供電系統(tǒng)主要電氣設備

第二章供電系統(tǒng)的主要電氣設備。第一節(jié)概述

（1）電氣設備電氣設備的定義供配電系統(tǒng)的電氣設備是指用于發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的所有設備，包括發(fā)電機、變壓器、控制電器、保護設備、測量儀表等。1按電壓等級分（1）高壓

配電裝置交流50Hz額定電壓1200V以上，直流額定電壓1500V以上（2）低壓配電裝置交流50Hz額定電壓1200V以下，直流、額定電壓1500V及以下2.按工作環(huán)境分（1）戶內(nèi)型配電裝置10KV↓環(huán)境惡劣的35~110KV（2）戶外型配電裝置30KV↑3.按結(jié)構(gòu)形式分（1）裝配式配電裝置（2）成套式配電裝置4．按設備所屬回路分．（1）一次回路及一次設備）供配電系統(tǒng)中用于傳輸、一次回路供配電系統(tǒng)中用于傳輸、變換和分配電力電能的主電路一次設備或一次電器設置在一次回路中的電氣設備按在一次電路中的功能分．1變換設備用來按電力系統(tǒng)工作的要求變換電壓或電流的電氣設備）如變壓器、互感器等。2控制設備用于按電力系統(tǒng)的工作要求控制一次電路通、斷的電氣設備），如高低壓斷路器、開關等。3保護設備用來對電力系統(tǒng)進行過電流和過電壓等的保護用電氣設備），如熔斷器、避雷器等。4補償設備用來補償電力系統(tǒng)中無功功率以提高功率因數(shù)的設備）如并聯(lián)電容器等。（2）電弧的產(chǎn)生及滅弧方法電弧一種高溫、強光的電游離現(xiàn)象，開關電器和線路中一種必然的物理現(xiàn)象，是電流的延續(xù)。產(chǎn)生電弧的根本原因：觸頭間很大電場強度和很高的溫度導致觸頭本身的電子及觸頭周圍介質(zhì)中的電子被游離而形成電弧電流。產(chǎn)生電弧的游離方式．（1）高電場發(fā)射強電場把觸頭表面的電子拉出，形成自由電子并發(fā)射到觸頭間隙中。（2）熱電發(fā)射觸頭表面的電子吸收足夠的熱能而發(fā)射到觸頭間隙中形成自由電子向間隙四周發(fā)射出去。（3）碰撞游離高速移動的自由電子碰撞中性質(zhì)點，使中性質(zhì)點游離成帶正電的正離子和自由電子。當離子濃度足夠大時，介質(zhì)被擊穿而產(chǎn)生電弧。（4）熱電離電弧的主要特征（1）能量集中，發(fā)出高溫、強光（2）自持放電，維持電弧穩(wěn)定燃燒所需電壓很低。（3）游離的氣體，質(zhì)輕易變。電弧的危害（1）延長了電路的開斷時間，從而使故障對供配電系統(tǒng)造成更大的損壞。（2）高溫使開關觸頭變形、熔化，從而導致接觸不良甚至損壞。（3）高溫可能造成人員灼傷甚至直接或間接的死亡，強光可能損害人的視（4）引起弧光短路，嚴重時造成爆炸事故。嚴重時造成爆炸事故。開關電器中常用的滅弧方法1.速拉滅弧法．高低壓斷路器中都裝有強力的斷路彈簧，目的就是加速觸頭的分斷速度。是開關電器中最基本的滅弧方法。

