第2章-工廠變配電所及供配電設(shè)備課件

第2章工廠變配電所及供配電設(shè)備

內(nèi)容提要:工廠變配電所是工廠供配電系統(tǒng)的樞紐。本章首先簡介工廠變配電所的作用、類型，變配電所位置的確定原則，然后分別介紹工廠變配電所中常用的高、低壓電器和變壓器的功能、結(jié)構(gòu)特點及運行維護，講述了工廠變配電所各種主接線，最后介紹成套配電裝置的分類與特點，以及工廠變配電所的布置要求和基本結(jié)構(gòu)。2023/12/51主要內(nèi)容2.1工廠變配電所的作用、類型和位置 2.2工廠變配電所常用的高、低壓電氣設(shè)備 2.3電力變壓器 2.4成套配電裝置 2.5工廠變配電所的電氣主接線 2.6工廠變配電所的布置與結(jié)構(gòu)

2023/12/52變電所的作用是：從電力系統(tǒng)接受電能，經(jīng)過變壓器降壓（通常降為0.4kV），然后按要求把電能分配到各車間供給各類用電設(shè)備。配電所的作用是：接受電能，然后按要求分配電能。兩者所不同的是：變電所中有配電變壓器，而配電所中沒有配電變壓器。

2.1工廠變配電所的作用、類型和位置工廠變配電所的類型：工廠變配電所以它在工廠供配電系統(tǒng)中的地位來說，可分為總降壓變電所和車間變電所。一般中、小型工廠通常都是采用10kV城市配電網(wǎng)供電，不設(shè)總降壓變電所，設(shè)高壓配電室和車間變電所或者只設(shè)立車間變電所。有的小型工廠甚至采用公共低壓電網(wǎng)供電，即0.4kV低壓線路進線，在工廠中只設(shè)立低壓配電室。2023/12/531、2—內(nèi)附式；3、4—外附式；5—車間內(nèi)式；6—露天（半露天）式；7—獨立式車間變電所的類型工廠的車間變電所按主變壓器的安裝位置來分：有車間附設(shè)式變電所、車間內(nèi)式變電所、獨立式變電所、露天式變電所、箱式變電所等幾種類型2023/12/54獨立式變電所適用于電力系統(tǒng)中的大型變電站、大型工廠的總降壓變電站及需要遠離有危險或腐蝕性物質(zhì)場所的變電所。箱式變電站（成套變電站）適宜于各類供電場所。附設(shè)式變電所在中、小型工廠中普遍采用。露天變電所比較簡單、經(jīng)濟，通風(fēng)散熱好。工廠變電所的安裝位置變配電所所址選擇原則（1）盡量接近負荷中心，以縮短低壓配電線路距離，減少有色金屬消耗量，降低配電系統(tǒng)的電壓損耗、電能損耗，保證電壓質(zhì)量。（2）接近電源側(cè)。（3）進線、出線方便。（4）設(shè)備運輸安裝方便。（5）避開劇烈震動、高溫場所，避開多塵、有腐蝕性氣體的場所，避開有爆炸、火災(zāi)危險的場所。（6）盡量使高壓配電所與車間變電所合建。（7）為工廠的發(fā)展和負荷的增加留有擴建的余地。2023/12/55為了實現(xiàn)工廠變配電所的受電、變電和配電的功能，在工廠變配電所中，必須把各種電氣設(shè)備按一定的接線方案連接起來，組成一個完整的供配電系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中擔(dān)負輸送、變換和分配電能任務(wù)的電路稱為主電路，也叫一次電路；用來控制、指示、監(jiān)測和保護主電路及其主電路中設(shè)備運行的電路稱為二次電路（二次回路）。相應(yīng)地，工廠變配電所中的電氣設(shè)備也分成兩大類：一次電路中的所有電氣設(shè)備，稱為一次設(shè)備或一次元件；二次電路中的所有電氣設(shè)備，稱為二次設(shè)備或二次元件。

2.2工廠變配電所常用的高、低壓電氣設(shè)備2.2.1工廠變配電所常用的高壓電氣設(shè)備1.高壓隔離開關(guān)（QS）2.高壓負荷開關(guān)（QL）3.高壓斷路器（QF）4.高壓熔斷器2023/12/56具有明顯的分斷間隙，因此它主要用來隔離高壓電源，保證安全檢修，并能通斷一定的小電流（如2A以下的空載變壓器勵磁電流、電壓互感器回路電流、5A以下的空載線路的充電電流）。它沒有專門的滅弧裝置，因此不允許切斷正常的負荷電流，更不能用來切斷短路電流。它通常與斷路器配合使用。分類：根據(jù)隔離開關(guān)的使用場所，可以分成戶內(nèi)和戶外兩大類。按有無接地開關(guān)可分為不接地、單接地和雙接地三類。2.2.1.1高壓隔離開關(guān)（QS）隔離開關(guān)全型號的表示和含義：2023/12/57圖2.2GN8-10/600型高壓隔離開關(guān)圖2.3GW4-35型戶外隔離開關(guān)2023/12/58接地隔離開關(guān)帶有接地開關(guān)的隔離開關(guān)稱接地隔離開關(guān)，可將電氣設(shè)備進行短接、連鎖和隔離，一般是用隔離開關(guān)將退出運行的電氣設(shè)備和成套設(shè)備部分接地和短接。而接地開關(guān)是用于將回路接地的一種機械式開關(guān)裝置。在異常條件下（如短路下），可在規(guī)定時間內(nèi)承載規(guī)定的異常電流；在正?；芈窏l件下，不要求承載電流。大多與隔離開關(guān)構(gòu)成一個整體，并且在接地開關(guān)和隔離開關(guān)之間有相互連鎖裝置。在操作隔離開關(guān)時應(yīng)注意操作順序停電時先拉線路側(cè)隔離開關(guān)，送電時先合母線側(cè)隔離開關(guān)。而且在操作隔離開關(guān)前，先注意檢查斷路器確實在斷開位置后，才能操作隔離開關(guān)。2023/12/59（1）合上隔離開關(guān)時的操作。①無論用手動傳動裝置或用絕緣操作桿操作，均必須迅速而果斷，但在合閘終了時用力不可過猛，以免損壞設(shè)備，導(dǎo)致機構(gòu)變形，瓷瓶破裂等。②隔離開關(guān)操作完畢后，應(yīng)檢查是否合上。合好后應(yīng)使隔離開關(guān)完全進入固定觸頭，并檢查接觸的嚴密性。（2）拉開隔離開關(guān)時操作。①開始時應(yīng)慢而謹慎，當?shù)镀瑒傄x開固定觸頭時應(yīng)迅速。特別是切斷變壓器的空載電流、架空線路和電纜的充電電流、架空線路小負荷電流以及環(huán)路電流時，拉開隔離開關(guān)時更應(yīng)迅速果斷，以便能迅速消弧。②拉開隔離開關(guān)后，應(yīng)檢查隔離開關(guān)每相確實已在斷開位置并應(yīng)使刀片盡量拉到頭。2023/12/510（3）在操作中誤拉、誤合隔離開關(guān)時。①誤合隔離開關(guān)時。即使合錯，甚至在合閘時發(fā)生電弧，也不準將隔離開關(guān)再拉開。因為帶負荷拉開隔離開關(guān)，將造成三相弧光短路事故。②誤拉隔離開關(guān)時。在刀片剛要離開固定觸頭時，便發(fā)生電弧，這時應(yīng)立即合上，可以消滅電弧，避免事故。如果隔離開關(guān)已經(jīng)全部拉開，則絕不允許將誤拉的隔離開關(guān)再合上。如果是單極隔離開關(guān)，操作一相后發(fā)現(xiàn)誤拉，對其他兩相則不允許繼續(xù)操作。2023/12/511高壓負荷開關(guān)高壓負荷開關(guān)（文字符號為QL）能通斷正常的負荷電流和過負荷電流，隔離高壓電源。高壓負荷開關(guān)只有簡單的滅弧裝置，因此它不能切斷或接通短路電流。高壓負荷開關(guān)使用時通常與高壓熔斷器配合使用，利用熔斷器來切斷短路故障。根據(jù)高壓負荷開關(guān)的簡單滅弧裝置中所采用的滅弧介質(zhì)的不同，高壓負荷開關(guān)可分為：固體產(chǎn)氣式、壓氣式、油管式、真空式、SF6式等。按安裝場所分類，也有戶內(nèi)式和戶外式兩種。高壓負荷開關(guān)全型號的表示和含義如下：2023/12/512圖2.4FN3-10RT型高壓負荷開關(guān)圖2.5西門子公司12kV的真空負荷開關(guān)的剖面圖2023/12/513其他負荷開關(guān)六氟化硫（SF6）負荷開關(guān)（如FW11－10型）、油浸式負荷開關(guān)（如FW2、FW4型）的基本結(jié)構(gòu)都為三相共箱式，其中六氟化硫負荷開關(guān)利用SF6氣體作為滅弧和絕緣介質(zhì)，而油浸式負荷開關(guān)是利用絕緣油作為滅弧和絕緣介質(zhì)，它們的滅弧能力強，容量大，但都必須與熔斷器串聯(lián)使用才能斷開短路電流，而且斷開后無可見間隙，不能作隔離開關(guān)用。適用于35kV及以下的戶外電網(wǎng)。2023/12/514高壓斷路器（QF）高壓斷路器是高壓輸配電線路中最為重要的電氣設(shè)備。它具有可靠的滅弧裝置。因此，它不僅能通斷正常的負荷電流，而且能接通和承擔(dān)一定時間的短路電流，并能在保護裝置作用下自動跳閘，切除短路故障。高壓斷路器的形式可按使用場合分為戶內(nèi)和戶外兩種，也可以按斷路器采用的滅弧介質(zhì)分為壓縮空氣斷路器、油斷路器、真空斷路器、SF6斷路器等多種形式。目前，壓縮空氣斷路器已基本不使用，油斷路器也屬于淘汰產(chǎn)品，真空斷路器和SF6斷路器得到廣泛使用。但由于少油斷路器成本低，在輸配電系統(tǒng)中還占據(jù)著比較重要的地位。

