电气设备培训(课件)

变电站电气设备及运行高低压电气设备培训高低压电气设备培训课件课件1变电站电气设备及运行水电厂核电厂工厂电气化铁路风力发电机变电所居民终端变电所220kV110kV火电厂枢纽变电站110kV2变电站电气设备及运行 一次系统二次系统一次系统一次系统 :构成电能生产、输送、分配和使用的构成电能生产、输送、分配和使用的系统，称为一次系统系统，称为一次系统 .二次系统二次系统 :对一次系统进行保护、监控、测量、对一次系统进行保护、监控、测量、控制的系统，称为二次系统。控制的系统，称为二次系统。电气一次系统的设备称为电气一次系统的设备称为 一次设备一次设备 ，电气二次，电气二次系统的设备，称为系统的设备，称为 二次设备二次设备 。电气设备电气设备一次设备一次设备二次设备二次设备系统3变电站电气设备及运行电气一次设备电气一次设备 生产和转换电能的设备 开关电器。用来接通或断开电路。 限流电器 载流导体 补偿设备 仪用互感器 防御过电压设备 绝缘子 接地装置4变电站电气设备及运行4.1高低压电器4.1.1电气设备的额定参数一、电气设备的额定电压 额定电压 就是国家规定的电气设备标准的电压等级，是电气设备设计时所依据的电压值。在这一电压下工作时，电气设备的技术经济性能能够达到最佳状态，保证可靠长期运行。第一类额定电压 是指 100伏及以下的额定电压第二类额定电压 是指 100 1000伏之间的额定电压额定电压为额定电压为 1000伏以下伏以下 电气设备称为电气设备称为 低压设备低压设备 ， 1000伏伏及以上及以上 的电气设备称为的电气设备称为 高压设备高压设备 。第三类额定电压 是指 1000伏及其以上的电压等级。5变电站电气设备及运行一般我们习惯上称一般我们习惯上称将将 3千伏千伏 35千伏称为千伏称为 中压中压110千伏、千伏、 220千伏称为千伏称为 高压高压330千伏、千伏、 500千伏称为千伏称为 超高压超高压700千伏、千伏、 1000千伏称为千伏称为 特高压特高压220/380伏为伏为 低压低压6变电站电气设备及运行我国采用的周围介质额定温度如下：我国采用的周围介质额定温度如下： 电力变压器和大部分电器电力变压器和大部分电器 (如断路器、隔离开关如断路器、隔离开关、互感器等、互感器等 )的额定周围空气温度取为的额定周围空气温度取为 40 。 敷设在敷设在 空气中空气中 的母线、电缆和绝缘导线等为的母线、电缆和绝缘导线等为 25。 埋设埋设 地下地下 的电力电缆的额定泥土温度为的电力电缆的额定泥土温度为 25 。 二、电气设备的额定电流二、电气设备的额定电流电气设备的电气设备的 额定电流额定电流 是指周围介质在额定是指周围介质在额定环境温度时，其绝缘和载流导体及其连接环境温度时，其绝缘和载流导体及其连接的长期发热温度不超过极限值所允许长期的长期发热温度不超过极限值所允许长期通过的通过的 最大电流值最大电流值 。7变电站电气设备及运行额定容量额定容量 的规定条件与额定电流相同的规定条件与额定电流相同。变压器额定容量用视在功率。变压器额定容量用视在功率 (kVA)表示；发电机的原动机只能提供有功表示；发电机的原动机只能提供有功功率，所以一般以有功功率功率，所以一般以有功功率 (kW)表示表示；当其额定容量用视在功率表示时，；当其额定容量用视在功率表示时，需表明功率因数。电动机也多用有功需表明功率因数。电动机也多用有功功率表示。功率表示。三、电气设备的额定容量三、电气设备的额定容量8变电站电气设备及运行4.1.2电弧的基本知识 电弧 实际上也就是开关两个触头之间空气（或其它绝缘介质）局部被击穿，形成的一个气体导电通道。一、什么是电弧带负荷拉刀闸9变电站电气设备及运行二、电弧的危害 1.开关电器开断电路时，触头 虽已分开 ，但实际 并未真正断开。2.电弧温度极高电弧温度极高 , 很容易烧坏开关触头；触头附近很容易烧坏开关触头；触头附近的绝缘物也会遭受破坏；还会引起短路故障、开关的绝缘物也会遭受破坏；还会引起短路故障、开关电器爆炸、形成火灾等危害电力系统的安全运行。电器爆炸、形成火灾等危害电力系统的安全运行。3.电弧是一束能导电的气体，它的质量很轻，在电动电弧是一束能导电的气体，它的质量很轻，在电动力、热力作用下能迅速移动、伸长、弯曲和变形，就力、热力作用下能迅速移动、伸长、弯曲和变形，就很容易造成很容易造成 飞弧短路和伤人飞弧短路和伤人 。 