變電站電氣設(shè)備(課件)【高教課件】

1、變電站電 氣 設(shè) 備,1,研究學(xué)習(xí),第1 章 電力系統(tǒng)的基本概念,了解我國電力工業(yè)發(fā)展概況 掌握電力系統(tǒng)的基本概念 了解變電站的常見類型 了解常用電氣設(shè)備 掌握額定電壓的確定方法,2,研究學(xué)習(xí),電力系統(tǒng)=發(fā)電廠+變電站+輸電線路+用戶 兩大電網(wǎng)公司：國家電網(wǎng)公司和中國南方電網(wǎng)有限公司 電力系統(tǒng)的發(fā)展方向：大容量，超高壓，遠(yuǎn)距離,基本概念,3,研究學(xué)習(xí),變電站的類型,樞紐變電站：樞紐變電站位于電力系統(tǒng)的樞紐點，電壓等級一般為330kV以上，連接多個電源，出現(xiàn)回路多，變電容量大；全站停電后將造成大面積停電或系統(tǒng)瓦解。 中間變電站：中間變電站位于系統(tǒng)主干環(huán)行線或系統(tǒng)主干線的接口處，電壓等級一般為33

2、0220kV，匯集23個電源和若干線路。 地區(qū)變電站：地區(qū)變電站是某個地區(qū)和某個城市的主要變電站，電壓等級一般為220kV。 企業(yè)變電站：企業(yè)變電站是大、中型企業(yè)的專用變電站，電壓等級35220kV，12回進(jìn)線。 終端變電站：終端變電站位于配電線路的終端，接近負(fù)荷處，高壓側(cè)10kV引入線，經(jīng)降壓后向用戶供電,4,研究學(xué)習(xí),5,研究學(xué)習(xí),變電站的電氣設(shè)備及運行,一次系統(tǒng),二次系統(tǒng),一次系統(tǒng):構(gòu)成電能生產(chǎn)、輸送、分配和使用的系統(tǒng)，稱為一次系統(tǒng),二次系統(tǒng):對一次系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)、監(jiān)控、測量、控制的系統(tǒng)，稱為二次系統(tǒng),電氣一次系統(tǒng)的設(shè)備稱為一次設(shè)備，電氣二次系統(tǒng)的設(shè)備，稱為二次設(shè)備,電氣設(shè)備,一次設(shè)備,二

3、次設(shè)備,系統(tǒng),6,研究學(xué)習(xí),電氣一次設(shè)備,生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備,開關(guān)電器。用來接通或斷開電路,限流電器,載流導(dǎo)體,補償設(shè)備,儀用互感器,防御過電壓設(shè)備,絕緣子,接地裝置,變電站的電氣設(shè)備及運行,7,研究學(xué)習(xí),電氣二次設(shè)備,測量表計：電壓表，電流表，電能表，錄波器等,繼電保護(hù)和自動裝置：各種繼電器、自動裝置,操作電器：各類型的操作把手、按鈕等，實現(xiàn)對電路的操作控制,直流電源設(shè)備：蓄電池組、直流發(fā)電機(jī)等，共給控制、保護(hù)用的直流電源及廠用直流負(fù)荷,變電站的電氣設(shè)備及運行,8,研究學(xué)習(xí),變電站的電氣設(shè)備及運行,電氣設(shè)備的額定參數(shù),一、電氣設(shè)備的額定電壓,額定電壓就是國家規(guī)定的電氣設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的電壓等級，是

4、電氣設(shè)備設(shè)計時所依據(jù)的電壓值。在這一電壓下工作時，電氣設(shè)備的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能能夠達(dá)到最佳狀態(tài)，保證可靠長期運行,第一類額定電壓是指100伏及以下的額定電壓,第二類額定電壓是指1001000伏之間的額定電壓,額定電壓為1000伏以下電氣設(shè)備稱為低壓設(shè)備，1000伏及以上的電氣設(shè)備稱為高壓設(shè)備,第三類額定電壓是指1000伏及其以上的電壓等級,9,研究學(xué)習(xí),變電站的電氣設(shè)備及運行,一般我們習(xí)慣上稱,將3千伏35千伏稱為中壓,110千伏、220千伏稱為高壓,330千伏、500千伏稱為超高壓,700千伏、1000千伏稱為特高壓,220/380伏為低壓,10,研究學(xué)習(xí),變電站的電氣設(shè)備及運行,我國采用的周圍介

5、質(zhì)額定溫度如下： 電力變壓器和大部分電器(如斷路器、隔離開關(guān)、互感器等)的額定周圍空氣溫度取為40。 敷設(shè)在空氣中的母線、電纜和絕緣導(dǎo)線等為25。 埋設(shè)地下的電力電纜的額定泥土溫度為25,二、電氣設(shè)備的額定電流,電氣設(shè)備的額定電流是指周圍介質(zhì)在額定環(huán)境溫度時，其絕緣和載流導(dǎo)體及其連接的長期發(fā)熱溫度不超過極限值所允許長期通過的最大電流值,11,研究學(xué)習(xí),變電站的電氣設(shè)備及運行,額定容量的規(guī)定條件與額定電流相同。變壓器額定容量用視在功率(kVA)表示；發(fā)電機(jī)的原動機(jī)只能提供有功功率，所以一般以有功功率(kW)表示；當(dāng)其額定容量用視在功率表示時，需表明功率因數(shù)。電動機(jī)也多用有功功率表示,三、電氣設(shè)備