2023/12/515高壓斷路器的全型號表示和含義如下：2023/12/516概念：分類：特點：缺點：采用變壓器油作滅弧介質(zhì)的斷路器稱為油斷路器多油斷路器和少油斷路器少油斷路器開關(guān)觸頭在絕緣油中閉合和斷開；油只作為滅弧介質(zhì)，油量少；結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕；外殼帶電，必須與大地絕緣，人體不能觸及；燃燒和爆炸危險少。檢修周期短，在戶外使用受大氣條件影響大，配套性差。高壓油斷路器2023/12/517圖2.6SN10-10型高壓少油斷路器外形圖2.7少油斷路器內(nèi)部剖面圖2023/12/518高壓真空斷路器

高壓真空斷路器是利用“真空”滅弧的一種斷路器，是一種新型斷路器，我國已成批生產(chǎn)ZN系列真空斷路器。真空斷路器的結(jié)構(gòu)特點為：滅弧室作為獨立的元件，安裝調(diào)試簡單、方便；觸頭開距短，故滅弧室小巧，操作功率小，動作快；滅弧能力強，燃弧時間短，一般只需半個周期，電磨損少，使用壽命長；防火、防爆，操作噪聲??；適用于頻繁操作，特別是適用于開斷容性負荷電流；開斷能力強，目前開斷短路電流已達50kA；具有多次重合閘功能，適合配電網(wǎng)要求。

2023/12/519圖2.8ZN3-10型高壓真空斷路器外形圖2.9真空斷路器滅弧室結(jié)構(gòu)

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六氟化硫（SF6）斷路器六氟化硫（SF6）斷路器是利用SF6氣體作為滅弧和絕緣介質(zhì)的斷路器。SF6氣體是一種無色、無臭、不燃燒的惰性氣體，具有優(yōu)異的絕緣及滅弧能力。在150°C以下時，其化學(xué)性能相當穩(wěn)定。它的絕緣能力約高出普通空氣的2.5～3倍，滅弧能力則高近100倍。高壓六氟化硫（SF6）斷路器就是采用SF6作為斷路器的絕緣介質(zhì)和滅弧介質(zhì)的一種斷路器。這種斷路器的外形尺寸小，占地面積少，開斷能力很強，此外，電弧在SF6中燃燒時，電弧電壓特別低，燃弧時間也短，因而SF6斷路器觸頭燒損很輕微，適于頻繁操作，檢修周期長。由于這些優(yōu)點，SF6斷路器發(fā)展速度很快，電壓等級也在不斷提高。

2023/12/521圖2.10LN2-10型SF6斷路器外形2023/12/522開關(guān)觸頭在SF6氣體中閉合和斷開；SF6氣體具有滅弧和絕緣功能；滅弧能力強，屬于高速斷路器；結(jié)構(gòu)簡單，無燃燒、爆炸危險；SF6氣體本身無毒，但在電弧的高溫作用下，會產(chǎn)生氟化氫等有強烈腐蝕性的劇毒物質(zhì)，檢修時應(yīng)注意防毒。缺點：電氣性能受電場均勻程度及水分等雜質(zhì)影響特別大，故對SF6斷路器的密封結(jié)構(gòu)、元件結(jié)構(gòu)及SF6氣體本身質(zhì)量的要求相當嚴格。特點：SF6斷路器的操動機構(gòu)主要采用彈簧、液壓操動機構(gòu)。SF6斷路器的缺點和結(jié)構(gòu)特點2023/12/523

熔斷器是一種結(jié)構(gòu)最簡單、應(yīng)用最廣泛的保護電器。一般由熔管、熔體、滅弧填充物、指示器、靜觸座等構(gòu)成。熔斷器分限流式和不限流式兩種。限流式熔斷器的滅弧能力強，可以在短路電流上升到最大值之前滅弧。工廠供配電系統(tǒng)中，對容量小而且不太重要的負載，廣泛使用高壓熔斷器作為輸、配電線路及電力變壓器（包括電壓互感器）的短路及過載保護，它既經(jīng)濟又能滿足一定的可靠性。高壓熔斷器戶內(nèi)廣泛采用RN1、RN2型高壓管式熔斷器，戶外則廣泛采用RW4、RW10型等跌落式熔斷器。2.2.1.4高壓熔斷器2023/12/524高壓熔斷器全型號的表示和含義如下：2023/12/525（1）RN1和RN2型戶內(nèi)式熔斷器。RN1型和RN2型熔斷器的結(jié)構(gòu)基本相同，都是瓷質(zhì)熔管內(nèi)充填石英砂填料的密封管式熔斷器。當短路電流或過負荷電流通過熔體使工作熔體熔斷后，接著指示熔體熔斷的紅色熔斷指示器彈出，表示熔體已熔斷。這種熔斷器熔體熔斷所產(chǎn)生的電弧是在填充石英砂的密閉瓷管內(nèi)燃燒，因此這種熔斷器滅弧能力很強，能在短路電流未達到其沖擊值之前將電弧熄滅，為“限流式”熔斷器。RN1型主要作為高壓線路和變壓器的短路保護和過負荷保護，結(jié)構(gòu)尺寸較大。RN2型只用做電壓互感器一次側(cè)的短路保護，其熔體電流一般為0.5A，結(jié)構(gòu)尺寸較小。圖2.12為其熔管內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖面圖。其主要組成部分是：熔管、觸座、動作指示器、絕緣子和底座。熔管一般為瓷質(zhì)管，熔絲由單根或多根鍍銀的細銅絲并聯(lián)繞成螺旋狀，熔絲上焊有小錫球。2023/12/526圖2.11RN1-10型熔斷器外形圖2.12熔管內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖面圖2023/12/527RN2型與RN1型熔斷器的區(qū)別主要是：它由三種不同截面的康銅絲繞在陶瓷芯上，并且無熔斷指示器，由電壓互感器二次側(cè)儀表的讀數(shù)來判斷其熔體的熔斷情況；由于電壓互感器的二次側(cè)近乎于開路狀態(tài)，RN2型的額定電流一般為0.5A，而RN1型的額定電流從2～300A不等。（2）RW系列戶外式熔斷器。RW系列跌開式熔斷器又稱跌落式熔斷器，被廣泛用于環(huán)境正常的戶外場所，作高壓線路和設(shè)備的短路保護用。①一般戶外跌開式熔斷器（文字符號為FD）。②負荷型跌開式熔斷器（文字符號為FDL）。③限流式戶外高壓熔斷器（文字符號為FU）。④RW-B系列的高壓爆炸式跌開熔斷器。⑤HH-熔斷器是一種高壓高分斷能力的熔斷器。2023/12/528①一般戶外跌開式熔斷器（文字符號為FD）。它串接在線路中，可利用絕緣鉤棒（俗稱令克棒）直接操作熔管的分、合，此功能相當于隔離開關(guān)。RW4型熔斷器沒有帶負荷滅弧裝置，因此不容許帶負荷操作；它的滅弧能力不強，速度不快，不能在短路電流達到?jīng)_擊電流值前熄滅電弧，屬于“非限流式熔斷器”。常用于額定電壓10kV，額定容量315kVA及以下電力變壓器的過流保護，尤其以居民區(qū)、街道等場合居多。圖2.13RW4-10型高壓跌落式熔斷器外形2023/12/529②RW10-10跌開式熔斷器是在一般跌開式熔斷器的上靜觸頭上加裝了簡單的滅弧室，因而能帶負荷操作。但該類型熔斷器的滅弧能力不是很強，滅弧速度也不快，不能在短路電流達到?jīng)_擊電流值前熄滅電弧，因此也屬于“非限流式熔斷器”。圖2.14RW10-10負荷型跌開式熔斷器2023/12/530③該熔斷器的瓷質(zhì)熔管內(nèi)充有石英砂，熔體結(jié)構(gòu)和RN型的戶內(nèi)高壓熔斷器相似，因此，它的短路和過負荷保護功能與戶內(nèi)高壓熔斷器相同。這種熔斷器的熔管是固定在棒形支柱絕緣子上的，因此，熔體熔斷后不能自動跌開，無明顯可見的斷開間隙，不能作“隔離開關(guān)”用。圖2.15RW10-35型限流式戶外高壓熔斷器2023/12/531④RW-B系列的高壓爆炸式跌開熔斷器。其結(jié)構(gòu)和RW系列基本相似，有B型和BZ型兩種。B型為自爆跌開式，BZ型是爆炸重合跌開式。區(qū)別為BZ型熔斷器每相有兩根熔管，若為瞬時性故障，可投入重合熔管來保證系統(tǒng)繼續(xù)工作；如果是永久性故障，則重合熔管會再動作一次，將故障切除，以保護系統(tǒng)。⑤HH-熔斷器是一種高壓高分斷能力的熔斷器，它能在短路電流產(chǎn)生的瞬間就將其開斷，有效地保護電氣設(shè)備和電氣線路免受巨大的短路電流造成的危害。其它系列2023/12/532 電流互感器和電壓互感器統(tǒng)稱為互感器，它們其實就是一種特殊的變壓器。在變配電系統(tǒng)中具有極其重要的作用。（1）變換功能——把高電壓和大電流變換為低電壓和小電流，便于連接測量儀表和繼電器。（2）隔離作用——使儀表、繼電器等二次設(shè)備與主電路絕緣。（3）擴大儀表、繼電器等二次設(shè)備應(yīng)用的電流范圍，使儀表、繼電器等二次設(shè)備的規(guī)格統(tǒng)一，利于批量生產(chǎn)。電流互感器和電壓互感器2023/12/533按一次繞組的匝數(shù)分類：油浸式干式按用途分類：按絕緣介質(zhì)分類：單匝式多匝式測量用保護用電流互感器的分類2023/12/534圖2.16LMZJ1-0.5型電流互感器圖2.17LQJ-10型電流互感器

