第4章電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體

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、隔分開關(guān)和負(fù)荷開關(guān)的用途、技術(shù)參數(shù)、構(gòu)造及任務(wù)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、隔分開關(guān)和負(fù)荷開關(guān)的任務(wù)原理難點(diǎn)：高壓斷路器、隔分開關(guān)和負(fù)荷開關(guān)的構(gòu)造引入新課：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缺點(diǎn)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(chǎng)所分類：戶內(nèi)式和戶外式兩類〔3〕按功能分類：斷路器、隔分開關(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維護(hù)作用2、根本要求：〔1〕任務(wù)可靠〔2〕具有足夠的開斷才干〔3〕動(dòng)作快速〔4〕具有自動(dòng)重合閘性能〔5〕構(gòu)造簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)合理3、根本參數(shù)〔1〕額定電壓：指斷路器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)能接受的正常任務(wù)電壓。最高電壓對(duì)于10~220kV的為1.15倍額定電壓，對(duì)于330kV及以上為1.1倍額定電壓?！?〕額定電流：指斷路器的觸頭構(gòu)造和導(dǎo)電部分在規(guī)定環(huán)境溫度下允許經(jīng)過的長(zhǎng)期任務(wù)電流，其相應(yīng)的發(fā)熱溫度不會(huì)超越國(guó)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：斷路器的開斷才干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(dòng)穩(wěn)定電流：闡明斷路器在沖擊短路電流作用下，接受電動(dòng)力的才干。其值由導(dǎo)電和絕緣等部件的機(jī)械強(qiáng)度決議。〔6〕熱穩(wěn)定電流：闡明斷路器接受短路電流熱效應(yīng)的才干。用通電時(shí)間〔普通取4S〕和最大電流有效值來綜合表示?！?〕開斷時(shí)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(shí)止的一段時(shí)間稱為斷路器的開斷時(shí)間，它等于斷路器的固有分閘時(shí)間和熄弧時(shí)間之和，即4、操動(dòng)機(jī)構(gòu)〔1〕組成：操動(dòng)部分：由動(dòng)力機(jī)構(gòu)、扣住機(jī)構(gòu)、脫扣機(jī)構(gòu)和自在脫扣機(jī)構(gòu)等組成傳動(dòng)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(dòng)型、電磁型、液壓型、氣壓型和彈簧型等〔3〕根本要求：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(dòng)和其他緣由產(chǎn)生誤分閘功率。3〕有可靠的分閘安裝和足夠的分閘速度4〕具有自在脫扣安裝5〕要保證分、合動(dòng)作準(zhǔn)確、延續(xù)，即分后預(yù)備合、合后預(yù)備分。6〕構(gòu)造簡(jiǎn)單、體積小、價(jià)錢低廉。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〕緊縮空氣斷路器〔3〕真空斷路器?！?〕六氟化硫〔〕斷路器6、高壓斷路器的根本構(gòu)造和滅弧過程〔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〕斷路器的開展2〕氣體的特點(diǎn)3〕斷路器的滅弧安裝4.1.3隔分開關(guān)1、作用和分類作用：〔1〕隔離電源，保證平安；〔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?！?〕按絕緣支柱數(shù)目分為單柱式、雙柱式和三柱式三種?！?〕按動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)方式，可分為程度旋轉(zhuǎn)式、垂直旋轉(zhuǎn)式、擺動(dòng)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?！?〕按操動(dòng)機(jī)構(gòu)的不同，分為手動(dòng)式，電動(dòng)式、氣動(dòng)式和液動(dòng)式等?！?〕按極數(shù)分為單極、雙極、三極三種。2、操作原那么3、構(gòu)造〔1〕戶內(nèi)式隔分開關(guān)〔2〕戶外隔分開關(guān)1〕單柱式隔分開關(guān)2〕雙柱式隔分開關(guān)3〕三柱式隔分開關(guān)4.1.4高壓熔斷器1、根本知識(shí)〔1〕根本構(gòu)成和任務(wù)原理構(gòu)造：熔斷器主要由金屬熔件〔又稱熔體〕、支持熔件的觸頭、滅弧安裝和絕緣底座等四部分構(gòu)成。任務(wù)原理：熔斷器的任務(wù)過程由以下四個(gè)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)生電弧；4〕電弧熄滅，電路被斷開。根本要求：1〕有良好和穩(wěn)定的導(dǎo)電性能，能長(zhǎng)期平安地經(jīng)過允許電流而不發(fā)生誤熔斷。2〕有較低的熔點(diǎn)。熔點(diǎn)高不僅使正常任務(wù)溫度偏高，對(duì)觸頭、金屬資料和絕緣資料均不利，而且延伸了加熱熔化的時(shí)間，不利于熔斷器的快速動(dòng)作。3〕有利于滅弧?！?〕熔件資料: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按運(yùn)用電壓分：高低熔斷和低壓熔斷器；③按滅弧方法及構(gòu)造特點(diǎn)的不同分：瓷插式、封鎖產(chǎn)氣式、封鎖填料式和產(chǎn)氣縱吹式等；④按限流特性分為限流式和非限流式?！?〕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〕維護(hù)特性圖4－182、高壓熔斷器的構(gòu)造〔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、構(gòu)造〔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、隔分開關(guān)、熔斷器和負(fù)荷開關(guān)的作用、分類及任務(wù)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、隔分開關(guān)和負(fù)荷開關(guān)的用途、技術(shù)參數(shù)、構(gòu)造及工作原理