6、的額定容量,12,研究學(xué)習(xí),變電站一次電氣設(shè)備,變壓器 母線 高壓斷路器 隔離開關(guān) 電流互感器 電壓互感器 避雷器 電抗器 高壓電容器 變電站其他設(shè)備,13,研究學(xué)習(xí),某220kV變電站SFSZ9-220/120000主變壓器 電氣符號：TM 主變壓器在輸變電網(wǎng)絡(luò)中承擔(dān)變換電壓等級的作用，利用電磁感應(yīng)的原理來改變交流電壓，升壓變壓器將低電壓變換成能遠(yuǎn)距離輸送的高電壓，降壓變壓器將高電壓變換成各級用戶所需的低電壓,變壓器瓷套管,硬母線,14,研究學(xué)習(xí),220kV母線 型號 LGJ-300/20 電氣符號：WB 母線將各個電氣間隔共同連接，其作用是匯集、分配和傳送電能，使停送電操作靈活，并可方便母

7、線上所連接的各個電氣設(shè)備檢修與投運,220kv母線,龍門架,15,研究學(xué)習(xí),220kV高壓斷路器 型號 HPL-245E1 電氣符號：QF 高壓斷路器用來開斷電力系統(tǒng)正常時的負(fù)荷電流和空載電流，還可以與繼電保護(hù)與自動裝置配合，快速切斷短路電流,操作機(jī)構(gòu)箱,滅弧室,16,研究學(xué)習(xí),220kV隔離開關(guān) 型號 GW23A-252DW 電氣符號：QS 造成明顯斷開點，為設(shè)備檢修創(chuàng)造可靠條件。無滅弧裝置，所以不能開斷負(fù)荷電流和故障電流,支柱絕緣子,隔離開關(guān)靜觸頭,隔離開關(guān)動觸頭,三相聯(lián)動桿,17,研究學(xué)習(xí),220kV電流互感器 型號 LB6-220 電氣符號：TA 電流互感器起到變流和電氣隔離作用。便于

8、二次儀表測量需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流。它是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路電流信息的傳感器，將高電流按比例轉(zhuǎn)換成低電流,支柱絕緣子,18,研究學(xué)習(xí),110kV母線電壓互感器 型號 JDCF-110W 電氣符號：TV 母線電壓互感器把高電壓按比例關(guān)系變換成100V或更低等級的標(biāo)準(zhǔn)二次電壓，供保護(hù)、計量、儀表裝置使用。同時電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離，并使二次設(shè)備簡單化,19,研究學(xué)習(xí),220kV氧化鋅避雷器 型號 Y10W-200/520 電氣符號：F 氧化鋅避雷器利用氧化鋅良好的非線性伏安特性，使在正常工作電壓時流過避雷器的電流極小（微安或毫安級）；當(dāng)過電壓作

9、用時，電阻急劇下降，泄放過電壓的能量，達(dá)到保護(hù)的效果,均壓環(huán),避雷器本體,20,研究學(xué)習(xí),10kV電容器成套裝置 電容器型號 BAMH2 12/3-6000-1*3W 串聯(lián)電抗器型號 CKDGKL-10-120/415.7-6W 電容器組用于補償電力系統(tǒng)感性負(fù)荷的無功功率，以提高功率因數(shù)，改善電壓質(zhì)量，降低線路損耗。成套裝置中的電抗器可限制合閘涌流和高次諧波,集合式電容器,21,研究學(xué)習(xí),電抗器 型號 電抗器在電網(wǎng)中可以限制短路電流和高次諧波，維持母線有較高殘壓，圖中所示的是母線串聯(lián)電抗器，作用主要是限制主變低壓側(cè)母線短路電流對主變繞組的沖擊,電抗器 B相,油浸式電抗器,22,研究學(xué)習(xí),220

10、kV高頻阻波器 型號 XZK-1000-1.0/31.5-B5 高頻成套設(shè)備的組成之一。線路阻波器是串聯(lián)在電力輸電線上的重要設(shè)備，它為利用電力線傳送高頻保護(hù)和載波系統(tǒng)的分流信號構(gòu)成通道；阻止高頻信號向分支線傳送，并抑制變電站對載波系統(tǒng)的分流影響，同時正常地轉(zhuǎn)送工頻電流,23,研究學(xué)習(xí),220kV耦合電容器 型號 WCC220-5H 高頻成套設(shè)備的組成之一。利用電容元件Zc=1/2f c的通高頻、阻工頻特性，使強(qiáng)電和弱電通過電容器耦合并隔離，提供高頻信號通路，阻止工頻電流進(jìn)入弱電系統(tǒng)，保證人身安全。帶有電壓抽取裝置的耦合電容器還可抽取工頻電壓供保護(hù)及重合閘使用,220kV結(jié)合濾波器 型號 JL-

11、400-5-B8Z 高頻成套設(shè)備的組成之一。與耦合電容器配合使高壓強(qiáng)電與高頻設(shè)備進(jìn)一步隔離，并抑制其它頻率信號的干擾，又能使高頻通路的輸入阻抗與高頻電纜的輸入阻抗相匹配，以利于高頻信號的傳輸,耦合電容器,結(jié)合濾波器,24,研究學(xué)習(xí),220kV母線電壓互感器 型號JDCF-220W2 電氣符號：TV 母線電壓互感器把高電壓按比例關(guān)系變換成100V或更低等級的標(biāo)準(zhǔn)二次電壓，供保護(hù)、計量、儀表裝置使用。同時電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離，并使二次設(shè)備簡單化,25,研究學(xué)習(xí),第2章 電力系統(tǒng)中性點運行方式,了解中性點運行方式的意義及類別 掌握中性點不接地運行方式的特點及應(yīng)用 了解中性點經(jīng)消弧

