電力工程基礎(chǔ)知識--設(shè)備篇

1、l-l文檔標題文檔副標題日期公司名稱公司地址目錄1 電氣設(shè)備概述1.1 一次、二次電路1.2 一次電路主要設(shè)備分類2 變壓器2.1 變壓器分類2.2 變壓器編號規(guī)則3 互感器3.1 電流互感器3.2 電壓互感器4 高壓開關(guān)4.1開關(guān)電器中的電弧問題4.2高壓隔離開關(guān)4.3高壓負荷開關(guān)4.4高壓斷路器5 低壓開關(guān)115.1 低壓刀開關(guān)和負荷開關(guān)115.2 低壓斷路器136 高低壓熔斷器和避雷器146.1 高壓熔斷器146.2 低壓熔斷器156.3 避雷器167 高壓成套設(shè)備188 低壓成套設(shè)備189 箱變181 電氣設(shè)備概述1.1 一次、二次電路一次電路也稱 “主電路 ”，是供配電系統(tǒng)中擔(dān)負輸送

2、和分配電力這一主要任務(wù)的電路。 二次電路也稱“二次回路 ”，是供配電系統(tǒng)中用來控制、指示、監(jiān)測和保護一次電路及其中 電氣設(shè)備運行的電路。1.2 一次電路主要設(shè)備分類1)2)3)4)5)變換設(shè)備指按系統(tǒng)工作要求來改變電壓、 電流或頻率的設(shè)備，例如變壓器、 電壓互感器、電流互 感器及變流、變頻設(shè)備等?？刂圃O(shè)備 指按系統(tǒng)工作要求來通斷電路的設(shè)備，例如各種高低壓開關(guān)。保護設(shè)備 指用來對系統(tǒng)進行電流和過壓保護的設(shè)備，例如高低壓熔斷器、避雷器。 無功補償設(shè)備 指用來補償系統(tǒng)中的無用功率、提高功率因素的設(shè)備，例如并聯(lián)電容器。 成套配電裝置 指按一定的線路方案， 將有關(guān)一次設(shè)備和二次設(shè)備組合為一體的電氣裝置，

3、 開關(guān)柜、動力和照片配電箱等。例如高低壓變壓器2.1 變壓器分類1) 按功用分 有升壓變壓器和降壓變壓器，用戶變電所都采用降壓變壓器。2) 按容量系列分8R8容量系列：容量等級按照1匪1.33的倍數(shù)遞增的。我國老變壓器容量等級采用此系列。例如：100、135、180、240、320、420、560、750、1000KVA等。R10容量系列：容量等級按照R10«10V 14 1.26的倍數(shù)遞增的。我國現(xiàn)在生產(chǎn)的變壓器容量等級都是采用這一系列。 例如： 100、 125、 160、 200、 250、 315、 400、 500、 630、 800、 1000、 1250、 1600、

4、2000KVA。3) 按相數(shù)分 有單相和三相兩大類，用戶變電所通常都采用三相變壓器。4) 按調(diào)壓方式分 有無載調(diào)壓和有載調(diào)壓兩大類，用戶變電所通常采用無載調(diào)壓。5)6)7)按繞組導(dǎo)體材質(zhì)分有銅繞線組和鋁繞線組兩大類，用戶變電所以往大多采用廉價的鋁繞線組，如 現(xiàn)在一般采用更節(jié)能的 S9 SC9等系列銅繞線組。按繞組形式分有雙繞組、三繞組和自耦變壓器，用戶變電所一般采用雙繞組變壓器。按冷卻方式分有油浸式、干式（樹脂澆注成型、非包封空氣自冷式）和充氣式（SF3）等。SL7 型,八r-3I LMi 備1圖（1） S11系列油浸式變壓器B（2） SCB10系列樹脂澆注成型變壓器圖圖（3）SGB10系列非

5、包封空氣自冷式變壓器其中油浸式又分油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式和強迫油循環(huán)式等。用戶變電所在以前大多采用油浸自冷式變壓器，但現(xiàn)在油浸式主要用于臨電和35KV及以上，現(xiàn)在用戶變電所主流用SCB系列干式變壓器，SGB系列使用率也在逐漸提升。充氣式體積小，便于移動，一般用于經(jīng)常移動的電力試驗或體積小的成套變電所。8）按結(jié)構(gòu)性能分有普通變壓器、全密封變壓器和防雷變壓器。用戶變電所大多采用普通變壓器（油浸式、干式） ；高層建筑使用全密封變壓器較多；多雷地區(qū)用戶變電所適用防雷變壓器。9）油變和干變優(yōu)缺點對比油變優(yōu)點是價格便宜，過載能力強，適用電壓范圍廣，缺點是維護麻煩，防火要求高； 干變優(yōu)點是維護簡單，安裝方便

