高壓電器及成套配電裝置培訓(xùn)資料

1、高壓電器及成套配電裝置培訓(xùn)資料第1頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四內(nèi)容提要：第一節(jié) 高壓電器相關(guān)知識（短路，電弧）第二節(jié) 高壓斷路器第三節(jié) 隔離開關(guān)第四節(jié) 高壓負(fù)荷開關(guān)第五節(jié) 高壓熔斷器第六節(jié) 高壓電容器第七節(jié) 高壓成套配電裝置第八節(jié) 高壓/低壓預(yù)裝箱式變電站第2頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四高壓電器及成套配電裝置 3kV35kV常用的高壓電器有斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、熔斷器和電容器等多種設(shè)備。 高壓電器在高壓電路中起著控制或保護(hù)等作用。第3頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四第一節(jié) 高壓電器相關(guān)知識電力系統(tǒng)短路基本概念

2、 電力系統(tǒng)中相與相之間或相與地之間（對中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)而言）通過金屬導(dǎo)體、電弧或其他較小阻抗連接而形成的非正常狀態(tài)稱為短路。短路的基本類型有： 三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相短路第4頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四第一節(jié) 高壓電器相關(guān)知識短路電流危害（熱、安培力、電弧、電壓）短路電流通過電氣設(shè)備時，將引起導(dǎo)體嚴(yán)重發(fā)熱，造成導(dǎo)體溫度升高甚至熔化，并且會損壞絕緣。短路電流通過電氣設(shè)備時，在相間產(chǎn)生很大的電動力作用于導(dǎo)體上，可能造成設(shè)備的形變和損壞。短路處往往有電弧產(chǎn)生，高溫電弧會燒毀故障設(shè)備或燒傷周圍人員，甚至引起火災(zāi)。短路電流通過變壓器、線路等阻抗元件時，將產(chǎn)生

3、很大的電壓降，還會引起發(fā)電機(jī)端電壓的降低，因此影響電力系統(tǒng)的正常供電。第5頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四第一節(jié) 高壓電器相關(guān)知識高壓電器中的電弧 電弧電流的本質(zhì)是離子導(dǎo)電，即觸頭之間的正離子（帶正電）在觸頭間電場力的作用下向負(fù)極運(yùn)動，負(fù)離子（帶負(fù)電）和自由電子在觸頭間電場力的作用下向正極運(yùn)動而形成的電流。 觸頭斷開后，觸頭之間如果有電弧存在，則電路實(shí)際上并沒有被切斷，直到觸頭間電弧熄滅后電路才能真正斷開。 當(dāng)電感（或電容）性負(fù)載所占比例較大（即電壓和電流相位差較大時），恢復(fù)電壓增加較快，不利于滅弧。對于純阻性負(fù)載，恢復(fù)電壓等于電源電壓，則有利于滅弧。第6頁，共42頁，

4、2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四第一節(jié) 高壓電器相關(guān)知識觸頭間介質(zhì)擊穿電壓：觸頭間產(chǎn)生電弧的最小電壓；觸頭間恢復(fù)電壓：觸頭間電弧暫時熄滅后外電路施加在觸頭之間的電壓；滅弧條件：觸頭間介質(zhì)擊穿電壓大于觸頭間恢復(fù)電壓。第7頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四第一節(jié) 高壓電器相關(guān)知識加速電弧熄滅的方法(原理)氣體吹動電弧(降溫，帶走帶電質(zhì)點(diǎn))拉長電弧(增大表面積)電弧與固體介質(zhì)接觸(迅速冷卻) 第8頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四第二節(jié) 高壓斷路器 斷路器用于在正常運(yùn)行時接通或斷開電路，故障情況在繼電保護(hù)裝置的作用下迅速斷開電路，特殊情況（如自動

5、重合到故障線路上時）下可靠地接通短路電流。 斷路器的工作狀態(tài)（斷開或閉合）是由它的操動機(jī)構(gòu)控制的。第9頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四第二節(jié) 高壓斷路器高壓斷路器的類型 高壓斷路器按安裝地點(diǎn)分可分為戶內(nèi)式和戶外式兩種。 按滅弧原或滅弧介質(zhì)可分為油斷路器（多油斷路器和少油斷路器）、真空斷路器、六氟化硫斷路器等等。 多油斷路器的特點(diǎn)：用油量多、金屬耗材量大、易發(fā)生火災(zāi)或爆炸、體積較大、加工工藝要求不高、耐用、價格較低等特點(diǎn)。 少油斷路器的特點(diǎn)：耗材少、價格低等優(yōu)點(diǎn)，但需定期檢修，有引起火災(zāi)或爆炸的危險(xiǎn)。第10頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四第二節(jié) 高