12、線圈接地及直接接地運行方式的特點及應(yīng)用,26,研究學(xué)習(xí),基本概念,1、電力系統(tǒng)的中性點是指三相系統(tǒng)做星形連接的變壓器和發(fā)電機(jī)的中性點。 2、運行方式共三種： 中性點不接地運行方式 中性點經(jīng)消弧線圈接地運行方式 中性點直接接地運行方式 前兩種接地系統(tǒng)統(tǒng)稱為 -小接地電流系統(tǒng) 后一種接地系統(tǒng)又稱為 -大接地電流系統(tǒng) 3、分析中性點運行方式的目的： 運行方式的不同會影響運行的可靠性、設(shè)備的絕緣、通信的干擾、繼電保護(hù)等,27,研究學(xué)習(xí),基本概念,其中：L為消弧線圈 Ck為第k條饋線對地電容 Cf為發(fā)生故障線對地電容,28,研究學(xué)習(xí),2.1中性點不接地系統(tǒng),假設(shè)條件,C各相對比地之間是空氣層，空氣是絕緣

13、介質(zhì)，組成分散電容，又稱線路對地的分布電容。 為了方便討論，認(rèn)為： 1、三相系統(tǒng)對稱（即電源中性點的電位為零） 2、對地分散電容用集中電容表示,相間電容不予考慮 3、假設(shè)三相系統(tǒng)完全對稱，則負(fù)荷電流 、 、 對稱。 4、當(dāng)導(dǎo)線經(jīng)過完全換位后，Cu=Cv=Cw=C，則對地附加電容電流對稱 5、中性點與地電位一致,29,研究學(xué)習(xí),分析,當(dāng)發(fā)生單相接地故障時： 電壓發(fā)生變化: 故障相電壓下降（零） 非故障相上升 倍（線電壓） 三相的線電壓仍保持對稱且大小不變，對接于線電壓的電力用戶并無影響,30,研究學(xué)習(xí),絕緣水平按線電壓設(shè)計 故障時，三相系統(tǒng)仍然對稱，可以繼續(xù)運行2小時，以減少跳閘次數(shù)保證連續(xù)供電

14、 因存在接地容性電流，故在接地點有電弧,結(jié)論,31,研究學(xué)習(xí),2.2中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng),問題的提出,為什么要采用中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)？ 中性點不接地電力網(wǎng)發(fā)生 接地故障時，仍可繼續(xù)運行2h，但若接地電流值過大，會產(chǎn)生持續(xù)性電弧，危脅設(shè)備，甚至產(chǎn)生三相或二相短路。 所以若在接地處流過一個與接地電容電流相反的感性電流，減小接地電容電流，將有利于電弧的熄滅，因而出現(xiàn)了中性點經(jīng)消弧線圈接地的運行方式,32,研究學(xué)習(xí),工 作 原 理,正常運行時，中性點對地電壓為零，消弧線圈中沒有電流通過。 當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，中性點電位上升為相電壓，消弧線圈有電感電流通過，且與接地電容電流相互抵消，所以稱為

15、電感電流對接地電容電流的補償。 消弧線圈為可調(diào)電感線圈 電感電流 IL流過接地點，其總接電流I地=ILIC調(diào)線圈匝數(shù)， 使I地=0 IL與IC方向相反 IL起到抵消IC的作用,33,研究學(xué)習(xí),補償方式及選用,1、全補償 接地點電容電流為零（不采用） 缺點：由IL=Ic，從設(shè)置消弧線圈的目的來看，此方式最為理想，但實際上是不允許的，因為若感抗與容抗相等，滿足串聯(lián)諧振條件，容易因不對稱形成系統(tǒng)串聯(lián)諧振過電壓 2、欠補償 接地點為容性電流（少采用） 缺點：易發(fā)展成為全補償方式 3、過補償 為感性電流 (采用) 在任何條件下都不會造成完全補償 注意：電感電流數(shù)值不能過大,34,研究學(xué)習(xí),2.3中性點直

16、接接地系統(tǒng),工 作 原 理,隨著輸電電壓等級的增高和線路的增長，接地電流也隨之增大，中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的運行方式已經(jīng)不能滿足電力系統(tǒng)的需求。 針對這樣的情況，中性點可以采用直接接地的運行方式，即中性點經(jīng)過非常小的電阻與大地連接。 這種接地方式在線路故障時，短路電流很大，繼電保護(hù)立即動作，使斷路器斷開，迅速切除故障部分,35,研究學(xué)習(xí),優(yōu)點： 1、不外加設(shè)備即可消弧 2、故障時電壓不會升高，降低電網(wǎng)對地絕緣要求，節(jié)省造價 缺點： 1、故障時必須斷開故障線路，供電可靠性降低 改進(jìn)：裝自動重合閘裝置、 加備用電源 2、電流很大 改進(jìn)： 中性點經(jīng)電抗器接地或僅將系統(tǒng)中的部分變壓器中性點接地

17、3、短路電流大，電磁干擾也大 改進(jìn)：設(shè)計線路時電力線路在一定距離避免和通信線路平行，減少可能產(chǎn)生的電磁干擾,36,研究學(xué)習(xí),2.4中性點經(jīng)低阻抗接地系統(tǒng),工 作 原 理,由于電纜線路對地電容較大，在以電纜為主體的35kV、10kV城市電網(wǎng)中，單相接地電容電流隨線路長度的增加而增加。采用消弧線圈補償?shù)姆绞胶茈y有效的滅弧。這時可采用經(jīng)低阻抗（單相接地故障瞬時跳閘）接地方式。 采用中性點經(jīng)低阻抗接地方式運行時，為限制接地相回路的電流，減少對周圍通信線路的干擾，接地相電流應(yīng)限制在6001000A范圍內(nèi),37,研究學(xué)習(xí),應(yīng)用范圍,110kv及以上直接接地 2060kv I10A中性點經(jīng)消弧線圈 310k

