第一章發(fā)電廠變電所的一次電氣設(shè)備

1、第一章 發(fā)電廠、變電所的一次電氣設(shè)備第一節(jié)概述一、 發(fā)電廠、變電所一次設(shè)備的概念直接生產(chǎn)和輸配電能的設(shè)備稱為一次設(shè)備。包括發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、母線、電抗器、自動(dòng)空氣開關(guān)、電力電纜、架空線路、避雷器、電流互感器、電壓互感器等。二、電力系統(tǒng)的描述為了提高供電的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，目前廣泛地將許多發(fā)電廠用電力網(wǎng)絡(luò)連接起來并聯(lián)工作。這些由發(fā)電廠、配電裝置、升壓和降壓變電所、電力線路及電能用戶所組成的統(tǒng)一整體，稱為電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)中由各級(jí)電壓的輸配電線路和變電所組成的部分稱為電網(wǎng)。三、電力系統(tǒng)主接線在發(fā)電廠和變電所中，各種電氣設(shè)備根據(jù)工作的要求和它們的作用，依一定次序連接成的一次設(shè)備電路稱為

2、電氣主接線或一次接線（主電路）。電氣主接線主要指發(fā)電廠、變電所、電力系統(tǒng)中傳輸電能的通路，這些通路中有發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、斷路器、隔離開關(guān)、電抗器、線路等設(shè)備。它們的連接方式，對(duì)供電可靠、運(yùn)行靈活，檢修方便以及經(jīng)濟(jì)合理起著決定性的作用。第二節(jié)、高壓開關(guān)設(shè)備一、高壓開關(guān)設(shè)備在電力系統(tǒng)中的作用及要求高壓開關(guān)設(shè)備用于開斷和關(guān)合、額定電壓為3KV及以上的電力設(shè)備。它在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用見 圖1-1。在電力系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)、變壓器等設(shè)備，由于電力系統(tǒng)的安全、可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要，須將它們投入或退出而要進(jìn)行操作。例如：1、正常情況下可靠的接通和開斷電流； 2、改變運(yùn)行方式時(shí)，可以靈活地進(jìn)行切換操作；3、在電

3、路發(fā)生故障情況或不正常工作狀態(tài)時(shí)，可以迅速的切斷故障電流。將故障范圍限制在局部地區(qū)內(nèi)，并使未故障部分繼續(xù)運(yùn)行。以提高電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性；4、在檢修設(shè)備時(shí)，隔離帶電部分，保證工作人員的安全等。為了完成以上的運(yùn)行操作要求，在電氣系統(tǒng)中必須安裝一些高壓開關(guān)設(shè)備。(一)、高壓開關(guān)設(shè)備的基本要求1、 可靠性要求高。2、 能承受很大的瞬時(shí)功率。電力系統(tǒng)中的故障電流往往為幾倍、幾十倍的額定電流，持續(xù)時(shí)間達(dá)幾秒鐘。開關(guān)設(shè)備具有能承受，開斷及關(guān)合故障電流的能力。3、動(dòng)作時(shí)間快速。開斷故障電流時(shí)間的快慢，會(huì)影響電力系統(tǒng)傳輸功率的大小及系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定。要求斷路器在接到繼電保護(hù)的動(dòng)作信號(hào)后，在幾十毫秒內(nèi)開斷故障電流；

4、在“合、分”操作時(shí)，觸頭短接時(shí)間在100毫秒以內(nèi)。 （二）、高壓開關(guān)設(shè)備的分類、 僅用來在正常工作情況下，斷開或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，如高低壓熔路器。、 既用來斷開或閉合正常工作電流，也用來斷開或閉合過負(fù)荷或短路電流的開關(guān)設(shè)備，如高壓斷路器、低壓空氣開關(guān)等。、 不要求斷開或閉合電流，只用來在檢修時(shí)隔離電壓的開關(guān)電器，如隔離開關(guān)等。高壓開關(guān)設(shè)備的分類見表1-1（三）、高壓開關(guān)設(shè)備的基本組成： 高壓開關(guān)設(shè)備品種型號(hào)很多，但其組成是由以下五部分：開斷元件、支撐絕緣件、傳動(dòng)元件、基座及操作機(jī)構(gòu)組成。見表1-2表1-1 高壓

5、斷路器的類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍類 別結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn)應(yīng)用范圍高壓斷路器（參看表LC11-1序號(hào)7680）多油斷路器（DN、DW型）開關(guān)觸頭在絕緣淚中閉合和斷開油兼有滅弧和絕緣功能，油量多結(jié)構(gòu)簡單，但體積較大，耗用鋼材多外殼接地，人體觸及無觸電危險(xiǎn)，但有易燃易爆危險(xiǎn)過去曾廣泛應(yīng)用，但其缺點(diǎn)較嚴(yán)重，因此現(xiàn)已趨于淘汰少油斷路器（SN、SW型）開關(guān)觸頭在絕緣油中閉合和斷開油只作滅弧介質(zhì)用，油量少結(jié)構(gòu)簡單，且體積小，重量輕外殼帶電，必須與大地絕緣，人體不許觸及，但燃燒爆炸的危險(xiǎn)性較小現(xiàn)廣泛用在不需頻繁操作及不要求高速開斷的場合少油斷路器（SN、SW型）SN10-10型高壓少油斷路器1鋁帽 2上接線端

6、3油標(biāo) 4絕緣筒 （內(nèi)裝滅弧室及觸頭） 5下接線端 6基座7主軸 8框架 9斷路彈簧現(xiàn)廣泛用在不需頻繁操作及不要求高速開斷的場合真空斷路器（ZN、ZW型）開關(guān)觸頭在高真空（氣壓為10-210-6Pa）的容器內(nèi)閉合和斷開滅弧能力強(qiáng)，燃弧時(shí)間短，屬高速斷路器觸頭不受外界有害氣體的侵蝕，電磨損小，壽命長結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，且可采用積木式結(jié)構(gòu)，系列性強(qiáng)無易燃易爆介質(zhì)，因此無易燃易爆危險(xiǎn)1上接線（后面出線） 2真空滅?。▋?nèi)有觸頭）3下接線端（后面出線） 4機(jī)構(gòu)箱 5合閘電磁鐵6分閘電磁鐵 7斷路彈簧 8底座六氟化硫（SF6）斷路器（LN、LW）開關(guān)觸頭在SF6氣體中閉合和斷開SF6氣體兼有滅弧和絕

