变电所主要设备课程课件

第三章变电所

第一节变电所主要设备变电所：对电源进行电压等级变换，并对电能进行重新分配的场所配电所：不对电源进行电压等级变换，仅对电能进行重新分配的场所一、高压电气设备1、电力变压器1）电力变压器功能：实现电网的电压等级变换，是变电所主要设备2）变压器类型电力变压器绕组的绝缘和冷却方式是影响变压器使用的主要因素。一般按变压器绕组的绝缘和冷却方式进行分为油浸式、干式两种形式油浸式变压器：以油为变压器绕组的绝缘和冷却方式，散热较好，性价比较适中，但防火、防爆性能较差。干式变压器：以环氧树脂为变压器绕组的绝缘和冷却方式（用环氧树脂浇注变压器绕组）散热稍差，价格高，但防火、防爆性能好，在现代建筑中的应用日益增多。SF6变压器：以六氟化硫气体为变压器绕组的绝缘和冷却方式硅油变压器：以硅油为变压器绕组的绝缘和冷却方式1变电所变压器

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—瓦斯继电器8—高压套管9—低压套管10—分接开关1l—油箱12—铁心13—绕组及绝缘14—放油阀15—小车16—接地端子三相油浸式电力变压器2变电所变压器干式变压器3变电所变压器3）变压器图例Y△4）变压器的连接组别和表示表示变压器一次绕组和二次绕组的连接关系，连接方式不同，变压器一次侧线电压矢量和二次侧线电压矢量的相位不同。

连接组别表示方式：按新国标GB1094-1996的规定，变压器连接组别采用IEC标准，标注方法是：

一次侧联结方式用大写字母标注，二次侧联结方式用小写字母标注。一、二次侧字母之间用“，”分隔星形连接用字母“Y、y”表示，三角形联结用字母“D、d”表示。中性点用字母“N、n”表示。一次侧线电压矢量和二次侧线电压矢量的相位关系用时钟的时针与分针关系描述。一次侧线电压矢量为长针，二次侧为短针。4变电所变压器例如：连接组别Y，yn0（对应旧国标Y/Y0-12），变压器一次侧、二次侧为星形连接，中性点由二次侧引出变压器一、二次侧线电压矢量相位差为0（对应时钟的12点钟的位置）。变压器连接组别示意图如下5变电所变压器连接组别，星/星形接法同名端对应连接：“12点”ABCXYZabcxyzXYZABCccbUAUBUCUA-UBUABxyzacUa-UbUabUabUBUAUBUCUbUab=Ua+(-Ub)异名端对应连接：“6点”ABCXYZabcxyzXYZABCcc-UBUABUAUAUBUCUaUb-UaUxy=-Ua+UbUxyUxyUB6变电所变压器连接组别，三角/星形接法正序组：A—Y—B—Z—C—X—A，“1点”ABCXYZabcxyzcXYZBCUAUABUabUBUAUBUCUaUbUcbxyzacUa-UbUabUbUab=Ua+(-Ub)UAB=-UBUa负序组：A—X—B—Y—C—Z—A，“11点”ABCXYZabcxyzcbxyzacUa-UbUabUbUab=Ua+(-Ub)UcUbUCUBUAXYZBCUAUABUabUBUAB=UA7变电所变压器连接组别，星/三角形接法正序组：a—y—b—z—c—x—a，“11点”abxyz

cUaUbUcbxyzacUaUbABCXYZXYZACUAUBUCUA-UBUABUabUBbUab=-UbUabABCXYZXYZACUAUBUCUA-UBUABUBabxyzUaUbUcb负序组：a—x—b—y—c—z—a，“1点”BxyzacUaUbUab=UaUabbUabc8变电所变压器5）变压器的一般表示方法表示内容：型号、容量（KVA）、一、二次侧电压（KV）、连接组别型号：一般按国家标准表示，有型号和序列号等，S表示油浸式变压器，SC表示干式变压器，数字表示序列号。容量：按IEC的推荐采用R10系列即容量按R10=倍数递增，如100、125、160、200KVA等。连接组别：Y，yn0(Y/Y0-12)和D，yn1（推荐采用）例：S9—1250，10/0.4，D，yn19变电所变压器6）D，yn1特点：a）有利于抑制高次谐波电流，3n次谐波电流，不会流人公共的高压电网中去，更符合环保要求。b）有利于低压单相接地短路故障的保护动作和切除，D，yn1连接方式的阻抗要比Y，yn0连接变压器的小得多，单相接地故障时的短路电流比Y，yn0连接要大，保护装置灵敏度更高，更易于动作。c）有利于承受单相不平衡负荷，现代供电系统中，单相负荷明显增加，导致三相不平衡电流增加，即零序电流增加，而感应到一次绕组中的零序电流在一次绕组中形成环流，减少了高压电网中不平衡电流。按规定，D，yn1连接的变压器，其中性线的电流允许达到相电流的75%以上，而Y，yn0连接的变压器的中性线的电流不得超过二次侧额定电流的25%，二者相差甚远。