發(fā)電廠及變電站電氣設(shè)備課件三

第4章電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體教學(xué)目的：了解高壓斷路器、隔離開關(guān)和負(fù)荷開關(guān)的用途、技術(shù)參數(shù)、結(jié)構(gòu)及工作原理復(fù)習(xí)舊課：1、交流電弧特性和熄滅方法2、電氣觸頭重點(diǎn)：高壓斷路器、隔離開關(guān)和負(fù)荷開關(guān)的工作原理難點(diǎn)：高壓斷路器、隔離開關(guān)和負(fù)荷開關(guān)的結(jié)構(gòu)

引入新課：

4.1高壓開關(guān)電器4.1高壓開關(guān)電器4.1.1概述1、開關(guān)電器概念：直接用于正常投切和故障切除電路的電氣一次設(shè)備稱為開關(guān)電器。2、分類：（1）按電壓高低分類：高壓開關(guān)電器和低壓開關(guān)電器兩類（2）按安裝場所分類：戶內(nèi)式和戶外式兩類（3）按功能分類：斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、熔斷器和組合式開關(guān)電器（高壓負(fù)荷開關(guān)＋熔斷器）4.1.2高壓斷路器

1、用途：①控制（操作）作用；②保護(hù)作用

2、基本要求：（1）工作可靠（2）具有足夠的開斷能力（3）動作快速（4）具有自動重合閘性能（5）結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)合理3、基本參數(shù)（1）額定電壓：指斷路器長時間運(yùn)行能承受的正常工作電壓。最高電壓對于10~220kV的為1.15倍額定電壓，對于330kV及以上為1.1倍額定電壓。（2）額定電流：指斷路器的觸頭結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電部分在規(guī)定環(huán)境溫度下允許通過的長期工作電流，其相應(yīng)的發(fā)熱溫度不會超過國家標(biāo)準(zhǔn)。（3）額定開斷電流：指斷路器在額定電壓下能可靠開斷的最大短路電流的有效值。（4）額定開斷容量：斷路器的開斷能力也可間接用開斷容量來表示，在三相電路中其大小等于額定電壓與額定開斷電流的倍（5）動穩(wěn)定電流：表明斷路器在沖擊短路電流作用下，承受電動力的能力。其值由導(dǎo)電和絕緣等部件的機(jī)械強(qiáng)度決定。（6）熱穩(wěn)定電流：表明斷路器承受短路電流熱效應(yīng)的能力。用通電時間（一般取4S）和最大電流有效值來綜合表示。（7）開斷時間：從操作機(jī)構(gòu)跳閘線圈接通跳閘脈沖起，到三相電弧完全熄滅時止的一段時間稱為斷路器的開斷時間，它等于斷路器的固有分閘時間和熄弧時間之和，即4、操動機(jī)構(gòu)（1）組成：操動部分：由動力機(jī)構(gòu)、扣住機(jī)構(gòu)、脫扣機(jī)構(gòu)和自由脫扣機(jī)構(gòu)等組成傳動部分：由拉桿、提升機(jī)構(gòu)、緩沖機(jī)構(gòu)等組成（2）分類：手動型、電磁型、液壓型、氣壓型和彈簧型等（3）基本要求：1）具有足夠的合閘功率2）能維持?jǐn)嗦菲魈幵诤祥l位置，不因外界震動和其他原因產(chǎn)生誤分閘功率。3）有可靠的分閘裝置和足夠的分閘速度4）具有自由脫扣裝置5）要保證分、合動作準(zhǔn)確、連續(xù)，即分后準(zhǔn)備合、合后準(zhǔn)備分。6）結(jié)構(gòu)簡單、體積小、價(jià)格低廉。5、高壓斷路器的分類（1）油斷路器：可分為多油斷路器和少油斷路器（2）壓縮空氣斷路器（3）真空斷路器。（4）六氟化硫（）斷路器6、高壓斷路器的基本結(jié)構(gòu)和滅弧過程（1）少油斷路器少油斷路器分為戶內(nèi)式和戶外式。1）SN10系列戶內(nèi)式少油斷路器:圖4－32）SW系列戶外式少油斷路器：圖4－5（2）斷路器1）斷路器的發(fā)展2）氣體的特點(diǎn)3）斷路器的滅弧裝置4.1.3隔離開關(guān)1、作用和分類作用：（1）隔離電源，保證安全；（2）倒閘操作；（3）接通或切斷小電流電路。分類：（1）按裝設(shè)地點(diǎn)的不同，分為戶內(nèi)式和戶外式兩種。（2）按絕緣支柱數(shù)目分為單柱式、雙柱式和三柱式三種。（3）按動觸頭運(yùn)動方式，可分為水平旋轉(zhuǎn)式、垂直旋轉(zhuǎn)式、擺動式和插入式等。（4）按有無接地閘刀，可分為無接地閘刀、一側(cè)有接地閘刀、兩側(cè)有接地閘刀三種。（5）按操動機(jī)構(gòu)的不同，分為手動式，電動式、氣動式和液動式等。（6）按極數(shù)分為單極、雙極、三極三種。2、操作原則3、結(jié)構(gòu)（1）戶內(nèi)式隔離開關(guān)（2）戶外隔離開關(guān)1）單柱式隔離開關(guān)2）雙柱式隔離開關(guān)3）三柱式隔離開關(guān)4.1.4高壓熔斷器1、基本知識（1）基本構(gòu)成和工作原理結(jié)構(gòu)：熔斷器主要由金屬熔件（又稱熔體）、支持熔件的觸頭、滅弧裝置和絕緣底座等四部分構(gòu)成。工作原理：熔斷器的工作過程由以下四個階段組成：

