工厂供电第二章-改1

第二章 工厂变配电所及其一次系统,第三节 高低压一次设备,第二节 电力变压器和互感器,第一节 工厂变配电所的任务和类型,返回目录,第二章 工厂变配电所及其一次系统,第五节 工厂变配电所的所址、 布置、结构及安装图,第四节 工厂变配电所的主接线图,返回目录,第一节 工厂变配电所的任务和类型,一、变配电所的任务变电所：受电、变压、配电的任务 配电所：受电、配电的任务 二、变配电所的类型 工厂变电所分为总降压变电所和车间变电所。,第一节 工厂变配电所的任务和类型,二、变配电所的类型（1）车间附设变电所变电所变压器室的一面墙或几面墙与车间建筑的墙共用，变压器室的大门朝车间外开。如果按变压器室位于车间的墙内还是墙外，还可进一步分为内附式（图2-1中的1、2）和外附式（图2-1中的3、4）。（2）车间内变电所（图2-1中的5）。 （3）露天（或半露天）变电所 变压器安装在车间外面抬高的地面上（图2-1中的6）。,第一节 工厂变配电所的任务和类型,图2-1 车间变电所的类型1、2-内附式 3、4-外附式 5-车间内式 6-露天或半露式 7-独立式 8-杆上式 9-地下式 10-楼上式,第一节 工厂变配电所的任务和类型,（4）独立变电所 （5）杆上变电台 变压器安装在室外的电杆上，亦称杆上变电所（图2-1中的8）。 （6）地下变电所 整个变电所设置在地下（图2-1中的9）。 （7）楼上变电所 整个变电所设置在楼上（图2-1中的10）。 （8）成套变电所 由电器制造厂按一定接线方案成套制造、现场装配的变电所。 （9）移动式变电所 整个变电所装在可移动车上。,返回本章目录,一次电路在工厂供配电系统中担负输送、变换和分配电能任务的电路，称为“主电路”，也叫“一次电路”。一次电路中的所有电气设备，称为“一次设备”或“一次元件”，二次回路用来控制、指示、监测和保护主电路（一次电路）及其主电路中设备运行的电路，称为“二次电路”（二次回路）。二次电路中的所有电气设备，称为“二次设备”或“二次元件”。,第二节 电力变压器和互感器,一、电力变压器及其分类,电力变压器是变电所最关键的一次设备，其主要功能是将电力系统的电压升高或降低，以利于电能的合理输送、分配和使用。,第二节 电力变压器和互感器,一、电力变压器及其分类 电力变压器按变压功能分,升压和变压变压器； 按容量分，有R8容量系列和R10容量系列； 按相数分，有单相和三相两大类； 按调压方式分，有无载调压（又称无激磁调压）和有载调 压两大类； 按绕组（线圈）导体材料分，有铜绕组和铝绕组两大类； 按绕组类型分，有双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器； 按绕组绝缘及冷却方式分，有油浸式、干式和充气式等变压器； 按用途分，有普通变压器、全封闭变压器和防爆变压器。,第二节 电力变压器和互感器,二、电力变压器的结构、型号和联结组别 （一）电力变压器的结构和型号 电力变压器的基本结构包括铁心和绕组两大部分。绕组又分高压和低压或一次和二次绕组等。,第二节 电力变压器和互感器,图2-2是普通三相油浸式电力变压器的结构图。,图2-2 三相油浸式电力变压器 1-信号温度计 2-铭牌 3-吸湿器 4-油枕（储油柜） 5-油位指示器（油标） 6-防爆管 7-瓦斯（气体）继电器 8-高压出线套管和接线端子 9-低压出线套管和接线端子 10-分接开关 11-油箱及散热油管 12-铁心 13-绕组及绝缘 14-放油阀 15-小车 16-接地端子,第二节 电力变压器和互感器,电力变压器全型号的表示和含义 -/ 1 2 3 4 51- 相数：S-三相；D-单相2- 绕组外绝缘介质代号：C-成型固体浇注式；油浸不表示； 冷却装置这类代号、调压方式、绕组导线材质：F-风冷；Z-有载调压； L-铝；3- 性能水平代号4- 额定容量（KVA）5- 高压绕组电压等级（kV）,第二节 电力变压器和互感器,（二）电力变压器的联结组别 1.常用配电变压器的联结组别 变压器Yyn0联结组的接线和示意图如图2-4所示。,图2-4 变压器Yyn0联结组 a）一、二次绕组接线 b）一、二次电压相量 c）时钟示意图,指变压器一次、二次绕组因采取不同的联结方式而形成变压器一、二次侧对应的线电压之间不同的相位关系,6-10kV配电变压器有Yyn0（即Y/Y0-12）和Dyn11（即/Y0-11）两种常用的联结组。,第二节 电力变压器和互感器,Dyn11与Yyn0比较： 有利于抑制电网中的高次谐波； Dyn11零序阻抗较之Yyn0的小得多，从而更有利于低压单相接地短路故障保护的动作及故障的切除。 