《变电所的一次系统》PPT课件.ppt

1、电力工程基础,魏 佳 丹 Tel: 84892313(o)Email: 南京航空航天大学 自动化学院 电气工程系（智能楼403房间）,南京航空航天大学 电力工程基础,第五章 变电所的一次系统,5-1 概述,5-2 高低压开关电器,5-3 高低压保护电器和限流电器,5-5 互感器,5-6 高低压成套配电装置,5-7 电器主接线,5-8 电器设备的选择,5-4 电力变压器,5-9 变电所的总体布置,5.5 互感器,一、概述,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、继电器等标准化，有利于大批量生产； 使测量仪表、继电器等二次设

2、备的使用范围扩大。,二、电流互感器,1. 电流互感器的工作原理,一次绕组：匝数很少，导线很粗，串联一次回路中； 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。,图5-37为电流互感器的原理接线图。,电流互感器的一次电流I1与二次电流I2之间的关系为,式中，Ki为电流互感器的变流比， 。,2电流互感器的误差,电流互感器的简化等效电路和相量图如图5-38所示。,图5-37 电流互感器原理接线图,5.5 互感器,根据磁势平衡原理可知:,由相量图可知， 与不仅在数值上不相等，而且相位也不相同，即出现了电流误差和相位误差。,图5-38 电流互感器的等效电路和相量图 a）等效电路 b）

3、相量图,5.5 互感器,电流误差 fi（又称比值差） ：是二次电流乘以额定变流比Ki与一次电流数值差的百分数，即,相位误差 （又称角差） ：是与的相角差，并规定若 超前于，为正值，反之为负值。,由于很小，由图5-38可得：,5.5 互感器,复合误差 ：在稳态情况下，电流互感器二次电流瞬时值乘以额定变比后与一次电流瞬时值之差的有效值占一次电流有效值的百分数，即,电流互感器的误差与下列因素有关：,与励磁安匝大小有关：励磁安匝加大时，误差加大。 一次电流大小有关：在额定值范围内，一次电流增大时，误差减小，当一次电流在额定值附近时，误差最小。 与二次负荷阻抗大小有关：二次负荷阻抗加大时，误差加大。,5

4、.5 互感器,3. 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； 按用途分：有测量用和保护用两大类； 按准确度等级分：有0.2、0.5、1、3、5P、10P等级； 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。,与二次负荷的功率因数有关：功率因数减小时，电流误差将加大，而相位误差相对减小。,5.5 互感器,电流互感器的型号,5.5 互感器,图5-39 LQJ-10型电流互感器 1一次接线端子 2一次绕组 3二次接线端子 4铁心 5二次绕组 6警告牌,LQ

5、J-10型电流互感器：其外形结构如图5-39所示，有两个铁心和两个二次线圈，0.5级用于测量，3级用于继电保护。,5.5 互感器,图5-40 LMZJ1-0.5型电流互感器 1铭牌 2一次母线穿孔 3铁心 4安装板 5二次接线端子,LMZJ1-0.5型电流互感器：其外形结构如图5-40所示，属于单匝式电流互感器，互感器铁心为环形（5800A）或矩形卷铁心（10003000A）。,5.5 互感器,图5-42 LCW1-35型 电流互感器,图5-41 LLB-110型 SF6电流互感器,LLB-110型电流互感器：其外形结构如图5-41所示，为倒挂式结构，互感器的底座、瓷套与顶部躯壳内部充以SF6

6、气体作为绝缘介质。 LAB1-35（原LCW1-35）型电流互感器：其外形结构如图5-42所示。,5.5 互感器,4. 电流互感器的极性与接线方式,电流互感器的极性：采用“减极性”原则。,通常，一次绕组的出线端子标为L1和L2，二次绕组的出线端子标为K1和K2，其中L1和K1为同名端，L2和K2为同名端。如果一次电流从极性端流入时，则二次电流应从同极性端流出。,减极性：在一次绕组和二次绕组的同极性端（同名端）同时加入某一同相位电流时，两个绕组产生的磁通在铁心中同方向。,电流互感器的接线方式（见图5-39）,一相式接线：用于负荷平衡的三相电路中。,5.5 互感器,两相两继电器接线： 用于中性点不