1）熔斷器的熔件因過載和短路而加熱到熔化溫度；2）熔件的熔化和氣化；3）觸頭之間的間隙擊穿，產(chǎn)生電?。?）電弧熄滅，電路被斷開。基本要求：1）有良好和穩(wěn)定的導(dǎo)電性能，能長期安全地通過允許電流而不發(fā)生誤熔斷。2）有較低的熔點(diǎn)。熔點(diǎn)高不僅使正常工作溫度偏高，對觸頭、金屬材料和絕緣材料均不利，而且延長了加熱熔化的時間，不利于熔斷器的快速動作。3）有利于滅弧。（2）熔件材料:鉛錫合金、鉛、鋅、銅、銀200oC、327oC、420oC、1080oC、960oC（3）分類①按安裝地點(diǎn)分：戶內(nèi)式和戶外式；②按使用電壓分：高低熔斷和低壓熔斷器；③按滅弧方法及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同分：瓷插式、封閉產(chǎn)氣式、封閉填料式和產(chǎn)氣縱吹式等；④按限流特性分為限流式和非限流式。（4）技術(shù)參數(shù)1）熔斷器的額定電壓2）熔斷器的額定電流3）熔體額定電流4）熔斷器的開斷電流（5）保護(hù)特性圖4－182、高壓熔斷器的結(jié)構(gòu)（1）戶內(nèi)高壓熔斷器鍍銀康銅絲焊小錫球石英砂填充＜7.5A固定于瓷芯熔斷指示器RN1：電力線路和配電變壓器RN2：電壓互感器（2）外高壓熔斷器1）RW系列跌落式熔斷器2）RW型限流熔斷器4.1.5高壓負(fù)荷開關(guān)1、用途及類型（1）用途（2）類型2、結(jié)構(gòu)（1）戶內(nèi)式負(fù)荷開關(guān)（2）戶外式負(fù)荷開關(guān)新課小結(jié)：斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器和負(fù)荷開關(guān)的作用、分類及工作原理。作業(yè)：第4章電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體教學(xué)目的：了解高壓斷路器、隔離開關(guān)和負(fù)荷開關(guān)的用途、技術(shù)參數(shù)、結(jié)構(gòu)及工作原理

復(fù)習(xí)舊課：斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器和負(fù)荷開關(guān)的作用、分類及工作原理。

