電工原理與電氣設(shè)備02課件

1、電工原理與電氣設(shè)備第二章 電氣設(shè)備主講人：趙鳳遙2009年11月電工原理與電氣設(shè)備第二章 電氣設(shè)備主講人：趙鳳遙2.1 概述2.1.1 電氣設(shè)備的分類一、一次設(shè)備直接與發(fā)供電電路相連接的電氣設(shè)備稱為一次設(shè)備，如： 1、進(jìn)行電能生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換的電氣設(shè)備。 發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)。 2、接通和斷開(kāi)電路的開(kāi)關(guān)設(shè)備。 斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)等。 3、限制電流或防止過(guò)電壓的設(shè)備。 限流電抗器、起動(dòng)電抗器、避雷器、消弧線圈、熔斷器等。 4、變換電路電氣量，反應(yīng)給保護(hù)、監(jiān)測(cè)裝置，并使之與高電壓隔離的設(shè)備。 電壓互感器、電流互感器等。 5、用以連接電路中各種電氣設(shè)備的載流體。 6、接地裝置。 工作接地、保

2、護(hù)接地、防雷接地等。2.1 概述2.1.1 電氣設(shè)備的分類一、一次設(shè)備二、二次設(shè)備 對(duì)電氣一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量和操縱控制的輔助設(shè)備稱為二次設(shè)備，主要包括： 1、用以反映不正常狀態(tài)，作用于信號(hào)以通知值班人員；或反映故障狀態(tài)，作用于開(kāi)關(guān)電器的操作機(jī)構(gòu)以切除故障的設(shè)備。 各種繼電器、信號(hào)裝置等。 2、用以對(duì)電路的參數(shù)進(jìn)行測(cè)量、監(jiān)視的裝置。 各種測(cè)量?jī)x表、錄波裝置等。 3、用于操縱、控制電器的設(shè)備以及自動(dòng)、遠(yuǎn)動(dòng)裝置。 控制開(kāi)關(guān)，自動(dòng)調(diào)壓、調(diào)頻裝置，遙測(cè)、遙控、遙信裝置等。 4、用于連接二次設(shè)備的導(dǎo)體。 控制電纜、小母線、連接線等。 二、二次設(shè)備2.1.2 電氣設(shè)備的基本要求 1、安全可靠的絕緣。 2

3、、必要的載流能力。 3、良好的機(jī)械性能。 4、較高的通斷能力、必要的電壽命、完善的保護(hù)功能。5、直流設(shè)備：供給直流操作、保護(hù)、控制、監(jiān)測(cè)設(shè)備供電和供給事故照明用的設(shè)備。 直流發(fā)電機(jī)組、整流裝置、蓄電池等。2.1.2 電氣設(shè)備的基本要求 1、安全可靠的絕緣。5、直2.2 水輪發(fā)電機(jī) 2.2.1 水輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu) 水輪發(fā)電機(jī)組 =水輪機(jī)+(軸承)+發(fā)電機(jī)2.2 水輪發(fā)電機(jī) 2.2.1 水輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu) 水輪機(jī)主要結(jié)構(gòu)： （1）蝸殼 （2）座環(huán) （3）導(dǎo)水機(jī)構(gòu) （4）轉(zhuǎn)輪 （5）尾水管 （6）主軸和軸承蝸殼導(dǎo)水機(jī)構(gòu)座環(huán)水輪機(jī)主要結(jié)構(gòu)：蝸殼導(dǎo)水機(jī)構(gòu)座環(huán)轉(zhuǎn)輪軸流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪軸流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)輪軸流式軸流

4、式尾水管混流式水輪機(jī)模型尾水管尾水管混流式水輪機(jī)模型尾水管發(fā)電機(jī)主要結(jié)構(gòu)： （1）轉(zhuǎn)子 （2）定子 （3）推力軸承 （4）導(dǎo)軸承 （5）上下機(jī)架 （6）勵(lì)磁機(jī) （7）永磁發(fā)電機(jī) （8）制動(dòng)閘 （9）冷卻裝置發(fā)電機(jī)主要結(jié)構(gòu)：（1）轉(zhuǎn)子 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是產(chǎn)生磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)動(dòng)部件，由主軸、支架、磁軛、磁極等組成 。1-主軸 2-輪轂 3-轉(zhuǎn)臂 4-磁軛 轉(zhuǎn)子的磁極對(duì)數(shù)決定轉(zhuǎn)速。公式為： 5-壓板 6-風(fēng)扇 7-磁極 8-制動(dòng)閘板（1）轉(zhuǎn)子1-主軸 2-輪轂 3-轉(zhuǎn)臂 4-磁軛 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子圓盤(pán)式轉(zhuǎn)子支架輪輻式轉(zhuǎn)子支架轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子圓盤(pán)式轉(zhuǎn)子支架輪輻式轉(zhuǎn)子支架轉(zhuǎn)子（2）定子 發(fā)電機(jī)定子是產(chǎn)生電能的部件，主要由鐵芯、繞組、機(jī)

5、座三部分組成。 （2）定子積石峽水電站1號(hào)機(jī)定子順利吊裝積石峽水電站（3）推力軸承 承受機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的豎直荷載。（4）導(dǎo)軸承 承受機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的水平荷載。 （3）推力軸承（5）上下機(jī)架 傳遞豎向、水平力及力矩。（5）上下機(jī)架（6）勵(lì)磁機(jī) 供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的直流發(fā)電機(jī)。 由勵(lì)磁功率單元和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器兩個(gè)主要部分組成。發(fā)電機(jī)獲得勵(lì)磁電流的幾種方式 a、直流發(fā)電機(jī)供電的勵(lì)磁方式 b、交流勵(lì)磁機(jī)供電的勵(lì)磁方式 c、無(wú)勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁方式。 勵(lì)磁系統(tǒng)主要作用：1）根據(jù)發(fā)電機(jī)負(fù)荷的變化調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，維持機(jī)端電壓為給定值；2）控制并列運(yùn)行各發(fā)電機(jī)間無(wú)功功率分配；3）提高發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的靜態(tài)穩(wěn)定性和暫態(tài)穩(wěn)定性；4

6、）發(fā)電機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行滅磁，減小故障損失程度；5）根據(jù)運(yùn)行要求對(duì)發(fā)電機(jī)實(shí)行最大及最小勵(lì)磁限制。 （6）勵(lì)磁機(jī)（7）永磁發(fā)電機(jī) 是和轉(zhuǎn)子同軸旋轉(zhuǎn)的三相交流同步發(fā)電機(jī)，其磁場(chǎng)來(lái)自永磁體， 主要作用是為調(diào)速器提供轉(zhuǎn)速信號(hào)，調(diào)節(jié)水輪機(jī)轉(zhuǎn)速。（8）冷卻系統(tǒng)。 水輪發(fā)電機(jī)通常采用空氣作為冷卻介質(zhì)對(duì)定子、轉(zhuǎn)子繞組以及定子鐵芯進(jìn)行冷卻。（9）制動(dòng)閘。 發(fā)電機(jī)開(kāi)機(jī)、停機(jī)及檢修的輔助機(jī)械設(shè)備。 一般用低壓系統(tǒng)壓縮空氣作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。（7）永磁發(fā)電機(jī)水輪發(fā)電機(jī)與汽輪發(fā)電機(jī)相比，其特點(diǎn)為： （1）轉(zhuǎn)速較低。受水頭所限，轉(zhuǎn)速一般多750r/min以下，有的只有幾十轉(zhuǎn)每分。 （2）磁極數(shù)較多。因?yàn)檗D(zhuǎn)速較低，為要發(fā)出50

7、Hz的電能就需增加磁極對(duì)數(shù)，以使切割定子繞組的磁場(chǎng)每秒鐘仍能變化50次。 （3）結(jié)構(gòu)尺寸和重量都大。一方面是由于轉(zhuǎn)速較低；另一方面則是當(dāng)機(jī)組發(fā)生甩負(fù)荷時(shí)，為了避免產(chǎn)生強(qiáng)大的水錘造成鋼管破裂，要求導(dǎo)葉緊急關(guān)閉時(shí)間較長(zhǎng)，但這又會(huì)引起機(jī)組轉(zhuǎn)速上升過(guò)高因此要求轉(zhuǎn)子具有較大的重量，使之有較大的惰性。 （4）一般采用豎軸。為減少占地，降低廠房造價(jià)，大中型水輪發(fā)電機(jī)一般采用豎軸。水輪發(fā)電機(jī)與汽輪發(fā)電機(jī)相比，其特點(diǎn)為：2.2.2 水輪發(fā)電機(jī)的類型 支撐方式 臥式結(jié)構(gòu) 立式結(jié)構(gòu) 貫流式機(jī)組推力軸承安放方式 懸式發(fā)電機(jī) 傘式發(fā)電機(jī)2.2.2 水輪發(fā)電機(jī)的類型 推力軸承安放方式 （1）懸式發(fā)電機(jī) 推力軸承位于轉(zhuǎn)子上