復(fù)習(xí)舊課：斷路器、隔分開關(guān)、熔斷器和負(fù)荷開關(guān)的作用、分類及任務(wù)原理。

重點(diǎn)：互感器的任務(wù)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互感器的作用：圖4－26廣泛運(yùn)用于電壓等級(jí)的交流電路中，是一、二次設(shè)備之間的重要聯(lián)絡(luò)元件，其作用：〔1〕變壓或變流，正確反響一次系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)形狀；〔2〕隔離高壓，保證任務(wù)人員平安；〔3〕使二次元件規(guī)范化、小型化，方便遙測(cè)；〔4〕安裝方便，便于實(shí)現(xiàn)集中管理和遠(yuǎn)方監(jiān)控丈量。4.2.2電流互感器

任務(wù)特點(diǎn)：圖4－271〕一次繞組串聯(lián)在電路中，并且匝數(shù)很少；故一次繞組中的電流完全取決于被測(cè)電路的負(fù)荷電流，而與二次電流大小無關(guān)；2〕電流互感器二次繞組所接儀表的電流線圈阻抗很小，所以正常情況下，電流互感器在近于短路的形狀下運(yùn)轉(zhuǎn)。3〕運(yùn)轉(zhuǎn)中的電流互感器二次回路不允許開路，否那么會(huì)在開路的兩端產(chǎn)生高電壓危及人身平安或使電流互感器發(fā)熱損壞。

〔開路的危害：∵，∴＝0時(shí)危害：〔1〕φ↑↑→ｄφ／ｄｔ↑↑→ｅ2↑↑103～104V，將危及二次元件和人身平安；〔2〕φ↑↑→鐵芯飽和→磁滯渦流↑↑→熱燒毀；〔3〕剩磁→丈量不準(zhǔn)確?！?、誤差采用繼電維護(hù)的方法分析〔1〕電流誤差：

〔2〕相位誤差：－與之間的夾角3、準(zhǔn)確度等級(jí)和額定容量〔1〕電流互感器的準(zhǔn)確度等級(jí)：表4－110％誤差曲線是指在保證電流互感器誤差不超越10％的條件下，一次電流倍數(shù)n與電流互感器允許最大二次負(fù)載阻抗的關(guān)系曲線。〔2〕電流互感器的額定容量：

由于電流互感器的二次電流為規(guī)范值，故其容量也常用額定二次阻抗來表示。4、接線圖4-29電流互感器的常見接線方式〔a〕單相接線：測(cè)一相電流，用于三相對(duì)稱電路。圖4-29〔a〕〔b〕完全星形接線：測(cè)三相電流，用于不對(duì)稱或380／220V電路。圖4-29〔b〕〔c〕不完全星形接線：廣泛用于小接地短路電流系統(tǒng)。圖4-29〔d〕〔d〕兩相差接線：用于勵(lì)磁或自動(dòng)安裝中。5、分類和構(gòu)造〔1〕電磁式電流互感器的分類1〕按安裝地點(diǎn)可分為戶內(nèi)式和戶外式2〕按安裝方式可分為穿墻式、支持式和裝入式3〕按絕緣可分為干式、澆注式、油浸式等4〕按一次繞組匝數(shù)可分為單匝和多匝式〔2〕電磁式電流互感器的構(gòu)造〔3〕光電式電流互感器特點(diǎn)與原理引見優(yōu)點(diǎn)：1〕優(yōu)良的絕緣性能以及廉價(jià)的價(jià)錢2〕不含鐵芯，消除了磁飽和及鐵磁諧振等問題3〕抗電磁干擾性能好，低壓邊無開路高壓危險(xiǎn)4〕動(dòng)態(tài)范圍大，丈量精度高，頻率呼應(yīng)范圍寬5〕體積小、分量輕6〕順應(yīng)了電力計(jì)量和維護(hù)數(shù)字化、微機(jī)化和自動(dòng)化開展的潮流〔4〕混合式光纖電流互感器的任務(wù)原理：新課小結(jié)：電流互感器的原理、作用、分類、誤差及接線。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、隔分開關(guān)和負(fù)荷開關(guān)的用途、技術(shù)參數(shù)、構(gòu)造及任務(wù)原理