当低压侧接用单相不平衡负载时，宜采用Dyn11联结变压器。 Dyn11承受单相负荷不平衡能力远大于Yyn0。由于Yyn0一次绕组的绝缘强度要求比Dyn11稍低，从而制造成本稍低。,第二节 电力变压器和互感器,2.防雷变压器的联结组别 防雷变压器通常采用Yzn11联结组，如图2-6a所示，其正常时的电压相量图如图2-6b所示。,图2-6 变压器Yzn11联结的防雷变压器 a）一、二次绕组接线 b）一、二次电压相量,其特点是每一铁心柱上的二次绕组=都分为两个匝数相等的绕组，且采用曲折形连接。,三、电流互感器和电压互感器 （一）互感器及其主要功能,电流互感器和电压互感器统称为互感器，是一种特殊的变压器。电流互感器，又称仪用变流器。电压互感器又称仪用变压器。它们合成仪用互感器。 （1）变换功能把大电压和大电流变换为低电压和小电流，便于连接测量仪表和继电器。（2）隔离作用使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘。（3）扩大仪表、继电器等二次设备应用的电流范围，使仪表、继电器等二次设备的规格统一，利于批量生产。,第二节 电力变压器和互感器,（二）电流互感器 1.电流互感器的基本结构原理和接线方案 电流互感器的基本结构原理如图2-7所示。,图2-7 电流互感器1-铁心 2-一次绕组 3-二次绕组,电流互感器的一次电流和二次电流之间关系,是电流互感器的电流比，一般表示为其一、二次额定电流之比，即,一次绕组匝数很少，较粗，二次绕组匝数较多，较细，,一次绕组串联在被侧的一次电路中，二次绕组则与仪表、继电器等的电流线圈串联。,第二节 电力变压器和互感器,2.电流互感器的类型和型号图2-11是户内高压LQJ-10型电流互感器的外形图。,图2-11 LQJ-10型电流互感器1-一次接线端子 2-一次绕组（树脂浇注） 3-二次接线端子 4-铁心 5-二次绕组 6-警示牌（上写“二次侧不得开路”等字样 ）,第二节 电力变压器和互感器,图2-12是户内低压LMZJ1-0.5型（500800/5A）电流互感器的外形图。,图2-12 LMZJ1-0.5型电流互感器1-铭牌 2-一次母线穿孔 3-铁心，外绕二次绕组，树脂浇注4-安装板 5-二次接线端子,一相式接线 在二次侧电流线圈中通过的电流，反应一次电路对应相的电流。通常用于负荷平衡的三相电路，供测量电流和接过负荷保护装置用。,图2.12 电流互感器四种常用接线a)一相式接线,电流互感器的接线方案,图2.12 电流互感器四种常用接线b)两相V形接线,两相电流和接线（两相V形接线） 为两相不完全星形接线，电流互感器通常接于A、C相上，流过二次侧电流线圈的电流，反应一次电路对应相的电流，而流过公共电流线圈的电流为 ，它反应了一次电路B相的电流。,图2.12 电流互感器四种常用接线c)两相电流差接线,两相电流差接线 常把电流互感器接于A、C相，在三相短路对称时流过二次侧电流线圈的电流为 ，其值为相电流的 倍。这种接线在不同短路故障下，反映到二次侧电流线圈的电流不同，因此对不同的短路故障具有不同的灵敏度。这种接线主要用于610kV高压电路中作过电流保护用。,三相星形接线 这种接线流过二次侧电流线圈的电流分别对应主电路的三相电流，它广泛用于负荷不平衡的三相四线制系统和三相三线制系统中，作电能、电流的测量及过电流保护用。,图2.12 电流互感器四种常用接线d)三相星形接,电流互感器使用注意事项及处理,1）电流互感器在工作时二次侧不能开路。如果开路，二次侧会出现危险的高电压，危及设备及人身安全。而且铁心会由于二次开路磁通剧增而过热，并产生剩磁，使得互感器准确度降低。 2）电流互感器的二次侧必须有一端接地，防止其一、二次绕组间绝缘击穿时，一次侧的高压窜入二次侧，危及人生安全和测量仪表、继电器等设备的安全。 3）电流互感器在连接时必须注意端子极性，防止接错线。,在停电时，停用电流互感器应将纵向连接端子板取下，将标有“进”侧的端子横向短接。在启用电流互感器时，应将横向短接端子板取下，并用取下的端子板，将电流互感器纵向端子接通。在运行中，停用电流互感器时，应将标有“进”侧的端子先用备用端子板横向短接，然后取下纵向端子板。在启用电流互感器时，应使用备用端子将纵向端子接通，然后取下横向端子板。,电流互感器的操作和维护,在电流互感器启、停用时，应注意在取下端子板时是否出现火花。如果发现火花，应立即把端子板装上并拧紧，然后查明原因。工作中，操作员应站在绝缘垫上，身体不得碰到接地物体。 电流互感器在运行中，值班人员应定期检查下列项目：互感器是否有异音及焦味；互感器接头是否有过热现象；互感器油位是否正常，有无漏油、渗油现象；互感器瓷质部分是否清洁，有无裂痕、放电现象；互感器的绝缘情况。