8、方，支承在上機(jī)架上。 發(fā)電機(jī)傳力方式：轉(zhuǎn)動(dòng)部分重量(發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪推力頭推力軸承定子外殼機(jī)座；固定部分重量(推力軸承、上機(jī)架、發(fā)電機(jī)定子、勵(lì)磁機(jī)定子) 定子外殼機(jī)座。（1）懸式發(fā)電機(jī) （2）傘式發(fā)電機(jī) 推力軸承位于轉(zhuǎn)子下方，設(shè)在下機(jī)架上。 發(fā)電機(jī)的傳力方式為： 機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量推力頭和推力軸承 下機(jī)架機(jī)座。 上機(jī)架只支撐上導(dǎo)軸承和勵(lì)磁機(jī)定子。 類型： 1.普通傘式： 有上下導(dǎo)軸承 2.半傘式: 有上導(dǎo)軸承，無(wú)下導(dǎo)軸承 3.全傘式: 無(wú)上導(dǎo)軸承，有下導(dǎo)軸承 普通傘式 半傘式 全傘式 （2）傘式發(fā)電機(jī) 普通傘式 半傘式 全傘式 2.2.4 水輪發(fā)電機(jī)的型號(hào)主要技術(shù)參數(shù) 一、型號(hào) 舊型號(hào)

9、新型號(hào)2.2.4 水輪發(fā)電機(jī)的型號(hào)主要技術(shù)參數(shù) 一、型號(hào)二、主要技術(shù)參數(shù) 1、額定電壓：發(fā)電機(jī)額定工況運(yùn)行時(shí)的線電壓。 6.3kV、10.5kV、13.8kV、15.75kV、18kV 額定容量：額定轉(zhuǎn)速、電壓、功率因素時(shí)，最大有功 功率。 額定電流：額定容量和額定電壓決定的線電流。 額定功率因素：一般為0.8。 額定轉(zhuǎn)速：由磁極對(duì)數(shù)確定。 額定效率：額定工況運(yùn)行時(shí)的發(fā)電機(jī)效率。二、主要技術(shù)參數(shù)三、同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行1、發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行 同電站多臺(tái)機(jī)組通過(guò)母線共同向負(fù)載供電。 機(jī)組和“無(wú)限大電網(wǎng)”并列運(yùn)行。2、發(fā)電機(jī)的并列條件 （1）發(fā)電機(jī)頻率電網(wǎng)頻率 （2）發(fā)電機(jī)電壓電網(wǎng)電壓 （3）發(fā)電機(jī)

10、電壓和電網(wǎng)電壓相位、波形相同 （4）發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)相序相同3、并列的方法 （1）準(zhǔn)確同步法 （2）自同步法三、同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行2.3 電力變壓器 2.3.1 作用及分類 作用： 升壓 降壓分類： 根據(jù)電力變壓器的用途和結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)可分如下幾類： (1)按用途分有：升壓變壓器；降壓變壓器；整流變壓器。 (2)按相數(shù)分有：?jiǎn)蜗嘧儔浩?；三相變壓器?(3)按繞組分有：?jiǎn)卫@組變壓器（為兩級(jí)電壓的自耦變壓器）；雙繞組變壓器；三繞組變壓器。 (4)按繞組材料分：銅線變壓器；鋁線變壓器。 (5)按調(diào)壓方式分：無(wú)載調(diào)壓變壓器；有載調(diào)壓變壓器。 (6)從密封情況：開(kāi)放型、密封型、灌封型 。2.3 電力變壓器 2

11、.3.1 作用及分類分類：10kV級(jí)S9型（7）按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分： a）油浸式變壓器。 依靠油作冷卻介質(zhì)，如油浸自冷、油浸風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷等 。 b）干式變壓器。依靠空氣對(duì)流進(jìn)行冷卻，大多為小容量配電變壓器，用于局部照明、電子線路等。10kV級(jí)S9型（7）按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分：2.3.2 變壓器工作原理 變壓器是基于電磁感應(yīng)原理而工作的。 變壓器本體主要由繞組和鐵心組成。工作時(shí)，繞組是“電”的通路，而鐵心則是“磁”的通路，且起繞組骨架的作用。一次側(cè)輸入電能后，其交變電流在鐵心內(nèi)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)（即由電能變成磁場(chǎng)能）；由于匝鏈穿透，二次繞組的磁力線在不斷地交替變化，所以感

12、應(yīng)出二次電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)外電路接通時(shí)，則產(chǎn)生感應(yīng)電流，向外輸出電能（即由磁場(chǎng)能又轉(zhuǎn)變成電能）。這種建立在電磁感應(yīng)原理基礎(chǔ)上的“電磁電”的轉(zhuǎn)換過(guò)程，即變壓器的工作過(guò)程。2.3.2 變壓器工作原理 變壓器是基于電磁感應(yīng)原理變壓器2.3.3 變壓器結(jié)構(gòu) 與器身構(gòu)造器身鐵心繞組引線（包括調(diào)壓裝置、引線夾件等）絕緣附件（包括油枕、油門(mén)閘閥等）油箱本體油箱冷卻裝置（包括散熱器、風(fēng)扇、油泵等）保護(hù)裝置（包括防爆閥、氣體繼電器、測(cè) 溫元件、呼吸器等）出線裝置（包括套管等）變2.3.3 變壓器結(jié)構(gòu) 與器身構(gòu)造器身鐵心一、油浸式變壓器外形結(jié)構(gòu)圖1-銘牌2-信號(hào)式溫度計(jì)3-吸濕器4-油表5-儲(chǔ)油柜6-安全氣道7-氣體繼電

13、器8-高壓套管9-低壓套管10-分接開(kāi)關(guān)11-油箱12-放油閥門(mén)13-器身14-接地板15-小車(chē)一、油浸式變壓器外形結(jié)構(gòu)圖變壓器的主要組成部分及其作用1、鐵芯：變壓器的磁路部分。 用導(dǎo)磁性能很好的硅鋼片疊放組成閉合磁路，變壓器的原副線圈都繞在鐵芯上。2、繞組：變壓器的電路部分。 變壓器有原線圈和副線圈，一般用銅線或鋁線繞成同心圓筒，繞在鐵芯柱上，導(dǎo)線外邊采用紙絕緣或紗包絕緣。 3、套管：對(duì)引出線之間及引出線、變壓器箱體之間絕緣。 并將繞組引出線引出油箱之外。4、油枕：起儲(chǔ)油及補(bǔ)油作用，保證油箱內(nèi)充滿油，縮少與空氣的接觸面，減少油的劣化速度；側(cè)面裝有油位計(jì)。油枕內(nèi)放置氣囊，與呼吸器配合調(diào)節(jié)油位變

14、化。高壓套管低壓套管變壓器的主要組成部分 變壓器有原線圈和副線圈，一般用銅線或5、油箱：承載鐵芯、線圈和 變壓器油。 6、變壓器油：絕緣及冷卻。7、調(diào)壓裝置：調(diào)整電壓比。 a、有載調(diào)壓：變壓器帶負(fù)載狀態(tài)下可切換分接頭位置； b、無(wú)載調(diào)壓：變壓器調(diào)壓時(shí)不帶任何負(fù)載，且與電網(wǎng)斷開(kāi)，在無(wú)勵(lì)磁情況下變換繞組分接頭。 8、凈油器：改善運(yùn)行中絕緣油特性，防止絕緣油繼續(xù)老化。凈油器內(nèi)裝吸附硅膠，吸收油中水份及氧化物，使油保持潔凈，延長(zhǎng)油的使用年限，改善油的電氣化學(xué)性能。9、冷卻器：當(dāng)變壓器上層油溫與下部油溫產(chǎn)生溫差時(shí)，通過(guò)散熱器形成油的對(duì)流，經(jīng)散熱器冷卻后流回油箱，起到降低變壓器溫度的作用。 5、油箱：承載

15、鐵芯、線圈和10、呼吸器：即吸濕器。呼吸器內(nèi)的干燥劑吸收空氣中的水份，對(duì)空氣起過(guò)濾作用，從而保證油的清潔。 呼吸器內(nèi)的硅膠變色過(guò)程：藍(lán)色淡紫色淡粉紅。11、瓦斯繼電器 變壓器保護(hù)裝置，裝在變壓器油箱至油枕的連接管上。 a、重瓦斯：通過(guò)檢測(cè)，油流速度達(dá)到一定值時(shí)動(dòng)作。 b、輕瓦斯：通過(guò)檢測(cè)，瓦斯繼電器中積聚氣體達(dá)到一定量時(shí)動(dòng)作。 12、防爆閥 當(dāng)變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)，溫度升高，油劇烈分解產(chǎn)生大量氣體，油箱內(nèi)壓力劇增，當(dāng)壓力達(dá)到防爆閥動(dòng)作值時(shí)，防爆閥打開(kāi)，放出部分油、氣，防止變壓器油箱爆炸或變形。10、呼吸器：即吸濕器。呼吸器內(nèi)的干燥劑吸收空氣中的水份，對(duì)1、高壓繞組間絕緣、繞組對(duì)地（鐵心、油箱）

