工厂供电技术学习情景21-高低压配电装置的运行与检修

技能目标：

1．能根据工厂的负荷对上下压配电装置进行选择与校验

2．能对固定式和手车式高压开关柜进行操作与维护

知识目标：

1．掌握负荷计算和和短路计算

2．掌握高压隔离开关、高压负荷开关、高压熔断器和高压断路器的选择条件

3．掌握电流、电压互感器的接线方式及使用本卷须知

4．了解电弧的危害，掌握灭弧方法

5．掌握变电所主变压器的选择

6．掌握低压设备的选择与校验的条件

学习情景2上下压配电装置的运行与检修【任务描述】

本任务主要是认识工厂6~10KV系统中固定式和手车式高压开关柜、380V固定式和抽屉式低压配电柜常用配电装置，以及它们的根本作用及应用范围。任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识

【任务目标】技能目标：1．能认识高压隔离开关、负荷开关、高压断路器、高压熔断器；2．能认识低压断路器、低压熔断器；3．能认识上下压互感器和避雷器。知识目标：1．了解高压隔离开关、负荷开关、高压断路器、高压熔断器的结构及使用范围；2．了解低压断路器、低压熔断器的结构、工作原理及使用范围；3．了解上下压互感器和避雷器的工作原理及使用范围。电弧的危害与灭弧方法电弧属于气体放电的一种形式。一、电弧的产生及危害产生电弧其根本原因是触头本身和触头周围的介质中含有大量可被游离的电子。电弧的危害〔1〕电弧高温将烧损触头及绝缘，严重情况下甚至引起相间短路、电器爆炸。〔2〕电弧的存在延长了电路的开断时间。〔3〕强烈的弧光可能损伤人的视力。任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识

二、电弧的熄灭和灭弧的方法要熄灭电弧，就必须设法加强去游离，并使去游离作用大于游离作用。电弧去游离的方式有复合和扩散两种。灭弧的根本方法：〔1〕迅速拉长电弧〔2〕将长弧分成几个短弧〔3〕吹弧〔4〕使电弧在周围介质中移动〔5〕利用固体介质的狭缝或狭沟灭弧〔6〕真空灭弧法〔7〕六氟化硫〔SF6〕灭弧法任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识高压隔离开关一、高压隔离开关的功能高压隔离开关主要用于隔断高压电源，以保证其他设备和线路的平安检修。二、高压隔离开关的类型及型号任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识

图2－1－5户内式3极隔离开关任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识高压负荷开关一、高压负荷开关的功能高压负荷开关，主要用于10kV配电系统接通和分断正常的负荷电流。二、高压负荷开关的类型及型号任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识高压负荷开关户内户外式高压断路器一、高压断路器的功能在电路正常的情况下用以接通或切断负荷电流；在电路发生故障时，用以切断短路电流或自动重合闸。二、高压负荷开关的类型及型号任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识断路器分类：少油断路器空气断路器SF6断路器真空断路器任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识1．少油断路器少油断路器中的油仅作灭弧介质使用，不作为主要绝缘介质，而载流局部是依靠空气、陶瓷材料或有机绝缘材料来绝缘的，因而油量很少。任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识2．真空断路器真空断路器是把触头安置在一个真空容器中，依靠真空作灭弧和绝缘介质。任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识ZN28真空断路器为例任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识真空断路器的类型〔1〕按使用场所划分——可分为户内式和户外式，分别用ZN和ZW来表示。〔2〕按断路器主体与操动机构的相关位置划分--可分为整体式和分体式。任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识真空断路器在开断电流时，两触头间就要产生电弧，电弧的温度很高，能使触头材料蒸发，在两触头间形成很多金属蒸汽。由于触头周围是“真空〞的，只有很少气体分子，所以金属蒸汽很快就跑向围在触头周围的屏蔽罩上，以致在电流过零后极短的时间内〔几微秒〕触头间隙就恢复了原有的高“真空〞状态。因此真空断路器的灭弧能力要比少油断路器优越得多。任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识真空断路器具有如下特点：①在真空中熄弧，电弧和炽热气体不外露，不飞溅到其它物体上。②由于真空中耐压强度高，触头之间距离大大缩短，相应的动作行程也短的多，动导杆的惯性小，适用于频繁操作。③熄弧时间短、弧压低、电弧能量小、触头损耗小，开断次数多。④操作机构小且重量轻，控制功率小，没有火灾和爆炸危险，平安可靠。⑤触头密封在真空中，不会因受潮气、灰尘及有害气体等影响而降低其技术性能。⑥真空断路器在遮断短路电流时，待故障排除后，无需检修真空断路器即可投入运行。任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识真空断路器由于熄弧速度太快，容易产生操作过电压，直接威胁着电气设备的平安运行。任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识高压熔断器一、高压熔断器的功能高压熔断器主要作为电气设备长期过载和短路的保护元件。电路过载或短路时，将熔断体熔断切断故障电路。在正常情况下，不允许操作高压熔断器接通或切断负荷电流。二、高压熔断器类型及型号任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识1.RN1、RN2型高压熔断器RN1、RN2型熔断器其灭弧能力很强，能在短路后不到半个周期〔即短路电流未达冲击值前〕就能完全熄灭电弧，切断电路。这种熔断器属于“限流〞型熔断器。任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识2.RW4型跌落式熔断器跌落式熔断器要经过几个周波才能灭弧，所以没有限流作用，属于“非限流〞型熔断器。任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识互感器电流互感器与电压互感器统称为互感器，互感器是一种特殊变压器。它是一次电路与二次电路之间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器的电流线圈和电压线圈供电。它的原理接线如图2－1－16所示任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识一、互感器的作用：〔1〕将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压和小电流，使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构轻巧、价格廉价，并便于屏内安装。〔2〕隔离高压电路。互感器一次侧和二次侧没有电的联系，只有磁的联系。使二次设备与高电压局部隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身的平安。〔3〕对二次设备进行维护、调试以及调整试验时，可以不中断一次系统的运行，而只需要改变二次接线即可。〔4〕当电路中发生短路时，测量仪表和继电器的电流线圈不会直接受到大电流的损坏。任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识二、电流互感器1．电流互感器的类型及型号电流互感器是将一次侧的大电流，按比例变为适合通过仪表或继电器使用的，额定电流为5A或1A的变换设备。任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识2．电流互感器的工作原理电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器〔以下简称电流互感器〕。它的工作原理和变压器相似。电流互感器一、二次电流之比称为电流互感器的变流比〔额定互感比〕。

