第2章 工廠供電系統(tǒng)的常用設(shè)備

1、第第2 2章章 工廠供電系統(tǒng)的常用設(shè)備工廠供電系統(tǒng)的常用設(shè)備 本章首先介紹工廠供電系統(tǒng)各種主要常用電器設(shè)備，如高壓斷路器，隔離開關(guān)，負(fù)荷開關(guān)，熔斷器以及電流、電壓互感器等。講述其結(jié)構(gòu)、作用、動作特點(diǎn)以及具體應(yīng)用。最后講述低壓一次設(shè)備的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用。第第2 2章章 工廠供電系統(tǒng)的常用設(shè)備工廠供電系統(tǒng)的常用設(shè)備2.1高壓一次設(shè)備電氣設(shè)備中的電弧問題及對觸頭的要求2.4低壓一次設(shè)備2.2電壓互感器和電流互感器2.32.1 電氣設(shè)備中的電弧問題及對觸頭的要求2.1.1 電弧的產(chǎn)生 1、電?。阂环N強(qiáng)烈的電游離現(xiàn)象，光亮很強(qiáng)，溫度很高，可燒毀觸頭、延長斷電時間等。（表面溫度30004000度，弧心溫度100

2、00度。） 2、電弧的產(chǎn)生與維持需經(jīng)歷以下四個過程 1）熱電發(fā)射：觸頭分?jǐn)嚯娏鲿r，陰極表面由于大電流收縮集中，出現(xiàn)熾熱光斑，觸頭表面電子吸收熱能發(fā)射到觸頭間隙，形成自由電子。 2）高電場發(fā)射：觸頭開斷初，電場強(qiáng)度大，觸頭表面電子被強(qiáng)行拉出。 3）碰撞游離：高速電子碰撞中性質(zhì)點(diǎn)，使中性質(zhì)點(diǎn)變成正離子和自由電子，當(dāng)離子濃度足夠大時，介質(zhì)擊穿產(chǎn)生電弧。 4）熱游離：電弧中心溫度高達(dá)10000攝氏度，電弧中的中性質(zhì)點(diǎn)游離為正離子和自由電子。 結(jié)論：碰撞游離產(chǎn)生電弧， 熱游離維持電弧。 2.1.2 電弧的熄滅 1、電弧熄滅的條件：去游離率游離率 2、熄滅電弧的去游離方式 正負(fù)帶電質(zhì)點(diǎn)的“復(fù)合”，重新成為

3、中性質(zhì)點(diǎn) 正負(fù)帶電質(zhì)點(diǎn)的“擴(kuò)散”，使電弧區(qū)帶電質(zhì)點(diǎn)減少3、交流電弧的熄滅特點(diǎn) 交流電弧每一個周期要暫時熄滅兩次，完善的滅弧裝置熄滅交流電弧一般需要幾個周期，真空斷路器滅弧只要半個周期，同等條件下交流電弧比直流電弧容易熄滅。2.1.3 開關(guān)電器中常用的滅弧方法 速拉滅弧法、冷卻滅弧法、吹弧滅弧法、長弧切短滅弧法、粗弧切短滅弧法、狹溝滅弧法、真空滅弧法 、SF6滅弧法吹弧方式（1電弧，2觸頭） a)橫吹 b)縱吹 電動力吹弧 磁力吹弧 1磁吹線圈，2滅弧觸頭，3電弧 鐵磁吸弧 1電弧，2鋼片 鋼滅弧柵對電弧的作用 1鋼柵片，2電弧，3觸頭 絕緣滅弧柵對電弧的作用 1絕緣柵片，2電弧，3觸頭 2.1

