供配電技術(shù)課件：變電所高低壓設(shè)備的運(yùn)行與維護(hù)

變電所高低壓設(shè)備的運(yùn)行與維護(hù)

任務(wù)2-1工廠變電所的認(rèn)識(shí)任務(wù)2-2變電所高壓一次設(shè)備任務(wù)2-3變電所低壓一次設(shè)備任務(wù)2-4電力變壓器的運(yùn)行與維護(hù)任務(wù)2-5互感器訓(xùn)練項(xiàng)目3變電所高低壓設(shè)備的運(yùn)行與維護(hù)復(fù)習(xí)思考題

★項(xiàng)目描述:本項(xiàng)目包含五個(gè)工作任務(wù),主要介紹變電所高低壓室內(nèi)一次設(shè)備的相關(guān)專業(yè)知識(shí)與職業(yè)崗位技能。通過(guò)本項(xiàng)目學(xué)習(xí),學(xué)生能在變電所現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)識(shí)開(kāi)關(guān)柜中的高低壓器件,如高壓斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、熔斷器、負(fù)荷開(kāi)關(guān),以及能量轉(zhuǎn)換的設(shè)備,掌握開(kāi)關(guān)柜中高低壓器件的作用,識(shí)讀電氣符號(hào)。

★職業(yè)崗位:高低壓設(shè)備組裝與調(diào)試;變電所值班電工。變電所運(yùn)行與維護(hù)如圖2－0－1所示。圖2－0－1變電所運(yùn)行與維護(hù)

★教學(xué)設(shè)備:

供配電系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝置如圖2－0－2所示。

圖2－0－2供配電系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝置

任務(wù)2－1工廠變電所的認(rèn)識(shí)

一、工廠變電所的任務(wù)和類型變電所的主要任務(wù)就是接受電能、變換電壓和分配電能。變電所的重要特點(diǎn)是電能的輸入電壓與輸出電壓不相等。配電所的任務(wù)就是接受電能和分配電能。配電所的特點(diǎn)是輸入電壓與配電輸出電壓相等。一般變電所和配電所是合建在一起的,稱為變配電所。

變配電所(以下簡(jiǎn)稱變電所)可分為升壓變電所(一般為發(fā)電廠變電所)和降壓變電所(含總降變電所、車間變電所)。

變電所根據(jù)在系統(tǒng)中所處的地位,可分為樞紐變電所、中間變電所、終端變電所。根據(jù)變電所在電網(wǎng)的位置,又可分為區(qū)域變電所、地方變電所。

變電所還可分為戶內(nèi)式、戶外式和組合式等類型。

1.總降變電所

用戶是否要設(shè)置總降變電所,是由地區(qū)供電電源的電壓等級(jí)、企業(yè)負(fù)荷大小及分布情況而確定的。對(duì)于大中型工廠,由于負(fù)荷較大,總降變電所一般采用110kV供電,再降壓

至10kV,向各車間變電所和高壓用電設(shè)備配電。

2.車間變電所

車間變電所的類型如圖2－1－1所示,有車間內(nèi)、獨(dú)立、附設(shè)、露天或半露天、戶內(nèi)、地下、桿上或樓上等類型變電所。圖2－1－1車間變電所的類型

(1)車間內(nèi)變電所。

車間內(nèi)變電所如圖2－1－1中的5所示。其優(yōu)點(diǎn)是位于車間配電中心,縮短低壓配電距離,降低電能損耗和電壓損耗,減少有色金屬消耗;缺點(diǎn)是占用生產(chǎn)面積,變壓器室門朝車間內(nèi)開(kāi),存在安全隱患。

(2)車間附設(shè)變電所。

車間附設(shè)變電所有內(nèi)附式和外附式兩種。內(nèi)附式變電所的特點(diǎn)是離生產(chǎn)負(fù)荷中心近一些,變電所門朝外,較安全;建造變電所可借助于車間的一面或兩面墻,節(jié)約了變電所的建設(shè)資金,如圖2－1－1中的1、2所示。外附式變電所的特點(diǎn)是不占或少占車間的占地面積,更加安全,但從車間整體外觀上看,不美觀,如圖2－1－1中的3、4所示。

(3)露天或半露天變電所。

露天或半露天變電所如圖2－1－1中的6所示。在周圍環(huán)境條件正常,無(wú)腐蝕性、爆炸性氣體和粉塵的場(chǎng)所可以設(shè)置露天或半露天變電所。其特點(diǎn)是簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì),通風(fēng)散熱好,

節(jié)約建設(shè)資金,但安全可靠性差。

(4)獨(dú)立變電所。

獨(dú)立變電所如圖2－1－1中的7所示。設(shè)置獨(dú)立變電所是因?yàn)閹讉€(gè)車間位置比較分散,且車間負(fù)荷還較大,將變電所建到某一車間不適宜;或者由于車間環(huán)境的限制,有易燃易爆、腐蝕性的物質(zhì),因此需要在距離幾個(gè)車間的負(fù)荷中心位置上建立獨(dú)立變電所,使其向各個(gè)車間配電距離均較近,有著低電能損耗和電壓損耗,減少有色金屬消耗,但變電所建造費(fèi)用高。

(5)桿上變電所。

桿上變電所如圖2－1－1中的8所示。其特點(diǎn)是簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì),可用于315kV·A及以下容量的變壓器,但它沒(méi)有遮欄,存在安全隱患。

(6)地下變電所。

地下變電所如圖2－1－1中的9所示。其特點(diǎn)是用于高層建筑,通風(fēng)散熱差,濕度大,建造費(fèi)用較高,但較為安全。

(7)樓上變電所。

樓上變電所結(jié)構(gòu)要求輕型、安全,變壓器采用無(wú)油的干式變壓器。

(8)移動(dòng)式變電所。

移動(dòng)式變電所主要用于坑道作業(yè)及臨時(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)供電。

二、箱式變電站

除了上述變電所分類外,還有用于住宅小區(qū)、城市公用變、繁華鬧市、施工電源等箱式變電站。

箱式變電站的特點(diǎn)是技術(shù)先進(jìn)可靠,自動(dòng)化程度高,投資省,見(jiàn)效快,占地面積小,外形美觀。箱式變電站還適用于礦山、工廠企業(yè)、油氣田和風(fēng)力發(fā)電站,它替代了原有的土建配電房、配電站,目前已經(jīng)成為新型的成套變配電裝置。箱式變電站的外觀如圖2－1－2所示。圖2－1－2箱式變電站

三、變電所的位置確定

變電所的位置確定應(yīng)根據(jù)選擇原則,從安全、經(jīng)濟(jì)、方便等方面來(lái)綜合考慮,經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后確定。

1.總降壓變電所位置選擇的原則

(1)靠近負(fù)荷中心。

(2)考慮電源的進(jìn)線方向,偏向電源側(cè)。

(3)進(jìn)出線方便。

(4)設(shè)備運(yùn)輸方便。

(5)不妨礙企業(yè)的發(fā)展,要考慮擴(kuò)建的可能性。

(6)不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所。

(7)不應(yīng)設(shè)在有劇烈震動(dòng)和高溫的場(chǎng)所。

(8)不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所。

(9)不應(yīng)設(shè)在爆炸危險(xiǎn)區(qū)域。

2.車間變電所位置選擇的原則

在計(jì)算出車間總計(jì)算負(fù)荷的基礎(chǔ)上,按分散布置并接近負(fù)荷中心的原則確定車間變電所的位置,以便于低壓電網(wǎng)的備用聯(lián)絡(luò)。同時(shí),車間變電所位置選擇還要考慮:進(jìn)出線方