,电流互感器的操作和维护,电流互感器的二次侧开路是最主要的事故，在运行中造成开路的原因有：端子排上导线端子的螺丝因受振动而脱扣；保护屏上的压板，未与铜片接触而压在胶木上，造成保护回路开路；经切换可读三相电流值的电流表的切换开关接触不良；机械外力使互感器二次线断线等。,在运行中，如果电流互感器二次开路，则会引起电流保护的不正确动作，铁心发出异音，在二次绕组的端子处会出现放电火花。此时，应先将一次电流减少或降至零，然后将电流互感器所带保护退出运行。采取安全措施后，将故障互感器的端子短路，如果电流互感器有焦味或冒烟，应立即停用互感器。,（三）电压互感器,电压互感器的功能、类型和结构特点,按相数分类，有单相电压互感器和三相电压互感器两大类按绝缘方式和冷却方式分类，有油浸式和干式按用途分类，有测量用和保护用按结构原理分类，有电磁感应式和电容分压式等。,分类,第二节 电力变压器和互感器,（三）电压互感器 1.电压互感器的基本结构原理和接线方案 电压互感器的基本结构原理图如图2-14所示。,图2-14 电压互感器 1-铁心 2-一次绕组 3-二次绕组,一次绕组匝数很多，二次绕组匝数较少，相当于降压变压器。,接线特点：一次绕组并联在电路中，二次绕组并联仪表、继电器线圈。,第二节 电力变压器和互感器,2.电压互感器的类型和型号图2-16是应用广泛的JDZJ-10型单相三绕组、环氧树脂浇注绝缘的户内电压互感器外形图。,图2-16 JDZJ-10型电压互感器 1-一次接线端子 2-高压绝缘套管3-一、二次绕组，树脂浇注绝缘4-铁心 5-二次接线端子,返回本章目录,电压互感器的接线方案,一个单相电压互感器的接线 这种接线方式常用于供仪表、继电器接于三相电路的一个线电压。,图2.14 电压互感器四种常用接线a)一个单相电压互感器的接线,图2.14 电压互感器四种常用接线b)两个单相电压互感器接成V/V形,两个单相电压互感器接成V/V形接线,这种接线方式常用于供仪表、继电器接于三相三线制电路的各个线电压，广泛应用于工厂变配电所10kV高压配电装置中。,图2.14 电压互感器四种常用接线 c)三个单相电压互感器接成Y0/Y0形,这种接线方式常用于三相三线制和三相四线制线路，用于供电给要求接线电压的仪表、继电器，同时也可供电给要求接相电压的绝缘监视用电压表。,三个单相电压互感器或一个三相双绕组电压互感器接成Y0/Y0形接线,1）电压互感器在工作时二次侧不能短路。电压互感器的一、二次侧都必须实施短路保护，装设熔断器。 2）电压互感器二次侧有一端必须接地。防止电压互感器一、二次绕组绝缘击穿时，一次侧的高压窜入二次侧，危及人身和设备安全。 3）电压互感器接线时必须注意极性。防止接错线时，引起事故。单相电压互感器分别标A、X和a、x。三相电压互感器分别标A、B、C、N和a、b、c、n。,电压互感器的使用注意事项及处理,电压互感器在额定容量下允许长期运行，但不允许超过最大容量运行。电压互感器在运行中不能短路，在运行中，值班员必须注意检查二次回路是否有短路现象，并及时消除。当电压互感器二次回路短路时，在一般情况下高压熔断器不会熔断，但此时电压互感器内部有异声，将二次熔断器取下后亦停止，其他现象与断线情况相同。,电压互感器的运行和维护,同名端、异名端在电磁感应过程中，一、二次绕组感应出相同极性的两端称为同名端，感应出相反极性的两端称为异名端。按图2.15接线，把一、二次绕组的两个末端短接，在一侧加交流电压 ，另一侧感应出电压 ，测量两个绕组首端间的电压 ，若 ，则两个首端（或末端）为同名端；若 ，则两个首端（或末端）为异名端。,互感器的极性及其测试,减极性与加极性,互感器若按照同名端来标记一、二次绕组对应的首尾端的标记称为“减极性”标记法。反之则称为“加极性”标记法。在电工技术中通常采用“减极性”标记法。,将电流互感器一、二次侧绕组的尾端L2、K2 连在一起。在匝数较多的二次绕组上通以15V的交流电压U1，再用10V以下的小量程交流电压表分别测量U2及U3的数值，若U3=U1-U2，则为减极性；若U3=U1U2 ，则为加极性。,图2.15 交流法测定绕组同名端,互感器同名端的测定,交流法,在电流互感器的一次线圈（或二次线圈）上，通过按钮开关SB接入1.53V的干电池E，L1接电池正极，L2接电池的负极。在二次绕组两端接以低量程直流电压表或电流表。仪表的正极接K1，负极接K2，按下SB接通电路时，若直流电流表或直流电压表指针正偏则为减极性(L1与 K1为同名端),反偏为加极性(L1与 K1为异名端) ；SB断开时，指针反偏为减极性，正偏为加极性。