工厂供电教学课件—第四章工厂变配电所及其一次系统

1、第四章第四章 工厂变配电所及其一次系统工厂变配电所及其一次系统o 工厂变配电所的任务和类型工厂变配电所的任务和类型o 电力变压器电力变压器o 互感器互感器o 电气设备中的电弧问题及对触头的要求电气设备中的电弧问题及对触头的要求o 高低压一次设备高低压一次设备o 高低压成套配电装置高低压成套配电装置o 工厂变配电所的主接线图工厂变配电所的主接线图o 工厂变配电所的所址、布置、结果及安装图工厂变配电所的所址、布置、结果及安装图o 工厂变配电所的运行维护和检修试验工厂变配电所的运行维护和检修试验 工厂变配电所的任务和类型工厂变配电所的任务和类型一、变配电所任务一、变配电所任务变电所担负着从电力系统受

2、电，经过变压，然后配电的任务。变电所担负着从电力系统受电，经过变压，然后配电的任务。配电所担负着从电力系统受电，然后直接配电的任务。配电所担负着从电力系统受电，然后直接配电的任务。二、变配电所类型二、变配电所类型总降压变电所和车间变电所总降压变电所和车间变电所按主变压器的安装位置分：按主变压器的安装位置分：如图如图4-1所示所示图图4-1 车间变电所的类型车间变电所的类型1、2-内附式内附式 3、4-外附式外附式 5-车间内式车间内式 6-露天或半露天式露天或半露天式 7-独立式独立式 8-杆上式杆上式 9-地下式地下式 10- 楼上式楼上式II 电力变压器电力变压器一、电力变压器的分类一、电

3、力变压器的分类按用途分：有升压和降压变压器；按用途分：有升压和降压变压器；按相数分：有单相和三相变压器；按相数分：有单相和三相变压器；按绕组材料分：有铜绕组和铝绕组变压器；按绕组材料分：有铜绕组和铝绕组变压器；按绕组型式分：有双绕组、三绕组和自耦变压器；按绕组型式分：有双绕组、三绕组和自耦变压器；按调压方式分：有无载调压和有载调压变压器；按调压方式分：有无载调压和有载调压变压器；按绕组绝缘和冷却方式分：有油浸式、干式（环氧树脂浇按绕组绝缘和冷却方式分：有油浸式、干式（环氧树脂浇注绝缘）和充气式（注绝缘）和充气式（SF6气体）变压器气体）变压器;按容量系列分：有按容量系列分：有R8系列和系列和R

4、10系列。系列。p电力变压器的型号电力变压器的型号 图图4-42和图和图4-43分别为三相油浸式电力变压器和的三相分别为三相油浸式电力变压器和的三相干式变压器外形结构。干式变压器外形结构。电力变压器全型号的表示及含义电力变压器全型号的表示及含义 / D单相单相 相数代号相数代号 S三相三相 绝缘代号绝缘代号 C C成型固体浇注式成型固体浇注式CR成型固体包封式成型固体包封式油浸式不表示油浸式不表示 冷却代号冷却代号 F 风冷风冷自然冷却不表示自然冷却不表示 高压绕组电压等级（高压绕组电压等级（kV） 额定容量（额定容量（kVA） 性能水平代号（性能水平代号（7、8、9、） 绕组导体材质代号绕组

5、导体材质代号 B 铜箔铜箔 L铝，铝， LB铝箔铝箔铜不表示铜不表示 调压方式代号调压方式代号 Z 有载调压有载调压无载调压不表示无载调压不表示图图4-43 三相干式变压器三相干式变压器图图4-42 油浸式电力变压器油浸式电力变压器1信号温度计信号温度计 2铭牌铭牌 3吸湿器吸湿器 4油枕（储油柜）油枕（储油柜） 5油位指示器（油标）油位指示器（油标）6防爆管防爆管 7瓦斯继电器瓦斯继电器 8高压套管高压套管 9低压套管低压套管 10分接开关分接开关 11油箱油箱12铁芯铁芯 13绕组及绝缘绕组及绝缘 14放油阀放油阀 15小车小车 16接地端子接地端子配电变压器的联结组别：配电变压器的联结组

6、别： D,yn 11接线：接线：其高压侧采用三角形接法可以改善电网的电其高压侧采用三角形接法可以改善电网的电压波形，从而使三次谐波电流只能在三角形绕组内形成环流，压波形，从而使三次谐波电流只能在三角形绕组内形成环流，不致于注入公共的高压电网中。不致于注入公共的高压电网中。Y,yn0接线：接线：用于高压侧为用于高压侧为610kV，低压侧为，低压侧为380/220V的的配电变压器，其低压侧引出中性线，构成三相四线制供电。配电变压器，其低压侧引出中性线，构成三相四线制供电。二、电力变压器的联结组别二、电力变压器的联结组别 近年来，近年来，D,yn11接线的配电变压器已在被逐步推广和应接线的配电变压器

7、已在被逐步推广和应用，它有以下优点：用，它有以下优点：规程规定：规程规定：Y,yn0接线的变压器中性线电流不得超过二次绕组额定电流的接线的变压器中性线电流不得超过二次绕组额定电流的25%，而而D,yn11接线变压器中性线电流不得超过二次绕组额定电流的接线变压器中性线电流不得超过二次绕组额定电流的75%。D,yn11接线变压器能有效地抑制接线变压器能有效地抑制3的整数倍高次谐波电流的的整数倍高次谐波电流的影响。影响。D,yn11接线变压器较接线变压器较Y,yn0接线变压器更有利于低压侧单相接线变压器更有利于低压侧单相接地短路故障的切除。接地短路故障的切除。Dyn11接线变压器承受单相不平衡负荷的