7、緣功能滅弧能力強(qiáng)，亦屬高速斷路器SF6氣體本身無毒，但在電弧的高溫作用下會(huì)產(chǎn)生氟化氫等有強(qiáng)烈腐蝕性的劇毒物，檢修時(shí)應(yīng)注意防毒結(jié)構(gòu)簡單，且亦可采用積木式結(jié)構(gòu)無燃燒爆炸危險(xiǎn)LN2-10型六氟化硫斷路器1上接線端 2絕緣筒（內(nèi)為汽缸及觸頭系統(tǒng)）3下接線端 4操動(dòng)機(jī)構(gòu)箱 5小車6斷路彈簧亦適于頻繁操作和要求高速開斷的場合，但不適于高寒地區(qū)壓縮空氣斷路器（QW型）利用壓縮空氣吹動(dòng)電弧，并使電弧熄滅滅弧能力強(qiáng)，分?jǐn)鄷r(shí)間短，斷流能力大結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但亦可采用積木式結(jié)構(gòu)，系列性強(qiáng)主要用于超高壓電網(wǎng)中及不適于采用SF6斷路器的高寒地區(qū)表1-2 高壓短路器基本組成部分的主要零部件及功能表 名稱主要零部件功能開斷元件

8、主滅弧室、主觸頭系統(tǒng)、主導(dǎo)電回路、輔助滅弧室、輔助觸頭系統(tǒng)、并聯(lián)電阻等。開斷及關(guān)合電力線路，安全隔離電源。支持絕緣件瓷柱、瓷套管、絕緣套等構(gòu)成的支柱本體、拉緊絕緣子等。保證開斷元件有可靠的對(duì)地絕緣，承受開斷元件的操作力及各種外力。傳動(dòng)元件各種連桿、齒輪、拐臂、液壓管道、壓縮空氣管道等。將操作命令及操作力傳遞給開斷元件的觸頭及其它部件?；_關(guān)本體的底架、底座等。整臺(tái)產(chǎn)品的基礎(chǔ)。操動(dòng)機(jī)構(gòu)彈簧、液壓、電磁、氣動(dòng)及手動(dòng)機(jī)構(gòu)的本體及其配件等。為開斷元件分合閘操作提供能量，并實(shí)現(xiàn)各種規(guī)定的操作。二、 高壓斷路器形式及操動(dòng)機(jī)構(gòu)（一）、高壓斷路器的主要技術(shù)參數(shù)：1、額定電壓（Un）額定電壓是保證斷路器正常長

9、期工作的電壓。斷路器額定電壓等級(jí)有10、20、35、60、110、220、330、500KV各級(jí)。額定電壓指的是線電壓，標(biāo)于斷路器的設(shè)備銘牌上。 按國家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于額定電壓在220KV及其以下的設(shè)備，其最高工作電壓為額定電壓的1.15倍；對(duì)于330KV電壓等級(jí)的設(shè)備為額定電壓的1.1倍；2、額定電流（In） 斷路器長期通過額定電流時(shí)，其各部分的發(fā)熱溫度不應(yīng)超過允許值。我國目前所采用的額定電流標(biāo)準(zhǔn)有200、400、600、1000、1500、2000、3000、4000、5000、6000、8000、10000安培。 3、額定開斷電流（Idl.e） 在額定電壓下，斷路器能夠可靠切斷的最大電流，稱為

10、額定開斷電流（Idl.e），表明了斷路器的開斷能力。4、額定斷流容量（Shr n） 由于開斷能力既和開斷電流有關(guān)，也和額定電壓有關(guān)。因此通常采用一個(gè)綜合值。即以額定斷流容量來表示斷路器的開斷能力。Shr n = Un* Idl.e5、熱穩(wěn)定電流（It.n）It.n表明斷路器能承受短路電流熱效應(yīng)的能力。熱穩(wěn)定電流是表明斷路器在某規(guī)定時(shí)間（國標(biāo)4秒）內(nèi)允許運(yùn)行的最大電流。6、額定動(dòng)穩(wěn)定電流（Iem）斷路器能夠承受短路電流電動(dòng)力作用的性能，這個(gè)電流值的大小由導(dǎo)電及絕緣部分的機(jī)械強(qiáng)度所決定。7、合閘時(shí)間 對(duì)有操作機(jī)構(gòu)的斷路器，自發(fā)出合閘信號(hào)（即合閘線圈加上電壓）起，到斷路器接通時(shí)為止所經(jīng)過的時(shí)間，為斷

11、路器的合閘時(shí)間。8、分閘時(shí)間 斷路器開斷過程的快慢的參數(shù)。從得到分閘命令起，到斷路器電弧熄滅為止經(jīng)過的時(shí)間，稱為斷路器的全分閘時(shí)間。從電力系統(tǒng)對(duì)開斷短路電流的要求看，希望分閘越快越好，即對(duì)于高壓斷路器，固有分閘時(shí)間和燃弧時(shí)間都必須盡量縮短。9、 自動(dòng)重合閘性能10、部分常用高壓斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)。見表1-3表1-3 部分常用高壓斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)類別型號(hào)額定電壓kV額定電流A開斷電流kA斷 流容量MV·A動(dòng)穩(wěn)定電流峰值/kA熱穩(wěn)定電流kA固有分閘時(shí)間/s合閘時(shí)間/s配用操動(dòng)機(jī)構(gòu)型號(hào)油外SW2-35/100035100016.510004516.5（4S）0.060.4CT2-XGSW2-35