10变电所变压器器d）变压器器型号号的一一般表表示例如：：SC7—1250/10表示三三相干干式电电力变变压器器，设设计序序号为为7，额定容容量为为1250KVA，一次绕绕组电电压为为10KV相数代号S—三相D—单相绝缘代号C—成型固体G—空气无—油浸式冷却代号F—风冷P—强迫油循环无—自然冷却调压代号Z—有载调压无—无载调压绕组材料L—铝无—铜设计序号额定容量(KVA)高压绕组电压(KV)可以省略11变电所所高压断断路器器2、高压压断路路器国际电电工词词汇中中，对对断路路器作作了明明确的的定义义：断路器器是能能接通通、承承裁以以及分分断正正常电电路条条件下下的电电流，，也能能在规规定的的非正正常电电路条条件（（例如短短路））下接接通、、承裁裁一定定时间间和分分断电电流的的开关关电器器。1）高压压断路路器功功能功能：：在正常常运行行时接接通或或切断断负荷荷电流流，在发生生短路路故障障或严严重过过载时时，在在继电电保护护装置置的控控制下下，可可自动动、迅迅速地地切断断故障障电流流，以以防止止故障障扩大大。高压断路器作为高高压电电路中中闭合合和开开断电电路的的设备备，是是最重重要的的、也也是最最常用用的高压开关电电气设设备。。高压断路器的性能能直接接影响响供配配电系系统的的安全全。高压断路器的图例12变电所所高压断路路器SN10—10型高压少油油断路器器1—铝帽2—上接线端端子3—油标4—绝缘筒5—下接线端端子6—基座7—主轴8—框架9—断路弹簧簧13变电所高压断路路器3）高压断断路器的的类型作为闭合合和开断断电路的的高压断断路器，，必须有有完善有有效的措措施迅速速灭弧。。按灭弧介介质和灭灭弧方式式进行分分类。a）少油断路路器（少少油、多多油）以油作为为灭弧介介质，多多油断路路器已趋趋于淘汰汰，少油油断路器器由于价价格适中中，在早早期的建建筑供配配电系统统中较常常用，但但有火灾灾危险；；b）空气断路路器以压缩空空气作为为灭弧介介质，断断路器分分断电流流能力强强，但造造价高、、维护要要求高，，一般只只在大型型变电站站采用；；14变电所高压断路路器c）六氟化硫硫（SF6）断路器采用具有有良好的的灭弧和和绝缘性性能的SF6气体作为为灭弧介介质，灭灭弧性能能好，无无火灾危危险，断断流容量量大、速速度快，，可靠性性高，发发展较快快，在封封闭式组组合开关关柜中采采用较多多，但价价格较高高；d）真空断路器采用稀薄的空气作为灭弧介质，器具有分断电流能力强，结构简单，重量轻，体积小，维护要求低、无爆炸危险等优点，近年来发展较快，在建筑供配电系统中使用越来越多，不足之处是价格较贵，同时分断电感性负载的性能稍差，通常需要配置专用的阻容吸收装置。15变电所高压断路路器按安装地地点进行行分类：：户外；；户内温度、湿湿度对断路器性性能有影影响。按自动合合闸方式式分类：：能够自动动重合闸闸，不能能自动重重合闸现代高层层建筑的的变配电电室设在在主楼地地下层，，按规定定不宜采采用油开开关。用于高层层建筑的的开关有有三种类类型可供供选用：：高压空气气断路器器：技术术较陈旧旧SF6断路器：：尺寸较较大，SF6气体具有有毒性，，真空断路路器：目目前10kV真空断路路器应用用的较为为普遍16变电所高压断路路器4）高压断断路器的的操作机机构高压断路路器在发发生故障障时，能能够在继继电保护护装置的的控制下下，自动动切断故故障电流流，因此此高压断断路器还还应配有有相应的的操作机机构以实实现自动动动作，，操作机构构有手动式：：以人人工手动动方式进进行分、、断操作作，简单单，但不能提提供自动动分、断断操作电动式：：以电磁磁力作为为断路器器分、断断操作的的动力，，以CD表示弹簧式：：以弹簧簧力作为为断路器器分、断断操作的的动力，，建筑配电电系统常常用，以以CT表示液压式：：用液压压机构提提供断路路器分、、断操作作的动力力气动式：：用压缩缩空气提提供断路路器分、、断操作作的动力力，如空空气断路路器操作机构构和控制制回路的的电压是是选择高高压断路路器应考考虑的因因素17变电所高压断路路器5）高压断路路器型号的一一般表示示产品名称D—多油S—少油Z—真空L—六氟化流安装场所W—户外N—户内其它标志G—改进型C—小车型设计序号额定电压(KV)额定开断电流(KV)额定开断容量(KVA)可以省略例：SN10—10/2000—10表示户内型少油高压断路器，设计序号为10，额定电压为10KV，额定电流为2000A，额定开断容量为10KVA。