18、v I30A中性點經(jīng)消弧線圈 1kv及以下直接接地,38,研究學(xué)習(xí),第3章 高壓開關(guān)電器,開關(guān)電器中電弧的產(chǎn)生和熄滅 高壓斷路器 高壓隔離開關(guān),39,研究學(xué)習(xí),高壓開關(guān)電器,僅用來在正常工作情況下，斷開和閉合正常工作電流的開關(guān)電器，如高壓負(fù)荷開關(guān)。 僅用來斷開故障情況下的過負(fù)荷電流或短路電流的開關(guān)電器，如高壓熔斷器。 既用來斷開和閉合正常工作電流，也用來斷開和閉合過負(fù)荷電流或短路電流的開關(guān)電器，如高壓斷路器。 不要求斷開或閉合電流，只用來對被檢修的電氣設(shè)備隔離電壓的開關(guān)電器，如隔離開關(guān)等,40,研究學(xué)習(xí),3.1電弧的基本知識,電弧實際上也就是開關(guān)兩個觸頭之間空氣（或其它絕緣介質(zhì)）局部被擊穿，形

19、成的一個氣體導(dǎo)電通道,一、什么是電弧,開關(guān)電器是用來接通或開斷電路的電氣設(shè)備，在開關(guān)電器觸頭接通和份開時，觸頭間可能出現(xiàn)電弧,41,研究學(xué)習(xí),二、電弧的危害,1.開關(guān)電器開斷電路時，觸頭雖已分開，但實際并未真正斷開,2.電弧溫度極高, 很容易燒壞開關(guān)觸頭；觸頭附近的絕緣物也會遭受破壞；還會引起短路故障、開關(guān)電器爆炸、形成火災(zāi)等危害電力系統(tǒng)的安全運行,3.電弧是一束能導(dǎo)電的氣體，它的質(zhì)量很輕，在電動力、熱力作用下能迅速移動、伸長、彎曲和變形，就很容易造成飛弧短路和傷人,42,研究學(xué)習(xí),三、熄滅交流電弧的方法,1.迅速拉長電弧：提高斷路器的分閘速度，采用多斷口結(jié)構(gòu)等。 2.吹?。豪脷怏w或絕緣油吹

20、動電弧，使電弧拉長、冷卻，這是高壓斷路器的主要熄弧手段。 3.采用真空：減少碰撞游離的可能性，迅速恢復(fù)介質(zhì)絕緣強(qiáng)度。 4.弧隙并聯(lián)電阻：主要用來提高斷路器的熄弧能力。通常在220千伏及以上線路斷路器上使用。 5. 提高弧隙介質(zhì)壓力：有利于加強(qiáng)正負(fù)離子復(fù)合,43,研究學(xué)習(xí),四、高壓斷路器,一）高壓斷路器的用途,高壓斷路器在電網(wǎng)中起兩方面的作用：一是控制作用，即根據(jù)電網(wǎng)運行的需要，將部分電氣設(shè)備或線路投入或退出運行（開閉正常工作電流）；二是保護(hù)作用，即在電氣設(shè)備或電力線路發(fā)生故障時，繼電保護(hù)或自動裝置發(fā)出跳閘信號，使斷路器斷開，將故障設(shè)備或線路從電網(wǎng)中迅速切除，確保電網(wǎng)中無故障部分的正常運行（斷開

21、短路電流,44,研究學(xué)習(xí),二）高壓斷路器的基本結(jié)構(gòu),高壓斷路器的基本結(jié)構(gòu)：主要包括電路通斷元件、絕緣支撐元件、操動機(jī)構(gòu)及基座等幾部分,1-通斷元件； 2-絕緣支撐元件； 3-操動機(jī)構(gòu)； 4-基座,斷路器基本結(jié)構(gòu)示意圖,45,研究學(xué)習(xí),三）高壓斷路器的類型,按安裝地點分,戶外高壓斷路器,戶內(nèi)高壓斷路器,按滅弧介質(zhì)及滅弧原理,六氟化硫（SF6）斷路器,真空斷路器,油斷路器,壓縮空氣斷路器等,多油斷路器,少油斷路器,46,研究學(xué)習(xí),1.六氟化硫斷路器,47,研究學(xué)習(xí),1接線端子；2絕緣筒(內(nèi)有氣缸和觸頭)；3下接線端子；4操動機(jī)構(gòu)箱；5小車；6斷路彈簧,SF6斷路器滅弧室結(jié)構(gòu)和工作示意圖,1靜觸頭；

22、2絕緣噴嘴；3動觸頭；4氣缸(連同動觸頭由操動機(jī)構(gòu)傳動)；5壓氣活塞(固定)；6電弧,LN2-10型高壓SF6斷路器,48,研究學(xué)習(xí),六氟化硫氣體的絕緣性能和滅弧性能比其它滅弧介質(zhì)明顯的優(yōu)越，六氟化硫斷路器的體積小、開斷容量大、開斷性能優(yōu)異、電壽命長、檢修間隔時間長（一般10年不檢修，有的還提出20年不檢修）、無噪音公害、無火災(zāi)危險,特點,49,研究學(xué)習(xí),2.真空斷路器,ZN28A-12戶內(nèi)交流高壓真空斷路器,ZN12B型35kV戶內(nèi)真空斷路器,50,研究學(xué)習(xí),51,研究學(xué)習(xí),常 用 的 真 空 滅 弧 室,真空滅弧室由動靜觸頭、屏蔽罩、波紋管、玻殼(玻璃、陶瓷或樹脂材料制成的外殼)等組成,5