便,靠近電源側(cè),運(yùn)輸方便等。

四、變配電所的主要組成

變配電所主要由高壓配電室、低壓配電室、變壓器室、休息室、值班室等組成的。變電所的結(jié)構(gòu)組成如圖2－1－3所示。圖2－1－3變電所的結(jié)構(gòu)組成

1.高壓配電室

高壓配電室的作用是接受和分配電能,主要是由高壓進(jìn)線柜、計(jì)量柜、電壓互感器柜、高壓配電出線柜等組成,一般由成套開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)、配置而成。

2.變壓器室

每臺(tái)變壓器都放在獨(dú)立的變壓器室內(nèi),變壓器室門朝外開(kāi)。

3.低壓配電室

低壓配電室的作用是用于低壓配電輸出,主要是由低壓進(jìn)線柜、低壓無(wú)功補(bǔ)償柜、低壓配電屏等組成,一般由成套低壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)、配置而成。低壓配電室除了低壓配電屏裝

設(shè)的低壓開(kāi)關(guān)、保護(hù)設(shè)備外,還有低壓母線、測(cè)量?jī)x表、補(bǔ)償電容等。

4.值班室

值班室通常與控制室合在一起,控制屏、中央信號(hào)屏、直流電源屏安裝在控制室。

任務(wù)2－2變電所高壓一次設(shè)備

一、變電所高壓一次設(shè)備變電所高壓一次設(shè)備是擔(dān)負(fù)著輸送和分配電能任務(wù)的電氣設(shè)備。一次設(shè)備分為如下幾種:

(1)能量轉(zhuǎn)換的設(shè)備:變壓器。

(2)開(kāi)關(guān)設(shè)備:高壓斷路器、高壓隔離開(kāi)關(guān)、高壓熔斷器、高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)。

(3)隔離高壓設(shè)備:電壓互感器(PotentialTransformer,PT)、電流互感器(CurrentTransformer,CT)。

(4)載流導(dǎo)體:母線、絕緣子和電纜。

(5)限制電流和防止過(guò)電壓設(shè)備:避雷器。

二、變電所二次設(shè)備

變電所二次設(shè)備是對(duì)電氣一次設(shè)備的工作狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制和保護(hù)的輔助性電氣設(shè)備。由繼電器保護(hù)柜與中央信號(hào)屏共同完成不正常工作狀態(tài)報(bào)警、燈光顯示等。

三、高壓斷路器

高壓斷路器(文字符號(hào)為QF),它有完善的滅弧裝置,可以帶負(fù)荷操作。它不僅能通斷正常負(fù)荷電流,還可在線路發(fā)生短路故障時(shí),與繼電保護(hù)裝置配合,自動(dòng)跳閘,快速地切除故障。

1.高壓斷路器的分類

高壓斷路器按其采用的滅弧介質(zhì)分為:

(1)油斷路器:采用絕緣油作為滅弧介質(zhì),分為多油斷路器(D)和少油斷路器(S)。SN10－110高壓少油斷路器如圖2－2－1所示,SW6系列高壓少油斷路器如圖2－2－2所示。

(2)真空斷路器(Z):采用真空作為滅弧介質(zhì)。

(3)六氟化硫(SF6)斷路器(L):采用SF6

氣體作為滅弧、絕緣介質(zhì)。

目前應(yīng)用最廣的是真空斷路器和SF6

斷路器,油斷路器也逐步被SF6

斷路器和真空斷路器所取代。圖2－2－1SN10－10高壓少油斷路器圖2－2－2SW6系列高壓少油斷路器

2.電氣符號(hào)

高壓斷路器的電氣符號(hào)如圖2－2－3所示。圖2－2－3電氣符號(hào)

3.高壓斷路器型號(hào)的認(rèn)識(shí)

高壓斷路器全型號(hào)的表示含義如圖2－2－4所示。圖2－2－4高壓斷路器全型號(hào)的表示含義

4.斷路器操作機(jī)構(gòu)

斷路器操作機(jī)構(gòu)的作用是控制斷路器合閘、分閘,使斷路器維持合閘狀態(tài)。它由操動(dòng)部分、傳動(dòng)部分組成。

斷路器操作機(jī)構(gòu)分類有手動(dòng)型(S)、電磁型(D)、液壓型(Y)、氣壓型(Q)和彈簧型(T)。

斷路器操作機(jī)構(gòu)的型號(hào)如圖2－2－5所示。圖2－2－5斷路器操作機(jī)構(gòu)的型號(hào)

特點(diǎn):

手操器(CS2)———需交流操作電源,操作速度有限,只能手動(dòng)合閘。

電磁操作器(CD10)———需直流電源,能夠手動(dòng)和遠(yuǎn)距離分、合閘。

彈簧操作器CT7)———直、交流操作電源均可,能夠手動(dòng)和遠(yuǎn)距離分、合閘。由于采用交流操作電源,故在實(shí)際中普遍采用。

5.高壓真空斷路器

真空斷路器外形如圖2－2－6所示,且該斷路器為戶內(nèi)真空斷路器;圖2－2－7所示為戶外真空斷路器。圖2－2－8所示為ZN3－10型戶內(nèi)式高壓真空斷路器。

真空斷路器具有體積小、動(dòng)作快、壽命長(zhǎng)、安全可靠和便于維護(hù)檢修等優(yōu)點(diǎn),但價(jià)格較貴,主要適用于頻繁操作的場(chǎng)所。配用CD10等型電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)或CT7等型彈簧操縱機(jī)構(gòu)。圖2－2－6戶內(nèi)真空斷路器圖2－2－7戶外真空斷路器

6.高壓SF6

斷路器

高壓SF6

斷路器的結(jié)構(gòu),按其滅弧方式分雙壓式和單壓式兩類。雙壓式具有兩個(gè)氣壓系統(tǒng),壓力低的作為絕緣,壓力高的作為滅弧。單壓式只有一個(gè)氣壓系統(tǒng),滅弧時(shí),SF6

的

氣流靠壓氣活塞產(chǎn)生。單壓式的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,LN1、LN2型斷路器均為單壓式。

圖2－2－9所示是LN2－10型高壓SF6

斷路器的外形結(jié)構(gòu)圖;圖2－2－10所示是LW系列高壓SF6

斷路器的外形結(jié)構(gòu)圖。

圖2－2－8ZN3－10型戶內(nèi)式高壓真空斷路器圖2－2－

9LN2－10型高壓SF6

斷路器的外形結(jié)構(gòu)圖圖2－2－10LW系列高壓SF6斷路器的外形結(jié)構(gòu)圖

四、高壓隔離開(kāi)關(guān)

高壓隔離開(kāi)關(guān)(文字符號(hào)為QS)的作用主要是隔離高壓電源,以保證其他設(shè)備和線路的安全檢修。高壓隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有專門的滅弧裝置,因此它不允許帶負(fù)荷操作。高壓隔離開(kāi)

關(guān)需配手操器(CS6)。

1.高壓隔離開(kāi)關(guān)的型號(hào)認(rèn)識(shí)

