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2020 3 21 河海大学 第1篇电力设备PartIElectricApparatus输电设备电力负荷同步发电机组开关类设备高压绝缘与保护控制 第5章开关类设备 目的 了解除输电线 发电机 变压器以外的电力设备 一次设备 二次设备 2020 3 21 河海大学 一 一次设备用于直接生产 输送 变换电能的设备 包括 生产变换电能的设备 发电机 变压器 电动机通断电路的开关设备 断路器 隔离开关 接触器 负荷开关等限制短路电流或过电压 限流电抗器 熔断器 避雷器等载流导体及绝缘设备 软 硬母线 电缆 穿墙套管等互感器类设备 电流互感器 电压互感器接地装置 2020 3 21 河海大学 某热电厂的电气主接线示意图 2020 3 21 河海大学 电气主接线设计图 标明各个元件的型号 2020 3 21 河海大学 某热电厂的电气主接线设计图 2020 3 21 河海大学 二 二次设备 对一次设备和系统的运行状况进行测量 控制 保护和监察 调节的设备 包括 1 测量表计 电压表 电流表 功率表 电度表等2 继电保护和自动装置 继电装置 自动装置等3 操作电器 控制开关 按钮等4 直流电源设备 蓄电池 硅整流装置等 相关知识在继电保护 电力系统自动装置等课程中学习 2020 3 21 河海大学 互感器二次绕组接线端 2020 3 21 河海大学 某发电厂中控室1 2 3屏 机组LCU屏 4屏 同期屏 5屏 公用屏 6屏 直流屏 2020 3 21 河海大学 2020 3 21 河海大学 110KV变电站二次设备典型配置 2020 3 21 河海大学 本课程主要介绍一次设备用于直接生产 输送 变换电能的设备 包括 生产变换电能的设备 发电机 变压器 电动机通断电路的开关设备 断路器 隔离开关 接触器 负荷开关等限制短路电流或过电压 限流电抗器 熔断器 避雷器等载流导体及绝缘设备 软 硬母线 电缆 穿墙套管等互感器类设备 电流互感器 电压互感器接地装置 2020 3 21 河海大学 高压断路器隔离开关高压熔断器高压负荷开关接地开关 高压开关电器 通断电路的开关设备 据统计 在发电厂和变电所中 每1万Kw发电设备需要100 120台高压断路器 400 500台隔离开关 2020 3 21 河海大学 开关电弧的产生和熄灭 电弧如何产生 触点电压大于20V 电流大于100mA 开断时有电弧产生 5 1电弧与灭弧 2020 3 21 河海大学 强电埸发射 热发射下发射出自由电子 自由电子在强电埸作用下加速向阳极运动 并不断地碰撞游离 产生更多的带电质点 大量的带电质点在电场力作用下定向运动就形成了电弧 热游离是维持电弧稳定燃烧的主要因素 3 开关电弧的形成 电弧的实质是一种气体游离放电现象 2020 3 21 河海大学 电弧的危害 1 电弧的存在延长了开关电器开断故障电路的时间 加重了电力系统短路故障的危害 2 电弧产生的高温 将使触头表面熔化和蒸化 烧坏绝缘材料 对充油电气设备还可能引起着火 爆炸等危险 3 由于电弧在电动力 热力作用下能移动 很容易造成飞弧短路和伤人 或引起事故的扩大 2020 3 21 河海大学 严格按照安规操作 安全第一 2020 3 21 河海大学 如何熄灭电弧 去游离 游离 去游离 弧隙中带电粒子减少的过程 电弧的去游离过程包括复合和扩散两种形式 1 复合复合是正 负带电质点相互结合变成不带电质点的现象 由于弧柱中电子的运动速度很快 约为正离子的1000倍 