企業(yè)供電系統(tǒng)與安全用電課件

1、企業(yè)供電系統(tǒng)與安全用電 主編 朱照紅課題一 一、電力系統(tǒng)組成1.發(fā)電2.電能的傳輸3.變電所4.配電線路5.用戶一、電力系統(tǒng)組成圖1-1電力系統(tǒng)示意圖1.發(fā)電1)火力發(fā)電通常以煤或油為燃料，使鍋爐產(chǎn)生蒸汽，以高溫(500以上)、高壓(9.8MPa以上)蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)，由汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)而發(fā)電。2)水力發(fā)電是利用自然水資源作為動(dòng)力，通過水庫或筑壩截流的方法提高水位，利用水流的位能驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。3)核動(dòng)力發(fā)電是由核燃料在反應(yīng)堆中的裂變反應(yīng)所產(chǎn)生的熱能來產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。圖1-2三峽水電廠a)三峽大壩b)三峽水電廠控制中心圖1-3核電廠發(fā)電過程1核反應(yīng)堆2穩(wěn)

2、壓器3蒸汽發(fā)生器4汽輪發(fā)電機(jī)組5給水加熱器6給水泵7主循環(huán)泵2.電能的傳輸為了安全和節(jié)約，通常都把大發(fā)電廠建在遠(yuǎn)離城市中心的能源產(chǎn)地附近。如水力發(fā)電廠就是建在遠(yuǎn)離城市的江河上。因此，發(fā)電廠發(fā)出的電能還需要經(jīng)過一定距離的輸送，才能分配給各用戶。由于發(fā)電機(jī)的絕緣強(qiáng)度和運(yùn)行安全等因素，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓不能很高，一般為3.15kV、6.3kV、10.5kV、15.75kV等。為了減少電能在數(shù)十、數(shù)百公里輸電線路上的損失，還必須經(jīng)過升壓變壓器升高到35500kV后再進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電。目前，我國常用的輸電電壓等級有35kV、110kV、220kV、330kV及500kV等。輸電電壓的高低，要根據(jù)輸電距離和輸

3、電容量而定，其原則是：容量越大，距離越遠(yuǎn)，輸電電壓就越高。我國也已采用高壓直流輸電方式，把交流電轉(zhuǎn)化成直流電后再進(jìn)行輸送。電力輸電線路一般都采用鋼芯鋁絞線，通過架空線路，把電能送到遠(yuǎn)方變電所。但在跨越江河和通過鬧區(qū)以及不允許采用架空線路的區(qū)域，則需采用電纜線路。電纜線路投資較大且維護(hù)困難。3.變電所變電所有升壓與降壓之分。升壓變電所通常與大型發(fā)電廠結(jié)合在一起，在發(fā)電廠電氣部分裝有升壓變壓器，把發(fā)電廠發(fā)出的電壓升高，通過高壓輸電網(wǎng)絡(luò)將電能送向遠(yuǎn)方。降壓變電所設(shè)在用電中心，將高壓的電能適當(dāng)降壓后，向該地區(qū)用戶供電。根據(jù)供電的范圍不同，降壓變電所可分為一次(樞紐)變電所和二次變電所。一次變電所是從1

4、10kV以上的輸電網(wǎng)受電，將電壓降到35110kV，供給一個(gè)大的區(qū)域用電。二次變電所大多數(shù)從35110kV輸電網(wǎng)絡(luò)受電，將電壓降到610kV，向較小范圍供電。4.配電線路“配電”就是電力的分配，從配電變電站到用戶終端的線路稱為配電線路。配電線路的電壓簡稱為配電電壓。電力系統(tǒng)電壓高低的劃分有不同的方法，但通常以1kV為界限：額定電壓在1kV及以下的系統(tǒng)為低壓系統(tǒng)；額定電壓在1kV以上的系統(tǒng)為高壓系統(tǒng)。常用的高壓配電線的額定電壓有3kV、6kV和10kV三種。常用的低壓配電線的額定電壓為380V/220V。5.用戶(1)一級負(fù)荷此級負(fù)荷一旦中斷供電，將造成人身傷亡、重大政治影響、重大經(jīng)濟(jì)損失或公共

5、場所秩序嚴(yán)重混亂。(2)二級負(fù)荷此級負(fù)荷若中斷供電，將造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，如大量產(chǎn)品報(bào)廢、造成公共場所秩序混亂等。(3)三級負(fù)荷除一、二級負(fù)荷外的其他負(fù)荷均屬三級負(fù)荷。二、工業(yè)企業(yè)配電接線1.基本接線形式2.工業(yè)企業(yè)配電網(wǎng)接線形式1.基本接線形式圖1-4無備用接線方式的結(jié)構(gòu)a)單回路放射式b)樹干式c)鏈?zhǔn)?.基本接線形式圖1-5有備用接線方式的結(jié)構(gòu)a)雙回路放射式b)雙回路干線式c) 兩端供電式d) 環(huán)式e)多端供電式2.工業(yè)企業(yè)配電網(wǎng)接線形式(1)高壓配電網(wǎng)接線形式由廠區(qū)總降壓變電所引出的610kV高壓配電線路承擔(dān)向各個(gè)車間變電所輸電的任務(wù)。(2)低壓配電網(wǎng)接線形式低壓配電網(wǎng)基本接線形式有

6、放射式、樹干式和鏈?zhǔn)饺N，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)見表1-1。(1)高壓配電網(wǎng)接線形式1)放射式配電網(wǎng)。2)樹干式配電網(wǎng)。3)鏈?zhǔn)脚潆娋W(wǎng)。4)環(huán)式配電網(wǎng)。1)放射式配電網(wǎng)。圖1-6常用的放射式配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)a) 單回路放射式b) 有公共備用線路放射式c) 雙電源雙回路放射式2)樹干式配電網(wǎng)。圖1-7樹干式配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)圖1-8鏈?zhǔn)脚潆娋W(wǎng)的結(jié)構(gòu)3)鏈?zhǔn)脚潆娋W(wǎng)。4)環(huán)式配電網(wǎng)。圖1-9環(huán)式配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)(2)低壓配電網(wǎng)接線形式1)放射式低壓配電網(wǎng)適用于給大容量設(shè)備、要求集中控制的設(shè)備或要求可靠性高的重要設(shè)備供電。2)樹干式低壓配電網(wǎng)適用于明敷線路，可給可靠性要求不高和較小容量的設(shè)備供電。3)鏈?zhǔn)降蛪号潆娋W(wǎng)適用

7、于暗敷線路，可給可靠性要求不高的小容量設(shè)備供電。(2)低壓配電網(wǎng)接線形式表1-1低壓配電網(wǎng)接線形式(2)低壓配電網(wǎng)接線形式表1-1低壓配電網(wǎng)接線形式三、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式1.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)2.中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)3.中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)4.中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地系統(tǒng)1.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)圖1-10中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的運(yùn)行方式a)正常運(yùn)行b) 單相接地2.中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)圖1-11中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的運(yùn)行方式a)正常運(yùn)行b) 發(fā)生單相接地故障3.中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)圖1-12中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障3.中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)圖1-13消弧線圈接地補(bǔ)償裝置4.中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地

8、系統(tǒng)圖1-14中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地系統(tǒng)原理4.中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地系統(tǒng)圖1-15常用的中性點(diǎn)接地電阻器外形課題二 一、電力變壓器分類1.油浸式變壓器2.干式變壓器1.油浸式變壓器(1)S9系列油浸式電力變壓器S9系列油浸式電力變壓器是國家推廣使用的更新?lián)Q代產(chǎn)品(見圖2-1)，與S7系列(已列入國家明令淘汰產(chǎn)品目錄)相比，空載損耗平均降低10.3，空載電流平均降低22.4。(2)S11系列油浸式變壓器如圖2-3所示，S11M.R為三相卷鐵心全密封配電變壓器，它用專用卷繞設(shè)備將硅鋼帶連續(xù)繞制成封閉型整體鐵心，減小了傳統(tǒng)鐵心的接縫氣隙，噪聲明顯減小，經(jīng)退火處理后，其空載損耗比S9系列產(chǎn)品平均下降30%。(1

