高壓電氣及成套配電裝置

高壓電氣及成套配電裝置第一頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二第一節(jié)高壓電器相關知識一、電力系統(tǒng)短路基本概念短路——是指電力系統(tǒng)中相與相之間或相與大地之間通過金屬導體、電弧或其他較小阻抗連結而形成的非正常狀態(tài)。短路的基本類型：1）三相短路2）兩相短路3）兩相接地短路4）單相短路第二頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二第一節(jié)高壓電器相關知識三相短路兩相短路單相短路兩相接地短路第三頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二第一節(jié)高壓電器相關知識一、電力系統(tǒng)短路基本概念第四頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二1、開關電器中電弧的產生與熄滅第一節(jié)高壓電器相關知識二、高壓電器中的電弧

高壓電路中開關電器切斷電路時，斷開的觸頭之間將會產生電弧。

電弧電流的本質是離子導電，即觸頭之間的正離子在觸頭間電場力的作用下向負極運動、負離子和自由電子在觸頭間電場力的作用下向正極運動而形成的電流。第五頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二2、加速電弧熄滅的方法電弧熄滅的條件：游離作用<去游離作用去游離的方式：復合和擴散復合：兩個帶異號電荷的質點在一起異號電荷中和。擴散：帶電質點從弧柱中逸出的現象。第一節(jié)高壓電器相關知識二、高壓電器中的電弧第六頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二2、加速電弧熄滅的方法（1）氣體吹動電弧利用溫度較低的氣體吹動電弧，吹動電弧的氣流會使電弧溫度降低，并帶有大量帶電質點，從而提高了弧隙的介質擊穿電壓，使電弧加速熄滅。吹動電弧的方法有：縱向吹和橫向吹第一節(jié)高壓電器相關知識二、高壓電器中的電弧第七頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二2、加速電弧熄滅的方法(2)拉長電弧采用加快觸頭間的分離速度等措施，使電弧的長度迅速增長、電弧表面積迅速增大，從而提高觸頭間的介質擊穿強度，加速電弧熄滅。(3)電弧與固體介質接觸當電弧與優(yōu)質固體滅弧介質接觸時，固體介質能使電弧迅速冷卻，并由于金屬蒸氣，使觸頭間的帶電質點急劇減少，迅速提高介質擊穿電壓，達到加速電弧熄滅的目的。第一節(jié)高壓電器相關知識二、高壓電器中的電弧第八頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二第二節(jié)高壓斷路器一、用途、類型和主要技術數據1、高壓斷路器的用途：控制：根據電網運行的需要，將部分電氣設備或線路投入或退出運行。保護：在電氣設備或電力線路發(fā)生故障時，繼電保護自動裝置發(fā)出跳閘信號時，啟動斷路器跳閘，將故障設備或線路從電網中迅速切除，確保電網中無故障部分的正常運行。第九頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二（1）油斷路器：采用絕緣油作為滅弧介質，分為少油斷路器和多油斷路器。多油斷路器中的絕緣油作滅弧介質，還作為觸頭斷開后觸頭之間的主絕緣以及帶電部分與接地外殼之間的主絕緣使用。少油斷路器中的絕緣油主要作為滅弧介質使用，而帶電部分與地之間的絕緣主要采用瓷瓶或其他有機絕緣材料。第二節(jié)高壓斷路器2、高壓斷路器的類型一、用途、類型和主要技術數據第十頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二戶外少油斷路器第二節(jié)高壓斷路器柱式多油斷路器第十一頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二油斷路器的滅弧這類斷路器用油作滅弧介質，電弧在油中燃燒時，油受電弧的高溫作用而迅速分解、蒸發(fā)，并在電弧周圍形成氣泡。能有效地冷卻電弧，降低弧隙電導率，促使電弧熄滅。在油斷路器中設置了滅弧裝置（室），使油和電弧的接觸緊密，氣泡壓力得到提高。當滅弧室噴口打開后，氣體、油和油蒸氣本身形成一股氣流和液流，按照具體的滅弧裝置結構，可垂直于電弧橫向吹弧，平行于電弧縱向吹弧或縱橫結合等方式吹向電弧，對電弧實行強力有效的吹弧，這樣，就加速去游離過程，縮短燃弧時間，從而提高了斷路器的開斷能力，電流過零時滅弧。