高压电器及成套配电装置0.7.10.ppt

1、1,进网电工作业许可考试,高压电器及 成套配电装置,进网电工许可考试,高压电器 及成套配电装置 李伟明,2,高压电工进网许可考试第三章 高压电器及成套配电装置,第一节 高压电器相关知识 第二节 高压断路器 第三节 隔离开关 第四节 高压负荷开关 第五节 高压熔断器 第六节 高压电容器 第七节 高压成套配电装置 第八节 高压/低压预装箱式变电站,3,第一节、高压电器相关知识一、电力系统短路的基本概念,短路：电力系统中发生相与相之间或相与地之间（对中性点直接接地系统而言）通过金属导体、电弧或其他较小阻抗而形成的非正常状态称为短路 电力系统中性点接地方式： 1、中性点直接接地 2、中性点不接地 3、

2、中性点经消弧线圈接地,4,短路的基本类型 1、三相短路 2、两相短路 3、两相接地短路（大电流接地系统） 4、单相接地短路（大电流接地系统） 三相短路危害最大 短路电流的危害 1、引起导体发热、造成导体温度升高甚至熔化，损坏绝缘或缩短绝缘材料寿命。 2、产生很大的电动力，造成设备损坏或变形。 3、短路处产生电弧、高温的电弧会烧损设备或人员，易引起火灾。 4、短路电流通过变压器、线路等阻抗元件时产生很大的电压降，会引起发电机端电压降低，影响电力系统正常运行。,5,二、电弧的概念,电弧的形成：触头间的正、负离子、自由电子在强电场力的作用下相互运动，发生碰撞，形成碰撞游离，产生电弧电流，在电弧的热作

3、用下发生热游离，维持电弧燃烧。 交流电路电弧熄灭的条件：弧隙介质击穿电压大于弧隙恢复电压。 弧隙介质击穿电压:触头间产生电弧的最小电压. 弧隙恢复电压:触头间电弧暂时熄灭后外电路施加在触头之间的电压. 影响触头间介质击穿电压的因素： 触头间的温度、离子浓度、电弧长度等。 影响触头间恢复电压的因素：电路中电源电压的大小：电路中感性、容性、阻性负载所占比例以及,6,加速电弧熄灭的方法,1、气体吹动电弧，利用温度较低的气体吹动电弧，使其温度降低，并带走带电质点，提高介质恢复电压。 2、拉长电弧，加快触头分离速度使电弧长度迅速增长，电弧面积迅速增大提高介质恢复电压。 3、电弧与固体介质接触，使电弧迅速

4、冷却，使金属蒸汽在介质表面凝结，减少触头间带电质点，提高介质恢复电压。,7,第二节、高压断路器 一、高压断路器 的用途、类型和主要技术参数,用途：在电路中起控制作用，在正常运行时接通或断开电路，故障情况时在继电保护装置的作用下迅速断开电路，特殊情况下能可靠的接通短路电流。 分类： 按安装地点-1、户内式 2、户外式 按灭弧介质-1、油断路器2、真空断路器 3、六氟化硫断路器,8,断路器型号及含义,断路器名称 S：少油 D：多油 额定开断电流（KA) Q：自产气 其他标志 额定电流（A) Z：真空 G：改进型 L：六氟化硫 C：手车型 K：亚缩空气 额定电压KV W：防污型 C：磁吹 设计序号

5、使用环境 N：户内式 W：户外式 例 LW6110W 例 ZW17-40.5/1600-20,9,断路器主要技术参数,1、额定电压-高压断路器正常工作时所能承受的电压等级 ，他决定了断路器的绝缘水平。最高工作电压-断路器可承受的最高工作电压。3（3.6）、10（12）、20（24）、35（40.5）、60（72.5）110(126)、220(252)KV 2、额定电流-在规定环境条件下，断路器长期允许通过的最大工作电流。 3、额定开断电流-在额定电压下断路器能够可靠开端的最大断路电流。表明断路器的灭弧能力。 4、关合电流-在额定电压以及规定的使用和性能条件下，断路器能保证正常关合的最大断路电流

6、峰值。,10,真空断路器,基本工作原理：真空断路器是利用真空作为绝缘和灭弧介质的断路器，由真空灭弧室、操动机构和支撑部分组成，在断路器开断时，在强电场的作用下，触头产生金属蒸汽形成电弧，由于真空的作用，金属蒸汽在真空泡内迅速扩散，在电流过零时，电弧熄灭。 真空：在给定的空间内，压力低于一个大气压的气体压力绝对值。 真空度：真空的程度是用真空度来度量的，用气体的绝对压力值表示，绝对压力值越低，真空度越高。真空开关要求运行中不高于6610（）新出厂要达到（）,11,真空的绝缘性能：真空间隙气体稀薄，空气分子少，分子的平均自由行程大（平均自由行程指粒子在气体或液体中无碰撞运动距离的平均值），发生碰撞

