《发电厂电气部分》PPT课件.ppt

第1 章 绪论 教学目的：建立电力系统的概念,了解电气设备 的额 定电压及额定电流。 复习旧课：回顾已经学习过的基础课程 重 点：电力系统，发电厂的基本概念 难 点：电能质量 引入新课： 1.1 电力工业发展概况及前景 1.2 电力系统基本概念 1.1 电力工业发展概况及前景 电力先行 世界第一座发电厂是1875年巴黎北火车站建成，直流发电机，做照 明用。 1.1.1 全国: 我国第一座火电12KW上海（1882年） 第一座水电2240KW昆明滇池石龙坝（1912年） （1）18821949年：185万千瓦、43亿千瓦时，居25位、进口设备 、 集中沿海。110kV线路2条共72万kW。 （2）19491978年：5712万kW、2566亿千瓦时，分别居8、7位。 （3）19781995年：总装机容量突破2亿千瓦；1996年居第二位； 2000年总装机容量突破3亿千瓦； 2004年6月全国装机已突破4亿kW ，2004年上半年全国发电量共计 9908.51亿KWh。 福建为306.9 亿KWh。 在建工程：三峡2670万千瓦，多年平均年发电量840亿kWh。云南 小湾水电站670万千瓦，广西龙滩水电站760万千瓦。 发展趋势：大机组、大电厂、大容量、超高压、大电网、高自动化。 位于雅鲁藏布江的墨脱水电站，经查勘研究，其装机容量可达4380 万kW， 多年平均年发电量2630亿kWh。 20032010年新增装机45217万千瓦，年均5490万千瓦，预估 年均投资额6588亿元，总投资额46446亿元；20102020年新增 装机88775万千瓦，年均实际新增7546万KW，预估年均投资为 9055亿元，总投资90550亿元。截止到2004年8月，我国已有运行 核电机组9台和在建机组2台，运行机组装机容量达到7010兆瓦， 约占全国发电总装机容量的1.63%；核电厂的累计发电量为438亿 千瓦时，占全国总发电量的2.3%。连云港田湾核电站核电站为台 万千瓦级压水堆核电机组，分两期建设，一期建设规模为二 台机组，目前一台机组已投入运行。 水电资源：经统计，全国单站装机500kW及以上的可开发水电站共 11000余座，总装机容量3,7853万kW，多年平均年发电量1,9233亿 kWh。据1993年的初步估算，经济可开发资源为：装机容量 2,9000万kW,多年平均年发电量1,2600亿kWh。 112 我省 19081949年：1908年福州耀华电灯公司15马力柴油发电供200盏灯 始至1949年仅建33座仅7473千瓦、670万千瓦时（为全国的1.6） 。 19492000年：1100万千瓦、480亿千瓦时； 2004年，我省装机容量达1542.2万千瓦。 还有许多大中型水火电厂在建。如漳州候市电厂（6600MW）将是国内 最大的火电厂。 1.2 电力系统基本概念 1.2.1 电力系统 1电力系统：由发电厂、升压变电所、输电线路、降压变电所及电力 用户所组成的统一整体； 2动力系统：电力系统加上带动发电机转动的动力装置构成的整体。 3电力网： （1）定义：由各类升压变电所、输电线路、降压变电所组成的电能传 输 和分配的网络。 （2）分类： 按供电范围、输送功率和电压等级分：地方电力网和区域电力网。 按电压等级电力网分：低压（1kV及以下）、高压（1330kV）、 超高压（3301000kV）和特高压（1000kV以上）几种。 4发电厂： （1）定义：把其他形式的一次能源转变成二次能源的一种特殊工厂。 （2）分类： 1）按能源分： 火力发电厂：燃料（煤石油）化学能电能 凝汽式、供热式火电厂 水力发电厂：水的位能电能 按集中落差分： 堤坝式、引水式、混合式 按厂房结构与位置分：坝后式、坝内式、河床式、地下式 按运行方式分：有调节、无调节（径流式）、抽水蓄能式电站 核能发电厂：核反应堆电能 还有：风力发电站、潮汐发电站等，此外还有地热发电、太阳能发 电、垃圾发电和沼气发电等。 2）按发电厂的规模和供电范围分：区域性发电厂、地方发电厂和 自备专用发电厂等。 5变电站： （1）定义：变电站是汇集电源、升降电压和分配电力的场所，是联系 发电厂和用户的中间环节。 （2）分类： 1）按其变压分：升压、降压 2）按其地位和作用分： 枢纽变电站：330KV及以上 中间变电站：330KV220KV 地区变电站：220 KV 110KV 企业变电站：35KV220KV 终端变电站：10110KV 1.2.2 电力系统的优越性 （1）提高了电力网运行的可靠性 （2）提高了供电的稳定性 （3）提高了发电的经济性 1.2.3电力系统运行的特点及运行要求 1.特点： （1）生产、分配、输送、再分配具有同时性； （2）正常输电过程和故障过程都非常迅速； （3）电力系统的地区性特点较强，组成情况不尽相同； （4）电能生产与国民经济、人民生活的关系密切。 2.