8、能力远比接线变压器承受单相不平衡负荷的能力远比Y,yn0接接线的变压器强。线的变压器强。防雷变压器的联结组别：防雷变压器的联结组别： 防雷变压器通常采防雷变压器通常采用用Yzn11联结组联结组图图4-6 Yzn11联结的防雷变压器联结的防雷变压器 a) 接线图接线图 b) 相量图相量图 当雷电过电压沿变压器二次当雷电过电压沿变压器二次侧侵入时，由于变压器二次侧侧侵入时，由于变压器二次侧同一芯柱上的两个半绕组的电同一芯柱上的两个半绕组的电流方向相反，磁动势相互抵消，流方向相反，磁动势相互抵消，过电压不会感应到一次侧去过电压不会感应到一次侧去 当雷电过电压沿变压器一次当雷电过电压沿变压器一次侧侵入

9、时由于变压器二次侧同侧侵入时由于变压器二次侧同一芯柱上的两个半绕组的感应一芯柱上的两个半绕组的感应电动势相互抵消，二次侧不会电动势相互抵消，二次侧不会出现过电压出现过电压三、变电所主变压器台数和容量的选择三、变电所主变压器台数和容量的选择1. 变压器台数的选择原则变压器台数的选择原则n总降压变电所主变压器台数的选择：总降压变电所主变压器台数的选择： 为保证供电可靠性，一般应装两台主变压器为保证供电可靠性，一般应装两台主变压器;若只有一条电源进线，或变电所可由低压侧电网取得备用若只有一条电源进线，或变电所可由低压侧电网取得备用电源时，可装一台主变压器电源时，可装一台主变压器;若绝大部分负荷为三级

10、负荷，其少量的二级负荷可由邻近若绝大部分负荷为三级负荷，其少量的二级负荷可由邻近低压电力网取得备用电源时，可装一台主变压器。低压电力网取得备用电源时，可装一台主变压器。n车间变电所变压器台数的选择：车间变电所变压器台数的选择： 对有大量一、二级负荷的变电所，应满足电力负荷对供电对有大量一、二级负荷的变电所，应满足电力负荷对供电可靠性的要求，应采用两台变压器可靠性的要求，应采用两台变压器；对只有二级负荷而无一级负荷的变电所，且能从邻近车间对只有二级负荷而无一级负荷的变电所，且能从邻近车间变电所取得低压备用电源时，可采用一台变压器；变电所取得低压备用电源时，可采用一台变压器；对季节性负荷或昼夜负荷

11、变化较大时，应使变压器在经济对季节性负荷或昼夜负荷变化较大时，应使变压器在经济状态下运行，可用两台变压器供电状态下运行，可用两台变压器供电;除上述情况外，车间变电所可采用一台变压器。除上述情况外，车间变电所可采用一台变压器。2. 变压器容量的选择原则变压器容量的选择原则n装有一台变压器的变电所：装有一台变压器的变电所： 主变压器的容量应满足全部用电主变压器的容量应满足全部用电设备总计算负荷的需要，即设备总计算负荷的需要，即 STS30 n装有两台变压器的变电所：每台变压器的容量应同时满足装有两台变压器的变电所：每台变压器的容量应同时满足以下两个条件：以下两个条件： n车间变电所主变压器单台容量

12、的上限值：一般不宜大于车间变电所主变压器单台容量的上限值：一般不宜大于1250kVA。 任一台变压器单独运行，应满足总计算负荷任一台变压器单独运行，应满足总计算负荷S30大约大约70%的的需要，即需要，即 ST（0.60.7） S30 II)I (30SII)I (30S任一台变压器单独运行，应满足全部一、二级负荷任一台变压器单独运行，应满足全部一、二级负荷 的需要，即的需要，即 ST例题讲解 2例例4-2 某某10/0.4kV变电所，总计算负荷为变电所，总计算负荷为1200kVA，其中一、二级负荷，其中一、二级负荷680kVA。试初步选择该变电所主变压器的台数和容量。试初步选择该变电所主变压

13、器的台数和容量。解：根据变压器台数选择原则解：根据变压器台数选择原则确定选择两台主变压器确定选择两台主变压器根据变压器容量的选择原则：根据变压器容量的选择原则：.30(0.6 0.7)(720 840)N TSSkVA.30()680N TSSkVA且且查附录表查附录表5，选定两台容量为，选定两台容量为800KVA四、电力变压器的过负荷能力四、电力变压器的过负荷能力1. 变压器的额定容量和实际容量变压器的额定容量和实际容量u变压器的额定容量：是指在规定的环境温度下，在规定的变压器的额定容量：是指在规定的环境温度下，在规定的使用年限（一般为使用年限（一般为20年）内，室外安装时，所能连续输出的年

14、）内，室外安装时，所能连续输出的最大视在功率。最大视在功率。最高气温最高气温+40，最高日，最高日平均气温平均气温+30，最高年，最高年平均气温平均气温+20。 u如果变压器安装地点的年平均气温如果变压器安装地点的年平均气温 20，则年均每，则年均每升高升高1，变压器的容量就要减少，变压器的容量就要减少1%，则变压器的实际容量，则变压器的实际容量为为 av室外变压器：室外变压器： 室内变压器：室内变压器：NTavTSS100201NTavTSS1002092. 02. 变压器的正常过负荷变压器的正常过负荷油浸式变压器的允许过负荷包括以下两部分：油浸式变压器的允许过负荷包括以下两部分：由于昼夜负

15、荷不均匀而考虑的变由于昼夜负荷不均匀而考虑的变压器过负荷：压器过负荷： 可由变压器的日负荷系数可由变压器的日负荷系数 和最大负荷持续时间和最大负荷持续时间t在右图所示曲线在右图所示曲线上确定允许过负荷倍数上确定允许过负荷倍数 ； NavII)1(OLK由于夏季（由于夏季（6、7、8三个月）欠负三个月）欠负荷而在冬季（荷而在冬季（12、1、2三个月）考三个月）考虑的变压器过负荷：虑的变压器过负荷： 油浸式变压器允许油浸式变压器允许 过负荷曲线图过负荷曲线图 当夏季平均日负荷曲线中的最大负荷当夏季平均日负荷曲线中的最大负荷Sm 低于变压器的实低于变压器的实际容量际容量ST时，则每低时，则每低1%，