重點(diǎn)：互感器的工作原理及接線方式

難點(diǎn)：誤差分析

引入新課：

4.2互感器（一）

4.2互感器（（一）4.2.1互感器的的作用：：圖4－26廣泛應(yīng)用用于電壓壓等級的的交流電電路中，，是一、、二次設(shè)設(shè)備之間的重重要聯(lián)絡(luò)絡(luò)元件，，其作用用：（1）變壓或或變流，，正確反反應(yīng)一次次系統(tǒng)的的運(yùn)行狀狀態(tài)；（2）隔離高高壓，保保證工作作人員安安全；（3）使二次次元件標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化、、小型化化，方便便遙測；；（4）安裝方方便，便便于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)集中管管理和遠(yuǎn)遠(yuǎn)方監(jiān)控控測量。。4.2.2電流互感感器工作特點(diǎn)點(diǎn)：圖4－271）一次繞繞組串聯(lián)聯(lián)在電路路中，并并且匝數(shù)數(shù)很少；；故一次次繞組中的的電流完完全取決決于被測測電路的的負(fù)荷電電流，而與二次次電流大大小無關(guān)關(guān)；2）電流互互感器二二次繞組組所接儀儀表的電電流線圈圈阻抗很很小，所以正常常情況下下，電流流互感器器在近于于短路的的狀態(tài)下下運(yùn)行。。3）運(yùn)行中中的電流流互感器器二次回回路不允允許開路路，否則會在在開路的的兩端產(chǎn)產(chǎn)生高電電壓危及及人身安安全或使電流流互感器器發(fā)熱損損壞。（開路的的危害：：∵，，∴＝＝0時危害：：（1）φ↑↑→→ｄφ／ｄｔ↑↑↑→ｅｅ2↑↑103～104V，將危及二二次元件件和人身身安全；；（2）φ↑↑→→鐵芯飽和和→磁滯滯渦流↑↑↑→熱熱燒毀；；（3）剩磁→→測量不不準(zhǔn)確。。）2、誤差采用繼電電保護(hù)的的方法分分析（1）電流誤誤差：（2）相位誤誤差：－與之之間的夾夾角3、準(zhǔn)確度度等級和和額定容容量（1）電流互感感器的準(zhǔn)準(zhǔn)確度等等級：表表4－110％誤差曲曲線是指指在保證證電流互互感器誤誤差不超超過10％的條件下下，一次次電流倍倍數(shù)n與電流互互感器允允許最大大二次負(fù)載阻抗抗的關(guān)系曲曲線。（2）電流互感感器的額額定容量量：由于電流流互感器器的二次次電流為為標(biāo)準(zhǔn)值值，故其其容量也常用額額定二次次阻抗來來表示。。4、接線圖4-29電流互感感器的常常見接線線方式（a）單相接接線：測測一相電電流，用用于三相相對稱電電路。圖4-29（a）（b）完全星星形接線線：測三三相電流流，用于于不對稱稱或380／220V電路。圖圖4-29（b）（c）不完全全星形接接線：廣廣泛用于于小接地地短路電電流系統(tǒng)統(tǒng)。圖4-29（d）（d）兩相差差接線：：用于勵勵磁或自自動裝置置中。5、分類和和結(jié)構(gòu)（1）電磁式式電流互互感器的的分類1）按安裝裝地點(diǎn)可可分為戶戶內(nèi)式和和戶外式式2）按安裝裝方式可可分為穿穿墻式、、支持式式和裝入入式3）按絕緣緣可分為為干式、、澆注式式、油浸浸式等4）按一次次繞組匝匝數(shù)可分分為單匝匝和多匝匝式（2）電磁式式電流互互感器的的結(jié)構(gòu)（3）光電式式電流互互感器特特點(diǎn)與原原理介紹紹優(yōu)點(diǎn)：1）優(yōu)良良的絕緣緣性能以以及便宜宜的價(jià)格格2）不含含鐵芯，，消除了了磁飽和和及鐵磁磁諧振等等問題3）抗電電磁干擾擾性能好好，低壓壓邊無開開路高壓壓危險(xiǎn)4）動態(tài)態(tài)范圍大大，測量量精度高高，頻率率響應(yīng)范范圍寬5）體積小小、重量量輕6）適應(yīng)了了電力計(jì)計(jì)量和保保護(hù)數(shù)字字化、微微機(jī)化和和自動化化發(fā)展的潮潮流（4）混合式式光纖電電流互感感器的工工作原理理：新課小結(jié)結(jié)：電流流互感器器的原理理、作用用、分類類、誤差差及接線線。作業(yè)：第4章電電氣設(shè)備備及載流流導(dǎo)體教學(xué)目的的：了解解高壓斷斷路器、、隔離開開關(guān)和負(fù)負(fù)荷開關(guān)關(guān)的用途、、技術(shù)參參數(shù)、結(jié)結(jié)構(gòu)及工工作原理理