12、/1500150024.8150063.424.8（4S）油內(nèi)SN10-35I3510001610004016（4S）0.060.20.25CT10CD10NSN10-35II1250205020（4S）SN10-10I10630163004016（4S）0.060.150.2CT8CD10 I1000163004016（4S）SN10-10II100031.55008031.5（2S）0.060.2CD10 I、IISN10-10III12504075012540（2S）0.070.2CD10 III20004075012540（4S）30004075012540（4S）空內(nèi)ZN23-353

13、51600256325（4S） 0.060.075CT12ZN3-10I106308208（4S）0.070.15CD10等ZN3-10III1000205020（2S）0.050.10ZN4-10/1000100017.34417.3（4S）0.050.2CD10等ZN4-10/12501250205020（4S）ZN5-10/630630205020（2S）0.050.1專用CD型ZN5-10/10001000205020（2S）ZN5-10/12501250256325（2S）ZN12-101012502000256325（4S）0.060.1CT8等ZN12-10/12503150-1

14、25020002500315031.5.4080，10031.5（4S）40（4S）ZN24-10/1250-20101250205020（4S）0.060.1CT8等ZN24-101250200031.58031.5（4S）LN2-35I351250164016（4S）0.060.15CT12IILN2-35II1250256325（4S）LN2-35III1600256325（4S）LN2-10101250256325（4S）0.060.15CD12 ICD8 I（二）、斷路器的種類和特點(diǎn) 表1-4表1-4 斷路器的分類及主要特點(diǎn)表類別結(jié)構(gòu)特點(diǎn)技術(shù)性能主要場所多油觸頭系統(tǒng)及滅弧室安裝在接地

15、的油箱中，主要用油作為對(duì)地的絕緣介質(zhì)。額定電流不易做大，一般開斷小電流，燃弧時(shí)間較長，動(dòng)作速度慢。35KV及以下變電所少油對(duì)地絕緣主要是靠固體介質(zhì)，結(jié)構(gòu)較簡單，制造方便。若配液壓機(jī)構(gòu)，制造工藝要求高。積木式結(jié)構(gòu)可做到任何使用電壓等級(jí)，開斷電流大。全開斷時(shí)間短。各電壓等級(jí)的戶內(nèi)、外變電所，是現(xiàn)有生產(chǎn)量最大的品種。真空體積小，重量輕，滅弧室工藝及材料的要求高?？蛇B續(xù)多次重合閘，能進(jìn)行頻繁操作，開斷電容電流性能好。35KV及以下戶內(nèi)變電所、工礦企業(yè)中較頻繁操作的場所。六氟化硫單壓式結(jié)構(gòu)簡單，密封要求嚴(yán)，對(duì)工藝和材料要求高。額定電流和開斷能力都可以做的很大，各種開斷性能均好。110KV及以上大容量變電

16、所及頻繁操作場所。固體產(chǎn)氣結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，制造方便。額定電流和開斷電流不易做的大，斷口電壓亦不易做的高。35KV及以下戶外小容量變電所此外還有壓縮空氣開關(guān)、磁吹開關(guān)（三）、斷路器（及操作機(jī)構(gòu)）產(chǎn)品型號(hào)的的編制安裝地點(diǎn)代號(hào) ：戶內(nèi)（N）、戶外（W）表1-5 產(chǎn)品字母代號(hào)S少油斷路器D多油斷路器K空氣斷路器L六氟化硫斷路器Z真空斷路器C磁吹斷路器Q產(chǎn)氣斷路器F負(fù)荷開關(guān)G隔離開關(guān)J接地短路器ZF全封閉式組合電器SH敞開式組合電器C操作機(jī)構(gòu)R熔斷器例1：SN 10-10 / 3000-31.5S少油 N戶外 10設(shè)計(jì)系列號(hào)10千伏/3000安額定工作電流31.5千安額定開斷電流。例 2：DW1-35

17、/1000-25D多油 W戶外 1設(shè)計(jì)系列號(hào)35千伏/1000A額定工作電流25千安額定開斷電流例 3：SW2-35/1000-16S少油 W戶外 2設(shè)計(jì)系列號(hào)35千伏/1000A額定工作電流16千安額定開斷電流例 4：ZN12-10/1250-25Z真空 N戶內(nèi) 12設(shè)計(jì)系列號(hào)10千伏 1250A 額定工作電流25千安，額定開斷電流。 表1-6 操作機(jī)構(gòu)操作方式字母代號(hào)操作方式手動(dòng)電磁電動(dòng)機(jī)彈簧重錘氣動(dòng)液壓字母代號(hào)SDJTZQY例如：1、電磁型CV240G C操動(dòng)機(jī)構(gòu) D電磁型 2設(shè)計(jì)序號(hào)G改進(jìn)型 T帶有脫扣 X箱式另外 CD3346 CD5XG CD10I、II、III CD11X CD1

18、5 2、彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu) CT2XG C操動(dòng)機(jī)構(gòu) T彈簧型 2設(shè)計(jì)序號(hào) X箱式 G改進(jìn)型另外： CT7I、II CT8I、II、III CT9 CT10 CT113、 液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)CYA C操動(dòng)機(jī)構(gòu) Y液壓機(jī)構(gòu) CY3II、III CY4 CY5II CY8三、隔離開關(guān)隔離開關(guān)是一種沒有專門滅弧裝置的開關(guān)設(shè)備。在分閘狀態(tài)有明顯可見的斷口，在合閘狀態(tài)能可靠地通過正常工作電流和短路故障電流。它在配電裝置中的用量很大。、 隔離開關(guān)主要用途：（1）、隔離電源：隔離開關(guān)將需要檢修的電氣設(shè)備與帶電的電網(wǎng)可靠的隔離，以保證檢修工作的安全進(jìn)行。（2）、倒閘操作：在雙母線的電路中，利用隔離開關(guān)將設(shè)備或供電線路從一組