,图2.16 直流法测定绕组极性接线图,直流法,一般的互感器校验仪都带有极性指示器，因此在测定电流互感器误差之前，便可以预先检查极性，若极性指示器没有指示，则说明被试电流互感器极性正确（减极性）。,仪表法,图2.17 仪表法测定绕组极性接线图,第三节 高低压一次设备,一、一次设备的分类及设备运行中的电弧问题与灭弧方法 （一）一次设备的分类 变配电所中承担输送和分配电能任务的电路，称为一次电路，或称主电路。一次电路中所有的电气设备，称为一次设备或一次元件。交换设备控制设备保护设备补偿设备成套设备,第三节 高低压一次设备,（二）电气设备运行中的电弧问题与灭弧方法 电弧是电气设备运行中出现的一种强烈的电游离现象，其特点是光亮很强和温度很高。 1. 电弧的产生 根本原因是电弧的熄灭在于触头本身及其周围介质中含有大量可被游离的电子。当分断的触头之间存在着足够大的外施电压的条件下，就有可能发生强烈的电游离而产生电弧。产生电弧的游离方式 （1）热电发射。 （2）高电场发射。 （3）碰撞游离。 （4）高温游离。,第三节 高低压一次设备,2. 电弧的熄灭 必须使触头中的去游离子率大于游离子率，即电弧中离子消失的速率大于离子产生的速率。熄灭电弧的去游离方式： （1）正负带电质点的“复合” 复合就是正负带电质点重新结合为中性点。 （2）正负带电质点的“扩散” 扩散就是电弧中的带电质点向周围介质中扩散开去。,第三节 高低压一次设备,3.开关电器中常用的灭弧方法 （1）速拉灭弧法。 （2）冷却灭弧法。 （3）吹弧灭弧法。按吹弧的方向分，有横吹和纵吹两种，如图2-17所示。,第三节 高低压一次设备,图2-17 吹弧方式 a）横吹 b）纵吹1-电弧 2-触头,第三节 高低压一次设备,（4）长弧切短灭弧法。图2-21所示为钢灭弧栅（又称去离子栅）。,图2-21 钢灭弧栅对电弧的作用 1-钢栅片 2-电弧 3-触头,第三节 高低压一次设备,（5）粗弧分细灭弧法。 （6）狭沟灭弧法。图2-22为用耐弧的陶瓷材料制成的绝缘灭弧栅。,图2-22 绝缘灭弧栅对电弧的作用 1-绝缘栅片 2-电弧 3-触头,第三节 高低压一次设备,（7）真空灭弧法。 （8）六氟化硫（SF6）灭弧法。,工厂变配电所常用的高压电器,高压隔离开关 高压隔离开关具有明显的分断间隙，因此它主要用来隔离高压电源，保证安全检修，并能通断一定的小电流（如2A以下的空载变压器励磁电流、电压互感器回路电流、5A以下的空载线路的充电电流）。它没有专门的灭弧装置，因此不允许带负荷操作隔离开关！更不能用来切断短路电流。因隔离开关具有明显的断开间隙，因此它通常与断路器配合使用。,根据隔离开关的使用场所，可以把高压隔离开关分成户内和户外两大类。操作隔离开关的操作顺序送电时先合电源侧隔离开关停电时反之在操作隔离开关前，先注意检查断路器确在断开位置后，才能操作隔离开关。,（1）合隔离开关时的操作无论用手动传动装置或用绝缘操作杆操作，均必须迅速而果断，但在合闸终了时用力不可过猛，以免损坏设备，使机构变形，瓷瓶破裂等。隔离开关操作完毕后，应检查是否合上。合好后应使隔离开关完全进入固定触头，并检查接触的严密性。,（2）拉开隔离开关时操作当刀片刚要离开固定触头时应迅速。特别是切断变压器的空载电流、架空线路及电缆的充电电流、架空线路小负荷电流及切断环路电流时，拉隔离开关更应迅速果断，以便能迅速消弧。拉开隔离开关后，应检查隔离开关每相确实已在断开位置并应使刀片尽量拉到头。,（3）在操作中误拉、误合隔离开关时：误合隔离开关时，即使合错，甚至在合闸时发生电弧，也不准将隔离开关再拉开。因为带负荷拉隔离开关，将造成三相弧光短路事故。误拉隔离开关时，在刀片刚要离开固定触头时，便发生电弧，这时应立即合上，可以消灭电弧，避免事故。如果隔离开关已经全部拉开，则绝不许将误拉的隔离开关再合上。如果是单极隔离开关，操作一相后发现误拉，对其他两相则不许继续操作。,图2.2 GN8-10/600型高压隔离开关,1-上接线端子 2-静触头 3-闸刀 4-套管绝缘子 5-下接线端子 6-框架 7-转轴 8-拐臂 9-升降绝缘子 10-支柱绝缘子,隔离开关,户内式,设计序号,额定电压（KV）,额定电流（A）,高压负荷开关,高压负荷开关能通断正常的负荷电流和过负荷电流，隔离高压电源。有些高压负荷开关断开后，具有明显可见的断口。高压负荷开关只有简单的灭弧装置，因此它不能切断或接通短路电流。高压负荷开关使用时通常与高压熔断器配合使用，利用熔断器来切断短路故障。 按采用的灭弧介质分类，高压负荷开关可分为：固体产气式、压气式、油管式、真空式、SF6式等。