高壓電器及成套配電裝置培訓資料1通用PPT課件

1、內(nèi)容提要：第一節(jié) 高壓電器相關(guān)知識（短路，電?。┑诙?jié) 高壓斷路器第三節(jié) 隔離開關(guān)第四節(jié) 高壓負荷開關(guān)第五節(jié) 高壓熔斷器第六節(jié) 高壓電容器第七節(jié) 高壓成套配電裝置第八節(jié) 高壓/低壓預裝箱式變電站高壓電器及成套配電裝置 3kV35kV常用的高壓電器有斷路器、隔離開關(guān)、負荷開關(guān)、熔斷器和電容器等多種設(shè)備。 高壓電器在高壓電路中起著控制或保護等作用。第一節(jié) 高壓電器相關(guān)知識電力系統(tǒng)短路基本概念 電力系統(tǒng)中相與相之間或相與地之間（對中性點直接接地系統(tǒng)而言）通過金屬導體、電弧或其他較小阻抗連接而形成的非正常狀態(tài)稱為短路。短路的基本類型有： 三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相短路第一節(jié) 高壓電器相關(guān)知

2、識短路電流危害（熱、安培力、電弧、電壓）短路電流通過電氣設(shè)備時，將引起導體嚴重發(fā)熱，造成導體溫度升高甚至熔化，并且會損壞絕緣。短路電流通過電氣設(shè)備時，在相間產(chǎn)生很大的電動力作用于導體上，可能造成設(shè)備的形變和損壞。短路處往往有電弧產(chǎn)生，高溫電弧會燒毀故障設(shè)備或燒傷周圍人員，甚至引起火災。短路電流通過變壓器、線路等阻抗元件時，將產(chǎn)生很大的電壓降，還會引起發(fā)電機端電壓的降低，因此影響電力系統(tǒng)的正常供電。第一節(jié) 高壓電器相關(guān)知識高壓電器中的電弧 電弧電流的本質(zhì)是離子導電，即觸頭之間的正離子（帶正電）在觸頭間電場力的作用下向負極運動，負離子（帶負電）和自由電子在觸頭間電場力的作用下向正極運動而形成的電流

3、。 觸頭斷開后，觸頭之間如果有電弧存在，則電路實際上并沒有被切斷，直到觸頭間電弧熄滅后電路才能真正斷開。 當電感（或電容）性負載所占比例較大（即電壓和電流相位差較大時），恢復電壓增加較快，不利于滅弧。對于純阻性負載，恢復電壓等于電源電壓，則有利于滅弧。第一節(jié) 高壓電器相關(guān)知識觸頭間介質(zhì)擊穿電壓：觸頭間產(chǎn)生電弧的最小電壓；觸頭間恢復電壓：觸頭間電弧暫時熄滅后外電路施加在觸頭之間的電壓；滅弧條件：觸頭間介質(zhì)擊穿電壓大于觸頭間恢復電壓。第一節(jié) 高壓電器相關(guān)知識加速電弧熄滅的方法(原理)氣體吹動電弧(降溫，帶走帶電質(zhì)點)拉長電弧(增大表面積)電弧與固體介質(zhì)接觸(迅速冷卻) 第二節(jié) 高壓斷路器 斷路器用

4、于在正常運行時接通或斷開電路，故障情況在繼電保護裝置的作用下迅速斷開電路，特殊情況（如自動重合到故障線路上時）下可靠地接通短路電流。 斷路器的工作狀態(tài)（斷開或閉合）是由它的操動機構(gòu)控制的。第二節(jié) 高壓斷路器高壓斷路器的類型 高壓斷路器按安裝地點分可分為戶內(nèi)式和戶外式兩種。 按滅弧原或滅弧介質(zhì)可分為油斷路器（多油斷路器和少油斷路器）、真空斷路器、六氟化硫斷路器等等。 多油斷路器的特點：用油量多、金屬耗材量大、易發(fā)生火災或爆炸、體積較大、加工工藝要求不高、耐用、價格較低等特點。 少油斷路器的特點：耗材少、價格低等優(yōu)點，但需定期檢修，有引起火災或爆炸的危險。第二節(jié) 高壓斷路器高壓斷路器的主要參數(shù) 額