復(fù)習(xí)舊課：電流互感器的原理、作用、分類、誤差及接線。

重點(diǎn)：互感器的任務(wù)原理及接線方式

難點(diǎn)：誤差分析

引入新課：4.2互感器〔二〕4.2互感器〔二〕4.2.2電壓互感器1、任務(wù)特點(diǎn)〔1〕二次負(fù)荷小且恒定：僅幾十～幾百伏安〔2〕二次阻抗大，接近空載，不影響一次系統(tǒng)〔3〕運(yùn)轉(zhuǎn)中的電流互感器二次回路不允許短路2、誤差〔1〕電壓誤差：

〔2〕相位誤差與之間的夾角〔3〕準(zhǔn)確等級(jí)和額定容量1〕準(zhǔn)確等級(jí)：0.2、0.5、1、3表4－22〕額定容量：是指對(duì)應(yīng)于最高準(zhǔn)確級(jí)的容量最大容量3、接線〔1〕臺(tái)單相雙繞組－／－接線圖4-34(a)、(b)35kV及以下測(cè)某一相對(duì)地電壓和相間電壓?！?〕單臺(tái)單相雙繞組Ｖ／Ｖ接線圖4-34(c)35kV及以下測(cè)線、對(duì)中電壓，但ＵCA誤差大；〔3〕三臺(tái)單相三繞組Ｙ0／Ｙ0／＞接線圖4-34(d)萬能接線，它廣泛用于3～220kV系統(tǒng)。4、分類和構(gòu)造〔1〕電磁式電壓互感器的分類電壓互感器按其特征分類如下：1〕根據(jù)安裝地點(diǎn)的不同，可分為戶內(nèi)式和戶外式；2〕根據(jù)相數(shù)的不同，可分為單相式和三相式，只需20kV以下才有三相式；3〕按每相繞組數(shù)的不同，可分為雙繞組和三繞組式；4〕按絕緣方式的不同，可分為干式、澆注式、油浸式、氣體絕緣等。〔2〕電磁式電壓互感器的構(gòu)造1〕澆注絕緣電壓互感器2〕油浸式電壓互感器3〕六氟化硫氣體絕緣式電壓互感器〔3〕電容式電壓互感器的原理與特點(diǎn)新課小結(jié)：電壓互感器的原理、作用、分類、誤差及接線。作業(yè)：第4章電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體教學(xué)目的：了解母線、電纜及絕緣子的用途、技術(shù)參數(shù)、構(gòu)造及布置