所以电子直接与正离子复合的几率很小 一般情况下 先是电子碰撞中性质点时 被中性质点捕获变成负离子 然后再与质量和运动速度相当的正离子互相吸引而接近 交换电荷后成为中性质点 还有一种情况就是电子先被固体介质表面吸附后 再被正离子捕获成为中性质点 2020 3 21 河海大学 2 扩散扩散是弧柱中的带电质点逸出弧柱以外 进入周围介质的现象 扩散有三种形式 1 温度扩散 由于电弧和周围介质间存在很大温差 使得电弧中的高温带电质点向温度低的周围介质中扩散 减少了电弧中的带电质点 2 浓度扩散 这是因为电弧和周围介质存在浓度差 带电质点就从浓度高的地方向浓度低的地方扩散 使电弧中的带电质点减少 3 利用吹弧扩散 在断路器中采用高速气体吹弧 带走电弧中的大量带电质点 以加强扩散作用 如何熄灭电弧 去游离 游离 2020 3 21 河海大学 1 电弧温度电弧是由热游离维持的 降低电弧温度就可以减弱热游离 减少新的带电质点的的产生 同时 也减小了带电质点的运动速度 加强了复合作用 通过快速拉长电弧 用气体或油吹动电弧 或使电弧与固体介质表面接触等 都可以降低电弧的温度 2 介质的特性电弧燃烧时所在介质的特性在很大程度上决定了电弧中去游离的强度 这些特性包括 导热系数 热容量 热游离温度 介电强度等 若这些参数值大 则去游离过程就越强 电弧就越容易熄灭 影响去游离的因素 2020 3 21 河海大学 影响去游离的因素 3 气体介质的压力气体介质的压力对电弧去游离的影响很大 因为 气体的压力越大 电弧中质点的浓度就越大 质点间的距离就越小 复合作用越强 电弧就越容易熄灭 在高度的真空中 由于发生碰撞的几率减小 抑制了碰撞游离 而扩散作用却很强 因此 真空是很好的灭弧介质 4 触头材料触头材料也影响去游离的过程 当触头采用熔点高 导热能力强和热容量大的耐高温金属时 减少了热电子发射和电弧中的金属蒸汽 有利于电弧熄灭 除了上述因素以外 去游离还与电场电压 交流直流等因素的影响 2020 3 21 河海大学 常用熄弧措施 加强去游离过程 降低温度 降低热油离 2020 3 21 河海大学 常用熄弧措施 加强去游离过程 在触头行程 分闸速度相同的情况下 电弧被拉长的速度成倍增加 拉长电弧 增强复合和扩散 2020 3 21 河海大学 采用多断口 每一相有两个或多个断口相串联 在熄弧时 多断口把电弧分割成多个相串联的小电弧段 多断口使电弧的总长度加长 导致弧隙的电阻增加 在触头行程 分闸速度相同的情况下 电弧被拉长的速度成倍增加 使弧隙电阻加速增大 提高了介质强度的恢复速度 缩短了灭弧时间 采用多断口时 加在每一断口上的电压成倍减少 降低了弧隙的恢复电压 亦有利于熄灭电弧 在要求将电弧拉到同样的长度时 采用多断口结构成倍减小了触头行程 也就减小了开关电器的尺寸 2020 3 21 河海大学 2 断路器的积木组合方式 断路器的积木组合方式示意图 SW2 110型少油断路器每相单柱双断口 2020 3 21 河海大学 采用均压电容 2020 3 21 河海大学 并联均压电容 并联电容 2020 3 21 河海大学 采用多断口 拉长电弧吹弧 降低弧隙温度提高触头的分闸速度 迅速拉长电弧 16m s 短弧原理灭弧利用固体介质的狭缝狭沟灭弧采用耐高温金属材料制作触头采用绝缘性高介质 常用熄弧措施 加强去游离过程 2020 3 21 河海大学 电弧的利用 15千瓦氙气灯 电弧炉炼钢 利用电弧的光和热 2020 3 21 河海大学 某热电厂的电气主接线示意图 断路器符号QF 5 2高压断路器 