10变电站电气设备及运行三、熄灭交流电弧的方法三、熄灭交流电弧的方法 1.迅速拉长电弧迅速拉长电弧 ：提高断路器的分闸速度，采用多：提高断路器的分闸速度，采用多断口结构等。断口结构等。2.吹弧吹弧 ：利用气体或绝缘油吹动电弧，使电弧拉长：利用气体或绝缘油吹动电弧，使电弧拉长、冷却，这是高压断路器的主要熄弧手段。、冷却，这是高压断路器的主要熄弧手段。3.采用真空采用真空 ：减少碰撞游离的可能性，迅速恢复介：减少碰撞游离的可能性，迅速恢复介质绝缘强度。质绝缘强度。4.弧隙并联电阻弧隙并联电阻 ：主要用来提高断路器的熄弧能力：主要用来提高断路器的熄弧能力。通常在。通常在 220千伏及以上线路断路器上使用。千伏及以上线路断路器上使用。5. 提高弧隙介质压力提高弧隙介质压力 ：有利于加强正负离子复合。：有利于加强正负离子复合。 11变电站电气设备及运行4.1.3高压开关电器 仅用来在正常工作情况下，断开和闭合仅用来在正常工作情况下，断开和闭合 正常工正常工作电流作电流 的开关电器，如高压负荷开关。的开关电器，如高压负荷开关。 仅用来断开故障情况下的仅用来断开故障情况下的 过负荷电流或短路电过负荷电流或短路电流流 的开关电器，如高压熔断器。的开关电器，如高压熔断器。 既用来既用来 断开和闭合正常工作电流断开和闭合正常工作电流 ，也用来，也用来 断开断开和闭合过负荷电流或短路电流和闭合过负荷电流或短路电流 的开关电器，如高压的开关电器，如高压断路器。断路器。 不要求断开或闭合电流不要求断开或闭合电流 ，只用来对被检修的电，只用来对被检修的电气设备气设备 隔离隔离 电压的开关电器，如隔离开关等。电压的开关电器，如隔离开关等。12变电站电气设备及运行一、高压断路器一、高压断路器 （一）高压断路器的用途（一）高压断路器的用途 高压断路器在电网中起两方面的作用：一是高压断路器在电网中起两方面的作用：一是 控控制作用制作用 ，即根据电网运行的需要，将部分电气，即根据电网运行的需要，将部分电气设备或线路投入或退出运行（设备或线路投入或退出运行（ 开闭正常工作电开闭正常工作电流流 ）；二是）；二是 保护作用保护作用 ，即在电气设备或电力线，即在电气设备或电力线路发生故障时，继电保护或自动装置发出跳闸路发生故障时，继电保护或自动装置发出跳闸信号，使断路器断开，将故障设备或线路从电信号，使断路器断开，将故障设备或线路从电网中迅速切除，确保电网中无故障部分的正常网中迅速切除，确保电网中无故障部分的正常运行（运行（ 断开短路电流断开短路电流 ）。）。 13变电站电气设备及运行（二）高压断路器的基本结构（二）高压断路器的基本结构 高压断路器的基本结构：主要包括电路高压断路器的基本结构：主要包括电路 通断元件通断元件 、绝缘支撑元件绝缘支撑元件 、 操动机构操动机构 及及 基座基座 等几部分等几部分 1-通断元件；2-绝缘支撑元件；3-操动机构；4-基座断路器基本结构示意图 14变电站电气设备及运行（三）高压断路器的类型（三）高压断路器的类型 按安装地点分按安装地点分户外高压断路器户外高压断路器户内高压断路器户内高压断路器按灭弧介质按灭弧介质及灭弧原理及灭弧原理六氟化硫（ SF6）断路器真空断路器油断路器压缩空气断路器等。 多油断路器少油断路器15变电站电气设备及运行类型类型按结构布置分按结构布置分支柱式（或称瓷柱式）支柱式（或称瓷柱式）罐式罐式六氟化硫全封闭组合式六氟化硫全封闭组合式按其灭弧方式分按其灭弧方式分 有双压式有双压式单压式16变电站电气设备及运行1.六氟化硫断路器 17变电站电气设备及运行1 接线端子； 2 绝缘筒 (内有气缸和触头 )； 3 下接线端子； 4 操动机构箱； 5 小车； 6 断路弹簧SF6断路器灭弧室结构和工作示意图1 静触头； 2 绝缘喷嘴； 3 动触头； 4 气缸 (连同动触头由操动机构传动 )； 5 压气活塞 (固定)； 6 电弧LN2-10型高压 SF6断路器18变电站电气设备及运行六氟化硫气体的六氟化硫气体的 绝缘性能绝缘性能 和和 灭弧性能灭弧性能 比其比其它灭弧介质明显的优越，六氟化硫断路器它灭弧介质明显的优越，六氟化硫断路器的的 体积小、开断容量大、开断性能优异、体积小、开断容量大、开断性能优异、电寿命长、检修间隔时间长电寿命长、检修间隔时间长 （一般（一般 10年不年不检修，有的还提出检修，有的还提出 20年不检修）、年不检修）、 无噪音无噪音公害、无火灾公害、无火灾 危险。