6、，自身阻燃性能好，缺點是價格高，過載能力差。2.2變壓器編號規(guī)則D-單相油浸不表示F-風(fēng)冷式 /口S-三相高壓等級（KV）額定容量（KVA）設(shè)計代號8到12 （也叫性能水平代號）銅線不表示；B-銅箔L-鋁線；LB-鋁箔無載調(diào)壓不表示繞組導(dǎo)線 材質(zhì)代號調(diào)壓方式 代號Z-有載調(diào)壓3互感器3.1電流互感器1)2)電流互感器的作用a）用來使儀表、繼電器等二次設(shè)備與主電路絕緣這樣既可防止主電路高電壓直接引入二次設(shè)備，又可防止二次設(shè)備的故障影響主電路，從而提高整個電路運行的安全性和可靠性。b）用來擴大儀表、繼電器等二次設(shè)備應(yīng)用電流的范圍例如用一只5A的電流表，通過不同變流比的電流互感器就可以測量任意大的電

7、流， 這樣可使二次設(shè)備的規(guī)格統(tǒng)一，有利于批量生產(chǎn)。電流互感器的分類按一次繞組的匝數(shù)分，有單匝式和多匝式； 按一次電壓分，有高壓式和低壓式； 按用途分，有測量用和保護用； 按其準確等級分，測量用有0.1、0.2、3)按其絕緣和冷卻方式分，有油浸式和干式， 電流互感器編號規(guī)則0.5、1、3、5等級，保護用有 5P、10P兩級; 現(xiàn)在普遍使用的是干式。L-電流互感器M-母線式Q-線圈式F-貫穿復(fù)匝式D-貫穿單匝式一次繞組 型式A-穿墻式B-支持式Z-支柱式R-裝入式Z-澆注絕緣K-塑料外殼額定電壓（K）設(shè)計序號廠Q-加強式安裝 型式C-瓷絕緣J-樹脂澆注絕緣 型式'結(jié)構(gòu)型式用途W(wǎng)戶外式M-母

8、線式Q-加強式G-改進式結(jié)構(gòu) 型式L-鋁線式J J-加大容量B-保護用D-差動保護用J-接地保護用X-小體積柜用S-手車用例如：LQJ-10 型，LMZJ1-0.5 型3.2電壓互感器1)2)3)電壓互感器的作用用來使二次設(shè)備與主電路絕緣及擴大二次設(shè)備應(yīng)用的電壓范圍。電壓互感器的分類按相數(shù)分，有單相和三相兩類；按繞組絕緣和冷卻方式分，有油浸式和干式（含環(huán)氧樹脂澆注式）兩類; 應(yīng)用廣泛的是單相樹脂澆注式，例如：JDZJ-10型。電壓互感器編號規(guī)則J-電壓互感器額定一次電壓（KVS-三相r設(shè)計序號D-單相AB-帶補償繞組J-油浸式G-干式Z-樹脂澆注式結(jié)構(gòu)W-五芯柱三繞組絕緣型式J-接地保護高壓開

9、關(guān)4.1開關(guān)電器中的電弧問題高低壓開關(guān)在通斷負荷電路，特別是通斷存在短路故障的電路，就會在開關(guān)電器的觸頭間產(chǎn)生電弧。電弧是一種具有強光和高溫的電游離現(xiàn)在。弧心溫度可達5000 C以上。1）2)a)b)電弧的產(chǎn)生開關(guān)觸頭在分段負荷電路時之所以會產(chǎn)生電弧，內(nèi)因是觸頭本身和周圍介質(zhì)中存在著大量可被游離的電子。 如果分段的觸頭間有存在足夠大的電壓（外因），則觸頭間有可能產(chǎn)生強烈的電游離從而形成電弧。開關(guān)電器常用滅弧方法速拉滅弧法在開關(guān)電器中安裝斷路彈簧迅速拉長電弧，使弧隙的電場強度驟降，從而加速滅弧。這是最基本的的滅弧法。冷卻滅弧法 降低電弧溫度，可使電弧中的熱游離減弱，從而有助于滅弧。c)d)e)f

10、)g)吹弧或吸弧法利用外力（如油流、氣流或電磁力）來吹動或吸動電弧，使電弧加速冷卻，同事拉 長電弧，降低電弧中的電場強度，從而加速滅弧。長弧切短弧法利用金屬片將長弧切割成若干短弧，則電弧中的電壓降將近似的增大若干倍，當外 施電壓小于電弧中的總電壓降使，電弧就迅速熄滅。粗弧切細弧法將粗大電弧分散成若干平行細小電弧，使電弧與周圍接觸面增大，降低電弧溫度從 而加速電弧熄滅。真空滅弧法真空具有相當高的絕緣強度，裝在真空容器內(nèi)的觸頭分斷時，在交流電流過零時即 能熄滅電弧而不致復(fù)燃。應(yīng)用很普遍的真空斷路器就是利用這一原理滅弧。六氟化硫（SFi）滅弧法SF6具有優(yōu)良的絕緣性能和滅弧性能， 其絕緣強度約為空氣