第二節(jié)高壓斷路器（1）油斷路器第十二頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二（2）真空斷路器：是利用真空作為絕緣介質和滅弧介質的。（3）六氟化硫斷路器：采用優(yōu)質絕緣性能和滅弧性能的SF6氣體作為滅弧介質。第二節(jié)高壓斷路器2、高壓斷路器的類型一、用途、類型和主要技術數據第十三頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二3、高壓斷路器的主要參數（1）額定電壓：高壓斷路器正常工作時所能承受的電壓等級，決定了斷路器的絕緣水平。（2）額定電流：在規(guī)定的環(huán)境溫度下，斷路器長期允許通過的最大工作電流（有效值）。（3）額定開斷電流：在額定電壓下斷路器能夠可靠開斷的最大短路電流值。（4）關合電流：保證斷路器能可靠關合而又不會發(fā)生觸頭熔焊或其他損傷時，斷路器所允許接通的最大短路電流。第二節(jié)高壓斷路器一、用途、類型和主要技術數據第十四頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二4、斷路器型號及含義第二節(jié)高壓斷路器一、用途、類型和主要技術數據例如：ZN4-10/600為室內式真空斷路器，設計序號是4，額定電壓為10kV，額定電流為600A。第十五頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二二、真空斷路器第二節(jié)高壓斷路器1、真空滅弧室靜導電桿上端蓋屏蔽罩靜觸頭動觸頭絕緣外殼密封波紋管下端蓋動觸頭桿第十六頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二真空斷路器的滅弧原理

真空斷路器應用真空作為絕緣和滅弧介質。斷路器開斷時，電弧在真空滅弧室觸頭材料所產生的金屬蒸氣中燃燒，簡稱為真空電弧。當開斷真空電弧時，由于弧柱內外的壓力與密度差別都很大，所以弧柱內的金屬蒸氣與帶電質點會不斷向外擴散。弧柱內部處在一面向外擴散，一面處于電極不斷蒸發(fā)出新質點的動態(tài)平衡中。隨著電流減小，金屬蒸氣密度與帶電質點的密度都下降，最后在電流接近零點時消失，電弧隨之熄滅。此時，弧柱殘余的質點繼續(xù)向外擴散，斷口間的介質絕緣強度迅速恢復，只要介質絕緣強度的恢復速度大于電壓恢復上升速度，電弧最終熄滅。二、真空斷路器第二節(jié)高壓斷路器第十七頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二二、真空斷路器第二節(jié)高壓斷路器ZN28-10真空斷路器示意圖第十八頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二SF6斷路器用SF6氣體作為滅弧介質。1、SF6氣體性質1）SF6氣體是一種無色、無味、無毒、不可燃、易液化，對電氣設備不腐蝕的氣體。2）SF6氣體絕緣性和滅弧能力強。3）SF6氣體在電弧高溫作用下會分解為低氟化物，但在電弧過零值后，又很快再結合成SF6氣體。4）SF6氣體與水分或其他雜質成分混合后，分解的低氟化物和低氟氧化物有嚴重腐蝕性。(需有凈化系統(tǒng))5）SF6斷路器應該設有氣體檢漏設備和氣體回收裝置。三、FS6斷路器第二節(jié)高壓斷路器第十九頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二2、SF6斷路器結構（1）分為支柱式和罐式兩種。（2）對斷路器SF6氣體的要求新裝SF6斷路器投入運行前必須復測氣體含水量和漏氣率，要求滅弧室的含水量應小于150ppm，其他氣室小于250ppm，SF6氣體的年漏氣量小于1%。運行中SF6斷路器應定期測量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。三、FS6斷路器第二節(jié)高壓斷路器第二十頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二四、斷路器操動機構1、作用與要求作用：斷路器的操動機構，是用來控制斷路器跳閘、合閘和維持合閘狀態(tài)的設備。要求：（1）足夠的操作功；（2）較高的可靠性；（3）動作迅速；（4）具有自由脫扣裝置。第二節(jié)高壓斷路器第二十一頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二四、斷路器操動機構2、操動機構的分類（1）電磁操動機構：是用直流螺管電磁力合閘的操動機構。（2）彈簧儲能操動機構：是一種利用合閘彈簧張力合閘的操動機構。（3）液壓操動機構：是利用氣體壓力儲存能源，依靠液體壓力傳遞能量進行分合閘的操動機構。