按安装场所分类，有户内式和户外式两种。,图2.3 FN 3-10RT型高压负荷开关,1-主轴 2-上绝缘子兼气缸 3-连杆 4-下绝缘子 5-框架 6-RN1型真压熔断器 7-下触座 8-闸刀 9-弧动触头 10-绝缘喷嘴 11-主静触头 12-上触座 13-分闸弹簧 14-绝缘拉杆 15-热脱扣器,负荷开关,户内式,设计序号,额定电压（KV）,带熔断器,带热脱扣器,高压断路器,高压断路器具有可靠的灭弧装置。它不仅能通断正常的负荷电流，而且能接通和承担一定时间的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。高压断路器的型式可按使用场合分为户内和户外两种，也可以按断路器采用的灭弧介质分为压缩空气断路器、油断路器、真空断路器、SF6断路器等多种型式。隔离开关与断路器配合使用控制电力线路时，断路器和隔离开关的操作必须按照一定顺序操作：分闸时，先分断路器，后分隔离开关；合闸时，先合隔离开关，后合断路器。,采用变压器油作灭弧介质的断路器称为油断路器。油断路器又可分为多油断路器和少油断路器。少油断路器的特点是：开关触头在绝缘油中闭合和断开；油只作灭弧介质，油量少；结构简单，体积小，重量轻；外壳带电，必须与大地绝缘，人体不能触及，燃烧和爆炸危险少。少油断路器的主要缺点是：用油量少，检修周期短，在户外使用受大气条件影响大，配套性差。,高压油断路器,图2.4SN1010型高压少油断路器外形,1-铝帽 2-上接线端 3-油标 4-绝缘箱(内装灭弧室及触头) 5-下接线端 6-基座 7-主轴 8-框架 9-分闸弹簧,少油断路器,户内式,设计序号,额定电压（KV）,高压真空断路器，是利用“真空”灭弧的一种断路器。真空断路器的结构特点为：灭弧室作为独立的元件，安装调试简单、方便；触头开距短，故灭弧室小巧，操作功率小，动作快；灭弧能力强，燃弧时间短，一般只需半个周期，电磨损少，使用寿命长；防火防爆，操作噪声小；适用于频繁操作，特别是适用于开断容性负荷电流；开断能力强，目前开断短路电流已达50kA；具有多次重合闸功能，适合配电网要求。,高压真空断路器,图2.5 ZN3-10型真空断路器外形,1-上接线端 2-真空灭弧室 3-下接线端 4-操作机构箱 5-合闸电磁铁 6-分闸电磁铁 7-分闸弹簧 8-底座,少油断路器,户内式,设计序号,额定电压（KV）,高压六氟化硫（SF6）断路器是采用SF6作断路器的绝缘介质和灭弧介质的一种断路器。外形尺寸小，占地面积少，开断能力强，电弧在SF6中燃烧时，电弧电压特别低，燃弧时间也短，因而SF6断路器触头烧损很轻微，适于频繁操作，检修周期长。SF6的缺点是：电气性能受电场均匀程度及水分等杂质影响特别大，故对SF6断路器的密封结构、元件结构及SF6气体本身质量的要求相当严格。,高压六氟化硫（SF6）断路器,SF6断路器的结构特点为：开关触头在SF6气体中闭合和断开；SF6气体具有灭弧和绝缘功能；灭弧能力强，属于高速断路器；结构简单，无燃烧爆炸危险；SF6气体本身无毒，但在电弧的高温作用下，会产生氟化氢等有强烈腐蚀性的剧毒物质，检修时应注意防毒。,高压六氟化硫（SF6）断路器,图2.6 LN2-10型SF6断路器外形,1-上接线端 2-绝缘筒(内为气缸及触头系统) 3-下接线端 4-操作机构 5-小车 6-分闸弹簧,熔断器一般由熔管、熔体、灭弧填充物、指示器、静触座等构成。熔断器分限流式和不限流式两种。限流式熔断器的灭弧能力强，可以在短路电流上升到最大值之前灭弧。工厂供电系统中，对容量小而且不太重要的负载，广泛使用高压熔断器作为输、配电线路及电力变压器（包括电压互感器）的短路及过载保护。高压熔断器户内广泛采用RN1、RN2型高压管式熔断器，户外则广泛采用RW4、RW10型等跌落式熔断器。,高压熔断器,第三节 高低压一次设备,高压熔断器全型号的表示和含义如下：,RN1型和RN2型的结构基本相同，都是瓷质熔管内充填石英砂填料的密封管式熔断器。 当短路电流或过负荷电流通过熔体使工作熔体熔断后，其指示熔体相继熔断，其红色的熔断指示器弹出，表示其熔体已熔断。这种熔断器灭弧能力很强，能在短路电流未达到其冲击值之前将电弧熄灭，为“限流式”熔断器。RN1型主要作高压线路和变压器的短路保护和过负荷保护，结构尺寸较大，RN2型只用作电压互感器一次侧的短路保护，其熔体电流一般为0.5A，结构尺寸较小。,RN1和RN2型户内式熔断器,图2.7 RN1和RN2型户内高压管式熔断器,1-瓷熔管 2-金属管帽 3-弹性触座 4-熔断指示器 5-接线端子 6-瓷绝缘子 7-底座,跌落式熔断器广泛用于环境正常的户外场所。