16、絕緣；2、各相間的絕緣；3、引出線對(duì)地和其它繞組的絕緣；4、分接開(kāi)關(guān)對(duì)地和其它繞組的絕緣。1、同一繞組中的不同點(diǎn)，如線餅間、層間、線匝間的絕緣；2、同一繞組的各引出線間的絕緣；3、分接開(kāi)關(guān)各部分的絕緣。主絕緣縱絕緣繞組絕緣引線和分接開(kāi)關(guān)的絕緣套管內(nèi)部的絕緣套管內(nèi)部閃絡(luò)和泄漏距離空氣氣隙內(nèi)絕緣外絕緣變壓器絕緣變壓器絕緣 變壓器的絕緣分為外絕緣和內(nèi)絕緣兩種：外絕緣指的是油箱外部的絕緣，主要是一次、二次繞組引出線的瓷套管，它構(gòu)成了相與相之間和相對(duì)地的絕緣；內(nèi)絕緣指的是油箱內(nèi)部絕緣，主要是繞組絕緣和內(nèi)部引線的絕緣以及分接開(kāi)關(guān)的絕緣等 。1、高壓繞組間絕緣、繞組對(duì)地（鐵心、油箱）絕緣；1、同一繞組變壓器

17、絕緣等級(jí) 變壓器的絕緣等級(jí)，并不是絕緣強(qiáng)度的概念，而是允許溫升的標(biāo)準(zhǔn)，即絕緣等級(jí)是指其所用絕緣材料的耐熱等級(jí)，分A、E、B、F、H五級(jí)。各絕緣等級(jí)具體允許溫升標(biāo)準(zhǔn)如下： A級(jí) E級(jí) B級(jí) F級(jí) H級(jí) 最高允許溫度（） 105 120 130 155 180 繞組溫升限值（K） 60 75 80 100 125 性能參考溫度（） 80 95 100 120 145 變壓器絕緣等級(jí) 變壓器的絕緣等級(jí)，并不是絕緣強(qiáng)度的概二、干式變壓器發(fā)展分類 ：（1）浸漬式。 （2）環(huán)氧澆注式。 （3）開(kāi)敞通風(fēng)式。 性能特點(diǎn)（1）維修工作量??；免維護(hù)。（2）防火、防爆、阻燃，對(duì)環(huán)境具有良好的適應(yīng)性。（3）過(guò)載及抗短

18、路能力強(qiáng)。（4）設(shè)計(jì)精巧，占地面積小，安裝簡(jiǎn)便。（5）過(guò)電壓時(shí)具有很強(qiáng)的絕緣能力。（6）節(jié)能，低損耗。（7）可安裝在環(huán)境惡劣的場(chǎng)合。 （8）低噪音。（9）可自然風(fēng)冷和強(qiáng)迫風(fēng)冷。 強(qiáng)迫風(fēng)冷時(shí)，可使額定容量提高近50%。干式電力變壓器外觀結(jié)構(gòu)圖二、干式變壓器發(fā)展性能特點(diǎn)（1）維修工作量小；免維護(hù)。（環(huán)氧澆注式變壓器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（1）高、低壓繞組全部采用銅帶(箔)繞成；（2）高、低壓繞組全部在真空中澆注環(huán)氧樹(shù)脂并固化，構(gòu)成高強(qiáng)度玻璃鋼體結(jié)構(gòu)；（3）高、低壓繞組根據(jù)散熱要求設(shè)有縱向通風(fēng)氣道；（4）鐵心采用優(yōu)質(zhì)高導(dǎo)磁低損耗冷軋晶粒取向硅鋼片制造、45全斜接縫，步進(jìn)疊裝結(jié)構(gòu)。（5）線圈內(nèi)、外表面由玻璃纖維網(wǎng)

19、格布增強(qiáng)； （6）絕緣等級(jí)有、級(jí)； （7）環(huán)氧樹(shù)脂干式變壓器體積小、重量輕； （8）高、低壓線圈與鐵心組裝時(shí)，均有彈性支承，整體結(jié)構(gòu)具有減振功能和很好的抗短路沖擊性能。環(huán)氧澆注式變壓器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：干式變壓器主要應(yīng)用場(chǎng)所： （1）城市及大型工礦區(qū)要求防火、防爆的場(chǎng)所，如高層建筑、地下建筑、機(jī)場(chǎng)、交通樞紐、通訊與信息中心、重要市政設(shè)施，城市人口密集區(qū)、商業(yè)中心等處的610kV配電變壓器以及35kV電力變壓器。（2）火電廠、水電廠、核電廠的自用電變壓器、發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁變壓器。（3）部分化工、冶金企業(yè)的整流變壓器與冶金電爐變壓器。（4）地下鐵道等的牽引變壓器。（5）其他不宜于采用油浸變壓器的場(chǎng)所。干式變壓

20、器主要應(yīng)用場(chǎng)所： 三峽水電站主變壓器 繞組：低壓繞組是兩層繞組，它由并聯(lián)銅絞合線用環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)而成。導(dǎo)線的絕緣用熱穩(wěn)定紙構(gòu)成。采取針對(duì)性油冷卻，保證繞組和油之間均勻散熱。550kV高壓繞組為油導(dǎo)向(OD)冷卻餅繞組，帶有中間輸入端和調(diào)壓繞組，繞組環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)的絞股線亦由熱穩(wěn)定紙絕緣。 冷卻設(shè)備：由6個(gè)單個(gè)元件組成的水雙管冷卻器是專為高度污染的冷卻水設(shè)計(jì)的。 每臺(tái)變壓器長(zhǎng)10.8米，寬4.2米，高4.9米，重達(dá)381.5噸。 該主變壓器能將20kV電壓升至550kV，是目前世界上最大的機(jī)組主變壓器。 鐵芯：為5柱式，用激光照射過(guò)的HiiBi鋼片疊積而成。芯柱同樣用玻纖帶捆綁，外部鐵片包分成多個(gè)。

21、鐵軛壓板間的拉伸桿柱是非磁性的，以避免甩負(fù)荷時(shí)形成發(fā)熱點(diǎn)。鐵芯重約260t，用16只圓柱/柱銷裝置同箱體連接。三峽左岸廠房840MVA主變壓器 三峽水電站主變壓器 繞組：低壓繞組是兩層繞組，它由并 將變壓器器身、高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)、熔斷器及高低壓連線放置在全密封的油箱內(nèi)，用變壓器油作為帶電部分相間及對(duì)地的絕緣介質(zhì)的一種新型配電設(shè)備。 組合式變壓器具有成套性強(qiáng)、體積小、占地少，能深入負(fù)荷中心、提高供電質(zhì)量、減少線路損耗，縮短送電周期，選址靈活、對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，且能美化城市環(huán)境、安裝方便、運(yùn)行可靠及投資少、見(jiàn)效快等優(yōu)點(diǎn)。 組合式變壓器適用于城市公共配電、高層建筑、住宅小區(qū)、公園、高速公路等，還適用于油田

22、、工礦企業(yè)及施工場(chǎng)所等，是城市電網(wǎng)建設(shè)與改造的必需設(shè)備。三、組合式變壓器 將變壓器器身、高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)、熔斷器及高低壓連線放置在 組合式電力變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) （1）全絕緣、全密封結(jié)構(gòu)、可免維護(hù)、 安裝方便。 （2）體積小，占地面積少，美化城市環(huán)境。 （3）低損耗，低噪音，低溫升，超銘牌容量負(fù)載能力大，抗突發(fā)短路能力強(qiáng)，性能優(yōu)越。 （4）采用高品質(zhì)鋼板制作配電柜，提高產(chǎn)品的防腐能力，可確保產(chǎn)品30年不生銹。 外觀結(jié)構(gòu)圖高壓柜低壓柜 組合式電力變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) （1）全絕緣、全密封結(jié)構(gòu)2.3.4 變壓器的過(guò)負(fù)荷能力 正常過(guò)負(fù)荷能力是以不犧牲其正常壽命為原則而制定的。即在整個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)，只要做到變壓器