16、可在冬季过负荷，可在冬季过负荷1%，但最高不得，但最高不得超过超过15%，即其允许过负荷倍数为，即其允许过负荷倍数为 TmTOLSSSK1)2(1.15 则变压器总的过负荷倍数为：则变压器总的过负荷倍数为： 1)2()1(OLOLOLKKK对室内变压器，对室内变压器， 1.2；对室外变压器，；对室外变压器， 1.3。OLKOLK因此，变压器在冬季的正常过负荷能力为因此，变压器在冬季的正常过负荷能力为TOLOLTSKS)(（1.21.3）ST3. 变压器的事故过负荷变压器的事故过负荷 是指并联运行的变压器组中一台变压器退出运行，另一是指并联运行的变压器组中一台变压器退出运行，另一台变压器所承受的

17、过负荷。变压器事故过负荷的运行时间不台变压器所承受的过负荷。变压器事故过负荷的运行时间不得超过下表所规定的时间。得超过下表所规定的时间。 电力变压器事故过负荷运行的允许时间电力变压器事故过负荷运行的允许时间油浸自冷油浸自冷式变压器式变压器过负荷值（过负荷值（%）30456075100200允许时间允许时间min120804520101.5干式变压器干式变压器过负荷值（过负荷值（%）102030405060允许时间允许时间min75604532165运行规程规定：变压器在事故下一台运行时，如果油浸式变压器的日负荷率运行规程规定：变压器在事故下一台运行时，如果油浸式变压器的日负荷率0.75，变压器

18、可以连续，变压器可以连续6h过负荷过负荷40%，但过负荷的天数不能超过，但过负荷的天数不能超过5天。天。五、电力变压器并列运行条件五、电力变压器并列运行条件 两台或多台变压器并列运行时，必须满足三个基本条件：两台或多台变压器并列运行时，必须满足三个基本条件： 并列变压器的额定一、二次电压必须对应相等，即并列变并列变压器的额定一、二次电压必须对应相等，即并列变压器的电压比必须相同，允许差值不超过压器的电压比必须相同，允许差值不超过5。 并列变压器的阻抗电压（短路电压）必须相等并列变压器的阻抗电压（短路电压）必须相等 并列变压器的联结组别必须相同并列变压器的联结组别必须相同此外，并列运行变压器容量

19、应尽量相同或相近，其最大容量与最小容量之比，此外，并列运行变压器容量应尽量相同或相近，其最大容量与最小容量之比，一般不能超过一般不能超过3:1。例题讲解 3例例4-3 现有一台现有一台S9-800/10型配电变压器与一台型配电变压器与一台S9-2000/10型配电变压型配电变压器并列运行，两台均为器并列运行，两台均为Dyn11联结。问负荷达到联结。问负荷达到2800kVA时，各台变压器时，各台变压器分担多少负荷？哪一台变压器可能过负荷？过负荷达到多少？分担多少负荷？哪一台变压器可能过负荷？过负荷达到多少？解：并列运行的变压器之间的负荷分配是与变压器的阻抗标幺值成反比解：并列运行的变压器之间的负

20、荷分配是与变压器的阻抗标幺值成反比%100kdTNUSZS查附录表查附录表5，得，得S9-800型变压器（型变压器（T1）的）的Uk =5； S9-2000型变型变压器（压器（T2）的）的Uk =6。因此两台变压器的阻抗标幺值分别为（取。因此两台变压器的阻抗标幺值分别为（取Sd =105 kVA）515 106.25100 800TkVAZkVA526 103.00100 2000TkVAZkVAAkVAkVST.90800. 325. 600. 3.28001AkVAkVST.189200. 325. 625. 6.28002S9-800/10型配电变压器将过负荷型配电变压器将过负荷108k

21、V.A，超过额定容量的，超过额定容量的13.5%，油浸式变压器户内允许过负荷，油浸式变压器户内允许过负荷20是否满足变压器并列运行条件？是否满足变压器并列运行条件？一、概述一、概述互感器在供配电系统中的作用是：互感器在供配电系统中的作用是：使测量仪表、继电器等二次设备与主电路隔离；使测量仪表、继电器等二次设备与主电路隔离；使测量仪表、继电器等标准化，有利于大批量生产；使测量仪表、继电器等标准化，有利于大批量生产；使测量仪表、继电器等二次设备的使用范围扩大。使测量仪表、继电器等二次设备的使用范围扩大。二、电流互感器二、电流互感器1. 电流互感器的工作原理电流互感器的工作原理2一次绕组：匝数很少，

22、导线很粗，串联一次回路中；一次绕组：匝数很少，导线很粗，串联一次回路中；2二次绕组：匝数很多，导线很细，与测量仪表、继电器等的电二次绕组：匝数很多，导线很细，与测量仪表、继电器等的电流线圈串联。流线圈串联。 III III 互感器互感器图图4-8为电流互感器的原理接线图。为电流互感器的原理接线图。 电流互感器的一次电流电流互感器的一次电流I1与二次电流与二次电流I2之之间的关系为间的关系为22121IKINNIi式中，式中，Ki为电流互感器的变流比，为电流互感器的变流比， 。 NNiIIK21图图4-8 电流互感器原电流互感器原理接线图理接线图2. 电流互感器的极性与接线方式电流互感器的极性与

23、接线方式n电流互感器的极性电流互感器的极性：采用采用“减极性减极性”原则原则。 通常，一次绕组的出线端子标为通常，一次绕组的出线端子标为P1和和P2，二次绕组的出，二次绕组的出线端子标为线端子标为S1和和S2，其中，其中P1和和S1为同名端，为同名端，P2和和S2为同名端。为同名端。如果如果一次电流从一次电流从P1流向流向P2时时，则，则二次电流应从二次电流应从S2流向流向S1。减极性：减极性：在一次绕组和二次绕组的同极性端（同名端）同时加入某一同相在一次绕组和二次绕组的同极性端（同名端）同时加入某一同相位电流时，两个绕组产生的磁通在铁心中同方向。位电流时，两个绕组产生的磁通在铁心中同方向。