9、)S9系列油浸式電力變壓器圖2-1S9系列油浸式電力變壓器(1)S9系列油浸式電力變壓器圖2-2S9M系列全密封電力變壓器圖2-3S11M.R三相卷鐵心全密封配電變壓器(2)S11系列油浸式變壓器2.干式變壓器圖2-4SG系列干式變壓器2.干式變壓器圖2-5常見電力變壓器的基本結(jié)構(gòu)1高壓套管2分接開關(guān)3低壓套管4氣體繼電器5防爆套管6儲(chǔ)油柜7油位計(jì)8呼吸器9散熱器10銘牌11接地螺栓12油樣閥門13放油閥門14閥門15線圈16信號溫度計(jì)17鐵心18凈油器19油箱20變壓器油二、電力變壓器結(jié)構(gòu)1.鐵心鐵心是變壓器的磁路部分，是繞組的支撐骨架，由心柱和磁軛兩部分組成。鐵心用厚度為0.35mm、表面

10、涂有絕緣漆的熱軋硅鋼片或冷軋硅鋼片疊裝而成。2.繞組繞組是變壓器的電路部分，常用絕緣銅線或鋁線繞制而成。工作電壓高的繞組稱為高壓繞組，工作電壓低的繞組稱為低壓繞組。3.絕緣套管絕緣套管由外部的瓷套管和其中的導(dǎo)電桿組成，其作用是使高、低壓繞組的引出線與變壓器箱體絕緣。電壓小于1kV時(shí)采用實(shí)心瓷套管；電壓在1035kV時(shí)采用充氣式或充油式套管；電壓大于110kV時(shí)采用電容式套管。4.油箱油浸式變壓器的外殼就是油箱，油箱中盛有用來絕緣的變壓器油。油箱可保護(hù)變壓器鐵心和繞組不受外力作用和潮濕的侵蝕，并通過油的對流，把鐵心和繞組產(chǎn)生的熱量傳遞給箱壁和散熱管，再把熱量散發(fā)到周圍的空氣中去。一般來說，對30

11、200kVA變壓器，采用排管式油箱；對2.56.3MVA的變壓器，所需散熱面積較大，一般在油箱壁上裝置若干只散熱器以加強(qiáng)冷卻。5.附件電力變壓器的附件有儲(chǔ)油柜、分接開關(guān)、安全氣道、氣體繼電器、測溫裝置等，其作用是保證變壓器的安全和可靠運(yùn)行。三、電力變壓器的電氣試驗(yàn)項(xiàng)目1.絕緣電阻和吸收比的測量2.繞組直流電阻的測量3.變壓器電壓比的測量4.變壓器聯(lián)結(jié)組標(biāo)號試驗(yàn)5.空載試驗(yàn)6.短路試驗(yàn)7.泄漏電流測試8.介質(zhì)損失角正切值(tan)的測試9.交流耐壓試驗(yàn)1.絕緣電阻和吸收比的測量表2-1油浸式電力變壓器繞組絕緣電阻的允許值(單位：M)2.繞組直流電阻的測量在變壓器施工的交接驗(yàn)收、大修或變更分接開關(guān)

12、位置時(shí)，常需測量繞組的直流電阻；在變壓器短路特性試驗(yàn)和溫升試驗(yàn)時(shí)也需要用到繞組的直流電阻。測量繞組的直流電阻主要目的是：檢查變壓器繞組內(nèi)部導(dǎo)線和引線的焊接質(zhì)量；判斷變壓器有無層間短路或內(nèi)部斷線；判斷并聯(lián)支路連接是否正確；確定電壓分接開關(guān)、引線與套管的接觸是否良好等。三相變壓器的各相繞組的直流電阻之間的差別應(yīng)很小，一般應(yīng)在三相平均值的4%以下。3.變壓器電壓比的測量變壓器空載運(yùn)行時(shí)，一次電壓U1與二次電壓U2之比值稱為變壓器的電壓比k。測量電壓比的目的是：檢查變壓器的電壓比是否與其銘牌標(biāo)注數(shù)據(jù)相符合；檢驗(yàn)電壓分接開關(guān)的狀況；判斷變壓器是否存在匝間短路的現(xiàn)象；判斷電壓比的準(zhǔn)確度，以確定該變壓器能否

13、并聯(lián)運(yùn)行等。電壓比的測量結(jié)果與變壓器的銘牌相比不應(yīng)有明顯的差別，一般地說，電壓比的允許偏差為0.5%。4.變壓器聯(lián)結(jié)組標(biāo)號試驗(yàn)三相變壓器的聯(lián)結(jié)組標(biāo)號是用來表示變壓器的一次繞組、二次繞組的聯(lián)結(jié)方式以及時(shí)鐘時(shí)序數(shù)所表示的相位移關(guān)系。變壓器的聯(lián)結(jié)組標(biāo)號共有12種，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定三相變壓器的五種標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)組標(biāo)號，分別是：Y,yn0、Y,d11、YN,d11、YN,y0、Y,y0，其中前三種最常用。例變壓器聯(lián)結(jié)組標(biāo)號“Y,yn0”中，“，”左邊的大寫英文字母Y表示一次繞組的聯(lián)結(jié)方式為聯(lián)結(jié)；右邊的小寫英文字母yn表示帶中性線的聯(lián)結(jié)；最后的數(shù)字0表示一次繞組和二次繞組電壓相位差為0。值得注意的是：聯(lián)結(jié)組標(biāo)號完全

14、相同，是變壓器并聯(lián)運(yùn)行的重要條件之一，否則會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)流而燒毀變壓器。因此，變壓器在交接或更換繞組時(shí)必須進(jìn)行聯(lián)結(jié)組標(biāo)號試驗(yàn)，檢查結(jié)果應(yīng)與該變壓器的銘牌標(biāo)志相符合。5.空載試驗(yàn)變壓器的空載試驗(yàn)是指在變壓器的任意一側(cè)通以額定電壓，同時(shí)將其他繞組開路的情況下，測量變壓器的空載損耗和空載電流的試驗(yàn)。空載電流一般用實(shí)際測得的空載電流I0與額定電流IN的百分?jǐn)?shù)I(%)來表示?？蛰d試驗(yàn)的目的是：測量變壓器的空載電流和空載損耗；發(fā)現(xiàn)磁路中的局部或整體缺陷；檢查繞組匝間、層間的絕緣是否良好；檢查變壓器的鐵心片間絕緣和裝配質(zhì)量等。額定條件下，電力變壓器空載試驗(yàn)時(shí)空載電流的允許偏差為+22%；空載損耗的允許偏差為

15、+15%。如超出允許值應(yīng)再進(jìn)行單相全壓試驗(yàn)，以找出缺陷部位。6.短路試驗(yàn)短路試驗(yàn)就是將變壓器的一側(cè)繞組短路，而另一側(cè)施加額定頻率的交流電壓的試驗(yàn)?，F(xiàn)場試驗(yàn)時(shí)，一般是將低壓側(cè)短路，從高壓側(cè)施加電壓，將電壓調(diào)整到短路側(cè)電流為額定電流值時(shí)，記錄功率值和電壓值。再將此值換算到規(guī)定的溫度下便是變壓器的負(fù)載損耗(又稱短路損耗)和短路電壓。短路試驗(yàn)的目的是：求得變壓器的負(fù)載損耗和短路電壓；計(jì)算變壓器的效率；確定變壓器的熱穩(wěn)定性能和動(dòng)穩(wěn)定性能；計(jì)算二次側(cè)的電壓變化；確定變壓器能否與其他變壓器并列運(yùn)行；及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器在結(jié)構(gòu)和制造上的缺陷等。試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定，變壓器的允許負(fù)載損耗偏差為10%，短路電壓為10%。當(dāng)試驗(yàn)

16、結(jié)果偏差較大時(shí)，應(yīng)分析原因，查明缺陷。7.泄漏電流測試變壓器繞組連同套管一起的泄漏電流是指除被試?yán)@組外其余均短路后與鐵心同時(shí)接地，然后依次對被試?yán)@組施加直流電壓，測量被試?yán)@組對鐵心、外殼和其他非被試?yán)@組之間的泄漏電流。泄漏電流測試是預(yù)防性試驗(yàn)之一。測量繞組連同套管一起的泄漏電流的試驗(yàn)原理與測量絕緣電阻相似，不同之處在于：前者試驗(yàn)電壓較高，并可任意調(diào)節(jié)，測量結(jié)果用微安表顯示，試驗(yàn)靈敏度、準(zhǔn)確度都較高。所以，泄漏電流測試能更加有效地檢查出繞組和套管的絕緣缺陷。請讀者注意這兩方面的比較。電壓為35kV及以上且容量為10 000kVA及以上的電力變壓器，必須進(jìn)行泄漏電流測試，其他變壓器不作此規(guī)定。泄漏