23、絕緣老化率小于或等于1即可，且滿足以下條件： （1）過(guò)負(fù)荷期間，繞組最熱點(diǎn)的溫度不得超過(guò)140，上層油溫不得超過(guò)95； （2）變壓器的最大過(guò)負(fù)荷不得超過(guò)額定負(fù)荷的50%。 事故過(guò)負(fù)荷也稱急救負(fù)荷，是在較短的時(shí)間內(nèi)，讓變壓器多帶一些負(fù)荷，以作急用。 為保證可靠性，在確定變壓器事故過(guò)負(fù)荷的允許值時(shí)，一般事故過(guò)負(fù)荷時(shí)繞組最熱點(diǎn)的溫度也不得超過(guò)140，負(fù)荷電流不得超過(guò)額定值2倍。2.3.4 變壓器的過(guò)負(fù)荷能力2.3.5 變壓器的并列運(yùn)行 變壓器并列運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn) （1）提高供電可靠性，當(dāng)一臺(tái)退出運(yùn)行時(shí)，其他變壓器仍可照常供電。 （2）提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，在低負(fù)荷時(shí)，可停運(yùn)部分變壓器，從而減少能量損耗，提高系統(tǒng)

24、的運(yùn)行效率，并改善系統(tǒng)的功率因數(shù)，保證經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 （3）減小備用容量，為了保證供電，必需設(shè)置備用容量，變壓器并列運(yùn)用可使單臺(tái)變壓器容量較小，從而做到減小備用容量。2.3.5 變壓器的并列運(yùn)行 變壓器并列運(yùn)變壓器并列運(yùn)行的條件 變壓器并列運(yùn)行時(shí)，通常希望它們之間無(wú)平衡電流；負(fù)荷分配與額定容量成正比，與短路阻抗成反比；負(fù)荷電流的相位相互一致。要做到上述幾點(diǎn)，并列運(yùn)行的變壓器就必須滿足以下條件： （1）具有相等的一、二次電壓，即變比相等； （2）額定短路電壓相等； （3）繞組連接組別相同，即極性相同、相位相同； （4）容量比不大于31。 上述四個(gè)條件中，第一條和第二條往往不可能做到絕對(duì)相等，一般規(guī)定

25、變比的偏差不得超過(guò) 0.5% ，額定短路電壓的偏差不得超過(guò)10%。變壓器并列運(yùn)行的條件 變壓器并列運(yùn)行時(shí)，通常希望 變比不同的變壓器并列運(yùn)行 因變比不同，變壓器二次側(cè)的電動(dòng)勢(shì)不相等，并在變壓器二次繞組和一次繞組的閉合回路中產(chǎn)生平衡電流。 當(dāng)變壓器有負(fù)荷時(shí)，平衡電流疊加在負(fù)荷電流上。這時(shí)一臺(tái)變壓器的負(fù)荷減輕，另一臺(tái)變壓器的負(fù)荷則加重。所以變比不同的變壓器并列運(yùn)行時(shí)，有可能產(chǎn)生過(guò)負(fù)荷現(xiàn)象，如果增大后的負(fù)荷超過(guò)其額定負(fù)荷時(shí)，則必須校驗(yàn)其過(guò)負(fù)荷能力是否在允許范圍內(nèi)。 變比不同的變壓器并列運(yùn)行 因變比不同，變2.3.6 變壓器銘牌及技術(shù)參數(shù)（一）變壓器的型號(hào) 變壓器的型號(hào)分兩部分，前部分由漢語(yǔ)拼音字母組

26、成，代表變壓器的類別、結(jié)構(gòu)特征和用途，后一部分由數(shù)字組成，表示產(chǎn)品的容量（KVA）和高壓繞組電壓（KV）等級(jí)。漢語(yǔ)拼音字母含義如下：第1部分表示相數(shù)。 D單相（或強(qiáng)迫導(dǎo)向）；S三相第2部分表示冷卻方式。 J油浸自冷；F油浸風(fēng)冷； FP強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷； SP強(qiáng)迫油循環(huán)水冷。第3部分表示電壓級(jí)數(shù)。 S三級(jí)電壓；無(wú)S表示兩級(jí)電壓其他：O全絕緣；L鋁線圈或防雷；O自耦（在首位時(shí)表示降壓自耦，在末位時(shí)表示升壓自耦）；Z有載調(diào)壓； TH濕熱帶（防護(hù)類型代號(hào)）；TA干熱帶（防護(hù)類型代號(hào)） 例如：SFSL20800/110型變壓器系三相、油浸風(fēng)冷、三繞組、鋁繞組、20800kVA、高壓側(cè)電壓等級(jí)為110kV。

27、2.3.6 變壓器銘牌及技術(shù)參數(shù)（一）變壓器的型號(hào) （二）變壓器的技術(shù)參數(shù) （1）額定容量（SN） 指在規(guī)定的在額定工作狀態(tài)（即在額定電壓、額定頻率、額定使用條件）下變壓器輸出的視在功率，以SN表示，單位為VA或kVA。 額定容量通常是指高壓繞組的容量；當(dāng)變壓器容量因冷卻方式而變更時(shí)，則額定容量是指它的最大容量。（2）額定電流（I1、I2） 變壓器一、二次額定電流是指在額定電壓和額定環(huán)境溫度下使變壓器各部分不超溫的一、二次繞組長(zhǎng)期允許通過(guò)的線電流，單位A。（3）額定電壓（U1N，U2N） 變壓器的額定電壓就是各繞組的額定電壓，是指額定施加的或空載時(shí)產(chǎn)生的電壓。一次額定電壓U1N是指接到變壓器一

28、次繞組端點(diǎn)的額定電壓值；二次額定電壓U2N是指當(dāng)一次繞組所接的電壓為額定值、分接開(kāi)關(guān)放在額定分觸頭位置上，變壓器空載時(shí)二次繞組的電壓（單位為V或KV）。 三相變壓器的額定電壓指的均是線電壓。（二）變壓器的技術(shù)參數(shù) （4）阻抗電壓（短路阻抗） 阻抗電壓也稱短路電壓（Uz%），它表示變壓器通過(guò)額定電流時(shí)在變壓器自身阻抗上所產(chǎn)生的電壓損耗百分值。 （5）空載電流（I0） 變壓器一次側(cè)施加額定電壓，二次側(cè)斷開(kāi)運(yùn)行時(shí)稱為空載運(yùn)行，這時(shí)一次繞組中通過(guò)的電流稱空載電流，它主要用于產(chǎn)生磁通，以形成平衡外施電壓的反電動(dòng)勢(shì)，因此空載電流可看成勵(lì)磁電流。 變壓器容量大小、磁路結(jié)構(gòu)和硅鋼片的質(zhì)量好壞，是決定空載電流的

29、主要因素。（6）空載損耗（P0） 空載電流的有功分量I0a為損耗電流，由電源所汲取的有功功率稱空載損耗P0 ?？蛰d損耗主要決定于鐵心材質(zhì)的單位損耗 。 （7）短路損耗（Pf） 指變壓器二次側(cè)短接、一次繞組通過(guò)額定電流時(shí)，變壓器由電源所汲取（消耗）的功率（單位為W或KW）。 （8）連接組別 表示變壓器各相繞組的連接方式和一、二次線電壓之間的相位關(guān)系。符號(hào)順序由左至右各代表一、二次繞組的連接方式，數(shù)字表示兩個(gè)繞組的連接組號(hào)。一般的高壓變壓器基本都是Yn，Y接線。（4）阻抗電壓（短路阻抗） 2.4 開(kāi)關(guān)電器 開(kāi)關(guān)電器的作用： 開(kāi)關(guān)電器是發(fā)電廠、變電所以及各類配電裝置中不可缺少的電氣設(shè)備，它們的作用是

30、： （1）正常工作情況下可靠地接通或斷開(kāi)電路； （2）在改變運(yùn)行方式時(shí)靈活地進(jìn)行切換操作； （3）當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)迅速切除故障部分，以保證非故障部分的正常運(yùn)行； （4）設(shè)備檢修時(shí)隔離帶電部分，以保證工作人員的安全。 常用的開(kāi)關(guān)電器： 斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、熔斷器、自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)等。2.4 開(kāi)關(guān)電器 開(kāi)關(guān)電器的作用： 1. 電弧的概念：當(dāng)開(kāi)關(guān)電器開(kāi)斷電路時(shí)，電壓和電流達(dá)到一定值時(shí)，觸頭剛剛分離后，觸頭之間就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的白光，稱為電弧。 2.電弧的特點(diǎn)：導(dǎo)電性強(qiáng)、能量集中、溫度高、亮度大、質(zhì)量輕、易變性等。 3.電弧的本質(zhì)：電弧的實(shí)質(zhì)是一種高溫、強(qiáng)光的電游離現(xiàn)象，是一種氣體放電現(xiàn)象。 4. 電弧放電的

