系統(tǒng)框圖及一次主接線圖的識繪

項目四系統(tǒng)框圖及一次主接線圖的識繪任務一單母線主接線圖的識繪任務二雙母線主接線圖的識繪任務三一臺半主接線圖的識繪任務一單母線主接線圖的識繪一、電力系統(tǒng)主要電氣設備變電站中凡直接用來接受與分配電能以及與改變電能電壓相關的所有設備，均稱為一次設備或主設備。由于大都承受高電壓，故也多屬高壓電器或設備。它們包括主變壓器、斷路器、隔離刀閘、母線、互感器、電抗器、補償電容器、避雷器以及進出變電所的輸配電線路等。由一次設備連接成的系統(tǒng)稱電氣一次系統(tǒng)或電氣主接線系統(tǒng)。

(一)電力變壓器

1.電力變壓器簡介變壓器是一種靜止的電氣設備，電力變壓器在系統(tǒng)中工作時，可將電能由它的一次側經電磁能量的轉換傳輸?shù)蕉蝹?，同時根據(jù)輸配電的需要將電壓升高或降低。故它在電能的生產輸送和分配使用的全過程中，作用十分重要。整個電力系統(tǒng)中，變壓器的容量通常約為發(fā)電機容量的3倍以上。下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪變壓器在變換電壓時，是在同一頻率下使其二次側與一次側具有不同的電壓和電流。由于能量守恒，其二次側與一次側的電流與電壓的變化是相反的，即要使某一側電路的電壓升高時，則該側的電流就必然減小。變壓器并不是也決不能將電能的“量”變大或變小。在電力的轉換過程中，因變壓器本身要消耗一定能量，所以輸入變壓器的總能量應等于輸出的能量加上變壓器工作時本身消耗的能量。由于變壓器無旋轉部分，工作時無機械損耗，且新產品在設計、結構和工藝等方面采取了眾多節(jié)能措施，故其工作效率很高。通常，大容量變壓器的效率可達80%以上，而中小型變壓器的效率則不低于95%。

2.電力變壓器分類根據(jù)電力變壓器的用途和結構等特點可分如下幾類。

(1)按用途分有:升壓變壓器(使電力從低壓升為高壓，然后經輸電線路向遠方輸送)，降壓變壓器(使電力從高壓降為低壓，再由配電線路對近處或較近處負荷供電)。上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪

(2)按相數(shù)分有:單相變壓器，三相變壓器。

(3)按繞組分有:單繞組變壓器(為兩級電壓的自藕變壓器)，雙繞組變壓器，三繞組變壓器。

(4)按繞組材料分有:銅線變壓器，鋁線變壓器。

(5)按調壓方式分有:無載調壓變壓器，有載調壓變壓器。

(6)按冷卻介質和冷卻方式分有:油浸式變壓器，干式變壓器。①油浸式變壓器。冷卻方式一般為自然冷卻、風冷卻(在散熱器上安裝風扇)、強迫風冷卻(在前者基礎上還裝有潛油泵，以促進油循環(huán))。此外，大型變壓器還有采用強迫油循環(huán)風冷卻、強迫油循環(huán)水冷卻等。②干式變壓器。繞組置于氣體中(空氣或六氟化硫氣體)，或是澆注環(huán)氧樹脂絕緣。它們大多在部分配電網內用作配電變壓器。目前已可制造到35kV級，其應用前景很廣。上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪

3.電力變壓器結構電力變壓器的基本結構是由鐵芯、繞組、帶電部分和不帶電的絕緣部分所組成，為使變壓器能安全可靠地運行，還需要油箱、冷卻裝置、保護裝置及出線裝置等。其結構組成如圖4-1所示。

(1)鐵芯。按鐵芯型式不同，變壓器可分為內鐵式(又稱芯式)和外鐵式(又稱殼式)兩種。內鐵式變壓器的繞組包圍著鐵芯，外鐵式變壓器則是鐵芯包圍著繞組。套繞組的部分稱鐵芯柱，連接鐵芯柱的部分叫鐵扼。大容量變壓器為了減低高度、便于運輸，常采用三相五柱鐵芯結構。這時鐵扼截面可以減小，因而鐵芯柱高度也可降低。①鐵芯材料。變壓器使用的鐵芯材料主要有鐵片、低硅片、高硅片。由于變壓器上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪鐵芯內的磁通是交變的，故會產生磁滯損耗和渦流損耗。為了減少這些損耗，變壓器鐵芯一般用含硅5%厚度為0.35mm或0.5mm的硅鋼片沖剪后疊成，硅鋼片的兩面涂有絕緣用的硅鋼片漆(厚)并經過烘烤。變壓器的質量與所用的硅鋼片的質量有很大的關系。硅鋼片的質量通常用磁通密度B來表示，一般黑鐵片的B值為6000~8000，低硅片的B值為9000~11000，高硅片為12000~16000。②鐵芯裝配。鐵芯有兩種裝配方法即疊裝和對裝。對裝法雖方便，但它會使變壓器的激磁電流增大，機械強度也不好，一般已不采用。疊裝法是把鐵芯柱和鐵扼的鋼片分層變錯疊置，每一層的接縫都被鄰層的鋼片蓋上，這種方法裝配的鐵芯其空氣隙較小。這種接縫叫做直接縫，適用于熱軋硅鋼片。上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪③鐵芯的接地。為防止變壓器在運行或試驗時，由于靜電感應在鐵芯或其他金屬構件上產生懸浮電位而發(fā)生對地放電，鐵芯及其所有構件，除穿心螺桿外都必須可靠接地。由于鐵芯疊片間的絕緣電阻較小，一片疊片接地即可認為所有疊片均已接地。鐵芯疊片只允許有一點接地，如果有兩點或兩點以上接地，則接地點之間可能會形成閉合回路。當主磁通穿過此閉合回路時，就會在其中產生循環(huán)電流，造成局部過熱事故。

(2)繞組。繞制變壓器通常用的材料有漆包線、沙包線、絲包線，最常用的是漆包線。對于導線的要求是導電性能好，絕緣漆層有足夠耐熱性能，并且要有一定的耐腐蝕能力。一般情況下最好用Q2型號的高強度的聚醋漆包線。繞組是變壓器的電路部分，通常采用絕緣銅線或鋁線繞制而成，匝上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪數(shù)多者稱為高壓繞組，匝數(shù)少者稱為低壓繞組。按高壓繞組和低壓繞組相互間排列位置的不同，可分為同心式和交疊式兩種。①同心式繞組。同心式繞組是把一次、二次繞組分別繞成直徑不同的圓筒形線圈套裝在鐵芯柱上，高、低壓繞組之間用絕緣紙筒相互隔開。為了便于絕緣和高壓繞組抽引線頭，一般是將高壓繞組放在外面。同心式繞組結構簡單，繞制方便，故被廣泛采用。按照繞制方法的不同，同心式繞組又可分為圓筒式、螺旋式、連續(xù)式和糾結式等幾種。②交疊式繞組。交疊式繞組是把一次、二次繞組按一定的交替次序套裝在鐵芯柱上。這種繞組的高、低壓繞組之間間隙較多。因此絕緣較復雜、包扎工作量較大。其優(yōu)點是機械性能較高，引出線的布置和焊接比較方便，漏上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪電抗也較小，故常用于低電壓、大電流的變壓器(如電爐變壓器、電焊變壓器等)。

(3)絕緣。①絕緣等級。絕緣材料按其耐熱程度可分為7個等級，它們的最高允許溫度也各不相同。一般情況下，所有絕緣材料應能在耐熱等級規(guī)定的溫度下長期(指15~20年)工作，保證電機或電器的絕緣性能可靠并在運行中不會出現(xiàn)故障。各級絕緣材料通常有以下幾種。

Y級絕緣材料:棉紗、天然絲、再生纖維素為基礎的紗織品，纖維素的紙、紙板、木質板等。

A級絕緣材料:經耐溫的液體絕緣材料浸漬過的棉紗、天然絲、再生纖維素等制成的紡織品、浸漬過的紙、紙板、木質板等。上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪

E級絕緣材料:聚醋薄膜及其纖維等。

B級絕緣材料:以云母片和粉云母紙為基礎的材料。

F級絕緣材料:玻璃絲和石棉及以其為基礎的層壓制品。

H級絕緣材料:玻璃絲布和玻璃漆管浸以耐熱的有機硅漆。

C級絕緣材料:玻璃、電瓷、石英等。純凈的變壓器油的抗電強度可達200~250kV/cm，比空氣的高4~7倍。因此用變壓器油作絕緣可以大大縮小變壓器體積。此外，油具有較高的比熱和較好的流動性，依靠對流作用可以散熱，即具有冷卻作用。②絕緣結構。變壓器的絕緣分為外絕緣和內絕緣兩種。外絕緣指的是油箱外部的絕緣，主要是一次、二次繞組引出線的瓷套管，它構成了相與相之間和相對地的絕緣;內絕緣指的是油箱內部的絕緣，主要是繞組絕緣和上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪內部引線的絕緣以及分接開關的絕緣等。4.變壓器銘牌及技術參數(shù)在變壓器的銘牌中，制造廠對每臺變壓器的特點、額定技術參數(shù)及使用條件等都做了具體的規(guī)定。按照銘牌規(guī)定值運行，稱為額定運行。銘牌是選擇和使用變壓器的主要依據(jù)。根據(jù)國家標準規(guī)定，電力變壓器銘牌應標明以下內容。

(1)型號。變壓器的型號分兩部分:前部分由漢語拼音字母組成，代表變壓器的類別、結構特征和用途;后一部分由數(shù)字組成，表示產品的容量(kVA)和高壓繞組電壓(kV)等級。漢語拼音字母含義如下。上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪第1部分表示相數(shù)。D一單相(或強迫導向);S一三相。第2部分表示冷卻方式。J一油浸自冷;F一油浸風冷;FP一強迫油循環(huán)風冷;SP—強迫油循環(huán)水冷。第3部分表示電壓級數(shù)。S一三級電壓;無S表示兩級電壓。其他:0—全絕緣;L—鋁線圈或防雷;0一自藕(在首位時表示降壓自藕，在末位時表示升壓自藕);Z一有載調壓;TH-濕熱帶(防護類型代號);TA-干熱帶(防護類型代號)。

(2)相數(shù)和額定頻率。變壓器分單相和三相兩種。一般均制成三相變壓器以直接滿足輸配電的要求。小型變壓器有制成單相的，特大型變壓器做成單相后組成三相變壓器組，以滿足運輸?shù)囊?。變壓器的額定頻率是指所設計的運行頻率，我國規(guī)定為50Hz(常稱“工頻”)。上一頁下一頁返回第二章物運流輸市場分析與市場開拓第1單元物流運輸市場分析第2單元物流運輸市場開拓第3單元物流運輸市場商業(yè)分析與把握第1單元物流運輸市場分析學習情景某一家運輸公司為了制訂公司未來的物流運輸市場發(fā)展戰(zhàn)略，想要研究現(xiàn)在物流運輸市場的狀況，并對物流運輸市場的競爭情況進行了解，以便企業(yè)能合理地制訂市場發(fā)展戰(zhàn)略，占據(jù)主動地位，所以要求市場部員工小李對物流運輸市場的現(xiàn)狀做一份詳細的分析報告，小李該如何做呢？學習目標一、掌握物流運輸市場的構成、特征、功能二、能夠進行物流運輸市場競爭的分析下一頁返回第1單元物流運輸市場分析學習地點物流運輸企業(yè)或學校模擬訓練室學習內容運輸需求和運輸供給是物流運輸市場的主要組成部分。中國入世后，國內的物流運輸市場逐步向外國企業(yè)開放，國內的運輸管理體制改革也隨之加快步伐。物流運輸市場競爭激烈，只是物流運輸市場的競爭沒有一般商品市場那樣完全、充分。在整個物流運輸市場中，物流運輸企業(yè)是最重要的市場主體，它的發(fā)展情況在很大程度上決定了物流運輸市場的發(fā)展。下一頁上一頁返回第1單元物流運輸市場分析一、物流運輸市場概述（１）物流運輸市場的概念。在物流活動中，物流運輸是指通過運輸手段使貨物在物流節(jié)點之間流動，以改變“物”的空間位置為目的的活動。物流運輸市場是物流運輸生產者和物流運輸需求者之間進行運輸產品交易的場所和領域，是物流運輸活動的客觀反映。狹義的物流運輸市場是指運輸承運人提供運輸工具和運輸服務來滿足貨主對運輸需要的交易活動場所，即進行運輸能力買賣的場所。廣義的物流運輸市場，是指一定地區(qū)對運輸需求和供給的協(xié)調與組織，包括一定的交易場所、較大范圍的營業(yè)區(qū)域和各種直觀或隱蔽的物流運輸業(yè)務活動。下一頁上一頁返回第1單元物流運輸市場分析物流運輸市場的形成因為是社會上存在著對物流運輸服務的需求，并且要有提供各種運輸服務的運輸工具以及可供各種運輸工具運行的運輸線路、站場等物流設施，即存在著為滿足運輸需求而提供的設施和勞務。物流運輸市場是隨著運輸需求和供給的出現(xiàn)而產生的，它的作用通過市場機制的調節(jié)得以發(fā)揮，它的運行是在價值規(guī)律的作用下進行的。下一頁上一頁返回第1單元物流運輸市場分析（２）物流運輸市場的參與者。物流運輸市場是多層次、多要素的集合體。物流運輸市場的參與者可分為以下４方面。①物流運輸服務需求方。物流運輸服務需求方是指物流運輸服務的需求者，例如居民、生產企業(yè)、銷售企業(yè)等。下一頁上一頁返回第1單元物流運輸市場分析②物流運輸服務供給方。物流運輸服務供給方是指提供物流運輸服務的經營者，包括公路運輸企業(yè)、鐵路運輸企業(yè)、航空運輸企業(yè)、水路運輸企業(yè)等。③中介方。中介方是指在物流運輸服務需求方與物流運輸服務供給方之間，起到連接作用的服務性的個人及組織，例如貨運代理公司、經紀人、信息咨詢公司等。下一頁上一頁返回第1單元物流運輸市場分析④政府方。政府方是指與運輸有關的政府機構和各級交通運輸管理部門。政府方代表國家和公眾利益對物流運輸市場進行監(jiān)督、管理、調控，包括鐵道部、交通運輸部、省交通廳等交通主管部門，以及財政、金融、稅務、海關、工商、物價等部門和機構。在物流運輸市場中，需求方、供給方、中間方直接從事著客貨運服務的生產和交換活動，屬于市場行為主體。政府方以管理、監(jiān)督、調控者的身份出現(xiàn)，不參與市場主體的決策過程，主要通過經濟手段、法律手段、必要的行政手段，制定物流運輸市場運行的一般準則，起到規(guī)范物流運輸市場的作用，并約束各個市場主體的行為，使物流運輸市場運行有序化。下一頁上一頁返回第1單元物流運輸市場分析（３）物流運輸市場的地位和作用。物流運輸市場是最重要的專業(yè)市場之一，它和其他專業(yè)市場互相關聯(lián)、互相制約，共同推動社會經濟的運行。由于運輸業(yè)對經濟發(fā)展非常重要，所以物流運輸市場在市場體系中占據(jù)非常重要的地位。①物流運輸市場是市場體系的基礎。運輸是社會再生產得以進行的必要條件，它為實現(xiàn)商品使用價值在空間上的位移和時間上的延續(xù)提供保障。只有當物流運輸市場發(fā)展到一定水平后，商品生產和交換才能突破區(qū)域規(guī)模的限制。比如，通過物流運輸活動，企業(yè)可以獲得更大范圍的產品銷售市場，并且同樣的產品，通過運輸改變其銷售區(qū)域，可以獲得更高的利潤。下一頁上一頁返回第1單元物流運輸市場分析②物流運輸市場是提高市場體系運輸效率的重要因素。市場體系內信息流、物流和人流能否及時、自由地流動，主要取決于物流運輸市場及通信市場的發(fā)達程度。市場體系能否正常運轉，首先看社會物流系統(tǒng)能否高效運轉，而運輸系統(tǒng)是物流高效運作的基礎平臺之一。可以說，沒有物流運輸市場便無法實現(xiàn)商品的流通，市場體系將無法正常運轉，物流運輸市場運轉狀況將直接影響到物流過程，從而影響到整個市場體系的運轉效率，甚至影響整個國民經濟的發(fā)展建設速度。下一頁上一頁返回第1單元物流運輸市場分析二、物流運輸市場分類要做好物流運輸市場的分析工作，就需要了解不同物流運輸市場的經濟特征，明確物流運輸市場的分類方法。在物流運輸市場中，主要有以下幾種分類方法。（１）按服務對象和性質分，可分為物流運輸基本市場和物流運輸相關市場。物流運輸基本市場是以運輸貨物為服務對象，并直接向貨主提供運輸勞務為主要形態(tài)的市場。物流運輸相關市場是物流運輸基本市場的附屬市場，是不能單獨存在的。它可劃分為直接相關市場和間接相關市場。直接相關市場主要包括運輸工具租賃市場、租船市場、包車市場、裝卸和搬運市場、貨物儲存與保管市場等。間接相關市場包括運輸設施建筑市場、運輸設備維修市場等。我們關注的主要是運輸基本市場和運輸直接相關市場兩大類。下一頁上一頁返回第1單元物流運輸市場分析（２）按運輸方式分，可分為鐵路物流運輸市場、水路物流運輸市場、公路物流運輸市場、航空物流運輸市場、管道物流運輸市場。這種分類方法可以用于研究不同運輸方式之間對于貨源的競爭，如綜合運輸、運價、服務等方面的競爭。（３）按運輸范圍分，可分為國內物流運輸市場、國際物流運輸市場。（４）按競爭形態(tài)和程度分，可分為競爭性物流運輸市場、壟斷性物流運輸市場。（５）按供求狀況分，可分為買方物流運輸市場和賣方物流運輸市場。下一頁上一頁返回第1單元物流運輸市場分析買方物流運輸市場又稱為物流運輸需求者主權市場，此時運輸?shù)墓┙o大于運輸?shù)男枨?，各供給方之間競爭程度比較激烈，這種競爭主要通過價格競爭和非價格競爭來實現(xiàn)，其中非價格競爭以質量競爭為核心。運輸服務供給者之間的競爭將使運輸服務的需求者受益。賣方物流運輸市場，又稱為物流運輸供給者主權市場，此時物流運輸市場呈現(xiàn)供小于求的狀態(tài)，所以運輸需求方競爭激烈，在運輸交易方式、交易價格及其他交易條件上，均對運輸供給方有利。下一頁上一頁返回第1單元物流運輸市場分析三、物流運輸市場的特征物流運輸市場是整個市場體系中的一個重要組成部分，由于運輸生產過程、運輸需求過程及運輸產品的特殊性，物流運輸市場除具有一般商品市場的共性外，也具有區(qū)別于其他商品市場的特殊性，它具有第三產業(yè)服務性市場的特征，這些特征表現(xiàn)如下。下一頁上一頁返回第1單元物流運輸市場分析（１）運輸產品的生產、交換、消費的同步性。在其他商品市場上，商品的生產、交換和消費過程都是相對獨立存在的，商品的購買、出售、消費構成一個整體循環(huán)過程，并分為相對獨立的３個階段。而物流運輸市場則不同，運輸產品的生產過程和消費過程是整合在一起的。在運輸生產過程中，勞動者不是作用于運輸對象，而是作用于運輸工具。貨物和運輸工具是一起運行的，并且是隨著運輸工具的場所變動而改變所在位置的。下一頁上一頁返回第1單元物流運輸市場分析由于運輸所創(chuàng)造的產品在生產過程中同時被消費掉，因此不存在任何可以存儲、轉移或調撥的運輸“產成品”。同時，運輸產品又具有矢量的特征，不同的到站和發(fā)站之間的運輸形成不同的運輸產品，它們之間不能相互替代，因此，運輸勞務的供給只能表現(xiàn)在特定時空的運輸能力之中，不能靠儲存或調撥運輸產品的方式來調節(jié)市場供求關系。下一頁上一頁返回第1單元物流運輸市場分析（２）物流運輸市場的非固定性。物流運輸市場所提供的運輸產品具有服務性產業(yè)的特點，不像其他工農業(yè)產品市場可以在約定地點進行現(xiàn)場交易，完成商品的交換過程，物流運輸市場很難使運輸交換過程在固定的約定地點完全實現(xiàn)。運輸活動在開始提供時只是一種“承諾”，即以運單、貨票或運輸合同等作為契約保證，隨著運輸生產過程的進行，通過一定時間和空間的延伸，在運輸生產過程結束時，才將貨物位移的實現(xiàn)所帶來的運輸勞務全部提供給運輸需求者。下一頁上一頁返回第1單元物流運輸市場分析整個市場交換行為，并不局限一時一地，具有較強的廣泛性、連續(xù)性和區(qū)域性。如水路物流運輸市場是由港口和水運線路在很大的范圍內組成的，其生產和交換實質上是在線路上活動完成的。雖然水路運輸過程中有起訖港口和中間港口，并且在各港口裝卸貨物和上下旅客，但這只是全部交換活動的一部分，離開了線路，就不能實現(xiàn)運輸勞務交換，所以物流運輸市場具有顯著的非固定性。下一頁上一頁返回第1單元物流運輸市場分析（３）運輸需求的多樣性及波動性。運輸活動以運輸勞務的形式服務于社會，服務到運輸需求的各個單位、組織或個人。由于運輸需求者的經濟條件、需求習慣、需求趨向等多方面存在比較大的差異，必然會對運輸勞務或運輸活動過程提出各種不同的要求，從而使運輸需求呈現(xiàn)出多樣性的特點，其主要表現(xiàn)在以下４個方面。①及時性要求。按時或迅速將貨物送達目的地。②便捷性要求。要求托運貨物、提取貨物容易方便。③經濟性要求。要求在滿足客戶運輸服務的情況下，做到便宜經濟。下一頁上一頁返回第1單元物流運輸市場分析④安全性要求。要求在提供運輸服務的同時，保證貨物的安全。另外，由于社會商品很多具有季節(jié)性的特點，因此貨物運輸需求也有季節(jié)性波動，特別是水果、蔬菜、飲料等產品的運輸需求季節(jié)性十分明顯。而正是由于運輸產品無法儲存的特點，在這些時候運輸供需平衡難以實現(xiàn)，所以呈現(xiàn)較大的波動性。（４）物流運輸供給的分散性。我國物流運輸單位之間關聯(lián)的程度是比較小的，運輸企業(yè)之間各自為政，缺乏系統(tǒng)的整體規(guī)劃與協(xié)調，存在不平等的競爭關系，以及存在各種運輸方式的不同運輸企業(yè)，具有不同的經濟成分和經濟結構等。下一頁上一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪

(3)額定容量(SN)。額定容量是制造廠所規(guī)定的在額定工作狀態(tài)(即在額定電壓、額定頻率、額定使用條件下的工作狀態(tài))下變壓器輸出的視在功率的保證值，以SN表示。對于三相變壓器，額定容量是指三相容量之和;對于雙圈變壓器，其額定容量用變壓器每個繞組的容量表示(雙繞組變壓器兩側繞組容量是相等的);對于三繞組變壓器，中壓或低壓繞組容量可以為50%或66.7%SN(其中之一也可為100%)。因此額定容量通常是指高壓繞組的容量;當變壓器容量因冷卻方式而變更時，則額定容量是指它的最大容量。

(4)額定電壓(UN)。變壓器的額定電壓就是各繞組的額定電壓，是指額定施加的或空載時產生的電壓。一次額定電壓U1N是指接到變壓器一次繞組端點的額定電壓值;二次額定電壓U2N是指當一次繞組所接的電壓為額定值、分接開關放在額定分觸頭位置上，變壓器空載時二次繞組的電壓上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪(單位為V或kV)。三相變壓器的額定電壓指的均是線電壓。一般情況下在高壓繞組上抽出適當?shù)姆纸宇^。首先是因為高壓繞組或其單獨調壓繞組常常套在最外面，方便引出分接頭;其次是高壓側電流小，引出分接引線和分接開關的載流部分截面小，分接開關接觸部分容易解決。若是升壓變壓器，則在二次側調壓，此時磁通不變?yōu)楹愦磐ㄕ{壓;降壓變壓器因在一次側調壓其磁通改變，故為變磁通調壓。降壓變壓器在電源電壓不為額定值時，可通過高壓側的分接開關接入不同位置來調節(jié)低壓側電壓。用分接電壓與額定電壓偏差的百分數(shù)表示則為:若35kV高壓繞組為U=3500015%V，則有3檔調節(jié)位置，即-5%,10%,+5%;若U=3500012x2.5%V，則有5檔調節(jié)位置，即-5%,2.5%、10%、+2.5%、+5%。

(5)額定電流(I2、I2)上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪

變壓器一、二次額定電流是指在額定電壓和額定環(huán)境溫度下使變壓器各部分不超溫的一、二次繞組長期允許通過的線電流，單位以A表示?；蛘哒f它是由繞組的額定容量除以該繞組的額定電壓及相應的相系數(shù)(單相為1，三相為萬)，而算得的流經繞組線端的電流。因此，變壓器的額定電流就是各繞組的額定電流，且顯然是指線電流并以有效值表示。若是組成三相組的單相變壓器且繞組為三角形連接，則繞組的額定電流是線電流再除以萬。