4、.4 對電氣觸頭的基本要求 1、滿足正常負(fù)荷的發(fā)熱要求 2、具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度 3、具有足夠的動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度 4、具有足夠的斷流能力2.2 高壓一次設(shè)備一次電路： （主電路、主接線、主回路） 變配電所中承擔(dān)輸送和分配電能任務(wù)的電路。一次設(shè)備：一次電路中所有的設(shè)備稱一次設(shè)備。 一次設(shè)備分類： (1)變換設(shè)備 其功能是按電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求改變電壓或電流、頻率等，例如電力變壓器、電壓互感器、電流互感器、變頻機(jī)等。 (2)控制設(shè)備 其功能是按電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求來控制一次電路的通、斷，例如各種高低壓開關(guān)設(shè)備。(3)保護(hù)設(shè)備 其功能是用來對電力系統(tǒng)進(jìn)行過電流和過電壓等的保護(hù)，例如熔斷器和避雷器等。(4

5、)補(bǔ)償設(shè)備 其功能是用來補(bǔ)償電力系統(tǒng)中的無功功率，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，例如并聯(lián)電容器等。(5)成套設(shè)備 它是按一次電路接線方案的要求，將有關(guān)一次設(shè)備及控制、指示、監(jiān)測和保護(hù)一次設(shè)備的二次設(shè)備組合為一體的電氣裝置，例如高壓開關(guān)柜、低壓配電屏、動力和照明配電箱等。 （本節(jié)介紹一次電路中的高壓熔斷器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、斷路器及開關(guān)柜） 2.1.1 高壓熔斷器熔斷器(fuse，文字符號為FU)：在電路電流超過規(guī)定值并經(jīng)過一定時間后，使熔體熔化而分?jǐn)嚯娏鳌嚅_電路的一種保護(hù)電器。熔斷器的功能主要是對電路及設(shè)備進(jìn)行短路保護(hù)，有的熔斷器還具有過負(fù)荷保護(hù)的功能。 高壓熔斷器全型號的表示和含義如下： 1、RN

6、1和RN2型戶內(nèi)高壓管式熔斷器（限流式） RN1型：主要用于高壓電路和設(shè)備的短路保護(hù)（額定電流可達(dá)100A）RN2型：高壓電壓互感器一次側(cè)短路保護(hù) （額定電流一般為0.5A） RN1、RN2型高壓熔斷器安裝圖 l瓷熔管，2金屬管帽3彈性觸座，4熔斷指示器，5接線端子，6支柱瓷瓶，7底座 RN1、RN2型熔斷器的熔管剖面示意圖 1管帽，2瓷管，3工作熔體，4指示熔體，5錫球，6石英砂填料，7熔斷指示器(虛線表示熔斷指示器在熔體熔斷時彈出) 2、RW4和RW10（F）型戶外高壓跌開式熔斷器 既可作610KV線路和設(shè)備的短路保護(hù)，又可在一定條件下，用高壓絕緣鉤棒操作熔管的分合，起高壓隔離開關(guān)的作用。

7、 RW410(G)型跌開式熔斷器 1上接線端子，2上靜觸頭，3上動觸頭，4管帽，5操作環(huán)，6熔管(內(nèi)套纖維質(zhì)消弧管)，7銅熔絲，8下動觸頭，9下靜觸頭，10下接線端子，11絕緣瓷瓶，12固定安裝板 3、熔斷器技術(shù)參數(shù) 熔斷器的技術(shù)參數(shù)熔斷器的技術(shù)參數(shù)應(yīng)區(qū)分為熔斷器底座即熔斷器的技術(shù)參數(shù)熔斷器的技術(shù)參數(shù)和熔斷體的技熔斷體的技術(shù)參數(shù)術(shù)參數(shù)。原因是同一規(guī)格的熔斷器底座可以裝設(shè)不同規(guī)格的熔斷體，相應(yīng)的保護(hù)特性不同，所以兩者不能混淆。 熔斷器的技術(shù)參數(shù)：額定電壓、額定電流、電流種類、額定頻率和外殼防護(hù)等級等。 熔斷體的技術(shù)參數(shù)：額定電壓、額定電流、分?jǐn)喾秶?、使用類別、額定開斷能力、電流種類和額定頻率等。