23、2,研究學(xué)習(xí),53,研究學(xué)習(xí),真空斷路器的特點是動作快、操作噪音小、無污染、電氣及機(jī)械壽命長、體積小、重量輕、能防火、防爆、檢修方便。適用于作發(fā)電廠、變電站等輸配電系統(tǒng)的控制或保護(hù)開關(guān)，尤其適用于開斷重要負(fù)荷及頻繁操作的場所,特點,54,研究學(xué)習(xí),3.油斷路器,油斷路器分為多油斷路器和少油斷路器兩種,SW6-110少油斷路器,55,研究學(xué)習(xí),56,研究學(xué)習(xí),多油斷路器中油作為滅弧介質(zhì)，以及作為觸頭在分閘位置時其間的絕緣，同時油還作為斷路器導(dǎo)電部分對地的絕緣。多油斷路器耗油及鋼材均多，但使用性能可靠，氣候適應(yīng)性較強(qiáng),少油斷路器中利用少量的變壓器油作為滅弧介質(zhì)以及觸頭間的絕緣，油不做對地絕緣。少油

24、斷路器導(dǎo)電部分對地的絕緣主要靠電瓷、環(huán)氧玻璃布和環(huán)氧樹脂件。少油斷路器耗用鋼材及油量均少，價格較為低廉，曾在電力系統(tǒng)中廣泛使用，目前國內(nèi)用量仍較大；電壓等級一般為220千伏及以下,特點,57,研究學(xué)習(xí),五、高壓隔離開關(guān),一）高壓隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu),高壓隔離開關(guān)是一種沒有專門的滅弧裝置的開關(guān)設(shè)備，滅弧能力非常弱。因此，不能用來開斷負(fù)荷電流或短路電流。 隔離開關(guān)的觸頭暴露在空氣中，在分閘狀態(tài)時有暴露在空氣中的明顯可見的斷口，在合閘狀態(tài)時能可靠地通過負(fù)荷電流和短路電流,58,研究學(xué)習(xí),二）高壓隔離開關(guān)的主要用途,高壓隔離開關(guān)是將需要檢修的電氣設(shè)備與帶電部分相互隔離，保證檢修工作的安全。在電路中隔離開關(guān)常

25、與斷路器串聯(lián)使用，當(dāng)電氣設(shè)備需要停電檢修時，先由具有專門滅弧裝置的斷路器開斷電流，然后在無電流的情況下斷開隔離開關(guān)，從而使需要檢修的電氣設(shè)備與其他帶電部分之間有明顯可見的斷口。 此外，隔離開關(guān)也用來進(jìn)行電路的切換操作以及開斷通過微小電流的電路。這時電弧較弱，隨著隔離開關(guān)觸頭開距的加大，電弧被拉長后自然冷卻熄滅,59,研究學(xué)習(xí),60,研究學(xué)習(xí),GN210系列隔離開關(guān),1.動觸頭 2.拉桿絕緣子 3.拉桿 4.轉(zhuǎn)動軸 5.轉(zhuǎn)動杠桿 6.支持絕緣子 7靜觸頭,61,研究學(xué)習(xí),六、高壓負(fù)荷開關(guān),負(fù)荷開關(guān)是一種滅弧能力介于隔離開關(guān)和斷路器之間的簡易開關(guān)電器。負(fù)荷開關(guān)與隔離開關(guān)的主要不同是負(fù)荷開關(guān)裝有簡單

26、的滅弧裝置，可以接通和斷開電路中的負(fù)荷電流。但負(fù)荷開關(guān)的滅弧能力遠(yuǎn)不如斷路器，不能切斷短路電流,62,研究學(xué)習(xí),第4章 互感器,電流互感器 電壓互感器,63,研究學(xué)習(xí),一、互感器的用途及作用 互感器是一種特殊變壓器，廣泛用于配電裝置的交流電工測量和繼電保護(hù)中?；ジ衅鞣譃閮纱箢悾阂活悶殡娏骰ジ衅饕步袃x用變流器，用途是將交流大電流變換為標(biāo)準(zhǔn)的小電流（5安培或1安培），供電給測量儀表和保護(hù)裝置的電流線圈；另一類是電壓互感器也叫儀用變壓器，用途是將交流高電壓變換為標(biāo)準(zhǔn)的低電壓（100伏或100/,64,研究學(xué)習(xí),二、互感器一、二次繞組與系統(tǒng)的連接方式,電流互感器（CT）一次繞組(N1)串聯(lián)于被測量電路

27、(L)中，二次繞組(N2)與測量儀表(如電流表A、有功功率表W的電流線圈)和保護(hù)裝置的繼電器電流線圈串聯(lián)；電壓互感器(PT)一次繞組(N1)并聯(lián)接于被測電路(L)中，二次繞組(N2)與測量儀表(如電壓表V、有功功率表W的電壓線圈)和保護(hù)裝置的繼電器電壓線圈并聯(lián),65,研究學(xué)習(xí),66,研究學(xué)習(xí),電流互感器,1.將一次系統(tǒng)的電流信息準(zhǔn)確地傳遞到二次側(cè)相關(guān)設(shè)備； 2.將一次系統(tǒng)的大電流變換為二次側(cè)的低電壓小電流（標(biāo)準(zhǔn)值），使測量、計量儀表和繼電器等裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并降低了對二次設(shè)備的絕緣要求 3.將二次側(cè)設(shè)備以及二次系統(tǒng)與一次系統(tǒng)高壓設(shè)備在電氣方面很好地隔離，從而保證了二次設(shè)備和人身的安全,67