(6)阻抗電壓(短路阻抗)。阻抗電壓也稱短路電壓(Uz%)，它表示變壓器通過額定電流時在變壓器自身阻抗上所產生的電壓損耗(百分值)。用試驗求取的方法為:將變壓器二次側短路，在一次側逐漸施加電壓，當二次繞組通過額定電流時，一次繞組施加的電壓Uz與額定電壓U。之比的百分數(shù)，即Uz%=Uz/Unx100%。變壓器的短路阻抗值百分比是變壓器的一個重要參數(shù)，它表明變壓器內阻抗的大小，即變壓器在額定負荷運行時本身的上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪阻抗壓降大小。它對于變壓器在二次側發(fā)生突然短路時，會產生多大的短路電流有決定性的意義。兩臺變壓器能否同時并列運行，并列條件之一就是要求阻抗電壓相等;電力系統(tǒng)短路電流計算時，也必須用到阻抗電壓。如果阻抗電壓太大，會使變壓器本身的電壓損失增大，且造價也增高;而如果阻抗電壓太小，則變壓器出口短路電流過大，要求變壓器及一次回路設備承受短路電流的能力也加大。因此選用變壓器時，要慎重考慮短路電壓的數(shù)值，一般是隨變壓器容量的增大而稍提高短路電壓的設計值。

(7)空載電流(I0)

變壓器一次側施加(額定頻率的)額定電壓、二次側斷開運行時稱為空載運行，這時一次繞組中通過的電流稱空載電流。它主要僅用于產生磁通，以形成平衡外施電壓的反電動勢，因此空載電流可看成勵磁電流。變壓器容量大小、磁路結構和硅鋼片的質量好壞，是決定空載電流的主要因素。上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪空載合閘電流是當變壓器空載合閘到線路時，由于鐵芯飽和而產生的數(shù)值很大的勵磁電流，故也常稱勵磁涌流?？蛰d合閘電流大大地超過穩(wěn)態(tài)的空載電流I0，甚至可達到額定電流的5~7倍。

(8)空載損耗(P0)。空載電流的有功分量r}。為損耗電流，由電源所汲取的有功功率稱空載損耗P。忽略空載運行狀態(tài)下一次繞組的電阻損耗時可稱為鐵損，因此空載損耗主要決定于鐵芯材質的單位損耗?？梢娮儔浩髟诳蛰d狀態(tài)下的損耗主要是鐵芯中的磁滯損耗和渦流損耗。因此空載損耗也叫鐵損(單位為W或kW),它表征了變壓器(經濟)性能的優(yōu)劣。變壓器投運后，測量空載損耗的大小與變化，可以分析變壓器是否存在鐵芯缺陷。

(9)短路損耗(pf)。短路損耗也稱負載損耗，是指變壓器二次側短接、一次繞組通過額定電流時變壓器由電源所汲取的(亦即消耗的)功率(單位為W或kW)，上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪負載損耗=最大-對繞組的電阻損耗+附加損耗。其中，附加損耗包括繞組渦流損耗、并繞導線的環(huán)流損耗、結構損耗和引線損耗;而電阻損耗也稱銅損或銅耗，因此短路損耗又叫銅損?？蛰d損耗與所帶負載大小無關，只要一通電，就有空載損耗。負載損耗與所帶負載大小有關，變壓器性能參數(shù)中的負載損耗是額定值，也就是流過額定電流時所產生的損耗。

(10)連接組別。表示變壓器各相繞組的連接方式和一、二次線電壓之間的相位關系。符號順序由左至右各代表一、二次繞組的連接方式，數(shù)字表示兩個繞組的連接組號。一般的高壓變壓器基本都是Yn,Y,dll接線。在變壓器的連接組別中"Yn”表示一次側為星形帶中性線的接線，"Y”表示星形，"n”表示帶中性線;“d”表示二次側為三角形接線;"11”表示變壓器二次側的線電壓U0滯后一次側線電壓UaB330度(或超前30度)。上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪低壓側接成三角形。低壓側通常是用電端，三角形接法可以抑制三次諧波，防止大量諧波向系統(tǒng)倒送，引起電壓波形畸變。三次諧波的一個重要特點就是同相位，它在三角形側可以形成環(huán)流，從而有效地削弱諧波向系統(tǒng)倒送。

(二)高壓斷路器高壓斷路器是電力系統(tǒng)的最重要的工作和保護設備，它對維持電力系統(tǒng)的安全、經濟和可靠運行起著非常重要的作用。在負荷投入或轉移時，它應該準確地開、合。在設備(如發(fā)電機、變壓器、電動機等)出現(xiàn)故障或母線、輸配電線路出現(xiàn)故障時，它能自動地將故障切除，保證非故障點的安全連續(xù)運行。斷路器主要依據(jù)它使用的滅弧介質來分類，可分為以下幾種。①油斷路器(包括多油斷路器和少油斷路器)。它是用變壓器油作滅弧介質，多油斷路器中的油除滅弧外用以為對地絕緣。上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪②真空斷路器。它具有真空滅弧室裝配，觸頭在真空泡中開、合。③空氣斷路器。它使用壓縮空氣進行吹弧使電弧熄滅。④六氟化硫斷路器。它使用具有優(yōu)異的絕緣性能和滅弧性能的SF6氣體作為滅弧介質和絕緣介質?？砂l(fā)展成組合電器，技術性能和經濟效果都非常好。隨著電力工業(yè)和科學技術的迅猛發(fā)展，電力系統(tǒng)的容量越來越大，電網輸電電壓越來越高，覆蓋面越來越廣，所以對斷路器的要求也越來越高。目前國內外已使用500kV和765kV的超高壓SF6斷路器。由于油斷路器、空氣斷路器的使用歷史較長，較普遍，技術也較普及，因此本節(jié)不再敘述，只對真空斷路器和SF6斷路器以及SF6全封閉組合電器加以介紹。

1.真空斷路器

(1)真空斷路器的結構。上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪真空斷路器的結構如圖4-2所示。它由真空滅弧室(真空泡)、保護罩(屏蔽罩)、動觸頭、靜觸頭、導電桿、開合操作機構、支持絕緣子、支持套管、支架等構成，其核心是真空滅弧室(真空泡)。

(2)真空滅弧室的構造。真空滅弧室的結構、制作方法、觸頭形狀等，在很大程度上支配著真空斷路器的各種功能。所以對真空滅弧室的外殼的制造要有嚴格的要求，否則真空滅弧室無法正常地工作，真空外殼的制造材料一般多用玻璃，而國外也有采用礬土瓷器的。真空滅弧室的構造，如圖4-3所示。真空滅弧室由真空容器(外殼)、動觸頭、靜觸頭、波形管(不銹鋼材料)、保護罩(屏蔽罩)、法蘭、支持件等構成。在真空容器內保持1.33x10-8~1.33x10-11Pa的高真空，動觸頭焊接在波形管與真空容器之間，并與大氣隔離。動觸頭在絕緣操作桿與開合操作機構相連接，并在操作機構控制之下完成真空斷路器的分、合工作。上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪

(3)滅弧室的滅弧原理。真空斷路器顧名思義是使電路在真空中分、合的電器，即電路在分閘時，電弧在觸頭間發(fā)生，此時形成所謂的真空電弧。這是由于剛分離的瞬間，觸頭壓力逐漸減弱，接觸電阻急劇增大。當觸頭分開時，即產生金屬蒸氣，溫度可達5000K，使陰極產生電子熱發(fā)射，金屬蒸氣被游離后形成電弧。在電弧電流較小時，陰極表面有很多斑點。斑點表面積估計約為10-5cm2，斑點電流密度約為105~107A/cm2。斑點是陰極繼續(xù)產生金屬蒸氣和發(fā)射電子的場所。電弧由于金屬蒸氣的游離得以維持，并在滅弧室中擴散成并聯(lián)的條狀電弧，每條都有對應的陰極斑點。并由此斑點向陽極發(fā)射一個圓錐形的弧柱，圓錐頂點就在陰極斑點上。這些斑點及各條電弧互相排斥并不停地運動著，同時向磁場力的作用方向擴散，這時的電弧稱擴散電弧。當交流電流接近零值時，觸頭上陰極斑點只有一個。當電流過零時上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪陰極斑點消失。此時電極不再向弧隙提供金屬蒸氣，使弧隙的帶電質點迅速減少，并向外擴散，冷凝在極斑外的觸頭表面和保護罩(屏蔽罩)上。此時，真空滅弧室中弧隙間的介質絕緣強度得到迅速恢復，使電流過零后電弧不再重燃。在某種條件下，當電流增大到某一范圍值，電流在自身磁場作用下，集聚成一條，陰極斑點集聚成一團。在電弧作用下陰極表面電腐蝕顯著加強，此時金屬表面不僅出現(xiàn)金屬蒸氣，而且出現(xiàn)金屬顆粒和熔液;同時陽極嚴重發(fā)熱而出現(xiàn)陽極斑點，并且也蒸發(fā)和噴射金屬。這時的電弧稱為集聚型電弧，它不易熄滅，并將造成觸頭表面熔融，是斷路器最惡劣的工作狀態(tài)。