高壓隔離開(kāi)關(guān)全型號(hào)的表示含義如圖2－2－11所示。

圖2－2－11

高壓隔離開(kāi)關(guān)全型號(hào)的表示含義

2.電氣符號(hào)

電氣符號(hào)如圖2－2－12所示。圖2－2－12電氣符號(hào)

3.高壓隔離開(kāi)關(guān)的分類

高壓隔離開(kāi)關(guān)按安裝地點(diǎn),分戶內(nèi)式和戶外式兩大類。圖2－2－13所示是GN8－10/600型戶內(nèi)式高壓隔離開(kāi)關(guān)的外形結(jié)構(gòu)圖;圖2－2－14所示是戶外式高壓隔離開(kāi)關(guān)的外形圖。圖2－2－13

GN8－10/600型戶內(nèi)式高壓隔離開(kāi)關(guān)的外形結(jié)構(gòu)圖圖2－2－14

五、高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)

高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)(文字符號(hào)為QL),具有簡(jiǎn)單的滅弧裝置,能通斷一定的負(fù)荷電流和過(guò)負(fù)荷電流,但不能斷開(kāi)短路電流,因此,必須與高壓熔斷器串聯(lián)使用,借助熔斷器來(lái)進(jìn)行短路保護(hù)。負(fù)荷開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后,與隔離開(kāi)關(guān)一樣,也具有明顯可見(jiàn)的斷開(kāi)間隙,因此它也具有隔離高壓電源,保證安全檢修的功能。

1.高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)型號(hào)的認(rèn)識(shí)

高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)全型號(hào)的表示含義如圖2－2－15所示。圖2－2－15高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)全型號(hào)的表示含義．

2.電氣符號(hào)

電氣符號(hào)如圖2－2－16所示。圖2－2－16電氣符號(hào)

3.高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)的類型

高壓高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)的類型較多,圖2－2－17所示是FN3－10RT型戶內(nèi)壓氣式高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)的外形結(jié)構(gòu)圖。圖2－2－17

FN3－10RT型戶內(nèi)壓氣式高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)的外形結(jié)構(gòu)圖

六、高壓熔斷器

高壓熔斷器(文字符號(hào)為FU)的主要功能是對(duì)電路及電路設(shè)備進(jìn)行短路保護(hù),但有的熔斷器還具有過(guò)負(fù)荷保護(hù)功能。

1.高壓熔斷器的類型

高壓熔斷器按照限流作用可分為限流式和非限流式兩種。

(1)限流式熔斷器。

限流式熔斷器是指在短路沖擊(最大)電流到來(lái)之前,完全熄滅電弧,斷開(kāi)電路。這種限流式熔斷器的特點(diǎn)是切斷電路速度快,易產(chǎn)生過(guò)電壓(感性電網(wǎng)),因此對(duì)線路上的絕緣設(shè)備有害。

工廠供電系統(tǒng)中,室內(nèi)變電所廣泛采用RN1、RN2等高壓管式熔斷器。它們均屬于限流式熔斷器,其結(jié)構(gòu)基本相同,都是瓷質(zhì)熔管內(nèi)充石英砂填料的密閉管式熔斷器,其外形

結(jié)構(gòu)如圖2－2－18所示;圖2－2－19所示為RW9－35型戶外高壓限流熔斷器的外形圖。圖2－2－18

RN1、RN2戶內(nèi)高壓管式熔斷器外形結(jié)構(gòu)圖圖2－2－19

RW9－35型戶外高壓限流熔斷器的外形圖

(2)非限流式熔斷器。

非限流式熔斷器(或高壓跌開(kāi)式熔斷器)是指在短路沖擊(最大)電流到來(lái)之前,不能完全熄滅電弧,切斷電路。這種非限流式熔斷器的特點(diǎn)是切斷電路速度慢,不產(chǎn)生過(guò)電壓。

工廠供電系統(tǒng)中,室外廣泛采用RW4－10、RW10(F)－10型等高壓跌開(kāi)式熔斷器。其功能既可作10kV線路和設(shè)備的短路保護(hù),又可在一定條件下,直接用高壓絕緣鉤棒來(lái)操作熔管的分合,起高壓隔離開(kāi)關(guān)的作用。一般的跌開(kāi)式熔斷器,如RW4－10(G)型,只能無(wú)負(fù)荷操作,或通斷小容量的空載變壓器和空載線路等,其操作要求與高壓隔離開(kāi)關(guān)相同;而負(fù)荷型跌開(kāi)式熔斷器,如RW10－10(F)型,則能帶負(fù)荷操作,其操作要求與高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)相同,其外形結(jié)構(gòu)如圖2－2－20所示。圖2－2－20

RW系列高壓跌開(kāi)式熔斷器的外形結(jié)構(gòu)圖

2.電氣符號(hào)

電氣符號(hào)如圖2－2－21所示。圖2－2－21電氣符號(hào)

3.型號(hào)認(rèn)識(shí)

高壓熔斷器全型號(hào)的表示含義如圖2－2－22所示。圖2－2－2高壓熔斷器全型號(hào)的表示含義

七、避雷器

避雷器(文字符號(hào)FV)是用來(lái)保護(hù)電力系統(tǒng)中各種電器設(shè)備免受雷電過(guò)電壓、操作過(guò)電壓、工頻暫態(tài)過(guò)電壓沖擊而損壞的一個(gè)電器。避雷器應(yīng)與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)連接,如圖2－2－23所示。圖2－2－23避雷器的連接圖

1.避雷器的分類

避雷器有管式和閥式兩大類。閥式避雷器分為碳化硅避雷器和金屬氧化物避雷器(又稱氧化鋅避雷器)。氧化鋅避雷器由于保護(hù)性能優(yōu)于碳化硅避雷器,故取代了碳化硅避雷

器,而管式避雷器已經(jīng)不生產(chǎn)了。實(shí)際中普遍使用的是氧化鋅避雷器,其主要材質(zhì)為氧化鋅。

氧化鋅避雷器利用了氧化鋅閥片理想的伏安特性(非線性極高,即在高電壓時(shí)呈低電阻特性,限制了避雷器上的電壓,在正常工頻電壓下呈高電阻特性),具有無(wú)間隙、無(wú)續(xù)流、殘壓低等優(yōu)點(diǎn),也能限制內(nèi)部過(guò)電壓,被廣泛使用。避雷器有時(shí)也稱為過(guò)電壓保護(hù)器,它不僅用于限制電力系統(tǒng)中因雷電引起的過(guò)電壓,也用于限制因系統(tǒng)操作產(chǎn)生的過(guò)電壓。氧化鋅避雷器外形如圖2－2－24所示。低壓型避雷器一般用在低壓配電柜、開(kāi)關(guān)柜及控制柜中,保護(hù)柜中的電器設(shè)備免受過(guò)電壓的危害。(a)氧化鋅低壓避雷器;(b)輸變電線路用氧化鋅避雷器;(c)配電氧化鋅避雷器圖2－2－24氧化鋅避雷器外形圖

閥式避雷器由火花間隙和閥片組成,裝在密封的磁套管內(nèi),閥式避雷器結(jié)構(gòu)如圖2－2－25所示。圖2－2－25閥式避雷器結(jié)構(gòu)