2023/12/5351—鐵心；2—一次繞組；3—二次繞組電流互感器的一次電流與其二次電流之間有下列關(guān)系：I1≈(N2/N1)≈I2KiI2式中Ki——電流互感器的變流比。變流比通常又表示為額定一次電流和二次電流之比，即Ki=IN1/IN2，例如100A/5A。圖2.18電流互感器2023/12/536不同類型的電流互感器的結(jié)構(gòu)特點不同，但歸納起來有下列共同點：①電流互感器的一次繞組匝數(shù)很少，二次繞組匝數(shù)很多。如芯柱式的電流互感器一次繞組為一穿過鐵芯的直導(dǎo)體；母線式和套管式電流互感器本身沒有一次繞組，使用時穿入母線和套管，利用母線或套管中的導(dǎo)體作為一次繞組。②一次繞組導(dǎo)體粗，二次繞組導(dǎo)體細，二次繞組的額定電流一般為5A（有的為1A）。③工作時，一次繞組串聯(lián)在一次電路中，二次繞組串聯(lián)在儀表、繼電器的電流線圈回路中。二次回路阻抗很小，二次回路接近于短路狀態(tài)。2023/12/537兩相電流和接線（兩相V形接線），這種接線也叫兩相不完全星形接線，電流互感器通常接于A、C相上，流過二次側(cè)電流線圈的電流，反映一次電路對應(yīng)相的電流，而流過公共電流線圈的電流為，它反映了一次電路B相的電流。這種接線廣泛應(yīng)用于6～10kV高壓線路中，測量三相電能電流和作過負荷保護用。一相式接線。這種接線在二次側(cè)電流線圈中通過的電流，反映一次電路對應(yīng)相的電流。這種接線通常用于負荷平衡的三相電路，供測量電流和接過負荷保護裝置用。電流互感器的接線方案

2023/12/538兩相電流差接線。這種接線也常把電流互感器接于A、C相，在三相對稱短路時流過二次側(cè)電流線圈的電流為，其值為相電流的倍。這種接線在不同短路故障下，反映到二次側(cè)電流線圈的電流各自不同，因此對不同的短路故障具有不同的靈敏度。這種接線主要用于6～10kV高壓電路中的過電流保護。三相星形接線。這種接線流過二次側(cè)電流線圈的電流分別對應(yīng)主電路的三相電流，它廣泛用于負荷不平衡的三相四線制系統(tǒng)和三相三線制系統(tǒng)中，用做電能、電流的測量及過電流保護。電流互感器的接線方案