24、n电流互感器的接线方式电流互感器的接线方式（见（见图图4-9）一相式接线：一相式接线：用于负荷平衡的三相电路中。用于负荷平衡的三相电路中。两相两继电器接线：两相两继电器接线： 用于中性点不接地的用于中性点不接地的三相三线制系统中。三相三线制系统中。两相一继电器接线：两相一继电器接线：用于中性点不接地的用于中性点不接地的三相三线制系统中。三相三线制系统中。三相三继电器接线：三相三继电器接线：用于三相四线制或三用于三相四线制或三相三线制系统中。相三线制系统中。又叫两相不完又叫两相不完全星形接线或全星形接线或两相两相V形接线形接线 又叫两相电又叫两相电流差接线流差接线又叫三相完又叫三相完全星形接线全

25、星形接线 图图4-9 电流互感器的接线方式电流互感器的接线方式a）一相式接线）一相式接线 b）两相两继电器接线）两相两继电器接线 c）两相一继电器接线）两相一继电器接线 d）三相三继电器接线）三相三继电器接线3. 电流互感器的类型和型号电流互感器的类型和型号按一次电压分：有高压和低压两大类；按一次电压分：有高压和低压两大类；按一次线圈匝数分：有单匝式和多匝式；按一次线圈匝数分：有单匝式和多匝式；按安装地点分：有户内式和户外式；按安装地点分：有户内式和户外式；按用途分：有测量用和保护用两大类；按用途分：有测量用和保护用两大类；按准确度等级分：有按准确度等级分：有0.2、0.5、1、3、5P、10

26、P等级；等级；按绝缘介质分：有油浸式和干式（含环氧树脂浇注式）；按绝缘介质分：有油浸式和干式（含环氧树脂浇注式）；按安装型式分：有穿墙式、母线式、套管式、支持式等。按安装型式分：有穿墙式、母线式、套管式、支持式等。p电流互感器的型号电流互感器的型号 图图4-12 LQJ-10型电流互感器型电流互感器1一次接线端子一次接线端子 2一次绕组一次绕组 3二次接线端子二次接线端子4铁心铁心 5二次绕组二次绕组 6警告牌警告牌LQJ-10型电流互感器：其外形结构如图型电流互感器：其外形结构如图4-52所示，有两个所示，有两个铁心和两个二次线圈，铁心和两个二次线圈，0.5级用于测量，级用于测量，3级用于继

27、电保护。级用于继电保护。图图413 LMZJ1-0.5型电流互感器型电流互感器1铭牌铭牌 2一次母线穿孔一次母线穿孔 3铁心铁心 4安装板安装板 5二次接线端子二次接线端子LMZJ1-0.5型电流互感器：其外形结构如图型电流互感器：其外形结构如图4-53所示，属所示，属于单匝式电流互感器，互感器铁心为环形（于单匝式电流互感器，互感器铁心为环形（5800/5A）或）或矩形卷铁心（矩形卷铁心（10003000A）。）。 4. 电流互感器的使用注意事项电流互感器的使用注意事项 电流互感器在工作时二次侧绝对不允许开路；电流互感器在工作时二次侧绝对不允许开路； 电流互感器的二次侧必须有一端接地。电流互感

28、器的二次侧必须有一端接地。 电流互感器在连接时要注意其端子的极性电流互感器在连接时要注意其端子的极性 图图4-14 4-14 互感器的互感器的“减极性减极性”判别法判别法 U U1 1 输入电压；输入电压； U U2 2 输出电压输出电压5. 电流互感器的选择和校验电流互感器的选择和校验电流互感器应按装设地点的条件及额定电压、一次电流、二电流互感器应按装设地点的条件及额定电压、一次电流、二次电流（一般为次电流（一般为5A）、准确度等级等条件进行选择，并校验）、准确度等级等条件进行选择，并校验其短路动稳定度和热稳定度。其短路动稳定度和热稳定度。（1）电流互感器的二次负荷）电流互感器的二次负荷S2

29、不得大于其准确度等级所限不得大于其准确度等级所限定的额定二次负荷定的额定二次负荷S2N ，电流互感器满足准确度等级要求的，电流互感器满足准确度等级要求的条件为条件为22NSS222()iNWLXCSSIRR )(222222XCWLiNNRRZIZIS电流互感器的二次负荷电流互感器的二次负荷S2由其二次回路的阻抗由其二次回路的阻抗 来决定，来决定，而而 应包括二次回路中所有串联的仪表、继电器电流线圈应包括二次回路中所有串联的仪表、继电器电流线圈的阻抗的阻抗 、连接导线的阻抗、连接导线的阻抗 和所有接头的接触电阻和所有接头的接触电阻 由于由于 和和 中的感抗远比其电阻小，因此可认为中的感抗远比其

30、电阻小，因此可认为2Z2ZiZWLZX CRiZWLZ2iWLXCZZZR （2）短路稳定度的校验）短路稳定度的校验若产品直接给出了动稳定电流峰值和若产品直接给出了动稳定电流峰值和1s热稳定电流有效值，热稳定电流有效值，则按下式校验则按下式校验(3)maxshII(3)maxshii2(3)2timaI tIt若产品给出的是动稳定倍数和热稳定倍数，则校验条件为：若产品给出的是动稳定倍数和热稳定倍数，则校验条件为：1/ttNKII(3)1tNimaK IItmax1/( 2)esNKiI)3(12shNesiIK三、电压互感器三、电压互感器1. 电压互感器的工作原理电压互感器的工作原理2一次绕组

31、：匝数很多，并联在供电系统的一次电路中；一次绕组：匝数很多，并联在供电系统的一次电路中；右图为电压互感器的原理接线图。右图为电压互感器的原理接线图。22211UKUNNUu 电压互感器的一次电压电压互感器的一次电压U1与二次电压与二次电压U2之之间的关系为间的关系为2二次绕组：匝数很少，与电压表、继电器的电二次绕组：匝数很少，与电压表、继电器的电压线圈等并联。压线圈等并联。 式中，式中，Ku为电压互感器的变压比，为电压互感器的变压比， 。 21NNuUUK 2. 电压互感器的极性与接线方式电压互感器的极性与接线方式n电电压压互感器的极性互感器的极性：采用：采用“减极性减极性”原则。原则。 通常