31、特征 （1）電弧由三部分組成：陰極區(qū)、陽(yáng)極區(qū)和弧柱區(qū)。 （2）電弧溫度很高。 （3）電弧是一種自持放電現(xiàn)象。 （4）電弧是一束游離的的氣體。2.4.1 電弧的基本概念 1. 電弧的概念：當(dāng)開(kāi)關(guān)電器開(kāi)斷電路時(shí)，電壓和電流達(dá)到一定5. 電弧的危害 （1）電弧的存在延長(zhǎng)了開(kāi)關(guān)電器開(kāi)斷故障電路的時(shí)間，加重了電力系統(tǒng)短路故障的危害。 （2）電弧產(chǎn)生的高溫，將使觸頭表面熔化和蒸化，燒壞絕緣材料，損壞電氣設(shè)備。 （3）電弧可使電氣設(shè)備中絕緣油強(qiáng)烈分解，引起充油電氣設(shè)備著火甚至爆炸。 （4）由于電弧在電動(dòng)力、熱力作用下能移動(dòng)，很容易造成飛弧短路和傷人，或引起事故的擴(kuò)大。 （5）電弧可能熔焊，破壞電器設(shè)備正常工

32、作；亦會(huì)產(chǎn)生高次諧波，干擾附近通信。電弧的利用 電焊弧、電弧冶煉、弧光燈等；電氣設(shè)備可借助電弧防止產(chǎn)生過(guò)電壓和限制故障電流。 5. 電弧的危害電弧的利用6、電弧的產(chǎn)生（1）強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)射電子 開(kāi)關(guān)電器分閘的瞬間，由于動(dòng)、靜觸頭距離很小，觸頭間電場(chǎng)強(qiáng)度很大 ，使觸頭內(nèi)部的電子在強(qiáng)電場(chǎng)作用下被拉出來(lái) ，就形成強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)射。（2）熱電子發(fā)射 當(dāng)斷路器的動(dòng)、靜觸頭分離時(shí)，觸頭間的接觸壓力及接觸面積逐漸縮小，接觸電阻增大，使接觸部位劇烈發(fā)熱，導(dǎo)致陰極表面溫度急劇升高而發(fā)射電子 ，形成熱電子發(fā)射。（3）碰撞游離 從陰極表面發(fā)射出的電子在電場(chǎng)力作用下高速向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不斷地與中性質(zhì)點(diǎn)（分子或原子）發(fā)生碰撞

33、。當(dāng)電子動(dòng)能足夠大時(shí)，就會(huì)從中性質(zhì)點(diǎn)打出一個(gè)或多個(gè)電子，使中性質(zhì)點(diǎn)游離。（4）熱游離 弧柱中氣體分子在高溫作用下產(chǎn)生劇烈熱運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能很大的中性質(zhì)點(diǎn)互相碰撞時(shí)，將被游離而形成電子和正離子，稱為熱游離。6、電弧的產(chǎn)生7、電弧的熄滅 游離是在外施電壓和電弧電流的作用下，電子和離子不斷產(chǎn)生的過(guò)程，這也是電弧產(chǎn)生和維持的過(guò)程。與此同時(shí)，在弧柱中還存在與游離相反的電子和離子消失的過(guò)程，它企圖使電弧電流減小，以至熄滅，稱之為去游離。 弧隙的去游離主要靠復(fù)合和擴(kuò)散兩種形式進(jìn)行。a、復(fù)合 弧柱中帶正電和帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)中互相接觸后結(jié)合成中性質(zhì)點(diǎn)的過(guò)程，叫做復(fù)合。 在弧柱中進(jìn)行復(fù)合的帶電質(zhì)點(diǎn)，主要是正負(fù)離子。而

34、電子由于其運(yùn)動(dòng)速度很快，約為離子運(yùn)動(dòng)速度的1000倍，與正離子直接復(fù)合的可能性很小。在氣體內(nèi)，復(fù)合借助與中性質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行，即電子在運(yùn)動(dòng)中首先附著在中性質(zhì)點(diǎn)上，形成負(fù)離子。然后，與質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度大致相等的正負(fù)離子相互吸引、接觸而形成中性分子。 7、電弧的熄滅影響復(fù)合的主要因素：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度越小，離子運(yùn)動(dòng)速度也越小，復(fù)合的機(jī)會(huì)就較多，所以當(dāng)交流電壓過(guò)零時(shí)，或者將電弧拉長(zhǎng)，使弧隙間電場(chǎng)強(qiáng)度減小時(shí)，都可使復(fù)合加強(qiáng)。（2）溫度降低，帶電質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度就減小，復(fù)合亦就加強(qiáng)，因此冷卻也是加強(qiáng)復(fù)合的有效措施。（3）電弧與固體介質(zhì)表面接觸，電子首先使介質(zhì)表面帶電，然后將正離子吸引到代負(fù)電的介質(zhì)表面上強(qiáng)烈復(fù)合，使復(fù)

35、合過(guò)程得到加強(qiáng)。（4）在電極附近復(fù)合較強(qiáng)，將電弧分割成幾個(gè)短電弧時(shí)，將增加電極數(shù)，也會(huì)使弧柱中的復(fù)合加強(qiáng)。 影響復(fù)合的主要因素：b、擴(kuò)散 弧柱中帶電的質(zhì)點(diǎn)從電弧內(nèi)部逸出進(jìn)入周?chē)橘|(zhì)中去的現(xiàn)象，稱為擴(kuò)散。 擴(kuò)散的原因：一是由于電弧和周?chē)橘|(zhì)中離子的濃度存在差別，二是由于電弧和周?chē)橘|(zhì)中離子的溫度存在差別。 擴(kuò)散使電弧中的正離子減少，使電弧電導(dǎo)減小，有利于熄滅電弧。若用較冷的和新鮮的未被游離的氣體吹動(dòng)電弧，使電弧在周?chē)橘|(zhì)中移動(dòng)，增加電弧和周?chē)橘|(zhì)的溫度差，同時(shí)使電弧不斷的與新鮮氣體介質(zhì)接觸，加強(qiáng)電弧的擴(kuò)散作用，增加去游離，有利于熄弧。 大多數(shù)開(kāi)關(guān)電器的滅弧裝置，都是采用加強(qiáng)弧隙介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)措施

36、，使交流電弧電流過(guò)零值時(shí)熄滅。 b、擴(kuò)散8、開(kāi)關(guān)設(shè)備常用的滅弧方法 （1）利用氣體或油吹弧吹弧方向分為： 縱吹 橫吹 縱橫吹吹弧氣流產(chǎn)生方法： 用油氣吹弧 用壓縮空氣或SF6吹弧 產(chǎn)氣管吹弧8、開(kāi)關(guān)設(shè)備常用的滅弧方法 吹弧方向分為：吹弧氣流產(chǎn)生方法（2）將長(zhǎng)電弧分割為短電弧 由于受到電磁力的作用，電弧從金屬柵片的缺口處被引入金屬柵片內(nèi)，一束長(zhǎng)弧就分割成多個(gè)串聯(lián)短弧。如果外加電壓不足以維持全部短電弧時(shí)，電弧即迅速熄滅。（3）加快觸頭分開(kāi)速度，迅速拉長(zhǎng)電弧 交流電路中每隔半個(gè)周期，電流進(jìn)過(guò)一次零值，電弧暫時(shí)熄滅，此時(shí)如觸頭距離拉開(kāi)比較大，電弧就不會(huì)重新點(diǎn)燃。另外，迅速拉長(zhǎng)電弧，有利于迅速減小弧柱中

37、的電位梯度，增加電弧與周?chē)橘|(zhì)的接觸面積，加強(qiáng)冷卻和擴(kuò)散的作用。（2）將長(zhǎng)電弧分割為短電弧 由于受到電磁力的作用，電?。?）利用多斷口滅弧 多斷口使電弧的總長(zhǎng)度加長(zhǎng)，導(dǎo)致弧隙的電阻增加；電弧被拉長(zhǎng)速度成倍增加，使弧隙電阻加速增大，提高了介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)速度，縮短了滅弧時(shí)間。加在每一斷口上的電壓成倍減少，降低了弧隙的恢復(fù)電壓，亦有利于熄滅電弧。 采用多斷口減小了觸頭行程，也減小了開(kāi)關(guān)電器尺寸。（5）采用特殊滅弧介質(zhì) 電弧中的去游離程度，在很大程度上取決于電弧周?chē)橘|(zhì)的特性。氫氣具有較好的滅弧特性，油斷路器就是利用電弧的高溫使油分解出大量氫氣滅弧。水蒸氣、CO2、空氣滅弧性質(zhì)次之。SF6是一種新型的惰

