供電系統(tǒng)主要電氣設(shè)備

1、。第一節(jié) 概 述 （1）電氣設(shè)備 電氣設(shè)備的定義 供配電系統(tǒng)的電氣設(shè)備是指用于發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的所有設(shè)備， 包括發(fā)電機(jī)、變壓器、控制電器、保護(hù)設(shè)備、測量儀表等。1 按電壓等級(jí)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35110KV（2）戶外型配電裝置 30KV3.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(shè)備所屬回路分 （1） 一次回路及一次設(shè)備 ） 供配電系

2、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(shè)備或一次電器 設(shè)置在一次回路中的電氣設(shè)備 按在一次電路中的功能分 1變換設(shè)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(shè)備 ） 如變壓器、互感器等。 2控制設(shè)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(shè)備），如高低壓斷路器、開關(guān)等。 3保護(hù)設(shè)備用來對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行過電流和過電壓等的保護(hù)用電氣 設(shè)備） ，如熔斷器、避雷器等。 4補(bǔ)償設(shè)備用來補(bǔ)償電力系統(tǒng)中無功功率以提高功率因數(shù)的設(shè)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(qiáng)光的電游離現(xiàn)象，開關(guān)電器和線路中一種必然的 物理現(xiàn)象，是電

3、流的延續(xù)。 產(chǎn)生電弧的根本原因 ： 觸頭間很大電場強(qiáng)度和很高的溫度導(dǎo)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(qiáng)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(dòng)的自由電子碰撞中性質(zhì)點(diǎn)，使中性質(zhì)點(diǎn)游離成帶 正電的正離子和自由電子。 當(dāng)離子濃度足夠大時(shí)，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(qiáng)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

4、。電弧的危害 （1）延長了電路的開斷時(shí)間，從而使故障對(duì)供配電系統(tǒng)造成更大的損 壞 。 （2）高溫使開關(guān)觸頭變形、熔化，從而導(dǎo)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(qiáng)光可能損害人 的視（4）引起弧光短路，嚴(yán)重時(shí)造成爆炸事故。 嚴(yán)重時(shí)造成爆炸事故。開關(guān)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(qiáng)力的斷路彈簧，目的就是加速觸頭的分?jǐn)嗨俣取?是開關(guān)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(qiáng)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(dòng)電弧，使電弧拉長， 同時(shí)也使電弧 冷卻，電弧中的電場強(qiáng)度降

5、低，復(fù)合和擴(kuò)散增強(qiáng)，加速電弧熄滅。 按吹弧的方向分為縱吹和橫吹 4.長弧切短滅弧法 利用金屬片（如鋼柵片）將長弧切成若干短弧。當(dāng)外施電壓 所示 利用金屬片（如鋼柵片）將長弧切成若干短弧。 (觸頭間小于電弧上的電壓降時(shí)，電弧不能維持而迅速熄滅。分刀開關(guān)的滅弧罩就是利用這個(gè)原理來滅弧的。 5.狹溝滅弧法 有的熔斷器在熔管中充填石英砂，就是利用狹溝滅弧原理。 6.真空滅弧法 真空斷路器就是利用這種原理來熄滅電弧的。 注：電氣設(shè)備的滅弧性能往往是衡量其運(yùn)行可靠性和安全性的重要指 標(biāo)之一。第二節(jié) 熔斷器 文字符號(hào)：FU 定義： 用于過電流（短路保護(hù)）保護(hù)的最為簡單和常用的電器。 功能： 當(dāng)通過的電流超過

6、規(guī)定值并經(jīng)過一定的時(shí)間后熔體（熔絲或熔件熔化而分?jǐn)嚯娏?，斷開電路來完成短路保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)功能。 優(yōu)點(diǎn)：體積很小，但卻能分?jǐn)嗪芨叩亩搪冯娏?。一、高壓熔斷器RN型高壓熔斷器熔管中充填石英砂 RN1型用于高壓電力線路及其設(shè)備和電力變壓器的短路保護(hù)。 RN2用于電壓互感器的短路保護(hù)。 RN3用于電力線路的短路保護(hù)。 RN4用于直流配電裝置過載和短路保護(hù)。 RN5和RN6是改進(jìn)型 具有體積小、 重量輕、防塵性能好、維修和更換方便等特點(diǎn)。 RW型 RW4/RW10 隔離開關(guān)的作用 短路保護(hù)功能 RW4無專門滅弧裝置。不容許帶負(fù)荷操作 RW10 在上靜觸頭上加裝了簡單的滅弧室。 可帶負(fù)荷操作常用低壓熔斷器