7、接地的三相三线制系统中。 两相一继电器接线：用于中性点不接地的三相三线制系统中。 三相三继电器接线：用于三相四线制或三相三线制系统中。,又叫两相不完全星形接线或两相V形接线,又叫两相电流差接线,又叫三相完全星形接线,图5-43 电流互感器的接线方式 a）一相式接线 b）两相两继电器接线 c）两相一继电器接线 d）三相三继电器接线,5.5 互感器,5. 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； 电流互感器的二次侧必须有一端接地。,6. 电流互感器的10%误差曲线,电流互感器的10%误差曲线，是指电流互感器的误差为10%时，一次电流倍数 与二次负荷阻抗最大允许值的关系曲线

8、，如图5-44所示。,用于继电保护回路的电流互感器，应按10%误差曲线进行校验。,图5-44 电流互感器的10%误差曲线,5.5 互感器,三、电压互感器,1. 电压互感器的工作原理,一次绕组：匝数很多，并联在供电系统的一次电路中；,图5-45为电压互感器的原理接线图。,电压互感器的一次电压U1与二次电压U2之间的关系为,二次绕组：匝数很少，与电压表、继电器的电压线圈等并联。,式中，Ku为电压互感器的变压比， 。,5.5 互感器,2. 电压互感器的误差,电压互感器的等效电路和相量图如图5-46所示。,图5-46 电压互感器的等效电路和相量图 a）等效电路 b）相量图,5.5 互感器,由相量图可知

9、， 与不仅在数值上不相等，而且相位也不相同，即出现了电压误差和相位误差。,电压误差 fu（又称比值差） ：是二次电压乘以额定变压比Ku与一次电压数值差的百分数，即,相位误差 （又称角差） ：是与 的相角差，并规定若 超前于，为正值，反之为负值。,5.5 互感器,电压互感器的误差与下列因素有关：,互感器的励磁电流有关：励磁电流增大时，误差也增大。 与互感器绕组的阻抗及漏抗有关：阻抗和漏抗加大时，误差也加大。 与互感器二次负荷阻抗大小有关：二次负荷阻抗加大时，误差加大。 与二次负荷的功率因数有关：功率因数减小时，角误差将明显增大。,5.5 互感器,3. 电压互感器的类型和型号,按相数分：有单相和三

10、相两大类； 按用途分：有测量用和保护用两大类； 按准确度等级分: 有0.2、0.5、1、3、3P、6P等级； 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）。,电压互感器的型号,5.5 互感器,图5-47和图5-48分别为JDJ-10和JDJ2-35型电压互感器的外形结构。,图5-47 JDJ-10型电压互感器,图5-48 JDJ2-35型 电压互感器,JDJ型单相双绕组油浸式电压互感器：,JDZJ-10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5-49所示，采用Y0/Y0/（开口三角形）接线，额定电压为,5.5 互感器,图5-49 JDZJ

11、-10型电压互感器 1一次接线端子 2高压绝缘套管 3一、二次绕组 4铁心 5二次接线端子,JSJW型,JSJW型三相三线圈五芯柱油浸式电压互感器：用于小电流接地系统中的电压、电能测量和绝缘监视。,5.5 互感器,图5-50 JDC6-110型 电压互感器,4. 电压互感器的极性与接线方式,电压互感器的极性：采用“减极性”原则。,通常，单相电压互感器一次绕组的出线端子标为A和X，二次绕组的出线端子标为a和x，其中A和a为同名端，X和x为同名端。如果一次电压的方向由A指向X，则二次电压的方向由a指向x。,电压互感器的接线方式（见图5-51）,JDC6-110（原JCC6-110）型单相三绕组串级

12、式电压互感器：其外形结构如图5-50所示。,5.5 互感器,图5-51 电压互感器的接线方式,a）单相式接线 b）V/V形接线 c）Y0/Y0形接线 d）Y0/Y0/ （开口三角）形接线,5. 电压互感器的使用注意事项,电压互感器在工作时二次侧绝对不允许短路； 电压互感器的二次侧必须有一端接地。,单相式接线（见图5-51a）：可测量一个线电压。 V/V形接线（见图5-51b）：可测量三个线电压。 Y0/Y0形接线（见图5-51c）：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。 Y0/Y0/ （开口三角）形接线（见图5-51d）：接成Y0的二次绕组，接绝缘监视电压表；接成开口三角形的

