第一章發(fā)電廠變電所的一次電氣設備

1、第一章 發(fā)電廠、變電所的一次電氣設備第一節(jié)概述一、 發(fā)電廠、變電所一次設備的概念直接生產和輸配電能的設備稱為一次設備。包括發(fā)電機、變壓器、斷路器、隔離開關、母線、電抗器、自動空氣開關、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濟性，目前廣泛地將許多發(fā)電廠用電力網絡連接起來并聯工作。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)中由各級電壓的輸配電線路和變電所組成的部分稱為電網。三、電力系統(tǒng)主接線在發(fā)電廠和變電所中，各種電氣設備根據工作的要求和它們的作用，依一定次序連接成的一次設備電路稱為

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、變壓器、母線、斷路器、隔離開關、電抗器、線路等設備。它們的連接方式，對供電可靠、運行靈活，檢修方便以及經濟合理起著決定性的作用。第二節(jié)、高壓開關設備一、高壓開關設備在電力系統(tǒng)中的作用及要求高壓開關設備用于開斷和關合、額定電壓為3KV及以上的電力設備。它在電力系統(tǒng)中的應用見 圖1-1。在電力系統(tǒng)中，發(fā)電機、變壓器等設備，由于電力系統(tǒng)的安全、可靠和經濟運行的需要，須將它們投入或退出而要進行操作。例如：1、正常情況下可靠的接通和開斷電流； 2、改變運行方式時，可以靈活地進行切換操作；3、在電

3、路發(fā)生故障情況或不正常工作狀態(tài)時，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，并使未故障部分繼續(xù)運行。以提高電力系統(tǒng)運行可靠性；4、在檢修設備時，隔離帶電部分，保證工作人員的安全等。為了完成以上的運行操作要求，在電氣系統(tǒng)中必須安裝一些高壓開關設備。(一)、高壓開關設備的基本要求1、 可靠性要求高。2、 能承受很大的瞬時功率。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)時間達幾秒鐘。開關設備具有能承受，開斷及關合故障電流的能力。3、動作時間快速。開斷故障電流時間的快慢，會影響電力系統(tǒng)傳輸功率的大小及系統(tǒng)運行的穩(wěn)定。要求斷路器在接到繼電保護的動作信號后，在幾十毫秒內開斷故障電流；

4、在“合、分”操作時，觸頭短接時間在100毫秒以內。 （二）、高壓開關設備的分類、 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電器。如高壓負荷開關。、 僅用來斷開故障情況下的過負荷電流或短路電流的開關電器，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荷或短路電流的開關設備，如高壓斷路器、低壓空氣開關等。、 不要求斷開或閉合電流，只用來在檢修時隔離電壓的開關電器，如隔離開關等。高壓開關設備的分類見表1-1（三）、高壓開關設備的基本組成： 高壓開關設備品種型號很多，但其組成是由以下五部分：開斷元件、支撐絕緣件、傳動元件、基座及操作機構組成。見表1-2表1-1 高壓