7、RM10 結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，更 換熔體方便。 適用條件：交流50Hz、額定電壓380V或直流額定電壓440V以下電網(wǎng)。 作用：短路保護(hù)和防止連續(xù)過負(fù)荷。RT0 適用條件：交流50Hz、額定電壓380V、直流額定電壓440V以下短路電流大電網(wǎng)或配電裝置中。斷流能力要求高場所 保護(hù)性能好， 斷流能力大。 作用：作為電纜、導(dǎo)線、電氣設(shè)備短路保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)。 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴。第三節(jié) 高壓開關(guān)設(shè)備 開關(guān)設(shè)備 ：用用來接通和斷開電路的設(shè)備，以保證用電設(shè)備和檢修人員的安全。 高壓開關(guān)設(shè)備： 定義：用于額定電壓在3KV以上電壓輸配電線路的開關(guān)設(shè)備。 種類：高壓隔離開關(guān)、高壓負(fù)荷開關(guān)、高壓斷路器等。一、

8、高壓隔離開關(guān)（QSQS）用途：隔離高壓電源、保證設(shè)備和線路的安全檢修。特征：斷開后有明顯可見的斷開間隙。 無專門的滅弧裝置，不允許帶負(fù)荷操作 可以通斷不超過2A的空載變壓器、電容電流不超過5A的空載線路，與高壓斷路器配合使用。（電弧條件）高壓隔離開關(guān)型號(hào)參數(shù)含義高壓隔離開關(guān)型號(hào)參數(shù)含義GN810GN810600600型高壓隔離開關(guān) 1上接線端子2靜觸頭3閘刀4絕緣套管5下接線端子6框架7轉(zhuǎn)軸8拐臂9升降瓷瓶10支柱瓷瓶 二、二、高壓負(fù)荷開關(guān)（高壓負(fù)荷開關(guān)（QLQL） 具有簡單的滅弧裝置，功能：能通斷一定的負(fù)荷電流和過負(fù)荷電流，不能斷開短路電流，與高壓熔斷器配合使用，消除過電流和短路故障。 FN

9、310RT型高壓負(fù)荷開關(guān) 戶內(nèi)型、10KV、設(shè)計(jì)序號(hào)為3、 帶熱脫扣器和熔斷器型高壓負(fù)荷開關(guān) FN5-10D型：閘刀中部裝有滅弧管，滅弧館內(nèi)有整套滅弧裝置，滅弧性能更優(yōu)良。FN310RT型高壓負(fù)荷開關(guān) 1主軸，2上絕緣子兼氣缸，3連桿，4下絕緣子，5框架，6 RN1型高壓熔斷器，7下觸座，8閘刀，9弧動(dòng)觸頭，10絕緣噴嘴(內(nèi)有弧靜觸頭)，11主靜觸頭，12上觸座，13斷路彈簧，14絕緣拉桿，15熱脫扣器結(jié)構(gòu)組成 1) 上絕緣子兼汽缸 是一個(gè)簡單的滅弧室，不僅起到支持絕緣子的作用，而且其內(nèi)部氣缸裝有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的活塞。 2) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 主軸、連桿、活塞等 3) 絕緣噴嘴和弧靜觸頭 在上絕緣子上部

10、 4) 閘刀和弧動(dòng)觸頭 工作原理 當(dāng)負(fù)荷開關(guān)分閘時(shí)，弧動(dòng)觸頭與弧靜觸頭之間產(chǎn)生電弧，同時(shí)分閘時(shí)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)活塞，壓縮氣缸內(nèi)的空氣，從噴嘴向外吹弧，使電弧迅速熄滅。同時(shí)，其外形與戶內(nèi)式隔離開關(guān)相似，也具有明顯的斷開間隙。因此，它同時(shí)具有隔離開關(guān)的作用。常用型號(hào) FW1-10適用于農(nóng)村和小容量工業(yè)電網(wǎng)。 FW2-10G用鉤棒和繩索在地面操作。 FW4-10G與熔斷器配合使用，可以替代斷路器切斷電路和保護(hù)線路。 FW5-10型可分合負(fù)載電流、電容器電流及環(huán)流。三、三、高壓斷路器高壓斷路器 高壓斷路器文字符號(hào)QF 是高壓輸配電線路中最為重要的電氣設(shè)備，它的選用和性能直接關(guān)系到線路運(yùn)行的安全性和可靠性

