電力工程基礎知識--設備篇

1、l-l文檔標題文檔副標題日期公司名稱公司地址目錄1 電氣設備概述1.1 一次、二次電路1.2 一次電路主要設備分類2 變壓器2.1 變壓器分類2.2 變壓器編號規(guī)則3 互感器3.1 電流互感器3.2 電壓互感器4 高壓開關4.1開關電器中的電弧問題4.2高壓隔離開關4.3高壓負荷開關4.4高壓斷路器5 低壓開關115.1 低壓刀開關和負荷開關115.2 低壓斷路器136 高低壓熔斷器和避雷器146.1 高壓熔斷器146.2 低壓熔斷器156.3 避雷器167 高壓成套設備188 低壓成套設備189 箱變181 電氣設備概述1.1 一次、二次電路一次電路也稱 “主電路 ”，是供配電系統(tǒng)中擔負輸送

2、和分配電力這一主要任務的電路。 二次電路也稱“二次回路 ”，是供配電系統(tǒng)中用來控制、指示、監(jiān)測和保護一次電路及其中 電氣設備運行的電路。1.2 一次電路主要設備分類1)2)3)4)5)變換設備指按系統(tǒng)工作要求來改變電壓、 電流或頻率的設備，例如變壓器、 電壓互感器、電流互 感器及變流、變頻設備等?？刂圃O備 指按系統(tǒng)工作要求來通斷電路的設備，例如各種高低壓開關。保護設備 指用來對系統(tǒng)進行電流和過壓保護的設備，例如高低壓熔斷器、避雷器。 無功補償設備 指用來補償系統(tǒng)中的無用功率、提高功率因素的設備，例如并聯(lián)電容器。 成套配電裝置 指按一定的線路方案， 將有關一次設備和二次設備組合為一體的電氣裝置，

3、 開關柜、動力和照片配電箱等。例如高低壓變壓器2.1 變壓器分類1) 按功用分 有升壓變壓器和降壓變壓器，用戶變電所都采用降壓變壓器。2) 按容量系列分8R8容量系列：容量等級按照1匪1.33的倍數(shù)遞增的。我國老變壓器容量等級采用此系列。例如：100、135、180、240、320、420、560、750、1000KVA等。R10容量系列：容量等級按照R10«10V 14 1.26的倍數(shù)遞增的。我國現(xiàn)在生產的變壓器容量等級都是采用這一系列。 例如： 100、 125、 160、 200、 250、 315、 400、 500、 630、 800、 1000、 1250、 1600、

4、2000KVA。3) 按相數(shù)分 有單相和三相兩大類，用戶變電所通常都采用三相變壓器。4) 按調壓方式分 有無載調壓和有載調壓兩大類，用戶變電所通常采用無載調壓。5)6)7)按繞組導體材質分有銅繞線組和鋁繞線組兩大類，用戶變電所以往大多采用廉價的鋁繞線組，如 現(xiàn)在一般采用更節(jié)能的 S9 SC9等系列銅繞線組。按繞組形式分有雙繞組、三繞組和自耦變壓器，用戶變電所一般采用雙繞組變壓器。按冷卻方式分有油浸式、干式（樹脂澆注成型、非包封空氣自冷式）和充氣式（SF3）等。SL7 型,八r-3I LMi 備1圖（1） S11系列油浸式變壓器B（2） SCB10系列樹脂澆注成型變壓器圖圖（3）SGB10系列非

5、包封空氣自冷式變壓器其中油浸式又分油浸自冷式、油浸風冷式和強迫油循環(huán)式等。用戶變電所在以前大多采用油浸自冷式變壓器，但現(xiàn)在油浸式主要用于臨電和35KV及以上，現(xiàn)在用戶變電所主流用SCB系列干式變壓器，SGB系列使用率也在逐漸提升。充氣式體積小，便于移動，一般用于經常移動的電力試驗或體積小的成套變電所。8）按結構性能分有普通變壓器、全密封變壓器和防雷變壓器。用戶變電所大多采用普通變壓器（油浸式、干式） ；高層建筑使用全密封變壓器較多；多雷地區(qū)用戶變電所適用防雷變壓器。9）油變和干變優(yōu)缺點對比油變優(yōu)點是價格便宜，過載能力強，適用電壓范圍廣，缺點是維護麻煩，防火要求高； 干變優(yōu)點是維護簡單，安裝方便