6、壓斷路器高壓斷路器的主要參數(shù) 額定電壓、額定電流、額定開斷電流、關(guān)合電流斷路器型號及含義ZN4-10/630型斷路器：表示為“室內(nèi)式真空斷路器，設(shè)計(jì)序號為4，額定電壓為10kV，額定電流為630A 第11頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四第二節(jié) 高壓斷路器SF6斷路器：使用壽命長、檢修周期長、檢修工作量小、不存在燃燒和爆炸的危險(xiǎn)。SF6是一種無色、無味、無毒、不可燃、易液化，對電氣設(shè)備不腐蝕的氣體。SF6氣體絕緣性和滅弧能力強(qiáng)，它的絕緣強(qiáng)度是空氣的2.33倍，滅弧能力是空氣的100倍。SF6氣體在電弧高溫下會分解成低氟化物，電弧過零后，很快再結(jié)合成SF6氣體。某些SF6斷

7、路器檢修年限可達(dá)20年以上。第12頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四第二節(jié) 高壓斷路器SF6氣體嚴(yán)禁向大氣排放，必須使用SF6氣體回收裝置，避免污染環(huán)境，保證環(huán)境安全。設(shè)有氣體檢漏設(shè)備和氣體回收裝置。新裝SF6斷路器投入運(yùn)行前必須復(fù)測氣體含水量和漏氣率，要求滅弧室的含水量應(yīng)小于150ppm（體積比），其他氣室小于250ppm（體積比）；SF6年漏氣率小于1%。運(yùn)行中的SF6斷路器應(yīng)定期測量SF6氣體含水量，斷路器新裝或大修后，每三個月測量一次，待含水量穩(wěn)定后可每年測量一次。每日定時記錄SF6氣體壓力和溫度。第13頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四第二

8、節(jié) 高壓斷路器斷路器操作機(jī)構(gòu)作用：用來控制斷路器跳閘、合閘和維持合閘狀態(tài) 基本要求：足夠的操作功較高的可靠性動作迅速具有自由脫扣裝置第14頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四第二節(jié) 高壓斷路器操作機(jī)構(gòu)的分類及特點(diǎn)分類：手動操動機(jī)構(gòu)、電磁操動機(jī)構(gòu)、彈簧儲能操動機(jī)構(gòu)、氣動操動機(jī)構(gòu)、液壓操動機(jī)構(gòu)等電磁操動機(jī)構(gòu)：結(jié)構(gòu)簡單、價格較低、加工工藝要求低、可靠性高；缺點(diǎn)是合閘功率大、需要配備大容量的直流合閘電源、機(jī)械笨重、機(jī)構(gòu)耗材多。彈簧儲能操動機(jī)構(gòu)：只需要小容量合閘電源，對電源要求不高（直流、交流均可）；缺點(diǎn)是操動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工工藝要求高、機(jī)件強(qiáng)度要求高、安裝調(diào)試?yán)щy。液壓操動機(jī)構(gòu)

9、：體積小、操作功大、動作平穩(wěn)、無噪音、速度快、不需要大功率的合閘電源；缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工工藝要求很高、動作速度受溫度影響大、價格昂貴。第15頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四第二節(jié) 高壓斷路器斷路器的運(yùn)行維護(hù)(要點(diǎn))（1）正常巡視：一般有人值班的變電所和升壓變電所每天巡視不少于一次，無人值班的變電所由當(dāng)?shù)匕淳唧w情況確定，通常每月不少于2次；（2）新設(shè)備投入運(yùn)行后，應(yīng)相對縮短巡視周期，投入運(yùn)行72h后轉(zhuǎn)入正常巡視檢查。（3）SF6斷路器發(fā)生意外爆炸或嚴(yán)重漏氣等事故，盡量選擇從“上風(fēng)”接近設(shè)備。第16頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四第三節(jié) 隔離開關(guān)

10、隔離開關(guān)在結(jié)構(gòu)上沒有特殊的滅弧裝置，不允許用它帶負(fù)荷進(jìn)行拉閘或合閘操作。隔離開關(guān)拉閘時，必須在斷路器切斷電路之后才能再拉隔離開關(guān)；合閘時，必須先合入隔離開關(guān)后，再用斷路器接通電路。第17頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四第三節(jié) 隔離開關(guān) 隔離開關(guān)的作用隔離電源倒閘操作拉、合無電流或小電流電路電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)分為運(yùn)行、備用和檢修三種工作狀態(tài)。倒閘操作：將電氣設(shè)備由一種工作狀態(tài)改變?yōu)榱硪环N工作狀態(tài)的操作。第18頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四高壓隔離開關(guān)運(yùn)行拉、合以下電路：（1）拉、合電壓互感器與避雷器回路；（2）拉、合母線和直接與母線相連設(shè)備的電容電