2020 3 21 河海大学 高压开关电器 高压断路器的用途 高压断路器是高压电器中最重要的设备 是一次电力系统中控制和保护电路的关键设备 它在电网中的作用有两方面 第一是控制作用 即根据电力系统的运行要求 接通或断开工作电路 第二是保护作用 当系统中发生故障时 在继电保护装置的作用下 断路器自动断开故障部分 以保证系统中无故障部分的正常运行 2020 3 21 河海大学 高压断路器的基本要求 断路器在电力系统中承担着非常重要的任务 不仅能接通或断开负荷电流 而且还能断开短路电流 因此 断路器必须满足以下基本要求 1 工作可靠 2 具有足够的开断短路电流能力 灭弧能力 3 具有尽可能短的切断时间 提高系统的稳定性 4 具有自动重合闸性能 5 具有足够的机械强度和良好的稳定性能 6 结构简单 价格低廉 2020 3 21 河海大学 补充 自动重合闸在电力系统中的作用 架空线路故障大都是 瞬时性 的故障 在线路被继电保护迅速动作控制断路器断开后 故障点的绝缘水平可自行恢复 故障随即消失 此时 如果把断开的线路断路器重新合上 就能够恢复正常的供电 此外 也有 永久性故障 永久性故障 在线路被断开之后 它们仍然是存在的 即使合上电源 也不能恢复正常供电 因此 在电力系统中采用了自动重合闸装置 即是当断路器由继电保护动作或其它非人工操作而跳闸后 能够自动控制断路器重新合上的一种装置 2020 3 21 河海大学 二 重合闸在电力系统中的作用 大大提高供电的可靠性 减少线路停电的次数 在高压输电线路上采用重合闸 可以提高电力系统并列运行的稳定性 对断路器本身由于机构不良或继电保护误动作而引起的误跳闸 也能起纠正的作用 在电力系统中设置自动重合闸装置有什么好处 2020 3 21 河海大学 1 三种运行情况下的功率特性 正常运行时 故障时 故障切除后 2020 3 21 河海大学 三种运行情况下的功率特性 一般 XI XIII XII 2020 3 21 河海大学 1 使电力系统又一次受到故障的冲击 2 由于断路器在很短的时间内 连续切断两次短路电流 而使其工作条件变得更加恶劣 但是 当重合于永久性故障上时 自动重合闸将带来哪些不利的影响 二 重合闸在电力系统中的作用 2020 3 21 河海大学 二 对自动重合闸装置的基本要求 正常运行时 当断路器由继电保护动作或其它原因而跳闸后 自动重合闸装置均应动作 由运行人员手动操作或通过遥控装置将断路器断开时 自动重合闸不应起动 继电保护动作切除故障后 自动重合闸装置应尽快发出重合闸脉冲 自动重合闸装置动作次数应符合预先的规定 1 2次 自动重合闸装置应有可能在重合闸以前或重合闸以后加速继电保护的动作 以便加速故障的切除 在双侧电源的线路上实现重合闸时 重合闸应满足同期合闸条件 当断路器处于不正常状态而不允许实现重合闸时 应将自动重合闸装置闭锁 2020 3 21 河海大学 高压断路器分类 压缩空气断路器SF6断路器真空断路器 油断路器 少油断路器 多油断路器 分类 1 按安装地点分类高压断路器按安装地点可分为屋内式和屋外式两种 2 按灭弧介质分类 2020 3 21 河海大学 在此期间 西欧国家为了节约用油和材料 研制了少油断路器 在多油式过渡到少油式的过程中 压缩空气式断路器也得到发展 随着科技进步的发展 断路器出现了两大类型 真空断路器和SF6断路器 2020 3 21 河海大学 高压断路器的特点 1 多油断路器 结构简单 制造方便 便于在套管上加装电流互感器 配套性强 耗钢 耗油量大 体积大 重量重 2 少油断路器 结构简单 