第4章工厂变配电所及其一次系统2.ppt

1、高压断路器,高压隔离开关,高压负荷开关,低压开关电器,高压开关电器,低压断路器,低压刀开关,低压负荷开关,第四节 高低压开关电器,高压电器的功能及符号表,主要是用来隔离高压电源，以保证其他设备和线路的安全检修。,符号：,功能：,特点：,一、高压隔离开关（俗称刀闸）,隔离电压：隔离开关断开后在电路中可以造成一明显可见的断开点，建立可靠的绝缘间隙，保证检修人员的安全。 没有专门的灭弧装置:不允许带负荷操作，都是和高压断路器配合使用。倒闸操作(操作规程）：合闸时，先合上隔离开关，后合上断路器；跳闸时，先断开断路器，后断开隔离开关。 分、合小电流：可以接通或断开电流较小的回路（如电压互感器、避雷器、空

2、载母线、励磁电流不超过2A的空载变压器、电容电流不超过5A的空载线路等）。,二、高压隔离开关,分类：,高压隔离开关按安装地点： 户内式和户外式两大类。,型号：,如GN19-10C/400,户内式隔离开关,隔离开关的外形与结构,图为GN8-10型户内隔离开关的外形结构。,图5-13 GN8-10型隔离开关 1上接线端子 2静触头 3闸刀 4套管绝缘子 5下接线端子 6框架 7转轴 8拐臂 9升降绝缘子 10支持绝缘子,户外式隔离开关,图为GW4-110型双柱式户外隔离开关的外形结构。,图5-14 GW4-110型双柱式隔离开关 1接线座 2主触头 3接地刀闸触头 4支柱绝缘子 5主闸刀传动轴 6

3、接地刀闸传动轴 7轴承座 8接地刀闸 9交叉连杆,图为GW5-110D型V形户外隔离开关的外形结构。,图5-15 GW5-110D型V形双柱式隔离开关 1主闸刀底座 2接地静触头 3出线座 4导电带 5绝缘子 6轴承座 7伞齿轮 8接地刀闸,符号：,二、高压负荷开关,功能：,按安装地点，分户内式和户外式两大类。,1.具有简单灭弧装置，能通断一定的负荷电流和过负荷电流，但不能切断短路电流故障。 2.必须与高压熔断器串联，借助于熔断器切除短路电流。 3.与隔离开关一样，具有明显的断开间隙，也具有隔离电源，保证安全检修的功能。,分类：,负荷开关的型号：,图示分别为ZFN-10型户内高压真空负荷开关和

4、ZFN-10R型高压真空负荷开关-熔断器组合电器的外形结构。,图5-17 ZFN-10型高压真空负荷开关,图5-18 ZFN-10R型高压真空负荷开关,高压负荷开关限流熔断器组合电器实物图片,限流熔断器,真空负荷开关,上接线端子,下接线端子,弹簧脱扣机构,三、高压断路器,功能：,不仅能通断正常负荷电流，而且能通断一定的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。,符号：,特点：,高压断路器有相当完善的灭弧结构。,按所采用的灭弧介质分：,油断路器、六氟化硫（）断路器、真空断路器以及压缩空气断路器、磁吹断路器等。,油断路器按其油量多少和油的功能，又分为多油断路器和少油断路器两类。,(1)

5、多油断路器： 开关触头在绝缘油中闭合和断 开。油兼有灭弧和绝缘功能，油量多，有易燃易爆危险。体积大，维护麻烦。可频繁通断负荷。趋于淘汰。 (2)少油断路器： 开关触头在绝缘油中闭合和断开。油只作灭弧功能，油量少，易燃易爆危险性较小。体积小，价廉，维护方便。不能频繁操作。 610kv多用。,型号：,企业变配电所中的高压断路器多为少油断路器，六氟化硫断路器和真空断路器的应用也日益广泛。,1）SN10-10型高压少油断路器,我国统一设计、推广应用一种少油断路器。按其断流容量分，有、型（分别为300MVA 、500MVA、750MVA）。,2）高压真空断路器,利用“真空” 灭弧的一种断路器，其触头装在