它既可作310kV设备的短路保护，又可在一定条件下，直接用高压绝缘钩棒（俗称令克棒）来操作熔管的分合，以断开和接通小容量空载变压器和空载线路等。因其具有明显的分断，所以也可作为高压隔离开关使用。 户外跌开式熔断器属于“非限流熔断器”。,RW4和RW10型户外式熔断器,图2.8 RW4-10型高压跌落式熔断器,1-接线端子 2-上静触头 3-上动触头 4-管帽(带薄膜) 5-操作环 6-熔管(外层为酚醛纸管或环氯玻璃布管,内衬纤维质消弧管) 7-铜熔丝 8-下支触头 9-下静触头 10-下接线端子11-绝缘子 12-固定安装板,各种电器设备信号和含义,2、电流互感器器 - 1 2 3 4 5 61- L 电流互感器2- 345- 设计序号6- 额定电压（kV）,各种电器设备信号和含义,3、电流互感器 - 1 2 3 4 5 61- J 电压互感器2- 相数3- 绝缘型式4- 结构型式5- 设计序号6- 额定电压（kV）,各种电器设备信号和含义,4、高压熔断器 -/- 1 2 3 4 5 61- R 高压熔断器2- 安装场所,各种电器设备信号和含义,5、高压隔离器 -/- 1 2 3 4 5 61- G 高压熔断器2- 安装场所,各种电器设备信号和含义,6、高压负荷开关 -/- 1 2 3 4 5 61- F 高压负荷开关2- 安装场所7、高压短路器 - /- 1- S、D、Z、L 高压短路器2- 安装场所,各种电器设备信号和含义,8、高压开关柜 - 1 2 3 4 5 61- G 高压负荷开关2- 型式特征9、低压熔断器 -/ 1- R 高压短路器2- 结构型式,各种电器设备信号和含义,10、低压刀开关 -/1- H高压负荷开关2- 型式特征11、低压熔断器式刀开关 -/ 1- H 高压短路器2- R 结构型式12、低压断路器 -/ 1- D 高压短路器2- W、Z 结构型式,各种电器设备信号和含义,13、低压配电屏 -/1- P、G 低压配电屏2- G、C、Z型式特征14、低压配电箱 -1- X 低压配电箱2- 用途 L、M,第四节 工厂变配电所的主接线图,4.1、概述,第四节 工厂变配电所的主接线图,（1）系统式主接线图 这是按照电力输送的顺序依次安排其中的设备和线路相互连接关系而绘制的一种简图，如图1-1和图2-64等。 （2）装置式主接线图 这是按照主接线中高压或低压成套配电装置之间相互连接关系和排列位置而绘制的一种简图，通常按不同电压等级分别绘制，如图2-65所示。,第四节 工厂变配电所的主接线图,4.2、高压配电所的主接线图 母线 母线又称汇流排，在原理上它是电路中的一个电气节点，由导体构成，它起着汇集变压器的电能和给各用户的馈电线分配电能的作用。 主接线 变电所的主结线（或称一次接线、一次电路）是指由各种开关电器、电力变压器、断路器、隔离开关、避雷器、互感器、母线、电力电缆、移相电容器等电气设备依一定次序相连接的具有接受和分配电能的电路。 电气主结线图通常画成单线图的形式表示。,对电气主接线的基本要求,（1）保证供电的安全性。（2）保证供电的可靠性。电气主接线应根据负荷的等级，满足负荷在各种运行方式下对负荷供电连续性的要求。（3）具有一定的灵活性和方便性。电气主接线应能适应各种运行方式，并能灵活地进行运行方式的转换，以保证正常运行时能安全可靠供电，在系统故障或设备检修时，保证非故障和非检修回路继续供电。,对电气主接线的基本要求,（4）具有经济性。（5）具有发展和扩建的可能性。此外，对主接线的选择，还应考虑受电容量和受电地点短路容量的大小、用电负荷的重要程度、对电能计量（如高压侧还是低压侧计量、动力及照明分别计费等）及运行操作技术的需要等因素。,表2.4 常用的电气设备图形符号和文字符号,表2.4 常用的电气设备图形符号和文字符号,一、工厂供电系统概况图1-1是一个比较典型的中型工厂供电系统简图。,图1-1 中型工厂供电系统简图,单线图形式,单母线分段制,分隔开关闭合，由一条电源进线供电，通常来自公网，另一条备用，来自邻近单位。,第四节 工厂变配电所的主接线图,图2-64 图1-1所示高压配电所及其附设2号车间变电所主接线图,第四节 工厂变配电所的主接线图,第四节 工厂变配电所的主接线图,第四节 工厂变配电所的主接线图,第四节 工厂变配电所的主接线图,图2-65 图2-64中所示10kV高压配电所的装置式主接线图,图2.22 单母线不分段接线,一、单母线不分段接线,4.3 主接线的基本接线方式,1接线 每条引入线和引出线的电路中都装有断路器和隔离开关，电源的引入与引出是通过一根母线连接的。,2隔离开关和断路器作用断路器用于切断和关合正常的负荷电流，并能切断短路电流。