11、。 1作用 （1）通斷正常的負(fù)荷電流和過負(fù)荷電流； （2）通斷一定的短路電流； （3）在保護(hù)裝置作用下，自動(dòng)跳閘，切斷短路電流。2類型 （1）高壓斷路器按采用的滅弧介質(zhì)分 1）空氣斷路器 2）磁吹斷路器 3）六氟化硫(SF6)斷路器 4）真空斷路器 5）油斷路器 按油量大小分為少油和多油兩類。多油斷路器的油量多，兼有滅弧和絕緣的雙重功能；少油斷路器的油量少，只作滅弧介質(zhì)用。空氣斷路器 利用高壓空氣吹動(dòng)電弧并使其熄滅的斷路器。 壓縮空氣作用：一、吹弧，使電弧冷卻而熄滅二、觸點(diǎn)斷開后的絕緣介質(zhì)三、為操作提供氣吹動(dòng)力。 技術(shù)性能優(yōu)良，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般只應(yīng)用在大型變配電所中。 它應(yīng)用在戶外小型高壓變配

12、電所中35KV側(cè)，用于開斷故障電流，切換線路。磁吹斷路器 原理：利用自身流過的大電流產(chǎn)生的電磁力，將電弧拉長并進(jìn)入滅弧式內(nèi)滅弧。 性能差，目前以較少采用。六氟化硫(SF6)斷路器 六氟化硫斷路器是利用六氟化硫 (SF6)氣體作為滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)的一種斷路器。簡稱 SF6斷路器。 SF6氣體無色無味不燃燒的惰性氣體，密度是空氣的5.1倍，因此具有優(yōu)良的絕緣性能和滅弧性能。 適用條件：電弧煉鋼爐變壓器或電器鐵道德電氣控制，也可作為發(fā)電廠、變配所開斷接通電路之用。真空斷路器 動(dòng)靜觸點(diǎn)在真空狀態(tài)下的滅弧室內(nèi)工作，由于只有極少量的介質(zhì)被擊穿而導(dǎo)電，因此絕緣性能和滅弧性能都特別好。觸點(diǎn)開距小、動(dòng)作快、燃

13、燒時(shí)間短、滅弧迅速，所以外形尺寸和重量可以大大減少，檢修方便，使用安全。 適用于頻繁操作的高壓電動(dòng)機(jī)、小型電弧煉鋼爐變壓器。 缺點(diǎn)：工藝復(fù)雜，提高技術(shù)參數(shù)不容易，主要制成三相10KV戶內(nèi)型。油斷路器 分類：1 多油斷路器油的作用：滅弧和絕緣2 少油斷路器油的作用：滅弧優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省材料，使用維護(hù)方便。操作機(jī)構(gòu)：合閘時(shí)，做功大。分閘所需功較小。高壓斷路器參數(shù) 1 額定電壓（KV) 其承受持續(xù)電壓的能力，表明了具有的絕緣和滅弧能力。 2 額定電流（A)可長時(shí)間通過的最大電流 3 額定開斷電流（KA）額定電壓下能開端的最大短路電流，表明其最大過載能力。 4 額定斷流容量（MV.A）開端能力的另