2023/12/539電流互感器全型號的表示和含義如下：圖2.19電流互感器四種常用接線方案2023/12/540電流互感器在工作時二次側(cè)不能開路 如果開路，二次側(cè)會出現(xiàn)危險的高電壓，危及設(shè)備及人身安全。而且鐵心會由于二次開路磁通劇增而過熱，并產(chǎn)生剩磁，使得互感器準確度降低。因此，電流互感器安裝時，二次側(cè)接線要牢固，且二次回路中不允許接入開關(guān)和熔斷器。 實際工作中，往往發(fā)現(xiàn)電流互感器二次側(cè)開路后，并沒有什么異?，F(xiàn)象。這主要是因為一次電路中沒有負載電流或負載很輕，鐵心沒有磁飽和的緣故。 在帶電檢修和更換二次儀表、繼電器時，必須先將電流互感器二次側(cè)短路，才能拆卸二次元件。運行中，如果發(fā)現(xiàn)電流互感器二次開路，應(yīng)及時將一次電路電流減小或降至零，將所帶的繼電保護裝置停用，并采用絕緣工具進行處理。電流互感器的注意事項及處理方法一2023/12/5412、電流互感器的二次側(cè)必須有一端接地，以防止其一、二次繞組間絕緣擊穿時，一次側(cè)的高壓竄入二次側(cè)，危及人身安全和測量儀表、繼電器等設(shè)備的安全。電流互感器在運行中，二次繞組應(yīng)與鐵心同時接地運行。3、電流互感器在連接時必須注意端子極性，防止接錯線。例如，在兩相電流和接線中，如果電流互感器的K1、K2端子接錯，則公共線中的電流就不是相電流，而是相電流的倍，可能使電流表損壞。電流互感器的注意事項及處理方法二、三2023/12/542 電流互感器的運行和停用，通常是在被測量電路的斷路器斷開后進行的，以防止電流互感器的二次線圈開路。但在被測電路中斷路器不允許斷開時，只能在帶電情況下進行。 在停電時，停用電流互感器應(yīng)將縱向連接端子板取下，將標有“進”側(cè)的端子橫向短接。在啟用電流互感器時，應(yīng)將橫向短接端子板取下，并用取下的端子板將電流互感器縱向端子接通。 在運行中，停用電流互感器時，應(yīng)將標有“進”側(cè)的端子先用備用端子板橫向短接，然后取下縱向端子板。在啟用電流互感器時，應(yīng)使用備用端子板將縱向端子接通，然后取下橫向端子板。 在電流互感器啟、停用時，應(yīng)注意在取下端子板時是否出現(xiàn)火花。如果發(fā)現(xiàn)火花，應(yīng)立即把端子板裝上并擰緊，然后查明原因。工作中，操作員應(yīng)站在絕緣墊上，身體不得碰到接地物體。電流互感器的操作和維護一2023/12/543 電流互感器在運行中，值班人員應(yīng)定期檢查下列項目：互感器是否有異音及焦味；互感器接頭是否有過熱現(xiàn)象；互感器油位是否正常，有無漏油、滲油現(xiàn)象；互感器瓷質(zhì)部分是否清潔，有無裂痕、放電現(xiàn)象；互感器的絕緣狀況。 電流互感器的二次側(cè)開路是最主要的事故。在運行中造成開路的原因有：端子排上導(dǎo)線端子的螺絲因受震動而脫扣；保護屏上的壓板未與銅片接觸而壓在膠木上，造成保護回路開路；可讀三相電流值的電流表的切換開關(guān)經(jīng)切換而接觸不良；機械外力使互感器二次線斷線等。 在運行中，如果電流互感器二次開路，則會引起電流保護的不正確動作，鐵心發(fā)出異音，在二次繞組的端子處會出現(xiàn)放電火花。此時，應(yīng)先將一次電流減少或降至零，然后將電流互感器所帶保護退出運行。采取安全措施后，將故障互感器的端子短路，如果電流互感器有焦味或冒煙，應(yīng)立即停用互感器。電流互感器的操作和維護二2023/12/544相數(shù)：絕緣方式和冷卻方式：用途:結(jié)構(gòu)原理:單相電壓互感器三相電壓互感器油浸式干式測量用保護用電磁感應(yīng)式電容分壓式2．電壓互感器2023/12/545圖2.20JDZJ-10型電壓互感器圖2.21電壓互感器原理接線圖2023/12/546它的結(jié)構(gòu)特點是：①一次繞組匝數(shù)很多，二次繞組匝數(shù)很少，相當于一個降壓變壓器。②工作時一次繞組并聯(lián)在一次電路中，二次繞組并連接儀表、繼電器的電壓線圈回路，二次繞組負載阻抗很大，接近于開路狀態(tài)。③一次繞組導(dǎo)線細，二次繞組導(dǎo)線較粗，二次側(cè)額定電壓一般為100V，用于接地保護的電壓互感器的二次側(cè)額定電壓為100/根號3V，開口三角形側(cè)為100/3V。2023/12/547一個單相電壓互感器的接線。常用于供儀表、繼電器接于三相電路的一個線電壓。電壓互感器的接線方案（一）2023/12/548兩個單相電壓互感器接成V/V形。 常用于供儀表、繼電器接于三相三線制電路的各個線電壓，廣泛應(yīng)用于工廠變配電所10kV高壓配電裝置中。電壓互感器的接線方案（二）2023/12/549三個單相電壓互感器或一個三相雙繞組電壓互感器接成Y0/Y0形 常用于三相三線制和三相四線制線路，用于供電給要求接線電壓的儀表、繼電器，同時也可供電給要求接相電壓的絕緣監(jiān)察用電壓表。電壓互感器的接線方案（三）2023/12/550三個單相三繞組電壓互感器或一個三相五芯柱式三繞組電壓互感器接成Y0/Y0/△形（開口三角形） 常用于三相三線制線路。其接成Y0形的二次繞組供電給要求線電壓的儀表、繼電器以及要求相電壓的絕緣監(jiān)察用電壓表；接成開口三角形的輔助二次繞組，接作為絕緣監(jiān)察用的電壓繼電器。電壓互感器的接線方案（四）2023/12/551電壓互感器全型號的表示和含義如下：2023/12/552（3）電壓互感器的使用注意事項及處理方法電壓互感器在工作時二次側(cè)不能短路。電壓互感器的一、二次側(cè)都必須實施短路保護，裝設(shè)熔斷器。當發(fā)現(xiàn)電壓互感器的一次側(cè)熔絲熔斷后，首先應(yīng)將電壓互感器的隔離開關(guān)拉開，并取下二次側(cè)熔絲，檢查是否熔斷。在排除電壓互感器本身的故障后，可重新更換合格熔絲后將電壓互感器投入運行。若二次側(cè)熔斷器一相熔斷時，應(yīng)立即更換。若再次熔斷，則不應(yīng)再次更換，待查明原因后處理。電壓互感器二次側(cè)有一端必須接地，以防止電壓互感器一、二次繞組絕緣擊穿時，一次側(cè)的高壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備安全。電壓互感器接線時必須注意極性，防止因接錯線而引起事故。單相電壓互感器分別標A、X和a、x。三相電壓互感器分別標A、B、C、N和a、b、c、n。2023/12/553電壓互感器在額定容量下允許長期運行，但不允許超過最大容量運行。電壓互感器在運行中不能短路。在運行中，值班員必須注意檢查二次回路是否有短路現(xiàn)象，并及時消除。當電壓互感器二次回路短路時，一般情況下高壓熔斷器不會熔斷，但此時電壓互感器內(nèi)部有異聲，將二次熔斷器取下后異聲停止，其他現(xiàn)象與斷線情況相同。電壓互感器的運行和維護2023/12/554（1）互感器的減極性和加極性與變壓器一樣，互感器在運行中，其一次繞組與二次繞組的感應(yīng)電動勢的瞬時極性是不斷變化的，但它們之間有一定的對應(yīng)關(guān)系。一、二次側(cè)繞組的首端要么同為正極性（末端為負極性），要么一正一負。當繞組的首、末端規(guī)定后，繞組間的這種極性對應(yīng)關(guān)系就取決于繞組的繞向。我們把在電磁感應(yīng)過程中，一、二次繞組感應(yīng)出相同極性的兩端稱為同名端，感應(yīng)出相反極性的兩端稱為異名端。

互感器的極性及其測試

2023/12/555 在一次繞組的同名端通入一個正在增大的電流，則該端將感應(yīng)出正極性，二次繞組的同名端亦感應(yīng)出正極性。如果二次回路是閉合的，則將有感應(yīng)電流從該端流出。根據(jù)電流的這一對應(yīng)關(guān)系，可以判別繞組的同名端。 按交流測定繞組同名端的方法接線，把一、二次繞組的兩個末端短接，在一側(cè)加交流電壓U1，另一側(cè)感應(yīng)出電壓U2，測量兩個繞組首端間的電壓U3。若U3=|U1-U2|，則兩個首端（或末端）為同名端；若U3=|U1+U2|，則兩個首端（或末端）為異名端。 互感器若按照同名端來標記一、二次繞組對應(yīng)的首尾端，這樣的標記稱為“減極性”標記法（L1與K1為同名端），反之則稱為“加極性”標記法（L1與K1為異名端）。在電工技術(shù)中通常采用“減極性”標記法。同名端和異名端的判斷方法2023/12/556①直流法。在電流互感器的一次線圈（或二次線圈）上，通過按鈕開關(guān)SB接入1.5～3V的干電池E，L1接電池正極，L2電池的負極。在二次繞組兩端接以低量程直流電壓表或電流表。儀表的正極接K2，負極接K2，按下SB接通電路時，若直流電流表或直流電壓表指針正偏為減極性（L1與K1為同名端），反偏為加極性（L1與K1為異名端）；若SB打開切斷電路時，指針反偏為減極性，正偏為加極性?；ジ衅魍说臏y定圖2.23直流法測定繞組極性接線圖2023/12/557②交流法。將電流互感器一、二次側(cè)繞組的尾端、連在一起。在匝數(shù)較多的二次繞組上通以1～5V的交流電壓U1

,再用以下的小量程交流電壓表分別測量U2及U3的數(shù)值。若則U3=U1-U2為減極性,若則為加U3=U1+U2極性。在試驗中應(yīng)注意通入的電壓U1盡量低,只要電壓表的讀數(shù)能看清楚即可,以免電流太大損壞線圈。為讀數(shù)清楚,電壓表的量程應(yīng)盡量小些。當電流互感器的電流比在5倍及以下時,用交流法測定極性既簡單又準確;當電流互感器的電流比較大(10倍以上)時,因U2的數(shù)值較小,U1與U3的數(shù)值很接近,電壓表的讀數(shù)不易區(qū)別大小,故不宜采用此測定方法。互感器同名端的測定圖2.24交流法測定繞組同名端2023/12/5582.2.3工廠變配電所常用的低壓電氣設(shè)備低壓電器在供配電系統(tǒng)中廣泛用于低壓線路上，起著開關(guān)、保護、調(diào)節(jié)和控制作用。低壓電器按功能分類，常分為開關(guān)電器、控制電器、調(diào)節(jié)電器、測量電器、成套電器。

1．低壓刀開關(guān)低壓刀開關(guān)（文字符號為QK）是最普通的一種低壓電器，適用于交流50Hz、額定交流電壓380V，直流電壓440V、額定電流1500A及以下的配電系統(tǒng)中，做不頻繁手動接通和分斷電路或用來隔離電源以保證安全檢修之用。刀開關(guān)的種類很多，按其滅弧結(jié)構(gòu)分，有不帶滅弧罩和帶滅弧罩兩種；按極數(shù)分，有單極、雙極和三極三種；按操作方式分，有直接手柄操作和連桿操作兩種；按用途分，有單投和雙投兩種。其額定電流等級最大為1500A。2023/12/559低壓刀開關(guān)全型號的表示和含義如下：2023/12/5601—上接線端子2—滅弧柵(滅弧罩)3—閘刀4—底座5—下接線端子6—主軸7—靜觸頭8—連桿9—操作手柄圖2.25HD13型低壓刀開關(guān)外形結(jié)構(gòu)2023/12/561