38、性氣體滅弧介質(zhì)。（4）利用多斷口滅弧加在每一斷口上的電壓成倍減少，降低了弧隙（6）利用真空滅弧 真空中氣體分子少，游離現(xiàn)象微弱，不易產(chǎn)生電弧，即使產(chǎn)生電弧也容易熄滅。 （7）采用特殊金屬材料作滅弧觸頭 觸頭材料對(duì)電弧中的去游離有一定影響，用銅鎢、銀鎢等熔點(diǎn)高、導(dǎo)熱系數(shù)和熱容量大的耐高溫金屬制作觸頭，可減少熱電子發(fā)射和電弧中的金屬蒸汽，從而減弱游離過(guò)程，有利于滅弧。（6）利用真空滅弧1. 觸頭的概念 電氣觸頭是指兩個(gè)或幾個(gè)導(dǎo)體之間相互接觸的部分，如母線或?qū)Ь€的接觸連接處以及開(kāi)關(guān)電器中的動(dòng)、靜觸頭。 觸頭一般由銅、黃銅和青銅等材料制成。為防止觸頭表面被氧化，一般需要采取鍍錫、鍍銀和涂防腐漆和凡士林

39、油等措施加以防護(hù)。2. 對(duì)電氣觸頭的基本要求 (1)結(jié)構(gòu)可靠； (2)接觸電阻小且穩(wěn)定，導(dǎo)電性能和接觸性能良好； (3)通過(guò)規(guī)定電流時(shí)，發(fā)熱穩(wěn)定而且不超過(guò)允許值； (4)通過(guò)短路電流時(shí)，有足夠的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性； (5)開(kāi)斷規(guī)定的短路電流時(shí)，觸頭不被灼傷，不發(fā)生熔焊。2.4.2 電氣觸頭 1. 觸頭的概念2.4.2 電氣觸頭 3. 觸頭的分類及結(jié)構(gòu) 按接觸面形式分類 （1）點(diǎn)接觸 是指兩個(gè)觸頭間的接觸面為點(diǎn)接觸的觸頭，如球面和平面接觸、兩個(gè)球面接觸等。這種接觸點(diǎn)較固定、接觸電阻穩(wěn)定、觸頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；但接觸面積小不宜通過(guò)較大電流、熱穩(wěn)定性差。 （2）線接觸 是指兩個(gè)觸頭的接觸面為線接觸的觸頭，如

40、柱面與平面接觸，或兩個(gè)圓柱面間的接觸等都屬于線接觸 。這種接觸電阻較小，接觸面比較穩(wěn)定。 （3）面接觸 是指兩個(gè)平面或兩個(gè)曲面的接觸。在受到較大壓力時(shí)，接觸點(diǎn)數(shù)和實(shí)際接觸面積仍比較小 。3. 觸頭的分類及結(jié)構(gòu) 按接觸面形式分類按結(jié)構(gòu)形式分類（1）固定觸頭 固定觸頭是指連接導(dǎo)體之間不能相對(duì)移動(dòng)的觸頭。 固定觸頭按其連接方式可分為可拆卸和不可拆卸兩類。（2）可斷觸頭 可斷觸頭按其結(jié)構(gòu)可分為對(duì)接式和插入式兩大類。（3）可動(dòng)觸頭 可動(dòng)觸頭也叫滑動(dòng)觸頭，指在工作中被連接的導(dǎo)體總是保持接觸，能由一個(gè)接觸面沿著另一個(gè)接觸面滑動(dòng)的觸頭。 按結(jié)構(gòu)形式分類2.4.3 斷路器一、斷路器的作用及要求 主要作用： （1

41、）控制作用：用來(lái)接通或斷開(kāi)負(fù)荷電流； （2）保護(hù)作用：由繼電保護(hù)裝置控制其自動(dòng)迅速地切斷故障電路或故障設(shè)備，防止事故擴(kuò)大。 基本要求： （1）足夠的開(kāi)斷能力。 （2）盡快的動(dòng)作時(shí)間。 （3）高度的工作可靠性。 （4）具有自動(dòng)重合閘性能。 （5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，操作、檢修方便。 （6）足夠的機(jī)械強(qiáng)度，防火防爆，性能穩(wěn)定。 2.4.3 斷路器二、斷路器分類 1、按絕緣介質(zhì)分 4、按使用范圍 油斷路器 高壓斷路器 真空斷路器 低壓斷路器 SF6斷路器 壓縮空氣斷路器 其它（磁吹斷路器、產(chǎn)氣斷路器等） 2、按安裝地點(diǎn)分 戶內(nèi)型 戶外型 3、按操作性質(zhì)分 手動(dòng)操作 機(jī)械操作 電磁操作 二、斷路器分類

42、三、不同斷路器的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 斷路器基本結(jié)構(gòu) 通斷元件：斷路器的核心部分，由觸頭、導(dǎo)電部分、滅弧介質(zhì)、滅弧室組成。中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：使斷路器分閘、合閘并將斷路器保持在合閘位置、用來(lái)將操動(dòng)機(jī)構(gòu)與通斷元件聯(lián)系起來(lái)的設(shè)備。絕緣支撐元件：保證帶電部分與地的絕緣。操動(dòng)機(jī)構(gòu)：起控制通斷元件作用?；悍稚稀⑾禄?，連接斷路器與電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，由高強(qiáng)度、電氣性能優(yōu)良的絕緣材料壓制而成。三、不同斷路器的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 通斷元件：斷路器的核心部分，由操作機(jī)構(gòu)合閘彈簧分 閘 彈 簧電 動(dòng) 機(jī)行程開(kāi)關(guān)儲(chǔ) 能 指 示分 閘 指 示合閘指示操作機(jī)構(gòu)合閘彈簧分 閘 彈 簧電 動(dòng) 機(jī)行程開(kāi)關(guān)儲(chǔ) 能 指 （一）油斷路器 （1）多油斷路器

43、。 滅弧室裝在接地金屬箱中，用油量較多，油既用作滅弧介質(zhì)又用作對(duì)地絕緣。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，便于在套管上加裝電流互感器，配套性強(qiáng)；耗鋼、耗油量大、體積大、重量重；屬自能式滅弧結(jié)構(gòu)。 技術(shù)特點(diǎn)：額定電流不易做得很大；110kV多油斷路器開(kāi)斷小電流時(shí)，燃弧時(shí)間較長(zhǎng)；開(kāi)斷電路的速度較慢；油量多，有發(fā)生爆炸和火災(zāi)的危險(xiǎn)性。 運(yùn)行維護(hù)特點(diǎn)：運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單；噪聲低；檢修周期短；需配一套油處理裝置。 使用：技術(shù)成熟，歷史悠久，但體積龐大，消耗大量的鋼材和變壓器油，運(yùn)輸和安裝均有較大困難，引起爆炸和火災(zāi)的危險(xiǎn)性大，目前已趨于淘汰。 （一）油斷路器 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便（2）少油斷路器 少油斷

44、路器主要由底架、絕緣子、傳動(dòng)系統(tǒng)、導(dǎo)電系統(tǒng)、觸頭、滅弧室、油氣分離器、緩沖器及油面指示器等部分組成。 滅弧室裝在與大地絕緣的油箱中。油箱既可用金屬做成，也可以用絕緣材料制成。油僅作為滅弧介質(zhì)和斷口間絕緣用，而不作對(duì)地絕緣用，用油量少。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，可配用各種操動(dòng)機(jī)構(gòu)；比多油斷路器油量少、重量輕；采用積木式結(jié)構(gòu)，便于制成各種電壓等級(jí)產(chǎn)品。戶外高壓少油斷路器（2）少油斷路器 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，可配少油斷路器 技術(shù)特點(diǎn)：開(kāi)斷電流大，10kV等級(jí)可通過(guò)加并聯(lián)回路以提高額定電流；110kV及以上電壓等級(jí)時(shí)采用積木結(jié)構(gòu)；全開(kāi)斷時(shí)間較短；增加壓油活塞裝置加強(qiáng)機(jī)械油吹后，提高

45、開(kāi)斷電流的能力。 其缺點(diǎn)是燃弧時(shí)間長(zhǎng)，動(dòng)作慢，檢修周期短，維修工作量大，受單元斷口的電壓限制，發(fā)展特高壓等級(jí)有困難。 運(yùn)行維護(hù)特點(diǎn)：運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富，易于維護(hù)；噪聲低；油質(zhì)容易劣化；需配備一套油處理裝置；存在火災(zāi)危險(xiǎn)。 應(yīng)用：在電力系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用，但發(fā)展特高壓等級(jí)有困難。戶外少油斷路器少油斷路器 其缺點(diǎn)是燃弧時(shí)間長(zhǎng)，動(dòng)作慢，檢修周期短，維（二）真空斷路器 滅弧介質(zhì)和滅弧后觸頭間隙的絕緣介質(zhì)都是高真空。 結(jié)構(gòu)主要包含三大部分：真空滅弧室、電磁或彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)、支架及其他部件。 ZW32-12戶外交流高壓真空斷路器陶瓷滅弧室 玻璃滅弧室 常用的真空滅弧室（二）真空斷路器ZW32-12戶外交流陶瓷滅弧室