14、一綜合表示值。三相斷路器斷流容量（MV.A）=3UlN額定開斷電流單相斷路器斷流容量（MV.A）=UPN額定開斷電流另外還有：全開斷時(shí)間（S）、合閘時(shí)間（S）、最高工作電壓（KV)、熱穩(wěn)定電流（KA）和動(dòng)穩(wěn)定電流（KA）對(duì)斷路器的基本要求 1 工作可靠 2 具有足夠短路能力 3 具有盡可能短的開斷時(shí)間 4 結(jié)構(gòu)簡單 5 價(jià)格低。第四節(jié) 低壓開關(guān)設(shè)備 定義：主要用于IKV以下的電路中的開關(guān)設(shè)備。 分類：低壓刀類開關(guān)、低壓斷路器。一、低壓刀類開關(guān) 分類：低壓刀開關(guān)、低壓刀熔開關(guān)、低壓負(fù)荷開關(guān)。 （1）低壓刀開關(guān)：手動(dòng)設(shè)備。 種類：型式-單投、雙投 極數(shù)-單極、雙極、三極 滅弧結(jié)構(gòu)-帶帶滅弧罩、無滅

15、弧罩常用的有低壓刀開關(guān)開啟式負(fù)荷開關(guān)（膠殼刀開關(guān)）， 型號(hào)為HD , HK系列；封閉式負(fù)荷開關(guān)（鐵殼開關(guān)） HH系列；組合開關(guān)型號(hào)有HZ系列。 刀開關(guān)在供配電系統(tǒng)和設(shè)備控制系統(tǒng)中通常用作電源隔離，有時(shí)也可用于不頻繁接通和斷開小容量電動(dòng)機(jī)。HD13型刀開關(guān)與熔斷刀開關(guān)與熔斷器串聯(lián)裝在鐵器串聯(lián)裝在鐵殼內(nèi)，亦稱鐵殼內(nèi)，亦稱鐵殼開關(guān)。具有殼開關(guān)。具有機(jī)械連鎖裝置機(jī)械連鎖裝置低壓斷路器 又稱自動(dòng)空氣開關(guān)。v 功能：不頻繁通斷電路，并能在電路過功能：不頻繁通斷電路，并能在電路過載、短路及失壓時(shí)自動(dòng)分?jǐn)嚯娐?。載、短路及失壓時(shí)自動(dòng)分?jǐn)嚯娐?。v 特點(diǎn)：操作安全，分?jǐn)嗄芰^高。特點(diǎn)：操作安全，分?jǐn)嗄芰^高。v 分

16、類：分類：框架式（萬能式）框架式（萬能式）和和塑殼式（裝塑殼式（裝置式）置式）v 結(jié)構(gòu)：觸頭系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)：觸頭系統(tǒng)、優(yōu)良優(yōu)良滅弧裝置滅弧裝置、脫扣、脫扣機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)低壓斷路器的圖形、文字符號(hào)QF塑殼式低壓斷路器原理圖塑殼式低壓斷路器原理圖12345671-主觸頭2-自由脫扣器3-過電流脫扣器4-分勵(lì)脫扣器5-熱脫扣器 6-失壓脫扣器 7-按鈕12345671-主觸頭2-自由脫扣器3-過電流脫扣器4-分勵(lì)脫扣器5-熱脫扣器 6-失壓脫扣器 7-按鈕1主觸頭 2自由脫扣器 3過電流脫扣器 4分勵(lì)脫扣器 5熱脫扣器 6欠壓脫扣器 7按鈕萬能式（框架式）低壓斷路器 特點(diǎn)：保護(hù)方案和操作方

17、式較多，裝設(shè)地點(diǎn)靈活，故稱“萬能式”。萬能式（框架式）低壓斷路器結(jié)構(gòu)圖漏電保護(hù)斷路器 又名漏電保護(hù)開關(guān)，為了防止低壓電網(wǎng)人身觸電或因漏電造成火災(zāi)等事故。 主要技術(shù)參數(shù)： 漏電動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間。性能指標(biāo)（1）通斷能力：開關(guān)電器在規(guī)定的條件下，能在給定的電壓下接通和分?jǐn)嗟淖畲箅娏髦怠?（2）保護(hù)特性：過電流（短路）保護(hù)、過載、欠壓。電力變壓器（文字符號(hào)為T或TM） 用來改變交流電電壓大小的電氣設(shè)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 單相變壓器一般供小容量的單相設(shè)備專用； （2）三相變壓器 三相變壓器廣泛用于供配電系統(tǒng)的變電所中；互感器 1互感器電流互感器