8、 一種規(guī)格的熔斷器底座可以裝設(shè)幾種規(guī)格的熔斷體，但要求熔斷體的額定電流不得大于熔斷器的額定電流。2.2.2 高壓斷路器 高壓斷路器（QF）能通斷負(fù)荷電流和短路電流，并能在保護(hù)裝置作用下自動跳閘，切除短路故障。 SNl010型高壓少油斷路器 1鋁帽，2上接線端子，3油標(biāo)，4絕緣筒，5下接線端子，6基座，7主軸，8框架，9斷路彈簧 SNl010型高壓少油斷路器一相油箱內(nèi)部結(jié)構(gòu) 1鋁帽，2油氣分離器，3上接線端子，4油標(biāo)，5插座式靜觸頭，6滅弧室，7動觸頭(導(dǎo)電桿)，8中間滾動觸頭，9下接線端子，10轉(zhuǎn)軸，11拐臂，12基座，13下支柱瓷瓶，14上支柱瓷瓶，15斷路彈簧，16絕緣筒，17逆止閥，18

9、絕緣油 SNIO10型斷路器滅弧室工作示意圖 1靜弧觸頭，2吸弧鐵片，3橫吹滅弧溝，4縱吸油囊，5電弧，6動觸頭 真空斷路器的真空滅弧室結(jié)構(gòu) 1靜觸頭，2動觸頭,3屏蔽罩，4波紋管，5與外殼封接的法蘭盤，6金屬波紋管，7玻殼 SF6斷路器滅弧室結(jié)構(gòu)示意圖 1靜觸頭,2絕緣噴嘴,3動觸頭,4氣缸,5壓氣活塞(固定)，6電弧 4、高壓斷路器的基本技術(shù)參數(shù)額定電壓、額定電流、額定開斷電流、熱穩(wěn)定電流和熱穩(wěn)定電流額定電壓、額定電流、額定開斷電流、熱穩(wěn)定電流和熱穩(wěn)定電流的持續(xù)時間、動穩(wěn)定電流、分閘時間2.2.3 高壓隔離開關(guān)（QS） 隔離高壓電源、保證設(shè)備和線路的安全檢修。斷開后有明顯可見的斷開間隙，沒

10、有專門的滅弧裝置，不允許帶負(fù)荷操作，可以通斷不超過2A的空載變壓器、電容電流不超過5A的空載線路，與高壓斷路器配合使用。戶內(nèi)用CS6（83頁）型手動操作機(jī)構(gòu)、戶外多用絕緣鉤棒手工操作。 GN810600型高壓隔離開關(guān) 1上接線端子，2靜觸頭，3閘刀，4絕緣套管，5下接線端子，6框架，7轉(zhuǎn)軸，8拐臂，9升降瓷瓶，10支柱瓷瓶 2.2.4 高壓負(fù)荷開關(guān)（QL） 具有簡單的滅弧裝置，能通斷一定的負(fù)荷電流和過負(fù)荷電流，不能斷開短路電流，與高壓熔斷器配合使用。 FN310RT型高壓負(fù)荷開關(guān) 1主軸，2上絕緣子兼氣缸，3連桿，4下絕緣子，5框架，6 RN1型高壓熔斷器，7下觸座，8閘刀，9弧動觸頭，10絕

11、緣噴嘴(內(nèi)有弧靜觸頭)，11主靜觸頭，12上觸座，13斷路彈簧，14絕緣拉桿，15熱脫扣器GC口10(F)型高壓開關(guān)柜1儀表屏，2手車室，3上觸頭(兼起隔離開關(guān)作用)， 4下觸頭(兼起隔離開關(guān)作用) ，5斷路器手車2.2.5 高壓開關(guān)柜將一、二次設(shè)備組合在一起的高壓成套配電裝置。類型：固定式、手車式（移開式）功能(五防)：防止誤分、誤合斷路器；防止帶負(fù)荷誤拉、誤合隔離開關(guān)；防止帶電誤掛接地線；防止帶接地線誤合隔離開關(guān)；防止人員誤入帶電間隔GG1A(F)07S型高壓開關(guān)柜(斷路器柜) 1母線，2母線側(cè)隔離開關(guān)，3少油斷路器(QF)，4電流互感器(TA)，5線路側(cè)隔離開關(guān)(QS)，6電纜頭， 7下