(4)真空斷路器觸頭的構造及對滅弧效果的影響。真空斷路器觸頭的構造對滅弧能力、導通負荷電流、觸頭的使用壽命、安全可靠地執(zhí)行分合指令等影響很大。因此，觸頭必須滿足如下要求:導電性能良好，能可靠地遮斷大電流，耐弧性、熱穩(wěn)定性好。上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪鑒于上述要求，觸頭材料多用銅鎢合金、銅秘合金，此外，在機械造型和附屬設施等采用一些加強滅弧能力的外部設施。用于斷開10kA以下的電流時，可采用圓盤對接式觸頭，開斷大于10kA的電流時，多數(shù)采用磁吹觸頭。按吹弧方向可分橫吹和縱吹兩種。①圓盤形觸頭。這種觸頭結構簡單，機械強度好。觸頭有一凹坑，經觸頭的電流路線呈U形，有很輕的橫吹作用，使電弧沿徑向外移，避免局部過熱，如圖4-4所示。②內螺旋形槽觸頭。每個觸頭分為兩部分，凸出部分作為工作觸頭，主要作用是導通負荷電流，是真空斷路器接納負荷電流的場所。外面凹下的部分呈環(huán)盤形，主要作滅弧用。上環(huán)盤面和下環(huán)盤面尺寸相等，形狀相同，同樣按一定的要求刻上螺旋槽溝，但螺旋方向相反，如圖4-5所示。上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪此觸頭具有橫吹和縱吹性能，橫吹是由于觸頭的特殊構造和磁場與電弧的相互作用產生的?？v向吹弧也是由于觸頭做成正反方向的螺旋溝槽，電弧電流順著溝槽方向流動，電流路線猶如通電的螺管線圈，因而產生縱向磁場，造成縱向吹弧。③具有縱向磁吹線圈的觸頭。具有縱向磁吹線圈的觸頭有兩種形式，外加感應線圈的形式，以及在觸頭背面安裝電流線圈的形式。在真空泡外加一感應線圈，當真空斷路器分閘時感應線圈內由于電流的突變，感應出磁場，其磁力線方向與電流平行。由于磁場力與電弧的相互作用，使弧隙中的帶電質點迅速朝縱向擴散，弧隙中的介質絕緣強度迅速恢復，觸頭間隙擊穿電壓抬高，電弧在電流過零后不再重燃，如圖4-6所示。上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪在觸頭制造時即在其背面嵌裝一電流線圈，使電流從真空斷路器的導電桿流入線圈，再通過線圈引線流入線圈圓弧部分，然后再流回觸頭。依右手螺旋定律得知流經圓弧的電流，可產生一磁場，其方向與電弧平行。該磁場與電弧相互作用，觸頭間隙的帶電質點朝縱向擴散，形成縱吹的滅弧方式。在設計時吹弧線圈的電流應與電弧形成一定比例的縱向磁場，如圖4-7所示?？傊?，橫向吹弧靠磁場力與電弧的相互作用，使弧柱根部不停地在觸頭表面的螺旋溝槽移動，從而防止觸頭表面局部過熱而燒損，提高真空斷路器觸頭的使用壽命和開斷能力。但是，橫向吹弧在開斷大電流時，在觸頭表面會由于燒損而出現(xiàn)凹凸不平的熔化斑點，甚至在觸頭表面上出現(xiàn)金屬熔融的針狀毛刺，造成電場的局部集中而降低觸頭間隙的耐壓水平，使斷路器的壽命縮短，甚至不能工作。縱向吹弧可避免橫吹方式的缺點。上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪

(5)真空斷路器的特點。①絕緣性能好。真空間隙的介質絕緣強度非常高，同空氣、絕緣油、六氟化硫相比要高得多。真空間隙在2~3mm以下時，其擊穿電壓超過壓縮空氣和六氟化硫，而在大的真空間隙下，擊穿電壓增加不大，所以真空滅弧室的觸頭開距不宜太大。10kV真空斷路器的開距通常在8~12mm之間，35kV的則在30~40mm之間。開距太小，會影響分斷能力和耐壓水平。開距太大，雖然可以提高耐壓水平，但會使真空滅弧室的波紋管壽命下降。不同介質間隙的擊穿電壓的狀況曲線如圖4-8所示。②滅弧性能強。真空滅弧室中電弧的點燃是由于真空斷路器分離瞬間，觸頭表面蒸發(fā)金屬蒸氣，并被游離而形成電弧造成的。真空滅弧室中電弧弧柱壓差很大，質點密度差也很大，因而弧柱的金屬蒸氣(帶電質點)將迅速向觸頭外擴散，加劇了去游離作用，加上電弧弧柱被拉長、拉細，上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪從而得到更好的冷卻，電弧迅速熄滅，介質絕緣強度很快得到恢復，從而阻止電弧在交流電流過零后重燃。③使用壽命長。電壽命可大于10000次開合，機械壽命可達12000次動作，滿容量開斷不少于30次。④結構簡單，體積小，重量輕，噪音低。⑤因為無油，所以火災的可能性很小，同時對環(huán)境沒有污染。⑥檢修間隔時間長，維護方便。當然，真空斷路器也有不足之處，反映在如下幾個方面。①在滿容量開斷電流后，真空斷路器的沖擊電壓強度普遍存在下降趨勢。②國產真空斷路器在開斷電容器組(特別是串有電抗器時)過程中，由于振蕩造成電弧重燃的概率較大。上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪③在運行中對真空容器的真空度尚無完善的檢測手段。因此，只有在運行中通過直觀目測來判斷，即在真空斷路器未接通時，使一側觸頭帶電，此時真空滅弧室的真空外殼出現(xiàn)紅色或乳白色的輝光時，表明真空容器的真空度失常，應立即更換。④相比之下，真空斷路器價格較貴。⑤參數(shù)較低，有一定的局限性。

2.SF6斷路器及全封閉組合電器

(1)SF6氣體特征概述

SF6出現(xiàn)于1900年，20世紀40年代才被美國用作靜電起電機的絕緣氣體，從而引起工業(yè)界產生極大興趣，對SF6的研究、使用投入很大，并取得很多成績。60年代SF6已用于復壓式的斷路器和變壓器、電纜的絕緣。SF6具有特別好的絕緣性能和物理性能，所以用作高壓斷路器的滅弧介質，是現(xiàn)在使用的變壓器油、壓縮空氣無法比擬的?，F(xiàn)在SF6斷路器的電壓已達750kV，并已生產和使用了很有經濟價值上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪的SF6全封閉式組合電器。我國研究和使用SF6的時間較晚，雖然有些廠家已生產出的220kV斷路器，然而目前我國仍需進口國外設備，以滿足電力工業(yè)發(fā)展的需要，相信在不久的將來國產SF6設備將取代國外設備。①SF6氣體的物理特性。

SF6氣體是無色、無味、無毒、不會燃燒、化學性能穩(wěn)定的氣體。在常溫下不與其他物質產生化學反應，所以在正常條件下是一種很理想的絕緣和滅弧介質。

SF6是一種比較重的氣體，在同樣條件下幾乎是空氣的5倍。

SF6在正常壓力下其臨界溫度為45.60C，因此在電氣設備中使用時，溫度和壓力不能過低，如低于45.6℃就不一定使SF6氣體保持恒定氣態(tài)，可能出現(xiàn)液化。

SF6氣體的熱傳導率隨溫度變化而變化，例如在2000℃時具有極上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪強的熱傳導能力，而當在5000℃時它的導熱能力就很差，正是這種特性對熄滅電弧非常有利。②SF6氣體的化學特性。一般情況下SF6氣體是很穩(wěn)定的氣體，如果SF6氣體脫離穩(wěn)定狀態(tài)而分解出氟或硫將造成嚴重的化學腐蝕。

SF6氣體不溶于水和變壓器油中，它與氧、氫、鋁及其他許多物質不發(fā)生作用。SF6的熱穩(wěn)定性也很高。在500℃時還不會分解;但當溫度升到600℃時，它很快分解成SF2和SF4;當溫度升到600℃以上時，則形成的低氟化物增加。由于氣體中的微量水分參與作用，這些低氟化物對金屬和絕緣材料都有很大的腐蝕性，并危及人身健康和生命安全。但大部分不純物在極短時間內(10-6~10-7S)能重新合成SF6，殘留的不純物經過吸附劑(分子篩、活性炭、活性氧化鋁等)過濾后可以除去。上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪以上所述說明了溫度低于600℃以下時，氣體是穩(wěn)定的，因此用于A級、B級絕緣是絕對不會有問題的。