额定电流(A)操作机构代号：C机构形式D—电磁式Q—气动式S—手动式T—弹簧储能式设计序号其它标志G—改进型T—带脱扣器X—箱式18变电所高压隔离离开关3、高压隔隔离开关关1）高压隔隔离开关关的功能能高压隔离离开关不具备分分断电流流的作用用，一般般与高压压断路器器配合使使用隔离开关关在断开开后有明明显的断断开点，，以确保保“隔离离”作用用。功能：在对高压压电气设设备检修修时，用用隔离开开关将检检修的设设备与其其它带电电体可靠靠地分隔隔，以保保证检修修人员的的安全；；在需要进进行“倒倒闸操作作”时，，利用隔隔离开关关将设备备或供电电线路从从一组母母线切换换到另一一组母线线。2）高压隔离开关的图例19变电所高压隔离离开关高压隔离离开关GN8——10／600型高压隔离离开关1—上接线端端子2—静触头3—闸刀4—套管绝缘缘子5—下接线端端子6—框架7—转轴8—拐臂9—升降绝缘缘子10—支柱绝缘缘子20变电所高压隔离离开关3）高压隔隔离开关关的类型型高压隔离开关关没有熄熄弧的机机构，其其分类按按安装地地点分为为户外（GW）、户内（GN）两种。温度、湿湿度对断路器性性能有影影响。4）高压隔隔离开关关的操作作高压隔离开关关一般采采用手动动操作方方式，高压隔离开关关没有熄熄弧的机机构，不不允许带带负荷操操作，只只能与高高压断路路器配合合使用，，高压隔离开关关在操作作时有严严格的次次序要求求：分闸：先先拉断高高压断路路器，后后拉断隔隔离开关关合闸：先先合上隔隔离开关关，后接接通高压压断路器器为防止误误操作，，除了严严格的操操作规程程外，高压隔离离开关还应有与与高压断断路器互互锁的装装置21变电所高压隔离离开关5）高压断路器型号的一般表表示例：GW9—10/800——10，表示户外型高压隔离开开关，设计序号为9，额定电压为为10KV，额定电流为800A，极限通过电流流为10KA。产品名称安装场所W—户外N—户内结构标志T—统一设计G—改进型C—穿墙型D—带接地开关型W—防污型设计序号额定电压(KV)可以省略额定电流(A)G极限通过电流(KA)其它标志G—高原型可以省略22变电所高压负荷开关关3、高压负荷开开关1）高压负荷开开关的功能功能：在正常运行时时接通或切断断负荷电流，，在允许的过载载情况下，在在继电保护装装置的控制下下自动切断过过载回路由于高压隔离离开关的灭弧弧装置比高压压断路器简单单，因此高压压隔离开关不能切断短路路电流。在通常情况下下负荷开关应应与高压熔断断器组合使用用，借助高压压熔断器切断断短路电流，，目前，已有有将负荷开关关与高压熔断断器组合在一一起的装置。。2）高压负荷开开关的分类一般负荷开关关按安装地点点分为户外（（FW）、户内（FN）两种高压负荷开关关也须配用操作作机构，一般般负荷开关用用手动操作机机构操作外型型。3）高压负荷开开关的图例23变电所高压负荷开关关高压负荷开关关FN3--10RT型高压负荷开开关1—主轴2—上绝缘子兼气气缸3—连杆4—下绝缘子5—框架6—RNI型高压熔断器器7—下触座8—闸刀9—弧动触头10—绝缘喷嘴(内有弧静触头头)11——主静触头12—上触座13—断路弹簧14—绝缘拉杆15—热脱扣器24变电所高压负荷开关关4）高压负荷开开关型号的一般表表示例：FW8—10/1000—10，表示户外型高压隔离开关关，设计序号为8，额定电压为为10KV，额定电流为1000A，最大开断电流流为10KA。产品名称安装场所W—户外N—户内设计序号额定电压(KV)额定电流(A)F最大开断电流(KA)其它标志R—带熔断器S—熔断器装在开关上面25变电所高压熔断器4、高压熔断器器1）高压熔断器器的功能功能：高压熔熔断器串联接入线路路中，在过载载或短路时切切断负荷电流流。基本结构：高压熔断器一一般由熔体、、支持金属导导体的触头和和保护外壳三三大部分组成成保护方式：在流过熔体的的电流大于其其开断电流时时，熔体熔断断，切断电流流，达到保护护目的。2）高压负荷开开关的分类一般高压熔断器按安装地点分分为户外（RW）、户内（RN）两种RW系列熔断器在在熔体熔断后后熔管自动脱脱落，形成明明显的断点，，可兼起隔离离开关的作用用，广泛用于于室外场所。。近年在一般跌跌开式熔断器器的基础上增增加了灭弧装装置和灭弧触触头，构成负负荷型跌开式式熔断器，可可带负荷操作作，如RW—10（F）型跌开式熔断断器，这种负负荷型跌开式式熔断器有推推广应用的趋趋势。