12、檢修門，8端子箱門，9操作板，10斷路器的手動操動機(jī)構(gòu)，11隔離開關(guān)的操動機(jī)構(gòu)手柄，12儀表繼電器屏，13上檢修門，14、15觀察窗口2.3.6 自動線路分段器和重合器1、自動線路分段器 通常是與具有開斷和重合短路電流功能的上級開關(guān)設(shè)備配合使用，起線路隔離、分段的作用。尤其適用于線路長、分支多的架空配電線路。類型 ： 分段器分單相、三相兩種，額定電壓為1240.5kV。 按滅弧介質(zhì)或絕緣介質(zhì)分，有油、真空、六氟化硫和空氣四種。 按控制方式，有液壓式、電子式兩類。 按識別故障原理分，有“過流脈沖記數(shù)型”和“電壓時間（Ut）型”兩類。 按動作原理分，有跌落式、重合式和組合式等。功能 ：1）自動監(jiān)測

13、線路的工作狀態(tài)。自行判斷線路是否發(fā)生短路故障。 2）記數(shù)功能。 3）記憶和復(fù)位功能。 分段器主要用于1240.5kV架空配電線路，在農(nóng)村配電網(wǎng)中得到普遍應(yīng)用，在一些供電可靠性要求較低的城市配電線路也有采用。2自動重合器 是一種自身具有控制及保護(hù)功能的高壓開關(guān)設(shè)備。 它是由柱上斷路器及相應(yīng)的控制、保護(hù)元件等構(gòu)成。 自動重合器可裝在電桿上、構(gòu)架上或地面基礎(chǔ)上。最適宜于裝在負(fù)荷沿線分布的10-35kV架空配電線路的較長干線或較大分支上，起分段保護(hù)和隔離作用。借助于重合器的作用，當(dāng)線路發(fā)生瞬時性故障時，可不影響用戶用電，發(fā)生永久性故障時，可限制停電范圍。也可裝在變電所內(nèi)，作為10-35kV出線的主保護(hù)

14、開關(guān)設(shè)備，無須附加繼電保護(hù)屏和操作電源。自動重合器通常配有接地故障保護(hù)和遙控、遙測附件，有助于提高配電網(wǎng)運(yùn)行的自動化水平。自動重合器分單相、三相兩種，一般采用三相重合器。額定電壓為1240.5kV，額定短路開斷電流一般為6.312.5kA，最大為20kA。功能：重合器除具有斷路器的控制和保護(hù)功能外，還具有以下特殊功能。1）自動監(jiān)測線路工作狀態(tài)。一旦電流達(dá)到或超過預(yù)定值（即最小起動電流值），重合器的控制器起動，重合器按設(shè)定程序進(jìn)行分閘和重合閘。2）自動判斷故障性質(zhì)。對于瞬時性故障，重合閘成功后就保持合閘狀態(tài)；對于永久性故障，將閉鎖在分閘狀態(tài)。3）自動記憶、消除記憶和復(fù)位功能。4）雙時反時限時間電

15、流特性。故障電流越大，重合器的分閘時間則越短。而且，在執(zhí)行操作順序的過程中能自動地依靠設(shè)定程序由按快速動作曲線分閘轉(zhuǎn)換到按設(shè)定的時延曲線分閘。便于與分段器、熔斷器等其它保護(hù)設(shè)備配合。5）操作順序可在安裝現(xiàn)場設(shè)定變更。6）控制電源，操作電源直接取自被控制和保護(hù)的高壓線路。7）可實(shí)現(xiàn)有線、無線、載波和光纖等遠(yuǎn)距遙控和通信。2.6.7 高壓一次設(shè)備的選擇 電氣設(shè)備名稱 電壓 kV 電流 A 斷流能力 kA或MVA短路電流校驗(yàn) 動穩(wěn)定度 熱穩(wěn)定度高壓熔斷器高壓隔離開關(guān)高壓負(fù)荷開關(guān)高壓斷路器電流互感器電壓互感器高壓電容器 母 線 電 纜 支柱絕緣子套管絕緣子選擇校驗(yàn)的條件設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于裝置地點(diǎn)的