閥式避雷器的閥片具有非線性特性,當(dāng)電壓正常時(shí),閥電阻很大;當(dāng)有過(guò)電壓作用時(shí),閥片呈現(xiàn)很小的電阻。因此在線路上出現(xiàn)過(guò)電壓時(shí),閥式避雷器的火花間隙擊穿,閥片使雷電暢通地泄入大地;當(dāng)過(guò)電壓消失后,線路又恢復(fù)工頻電壓,閥片呈現(xiàn)很大的電阻,使火花間隙絕緣迅速恢復(fù),并切斷工頻續(xù)流,從而使線路恢復(fù)正常工作,保護(hù)了電氣設(shè)備的絕緣。

金屬氧化鋅(ZnO)避雷器是一種沒(méi)有火花間隙,只有壓敏電阻片的閥式避雷器,又稱壓敏避雷器。壓敏電阻片是由金屬氧化鋅(ZnO)燒結(jié)制成的多晶半導(dǎo)體陶瓷元件,具有理想的閥特性。在工頻電壓下,它呈現(xiàn)極大的電阻,能有效地阻斷工頻續(xù)流,因此無(wú)需火花間隙來(lái)熄滅由工頻續(xù)流引起的電弧,而在雷擊過(guò)電壓作用下,其電阻又變得很小,能很好地泄放雷電流。ZnO避雷器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,體積小,通流容量大,保護(hù)特性優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn),因此廣泛應(yīng)用于交、直流系統(tǒng),保護(hù)發(fā)電、變電設(shè)備的絕緣,尤其適用于中性點(diǎn)有效接地的110kV及以上電網(wǎng)。

2.電氣符號(hào)

電氣符號(hào)如圖2－2－26所示。圖2－2－26電氣符號(hào)

3.型號(hào)的認(rèn)識(shí)

避雷器型號(hào)的含義如圖2－2－27所示。圖2－2－27避雷器型號(hào)的含義

八、高壓開(kāi)關(guān)柜

成套高壓開(kāi)關(guān)柜主要由高壓斷路器、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、接觸器、高壓熔斷器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、互感器,以及控制、測(cè)量、保護(hù)、調(diào)節(jié)裝置,內(nèi)部連接件、輔件、外殼和支持件等組成的。

1.高壓開(kāi)關(guān)柜的型號(hào)認(rèn)識(shí)

老系列高壓開(kāi)關(guān)柜全型號(hào)的表示含義如圖2－2－28所示。

新系列高壓開(kāi)關(guān)柜全型號(hào)的表示含義如圖2－2－29所示。圖2－2－29新系列高壓開(kāi)關(guān)柜全型號(hào)的表示含義

2.高壓開(kāi)關(guān)柜類型

高壓開(kāi)關(guān)柜按安裝方式分為固定式和移開(kāi)式(又稱手車式)。

(1)固定式高壓開(kāi)關(guān)柜。

在一般中小型工廠中,普遍采用較為經(jīng)濟(jì)的固定式高壓開(kāi)關(guān)柜。目前,應(yīng)用較多的是“五防”開(kāi)關(guān)柜,該開(kāi)關(guān)柜裝設(shè)了防止電氣誤操作和保障人身安全的閉鎖裝置,應(yīng)用中更為

安全、可靠。

開(kāi)關(guān)柜的“五防”是指防止誤分、誤合斷路器,防止帶負(fù)荷誤拉、誤合隔離開(kāi)關(guān),防止帶電誤掛接地線,防止帶接地線誤合隔離開(kāi)關(guān),防止人員誤入帶電間隔。老式的GG－1A(F)固定式開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)如圖2－2－30所示,具有“五防”功能的XGN212固定式金屬封閉高壓開(kāi)關(guān)柜如圖2－2－31所示。圖2－2－30

GG－1A(F)固定式高壓開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)圖2－2－31

XGN2－12固定式金屬封閉高壓開(kāi)關(guān)柜

(2)手車式高壓開(kāi)關(guān)柜。

手車式高壓開(kāi)關(guān)柜的特點(diǎn)是,高壓斷路器等主要電氣設(shè)備都裝在開(kāi)關(guān)柜的手車上,斷路器故障時(shí)可以將手車?yán)?便于檢修人員檢修,檢修完成后,再將手車推進(jìn)開(kāi)關(guān)柜中。因此手車式高壓開(kāi)關(guān)柜具有檢修方便、供電可靠性高的優(yōu)點(diǎn),但比固定式開(kāi)關(guān)柜價(jià)格貴。GCD1－

(F)手車式高壓開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)圖如圖2－2－32所示。圖2－2－32

GCD－10(F)手車式高壓開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)圖

現(xiàn)以JYN210/01型手車式高壓開(kāi)關(guān)柜為例,說(shuō)明其組成部分。JYN2-10/01型手車式高壓開(kāi)關(guān)柜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖2－2－33所示。圖2－2－33

JYN210/01型手車式高壓開(kāi)關(guān)柜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

這種系列的開(kāi)關(guān)柜,為單母線接線,一般由以下幾部分組成:

①手車室。

柜前正中部為手車室,斷路器及操動(dòng)機(jī)構(gòu)均裝在小車上,斷路器手車正面上部為推進(jìn)結(jié)構(gòu),用腳踩手車上部連鎖腳踏板,車后母線室面板上的遮板提起,插入手柄,轉(zhuǎn)到蝸桿,可使手車在柜內(nèi)平穩(wěn)前進(jìn)或后移。

手車與柜相連的二次線采用插頭連接。當(dāng)斷路器離開(kāi)工作位置后,其一次隔離插頭雖已斷開(kāi)了,但二次線仍可接通,以便調(diào)試斷路器。手車兩側(cè)及底部設(shè)有接地滑道、定位銷和位置指示等附件。

②繼電器儀表室。

測(cè)量?jī)x表、信號(hào)繼電器和繼電保護(hù)用壓板裝在該小室內(nèi),小室內(nèi)還有端子排、熔斷器和電能表。

③母線室。

母線室位于開(kāi)關(guān)柜的后上部,室內(nèi)裝有母線和靜隔離觸頭。母線為封閉式,不易積灰和短路,可靠性高。

④出線室。

出線室位于柜后部下方,室內(nèi)裝有出線側(cè)靜隔離觸頭、電流互感器、引出電纜(或硬母線)和接地開(kāi)關(guān)等。

⑤小母線室。

在柜頂?shù)那安吭O(shè)有小母線室,室內(nèi)裝有小母線和接線座。在柜前,后面板上設(shè)有觀察窗,便于巡視。高壓開(kāi)關(guān)柜的封閉結(jié)構(gòu),能防止小動(dòng)物侵入而造成短路。高壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行可靠,維護(hù)工作量少,故可用于10kV的廠用配電裝置。

(3)中置開(kāi)關(guān)柜。

中置開(kāi)關(guān)柜是手車開(kāi)關(guān)柜的改進(jìn)型,其不同于手車開(kāi)關(guān)柜的是,它的可抽出部件安裝在柜體中部的小車上。中置高壓開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)如圖2－2－34所示。圖2－2－34中置高壓開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)圖

(4)環(huán)網(wǎng)柜。

環(huán)網(wǎng)柜是一組高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備裝在金屬或非金屬絕緣柜體內(nèi)或做成拼裝間隔式環(huán)網(wǎng)供電單元的電氣設(shè)備,其核心部分采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)和熔斷器,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、價(jià)格低、可提高供電參數(shù)和性能以及供電安全等優(yōu)點(diǎn)。