2．冷卻滅弧法．利用介質(zhì)如油等來降低電弧的溫度從而增強去游離來加速電弧的熄滅。3．吹弧滅弧法．利用外力如氣流、油流或電磁力來吹動電弧，使電弧拉長，同時也使電弧冷卻，電弧中的電場強度降低，復合和擴散增強，加速電弧熄滅。按吹弧的方向分為縱吹和橫吹4.長弧切短滅滅弧法．利用金屬片片（如鋼柵柵片）將長長弧切成若若干短弧。。當外施電電壓所示示利用金金屬片（如如鋼柵片））將長弧切切成若干短短弧。(觸頭間小小于電弧上上的電壓降降時，電弧弧不能維持持而迅速熄熄滅。分刀開關的的滅弧罩就是利用這這個原理來來滅弧的。。5.狹溝滅弧法法有的熔斷器在熔熔管中充填填石英砂，就是利用用狹溝滅弧弧原理。6.真空滅弧法法真空斷路器器就是利用這這種原理來來熄滅電弧弧的。注：電氣設設備的滅弧弧性能往往往是衡量其其運行可靠靠性和安全全性的重要要指標之之一。第二節(jié)熔斷器文字符號：FU定義：用用于過電流流（短路保護）保護的最為為簡單和常常用的電器器。功能：當當通過的電電流超過規(guī)規(guī)定值并經(jīng)經(jīng)過一定的的時間后熔熔體（熔絲絲或熔件熔化而分斷斷電流，斷斷開電路來來完成短路路保護和過過負荷保護護功能。優(yōu)點：體積很小，，但卻能分分斷很高的的短路電流流。一、高壓熔熔斷器RN型高壓壓熔斷器熔管中充填填石英砂RN1型用用于高壓電力線線路及其設設備和電力力變壓器的短路保護。RN2用于于電壓互感器器的短路保護護。RN3用于電力線路的短路保護護。RN4用于于直流配電裝裝置過載和短路路保護。RN5和RN6是改改進型具具有體積小小、重量量輕、防塵塵性能好、、維修和更更換方便等等特點。RW型RW4/RW10①①隔隔離開關的的作用②②短路保保護功能RW4無專專門滅弧裝裝置。不容許帶負負荷操作RW10在在上靜觸觸頭上加裝裝了簡單的的滅弧室?？蓭ж摵刹僮髯鞒Ｓ玫蛪喝廴蹟嗥鱎M10結(jié)構(gòu)簡單，，價格低廉廉，更換換熔體方便便。適用條件：：交流50Hz、額額定電壓380V或或直流額定定電壓440V以下下電網(wǎng)。作用：短路路保護和防防止連續(xù)過過負荷。RT0適用條件：：交流50Hz、額額定電壓380V、、直流額定定電壓440V以下下短路電流流大電網(wǎng)或或配電裝置置中。斷流流能力要求求高場所保護性能好好，斷流流能力大。。作用：作為為電纜、導導線、電氣氣設備短路路保護和過過負荷保護護。結(jié)構(gòu)復雜、、價格昂貴貴。第三節(jié)高高壓開關關設備開關設備：：用用用來接通和和斷開電路路的設備，，以保證用用電設備和和檢修人員員的安全。。高壓開關設設備：定義：用于額定電電壓在3KV以上電電壓輸配電電線路的開開關設備。。種類：高壓隔離離開關、高高壓負荷開開關、高壓壓斷路器等等。一、高壓隔離開開關（QS）用途：隔離高壓電電源、保證證設備和線線路的安全全檢修。特征：斷開后有明明顯可見的的斷開間隙隙。無專門的滅弧弧裝置，不允許帶負負荷操作可以通斷不不超過2A的空載變壓壓器、電容容電流不超超過5A的空載線路路，與高壓壓斷路器配配合使用。。（電弧條件）高壓隔離開開關型號參參數(shù)含義高壓隔離開開關型號參參數(shù)含義GN8—10／600型高壓壓隔離開關關1上接線端端子2靜觸頭3閘刀4絕緣套管管5下接線端端子6框架架7轉(zhuǎn)軸8拐臂9升降瓷瓶瓶10支柱瓷瓷瓶二、高壓負荷開開關（QL）具有簡單的的滅弧裝置置，功能：能通斷一定定的負荷電電流和過負負荷電流，，不能斷開開短路電流流，與高壓熔熔斷器配合合使用，消除過電流流和短路故故障。