5、斷路器的類型、結構特點及其應用范圍類 別結 構 特 點應用范圍高壓斷路器（參看表LC11-1序號7680）多油斷路器（DN、DW型）開關觸頭在絕緣淚中閉合和斷開油兼有滅弧和絕緣功能，油量多結構簡單，但體積較大，耗用鋼材多外殼接地，人體觸及無觸電危險，但有易燃易爆危險過去曾廣泛應用，但其缺點較嚴重，因此現已趨于淘汰少油斷路器（SN、SW型）開關觸頭在絕緣油中閉合和斷開油只作滅弧介質用，油量少結構簡單，且體積小，重量輕外殼帶電，必須與大地絕緣，人體不許觸及，但燃燒爆炸的危險性較小現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 4絕緣筒 （內裝滅弧室及觸頭） 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）開關觸頭在高真空（氣壓為10-210-6Pa）的容器內閉合和斷開滅弧能力強，燃弧時間短，屬高速斷路器觸頭不受外界有害氣體的侵蝕，電磨損小，壽命長結構簡單，體積小，重量輕，且可采用積木式結構，系列性強無易燃易爆介質，因此無易燃易爆危險1上接線（后面出線） 2真空滅?。▋扔杏|頭）3下接線端（后面出線） 4機構箱 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，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產生氟化氫等有強烈腐蝕性的劇毒物，檢修時應注意防毒結構簡單，且亦可采用積木式結構無燃燒爆炸危險LN2-10型六氟化硫斷路器1上接線端 2絕緣筒（內為汽缸及觸頭系統(tǒng)）3下接線端 4操動機構箱 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）利用壓縮空氣吹動電弧，并使電弧熄滅滅弧能力強，分斷時間短，斷流能力大結構較復雜，但亦可采用積木式結構，系列性強主要用于超高壓電網中及不適于采用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)、主導電回路、輔助滅弧室、輔助觸頭系統(tǒng)、并聯電阻等。開斷及關合電力線路，安全隔離電源。支持絕緣件瓷柱、瓷套管、絕緣套等構成的支柱本體、拉緊絕緣子等。保證開斷元件有可靠的對地絕緣，承受開斷元件的操作力及各種外力。傳動元件各種連桿、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?；_關本體的底架、底座等。整臺產品的基礎。操動機構彈簧、液壓、電磁、氣動及手動機構的本體及其配件等。為開斷元件分合閘操作提供能量，并實現各種規(guī)定的操作。二、 高壓斷路器形式及操動機構（一）、高壓斷路器的主要技術參數：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有10、20、35、60、110、220、330、500KV各級。額定電壓指的是線電壓，標于斷路器的設備銘牌上。 按國家標準，對于額定電壓在220KV及其以下的設備，其最高工作電壓為額定電壓的1.15倍；對于330KV電壓等級的設備為額定電壓的1.1倍；2、額定電流（In） 斷路器長期通過額定電流時，其各部分的發(fā)熱溫度不應超過允許值。我國目前所采用的額定電流標準有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，也和額定電壓有關。因此通常采用一個綜合值。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的能力。熱穩(wěn)定電流是表明斷路器在某規(guī)定時間（國標4秒）內允許運行的最大電流。6、額定動穩(wěn)定電流（Iem）斷路器能夠承受短路電流電動力作用的性能，這個電流值的大小由導電及絕緣部分的機械強度所決定。7、合閘時間 對有操作機構的斷路器，自發(fā)出合閘信號（即合閘線圈加上電壓）起，到斷路器接通時為止所經過的時間，為斷

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

12、/1500150024.8150063.424.8（4S）油內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 表1-4表1-4 斷路器的分類及主要特點表類別結構特點技術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，主要用油作為對地的絕緣介質。額定電流不易做大，一般開斷小電流，燃弧時間較長，動作速度慢。35KV及以下變電所少油對地絕緣主要是靠固體介質，結構較簡單，制造方便。若配液壓機構，制造工藝要求高。積木式結構可做到任何使用電壓等級，開斷電流大。全開斷時間短。各電壓等級的戶內、外變電所，是現有生產量最大的品種。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，能進行頻繁操作，開斷電容電流性能好。35KV及以下戶內變電所、工礦企業(yè)中較頻繁操作的場所。六氟化硫單壓式結構簡單，密封要求嚴，對工藝和材料要求高。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。固體產氣結構簡單，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、磁吹開關（三）、斷路器（及操作機構）產品型號的的編制安裝地點代號 ：戶內（N）、戶外（W）表1-5 產品字母代號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產氣斷路器F負荷開關G隔離開關J接地短路器ZF全封閉式組合電器SH敞開式組合電器C操作機構R熔斷器例1：SN 10-10 / 3000-31.5S少油 N戶外 10設計系列號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設計系列號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設計系列號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 12設計系列號10千伏 1250A 額定工作電流25千安，額定開斷電流。 表1-6 操作機構操作方式字母代號操作方式手動電磁電動機彈簧重錘氣動液壓字母代號SDJTZQY例如：1、電磁型CV240G C操動機構 D電磁型 2設計序號G改進型 T帶有脫扣 X箱式另外 CD3346 CD5XG CD10I、II、III CD11X CD1

18、5 2、彈簧操動機構 CT2XG C操動機構 T彈簧型 2設計序號 X箱式 G改進型另外： CT7I、II CT8I、II、III CT9 CT10 CT113、 液壓操動機構CYA C操動機構 Y液壓機構 CY3II、III CY4 CY5II CY8三、隔離開關隔離開關是一種沒有專門滅弧裝置的開關設備。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。、 隔離開關主要用途：（1）、隔離電源：隔離開關將需要檢修的電氣設備與帶電的電網可靠的隔離，以保證檢修工作的安全進行。（2）、倒閘操作：在雙母線的電路中，利用隔離開關將設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進行下列操作：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公里以內的空載輸電線路的接通和斷開。D、附隔離開關開斷小電流參考值隔離開關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、隔離開關的型號含義和主要技術參數 隔離開關的型號含義如下：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，設計序號為19的瓷套管型戶內隔離開