SF6不會燃燒，因此無火災之慮;在被電擊穿后，SF6能自行復合，同時不會因電弧燃燒而產生無定形炭那樣的懸浮物，故介質絕緣強度不會受到影響。③SF6氣體的電特性。

SF6是一種高電氣強度的氣體介質，在均勻電場下其介質強度約為同一壓力下空氣的2.5~3倍。在3個大氣壓下SF6的介電強度約同變壓器油相當，壓力越高絕緣性能越好。SF6氣體是目前知道的最理想的絕緣和滅弧介質。它比現(xiàn)在使用的變壓器油、壓縮空氣乃至真空都具有不可比擬的優(yōu)良特性。正是這些特點使它的使用越來越廣，發(fā)展相當迅速，在大電網、超高壓領域里更顯示出其不可取代的地位。

(2)SF6斷路器分類。上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪

SF6斷路器按其結構可分為瓷瓶支柱式和落地罐式;按壓力可分為雙壓式(復壓式)和單壓式;按觸頭工作方式可分為定開距式和變開距式。定開距式是將兩個噴咀固定，保持最佳熄弧距離。動觸頭與壓氣罩一起動作將電弧引到兩個噴咀間燃燒，被壓縮的SF6氣體的氣流強烈吹熄。變開距式是隨著機械的運動逐漸打開，當運動到最佳熄弧距離時電弧就熄滅，再繼續(xù)拉開使間隙增大，絕緣強度增強，從而不被過電壓擊穿。

(3)SF6斷路器發(fā)展的3個階段。①雙壓式(復式壓)SF6斷路器。早期的SF6斷路器采用雙壓式的壓力系統(tǒng)，其結構如圖4-9所示。滅弧室內設置一活塞，動觸頭裝在內腔的活塞上。貯存在高壓罐內的SF6氣體的氣壓為14~18MPa。當分閘電磁閥接到分閘信號時，分閘閥打開，高壓氣流進入滅弧室活塞底部，把固定有動觸頭的活塞推到分閘的限位點，高壓氣流同時對電弧進行吹拂，使電弧迅速冷卻。在上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪電流過零時使電弧通道去游離加強，觸頭斷口介質絕緣強度迅速恢復，電弧不再重燃。工作后的氣體通過活塞和動觸頭的內腔排到滅弧室的頂部進入低壓罐。這將引起低壓罐的壓力增高而啟動壓力開關，接通空氣壓縮機的電源，使空氣壓縮機啟動，把過多的SF6氣體經過過濾器抽回高壓罐。這樣又恢復了SF6斷路器的雙壓力系統(tǒng)狀態(tài)。當接到合閘信號時，合閘電磁閥被打開。高壓氣流送到活塞的上部，把帶動觸頭的活塞推向下，直至合閘位置。此時的氣體進入低壓罐而壓力升高，同樣啟動壓力開關使空氣壓縮機工作。把多的低壓罐的氣體抽回高壓罐，從而又回到雙壓力系統(tǒng)狀態(tài)。由于結構復雜，此技術已不再使用。②單壓式SF6斷路器。單壓式SF6斷路器具有結構簡單、滅弧性能好、生產成本低的特點。動作過程如圖4-10所示，這種SF6斷路器只充入較低壓力的SF6氣體(一般為0.5~0.7MPa，最低功能氣壓0.4MPa,200℃)，分閘時靠上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪動觸頭帶動壓氣缸，產生瞬時壓縮氣體吹弧。但是，依靠機械運動產生滅弧高氣壓，所需操動機構操動功率大，機械壽命短，開斷小電感電流和小電容電流時易產生截流過電壓。一般配用較大輸出功率的液壓操動機構或壓縮空氣操動機構，固分閘時間比較長。③“自能”滅弧功能的SF6斷路器?！白阅堋睖缁」δ艿腟F6斷路器具有開斷能力強、操動機構操動功率小的優(yōu)點，有利于新型操動機構的小型化，應用前景廣闊。這種SF6斷路器在開斷短路電流時，依靠短路電流電弧自身的能量加熱SF6氣體和產生滅弧所需要的高氣壓;在開斷小電感電流和小電容電流時，電弧自身的能量不足于加熱SF6氣體和產生滅弧所需要的高氣壓，這時依靠機械輔助壓氣建立氣壓，不易產生截流過電壓。所需操動機構操動功率小，可配用彈簧操動機構等，操作可靠，機械壽命長，固有分閘時間短，可以制造成斷口少、單斷口電壓等級很高的SF6斷路器。目前，國內外主要的電力設備生產廠商都已生產這種SF6斷路上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪器，并大量投入了運行。

(4)SF6斷路器結構。一般來說，SF6斷路器主要由3部分組成:3個垂直瓷瓶單元，每一單元有一個氣吹式滅弧室;彈簧操作機構及其單箱控制設備;一個支架及支持結構。每個滅弧室通過與3個滅弧室共連的管子填充SF6氣體。

(5)SF6全封閉組合電器。隨著電力系統(tǒng)電壓等級的不斷提高，人們迫切需要和尋求一種體積更小、性能更好、維護更簡便的高壓電氣設備，后來又研制和生產出了一種氣體絕緣金屬封閉式組合電器。氣體絕緣金屬封閉式組合電器的英文全稱為GaslnsulatedSwitchgear，其縮寫為GIS。它是由斷路器、隔離開關、快速或慢速接地開關、電流互感器、電壓互感器、避雷器、母線以及這些元器件的封閉外殼、伸縮節(jié)、出線套管等組成，內部充入一定壓力的SF6氣體作為GIS的絕緣和滅弧介質。所謂的GIS，就是指充入SF6氣體的氣體絕緣金屬封閉式組合電器。上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪SF6組合電器可以是單路的，也可制造成多回路的。它一般還具有防跳躍保護裝置、非同期保護裝置、操動油(氣)壓降低及SF6氣體壓力降低的閉鎖裝置和防慢分慢合裝置。

11~500kVSF6全封閉組合電器的各高壓電器元件均制成獨立標準結構。另外還有各種渡元件，可以適應變電站各種主接線的組合和總體布置的要求，其結構如圖4-11所示。例如，國產LF一110型全封閉式組合電器，它包括母線、帶接地裝置的隔離開關、斷路器、電壓互感器、電流互感器、快速接地開關、避雷器、電纜終端盒、波紋管、斷路器操作機構等。為保證最佳運行狀態(tài)，對SF6全封閉組合電器的最重要的技術要求有如下幾點。①SF6氣體在規(guī)定的壓力下，它的絕緣水平才能保證，因此必須對氣壓進行持續(xù)地監(jiān)視。②金屬愷裝全封閉組合電器，必須分成幾個氣密封間隔，以免由于上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪漏氣而造成大范圍的停電，同時防止由于內部局部故障而把故障區(qū)域擴大。③隔離開關被封閉在金屬殼體內，因它們的絕緣間隙不易被觀察到，它的耐壓強度完全依賴于SF6氣體的質量和壓力。所以為了人身安全，檢修時必須在隔離開關兩側用適當?shù)慕拥亻_關接地以后方可工作。此外還應設置窺視窗，觀察隔離開關觸頭分開的位置。④必須分成幾個獨立的單元，使每個單元發(fā)生故障時不會影響別的單元。⑤因為小的間隔會導致較高的壓力上升率，間隔的數(shù)目應盡可能少，在容許的條件下使它的間隔盡可能大。⑥當設置壓力釋放裝置時，應該安裝在避免危及運行人員人身安全的位置，必須裝設有效的通風裝置，以避免工作人員吸人SF6氣體和其他氟化物。上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪

(三)隔離開關

1.隔離開關簡介隔離開關雖然是高壓開關的較簡單的一種，但它的使用量很大，約為斷路器用量的3~4倍。隔離開關的作用是在線路上基本沒有電流時，將電氣設備和高壓電源隔開或接通。在高壓電網中，隔離開關的主要功能是，當斷路器斷開電路后，由于隔離開關的斷開，使有電與無電部分造成明顯的斷開點，起輔助斷路器的作用。由于斷路器觸頭位置的外部指示器既缺乏直觀，又不能絕對保證它的指示與觸頭的實際位置相一致，所以用隔離開關把有電與無電部分明顯隔離是非常必要的。有的隔離開關在刀閘打開后能自動接地(一端或二端)，以確保檢修人員的安全。此外，隔離開關具有一定的自然滅弧能力，常用在電壓互感器與避雷器等電流很小的設備投入和斷開上，以及一個斷路器與幾個設備的連接處，使斷路器經過隔離開關的倒換更為靈活方便。上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪

2.隔離開關的分類①按絕緣支柱的數(shù)目，可分為單柱式、雙柱式及三柱式隔離開關。②按閘刀的運動方式，可分為水平旋轉式、垂直旋轉式、擺動式和插入式四種。③按裝設地點的不同，可分為戶內式和戶外式兩種。④按操作機構的不同，可分為手動、電動和氣動等類型。

3.隔離開關的技術參數(shù)

(1)額定電壓。額定電壓是指隔離開關能承受的正常工作線電壓。目前，我國電力系統(tǒng)中隔離開關采用的額定電壓等級為10kV,35kV,66kV,110kV,220kV,330kV、500kV(2)額定電流。上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪額定電流是指隔離開關可以長期通過的工作電流。隔離開關長期通過額定電流時，其各部分的發(fā)熱溫度不超過允許值。我國規(guī)定額定電流為200A,400A,630A、(1000)A,1250A、(1500)A,1600A,2000A,3150A、4000A,5000A,6300A,8000A,10000A,12500A、16000A、20000A(3)動穩(wěn)定電流。隔離開關在閉合位置時，所能通過的最大短路電流，稱為動穩(wěn)定電流，亦稱額定峰值耐受電流。它表明隔離開關在沖擊短路電流作用下，承受電動力的能力。這個值的大小由導電及絕緣等部分的機械強度所決定。

(4)熱穩(wěn)定電流。熱穩(wěn)定電流是隔離開關在規(guī)定時間內，允許通過的最大電流。它表示隔離開關承受短路電流熱效應的能力，以短路電流的有效值表示。隔離開關的銘牌規(guī)定一定時間(1s,2s,4s)的熱穩(wěn)定電流。上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪

4.隔離開關的結構隔離開關主要由導電部分、絕緣部分、傳動機構、底座部分組成。

(1)導電部分。由一條彎成直角的銅板構成靜觸頭，其有孔的一端可通過螺釘與母線相連接;另一端較短，合閘時它與動刀片(動觸頭)相接觸。兩條銅板組成接觸條，又稱為動觸頭，可繞軸轉動一定角度，合閘時它夾持住靜觸頭。兩條銅板之間有夾緊彈簧，用以調節(jié)動靜觸頭間接觸壓力，同時兩條銅板在流過方向相同的電流時，它們之間產生相互吸引的電動勢，這就增大了接觸壓力，提高了運行可靠性。在接觸條兩端安裝有鍍鋅鋼片，稱為磁鎖。它保證在流過短路故障電流時，磁鎖磁化后產生的相互吸引力能夠加強觸頭的接觸壓力，從而提高隔離開關的動、熱穩(wěn)定性。

(2)絕緣部分。上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪動靜觸頭分別固定在兩套支持瓷瓶上。型號中帶C的，動觸頭固定在套管瓷瓶上。為了使動觸頭與金屬的、接地的傳動部分絕緣，采用了瓷質絕緣的拉桿絕緣子。

(3)傳動部分。傳動部分包括主軸、拐臂、拉桿絕緣子、操作機構等。

(4)底座部分。底座部分由鋼架組成。支持瓷瓶或套管瓷瓶以及傳動主軸都固定在底座上，底座應接地。

(四)互感器

1.互感器作用運行的輸變電設備往往電壓很高，電流很大，且電壓、電流的變化范圍大，無法用電氣儀表直接進行測量，這時必須采用互感器。互感器能按一定的比例將高電壓和大電流降低，以便用一般電氣儀表直接上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪進行測量。這樣既可以統(tǒng)一電氣儀表的品種和規(guī)格，提高準確度，又可以使儀表和工作人員避免接觸高壓回路，保證安全?；ジ衅鞒擞糜跍y量外，還可以作為各種繼電保護裝置的電源?；ジ衅鞣譃殡妷夯ジ衅骱碗娏骰ジ衅鲀煞N。電流互感器能將電力系統(tǒng)中的大電流變換成標準小電流(SA或1A)。電壓互感器能將電力系統(tǒng)的高電壓變換成標準的低電壓(100V或100/萬V)，供測量儀表和繼電器使用?；ジ衅鞯闹饕饔每筛爬橐韵聨c。①將測量儀表和繼電器同高壓線路隔離，以保證操作人員和設備的安全。②用來擴大儀表和繼電器的使用范圍。與測量儀表配合，可對電壓、電流、電能進行測量;與繼電保護裝置配合，可對電力系統(tǒng)和設備進行各種繼電保護。上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪③能使測量儀表和繼電器的電流和電壓規(guī)格統(tǒng)一，以利于儀表和繼電器的標準化。

2.電壓互感器(PT,PotentialTransformer)(1)電壓互感器的類型和結構。電壓互感器的作用是將電路上的高電壓變換為適合于電氣儀表及繼電保護裝置需要的低電壓。電壓互感器按原理分有電磁式和電容式兩種;按每相繞組數(shù)分有雙繞組和三繞組兩種;按絕緣方式可分為干式、澆注絕緣式、油浸式、SF6式等。

(2)電壓互感器的原理。①電磁式電壓互感器。其基本原理和電力變壓器完全一樣。兩個相互絕緣的繞組繞在公共的閉合鐵芯上，一次繞組并接在線路上，一次電壓U，經過電磁感應在二次繞組上就感應出電壓U2，電壓互感器的一次繞組額定電壓與電上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪路的電壓相符，二次側額定電壓為100V。電壓互感器原理接線圖如圖4-12所示。在理想情況下，電壓互感器的變比等于匝數(shù)比，即U1/U2=N1/N2。但由于鐵芯勵磁電流和繞組阻抗的影響，輸出電壓與輸入電壓之間產生了誤差。這個測量誤差包括兩個部分，即變壓比誤差(比值差)和相角誤差(相角差)。所謂比值差是指實際二次電壓乘以額定變比后與實際的一次電壓值的差值，一般以一次電壓的百分數(shù)表示。相角差是指倒相180°后的二次電壓U2與一次電壓U1之間的相角差值，用σ來表示。當σ為正時，表示二次電壓U2超前一次電壓U1反之為滯后。電壓互感器的兩種誤差與使用情況有密切關系。當二次負荷增大時，兩種誤差都增大;當一次電壓顯著波動時，對兩種誤差也有影響。0.1~1.0級電壓互感器供測量儀表用，3級電壓互感器供繼電保護用。②電容式電壓互感器。上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪隨著電力系統(tǒng)輸電電壓的增高，電磁式電壓互感器的體積就越來越大，成本也越來越高，因此，電容式電壓互感器應運而生。它是利用電容分壓原理實現(xiàn)電壓變換的，原理如圖4-13所示。

UC2=C/(C1+C2)*U1=K1*U1，其中，K為分壓比，K=C1/(C1+C2)。改變C1和C2的比值，可得到不同的分壓比。此類型電壓互感器被廣泛應用于110~500kV中心點接地系統(tǒng)中。

(3)電壓互感器的接線方式。在三相電路中，電壓互感器有如圖4-14所示的4種常見的接線方案。①一個單相電壓互感器接于兩相間，如圖4-14(a)所示。用于測量線電壓和供儀表、繼電保護裝置用。②兩個單相電壓互感器接成V/V接線，如圖4-14(b)所示。供只需要線電壓的儀表、繼電保護裝置用。V/V接線多用于在發(fā)電廠中，為了同期裝置而設的。同期裝置(包括同期檢定繼電器和同期表)要接入上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪兩側PT的電壓進行比較相位差，這兩個電壓必須有一個公共點才能準確比較。③三個單相電壓互感器接成YO/YO接線，如圖4-15(c)所示。這種接法可測量三相電網的線電壓和相電壓。由于小接地電流系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，另外兩相電壓要升到線電壓，所以這種接線的二次側所接的電壓表不能按相電壓來選擇，而應按線電壓來選擇，否則在發(fā)生單相接地時，儀表可能被燒壞。④三個單相三繞組電壓互感器或一個三相五柱式電壓互感器接成YO/YO/d(開口三角形)，如圖4-16(d)所示。其中接成Y形的二次繞組，供給儀表、繼電保護裝置及測量計量裝置使用。接成開口三角形的輔助二次繞組，構成零序電壓過濾器，供給交流絕緣監(jiān)察裝置。三相系統(tǒng)正常工作時，開口三角繞組兩端的電壓接近于OV;當某一相接地時，開口三角形繞組兩端出現(xiàn)零序電壓，使電壓繼電器動作，發(fā)出信號。由于兩PT接法接線簡單，而且省了一個PT節(jié)約了投資，它完全可上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪以滿足計量、測量的要求，具有較高的經濟性，但是由于其無法測得相對地電壓，所以相對于三PT接法無法用作絕緣監(jiān)視。所以大部分變電站和要求較高的廠礦企業(yè)還是采用了三PT接法。