復(fù)習(xí)舊課：電壓互感器的原理、作用、分類、誤差及接線。

重點(diǎn)：

難點(diǎn)：電纜的構(gòu)造

引入新課：4.3.1母線4.3.2電力電纜4.3.3絕緣子4.3.1母線4.3.1.1用途及類別1、用途：母線〔也稱匯流排〕是聚集和分配電流的裸導(dǎo)體，是發(fā)電機(jī)、變壓器和配電安裝等大電流回路的導(dǎo)體，也泛指用于各種電氣設(shè)備銜接的導(dǎo)線。2、類別：軟母線：LGJ-S硬母線：圓形、管形、矩形、槽形等3、資料：母線的資料有銅、鋁和鋼三種。性能比較：電阻率、機(jī)械強(qiáng)度、防腐、價(jià)錢、含量、銜接等“以鋁代銅〞4.3.1.2布置和陳列截面外形：布置：陳列〔平排、豎排、三角排〕、放置〔平放、立放〕與裝配；母線的陳列應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定，如無設(shè)計(jì)規(guī)定時(shí)，應(yīng)按下述要求陳列?！?〕垂直布置的母線。由上向下：A，B，C相；〔2〕程度布置的母線。由內(nèi)向外〔面對(duì)母線〕：A，B，C相的陳列；〔3〕引下線陳列。由左向右〔面對(duì)母線〕：A，B，C相的陳列；〔4〕各種不同電壓配電安裝的母線，其相位的配置應(yīng)相互一致。4.3.1.3母線的定相與著色刷漆的目的：〔1〕為了便于識(shí)別相序、〔2〕防止腐蝕；〔3〕提高母線外表散熱效果〔可添加載流量12%~15%〕。母線應(yīng)按以下規(guī)定刷漆著色：〔1〕三相交流母線：A相——黃色，B相——綠色，C相——紅色；〔2〕直流母線：正極——赭色，負(fù)極——藍(lán)色?！?〕交流中性點(diǎn)匯流母線和直流均壓匯流母線，不接地者刷白色，接地者刷紫色帶黑色橫條。軟母線不宜著相色漆。4.3.2電力電纜4.3.2.1用途與特點(diǎn)1、用途：2、特點(diǎn)：〔1〕電纜構(gòu)造緊湊，占用空間小，走向和布置極為靈敏方便；〔2〕現(xiàn)場(chǎng)施工簡(jiǎn)便；〔3〕運(yùn)轉(zhuǎn)可靠行高；〔4〕雖然電纜單價(jià)較貴，但由于其根底和土建工程較省，故綜合工程費(fèi)用不一定超出母線；〔5〕載流量小。4.3.2.2普通構(gòu)造導(dǎo)電芯線、絕緣層、密封護(hù)套和維護(hù)層等主要部分組成。4.3.2.3電力電纜的類型按電壓高低分：高壓電纜和低壓電纜〔1000V及以下〕。按運(yùn)用環(huán)境分：空氣中敷設(shè)電纜、直埋電纜與水下電纜等。按電纜芯數(shù)分：?jiǎn)涡?、雙芯、三芯、四芯電力電纜。按芯線的資料分：銅芯電纜與鋁芯電纜。按密封護(hù)套資料分：鉛包、鋁包、塑料包或橡套電纜。按維護(hù)層分：裸鋼帶、鋼絲鎧裝電纜和帶麻被層的鋼帶、鋼絲鎧裝電纜等。4.3.2.4電纜三頭電纜戶內(nèi)頭、戶外頭和中間頭的總稱為電纜三頭。根本要求：〔1〕導(dǎo)體銜接好〔2〕絕緣可靠〔3〕密封良好〔4〕足夠的機(jī)械強(qiáng)度〔5〕構(gòu)造簡(jiǎn)單、體積小、分量輕、省資料、本錢低、工藝簡(jiǎn)單、維護(hù)方便并兼顧外型的美觀。4.3.3絕緣子4.3.3.1作用和要求1、作用：用來支持和固定帶電導(dǎo)體，并與地絕緣，或作為帶電導(dǎo)體之間的絕緣。2、要求：具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和電氣強(qiáng)度，并能在惡習(xí)劣環(huán)境〔高溫、潮濕、多塵埃、污穢等〕下平安運(yùn)轉(zhuǎn)。4.3.3.2分類1、按裝設(shè)地點(diǎn)絕緣子可分：戶內(nèi)、戶外式；2、按用途分：電站絕緣子、電器絕緣子和線路絕緣子。4.3.3.3支柱絕緣子1.戶內(nèi)支柱絕緣子1〕外膠裝2〕內(nèi)膠裝3〕結(jié)合膠裝2.戶外支柱絕緣子戶外支柱絕緣子：針式、實(shí)心棒式。4.3.3.4套管絕緣子由瓷套，中部金屬法蘭盤及導(dǎo)電體等三部分組成新課小結(jié)：母線、電纜及絕緣子的用途、技術(shù)參數(shù)、構(gòu)造及布置作業(yè)：第4章電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體教學(xué)目的：了解限流電抗器和分裂變壓器的用途、構(gòu)造、布置和參數(shù)等。復(fù)習(xí)舊課：母線、電纜及絕緣子的用途、技術(shù)參數(shù)、構(gòu)造及布置重點(diǎn)：難點(diǎn)：限流電抗器和分裂變壓器的參數(shù)與構(gòu)造引入新課：4.4限流電器4.4限流電器4.4.1限流電抗器：4.4.1.1電抗器的類型與用途電網(wǎng)中所采用的電抗器是指具有一定電抗值的自感線圈，有串聯(lián)電抗器、并聯(lián)電抗器、限流電抗器和消弧線圈四種。限流電抗器分三種：混凝土柱式電抗器(NKS或NKSL)、分裂電抗器(FK)和油浸電抗器(XKSL)。4.4.1.2限流電抗器的構(gòu)造與布置1、混凝土柱式電抗器常做成空心的混凝土構(gòu)造這種電抗器都做成單相。組成三相組時(shí)有以下四種陳列方式，即垂直陳列、程度陳列、兩重一并陳列、品字形陳列。如圖4-45所示。三相垂直陳列和兩重一并陳列時(shí)，B相繞組繞向要與A、C相相反，這樣可以減少相間支撐絕緣子的拉伸力。由于支撐絕緣子的抗壓才干比抗拉伸才干大得多。2、分裂電抗器帶中間抽頭的混凝土柱式電抗器稱分裂電抗器。3、油浸式限流電抗器35kv的限流電抗器，普通做成夾裝、油浸式、戶外安裝，在油箱內(nèi)壁加磁分路或電磁屏蔽，以減少箱壁的損耗和發(fā)熱。4.4.1.3普通電抗器的參數(shù)及運(yùn)用電抗器主要參數(shù)有額定電壓、額定電流和百分電抗。電抗器的電抗值按下式計(jì)算:

在正常任務(wù)時(shí)，電抗器的電壓損失等于電抗器前后的相電壓算術(shù)差，即