7、的概率很小，所以绝缘强度大 实际间隙击穿强度 理论间隙击穿强度 真空介质击穿电压恢复速度：,12,真空断路器运行检查的项目： 1、分合闸指示器正确，并于实际运行工况相符。 2、支持绝缘子无裂痕及放电声，绝缘杆、撑板、绝 缘子清洁。 3、真空灭弧室无异常。 4、接地完好 5、引线连接部位无过热，引线驰度适中。 真空灭弧室常见故障 漏气 1、验收时，真空灭弧室耐压不通过。 2、检修时，真空灭弧室耐压不通过。 3、运行中，真空断路器在分闸位置，但出现侧仍有电压。 4、运行中真空灭弧室下断口有辉光现象。 5、真空灭弧室屏蔽罩颜色发暗红。真空灭弧室有放电声。,13,SF6断路器,SF6气体的特性： 1、

8、SF6气体是一种无色、无味、无毒、不可燃、易液化，对电气设备不腐蚀的气体。因此，SF6断路器的使用寿命长、检修周期长、检修工作量小、不存在燃烧和爆炸的危险。 2.SF6气体绝缘性和灭弧能力强。它的绝缘强度是空气的2、33倍，灭弧能力是空气的100倍。而且，SF6断路器的结构简单、外形尺寸小、占地面积少。 3.SF6气体在电弧高温作用下会分解为低氟化物，但在电弧过零值后，又很快再结合成SF6气体。故SF6气体在断路器内多次灭弧后，仍旧保持其稳定性能。故SF6断路器可多次动作后不用检修，目前使用的某些SF6断路器检修年限可达20年以上。 4.SF6气体化学性质虽稳定，但是与水分或其他杂质成分混合后

9、，在电弧作用下会分解为低氟化物和低氟氧化物，其中的某些成分低氟化物和低氟氧化物有严重腐蚀性，会腐蚀断路器内部结构部件，并会威胁运行和检修人员的安全。 5.SF6断路器应该设有气体检漏设备和气体回收装置。断路器内的SF6气体，严禁向大气排放，必须使用SF6气体回收装置，避免污染环境，保证环境安全。,14,SF6气体的要求： 当断路器中的SF6气体含有水量较多时,在断路器使用过程中,由于电弧使SF6气体分解后会产生有严重腐蚀性的氟化物和低氟氧化物,会腐蚀断路器内部结构的部件,威胁运行和检修人员的安全。因此，断路器中的SF6气体应符合以下要求： 新装SF6断路器投入运行前必须复测气体含水量和漏气率，

10、要求灭弧室的含水量应小于150ppm（体积比），其他气室小于250ppm（体积比）；SF6气体的年漏气量小于1%。 运行中SF6断路器应定期测量SF6气体含水量，断路器新装或大修后，每三个月测量一次，待含水量稳定后可每年测量一次。,15,16,断路器的操动机构,作用:是用来控制断路器跳闸、合闸和维持合闸状态的设备。 分类:断路器操动机构一般按合闸能源取得方式的不同进行分类，目前常用的可分为手动操动机构、电磁操动机构、弹簧储能操动机构、气动操动机构和液压操动机构等。 型号含义： 操动机构 电磁式延伸序号 液压式设计序号改进型 弹簧式 手力式,17,各类操动机构的优缺点 型式 液压 主要优点： 1

11、、不需直流电源 2、失去电源仍能操作多次 3、功率大、动作快，操作平稳适用于110kv以上超高压断路器， 是发展方向 主要缺点： 1、加工精度高 2、价格较贵 气动 主要优点 ：1、不需直流电源 2、失去电源仍能操作多次 主要缺点：1、需要空压设备 2、对于大功率的操动机构，结构笨重 适用于有空压设备的场所,18,弹簧 主要优点： 1、要求电源容量小 2、交、直流电源都可用 3、失去电源仍能操动一次 主要缺点： 1、结构复杂 2、零部件加工要求高 适用于中型断路器，是发展方向 电磁 主要优点 ：1、结构简单 2、交流电源即可工作 主要缺点： 电源容量要求大 前景不明朗,19,第三节:隔离开关,

12、主要作用 1、隔离，形成明显可见的断开点，以保证工作人员和设备安全。 2、倒闸操作 电气设备运行状态可分为运行、备用和检修三种工作状态。将电气设备由一种工作状态改变为另一种工作状态的操作称为倒闸操作。 3、拉、合无电流或小电流电路 高压隔离开关虽然没有特殊的灭弧装置，但在拉闸过程中可以切断小电流，因动、静触头迅速拉开时，根据迅速拉长电弧的灭弧原理，可以使触头间电弧熄灭。,20,因此，高压隔离开关允许拉、合以下电路： 1）拉、合电压互感器与避雷器回路； 2）拉、合母线和直接与母线相连设备的电容电流； 3）拉、合励磁电流小于2A的空载变压器：一般电压为35KV，容量为1000KVA及以下变压器；电