2.刀熔開關(guān)低壓刀熔開關(guān)（QKF或FU－QK），又稱熔斷器式刀開關(guān)，是一種由低壓刀開關(guān)和低壓熔斷器組合的開關(guān)電器。它具有刀開關(guān)和熔斷器的雙重功能。最常見的刀熔開關(guān)是HR13型刀開關(guān)，它將HD型刀開關(guān)的閘刀換以RT0型熔斷器的具有刀形觸頭的熔管。采用這種組合型的開關(guān)電器，簡化了配電裝置結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟實用，廣泛用于低壓配電屏上。最常見的刀熔開關(guān)HR3型，它是將HD刀開關(guān)的閘刀換成RT0型熔斷器的具有刀形觸頭的熔管。目前越來越多采用的是一種新型刀熔開關(guān)HR5型系列。它與HR3型的主要區(qū)別是用NT型低壓高分斷熔斷器取代了RT0型熔斷器作短路保護用，在各項電氣技術(shù)指標上更加完好，同時，也具有結(jié)構(gòu)緊湊、使用維護方便、操作安全可靠等優(yōu)點，而且它還能進行單相熔斷的監(jiān)測，從而能有效防止因斷路器熔斷所造成的缺相運行故障。2023/12/562低壓刀熔開關(guān)全型號的表示含義如下：圖2.26刀熔開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖2023/12/5633.低壓負荷開關(guān)

低壓負荷開關(guān)（QL）是由帶滅弧裝置的刀開關(guān)與熔斷器串聯(lián)而成，外形呈封閉式鐵殼或開啟式膠蓋。又稱“開關(guān)熔斷器組”。低壓負荷開關(guān)具有帶滅弧罩的刀開關(guān)和熔斷器的雙重功能，但一般不能頻繁操作，短路熔斷后需重新更換熔體才能恢復(fù)正常供電。低壓負荷開關(guān)根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，有封閉式負荷開關(guān)（HH系列）和開啟式負荷開關(guān)（HK系列）。其中，封閉式負荷開關(guān)是將刀開關(guān)和熔斷器的串聯(lián)組合安裝在金屬盒內(nèi)，因此又稱“鐵殼開關(guān)”。一般用于粉塵多，不需要頻繁操作的場合，作為電源開關(guān)和小型電動機直接起動的開關(guān)，兼作短路保護用。而開啟式負荷開關(guān)是采用瓷質(zhì)膠蓋，可用于照明和電熱電路中作不頻繁通斷電路和短路保護用。

2023/12/5644.低壓斷路器（QF）

低壓斷路器（QF）又稱低壓自動開關(guān)、自動空氣開關(guān)或空氣開關(guān)等，它既能帶負荷接通和切斷電路，又能在短路、過負荷和低電壓（失壓）時自動跳閘，保護電力線路和電氣設(shè)備免受破壞。它被廣泛用于發(fā)電廠和變電所，以及配電線路的交、直流低壓電氣裝置中，適用于正常情況下不頻繁操作的電路。低壓斷路器種類很多。按用途分，有配電用、電動機用、照明用和漏電保護用等；按滅弧介質(zhì)分，有空氣斷路器和真空斷路器；按極數(shù)分，有單極、雙極、三極和四極斷路器。小型斷路器可經(jīng)拼裝由幾個單極的組合成多極的。配電用斷路器按結(jié)構(gòu)分，有塑料外殼式（裝置式）和框架式（萬能式）。

2023/12/565主觸頭用于通斷主電路，它由帶彈簧的跳鉤控制通斷動作，而跳鉤由鎖扣鎖住或釋放。當線路出現(xiàn)短路故障時，其過電流脫扣器動作，將鎖扣頂開，從而釋放跳鉤使主觸頭斷開。同理，如果線路出現(xiàn)過負荷或失電壓情況，通過熱脫扣器或失電壓脫扣器的動作，也使主觸頭斷開。如果按下按鈕6或7，使失電壓脫扣器或者分勵脫扣器動作，則可以實現(xiàn)開關(guān)的遠距離跳閘。圖2.27低壓斷路器工作原理示意圖2023/12/566配電用斷路器按保護性能分，有非選擇型、選擇型和智能型。非選擇型斷路器一般為瞬時動作，只作短路保護用；也有長延時動作，只作過負荷保護用。選擇型斷路器有兩段保護和三段保護兩種動作特性組合。兩段保護有瞬時和長延時的兩段組合或長延時和短延時的兩段組合兩種。三段保護有瞬時、短延時和長延時三段組合。智能型斷路器的脫扣器動作由微機控制，保護功能更多，選擇性更好。2023/12/567分勵脫扣器。它用于距離跳閘（遠距離合閘操作可采用電磁鐵或電動儲能合閘）。欠電壓或失電壓脫扣器。它用于欠電壓或失電壓（零壓）保護，當電源電壓低于定值時自動斷開斷路器。熱脫扣器。它用于線路或設(shè)備長時間過負荷保護，當線路電流出現(xiàn)較長時間過載時，金屬片受熱變形，使斷路器跳閘。過電流脫扣器。它用于短路、過負荷保護，當電流大于動作電流時自動斷開斷路器。分瞬時短路脫扣器和過電流脫扣器（又分長延時和短延時兩種）。復(fù)式脫扣器。它既有過電流脫扣器又有熱脫扣器的功能。自動開關(guān)帶有多種脫扣器，能夠起到過電流、過載、失壓、欠壓保護等作用。按斷路器中安裝的脫扣器種類分有如下五種：2023/12/568低壓斷路器全型號和含義如下：

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DZ系列（塑料外殼式）低壓斷路器。DZ系列（塑料外殼式）低壓斷路器為封閉式結(jié)構(gòu)，常稱為塑料外殼式自動開關(guān)或裝置式自動開關(guān)，其所有機構(gòu)及導(dǎo)電部分都裝在塑料殼內(nèi)，僅在塑殼正面中央有外露的操作手柄供手動操作用。目前使用較多的DZ系列低壓斷路器有DZ10、DZ15，推廣應(yīng)用的有DZ20、DZX10及C45N、DZ40等。塑料外殼式低壓斷路器的保護方案少（主要保護方案有熱脫扣器和過電流脫扣器保護兩種）、操作方法少（手動操作和電動操作），其電流容量和斷流容量較小，但分斷速度較快（斷路時間一般不大于0.02s），結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，操作簡便，封閉式外殼的安全性好，因此，被廣泛用作容量較小的配電支線的負荷端開關(guān)、不頻繁起動的電動機開關(guān)、照明控制開關(guān)和漏電保護開關(guān)等。（1）DZ系列（塑料外殼式）低壓斷路器。

2023/12/570

DZ20型屬我國生產(chǎn)的第二代產(chǎn)品，目前的應(yīng)用較為廣泛。它具有較高的分斷能力，外殼的機械強度和電氣絕緣性能也較好，而且所帶的附件較多。

圖2.28DZ20型塑料外殼式低壓斷路器2023/12/571圖2.29低壓斷路器操作手柄位置示意圖2023/12/572

DW系列（框架式）低壓斷路器為敞開式結(jié)構(gòu)，它裝在金屬或塑料的框架上，保護方案和操作方式都較多，因此又稱為萬能式自動開關(guān)。其滅弧能力較強，斷流容量較大，但斷路時間較長，在一個周期（0.02s）以上。目前使用較多的DW系列低壓斷路器有DW10、DW15，推廣應(yīng)用的低壓斷路器有DW15X、DW16、DW17（ME開關(guān)）、DW914（AH）等?？蚣苁降蛪簲嗦菲鞯谋Ｗo方案和操作方式較多，既有手柄操作，又有杠桿操作、電磁操作和電動操作等。而且框架式低壓斷路器的安裝地點也很靈活，既可裝在配電裝置中，又可安在墻上或支架上。另外，相對于塑料外殼式低壓斷路器，框架式低壓斷路器的電流容量和斷流能力較大，不過，其分斷速度較慢（斷路時間一般大于0.02s）。框架式低壓斷路器主要用于配電變壓器低壓側(cè)的總開關(guān)、低壓母線的分段開關(guān)和低壓出線的主開關(guān)。（2）DW系列（框架式）低壓斷路器。