制造方便 可配用各种操动机构 比多油断路器油量少 重量轻 采用积木式结构 便于制成各种电压等级产品 3 压缩空气断路器 结构比较复杂 工艺和材料要求高 有色金属消耗量大 价格高 需要装设专用的空气压缩系统 操动机构与断路器合为一体 开断时噪声很大 体积和重量比较轻 2020 3 21 河海大学 高压断路器应用趋势 中压方面运行断路器的格局正在从以少油 多油断路器为主向真空和SF6断路器转化 高压 超高压方面正由空气 少油断路器为主转向SF6断路器 2020 3 21 河海大学 某热电厂的电气主接线设计图 高压断路器的型号含义 2020 3 21 河海大学 SN10 10 3000 43 3 高压断路器的型号说明 2020 3 21 河海大学 高压断路器的型号说明 SN10 10 3000 43 3 产品名称代号 安装场所代号 设计序号 额定电压 kV 其他标志代号 额定电流 A 额定开断电流 kA 2020 3 21 河海大学 断路器技术参数 2020 3 21 河海大学 SF6断路器技术参数 额定电压 UN 额定电压是指断路器长时间运行时能承受的正常工作电压 它不仅决定了断路器的绝缘水平 而且在相当程度上决定了断路器的总体尺寸 2020 3 21 河海大学 额定电流 N 额定电流是指铭牌上标明的断路器可长期通过的工作电流 断路器长期通过额定电流时 各部分的发热温度不会超过允许值 额定电流也决定断路器触头及导电部分的截面 额定开断电流 Nbr 额定开断电流是指断路器在额定电压下能正常开断的最大短路电流的有效值 它表征断路器的开断能力 是标志断路器灭弧能力的主要参数 以短路电流周期分量有效值表示 开断电流与电压有关 2020 3 21 河海大学 电流流过单相导体会产生什么现象 发热 2020 3 21 河海大学 电流同时流过三相导体会产生什么现象 发热 同时产生相互力的作用 2020 3 21 河海大学 动稳定电流 ies 也称极限通过电流 不被电动力破坏 动稳定电流是指断路器在合闸位置时 允许通过的短路电流最大峰值 它是断路器的极限通过电流 其大小由导电和绝缘等部分的机械强度所决定 也受触头的结构形式的影响 热稳定电流 it 不至于融化 热稳定电流是指在规定的某一段时间内 允许通过断路器的最大短路电流 热稳定电流表明了断路器承受短路电流热效应的能力 2020 3 21 河海大学 固有分闸时间固有分闸时间是指断路器接到分闸命令瞬间到各相触头刚刚分离的时间 熄弧时间是指断路器触头分离瞬间到各相电弧完全熄灭的时间 合闸时间合闸时间是指从操动机构接到合闸命令瞬间起到断路器接通为止所需的时间 合闸时间决定于断路器的操动机构及中间传动机构 一般合闸时间大于分闸时间 2020 3 21 河海大学 开断部分操动和传动部分绝缘部分 组成 高压断路器的组成 接地金属箱型结构示意图 断口 绝缘套管 操动机构 2020 3 21 河海大学 压缩空气断路器SF6断路器真空断路器 油断路器 少油断路器 多油断路器 分类 按灭弧介质分类 2020 3 21 河海大学 2020 3 21 河海大学 SF6气体的介电特性 SF6气体是一种无色 无臭 无毒和不可燃的惰性气体 化学性能稳定 具有优良的灭弧和绝缘性能 同等条件下灭弧能力为空气的100倍 SF6气体灭弧性能特别强的原因主要是 1 SF6气体的分子在分解时吸收的能量多 对弧柱的冷却作用强 2 SF6气体在高温时分解出的硫 氟原子和正负离子 与其他灭弧介质相比 在同样的弧温时有较大的游离度 在维持相同游离度时 弧柱温度较低 因此 