32、，单相电压互感器一次绕组的出线端子标为通常，单相电压互感器一次绕组的出线端子标为A和和N，二次绕组的出线端子标为，二次绕组的出线端子标为a和和n，其中，其中A和和a为同名端，为同名端，N和和n为同名端。如果一次电压的方向由为同名端。如果一次电压的方向由A指向指向N，则二次，则二次电压的方向由电压的方向由a指向指向n。n电电压压互感器的互感器的接线方式（见图接线方式（见图4-16）a）单相式接线）单相式接线 单相式接线单相式接线（见图（见图a）：可测量一个线电压。）：可测量一个线电压。b）V/V形接线形接线 V/V形接线形接线（见图（见图b）：可测量三个线电压。）：可测量三个线电压。c）Y0/Y

33、0形接线形接线 Y0/Y0形接线形接线（见图（见图c）：可测量电网的线电压，并可供）：可测量电网的线电压，并可供电给接相电压的绝缘监视电压表。电给接相电压的绝缘监视电压表。d）Y0/Y0/ （开口三角）形接线（开口三角）形接线Y0/Y0/ （开口三角）形接线（见图（开口三角）形接线（见图d）：接成）：接成Y0的二次的二次绕组，接绝缘监视电压表；接成开口三角形的辅助二次绕组，绕组，接绝缘监视电压表；接成开口三角形的辅助二次绕组，构成零序电压过滤器，接电压继电器。构成零序电压过滤器，接电压继电器。2. 电压互感器的类型和型号电压互感器的类型和型号按相数分：有单相和三相两大类；按相数分：有单相和三相

34、两大类；按用途分：有测量用和保护用两大类；按用途分：有测量用和保护用两大类；按准确度等级分，有按准确度等级分，有0.2、0.5、1、3、3P、6P等级；等级；按安装地点分：有户内式和户外式；按安装地点分：有户内式和户外式；按绝缘介质分：有油浸式和干式（含环氧树脂浇注式）。按绝缘介质分：有油浸式和干式（含环氧树脂浇注式）。p电压互感器的型号电压互感器的型号 JDJ-10型电压互感器的外形结构。型电压互感器的外形结构。JDJ-10型电压互感器型电压互感器JDJ型单相双绕组油浸式电压互感器：型单相双绕组油浸式电压互感器：JSJW型三相三线圈五芯柱油浸式型三相三线圈五芯柱油浸式电压互感器：用于小电流接

35、地系统电压互感器：用于小电流接地系统中的电压、电能测量和绝缘监视。中的电压、电能测量和绝缘监视。JSJW型型图图4-57 JDZJ-10型电压互感器型电压互感器1一次接线端子一次接线端子 2高压绝缘套管高压绝缘套管 3一、二次绕组一、二次绕组 4铁心铁心 5二次接线端子二次接线端子JDZJ-10型单相三绕组环氧树脂浇注绝缘绝缘电压互感器：型单相三绕组环氧树脂浇注绝缘绝缘电压互感器：其外形结构如图其外形结构如图4-57所示，采用所示，采用Y0/Y0/（开口三角形）接线（开口三角形）接线4. 电压互感器的选择电压互感器的选择 电压互感器在工作时二次侧绝对不允许短路；电压互感器在工作时二次侧绝对不允

36、许短路； 电压互感器的二次侧必须有一端接地。电压互感器的二次侧必须有一端接地。 电压互感器在连接时应注意其端子的极性电压互感器在连接时应注意其端子的极性3. 电压互感器的使用注意事项电压互感器的使用注意事项电压互感器应按装设地点的条件及一次电压、二次电压电压互感器应按装设地点的条件及一次电压、二次电压（一般为（一般为100V）、准确度等级等条件进行选择。由于）、准确度等级等条件进行选择。由于它的一、二次侧均有熔断器保护，故不需进行短路稳定它的一、二次侧均有熔断器保护，故不需进行短路稳定度校验度校验22NSSIV IV 高低压一次设备高低压一次设备一、一次设备按其功能可分为以下几类：一、一次设备

37、按其功能可分为以下几类：变换设备：变换设备：如电力变压器、电流互感器、电压互如电力变压器、电流互感器、电压互感器等。感器等。开关设备：开关设备：如断路器、隔离开关、负荷开关等。如断路器、隔离开关、负荷开关等。保护设备：保护设备：如熔断器、避雷器、电抗器等。如熔断器、避雷器、电抗器等。无功补偿设备：无功补偿设备：如电力电容器、静止补偿器等。如电力电容器、静止补偿器等。成套配电装置：成套配电装置：如高压开关柜、低压配电屏等。如高压开关柜、低压配电屏等。二、电气设备中的电弧问题及对触头的要求二、电气设备中的电弧问题及对触头的要求1 1、概述、概述电弧是电气设备运行中经常发生的一种物理现象，其特点电弧

38、是电气设备运行中经常发生的一种物理现象，其特点是光亮很强和温度很高。是光亮很强和温度很高。危害：危害： 电弧延长了电路开断的时间电弧延长了电路开断的时间电弧的高温可能烧损开关的触头，烧毁电气设电弧的高温可能烧损开关的触头，烧毁电气设备和导线电缆备和导线电缆强烈的弧光可能损伤人的视力强烈的弧光可能损伤人的视力 2 2、电弧的产生及熄灭、电弧的产生及熄灭（1）电弧的产生：是触头间中性质点被游离的结果。）电弧的产生：是触头间中性质点被游离的结果。 高电场发射高电场发射热电发射热电发射碰撞游离碰撞游离热游离热游离产生电弧的游离方式有：产生电弧的游离方式有：（2）电弧的熄灭）电弧的熄灭 电弧熄灭的条件：