任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识3．电流互感器的误差电流误差和角误差都与电流大小有关4．电流互感器的接线方案〔1〕三相星形接线〔2〕两相V形接线〔3〕两相电流差接线〔4〕一相式接线任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识5．电流互感器使用本卷须知〔1〕电流互感器的二次侧在使用时绝对不可开路。〔2〕二次侧必须有一端接地。〔3〕接线时要注意极性。〔4〕一次侧串接在线路中，二次侧的继电器或测量仪表串接。任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识6．电流互感器准确度等级和容量〔1〕电流互感器的准确度测量用互感器有0.1、0.2、0.5、1、3、5等级，保护用互感器有5P、10P两级。〔2〕电流互感器的额定容量电流互感器的额定容量系指电流互感器在额定二次电流和额定二次阻抗下运行时，二次线圈输出的容量。任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识三、电压互感器1．电压互感器的类型及型号电压互感器是将一次侧的高电压按比例变为适合仪表或继电器使用的额定电压为100V或100/V的变换设备。任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识JDXJ-10型电压互感器的外形图2．电感式电压互感器〔1〕电压互感器的工作原理电压互感器的工作原理、构造和连接方法都与变压器很相似。电压互感器一、二次绕组电压之比称为电压互感器的电压比〔额定互感比〕。