SF6气体中电弧电压较低 燃弧时的电弧能量小 对灭弧有利 2020 3 21 河海大学 SF6气体的介电特性 3 SF6气体分子的负电性强 所谓负电性 是指SF6气体吸附自由电子形成负离子的特性 SF6气体负电性强 加强了去游离 降低导电率 在电弧电流过零后 弧柱温度将急剧下降 分解物急速复合 因此 SF6气体弧隙的介质性能恢复速度很高 能耐受很高恢复电压 电弧在电流过零后难重燃 在SF6断路器中 在水分参与下将产生强腐蚀性的分解产物HF 这种物质对绝缘材料 金属材料 玻璃 电瓷等含硅材料有很强的腐蚀性 因此 必须严格控制SF6气体中的水分 常采用的措施有 加强断路器的密封 组装断路器时 先要对零部件进行彻底烘干 严格控制SF6气体中含水量 严格控制断路器充气前的含水量 在SF6断路器内部加装吸附剂 2020 3 21 河海大学 SF6断路器的结构类型 SF6断路器结构按照对地绝缘方式不同分两种类型 1 落地罐式它把触头和灭弧室装在充有SF6气体并接地的金属罐中 触头与罐壁间绝缘采用环氧支持绝缘子 引出线靠绝缘瓷套管出 该结构便于安装电流互感器 抗震性能好 2020 3 21 河海大学 金属罐 支持绝缘子 2020 3 21 河海大学 2 瓷柱式靠支柱绝缘瓷套对地绝缘 2020 3 21 河海大学 电压比较高时 瓷柱式断路器灭弧室可布置成 T 形或 Y 形 多断口 2020 3 21 河海大学 1 SF6断路器灭弧装置 双压式 单压式 热膨胀式 旋弧式 SF6断路器 2020 3 21 河海大学 它有高压和低压两个气压系统 双压式SF6断路器内部有高压区和低压区 低压区0 3 0 6MPa的SF6气体作为断路器的主绝缘 灭弧时 高压室控制阀打开 高压SF6气体经过喷嘴吹向低压系统 吹向电弧使其熄灭 分闸完毕 高压区喷向低压区的气体 再经气体循环系统和压缩气体打回高压区 双压式灭弧室 2020 3 21 河海大学 单压式灭弧室又称压气式灭弧室 只有一个气压系统 即常态时只有单一的SF6气体 灭弧室的可动部分带有压气装置 分闸过程中 在断路器开断过程中 由动触头带动压气活塞或压气罩 将压气室内的气体压缩 利用压缩气流吹熄电弧 分闸完毕 压气作用停止 单压式灭弧室又分为变开距和定开距两种 2020 3 21 河海大学 其他灭弧装置工作原理 近20多年来SF6断路器灭弧方式式得到了快速发展和应用 其中包括包括旋弧式 热膨胀式和混合式 旋弧式利用电弧电流通过线圈产生磁场 在磁场的驱动下电弧高速旋转 拉长电弧 在旋转过程中不断接触新鲜SF6气体 使电弧冷却而熄灭 热膨胀式则用电弧本身能量 加热SF6气体 产生高压力 形成压差 通过高压力的SF6气体在喷口形成高速气流来熄灭电弧 这样不需要操动机构提供很大的压缩功 大大减小机构的负担 2020 3 21 河海大学 绝缘性能和灭弧性能优良开断容量大 SF6断路器的开断电流目前已达40 63千安 最大电流达到80千安 检修周期长 10 20年左右 无爆炸的危险断路器的结构简单 紧凑 占地面积小 噪音小 在110kV及以上系统取代油断路器 六氟化硫断路器的主要优点 2020 3 21 河海大学 高压真空断路器概述 真空断路器利用真空度约为10 4Pa 在运行过程中不低于10 2Pa 的高真空作为内绝缘和灭弧介质 真空间隙的气体稀薄 绝缘强度高 电弧容易熄灭 同时 分子的自由行程较大 发生碰撞游离的几率很小 所以 真空击穿产生电弧 是由触头蒸发出来的金属蒸气形成的 因此电弧的特性主要取决于触头材料以及表面状况 随着冶金等技术的不断进步 