39、使触头间电弧中的电弧熄灭的条件：使触头间电弧中的去游离率大于游离去游离率大于游离率，率，即使离子消失的速度大于离子产生的速度。即使离子消失的速度大于离子产生的速度。 去游离的主要方式有：去游离的主要方式有：复合：复合：指正、负带电质点重新结合为中性质点。指正、负带电质点重新结合为中性质点。扩散：扩散：指电弧中的带电质点向周围介质扩散开去。指电弧中的带电质点向周围介质扩散开去。（3 3）交流电弧的基本特性）交流电弧的基本特性n 伏安特性：伏安特性：如图所示。如图所示。 UA 燃弧电压燃弧电压UB 熄弧电压熄弧电压交流电弧的伏安特性交流电弧的伏安特性 图中：图中：对熄弧能力较强的断路器：电流过零后

40、，如果暂态恢复电对熄弧能力较强的断路器：电流过零后，如果暂态恢复电压高于弧隙介质强度，将发生弧隙击穿，电弧将会重燃；称压高于弧隙介质强度，将发生弧隙击穿，电弧将会重燃；称为为电击穿电击穿，如果暂态恢复电压低于弧隙介质强度，电弧就不，如果暂态恢复电压低于弧隙介质强度，电弧就不会重燃，电路开断成功。会重燃，电路开断成功。对熄弧能力较弱的断路器：在电流过零瞬间，如果输入能对熄弧能力较弱的断路器：在电流过零瞬间，如果输入能量大于散失能量，电弧就会重燃，称为量大于散失能量，电弧就会重燃，称为热击穿热击穿；如果散失能；如果散失能量大于输入能量，弧隙温度将继续下降，电弧将会熄灭。量大于输入能量，弧隙温度将继

41、续下降，电弧将会熄灭。n 近阴极效应：近阴极效应：交流电弧过零的瞬间，阴极附近在极短的时交流电弧过零的瞬间，阴极附近在极短的时间内立即出现大约间内立即出现大约150V250V的介质强度。当触头两端外加的介质强度。当触头两端外加交流电压小于交流电压小于150V时，电弧将会熄灭。时，电弧将会熄灭。（4）开关电器中常用的灭弧方法）开关电器中常用的灭弧方法速拉灭弧法；速拉灭弧法；冷却灭弧法；冷却灭弧法；吹弧灭弧法（图吹弧灭弧法（图4-3）；）；图图4-3 吹弧方式吹弧方式a）横吹）横吹 b）纵吹）纵吹1电弧电弧 2触头触头长弧切短灭弧法（图长弧切短灭弧法（图4-7）；）；粗弧分细灭弧法；粗弧分细灭弧法

42、；狭沟灭弧法（图狭沟灭弧法（图4-8）；）；采用新型介质（采用新型介质（SF6、真空）灭弧。、真空）灭弧。 图图4-7 长弧切短灭弧原理长弧切短灭弧原理图图4-8 狭缝灭弧原理狭缝灭弧原理 3 3、对电气触头的基本要求、对电气触头的基本要求 满足正常负荷的发热要求满足正常负荷的发热要求 具有足够的机械强度具有足够的机械强度 具有足够的动稳定度和热稳定度具有足够的动稳定度和热稳定度 具有足够的断流能力具有足够的断流能力 三、高压熔断器三、高压熔断器u功能：当被保护线路流过短路电流或过负荷电流时，熔体功能：当被保护线路流过短路电流或过负荷电流时，熔体会因自身产生的热量而自行熔断，从而达到切断电路、

43、保护会因自身产生的热量而自行熔断，从而达到切断电路、保护电网和设备的目的。电网和设备的目的。 p高压熔断器的型号高压熔断器的型号1户内式熔断器户内式熔断器 户内式熔断器常用型号有户内式熔断器常用型号有RN1和和RN2两种，两者的外形结构如图两种，两者的外形结构如图4-9所示。其熔所示。其熔管的内部结构如图管的内部结构如图4-10所示。所示。图图4-9 RN1 、RN2型高压熔断器型高压熔断器1瓷熔管瓷熔管 2金属管帽金属管帽 3弹性触座弹性触座4熔断器指示熔断器指示 5接线端子接线端子 6瓷绝缘子瓷绝缘子 7底座底座图图4-10 RN1、RN2型熔断器熔管内部结构图型熔断器熔管内部结构图1金属

44、管帽金属管帽 2瓷管瓷管 3工作熔体工作熔体 4指示熔体指示熔体 5锡球锡球 6石英砂填料石英砂填料 7熔断器指示器熔断器指示器用于保护电力线路和电力用于保护电力线路和电力变压器，熔体为一根或几变压器，熔体为一根或几根并联，额定电流较大。根并联，额定电流较大。用于保护电压互感器，用于保护电压互感器，熔体为单根，额定电流熔体为单根，额定电流较小（较小（0.5A）。）。u特点：灭弧能力很强，灭弧速度很快，能在短路电流未达特点：灭弧能力很强，灭弧速度很快，能在短路电流未达到冲击值以前完全熄灭电弧，属于到冲击值以前完全熄灭电弧，属于“限流限流”式熔断器。式熔断器。2户外式熔断器户外式熔断器 户外跌落式

45、熔断器常用型号有户外跌落式熔断器常用型号有RW4和和RW10两种，图两种，图4-11为为RW4型的外形结构。型的外形结构。u特点：灭弧能力不强，灭弧速度不高，不能在短路电流达特点：灭弧能力不强，灭弧速度不高，不能在短路电流达到冲击值以前熄灭电弧，属于到冲击值以前熄灭电弧，属于“非限流非限流”式熔断器。式熔断器。图图4-11 RW4型高压跌落式熔断器型高压跌落式熔断器1上接线端子上接线端子 2上静触头上静触头 3上动触头上动触头 4管帽管帽 5操作环操作环 6熔管熔管 7铜熔丝铜熔丝 8下动触头下动触头 9下静触头下静触头 10下接线端子下接线端子 11绝缘瓷瓶绝缘瓷瓶 12固定安装板固定安装板