11、流（3）拉、合勵磁電流小于2A的空載變壓器；（4）拉、合電容電流不超過5A的控制線路；第三節(jié) 隔離開關(guān)第19頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四第三節(jié) 隔離開關(guān)隔離開關(guān)的分類：按安裝地點(diǎn)分：戶內(nèi)式，戶外式；按刀閘運(yùn)動方式分：水平旋轉(zhuǎn)式，垂直旋轉(zhuǎn)式和插入式；按每相支柱絕緣子數(shù)目分：單柱式，雙柱式，三柱式；按操作特點(diǎn)分：單極式，三極式；按有無接地刀閘分：帶接地刀閘，無接地刀閘；第20頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四第三節(jié) 隔離開關(guān)隔離開關(guān)的類型GN2-10型隔離開關(guān)：表示為“10kV戶內(nèi)式隔離開關(guān)，額定電流位4003000A”。GW4-35型隔離開關(guān)：表

12、示為“35kV戶外式隔離開關(guān)，額定電流位6302000A”。GW5-35系列隔離開關(guān)：雙柱式V形結(jié)構(gòu)，支柱絕緣子軸線之間的交角為50度。第21頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四第四節(jié) 高壓負(fù)荷開關(guān) 高壓負(fù)荷開關(guān)是高壓電路中用于在額定電壓下接通或斷開負(fù)荷電流的專用電器。它雖有滅弧裝置，但滅弧能力較弱，只能切斷和接通正常的負(fù)荷電流，而不能用來切斷短路電流。一般情況下，負(fù)荷開關(guān)與高壓熔斷器配合使用，由熔斷器起短路保護(hù)作用。 負(fù)荷開關(guān)有工作觸頭和滅弧觸頭。合閘時，滅弧觸頭先閉合，然后工作觸頭再閉合；分閘時，工作觸頭先斷開，然后滅弧觸頭再斷開。第22頁，共42頁，2022年，5月2

13、0日，20點(diǎn)8分，星期四第四節(jié) 高壓負(fù)荷開關(guān)分類 按使用場所：戶內(nèi)式和戶外式 按滅弧方式：油浸式、產(chǎn)氣式、真空和六氟化硫開關(guān)第23頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四第五節(jié) 高壓熔斷器 高壓熔斷器在通過短路電流或過載電流時熔斷，以保護(hù)電路中的電氣設(shè)備。在3Kv35kV小容量裝置中，熔斷器可用于保護(hù)線路、變壓器、電動機(jī)及電壓互感器等。 第24頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四第五節(jié) 高壓熔斷器分類 按安裝地點(diǎn)：戶外式和戶內(nèi)式 按動作特性：固定式和自動跌落式 按工作特性：限流式和非限流式 在沖擊短路電流到達(dá)之前能切斷短路電流的熔斷器稱為限流式熔斷器；否則為

14、非限流式熔斷器。 第25頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四第六節(jié) 高壓電容器高壓電容器用途與型號 高壓電容器是電力系統(tǒng)的無功電源之一，用于提高電網(wǎng)的功率因數(shù)。第26頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四第六節(jié) 高壓電容器高壓電容器安全運(yùn)行電容器金屬外殼應(yīng)有明顯接地標(biāo)志，其外殼應(yīng)與金屬架構(gòu)共同接地。電容器應(yīng)有溫度測量設(shè)備，可在適當(dāng)部位安裝溫度計(jì)或貼示溫蠟片；一般情況下，環(huán)境溫度在40之間時，充礦物油的電容器允許溫升為50，充硅油的電容器允許溫升為55。允許過電壓，電容器組在正常運(yùn)行時，可在1.1倍額定電壓下長期運(yùn)行。第27頁，共42頁，2022年，5月20

15、日，20點(diǎn)8分，星期四第六節(jié) 高壓電容器允許過電流，電容器組允許在1.3倍額定電流下長期運(yùn)行。正常情況下，高壓電容器組的投入或退出應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)無功潮流、負(fù)載功率因素和典雅等情況確定。一般功率因素低于0.85時，要投入高壓電容器組；功率因素超過0.95且仍有上升趨勢時，高壓電容器組應(yīng)退出運(yùn)行；系統(tǒng)電壓偏低時，也可投入高壓電容器組。當(dāng)電容器組發(fā)生下列情況之一時，應(yīng)立即退出運(yùn)行：電容器爆炸，電容器噴油或起火，瓷套管發(fā)生嚴(yán)重放電、閃絡(luò)，接點(diǎn)嚴(yán)重過熱或熔化，電容器內(nèi)部或放電設(shè)備有嚴(yán)重異響，電容器外殼有異形膨脹。第28頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四第六節(jié) 高壓電容器高壓電容器組運(yùn)行