19、母線切換到另一組母線上。（3）、用以接通和切斷小電流的電路。例如可以用隔離開關(guān)進(jìn)行下列操作：A、斷開和接通電壓互感器和避雷器。B、電壓為35KV，長度在5公里以內(nèi)的空載輸電線路的接通和斷開。C、電壓為10KV，長度在10公里以內(nèi)的空載輸電線路的接通和斷開。D、附隔離開關(guān)開斷小電流參考值隔離開關(guān)開斷小電流參考值額定電壓電感電流電容電流6、1020、3563、110220、33043322210.52、隔離開關(guān)的型號(hào)含義和主要技術(shù)參數(shù) 隔離開關(guān)的型號(hào)含義如下：例如：GN1910C/40012.5,表示電壓為10KV、額定電流為400安額定熱穩(wěn)定電流為12.5KA，設(shè)計(jì)序號(hào)為19的瓷套管型戶內(nèi)隔離開

20、關(guān)。戶內(nèi)隔離開關(guān)的主要技術(shù)數(shù)見表。表1-7 戶內(nèi)隔離開關(guān)主要技術(shù)參數(shù)表型號(hào)額定電壓（KV）額定電流（A）動(dòng)穩(wěn)定電流（KA）熱穩(wěn)定電流（KA）、（秒）附注GN6TGN8T620040025.55210(5s)14(5s)GN610TGN810T106001000527520(5s)30(5s)GN8型帶穿墻套管GN191010400600100030527512(4s)20(4s)30(4s)GN1910型帶穿墻套管GN235T35400600100052647014(5s)25(5s)27.5(5s)G N21010200030003510051(5s)70(5s)3、隔離開關(guān)的類型（1）、按

21、絕緣支柱的數(shù)目可分為單柱式、雙柱式、及三柱式隔離開關(guān)。（2）、按閘刀的運(yùn)動(dòng)方式，可分為水平旋轉(zhuǎn)式、垂直旋轉(zhuǎn)式、擺動(dòng)式和插入式。（3）、按有無接地閘刀，可分為有接地閘刀和無接地閘刀兩種。（4）、按裝設(shè)地點(diǎn)的不同，分為戶內(nèi)和戶外兩種。（5）、按操作機(jī)構(gòu)分為手動(dòng)、電動(dòng)和氣動(dòng)等。 4、隔離開關(guān)的類型、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用一覽表表1-8 隔離開關(guān)的類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用范圍一覽表高壓隔離開關(guān)戶內(nèi)式隔離開關(guān)（GN型）沒有專門的滅弧裝置，因此不能帶負(fù)荷操作，但允許通斷一定的變壓器空載電流、無載線路的電容電流以及電壓互感器、避雷器等斷開后有明顯可見的斷開間隙，因此可用來隔離高壓電源，以保證安全檢修多為三相閘刀同一底座結(jié)構(gòu)

22、，閘刀均作垂直回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)用于35kV及以下的戶內(nèi)裝置中戶外式隔離開關(guān)（GW型）結(jié)構(gòu)形式有單柱式、雙柱式和三柱式，閘刀有垂直回轉(zhuǎn)式和水平回轉(zhuǎn)式兩種多用于35kV及以下的戶外裝置中高壓熔斷器戶內(nèi)管型熔斷器（RN型）熔斷管內(nèi)充填有石英砂內(nèi)熔斷并熄滅電弧，其滅弧速度快，能在短路電流達(dá)到?jīng)_擊值之前熄滅電弧，因此具有“限流”作用 熔斷管插入固定的彈性觸座內(nèi)，在熔絲熔斷后，有紅色的熔斷指示器從熔斷管的一端彈出，但熔斷管不會(huì)“跌開”用于35kV及以下的戶內(nèi)裝置中戶外跌開式熔斷器（RW型）熔斷管為纖維管，熔絲熔斷時(shí)產(chǎn)生的電弧使管內(nèi)壁纖維質(zhì)分解產(chǎn)生氣體吹弧，并借熔斷管的自重使熔斷管繞一端的軸跌開，使電弧迅速熄滅，但

23、其滅弧能力不強(qiáng)，滅弧時(shí)間較長，不能在短路電流達(dá)到?jīng)_擊值之前熄滅電弧，因此這類熔斷器屬“非限流”熔斷器熔絲熔斷器，熔斷管跌開，使電路有明顯可見的斷開間隙，因此這類熔斷器除具短路保護(hù)功能外，沿具隔離開關(guān)功能，能隔離高壓電源，確保安全檢修，同時(shí)能進(jìn)行無負(fù)荷操作。但有一種帶簡單滅弧裝置的RW10-10(F)型戶外跌開式熔斷器能像負(fù)荷開關(guān)一樣帶負(fù)荷操作用于35kV及以下的戶外裝置中四、簡易電器簡易電器是指目前用于農(nóng)網(wǎng)的簡易電器。如接地短路器、負(fù)荷開關(guān)、熔斷器等。結(jié)構(gòu)比較簡單，具有一定的開斷（或關(guān)合）能力的高壓開關(guān)設(shè)備。簡易電器的額定電流通常小于600A，額定電壓一般不超過110KV，用于容量較小，供電要

24、求不太高的電力系統(tǒng)中。由于簡易電器造價(jià)較低，使用方便，因此應(yīng)用很廣。例如，在容量較小的6 35KV的電力系統(tǒng)中，常將負(fù)荷開關(guān)與熔斷器串聯(lián)起來使用。來代替部分?jǐn)鄶嗥鳌Ｍ瑫r(shí)，簡易電器也可以做某些設(shè)備（例如互感器、電抗器等）的保護(hù)元件。1、 接地短路器 接地短路器通常裝在降壓變壓器的高壓側(cè)。當(dāng)受電端發(fā)生故障，但故障電流不很大不足以使送電端斷路器動(dòng)作時(shí)，接地短路器能自動(dòng)合閘，造成人為接地短路，使送電端的斷路器分閘，切斷故障。 接地短路器適用在容量較小的電網(wǎng)分支線路和終端的降壓變壓所。2、 負(fù)荷開關(guān) 負(fù)荷開關(guān)主要用于切斷與關(guān)合線路負(fù)荷電流，有些還可用于切斷與關(guān)合空載變壓器、空載線路和電容器組。它僅能作為