第二節(jié)高壓斷路器第二十二頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二3、操動機構型號及含義第二節(jié)高壓斷路器四、斷路器操動機構第二十三頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二五、斷路器運行維護第二節(jié)高壓斷路器第二十四頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二五、斷路器運行維護第二節(jié)高壓斷路器第二十五頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二五、斷路器運行維護第二節(jié)高壓斷路器第二十六頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二五、斷路器運行維護第二節(jié)高壓斷路器3、油斷路器巡視檢查1）斷路器分、合閘指示正確，并與當時實際運行工況相符。2）油斷路器不過熱。少油斷路器示溫蠟片不熔化，變色漆不變色，內部無異常聲響。3）斷路器的油位在正常允許的范圍之內，油色透明無碳黑懸浮物。4）無滲、漏油痕跡，放油閥門關閉緊密。5）套管、瓷瓶無裂痕，無放電聲和電暈放電。6）引線的連接部位接觸良好，無過熱。第二十七頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二五、斷路器運行維護第二節(jié)高壓斷路器3、油斷路器巡視檢查7）排氣裝備完好，隔柵完整。8）接地完好。9）斷路器環(huán)境良好，戶外斷路器柵欄完好，設備附近無雜草和雜物，防雨帽無鳥窩，配電室的門窗、通風及照明應良好。第二十八頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二五、斷路器運行維護第二節(jié)高壓斷路器4、SF6斷路器巡視檢查1）每日定時記錄SF6

氣體壓力和溫度。2）斷路器各部分及管道無異聲及異味，管道夾頭正常。3）管道無裂痕，無放電聲和電暈放電。4）引線連接部位無過熱、引線馳度適中。5）斷路器分、合閘指示正確，并與當時實際運行工況相符。6）接地完好。7）環(huán)境條件良好，斷路器的附近無雜物。第二十九頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二五、斷路器運行維護第二節(jié)高壓斷路器5、真空斷路器巡視檢查1）分、合閘指示正確，并與當時實際運行工況相符。2）支持絕緣子無裂痕及放電異聲，絕緣桿、撐板、絕緣子潔凈。3）真空滅弧室無異常。4）接地完好。5）引線部位無過熱、引線馳度適中。第三十頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二五、斷路器運行維護第二節(jié)高壓斷路器第三十一頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二五、斷路器運行維護第二節(jié)高壓斷路器第三十二頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二五、斷路器運行維護第二節(jié)高壓斷路器第三十三頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二五、斷路器運行維護第二節(jié)高壓斷路器1）斷路器經檢修恢復運行，操作前應檢查檢修中為保證人身安全所設置的措施是否全部拆除，防誤操作閉鎖裝置是否正常。2）長期停運的斷路器在重新投入運行前應通過遠方控制方式進行2~3次操作，操作無異常后方能投入運行。3）操作前控制回路、輔助回路、控制電源或液壓回路均正常、彈簧操動機構已儲能，彈簧操動機構合閘后能自動儲能。4）操作中應同時監(jiān)視有關電壓、電流，功率等表計的指示及紅綠燈的變化，操作把手不應返回太快。9.斷路器的操作第三十四頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二五、斷路器運行維護第二節(jié)高壓斷路器第三十五頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二五、斷路器運行維護第二節(jié)高壓斷路器3）斷路器有下列情形之一者，應申請立即處理：①套管有嚴重破損和放電現象；②油斷路器滅弧室冒煙或內部有異常聲響；③油斷路器嚴重漏油，油位器中見不到油面；④SF6氣室嚴重漏氣，發(fā)出操作閉鎖信號；⑤真空斷路器出現真空損壞的絲絲聲、不能可靠合閘、合閘后聲音異常、合閘鐵芯上升不返回、分閘脫扣器拒動。⑥斷路器動作分閘后，值班人員應立即記錄故障發(fā)生時間，并立即進行“事故特巡”檢查，判斷斷路器本身有無故障。