26变电所高压熔断器3）高压熔断器器的基本图例例一般图例跌落式熔断器27变电所高压熔断器RW4—10（G）型跌开式熔断断器1—上接线端子2—上静触头3—上动触头4—管帽5—操作环6—熔管7—铜熔丝8—下动触头9—下静触头10—下接线端子11—绝缘瓷瓶12—固定安装板图9—20RNl、RN2型高压熔断器器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28变电所避雷器1—上接线端2—火花间隙3—云母垫圈4—瓷套管5—阀片6—下接线端子FS4—10型FS—0.38型避雷器图例阀式避雷器结构特征S—变配电所用Z—变电站用C—磁吹式F设计序号额定电压（KV）避雷器29变电所高压开关设备备高压断路器、、高压负荷开开关和高压隔隔离开关的特特点:高压断路器高压断路器灭灭弧性能最好好，分断电流流能力强，保保护功能较全全，因此应用用最多。一般般对电源进线线开关、操作作频繁的供配配电回路、配配电所引出线线等应采用高高压断路器。。高压隔离开关关高压隔离开关关不具备分断断电流的功能能，一般与高高压断路器配配合使用，一一般对固定的的配电设备应应设置高压隔隔离开关，高高压隔离开关关应设置在有有带电设备的的一侧；对接接在母线上的的避雷器、电电力电容器等等应设置隔离离开关高压负荷开开关高压负荷开开关能分断断正常工作作的电流，，但不能分分断短路电电流，需要要与高压熔熔断器配合合使用，而而且熔断器器应设置在在电源侧；；高压负荷开开关的分断断能力比高高压断路器器小，主要要是成本低低，应用场场所有限。。30变电所电流互感器器5、电流互感器器1）电流互感器器的功能将一次回路路的大电流流变换成二二次回路的的小电流（（通常额定定电流为５５Ａ）变换的目的的是为了降降低监视、、检测、计计量系统工工作状态的的二次回路路的电流，，以提高安全全性能和降降低二次回回路的设备备成本。2）电流互感器器的工作原理理基本工作原原理：电磁磁感应原理理1—铁心2—一次绕组3—二次绕组电流互感器变流比二次侧电流N2>>N1

31变电所电流互感器器3）电流互感器器基本图例4）使用电流互感器器的注意事项项a）二次回路应应连接可靠靠，不能安安装熔断器器或开关因为电流互互感器二次次绕组侧匝匝数较多，，一旦开路路，将会在在二次侧感感应出高压压，危急人人身和设备备安全，b）二次回路应应可靠接地地因为电流互互感器一次次侧为高电电压，要求求二次回路路应可靠接接地，以防防一、二次次绕组间的的绝缘击穿穿，造成人人身伤害和和设备毁坏坏。c）“同名端”连连接正确要求电流互互感器一、、二次绕组组的“极性性”要对应应，例如上上图中L1和K1，L2和K2为同名端。。5）电流互感器器的串联使用用在电流互感器器的容量不能能满足要求求时，可以以将两个同同型号、同同变比的电流互感器器串联使用，要注注意两个电流互感器器“同名端端”要一致致。32变电所电压互感器器5、电压互感器器1）电压互感器的功能将一次回路路的高电压变换成二次次回路的低低电压（通常额定定电压为100V）变换的目的的是为了降降低监视、、检测、计计量系统工工作状态的的二次回路路的工作电电压，以提提高高安安全全性性能能和和降降低低二二次次回回路路的的设设备备成成本本。。2）电压互感感器器的工工作作原原理理基本本工工作作原原理理：：电电磁磁感感应应原原理理1——铁心心2——一次次绕绕组组3——二次次绕绕组组电流互感器变流比二次侧电流N1>>N2

33变电电所所电压压互互感感器器3）电压压互互感感器器基本本图图例例4）使使用用电压压互互感感器器的注注意意事事项项a）一、、二二次次回回路路都都应应安安装装熔熔断断器器以以防防止止短短路路电压压互互感感器器二二次次绕绕组组侧侧匝匝数数较较少少，，一一旦旦短短路路，，将将会会在在二二次次侧侧感感应应出出大大电电流流，，烧烧毁毁电电压压互互感感器器和和危危急急人人身身和和设设备备安安全全；；电压互感感器一次次绕组并并联于主主回路中中，一旦旦二次侧侧短路也也将使主主回路跳跳闸，影影响供电电。b）二次回路路应可靠靠接地因为电压压互感器器一次侧侧为高电电压，要要求二次次回路应应可靠接接地，以以防一、、二次绕绕组间的的绝缘击击穿，造造成人身身伤害和和设备毁毁坏。c）“同名端””连接正正确要求电压压互感器器一、二二次绕组组的“极极性”要要对应34变电所高压电气气设备根据负荷荷分类和和对供配配电的要要求，可可在变电电所内用用母线和和高压断断路器、、高压隔隔离开关关组合得得到不同同的连接接方式以以满足供供电可靠靠性的要要求。右图的变变电所的的供电系系统图中中，两路路10KV的高压电电源进线线采用单单母线分分段结线线方案，，用一套套开关（（高压断断路器、、高压隔隔离开关关）将一一条母线线分隔开开，称为为“单母母线分段段制”主主结线线。当一一条电源源进线发发生故障障或进行行检修而而被切除除时，可可以闭合合分段开开关，由由另一条条电源进进线来对对整个配配电所负负荷供电电，从而而提高了了供电可可靠性和和灵活性性。35变电所高压开关柜6、高压开开关柜高压开关关柜是一一种成套套的配电电设备。。