17、電流測試的不足之處在于它不能發(fā)現(xiàn)未貫通的集中性缺陷以及絕緣整體老化、游離缺陷等。8.介質(zhì)損失角正切值(tan)的測試測試介質(zhì)損失角正切值(tan)也是預(yù)防性試驗(yàn)的基本方法之一。所謂介質(zhì)損耗是指在周期性變化的交流電壓作用下產(chǎn)生的功率損耗。這種損耗的大小正比于無功電流與總電流的夾角的正切tan，稱為介質(zhì)損失角，tan稱為介質(zhì)損失角正切值。介質(zhì)損失角正切值一般在測量絕緣電阻和泄漏電流之后測試。測試變壓器絕緣繞組的介質(zhì)損失角正切值(tan)是判斷變壓器絕緣性能的有效方法。9.交流耐壓試驗(yàn)表2-2電力變壓器交流耐壓試驗(yàn)電壓標(biāo)準(zhǔn)(單位：kV)四、電力變壓器選擇和運(yùn)行1.變壓器選擇2.變壓器運(yùn)行1.變壓器選

18、擇(1)變壓器容量確定原則變電所主變壓器的容量一般按510年規(guī)劃負(fù)荷來選擇。(2)電壓比(舊稱變比)的選擇用戶變壓器一般都是三相雙繞組降壓變壓器。(3)聯(lián)結(jié)組標(biāo)號確定變壓器的聯(lián)結(jié)組標(biāo)號可根據(jù)電壓比和需要確定。(4)臺數(shù)確定變電所主變壓器的臺數(shù)與電壓等級、接線形式、傳輸容量等有密切關(guān)系。(5)變壓器形式確定一般的電力用戶都應(yīng)選用三相油浸式自冷或風(fēng)冷的普通變壓器。2.變壓器運(yùn)行(1)運(yùn)行冷卻方式選擇運(yùn)行冷卻方式有自然空氣冷卻(干式)、油循環(huán)空氣自然冷卻(油浸自冷式) 、油循環(huán)強(qiáng)迫空氣冷卻(油浸風(fēng)冷式)和強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻四種。(2)運(yùn)行允許溫升規(guī)定我國國家標(biāo)準(zhǔn)中，對變壓器的溫升作如下規(guī)定：最高空氣溫

19、度為40，年平均溫度為15，油浸變壓器繞組允許溫升為65，鐵心允許溫升為80，油頂層允許溫升為55。(3)并列運(yùn)行條件將兩臺或兩臺以上的變壓器一次繞組并聯(lián)接到公共電源上，二次繞組也并聯(lián)接在一起向負(fù)載供電，這種運(yùn)行方式稱為變壓器的并列運(yùn)行。(1)運(yùn)行冷卻方式選擇1)自然空氣冷卻(干式)。2)油循環(huán)空氣自然冷卻(油浸自冷式)。3)油循環(huán)強(qiáng)迫空氣冷卻(油浸風(fēng)冷式)。4)強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻(油浸水冷式)。5)強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻。(3)并列運(yùn)行條件1)各臺變壓器的一次側(cè)額定電壓和二次側(cè)額定電壓應(yīng)分別相等，允許差值在5以內(nèi)，即各臺變壓器的電壓比亦相等，可允許差值在0.5%以內(nèi)。2)各臺變壓器的短路電壓(阻抗百

20、分?jǐn)?shù))Ud應(yīng)相等，可允許差值在0.5以內(nèi)。3)各臺變壓器的聯(lián)結(jié)組標(biāo)號應(yīng)相同。五、電力變壓器維護(hù)1.油浸式電力變壓器故障分析2.干式變壓器的檢查內(nèi)容3.變壓器運(yùn)行異常的處理方法1.油浸式電力變壓器故障分析表2-3油浸式電力變壓器常見故障分析2.干式變壓器的檢查內(nèi)容1)有無異常聲音及振動(dòng)。2)有無局部過熱、有害氣體腐蝕等使絕緣表面發(fā)生爬電和碳化現(xiàn)象等造成的變色。3)變壓器的風(fēng)冷裝置運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。4)高、低壓接頭有無過熱，電纜頭有無漏電、爬電現(xiàn)象。5)繞組的溫升是否超過變壓器采用的絕緣材料等級規(guī)定值 。6)支撐絕緣子有無裂紋、放電痕跡。7)檢查繞組壓件是否松動(dòng)。8)鐵心風(fēng)道有無灰塵及雜物堵塞,鐵心有

21、無生銹或腐蝕現(xiàn)象等。3.變壓器運(yùn)行異常的處理方法(1)運(yùn)行中的不正?，F(xiàn)象及處理值班人員在變壓器運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)不正?，F(xiàn)象時(shí)，應(yīng)設(shè)法盡快消除，并報(bào)告上級和作好記錄。(2)氣體保護(hù)裝置動(dòng)作的處理在查明原因消除故障前不得將變壓器投入運(yùn)行。為查明原因應(yīng)重點(diǎn)考慮這樣幾個(gè)方面：是否排氣未盡； 保護(hù)及直流等二次回路是否正常；變壓器外觀有無明顯反映故障性質(zhì)的異?，F(xiàn)象；氣體繼電器中積集的氣體量及其是否可燃；氣體繼電器中的氣體和油中溶解氣體的色譜分析結(jié)果；必要的電氣試驗(yàn)；變壓器其他繼電保護(hù)裝置動(dòng)作情況。課題三 一、高壓電器概述高壓電器是電力系統(tǒng)中最重要的電氣設(shè)備之一，其作用是：在正常工作情況下可靠地接通或斷開電路；在改

22、變運(yùn)行方式時(shí)靈活地切換操作；在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)迅速切除故障部分以保證非故障部分的正常運(yùn)行；在設(shè)備檢修時(shí)隔離帶電部分以保證工作人員的安全。根據(jù)高壓電器在電路中擔(dān)負(fù)的任務(wù)不同可以分為高壓斷路器、熔斷器、隔離開關(guān)和負(fù)荷開關(guān)等幾類。其中斷路器和熔斷器的滅弧能力強(qiáng)，能熄滅短路電流產(chǎn)生的電弧，將短路故障電路斷開；負(fù)荷開關(guān)也和斷路器一樣具有滅弧裝置，但滅弧能力不強(qiáng)，只能斷開負(fù)荷電流；隔離開關(guān)則主要用于檢修時(shí)隔離電源。二、高壓電器中的電弧現(xiàn)象電弧是一種極強(qiáng)烈的電游離現(xiàn)象，具有強(qiáng)光和高溫的特點(diǎn)，對高壓電器的安全運(yùn)行存在極大的威脅：如果電弧是短路電流產(chǎn)生的，電弧的存在就意味著短路電流還存在，從而使短路電流危害的時(shí)間

23、延長；其次，電弧的高溫可能燒損電器觸頭，燒毀電氣設(shè)備及導(dǎo)線、電纜，甚至引起火災(zāi)和爆炸事故；此外，強(qiáng)烈的弧光可能損傷人的視力。因此，電氣設(shè)備在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上要力求避免產(chǎn)生電弧或在產(chǎn)生電弧后能迅速將其熄滅。電氣設(shè)備的觸頭在分?jǐn)嚯娏鲿r(shí)之所以會(huì)產(chǎn)生電弧，根本的原因(內(nèi)因)在于觸頭本身及周圍介質(zhì)中含有大量可被游離的粒子。這樣，當(dāng)觸頭間存在著足夠大的電場強(qiáng)度時(shí)(外因)時(shí)，就可能使粒子強(qiáng)烈游離而形成電弧。1.速拉滅弧法迅速拉長電弧，可使弧隙的電場強(qiáng)度驟降，導(dǎo)致帶電粒子的復(fù)合迅速增強(qiáng)，從而加速電弧的熄滅。這是開關(guān)電器中普遍采用的一種最基本的滅弧方法。2.冷卻滅弧法降低電弧的溫度，可使電弧中的熱游離減弱，導(dǎo)致帶電粒