28、,研究學(xué)習(xí),電流互感器大致可分為兩類，測量用電流互感器和保護(hù)用電流互感器。 一、測量用電流互感器測量用電流互感器主要與測量儀表配合，在線路正常工作狀態(tài)下，用來測量電流、電壓、功率等。測量用電流互感器主要要求： 1、絕緣可靠， 2、足夠高的測量精度， 3、當(dāng)被測線路發(fā)生故障出現(xiàn)的大電流時互感器應(yīng)在適當(dāng)?shù)牧砍虄?nèi)飽和（如500%的額定電流）以保護(hù)測量儀表,電流互感器,68,研究學(xué)習(xí),電流互感器,二、保護(hù)用電流互感器保護(hù)用電流互感器主要與繼電裝置配合，在線路發(fā)生短路過載等故障時，向繼電裝置提供信號切斷故障電路，以保護(hù)供電系統(tǒng)的安全。保護(hù)用電流互感器的工作條件與測量用互感器完全不同，保護(hù)用互感器只是在比

29、正常電流大幾倍幾十倍的電流時才開始有效的工作。保護(hù)用互感器主要要求：1、絕緣可靠， 2、足夠大的準(zhǔn)確限值系數(shù)，3、足夠的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性,69,研究學(xué)習(xí),電流互感器,70,研究學(xué)習(xí),電壓互感器,電壓互感器是一種電壓變換裝置。它將高電壓變換為低電壓，以便用低壓量值反映高壓量值的變化。 1)一般電壓互感器按用途分:測量用和保護(hù)用 2)按相數(shù)分:單相和三相 3)按變換原理分: 電磁式電壓互感器(PT) 電容式電壓互感器(CVT) 4)按繞組個數(shù)分:雙繞組電壓互感器,其低壓側(cè)只有一個二次繞組的電壓互感器;三繞組電壓互感器,有兩個分開的二次繞組的電壓互感器;四繞組電壓互感器,有三個分開的二次繞組的電壓

30、互感器,71,研究學(xué)習(xí),JSJW-10型,JZW-24,電壓互感器,72,研究學(xué)習(xí),第5章 電抗器、電力電容器,電抗器 電抗器是依靠線圈的感抗作用來阻礙電流變化的電器，在電路中主要用作限流、穩(wěn)流、無功補償、移相等。 電力電容器 電力電容器主要用于電力系統(tǒng)和電工設(shè)備。任意兩塊金屬導(dǎo)體，中間用絕緣介質(zhì)隔開，就可以構(gòu)成一個電容器,73,研究學(xué)習(xí),電抗器,電抗器的分類和作用,按相數(shù)分：單相和三相電抗器 按冷卻裝置種類分：干式和油浸電抗器 按結(jié)構(gòu)特征分：空心式電抗器、鐵心式電抗器 按安裝地點分：戶內(nèi)型和戶外型電抗器 按用途分： 1)并聯(lián)電抗器:一般接在超高壓輸電線的末端和地之間，起無功補償作用。 2）限

31、流電抗器:串聯(lián)于電力電路中，以限制短路電流的數(shù)值,電抗器常用的符號,74,研究學(xué)習(xí),LKGK（L）系列干式空心濾波電抗器,3）濾波電抗器:在濾波器中與電容器串聯(lián)或并聯(lián)用來限制電網(wǎng)中的高次諧波,4）消弧電抗器:又稱消弧線圈，接在三相變壓器的中性點和地之間，用以在三相電網(wǎng)的一相接地時供給電感性電流，補償流過中性點的電容性電流，使電弧不易持續(xù)起燃，從而消除由于電弧多次重燃引起的過電壓,消弧線圈,電抗器,75,研究學(xué)習(xí),阻波器,5）通信電抗器:又稱阻波器，串聯(lián)在兼作通信線路用的輸電線路中，用來阻擋載波信號，使之進(jìn)入接收設(shè)備，以完成通信的作用,6）電爐電抗器:和電爐變壓器串聯(lián)，用來限制變壓器的短路電流,

32、中頻電爐用電抗器,7）起動電抗器:和電動機(jī)串聯(lián)，用來限制電動機(jī)的起動電流,電抗器,QKSG起動電抗器,76,研究學(xué)習(xí),電力電容器,一、電力電容器的種類和作用 電力電容器主要用于電力系統(tǒng)和電工設(shè)備。任意兩塊金屬導(dǎo)體，中間用絕緣介質(zhì)隔開，就可以構(gòu)成一個電容器。電容器電容的大小，由其幾何尺寸和兩極板間絕緣介質(zhì)的特性來決定。當(dāng)電容器在交流電壓下使用時，常以其無功功率表示電容器的容量，單位為乏或千乏。 并聯(lián)電容器：又稱為移相電容器。主要用來補償電力系統(tǒng)感性負(fù)載的無功功率，以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，改善電能質(zhì)量，降低線路損耗；還可以直接與異步電機(jī)的定子繞組并聯(lián)，構(gòu)成自激運行的異步發(fā)電裝置。 串聯(lián)電容器：又叫做