18、和電壓互感器的統(tǒng)稱，又稱儀用變壓器或測量互感器。 2作用：根據(jù)變壓器的變壓、變流原理將一次電量（電壓、電流）轉(zhuǎn)變?yōu)橥愋偷亩坞娏?，該二次電量可作為二次回路中測量儀表、保護(hù)繼電器等設(shè)備的電源或信號(hào)源 3主要功能 1）變換功能 將一次回路的大電壓和大電流變換成適合儀表、繼電器工作的小電壓和小電流。 （2）隔離和保護(hù)功能 作為一、二次電路之間的中間元件，不僅使儀表、繼電器等二次設(shè)備與一次主電路隔離，提高了電路工作的安全性和可靠性，而且有利于人身安全。 （3）擴(kuò)大儀表、繼電器等二次設(shè)備的應(yīng)用范圍 通過改變互感器的變比，可以反應(yīng)任意大小的主回路電壓和電流值，便于二次設(shè)備制造規(guī)格統(tǒng)一和批量生產(chǎn)。互感器的

19、二次側(cè)的電流或電壓額定值統(tǒng)一規(guī)定為5A（1A）及 100V。 電流互感器電流互感器 文字符號(hào)TA，是變換電流的設(shè)備。 組成：一次繞組、鐵心、二次繞組 2）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 1.一次繞組匝數(shù)少，二次繞組匝數(shù)多 2.一次繞組導(dǎo)體較粗，二次繞組導(dǎo)體細(xì) 3.一次繞組串接在一次電路中，二次繞組與儀表、繼電器電流線圈串聯(lián)，形成閉合回路。由于這些電流線圈阻抗很小，工作時(shí)電流互感器的二次回路接近短路狀態(tài)。 3）電流互感器的變流比用Ki表示 二次側(cè)不允許開路！結(jié)線方案電流互感器在三相電路中的常用四種結(jié)線方案如圖所示： 一相式結(jié)線 如圖應(yīng)用應(yīng)用 通常用于通常用于三相負(fù)荷平衡三相負(fù)荷平衡的系統(tǒng)中，供測量電流或的系統(tǒng)中，供

20、測量電流或過負(fù)荷保護(hù)裝置用過負(fù)荷保護(hù)裝置用。兩相V形結(jié)線 如圖應(yīng)用應(yīng)用 在中性點(diǎn)不接地的三相三線制系統(tǒng)在中性點(diǎn)不接地的三相三線制系統(tǒng)中，用于測量三相電流、電能及作過電流中，用于測量三相電流、電能及作過電流繼電保護(hù)之用繼電保護(hù)之用稱稱“兩相兩繼電器式結(jié)兩相兩繼電器式結(jié)線線”。兩相電流差式結(jié)線三相星形結(jié)線應(yīng)用應(yīng)用 被廣泛被廣泛用于用于三相負(fù)荷三相負(fù)荷不平衡的三相不平衡的三相四線制系統(tǒng)四線制系統(tǒng)中，中，也用在負(fù)荷可也用在負(fù)荷可能不平衡的三能不平衡的三相三線制系統(tǒng)相三線制系統(tǒng)中作三相電流、中作三相電流、電能測量及過電能測量及過電流繼電保護(hù)電流繼電保護(hù)之用。之用。電流互感器的使用注意事項(xiàng) 1）電流互感器

21、在工作時(shí)二次側(cè)不得開路。 2）電流互感器二次側(cè)有一端必須接地 3）電流互感器在結(jié)線時(shí)，要注意其端子的極性。電壓互感器（TV） 測量高壓裝置的電壓時(shí)使用。 一次繞組與高壓電路并聯(lián)，二次繞組與測量儀表或繼電器的線圈并聯(lián)，二次繞組電壓通常規(guī)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)不可短路！三柱式三柱式五柱式五柱式第七節(jié) 母線、絕緣套管和電抗器 母線 英文名稱：busbar 定義：可以連接多個(gè)電氣回路的低阻抗導(dǎo)體。 母線是指在變電所中各級(jí)電壓配電裝置的連接，以及變壓器等電氣設(shè)備和相應(yīng)配電裝置的連接，大都采用矩形或圓形截面的裸導(dǎo)線或絞線，這統(tǒng)稱為母線。 作用是匯集、分配和傳送電能。母線的類型 常用母線有硬母線、軟母