(4)電壓互感器的使用注意事項。①要根據(jù)用電設備的實際情況，確定電壓互感器的額定電壓、變比、容量、準確度等級。②電壓互感器在接入電路前，要進行極性校核。要“正極性”接入。電壓互感器接入電路后，其二次繞組應有一個可靠的接地點，以防止互感器一、二次繞組間絕緣擊穿時，危及人身和設備安全。③運行中的電壓互感器在任何情況下都不得短路，否則會燒壞電壓互感器或危及系統(tǒng)和設備的安全運行。所以，電壓互感器的一、二次側都要裝設熔斷器，同時，在其一次側應裝設隔離開關，作為檢修時確保人身安全的必要措施(有明顯斷開點)。上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪④電壓互感器在停電檢修時，除應斷開一次側電源隔離開關外，還應將二次側熔斷器也拔掉，以防其他電源串入二次側引起倒送電而威脅檢修人員的安全。

3.電流互感器(CT,CurrentTransformer)(1)電流互感器的類型。根據(jù)絕緣結構，電流互感器可分為干式、澆注式、油浸式、套管式、SF6式五種形式。根據(jù)用途電流互感器一般可分為保護用、測量和計量用三種，區(qū)別在于計量用互感器的精度要相對較高，另外計量用互感器也更容易飽和，以防止發(fā)生系統(tǒng)故障時大的短路電流造成計量表計的損壞。根據(jù)原理可分為電磁式和電子式兩種。

(2)電流互感器的結構與基本原理。電流互感器也稱為變流器，是用來將大電流變換成小電流的電氣設備。上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪其工作原理也與變壓器一樣，一次繞組匝數(shù)很少，串接在線路中，一次電流I1經電磁感應，使二次繞組產生較小的標準電流入，我國規(guī)定標準電流為5A或1A。由于電流互感器二次回路的負載阻抗很小，所以，正常工作時二次側接近于短路狀態(tài)。電流互感器的結構、原理如圖4-15所示。電流互感器在理想情況下，一次電流I1與二次電流I2之比等于匝數(shù)比的倒數(shù)，即I1/I2=N2/N1=K為CT的變比。但電流互感器在實際工作過程中，和電壓互感器一樣，由于勵磁的損耗也會引起測量誤差，即比值差和相角差。比值差是指實測的二次電流乘上變比后與實測一次電流的差值，通常以次電流的百分數(shù)表示。相角差是指實測的一次電流和倒相180°后的二次電流間的夾角。

(3)電流互感器接線方式。電流互感器與儀表、繼電器通常有以下4種接線方式，如圖4-16所示。上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪①一相式接線(圖4-16(a)。電流線圈通過的電流，反應一次電路相應的電流。通常用于負荷平衡的三相電路(如低壓動力線路)中，供測量電流、電能或接過負荷保護裝置之用。②兩相V形接線(圖4-16(b))。也稱為兩相不完全星形接線。在繼電保護裝置中稱為兩相兩繼電器接線。這種接線在中性點不接地的三相三線制電路中(如6~10kV電路中)，廣泛用于測量三相電流、電能及作為過電流繼電保護之用。由圖4-16(b)所示的相量圖可知，兩相V形接線的公共線上的電流為la+Ic=-Ib，反映的是未接電流互感器的那一相電流。③兩相電流差接線(圖4-16(c)。由圖4-16(c)所示相量圖可知，互感器二次側公共線上的電流為Ia-Ic式，其量值為相電流的根號三倍。這種接線適于中性點不接地的三相三線制電路中(如6~10kV電路中)供作過電流保護之用。在繼電器保護裝置中，此接線稱為兩相一繼電器接線。上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪④三相星形接線(圖4-16(d))。這種接線中的3個電流線圈，正好反映各相的電流，廣泛用在負荷一般不平衡的三相四線制系統(tǒng)(如低壓TN系統(tǒng))中，也用在負荷可能不平衡的三相三線制系統(tǒng)中，作三相電流、電能測量和過電流繼電保護之用。

(4)電流互感器的使用注意事項。①根據(jù)用電設備的實際選擇電流互感器的額定變比、容量、準確度等級以及型號，應使電流互感器一次繞組中的電流在電流互感器額定電流的1/3~2/30電流互感器經常運行在其額定電流的30%~120%，否則電流互感器誤差會增大等。對于過負荷運行，電流互感器可以在1.1倍額定電流下長期工作，在運行中如發(fā)現(xiàn)電流互感器經常過負荷，應更換。②電流互感器在接入電路時，必須注意電流互感器的端子符號和其極性。通常用字母L1和L2表示一次繞組的端子，二次繞組的端子用上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪K1和K2表示。一般一次側電流從L1流入、L2流出時，二次側電流從K1流出經測量儀表流向K2(此時為正極性)，即L1與K1,L2與K2同極性。③電流互感器二次側必須有一端接地，目的是為了防止其一、二次繞組絕緣擊穿時，一次側的高壓電串入二次側，危及人身和設備安全。④電流互感器二次側在工作時不得開路。當電流互感器二次側開路時，一次電流全部被用于勵磁。二次繞組感應出危險的高電壓，其值可達幾千伏甚至更高，嚴重地威脅人身和設備的安全。所以，運行中電流互感器的二次回路絕對不許開路，并注意接線牢靠，不許裝接熔斷器。

(5)電磁式電流互感器的缺點。常見的電流互感器飽和主要有兩種:穩(wěn)態(tài)飽和與暫態(tài)飽和。其中穩(wěn)態(tài)飽和主要是因為一次電流值太大，進入電流互感器飽和區(qū)域，導致上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪二次電流不能正確地傳變一次電流。暫態(tài)飽和，則是因為大量的非周期分量的存在，進入電流互感器飽和區(qū)域。在鐵芯未飽和前，一次電流和二次電流完全成正比例，當達到飽和后勵磁不再增加，飽和后不產生電動勢。

(五)避雷器

1.避雷器的用途、放電特性、分類避雷器是用來限制過電壓、保護電氣設備絕緣的電器。通常將它接于導線和地之間，與被保護設備并聯(lián)。在通常情況下，避雷器中無電流通過。一旦線路上傳來危及被保護設備絕緣的過電壓時，避雷器立即擊穿動作，使過電壓電荷釋放泄入大地，將過電壓限制在一定的水平。過電壓作用消失后，避雷器又能自動切斷，工頻電壓作用下通過避雷器泄入大地的工頻流續(xù)流，使電力系統(tǒng)恢復正常工作。上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪避雷器的類型主要有保護間隙、管型避雷器、閥型避雷器、氧化鋅避雷器等。這里主要介紹氧化鋅避雷器。

2.避雷器的結構、原理、特點

(1)保護間隙。最簡單的避雷器是保護間隙，它由主間隙和支持瓷瓶所組成。結構如圖4-17所示。保護間隙的工作原理:當雷電波入侵時，間隙先放電，工作母線接地，避免了被保護物上電壓升高，從而保護了設備。過電壓之后的工頻續(xù)流靠電弧中的電動力的作用及熱氣流的上升，使電弧拉長而熄滅，于是系統(tǒng)恢復正常工作。保護間隙有一定限制過電壓的效果，且結構簡單、價廉，但它的氣隙結構使得保護效果較差。有時不能可靠熄弧，發(fā)展成相間短路時，需由相應的斷路器來切除。上一頁下一頁返回任務一單母線主接線圖的識繪

(2)金屬氧化物避雷器。①氧化鋅避雷器的工作原理。額定電壓下通過氧化鋅避雷器閥片的電流很小，相當于絕緣體，氧化鋅在正常工頻電壓下呈高電阻。當金屬氧化鋅避雷器上的電壓超過定值時，閥片“導通”，成低阻狀態(tài)，將大電流通過閥片泄入大地中，其殘壓不會超過被保護設備的耐壓。當作用電壓下降到動作電壓以下時，閥片自動終止“導通”狀態(tài)，恢復絕緣狀態(tài)。為了釋放由于系統(tǒng)故障而造成的避雷器內部閃絡或長時間通電升高的氣體壓力，防止避雷瓷套爆炸，在避雷器兩端設有壓力釋放裝置。②氧化鋅避雷器的優(yōu)點:結構簡化，尺寸和重量減小;保護特性好;吸收過電壓能量的能力大;特別適用于直流保護、電器保護。氧化鋅避雷器適用于波阻抗低的系統(tǒng)(多回線、電容器組、電纜回路)中，性能優(yōu)異。上一頁