33、縱向補償電容器，串聯(lián)于工頻高壓輸、配電線路中，主要用來補償線路的感抗，提高線路末端電壓水平，提高系統(tǒng)的動、靜態(tài)穩(wěn)定性，改善線路的電壓質(zhì)量，增長輸電距離和增大電力輸送能力。 耦合電容器：主要用于高壓及超高壓輸電線路的載波通信系統(tǒng)，同時也可作為測量、控制、保護(hù)裝置中的部件。 均壓電容器：又叫斷路器電容器，一般并聯(lián)于斷路器的斷口上，使各斷口間的電壓在開斷時分布均勻。 脈沖電容器：主要起貯能作用，用作沖擊電壓發(fā)生器、沖擊電流發(fā)生器、斷路器試驗用振蕩回路等基本貯能元件,77,研究學(xué)習(xí),電力電容器,二、電力電容器的無功補償,1.補償容量的配置原則 全面規(guī)劃、合理布局、分級補償、就地平衡 無功補償?shù)脑?在

34、交流電路中，由電源供給負(fù)載的電功率有兩種；一種是有功功率，一種是無功功率。 有功功率是保持用電設(shè)備正常運行所需的電功率，也就是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量（機(jī)械能、光能、熱能）的電功率,78,研究學(xué)習(xí),無功功率比較抽象，它用于電路內(nèi)電場與磁場的交換，并用來在電氣設(shè)備中建立和維持磁場的電功率。它不對外作功，而是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰?。凡是有電磁線圈的電氣設(shè)備，要建立磁場，就要消耗無功功率。 無功補償?shù)幕驹硎牵喊丫哂腥菪怨β守?fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路，能量在兩種負(fù)荷之間相互交換。這樣，感性負(fù)荷所需要的無功功率可由容性負(fù)荷輸出的無功功率補償,電力電容器,79,研究學(xué)習(xí),第6章 母線、絕緣

35、子、電力電纜,一、母線：在發(fā)電廠和變電站的各級電壓配電裝置中，將發(fā)電機(jī)、變壓器等大型電氣設(shè)備與各種電器裝置連接的導(dǎo)體。 母線的作用：匯集、分配和傳送電能 母線包括：一次設(shè)備部分的主母線和設(shè)備連接線、站用電部分的交流母線、直流系統(tǒng)的直流母線、二次部分的小母線等,80,研究學(xué)習(xí),矩形母線,圓形母線,母線,81,研究學(xué)習(xí),二、電力電纜,電力電纜同架空線路一樣, 也是輸送和分配電能的一種電力線路。 電力電纜與架空線路相比有許多優(yōu)點: 1) 供電可靠。不受外界的影響, 不會像架空線那樣, 因雷擊、風(fēng)害、掛冰、風(fēng)箏和鳥害等造成斷線、短路或接地等故障。機(jī)械碰撞的機(jī)會也較少。 2) 不占地面和空間。一般的電力

36、電纜都是地下敷設(shè), 不受路面建筑物的影響, 適合城市與工廠使用。 3) 地下敷設(shè), 有利人身安全。 4) 不使用電桿, 節(jié)約木材、鋼材、水泥。同時使城市市容整齊美觀, 交通方便。 5) 運行維護(hù)簡單, 節(jié)省線路維護(hù)費用。 由于電力電纜有以上優(yōu)點, 因此得到越來越多的地方使用。不過電力電纜的價格貴, 線路分支難, 故障點較難發(fā)現(xiàn), 不便及時處理事故, 電纜接頭工藝較復(fù)雜,82,研究學(xué)習(xí),三、絕緣子,一、絕緣子的作用和分類 作用：支持和固定裸載流導(dǎo)體，并使裸載流導(dǎo)體與地絕緣，或使裝置中處于不同電位的載流導(dǎo)體之間絕緣。 分類： 1.按額定電壓分 高壓絕緣子（用于1000V以上的裝置中） 低壓絕緣子（

37、用于1000V及以下的裝置中） 2.按安裝地點分 戶內(nèi)式：絕緣子安裝在戶內(nèi)，絕緣子表面無傘裙。 戶外式：絕緣子安裝在戶外，絕緣子表面有較多和較大的傘裙，以增長沿面放電距離，并能在雨天阻斷水流，使其能在惡劣的氣候環(huán)境中可靠的工作。 3. 按結(jié)構(gòu)形式分 支柱式、套管式及盤形懸式,83,研究學(xué)習(xí),高壓線路盤形懸式瓷絕緣子（普通型,高壓線路橫擔(dān)絕緣子,高壓線路蝶式瓷絕緣子,84,研究學(xué)習(xí),第7章 電氣主接線,一、電氣主接線概述 電氣主系統(tǒng)與電氣主接線圖 電氣主接線中的電氣設(shè)備和主接線方式 二、電氣主接線的基本要求 三、對變電所電氣主接線的具體要求,85,研究學(xué)習(xí),電氣主系統(tǒng)與電氣主接線圖,1. 電氣主

38、系統(tǒng) 電氣主接線是由多種電氣設(shè)備通過連接線，按其功能 要求組成的接受和分配電能的電路，也稱電氣一次接線或 電氣主系統(tǒng)。 2. 電氣主接線圖 用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號將各電氣設(shè)備，按連接 順序排列，詳細(xì)表示電氣設(shè)備的組成和連接關(guān)系的接線圖， 稱為電氣主接線圖。 電氣主接線圖一般畫成單線圖,電氣主接線概述,86,研究學(xué)習(xí),電氣主接線中的電氣設(shè)備和主接線方式,1. 電氣主接線中的電氣設(shè)備 電氣主接線中的主要電氣設(shè)備包括：電力變壓器、斷 路器、隔離開關(guān)、電壓互感器、電流互感器、避雷器、母 線、接地裝置以及各種無功補償裝置等。 2. 主接線方式 有匯流母線：單母線接線和雙母線接線 (1)單母線接線:簡

