的額定容量系指電流互感器在額定二次電流和額定二次阻抗下運(yùn)行時，二次線圈輸出的容量。二次電流5A或1A額定容量可用二次阻抗表示誤差和二次負(fù)荷有關(guān)同一臺電流互感器使用在不同準(zhǔn)確級時，會有不同的額定容量。電流互感器的運(yùn)行參數(shù)對誤差的影響電流互感器的運(yùn)行參數(shù)

36、對誤差的影響一次繞組有電流，二次繞組不能開路 一次電流對誤差的影響：額定一次電流附近誤差小一次電流誤差隨一次電流增大而增大 負(fù)載阻抗和功率因數(shù)角對誤差的影響：ZfifiZfifi 電流互感器二次繞組開路對誤差的影響：Z=I2=0驟增dtd尖頂波電動勢，危害安全鐵芯繞組過熱鐵芯剩磁，準(zhǔn)確度降低運(yùn)行注意事項(xiàng) 電流互感器在運(yùn)行中、如果二次側(cè)開路，則二次側(cè)的去磁磁勢I2N2為零而一次側(cè)磁勢仍為I1N1不變它將全部用來激磁，激磁磁勢較正常I0N1增大了許多倍，引起鐵芯中磁通急劇增加而達(dá)到飽和狀態(tài)，致使磁通的變化波形呈平頂波。如圖曲線為電流互感器二次側(cè)開路時磁通的變化波形。由于二次繞組感應(yīng)電勢與磁通變化率

37、d/dt等于成正比，所以在磁通值過零瞬間，二次繞組產(chǎn)生很高的尖頂波電勢其值可達(dá)數(shù)千伏甚至更高，從而危及人身及設(shè)備的安全。因此運(yùn)行中的電流互感器不許開路。同理，電流互感器的二次側(cè)也不允許裝設(shè)熔斷器。 在運(yùn)行中，如果需要將儀表或繼電器從電流互感器回路斷開(例如作試驗(yàn)) 通過試驗(yàn)端子先將電流互感器二次繞組短接、再斷開儀表或繼電器；102211NININI電流互感器的極性電流互感器的極性L1和K1為同極性端子， L2和K2為同極性端子L1L2K1K2N1N2IL1L2K1K2I2I2電流互感器的接線方式電流互感器的接線方式AIBL1L2K1K2IbIBAIAICL1L2K1K2IaIAAAL1L2K1

38、K2IcICAL1L2K1K2IaIAAAL1L2K2K2IcICL1L2K1IbIBIa-ICIBL1L2K1K2IaIAAL1L2K1K2IcICIa+IC1 單相接線在三相電流平衡時、可以用單相電流反映三相電流值，主要用于測量回路。2 兩相不完全星形接線可以準(zhǔn)確的反映兩相的真實(shí)電流.該方式應(yīng)用于610kV中性點(diǎn)不接地的小電流接地系統(tǒng)中，保護(hù)三相短路或兩相短路。3 兩相差接線反映兩相差電流，該方式應(yīng)用于610kV中性點(diǎn)不接地的小電流接地系統(tǒng)中，保護(hù)三相、兩相短路、小容量電動機(jī)、小容量變壓器保護(hù)。4 三相完全星形接線可以準(zhǔn)確的反映三相中每一相的真實(shí)電流。該方式應(yīng)用于在大電流接地系統(tǒng)中，保護(hù)線

39、路的三相短路、兩相短路和單相接地短路。電流互感器電流互感器110kV電流互感器35kV電流互感器電流互感器電流互感器低壓電流互感器低壓電流互感器2電壓互感器電壓互感器電壓互感器電壓互感器電磁式電壓互感器電容分壓式采用電容分壓原理工作原理、構(gòu)造、接線方式都和變壓器相似220kV及以上電壓等級主要采用電容分壓式，500kV330kV只采用電容分壓。有效減小體積電磁式電壓互感器的特點(diǎn)電磁式電壓互感器的特點(diǎn)電壓互感器的額度互感比容量小，幾十到幾百伏安一次側(cè)電壓高，不受二次側(cè)影響，需要高絕緣強(qiáng)度二次側(cè)為測量儀表和繼電器的電壓線圈，電流小，接近空載電壓互感器一、二次繞組額定電壓之比212121UUNNUU