20、關。戶內隔離開關的主要技術數見表。表1-7 戶內隔離開關主要技術參數表型號額定電壓（KV）額定電流（A）動穩(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、隔離開關的類型（1）、按

21、絕緣支柱的數目可分為單柱式、雙柱式、及三柱式隔離開關。（2）、按閘刀的運動方式，可分為水平旋轉式、垂直旋轉式、擺動式和插入式。（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）、按裝設地點的不同，分為戶內和戶外兩種。（5）、按操作機構分為手動、電動和氣動等。 4、隔離開關的類型、結構及應用一覽表表1-8 隔離開關的類型、結構特點及應用范圍一覽表高壓隔離開關戶內式隔離開關（GN型）沒有專門的滅弧裝置，因此不能帶負荷操作，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構

22、，閘刀均作垂直回轉運動用于35kV及以下的戶內裝置中戶外式隔離開關（GW型）結構形式有單柱式、雙柱式和三柱式，閘刀有垂直回轉式和水平回轉式兩種多用于35kV及以下的戶外裝置中高壓熔斷器戶內管型熔斷器（RN型）熔斷管內充填有石英砂內熔斷并熄滅電弧，其滅弧速度快，能在短路電流達到沖擊值之前熄滅電弧，因此具有“限流”作用 熔斷管插入固定的彈性觸座內，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“跌開”用于35kV及以下的戶內裝置中戶外跌開式熔斷器（RW型）熔斷管為纖維管，熔絲熔斷時產生的電弧使管內壁纖維質分解產生氣體吹弧，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，滅弧時間較長，不能在短路電流達到沖擊值之前熄滅電弧，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功能外，沿具隔離開關功能，能隔離高壓電源，確保安全檢修，同時能進行無負荷操作。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荷開關一樣帶負荷操作用于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網的簡易電器。如接地短路器、負荷開關、熔斷器等。結構比較簡單，具有一定的開斷（或關合）能力的高壓開關設備。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。由于簡易電器造價較低，使用方便，因此應用很廣。例如，在容量較小的6 35KV的電力系統(tǒng)中，常將負荷開關與熔斷器串聯起來使用。來代替部分斷斷器。同時，簡易電器也可以做某些設備（例如互感器、電抗器等）的保護元件。1、 接地短路器 接地短路器通常裝在降壓變壓器的高壓側。當受電端發(fā)生故障，但故障電流不很大不足以使送電端斷路器動作時，接地短路器能自動合閘，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分支線路和終端的降壓變壓所。2、 負荷開關 負荷開關主要用于切斷與關合線路負荷電流，有些還可用于切斷與關合空載變壓器、空載線路和電容器組。它僅能作為

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

26、（1）在真空中滅弧，電壽命長。（2）價格較貴35KV及以下產品3、 高壓熔斷器 高壓熔斷器是在電網中人為設置的一個最薄弱元件，當過電流流過時，元件本身發(fā)熱熔斷，經滅弧介質的作用使電路斷開，達到保護電力線路和電器設備的目的。熔斷器在電壓低于35KV的小容量電網中廣泛采用。 熔斷器由熔絲管、接觸導電系統(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)中供測量和保護用的重要設備。分為電壓互感器和電流互感器兩大類。前者能將系統(tǒng)中的高電壓變成標準的低電壓（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、轉換成低壓標準的小電流（5A或1A）； 用于供給測量儀表和繼電保護裝置。一、 互感器的作用1、 將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈返臉藴手?。通常額定二次電壓為100V 或 100/V，額定二次電流為5A或1A。使測量儀表和保護裝置標準化，二次設備的絕緣水平可按低電壓設計，從而使結構輕巧，價格低廉。2、所有二次設備可用低電壓、小電流控制電纜連接，使屏柜布線簡單，安裝方便。同時便于集中管理，可實現遠方控制和測量。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，對二次設備進行維護、調換以及整試時，不需中斷一次系統(tǒng)的運行，僅適當的改變二次接線即可實現