基本要求： （1）保证供电的安全可靠性 、类负荷 （2）保证电能的良好质量 （3）保证足够的发电功率和发电量 （4）保证电力系统运行的稳定性 （5）保证电力系统运行的经济性 小结新课： 1、电力系统、电力网概念 2、电能质量指标 第1 章 绪论 教学目的：建立电力系统的概念,了解电气设备 的额 定电压及额定电流。 复习旧课：回顾已经学习过的基础课程 重 点：电力系统，发电厂的基本概念 难 点：电能质量 引入新课： 1.3 电气设备概述及额定参数 1.3 电气设备概述及额定参数 1.3.1主要电气设备 1一次设备 （1）概念:直接参与生产、输送和分配电能的电气设备称为一次设备 （1）分类: 1）能量转换设备:发电机、变压器、电动机、电容器 2）开关设备：用于电路的接通和开断。断路器、熔断器、负荷开 关、隔离开关 3）载流导体：母线、绝缘子和电缆等 4）互感器:电压互感器和电流互感等 5）电抗器和避雷器 2二次设备 对电气一次设备的工作状况进行监测、控制和保护的辅助性电气设 备称为二次设备。如电气仪表，继电器，自动控制设备，信号及控制 电 缆等。 1.3.2 电气设备的额定参数 用以表明电气设备在一定条件下的长期工作最佳运行状态的特征量 的值叫做额定参数。主要有额定电压、额定电流和额定容量。 1额定电压 （1）概念：电气设备的额定电压是按长期正常工作时具有最大经济效 果 所规定的电压。为使电气设备实现标准化和系列化生产，国家规定了 标 准电压系列如表1-5所示。 （2）用电设备和电力网的额定电压 我国用电设备的额定电压与电力网的额定电压是相等的。 Ue= (Ua+Ub)/2， 5% （3）发电机额定电压 1）可直配发电机（100MW） G.e1.05w.e （0.4、6.3、10.5）。 2）不可直配发电机（100MW） 13.8、15.75、18、20kV等四种。 （4）变压器额定电压 表1-5 我国交流电力网和电气设备的额定电压（线间电压，单位kv） 用电设备 额定电压 与 电力网额定 电压 发电 机额定 电压 变压 器额定电压 原边绕组 副边绕组 接电力网 接发电 机 0.230.220.230.23 0.400.380.400.40 33.1533.15 3.15及3.3 66.366.36.3及6.6 1010.51010.510.5及11 353538.5 606066 110110121 220220242 330330 363 500500550 750750825 1）一次绕组 不与发电机直接相连（降压变） T1.ew.e 与发电机直接相连（升压变、厂变） T1.eG.e1.05w.e 2）二次绕组 系指空载值 d7.5或高压侧为35kV及以上 T2.e1.10w.e d7.5或高压侧为35kV以下或短线路 T2.e1.05w.e （5）举例说明 2额定电流 （1）我国基准环境温度的规定 （2）概念：电气设备的额定电流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的长期发热温度不超过极限值所允许长期通过 的 最大电流值。 3.额定容量 Pe Se cos e ee 、 e ee cose 小结新课：发电机、变压器额定电压的确定； 额定电流的定义。 布置作业：补充 第2 章 电力系统中性点的运行方式 v教学目的：了解电力系统中性点各种接地方式的工作特点及 v 应用范围。 v复习旧课： v电力系统的概念及常用的电压级； v发电机和变压器额定电压的确定 v电力系统的中性点的概念：泛指运行中星形连接的 发电机和变压 v 器的中性点。 v中性点接地方式的提出：是个比较复杂的技术经济问题（可靠 v 性、过电压、绝缘配合、装置动作、弱电干扰及系统稳定）。 v重 点：电压及电流关系分析 v难 点：中性点不接地系统发生单相接地时电压和电流的大小及 v 相位关系。 引入新课： 2.1中性点不接地系统 2.1中性点不接地系统 2.1.1正常运行情况 简化等值电路 如图相间及对地电容对称分布，对地电容用集中电容 表示，相间电容略。 电压及电流关系分析 节点电压定律N0，相量图：上图b 结论 电源中性点与地同电位，各相的相电压等于各相的对地电压（不大 的中性点位移电压略）； 各相对地电容电流的大小相等c0xc，它们的相量和为零 ，地中没有电容电流通过。 2.2.2 单相接地故障 简化等值电路 假定C相完全接地，如下图。 电压及电流关系分析 如上图b 结论： 中性点对地电压升为相值（-c）； 故障相对地电压为零，非故障相升为线值且相位改变; 相对中性点电压和线电压仍不变，用户不知； 接地点流过的电容电流是正常每相对地电容电流的倍，即c co 架空线路c350 (2.73.3)10-3 (A) 电缆线路c0.1 (A) 总接地电容电流： 不完全接地 均比完全接地略有变化。 电网的工作状态及处理 接地电流产生的弧光接地： cA：瞬时性自然熄灭； c30A：稳定性烧毁设备多相短路； c10A：间歇性串联谐振过电压,高达2.53.5x 。 可以继续工作不超过二小时，但应采取必要措 施。用户承受的线电 压正常；系统按线电压绝缘；一次绕组为额定相电压的电压互感器 饱和，超过 二小时易烧毁。 