39、單單母線接線、單母線分段接線、單母線帶旁 路母線接線；單母線分段帶旁路母線接線。 (2)雙母線接線:簡單雙母線接線、雙母線帶旁路母線接線、 雙母線分段接線、一臺半斷路器接線。 無匯流母線：內(nèi)橋接線、外橋接線、單元接線和角形接線等,87,研究學(xué)習(xí),電氣主接線的基本要求,電氣主接線的選擇正確與否對電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運 行，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和調(diào)度的靈活性，以及對電氣設(shè)備的 選擇，配電裝置的布置，繼電保護(hù)及控制方式的擬定等都有 重大的影響。在選擇電氣主接線時，應(yīng)滿足下列基本要求。 1. 保證必要的供電可靠性和電能的質(zhì)量； 2. 具有一定的運行靈活性； 3. 操作應(yīng)盡可能簡單、方便； 4. 應(yīng)具有擴(kuò)建

40、的可能性； 5. 技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理,88,研究學(xué)習(xí),電氣主接線的基本接線形式,一、單母線接線 單母線分段接線 單母線帶旁路母線接線 單母線分段帶旁路母線接線 二、雙母線接線 雙母線接線 雙母線分段和帶旁路母線的接線方式 用母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器幾種形式 三、橋形接線,89,研究學(xué)習(xí),單母線接線,各電源和出線都接在同一條公共母線上。 電源：在發(fā)電廠是發(fā)電機(jī)或變壓器 ；在變電所是變壓器或高壓進(jìn)線回路,母線,斷路器,母線隔離開關(guān),線路隔離開關(guān),90,研究學(xué)習(xí),1.主母線的作用 匯集和分配電能的作用 2.開關(guān)電器的配置 (1)每一回路都配置一臺斷路器； (2)隔離開關(guān)配置在斷路器的兩側(cè)，以使斷

41、路器檢修時能 形成隔離電源的明顯斷口?？拷妇€一側(cè)的隔離開關(guān) 叫母線隔離開關(guān)；靠近線路一側(cè)的隔離開關(guān)叫線路 隔離開關(guān)。 3.操作程序 送電操作:QSBQSLQF 停電操作:QF QSLQSB,注意：嚴(yán)禁帶負(fù)荷拉刀閘,91,研究學(xué)習(xí),單母線接線特點,1. 單母線接線的優(yōu)點 簡單、清晰、設(shè)備少、投資小、運行操作方便，有利于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。 2. 單母線接線的主要缺點 母線或母線隔離開關(guān)檢修時，連接在母線上的所有回路都 將停止工作；當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)上發(fā)生短路故障或斷路器 靠母線側(cè)絕緣套管損壞時，所有斷路器都將自動斷開，造成全 部停電；檢修任一電源或出線斷路器時，該回路必須停電。 3. 單

42、母線接線對出線的要求 單母線接線方式，10kV出線一般不超過5回，35出線不超 過5回，110220出線不超過2回,92,研究學(xué)習(xí),單母線分段接線接線圖,出線回路數(shù)增多時，可用斷路器或隔離開關(guān)將母線分段， 成為單母線分段接線，如圖所示。根據(jù)電源的數(shù)目和功率，母線可分為23段,分段斷路器,93,研究學(xué)習(xí),單母線分段接線特點,1. 單母線分段接線的優(yōu)點 該接線方式由雙電源供電，故供電可靠性高，同時具有 接線簡單、操作方便、投資少等優(yōu)點。當(dāng)一段母線發(fā)生故障 時，分段斷路器或隔離開關(guān)將故障切除，保證正常母線不間 斷供電，不致使重要的用戶停電，提高了供電的可靠性。 2. 單母線分段接線的缺點 當(dāng)一段母線

43、或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，必須斷開接 在該分段上的全部電源和出線，這樣就減少了系統(tǒng)的發(fā)電 量，并使該段單回路供電的用戶停電；任一出線斷路器檢修 時，該回路必須停止工作,94,研究學(xué)習(xí),雙母線不分段接線,1. 雙母線接線簡述 兩組母線，一組為工作母線，一組為備用母線。每一電源和每一出線都經(jīng)一臺斷路器和兩組隔離開關(guān)分別與兩組母線相連，任一組母線都可以作為工作母線或備用母線。兩組母線之間通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器（簡稱母聯(lián)斷路器）連接,2.雙母線的運行方式： (1)一組母線工作、一組母線備用的運行方式。 (2)兩組母線同時運行的方式,95,研究學(xué)習(xí),96,研究學(xué)習(xí),3.雙母線接線的優(yōu)點,1)可輪流檢修母線而不影響正常供電,2)檢修任一母線側(cè)隔離開關(guān)時，只影響該回路供電,3)工作母線發(fā)生故障后，所有回路短時停電并能迅速恢復(fù)供電,4)可利用母聯(lián)斷路器替代引出線斷路器工作,5)運行方式靈活，便于擴(kuò)建,97,研究學(xué)習(xí),雙母線帶旁母接線,98,研究學(xué)習(xí),橋形接線概述,當(dāng)只有兩臺主變壓器和兩條電源進(jìn)線線路時，可以采用 如圖所示的接線方式。這種接線稱為橋式接線，可