11、的 約為空氣的100倍，因此它能快速滅弧。 SFi斷路器就是利用 介質(zhì)的。3倍，其絕緣恢復(fù)速度SF6氣體做絕緣和滅弧4.2高壓隔離開關(guān)1）高壓隔離開關(guān)簡介主要用來隔離高壓電源，以保證其他設(shè)備和線路的安全檢修。J圖隔離開關(guān)沒有專門的滅弧裝置,2）高壓隔離開關(guān)編號規(guī)則（4） GN8-12戶內(nèi)式高壓隔離開關(guān) 因此它不允許帶負荷操作。結(jié)構(gòu)型式9/卩？ 9其他 L標志”G-高原型極限通過電流（KA）額定電流（A）T-統(tǒng)一設(shè)計G-改進型C-穿墻型D-帶接地閘刀W防污型4.3高壓負荷開關(guān)1）高壓負荷開關(guān)簡介它具有簡單的滅弧裝置，因此能通斷一定的負荷電流和過負荷電流，但不能通斷短 路電流，因此它必須與高壓熔斷

12、器串聯(lián)使用，借助熔斷器來實現(xiàn)短路保護，切斷短路故障。負荷開關(guān)斷開后與隔離開關(guān)一樣具有隔離電源，保證安全檢修的功能。VL目/>曲圖（5）FN7-12DR高壓負荷開關(guān)2）高壓負荷開發(fā)編號規(guī)則(A)4.4高壓斷路器1）高壓斷路器簡介它不僅能用來通斷正常負荷電流，而且能通斷一定的短路電流，并能在短路保護的 作用下自動跳閘。高壓斷路器有相當完善的滅弧裝置。SF6斷路器。用戶變電所限制主要用真空斷路器，高層建筑中的變電所一般用2）高壓斷路器類型a）高壓少油斷路器主要型號SN10-10型是我國以前應(yīng)用最廣的一種斷路器，現(xiàn)在已比較少使用該類型斷路器。嚴BMLink. com圖（6） SN10-10高壓少

13、油斷路器b）高壓真空斷路器利用“真空”滅弧的一種斷路器，其觸頭裝在真空滅弧室內(nèi)。真空斷路器具有體積小、重量輕、動作快、壽命長、安全可靠和便于維護檢修等優(yōu)點，但價格較貴，過去主要應(yīng)用于頻繁操作和安全要求較高的場所，而現(xiàn)在開始取代少油斷路器廣泛應(yīng)用在 35KV及以下的高壓配電裝置中。1 1t冬 -A.-.L.圖（7） VS1高壓真空斷路器C） 高壓SF3斷路器SF6斷路器利用SF6氣體作為滅弧介質(zhì)及觸頭斷開間隙絕緣介質(zhì)的一種斷路器。SF6斷路器具有下列優(yōu)點：斷流能力強、滅弧速度快、絕緣性能好、檢修周期長， 適用于頻繁操作，而且沒有燃燒爆炸危險。但其要求加工精度高， 對其密封性能要求更嚴，因此價格較

14、貴。SF6斷路器主要用于需頻繁操作及有易燃易爆危險的場所，特別適用于作全封閉組 合電器。* d圖（8） LN2-12六氟化硫高壓斷路器3）高壓斷路器操動機構(gòu)a）CD10型電磁操動機構(gòu)該操動機構(gòu)能手動和遠距離控制分閘合閘，適用于實現(xiàn)自動化，但它需要直流操作電源。b）CT7型彈簧操動機構(gòu)在合閘彈簧釋放能量的過程該操動機構(gòu)由交直流兩用串勵電動機使合閘彈簧儲能， 中將斷路器合閘。彈簧操動機構(gòu)可手動和遠距離合閘，兵可實現(xiàn)一次自動重合閘，而且由于可交流操作，使保護盒控制裝置簡化，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較貴。4）高壓斷路器編號規(guī)則 口 -口 /口-口S-少油斷路器嚴開斷電流（KAD-多油斷路器Z-真空斷路器產(chǎn)品

