供配电系统的电气设备论文

供配电系统的电气设备1供配电系统的电气设备简介供配电系统是将电力系统中从降压配电变电站（高压配电变电站）出口到用户端的这一段系统称为配电系统。配电系统是由多种配电设备（或元件）和配电设施所组成的变换电压和直接向终端用户分配电能的一个电力网络系统。供配电系统中常用电气设备1电力变压器电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压（电流）变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压（电流）的设备。2互感器互感器（INSTRUMENTTRANSFORMER）又称为仪用变压器，是电流互感器和电压互感器的统称。能将高电压变成低电压、大电流变成小电流，用于量测或保护系统。其功能主要是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压（100V）或标准小电流（5A或1A，均指额定值），以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。同时互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全。3高低压开关设备高压开关设备是指电力系统中运行的户内和户外交直流开关设备。主要用于电力系统（包括发电厂、变电站、输配电线路和工矿企业等用户）的控制和保护，既可根据电网运行需要将一部分电力设备或线路投入或退出运行，也可在电力设备或线路发生故障时将故障部分从电网快速切除，从而保证电网中无故障部分的正常运行及设备、运行维修人员的安全。因此，高压开关设备是非常重要的输配电设备，其安全、可靠运行对电力系统的安全、有效运行具有十分重要的意义。4高压开关柜高压开关柜是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用，高压开关柜按作电压等级在36KV550KV的电器产品，高压隔离开关与接地开关、高压负荷开关、高压自动重合与分段器，高压操作机构、高压防爆配电装置和高压开关柜等几大类。5低压开关柜低压开关柜适用于发电厂、石油、化工、冶金、纺织、高层建筑等行业，作为输电、配电及电能转换之用。2断路器断路器是属于开关设备的一种。除了可以实现开关设备共有的接通和断开电路功能以外，断路器一般还带有短路保护、过载保护、欠压保护等功能。一般还带有灭弧装置，电的产生、输送、使用中，配电是一个极其重要的环节。断路器则是其中广泛使用的一种电气设备。真空断路器的名字来源于此种断路器的灭弧方式，即灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空。其具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点。由于此种断路器采取了真空灭弧的方法，所以特别适用于要求无油化、少检修及频繁操作的使用场所。上图为美国ABB公司生产的真空断路器真空断路器的主要包含三大部分真空灭弧室、电磁或弹簧操动机构、支架及其他部件。右图为真空断路器的结构图。其中真空断路器的特色在于他的灭弧装置真空灭弧室。按照开关型式不同有外屏蔽罩式陶瓷真空灭弧室、中间封接杯状纵磁场小型化真空灭弧室、内封接式玻璃泡灭弧室，其基本结构如下1气密绝缘系统外壳由陶瓷、玻璃或微晶玻璃制成的气密绝缘筒、动端盖板、定端盖板、不锈钢波纹管组成的气密绝缘系统是一个真空密闭容器。为了保证气密性，除了在封接式要有严格的操作工艺，还要求材料本身透气性和内部放气量小。2导电系统由定导电杆、定跑弧面、定触头、动触头、动跑弧面、动导电杆构成。触头结构大致有三种圆柱形触头、带有螺旋槽跑弧面的横向磁场触头、纵向磁场触头。目前采用纵磁场技术，此种灭弧室具有强而稳定的电弧开断能力。3屏蔽系统屏蔽罩是真空灭弧室中不可缺少的元件，并且有围绕触头的主屏蔽罩、波纹管屏蔽罩和均压用屏蔽罩等多种。主屏蔽罩的作用是A防止燃弧过程中电弧生成物喷溅到绝缘外壳的内壁，从而降低外壳的绝缘强度。B改善灭弧室内部电场分布的均匀性，有利于降低局部场强，促进真空灭弧室小型化。C冷凝电弧生成物，吸收一部分电弧能量，有助于弧后间隙介质强度的恢复。真空断路器的特点有1触头开距小，10KV真空断路器的触头开距只有10MM左右，操作机构的操作功就小，机械部分行程小，其机械寿命就长。2燃弧时间短，且与开关电流大小无关，一般只有半周波。3熄弧后触头间隙介质恢复速度快，对开断近区故障性能较好。4由于疏通在开断电流时磨损量较小，所以触头的电气寿命长，满容量开断达3050次，额定电流开断达5000次以上，噪音小适于频繁操作。5体积小、重量轻。6适用于开断容性负荷电流。真空断路器技术标准真空断路器在我国近十年来得到了蓬勃的发展。产品从过去的ZN1ZN5几个品种发展到数十多个型号、品种，额定电流达到5000A，开断电流达到50KA的较好水平，并已发展到电压达35KV等级。上图真空断路器的铭牌80年代以前，真空断路器处于发展的起步阶段，技术上在不断摸索，还不能制定技术标准，直到1985年后才制定相关的产品标准。3变压器变压器（TRANSFORMER）是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）。主要功能有电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等。是配电系统中至关重要的电气设备。变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫一次线圈，其余的绕组叫二次线圈。它可以变换交流电压、电流和阻抗。最简单的铁心变压器由一个软磁材料做成的铁心及套在铁心上的两个匝数不等的线圈构成，如图所示。变压器的原理为铁心的作用是加强两个线圈间的磁耦合。为了减少铁内涡流和磁滞损耗，铁心由涂漆的硅钢片叠压而成两个线圈之间没有电的联系，线圈由绝缘铜线（或铝线）绕成。一个线圈接交流电源称为初级线圈（或原线圈），另一个线圈接用电器称为次级线圈（或副线圈）。实际的变压器是很复杂的，不可避免地存在铜损（线圈电阻发热）、铁损（铁心发热）和漏磁（经空气闭合的磁感应线）等，为了简化讨论这里只介绍理想变压器。理想变压器成立的条件是忽略漏磁通，忽略原、副线圈的电阻，忽略铁心的损耗，忽略空载电流（副线圈开路原线圈线圈中的电流）。例如电力变压器在满载运行时（副线圈输出额定功率）即接近理想变压器情况。变压器主要的参数有1工作频率变压器铁芯损耗与频率关系很大，故应根据使用频率来设计和使用，这种频率称工作频率。2额定功率在规定的频率和电压下，变压器能长期工作而不超过规定温升的输出功率。3额定电压指在变压器的线圈上所允许施加的电压，工作时不得大于规定值。4电压比指变压器初级电压和次级电压的比值，有空载电压比和负载电压比的区别。5空载电流变压器次级开路时，初级仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流。空载电流由磁化电流（产生磁通）和铁损电流（由铁芯损耗引起）组成。对于50HZ电源变压器而言，空载电流基本上等于磁化电流。变压器的简单结构图国产的干式变压器6空载损耗指变压器次级开路时，在初级测得功率损耗。主要损耗是