46、 玻璃滅弧室真空斷路器 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：滅弧室材料及工藝要求高；體積小、重量輕；觸頭不易氧化；滅弧室機(jī)械強(qiáng)度比較差，不能承受較大的沖擊振動(dòng)。真空斷路器 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：滅弧室材料及工藝要求高；ZN65A 真空斷路器 技術(shù)特點(diǎn)：可連續(xù)多次操作，開(kāi)斷性能好；滅弧迅速，開(kāi)斷時(shí)間短；開(kāi)斷電流及斷口電壓不易做得很高；無(wú)火災(zāi)危險(xiǎn)；開(kāi)距小，所需操作能量??；開(kāi)斷時(shí)產(chǎn)生的電弧能量小；滅弧室的機(jī)械壽命和電氣壽命都很高。 運(yùn)行維護(hù)特點(diǎn)：運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，滅弧室不需要檢修；噪聲低；運(yùn)行費(fèi)用低；無(wú)火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)。 應(yīng) 用：因其具有體積小、重量輕、適用于頻繁操作、滅弧不用檢修的優(yōu)點(diǎn)，在配電網(wǎng)中應(yīng)用較為普及。目前正向大容量化發(fā)展，能滿足電

47、力發(fā)展的需要。 ZN65A 真空斷路器 技術(shù)特點(diǎn)：可連續(xù)多次操作，開(kāi)斷（三）SF6斷路器 SF6斷路器是利用SF6氣體為絕緣介質(zhì)和滅弧介質(zhì)的無(wú)油化開(kāi)關(guān)設(shè)備，其絕緣性能和滅弧特性都大大高于油斷路器。 SF6氣體物理化學(xué)性質(zhì) SF6原子量為146，密度大約是空氣的五倍。在常溫下無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒且透明的惰性氣體，不可燃、不助燃，非常穩(wěn)定，通常情況下很難分解，既不溶于變壓器油也不溶于水。 LW36-126型戶外高壓SF6斷路器 在電弧放電時(shí)，SF6將分解為金屬氟化物及SF2 、SF3、 SF4等。當(dāng)SF6中含有水分時(shí)，可能生成HF或SO2 ，對(duì)金屬材料、絕緣材料都有很強(qiáng)的腐蝕性。（三）SF6斷路器 L

48、W36-126型 在電弧放電時(shí)，SF6的絕緣和滅弧性能 絕緣性能：SF6 絕緣性能穩(wěn)定，不會(huì)老化變質(zhì)。當(dāng)氣壓增大時(shí)，其絕緣性能隨之提高。1大氣壓下SF6絕緣能力超過(guò)空氣2倍；3大氣壓 SF6的絕緣能力和變壓器油相當(dāng)。 OHB中壓戶外SF6斷路器 滅弧性能： SF6分解時(shí)吸收能量多，對(duì)弧柱冷卻作用強(qiáng)；SF6氣體電壓梯度比空氣小3倍，電弧電壓低，對(duì)滅弧有利；電弧電流過(guò)零時(shí)， SF6 分解的低氟化合物能急速再結(jié)合生成SF6，弧隙介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)過(guò)程極快。 綜合評(píng)價(jià)，SF6滅弧能力相當(dāng)于同等條件下空氣的100倍。 SF6的絕緣和滅弧性能OHB中壓戶外SF6斷路器 滅弧SF6斷路器 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝

49、及密封要求嚴(yán)格，對(duì)材料要求高；體積小、重量輕；用于封閉式組合電器時(shí)，可大量節(jié)省占地面積。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：額定電流和開(kāi)斷電流都可以做得很大；開(kāi)斷性能好，適合于各種工況開(kāi)斷；SF6氣體滅弧、絕緣性能好，故斷口電壓可做得較高；斷口開(kāi)距小。 運(yùn)行維護(hù)特點(diǎn)：維護(hù)工作量小；噪聲低；檢修周期長(zhǎng)；運(yùn)行穩(wěn)定，安全可靠，壽命長(zhǎng)；可頻繁操作。 應(yīng)用：由于價(jià)格較高，且對(duì)SF6氣體的應(yīng)用、管理、運(yùn)行都有較高要求，故在中壓（10-35KV）應(yīng)用還不夠廣，而在高壓領(lǐng)域應(yīng)用日趨廣泛。LW23-252高壓交流SF6斷路器SF6斷路器 LW23-252高壓交流SF6斷路器（四）壓縮空氣斷路器 壓縮空氣斷路器（亦簡(jiǎn)稱空氣斷路器）利用預(yù)

50、先貯存的壓縮空氣來(lái)滅弧。壓縮空氣不僅作為滅弧和絕緣介質(zhì)，而且還作為傳動(dòng)的動(dòng)力。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，工藝和材料要求高；有色金屬消耗量大、價(jià)格高；需要裝設(shè)專用的空氣壓縮系統(tǒng)；操動(dòng)機(jī)構(gòu)與斷路器合為一體；體積和重量比較輕。 技術(shù)特點(diǎn)：額定電流和開(kāi)斷電流都可以做得很大，適合開(kāi)斷大容量電路；動(dòng)作快，全開(kāi)斷時(shí)間短；快速自動(dòng)重合閘時(shí)斷流容量不降低；無(wú)火災(zāi)危險(xiǎn)。 運(yùn)行維護(hù)特點(diǎn)：維修周期長(zhǎng)；噪聲較大；無(wú)火災(zāi)危險(xiǎn)；需要一套壓縮空氣裝置作為氣源；運(yùn)行費(fèi)用大。 應(yīng) 用：常用于110kV及以上的大容量電力系統(tǒng)中。ACB 空氣斷路器（四）壓縮空氣斷路器 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，工藝和 型號(hào)特征 額定斷流容量, MVA

51、 S少油斷路器 額定電流，A D多油斷路器 派生標(biāo)志 K空氣斷路器 C帶有手車(chē)裝置 Q產(chǎn)氣斷路器 G改進(jìn)型 Z真空斷路器 D帶有電磁操作結(jié)構(gòu) LSF6斷路器 、斷流容量 C磁吹斷路器 額定線電壓，kV 安裝(環(huán)境)條件 設(shè)計(jì)序號(hào) N戶內(nèi) W戶外四、斷路器型號(hào)S W 3 -110 G / 1 200 型號(hào)特征 五、斷路器主要技術(shù)數(shù)據(jù)1額定電壓（Ue） 額定電壓是指斷路器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)能承受的正常工作電壓。它不僅決定了斷路器的絕緣水平，而且在相當(dāng)程度上決定了斷路器的總體尺寸。我國(guó)采用：3kV、 6kV、10kV35kV、 110kV、 220kV、 330kV、 500kV 。2最高工作電壓 由于電

52、網(wǎng)不同地點(diǎn)的電壓可能高出額定電壓10左右，故制造廠規(guī)定了斷路器的最高工作電壓。對(duì)于220kV及以下設(shè)備，其最高工作電壓為額定電壓的1.15倍；對(duì)于330kV的設(shè)備，規(guī)定為1.1倍。3. 額定電流（e） 額定電流是指銘牌上標(biāo)明的斷路器可長(zhǎng)期通過(guò)的工作電流。斷路器長(zhǎng)期通過(guò)額定電流時(shí)，各部分發(fā)熱溫度不會(huì)超過(guò)允許值。額定電流決定斷路器觸頭及導(dǎo)電部分的截面。五、斷路器主要技術(shù)數(shù)據(jù)1額定電壓（Ue） 4額定開(kāi)斷電流（eb） 額定開(kāi)斷電流是指斷路器在額定電壓下能正常開(kāi)斷的最大短路電流的有效值。它表征斷路器的開(kāi)斷能力。開(kāi)斷電流與電壓有關(guān)。當(dāng)電壓不等于額定電壓時(shí)，斷路器能可靠切斷的最大短路電流有效值，稱為該電壓

53、下的開(kāi)斷電流。當(dāng)電壓低于額定電壓時(shí)，開(kāi)斷電流比額定開(kāi)斷電流有所增大。5額定斷流容量（Sed） 額定斷流容量也表征斷路器的開(kāi)斷能力。在三相系統(tǒng)中，它和額定開(kāi)斷電流的關(guān)系為 式中 Ue為斷路器所在電網(wǎng)的額定電壓，ed為斷路器的額定開(kāi)斷電流。由于Ue不是殘壓，故額定斷流容量不是斷路器開(kāi)斷時(shí)的實(shí)際容量。 4額定開(kāi)斷電流（eb）6關(guān)合電流（iecl） 保證斷路器能關(guān)合短路而不致于發(fā)生觸頭熔焊或其它損傷，所允許接通的最大短路電流。7動(dòng)穩(wěn)定電流（idw） 動(dòng)穩(wěn)定電流是指斷路器在合閘位置時(shí)，允許通過(guò)的短路電流最大峰值。它是斷路器的極限通過(guò)電流，其大小由導(dǎo)電和絕緣等部分的機(jī)械強(qiáng)度所決定，也受觸頭的結(jié)構(gòu)形式的影響