FN3—10RT型型高壓負荷荷開關戶內(nèi)型、10KV、、設計序號號為3、帶熱脫扣器器和熔斷器器型高壓負負荷開關FN5-10D型：：閘刀中部裝裝有滅弧管管，滅弧館館內(nèi)有整套套滅弧裝置置，滅弧性性能更優(yōu)良良。FN3—10RT型型高壓負荷荷開關1主軸，2上絕緣子子兼氣缸，，3連桿，，4下絕緣緣子，5框框架，6RN1型型高壓熔斷斷器，7下下觸座，8閘刀，9弧動觸頭頭，10絕絕緣噴嘴(內(nèi)有弧靜靜觸頭)，，11主靜靜觸頭，12上觸座座，13斷斷路彈簧，，14絕緣緣拉桿，15熱脫扣扣器結(jié)構(gòu)組成成1)上上絕緣子子兼汽缸缸是是一個簡單的滅滅弧室，不僅起起到支持持絕緣子子的作用用，而且且其內(nèi)部部氣缸裝裝有傳動動機構(gòu)傳傳動的活活塞。2)傳傳動機構(gòu)構(gòu)主主軸、連連桿、活活塞等3)絕絕緣噴嘴嘴和弧靜靜觸頭在在上上絕緣子子上部4)閘閘刀和弧弧動觸頭頭工作原理理當負荷開開關分閘閘時，弧弧動觸頭頭與弧靜靜觸頭之之間產(chǎn)生生電弧，，同時分分閘時主主軸轉(zhuǎn)動動而帶動動活塞，，壓縮氣氣缸內(nèi)的的空氣，，從噴嘴嘴向外吹吹弧，使使電弧迅迅速熄滅滅。同時時，其外外形與戶戶內(nèi)式隔隔離開關關相似，，也具有有明顯的的斷開間間隙。因因此，它它同時具具有隔離離開關的的作用。。常用型號號FW1-10適適用于農(nóng)農(nóng)村和小小容量工工業(yè)電網(wǎng)網(wǎng)。FW2-10G用鉤棒棒和繩索索在地面面操作。。FW4-10G與熔斷斷器配合合使用，，可以替替代斷路路器切斷斷電路和和保護線線路。FW5-10型型可分合合負載電電流、電電容器電電流及環(huán)環(huán)流。三、高壓斷路路器高壓斷路路器—文文字符號號QF是高壓輸輸配電線線路中最最為重要要的電氣氣設備，，它的選選用和性性能直接接關系到到線路運運行的安安全性和和可靠性性。1．作用用（1）通通斷正常常的負荷荷電流和和過負荷荷電流；；（2）通通斷一定定的短路路電流；；（3）在在保護裝裝置作用用下，自自動跳閘閘，切斷斷短路電電流。2．類型型（1）高高壓斷路路器按采采用的滅滅弧介質(zhì)質(zhì)分1）空氣氣斷路器器2）磁吹吹斷路器器3）六氟氟化硫(SF6)斷路路器4）真空空斷路器器5）油斷斷路器按按油油量大小小分為少少油和多多油兩類類。多油斷路路器的油油量多，，兼有滅滅弧和絕絕緣的雙雙重功能能；少油斷路路器的油油量少，，只作滅滅弧介質(zhì)質(zhì)用?？諝鈹嗦仿菲骼酶邏簤嚎諝獯荡祫与娀』〔⑹蛊淦湎绲牡臄嗦菲髌?。壓縮空氣氣作用：：一、吹弧弧，使電電弧冷卻卻而熄滅滅二、觸點點斷開后后的絕緣緣介質(zhì)三、為操操作提供供氣吹動動力。技術(shù)性能能優(yōu)良，，但結(jié)構(gòu)構(gòu)復雜，，一般只只應用在在大型變變配電所所中。它應用在在戶外小小型高壓壓變配電電所中35KV側(cè)，用用于開斷斷故障電電流，切切換線路路。磁吹斷路路器原理：利利用自身身流過的的大電流流產(chǎn)生的的電磁力力，將電電弧拉長長并進入入滅弧式式內(nèi)滅弧弧。