24、子的復(fù)合增強(qiáng)，有助于電弧迅速熄滅。這種滅弧方法在開關(guān)電器中應(yīng)用也較普遍。3.吹弧滅弧法利用外力(如氣流、油流或電磁力)來吹動(dòng)電弧，使電弧加速冷卻，同時(shí)拉長電弧，降低電弧中的電場強(qiáng)度，使帶電粒子的復(fù)合和擴(kuò)散增強(qiáng)，從而加速電弧的熄滅。按吹弧的方向來分，有橫吹和縱吹之分；按外力的性質(zhì)來分，有氣吹、油吹、電動(dòng)力吹和磁力吹等方式。圖3-1所示為吹弧滅弧法的示意圖。低壓刀開關(guān)迅速拉開刀閘時(shí)，不僅迅速拉長了電弧，而且其本身回路電流產(chǎn)生的電動(dòng)力作用于電弧，吹動(dòng)電弧使之拉長。有的高壓電器采用專門的磁吹線圈來吹動(dòng)電弧，有的利用鋼片來吸動(dòng)電弧。4.長弧切短滅弧法電弧的電壓降主要降落在陰極和陽極上(陰極壓降又比陽極壓

25、降大得多)。如果利用金屬片(如鋼柵片)將長弧切為若干短弧，則電弧上的壓降將近似地增大若干倍。當(dāng)外施電壓小于電弧上的壓降時(shí)，電弧就不能維持而迅速熄滅。圖3-2所示為鋼柵片將長弧切成若干短弧的情形。這種鋼柵片具有上述電動(dòng)力吹弧和鐵磁吹弧的作用，同時(shí)還可冷卻電弧。5.粗弧分細(xì)滅弧法將粗大的電弧分為若干平行的細(xì)小電弧，使電弧與周圍介質(zhì)的接觸面積增大，從而改善電弧的散熱條件，降低電弧的溫度，使電弧中帶電粒子的復(fù)合和擴(kuò)散均得到增強(qiáng)，以保證電弧迅速熄滅。多斷口滅弧也就是利用了這種原理。6.狹溝滅弧法圖3-1吹弧滅弧法a)縱吹b)橫吹6.狹溝滅弧法圖3-2長弧切短滅弧法1靜觸頭2電弧3動(dòng)觸頭4鋼柵片7.真空滅

26、弧法真空具有較高的絕緣強(qiáng)度。處于真空中的觸頭間只有在觸頭斷開瞬間產(chǎn)生的所謂“真空電弧”，這種電弧在電流過零時(shí)就能立即熄滅且不復(fù)燃。真空斷路器就是利用這種原理制成的。8.六氟化硫(SF6)滅弧法SF6氣體具有優(yōu)良的絕緣性能和滅弧性能，其絕緣強(qiáng)度約為空氣的3倍，介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)速度約為空氣的100倍。六氟化硫斷路器就是利用SF6氣體作為絕緣介質(zhì)和滅弧介質(zhì)，獲得了極高的斷開容量。三、高壓隔離開關(guān)1.高壓隔離開關(guān)(文字符號為QS)的類型和作用2.高壓隔離開關(guān)的正確選用1.高壓隔離開關(guān)(文字符號為QS)的類型和作用(1)隔離電源在需要檢修或分?jǐn)嗟碾娐?、設(shè)備和帶電運(yùn)行的電路、設(shè)備之間形成一個(gè)明顯的斷開點(diǎn)，確保

27、檢修或工作的安全。(2)切斷母線在有電壓而無負(fù)荷的情況下，通過隔離開關(guān)將設(shè)備或電路從一組母線換接到另一組母線上。(3)接通或斷開空載電路包括母線、電壓互感器和避雷器等小容量的空載電路或其他電容電流不超過5A的空載電路。1.高壓隔離開關(guān)(文字符號為QS)的類型和作用圖3-3典型的高壓隔離開關(guān)外形a)GW112系列戶外高壓隔離開關(guān)b) GN21035系列戶內(nèi)高壓隔離開關(guān)c) GN1912(C)系列戶內(nèi)高壓隔離開關(guān)d) GN2212(C)系列戶內(nèi)高壓隔離開關(guān)1.高壓隔離開關(guān)(文字符號為QS)的類型和作用圖3-4典型的戶內(nèi)高壓隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)1上接線端2靜觸頭3刀閘4套管絕緣子5下接線端6框架7轉(zhuǎn)軸8拐臂

28、9升降絕緣子10支柱絕緣子2.高壓隔離開關(guān)的正確選用(1)型號含義高壓隔離開關(guān)的型號一般由產(chǎn)品型號和規(guī)格數(shù)字兩大部分組成，中間用“/”隔開。(2)選配說明高壓隔離開關(guān)的選擇應(yīng)根據(jù)其額定電壓、額定電流、安裝條件等因素考慮，并作短路時(shí)的動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。圖3-5高壓隔離開關(guān)的型號及其含義四、高壓負(fù)荷開關(guān)圖3-6FN210型戶內(nèi)壓氣式負(fù)荷開關(guān)a) 外形b) 結(jié)構(gòu)示意1框架2緩沖器3絕緣拉桿4絕緣子5、12接線板6彈簧7主閘刀8滅弧閘刀9主觸頭10滅弧觸頭11噴口13氣缸14活塞15主軸四、高壓負(fù)荷開關(guān)表3-1常用負(fù)荷開關(guān)的外形、特點(diǎn)和用途四、高壓負(fù)荷開關(guān)表3-1常用負(fù)荷開關(guān)的外形、特點(diǎn)和用途五、高壓斷

29、路器1.高壓斷路器的基本參數(shù)2.油斷路器3.真空斷路器1.高壓斷路器的基本參數(shù)(1)額定電壓額定電壓是表征斷路器絕緣強(qiáng)度的參數(shù)。(2)額定電流額定電流是表征斷路器長期通過電流的能力，即斷路器允許長期連續(xù)通過且各部分溫度不會(huì)超過規(guī)定值的最大電流。(3)額定分?jǐn)嚯娏髦芷诜至坑行е邓潜碚鲾嗦菲鞣謹(jǐn)嗄芰Φ膮?shù)，即在額定電壓下，斷路器能可靠分?jǐn)嗟淖畲箅娏?，通常也簡稱為額定分?jǐn)嚯娏鳌?4)額定動(dòng)穩(wěn)定電流和額定關(guān)合電流額定動(dòng)穩(wěn)定電流是表征斷路器通過短時(shí)電流能力的參數(shù)，即通過最大非對稱短路電流時(shí)，斷路器能承受的電動(dòng)力效應(yīng)。1.高壓斷路器的基本參數(shù)(5)額定熱穩(wěn)定電流和額定熱穩(wěn)定時(shí)間額定熱穩(wěn)定電流也是表征斷路

30、器通過短時(shí)電流能力的參數(shù)，但它反映的是斷路器承受短路電流熱效應(yīng)的能力，其值和額定分?jǐn)嚯娏飨嗟?，相?yīng)的額定熱穩(wěn)定時(shí)間為2s，也可以采用4s和相應(yīng)的熱穩(wěn)定電流值。(6)分?jǐn)鄷r(shí)間和合閘時(shí)間從操動(dòng)機(jī)構(gòu)跳閘線圈接通跳閘脈沖起，到三相電弧完全熄滅時(shí)止的一段時(shí)間稱為斷路器的分?jǐn)鄷r(shí)間。2.油斷路器1)檢查導(dǎo)電桿和靜觸頭的接觸是否良好。2)檢查緩沖器的壓縮行程是否符合規(guī)定，三相緩沖器是否同時(shí)工作，最后位置是否一致，緩沖作用是否均衡，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)不應(yīng)有顯著的沖擊。3)檢查合閘限位裝置。4)測量導(dǎo)電桿總行程、壓縮行程，測量導(dǎo)電桿和靜觸頭的開斷距離，測量轉(zhuǎn)軸或拐臂從分閘到合閘的回轉(zhuǎn)角度及在合閘或分閘位置時(shí)與水平線的夾角。