隔离开关有两种作用：靠近母线侧的称母线隔离开关，用于隔离母线电源和检修断路器；靠近线路侧的称线路侧隔离开关，用于防止在检修断路器时从用户侧反向送电，防止雷电过电压沿线路侵入，保证维修人员安全。,3特点单母线接线简单，使用设备少，配电装置投资少，但可靠性、灵活性较差。当母线或母线隔离开关故障或检修时，必须断开所有回路，造成全部用户停电。4应用场合这种接线适用于用户对供电连续性要求不高的用户，如单电源进线的一般中、小型容量的用户，电压为610kV级。,5改进措施 有时为了提高供电系统的可靠性，用户可以将单母线不分段接线进行必要的改进，如图所示。,图2.23 单母线分段接线,二、单母线分段接线,1接线这种接线方式引入线有两条回路，母线分成二段，即段和段。每一回路连到一段母线上，并把引出线均分到每段母线上。两段母线用隔离开关、断路器等开关电器连接形成单母线分段接线。,2特点 单母线分段便于分段检修母线，减小母线故障影响范围，提高了供电的可靠性和灵活性。3应用场合 母线可分段运行，也可不分段运行。这种接线适用于双电源进线的比较重要的负荷，电压为610kV级。,（1）分段运行 采用分段运行时，各段相当于单母线不分段状态，各段母线之间的电气互不影响，互相分列，当任意一段母线故障或检修时，该段母线的全部负荷将停电。,（2）并列运行 采用并列运行时，相当于单母线不分段接线形式。当某路电源停电或检修时，无需整个母线停电，只须断开停电或故障电源的断路器及其隔离开关，调整另外电源的负荷量。但当某段母线故障或检修时，将会引起正常母线段的短时停电。实际运行中一般采取分段运行的方式。,单母线分段接线，不管是用隔离开关分段或用断路器分段，在母线检修或故障时，都避免不了使接在该母线的用户停电。另外，单母线接线在检修引出线断路器时，该引出线的用户必须停电（双回路供电用户除外）。为了克服这一缺点，可采用单母线加旁路母线。,图2.24 单母线带旁路接线,三、单母线带旁路接线,1接线增加了一条母线和一组联络用开关电器，增加了多个线路侧隔离开关。,2特点 当对出线断路器QF3检修时，将QF3断开，打开隔离开关QS5，QS6；先闭合隔离开关QS7、QS4、QS3，再闭合旁路母线断路器QF2，出线L1不需停电就可完成断路器的切换，保证供电的连续性。,3应用场合 该运行方式灵活，当引出线断路器检修时，用旁路母线断路器代替引出线断路器，给用户继续供电。该接线造价较高，适用于配电线路较多、负载性质较重要的主变电所或高压配电所。,图4.25 双母线接线,四、双母线接线,1接线两段母线互为备用。,2运行方式两组母线分列运行：其中一组母线运行，一组母线备用，即两组母线互为运行或备用状态。两组母线并列运行：两组母线同时并列运行，但互为备用。,3应用场合 由于双母线两组互为备用，大大提高了供电可靠性、主结线工作的灵活性。 双母线接线一般用在对供电可靠性要求很高一级负荷，如大型工业企业总降压变电所的35110kV母线系统中，或有重要高压负荷或有自备发电厂的6 10kV母线系统。,线路变压器组接线,五、无母线的主结线桥式接线,此接线的特点是直接将电能送至负荷，无高压用电设备，若线路发生故障或检修时，停变压器；变压器故障或检修时，所有负荷全部停电。该接线适用于二、三级负荷中，只有12台变压器的单回线路供电。,对于具有双电源进线、两台变压器终端式的总降压变电所，可采用桥式接线。它实质是联接两个35110kV“线路变压器组”的高压侧，其特点是有一条横联跨桥的“桥”。根据跨接桥横连位置不同，分为内桥接线和外桥接线。,桥式接线,内桥式接线适用于35kV及35kV以上的电源线路较长和变压器不需要经常操作的系统中。可供一、二级负荷使用。,图2.26 内桥接线,内桥接线,高压断路器跨接在两路电源进线之间，且处在断路器的内侧，靠近变压器,图2.27 外桥接线,外桥式接线适用于35kV及35kV以上的电源线路较短且变压器需要经常操作的系统中。可供一、二级负荷使用。,外桥接线,高压断路器跨接在两路电源进线之间，且处在断路器的外侧，靠近电源,车间变电所是将610kV的电压降为380/220V的电压，直接供给用电设备的终端变电所。（1）工厂有总降压变电所或高压配电所时,车间变电所的电源进线上的开关电器、保护装置和测量仪表等，一般都安装在高压配电线路的首端，而车间变电所通常只设变压器室和低压配电室，高压侧大多不装开关或只装简单的隔离开关、熔断器（室外为跌落式熔断器）、避雷器等 。,4.4 车间变电所的电气主接线,图2.28 车间变电所高压侧主接线方案,（2）工厂无总降压变电所或总配电所时,车间变电所高压侧的开关电器、保护装置和测量仪表等，都必须配备齐全，一般要设置高压配电室。