5、定電壓、額定電流、額定開斷電流、關(guān)合電流斷路器型號及含義ZN4-10/630型斷路器：表示為“室內(nèi)式真空斷路器，設(shè)計序號為4，額定電壓為10kV，額定電流為630A 第二節(jié) 高壓斷路器SF6斷路器：使用壽命長、檢修周期長、檢修工作量小、不存在燃燒和爆炸的危險。SF6是一種無色、無味、無毒、不可燃、易液化，對電氣設(shè)備不腐蝕的氣體。SF6氣體絕緣性和滅弧能力強，它的絕緣強度是空氣的2.33倍，滅弧能力是空氣的100倍。SF6氣體在電弧高溫下會分解成低氟化物，電弧過零后，很快再結(jié)合成SF6氣體。某些SF6斷路器檢修年限可達20年以上。第二節(jié) 高壓斷路器SF6氣體嚴禁向大氣排放，必須使用SF6氣體回收

6、裝置，避免污染環(huán)境，保證環(huán)境安全。設(shè)有氣體檢漏設(shè)備和氣體回收裝置。新裝SF6斷路器投入運行前必須復測氣體含水量和漏氣率，要求滅弧室的含水量應小于150ppm（體積比），其他氣室小于250ppm（體積比）；SF6年漏氣率小于1%。運行中的SF6斷路器應定期測量SF6氣體含水量，斷路器新裝或大修后，每三個月測量一次，待含水量穩(wěn)定后可每年測量一次。每日定時記錄SF6氣體壓力和溫度。第二節(jié) 高壓斷路器斷路器操作機構(gòu)作用：用來控制斷路器跳閘、合閘和維持合閘狀態(tài) 基本要求：足夠的操作功較高的可靠性動作迅速具有自由脫扣裝置第二節(jié) 高壓斷路器操作機構(gòu)的分類及特點分類：手動操動機構(gòu)、電磁操動機構(gòu)、彈簧儲能操動機

7、構(gòu)、氣動操動機構(gòu)、液壓操動機構(gòu)等電磁操動機構(gòu)：結(jié)構(gòu)簡單、價格較低、加工工藝要求低、可靠性高；缺點是合閘功率大、需要配備大容量的直流合閘電源、機械笨重、機構(gòu)耗材多。彈簧儲能操動機構(gòu)：只需要小容量合閘電源，對電源要求不高（直流、交流均可）；缺點是操動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)復雜、加工工藝要求高、機件強度要求高、安裝調(diào)試困難。液壓操動機構(gòu)：體積小、操作功大、動作平穩(wěn)、無噪音、速度快、不需要大功率的合閘電源；缺點是結(jié)構(gòu)復雜、加工工藝要求很高、動作速度受溫度影響大、價格昂貴。第二節(jié) 高壓斷路器斷路器的運行維護(要點)（1）正常巡視：一般有人值班的變電所和升壓變電所每天巡視不少于一次，無人值班的變電所由當?shù)匕淳唧w情況確

8、定，通常每月不少于2次；（2）新設(shè)備投入運行后，應相對縮短巡視周期，投入運行72h后轉(zhuǎn)入正常巡視檢查。（3）SF6斷路器發(fā)生意外爆炸或嚴重漏氣等事故，盡量選擇從“上風”接近設(shè)備。第三節(jié) 隔離開關(guān) 隔離開關(guān)在結(jié)構(gòu)上沒有特殊的滅弧裝置，不允許用它帶負荷進行拉閘或合閘操作。隔離開關(guān)拉閘時，必須在斷路器切斷電路之后才能再拉隔離開關(guān)；合閘時，必須先合入隔離開關(guān)后，再用斷路器接通電路。第三節(jié) 隔離開關(guān) 隔離開關(guān)的作用隔離電源倒閘操作拉、合無電流或小電流電路電氣設(shè)備運行狀態(tài)分為運行、備用和檢修三種工作狀態(tài)。倒閘操作：將電氣設(shè)備由一種工作狀態(tài)改變?yōu)榱硪环N工作狀態(tài)的操作。高壓隔離開關(guān)運行拉、合以下電路：（1）拉

