培训课件：主接线断路器控制

培训课件：主接线断路器控制第一页，共106页。第一章主接线

第一节电力系统的构成一、电力系统组成

电是一种二次能源，是在各种发电厂内由其他能源（比如煤、水等天然能源）转换而来的。发电厂是把各种天然能源，如煤炭、水能、核能等转换成电能的工厂。根据发电厂所用的一次能源的不同，发电厂可分为火力发电厂、水力发电厂、核发电厂、及其他新能源发电等类型。第二页，共106页。一、电力系统的组成第三页，共106页。二、发电厂的类型（一）.按照发电厂所消耗一次能源的不同，发电厂分为以下几种。1.火力发电厂：以煤炭、石油、天然气等为燃料，汽轮机为原动机。a.凝汽式电厂（200MW及以上的机组）。

容量大，靠近燃料产区，燃烧劣质煤。电能经高压或超高压线路送往负荷中心。单纯供电。特点：水循环使用，即在汽轮机内作功后，蒸汽全部排入冷凝汽冷却成水，又重新送回锅炉。蒸汽中含有的大量热量被浪费。效率低：30%~40%第四页，共106页。2.水力发电厂：水为原料，水轮机为原动机，是将水的位能和动能转换成电能的场所。根据取水的方式不同，又可以分为：a.堤坝式:一般河流水位的落差沿河流是分散的，为提高落差就需要在河流的上游修建拦河坝，将水积蓄、提高水头，进行发电。通常这类水电站又细分为坝后式和河床式两种。第五页，共106页。坝后式水电站:发电机厂房建在坝后，全部水头的压力由坝体承受，水库的水由压力水管引入厂房，推动水轮发电机发电。第六页，共106页。河床式水电站:发电机厂房和挡水堤连成一体，厂房也起挡水作用。由于厂房修建在河床中，故称河床式。第七页，共106页。b.引水式水电站:

建在山区水流湍急的河道上或河床坡度较陡的地段，由引水渠道提供水头，一般不需要修建堤坝，或只修低堰，适用于水头比较高的情况。第八页，共106页。c．抽水蓄能电站:一种特殊形式的水电站，具有水轮机-发电机和电动机-水泵两种可逆的工作方式。(1)夜晚或周末低负荷时，抽水蓄能电站的机组作为电动机运行，利用电力系统富余的电能将下库的水抽到上库，以位能的形式将电能储存起来。

(2)在电力系统的峰荷期间，抽水蓄能电站的机组又作为发电机运行，将上库的水放下来通过水轮机发电，用以担任电力系统峰荷中的尖峰部分，即起到调峰作用。第九页，共106页。第十页，共106页。第二节电能的质量标准一、频率我国的技术标准规定电力系统的额定频率是50HZ。对大型电力系统，频率的允许范围为50HZ±0.2HZ,对中小型电力系统，频率的允许范围50HZ±0.5HZ。当频率高出允许值时，异步电动机转速升高，除使功率损失增加，经济性降低外，还会使某些对转速有严格要求的工业部门产品质量下降，甚至会产出废品。同时，还会影响电钟及电子设备的正常工作。第十一页，共106页。二、电压所有用电设备都应当按照其设计的额定电压运行，一般仅允许有±5%的变动范围。电压过高，许多用电设备都会损坏，甚至造成严重事故和巨大损失。电压过低，许多用电设备都不能正常工作。对异步电动机而言，电压过低时，其输出转矩显著降低，转差加大，电流加大，温度升高，甚至还会使电动机烧毁。第十二页，共106页。为使用户用电设备能得到合适的电压，我国规定用户的电压容许变化范围是：A.由35KV及以上电压供电的用户：±5%B.由10KV及以下电压供电的高压用户和低压电力用户：±7%C.低压照明用户：-10%~+5%第十三页，共106页。关于电的几个概念：1、有功及无功的区别及功率三角形2.功率因数：电网中的电力负荷如电动机、变压器、日光灯及电弧炉等，大多属于电感性负荷，这些电感性的设备在运行过程中不仅需要向电力系统吸收有功功率，还同时吸收无功功率。当功率因数等于1时，表明只发有功。第十四页，共106页。3、励磁的作用（电磁感应）：发电机中线圈产生电压的计算公式是E=4.44*f*N*磁通量，其中F是频率，N是线圈匝数，磁通量是通过线圈的磁力线总数。影响的电压大小的因素转速、线圈匝数、磁通量。转速越快、线圈匝数越多、磁通量越大则电压越高，反之则电压越低。4、我们的频率为什么是50HZ？第十五页，共106页。第三节电力系统的中性点接地方式电力系统中，发电机三相绕组通常是接成星形的，变压器高压绕组多数也是接成星形的。这些发电机和变压器星形的中点统称为电力系统的中性点。电力系统中性点的接地方式分为三种：直接接地方式、不接地方式和经消弧线圈接地方式。电力系统中性点接地方式要综合与自动装置的配置，短路电流的大小，供电的可靠性，电力系统的运行稳定性以及对通信的干扰等多方面因素，是一项综合性的技术问题。第十六页，共106页。中性点直接接地方式下，系统发生单相接地故障时短路电流很大（所以对称大接地电流系统）。同时，非故障相的相电压不会升高，这在电压等级高时对绝缘很有利。中性点不接地方式和中性点经消弧线圈接地方式下，系统发生单相接地故障时接地故障电流很小（所以又称这两种接地方式为小接地电流系统）。同时，非故障相的相电压会升高为原来的√3倍。第十七页，共106页。第四节发电厂电气设备简述电气设备分为电气一次设备和电气二次设备