復(fù)習(xí)習(xí)舊課：：電流互感感器的原原理、作作用、分分類、誤誤差及接線。。

重點(diǎn)：互互感器的的工作原原理及接接線方式式難難點(diǎn)點(diǎn)：：誤差差分析引入新課課：4.2互感器（二）4.2互感器（二）4.2.2電壓互感感器1、工作特特點(diǎn)（1）二次負(fù)荷荷小且恒恒定：僅僅幾十～～幾百伏伏安（2）二次阻阻抗大，，接近空空載，不不影響一一次系統(tǒng)統(tǒng)（3）運(yùn)行中中的電流流互感器器二次回回路不允允許短路路2、誤差（1）電壓誤誤差：（2）相位誤誤差與與之之間的夾夾角（3）準(zhǔn)確等等級和額額定容量量1）準(zhǔn)確等等級：0.2、0.5、1、3表4－22）額定容容量：是是指對應(yīng)應(yīng)于最高高準(zhǔn)確級級的容量量最大容量量3、接線（1）臺單相相雙繞組組－／－－接線圖圖4-34(a)、(b)35kV及以下測測某一相相對地電電壓和相相間電壓壓。（2）單臺單單相雙繞繞組Ｖ／／Ｖ接線線圖圖4-34(c)35kV及以下測測線、對對中電壓壓，但ＵＵCA誤差大；；（3）三臺單單相三繞繞組Ｙ0／Ｙ0／＞接線線圖圖4-34(d)萬能接線線，它廣廣泛用于于3～220kV系統(tǒng)。4、分類和和結(jié)構(gòu)（1）電磁式電電壓互感感器的分分類電壓互感感器按其其特征分分類如下下：1）根據(jù)安安裝地點(diǎn)點(diǎn)的不同同，可分分為戶內(nèi)內(nèi)式和戶戶外式；；2）根據(jù)相相數(shù)的不不同，可可分為單單相式和和三相式式，只有有20kV以下才有有三相式式；3）按每相相繞組數(shù)數(shù)的不同同，可分分為雙繞繞組和三三繞組式式；4）按絕緣緣方式的的不同，，可分為為干式、、澆注式式、油浸浸式、氣體絕緣緣等。（2）電磁式式電壓互互感器的的結(jié)構(gòu)1）澆注絕絕緣電壓壓互感器器2）油浸式式電壓互互感器3）六氟化化硫氣體體絕緣式式電壓互互感器（3）電容式式電壓互互感器的的原理與與特點(diǎn)新課小結(jié)結(jié)：電壓壓互感器器的原理理、作用用、分類類、誤差差及接線。。作業(yè)：第4章電電氣設(shè)備備及載流流導(dǎo)體教學(xué)目的的：了解解母線、、電纜及及絕緣子子的用途、技技術(shù)參數(shù)數(shù)、結(jié)構(gòu)構(gòu)及布置復(fù)復(fù)習(xí)舊課課：電壓壓互感器器的原理理、作用用、分類、誤誤差及接接線。重重點(diǎn)：難難點(diǎn)點(diǎn)：電纜纜的結(jié)構(gòu)構(gòu)引入新課課：4.3.1母線4.3.2電力電纜纜4.3.3絕緣子4.3.1母線4.3.1.1用途及類類別1、用途：：母線（（也稱匯匯流排））是匯集集和分配配電流的的裸導(dǎo)體體，是發(fā)電機(jī)機(jī)、變壓壓器和配配電裝置置等大電電流回路路的導(dǎo)體體，也泛指用于于各種電電氣設(shè)備備連接的的導(dǎo)線。。2、類別：：軟母母線：LGJ-S硬母線：：圓形、、管形、、矩形、、槽形等等3、材料：：母線的的材料有有銅、鋁鋁和鋼三三種。