46、 四、高压断路器四、高压断路器1. 高压断路器的用途（功能）高压断路器的用途（功能）2. 对高压断路器的基本要求对高压断路器的基本要求绝缘应安全可靠；绝缘应安全可靠；有足够的动稳定性和热稳定性；有足够的动稳定性和热稳定性；有足够的开断能力；有足够的开断能力； 动作速度快，熄弧时间短。动作速度快，熄弧时间短。 u结构特点：具有结构特点：具有相当完善的灭弧结构。相当完善的灭弧结构。 不仅能通断正常负荷电流，而且能通断一定的短路电流，不仅能通断正常负荷电流，而且能通断一定的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。3. 高压断路器的类型高压断路

47、器的类型油断路器：油断路器：分为多油断路器和少油断路器两大类。分为多油断路器和少油断路器两大类。 图图4-17 SN10-10型高压少油断路器型高压少油断路器1铝帽铝帽 2上接线端子上接线端子 3油标油标 4绝缘筒绝缘筒5下接线端子下接线端子 6基座基座 7主轴主轴 8框架框架 9断路弹簧断路弹簧 图图4-17和图和图4-18分别为分别为 SN10-10型少油断路器的外形结型少油断路器的外形结构图及其一相油箱内部结构构图及其一相油箱内部结构 。1铝帽铝帽 2油气分离室油气分离室 3上接线端子上接线端子 4油标油标 5静触头静触头 6灭弧室灭弧室 7动触头动触头(导电杆导电杆) 8滚动触头滚动触

48、头 9下接线端子下接线端子 10转轴转轴 11拐臂拐臂 12基座基座 13下支柱瓷瓶下支柱瓷瓶 14上支柱瓷瓶上支柱瓷瓶 15断路弹簧断路弹簧 16绝缘筒绝缘筒 17逆止阀逆止阀 18绝缘油绝缘油图图4-18 SN10-10型高压少油断路器的一相油箱内部结构型高压少油断路器的一相油箱内部结构 SN10-10型少油断路器的灭弧原理可用图型少油断路器的灭弧原理可用图4-20表示。表示。图图4-20 SN10-10型少油断路器灭弧原理示意图型少油断路器灭弧原理示意图1静触头静触头 2吸弧铁片吸弧铁片 3横吹灭弧沟横吹灭弧沟 4纵吹油囊纵吹油囊 5电弧电弧 6动触头动触头六氟化硫（六氟化硫（SF6）断

49、路器：）断路器： 双压式：双压式：有两个气压系统，低压有两个气压系统，低压气体系统主要用作断路器的内部绝气体系统主要用作断路器的内部绝缘；高压气体系统用于灭弧。其优缘；高压气体系统用于灭弧。其优点是开断容量大，动作迅速，但结点是开断容量大，动作迅速，但结构复杂。构复杂。单压式：单压式：只有一个低压气压系统，只有一个低压气压系统，作为断路器的内部绝缘，电弧靠断作为断路器的内部绝缘，电弧靠断路器开断时与触头同时运动的压气路器开断时与触头同时运动的压气活塞压出活塞压出SF6的气流来熄灭。其优点的气流来熄灭。其优点是结构简单，易于制造，可靠性高，是结构简单，易于制造，可靠性高，便于维护，应用比较广泛。

50、便于维护，应用比较广泛。分为双压式和单压式两类。分为双压式和单压式两类。 图图4-27为为LW36-126型型SF6断路器的外形结构。断路器的外形结构。图图4-27 LW36-126型型SF6断路器断路器图图4-28为单压式为单压式SF6断路器灭弧室的结构。断路器灭弧室的结构。 图图4-28 SF6断路器的灭弧室结构断路器的灭弧室结构1静触头静触头 2绝缘喷嘴绝缘喷嘴 3动触头动触头 4绝缘筒绝缘筒 5压气活塞压气活塞 6电弧电弧 优点：优点：断流能力强、灭弧速度快、电绝缘性能好、检修周断流能力强、灭弧速度快、电绝缘性能好、检修周期长、没有燃烧爆炸危险等。期长、没有燃烧爆炸危险等。缺点：缺点：

51、要求加工精度高，密封性要求加工精度高，密封性能好，价格较昂贵。能好，价格较昂贵。真空断路器：真空断路器：图图4-26为真空断路器灭弧室的结构。为真空断路器灭弧室的结构。图图4-26 真空断路器的灭弧室结构真空断路器的灭弧室结构1静触头静触头 2动触头动触头 3屏蔽罩屏蔽罩 4波纹管波纹管 5导电杆导电杆 6外壳外壳目前，国际上真空断路器的设计、制造目前，国际上真空断路器的设计、制造单位主要是德国西门子公司和单位主要是德国西门子公司和ABB公司公司两大派别。西门子公司的代表产品有两大派别。西门子公司的代表产品有3AF、3AG及及3AH等；等；ABB公司的代表公司的代表产品有产品有VD4。F引进技

52、术并国产化的产品，如引进技术并国产化的产品，如ZN12-12、 ZN18-12、 ZN21-12、 ZN67-12分别是引进西门子分别是引进西门子3AF、日本东芝公司、日本东芝公司VK、比利时、比利时EIB公司产品和日本三菱电机公司产品和日本三菱电机VPR型真空断路型真空断路器等。器等。F在借鉴国外同类产品的基础上开发的产品，如在借鉴国外同类产品的基础上开发的产品，如ZN63-12和和ZN65-12分别效仿分别效仿ABB的的VD4和西门子的和西门子的3AH。F自行设计的产品，如自行设计的产品，如ZN15-12、ZN28-12、ZN30-12等。等。国内生产的真空断路器归纳起来大致可分为三类：国

53、内生产的真空断路器归纳起来大致可分为三类：后图分别为后图分别为ZN28A-12型户内式和型户内式和ZW32-12型户外式真空断型户外式真空断路器的外形结构。路器的外形结构。优点：优点：体积小、重量轻、动作快、寿命长、操作噪声小、体积小、重量轻、动作快、寿命长、操作噪声小、安全可靠、便于维护。安全可靠、便于维护。缺点：缺点：价格较贵。价格较贵。 ZN28A-12型真空断路器型真空断路器 ZW32-12型户外高压真空断路型户外高压真空断路 p高压断路器的型号：高压断路器的型号：4. 断路器的操作机构断路器的操作机构说明：断路器说明：断路器合闸合闸时，操作机构必须克服断路器开断弹簧的阻力和可动部分的