31、2.油斷路器圖3-7SN1010型戶內(nèi)少油斷路器的外形和結(jié)構(gòu)1帽蓋2上接線端子3油標(biāo)4框架5油箱(絕緣筒)6絕緣子7下接線端子8主軸9基座3.真空斷路器(1)真空斷路器的滅弧原理以真空作為絕緣與滅弧介質(zhì)的斷路器稱為真空斷路器。(2)真空斷路器結(jié)構(gòu)真空斷路器一般都由真空滅弧室、操動(dòng)機(jī)構(gòu)和支撐部件等三大部分組成。(3)真空斷路器的特點(diǎn)(4)典型真空斷路器的主要技術(shù)參數(shù)見表3-2。(1)真空斷路器的滅弧原理圖3-8真空滅弧室的原理結(jié)構(gòu)圖1動(dòng)觸桿2波紋管3外殼4動(dòng)觸頭5屏蔽罩6靜觸頭(2)真空斷路器結(jié)構(gòu)圖3-9ZN1210型真空斷路器的結(jié)構(gòu)與外形圖a)結(jié)構(gòu)b)外形1上接線端2絕緣子3機(jī)構(gòu)箱4絕緣拉桿5

32、真空滅弧室6動(dòng)觸桿7下接線端(3)真空斷路器的特點(diǎn)1)真空介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度高，滅弧能力強(qiáng)。2)真空介質(zhì)不會(huì)老化。3)不需要采取冷卻電弧的技術(shù)措施，也不需要控制滅弧介質(zhì)流動(dòng)的強(qiáng)制措施。4)電弧能量小，斷路器使用壽命長。(4)典型真空斷路器的主要技術(shù)參數(shù)見表3-2。表3-2典型真空斷路器主要技術(shù)參數(shù)六、高壓熔斷器1.戶內(nèi)式高壓熔斷器2.戶外式高壓熔斷器圖3-10戶內(nèi)式高壓熔斷器的外形和結(jié)構(gòu)1瓷熔管2彈性觸片3出線端子4瓷絕緣子5底座1.戶內(nèi)式高壓熔斷器2.戶外式高壓熔斷器圖3-11RW4型戶外跌落式熔斷器1上接線端子2上靜觸頭3下靜觸頭4操作環(huán)5固定板6熔管7瓷絕緣子8下動(dòng)觸頭9下接線端子七、高壓真

33、空接觸器1.高壓真空接觸器的作用2.高壓真空接觸器的結(jié)構(gòu)1.高壓真空接觸器的作用高壓真空接觸器適用于310kV、三相交流50Hz的電力系統(tǒng)中，供通斷電路、頻繁起動(dòng)、控制高壓交流電動(dòng)機(jī)、電爐變壓器等高壓設(shè)備用。它與高壓限流式熔斷器等構(gòu)成組合單元配用于高壓開關(guān)柜中。2.高壓真空接觸器的結(jié)構(gòu)圖3-12ZJZ10型高壓真空接觸器的外形和結(jié)構(gòu)a)外形2.高壓真空接觸器的結(jié)構(gòu)圖3-12ZJZ10型高壓真空接觸器的外形和結(jié)構(gòu)(續(xù))b)結(jié)構(gòu)1螺母2框架3滅弧室4軟連接5絕緣子6觸頭彈簧7線圈8分閘彈簧9鐵心八、高壓開關(guān)柜圖3-13GG-1A(F)07S型固定式高壓開關(guān)柜的外形和基本結(jié)構(gòu)1母線2母線隔離開關(guān)3少

34、油斷路器4電流互感器5出線隔離開關(guān)6電纜頭7檢修門8端子箱門9操作板10斷路器的手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)11隔離開關(guān)操作手柄12儀表盤13上檢修門14、15觀察窗課題四 一、低壓電器概述表4-1常用低壓電器的用途和典型產(chǎn)品一、低壓電器概述表4-1常用低壓電器的用途和典型產(chǎn)品二、低壓斷路器1.塑殼式斷路器2.萬能框架式斷路器3.漏電斷路器1.塑殼式斷路器(1)基本結(jié)構(gòu)塑殼式斷路器結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，適于獨(dú)立安裝，多用作支路保護(hù)開關(guān)。(2)技術(shù)參數(shù)低壓斷路器的主要參數(shù)有：額定電壓、額定電流、極數(shù)、脫扣器類型及其額定電流整定范圍、電磁脫扣器整定范圍、主觸頭分?jǐn)嗄芰Φ取?3)選用原則(2)技術(shù)參數(shù)1)額定工作電壓。

35、2)額定絕緣電壓。3)殼架額定電流。4)斷路器額定電流。4-1A.TIF圖4-1塑殼式斷路器a)外形b)結(jié)構(gòu)c)原理d)符號1蓋2滅弧室3手柄4自由脫扣機(jī)構(gòu)5主軸6脫扣軸7熱雙金屬片8瞬時(shí)調(diào)節(jié)9下母線10熱組件11電磁脫扣器12軟連接13靜觸頭14動(dòng)觸頭15上母線16主觸頭17鉸鏈18搭鉤19支點(diǎn)20電流脫扣器21、24銜鐵22杠桿23彈簧25欠電壓脫扣器26發(fā)熱元件27雙金屬片(3)選用原則1)斷路器的額定工作電壓電路額定電壓。2)斷路器的額定電流電路計(jì)算負(fù)載電流。3)斷路器的額定短路通斷能力電路中可能出現(xiàn)的最大短路電流。4)電路末端單相對地短路電流1.25倍斷路器瞬時(shí)(或短延時(shí))脫扣器整定

36、電流。5)欠電壓脫扣器的額定電壓應(yīng)等于電路的額定電壓。2.萬能框架式斷路器萬能框架式斷路器主要用于交流配電網(wǎng)絡(luò)中，用來分配電能、保護(hù)電路及電源設(shè)備免受過載、欠電壓和短路等故障的危害。殼架電流630A及以下規(guī)格的萬能框架式斷路器可用來保護(hù)電動(dòng)機(jī)的過載、欠電壓和短路。萬能框架式斷路器的特點(diǎn)是具有一個(gè)鋼制框架(小容量的也有用塑料底板和金屬支架構(gòu)成框架)，所有部件都裝于框架內(nèi)，導(dǎo)電部分加以絕緣，其部件大都設(shè)計(jì)成可拆卸式的，便于安裝和制造。3.漏電斷路器(1)電磁式漏電斷路器工作原理電磁式漏電斷路器的工作原理如圖4-3所示，其結(jié)構(gòu)是在一般的塑殼式斷路器中增加一個(gè)能檢測剩余電流的感受組件(檢測電流互感器)

37、和剩余電流脫扣器。(2)電子式漏電斷路器工作原子式漏電斷路器(DZ15CE型)工作原理如圖4-4所示。3.漏電斷路器圖4-2常用的漏電斷路器外形(1)電磁式漏電斷路器工作原理圖4-3電磁式漏電斷路器工作原理(2)電子式漏電斷路器工作原子式漏電斷路器(DZ15CE型)工作原理如圖4-4所示。圖4-4電子式漏電斷路器(DZ15CE型)工作原理三、刀開關(guān)1.開啟式負(fù)荷開關(guān)2.封閉式負(fù)荷開關(guān)1.開啟式負(fù)荷開關(guān)(1)選用原則用于一般照明電路和功率小于5.5kW的電動(dòng)機(jī)控制電路中。(2)安裝要領(lǐng)開啟式負(fù)荷開關(guān)必須垂直安裝在控制屏或開關(guān)板上，合閘狀態(tài)時(shí)手柄應(yīng)朝上，不允許倒裝或平裝，以防發(fā)生誤合閘事故。(3)

38、操作維護(hù)開啟式負(fù)荷開關(guān)在分閘和合閘操作時(shí)，應(yīng)動(dòng)作迅速，使電弧盡快熄滅。1.開啟式負(fù)荷開關(guān)圖4-5HK系列開啟式負(fù)荷開關(guān)a) 外形b)結(jié)構(gòu)c)符號1瓷質(zhì)手柄2動(dòng)觸頭3出線座4瓷底座5靜觸頭6進(jìn)線座7膠蓋緊固螺釘8膠蓋2.封閉式負(fù)荷開關(guān)(1)選用原則適用于交流頻率50Hz、額定工作電壓為380V、額定工作電流小于400A的電路中，用于手動(dòng)不頻繁地接通和分?jǐn)鄮ж?fù)載的電路及實(shí)現(xiàn)電路末端的短路保護(hù)，也可用于控制15kW以下小容量交流電動(dòng)機(jī)不頻繁地直接起動(dòng)和停止。(2)安裝要領(lǐng)封閉式負(fù)荷開關(guān)必須垂直安裝于無強(qiáng)烈振動(dòng)和沖擊的場合，安裝高度一般離地不低于1.31.5m，外殼必須可靠接地。(3)操作維護(hù)進(jìn)行分、