危险。特点特点19变电站电气设备及运行2.真空断路器 ZN28A-12户内交流高压真空断路器ZN12B型 35kV户内真空断路器20变电站电气设备及运行21变电站电气设备及运行常 用 的 真 空 灭 弧 室陶瓷灭弧室 玻璃灭弧室 真空灭弧室由动静触头、屏蔽罩、波纹管、玻壳 (玻璃、陶瓷或树脂材料制成的外壳 )等组成， 22变电站电气设备及运行23变电站电气设备及运行真空断路器的特点是真空断路器的特点是 动作快、操作噪音小动作快、操作噪音小、无污染、电气及机械寿命长、体积小、无污染、电气及机械寿命长、体积小、重量轻、能防火、防爆、检修方便重量轻、能防火、防爆、检修方便 。适用。适用于作发电厂、变电站等输配电系统的控制于作发电厂、变电站等输配电系统的控制或保护开关，尤其适用于开断重要负荷及或保护开关，尤其适用于开断重要负荷及频繁操作的场所。频繁操作的场所。 特点特点24变电站电气设备及运行3.油断路器油断路器油断路器分为 多油 断路器 和 少油 断路器 两种 SW6-110少油断路器 25变电站电气设备及运行铝帽下接线端子上接线端子SN10-10型高压少油断路器绝缘筒基座主轴框架油标断路弹簧26变电站电气设备及运行多油断路器多油断路器 中油作为灭弧介质，以及作为触头在分中油作为灭弧介质，以及作为触头在分闸位置时其间的绝缘，同时油还作为断路器导电部闸位置时其间的绝缘，同时油还作为断路器导电部分对地的绝缘。多油断路器耗油及钢材均多，但使分对地的绝缘。多油断路器耗油及钢材均多，但使用性能可靠，气候适应性较强。用性能可靠，气候适应性较强。 少油断路器少油断路器 中利用少量的变压器油作为灭弧介质以中利用少量的变压器油作为灭弧介质以及触头间的绝缘，油不做对地绝缘。少油断路器导及触头间的绝缘，油不做对地绝缘。少油断路器导电部分对地的绝缘主要靠电瓷、环氧玻璃布和环氧电部分对地的绝缘主要靠电瓷、环氧玻璃布和环氧树脂件。少油断路器耗用钢材及油量均少，价格较树脂件。少油断路器耗用钢材及油量均少，价格较为低廉，曾在电力系统中广泛使用，目前国内用量为低廉，曾在电力系统中广泛使用，目前国内用量仍较大；电压等级一般为仍较大；电压等级一般为 220千伏及以下。千伏及以下。 特点特点27变电站电气设备及运行压缩空气断路器压缩空气断路器 是一种以压缩空气气体作为灭是一种以压缩空气气体作为灭弧、绝缘和传动介质的断路器（我国一般选用弧、绝缘和传动介质的断路器（我国一般选用的压力为的压力为 20大气压）。在大气压）。在 1929 1930年开始用年开始用于输配电系统中，曾发展为高压断路器的主要于输配电系统中，曾发展为高压断路器的主要品种之一，额定电压世界水平已达到品种之一，额定电压世界水平已达到 1200千伏千伏。压缩空气断路器的主要缺点是压缩空气断路器的主要缺点是 结构较为复杂，结构较为复杂，加工精度与装配要求都较高加工精度与装配要求都较高 ， 需要附设空气压需要附设空气压缩装置，开断性能远不如六氟化硫断路器缩装置，开断性能远不如六氟化硫断路器 ，所，所以目前压缩空气断路器已逐渐不被使用。以目前压缩空气断路器已逐渐不被使用。4.压缩空气断路器压缩空气断路器28变电站电气设备及运行（四）高压断路器运行维护 1.断路器巡视检查项目 1) 断路器的 分、合位置指示 应正确（与当时实际的运行工况相符）。2) 断路器 不过热 （如示温蜡片不熔化，变色漆不变色）。3）断路器内部 无异常声响 (漏气声、振动声、放电声 )。4） 套管、支持绝缘子 洁净、无裂痕，无放电声和电晕放电。5) 引线的连接部位 接触良好无过热，引线驰度适中。6) 断路器 接地部分 完好。7) 断路器 环境良好 。户外断路器栅栏完好，设备附近无杂草和杂物，防雨帽无鸟窝；户内配电装置室的门窗、通风及照明应良好。8) 油断路器的 油位 在正常允许的范围之内， 油色 透明无碳黑悬浮物， 无渗、漏油 痕迹，放油阀门关闭紧密。9）六氟化硫断路器每日定时记录 SF6气体压力和温度 。10） 真空断路器灭