16、操作注意事項(xiàng)：停電時，先拉開高壓電容器支路的斷路器，再拉其他各支路的斷路器。送電時，先合各支路的斷路器，最后再合高壓電容器組的斷路器。事故情況下，全站無電后，必須將高壓電容器組的支路斷路器先斷開。高壓電容器的保護(hù)熔斷器突然熔斷時，在未查明原因之前，不可更換熔體恢復(fù)送電。高壓電容器禁止在自身帶電荷時合閘。如果電容器剛斷電即又合閘，因電容器本身有存儲的電荷，電容器所承受的電壓可能達(dá)到2倍以上的額定電壓。高壓電容器組再次合閘，應(yīng)在其斷電3min后進(jìn)行。第29頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四第六節(jié) 高壓電容器高壓電容器組在運(yùn)行中的常見故障和處理：（1）電容器滲漏油原因：搬運(yùn)方法

17、不當(dāng)；溫度變化劇烈處理方法：正確搬運(yùn)；巡視檢查；調(diào)節(jié)電容器溫度（2）電容器外殼膨脹原因：內(nèi)部發(fā)生局部放電；產(chǎn)生過電壓；使用期限已過處理方法：立即停運(yùn)（3）電容器爆炸原因：內(nèi)部發(fā)生相間短路；相對外殼的擊穿處理方法：應(yīng)立即切斷電容器與電網(wǎng)的連接（4）電容器發(fā)熱原因：室溫過高；接頭螺絲松動；長期過電壓；過負(fù)荷；頻繁投切處理方法：改善通風(fēng)條件；停電擰緊螺絲；調(diào)換額定電壓較高的電容器；不頻繁投切（5）電容器有異常響聲原因：內(nèi)部有局部放電（有“滋滋”聲）；內(nèi)部絕緣崩裂前兆（有“沽沽”聲）；處理方法：經(jīng)常巡視，注意聲響；停運(yùn)檢修第30頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四第七節(jié) 高壓成套配

18、電裝置 高壓成套配電裝置是由制造廠成套供應(yīng)的設(shè)備，運(yùn)抵現(xiàn)場后組裝而成的高壓配電裝置。它將電氣主電路分成若干個單元，每個單元即一條回路，將每個單元的斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器，以及保護(hù)、控制、測量等設(shè)備集中裝配在一個整體柜中（通常稱為一面或一個高壓開關(guān)柜），由多個高壓開關(guān)柜在發(fā)電廠、變電所或配電所安裝后組成的電力裝置稱為成套配電裝置。第31頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四第七節(jié) 高壓成套配電裝置 高壓開關(guān)柜應(yīng)具有“五防”連鎖功能，即防誤分、合斷路器；防帶負(fù)荷拉合隔離開關(guān)；防帶電合接地刀閘；防帶接電線合斷路器；防誤入帶電間隔。 采用斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)與

19、柜門之間的強(qiáng)制性機(jī)械閉鎖或電磁鎖方式實(shí)現(xiàn)。第32頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四第七節(jié) 高壓成套配電裝置 RGC型開關(guān)柜為金屬封閉單元組合SF6式高壓開關(guān)柜。常用于額定電壓3kV24kV、額定電流630A單母線接線的發(fā)電廠變電所中。第33頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四第七節(jié) 高壓成套配電裝置 RGC型開關(guān)柜由標(biāo)準(zhǔn)單元組成，共包括7個標(biāo)準(zhǔn)單元，電纜可以在開關(guān)柜的左側(cè)或右側(cè)與母線直接相連。最大可用5個標(biāo)準(zhǔn)單元組成一個大單元，由于運(yùn)輸條件和裝卸的限制，當(dāng)超過5個小單元時，應(yīng)分成兩個部分。RGCC電纜開關(guān)單元RGCV斷路器單元RGCF負(fù)荷開關(guān)熔斷器組合

20、單元RGCS母線分段單元RGCM空氣絕緣測量單元RGCE側(cè)面出線空柜轉(zhuǎn)接單元RGCB正面出線空柜轉(zhuǎn)接單元第34頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四 低壓成套開關(guān)柜第35頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四第七節(jié) 高壓成套配電裝置環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜 為了提高供電可靠性，使用戶可以從兩個方向獲得電源，通常將供電網(wǎng)連接成環(huán)形，這種供電方式簡稱為環(huán)網(wǎng)供電。10kV配電系統(tǒng)中，因負(fù)載容量不大，其高壓回路通常采用負(fù)荷開關(guān)或真空接觸器控制，并配有高壓熔斷器保護(hù)。該系統(tǒng)通常采用環(huán)形網(wǎng)供電，所使用的高壓開關(guān)柜一般稱為環(huán)網(wǎng)柜。第36頁，共42頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)8分，星期四第七節(jié) 高壓成套配電裝置環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜 為了提高供電可靠性，使用戶可以從兩個方向獲得電源，通常將供電網(wǎng)