真空断路器的制造水平不断提高 在60年代制成能开断20kA的真空断路器 70年代制造出开断能力达60 80kA 电压等级为10 35kV的真空断路器 使真空断路器35kV及以下电压等级中处于优势地位 2020 3 21 河海大学 真空灭弧室 操动机构 真空断路器结构 传动机构 绝缘子 2020 3 21 河海大学 2020 3 21 河海大学 外壳是真空灭弧室的密封容器 它不仅要容纳和支持灭弧室内的各种部件 而且当动 静触头在断开位置时起绝缘作用 对外壳的要求首先是气密封要好 其次是要有一定的机械强度 再是有良好的绝缘性能 有玻璃和陶瓷2种 真空灭弧室 外壳 2020 3 21 河海大学 波纹管既要保证灭弧室完全密封 又要在灭弧室外部操动时使触头作分合运动 常用的波纹管有液压成形和膜片焊接两种形式 所用材料以不锈钢为最好 波纹管的侧壁可在轴向上伸缩 其允许伸缩量决定了灭弧室所能获得的触头最大开距 一般情况下 波纹管的疲劳寿命也决定了灭弧室的机械寿命 真空灭弧室 波纹管 2020 3 21 河海大学 触头周围的屏蔽罩主要是用来吸附燃弧时触头上蒸发的金属蒸气 防止绝缘外壳因金属蒸气的污染而引起绝缘强度降低和绝缘破坏 同时 也有利于熄弧后弧隙介质强度的迅速恢复 屏蔽罩还能起到使灭弧室内部电压均匀分布的作用 屏蔽罩的导热性能越好 其表面冷却电弧的能力也就越好 因此 制造屏蔽罩常用材料为无氧铜 不锈钢和玻璃 铜是最常用的 真空灭弧室 屏蔽罩 2020 3 21 河海大学 高压真空断路器 触头 真空间隙的气体稀薄 所以 真空击穿产生电弧 是由触头蒸发出来的金属蒸气形成的 因此电弧的特性主要取决于触头材料以及表面状况 2020 3 21 河海大学 真空断路器操作机构 带动高压断路器传动机构进行合闸和分闸的机构 2020 3 21 河海大学 安装形式 2020 3 21 河海大学 具体应用 2020 3 21 河海大学 真空断路器优点 绝缘性能好 触头的开距可以做得很小 10mm 只需配置操作功小的操动机构燃弧时间短 半周波 灭弧能力强 适用于频繁操作的场合结构简单 维修工作量小 无火灾危险和无环境污染 噪音小触头部分为完全密封结构 不容易因潮气 灰尘 有害气体等影响而降低它的性能 工作可靠性提高 开断与并合性能稳定且触头磨耗小 使用期较长 20年左右不需要检修在35kV以下电力系统中逐步取代少油断路器 2020 3 21 河海大学 某热电厂的电气主接线示意图 隔离开关符号QS 该条已经配备有断路器 为何在其两端还要加装隔离开关 5 3隔离开关 高压负荷开关 高压断路器 2020 3 21 河海大学 断路器没有明显可见的断口 不安全 2020 3 21 河海大学 高压隔离开关的作用 隔离开关又称隔离刀闸 是一种高压开关电器 因为它没有专门的灭弧装置 故不能用来切断负荷电流和短路电流 高压隔离开关具有以下作用隔离电源 倒闸操作 接通和断开小电流电路 5 3 1高压隔离开关 2020 3 21 河海大学 高压隔离开关的要求 1 隔离开关应具有明显可见的断开点 2 隔离开关断开点之间应有可靠的绝缘 3 隔离开关应具有足够的热稳定性和动稳定性 4 隔离开关的结构要简单 动作要可靠 2020 3 21 河海大学 某热电厂的电气主接线设计图 隔离开关的型号含义 2020 3 21 河海大学 GN2 10G 3150 G 产品名称代号 安装场所代号 设计序号 额定电压 kV 其他标志代号 额定电流 A 极限通过峰值电流 kA 高原型 2020 3 21 河海大学 2020 3 21 河海大学 