15、名稱-斷流容量（MVA）額定電流（A）L-SF6斷路器N-戶內(nèi)式安裝_W戶外式場所設(shè)計序號額定電壓（K）5低壓開關(guān)5.1低壓刀開關(guān)和負荷開關(guān)G-改進型I -300MVA、n -500MVA-斷流容量代號川-750MVA>1） 低壓刀開關(guān) 按操作方式分，有單投和雙投兩種； 按極數(shù)分，有單極、雙極、三極三種； 按滅弧方式分，有帶滅弧罩和不帶滅弧罩兩種。 帶滅弧罩的刀開關(guān)能通斷一定的負荷電流， 下操作。由于刀開關(guān)斷開后有明顯可見的斷開間隙，因此可作隔離開關(guān)使用,不帶滅弧罩的刀開關(guān)一般只能在無負荷情況所以刀開關(guān)也成為低壓隔離開關(guān)。圖（9）低壓刀開關(guān)2）低壓熔斷器式刀開關(guān)又稱刀熔開關(guān)，由低壓刀開關(guān)

16、和低壓熔斷器相組合而成。刀熔開關(guān)具有刀開關(guān)和熔斷器的雙重功能，采用這種組合開關(guān)，可以簡化低壓配電裝置的結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟適用，因此廣泛應(yīng)用在低壓配電裝置上。圖（10）低壓刀熔開關(guān)3）低壓負荷開關(guān)由低壓刀開關(guān)和熔斷器以及滅弧外殼組合而成。外裝封閉式鐵殼俗稱鐵殼開關(guān)，外裝開啟式膠蓋的俗稱膠殼開關(guān)。因為其有滅弧罩，又有熔斷器，因此既可帶負荷操作，又能進行短路保護。當熔斷器熔斷后，需更換熔體后方可恢復(fù)供電。色二匸唐牡' 比応:皆丁 7汙圖（11） HK8開啟式、 低壓負荷開關(guān)編號規(guī)則如下：HH12-200/3Z低壓負荷開關(guān)HH封閉式負荷開關(guān)r i產(chǎn)口口 名稱極數(shù)HK-開啟式負荷開關(guān)額定電流（A）設(shè)計序

17、號5.2低壓斷路器又稱低壓自動開關(guān)。它既能帶負荷通斷電路，又能在短路、過負荷和欠電壓的情況下自 動跳閘，切斷電路。按滅弧介質(zhì)分，有空氣斷路器和真空斷路器； 按用途分，有配電用、電動機保護用、照明用和漏電保護用； 按保護性能分，有非選擇型、選擇性和智能診斷型； 按結(jié)構(gòu)分，有萬能式（框架式）和塑料外殼式（裝置式）萬能”之稱,1）萬能式低壓斷路器 萬能式低壓斷路器，因其保護方案和操作方式較多，裝設(shè)地點靈活，故有 一般用于低壓配電系統(tǒng)作為總開關(guān)和保護電路。-Z吋卻1挖J7|« *UOO.YKHUS3圖（12）DW16、DW45 智能型2）塑料外殼式低壓斷路器其全部機構(gòu)和導(dǎo)電部分都裝在一個塑料

18、外殼內(nèi)， 所以體積小，安全性好，一般用于工業(yè) 和民用住宅中照片線路和小型動力設(shè)備、 家用電器等的通斷控制盒過負荷、 短路和漏電 保護5、.-圖（13） DZ20塑殼式低壓斷路器低壓斷路器編號規(guī)則:*注：上述“派生代號”，有的置于“結(jié)構(gòu)型式”或“設(shè)計序號”之后6高低壓熔斷器和避雷器6.1高壓熔斷器熔斷器是一種應(yīng)用極廣的過電流保護電器，其主要功能是對電路及電氣設(shè)備進行短路保 護，但有的也具備過負荷保護的能力。用戶供配電系統(tǒng)中，室內(nèi)廣泛采用RN1,RN2等型高壓管式熔斷器，室外廣泛采用 RW4, RW10（ F）等型高壓跌開式熔斷器。MBr?4圖（14）RN1戶內(nèi)、RW10-10F戶外高壓熔斷器高壓熔斷器編號規(guī)則：6.2低壓熔斷器低壓熔斷器主要是串接在低壓配電系統(tǒng)中進行短路保護，有的也能同時實現(xiàn)過負荷保護。低壓熔斷器種類繁多，主要可分為密封管式、填料管式和自復(fù)式，自復(fù)式熔斷器既能切 斷短路電流，又能在短路故障消除后自動恢復(fù)供電，無需更換熔體。圖（15） RM10、RTO低壓熔斷器低壓熔斷器編號規(guī)則:R-低壓熔斷器熔體額定電流（A）C-插入式L-螺旋式T-填料管式S-快速式Z-自復(fù)式結(jié)構(gòu) 型式熔斷器額定電流（A）其他標志：A-改進型設(shè)計序號6.3避雷器避雷器應(yīng)與被保護設(shè)備并聯(lián)，裝在被保護設(shè)備電源側(cè)。避雷器按結(jié)構(gòu)型