高压开关关柜按设设计要求求的配电电线路结结线方案案，把一一次回路路的开关关电器和和二次回回路的电电器设备备组装成成一体。。一般高高压开关关柜中除除装有高高压断路路器、高高压隔离离开关、、互感器器等一次次设备，，还装有有用于线线路保护护、检测测与计量量的二次次设备和和仪表等等。由于于高压开开关柜一一般由专专业化的的厂家生生产，结结构紧凑凑，可靠靠性高。。是建筑筑配电系系统中常常用的配配电设备备。高压开关关柜的五五防要求求：①防止误合合、误分分断路器器；②防止带负负荷合、、分隔离离开关；；③防止带电电挂接地地线；④防止挂接接地线时时合闸；；⑤防止人员员误入带带电间隔隔。36变电所高压开关柜高压开关关柜的结结构：固定式：：高压断路路器等设设备固定定于开关关柜中，，经济但但不够灵灵活手车式：：高压断路路器等设设备安装装在可从从开关柜柜中拉出出和推入入的小车车上，需需要检修修时将小小车拉出出，需要要完毕后后，又将将小车推推入，灵灵活安全全，但稍稍贵厢式变电电站：把一次回回路的开开关电器器、二次次回路的的电器设设备和变变压器组组装合在在一个厢厢体内37变电所l—母线2—母线侧侧隔离离开关关（QS1，GN8—10C型3—少油断断路器器（QF，SNl0---10型）4—电流互互感器器（TA，LFZl——10或LDZI——10型）5—线路侧侧隔离离开关关（QS2，GN9—10型）6—电缆头头7—下检修修门8—端子箱箱门9—操作板板10——断路器器手动动操动动机构构（CS2型）11——隔离开开关操操动机机构（（CS6型）12——仪表继继电器器屏13——上检修修门14、15——观察孔孔GG--1A(F)---07S型高压压开关关柜一次回回路方方案结构图图38变电所所高压开关柜柜高压开开关柜柜型号的的一般般表示示例：GG--1A(F)—10D--07S，表示固固定式式高压开开关柜柜，设计序序号为为1，结构构为改改进型型(防误型型)，额定定电压压为10KV，D电磁式式操作作机构构，一一次线线路方方案编编号为为07S产品名称形式特征G—固定式C—手车式B—半封闭式F—封闭式设计序号额定电压(KV)G一次线路方案编号结构标志A—改进型F—防误型J—计量型操作机构形式D—电磁式S—手动式T—弹簧储能式39变电所所电力电电容器器注意事事项：：电力电电容器器与电电源并并联。。并联电电力电电容器器必须须安装装熔断断器作作短路路保护护。电容器器的投投切控控制可可采用用接触触器或或断路路器、、负荷荷开关关。为防止止电容容器过过载，，应采采用热热继电电器保保护为防止止检修修时电电容器器电压压电击击，应应装设设放电电电阻阻为防止止电容容器投投入时时产生生合闸闸涌流流，一一般应应串联联接入入电抗抗器7、电力电电容器器功能：：实现现静止止无功功功率率补偿偿，提提高线线路功功率因因素。。图例：：与电电工学学中的的符号号相同同应用：：在建建筑配配电系系统中中一般般采用用三角角形连连接建筑配配电系系统中中一般般将电电力电电容器器并联联接入入低压压侧母母线。。在配电电系统统中的的典型型结线线如图图所示示母线熔断器(1.5～2)IC

接触器≥1.5IC电抗器热继电器1.3IC放电电阻电容器40变电所所电力母母线8、电力母母线功能：：用铜铜线或或铝线线制作作为扁扁状导导体（（截面面为长长方形形），，用来来实现现大电电流的的传输输。没有绝缘保保护层，专专用于变电电所内变压压器和配电电线路之间间的连接，，一般称这这种扁状型型导体为电电力母线，，在电气原原理上，母母线是一条条允许流过过大电流的的导体，起起汇集变压压器电能和和向用户分分配电能的的作用。电电力母线也也称“汇流排”：：插接母线：：带有绝缘缘的电力母母线，用于于大电流配配电干线电力母线相相序：A—黄，B—绿，C—红，N—蓝，无功补偿一一般采用集集中补偿方方式但对功率较较大、功率率因数较低低的用电负负荷，有采采用就地补补偿的趋势势。无功补偿多多集中装设设在低压侧侧，与配电电屏放在一一起，以降降低变压器器容量。MMM分组就地补偿41变电所低压断路器器二、低压电电气设备低压电气设设备一般指额定交流流电压在1000V，直流电压在在1200V以下的电气气设备，是建筑供供配电系统统中大量使使用的设备备。由于低压电电气设备电压等级低低，低压一一次回路的的保护无需需互感器，，使低压电电气的设备备的结构更更紧凑，产产品也更丰丰富。1、低压断路路器功能：分断断电流低压断路器器又称自动动开关或空气开关（（空开），，低压断路器器型号繁多多，是建筑配电电系统中应应用最广泛泛、也是最最重要的一一种控制设设备，空气开关具具有很好的的灭弧能力力，除了能能在带负荷荷时分断电电流外，还还具有短路路保护、过过载保护和和失电压或或低电压保保护等多种种保护功能能，而且这这些保护装装置与断路路器制作为为一体，应应用更方便便。