25、控制和過載保護(hù)元件，不能用作故障保護(hù)元件。 表1-9 負(fù)荷開關(guān)分類及特點(diǎn) 分類特點(diǎn)適用范圍固體產(chǎn)氣式（1）用電弧本身能力使固體材料產(chǎn)生氣體而吹滅電弧。（2）結(jié)構(gòu)簡單。35KV及以下產(chǎn)品壓氣式（1）利用開斷過程中活塞壓氣而吹滅。（2）結(jié)構(gòu)簡單。35KV及以下產(chǎn)品壓縮空氣式（1）利用壓縮空氣吹滅電弧。（2）開斷電流大。 （3）結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。 （4）需要壓縮空氣系統(tǒng)。60KV及以上產(chǎn)品SF6式（1）開斷電流大。（2）開斷電容性電流性能好。 （3）結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。 （4）需要SF6補(bǔ)氣設(shè)備。35KV及以上產(chǎn)品油浸式（1）利用電弧本身能量使油分解，氣化而冷卻熄滅電弧。（2）結(jié)構(gòu)簡單。35KV及以下產(chǎn)品真空式

26、（1）在真空中滅弧，電壽命長。（2）價(jià)格較貴35KV及以下產(chǎn)品3、 高壓熔斷器 高壓熔斷器是在電網(wǎng)中人為設(shè)置的一個(gè)最薄弱元件，當(dāng)過電流流過時(shí)，元件本身發(fā)熱熔斷，經(jīng)滅弧介質(zhì)的作用使電路斷開，達(dá)到保護(hù)電力線路和電器設(shè)備的目的。熔斷器在電壓低于35KV的小容量電網(wǎng)中廣泛采用。 熔斷器由熔絲管、接觸導(dǎo)電系統(tǒng)、支柱絕緣子、底板（或安裝板）四部分組成。它分為限流式熔斷器與跌落式熔斷器兩類。第三節(jié) 電流、電壓互感器 互感器是電力系統(tǒng)中供測量和保護(hù)用的重要設(shè)備。分為電壓互感器和電流互感器兩大類。前者能將系統(tǒng)中的高電壓變成標(biāo)準(zhǔn)的低電壓（100V 或 100/V）；后者能將高壓系統(tǒng)中的大電流或低壓系統(tǒng)中的大電流，

27、轉(zhuǎn)換成低壓標(biāo)準(zhǔn)的小電流（5A或1A）； 用于供給測量儀表和繼電保護(hù)裝置。一、 互感器的作用1、 將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈返臉?biāo)準(zhǔn)值。通常額定二次電壓為100V 或 100/V，額定二次電流為5A或1A。使測量儀表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化，二次設(shè)備的絕緣水平可按低電壓設(shè)計(jì)，從而使結(jié)構(gòu)輕巧，價(jià)格低廉。2、所有二次設(shè)備可用低電壓、小電流控制電纜連接，使屏柜布線簡單，安裝方便。同時(shí)便于集中管理，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制和測量。3、二次回路不受一次回路的限制，可采用星形、三角形、V形接法。因而接法靈活方便。同時(shí)，對(duì)二次設(shè)備進(jìn)行維護(hù)、調(diào)換以及整試時(shí)，不需中斷一次系統(tǒng)的運(yùn)行，僅適當(dāng)?shù)母淖兌谓泳€即可實(shí)現(xiàn)

28、。4、使二次設(shè)備和工作人員與高壓部分隔離，且互感器二次均接地，從而保證了人身和設(shè)備的安全。二、 電壓互感器電壓互感器按工作原理可分為電磁式電壓互感器和電容分壓式電壓互感器兩類。1、 電磁式電壓互感器的工作原理：電磁式電壓互感器的工作原理和變壓器相同。其主要區(qū)別在于電壓互感器的容量很小，通常只有幾十到幾百VA。 電壓互感器的特點(diǎn)。電壓互感器一次側(cè)的電壓即電網(wǎng)電壓，不受互感器二次側(cè)負(fù)荷的影響，其負(fù)荷是恒定的。二次所接測量儀表和繼電保護(hù)裝置的電壓線圈阻抗很大，因此在正常運(yùn)行時(shí)，電壓互感器接近于空載狀態(tài)。電壓互感器類似一臺(tái)高電壓小容量變壓器。 2、 電壓互感器的聯(lián)接法 圖 1-23、 電壓互感器型號(hào)字

29、母含義字母排列順序字母代號(hào)含義1J電壓互感器2D單相S三相C串級(jí)式3J油浸式、G干式、C瓷箱式、R電容分壓式、Z澆注式4B有Z形接線補(bǔ)償線J接地保護(hù)W三線圈圈三相三柱旁軛式鐵芯結(jié)構(gòu)4、 容式電壓互感器 電容式電壓互感器是在原電容套管電壓抽取裝置的基礎(chǔ)上研制而成。實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)電容分壓器。它可供110KV及以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)測量電壓之用。它與電磁式電壓互感器相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）、除具有互感器作用外，還可兼作高頻載波通信的耦合電容。（2）、沖擊絕緣強(qiáng)度高。（3）、制造比較簡單，重量輕，體積小，成本低且電壓越高效果越顯著。（4）、在高壓配電裝置中占地很少。 缺點(diǎn)：誤差特性和暫態(tài)特性比電磁式

30、互感器差，輸出容量小。三、電流互感器1、工作原理電流互感器的工作原理和變壓器相似。電流互感器的原繞組（也稱一次繞組）串聯(lián)于一次電路內(nèi)，副繞組（也稱二次繞組）與測量儀表和繼電保護(hù)元件的電流線圈串聯(lián)。電流互感器的一次繞組匝數(shù)W1較少，通常僅有一匝或幾匝，而二次繞組的匝數(shù)W2較多。為一次繞組的若干倍。因此，二次電路內(nèi)的電流I 2小于一次電路內(nèi)的電流I 1。電流互感器的額定變比Ki為Ki = I1e / I2e = W2/ W1電流互感器二次回路中串聯(lián)的負(fù)載，是測量儀表和繼電保護(hù)元件的電流線圈，阻抗很小，因此電流互感器正常工作時(shí)，接近于短路狀態(tài)。2、電流互感器的接線方式 圖 1-3 3、電流互感器型號(hào)