環(huán)網(wǎng)是指環(huán)形配電網(wǎng),即供電干線形成一個(gè)閉合的環(huán)形,供電電源向這個(gè)環(huán)形干線供電,從干線上再一路一路地通過(guò)高壓開(kāi)關(guān)向外配電。

全絕緣充氣環(huán)網(wǎng)柜是一個(gè)完全密封的系統(tǒng),帶電部件以及開(kāi)關(guān)封閉在一個(gè)不銹鋼的殼體內(nèi),充氣柜是以氣體如SF

6氣體為絕緣介質(zhì),整個(gè)開(kāi)關(guān)裝置不受外部環(huán)境的影響,以確

保運(yùn)行的可靠性及人身安全,實(shí)現(xiàn)了免維護(hù)。通過(guò)選擇可擴(kuò)展母線,可以實(shí)現(xiàn)任何組合和模塊化方式。環(huán)網(wǎng)柜外形如圖2－2－35所示。圖2－2－35環(huán)網(wǎng)柜外形圖

九、高壓/低壓預(yù)裝式變電站

組合式變電站是將高壓電器設(shè)備、變壓器、低壓電器設(shè)備等組合成緊湊型成套配電裝置,用于城市高層建筑、城鄉(xiāng)建筑、居民小區(qū)、高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)、中小型工廠、礦山油田以及臨時(shí)施工用電等場(chǎng)所,作配電系統(tǒng)中接受和分配電能之用。高壓/低壓預(yù)裝式變電站外形如圖2－2－36所示。圖2－2－36高壓/低壓預(yù)裝式變電站外形圖

十、高壓開(kāi)關(guān)柜的幾種接線方案

高壓開(kāi)關(guān)柜的幾種接線方案如圖2－2－37所示。圖2－2－37高壓開(kāi)關(guān)柜的幾種接線方案

任務(wù)2－3變電所低壓一次設(shè)備

一、低壓配電屏

低壓配電屏是按一定的線路方案將有關(guān)一、二次設(shè)備組裝成一種低壓成套配電裝置的,在低壓配電系統(tǒng)中作動(dòng)力和照明配電之用。

1.低壓配電屏型號(hào)的認(rèn)識(shí)

低壓配電屏的型號(hào)有老系列和新系列兩種不同表示方法。

老系列低壓配電屏全型號(hào)的表示含義如圖2－3－1所示。圖2－3－1老系列低壓配電屏全型號(hào)的表示含義

新系列低壓配電屏全型號(hào)的表示含義如圖2－3－2所示。圖2－3－2新系列低壓配電屏全型號(hào)的表示含義

2.低壓配電屏的類型

低壓配電屏的類型有固定式和抽屜式兩大類。

(1)固定式低壓配電柜。

固定式低壓配電柜的屏面上部安裝測(cè)量?jī)x表,中部裝刀開(kāi)關(guān)的操作手柄,柜下部為外開(kāi)的金屬門。柜內(nèi)上部有繼電器、二次端子和電度表。母線裝在柜頂,自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)和電

流互感器都裝在柜后。固定式低壓配電柜一般離墻安裝,單面(正面)操作,雙面維護(hù),GGD型低壓配電柜外形圖如圖2－3－3所示。圖2－3－3

GGD型低壓配電柜外形圖

(2)抽屜式低壓配電柜。

抽屜式低壓配電柜為封閉式結(jié)構(gòu),主要設(shè)備均放在抽屜內(nèi)或手車上。當(dāng)回路故障時(shí),可換上備用手車或抽屜,迅速恢復(fù)供電,以提高供電的可靠性和便于檢修。目前常用的有

MNS型低壓成套配電柜,GCS、GCK型抽屜式配電柜,DOMINO、CUBIC型組合式低壓配電柜等。

二、低壓斷路器

低壓斷路器(文字符號(hào)為QF),又稱低壓自動(dòng)開(kāi)關(guān),它能帶負(fù)荷通斷電路,在短路、過(guò)負(fù)荷、低電壓(失壓)情況下,能自動(dòng)跳閘。因此低壓斷路器具有短路、過(guò)負(fù)荷、低電壓(失壓)、單相接地等保護(hù)功能。

1.低壓斷路器型號(hào)與電氣符號(hào)的認(rèn)識(shí)

低壓斷路器全型號(hào)的表示含義如圖2－3－4所示,電氣符號(hào)如圖2－3－5所示。圖2－3－4低壓斷路器全型號(hào)的表示含義圖2－3－5電氣符號(hào)

2.低壓斷路器的分類

低壓斷路器按結(jié)構(gòu)分有塑料外殼式和萬(wàn)能式兩大類。

(1)塑料外殼式低壓斷路器。

塑料外殼式低壓斷路器又稱裝置式自動(dòng)開(kāi)關(guān),如DZ47小型斷路器又稱空氣開(kāi)關(guān),是具有過(guò)載與短路雙重保護(hù)的限流型高分?jǐn)嘈⌒蛿嗦菲?可作線路過(guò)載和短路保護(hù)之用。

DZ47小型斷路器外形如圖2－3－6所示。圖2－3－6

DZ47小型斷路器外形圖

DZ20塑料外殼式斷路器一般作為配電用,額定電流225A及以下,和400Y型斷路器相同亦可作為保護(hù)電動(dòng)機(jī)用。在正常情況下,斷路器可分別作為線路不頻繁開(kāi)關(guān)之用。

DZ20塑料外殼式斷路器外形如圖2－3－7所示。圖2－3－7

DZ20塑料外殼式斷路器外形圖

(2)萬(wàn)能式低壓斷路器。

目前,在低壓配電柜中,常采用DW45智能型萬(wàn)能式斷路器,額定電流為630~6300A,額定電流整定方便。DW45智能型萬(wàn)能式斷路器外形如圖2－3－8所示。DW15萬(wàn)能式斷路器是幾十年前變電所用的型號(hào)。DW15萬(wàn)能式斷路器外形如圖2－3－9所示。圖2－3－8

DW45智能型萬(wàn)能式斷路器外形圖圖2－3－9

DW15萬(wàn)能式斷路器外形圖

三、低壓刀開(kāi)關(guān)和負(fù)荷開(kāi)關(guān)

1.低壓刀開(kāi)關(guān)

低壓刀開(kāi)關(guān)(文字符號(hào)為QK)的類型很多。按其操作方式分,有單投、雙投;按其極數(shù)分,有單極、雙極和三極;按其滅弧結(jié)構(gòu)分,有不帶滅弧罩和帶滅弧罩的兩種。不帶滅弧罩

的刀開(kāi)關(guān)一般只能在無(wú)負(fù)荷或小負(fù)荷下操作,作隔離開(kāi)關(guān)使用。帶有滅弧罩的低壓刀開(kāi)關(guān)能通斷一定的負(fù)荷電流。

低壓刀開(kāi)關(guān)型號(hào)的表示含義及電氣符號(hào)如圖2－3－10和圖2－3－11所示。圖2－3－10低壓刀開(kāi)關(guān)型號(hào)的表示含義圖2－3－11電氣符號(hào)

HD、HS型低壓刀開(kāi)關(guān)外形如圖2－3－12所示。圖2－3－12

HD、HS型低壓刀開(kāi)關(guān)外形圖

2.低壓刀熔開(kāi)關(guān)