2023/12/573圖2.30DW型萬能式低壓斷路器外形

DW型斷路器主要結(jié)構(gòu)由觸頭系統(tǒng)、操作機構(gòu)和脫扣器系統(tǒng)組成。其觸頭系統(tǒng)安裝在絕緣底板上，由靜觸頭、動觸頭和彈簧、連桿、支架等組成。滅弧室里采用鋼紙板材料和數(shù)十片鐵片作滅弧柵來加強電弧的熄滅。操作機構(gòu)由操作手柄和電磁鐵操作機構(gòu)及強力彈簧組成。脫扣系統(tǒng)有過負荷長延時脫扣器、短路瞬時脫扣器、欠電壓脫扣器和分勵脫扣器等。帶有電子脫扣器的萬能式斷路器還可以把過負荷長延時、短路瞬時、短路短延時、欠電壓瞬時和延時脫扣器的保護功能匯集在一個部件中，并利用分勵脫扣器來使斷路器斷開。2023/12/574（3）低壓斷路器的檢修。低壓斷路器常見故障及原因如下：①手動操作斷路器時觸頭不能閉合。主要原因有：欠壓脫扣器無電壓和線圈損壞；機構(gòu)不能復(fù)位再扣；儲能彈簧變形，閉合力減少；反作用彈簧拉力過大。②啟動電動機時斷路器立即分斷。原因是過電流脫扣器的整定電流太小，可調(diào)整脫扣器的瞬時整定彈簧。若為空氣阻尼的脫扣器，則可能是閉門失靈或橡皮膜破裂。③斷路器閉合后一段時間又自行分斷。主要是過電流長延時整定值不對或熱元件等精確度發(fā)生變化。④斷路器溫度過高。主要原因有：觸頭壓力過分降低；觸頭表面過分磨損或接觸不良；導(dǎo)電零件的連接螺絲松動。2023/12/575⑤分勵脫扣器不能使斷路器分斷電路。主要原因有：線圈損壞；電源電壓低；電路螺絲松動；再扣接觸面過大。⑥欠壓脫扣器不能使斷路器分斷電路。主要原因有：反力彈簧作用力變?。粌δ茚尫艔椈勺饔昧ψ冃。粰C構(gòu)被卡住。⑦欠壓脫扣器有噪聲。主要原因有：反力彈簧作用力太大；鐵芯工作面上有油污；短路環(huán)斷裂。2023/12/576低壓熔斷器主要實現(xiàn)低壓配電系統(tǒng)的短路保護和過負荷保護。它的主要缺點是熔體熔斷后必須更換，會引起短時停電，保護特性和可靠性較差，在一般情況下，必須與其他電器配合使用。低壓熔斷器的類型很多，按結(jié)構(gòu)形式分為RM系列無填料密閉管式熔斷器，RT系列有填料密閉管式熔斷器，RC系列瓷插式熔斷器，RL系列螺旋式熔斷器，NT系列高分斷能力熔斷器等。國產(chǎn)低壓熔斷器的全型號的表示和含義如下：5.低壓熔斷器2023/12/577

RC1型瓷插式熔斷器的結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，更換熔體方便，廣泛用于500V以下的電路中，作不重要負荷的電力線路、照明設(shè)備和小容量的電動機的短路保護用。例如，居民區(qū)、農(nóng)用負荷等要求不高的供配電線路末端的負荷。

2023/12/578RL1型螺旋式熔斷器的體積小，重量輕，安裝面積小，價格低，更換熔體方便，運行安全可靠，而且因熔管內(nèi)充有石英砂，滅弧能力較強，屬“限流式熔斷器”。廣泛用于500V以下的低壓動力干線和支線上，用于保護線路、照明設(shè)備和小容量電動機。

2023/12/579

RM型熔斷器的熔體用鋅片沖制成變截面形狀。由纖維熔管、變截面鋅片和觸刀、管帽、管夾等組成。當短路電流通過時，熔片窄部由于截面小電阻大而首先熔斷，并將產(chǎn)生的電弧分成幾段而易于熄滅；在過負荷電流通過時，由于電流加熱時間較長，而窄部的散熱條件好，這時往往在寬窄之間的斜部熔斷。由此，可根據(jù)熔片熔斷的部位來判斷過電流的性質(zhì)。RM系列的熔斷器不能在短路到達沖擊值前滅弧，因此是“非限流式”熔斷器。廣泛用于發(fā)電廠和變電所中，作為電動機的保護和斷路器合閘控制回路的保護。2023/12/580圖2.33RM10系列低壓斷路器2023/12/581

RT0型有填料封閉管式熔斷器主要由瓷熔管、銅熔體（柵狀）和底座三部分組成。熔管內(nèi)裝石英砂。熔體由多條沖有網(wǎng)孔和變截面的紫銅片并聯(lián)組成，中部焊有“錫橋”，指示器熔體為康銅絲，與工作熔體并聯(lián)。熔管上蓋板裝有明顯的紅色熔斷指示器。這種熔斷器具有較強的滅弧能力，因而屬于“限流式”熔斷器。熔體熔斷后，其熔斷指示器（紅色）彈出，經(jīng)方便工作人員識別故障線路和進行處理。熔斷后的熔體不能再用，須重新更換，更換時應(yīng)采用絕緣操作手柄進行操作。

RT0型熔斷器具有很高的分斷能力和良好的安秒特性，在低壓電網(wǎng)保護中與其他保護電器配合，能組成具有一定選擇性的保護，廣泛用于短路電流較大的低壓網(wǎng)絡(luò)和配電裝置中，作輸電線路和電氣設(shè)備的短路保護，特別適用于重要的供電線路（如電力變壓器的低壓側(cè)主回路及靠近變壓器場所出線端的供電線路）。2023/12/5821—柵狀銅熔體；2—觸刀；3—瓷熔管；4—熔斷指示器；5—蓋板；6—彈性觸座；7—瓷質(zhì)底座；8—接線端子；9—扣眼；10—絕緣拉手手柄2023/12/583

NT系列熔斷器是引進技術(shù)生產(chǎn)的一種高分斷能力熔斷器，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于低壓開關(guān)柜中，適用于660V及以下電力網(wǎng)絡(luò)及配電裝置作過載和保護用。該系列熔斷器由熔管、熔體和底座組成，外形結(jié)構(gòu)與RT0型相似。熔管為高強度陶瓷管，內(nèi)裝優(yōu)質(zhì)石英砂，熔體采用優(yōu)質(zhì)材料制成。主要特點為體積小、重量輕、功耗小、分斷能力高、限流特性好。

gF、aM系列圓柱形管狀有填料熔斷器也屬引進技術(shù)生產(chǎn)的熔斷器，具有體積小、密封好、分斷能力高、指示靈敏、動作可靠、安裝方便等優(yōu)點，適用于低壓配電系統(tǒng)。其中，gF系列用于線路的短路和過負荷保護，aM系列用于電動機的短路保護。

其它系列熔斷器2023/12/5842.3電力變壓器2.3.1

工廠變電所常用電力變壓器的結(jié)構(gòu)和類型電力變壓器（文字符號為T或TM）是供配電系統(tǒng)中實現(xiàn)電能輸送、電壓變換，滿足不同電壓等級負荷要求的核心器件，使用最多的是三相油浸式電力變壓器和環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器。電力變壓器按調(diào)壓方式可分為無載調(diào)壓和有載調(diào)壓兩大類，工廠變電所中大多采用無載調(diào)壓方式的變壓器。變壓器按繞組絕緣方式及冷卻方式可分為油浸式、干式和充氣式等。工廠變電所中大多采用油浸自冷式變壓器。變壓器按用途可分為普通式、全封閉式、防雷式，工廠變電所中大多采用普通式變壓器。2023/12/585圖2.35油浸式三相電力變壓器2023/12/586