31、字母含義：字母排列順序字母代號(hào)含義1L電流互感器2A穿墻式、B支持式、C瓷箱式、D單壓式、F多壓式、J接地保護(hù)、M母線式、Z支柱式、Q線圈式、R裝入式、Y低壓式3C瓷絕緣式、G改進(jìn)型、K塑料外殼、L電纜電容型、M母線式、P中頻式、S速飽和式、Z澆注式、W戶外式 4B保護(hù)級(jí) D差動(dòng)保護(hù)例：LCLWD3220 L電流互感器、C瓷箱式、L電容型絕緣、W戶外式、D3保護(hù)式4、電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)別和誤差電流互感器的誤差分為電流誤差或叫變比誤差和角誤差。（1）、電流誤差是以電流互感器測出的電流值KiI2和實(shí)際電流值I1之差，與實(shí)際電流的百分比表示：（2）、角誤差是電流互感器的一次電流向量I1與反相180&

32、#176;后的二次電流I2失量間的夾角以分表示表1-10 電流互感器的準(zhǔn)確度級(jí)和最大誤差準(zhǔn)確度等級(jí)一次電流為額定電流的百分?jǐn)?shù)（）最大見許誤差二次負(fù)荷變化范圍電流誤差（±）角誤差（±度）（0.251）S2ecos=0.80.212010020100.20.350.5101520（0.251）S2ecos=0.80.512010020100.50.751.00405060（0.251）S2ecos=0.8112010020101.01.52080100120（0.251）S2ecos=0.83120503.0無規(guī)定（0.51）S2ecos=0.8101205010.0無規(guī)定（0

33、.51）S2ecos=0.85、10誤差倍數(shù)：由于電流互感器鐵芯具有逐漸飽和的特性，當(dāng)電流互感器的一次電流超過額定電流并繼續(xù)增大時(shí)，電流誤差則逐漸移向負(fù)值而迅速增大，當(dāng)電流增大到使電流誤差恰好等于10時(shí)，這時(shí)的一次電流與其額定電流之比，稱為一次電流飽和倍數(shù)（一般為15倍）。由于繼電器的動(dòng)作電流比額定電流通常大好多倍，所以作為繼電保護(hù)應(yīng)該保證在很大電流通過的情況下，仍能使繼電器準(zhǔn)確而可靠的動(dòng)作。因此，對(duì)繼電保護(hù)用的電流互感器，主要特性參數(shù)不是電流誤差和角誤差，而是飽和倍數(shù)。10誤差倍數(shù)，也就是在額定負(fù)荷下，功率因數(shù)為0.8時(shí)的飽和倍數(shù)。圖所示為某一電流互感器的10倍數(shù)與負(fù)荷的關(guān)系曲線。在實(shí)際應(yīng)用

34、中，先求出一次短路電流Id對(duì)其額定電流I1e的倍數(shù)n=然后再從上述關(guān)系曲線上查出相應(yīng)的次級(jí)負(fù)荷阻抗Z2，當(dāng)實(shí)際的次級(jí)負(fù)荷小于Z2時(shí)，便可保證用于繼電保護(hù)的電流互感器，其電流誤差I(lǐng)不會(huì)超過10，其準(zhǔn)確度即能滿足繼電保護(hù)的要求。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，為了保證繼電保護(hù)裝置可靠地動(dòng)作，電流互感器初級(jí)通過故障電流時(shí)，其電流誤差不應(yīng)超過10，而角誤差也不應(yīng)超過7°。所以對(duì)大多數(shù)繼電保護(hù)裝置來說，通常采用準(zhǔn)確度等級(jí)為1級(jí)或3級(jí)的電流互感器，均能滿足上述要求。對(duì)差動(dòng)保護(hù)裝置，一般采用特殊的C級(jí)鐵芯的電流互感器，接地保護(hù)則采用D級(jí)鐵芯的電流互感器。電流互感器的10倍數(shù)與負(fù)載關(guān)系第四節(jié) 電力變壓器一、 電力變壓

35、器的基本知識(shí)1、基本原理：變壓器是借助于電磁感應(yīng)原理，以相同的頻率，在兩個(gè)或更多的繞組之間變換交流電壓和電流的一種靜止電器。通常各繞組的電壓和電流值互不相等。、 用途和分類（1）、變壓器類產(chǎn)品應(yīng)用示意圖 圖 1-4（2）、電力變壓器的分類和型號(hào)型號(hào)中符號(hào)位置分類類別代表符號(hào) 1線圈耦合方式自耦O 2相數(shù)單相三相DS 3冷卻方式油浸自冷干式空氣自冷干式澆注絕緣油浸風(fēng)冷油浸水冷強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷強(qiáng)迫油循環(huán)水冷JGCFSFPSP 4線圈數(shù)雙線圈三線圈S 5線圈導(dǎo)線材料銅鋁L 6調(diào)壓方式 無激磁調(diào)壓 無載調(diào)壓Z、 電力變壓器的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍 表 1-11序號(hào)類別主要特點(diǎn)應(yīng)用范圍1按功能分類1.1升壓

36、變壓器一次繞組匝數(shù)少，二次繞組匝數(shù)多供升高電壓用1.2降壓變壓器一次繞組匝數(shù)多，二次繞組匝數(shù)少供降低電壓用1.3聯(lián)絡(luò)變壓器一、二次繞組匝數(shù)取決于一、二次系統(tǒng)電壓供不同電壓系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)用1.4配電變壓器直接供用電負(fù)載的降壓變壓器供降壓配電用2按相數(shù)分類2.1單相變壓器只有一個(gè)鐵心、兩個(gè)繞組。單臺(tái)可供單相負(fù)載。三臺(tái)按一定方式聯(lián)結(jié)起來可組成三相變壓器組，可用來變換三相電壓，而每臺(tái)單相容量只有總?cè)萘康?/3，因而每臺(tái)變壓器的體積、重量均較小，制造、運(yùn)輸較方便在大電力系統(tǒng)中當(dāng)容量很大時(shí)及配電系統(tǒng)中單相負(fù)載很大或?qū)?duì)單相負(fù)載（如路燈）供電時(shí)采用。電力系統(tǒng)中用的接成三相變壓器組2.2三相變壓器一般雙繞組三相變壓