9、、合電壓互感器與避雷器回路；（2）拉、合母線和直接與母線相連設(shè)備的電容電流（3）拉、合勵磁電流小于2A的空載變壓器；（4）拉、合電容電流不超過5A的控制線路；第三節(jié) 隔離開關(guān)第三節(jié) 隔離開關(guān)隔離開關(guān)的分類：按安裝地點分：戶內(nèi)式，戶外式；按刀閘運動方式分：水平旋轉(zhuǎn)式，垂直旋轉(zhuǎn)式和插入式；按每相支柱絕緣子數(shù)目分：單柱式，雙柱式，三柱式；按操作特點分：單極式，三極式；按有無接地刀閘分：帶接地刀閘，無接地刀閘；第三節(jié) 隔離開關(guān)隔離開關(guān)的類型GN2-10型隔離開關(guān)：表示為“10kV戶內(nèi)式隔離開關(guān)，額定電流位4003000A”。GW4-35型隔離開關(guān)：表示為“35kV戶外式隔離開關(guān)，額定電流位630200

10、0A”。GW5-35系列隔離開關(guān)：雙柱式V形結(jié)構(gòu)，支柱絕緣子軸線之間的交角為50度。第四節(jié) 高壓負荷開關(guān) 高壓負荷開關(guān)是高壓電路中用于在額定電壓下接通或斷開負荷電流的專用電器。它雖有滅弧裝置，但滅弧能力較弱，只能切斷和接通正常的負荷電流，而不能用來切斷短路電流。一般情況下，負荷開關(guān)與高壓熔斷器配合使用，由熔斷器起短路保護作用。 負荷開關(guān)有工作觸頭和滅弧觸頭。合閘時，滅弧觸頭先閉合，然后工作觸頭再閉合；分閘時，工作觸頭先斷開，然后滅弧觸頭再斷開。第四節(jié) 高壓負荷開關(guān)分類 按使用場所：戶內(nèi)式和戶外式 按滅弧方式：油浸式、產(chǎn)氣式、真空和六氟化硫開關(guān)第五節(jié) 高壓熔斷器 高壓熔斷器在通過短路電流或過載電

11、流時熔斷，以保護電路中的電氣設(shè)備。在3Kv35kV小容量裝置中，熔斷器可用于保護線路、變壓器、電動機及電壓互感器等。 第五節(jié) 高壓熔斷器分類 按安裝地點：戶外式和戶內(nèi)式 按動作特性：固定式和自動跌落式 按工作特性：限流式和非限流式 在沖擊短路電流到達之前能切斷短路電流的熔斷器稱為限流式熔斷器；否則為非限流式熔斷器。 第六節(jié) 高壓電容器高壓電容器用途與型號 高壓電容器是電力系統(tǒng)的無功電源之一，用于提高電網(wǎng)的功率因數(shù)。第六節(jié) 高壓電容器高壓電容器安全運行電容器金屬外殼應有明顯接地標志，其外殼應與金屬架構(gòu)共同接地。電容器應有溫度測量設(shè)備，可在適當部位安裝溫度計或貼示溫蠟片；一般情況下，環(huán)境溫度在40

12、之間時，充礦物油的電容器允許溫升為50，充硅油的電容器允許溫升為55。允許過電壓，電容器組在正常運行時，可在1.1倍額定電壓下長期運行。第六節(jié) 高壓電容器允許過電流，電容器組允許在1.3倍額定電流下長期運行。正常情況下，高壓電容器組的投入或退出應根據(jù)系統(tǒng)無功潮流、負載功率因素和典雅等情況確定。一般功率因素低于0.85時，要投入高壓電容器組；功率因素超過0.95且仍有上升趨勢時，高壓電容器組應退出運行；系統(tǒng)電壓偏低時，也可投入高壓電容器組。當電容器組發(fā)生下列情況之一時，應立即退出運行：電容器爆炸，電容器噴油或起火，瓷套管發(fā)生嚴重放電、閃絡，接點嚴重過熱或熔化，電容器內(nèi)部或放電設(shè)備有嚴重異響，電容

13、器外殼有異形膨脹。第六節(jié) 高壓電容器高壓電容器組運行操作注意事項：停電時，先拉開高壓電容器支路的斷路器，再拉其他各支路的斷路器。送電時，先合各支路的斷路器，最后再合高壓電容器組的斷路器。事故情況下，全站無電后，必須將高壓電容器組的支路斷路器先斷開。高壓電容器的保護熔斷器突然熔斷時，在未查明原因之前，不可更換熔體恢復送電。高壓電容器禁止在自身帶電荷時合閘。如果電容器剛斷電即又合閘，因電容器本身有存儲的電荷，電容器所承受的電壓可能達到2倍以上的額定電壓。高壓電容器組再次合閘，應在其斷電3min后進行。第六節(jié) 高壓電容器高壓電容器組在運行中的常見故障和處理：（1）電容器滲漏油原因：搬運方法不當；溫度