1.油箱。油箱由箱體、箱蓋、散熱裝置、放油閥組成，其主要作用是把變壓器連成一個整體及進行散熱。

2.鐵心和繞組。變壓器是用導(dǎo)磁性能很好的硅鋼片疊壓組成的閉合磁路，變壓器的一次繞組和二次繞組是銅或鋁線繞成圓筒形的多層線圈，放在鐵心柱上，導(dǎo)體外面采用絕緣處理。3.油枕。油枕起儲油及補油的作用，從而保證油箱內(nèi)充滿油。同時由于裝了油枕，減小了油的劣化速度。4.吸濕器。由一根鐵管和玻璃容器組成，內(nèi)裝干燥劑（如硅膠）。對空氣起過濾作用，從而保持油的清潔。5.高低壓套管。套管為瓷質(zhì)絕緣管，內(nèi)有導(dǎo)體，用于變壓器一、二次繞組接入和引出端的固定和絕緣。2023/12/5876.氣體繼電器。容量在800kVA及以上的油浸式變壓器才安裝，用于在變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時進行瓦斯保護。7.防爆管。其作用是防止油箱發(fā)生爆炸事故。當油箱內(nèi)部發(fā)生嚴重的短路故障，變壓器油箱內(nèi)的油急劇分解成大量的瓦斯氣體，使油箱內(nèi)部壓力劇增，這時，防爆管的出口處玻璃會自行破裂，釋放壓力，并使油流向一方向噴出。8.分接開關(guān)。用于改變變壓器的繞組匝數(shù)以調(diào)節(jié)變壓器的輸出電壓。2023/12/588環(huán)氧樹脂澆注絕緣的三相干式變壓器又稱樹脂絕緣干式變壓器，它的高低繞組各自用環(huán)氧樹脂澆注，并同軸套在鐵心柱上；高低壓繞組間有冷卻氣道，使繞組散熱；三相繞組間的連線也由環(huán)氧樹脂澆注而成，因此其所有帶電部分都不暴露在外。其容量從30kVA到幾千kVA，最高可達上萬kVA，高壓側(cè)電壓有6kV、10kV、35kV，低壓側(cè)電壓為230/400V。目前我國生產(chǎn)的干式變壓器有SC系列和SG系列。環(huán)氧樹脂澆注絕緣的干式電力變壓器2023/12/589三相變壓器的連接組別是指變壓器一、二次側(cè)繞組所采用的連接方式的類型及相應(yīng)的一、二次側(cè)對應(yīng)線電壓的相位關(guān)系。常用的連接組別有Yyn0、Dyn11、Yzn11、Yd11、YNd11等。1．配電變壓器的連接組別6～10kV配電變壓器（二次側(cè)電壓為380/220V）有Yyn0、Dyn11兩種常用的連接組別。Yyn0連接組別的示意圖如圖2.37所示。2.3.2

三相電力變壓器的連接組別圖2.37變壓器Yyn0連接組別2023/12/590

Dyn11連接組別的示意圖如圖2.38所示。其一次線電壓和對應(yīng)二次線電壓的相位關(guān)系如同分針與時針的位置一樣。圖2.38變壓器Dyn11連接組別2023/12/591

防雷變壓器通常采用Yzn11聯(lián)接組別，其一次繞組采用星形聯(lián)接，二次繞組分成兩個匝數(shù)相同的繞組，并采用曲折形（Z）聯(lián)接，在同一鐵心柱上的兩半個繞組的電流正好相反，使磁動勢相互抵消。因此如果雷過電壓沿二次側(cè)線路侵入，二次側(cè)也不會出現(xiàn)過電壓。由此可見，Yzn11聯(lián)接的變壓器有利于防雷，但這種變壓器二次繞組的用材量比Yyn0型的增加15%以上。2023/12/5921．電力變壓器的過負荷能力變壓器在正常運行時，負荷不應(yīng)超過其額定容量。但是，變壓器并非總在最大負荷下運行，在許多時間內(nèi)變壓器的實際負荷遠小于額定容量，因此，變壓器在不降低規(guī)定使用壽命的條件下具有一定的短期過負荷能力。變壓器的過負荷能力，分正常過負荷能力和事故過負荷能力兩種。（1）正常過負荷能力。變壓器在正常運行時帶額定負荷可連續(xù)運行20年。由于晝夜負荷變化和季節(jié)性負荷差異而允許的變壓器過負荷，稱為正常過負荷。這種過負荷系數(shù)的總數(shù)，對室外變壓器不超過30%，對室內(nèi)變壓器不超過20%。變壓器的正常過負荷時間是指在不影響其壽命、不損壞變壓器的各部分絕緣的情況下允許過負荷的持續(xù)時間。

2.3.3

工廠變電所中變壓器的過負荷能力2023/12/593（2）事故過負荷能力。當電力系統(tǒng)或工廠變電所發(fā)生事故時，為了保證對重要設(shè)備連續(xù)供電，故允許變壓器短時間的過負荷，這種過負荷即事故過負荷。2．主變壓器臺數(shù)的選擇原則（1）應(yīng)滿足用電負荷對供電可靠性的要求。對供有大量一、二級負荷的變電所應(yīng)采用兩臺變壓器，對只有二級負荷，而無一級負荷的變電所，也可只采用一臺變壓器，并在低壓側(cè)架設(shè)與其他變電所的聯(lián)絡(luò)線。（2）對季節(jié)性負荷或晝夜負荷變動較大的工廠變電所，可考慮采用兩臺主變壓器。（3）一般的三級負荷只采用一臺主變壓器。（4）考慮負荷的發(fā)展，應(yīng)留有安裝第二臺主變壓器的空間。2023/12/594只安裝一臺主變壓器時，主變壓器的額定容量SN.T應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總的計算負荷S30的需要：SN.T

≥S30裝有兩臺變壓器時，每臺主變壓器的額定容量SN.T應(yīng)同時滿足以下兩個條件： 任一臺變壓器單獨運行時，宜滿足總計算負荷的需要，即 SN.T

≥0.7S30 任一臺變壓器單獨運行時，應(yīng)滿足全部一、二級負荷的需 要，即SN.T

≥S30(Ⅰ+Ⅱ)式中S30(Ⅰ+Ⅱ)——計算負荷中的全部一、二級負荷。3．主變壓器容量的選擇2023/12/595單臺主變壓器的容量上限工廠車間變電所單臺主變壓器容量一般不宜大于1250kVA?，F(xiàn)在我國已能生產(chǎn)一些斷流能力更大和短路穩(wěn)定度更好的新型低壓開關(guān)電器，如DW15、ME等型低壓斷路器及其它電器，因此如車間負荷容量較大、負荷集中且運行合理時，也可以選用單臺容量為1600～2500kVA的配電變壓器，這樣可以減少變壓器的臺數(shù)及高壓開關(guān)電器和電纜等。這時變壓器低壓側(cè)的斷路器必須配套選用。

4.適當考慮負荷的發(fā)展。應(yīng)適當考慮今后5～10年電力負荷的增長，留有一定的余地。干式變壓器的過負荷能力較小，更宜留有較大的裕量。2023/12/596變壓器的并列運行是指兩臺及以上的變壓器，將其一、二次繞組的接線端分別并聯(lián)連接投入運行。變壓器的并列運行可以保證電力系統(tǒng)中供電連續(xù)性及可靠性，也可以保證足夠的負荷容量，可以通過投切變壓器的臺數(shù)來調(diào)整供電容量，實現(xiàn)變壓器的經(jīng)濟運行。為保證并列運行的變壓器一次側(cè)與二次側(cè)電勢相同、電壓相位相同、變壓器內(nèi)阻相同。并列運行的變壓器，應(yīng)該在空載時并聯(lián)回路中沒有環(huán)流，在帶負載時，各變壓器的電流按其容量比分配，無嚴重的負荷不均現(xiàn)象發(fā)生，使并列變壓器的容量能得到充分的利用。2.3.4

變壓器的并列運行2023/12/597并列變壓器的電壓比必須相同并列變壓器的聯(lián)接組別必須相同并列變壓器的短路電壓（阻抗電壓）須相等或接近相等。并列變壓器的短路電壓（阻抗電壓）容許差值不超過±10%。并列變壓器的容量應(yīng)盡量相同或相近，其最大容量和最小容量之比不易超過3:1。并列運行的變壓器必須滿足的條件2023/12/598新投入運行和大修后的變壓器并列前，應(yīng)進行核相，并列變壓器空載運行正常后，方可正式并列負荷運行。并列運行的變壓器，必須考慮經(jīng)濟性，不應(yīng)頻繁操作。變壓器并、解列運行操作時，不允許使用隔離開關(guān)和跌落式熔斷器，應(yīng)使用斷路器，不允許通過變壓器并列送電。變壓器在并列運行前，應(yīng)根據(jù)實際情況，預(yù)計變壓器的負荷分配情況，并列運行后檢查其負荷電流分配是否合理，防止因負荷分配不合理造成的其中變壓器過載或過分欠載。解列前，應(yīng)根據(jù)實際情況，預(yù)計解列后各變壓器都不會過載，并且在解列后應(yīng)立即檢查各變壓器的負荷電流，都不應(yīng)超過其額定電流。2023/12/5992.3.5