37、器有六個(gè)繞組（其中三個(gè)一次繞組、三個(gè)二次繞組）和一個(gè)共同的三芯柱鐵心。在三相總?cè)萘肯嗤那闆r下，它與三臺(tái)組成的變壓器組相比，具有造價(jià)低、占地小等優(yōu)點(diǎn)廣泛用于工廠供電系統(tǒng)及城市配電系統(tǒng)中，在大電力系統(tǒng)中當(dāng)容量不太大時(shí)也優(yōu)先采用3按繞組型式分類3.1雙繞組變壓器每相兩個(gè)繞組，其中一個(gè)為一次繞組，另一個(gè)為二次繞組，可變換一個(gè)電壓。一、二次繞組之間通過磁路聯(lián)系，沒有電聯(lián)系廣泛用于變換一個(gè)電壓的場合3.2三繞組變壓器每相三個(gè)繞組，其中一個(gè)為一次繞組，另兩個(gè)為二次繞組，可將一次電壓變換為兩個(gè)二次電壓。三個(gè)繞組間也只有磁聯(lián)系用于需兩個(gè)二次電壓的場合3.3自耦變壓器二次繞組與一次繞組有一部分是公用的，即有一部

38、分為“公共繞組”，因此其一、二次繞組間除有磁的聯(lián)系外，尚有電的聯(lián)系。與普通變壓器相比，具有體積小、節(jié)約材料和投資、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)常用于電力系統(tǒng)中作聯(lián)絡(luò)變壓器用，自耦變壓器在實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)用甚為普遍，主要作為高壓用4按繞組導(dǎo)體材質(zhì)分類4.1銅繞組變壓器繞組導(dǎo)體材質(zhì)為銅。與同容量的鋁繞組變壓器相比，導(dǎo)體材料用量較少，使外形尺寸略有縮小，但價(jià)格較貴，一般宜“以鋁代銅”，選用鋁繞組變壓器用于大容量變壓器及某些低損耗配電變壓器4.2鋁繞組變壓器繞組導(dǎo)體材質(zhì)為鋁。鋁繞組變壓器與同容量的銅繞組變壓器在功率損耗方面基本相同，只是用材較多，但價(jià)較低廉，作為配電變壓器宜優(yōu)先選用廣泛用作配電變壓器5按繞組絕緣類型分類

39、5.1油浸式變壓器繞組和鐵心浸于絕緣油中。絕緣油除具有絕緣功能外，還有散熱和滅弧功能。油浸式變壓器與干式變壓器相比，具有較好的絕緣和散熱性能，且價(jià)較低廉，便于檢修，但油為可燃物質(zhì)，故有易燃易爆的危險(xiǎn)廣泛用作電力變壓器，但不宜用于易燃易爆場所5.2干式變壓器繞組和鐵心不浸在絕緣油中。干式變壓器有三種類型：開啟式，其繞組和鐵心直接置于大氣中，利用空氣來絕緣和散熱；封閉式，其繞組和鐵心被密封在外殼內(nèi)，因而散熱條件差，只用于礦井等環(huán)境；澆注式，用澆注的環(huán)氧樹脂作為絕緣和散熱介質(zhì)，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，主要用作小容量配電變壓器廣泛用于安全防火要求較高的場所，如高層建筑的屋內(nèi)變電所、地下變電所及礦井內(nèi)

40、變壓裝置等5.3充氣變壓器繞組和鐵心置于充氣的容器中，利用充填的氣體來絕緣和散熱。充填的氣體現(xiàn)在多采用六氟化硫（SF6），由于它具有優(yōu)異的電氣性能，故應(yīng)用越來越廣主要用于安全防火要求較高的場所，常與其它充氣電器配套組成成套裝置6按冷卻方式分類6.1自冷式變壓器利用繞組和鐵心周圍介質(zhì)來自然地散熱冷卻，因此最為簡單經(jīng)濟(jì)。油浸式變壓器則利用其絕緣油的自然循環(huán)冷卻一般中小容量的電力變壓器多為自冷式6.2風(fēng)冷式變壓器利用通風(fēng)機(jī)來給變壓器通風(fēng)散熱。油浸式變壓器的風(fēng)扇通常安裝在每組散熱油管的內(nèi)側(cè)或底部用于大容量電力變壓器及散熱條件較差的場所6.3強(qiáng)迫油冷式變壓器利用油泵來強(qiáng)迫油浸式變壓器的絕緣油加速循環(huán)散熱

41、冷卻用于大容量的油浸式變壓器6.4水冷式變壓器利用冷卻的循環(huán)水或噴射的冷卻水來帶走油浸式變壓器散熱油管的熱量用于大容量的油浸式變壓器7按調(diào)壓方式分類7.1無載調(diào)壓變壓器又稱“無勵(lì)磁調(diào)壓變壓器”，在變壓器高壓繞組上有UN±5%UN的分接頭，可利用變壓器外殼上面裝設(shè)的分接開關(guān)在變壓器斷電時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)。在二次電壓總的接近于額定值時(shí)，則分接開關(guān)置于UN的主接頭位置。如二次電壓總的高于額定值時(shí)，則分接開關(guān)應(yīng)置于+5%UN的分接頭位置。如二次總的低于額定值時(shí)，則分接開關(guān)應(yīng)置于-5%UN的分接頭位置。這種變壓器較為經(jīng)濟(jì)，但不能隨負(fù)載變動(dòng)進(jìn)行調(diào)壓廣泛應(yīng)用于對(duì)調(diào)壓要求不是很高的場所，特別是10kV及以下