措施：通过监察装置发现、寻找、排除、转移负荷。 小结新课： 中性点不接地系统发生单相接地时电压和电流的大小及相位关系 ； 中性点不接地系统发生单相接地时用户继续工作的时间、原因及 采取的措施。 布置作业： 第2 章 电力系统中性点的 运行方式 教学目的：了解电力系统中性点各种接地方式 的工 作特点及应用范围 复习旧课： 电力系统的概念及常用的电压级； 发电机和变压器额定电压的确定 电力系统的中性点的概念：泛指运行中星 形 连接的发电机和变压器的中性点。 中性点接地方式的提出：是个比较复杂的 技术经济问题（可靠性、过电压、绝缘配合、 装置动作、弱电干扰及系统稳定）。 重 点：电压及电流关系分析 难 点：中性点不接地系统发生单相接地时电 压和 电流的大小及相位关系。 引入新课： 2.2中性点经消弧线圈接地系统 2.3 中性点直接接地系统 2.4 中性点不同接地方式的比较和应用范围 2.2中性点经消弧线圈接地系统 2.2.1消弧线圈的工作原理 正常运行（理想）情况 0L，消弧线圈不起作用。 单相接地故障 (如C相完全接地) 电压及电流关系分析 电压关系与不接地系统相同； 在习惯规定方向下,L和C在接地处相互抵消而实现补偿。 消弧线圈的简单构造原理 单相油浸式，带分段气隙铁芯，分接头有档，型号XDJ(L)-35 。 2.2.2 适用范围 35kV及以下接地电流不满足中性点绝缘系统规定值时采用； 个别雷害严重的地区110kV系统不得已采用 2.2.3 补偿方式 完全补偿 LC即； 串联谐振过电压危及绝缘。 欠补偿 LC； 切除线路或频率下降可能谐振。 过补偿 LC10A； 补偿容量的选择 h.e1.35cx 5. 消弧线圈的安装地点 发电厂的发电机或厂变的中性点；变电所主变的中性点。 2.3 中性点直接接地系统 单相接地 中性点始终为地的零电位不位移，形成接地短路，巨大的短路电流使 保 护动作断路器迅速切除接地故障部分，避免接地点的电弧持续。 特点 供电可靠性差，通过来纠正； d(1)可能大于d(3)且单相磁场对弱电干扰； 不产生过电压，设备绝缘水平低20，造价低。 2.4 中性点不同接地方式的比较和应用范围 2.4.1中性点不同接地方式的比较 1、供电可靠性 2、过电压与绝缘水平 3、继电保护 4、对通讯的干扰 5、系统稳定性 2.4.2中性点运行方式的应用范围 1直接接地系统： 380220V三相四线制系统； 110kV及以上的系统。 2不接地系统： 380V三相三线制系统； 接地电流不超过规定值的60kV及以下高压系统： kV系统，c30A，否则采用经消弧线圈接地； 10kV系统，c20A，否则采用经消弧线圈接地； 2060kV系统，c10A，否则采用经消弧线圈接地； 发电机电压侧系统cA，否则采用经消弧线圈接地。 小结新课： 1.补偿原理及方式； 2.直接接地系统的特点； 3电力系统中性点各种运行方式的比较与适用范围。 布置作业： 第3章 电弧及电气触头的基 本理论 教学目的：了解电弧产生与熄灭的因素及直流 电弧 与交流电弧的熄灭特点，灭弧的方法及 装置 复习旧课：1.中性点补偿原理及方式； 2.直接接地系统的特点； 3.电力系统中性点各种运行方式的 比较 与适用范围。 重 点：电弧的形成 难 点：电弧的特性 引入新课： 3.1电弧的形成和熄灭 3.2 直流电弧的特性及熄灭 3.1电弧的形成和熄灭 3.1.1电弧的形成 1概念：在触头开断有一定电压和电流的电路时，触头间产生强烈而 又刺眼的亮光的现象。(1020V，80100mA) 绝缘气体或绝缘油受热分解出气体游离产生的自由电子导电自持 放电 2特点：气体导电（轻、易变形）；温度极高（亮度大） 3游离过程的四种形式： 热电子发射 强电场发射 碰撞游离：由高速运动的电子作用产生； 热游离：由中性质点热运动碰撞产生。 4电弧的形成 阴极发射（起因）碰撞游离（重要因素）击穿（量变到质变） 热游离（主要因素）维持发展 3.1.2电弧的熄灭 1去游离 正、负质点相互吸引中和为中性质点。 2方式 复合 异性质点靠近而相互中和的现象。 冷却 扩散 带电质点逸出弧柱外的现象。 吹弧 3熄弧条件 游离与去游离谁主导？ 4熄灭电弧的基本方法：削弱游离过程，加强去游离过程。主要措施 为： （1） 提高触头间的开断速度 （2） 冷却电弧 （3） 增大绝缘介质气体压力 （4） 吹弧 （5） 将触头置于真空密室中 3.2 直流电弧的特性及熄灭 3.2.1 直流电弧的特性 电弧电压沿弧长的分布 阴极压降区 10-4cm，正空间梯度1020V与电弧电流无关而与阴 极及介质有关。 弧柱区 与电流、弧长和介质及其状态有关。 阳极压降区 为阴极区的几倍，负空间梯度与电弧电流有关，电流 越大压降越小。 沿弧长电压降 h123 短弧和长弧的概念及电弧稳定的条件。 电弧的伏安特性 hf(h) 图34 3.2.2 直流电弧熄灭的条件 （或稳定燃烧方程与静态伏安特性脱离） 3.2.3 直流电弧的熄灭方法 灭弧的途径：（1）增高弧隙的静态伏安特性 （2）增大回路电阻或减小电源电压 熄灭方法: 1.