一、电气一次设备

是指直接生产、变换、输送和分配电能的电气设备，它们主要有以下几种：(1)生产和转换电能的设备如发电机、电动机、变压器等，它们是直接生产和转换电能的最主要的电气设备。(2)接通或断开电路的开关电器为满足运行、操作或事故处理的需要，将电路接通或断开的设备，如断路器、隔离开关、接触器、熔断器等。第十八页，共106页。(3)限制故障电流和防御过电压的电器如用于限制短路电流的电抗器和防御过电压的避雷器、避雷针、避雷线等。(4)接地装置用来保证电力系统正常工作的工作接地或保护人身安全的保护接地，它们均与埋入地中的金属接地体或接成接地网的接地装置连接。第十九页，共106页。(5)载流导体

电气设备必须通过载流导体按照生产和分配电能的顺序或者说按照设计要求连接起来，常见的载流导体如母线、架空线、电力电缆等。(6)补偿装置

如调相机、电力电容器、消弧线圈、并联电抗器等。它们分别用来补偿系统的无功功率、补偿小电流接地系统中的单相接地电容电流、吸收系统过剩的无功功率等。

(7)仪用互感器

如电压互感器和电流互感器，它们将一次回路中的高电压和大电流变成低电压和小电流，供给测量仪表和继电保护装置用。第二十页，共106页。二、电气二次设备：对电气一次设备进行测量、控制、监视和保护用的设备，称为电气二次设备。它们主要有：

(1)测量仪表

如电压表、电流表、功率表、电能表等，它们用以测量一次回路的运行参数。

(2)继电保护及自动装置

它们用以迅速反应电气故障或不正常运行情况，并根据要求切除故障、发出信号或作相应的调节。第二十一页，共106页。(3)直流设备直流设备主要用于供给保护、操作、信号以及事故照明等设备的直流供电，它们有直流发电机组、蓄电池、硅整流装置等。(4)控制和信号设备及其控制电缆控制设备是指对断路器进行手动或自动的开、合操作控制的设备。信号设备有光字牌信号、反映断路器和隔离开关位置的信号、主控制室的中央信号等。控制电缆是连接二次设备的电缆。(5)绝缘监察装置

用以监察交流和直流系统的绝缘状况。第二十二页，共106页。第二章

电气主接线及特点

第二十三页，共106页。对电气主接线的基本要求保证必要的供电可靠性和电能质量主接线应力求简单、明了，运行灵活，操作方便，保证维护及检修时的安全、方便一次投资及年运行费低满足扩建的要求第二十四页，共106页。一、电气主接线的基本形式第二十五页，共106页。主接线形式主接线形式包括电压等级、各电压等级的进出线及其联络关系。通过主接线可明确各主要一次设备（如发电机、变压器、开关设备等）的联络关系。可利用开关设备对故障进行隔离或改变运行方式。当进出线的数量较多时，为了便于电能的汇集与分配，常设置母线作为中间环节，使接线简单清晰，运行方便第二十六页，共106页。主接线的基本形式有母线的接线形式单母线及单母线分段接线双母线及双母线分段接线旁路母线接线一个半断路器接线无母线的接线形式桥形接线角形接线单元接线第二十七页，共106页。单母线接线优点：简单明显，采用设备少，操作简便，便于扩建，造价低，投资小缺点供电可靠性低，灵活性较差第二十八页，共106页。单母线分段接线优点：既具有单母线接线简单明显、方便经济的优点，又在一定程度上提高了供电可靠性缺点 当一段母线隔离开关发生故障或检修时，该段母线上的所有回路都要长时间停电。第二十九页，共106页。第三十页，共106页。第三十一页，共106页。第三十二页，共106页。有关注意事项1、电力安规第8页规定原因解析：2、主变中性点操作要求：为何先合中性点再按地调要求确定运行方式的原因分析3、开机按操作票操作的重要性。特别是合隔离开关的顺序。能够默画电气主接线应是运行人员的要求。4、巡视注意油（变压器在、互感器）气水、声音、气味。第三十三页，共106页。储油柜，也就是俗称的油枕，它主要作用是保证在最高环境温度与允许负载状态下油不溢出，在最低环境温度时，油枕中仍然应该有油。由于油会热胀冷缩，在+40℃时的油位比-30℃的油位高的多，所以必须考虑油温对油位的影响。油位计表盘上有很多刻度，但一般只标了几个温度值（-30℃,+20℃和+40℃），这是为了便于注油时确定油位。第三十四页，共106页。第三十五页，共106页。第三章开关电器1、开关电器概念：直接用于正常投切和故障切除电路的电气一次设备称为开关电器。