低压断路器器的图例与与高压断路路器相同。。42变电所低压断路器器低压断路器器的型号：：国产系列有有DZ、DW系列和C系列、S系列、K系列等新型型号国外或合资资企业，常常见的有ME系列（德国国AEG公司技术））C45系列（中法法合资生产产）NS系列（法国国施奈德公公司技术））SH系列（ABB公司生产））。43变电所低压断路路器低压断路路器的原原理结构构和接线线1—主接头2—跳钩3—锁扣4—分励脱扣扣器5—失压脱扣扣器6—过电流脱脱扣器7—热脱扣器器(双金属片片)8—加热电阻阻9—脱扣按钮钮(常闭)10—脱扣按钮钮(常开)低压断路路器的基基本工作作原理正常工作作时，各各保护机机构是““紧扣””住的，，在出现现故障时时，比如如过电流流，在过过流线圈圈产生的的电磁力力使过流流脱扣器器“脱脱扣”，，在弹簧簧的拉力力下，主主接头断断开，实实现保护护44变电所低压断路路器45变电所低压断路路器DW型万能式式低压断断路器l—操作手柄柄2—自由脱扣扣机构3—失压脱扣扣器4—过流脱扣扣器电流流调节螺螺母5—过流脱扣扣器6—辅助触头头（联锁锁触头））7一灭弧罩罩（内有有主触头头）在应用时时，主要要考虑额额定电气气参数和和根据保保护内容容选择和和设定脱脱扣器动动作参数数。另外因为为低压断断路器在在正常分分断负载载时，采采用手动动直接控控制分断断主电路路，所以以不宜频频繁操作作，宜作作照明配配电箱内内或其它它各种不不频繁操操作的控控制设备备。操作手柄灭弧罩失压脱扣器辅助触头过流脱扣器自由脱扣机构46变电所低压断路路器1）低压断断路器的的保护内内容：低压断路路器的保保护内容容与断路路器的脱脱扣形式式相关一般有：：过热脱扣器—过热保护护，实质质是过载载保护。。过流脱扣器—过载保护护，一般般延时动动作，对对瞬时过过电流不不动作。。电磁脱扣器—短路保护护，瞬时动作作。失压脱扣扣器—欠压保护，电电压低与与设定值值时动作作，一般般延时动动作。分励脱扣器—远动保护护，复式脱扣器—电磁脱扣＋热脱扣47变电所低压断路路器低压断路路器过流流保护有有“三段段式”保保护：瞬时、短短延时、、长延时时三种保保护模式式瞬时保护护模式提提供短路保护护，达到到设定值时时立刻动动作。长延时保保护模式式提供过过载保护护，达到设定值时时延时动动作。延延时时间间较长短延时保保护模式式提供介介于短路与过载之间间保护，延时时间间较短。。低压断路路器还具具有漏电保护，一一般可在在断路器器上组合合一个漏电保护模块块，例如如C45N低压断路路器可加加装Vigi型组合式式附件实实现漏电电保护功功能，可可靠性很很高。带漏电保护的低低压断路路器表示示48变电所低压断路路器2）低压断断路器的的分类：：按使用类类型：A类（非选选择型））、B类（选择择型）按设计形形式：框框架式（（ACB）、开启式（（模压外外壳式或或塑壳式式MCCB）按操作机机构：手手动式、、电动式式、储能能式按安装方方式：固固定式、、插入式式、抽屉屉式按低压断断路器的的极数和和电流回回路分类类：单极两线线，两两极：：两极两两线、两两极三线线三极：三三极四线线四四极3）低压断断路器的的容量：：指低压断断路器正正常工作作允许的的分断电电流，一一般由几安培到到数百安安培。低压断路路器还有有一项电电流指标标：框架架电流，，指允许许的最大大电流49变电所低压断路路器4）断路器器的主要要技术参参数有：：额定工作作电压壳架等级级额定电电流和额额定工作作电流额定短路路通断能能力和一一次极限限通断能能力保护持性性和动作作时间电寿命和和机械寿寿命热稳定性性和电稳稳定性断路器壳壳架等级级额定电电流：指指塑壳或或框架中中所允许许的最大过电流脱扣扣器的额额定电流流50变电所低压负荷荷开关2、低压负荷开关关功能：类似于高高压负荷荷开关，，有简单单的灭弧弧措施，，可在额定定工作条条件下分分断电流流，但不不能切断断短路电电流，需需要配合合熔断器器实现短短路保护护。HDl3型低压刀刀开关1—上接线端端子2—灭弧栅(灭弧罩)3—闸刀4—底座5—下接线端端子6—主轴7—静触头8—连杆9—操作手柄柄低压刀开开关低压刀开开关在断断开后有有明显的的断点，，常用的的有HD（单投）和和HS（双投）系系列，额额定电流流从数十十安到1500安。51变电所低压负荷荷开关1—铁壳2—灭弧罩3—触点座4—刀片5—操作联锁机构6—手柄7—熔断器座8—熔断器9—中线接线座由刀开关关和熔断断器串联联组合而而成的低低压负荷荷开关低压负荷荷开关靠靠手动操操作机构构分断电电流，其其额定电电流不超超过200A，一般用于于100A以下的通通断不频频繁的低低压配电电线路中中密封式负负荷开关关：胶盖盖闸刀开开关铁壳开关关52变电所交流接触触器3、交流接接触器图例功能：交交流接触器也也称为电电磁开关关用于需要要频繁接接通和断断开的供供电电路路开关控控制结构：利用电磁磁铁的吸吸力来控控制触头头动作，，具有用用于通断断控制的的辅助线线圈和辅辅助触头头以及用用于通断断电流的的主触头头。