變壓器的操作及維護1．變壓器運行前的檢查事項在變壓器投運前，應(yīng)進行下列項目的檢查：（1）檢查試驗合格證。（2）套管完整，無損壞裂紋現(xiàn)象，外殼無漏油、滲油現(xiàn)象。（3）高、低壓引線完整可靠，各處接點符合要求。（4）一、二次熔斷器熔體符合要求。（5）引線與外殼及電桿的距離符合要求，油位正常。（6）防雷保護齊全，接地電阻合格。2023/12/5100變壓器停送電的操作順序是：停電時先停負荷側(cè)，后停電源側(cè)；送電時先接通電源側(cè)，再依次接通負荷側(cè)。這是因為：（1）從電源側(cè)逐級向負荷側(cè)送電，如有故障，便于確定故障范圍，及時作出判斷和處理，以免故障蔓延擴大。（2）多電源的情況下，若先停負荷，則可以防止變壓器反向充電；若先停電源側(cè)，遇有故障可能會造成保護裝置的誤動作或拒動，延長故障切除時間，并可能擴大故障范圍。（3）當負荷側(cè)母線電壓互感器帶有低周減荷裝置，而未裝電流閉鎖時，一旦先停電源側(cè)開關(guān)，由于大型同步電動機的反饋，可能使低周減荷裝置誤動作。2.變壓器停、送電操作順序2023/12/5101變壓器在運行中，由于其內(nèi)部或外部的原因會發(fā)生一些異常情況，影響變壓器正常工作，造成事故。按變壓器發(fā)生故障的原因，一般可分為磁路故障和電路故障。磁路故障一般指鐵心、軛鐵及夾件間發(fā)生的故障。常見的有硅鋼片短路、穿心螺栓及鐵軛夾緊件與鐵心之間的絕緣損壞以及鐵心接地不良引起的放電等。電路故障主要指繞組和引線故障等，常見的有線圈的絕緣老化、受潮，切換器接觸不良，材料質(zhì)量及制造工藝不良，過電壓沖擊及二次系統(tǒng)短路引起的故障等。

3．變壓器的常見故障分析2023/12/51021．變壓器故障的分析方法（1）直觀法。變壓器的控制屏上一般都裝有監(jiān)測儀表，容量在560kVA以上的都裝有保護裝置，如氣體繼電器、差動保護繼電器和過電流保護裝置等。通過這些儀表和保護裝置可以準確地反映變壓器的工作狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)故障。（2）試驗法。許多故障不能完全靠外部直觀法來判斷。例如，匝間短路、內(nèi)部繞組放電或擊穿、繞組與繞組之間的絕緣被擊穿等，其外表的特征不明顯，所以必須結(jié)合直觀法進行試驗測量，以正確判斷故障的性質(zhì)和部位。變壓器故障的試驗方法有：①測絕緣電阻。②繞組的直流電阻試驗。

2023/12/51032.4.1

成套配電裝置分類與特點配電裝置可分為裝配式配電裝置和成套配電裝置。電氣設(shè)備在現(xiàn)場組裝的配電裝置稱為裝配式配電裝置，在制造廠預(yù)先把電器組裝成柜再運到現(xiàn)場安裝的稱為成套配電裝置。工廠變配電所多采用成套配電裝置。一般中、小型工廠變配電所中常用到的成套配電裝置有高壓成套配電裝置（也稱高壓開關(guān)柜）和低壓成套配電裝置。低壓成套配電裝置只有屋內(nèi)式一種，高壓開關(guān)柜則有屋內(nèi)式和屋外式兩種。2.4成套配電裝置2023/12/5104高壓成套配電裝置就是按不同用途的接線方案，將所需的高壓設(shè)備和相關(guān)一、二次設(shè)備按一定的線路方案組裝而成的一種高壓成套配電裝置，在發(fā)電廠和變配電所中作為控制和保護發(fā)電機、變壓器和高壓線路之用，也可作為大型高壓交流電動機的起動和保護之用，對供配電系統(tǒng)進行控制、監(jiān)測和保護。其中安裝有開關(guān)設(shè)備、保護電器、監(jiān)測儀表和母線、絕緣子等。固定式高壓開關(guān)柜柜內(nèi)所有電器部件都固定在不能移動的臺架上，構(gòu)造簡單，也較為經(jīng)濟，一般在中、小型工廠大多采用。高壓開關(guān)柜有固定式和手車式（移開式）兩大類型。在一般中小型工廠中普遍采用較為經(jīng)濟的固定式高壓開關(guān)柜。2.4.2

高壓成套配電裝置（高壓開關(guān)柜）2023/12/5105圖2.40GG-1FQ箱式固定柜外形示意圖2023/12/5106手車式（或移開式）高壓開關(guān)柜是一部分電器部件固定在可移動的手車上，另一部分電器部件裝置在固定的臺架上。當高壓斷路器出現(xiàn)故障需要檢修時，可隨時將其手車拉出，然后推入同類備用小車，即可恢復(fù)供電。因此采用手車式開關(guān)柜檢修方便安全，恢復(fù)供電快，可靠性高，但價格較貴。1—儀表屏；2—手車室；3—上觸頭；4—下觸頭（兼起隔離開關(guān)作用）；5—SN10-10型斷路器手車圖2.41GC-10（F）型高壓開關(guān)柜2023/12/5107新系列高壓開關(guān)柜的全型號表示和含義如下：2023/12/5108低壓成套配電裝置一般稱為低壓配電屏，包括低壓配電柜和配電箱，是按一定的線路方案將有關(guān)一、二次設(shè)備組裝而成的低壓成套設(shè)備，在低壓系統(tǒng)中可作為控制、保護和計量裝置。低壓成套配電裝置按其結(jié)構(gòu)形式分為固定式和抽屜式兩種。2.4.3

低壓成套配電裝置2.4.4

動力配電箱和照明配電箱1．動力配電箱從車間低壓配電屏柜引出的供電線路，一般須經(jīng)低壓動力配電箱后才接至用電負荷。動力配電箱是車間供電系統(tǒng)中對用電設(shè)備的最后一級控制和保護設(shè)備。新系列低壓配電屏的全型號表示和含義如下：2023/12/51092.照明配電箱主要用于照明配電，但也能對一些小容量的動力設(shè)備配電。照明配電箱品種很多，按安裝方式可分為靠墻式、懸掛式、嵌入式。

2023/12/5110了解變配電所的基本情況熟悉變配電所的電氣主接線和設(shè)備配置情況了解變配電所配電裝置的總體布置情況明確配電裝置的類型查看所有電氣設(shè)備查看電氣設(shè)備之間的連接查核有關(guān)的安全距離綜合評價2.4.5變配電所配電裝置圖的讀圖2023/12/5111工廠變配電所的電氣主接線，是指按照一定的工作順序和規(guī)程要求連接變配電一次設(shè)備的一種電路形式。（1）保證供電的安全性。（2）保證供電的可靠性。（3）具有一定的靈活性和方便性。（4）具有經(jīng)濟性。（5）具有發(fā)展和擴建的可能性。此外，對主接線的選擇，還應(yīng)考慮受電容量和受電地點短路容量的大小、用電負荷的重要程度、對電能計量（如高壓側(cè)還是低壓側(cè)計量、動力及照明分別計費等）及運行操作技術(shù)的需要等因素。2.5工廠變配電所的電氣主接線2.5.1對電氣主接線的基本要求2023/12/51122.5.2

主接線的基本接線方式1．單母線接線母線也稱匯流排，即匯集和分配電能的硬導(dǎo)線。單母線的接線方式如圖2.44所示，每路進線和出線中都配置有一組開關(guān)電器。斷路器用于切斷和關(guān)合正常的負荷電流，并能切斷短路電流。隔離開關(guān)有兩種作用：靠近母線側(cè)的稱母線隔離開關(guān)，用于隔離母線電源和檢修斷路器；靠近線路側(cè)的稱線路側(cè)隔離開關(guān)，用于防止在檢修斷路器時從用戶側(cè)反向送電，防止雷電過電壓沿線路侵入，保證維修人員安全。單母線接線簡單，使用設(shè)備少，配電裝置投資少，但可靠性、靈活性較差。這種接線適用于單電源進線的一般中、小型容量的用戶，電壓為6～10kV級。2023/12/51132．單母線分段接線單母線分段的接線方式如圖2.45所示。這種接線方式引入線有兩條回路，母線分成二段，即Ⅰ段和Ⅱ段。每一回路連到一段母線上，并把引出線均分到每段母線上。兩段母線用隔離開關(guān)、斷路器等開關(guān)電器連接形成單母線分段接線。這種接線適用于雙電源進線的比較重要的負荷，電壓為6～10kV級。圖2.44單母線接線圖2.45單母線分段接線2023/12/51143．單母線帶旁路接線單母線帶旁路接線方式如圖2.46所示，增加了一條母線和一組聯(lián)絡(luò)用開關(guān)電器，增加了多個線路側(cè)隔離開關(guān)。這種接線適用于配電線路較多、負載性質(zhì)較重要的主變電所或高壓配電所。該運行方式靈活，檢修設(shè)備時可以利用旁路母線供電，減少停電。4．雙母線接線雙母線接線方式如圖