14、變化劇烈處理方法：正確搬運；巡視檢查；調(diào)節(jié)電容器溫度（2）電容器外殼膨脹原因：內(nèi)部發(fā)生局部放電；產(chǎn)生過電壓；使用期限已過處理方法：立即停運（3）電容器爆炸原因：內(nèi)部發(fā)生相間短路；相對外殼的擊穿處理方法：應立即切斷電容器與電網(wǎng)的連接（4）電容器發(fā)熱原因：室溫過高；接頭螺絲松動；長期過電壓；過負荷；頻繁投切處理方法：改善通風條件；停電擰緊螺絲；調(diào)換額定電壓較高的電容器；不頻繁投切（5）電容器有異常響聲原因：內(nèi)部有局部放電（有“滋滋”聲）；內(nèi)部絕緣崩裂前兆（有“沽沽”聲）；處理方法：經(jīng)常巡視，注意聲響；停運檢修第七節(jié) 高壓成套配電裝置 高壓成套配電裝置是由制造廠成套供應的設(shè)備，運抵現(xiàn)場后組裝而成的高

15、壓配電裝置。它將電氣主電路分成若干個單元，每個單元即一條回路，將每個單元的斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器，以及保護、控制、測量等設(shè)備集中裝配在一個整體柜中（通常稱為一面或一個高壓開關(guān)柜），由多個高壓開關(guān)柜在發(fā)電廠、變電所或配電所安裝后組成的電力裝置稱為成套配電裝置。第七節(jié) 高壓成套配電裝置 高壓開關(guān)柜應具有“五防”連鎖功能，即防誤分、合斷路器；防帶負荷拉合隔離開關(guān)；防帶電合接地刀閘；防帶接電線合斷路器；防誤入帶電間隔。 采用斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)與柜門之間的強制性機械閉鎖或電磁鎖方式實現(xiàn)。第七節(jié) 高壓成套配電裝置 RGC型開關(guān)柜為金屬封閉單元組合SF6式高壓開關(guān)柜。常用于額定電壓

16、3kV24kV、額定電流630A單母線接線的發(fā)電廠變電所中。第七節(jié) 高壓成套配電裝置 RGC型開關(guān)柜由標準單元組成，共包括7個標準單元，電纜可以在開關(guān)柜的左側(cè)或右側(cè)與母線直接相連。最大可用5個標準單元組成一個大單元，由于運輸條件和裝卸的限制，當超過5個小單元時，應分成兩個部分。RGCC電纜開關(guān)單元RGCV斷路器單元RGCF負荷開關(guān)熔斷器組合單元RGCS母線分段單元RGCM空氣絕緣測量單元RGCE側(cè)面出線空柜轉(zhuǎn)接單元RGCB正面出線空柜轉(zhuǎn)接單元 低壓成套開關(guān)柜第七節(jié) 高壓成套配電裝置環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜 為了提高供電可靠性，使用戶可以從兩個方向獲得電源，通常將供電網(wǎng)連接成環(huán)形，這種供電方式簡稱為環(huán)網(wǎng)供電。

17、10kV配電系統(tǒng)中，因負載容量不大，其高壓回路通常采用負荷開關(guān)或真空接觸器控制，并配有高壓熔斷器保護。該系統(tǒng)通常采用環(huán)形網(wǎng)供電，所使用的高壓開關(guān)柜一般稱為環(huán)網(wǎng)柜。第七節(jié) 高壓成套配電裝置環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜 為了提高供電可靠性，使用戶可以從兩個方向獲得電源，通常將供電網(wǎng)連接成環(huán)形，這種供電方式簡稱為環(huán)網(wǎng)供電。 環(huán)網(wǎng)柜除向本配電所供電外，其高壓母線還要通過環(huán)形供電網(wǎng)的穿越電流（即經(jīng)本配電所母線向相鄰配電所供電的電流），因此環(huán)網(wǎng)柜的高壓母線截面要根據(jù)本配電所的負荷電流與環(huán)網(wǎng)穿越電流之和選擇，以保證運行中高壓母線不過負荷運行。第七節(jié) 高壓成套配電裝置例：某10kV環(huán)網(wǎng)柜采用10kV高壓母線，負荷電流為80A，10kV母線短路電流為600A，并有20A穿越電流穿過其高壓母線，則應按（ ）選擇母線截面