第三十六頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二五、斷路器運行維護第二節(jié)高壓斷路器3）斷路器有下列情形之一者，應申請立即處理：⑦斷路器對故障分閘強行送電后，無論成功與否，均應對斷路器外觀進行仔細檢查。⑧斷路器對故障跳閘時發(fā)生拒動，造成越級分閘，在恢復系統(tǒng)送電前，應將發(fā)生拒動的斷路器脫離系統(tǒng)并保持原狀，待查清拒動原因并消除缺陷后方可投入運行。⑨SF6斷路器發(fā)生意外爆炸或嚴重漏氣等事故，值班人員接近設備要謹慎，盡量選擇從“上風”接近設備，必要時要戴防毒面具，穿防護服。第三十七頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二第三節(jié)隔離開關一、隔離開關作用、分類和型號1、隔離開關的作用（1）隔離電源（2）倒閘操作（3）拉、合無電流或小電流電路第三十八頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二高壓隔離開關允許拉、合以下電路：第三節(jié)隔離開關一、隔離開關作用、分類和型號1、隔離開關的作用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備的電容電流；3）拉、合勵磁電流小于2A的空載變壓器；一般電壓為35KV，容量為1000KVA及以下變壓器；電壓為110KV容量為3200KVA及以下變壓器。4）拉、合電容電流不超過5A的空載線路：一般電壓為10KV，長度為5Km及以下的架空線路；電壓為35KV，長度為10Km及以下的架空線路第三十九頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二第三節(jié)隔離開關2、隔離開關類型按安裝地點分：戶內式和戶外式按刀閘運動方式分：水平旋轉式、垂直旋轉式、插入式按每相支柱絕緣子數目分：單柱式、雙柱式、三柱式按操作特點分：單極式、三極式按有無接地刀閘分：帶接地刀閘、無接地刀閘一、隔離開關作用、分類和型號第四十頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二N戶內型隔離開關操動機構型號及含義如下：隔離開關的型號及含義如下：G隔離開關W戶外型設計序號C操作機構Y液壓S手動設計序號第三節(jié)隔離開關第四十一頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二二、戶內式隔離開關第三節(jié)隔離開關圖3-8GN2-10系列隔離開關示意圖第四十二頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二第三節(jié)隔離開關三、戶外式隔離開關1、GW4—35系列隔離開關GW4—35系列隔離開關額定電壓為35kV，額定電流為630~2000A。第四十三頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二第三節(jié)隔離開關三、戶外式隔離開關2、GW5—35系列隔離開關第四十四頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二四、隔離開關的操動機構隔離開關采用操動機構進行操作，以保證操作安全、可靠，同時也便于在隔離開關與斷路器之間安裝防止誤操作閉鎖裝置。1、手力式操動機構2、電動操動機構3、液壓操動機構第三節(jié)隔離開關第四十五頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二隔離開關的操作在操作中誤拉、誤合隔離開關時的注意事項：1、誤合隔離開關時：在合閘時有可能出現電弧，但不準將隔離開關再拉開。因為帶負荷拉開隔離開關將造成三相弧光短路事故。2、誤拉隔離開關時：在刀片剛要離開固定觸頭時便發(fā)生電弧，這時應立即合上，可以消滅電弧，避免事故。如果已經全部拉開，則不允許將誤拉開的隔離開關再合上。第三節(jié)隔離開關第四十六頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二第四節(jié)高壓負荷開關一、高壓負荷開關的作用和分類作用：高壓負荷開關是高壓電路中用于在額定電壓下接通或斷開負荷電流的專用電器。它雖然有滅弧裝置，但滅弧能力較弱，只能切斷和接通正常的負荷電流，而不能用來切斷短路電流。第四十七頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二一、高壓負荷開關的作用和分類按使用場所分：戶內式、戶外式按滅弧方式分：油浸式、產氣式、壓氣式、真空和SF6負荷開關。第四節(jié)高壓負荷開關第四十八頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二二、戶內式高壓負荷開關第四節(jié)高壓負荷開關FN3-10R/400型高壓負荷開關主要由隔離開關和熔斷器組成。