28、。4、使二次設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。電壓互感器一次側的電壓即電網電壓，不受互感器二次側負荷的影響，其負荷是恒定的。二次所接測量儀表和繼電保護裝置的電壓線圈阻抗很大，因此在正常運行時，電壓互感器接近于空載狀態(tài)。電壓互感器類似一臺高電壓小容量變壓器。 2、 電壓互感器的聯接法 圖 1-23、 電壓互感器型號字

29、母含義字母排列順序字母代號含義1J電壓互感器2D單相S三相C串級式3J油浸式、G干式、C瓷箱式、R電容分壓式、Z澆注式4B有Z形接線補償線J接地保護W三線圈圈三相三柱旁軛式鐵芯結構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上研制而成。實質上就是一個電容分壓器。它可供110KV及以上中性點直接接地系統(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：（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：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）串聯于一次電路內，副繞組（也稱二次繞組）與測量儀表和繼電保護元件的電流線圈串聯。電流互感器的一次繞組匝數W1較少，通常僅有一匝或幾匝，而二次繞組的匝數W2較多。為一次繞組的若干倍。因此，二次電路內的電流I 2小于一次電路內的電流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的負載，是測量儀表和繼電保護元件的電流線圈，阻抗很小，因此電流互感器正常工作時，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

31、字母含義：字母排列順序字母代號含義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、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保護級 D差動保護例：LCLWD3220 L電流互感器、C瓷箱式、L電容型絕緣、W戶外式、D3保護式4、電流互感器的準確級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和實際電流值I1之差，與實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 電流互感器的準確度級和最大誤差準確度等級一次電流為額定電流的百分數（）最大見許誤差二次負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：由于電流互感器鐵芯具有逐漸飽和的特性，當電流互感器的一次電流超過額定電流并繼續(xù)增大時，電流誤差則逐漸移向負值而迅速增大，當電流增大到使電流誤差恰好等于10時，這時的一次電流與其額定電流之比，稱為一次電流飽和倍數（一般為15倍）。由于繼電器的動作電流比額定電流通常大好多倍，所以作為繼電保護應該保證在很大電流通過的情況下，仍能使繼電器準確而可靠的動作。因此，對繼電保護用的電流互感器，主要特性參數不是電流誤差和角誤差，而是飽和倍數。10誤差倍數，也就是在額定負荷下，功率因數為0.8時的飽和倍數。圖所示為某一電流互感器的10倍數與負荷的關系曲線。在實際應用

34、中，先求出一次短路電流Id對其額定電流I1e的倍數n=然后再從上述關系曲線上查出相應的次級負荷阻抗Z2，當實際的次級負荷小于Z2時，便可保證用于繼電保護的電流互感器，其電流誤差I不會超過10，其準確度即能滿足繼電保護的要求。根據運行經驗，為了保證繼電保護裝置可靠地動作，電流互感器初級通過故障電流時，其電流誤差不應超過10，而角誤差也不應超過7°。所以對大多數繼電保護裝置來說，通常采用準確度等級為1級或3級的電流互感器，均能滿足上述要求。對差動保護裝置，一般采用特殊的C級鐵芯的電流互感器，接地保護則采用D級鐵芯的電流互感器。電流互感器的10倍數與負載關系第四節(jié) 電力變壓器一、 電力變壓

35、器的基本知識1、基本原理：變壓器是借助于電磁感應原理，以相同的頻率，在兩個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）、變壓器類產品應用示意圖 圖 1-4（2）、電力變壓器的分類和型號型號中符號位置分類類別代表符號 1線圈耦合方式自耦O 2相數單相三相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冷油浸水冷強迫油循環(huán)風冷強迫油循環(huán)水冷JGCFSFPSP 4線圈數雙線圈三線圈S 5線圈導線材料銅鋁L 6調壓方式 無激磁調壓 無載調壓Z、 電力變壓器的類型、特點及應用范圍 表 1-11序號類別主要特點應用范圍1按功能分類1.1升壓