低壓刀熔開(kāi)關(guān)(文字符號(hào)為QKF)是一種由低壓刀開(kāi)關(guān)與熔斷器組成的開(kāi)關(guān)電器。低壓刀熔開(kāi)關(guān)具有刀開(kāi)關(guān)和熔斷器的雙重功能。采用這種組合型開(kāi)關(guān)電器,可以簡(jiǎn)化配電裝

置結(jié)構(gòu),經(jīng)濟(jì)實(shí)用,應(yīng)用廣泛。

低壓刀熔開(kāi)關(guān)型號(hào)的表示含義及電氣符號(hào)如圖2－3－13和圖2－3－14所示。圖2－3－13低壓刀熔開(kāi)關(guān)型號(hào)的表示含義圖2－3－14電氣符號(hào)

HR3、HRW型低壓刀熔開(kāi)關(guān)外形如圖2－3－15所示。圖2－3－15

HR3、HRW型低壓刀熔開(kāi)關(guān)外形圖

3.低壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)

低壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)(文字符號(hào)為QL),是由低壓刀開(kāi)關(guān)和低壓熔斷器串聯(lián)組合而成,外裝有封閉式鐵殼或開(kāi)啟式膠蓋。低壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)具有帶滅弧罩刀開(kāi)關(guān)和熔斷器的雙重功能,既

可帶負(fù)荷操作,又能進(jìn)行短路保護(hù),但短路熔斷后需更換熔體才能恢復(fù)供電。HK2、HH3型低壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)外形如圖2－3－16所示。圖2－3－16

HK2、HH3型低壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)外形圖

低壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)型號(hào)的表示含義如圖2－3－17所示。圖2－3－17低壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)型號(hào)的表示含義

四、低壓熔斷器

低壓熔斷器主要是實(shí)現(xiàn)低壓配電系統(tǒng)的短路保護(hù)。

低壓熔斷器的類型很多,如插入式(RC型)、螺旋式(RL型)、無(wú)填料密閉管式(RM型)、有填料封閉管式(RT型)等,其外形如圖2－3－18所示。圖2－3－18各類型低壓熔斷器外形圖

低壓熔斷器型號(hào)的含義及電氣符號(hào)表示如圖2－3－19和圖2－3－20所示。圖2－3－19

圖2－3－20電氣符號(hào)

五、低壓配電屏的幾種接線方案

低壓配電屏的幾種接線方案,如圖2－321所示。圖2－321

任務(wù)2－4電力變壓器的運(yùn)行與維護(hù)

一、電力變壓器的分類電力變壓器按相數(shù)分為三相電力變壓器和單相電力變壓器。大多數(shù)場(chǎng)合使用三相電力變壓器,在一些低壓?jiǎn)蜗嘭?fù)載較多的場(chǎng)合,也使用單相變壓器;電力變壓器按用途分為升壓和降壓變壓器,發(fā)電廠用升壓變壓器,工廠用降壓變壓器;按繞組數(shù)分三繞組、雙繞組、自耦變壓器,工廠上述三種都有應(yīng)用;按調(diào)壓方式分有載調(diào)壓和無(wú)載調(diào)壓變壓器;按繞組導(dǎo)電材料分為銅繞組、鋁繞組變壓器,目前,采用銅繞組變壓器;按絕緣介質(zhì)分為油浸式和干式;按容量大小分小型、中型、大型和特大型變壓器。

1.三相油浸式電力變壓器

三相油浸式電力變壓器適用于工廠車間變壓器,常采用雙繞組、三繞組變壓器。三相油浸式電力變壓器的鐵芯和三相繞組均浸在絕緣油中。三相油浸式電力變壓器是工廠供配

電系統(tǒng)中的重要設(shè)備之一,它將10kV或35kV電壓降至用戶使用的220V/380V電壓。圖2－4－1所示為三相油浸式電力變壓器外形結(jié)構(gòu)圖。圖2－4－1三相油浸式電力變壓器外形結(jié)構(gòu)圖

油浸式變壓器的特點(diǎn)如下:

(1)變壓器油絕緣性能好、導(dǎo)熱性能好,同時(shí)變壓器的油廉價(jià)、成本低。

(2)能夠解決變壓器大容量散熱問(wèn)題和高電壓絕緣問(wèn)題。

(3)可以正常過(guò)負(fù)荷。

(4)易漏油,污染環(huán)境;當(dāng)油遇到火時(shí),會(huì)燃燒、爆炸。

(5)變壓器油需定期檢查,并按照要求及時(shí)更換變壓器油。

(6)單獨(dú)設(shè)置變壓器室,門朝外開(kāi)。由于油浸式變壓器有滲漏和消防問(wèn)題,因此不能直接安裝在配電室內(nèi)。

2.干式變壓器

干式變壓器一般有環(huán)氧樹(shù)脂絕緣干式變壓器、氣體絕緣干式變壓器以及H級(jí)絕緣干式變壓器。干式變壓器廣泛用于居民小區(qū)、高層建筑、機(jī)場(chǎng)、大廈、商業(yè)區(qū)、碼頭等眾多場(chǎng)所。冷卻方式分為自然空氣冷卻(AN)和強(qiáng)迫空氣冷卻(AF)。自然空冷時(shí),變壓器可在額定容量下長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。強(qiáng)迫風(fēng)冷時(shí),變壓器的輸出容量可提高50%。干式變壓器的外形如2－4－2所示。圖2－4－2干式變壓器的外形

干式變壓器的特點(diǎn)如下:

(1)干式變壓器的周邊環(huán)境干凈,較油浸式變壓器安全,不易引起火災(zāi),適合高密度負(fù)荷、現(xiàn)代化大城市發(fā)展的需要。

(2)不可以過(guò)負(fù)荷。

(3)能與低壓配電設(shè)備放置在一個(gè)房間。

3.非晶合金變壓器

非晶合金變壓器是用新型導(dǎo)磁材料———非晶合金制作鐵芯而成的變壓器,它比硅鋼片作鐵芯變壓器的空載損耗下降80%左右,空載電流下降約85%,是目前節(jié)能效果較理想的配電變壓器。非晶合金變壓器的性能超越了各類硅鋼變壓器,其顯著特點(diǎn)是空載損耗很低,符合電網(wǎng)節(jié)能降耗的要求,節(jié)能效果最為先進(jìn)。雖然價(jià)格比同類變壓器高一些,但從

長(zhǎng)遠(yuǎn)使用成本來(lái)說(shuō),它是較為經(jīng)濟(jì)的配電變壓器。

非晶合金變壓器的特點(diǎn):空載損耗低,無(wú)油,阻燃自熄,耐潮,但價(jià)格較貴。

SH15、SCBH15非晶合金電力變壓器外形如圖2－4－3所示。圖2－4－3

H15、SCBH15非晶合金電力變壓器外形圖

4.箱式變壓器

預(yù)裝式箱式變電器是將高壓電器設(shè)備、變壓器、低壓電器設(shè)備和其他附屬器件組合成的緊湊型成套配電裝置。內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為高壓室、變壓室、低壓室三大部分,能適應(yīng)戶外環(huán)

境,能完成電壓變化和電能保護(hù)、測(cè)量、控制及分配等功能。箱式變壓器外形如圖2－4－4所示。圖2－4－4箱式變壓器外形圖

箱式變壓器的特點(diǎn):