性能比較較：電阻阻率、機(jī)機(jī)械強(qiáng)度度、防腐腐、價(jià)格格、含量量、連接等“以鋁代代銅”4.3.1.2布置和排排列截面形狀狀：布置：排排列（平平排、豎豎排、三三角排））、放置置（平放放、立放）與與裝配；；母線的排排列應(yīng)按按設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)定，如如無設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)定時時，應(yīng)按下述述要求排排列。（1）垂直布布置的母母線。由由上向下下：A，B，C相；（2）水平布布置的母母線。由由內(nèi)向外外（面對對母線））：A，B，C相的排列列；（3）引下線線排列。。由左向向右（面面對母線線）：A，B，C相的排列列；（4）各種不不同電壓壓配電裝裝置的母母線，其相位的的配置應(yīng)應(yīng)相互一一致。4.3.1.3母線的定定相與著著色刷漆的目目的：（1）為了便便于識別別相序、、（2）防止腐腐蝕；（3）提高母母線表面面散熱效效果（可可增加載流量12%~15%）。母線應(yīng)按按下列規(guī)規(guī)定刷漆漆著色：：（1）三相交交流母線線：A相——黃色，，B相——綠色，，C相——紅色；；（2）直流流母線線：正正極——赭色，，負(fù)極——藍(lán)色。。（3）交流流中性性點(diǎn)匯匯流母母線和和直流流均壓壓匯流流母線線，不接地地者刷刷白色色，接接地者者刷紫紫色帶帶黑色色橫條條。軟母線線不宜宜著相相色漆漆。4.3.2電力電電纜4.3.2.1用途與與特點(diǎn)點(diǎn)1、用途途：2、特點(diǎn)點(diǎn)：（1）電纜纜結(jié)構(gòu)構(gòu)緊湊湊，占占用空空間小小，走走向和和布置置極為為靈活方方便；；（2）現(xiàn)場場施工工簡便便；（3）運(yùn)行行可靠靠行高高；（4）雖然然電纜纜單價(jià)價(jià)較貴貴，但但由于于其基基礎(chǔ)和和土建建工程程較省，，故綜綜合工工程費(fèi)費(fèi)用不不一定定超出出母線線；（5）載流流量小小。4.3.2.2一般結(jié)結(jié)構(gòu)導(dǎo)電芯芯線、、絕緣緣層、、密封封護(hù)套套和保保護(hù)層層等主主要部部分組組成。。4.3.2.3電力電電纜的的類型型按電壓壓高低低分：：高壓壓電纜纜和低低壓電電纜（（1000V及以下下）。。按使用用環(huán)境境分：：空氣氣中敷敷設(shè)電電纜、、直埋埋電纜纜與水水下電電纜等等。按電纜纜芯數(shù)數(shù)分：：單芯芯、雙雙芯、、三芯芯、四四芯電電力電電纜。。按芯線線的材材料分分：銅銅芯電電纜與與鋁芯芯電纜纜。按密封封護(hù)套套材料料分：：鉛包包、鋁鋁包、、塑料料包或或橡套套電纜纜。按保護(hù)護(hù)層分分：裸裸鋼帶帶、鋼鋼絲鎧鎧裝電電纜和和帶麻麻被層層的鋼鋼帶、、鋼絲鎧鎧裝電電纜等等。4.3.2.4電纜三三頭電纜戶戶內(nèi)頭頭、戶戶外頭頭和中中間頭頭的總總稱為為電纜纜三頭頭?；疽螅海海?）導(dǎo)體體連接接好（2）絕緣緣可靠靠（3）密封封良好好（4）足夠夠的機(jī)機(jī)械強(qiáng)強(qiáng)度（5）結(jié)構(gòu)構(gòu)簡單單、體體積小小、重重量輕輕、省省材料料、成成本低低、、工藝簡簡單、、維護(hù)護(hù)方便便并兼兼顧造造型的的美觀觀。4.3.3絕緣子子4.3.3.1作用和和要求求1、作用用：用用來支支持和和固定定帶電電導(dǎo)體體，并并與地地絕緣緣，或作為為帶電電導(dǎo)體體之間間的絕絕緣。。