高压隔离开关的技术参数 1 额定电压指隔离开关长期运行时所能承受的工作电压 2 最高工作电压指隔离开关能承受的超过额定电压的最高电压 3 额定电流指隔离开关可以长期通过的工作电流 4 热稳定电流指隔离开关在规定的时间内允许通过的最大电流 5 极限通过电流峰值指隔离开关所能承受的最大瞬时冲击短路电流 2020 3 21 河海大学 高压隔离开关的分类 1 按装设地点的不同 可分为户内式和户外式两种 2 按绝缘支柱数目 分为柱式 双柱式和三柱式三种 3 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 4 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 5 按操动机构的不同 可分为手动式 电动式 气动式和液压式等 6 按极数 可分为单极 双极 三极三种 以及按安装方式分为平装式和套管式等 2020 3 21 河海大学 安装位置 户内 户外 剪刀型 双柱型 三柱型 V型 2020 3 21 河海大学 GN19 12 C 系列高压隔离开关 户内隔离开关的典型结构 支柱绝缘子 静触头 操作绝缘子 转轴 户内式隔离开关采用闸刀形式 有单极和三极两种 闸刀的运动方式为垂直旋转式 2020 3 21 河海大学 10kV室内隔离开关视频演示 2020 3 21 河海大学 户外型剪刀型 2020 3 21 河海大学 2020 3 21 河海大学 2020 3 21 河海大学 户外型双柱式 GW4 220型隔离开关 2020 3 21 河海大学 35kV二柱式隔离开关视频 2020 3 21 河海大学 户外型三柱式 GW7 500型隔离开关 开断状态 GW7A 220型三柱式隔离开关 关合状态 2020 3 21 河海大学 GW5A 35 66 110系列隔离开关 户外型V形 2020 3 21 河海大学 35千伏V型隔离开关视频 2020 3 21 河海大学 隔离开关与断路器的配合 因为隔离开关没有专门的灭弧装置 所以不能切断负荷电流和短路电流 因此操作断路器与隔离开关应按照下列顺序 送电时 先合隔离开关 后合断路器 从电源侧开始送电 停电时 先拉断路器 后拉隔离开关 从负荷侧向电源侧进行因此 隔离开关要装有和断路器之间的连锁机构 以保证正确的操作顺序 杜绝隔离开关带负荷操作的事故发生 隔离开关 先合后断 的原则 2020 3 21 河海大学 按照 安规 的规定 电气设备检修时 必须进行接地 一般情况是挂 接地线 停电线路作业时为什么必须要挂地线 停电线路挂地线 是指三相短路并接地而言 其目的是为了保证作业人员始终在接地线保护范围之内 以防线路意外来电或感应电压造成人身伤害 意外来电的可能一般有 1 人员误操作 2 交叉跨越带电线路对停电线路放电 3 各种情况下的可能的误送电 4 平行线路的感应电 5 雷电 带有接地刀闸的隔离开关作用 2020 3 21 河海大学 隔离开关的接地刀闸作用 按照 安规 的规定 电气设备检修时 必须进行接地 一般情况是挂 接地线 有些地方挂接地线不方便 有些地方经常挂接地线也不方便 且挂接的地线无法和电气设备进行连锁 常会误操作 出现 带地线送电 的恶性事故 于是就将临时挂接的地线改为固定安装的接地刀闸 带有接地闸刀的隔离开关必须有连锁机构 以保证先断开隔离开关后 再合上接地闸刀 先断开接地闸刀后 再合上隔离开关的操作顺序 2020 3 21 河海大学 电气 五防 为 1 防止带负荷分 合隔离开关 2 防止误分 误合断路器 负荷开关 