6、，自身阻燃性能好，缺點是價格高，過載能力差。2.2變壓器編號規(guī)則D-單相油浸不表示F-風冷式 /口S-三相高壓等級（KV）額定容量（KVA）設計代號8到12 （也叫性能水平代號）銅線不表示；B-銅箔L-鋁線；LB-鋁箔無載調壓不表示繞組導線 材質代號調壓方式 代號Z-有載調壓3互感器3.1電流互感器1)2)電流互感器的作用a）用來使儀表、繼電器等二次設備與主電路絕緣這樣既可防止主電路高電壓直接引入二次設備，又可防止二次設備的故障影響主電路，從而提高整個電路運行的安全性和可靠性。b）用來擴大儀表、繼電器等二次設備應用電流的范圍例如用一只5A的電流表，通過不同變流比的電流互感器就可以測量任意大的電

7、流， 這樣可使二次設備的規(guī)格統(tǒng)一，有利于批量生產。電流互感器的分類按一次繞組的匝數(shù)分，有單匝式和多匝式； 按一次電壓分，有高壓式和低壓式； 按用途分，有測量用和保護用； 按其準確等級分，測量用有0.1、0.2、3)按其絕緣和冷卻方式分，有油浸式和干式， 電流互感器編號規(guī)則0.5、1、3、5等級，保護用有 5P、10P兩級; 現(xiàn)在普遍使用的是干式。L-電流互感器M-母線式Q-線圈式F-貫穿復匝式D-貫穿單匝式一次繞組 型式A-穿墻式B-支持式Z-支柱式R-裝入式Z-澆注絕緣K-塑料外殼額定電壓（K）設計序號廠Q-加強式安裝 型式C-瓷絕緣J-樹脂澆注絕緣 型式'結構型式用途W(wǎng)戶外式M-母

8、線式Q-加強式G-改進式結構 型式L-鋁線式J J-加大容量B-保護用D-差動保護用J-接地保護用X-小體積柜用S-手車用例如：LQJ-10 型，LMZJ1-0.5 型3.2電壓互感器1)2)3)電壓互感器的作用用來使二次設備與主電路絕緣及擴大二次設備應用的電壓范圍。電壓互感器的分類按相數(shù)分，有單相和三相兩類；按繞組絕緣和冷卻方式分，有油浸式和干式（含環(huán)氧樹脂澆注式）兩類; 應用廣泛的是單相樹脂澆注式，例如：JDZJ-10型。電壓互感器編號規(guī)則J-電壓互感器額定一次電壓（KVS-三相r設計序號D-單相AB-帶補償繞組J-油浸式G-干式Z-樹脂澆注式結構W-五芯柱三繞組絕緣型式J-接地保護高壓開

9、關4.1開關電器中的電弧問題高低壓開關在通斷負荷電路，特別是通斷存在短路故障的電路，就會在開關電器的觸頭間產生電弧。電弧是一種具有強光和高溫的電游離現(xiàn)在。弧心溫度可達5000 C以上。1）2)a)b)電弧的產生開關觸頭在分段負荷電路時之所以會產生電弧，內因是觸頭本身和周圍介質中存在著大量可被游離的電子。 如果分段的觸頭間有存在足夠大的電壓（外因），則觸頭間有可能產生強烈的電游離從而形成電弧。開關電器常用滅弧方法速拉滅弧法在開關電器中安裝斷路彈簧迅速拉長電弧，使弧隙的電場強度驟降，從而加速滅弧。這是最基本的的滅弧法。冷卻滅弧法 降低電弧溫度，可使電弧中的熱游離減弱，從而有助于滅弧。c)d)e)f

10、)g)吹弧或吸弧法利用外力（如油流、氣流或電磁力）來吹動或吸動電弧，使電弧加速冷卻，同事拉 長電弧，降低電弧中的電場強度，從而加速滅弧。長弧切短弧法利用金屬片將長弧切割成若干短弧，則電弧中的電壓降將近似的增大若干倍，當外 施電壓小于電弧中的總電壓降使，電弧就迅速熄滅。粗弧切細弧法將粗大電弧分散成若干平行細小電弧，使電弧與周圍接觸面增大，降低電弧溫度從 而加速電弧熄滅。真空滅弧法真空具有相當高的絕緣強度，裝在真空容器內的觸頭分斷時，在交流電流過零時即 能熄滅電弧而不致復燃。應用很普遍的真空斷路器就是利用這一原理滅弧。六氟化硫（SFi）滅弧法SF6具有優(yōu)良的絕緣性能和滅弧性能， 其絕緣強度約為空氣