2、要求求：具具有足足夠的的機(jī)械械強(qiáng)度度和電電氣強(qiáng)強(qiáng)度，，并能能在惡習(xí)習(xí)劣環(huán)環(huán)境（（高溫溫、潮潮濕、、多塵塵埃、、污穢穢等））下安全全運(yùn)行行。4.3.3.2分類1、按裝裝設(shè)地地點(diǎn)絕絕緣子子可分分：戶戶內(nèi)、、戶外外式；；2、按用用途分分：電電站絕絕緣子子、電電器絕絕緣子子和線路絕絕緣子子。4.3.3.3支柱絕絕緣子子1.戶內(nèi)支支柱絕絕緣子子1）外膠膠裝2）內(nèi)膠膠裝3）聯(lián)合合膠裝裝2.戶外支支柱絕絕緣子子戶外支支柱絕絕緣子子：針針式、、實(shí)心心棒式式。4.3.3.4套管絕絕緣子子由瓷套套，中中部金金屬法法蘭盤盤及導(dǎo)導(dǎo)電體體等三三部分分組成成新課小小結(jié)：：母線線、電電纜及及絕緣緣子的的用途途、技技術(shù)參參數(shù)、、結(jié)構(gòu)及及布置置作業(yè)：：第4章電電氣氣設(shè)備備及載載流導(dǎo)導(dǎo)體教學(xué)目目的：：了解解限流流電抗抗器和和分裂裂變壓壓器的用途途、結(jié)結(jié)構(gòu)、、布置置和參參數(shù)等等。復(fù)習(xí)舊舊課：：母線線、電電纜及及絕緣緣子的的用途途、技術(shù)參參數(shù)、、結(jié)構(gòu)構(gòu)及布置重點(diǎn)：難點(diǎn)點(diǎn)：限限流電電抗器器和分分裂變變壓器器的參參數(shù)與結(jié)構(gòu)構(gòu)引入新新課：：4.4限流電電器4.4限流電電器4.4.1限流電電抗器器：4.4.1.1電抗器器的類類型與與用途途電網(wǎng)中中所采采用的的電抗抗器是是指具具有一一定電電抗值值的自自感線線圈，，有串聯(lián)聯(lián)電抗抗器、、并聯(lián)聯(lián)電抗抗器、、限流流電抗抗器和和消弧弧線圈圈四種種。限流電電抗器器分三三種：：混凝凝土柱柱式電電抗器器(NKS或NKSL)、分裂電電抗器器(FK)和油浸浸電抗抗器(XKSL)。4.4.1.2限流電電抗器器的結(jié)結(jié)構(gòu)與與布置置1、混凝凝土柱柱式電電抗器器常做成成空心心的混混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)這種電電抗器器都做做成單單相。。組成成三相相組時時有下下列四四種排排列方方式，，即垂直直排列列、水水平排排列、、兩重重一并并排列列、品品字形形排列列。如圖4-45所示。。三相垂垂直排排列和和兩重重一并并排列列時，，B相繞組組繞向向要與與A、C相相反反，這這樣可可以減減少相相間支支撐絕絕緣子子的拉拉伸力力。因因?yàn)橹谓^絕緣子子的抗抗壓能能力比比抗拉拉伸能能力大大得多多。2、分裂裂電抗抗器帶中間間抽頭頭的混混凝土土柱式式電抗抗器稱稱分裂裂電抗抗器。。3、油浸浸式限限流電電抗器器35kv的限流流電抗抗器，，一般般做成成夾裝裝、油油浸式式、戶戶外裝裝置，，在油箱箱內(nèi)壁壁加磁磁分路路或電電磁屏屏蔽，，以減減少箱箱壁的的損耗耗和發(fā)發(fā)熱。。4.4.1.3普通電電抗器器的參參數(shù)及及應(yīng)用用電抗器器主要要參數(shù)數(shù)有額額定電電壓、額定定電流流和百分電電抗。。電電抗抗器的的電抗抗值按按下式式計(jì)算算:在正常常工作作時，，