在变压器容量较小，供电可靠性要求不高时，也可不设高压配电室，其高压熔断器、隔离开关、负荷开关或跌落式熔断器，装设在变压器室的墙上或室外杆上，在低压侧计量电能。当高压开关柜不多于6台时，高压开关柜也可设在低压配电室，在高压侧计量电能。,1常见的小型工厂变电所主接线方案,（1）高压侧采用隔离开关熔断器或跌落式熔断器控制结构简单经济，供电可靠性不高，一般只用于500kVA及以下容量的变电所，对不重要的三级负荷供电。,图2.29 高压侧装隔离开关熔断器或跌落式熔断器控制的变电所主电路图,（2）高压侧采用负荷开关熔断器控制结构简单、经济，供电可靠性仍不高，但操作比上述方案要简便灵活，也只适于不重要的三级负荷。,图2.30 高压侧装负荷开关熔断器控制的变电所主电路图,（3）高压侧采用隔离开关断路器控制的变电所这种接线由于采用了断路器，因此变电所的停电、送电操作灵活方便。但供电可靠性仍不高，一般只用于三级负荷。如果变压器低压侧有与其他电源的联络线时，可用于二级负荷。,图2.31 高压侧装隔离开关断路器控制的变电所主电路图,这种主接线的供电可靠性较高，可用于一、二级负荷。,图2.32 两路进线、两台主变压器、高压侧无母线、低压侧单母线分段的变电所主电路图,（4）两路进线、两台主变压器、高压侧无母线、低压侧单母线分段的变电所,这种接线可靠性也较高，可供二、三级负荷，如果有低压或高压联络线时可供一、二级负荷。,图2.33 一路进线、两台主变压器、高压侧单母线、低压侧单母线分段的变电所主电路图,（5）一路进线、高压侧单母线、两台主变压器、低压侧单母线分段的变电所,（6）两路进线、高压侧单母线分段、两台主变压器、低压侧单母线分段的变电所,图2.34 两路进线、两台主变压器、高压侧和低压侧均为单母线分段的变电所主电路图,2配电装置式主接线图,按照电能输送和分配的顺序用规定的符号和文字来表示设备的相互连接关系的主接线图，称为原理式主接线图。用于在设计过程中进行分析、计算和选择电气设备时使用，在运行中的变电所值班室中，作为模拟演示供配电系统运行状况用。 按高压或低压配电装置之间的相互连接和排列位置而画出的主接线图，称之为配电装置式主接线图。这种接线图便于成套配电装置的订货采购和安装施工。,图2.35 原理式主接线图,图2.36 配电装置式主接线图,图2.35 原理式主接线图,图2.36 配电装置式主接线图,4.5 变配电所电气主接线的读图,（1）了解变电所的基本情况：变电所在系统中的地位和作用，变电所的类型。（2）了解变压器的主要技术参数：额定容量、额定电流、额定电压、额定频率、连接组别。（3）明确各个电压等级的主接线基本形式：先看高压侧（电源侧）的基本形式有无母线，是单母线还是双母线，母线是否分段；再看低压侧的接线。（4）检查开关设备的配置情况：从控制、保护、隔离的作用出发，检查各路进线和出线上是否配置了开关设备，配置是否合理，不配置能否保证系统的运行和检修。,4.5 变配电所电气主接线的读图,（5）检查互感器的配置情况：从保护和测量的要求出发，检查是否在应该装互感器的地方都安装了互感器；配置的电流互感器个数和安装相是否合理；配置的电流互感器的铁心数（即副绕组数）是否满足需要。（6）检查避雷器的配置情况：有些主接线图并不绘出避雷器的配置，则不必检查。当电气主接线图绘有避雷器时，则应检查是否配置齐全。（7）综合评价：按主接线的基本要求，从安全性、可靠性、经济性和方便性四个方面，对该电气主接线进行分析，指出优缺点，得出综合评价。,第五节 工厂变配电所的所址、布置及安装图,5.1 工厂变配电所总体布置要求,根据GB500531994，工厂变配电所总体布置应遵循下列原则：（1）便于运行维护；（2）保证运行安全；（3）便于进出线；（4）节约土地和建筑费用；（5）留有发展余地。,5.2 变配电所中的布置与结构,1变压器室和室外变压器台的结构（1）变压器室的结构 变压器室的结构形式取决于变压器的形式、容量、放置方式、主接线方案及进出线的方式和方向等很多因素，并应考虑运行维护的安全以及通风、防火等问题。另外，考虑到今后的发展，变压器室宜有更换大一级容量的可能性。,表2.5 可燃油油浸变压器外廓与变压器室墙壁和门的最小净距（mm）,变压器室的门要向外开。室内只设通风窗，不设采光窗。进风窗设在变压器室前门的下方，出风窗设在变压器室的上方，并应有防止雨、雪和蛇、鼠类小动物从门、窗及电缆沟等进入室内的设施。通风窗的面积，根据变压器的容量、进风温度及变压器中心标高至出风窗中心标高的距离等因素确定。变压器室一般采用自然通风。夏季的排风温度不宜高于45，进风和排风的温差不宜