第八章-組合電器和成套電器-中學物理課件

第八章組合電器和成套電器（P.220～229）

1．教學目的與要求2．主要內容3．重點與難點4.學習方法6/6/20231、教學目的與要求（1）熟悉低壓組合電器和成套電器（2）掌握高壓成套電器（3）了解高壓組合電器6/6/20232、主要內容低壓成套電器高壓成套電器高壓組合電器6/6/20233、重點與難點(1)重點：低壓成套電器高壓成套電器(2)難點：高壓組合電器6/6/20234、學習方法從基本概念出發(fā)，掌握低壓組合電器、低壓成套電器、高壓成套電器和高壓組合電器的基本工作原理及選用方法。6/6/2023一、組合電器1、定義根據(jù)設計要求、將兩種或兩種以上電器元件有機地組合為一體的裝置。2、特點其中各電器元件仍保持原有的技術性能和結構特點，但安排合理，且有些部件還可以通用，故整個裝置結構緊湊、外形尺寸和安裝尺寸較小，同時各電器元件之間能很好地協(xié)調配合。6/6/2023因此，采用組合電器能縮小占地面積和空間，減少現(xiàn)場安裝工作量，降低投資額，提高運行的安全性與可靠性。二、成套電器成套電器是以支架和面板作為基本結構。集中裝設測量儀表、信號和監(jiān)督裝置、保護裝置以及配電電器或控制電器等的成套設備，它被用于接受和分配電能或遙控電氣設備。

6/6/2023三、工作電壓同一組合電器或成套電器中的各器件的工作電壓應當是一致的。從工作電壓來看，組合電器和成套電器有低壓和高壓之分。四、結構形式組合電器或成套電器有敞開式和封閉式。1、敞開式對加工、安裝和維修均無特殊要求。2、封閉式縮小占地面積和安裝空間、減小維修工作量、降低噪聲和對無線通信的干擾以及提高運行安全性和可靠性等方面卻遠勝于敞開式。6/6/2023第一節(jié)低壓組合電器和成套電器低壓組合電器品種很多，已在第二篇介紹過，不再贅述，此處僅介紹低壓成套電器。低壓成套電器主要分為配電屏和控制屏兩類。6/6/2023配電屏供接受和分配電能用，它以支架和面板為基本結構，通常設有刀開關、熔斷器、斷路器、互感器、測量儀表和信號裝置等。控制屏主要用來遠程控制各種電力驅動系統(tǒng)、電氣設備或電力系統(tǒng)，它也是以支架和面板為基本結構，并裝設刀開關、斷路器、保護和控制繼電器、測量儀表和信號裝置等。6/6/2023一、固定安裝開啟式成套開關設備

這是一種供發(fā)電廠、變電站以及工礦企業(yè)配電間作動力、配電或照明用的成套裝置。產(chǎn)品的絕緣電壓為500V，主電路的額定工作電壓為交流(頻率50Hz)380V，輔助電路的額定工作電壓為交流220V、380V和直流110V、220V。6/6/2023

目前的統(tǒng)一設計產(chǎn)品有PGL1及PGL2兩個系列。它們的主電路均各有數(shù)十種方案，其中包括：電纜受電或饋電、架空受電或饋電、架空受電或聯(lián)絡、饋電、聯(lián)絡、照明、饋電及照明等多種形式。6/6/20236/6/2023隨著主電路方案的不同，內部裝設的元件也不一樣。有刀開關或刀形轉換開關、熔斷器、熔斷器式刀開關、電流互感器、電壓互感器等電器元件的一種或幾種以及母線。它們安裝在角鋼或薄鋼焊制的屏柜內。在屏的上方有可開啟的小門，其上有各種測量儀表。在屏的正下方也有可開啟的小門，以利維修。6/6/2023主母線安裝在骨架上方的絕緣柜上，其上還設有防護罩，以防金屬件掉落在母線上釀成短路事故。這類屏柜可獨立使用，也可組合使用，以滿足不同的需要。因電器元件和母線不同，PGL1系列產(chǎn)品的分斷能力達15kA，PGL2系列產(chǎn)品可達30kA。兩系列產(chǎn)品有結構合理，分斷能力高，動穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性強，防護性能好及運行安全可靠等特點。6/6/2023PGL1/2型交流低壓配電屏

6/6/2023二、抽出式成套開關設備抽出式成套開關設備的結構采用封閉間隔型。它含以異型鋼和鋼板彎制組裝的柜體、固定安裝的功能單元以及可抽出的功能單元。典型產(chǎn)品有GCK1系列電動機控制中心和GCL系列動力中心，它們的主電路有數(shù)十種方案以供用戶選擇。