16、額定電壓設(shè)備的額定電流應(yīng)不小于通過設(shè)備的計算電流設(shè)備的最大開斷電流(或功率)應(yīng)不小于它可能開斷的最大電流(或功率)按三相短路沖擊電流校驗(yàn)按三相短路穩(wěn)態(tài)電流和短路發(fā)熱假想時間校驗(yàn)注：表中表示必須校驗(yàn)，表示不要校驗(yàn)。2.3 低壓一次設(shè)備 1000V（或1200V）及以下的電氣設(shè)備，本節(jié)介紹常用的低壓熔斷器、低壓開關(guān)和配電屏。 2.3.1 低壓熔斷器種類：插入式（RC型） 螺旋式（RL型） 無填料密封管式（RM型） 有填料密封管式（RT型） 有填料管式 （gF、aM） 高分?jǐn)嗄芰Γ∟T型） RZ1型低壓自復(fù)式熔斷器RMl0型低壓熔斷器 a)熔管b)熔片 1銅管帽，2管夾，3纖維熔管，4刀形觸頭(觸刀

17、)，5變截面鋅熔片 RT0型低壓熔斷器 a)熔體b)熔管C)熔斷器d)絕緣操作手柄 1柵狀銅熔體，2刀形觸頭(觸刀)，3瓷熔管，4熔斷指示器，5蓋板，6彈性觸座，7瓷質(zhì)底座，8接線端子，9扣眼，10絕緣拉手手柄 RZ1型低壓自復(fù)式熔斷器 1接線端子，2云母玻璃，3氧化鈹瓷管，4不銹鋼外殼，5鈉熔體，6氬氣，7接線端子2.3.2 低壓刀開關(guān)和負(fù)荷開關(guān) 低壓刀開關(guān) 低壓刀斷開關(guān) 低壓負(fù)荷開關(guān)2.3.3 低壓斷路器分塑料外殼式、萬能式等很多種類。低壓斷路器的原理結(jié)構(gòu)和接線圖 1主觸頭，2跳鉤，3鎖扣，4分勵脫扣器，5失壓脫扣器，6、7脫扣按鈕，8加熱電阻絲，9熱脫扣器，10過流脫扣器2.3.4 低壓

18、配電屏 將一、二次設(shè)備組合在一起的一種低壓成套配電裝置，有PGL、GGL、GGD等型號。 2.3.5 低壓一次設(shè)備的選擇 電氣設(shè)備名稱 電壓 V 電流 A 斷流能力 kA短路電流校驗(yàn) 動穩(wěn)定度 熱穩(wěn)定度低壓熔斷器低壓刀開關(guān)低壓負(fù)荷開關(guān)低壓斷路器注：表中表示必須校驗(yàn)， 表示一般可不校驗(yàn)，表示不要校驗(yàn)。2.4 電流互感器和電壓互感器電壓互感器TV 電流互感器TA功能：使儀表、繼電器、二次設(shè)備與主電路絕緣，擴(kuò)大儀表、繼電器等二 次設(shè)備的應(yīng)用范圍。2.4.1 電壓互感器 1、基本原理和特點(diǎn) 一次繞組導(dǎo)線很細(xì)，匝數(shù)很多，二次繞組匝數(shù)少導(dǎo)線粗。電壓互感器 1鐵心,2一次繞組,3二次繞組、電壓互感器的使用注意事項 工作時二次側(cè)不得短路， 二次側(cè)有端必須接地， 互感器在連接時注意其端子的極性。、電壓互感器的常用接線方式 單相電壓互感器、V/V型、三相五柱式等電壓互感器的接線方案 a)一個單相電壓互感器 b)兩個單相電壓互感器接成V/V形c)三個單相電壓互感器接成YoYo形d)三個單相三繞組或一個三相五芯柱三繞組電壓互感器接成YoYo(開口三角)形 2.4.2 電流互感器 1、基本原理和特點(diǎn)一次