低压电工上岗证技能训练 第2版 课件 第3章 电力系统与倒闸操作

第三章电力系统与倒闸操作主要内容一、电网的组成二、倒闸操作与接地系统主要内容一、电网的组成3.1.1高、低压电网的组成1．电力系统简介

在各个发电厂、变电站和电力用户之间，用不同电压的电力线路，将它们连接起来，这些不同电压的电力线路和变电站的组合，称为电力网。

由发电厂的电气设备、不同电压的电力网和电力用户的用电设备所组成的一个发电、变电、输电、配电和用电的整体，称为电力系统。一、电网的组成图3-1电力系统和电力网示意图一、电网的组成2．电力系统的电压按照国家标准GB156—93《标准电压》规定，我国三相交流电网和发电机的额定电压，如下表所示。表中的变压器一、二次绕组额定电压，是依据我国生产的电力变压器标准产品规格确定的。一、电网的组成表3-1我国三相交流电网和电力设备的额定电压(据GB156—93)分类电网和用电设备额定电压（kV）发电机额定电压（kV）电力变压器额定电压（kV）一次绕组二次绕组低压0.380.400.380.400.660.690.660.69高压33.153及3.153.15及3.366.36及6.36.3及6.61010.510及10.510.5及11－13.8，15.75，1813.8，15.75，18－20，22，24，2620，22，24，2635－3538.566－6672.6110－110121220－220242330－330363500－500550一、电网的组成3．企业供电系统配电电压的选择（1）高压配电电压的选择（2）低压配电电压的选择

一、电网的组成3.1.2变压器1．电力变压器的分类和型号

电力变压器按功用分，有升压变压器和降压变压器两大类，二次侧为低压的降压变压器，则称为“配电变压器”；

按容量系列分，有R8容量系列和R10系列容量两大类；

按相数分，可以分为三相变压器和单相变压器；按结构型式分，有铁心式变压器和铁壳式变压器；一、电网的组成

按调压方式分，有无载调压和有载调压两大类；

按绕组形式分，有双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器三大类；

按冷却介质分，有干式和油浸式两类，而油浸式变压器又分为油浸自冷式、油浸风冷式和强迫油循环风冷（或水冷）式三种；按其绕组导体材质分，有铜绕组和铝绕组两种。一、电网的组成图3-2电力变压器的型号一、电网的组成2．电力变压器的构成

电力变压器主要由绕组、铁心、油箱、绝缘、油枕、绝缘套管以及冷却系统等构成。一、电网的组成1-高压套管2-分接开关3-低压套管4-气体继电器5-安全气道6-（储油柜）防爆管7-油位指示器（油标）8-吸湿器9-散热器10-铭牌11-接地端子12-取油阀门13-放油阀门14-活门15-绕组及绝缘16-信号温度计17-铁心18-净油器19-油箱20-变压器油图3-3三相油浸式变压器结构示意图一、电网的组成3．电力变压器的主要技术参数

（1）额定容量

在额定状态下变压器输出能力的保证值，通常以kV•A表示。由于电力变压器的效率极高，规定一次、二次容量相同。

（2）额定电压

高压（一次）侧额定电压是指变压器在空载时，变压器额定分接头对应的电压，以kV表示。二次侧额定电压是指在一次侧加上额定电压时，二次侧的空载电压值。对三相电力变压器，额定电压是指线电压。一、电网的组成1）电力变压器一次绕组的额定电压

当变压器直接与发电机相连时，如图中的变压器T1，其一次绕组额定电压应与发电机额定电压相同，即高于同级电网额定电压5％。图3-4变压器的电压等级一、电网的组成2）电力变压器二次绕组的额定电压

变压器二次侧供电线路较长（如为较大的高压电网）时，其二次绕组额定电压应比相联电网额定电压高10％，其中有5％是用于补偿变压器满负荷运行时绕组内部约5％的电压降；此外变压器满负荷时输出的二次电压还要高于所联电网额定电压5％，以补偿线路上的电压降。

变压器二次侧供电线路不长（如为低压电网）时，二次绕组额定电压只需高于所联电网额定电压5％，仅考虑补偿变压器满负荷运行时绕组内部5％的电压降。一、电网的组成（3）额定电流

根据变压器的额定容量和额定电压计算出来的电流称为变压器的额定电流。常以A表示。对三相电力变压器，额定电流是指线电流。（4）空载电流和空载损耗

将变压器二次绕组开路，一次绕组加额定电压，一次绕组中流过的电流称为空载电流。此电流所吸取的有功功率称为空载损耗。（5）阻抗电压和负载损耗

将变压器二次绕组短接，一次绕组通过额定电流时所需加的电压称为阻抗电压，常用百分值表示。二次绕组短接，一次绕组通过额定电流时所吸取的有功功率称为负载损耗。一、电网的组成4．绝缘等级