拉长电弧 2.开断电路时在电路中逐级串人电阻 3.在断口上装灭弧栅 4.冷却电弧 新课小结：1.电弧的形成和熄灭 2.直流电弧的特性和熄灭及灭弧方法 作业： 第3章 电弧及电气触头的基 本理论 教学目的：了解交流电弧的特性和灭弧的方法 ；电 气触头的结构、要求和接触电阻。 复习旧课：1.电弧的形成和熄灭 2.直流电弧的特性和熄灭及灭弧方法 重 点：接触电阻 难 点：交流电弧的特性 引入新课： 33 交流电弧的特性及熄灭 34 电气触头 33 交流电弧的特性及熄灭 3.3.1 交流电弧的伏安特性 图310 3.3.2 交流电弧的熄灭条件 1.弧隙介质强度的恢复过程 2.弧隙电压恢复过程 3.交流电弧熄灭的条件： Ud(t) Ur(t) （或两曲线无交点） 3.3.3 交流电弧的灭弧方法 1. 空气中交流电弧的熄灭 (1) 拉长电弧 (2) 磁吹熄弧 (3) 气吹熄弧： 2. 油中交流电弧的熄灭方法 （1）静止油中电弧的熄灭 （2）吹弧型油中电弧的熄灭 3. 六氟化硫气体灭弧 4. 真空灭弧 34 电气触头 3.4.1 概述 1、概念：通过接触传导电流的两个或以上的金属导体的端接部分。 2、触头的接触形式：点、线、面接触 3、接触电阻：接触电阻是指收缩电阻和表面膜电阻之和 4、触头电阻：接触电阻和触头体电阻之和 5、影响接触电阻的因素及降低其值的措施： （1）触头材料：铜铝过渡接头片 （2）接触压力： （3）接触形式：点、线、面接触的用途 （4）接触面的加工情况：平而不是光 3.4.2 对电气触头的要求 （1）结构可靠 （2）由良好的导电性能和接触性能。 （3）通过规定的电流时，发热温度不超过规定值。 （4）开断规定容量的电流时有足够的抗熔焊和抗电弧烧伤能力。 （5）通过短路电流时，具有足够的动稳定和热稳定。 3.4.3 触头的分类和结构 1. 按接触面的形式划分 （1） 平面触头 （2） 线触头 （3） 点触头 2. 按结构形式划分 （1）可断触头 （2）固定触头 （3）滑动触头 新课小结：1.交流电弧的特性和熄灭及灭弧方法 2.电气触头 作业： 第第4 4章电气设备及载流导体章电气设备及载流导体 教学目的：了解高压断路器、隔离开关和负荷开关教学目的：了解高压断路器、隔离开关和负荷开关 的用途、技术参数、结构及工作原理的用途、技术参数、结构及工作原理 复习旧课：复习旧课：1 1、交流电弧特性和熄灭方法、交流电弧特性和熄灭方法 2 2、电气触头、电气触头 重重 点：高压断路器、隔离开关和负荷开关的点：高压断路器、隔离开关和负荷开关的 工作原理工作原理 难难 点：高压断路器、隔离开关和负荷开关的结构点：高压断路器、隔离开关和负荷开关的结构 引入新课：引入新课： 4.1 4.1 高压开关电器高压开关电器 4.1 4.1 高压开关电器高压开关电器 4.1.1 4.1.1 概述概述 1 1、开关电器概念：直接用于正常投切和故障切除电路的电气、开关电器概念：直接用于正常投切和故障切除电路的电气 一次设备称为开关电器。一次设备称为开关电器。 2 2、分类：、分类： （1 1）按电压高低分类：高压开关电器和低压开关电器两类）按电压高低分类：高压开关电器和低压开关电器两类 （2 2）按安装场所分类：户内式和户外式两类）按安装场所分类：户内式和户外式两类 （3 3）按功能分类：断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器和）按功能分类：断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器和 组合式开关电器（高压负荷开关熔断器）组合式开关电器（高压负荷开关熔断器） 4.1.2 4.1.2 高压断路器高压断路器 1 1、用途：、用途：控制（操作）作用；控制（操作）作用；保护作用保护作用 2 2、基本要求：、基本要求： （1 1）工作可靠）工作可靠 （2 2）具有足够的开断能力）具有足够的开断能力 （3 3）动作快速）动作快速 （4 4）具有自动重合闸性能）具有自动重合闸性能 （5 5）结构简单，经济合理）结构简单，经济合理 3 3、基本参数、基本参数 （1 1）额定电压：指断路器长时间运行能承受的正常工作电压。最高 ）额定电压：指断路器长时间运行能承受的正常工作电压。最高 电压对于 电压对于10220kV10220kV的为的为1.151.15倍额定电压，对于倍额定电压，对于330kV330kV及以上为 及以上为 1.11.1倍额定电压。倍额定电压。 （2 2）额定电流：指断路器的触头结构和导电部分在规定环境温度下）额定电流：指断路器的触头结构和导电部分在规定环境温度下 允许通过的长期工作电流，其相应的发热温度不会超过国家标 允许通过的长期工作电流，其相应的发热温度不会超过国家标 准。准。 （3 3）额定开断电流：指断路器在额定电压下能可靠开断的最大短路）额定开断电流：指断路器在额定电压下能可靠开断的最大短路 电流的有效值。 电流的有效值。 （4 4）额定开断容量：断路器的开断能力也可间接用开断容量 ）额定开断容量：断路器的开断能力也可间接用开断容量 来来 表示，在三相电路中其大小等于额定电压与额定开断电流的 表示，在三相电路中其大小等于额定电压与额定开断电流的 倍倍 （5 5）动稳定电流：表明断路器在冲击短路电流作用下，承受电动力）动稳定电流：表明断路器在冲击短路电流作用下，承受电动力 的能力。其值由导电和绝缘等部件的机械强度决定。 的能力。其值由导电和绝缘等部件的机械强度决定。 （6 6）热稳定电流：表明断路器承受短路电流热效应的能力。用通电）热稳定电流：表明断路器承受短路电流热效应的能力。用通电 时间（一般取 时间（一般取4S4S）和最大电流有效值来综合表示。）和最大电流有效值来综合表示。 （7 7）开断时间：从操作机构跳闸线圈接通跳闸脉冲起，到三相电弧完 ）开断时间：从操作机构跳闸线圈接通跳闸脉冲起，到三相电弧完 全熄灭时止的一段时间称为断路器的开断时间，它等于断路器的全熄灭时止的一段时间称为断路器的开断时间，它等于断路器的 固有分闸时间 固有分闸时间 和熄弧时间和熄弧时间 之和，即 之和，即 4 4、操动机构、操动机构 （1 1）组成：）组成： 操动部分：由动力机构、扣住机构、脱扣机构和自由脱扣机构等组 操动部分：由动力机构、扣住机构、脱扣机构和自由脱扣机构等组 成成 传动部分：由拉杆、提升机构、缓冲机构等组成 传动部分：由拉杆、提升机构、缓冲机构等组成 （2 2）分类：手动型、电磁型、液压型、气压型和弹簧型等）分类：手动型、电磁型、液压型、气压型和弹簧型等 （3 3）基本要求：）基本要求： 1 1）具有足够的合闸功率）具有足够的合闸功率 2 2）能维持断路器处在合闸位置，不因外界震动和其他原因产生误）能维持断路器处在合闸位置，不因外界震动和其他原因产生误 分 分 闸功率。闸功率。 3 3）有可靠的分闸装置和足够的分闸速度）有可靠的分闸装置和足够的分闸速度 4 4）具有自由脱扣装置）具有自由脱扣装置 5 5）要保证分、合动作准确、连续，即分后准备合、合后准备分。）要保证分、合动作准确、连续，即分后准备合、合后准备分。 6 6）结构简单、体积小、价格低廉。）结构简单、体积小、价格低廉。 5 5、高压断路器的分类、高压断路器的分类 （1 1）油断路器：可分为多油断路器和少油断路器）油断路器：可分为多油断路器和少油断路器 （2 2）压缩空气断路器）压缩空气断路器 （3 3）真空断路器。）真空断路器。 （4 4）六氟化硫（ ）断路器）六氟化硫（ ）断路器 6 6、高压断路器的基本结构和灭弧过程、高压断路器的基本结构和灭弧过程 （1 1）少油断路器）少油断路器 少油断路器分为户内式和户外式。少油断路器分为户内式和户外式。 1 1）SN10SN10系列户内式少油断路器系列户内式少油断路器: :图图4 43 3 2 2）SWSW系列户外式少油断路器：图系列户外式少油断路器：图4 45 5 （2 2） 断路器断路器 1 1） 断路器的发展断路器的发展 2 2） 气体的特点气体的特点 3 3） 断路器的灭弧装置断路器的灭弧装置 4.1.34.1.3隔离开关隔离开关 1 1、作用和分类、作用和分类 作用：（作用：（1 1）隔离电源，保证安全；（）隔离电源，保证安全；（2 2）倒闸操作；）倒闸操作； （3 3）接通或切断小电流电路。）接通或切断小电流电路。 分类：（分类：（1 1）按装设地点的不同，分为户内式和户外式两种。）按装设地点的不同，分为户内式和户外式两种。 （ （2 2）按绝缘支柱数目分为单柱式、双柱式和三柱式三种。）按绝缘支柱数目分为单柱式、双柱式和三柱式三种。 （ （3 3）按动触头运动方式，可分为水平旋转式、）按动触头运动方式，可分为水平旋转式、 垂直旋转式、摆动式和插入式等。 垂直旋转式、摆动式和插入式等。 （ （4 4）按有无接地闸刀，可分为无接地闸刀、）按有无接地闸刀，可分为无接地闸刀、 一侧有接地闸刀、两侧有接地闸刀三种。 一侧有接地闸刀、两侧有接地闸刀三种。 （ （5 5）按操动机构的不同，分为手动式，）按操动机构的不同，分为手动式， 电动式、气动式和液动式等。 电动式、气动式和液动式等。 （ （6 6）按极数分为单极、双极、三极三种。）按极数分为单极、双极、三极三种。 2 2、操作原则、操作原则 3 3、结构、结构 （1 1）户内式隔离开关）户内式隔离开关 （2 2）户外隔离开关）户外隔离开关 1 1）单柱式隔离开关 ）单柱式隔离开关 2 2）双柱式隔离开关 ）双柱式隔离开关 3 3）三柱式隔离开关）三柱式隔离开关 4.1.44.1.4高压熔断器高压熔断器 1 1、基本知识、基本知识 （1 1）基本构成和工作原理）基本构成和工作原理 结构：熔断器主要由金属熔件（又称熔体）、支持熔件的结构：熔断器主要由金属熔件（又称熔体）、支持熔件的 触头、灭弧装置和绝缘底座等四部分构成。触头、灭弧装置和绝缘底座等四部分构成。 