11、的 約為空氣的100倍，因此它能快速滅弧。 SFi斷路器就是利用 介質的。3倍，其絕緣恢復速度SF6氣體做絕緣和滅弧4.2高壓隔離開關1）高壓隔離開關簡介主要用來隔離高壓電源，以保證其他設備和線路的安全檢修。J圖隔離開關沒有專門的滅弧裝置,2）高壓隔離開關編號規(guī)則（4） GN8-12戶內式高壓隔離開關 因此它不允許帶負荷操作。結構型式9/卩？ 9其他 L標志”G-高原型極限通過電流（KA）額定電流（A）T-統(tǒng)一設計G-改進型C-穿墻型D-帶接地閘刀W防污型4.3高壓負荷開關1）高壓負荷開關簡介它具有簡單的滅弧裝置，因此能通斷一定的負荷電流和過負荷電流，但不能通斷短 路電流，因此它必須與高壓熔斷

12、器串聯(lián)使用，借助熔斷器來實現(xiàn)短路保護，切斷短路故障。負荷開關斷開后與隔離開關一樣具有隔離電源，保證安全檢修的功能。VL目/>曲圖（5）FN7-12DR高壓負荷開關2）高壓負荷開發(fā)編號規(guī)則(A)4.4高壓斷路器1）高壓斷路器簡介它不僅能用來通斷正常負荷電流，而且能通斷一定的短路電流，并能在短路保護的 作用下自動跳閘。高壓斷路器有相當完善的滅弧裝置。SF6斷路器。用戶變電所限制主要用真空斷路器，高層建筑中的變電所一般用2）高壓斷路器類型a）高壓少油斷路器主要型號SN10-10型是我國以前應用最廣的一種斷路器，現(xiàn)在已比較少使用該類型斷路器。嚴BMLink. com圖（6） SN10-10高壓少

13、油斷路器b）高壓真空斷路器利用“真空”滅弧的一種斷路器，其觸頭裝在真空滅弧室內。真空斷路器具有體積小、重量輕、動作快、壽命長、安全可靠和便于維護檢修等優(yōu)點，但價格較貴，過去主要應用于頻繁操作和安全要求較高的場所，而現(xiàn)在開始取代少油斷路器廣泛應用在 35KV及以下的高壓配電裝置中。1 1t冬 -A.-.L.圖（7） VS1高壓真空斷路器C） 高壓SF3斷路器SF6斷路器利用SF6氣體作為滅弧介質及觸頭斷開間隙絕緣介質的一種斷路器。SF6斷路器具有下列優(yōu)點：斷流能力強、滅弧速度快、絕緣性能好、檢修周期長， 適用于頻繁操作，而且沒有燃燒爆炸危險。但其要求加工精度高， 對其密封性能要求更嚴，因此價格較

14、貴。SF6斷路器主要用于需頻繁操作及有易燃易爆危險的場所，特別適用于作全封閉組 合電器。* d圖（8） LN2-12六氟化硫高壓斷路器3）高壓斷路器操動機構a）CD10型電磁操動機構該操動機構能手動和遠距離控制分閘合閘，適用于實現(xiàn)自動化，但它需要直流操作電源。b）CT7型彈簧操動機構在合閘彈簧釋放能量的過程該操動機構由交直流兩用串勵電動機使合閘彈簧儲能， 中將斷路器合閘。彈簧操動機構可手動和遠距離合閘，兵可實現(xiàn)一次自動重合閘，而且由于可交流操作，使保護盒控制裝置簡化，但其結構復雜，價格較貴。4）高壓斷路器編號規(guī)則 口 -口 /口-口S-少油斷路器嚴開斷電流（KAD-多油斷路器Z-真空斷路器產品