电机与变压器中常用的绝缘材料等级为A、E、B、F、H五种。每一绝缘等级的绝缘材料都有相应的极限允许工作温度（电机或变压器绕组最热点的温度）。

绝缘材料按耐热能力分为Y级、A级、E级、B级、F级、H级、C级，允许温度（℃）90、105、120、130、155、180、180℃以上。一、电网的组成3.1.3电力系统的中性点运行方式发电机和变压器的中性点有三种运行方式：

电源中性点不接地------小接地电流系统

中性点经阻抗接地------小接地电流系统

中性点直接接地--------大接地电流系统一、电网的组成

我国3～66kV系统，特别是3～10kV系统，一般采用中性点不接地的运行方式。如单相接地电流大于一定数值时（3～10kV系统中接地电流大于30A、20kV及以上系统中接地电流大于10A时），则应采用中性点经消弧线圈接地的运行方式。我国110kV及以上的系统，则都采用中性点直接接地的运行方式。一、电网的组成1.1.1基本概念1．电流

电荷的定向移动形成电流，移动的电荷又称载流子。

习惯上规定正电荷移动的方向为电流的方向，因此电流的方向实际上与电子移动的方向相反。

一、电网的组成图3-5中性点不接地的电力系统一、电网的组成2．中性点经消弧线圈接地的电力系统

为防止单相接地时接地点有断续电弧，引起过电压，在单相接地电容电流大于一定值的电力系统中，电源中性点必须采取经消弧线圈接地的运行方法。一、电网的组成图3-6中性点经消弧线圈接地的电力系统一、电网的组成3．中性点直接接地的电力系统

单相短路电流比线路的正常负荷电流大得多，因此在系统发生单相短路时保护装置应动作于跳闸，切除短路故障，使系统的其它部分恢复正常运行。图3-7中性点直接接地的电力系统一、电网的组成表3-2三种运行方式的优缺点对比类型优点缺点中性点不接地系统发生单相接地时，三相用电设备能正常工作，允许2h之内暂时继续运行，因此可靠性高发生单相接地时，其他两相非故障相对地电压将升到线电压，是正常时的1.732倍，因此绝缘要求高，增加绝缘费用中性点经消弧线圈接地系统除具有中性点不接地系统的优点外，还可以减少接地电流与中性点不接地系统相同中性点直接接地系统发生单相接地时，其他两非故障相的对地电压不升高，因此可降低绝缘费用发生单相接地短路时，短路电流大，要迅速切除故障部分，从而使供电可靠性差一、电网的组成3.1.4电力线路的运行与维护1．架空线路的运行维护

（1）一般要求

对厂区架空线路，一般要求每月进行一次巡视检查，并根据负荷情况适当进行夜间巡视。如遇大风大雨及发生故障等特殊情况时，得临时增加巡视次数。（2）巡视项目

一、电网的组成2．电缆线路的运行维护（1）一般要求

电缆线路大多是敷设在地下的，要作好电缆的运行维护工作，就要全面了解电缆的敷设方式，结构布置、线路走向及电缆头位置等。对电缆线路，一般要求每季进行一次巡视检查，并应经常监视其负荷大小和发热情况。如遇大雨，洪水及地震等特殊情况及发生故障时，应临时增加巡视次数。（2）巡视项目

一、电网的组成3．车间配电线路的运行维护。（1）一般要求

搞好车间配电线路的运行维护工作，必须全面了解车间配电线路的布线情况、结构形式、导线型号规格及配电箱和开关、保护装置的位置等，并了解车间负荷的要求、大小及车间变电所的有关情况。对车间配电线路，有专门的维护电工时，一般要求每周进行一次巡视检查。（2）巡视项目

一、电网的组成4．线路运行中突然停电的处理

（1）当进线没有电压时，说明是电力系统方面暂时停电。

（2）当双回路进线中的一回进线停电时，应立即进行切换操作(又称倒闸操作)，将负荷特别是其中重要负荷转移给另一回路进线供电。

（3）厂内架空线路发生故障使开关跳闸时，如开关的断流容量允许，可以试合一次，争取尽快恢复供电。

（4）对放射式线路中某一分支线上的故障检查，可采用“分路合闸检查”的方法。3.2.1倒闸操作1.倒闸操作

倒闸操作是将电气设备由一种状态转换到另一种状态。这种操作主要是指拉开或合上某些断路器、隔离开关，以及与此有关的一些操作。2.倒闸操作的基本制度

为了确保运行安全，防止误操作，电气设备运行人员必须严格执行倒闸操作票制度和监护制度。

二、倒闸操作与接地系统表3-3倒闸操作票格式（样例）

二、倒闸操作与接地系统操作开始时间：×年×月×日×时×分操作终了时间：×年×月×日×时×分

操作任务：WL1电源进线送电执行顺序操作项目√1拆除线路端及接地端接地线；拆除标示牌√2检查WL1，WL2进线所有开关均在断开位置，合××#母联隔离开关√3依次合No.102隔离开关，No.1011#、2#隔离开关，合No.102高压断路器√4合No.103隔离开关，合No.110隔离开关√5依次合No.104~No.109隔离开关；依次合No.104~No.109高压断路器√6合No.201刀开关；合No.201低压断路器√7检查低压母线电压是否正常√8合No.202刀开关；依次合No.202~No.206低压断路器或刀熔开关备注：3.倒闸操作基本原则