39、合閘操作時(shí)，要站在開關(guān)的手柄外側(cè)，不準(zhǔn)面對開關(guān)，以免因意外故障電流使開關(guān)爆炸，鐵殼飛出傷人。2.封閉式負(fù)荷開關(guān)圖4-6封閉式負(fù)荷開關(guān)的外形和結(jié)構(gòu)1動(dòng)觸刀2靜夾座3熔斷器4進(jìn)線孔5出線孔6速斷彈簧7轉(zhuǎn)軸8手柄9罩蓋10罩蓋鎖緊螺栓四、轉(zhuǎn)換開關(guān)1.結(jié)構(gòu)分類2.選用說明3.安裝維護(hù)1.結(jié)構(gòu)分類圖4-7常用的轉(zhuǎn)換開關(guān)外形2.選用說明轉(zhuǎn)換開關(guān)選用時(shí)通常需考慮的因素有：按額定電壓和工作電流等選用合適的系列；按操作需要選定手柄形式和定位形式；按控制要求參照轉(zhuǎn)換開關(guān)樣本確定觸頭數(shù)量和接線圖編號；選擇面板型式及標(biāo)志。3.安裝維護(hù)1)安裝前必須用清潔柔軟的抹布仔細(xì)揩去開關(guān)觸頭盒和觸頭外露表面的塵埃。2)轉(zhuǎn)換開關(guān)一

40、般應(yīng)水平安裝在屏板上，但也可傾斜或垂直安裝。3)轉(zhuǎn)換開關(guān)的面板從屏板正面插入，并旋緊在面板雙頭螺栓上的螺母，使面板緊固于屏板上，安裝轉(zhuǎn)換開關(guān)要先拆下手柄，安裝好后再裝上手柄。4)有些型號(如LW2Y等)的轉(zhuǎn)換開關(guān)固定在屏板上時(shí)，必須預(yù)先從開關(guān)上拆下面板和固定墊板。5)在更換或修理損壞的零件時(shí)，拆開的零件必須除去塵埃和污垢，并在轉(zhuǎn)動(dòng)部分的表面涂上一層薄工業(yè)用凡士林，經(jīng)過裝配和調(diào)試后即可投入使用。3.安裝維護(hù)6)當(dāng)開關(guān)有故障時(shí)必須立即切斷電路，然后檢驗(yàn)是否有妨礙可動(dòng)部分正常轉(zhuǎn)動(dòng)的故障、檢驗(yàn)彈簧有無變形或失效、觸頭工作狀態(tài)和觸頭狀況是否正常等。五、交流接觸器1.結(jié)構(gòu)原理2.選用說明3.安裝維護(hù)1.結(jié)

41、構(gòu)原理圖4-8常用交流接觸器的外形a) CJ20系列交流接觸器b) 3TB系列交流接觸器c) B系列交流接觸器1.結(jié)構(gòu)原理圖4-9交流接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理示意圖a)結(jié)構(gòu)b)工作原理1反作用彈簧2主觸頭3觸頭壓力彈簧4滅弧罩5輔助常閉觸頭6輔助常開觸頭7動(dòng)鐵心8緩沖彈簧9靜鐵心10短路環(huán)11吸引線圈1.結(jié)構(gòu)原理圖4-10接觸器的符號a)吸引線圈b)主觸頭c) 輔助常開觸頭d) 輔助常閉觸頭2.選用說明(1)選擇接觸器主觸頭的額定電壓接觸器主觸頭的額定電壓應(yīng)大于或等于控制電路的額定電壓。(2)選擇主觸頭的額定電流接觸器控制電阻性負(fù)載時(shí)，主觸頭的額定電流應(yīng)等于負(fù)載的額定電流；接觸器控制電動(dòng)機(jī)負(fù)載時(shí)

42、，主觸頭的額定電流應(yīng)大于或稍大于電動(dòng)機(jī)的額定電流。(3)選擇接觸器吸引線圈的電壓當(dāng)控制電路簡單、使用電器較少時(shí)，為節(jié)省變壓器，可直接選用380或220的電壓。(4)選擇接觸器的觸頭數(shù)量及類型接觸器的觸頭數(shù)量、類型應(yīng)滿足電路的要求。3.安裝維護(hù)(1)安裝前的檢查(2)安裝時(shí)的注意事項(xiàng)(3)安裝后的檢查(1)安裝前的檢查1)檢查接觸器銘牌與吸引線圈的技術(shù)數(shù)據(jù)(如額定電壓、電流、操作頻率和通電持續(xù)率等)是否符合實(shí)際使用要求。2)檢查接觸器外觀有無機(jī)械損傷，并用手推動(dòng)接觸器活動(dòng)部分，要求產(chǎn)品動(dòng)作靈活、無卡住現(xiàn)象，并應(yīng)檢查有無雜物落入接觸器內(nèi)部。3)對新買來的或已擱置很久的接觸器，最好作解體檢查，重點(diǎn)檢

43、查產(chǎn)品內(nèi)部有無缺損零件，并用汽油擦凈鐵心表面上的防銹油脂或清除粘結(jié)在表面的銹垢。4)測量吸引線圈電阻，檢查與調(diào)整觸頭的開距、超程、初壓力與終壓力，并使各極觸頭動(dòng)作同步。5)檢查產(chǎn)品的絕緣電阻。(2)安裝時(shí)的注意事項(xiàng)1)按規(guī)定留有適當(dāng)?shù)娘w弧空間，以免飛弧燒壞相鄰器件。2)安裝位置應(yīng)正確，除特殊訂貨外，一般安裝在垂直面上，即使是直動(dòng)式的接觸器也不得隨意安裝，安裝位置應(yīng)符合使用說明書上的規(guī)定，安裝時(shí)其傾斜角不得超過5，否則會(huì)影響接觸器的動(dòng)作特性。3)安裝與接線時(shí)，注意勿使零件失落而掉入電器內(nèi)部。(3)安裝后的檢查1)滅弧罩必須完整無缺且固定牢靠，絕不允許不帶滅弧罩或帶破損滅弧罩運(yùn)行。2)檢查接線正確

44、無誤后，應(yīng)在主觸頭不帶電的情況下操作幾次，然后測量產(chǎn)品的動(dòng)作值，測量值須符合產(chǎn)品規(guī)定要求。3)對于新調(diào)換的真空接觸器，應(yīng)測量其真空度，測量值必須符合規(guī)定要求。課題五 一、繼電保護(hù)概述1.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2.繼電保護(hù)裝置的組成3.繼電保護(hù)裝置的基本要求1.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)1)故障點(diǎn)通過很大的短路電流和電弧使故障設(shè)備燒壞。2)通過短路電流時(shí)所產(chǎn)生的熱和電動(dòng)力使系統(tǒng)設(shè)備縮短使用壽命；3)因電壓降低破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響產(chǎn)品質(zhì)量；破壞系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，產(chǎn)生振蕩，甚至使整個(gè)系統(tǒng)瓦解。2.繼電保護(hù)裝置的組成(1)測量部分測量被保護(hù)元件工作狀態(tài)的物理量，并和已給的整定值進(jìn)行比較，從而判斷保護(hù)是否應(yīng)該

45、起動(dòng)。(2)邏輯部分根據(jù)測量部分各輸出量的大小、性質(zhì)、出現(xiàn)的順序等，使保護(hù)裝置按一定的邏輯程序工作，最后傳到執(zhí)行部分。(3)執(zhí)行部分根據(jù)邏輯部分送的信號，最后完成保護(hù)裝置所擔(dān)負(fù)的任務(wù)，如發(fā)出信號、跳閘或不動(dòng)作等。2.繼電保護(hù)裝置的組成圖5-1繼電保護(hù)裝置的組成3.繼電保護(hù)裝置的基本要求(1)選擇性要求選擇性是指保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小，以保證系統(tǒng)中的無故障部分仍能繼續(xù)安全運(yùn)行，如圖5-2所示。(2)速動(dòng)性要求速動(dòng)性是指盡可能快地切除故障。(3)靈敏性要求靈敏性是指繼電保護(hù)裝置對保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。(4)可靠性要求可靠性是指在規(guī)定