15、名稱-斷流容量（MVA）額定電流（A）L-SF6斷路器N-戶內式安裝_W戶外式場所設計序號額定電壓（K）5低壓開關5.1低壓刀開關和負荷開關G-改進型I -300MVA、n -500MVA-斷流容量代號川-750MVA>1） 低壓刀開關 按操作方式分，有單投和雙投兩種； 按極數(shù)分，有單極、雙極、三極三種； 按滅弧方式分，有帶滅弧罩和不帶滅弧罩兩種。 帶滅弧罩的刀開關能通斷一定的負荷電流， 下操作。由于刀開關斷開后有明顯可見的斷開間隙，因此可作隔離開關使用,不帶滅弧罩的刀開關一般只能在無負荷情況所以刀開關也成為低壓隔離開關。圖（9）低壓刀開關2）低壓熔斷器式刀開關又稱刀熔開關，由低壓刀開關

16、和低壓熔斷器相組合而成。刀熔開關具有刀開關和熔斷器的雙重功能，采用這種組合開關，可以簡化低壓配電裝置的結構，經濟適用，因此廣泛應用在低壓配電裝置上。圖（10）低壓刀熔開關3）低壓負荷開關由低壓刀開關和熔斷器以及滅弧外殼組合而成。外裝封閉式鐵殼俗稱鐵殼開關，外裝開啟式膠蓋的俗稱膠殼開關。因為其有滅弧罩，又有熔斷器，因此既可帶負荷操作，又能進行短路保護。當熔斷器熔斷后，需更換熔體后方可恢復供電。色二匸唐牡' 比応:皆丁 7汙圖（11） HK8開啟式、 低壓負荷開關編號規(guī)則如下：HH12-200/3Z低壓負荷開關HH封閉式負荷開關r i產口口 名稱極數(shù)HK-開啟式負荷開關額定電流（A）設計序

17、號5.2低壓斷路器又稱低壓自動開關。它既能帶負荷通斷電路，又能在短路、過負荷和欠電壓的情況下自 動跳閘，切斷電路。按滅弧介質分，有空氣斷路器和真空斷路器； 按用途分，有配電用、電動機保護用、照明用和漏電保護用； 按保護性能分，有非選擇型、選擇性和智能診斷型； 按結構分，有萬能式（框架式）和塑料外殼式（裝置式）萬能”之稱,1）萬能式低壓斷路器 萬能式低壓斷路器，因其保護方案和操作方式較多，裝設地點靈活，故有 一般用于低壓配電系統(tǒng)作為總開關和保護電路。-Z吋卻1挖J7|« *UOO.YKHUS3圖（12）DW16、DW45 智能型2）塑料外殼式低壓斷路器其全部機構和導電部分都裝在一個塑料

18、外殼內， 所以體積小，安全性好，一般用于工業(yè) 和民用住宅中照片線路和小型動力設備、 家用電器等的通斷控制盒過負荷、 短路和漏電 保護5、.-圖（13） DZ20塑殼式低壓斷路器低壓斷路器編號規(guī)則:*注：上述“派生代號”，有的置于“結構型式”或“設計序號”之后6高低壓熔斷器和避雷器6.1高壓熔斷器熔斷器是一種應用極廣的過電流保護電器，其主要功能是對電路及電氣設備進行短路保 護，但有的也具備過負荷保護的能力。用戶供配電系統(tǒng)中，室內廣泛采用RN1,RN2等型高壓管式熔斷器，室外廣泛采用 RW4, RW10（ F）等型高壓跌開式熔斷器。MBr?4圖（14）RN1戶內、RW10-10F戶外高壓熔斷器高壓熔斷器編號規(guī)則：6.2低壓熔斷器低壓熔斷器主要是串接在低壓配電系統(tǒng)中進行短路保護，有的也能同時實現(xiàn)過負荷保護。低壓熔斷器種類繁多，主要可分為密封管式、填料管式和自復式，自復式熔斷器既能切 斷短路電流，又能在短路故障消除后自動恢復供電，無需更換熔體。圖（15） RM10、RTO低壓熔斷器低壓熔斷器編號規(guī)則:R-低壓熔斷器熔體額定電流（A）C-插入式L-螺旋式T-填料管式S-快速式Z-自復式結構 型式熔斷器額定電流（A）其他標志：A-改進型設計序號6.3避雷器避雷器應與被保護設備并聯(lián)，裝在被保護設備電源側。避雷器按結構型