（1）在拉、合闸时，必须用断路器接通或断开负荷电流或短路电流，绝对禁止用隔离开关切断负荷电流或短路电流。

（2）在合闸时，应先从电源侧进行,依次到负荷侧。

（3）在拉闸时，应先从负荷侧进行,依次到电源侧。

二、倒闸操作与接地系统4.倒闸操作的基本要求（1）操作隔离开关的基本要求1）在手动合隔离开关时，必须迅速果断。2）在手动拉开隔离开关时，应缓慢而谨慎，特别是在刀片刚离开固定触头时，如产生电弧，应立即反向重新将刀开关合上，并停止操作，查明原因，做好记录。3）在拉开单极操作的高压熔断器刀开关时，应先拉中间相线再拉两边相线。4）在操作隔离开关后，必须检查隔离开关的开、合位置，因为有时可能由于操作机构的原因，隔离开关操作后，实际上未合好或未拉开。

二、倒闸操作与接地系统（2）操作断路器的基本要求1）在改变运行方式时，首先应检查断路器的断流容量是否大于该电路的短路容量。2）在一般情况下，断路器不允许带电手动合闸。3）遥控操作断路器时，扳动控制开关不能用力过猛，以防损坏控制开关；也不得使控制开关返回太快，防止断路器合闸后又跳闸。4）在断路器操作后，应检查有关信号灯及测量仪表（如电压表、电流表、功率表）的指示，确认断路器触头的实际位置。

二、倒闸操作与接地系统3.2.2变配电所的送电、停电操作要求1．变配电所的送电操作

变配电所送电时，一般应从电源侧的开关合起，依次合到负荷侧开关。一定要按照母线侧隔离开关或刀开关、线路侧隔离开关或刀开关、高低压断路器的顺序依次操作。2．变配电所的停电操作

变配电所停电时，一般应从负荷侧的开关拉起，依次拉到电源侧开关。一定要按照高低压断路器、线路侧隔离开关或刀开关、母线侧隔离开关或刀开关的顺序依次操作。

二、倒闸操作与接地系统

二、倒闸操作与接地系统图3-8携带型接地线注意事项：1）要严格执行操作票；2）倒闸操作需由两人执行，一人操作，一人监护，其他人员不得触及设备；3）操作时要戴绝缘手套，穿绝缘鞋，戴安全帽；4）摘挂跌落式熔断器应使用合格的绝缘杆；5）雷电天气严禁进行操作。

二、倒闸操作与接地系统3.2.3低压配电柜的倒闸操作1．低压配电柜的送电操作步骤1）送进线柜

合隔离开关，用电压表切换开关检查三相电压；再合上负荷开关（按下合闸按钮）。2）送控制（出线）柜

合隔离开关，再分别合上断路器。3）送电容补偿柜

合隔离开关，检查三相电压，将功率因素控制器的取样开关转至“市电”位置，再将“自动/手动”选择开关转至“自动”位置，送电倒闸操作完毕。

二、倒闸操作与接地系统2．低压配电柜的停电操作步骤1）停电容补偿柜

将功率因素控制器的取样开关转至“停止”位置，再拉下隔离开关至断开位置。2）停控制（出线）柜

断开断路器，再将隔离开关拉至“断开”位置。3）停进线柜

断开负荷开关（按下停止按钮），再将隔离开关拉至断开位置，停电倒闸操作完毕。

二、倒闸操作与接地系统3.2.4跌落式熔断器

跌落式熔断器是10kV配电线路分支线和配电变压器最常用的一种短路保护开关，它具有经济、操作方便、适应户外环境性强等特点，被广泛应用于10kV配电线路和配电变压器一次侧作为保护和进行设备投、切操作之用。

二、倒闸操作与接地系统

二、倒闸操作与接地系统图3-9户外跌落式熔断器图3-10跌落式熔断器结构

二、倒闸操作与接地系统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—铜熔体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

在现实的10kV线路系统中和配电变压器上的熔断器不能正确动作，其原因之一是，电工素质差，责任心不强，常年不进行跌落式熔断器的维护和检修；原因之二是，跌落式熔断器的产品质量低劣，不能灵活的拉、合操作。两原因降低了跌落式熔断器的功能。现实中经常出现缺熔管、缺熔体或用铜丝、铝丝甚至于铁丝勾挂代替熔体的情况。使得线路的跳闸率和配电变压器的故障率居高不下。