性能差，，目前以以較少采采用。六氟化硫硫(SF6)斷斷路器六氟化硫硫斷路器器是利用用六氟化化硫(SF6)氣體體作為滅滅弧介質(zhì)質(zhì)和絕緣緣介質(zhì)的的一種斷斷路器。。簡稱SF6斷路器器。SF6氣氣體無色無味味不燃燒燒的惰性性氣體，，密度是是空氣的的5.1倍，因因此具有有優(yōu)良的的絕緣性性能和滅滅弧性能能。適用條件件：電弧弧煉鋼爐爐變壓器器或電器器鐵道德德電氣控控制，也也可作為為發(fā)電廠廠、變配配所開斷斷接通電電路之用用。真空斷路路器動靜觸點點在真空空狀態(tài)下下的滅弧弧室內(nèi)工工作，由由于只有有極少量量的介質(zhì)質(zhì)被擊穿穿而導電電，因此此絕緣性性能和滅滅弧性能能都特別別好。觸觸點開距距小、動動作快、、燃燒時時間短、、滅弧迅迅速，所所以外形形尺寸和和重量可可以大大大減少，，檢修方方便，使使用安全全。適用于頻頻繁操作作的高壓壓電動機機、小型型電弧煉煉鋼爐變變壓器。。缺點：工工藝復雜雜，提高高技術(shù)參參數(shù)不容容易，主主要制成成三相10KV戶內(nèi)型型。油斷路器器分類：1多油斷路路器油的作用用：滅弧和絕絕緣2少油斷路路器油的作用用：滅弧優(yōu)點：結(jié)結(jié)構(gòu)簡單單，節(jié)省省材料，，使用維維護方便便。操作機構(gòu)構(gòu)：合閘閘時，做做功大。。分閘所所需功較較小。高壓斷路路器參數(shù)數(shù)1額定定電壓（（KV)其其承受持持續(xù)電壓壓的能力力，表明明了具有有的絕緣緣和滅弧弧能力。。2額定定電流（（A)可可長時間間通過的的最大電電流3額定定開斷電電流（KA）額額定電壓壓下能開開端的最最大短路路電流，，表明其其最大過過載能力力。4額定定斷流容容量（MV.A）開端端能力的的另一綜綜合表示示值。三相斷路路器斷流流容量（（MV.A）=3×UlN×額定開開斷電流流單相斷路路器斷流流容量（（MV.A）=UPN×額定開開斷電流流另外還有有：全開開斷時間間（S））、合閘閘時間（（S）、、最高工工作電壓壓（KV)、熱熱穩(wěn)定電電流（KA）和和動穩(wěn)定定電流（（KA））對斷路器的基基本要求1工作可靠靠2具有足夠夠短路能力3具有盡可可能短的開斷斷時間4結(jié)構(gòu)簡單單5價格低。。第四節(jié)低低壓開關設備備定義：主要用于IKV以下的電電路中的開關關設備。分類：低壓刀類開關關、低壓斷路路器。一、低壓刀類類開關分類：低壓刀刀開關、低壓壓刀熔開關、、低壓負荷開開關。（1）低壓刀刀開關：手動動設備。種類：型式--------單投、、雙投極數(shù)---------單極、雙極極、三極滅弧結(jié)構(gòu)---帶帶滅弧弧罩、無滅弧弧罩常用的有低壓壓刀開關開啟式負荷開開關（膠殼刀開關），型號為HD,HK系系列；封閉式負荷開開關（鐵殼開關）HH系列；組合開關型號號有HZ系列列。刀開關在供配配電系統(tǒng)和設設備控制系統(tǒng)統(tǒng)中通常用作電源源隔離，有時也可用用于不頻繁接接通和斷開小小容量電動機機。HD13型刀開關與熔斷斷器串聯(lián)裝在在鐵殼內(nèi)，亦亦稱鐵殼開關關。