工作原理：熔断器的工作过程由以下四个阶段组成：工作原理：熔断器的工作过程由以下四个阶段组成： 1 1）熔断器的熔件因过载和短路而加热到熔化温度；）熔断器的熔件因过载和短路而加热到熔化温度； 2 2）熔件的熔化和气化；）熔件的熔化和气化； 3 3）触头之间的间隙击穿，产生电弧；）触头之间的间隙击穿，产生电弧； 4 4）电弧熄灭，电路被断开。）电弧熄灭，电路被断开。 基本要求：基本要求： 1 1）有良好和稳定的导电性能，能长期安全地）有良好和稳定的导电性能，能长期安全地 通过允许电流而不发生误熔断。 通过允许电流而不发生误熔断。 2 2）有较低的熔点。熔点高不仅使正常工作温度偏高，）有较低的熔点。熔点高不仅使正常工作温度偏高， 对触头、金属材料和绝缘材料均不利，而且延长 对触头、金属材料和绝缘材料均不利，而且延长 了了 加热熔化的时间，不利于熔断器的快速动作。 加热熔化的时间，不利于熔断器的快速动作。 3 3）有利于灭弧。）有利于灭弧。 （2 2）熔件材料）熔件材料: : 铅锡合金、 铅、 铅锡合金、 铅、 锌、锌、 铜铜 、 银 银 200C200C、 327C327C、420C420C、1080C1080C、960C960C （3 3）分类）分类 按安装地点分：户内式和户外式；按安装地点分：户内式和户外式； 按使用电压分：高低熔断和低压熔断器；按使用电压分：高低熔断和低压熔断器； 按灭弧方法及结构特点的不同分：瓷插式、封闭产气式按灭弧方法及结构特点的不同分：瓷插式、封闭产气式 、 封闭填料式和产气纵吹式等； 封闭填料式和产气纵吹式等； 按限流特性分为限流式和非限流式。按限流特性分为限流式和非限流式。 （4 4）技术参数）技术参数 1 1）熔断器的额定电压）熔断器的额定电压 2 2）熔断器的额定电流）熔断器的额定电流 3 3）熔体额定电流）熔体额定电流 4 4）熔断器的开断电流）熔断器的开断电流 （5 5）保护特性）保护特性 图图4 41818 2 2、高压熔断器的结构、高压熔断器的结构 （1 1）户内高压熔断器）户内高压熔断器 镀银康铜丝焊小锡球镀银康铜丝焊小锡球 石英砂填充石英砂填充 7.5A7.5A固定于瓷芯固定于瓷芯 熔断指示器熔断指示器 RN1RN1：电力线路和配电变压器：电力线路和配电变压器 RN2RN2：电压互感器：电压互感器 （2 2）外高压熔断器）外高压熔断器 1 1）RWRW系列跌落式熔断器 系列跌落式熔断器 2 2）RWRW型限流熔断器型限流熔断器 4.1.54.1.5高压负荷开关高压负荷开关 1 1、用途及类型、用途及类型 （ （1 1）用途）用途 （ （2 2）类型）类型 2 2、 结构结构 （ （1 1）户内式负荷开关）户内式负荷开关 （ （2 2）户外式负荷开关）户外式负荷开关 新课小结：断路器、隔离开关、熔断器和负荷开关的作用、新课小结：断路器、隔离开关、熔断器和负荷开关的作用、 分类及工作原理。 分类及工作原理。 作业：作业： 第第4 4章章 电气设备及载流导体电气设备及载流导体 教学目的：了解高压断路器、隔离开关和负荷 教学目的：了解高压断路器、隔离开关和负荷 开关的用途、技术参数、结构及工 开关的用途、技术参数、结构及工 作原理 作原理 复习旧课：复习旧课：断路器、隔离开关、熔断器和负荷断路器、隔离开关、熔断器和负荷 开关的作用、分类及工作原理。 开关的作用、分类及工作原理。 重重 点：互感器的工作原理及接线方式 点：互感器的工作原理及接线方式 难难 点： 点： 误差分析误差分析 引入新课：引入新课： 4.24.2 互感器（一） 互感器（一） 4.24.2互感器（一）互感器（一） 4.2.1 4.2.1 互感器的作用：图互感器的作用：图4 42626 广泛应用于电压等级的交流电路中，是一、二次设备 广泛应用于电压等级的交流电路中，是一、二次设备 之间的重要联络元件，其作用：之间的重要联络元件，其作用： （1 1）变压或变流，正确反应一次系统的运行状态；）变压或变流，正确反应一次系统的运行状态； （2 2）隔离高压，保证工作人员安全；）隔离高压，保证工作人员安全； （3 3）使二次元件标准化、小型化，方便遥测；）使二次元件标准化、小型化，方便遥测； （4 4）安装方便，便于实现集中管理和远方监控测量。）安装方便，便于实现集中管理和远方监控测量。 4.2.24.2.2电流互感器电流互感器 工作特点：图工作特点：图4 42727 1 1）一次绕组串联在电路中，并且匝数很少；故一次）一次绕组串联在电路中，并且匝数很少；故一次 绕组中的电流完全取决于被测电路的负荷电流，绕组中的电流完全取决于被测电路的负荷电流， 而与二次电流大小无关；而与二次电流大小无关； 2 2）电流互感器二次绕组所接仪表的电流线圈阻抗很小，）电流互感器二次绕组所接仪表的电流线圈阻抗很小， 所以正常情况下，电流互感器在近于短路的状态下运行。所以正常情况下，电流互感器在近于短路的状态下运行。 3 3）运行中的电流互感器二次回路不允许开路）运行中的电流互感器二次回路不允许开路 ， 否则会在开路的两端产生高电压危及人身安全否则会在开路的两端产生高电压危及人身安全 或使电流互感器发热损坏。或使电流互感器发热损坏。 （开路的危害： （开路的危害： ， ， 0 0时危害：时危害： （ （1 1） 21032103104V104V， 将危及二次元件和人身安全； 将危及二次元件和人身安全； （ （2 2）铁芯饱和铁芯饱和磁滞涡流磁滞涡流热烧毁；热烧毁； （ （3 3）剩磁）剩磁测量不准确。测量不准确。 ） 2 2、误差、误差 采用继电保护的方法分析采用继电保护的方法分析 （1 1）电流误差：）电流误差： （2 2）相位误差：）相位误差： 与 与 之间的夹角之间的夹角 3 3、准确度等级和额定容量、准确度等级和额定容量 （1 1）电流互感器的准确度等级：表电流互感器的准确度等级：表4 41 1 10 10误差曲线是指在保证电流互感器误差不超过误差曲线是指在保证电流互感器误差不超过1010 的条件下，一次电流倍数的条件下，一次电流倍数n n与电流互感器允许最大二次与电流互感器允许最大二次 负载阻抗负载阻抗 的关系曲线。的关系曲线。 （2 2）电流互感器的额定容量：电流互感器的额定容量： 由于电流互感器的二次电流为标准值，故其容量由于电流互感器的二次电流为标准值，故其容量 也常用额定二次阻抗来表示。也常用额定二次阻抗来表示。 4 4、接线、接线 图 图 4-29 4-29 电流互感器的常见接线方式电流互感器的常见接线方式 （a a）单相接线：测一相电流，用于三相对称电路。）单相接线：测一相电流，用于三相对称电路。 图图4-294-29（a a） （b b）完全星形接线：测三相电流，用于不对称）完全星形接线：测三相电流，用于不对称 或或380380220V220V电路。电路。 图图4-294-29（b b） （c c）不完全星形接线：广泛用于小接地短路电流系统。）不完全星形接线：广泛用于小接地短路电流系统。 图图4-294-29（d d） （d d）两相差接线：用于励磁或自动装置中。）两相差接线：用于励磁或自动装置中。 5 5、分类和结构、分类和结构 （ （1 1）电磁式电流互感器的分类）电磁式电流互感器的分类 1 1）按安装地点可分为户内式和户外式）按安装地点可分为户内式和户外式 2 2）按安装方式可分为穿墙式、支持式和装入式）按安装方式可分为穿墙式、支持式和装入式 3 3）按绝缘可分为干式、浇注式、油浸式等）按绝缘可分为干式、浇注式、油浸式等 4 4）按一次绕组匝数可分为单匝和多匝式）按一次绕组匝数可分为单匝和多匝式 （ （2 2）电磁式电流互感器的结构）电磁式电流互感器的结构 （3 3）光电式电流互感器特点与原理介绍）光电式电流互感器特点与原理介绍 优点：优点： 1 1） 优良的绝缘性能以及便宜的价格优良的绝缘性能以及便宜的价格 2 2） 不含铁芯，消除了磁饱和及铁磁谐振等问题不含铁芯，消除了磁饱和及铁磁谐振等问题 3 3） 抗电磁干扰性能好，低压边无开路高压危险抗电磁干扰性能好，低压边无开路高压危险 4 4） 动态范围大，测量精度高，频率响应范围宽动态范围大，测量精度高，频率响应范围宽 5 5）体积小、重量轻）体积小、重量轻 6 6）适应了电力计量和保护数字化、微机化和自动化）适应了电力计量和保护数字化、微机化和自动化 发展的潮流发展的潮流 （4 4）混合式光纤电流互感器的工作原理：）混合式光纤电流互感器的工作原理： 新课小结：电流互感器的原理、作用、分类、误差及接线。新课小结：电流互感器的原理、作用、分类、误差及接线。 作业：作业： 第第4 4章章 电气设备及载流导体电气设备及载流导体 教学目的：了解高压断路器、隔离开关和负荷开关教学目的：了解高压断路器、隔离开关和负荷开关 的用途、技术参数、结构及工作原理 的用途、技术参数、结构及工作原理 复习旧课：复习旧课： 电流互感器的原理、作用、分类、误差电流互感器的原理、作用、分类、误差 及接线。 及接线。 重重 点：点： 互感器的工作原理及接线方式互感器的工作原理及接线方式 难难 点：点： 误差分析误差分析 引入新课：引入新课： 4.24.2互感器互感器（二二） 4.24.2互感器互感器（二二） 4.2.24.2.2电压互感器电压互感器 1 1、工作特点、工作特点 （1 1） 二次负荷小且恒定：仅几十几百伏安二次负荷小且恒定：仅几十几百伏安 （2 2）二次阻抗大，接近空载，不影响一次系统）二次阻抗大，接近空载，不影响一次系统 （3 3）运行中的电流互感器二次回路不允许短路）运行中的电流互感器二次回路不允许短路 2 2、误差、误差 （1 1）电压误差：）电压误差： （2 2）相位误差 与 之间的夹角）相位误差 与 之间的夹角 （3 3）准确等级和额定容量）准确等级和额定容量 1 1）准确等级：）准确等级：0.20.2、0.50.5、1 1、3 3 表表4 42 2 2 2）额定容量：是指对应于最高准确级的容量）额定容量：是指对应于最高准确级的容量 最大容量最大容量 3 3、接线、接线 （1 1）台单相双绕组接线）台单相双绕组接线 图图4-34(a)4-34(a)、(b)(b) 35kV 35kV及以下测某一相对地电压和相间电压。及以下测某一相对地电压和相间电压。 （2 2）单台单相双绕组接线）单台单相双绕组接线 图图4-34(c) 4-34(c) 35kV35kV及以下测线、对中电压，但及以下测线、对中电压，但CACA误差大；误差大； （3 3）三台单相三绕组）三台单相三绕组0 00 0接线接线 图图4-34(d)4-34(d) 万能接线，它广泛用于万能接线，它广泛用于3 3220kV220kV系统。系统。 4 4、分类和结构、分类和结构 （1 1）电磁式电压互感器的分类电磁式电压互感器的分类 电压互感器按其特征分类如下：电压互感器按其特征分类如下： 1 1）根据安装地点的不同，可分为户内式和户外式；）根据安装地点的不同，可分为户内式和户外式； 2 2）根据相数的不同，可分为单相式和三相式，只有）根据相数的不同，可分为单相式和三相式，只有 20kV20kV以下才有三相式；以下才有三相式； 3 3）按每相绕组数的不同，可分为双绕组和三绕组式；）按每相绕组数的不同，可分为双绕组和三绕组式； 4 4）按绝缘方式的不同，可分为干式、浇注式、油浸式、）按绝缘方式的不同，可分为干式、浇注式、油浸式、 气体绝缘等。 气体绝缘等。 （2 2）电磁式电压互感器的结构）电磁式电压互感器的结构 1 1）浇注绝缘电压互感器）浇注绝缘电压互感器 2 2）油浸式电压互感器）油浸式电压互感器 3 3）六氟化硫气体绝缘式电压互感器）六氟化硫气体绝缘式电压互感器 （3 3）电容式电压互感器的原理与特点）电容式电压互感器的原理与特点 新课小结：电压互感器的原理、作用、分类、误差新课小结：电压互感器的原理、作用、分类、误差 及接线。 及接线。 作业：作业： 第第4 4章章 电气设备及载流导体电气设备及载流导体 教学目的：了解母线、电缆及绝缘子的教学目的：了解母线、电缆及绝缘子的 用途、技术参数、结构及用途、技术参数、结构及布置布置 复习旧课：电压互感器的原理、作用、复习旧课：电压互感器的原理、作用、 分类、误差及接线。分类、误差及接线。 重重 点：点： 难难 点：电缆的结构点：电缆的结构 引入新课：引入新课： 4.3.1 4.3.1 母线母线 4.3.2 4.3.2 电力电缆电力电缆 4.3.3 4.3.3 绝缘子绝缘子 4.3.1 4.3.1 母线母线 4.3.1.14.3.1.1用途及类别用途及类别 1 1、用途：母线（也称汇流排）是汇集和分配电流的裸导体、用途：母线（也称汇流排）是汇集和分配电流的裸导体 ， 是发电机、变压器和配电装置等大电流回路的导体，也 是发电机、变压器和配电装置等大电流回路的导体，也 泛指用于各种电气设备连接的导线。泛指用于各种电气设备连接的导线。 2 2、类别：、类别： 软母线：软母线：LGJ-SLGJ-S 硬母线：圆形、管形、矩形、槽形等硬母线：圆形、管形、矩形、槽形等 3 3、材料：母线的材料有铜、铝和钢三种。、材料：母线的材料有铜、铝和钢三种。 性能比较：电阻率、机械强度、防腐、价格、含量、性能比较：电阻率、机械强度、防腐、价格、含量、 连接等连接等 “ “以铝代铜以铝代铜” ” 4.3.1.2 4.3.1.2 布置和排列布置和排列 截面形状：截面形状： 布置：排列（平排、竖排、三角排）、放置（平放、布置：排列（平排、竖排、三角排）、放置（平放、 立放）与装配；立放）与装配； 母线的排列应按设计规定，如无设计规定时，母线的排列应按设计规定，如无设计规定时， 应按下述要求排列。应按下述要求排列。 （1 1）垂直布置的母线。由上向下：）垂直布置的母线。由上向下：A A，B B，C C相；相； （2 2）水平布置的母线。由内向外（面对母线）：）水平布置的母线。由内向外（面对母线）： A A，B B，C C相的排列；相的排列； （3 3）引下线排列。由左向右（面对母线）：）引下线排列。由左向右（面对母线）： A A，B B，C C相的排列；相的排列； （4 4）各种不同电压配电装置的母线，）各种不同电压配电装置的母线， 其相位的配置应相互一致。其相位的配置应相互一致。 4.3.1.3 4.3.1.3 母线的定相与着色母线的定相与着色 刷漆的目的：刷漆的目的： （1 1）为了便于识别相序、）为了便于识别相序、 （2 2）防止腐蚀；）防止腐蚀； （3 3）提高母线表面散热效果（可增加）提高母线表面散热效果（可增加 载流量载流量12%15%12%15%）。）。 母线应按下列规定刷漆着色：母线应按下列规定刷漆着色： （1 1）三相交流母线：）三相交流母线：A A相相黄色，黄色， B B相相绿色，绿色， C C相相红色；红色； （2 2）直流母线：正极）直流母线：正极赭色，赭色， 负极负极蓝色。蓝色。 （3 3）交流中性点汇流母线和直流均压汇流母线，）交流中性点汇流母线和直流均压汇流母线， 不接地者刷白色，接地者刷紫色带黑色横条。不接地者刷白色，接地者刷紫色带黑色横条。 软母线不宜着相色漆。软母线不宜着相色漆。 4.3.2 4.3.2 电力电缆电力电缆 4.3.2.14.3.2.1用途与特点用途与特点 1 1、用途：、用途： 2 2、特点：、特点： （1 1）电缆结构紧凑，占用空间小，走向和布置极为）电缆结构紧凑，占用空间