隔離開關有工作觸頭和滅弧觸頭。負荷開關合閘時，滅弧觸頭先閉合，然后工作觸頭再閉合。合閘后，工作觸頭與滅弧觸頭同時接通，形成并聯(lián)回路，電流大部分流經工作觸頭。分閘時，工作觸頭先斷開，然后滅弧觸頭再斷開。第四十九頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二二、戶內式高壓負荷開關第四節(jié)高壓負荷開關FN3-10R/400型高壓負荷開關第五十頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二第五節(jié)高壓熔斷器一、高壓熔斷器的用途和型號用途：在通過短路電流或過載電流時熔斷，以保護電路中的電氣設備。在3kV~35kV小容量裝置中，熔斷器可用于保護線路、變壓器、電動機及電壓互感器等。1）按照安裝地點分：戶內式、戶外式2）按動作特征性分：固定式和自動跌落式3）按工作特性分：有限流作用、無限流作用第五十一頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二第五節(jié)高壓熔斷器第五十二頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二第五節(jié)高壓熔斷器熔斷器工作包括以下四個物理過程：（1）流過過載或短路電流時，熔體發(fā)熱以至熔化；（2）熔斷體氣化，電路開斷；（3）電路開后的間隙又被擊穿，產生電?。唬?）電弧熄滅，熔斷器的切斷能力決定于最后一個過程。熔斷器的動作時間為上述四個過程的時間總和。第五十三頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二

（1）安秒特性熔體熔化時間與通過電流值的關系稱為安秒特性。按照安秒特性進行熔斷的選擇，就可以獲得熔斷器的動作選擇。第五節(jié)高壓熔斷器(2)最小熔化電流在通過最小熔化電流值時，熔體必須熔化，但熔化時間長（接近于無窮大）。當電流大于熔化電流值時，熔化時迅速降低，熔斷系數要大于1，其值一般在2.5以下，不同種類用途的熔斷器可以規(guī)定不同的熔斷系數。第五十四頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二第五節(jié)高壓熔斷器二、戶內式高壓熔斷器（RN1系列）RN1系列熔斷器為限流式有填料高壓熔斷器。1-熔件管2-靜觸頭座3-接線座4-支柱絕緣子5-底座第五十五頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二第五節(jié)高壓熔斷器三、戶外式高壓熔斷器1、跌落式熔斷器RW4-101-上觸頭2-操作環(huán)3-熔管4-下觸頭5-絕緣子6-安裝鐵板第五十六頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二跌開式熔斷器，俗稱跌落保險。正常情況下，熔管上部的動觸頭借助熔絲張力拉緊后，推上靜觸頭內鎖緊閉合保持閉合狀態(tài)。當被保護的變壓器或線路發(fā)生故障時，故障電流使熔絲熔斷，在熔管內產生電弧，消弧管在電弧高溫作用下分解出大量氣體，使熔管內壓力急劇增大，氣體向外噴出，形成對電弧有力的縱吹，使電弧迅速拉長去游離，在電流交流過零時電弧熄滅，同時由于熔絲管拉力消失，使鎖緊機構釋放，在靜觸頭的彈力和自重的作用下，使熔管跌落下來，電弧被迅速拉長，即有利于滅弧，又形成明顯的斷開距離。第五節(jié)高壓熔斷器三、戶外式高壓熔斷器1、跌落式熔斷器第五十七頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二2、限流式熔斷器

RXW-35主要用于保護電壓互感器。第五節(jié)高壓熔斷器第五十八頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二第六節(jié)高壓電容器一、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，用于提高電網的功率因數。第五十九頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二第六節(jié)高壓電容器高壓電容器型號及含義如下：第六十頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二二、高壓電容器結構高壓電容器主要由出線瓷套管、電容元件組、外殼等組成。第六節(jié)高壓電容器第六十一頁，共七十二頁，編輯于2023年，星期二三、高壓電容器安全運行1、高壓電容器運行的一般要求1）電容器應有標出