6/6/20231、GCK1系列電動機控制中心它是交流（50Hz）380V系統(tǒng)的配電及異步電動機的控制設備，可作工礦企業(yè)和大型建筑設施的配電裝置。電動機控制中心按其使用特征分為進線柜和饋電柜兩大類。6/6/2023

6/6/20232、GCL1系列動力中心這是額定電壓至交流（50Hz）660V的電能分配用戶內抽出式成套開關設備。6/6/2023三、無功功率補償裝置

無功功率補償裝置是能根據(jù)電網(wǎng)負荷的功率因數(shù)值、以10－60s的時間間隔自動地投切電容器組、使電網(wǎng)的無功功率消耗維持最低值的一種電工裝置。因此，采用無功功率補償裝置可以使電網(wǎng)的功率因數(shù)經(jīng)常保持在0.95以上。降低變壓器乃至整個電網(wǎng)的功率損耗、降低變壓器所需容量，最終實現(xiàn)節(jié)約能源、降低成本和提高電網(wǎng)供電質量。6/6/2023PGJ1無功功率自動補償屏

6/6/2023控制器中的相位檢測單元測量主電路的電壓與電流之間的相位差，后者與設定的功率因數(shù)值進行比較。將信號取出放大后，輸送到延時電路，然后執(zhí)行單元動作。（通過接觸器投、切電容器組）主電路中設有電抗器是針對電容器組投入時將出現(xiàn)較大的涌流。6/6/2023

6/6/2023第二節(jié)高壓成套電器

高壓成套電器基本上都是成套配電裝置，它是按照規(guī)定的一次及二次接線方案。將各種開關電器和其他電氣設備組裝在一個或若干個金屬柜內形成的裝置。由于它是以開關電器為主體，故又稱高壓開關柜。

高壓開關柜結構緊湊、占地面積小、安裝工作量小、使用和維修方便、且有多種接線方案以供選擇，故用戶使用尤感便利。6/6/2023上圖是一成套裝置的組合方案，有兩路饋電線，并有供電計量、電壓監(jiān)視和防雷保護等性能。6/6/2023高壓開關柜中包含部件及其作用真空斷路器：用來開斷短路電流，保護下級設備接地開關：開關檢修時候接地電流互感器：為了給繼電器提供電流保護信號，也可用做測電流電壓互感器：可提供電壓也可測電壓復合開關：打開閉合回路熔斷器：開斷短路電流母線饋線五防連鎖裝置避雷器帶電指示器風扇--大電流通風不足時候使用隔離開關6/6/2023按斷路器安裝方式分為移開式(手車式)和固定式

(1)移開式或手車式(用Y/C表示)：表示柜內的主要電器元件(如:斷路器)是安裝在可抽出的手車上的，由于手車柜有很好的互換性,因此可以大大提高供電的可靠性，常用的手車類型有:隔離手車、計量手車、斷路器手車、PT手車、電容器手車和所用變手車等，如KYN28A-12。

(2)固定式(用G表示):

表示柜內所有的電器元件(如:斷路器或負荷開關等)均為固定式安裝的，固定式開關柜較為簡單經(jīng)濟6/6/2023一、GG－1A型固定開啟式開關柜

GG－1A型高級開關柜適用于交流50Hz、3～10kV三相電力系統(tǒng)，供變、配電站作為接受和分配電能用。操作方式有直流電磁操作機構和彈簧操作機構兩種。它以SN10型少油斷路器為主要元件，其它還有隔離開關、接地開關、真空斷路器、熔斷器、避雷器等?？梢詰{借這些電器組成上百種主電路方案。6/6/2023

GG－1A（F1）和GG－1A（F2）型有強制性機械閉鎖的功能。

F是指帶有防誤的功能。高壓開關柜的“五防”

防止誤分、誤合斷路器；防止帶負荷分、合隔離開關；防止誤入帶電間隔；防止帶電掛接地線或合接地開關；防止帶接地線或接地開關合閘時合隔離開關。

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GG-1A(F)ZⅡD-1000/25必須注意，使用非防誤開關柜時，應通過機械或電器的聯(lián)鎖，以保證隔離開關先于斷路器合閘、而后于斷路器分閘的順序。6/6/2023二、GC2-10(F)型手車式高壓開關柜

這種手車式開關柜適用于各種發(fā)電廠和變電站的3～10kV配電系統(tǒng)，以接受和分配電能以及對電路進行監(jiān)控和保護。手車可以互換，故當檢修時能迅速而且方便地更換手車，縮短停電時間，提高供電可靠性。