二、倒闸操作与接地系统2．使用环境

（1）正常使用条件：环境温度不高于+40度，不低于-40度；海拔高度不超过1000m；最大风速不超过35m/s；地震强度不超过8度。

（2）不适用于下列场所：有燃烧或爆炸危险的场所；有剧烈震动或冲击的场所；有导电、化学气体作用及严重污秽盐雾地区。

二、倒闸操作与接地系统3．安装提示

（1）安装时应将熔体拉紧（使熔体大约受到24.5N左右的拉力），否则容易引起触头发热。

（2）熔断器安装在横担（构架）上应牢固可靠，不能有任何的晃动或摇晃现象。

（3）熔管应有向下25°±2°的倾角，以利熔体熔断时熔管能依靠自身重量迅速跌落。

（4）熔断器应安装在离地面垂直距离不小于4m的横担（构架）上，若安装在配电变压器上方，应与配变的最外轮廓边界保持0.5m以上的水平距离，以防万一熔管掉落引发其他事故。

二、倒闸操作与接地系统

（5）熔管的长度应调整适中，要求合闸后鸭嘴舌头能扣住触头长度的三分之二以上，以免在运行中发生自行跌落的误动作，熔管亦不可顶死鸭嘴，以防止熔体熔断后熔管不能及时跌落。

（6）所使用的熔体必须是正规厂家的标准产品，并具有一定的机械强度，一般要求熔体最少能承受147N以上的拉力。

（7）10kV跌落式熔断器安装在户外，要求相间距离大于70cm。

二、倒闸操作与接地系统4．操作注意（1）操作时由两人进行（一人监护，一人操作），但必须戴经试验合格的绝缘手套，穿绝缘靴、戴护目眼镜，使用电压等级相匹配的合格绝缘棒操作，在雷电或者大雨的气候下禁止操作。

（2）在拉闸操作时，一般规定为先拉断中间相，再拉背风的边相，最后拉断迎风的边相。这是因为配电变压器由三相运行改为两相运行，拉断中间相时所产生的电弧火花最小，不致造成相间短路。其次是拉断背风边相，因为中间相已被拉开，背风边相与迎风边相的距离增加了一倍，即使有过电压产生，造成相间短路的可能性也很小。最后拉断迎风边相时，仅有对地的电容电流，产生的电火花则已很轻微。

二、倒闸操作与接地系统

（3）合闸的时候操作顺序拉闸时相反，先合迎风边相，再合背风的边相，最后合上中间相。

（4）操作熔管是一项频繁的项目，注意不到便会造成触头烧伤引起接触不良，使触头过热，弹簧退火，促使触头接触更为不良，形成恶性循环。所以，拉、合熔管时要用力适度，合好后，要仔细检查鸭嘴舌头能紧紧扣住舌头长度三分之二以上，可用拉闸杆钩住上鸭嘴向下压几下，再轻轻试拉，检查是否合好。合闸时未能到位或未合牢靠，熔断器上静触头压力不足，极易造成触头烧伤或者熔管自行跌落。

二、倒闸操作与接地系统3.2.5高压验电器

高压验电器是用来检查高压线路和电力设备是否带电的工具，是变电所常用的最基本的安全用具。高压验电器一般以辉光作为指示信号。新式高压验电器，也有靠音响或语言作为指示的。高压验电器由金属工作触头、小氖泡、电容器、手柄等组成。验电器是保证在全部停电或部分停电的电气设备上工作人员安全的重要技术措施之一。

二、倒闸操作与接地系统

二、倒闸操作与接地系统图3-11高压验电器3.2.6低压配电接地系统1.定义

根据现行的国家标准《低压配电设计规范》（GB50054），低压配电系统有三种接地形式，即IT系统、TT系统、TN系统。（1）第一个字母表示电源端与地的关系T-电源变压器中性点直接接地。I-电源变压器中性点不接地，或通过高阻抗接地。（2）第二个字母表示电气装置的外露可导电部分与地的关系T-电气装置的外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点。N-电气装置的外露可导电部分与电源端接地点有直接电气连接。

二、倒闸操作与接地系统2.IT系统、TT系统、TN系统全面剖析（1）IT系统IT系统就是电源中性点不接地，用电设备外露可导电部分直接接地的系统。IT系统可以有中性线，但IEC强烈建议不设置中性线。因为如果设置中性线，在IT系统中N线任何一点发生接地故障，该系统将不再是IT系统。

二、倒闸操作与接地系统图3-12IT系统接线图

二、倒闸操作与接地系统（2）TT系统TT系统就是电源中性点直接接地，用电设备外露可导电部分也直接接地的系统。通