36、變壓器一次繞組匝數少，二次繞組匝數多供升高電壓用1.2降壓變壓器一次繞組匝數多，二次繞組匝數少供降低電壓用1.3聯絡變壓器一、二次繞組匝數取決于一、二次系統(tǒng)電壓供不同電壓系統(tǒng)聯絡用1.4配電變壓器直接供用電負載的降壓變壓器供降壓配電用2按相數分類2.1單相變壓器只有一個鐵心、兩個繞組。單臺可供單相負載。三臺按一定方式聯結起來可組成三相變壓器組，可用來變換三相電壓，而每臺單相容量只有總容量的1/3，因而每臺變壓器的體積、重量均較小，制造、運輸較方便在大電力系統(tǒng)中當容量很大時及配電系統(tǒng)中單相負載很大或專對單相負載（如路燈）供電時采用。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、器有六個繞組（其中三個一次繞組、三個二次繞組）和一個共同的三芯柱鐵心。在三相總容量相同的情況下，它與三臺組成的變壓器組相比，具有造價低、占地小等優(yōu)點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)中當容量不太大時也優(yōu)先采用3按繞組型式分類3.1雙繞組變壓器每相兩個繞組，其中一個為一次繞組，另一個為二次繞組，可變換一個電壓。一、二次繞組之間通過磁路聯系，沒有電聯系廣泛用于變換一個電壓的場合3.2三繞組變壓器每相三個繞組，其中一個為一次繞組，另兩個為二次繞組，可將一次電壓變換為兩個二次電壓。三個繞組間也只有磁聯系用于需兩個二次電壓的場合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系外，尚有電的聯系。與普通變壓器相比，具有體積小、節(jié)約材料和投資、運行費用低等優(yōu)點常用于電力系統(tǒng)中作聯絡變壓器用，自耦變壓器在實驗室中應用甚為普遍，主要作為高壓用4按繞組導體材質分類4.1銅繞組變壓器繞組導體材質為銅。與同容量的鋁繞組變壓器相比，導體材料用量較少，使外形尺寸略有縮小，但價格較貴，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體材質為鋁。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，且價較低廉，便于檢修，但油為可燃物質，故有易燃易爆的危險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，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，結構簡單，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，如高層建筑的屋內變電所、地下變電所及礦井內

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。充填的氣體現在多采用六氟化硫（SF6），由于它具有優(yōu)異的電氣性能，故應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來自然地散熱冷卻，因此最為簡單經濟。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風冷式變壓器利用通風機來給變壓器通風散熱。油浸式變壓器的風扇通常安裝在每組散熱油管的內側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強迫油冷式變壓器利用油泵來強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按調壓方式分類7.1無載調壓變壓器又稱“無勵磁調壓變壓器”，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的分接開關在變壓器斷電時進行調節(jié)。在二次電壓總的接近于額定值時，則分接開關置于UN的主接頭位置。如二次電壓總的高于額定值時，則分接開關應置于+5%UN的分接頭位置。如二次總的低于額定值時，則分接開關應置于-5%UN的分接頭位置。這種變壓器較為經濟，但不能隨負載變動進行調壓廣泛應用于對調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有載調壓變壓器它配有有載分接開關、有載調壓控制器及有關附件。能在負載下調節(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，滿足負載對電壓水平的要求主要用于10kV及以上的電力系統(tǒng)中及對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是按R81.33倍數遞增的。我國老的變壓器容量等級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是按R101.26倍數遞增的。我國新的變壓器容量等級都采用此種系列新的變壓器容量系列9按鐵心材質分類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，其導磁性能較差，鐵損較大老的變壓器一般采用 ，現已不再使用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。其導電部分是外露的應用于一般正常環(huán)境10.2全封閉變壓器具有密封結構，將導電部分密封，具有防塵、防腐、離爆功能用于多塵、有腐蝕性10.3防雷變壓器其聯結方式特別，耐雷水平較高用于多雷地區(qū)二、 要技術參數變壓器在規(guī)定的使用環(huán)境和運行條件下，其主要技術參數：額定容量、額定電壓、額定頻率、線圈聯接組標號以及額定性能數據（阻抗電壓、空載電流、空載損耗和短路損耗）等，這些技術參數一般都標注

44、在變壓器銘牌上。1、額定容量等級：我國采用的額定容量等級基本上按（10）的倍數增加的，即所謂R10容量系列。具體容量等級為：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、電壓組合及聯接組別表 1-12類別容量（KVA）電壓組合（KV）聯接組標號高壓中壓低壓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)定和供電質量有關。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/備用變壓器分裂繞組有載調壓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）（）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、具有兩個獨立繞組的變壓器的典型阻抗電壓值 表1-151-15 具有兩個獨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