交流接触触器的通断由辅辅助线圈圈控制，，当辅助助线圈没没有电流流时，接接触器主主触头断断开（常常开），，主回路路断开；；当辅助助线圈通通电后，，产生电电磁力将将衔铁吸吸合，带带动拉杆杆将接触触器主触触头闭合合，主回回路接通通。实物外形53变电所交流接触器特点：由低电压、小小功率的辅助助线圈控制高高电压、大电电流主湖路的的通断因此特特别适合需要要自动控制和和频繁起停的的场合，在必必要时还可用用工作电压为为36V的辅助线圈为为实现控制，，安全性更好好。交流接触器有有一定的过载载保护能力和和低电压保护护功能，但不不能切断短路路电流，需要要配合熔断器器实现短路保保护。54变电所低压成套设备备4、低压成套设设备低压配电屏是是将按设计要要求的配电线线路结线方案案，把低压开开关设备和计计量、配电、、功率因素补补偿等电器设设备组装成一一体的低压配配电设备。形式：低压配配电屏和低压压配电箱结构：固定式式、抽屉式、、手车式特点：结构紧紧凑，组合方方便，安全可可靠固定式：趋于于淘汰手车式：只用用于大容量的的配电线路抽屉式：在建建筑配电系统统中使用广泛泛。形式：动力配配电箱和照明明配电箱，种类：按安装装方式分类挂壁式、靠靠墙式、嵌嵌入式广泛用于工厂厂车间、建筑筑物的楼层的的配电系统的的控制保护和和直接向用电电设备配电。。55变电所低压成套设备备低压配电屏56变电所备用电源三、备用电源源备用电源：指指在交流电网网提供的电源源故障时为一一、二级负荷荷供电的电源源电源种类：发发电机组、EPS（集中供电式应应急电源）、、UPS一般动力负荷荷采用采用自备发电电机组通信、计算机机网络等负荷荷采用EPS或UPS，一般要求与主电源切换换时间不应超超过15S柴油发电机组组：包括柴油机、、发电机、起起动和控制装装置、油底座座等，一般还还应有储油室室。柴油发电机组组利用柴油燃燃烧提供发电电机动力，运运行时有噪音音、排烟、冷冷却、振动等等影响，还要要考虑燃油的的消防问题，，设计时应考考虑这些影响响。57变电所备用电源柴油发电机组组体积大，要要考虑建筑结结构承重要求求。单台发电机组组的容量不应应超过1500KW。近年国外高层层建筑已开始始采用燃汽汽汽轮发电机。。这种发电机机采用空气冷冷却，具有体体积小、重量量轻、反应速速度快，噪音音低、故障率率低等优点。。燃汽汽轮发电电机空气需要量大大，设置在在在地下层时，，要考虑进气气和排烟，一一般应设置在在地面层。58变电所发电机柴油发电机组组59变电所发电机备用电源的设设计容量：原则：备用电电源应满足一一级负荷和部部分二级负荷荷的供电，特别是消防负负荷的供电要要求。容量计算：（1）考虑稳定负负荷在需要由应急急电源供电的的具体设备等等尚未确定，，用估算法确确定。按建筑配电变变压器的总容容量的10%～20%选择，建筑规规模大时取下下限，建筑规规模小时取上上限；另外也可根据据建筑面积和和建筑用途进进行估算，通通常应急发电电机组的容量量可以按每平平方米10～20W选择。在需要由应急急电源供电的的具体设备等等负荷确定后后，按实际负负荷进行计算算按实际负荷进进行计算时要要注意：对于于消防负荷，，以实际设备备的负荷为计计算负荷（2）考虑尖峰负负荷：即考虑虑设备起动时时的影响，规规范有相应的的计算方法（3）考虑发电机机母线的允许许电压降：规规范有相应的的计算方法确定容量：取取上述三者中中的最大负荷荷为备用电源源容量60变电所发电机应急电源容量量的经济性从系统经济的的角度，应急急电源容量小小，可以减少少投资，经济济性好，减小应急电源源容量的途径径：减小发电机组组容量，减小小应急电源供供电负荷一般措施：（1）对有大容量量的电动机的的设备，采用用降压起动措措施，这是减减小起动电流流，降低冲击击负荷的有效效措施。鼠笼式电动机机，通常采用用自偶变压器器降压起动方方式绕线式电动机机，则采用星星—三角起动方式式。在对电机起动动转矩要求高高时，可采用用变频电源起起动方式。在建筑供配电电系统中，对对单机容量超超过14KW的电动机，不不得采用全压压起动方式61变电所发电机（2）避免同时起动动大容量的电电动机即将大容量的的电动机的起起动时间错开开，避免供电电回路中的起起动电流过大大。可在设备备的起动控制制电路上采取取互锁、顺序序起动等措施施实现。（3）将消防负荷与与其他重要负负荷分开，使使其不同时运运行。