2、分类：（1）按电压高低分类：高压开关电器和低压开关电器两类（2）按安装场所分类：户内式和户外式两类（3）按功能分类：断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器和组合式开关电器（高压负荷开关＋熔断器）第三十六页，共106页。第一节

高压断路器

第三十七页，共106页。高压断路器的作用

控制作用根据电网运行需要，用高压断路器把一部分电力设备或线路投入或退出运行。保护作用高压断路器还可以在电力线路或设备发生故障时将故障部分从电网快速切除，保证电网中的无故障部分正常运行。

第三十八页，共106页。对高压断路器的要求具有完善的灭弧装置具有快速的传动机构一般都设有专门的灭弧室第三十九页，共106页。一、高压断路器的种类按电流性质可分为交流、直流两大类按安装地点可分为户内、户外两大类按安装方式可分为落地式、支持式及悬臂式较常用的按灭弧介质来划分油断路器、压缩空气断路器、真空断路器、

六氟化硫断路器第四十页，共106页。二、高压断路器的基本结构电路通断元件中间传动机构绝缘支撑元件基座操动机构第四十一页，共106页。三、高压断路器的技术参数对高压断路器的要求：在正常情况下开断和关合电路。在电网发生故障时能将故障切除。尽可能缩短断路器切除故障的时间，以减轻电力设备的损坏和提高电网的稳定性。能配合自动重合闸进行多次关合和断开。因此，在选择断路器时，通常希望通过简单明了的技术参数就能够了解断路器具体性能。

第四十二页，共106页。动作时间全开断时间：是指处于合闸状态的断路器，从接到分闸命令到电弧完全熄灭所用的时间，可分为固有分闸时间燃弧时间。它说明了断路器开断速度的快慢。直接影响到故障的范围及对设备的危害程度，甚至会影响到系统的传输容量及稳定性。第四十三页，共106页。SF6断路器的操动机构合闸弹簧分闸弹簧电动机储能指示分闸指示合闸指示第四十四页，共106页。弹簧操动机构利用弹簧储能为动力操动断路器的动作弹簧储能通常由电动机通过减速装置进行优点：不需要大功率的直流电源；要求电动机的功率小（几百瓦到几千瓦）；交直流两用；适宜于交流操作缺点：结构比较复杂；零件数量多；加工要求高；随着机构操作功的增大，重量显著增加第四十五页，共106页。四、真空断路器第四十六页，共106页。真空断路器

以真空作为灭弧和绝缘介质真空的绝缘强度比变压器油及三大气压下的SF6或空气等绝缘强度高得多。真空灭弧室的绝缘性能好，触头开距小，要求操动机构提供的能量也小；电弧电压低，电弧能量小，开断时触头表面烧损轻微真空断路器的机械寿命和电气寿命都很高第四十七页，共106页。真空灭弧室

第四十八页，共106页。真空灭弧室的基本结构陶瓷外壳静触头动触头电弧屏蔽罩波纹管动画演示（见附件视频）第四十九页，共106页。第三节隔离开关

第五十页，共106页。隔离开关的主要作用在无电流电路上分断电路，形成明显的断口用以分、合小电流线路用以转换线路，改变电气系统的接线方式隔离开关的接地开关刀闸可代替接地线，保证抢修工作安全第五十一页，共106页。第三章

断路器的操作

第五十二页，共106页。断路器的控制和灯具的控制原理相似，只是由于电压高，可靠性高而加入了一些辅助控制。普通灯具的控制讲解双控、三控灯具的控制第五十三页，共106页。第五十四页，共106页。第五十五页，共106页。第五十六页，共106页。第五十七页，共106页。第五十八页，共106页。第五十九页，共106页。第六十页，共106页。第六十一页，共106页。第六十二页，共106页。第六十三页，共106页。第六十四页，共106页。第六十五页，共106页。第六十六页，共106页。第六十七页，共106页。第六十八页，共106页。第六十九页，共106页。

断路器的

实际接线第七十页，共106页。一、看控制原理第七十一页，共106页。第七十二页，共106页。二、看柜内接线第七十三页，共106页。第七十四页，共106页。第七十五页，共106页。第七十六页，共106页。第七十七页，共106页。第七十八页，共106页。三、柜内控制回路引出

开关柜引出共8根线

第七十九页，共106页。第八十页，共106页。保护屏操作箱接线

第八十一页，共106页。第八十二页，共106页。到此，一个完整的断路器控制回路已经完成。首先应确定电源走向。再根据原理画图接线。第八十三页，共106页。第八十四页，共106页。第八十五页，共106页。第八十六页，共106页。保护屏操作箱接线

第八十七页，共106页。第八十八页，共106页。第八十九页，共106页。第九十页，共106页。第九十一页，共106页。第九十二页，共106页。第九十三页，共106页。第九十四页，共106页。关于同期的问题

第九十五页，共106页。同步系统

第九十六页，共106页。（1）同步的概念对一个交流电源进行调整，使之与另一个交流电源在电压、频率、相位角一致，