54、。8熱穩(wěn)定電流（it） 熱穩(wěn)定電流是指在規(guī)定的某一段時(shí)間內(nèi)，允許通過(guò)斷路器的最大短路電流。熱穩(wěn)定電流表明了斷路器承受短路電流熱效應(yīng)的能力。 6關(guān)合電流（iecl）9全開(kāi)斷（分閘）時(shí)間（tkb） 全開(kāi)斷時(shí)間是指斷路器接到分閘命令瞬間起到各相電弧完全熄滅為止的時(shí)間間隔，它包括斷路器固有分閘時(shí)間tgf和燃弧時(shí)間th，即 tkb=tgf+th 全開(kāi)斷時(shí)間tkb是表征斷路器開(kāi)斷過(guò)程快慢的主要參數(shù)。tkb越小，越有利于減小短路電流對(duì)電氣設(shè)備的危害、縮小故障范圍、保持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。斷路器觸頭分離瞬間9全開(kāi)斷（分閘）時(shí)間（tkb）斷路器觸頭分離瞬間10合閘時(shí)間（th） 合閘時(shí)間是指從操動(dòng)機(jī)構(gòu)接到合閘命令瞬間

55、起到斷路器接通為止所需的時(shí)間。 合閘時(shí)間決定于斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)及中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 一般合閘時(shí)間大于分閘時(shí)間。11操作循環(huán) 操作循環(huán)也是表征斷路器操作性能的指標(biāo)。 自動(dòng)重合閘操作循環(huán)：分合分t合分 自非動(dòng)重合閘操作循環(huán)：分t合分t合分 上二式中 分分閘操作； 合分合閘后立即分閘的動(dòng)作； 無(wú)電流間隔時(shí)間，標(biāo)準(zhǔn)值為0.3s或0.5s； t強(qiáng)送電時(shí)間，標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間為180s。10合閘時(shí)間（th）2.4.4 隔離開(kāi)關(guān) 隔離開(kāi)關(guān)又稱隔離刀閘，是一種高壓開(kāi)關(guān)電器。在分閘時(shí)，其動(dòng)靜觸頭間形成明顯可見(jiàn)的斷口，絕緣可靠。 1、高壓隔離開(kāi)關(guān)的作用 （1）隔離電源，進(jìn)行設(shè)備檢修。 （2）倒閘操作，進(jìn)行線路切換。 （3）接通

56、和斷開(kāi)小電流電路。 因?yàn)樗鼪](méi)有專門(mén)的滅弧裝置，不能用來(lái)切斷負(fù)荷電流和短路電流。使用時(shí)與斷路器配合，必需遵循“先通后短”的原則，只有斷路器斷開(kāi)時(shí)才能進(jìn)行隔離開(kāi)關(guān)操作； 接通電路時(shí)先閉合隔離開(kāi)關(guān)，再由斷路器接通電路；斷路時(shí)先由斷路器斷開(kāi)電路，再拉開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)隔離電源。2.4.4 隔離開(kāi)關(guān) 隔離開(kāi)關(guān)又稱隔離刀閘，是一種2、隔離開(kāi)關(guān)的基本要求 按照隔離開(kāi)關(guān)所擔(dān)負(fù)的任務(wù)，應(yīng)滿足的要求為： （1）隔離開(kāi)關(guān)應(yīng)具有明顯的斷開(kāi)點(diǎn)。 （2）隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)點(diǎn)之間應(yīng)有可靠的絕緣。 （3）隔離開(kāi)關(guān)應(yīng)具有足夠的熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。 （4）隔離開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單，動(dòng)作要可靠。 （5）帶有接地閘刀的隔離開(kāi)關(guān)必須有連鎖機(jī)構(gòu)，以保證先

57、斷開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)后，再合上接地閘刀，先斷開(kāi)接地閘刀后，再合上隔離開(kāi)關(guān)的操作順序。 （6）隔離開(kāi)關(guān)和斷路器之間要裝連鎖機(jī)構(gòu)，以確保正確的操作順序，杜絕隔離開(kāi)關(guān)帶負(fù)荷操作的事故發(fā)生。2、隔離開(kāi)關(guān)的基本要求 按照隔離開(kāi)關(guān)所擔(dān)負(fù)的任務(wù)，應(yīng) 3、隔離開(kāi)關(guān)的技術(shù)參數(shù)（1）額定電壓 指隔離開(kāi)關(guān)長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)所能承受的工作電壓。（2）最高工作電壓 指隔離開(kāi)關(guān)能承受的超過(guò)額定電壓的最高電壓。（3）額定電流 指隔離開(kāi)關(guān)可以長(zhǎng)期通過(guò)的工作電流。（4）熱穩(wěn)定電流 指隔離開(kāi)關(guān)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)允許通過(guò)的最大電流。（5）極限通過(guò)電流峰值 指隔離開(kāi)關(guān)所能承受的最大瞬時(shí)沖擊短路電流。 3、隔離開(kāi)關(guān)的技術(shù)參數(shù)4、隔離開(kāi)關(guān)的基本結(jié)構(gòu)以GN1

58、9-10為例，包括下述部分： 1、導(dǎo)電部分 由一條彎成直角的銅板構(gòu)成靜觸頭，其有孔的一端可通過(guò)螺釘與母線相連接；另一端較短，合閘時(shí)它與動(dòng)刀片相接觸。兩條銅板組成接觸條(動(dòng)觸頭)，可繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，合閘時(shí)它夾持住靜觸頭。2、絕緣部分動(dòng)靜觸頭分別固定在兩套支持瓷瓶上。對(duì)型號(hào)中帶C的，動(dòng)觸頭固定在套管瓷瓶上。3、傳動(dòng)部分：有主軸，拐臂，拉桿絕緣子等。4、底座部分：由鋼架組成。支持瓷瓶或套管瓷瓶以及傳動(dòng)主軸都固定在底座上。底座應(yīng)接地。GN19-10C/400A高壓開(kāi)關(guān)4、隔離開(kāi)關(guān)的基本結(jié)構(gòu)GN19-10C/400A高壓開(kāi)關(guān)電工原理與電氣設(shè)備02課件 5、隔離開(kāi)關(guān)的分類（1）按裝設(shè)地點(diǎn)的不同，可分為戶

59、內(nèi)式和戶外式兩種。（2）按絕緣支柱數(shù)目，分為柱式、雙柱式和三柱式三種。（3）按動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)方式 分為水平旋轉(zhuǎn)式、垂直旋轉(zhuǎn)式、擺動(dòng)式和插入式等（4）按有無(wú)接地閘刀 分為無(wú)接地閘刀、一側(cè)有接地閘刀、兩側(cè)有接地閘刀三種。（5）按操動(dòng)機(jī)構(gòu)的不同 可分為手動(dòng)式、電動(dòng)式、氣動(dòng)式和液壓式等。（6）按極數(shù)，可分為單極、雙極、三極三種（7）按安裝方式，分為平裝式和套管式等 5、隔離開(kāi)關(guān)的分類6、隔離開(kāi)關(guān)的型號(hào)隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)、規(guī)格一般由文字符號(hào)和數(shù)字表示：第1單元：產(chǎn)品字母代號(hào)，隔離開(kāi)關(guān)用G；第2單元：安裝場(chǎng)所代號(hào)，戶內(nèi)用N，戶外用W；第3單元：設(shè)計(jì)序列順序號(hào)，用數(shù)字1、2、3、表示；第4單元：額定電壓，kV；第5單

60、元：其他標(biāo)志，如T表示 統(tǒng)一設(shè)計(jì)，G表示改進(jìn)型， D表示帶接地刀閘， K表示快分型等。第6單元：額定電流，A。GW16-17T/126型隔離開(kāi)關(guān)6、隔離開(kāi)關(guān)的型號(hào)GW16-17T/126型隔離開(kāi)關(guān) JVD2-125型隔離開(kāi)關(guān)適用于交流50HZ，額定電壓為230V/400V 的配電電路和電動(dòng)機(jī)電路中。 7、幾種典型的隔離開(kāi)關(guān)（1） JVD2-125型 戶內(nèi)型高壓隔離開(kāi)關(guān) 型 號(hào) JVD2-125 極 數(shù) 1P、2P、3P、4P 額定電流 63、80、100、125A 額定電壓 230/400V 頻 率 50Hz 短時(shí)耐受能力 3000A（峰值） 機(jī)械壽命 10000次JVD2-125、JVD2-