即在设计配电电方案时，将将一级与二级级负荷中不要要求与消防负负荷同时运行行的负荷分开开，由不同的的母线供电，，在发生火灾灾，正常供电电电源停止工工作时，应急急电源仅对消消防负荷供电电；在未发生生火灾，正常常供电电源因因故障停止工工作时，由于于消防设备不不运行，即消消防负荷小，，应急电源可可满足对一级级与二级负荷荷的供电。62变电所变电所类型一、工业和企企业变电所类类型室内变电所室外变电所：：露天变电所所、半露天变变电所、杆上上变电所总降压变电所35～110KV／6～10KV独立变电所6～10KV／0.4KV外附式变电所室内变电所内附式变电所63变电所杆上变电所64变电所65变电所变电所类型二、高层建筑筑变电所类型型特点：高层建建筑负荷种类类多，负荷分分散，配电线线路长要求：降低损损耗，保证供供电质量措施：变电所所设置在负荷荷中心类型：变电所所设置在楼内内、在楼外设设置独立变电电所（辅助变变电所）一般来说，辅助变电所距距负荷中心较较远，配电电电缆敷设较复复杂，现代建筑中，，高层建筑的的变电所都设设在主楼内。。对设在高层建建筑内的变电电所，要采用用干式变压器器66变电所变电所类型变电所设置在在楼内时，根据变电所在在建筑内位置置有以下几种种形式：A：变电所设置在在建筑地下层层或底层优点：设计和和安装简单，，不占建筑有有效面积，民民用建筑中采采用最多。缺点：变电所所不在负荷中中心国外一般建筑筑高度在30层左右的，大大都集中在底底层在有地下室时时，规范要求求变电所不宜宜设在最底层层。A67变电电所所变电电所所类类型型二、、高高层层建建筑筑变变电电所所类类型型B：变电电所所设设置置在在建建筑筑中中间间层层C：变电电所所设设置置在在建建筑筑底底层层与与顶顶层层D：变电电所所设设置置在在建建筑筑底底层层、、中中间间层层与与顶顶层层优点点：：变变电电所所在在负负荷荷中中心心。。缺点点：：对对建建筑筑结结构构的的承承重重有有要要求求，，安安装装困困难难占用用建建筑筑有有效效面面积积，，对对周周围围用用户户有有影影响响一般般在在供供电电质质量量不不能能满满足足要要求求时时采采用用一般般建建筑筑中中间间层层的的变变压压器器容容量量不不宜宜超超过过630KVA变电电所所的的数数量量及及其其位位置置的的分分布布，，应应通通过过技技术术经经济济比比较较决决定定。。国外外60层左左右右的的建建筑筑，，B、C、D三种种方方式式都都有有采采用用。BCD68变电电所所变压压器器的的选选择择一、、变变压压器器台台数数的的选选择择基本本原原则则：：选选用用标标准准容容量量序序列列、、低低损损耗耗变变压压器器。。安装装在在建建筑筑内内的的变变压压器器，，不不应应选选用用油浸浸式式电电力力变变压压器器要考考虑虑供供电电可可靠靠和和灵灵活活的的要要求求（（季季节节性性负负荷荷、、冲冲击击性性负负荷荷等等宜宜独独立立设设置置））在保保证证供供电电要要求求的的条条件件下下，，变变压压器器台数数应应尽尽可可能能少少69变电电所所变压压器器的的选选择择二、、变变压压器器容容量量的的选选择择基本本原原则则：：满足足供电电可可靠靠的的要要求求，，以以计计算算负负荷荷为为依依据据，，并并考考虑虑变压压器器的的损损耗耗。。选用用单单台变压压器器时时，，要要考考虑虑留留有有余余量量在有有多多台台变变压压器器时时，，其其中中一一台台检检修修时时，，其其它它变变压压器器应应能能满满足足其其中中一一、、二二级级负负荷荷的的供供电电。。在有有冲冲击击性性负负荷荷时时，，要要按按冲冲击击性性负负荷荷选选择择变变压压器器余余量量，，对对直直接接起起动动的的电电动动机机，，在运运行行环环境境温温度度超超过过变变压压器器的的规规定定时时（（一一般般为为－－40～＋＋40℃℃，最最高高日日平平均均温温度度＋30℃℃最高高日日平平均均温温度度＋＋20℃℃），，要要对对变变压压器器容量量进进行行修修正正。。70变电电所所变压压器器的的选选择择三、、变变压压器器的的经经济济运运行行1、变变压压器器的的负负荷荷率率β理论论分分析析表表明明：：实际取用的容量变压器额定容量定义：2、变变压压器器的的最最佳佳负负荷荷率率βj：经济济运运行行要要求求：：使使电电力力系系统统有有功功损损耗耗最最小小按理论计计算，当当变压器器的铜损损等于铁铁损时，，其运行行效率最最高满足此条条件的变变压器负负荷率称称变压器器的最佳佳负荷率率，用βj表示理论分析析结果：：βj=0.5时，满足足电力系系统有功功损耗最最小变压器损损耗∝β271变电所变压器的的选择3、按变压压器经济济运行要要求条件件选择变变压器的的容量4、负荷率率的选择择按变压器器经济运运行要求求条件有有βj=0.5～0.6问题：如如果按β=0.6选择变压压器容量量，