具有機械械連鎖裝置低壓斷路器又稱自動空氣氣開關。功能：不頻繁繁通斷電路，，并能在電路路過載、短路路及失壓時自自動分斷電路路。特點：操作安安全，分斷能能力較高。分類：框架式（萬能能式）和塑殼式（裝置置式）結(jié)構(gòu)：觸頭系系統(tǒng)、優(yōu)良滅弧裝置、脫扣機構(gòu)、、傳動機構(gòu)低壓斷路器的的圖形、文字字符號QF塑殼式低壓斷斷路器原理圖圖1．主觸頭2．自由脫脫扣器3．過過電流脫扣器器4．分勵脫扣扣器5．熱熱脫扣器6．欠壓脫扣扣器7．按按鈕萬能式（框架式）低壓斷路器特點：保護方案和操操作方式較多多，裝設地點點靈活，故稱稱“萬能式””。萬能式（框架式）低壓斷路器結(jié)結(jié)構(gòu)圖漏電保護斷路路器又名漏電保護護開關，為了了防止低壓電電網(wǎng)人身觸電電或因漏電造造成火災等事事故。主要技術(shù)參數(shù)數(shù)：漏電動作電流流和動作時間。性能指標（1）通斷能力力：開關電器器在規(guī)定的條條件下，能在在給定的電壓壓下接通和分分斷的最大電電流值。（2）保護特特性：過電流（短路路）保護、過載、欠壓壓。電力變壓器（（文字符號為為T或TM））用來改變交流流電電壓大小小的電氣設備備。構(gòu)成：鐵心和繞組按冷卻介質(zhì)分為油浸式和干式按相數(shù)分（1）單相變壓器單相變壓器一一般供小容量量的單相設備備專用；（2）三相變壓器三相變壓器廣廣泛用于供配配電系統(tǒng)的變變電所中；互感器1．互感器——電流互感器器和電壓互感感器的統(tǒng)稱，，又稱儀用變變壓器或測量量互感器。2．作用：根根據(jù)變壓器的的變壓、變流流原理將一次次電量（電壓壓、電流）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)橥愋托偷亩坞娏苛?，該二次電電量可作為二二次回路中測測量儀表、保保護繼電器等等設備的電源源或信號源3主要功能1）變換功能將一次回路的的大電壓和大大電流變換成成適合儀表、、繼電器工作作的小電壓和和小電流。（2）隔離和保護功功能作為一、二次次電路之間的的中間元件，，不僅使儀表表、繼電器等等二次設備與與一次主電路路隔離，提高高了電路工作作的安全性和和可靠性，而而且有利于人人身安全。（3）擴大儀表、繼繼電器等二次次設備的應用用范圍通過改變互感感器的變比，，可以反應任任意大小的主主回路電壓和和電流值，便便于二次設備備制造規(guī)格統(tǒng)統(tǒng)一和批量生生產(chǎn)?；ジ衅髌鞯亩蝹?cè)的的電流或電壓壓額定值統(tǒng)一一規(guī)定為5A（1A）及100V。電流互感器文字符號—TA，是變換換電流的設備備。組成：一次繞組、鐵鐵心、二次繞繞組2）結(jié)構(gòu)特點點：1.一次繞組組匝數(shù)少，二二次繞組匝數(shù)數(shù)多2.一次繞組組導體較粗，，二次繞組導導體細3.一次繞組組串接在一次次電路中，二二次繞組與儀儀表、繼電器器電流線圈串串聯(lián)，形成閉閉合回路。由由于這些電流流線圈阻抗很很小，工作時時電流互感器器的二次回路路接近短路狀態(tài)。3）電流互感感器的變流比比用Ki表示二次側(cè)不允許許開路！