46、的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了屬于它應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置不應(yīng)該拒絕動(dòng)作；而在其他不屬于它應(yīng)該動(dòng)作的情況下，則不應(yīng)該誤動(dòng)作。3.繼電保護(hù)裝置的基本要求圖5-2選擇性要求保護(hù)二、常用保護(hù)繼電器和電流互感器1.電流繼電器2.電壓繼電器3.過電流繼電器4.中間繼電器5.信號繼電器6.差動(dòng)繼電器7.沖擊繼電器8.電流互感器1.電流繼電器圖5-3DL10系列電流繼電器a)實(shí)物圖b)結(jié)構(gòu)示意圖1電磁鐵2線圈3可動(dòng)銜鐵4反作用彈簧5動(dòng)觸點(diǎn)6靜觸點(diǎn)7調(diào)整把手8刻度盤2.電壓繼電器電壓繼電器與電流繼電器結(jié)構(gòu)基本相同，區(qū)別主要在于前者為電壓線圈，后者為電流線圈。電壓繼電器有過電壓繼電器和欠電壓繼電器兩種。過電壓繼電器

47、只在線圈電壓超過一定數(shù)值時(shí)才動(dòng)作；欠電壓繼電器只在線圈電壓低于一定數(shù)值時(shí)才動(dòng)作，且其線圈是長期帶電的。常用的電磁式電壓繼電器有DJ100、DY20C和DY30系列。DY30系列整流式電壓繼電器由于是將交流電壓經(jīng)電阻降壓、二極管整流后加在線圈兩端的，所以它解決了DJ100、DY20C型欠電壓繼電器因可動(dòng)系統(tǒng)本身振動(dòng)引起的軸承磨損問題。3.過電流繼電器(1)感應(yīng)式過電流繼電器(2)整流式過電流繼電器整流式過電流繼電器一般由變流器及其可動(dòng)部分、單極晶體管驅(qū)動(dòng)電路和執(zhí)行繼電器等三大部分組成。3.過電流繼電器圖5-4常用過電流繼電器a)JL12過電流延時(shí)繼電器b)JSL15型定時(shí)限過電流繼電器c)EOC

48、R3MS/FMS智能過電流繼電器(1)感應(yīng)式過電流繼電器圖5-5感應(yīng)式過電流繼電器的結(jié)構(gòu)1電磁鐵2短路環(huán)3鋁盤4可動(dòng)框架5彈簧6永久磁鐵7蝸桿8扇形齒輪9突柄10銜鐵11薄鋼片12觸點(diǎn)13時(shí)限螺桿14動(dòng)作時(shí)間調(diào)整值指示器15、19插銷16時(shí)限調(diào)整螺釘17檔板18線圈(2)整流式過電流繼電器圖5-6LL13A型整流式過電流繼電器原理圖4.中間繼電器圖5-7常用的中間繼電器5.信號繼電器(1)額定值線圈電壓有直流220V、110V、48V、24V和12V五種；電流額定值為0.014A，共17檔。(2)觸點(diǎn)容量220V直流電感性負(fù)載電路中，觸點(diǎn)容量不大于30W；220V交流電路中，觸點(diǎn)容量不大于20

49、0W。(3)功率消耗電流線圈功率消耗不大于0.3W，電壓線圈功率消耗不大于3W。5.信號繼電器圖5-8信號繼電器的結(jié)構(gòu)1電磁鐵2彈簧3銜鐵4信號牌5復(fù)位手柄6觀察孔7動(dòng)觸點(diǎn)8靜觸點(diǎn)9線圈6.差動(dòng)繼電器圖5-9BCH2型差動(dòng)繼電器a)外形b)縱差保護(hù)原理7.沖擊繼電器圖5-10極化繼電器1工作線圈2返回線圈3電磁鐵4可動(dòng)銜鐵5永久磁鐵6觸點(diǎn)7.沖擊繼電器圖5-11JC2型沖擊繼電器工作原理a)負(fù)電源復(fù)歸b)正電源復(fù)歸8.電流互感器1)一相接線如圖5-13a所示。2)兩相V形接線如圖5-13b所示。3)兩相電流差接線如圖5-13c所示。4)三相接線如圖5-13d所示。5)零序接線如圖5-13e所示

50、。8.電流互感器圖5-12穿心式電流互感器外形和結(jié)構(gòu)示意圖a)外形b)結(jié)構(gòu)示意圖圖5-13電流互感器在三相交流電路中的接線方式a)一相接線b)兩相V形接線c)兩相電流差接線d)三相圖形接線e)零序接線三、典型繼電保護(hù)方式1.電流繼電保護(hù)2.差動(dòng)保護(hù)3.欠電壓保護(hù)4.零序電流保護(hù)及絕緣監(jiān)視5.自動(dòng)重合閘1.電流繼電保護(hù)1)定時(shí)限過電流繼電保護(hù)電路原理如圖5-14a所示。2)反時(shí)限過電流繼電保護(hù)原理如圖5-14b所示。3)電流速斷保護(hù)原理如圖5-14c所示。4)電流速斷和定時(shí)限過流保護(hù)原理如圖5-14d所示。圖5-14過電流保護(hù)裝置原理圖a)定時(shí)限過電流保護(hù)原理b)反時(shí)限過流保護(hù)原理c)電流速斷保

51、護(hù)原理d)電流速斷和定時(shí)限過電流保護(hù)原理2.差動(dòng)保護(hù)圖5-15縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)安裝接線圖a)/型變壓器差動(dòng)保護(hù)接線b)/型變壓器差動(dòng)保護(hù)接線3.欠電壓保護(hù)圖5-16低電壓閉鎖的過電流保護(hù)原理4.零序電流保護(hù)及絕緣監(jiān)視圖5-17零序電流保護(hù)原理4.零序電流保護(hù)及絕緣監(jiān)視圖5-18絕緣監(jiān)視裝置原理圖5.自動(dòng)重合閘(1)電力線路正常運(yùn)行時(shí)電力線路正常運(yùn)行時(shí)，控制開關(guān)SA1、選擇開關(guān)SA2處于合閘位置(ON)，電源“”經(jīng)FU1SA2的、重合閘繼電器KRC的端電阻容C重合閘繼電器KRC的端熔斷器FU2電源“”，組成的電流回路給C充電，電位左正右負(fù)。(2)電力線路發(fā)生短時(shí)性故障時(shí)電力線路發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝

52、置動(dòng)作，斷路器QF的跳閘線圈YR得電，QF跳閘，QF的輔助觸點(diǎn)全部復(fù)位，而SA1仍在合閘位置。5.自動(dòng)重合閘(3)電力線路發(fā)生持續(xù)性故障時(shí)一次重合閘成功后，若電力線路的故障為持續(xù)性故障，則斷路器重合閘后保護(hù)裝置使斷路器再次跳閘，由于C來不及充電到足以使中間繼電器KA線圈動(dòng)作的電壓值(充電持續(xù)時(shí)間與電容器C和充電電阻R4的數(shù)值有關(guān)，一般充電時(shí)間常數(shù)為1520s)，故KA拒動(dòng)，防止連續(xù)合閘。5.自動(dòng)重合閘圖5-19重合閘裝置接線原理四、電氣二次回路接線和分析1.二次回路2.二次回路檢查3.二次回路異常分析1.二次回路(1)二次回路定義二次設(shè)備包括監(jiān)視及測量用儀表、繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置所用電器、控制開

53、關(guān)和信號設(shè)備以及操作電源和控制電纜等一系列輔助電氣設(shè)備，它在保證一次設(shè)備正常工作、安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和科學(xué)管理等多方面起著重要的作用。(2)二次回路圖二次回路圖是用來表達(dá)二次回路各設(shè)備之間電氣聯(lián)接關(guān)系的圖紙。(2)二次回路圖1)原理圖。2)展開圖。3)安裝接線圖。 屏面布置圖：主要表現(xiàn)的是二次設(shè)備在屏面具體位置的詳細(xì)安裝尺寸。將安裝尺寸按一定比例畫出，并標(biāo)出與原理圖一致的文字符號和數(shù)字符號。屏面布置的一般要求是：屏頂安裝母線，屏后兩側(cè)安裝端子排和熔斷器，屏上方安裝少量的電阻、信號燈、光字牌、按鈕、控制開關(guān)和有關(guān)模擬電路等。 端子排圖：端子排是屏內(nèi)與屏外各安裝設(shè)備之間連接轉(zhuǎn)換的元件。端子按用途不同可分