54、时，操作机构必须克服断路器开断弹簧的阻力和可动部分的重量及摩擦阻力等，所以合闸操作重量及摩擦阻力等，所以合闸操作需做的功很大需做的功很大；断路器；断路器跳闸跳闸时，只要将维持时，只要将维持机构的脱扣器释放打开，在跳闸弹簧的作用下可迅速跳闸，所以跳闸操作机构的脱扣器释放打开，在跳闸弹簧的作用下可迅速跳闸，所以跳闸操作所需所需做的功很小。做的功很小。手动式（手动式（CS型）型）直流电磁式（直流电磁式（CD型）型）弹簧储能式（弹簧储能式（CT型）型） 操作机构是指用以进行断路器合闸、保持合闸位置和跳操作机构是指用以进行断路器合闸、保持合闸位置和跳闸的，每种操作机构均包括合闸机构、跳闸机构和维持机构闸

55、的，每种操作机构均包括合闸机构、跳闸机构和维持机构三部分。三部分。 能手动跳、合闸和远距离跳闸，不能远距离合闸，操作电源为交流。能手动跳、合闸和远距离跳闸，不能远距离合闸，操作电源为交流。能手动和远距离跳合闸，便于实现自动化，结构简单，零件数量少，工能手动和远距离跳合闸，便于实现自动化，结构简单，零件数量少，工作可靠，制造成本低，但需直流操作电源，且合闸功率大。作可靠，制造成本低，但需直流操作电源，且合闸功率大。能手动和远距离跳合闸，结构复杂，零件数量多，且要求加工精度高，能手动和远距离跳合闸，结构复杂，零件数量多，且要求加工精度高，制造工艺复杂，成本高，但可用交流操作电源，还可实现一次重合闸

56、。制造工艺复杂，成本高，但可用交流操作电源，还可实现一次重合闸。5. 高压断路器的基本参数高压断路器的基本参数额定电压额定电压UN：指断路器长期正常工作所能承受的电压。指断路器长期正常工作所能承受的电压。 额定电流额定电流IN：指断路器允许长期通过的最大工作电流。指断路器允许长期通过的最大工作电流。 额定开断电流额定开断电流IN.oc：指断路器在额定电压下能够正常开断的指断路器在额定电压下能够正常开断的最大短路电流，它表征断路器的开断能力。最大短路电流，它表征断路器的开断能力。额定开断容量额定开断容量SN.oc：指断路器额定电压和额定开断电流的指断路器额定电压和额定开断电流的乘积，即乘积，即

57、ocNNocNIUS3说明：如果断路器的实际运行电压说明：如果断路器的实际运行电压U低于额定电压低于额定电压 UN而额定开断电而额定开断电流不变，此时的开断容量应修正为：流不变，此时的开断容量应修正为： NocNocUUSS热稳定电流热稳定电流 Its：表征断路器承受短路电流热效应的能力。表征断路器承受短路电流热效应的能力。ocNtsII动稳定电流动稳定电流 imax：表征断路器承受短路电流力效应的能力。表征断路器承受短路电流力效应的能力。分闸时间：分闸时间：指断路器从得到分闸命令起，到三相电弧完全指断路器从得到分闸命令起，到三相电弧完全熄灭为止的一段时间，它包括断路器的固有分闸时间和燃弧熄灭

58、为止的一段时间，它包括断路器的固有分闸时间和燃弧时间两部分。时间两部分。合闸时间：合闸时间：指断路器从接到合闸命令起，到三相触头刚接指断路器从接到合闸命令起，到三相触头刚接触为止的一段时间。触为止的一段时间。 固有分闸时间固有分闸时间：指断路器从得到分闸命令起，到主触头刚分离的一段时间；指断路器从得到分闸命令起，到主触头刚分离的一段时间；燃弧时间燃弧时间：指从主触头分离到三相电弧完全熄灭的一段时间。指从主触头分离到三相电弧完全熄灭的一段时间。 五、高压隔离开关（俗称刀闸）五、高压隔离开关（俗称刀闸）1. 隔离开关的用途隔离开关的用途u结构特点：结构特点：没有灭弧装置。没有灭弧装置。 隔离电压：

59、隔离电压：隔离开关断开后在电路中可以造成一明显可见隔离开关断开后在电路中可以造成一明显可见的断开点，建立可靠的绝缘间隙，保证检修人员的安全。的断开点，建立可靠的绝缘间隙，保证检修人员的安全。倒闸操作：倒闸操作：合闸时，先合上隔离开关，后合上断路器；跳合闸时，先合上隔离开关，后合上断路器；跳闸时，先断开断路器，后断开隔离开关。闸时，先断开断路器，后断开隔离开关。分、合小电流：分、合小电流：可以接通或断开电流较小的回路（如电压可以接通或断开电流较小的回路（如电压互感器、避雷器、空载母线、励磁电流不超过互感器、避雷器、空载母线、励磁电流不超过2A的空载变压的空载变压器、电容电流不超过器、电容电流不超

60、过5A的空载线路等）。的空载线路等）。2. 高压隔离开关的类型高压隔离开关的类型按安装地点分：户内式和户外式；按安装地点分：户内式和户外式；按绝缘支柱的数目分：单柱式、双柱式和三柱式；按绝缘支柱的数目分：单柱式、双柱式和三柱式；按刀闸的运行方式分：水平旋转式、垂直旋转式、摆动式按刀闸的运行方式分：水平旋转式、垂直旋转式、摆动式和插入式；和插入式；按有无接地刀闸分：单接地刀闸、双接地刀闸和无接地刀按有无接地刀闸分：单接地刀闸、双接地刀闸和无接地刀闸。闸。n户内式隔离开关户内式隔离开关3. 隔离开关的外形与结构隔离开关的外形与结构 图图4-12（1）为）为GN8-10型户内隔离开关的外形结构。型户