結(jié)線方案電流互感器在在三相電路中中的常用四種種結(jié)線方案如如圖所示：一相式結(jié)線如如圖應用通常常用于三相負荷平衡衡的系統(tǒng)中，供供測量電流或或過負荷保護護裝置用。兩相V形結(jié)線線如圖應用在中中性點不接地地的三相三線線制系統(tǒng)中，，用于測量三三相電流、電電能及作過電電流繼電保護護之用—稱““兩相兩繼電電器式結(jié)線””。兩相電流差式式結(jié)線三相星形結(jié)線線應用被廣廣泛用于三相負荷不平平衡的三相四四線制系統(tǒng)中，也用在負負荷可能不平平衡的三相三三線制系統(tǒng)中中作三相電流流、電能測量量及過電流繼繼電保護之用用。電流互感器的的使用注意事事項1）電流互感感器在工作時時二次側(cè)不得得開路。2）電流互感感器二次側(cè)有有一端必須接接地3）電流互感感器在結(jié)線時時，要注意其其端子的極性性。電壓互感器（（TV）測量高壓裝置置的電壓時使使用。一次繞組與高高壓電路并聯(lián)聯(lián)，二次繞組組與測量儀表表或繼電器的的線圈并聯(lián)，，二次繞組電電壓通常規(guī)定定為100V。分類：相數(shù)-------單相式、、三相式繞組數(shù)----二繞組、、三繞組二次側(cè)不可短短路！三柱式五柱式第七節(jié)母母線、絕緣套套管和電抗器器母線英文名稱：busbar定義：可以連連接多個電氣氣回路的低阻阻抗導體。母線是指在變變電所中各級級電壓配電裝裝置的連接，，以及變壓器器等電氣設備備和相應配電電裝置的連接接，大都采用用矩形或圓形形截面的裸導導線或絞線，，這統(tǒng)稱為母母線。作用是匯集、、分配和傳送送電能。母線的類型常用母線有硬母線、軟母母線兩種。硬母線用銅或鋁做成成，形狀有矩矩形、槽形和和管形數(shù)種，，多用于35kV及以以下的屋內(nèi)配配電裝置，110kv～220kv屋外配配電裝置有時時也采用鋁管管母線。軟母線有鋁絞線、銅銅絞線或鋼芯芯銅線線等，，軟母線多用用于35kv以上的屋屋外配電裝置置。母線按結(jié)構(gòu)分分為硬母線和和軟母線。硬硬母線又分為為矩形母線和和管形母線。。矩形形母母線線一般般使使用用于于主主變變壓壓器器至至配配電電室室內(nèi)內(nèi)，，其其優(yōu)優(yōu)點點是是施施工工安安裝裝方方便便，，運運行行中中變變化化小小，，載載流流量量大大，，但但造造價價較較高高。。軟母母線線用于于室室外外，，因因空空間間大大，，導導線線有有所所擺擺動動也也不不致致于于造造成成線線間間距距離離不不夠夠。。軟軟母母線線施施工工簡簡便便，，造造價價低低廉廉。。型號號代代號號根據(jù)據(jù)以以鋁鋁代代銅銅的的原原則則，，現(xiàn)現(xiàn)大大量量使使用用鋁鋁合合金金母母線線，，200A以以下下可可使使用用鋼鋼母母線線。。10KV以以下下用用矩矩形形母母線線，，35KV以以上上使使用用管管形形母母線線。。鋁絞絞線線----------------LJ鋼芯芯鋁鋁絞絞線線----------LGJ鋁合合金金絞絞線線----------HLJ母線線截截面面積積的的選選擇擇Ixu≥IgIxu----------某某一一環(huán)環(huán)境境溫溫度度下下（（25℃℃））所所選選母母線線截截面面