42、的配電變壓器宜優(yōu)先選用這種型式7.2有載調(diào)壓變壓器它配有有載分接開關(guān)、有載調(diào)壓控制器及有關(guān)附件。能在負(fù)載下調(diào)節(jié)變壓器一次繞組的分接頭，使其輸出電壓穩(wěn)定在規(guī)定的范圍內(nèi)，滿足負(fù)載對(duì)電壓水平的要求主要用于10kV及以上的電力系統(tǒng)中及對(duì)電壓水平要求很高的場所8按容量系列分類8.1R8容量系列的變壓器變壓器的容量等級(jí)是按R81.33倍數(shù)遞增的。我國老的變壓器容量等級(jí)都采用此種系列舊的變壓器容量系列8.2R10容量系列的變壓器變壓器的容量等級(jí)是按R101.26倍數(shù)遞增的。我國新的變壓器容量等級(jí)都采用此種系列新的變壓器容量系列9按鐵心材質(zhì)分類9.1熱軋硅鋼片的變壓器熱軋硅鋼片采用熱軋工藝制成，與冷軋硅鋼片比

43、較，其導(dǎo)磁性能較差，鐵損較大老的變壓器一般采用 ，現(xiàn)已不再使用9.2冷軋硅鋼片的變壓器冷軋硅鋼片采用冷軋工藝制成，其導(dǎo)磁性能較好，鐵損較小新的變壓器均采用此種10按用途分類10.1普通變壓器包括一般油浸式和干式變壓器。其導(dǎo)電部分是外露的應(yīng)用于一般正常環(huán)境10.2全封閉變壓器具有密封結(jié)構(gòu)，將導(dǎo)電部分密封，具有防塵、防腐、離爆功能用于多塵、有腐蝕性10.3防雷變壓器其聯(lián)結(jié)方式特別，耐雷水平較高用于多雷地區(qū)二、 要技術(shù)參數(shù)變壓器在規(guī)定的使用環(huán)境和運(yùn)行條件下，其主要技術(shù)參數(shù)：額定容量、額定電壓、額定頻率、線圈聯(lián)接組標(biāo)號(hào)以及額定性能數(shù)據(jù)（阻抗電壓、空載電流、空載損耗和短路損耗）等，這些技術(shù)參數(shù)一般都標(biāo)注

44、在變壓器銘牌上。1、額定容量等級(jí)：我國采用的額定容量等級(jí)基本上按（10）的倍數(shù)增加的，即所謂R10容量系列。具體容量等級(jí)為：10、20、30、50、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000、2500、3150、4000、5000、6300、8000、10000、16000、20000、25000、400000KVA等。通常，容量為630KVA及以下的變壓器統(tǒng)稱為小型變壓器，800 6300KVA的變壓器統(tǒng)稱為中型變壓器，8000 63000KVA的變壓器統(tǒng)稱為大型變壓器90000KVA的變壓器統(tǒng)稱為特大型變壓器。2、

45、電壓組合及聯(lián)接組別表 1-12類別容量（KVA）電壓組合（KV）聯(lián)接組標(biāo)號(hào)高壓中壓低壓11016006、100.4Y/Yo12263063006、103.15、6.3Y/113501600350.4Y/Yo124803150035（38.5）3.1510.5（3.36.3）Y/11Yo/1156300120000110（121）6.311（10.5-13.8）Yo/116630063000110（121）38.56.3、11Yo/Yo/1211731500120000220（242）6.3、13.8（38.5）Yo/11Yo/Yo1283150063000220（242）1216.3、11（3

46、8.5）Yo/Yo/1211Yo/Yo/Yo1212963000120000220（242）12110.513.8（38.5）OYo/1211OYo/Yo121210120000以上110以上按技術(shù)協(xié)議3、頻率：額定頻率，我國額定頻率為 50Hz(50周波 / 秒)。4、阻抗電壓（Uk%）阻抗電壓大小與變壓器成本和性能，系統(tǒng)穩(wěn)定和供電質(zhì)量有關(guān)。A、高壓廠用變壓器阻抗電壓的推薦值表1-131-13 高壓廠用變壓器阻抗電壓的推薦值名稱型式容量（MVA）二次電壓（kV）阻抗電壓（）III工作變壓器分裂繞組25/12.5-12.56.3：6.315：1525/16-166.3：6.312：1231.5

47、/16-166.3：6.318.5：18.513.5：13.531.5/20-206.3：6.316.5：16.513.5：13.540/20-206.3：6.321：2140/25-256.3：6.316.5：16.550/25-256.3：6.321：2150/31.5-31.56.3：6.316.5：16.563/31.5-31.56.3：6.321：1三繞組31.5/20/12.56.3，3.1512.5，2416.5，2440/25/166.3，3.1516.5，2450/31.5/206.3，3.1516.5，24起動(dòng)/備用變壓器分裂繞組有載調(diào)壓25/12.5-12.56.3：6.

48、312：1225/16-166.3：6.312：1231.5/16-166.3：6.315：1531.5/20-206.3：6.319：1913.5：13.540/20-206.3：6.323：2316.5：16.540/25-256.3：6.323：2316.5：16.550/25-256.3：6.323：2350/31.5-31.56.3：6.321：2163/31.5-31.56.3：6.323：23B、低壓廠用變壓器阻抗電壓的推薦值 1-14表1-14 低壓廠用變壓器阻抗電壓的推薦值廠用變壓器容量（kVA）1001251602002503154005006308001000125016002000610kV配電變壓器阻抗電壓（國標(biāo)）（）444444444.54.54.54.54.55.5廠用變壓器阻抗電壓推薦值（）444444444.54.5/64.5/66810C、具有兩個(gè)獨(dú)立繞組的變壓器的典型阻抗電壓值 表1-151-15 具有兩個(gè)獨(dú)立繞組的變壓器的典型阻抗電壓值額定容量（kVA）阻抗電壓（）630及以下6311250125131503151630063011250012501250