任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识3．电容式电压互感器随着电力系统输电电压的增高，电磁式电压互感器的体积越来越大，本钱随之增高，普遍采用电容式电压互感器。任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识4．电压互感器的接线方案〔1〕一个单相电压互感器的接线〔2〕两个单相电压互感器的V/V形接线〔3〕三个单相电压互感器形接线〔4〕三个单相三绕组电压互感器或一个三相五芯柱三绕组电压互感器〔开口三角形〕形接线任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识6．电压互感器准确度等级和容量对于测量用电压互感器的标准准确度级有：0.1、0.2、0.5、1.0、3.0五个等级，保护用电压互感器的标准准确度级有3P和6P两个等级。电压互感器的负载要求就是负载容量之和不能超过互感器的额定二次容量值。任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识四、互感器的配置原那么互感器在主接线中的配置与测量仪表、同期点的选择、保护和自动装置的要求以及主接线的形式有关。任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识1．电流互感器的配置①为了满足测量和保护装置的需要，在发电机、变压器、出线、母线分段及母联断路器、旁路断路器等回路中均设有电流互感器。对于大接地短路电流系统，一般按三相配置；对于小接地短路电流系统，依具体要求按二相或三相配置。②对于保护用电流互感器应尽量消除主保护装置的不保护区。例如，假设有两组电流互感器，且位置允许时应设在断路器两侧，使断路器处于交叉保护范围之中。③为了减轻内部故障对发电机的损伤，用于自动调整励磁装置的电流互感器应配置在发电机定子绕组的出线侧。为便于分析和在发电机并入系统前发现内部故障，用于测量的电流互感器宜装设在发电机中性点侧。任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识2．电压互感器的配置①母线②线路③发电机④变压器任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识低压断路器低压断路器也称为自动空气开关，可用来接通和分断负载电路，也可用来控制不频繁起动的电动机。它功能相当于闸刀开关、过电流继电器、失压继电器、热继电器及漏电保护器等电器局部或全部的功能总和，是低压配电网中一种重要的保护电器。低压断路器按结构型式分，可分为塑壳式和框架式两大类。任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识1.低压断路器的工作原理低压断路器的形式、种类虽然很多，但结果和工作原理根本相同，主要有触点系统、灭弧系统；各种脱扣器，包括电磁式过电流脱扣器、失压〔欠压〕脱扣器、热脱扣器和分励脱扣器；操作机构和自由脱扣机构几局部组成任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识2.低压断路器的主要局部〔1〕触头系统〔2〕灭弧装置〔3〕操作机构〔4〕脱扣器任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识3.主要技术参数及型号①额定电压指断路器在电路中长期工作时的允许电压，通常，等于或大于电路的额定电压。②额定电流指断路器在电路中长期工作时的允许持续电流。③通断能力断路器在规定的电压、频率以及规定的线路参数(交流电路为功率因数，直流电路为时间常数)下，所能接通和分断的短路电流值。④分断时间指切断故障电流所需的时间，包括固有断开时间和燃孤时间。任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识4．自动空气开关的选择和维护〔1〕自动空气开关的选择原那么①自动空气开关的额定电压要大于或等干线路或设备的额定电压。②自动空气开关的额定电流要大于或等于负载工作电流。③自动空气开关的脱扣额定电流要大于或等于负载工作电流。④自动空气开关的极限通断能力要大于或等于电路最大的短路电流。⑤自动空气开关的欠电压脱扣器的额定电压要等于主电路额定电压。③自动空气开关类型的选择，应根据电路额定电流对保护的要求来选用。任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识〔2〕自动空气开关的维护①自动空气开关在使用前应将电磁铁工作面的防锈油脂抹净，以免影响磁系统的正常工作；②操作机构在使用一定次数以后〔约1／4机械寿命〕，在机构的转动局部〔小容量塑料外壳式不需要〕应加润滑油；③定期检修时，应去除落于自动开关上的灰尘，以保证良好绝缘；④灭弧室在因短路分断或较长时期使用后，应去除其内壁和栅片上的金属颗粒和黑烟、长期未使用的灭弧室〔如配件〕．在使用前应先烘一次。以保证良好的绝缘性；⑤自动开关的触头在使用一定次数后，如触头外表发现毛刺、颗粒等应及时清理和修整，以保证良好的接触；⑥定期检查各脱扣器的电流整定值和延时。任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识低压熔断器低压熔断器是电动机或用电线路中一种最简单的保护元件，主要用作短路或严重过载保护。由于熔断器的结构简单、体积小、重量轻、使用和维护方厦、价格低廉、可靠性高，因此得到广泛应用。过载一般是指l0倍额定电流以下的过电流。短路那么是指超过l0倍额定电流以上的过电流。任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识1．熔断器的结构2.几种常用熔断器：L-螺旋式，C-瓷插式，M-密闭管式，T-有填料管式，S-快速熔断式等3.熔断器的保护恃牲任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识4.熔断器的选择〔1〕熔断器类型选择，其类型应根据线路的要求，使用场合和安装条件选择。〔2〕熔断器的额定电压必须等于或高于熔断器工作点的电压。〔3〕熔断器的额定电流必须等于或高干所装熔体的额定电流。〔4〕熔断器的额定分断能力必须大于电路可能出现的最大故障电流。〔5〕熔断器所装熔体的额定电流可按以下几种条件选择；任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识

〖知识拓展〗高压成套配电装置高压成套配电装置又称高压成套配电柜，它按不同用途和使用场合，将所需要一、二次设备按一定的线路方案组装而成的。高压成套配电装置是由制造厂成套供给的设备，运抵现场后组装而成的高压配电装置。它将电气主电路分成假设干个单元，每个单元即一条回路，将每个单元的断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器，以及保护、控制、测量等设备集中装配在一个整体柜内〔通常称为一面或一个高压开关柜〕，有多个高压开关柜在发电厂、变电所或配电所安装后组成的电力装置称为成套配电装置。

任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识

〖知识拓展〗高压成套配电装置

国产系列高压开关柜型含义如下

任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识

〖知识拓展〗高压成套配电装置1．KYN28－12成套配电柜结构

任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识

〖知识拓展〗高压成套配电装置

〔1〕断路器室〔2〕手车断路器〔3〕电缆室局部〔4〕母线室局部〔5〕微机保护室局部〔6〕防止误操作的联锁/保护

任务2.1工厂常用的上下压配电装置的认识

〖知识拓展〗高压成套配电装置2．.KYN28－12成套配电柜特点〔1〕中置式小车，有利于母线防潮与提高绝缘水平；〔2〕手车的组合单元，互换性好，维护量小；〔3〕断路器手车能实现闭门操作；〔4〕各室间有独立的压力释放通道；〔5〕低压局部