13、辅助二次绕组，构成零序电压过滤器。,5.5 互感器,第五章 变电所的一次系统,5-1 概述,5-2 高低压开关电器,5-3 高低压保护电器和限流电器,5-5 互感器,5-6 高低压成套配电装置,5-7 电器主接线,5-8 电器设备的选择,5-4 电力变压器,5-9 变电所的总体布置,5.6 高低压成套配电装置,一、概述,成套配电装置是按一定的线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种成套设备的产品，为供配电系统作控制、监测和保护之用。 成套配电装置中安装有开关电器、监测仪表、保护和自动装置以及母线、绝缘子等。 成套配电装置分为高压成套配电装置（即高压开关柜）、低压成套配电装置（含配电屏、盘、柜、

14、箱）和全封闭组合电器等。,二、高压开关柜,高压开关柜 的分类,固定式：柜体内安装的高压断路器等主要电气设备是固定的，如GG-1A（F）型固定柜、KGN型铠装式固定柜和XGN型箱式固定柜等。 手车式：柜体内安装的高压断路器等主要电气设备是装在可以拉出和推入开关柜的手车上的，如JYN型间隔式手车柜、KYN型铠装式手车柜以及HXGN型环网柜。,按开关电器的安装方式分，有固定式和手车式两种。,按柜体结构型分，有开启式、半封闭式和封闭式三种。,5.6 高低压成套配电装置,高压开关柜 的型号,5.6 高低压成套配电装置,高压开关柜 的“五防”闭锁功能,防止误跳、误合断路器； 防止带负荷分、合隔离开关； 防

15、止带电挂接地线； 防止带地线合闸； 防止误入带电间隔。,5.6 高低压成套配电装置,GG-1A(F)型固定式高压开关柜,HXGN-12环网柜,JYN1-35交流金属封闭移开关柜,图5-53 KYN28-12铠装移开式开关柜,图5-52 XGN2-10箱型固定式开关,5.6 高低压成套配电装置,三、低压成套配电装置,1. 低压配电屏,低压配电屏的分类,PGL型固定式低压配电屏 GGD型固定式配电柜 GCK型和GCS型抽屉式开关柜 多米诺组合式低压开关柜（图5-54）,图5-54 多米诺组合式低压开关柜,按安装的方式不同可分为固定式和抽屉式两种； 按装置的外壳不同可分为开启式和保护式两种。,5.6

16、 高低压成套配电装置,GGD型低压配电屏,PGL型低压配电屏,GCK型低压抽屉式开关柜,GCS型低压抽屉式开关柜,多米诺（DOMINO）开关柜的特点：,采用模数组合的设计方案，可以按照用户的需要，灵活设计成抽出式、固定式和混合式三种形式。 开关柜的基本框架为组合装配式结构，框架的全部结构件均采用模具化生产，避免了一般生产制造中的弊病，保证了形状、尺寸。 采用间隔式布置，每一电气单元均占据一个独立的单元隔室，门上都设置机械或电气联锁，门上开关分、合位置指示明显。 DOMINO具有可靠的安全接地保护系统，每一电气单元都通过金属框架与地作良好的联接。,5.6 高低压成套配电装置,2. 低压配电箱,DOMINO的抽屉具有工作位置，试验位置，分离位置和移 出位共四个位置 ，既能保证正常的工作和试验，又便于检修抽屉内外的设备。相同规格的抽屉均具有良好互换性，便于迅速替换备用抽屉。 DOMINO的水平母线及垂直母线的制作采用特殊的设计，从而可以承受足够大的短路电流冲击。,按照用电设备的种类，可分为照明配电箱、动力配电箱、插座箱等； 按照结构配电箱可分为板式、箱式、台式、落地式； 按照安装地点可分为户内式和户外式。,5.6 高低压成套配电装置,低压照明用配电箱,四、全封闭组合电器（GIS）,全封闭组合电器是将变电站中