這種產(chǎn)品常用于向重要的負荷供電。隨著所裝設電器元件的不同，手車有斷路器車、隔離開關車、避雷車等。金屬封閉式高壓開關柜的密封性較強，故除一般場所外，像水泥廠、石化廠等環(huán)境較差的地方也同樣適用。6/6/2023GCS型低壓抽出式開關柜6/6/2023該裝置適用于發(fā)、供電系統(tǒng)中的配電、電動機集中控制、無功功率補償適用的低壓成套配電裝置。

產(chǎn)品型號及含義

產(chǎn)品型號及含義

產(chǎn)品型號及含義

6/6/2023第三節(jié)高壓組合電器

高壓組合電器按絕緣結構大體上分為開啟式和全封閉式兩大類。開啟式組合電器按主體元件的不同分為以隔離開關為主體的和以斷路器為主體的兩類，將電流互感器、電壓互感器、電纜頭等元件與之共同組合而成。全封閉式組合電器是將各組成元件的高壓帶電部位密封于接地金屬外殼內，殼內充以絕緣性能良好的氣體、油或固體絕緣介質，各組成元件（一般包括斷路器、隔離開關、接地開關、電壓互感器、電流互感器、母線、避雷器、電纜終端等）按接線要求，依次連接和組成一個整體。6/6/2023在農(nóng)村電網(wǎng)中便有由跌落式熔斷器和負荷開關組成的組合電器。它用于戶外，工作電壓為10KV，有50-200A的負荷電流開斷能力、200MVA的額定開斷容量。在其熔斷器的一側設有滅弧室，以分合熔斷器額定電流及以下的負荷電流。高壓負荷開關-熔斷器組合電器

6/6/2023在環(huán)網(wǎng)供電單元和箱式變電站中,高壓負荷開關—熔斷器組合電器將越來越多地取代傳統(tǒng)的高壓斷路器,這是因為這種組合電器不僅造價低,而且保護變壓器和電纜的功能比斷路器更好。負荷開關用來開合負荷電流,以限流熔斷器作短路保護,將控制與保護兩種功能分開。現(xiàn)在,國內有一些廠家在制造負荷開關一熔斷器組合電器時,沒有在負荷開關和熔斷器之間設置聯(lián)動裝置,這是很危險的。6/6/2023農(nóng)村電網(wǎng)中還有高壓熔斷器、負荷開關和隔離開關組成的組合電器，它具有以下功能：（1）當保護范圍內出現(xiàn)故障時，可動熔斷管的熔絲會熔斷并滅弧，切除故障；（2）分閘時先由滅弧室切除電流，然后拉開可動熔斷管；（3）合閘時先合上可動熔斷管，再由滅弧室接通電流。此產(chǎn)品工作電壓為35kV。6/6/2023以隔離開關為主體的高壓組合電器適用于110kV及以上的場所。以斷路器為主體的高壓組合電器適用于工作電壓為35～110kV的場所。組合電器有專用的電流互感器。

下面介紹兩種產(chǎn)品。6/6/2023一、FN-10型SF6負荷開關環(huán)網(wǎng)柜

這是一種將所有高壓回路密封在金屬殼內、以SF6氣體為滅弧和絕緣介質、采用手動儲能彈簧操動機構的高壓組合電器。

本產(chǎn)品適用于三相50Hzl0kV輸配電網(wǎng)絡、尤其是環(huán)網(wǎng)供電網(wǎng)絡，作為關合和切斷額定電流及關合額定短路電流的配電開關。它是將負荷開關和熔斷器組合在一起，以保護容量值為2000kVA及以下的變壓器回路。6/6/2023采用ABB公司最新型的三工位SF6

負荷開關集合閘、分閘、接地于一體的多功能中壓開關設備，在一個全密封的、具有加強結構的環(huán)氧樹脂外殼內充0.05MPa的SF6氣體作為滅弧和絕緣介質，用最少的元件實現(xiàn)三種功能，6/6/2023

二、LF-110型全封閉式組臺電器這是一種SF6全封閉式組合電器，它一般含斷路器、隔離開關、接地開關、互感器、避雷器、母線、電纜頭、出線套等。各電器元件按電站主線路依次連接，其高壓帶電部分則密封于充有SF6氣體的金屬外殼中。對于110kV以上的變電站，采用SF6全封閉組合電器后，占地面積和空間可縮小90％。它適用于大城市及工業(yè)密集地區(qū)的變電站、地下設施的變電站、環(huán)境惡劣地區(qū)的變電站以及地勢險峻的山區(qū)變電站。6/6/2023三、SF6高壓復合電器

SF6全封閉式組合電器是根據(jù)用戶一次主電路的要求而設計和生產(chǎn)的，故屬單個生產(chǎn)性質，產(chǎn)量低，成本高。有鑒于此，可將兩種或兩種以上