54、為普通型端子、連接型端子、試驗(yàn)型端子、標(biāo)記型端子、特殊型端子及標(biāo)準(zhǔn)型端子等。 屏背面接線圖：又稱為盤后接線圖，是根據(jù)展開圖、屏面布置圖與端子排圖為依據(jù)而畫出的，是屏內(nèi)配線、接線和查線的主要參考。屏背面接線圖主要表示屏內(nèi)設(shè)備的連線。(2)二次回路圖 二次電纜敷設(shè)圖：指在一次設(shè)備布置圖上畫出電纜溝、預(yù)埋管線、電纜槽、直接埋地的實(shí)際走向以及在此電纜溝內(nèi)電纜支架上排列的圖樣。具體規(guī)定是：二次電纜敷設(shè)一般要求使用控制電纜，電纜應(yīng)選用多芯；當(dāng)芯數(shù)截面積小于1.5mm2時(shí)，電纜芯數(shù)不超過30芯；芯數(shù)截面積為2.5mm2時(shí)，電纜芯數(shù)不宜超過24芯；大于7芯的控制電纜應(yīng)留備用芯；接入同一安裝屏內(nèi)兩側(cè)端子的電纜芯

55、數(shù)超過6芯以上時(shí)，應(yīng)采用單獨(dú)電纜；計(jì)量表電流回路的電纜截面積不小于2.5mm2；控制信號回路用控制電纜截面積不小于1.5mm2。圖5-20端子排示意圖2.二次回路檢查(1)二次回路的巡視檢查二次回路的巡視檢查往往會(huì)被值班人員忽視。2.二次回路檢查(2)二次回路綜合檢查項(xiàng)目二次設(shè)備應(yīng)無塵土，以保證其絕緣良好，應(yīng)定期對二次線、端子排、控制儀表和繼電器等進(jìn)行清掃，清掃時(shí)要謹(jǐn)慎，嚴(yán)防誤觸電或引起誤動(dòng)；檢查表針指示是否正確，有無異常；檢查監(jiān)視燈、指示燈是否正確，光字牌是否良好，保護(hù)壓板是否在要求的投、切位置；檢查信號繼電器是否掉牌；檢查警鈴、蜂鳴器是否良好；檢查繼電器的觸點(diǎn)、線圈外觀是否正常，運(yùn)行是否有

56、異常現(xiàn)象；檢查保護(hù)的操作部件，如熔斷器、電源開關(guān)、保護(hù)方式切換開關(guān)、連接片、電流和電壓回路的試驗(yàn)部件是否處在正確位置并接觸良好；檢查各類保護(hù)的工作電源是否正?？煽?。2.二次回路檢查(3)繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置投停操作的有關(guān)規(guī)定正常情況下，繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置投入運(yùn)行或退出運(yùn)行的操作，應(yīng)遵照值班調(diào)度員或值班長的命令執(zhí)行。(4)帶電清掃二次線時(shí)的注意事項(xiàng)值班員帶電清掃二次線時(shí)，使用的清掃工具應(yīng)干燥，金屬部分應(yīng)包好、絕緣，工作時(shí)應(yīng)將手表摘下(特別是金屬表帶的手表)，清掃工作人員應(yīng)穿長袖工作服，戴棉線手套，工作時(shí)必須小心謹(jǐn)慎，不應(yīng)用力抽打，以免損壞設(shè)備元件或弄斷線頭及防止繼電器由于振動(dòng)而誤動(dòng)。3.二次回路異

57、常分析(1)繼電保護(hù)裝置異常分為保護(hù)裝置拒動(dòng)和保護(hù)裝置誤動(dòng)兩種情況。(2)制動(dòng)裝置異常制動(dòng)裝置異常主要是重合閘裝置拒動(dòng)，其原因主要有：重合閘裝置掉電；斷路器合閘回路接觸不良；重合閘裝置內(nèi)部時(shí)間繼電器或中間繼電器線圈斷線或接觸不良；重合閘裝置內(nèi)部電容器或充電回路故障；重合閘連接片接觸不良；防跳躍中間繼電器的常閉觸點(diǎn)接觸不良；合閘熔斷器熔斷或合閘接觸器損壞。3.二次回路異常分析(3)繼電保護(hù)回路常見的異常繼電保護(hù)回路常見的異常有：繼電器故障，線圈冒煙，回路斷線；繼電器觸點(diǎn)粘連分不開或接觸不良；保護(hù)連接片未投、誤投、誤切；繼電器觸點(diǎn)振動(dòng)較大或位置不正確。(4)中央信號裝置異常(1)繼電保護(hù)裝置異常1

58、)保護(hù)裝置拒動(dòng)設(shè)備發(fā)生故障后，由于繼電保護(hù)的原因使斷路器不能動(dòng)作跳閘，稱為保護(hù)裝置拒動(dòng)。2)保護(hù)裝置誤動(dòng)保護(hù)裝置誤動(dòng)的原因主要有：直流系統(tǒng)多點(diǎn)接地，使得中間繼電器或跳閘線圈勵(lì)磁動(dòng)作；運(yùn)行中保護(hù)整定值變化，使保護(hù)裝置失去選擇性；保護(hù)裝置接線錯(cuò)誤，或極性接反；保護(hù)整定值計(jì)數(shù)或調(diào)試不正確，如整定值過小，用戶負(fù)荷增大過多；雙回路供電線路其中一回路停電，另一條線路運(yùn)行保護(hù)未按規(guī)定改大整定值等造成誤跳閘；保護(hù)回路工作的安全措施不當(dāng)，如未斷開應(yīng)拆開的接線端子和聯(lián)跳連接片，誤碰、誤觸及、誤接線等，使斷路器誤跳閘；電壓互感器二次斷線，如電壓互感器的熔斷器熔斷，有些斷線閉鎖不可靠的保護(hù)裝置可能誤動(dòng)，在此情況下，一

59、般會(huì)有“電壓回路斷線”信號、電壓表指示不正確。(4)中央信號裝置異常1)事故報(bào)警信號不響。2)預(yù)告信號不動(dòng)作電氣設(shè)備發(fā)生異常時(shí)，相應(yīng)的預(yù)告信號不動(dòng)作，其原因有：警鈴故障；沖擊繼電器故障；預(yù)告信號回路不通等。課題六 一、變電所設(shè)計(jì)1.企業(yè)變電所接線選擇2.主變壓器的臺數(shù)及容量確定1.企業(yè)變電所接線選擇圖6-1單變壓器接線形式1.企業(yè)變電所接線選擇圖6-2有備用變壓器的接線形式2.主變壓器臺數(shù)與容量選擇1)主變壓器臺數(shù)的選擇。2)變壓器型式的選擇。3)主變壓器容量的確定。4)主變壓器電能損耗的計(jì)算。二、變電所布置1. 35110kV變電所布置2. 610kV變電所布置3.箱式變電站1. 35110

60、kV變電所布置1)靠近負(fù)荷中心。2)節(jié)約用地，不占或少占耕地及經(jīng)濟(jì)效益高的土地。3)與城鄉(xiāng)或工礦企業(yè)規(guī)劃相協(xié)調(diào)，便于架空和電纜線路的引入和引出。4)交通運(yùn)輸方便。5)周圍環(huán)境宜無明顯污穢，如空氣污穢時(shí)，所址宜設(shè)在受污源影響最小處。6)具有適宜的地質(zhì)、地形和地貌條件(例如避開斷層、滑坡、塌陷區(qū)、溶洞地帶、山區(qū)風(fēng)口和有危巖或易發(fā)生滾石的場所)，所址宜避免選在有重要文物或開采后對變電所有影響的礦藏地點(diǎn)，否則應(yīng)征得有關(guān)部門的同意。1. 35110kV變電所布置7)所址標(biāo)高宜在50年一遇高水位之上，否則，所區(qū)應(yīng)有可靠的防洪措施或與地區(qū)(工業(yè)企業(yè))的防洪標(biāo)準(zhǔn)相一致，但仍應(yīng)高于內(nèi)澇水位。8)應(yīng)考慮職工生活上