(1)可單路/雙路電源進(jìn)線,組合靈活方便,成套性強(qiáng)、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行安全可靠、維護(hù)方便。

(2)箱式變壓器廣泛適用于城市高層建筑、城鄉(xiāng)建筑、居民小區(qū)、中小型工礦企業(yè)及需臨時(shí)施工用電等場(chǎng)所,以作配電系統(tǒng)中接受和分配電能之用。

二、電力變壓器型號(hào)的認(rèn)識(shí)

電力變壓器型號(hào)的含義如圖2－4－5所示。圖2－4－5電力變壓器型號(hào)的含義

三、電力變壓器的聯(lián)結(jié)組別

10kV變壓器有Yyn0和Dyn1兩種聯(lián)結(jié)組別,Yyn0和Dyn1兩種聯(lián)結(jié)組別如圖2－4－6、圖2－4－7所示。10kV高壓電網(wǎng)采用中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)運(yùn)行方式,用戶變壓器

供電大都選用Yyn0聯(lián)結(jié)方式的中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)運(yùn)行,可實(shí)現(xiàn)三相四線制或五線制供電,如TNS系統(tǒng)。(a)一、二次繞組接線;(b)一、二次電壓相量;(c)時(shí)鐘表示圖2－4－6變壓器Yyn0聯(lián)結(jié)組(a)一、二次繞組接線;(b)一、二次電壓相量;(c)時(shí)鐘表示圖2－4－7變壓器Dyn1聯(lián)結(jié)組別

Dyn1與Yyn0聯(lián)結(jié)相比有如下優(yōu)點(diǎn):

(1)有利于抑制高次諧波。

(2)有利于單相短路接地故障的切除。

(3)承受單相不平衡負(fù)荷能力更強(qiáng)。

四、三相油浸式電力變壓器的正常過(guò)負(fù)荷

正常運(yùn)行時(shí),三相油浸式變壓器一般不應(yīng)超過(guò)其額定容量,但在特殊情況下,它也可以在規(guī)定的范圍內(nèi)過(guò)負(fù)荷運(yùn)行。其過(guò)負(fù)荷能力的大小和持續(xù)時(shí)間,是根據(jù)一定的運(yùn)行情況

(如負(fù)荷變化、周圍介質(zhì)溫度等)以及變壓器絕緣老化等條件確定的。當(dāng)變壓器存在較大缺陷時(shí),如冷卻系統(tǒng)不正常、嚴(yán)重漏油、色譜分析不正常等情況,不應(yīng)過(guò)負(fù)荷運(yùn)行。

三相油浸式變壓器的過(guò)負(fù)荷可分為正常情況下的過(guò)負(fù)荷和事故情況下的過(guò)負(fù)荷兩種。

對(duì)于三相油浸式變壓器,其允許過(guò)負(fù)荷包括以下兩種情況:

(1)由于晝夜負(fù)荷不均勻,可以考慮正常過(guò)負(fù)荷。

(2)由于季節(jié)性生產(chǎn)特點(diǎn),某季節(jié)輕負(fù)荷,而在某季節(jié)可以考慮正常過(guò)負(fù)荷。比如冬季負(fù)荷低1%,則在不影響變壓器壽命情況下,在夏季可過(guò)負(fù)荷1%。干式變壓器不能過(guò)負(fù)荷。

五、電力變壓器的事故過(guò)負(fù)荷

1.電力變壓器并列運(yùn)行條件

電力變壓器并列運(yùn)行條件如下:

(1)并列變壓器的一、二次額定電壓相等。

(2)并列變壓器的阻抗電壓(即短路電壓)相等。

(3)并列變壓器的聯(lián)結(jié)組別相同。

(4)并列變壓器的容量相同。

2.電力變壓器的事故過(guò)負(fù)荷

如兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行,當(dāng)一臺(tái)變壓器故障需切除時(shí),在沒(méi)有備用設(shè)備的情況下,另一臺(tái)變壓器允許作短時(shí)的過(guò)負(fù)載運(yùn)行,這種情況稱為變壓器的事故過(guò)負(fù)荷。在事故情況下,運(yùn)行時(shí)間不得超過(guò)國(guó)家規(guī)定時(shí)間。事故過(guò)負(fù)荷與允許運(yùn)行持續(xù)時(shí)間,國(guó)家有嚴(yán)格的規(guī)定,例如,負(fù)荷為額定負(fù)荷的1.3倍時(shí),對(duì)室外變壓器超負(fù)荷允許時(shí)間為2h,而對(duì)室內(nèi)變壓器則為1h。表2－4－1所示為自然冷卻油浸式電力變壓器允許事故過(guò)負(fù)荷能力。

六、變電所主變壓器數(shù)量的確定

選擇主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)應(yīng)考慮下列原則:

(1)應(yīng)滿足電力負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。

(2)對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大、宜采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所,可考慮采用兩臺(tái)變壓器。

(3)除上述兩種情況外,一般車間變電所采用一臺(tái)變壓器。但是負(fù)荷集中、容量相當(dāng)大的變電所,雖為三級(jí)負(fù)荷,但也可以采用兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器。

(4)在確定變電所的主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí),應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展,留有一定的余地。

3.車間變電所主變壓器的單臺(tái)容量上限

車間變電所主變壓器的單臺(tái)容量,一般不宜大于1000kV·A(或1250kV·A)。這一方面是受以往低壓開(kāi)關(guān)電器斷流能力和短路穩(wěn)定度要求的限制;另一方面也是考慮到可以使變壓器更接近于車間負(fù)荷中心,以減少低壓配電線路的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量。現(xiàn)在我國(guó)已能生產(chǎn)一些斷流能力更大和短路穩(wěn)定度更好的新型低壓開(kāi)關(guān)電器,如DW15型低壓斷路器及其他電器,因此當(dāng)車間負(fù)荷容量較大、負(fù)荷集中且運(yùn)行合理時(shí),可以選用單臺(tái)容量為1250(或1600)~2000kV·A的配電變壓器。

4.適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展

容量的選擇應(yīng)適當(dāng)考慮今后5~10年電力負(fù)荷的增長(zhǎng),留有一定的余地。干式變壓器的過(guò)負(fù)荷能力較小,更宜留有較大的裕量。

變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的最后確定,應(yīng)結(jié)合主接線方案和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較,擇優(yōu)而定。

【例2－4－1】某10/0.4kV變電所,總的計(jì)算負(fù)荷為1200kV·A,其中一、二級(jí)負(fù)荷為680kV·A。請(qǐng)初步選擇該變電所主變壓器的容量。

解

根據(jù)變電所有一、二級(jí)負(fù)荷的情況,選擇兩臺(tái)主變壓器。

每臺(tái)容量SN.T=(0.6~0.7)×1200kV·A=(720~840)kV·A,且SN.T≥680kV·A,初步確定每臺(tái)主變壓器容量為1000kV·A。

任務(wù)2－5互感器

一、互感器的作用電流互感器(CurrentTransformer,CT),文字符號(hào)為TA,又稱為儀用變流器。電壓互感器(VoltageTransformer或PotentialTransformer,PT),文字符號(hào)為TV,又稱為儀用變壓器。它們合稱為儀用互感器,簡(jiǎn)稱互感器。從基本結(jié)構(gòu)和工作原理上說(shuō),互感器就是一種特殊變壓器。