40、KNNU電磁式電壓互感器的誤差電磁式電壓互感器的誤差電壓誤差%100112UUUKfUU誤差的根本原因是由于有勵磁電流和內(nèi)阻抗。相位誤差旋轉(zhuǎn)180的二次電壓相量-U2與一次電壓相量U1之間的夾角u，規(guī)定U2超前誤差為正。I0I1-I2U1-U22UU2電磁式電壓互感器誤差的原因電磁式電壓互感器誤差的原因 影響電壓互感器誤差的因素互感器構(gòu)造二次側(cè)負(fù)荷二次負(fù)載功率因數(shù)二次負(fù)荷電流誤差電壓互感器的準(zhǔn)確級用最大允許誤差表示。有0.2、0.5、1、3等準(zhǔn)確級，準(zhǔn)確級準(zhǔn)確級JSJW-10額定容量（VA）0.513最大容量120200480960同一臺電壓互感器在不同準(zhǔn)確級下工作，額定容量不同二次負(fù)荷=測量

41、儀表+繼電器額定容量保證準(zhǔn)確度電磁式電壓互感器的分類電磁式電壓互感器的分類構(gòu)成：鐵心+線圈線圈不同雙線圈三線圈相數(shù)不同單相三相三相三柱式三相五柱式中性點(diǎn)不接地，一次側(cè)只能接Y形，不能測相對地電壓一次側(cè)可接Y0形，可用于相、線電壓測量和繼保，監(jiān)視單相接地絕緣方式澆注式油浸式干式充氣式接線方式單相式V-V接線三臺單相接成Y0/Y0/三相三柱式Y(jié)/Y 電壓互感器二次側(cè)裝設(shè)熔斷器保護(hù)； 110kV及以上級別一次側(cè)只經(jīng)隔離開關(guān)與電網(wǎng)相連； 35kV及以下一次側(cè)經(jīng)隔離開關(guān)熔斷器接入高壓網(wǎng)。電容式互感器的工作原理電容式互感器的工作原理使得U2 與U1C1/(C1+C2)在數(shù)值和相位上都有誤差。U1C1C2a

42、bZ2U21121122UKUCCCUUUCKU為分壓比GZ2U2C1C21211UCCC內(nèi)阻抗)(121CCjZi串聯(lián)補(bǔ)償電感)(121CCL電容式電壓互感器的誤差電容式電壓互感器的誤差誤差分析空載電流負(fù)載電流阻尼器的電流流經(jīng)互感器線圈產(chǎn)生壓降空載誤差f0和0負(fù)載誤差fL和L阻尼電流誤差fd和dfu= f0 + fL + fdu= 0 + L+ d一次電壓二次負(fù)荷功率因數(shù)電源頻率誤差原因500.5Hz優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、體積小、成本低、電壓越高效果越顯著，還可兼作載波通信的耦合電容缺點(diǎn)：輸出容量小、誤差較大、暫態(tài)特性不如電磁式電壓互感器電壓互感器電壓互感器110電壓互感器110電容式電壓互感器電壓互感器電壓互感器低壓電壓互感器低壓電壓互感器數(shù)字式互感器數(shù)字式互感器 數(shù)字式互感器將一次電流、電壓轉(zhuǎn)變成電子電路允許測量的信號，由采集器單元就地完成模數(shù)轉(zhuǎn)換并調(diào)制成光信號，通過光纖把一次電流電壓數(shù)字量傳送到位于集控室的合并器單元。電流互感器電流互感器電壓互感器電壓互感器1大電流轉(zhuǎn)變?yōu)樾‰娏鞔箅娏鬓D(zhuǎn)變?yōu)樾‰娏鞲唠妷?/p>