接触器 3 防止带接地线 开关 合断路器 隔离开关 4 防止带电挂 合 接地线 开关 5 防止误入带电间隔 2020 3 21 河海大学 变电站造价 500 600元 KVA 2020 3 21 河海大学 5 3 2高压负荷开关 高压负荷开关的用途和类型 高压负荷开关的用途 高压负荷开关的分类和型号 2020 3 21 河海大学 高压负荷开关的用途 高压负荷开关是一种结构简单 具有一定开断和关合能力的开关电器 它具有灭弧装置和一定的分合闸速度 能开断正常的负荷电流和过负荷电流 也能关合一定的短路电流 但不能开断短路电流 因此 高压负荷开关可用于控制供电线路的负荷电流 已经在配电网中广泛应用 目前在国外的使用数量是断路器的5倍 主要用于终端供电的市区配电电站和工业用电设备中 2020 3 21 河海大学 高压负荷开关的类型 一单元 F 表示负荷开关 Z 表示真空负荷开关 二单元 N 户内型 W 户外型 三单元 设计序号 四单元 额定电压 五单元 操动机构代号 有D表示电动操动机构 无D手动 六单元 熔断器代号 有R表示带熔断器 无R不带熔断器 七单元 S 表示熔断器装在开关上端 没S时装在下端 八单元 额定工作电流 A 九单元 额定开断电流 kA 2020 3 21 河海大学 5部分常用负荷开关技术数据 2020 3 21 河海大学 高压负荷开关的分类 1 按使用地点分为户内型和户外型 2 按灭弧方式的不同 可以分为产气式 压气式 压缩空气式 油浸式 真空式 SF6式等 近年来 真空式发展很快 在配电网中得到了广泛应用 3 按是否带熔断器可分为带熔断器和不带熔断器 2020 3 21 河海大学 负荷开关举例 FKRN12 12D压气式负荷开关 FZW30 12户外交流高压真空负荷开关 2020 3 21 河海大学 具体应用 城市配电网接线图 为提高供电可靠性 使用户可以从两个方向获得电源 通常将供电网连接成环形 这种供电方式简称为环网供电 在工矿企业 住宅小区 港口和高层建筑等交流10KV配电系统中 因负载容不大 其高压回路通常采用负荷开关或真空接触器控制 并配有高压熔断器保护 该系统通常采用环形网供电 所使用高压开关柜一般习惯上称为环网柜 2020 3 21 河海大学 环网柜 2020 3 21 河海大学 FN5 10系列户内高压真空负荷开关及熔断器组合电器 环网柜中的高压开关一般是负荷开关 环网柜用负荷开关操作正常电流 而用熔断器切除短路电流 这两者结合起来取代了断路器 当然这只能局限在一定容量内 2020 3 21 河海大学 这样的开关柜也完全可以用到非环网结构的配电系统中 于是随着这种开关柜的广泛应用 环网柜 就跳出了环网配电的范畴而泛指以负荷开关为主开关的高压开关柜了 环网柜结构简单 运行可靠且安全 维修量很小 运行费用低 比起装有断路器的开关柜 优势很突出 2020 3 21 河海大学 高压断路器 切断短路电流和工作电流隔离开关 无灭弧装置高压熔断器 切断过负荷电流 必须更换部件才能再次使用高压负荷开关 能切断正常工作电流 高压开关电器 通断电路的开关设备 小结 2020 3 21 河海大学 5 3 3高压熔断器 熔断器的作用和特点高压熔断器的分类和技术参数 高压熔断器分类和用途 高压熔断器技术参数户内式高压熔断器户外式高压熔断器 2020 3 21 河海大学 高压熔断器的作用和特点 熔断器是一种保护电器 它串联在电路中 当电路发生短路或过负荷时 熔体熔断 切断故障电路使电气设备免遭损坏 并维持电力系统其余部分的正常工作 优点 结构简单 体积小 布