13、压为110KV容量为3200KVA及以下变压器。 4）拉、合电容电流不超过5A的空载线路：一般电压为10KV，长度为5Km及以下的架空线路；电压为35KV、长度为10Km及以下的架空线路。,21,第四节：高压负荷开关,负荷开关作用: 高压负荷开关是高压电路中用于在额定电压下接通或断开负荷电流的专用电器。它虽有灭弧装置，但灭弧能力较弱，只能切断和接通正常的负荷电流，而不是用来切断短路电流。一般情况下，负荷开关与高压熔断器配合使用，由熔断器起短路保护作用。,22,负荷开关分类：,型号含义 负荷开关 W :户内式 N:户外式 额定电流(A) 设计序号 额定电压(KV） S:熔断器装在开关上端 I：单

14、极式结构 R：带熔断器 T：带热脱扣器 G：改进型,23,第五节：高压熔断器,作用：高压熔断器在通过短路电流或过载电流时熔断，以保护电路中的电气设备。在3KV35KV小容量装置中，熔断器可用于保护线路、变压器电动机及电压互感器等。 分类：按安装地点可分为户内式和户外式；按动作特性可分为固定式和自动跌落式；按工作特性可分为有限流作用和无限流作用。在冲击短路电流达到之前能切断短路电流的熔断器称为限流式熔断器，否则称非限流式熔断器。,24,第六节：高压电容器,作用 高压电容器（原称移相电容器）是电力系统的无功电源之一，用于提高电网的功率因数。 运行要求 1.电容器应有标出基本参数等内容的制造厂铭牌；

15、 2.电容器金属外壳应有明显接地标志，其外壳应与金属架构共同接地。 3.电容器周围环境无易燃、易爆危险，无剧烈冲击和震动； 4.电容器应有温度测量设备，可在适当部位安装温度计或贴示温蜡片；一般情况下，环境温度在40之间时，充矿物油的电容器允许温升为50 ，充硅油的电容器允许温升为55 ； 5.电容器应有合格的放电设备； 6.允许过电压、电容器组在正常运行时，可在1.1倍额定电压下长期运行。对于瞬时过电压，时间较短时根据过电压时间限定过电压倍数；一般过电压持续1min时，可维持1.3倍额定电压；持续5min时，可维持1.2倍额定电压。,25,运行操作注意事项 1.正常情况下全变电所停电操作时，应

16、先拉开高压电容器支路的断路器，再拉其他各支路的断路器；恢复全变电所送电时操作顺序与停电操作相反。事故情况下，全站无电后，必须将高压电容器组的支路断路器先断开。 2.高压熔断器的保护熔断器突然熔断时，在未查明原因之前，不可更换熔体恢复送电。 3.高压电容器禁止在自身带电荷时合闸。如果电容器本身有存储电荷，将它接入交流电路时，电容器两端所承受的电压就会超过其额定电压。如果电容器刚断电即又合闸，因电容器本身有存储的电荷，电容器所承受的电压可能达到2倍以上的额定电压，这不仅有害于电容器，更可能烧断熔断器或断路器跳闸，造成事故。因此，高压熔断器严禁带电荷合闸，以防止产生过电压。高压电容器组再次合闸，应在

17、其断电3min后进行。,26,第七节：高压成套配电装置,定义：高压成套配电装置是由制造厂成套供应的设备,运抵现场后组装而成的高压配电装置。它将电气电路分成若干个单元，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，由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。 分类：高压成套配电装置按其结构特点可分为金属封闭式、金属封闭铠装式、金属封闭箱式和SF6封闭组合电器等等；按断路器的安装方式可分为固定式和手车式。,27,开关柜的五防： 1、即防误分、合断路器 2、防带负荷拉合隔离刀闸 3、防带电

18、合接地刀闸 4、防带接地线合断路器， 5、防误入带电间隔连锁功能。 五防连锁功能常采用断路器、隔离开关、接地开关与柜门之间的强制性机械闭锁方式或电磁锁方式实现。,28,环形供电网,定义：为提高供电可靠性，使用户可以从两个方向获得电源，通常将供电网连接成环形，这种供电方式简称为环网供电。,29,第八节：箱式变电站,定义：将小型用户变电所的高压电气设备、变压器和低压控制设备，以及测量设备等组合在一起，在工厂内成套生产组装成箱式整体结构，用成套的箱式整体结构建成的变电站为高/低压预装箱式变电站，简称箱式变。 优点： 1.占地面积小。一般箱式变电站占地面积仅为56平方米，甚至可以减少到33.5平方米； 2.适合于在一般负荷密集的工矿企业、港口和居民住宅小区等场所，可以使高压供电延伸到负荷中心，减少低压供电半径，降低损耗； 3.低压供电线路较少，一般为46路； 4.缩短现场施工周期，投资少； 5.采用全密封变压器和SF6开关柜等新型设备时，可延长设备检修周期，甚至可达到免维护要求； 6.外形新颖美观，可与变电站周围的环境相互协调。,30,实操部分 第六节：接地装置及接地电阻测量,1、接地体-直接与土壤接触用以与大地作电气连接，具有一定散流电阻的金属导体或导体组，称为接地体 2、接地线-将电器装置与接地体连接起来所用的金属导体，称为接地线。也叫接地下线 3、接地装置-接地体与接地线总称