互感器的作用如下:

(1)用來(lái)使儀表或繼電器與高壓電路絕緣,如此可避免高壓電路直接引入儀表或繼電器造成設(shè)備損壞,較為安全。

(2)用來(lái)擴(kuò)大儀表的量程。如用一只5A的電流表,通過(guò)不同變流比的電流互感器就可測(cè)量任意大的電流。同樣,用一只100V的電壓表,通過(guò)不同電壓比的電壓互感器就可

測(cè)量任意大的電壓。

二、電流互感器的工作原理與接線方式

1.電流互感器的接線特點(diǎn)

電流互感器的接線特點(diǎn)如下:

(1)電流互感器一次繞組串聯(lián)在需要測(cè)量的高壓線路中。

(2)二次繞組接電流表或過(guò)電流繼電器線圈。

(3)二次繞組有一端必須接地。

(4)運(yùn)行中,二次繞組不允許開(kāi)路。運(yùn)行中,若電流表壞了,則需更換儀表,一定要在二次接線端接一根短接線,之后再拆下有故障的儀表,接上完好的電流表,最后將短接線拆除。

2.電流互感器的工作原理

電流互感器是由閉合的鐵芯和繞組組成的,電流互感器的組成及原理圖,如圖2－5－1所示。物理中,我們學(xué)過(guò)變壓器具有變電壓、變電流、變阻抗的作用,現(xiàn)在我們要用到的是變電流作用。電流互感器的一次電流I1與其二次電流I2之間有下列關(guān)系:

式中,N1、N2

為電流互感器的一、二次繞組匝數(shù),Ki

為電流互感器的電流比(或變流比)。圖2－5－1電流互感器的組成及原理圖

電流比(或變流比)Ki是指電流互感器的一、二次繞組額定電流之比,即

我國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)I2N為5A。電流比是用來(lái)選擇電流互感器的重要參數(shù)。通過(guò)查閱工程技術(shù)手冊(cè),Ki

可有50/5、60/5、100/5、150/5、300/5等。

理論計(jì)算,如Ki=100/5,電流表顯示為I2=2.5A,則通過(guò)公式I1=KiI2,可以換算得出高壓一次側(cè)電流I1=50A。

3.電流互感器型號(hào)的認(rèn)識(shí)與分類

電流互感器型號(hào)的表示含義如圖2－5－

2所示。圖2－5－

2電流互感器型號(hào)的表示含義

(1)高壓電流互感器。

如圖2－5－3所示的LQJ－10型電流互感器的結(jié)構(gòu)與外形圖,它有兩個(gè)鐵芯和兩個(gè)二次繞組,分別為0.5級(jí)和3級(jí)。0.5級(jí)二次繞組用于接電流表,3級(jí)二次繞組用于接電流繼

電器線圈。圖2－5－3

LQJ－10型電流互感器的結(jié)構(gòu)與外形圖

圖2－5－4所示為L(zhǎng)MZJ10.5型電流互感器的結(jié)構(gòu)及外形圖,它不含一次繞組,穿過(guò)其鐵芯的母線就是其一次繞組,相當(dāng)于1匝線圈,它可用于500V及以下配電裝置中。

4.電流互感器的電氣符號(hào)

電流互感器的電氣符號(hào)如圖2－5－5所示。(a)低壓電流互感器符號(hào);(b)高壓電流互感符號(hào)圖2－5－5電流互感器的電氣符號(hào)

5.電流互感器常見(jiàn)接線方式

電流互感器在三相電路中的幾種接線方式如圖2－5－6電路。圖中的過(guò)電流繼電器線圈可以用電流表來(lái)替代。圖2－5－6電流互感器的幾種接線方式

(2)二次側(cè)有一端必須接地。

(3)電流互感器在連接時(shí),要注意其端子的極性。GB1208—1997《電流互感器》規(guī)定,一次繞組端子標(biāo)有P1、P2,二次繞組端子標(biāo)有S1、S2,P1與S1、P2與S2分別為對(duì)應(yīng)的同名端。由圖2－5－1可知,如果一次電流?I1從P1流向P2,則二次電流?I2從S2流向S1。若如圖256(b)中,C相電流互感器的S1、S2接反了,則公共線中的電流就不是相電流,而是相電流的3倍,致使接在C相的電流表燒壞。

(4)注意精度等級(jí)。若用于測(cè)量,應(yīng)選用精度等級(jí)0.5或0.2

三、電壓互感器的工作原理與接線方式

1.電壓互感器的接線特點(diǎn)

電壓互感器的接線特點(diǎn)如下:

(1)電壓互感器的一次繞組并聯(lián)在需要測(cè)量的高壓線路中。

(2)二次繞組接電壓表或電壓繼電器線圈。由于電壓表表頭或電壓線圈的阻抗一般都很大,所以電壓互感器工作時(shí)其二次繞組接近于空載狀態(tài)。

(3)二次繞組運(yùn)行中不允許短路。

(4)二次繞組有一端必須接地。

2.電壓互感器的工作原理

電壓互感器是由閉合的鐵芯和繞組組成,電壓互感器的組成及原理圖如圖2－5－7所示。由于變壓器具有變電壓的作用,因此,電壓互感器的一次電壓U1

與二次電壓U2

之間

有下列關(guān)系:

式中,N1

、N2

分別為電壓互感器一次、二次繞組的匝數(shù);

Ku

為電壓互感器的電壓比(變壓比)。圖2－5－7電壓互感器的組成及原理圖

電壓比(或變壓比)Ku

是指電壓互感器的一、二次繞組額定電壓之比,即

我國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)U2N為100V。電壓比是用來(lái)選擇電壓互感器的重要參數(shù)。通過(guò)查閱工程技術(shù)手冊(cè),Ku可有10000V/100V、35000V/100V、110000V/100V等。

同理,在實(shí)際工程應(yīng)用中,電壓表和電壓互感器是配套使用的,電壓表的刻度是按照一次線路的高壓值進(jìn)行刻度的,不用換算,直接讀出的示數(shù),就是高壓線路的電壓值。

3.電壓互感器型號(hào)認(rèn)識(shí)與分類

(1)電壓互感器型號(hào)的含義。

電壓互感器型號(hào)的含義如圖2－5－8所示。圖2－5－8電壓互感器型號(hào)的含義

(2)分類。

①按安裝地點(diǎn)可分為戶內(nèi)式和戶外式。35kV及以下多為戶內(nèi)式;35kV以上為戶外式。

②按相數(shù)可分為單相式和三相式。

③按繞組數(shù)目可分為雙繞組和三繞組電壓互感器,三繞組電壓互感器除一次側(cè)(繞組)和基本二次側(cè)外,還有一組輔助二次側(cè),供接地保護(hù)用。

④按絕緣方式可分為干式、澆注式、油浸式和充氣式,干式浸絕緣膠電壓互感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)著火和爆炸危險(xiǎn),但絕緣強(qiáng)度較低,只適用于6kV以下的戶內(nèi)式裝置;澆注式電

壓互感器結(jié)構(gòu)緊湊、維護(hù)方便,適用于3~35kV戶內(nèi)式配電裝置;油浸式電壓互感器絕緣性能較好,可用于10kV以上的戶外式配電裝置;充氣式電壓互感器用于SF6

全封閉電器中。

JDZJ