6、真空灭弧室内。由于真空中不存在气体游离的问题，所以这种断路器的触头断开时很难发生大的电弧。,但是这“真空”不能是绝对的真空，实际上也不可能是绝对的真空，因此在触头断开时，因高电场发射和热电发射而产生一点电弧，这电弧称为”真空电弧“。它能在交流电流第一次过零时熄灭。,ZN63A-12(VS1)户内交流高压真空断路器,ZN28A-12系列户内交流高压真空断路器,3）高压六氟化硫断路器,利用SF6气体作灭弧和绝缘介质的一种断路器。开关触头在SF6气体中闭合和断开。灭弧能力强，属高速断路器。断流容量大，电绝缘性能好，检修周期长。可频繁操作。无燃烧爆炸危险，体积小，维护要求严格，价贵。在全封闭组合电器中

7、多采用。不适于高寒地区。,LW8-40.5型户外交流高压六氟化硫断路器,三种高压断路器的特点:,1）高压少油断路器,2） 高压真空断路器,重量轻、体积小、节约油和钢材、价格低等优点；但不能频繁操作，用于635KV的室内配电装置；,不爆炸、噪声低、体积小、重量轻、寿命长、结构简单、无污染、可靠性高等优点；但价格昂贵；用于35KV及以下电压等级中处主导地位；,3）高压六氟化硫断路器,断流能力强、灭弧速度快、电绝缘性能好、检修周期长等优点；但要求加工精度高，对其密封性能要求更严，价格昂贵；适用于需频繁操作及有易燃易爆危险的场所。,四、低压开关,1低压刀开关,按极数分：有单极、双极和三极三种; 按用途

8、分：有单投和双投两种；,按操作方式分：直接手柄操作和连杆操作两种； 按灭弧结构分，有不带灭弧罩和带灭弧罩两种。,低压刀开关的分类,说明：不带灭弧罩的刀开关只能在无负荷下操作，可作低压隔离开关使用；带灭弧罩的刀开关能通断一定的负荷电流。,低压刀开关的型号,图5-19 HD13型刀开关 1上接线端子 2钢栅片灭弧罩 3闸刀 4底座 5下接线端子 6主轴 7静触头 8连杆 9操作手柄,2低压刀熔开关,HR系列刀熔开关是将HD型刀开关的闸刀换以具有刀形触头的RT型熔断器的熔管，具有刀开关和熔断器双重功能。,刀熔开关的型号:,五、低压负荷开关,由低压刀开关与低压熔断器串联组合而成，具有带灭弧罩的刀开关和

9、熔断器的双重功能，既可以带负荷操作，又能进行短路保护。,常用的低压负荷开关有HH和HK两种系列:,HH系列：为封闭式负荷开关，将刀开关与熔断器串联，安装在铁壳内构成，俗称铁壳开关； HK系列：为开启式负荷开关，外装瓷质胶盖，俗称胶壳开关。,六、低压断路器,低压断路器又称“低压自动开关”。低压断路器既能带负荷通断电路，又能在短路、过负荷和低电压（或失压）时自动跳闸，其功能与高压断路器类似。,按其灭弧介质分有空气断路器和真空断路器等； 按其用途分有配电用断路器、电动机保护用断路器、照明用断路器和漏电保护断路器等； 按保护性能分有非选择型断路器、选择型断路器和智能型断路器； 按结构型式分有万能式断路

10、器和塑料外壳式断路器两大类。,分类,功能,由触头、灭弧装置、转动机构、脱扣器等部分构成,热脱扣器：用于线路或设备长时间过载保护，当线路电流出现较长时间过载时，金属片受热变形，使断路器跳闸；,脱扣器,过流脱扣器：用于短路、过负荷保护，当线路电流大于动作电流时，过流脱扣器动作，自动断开断路器；,分励脱扣器：用于远距离跳闸；通过按下脱扣按钮实现。,欠压或失压脱扣器：用于欠压或失压保护，当电源电压低于定值时自动断开断路器；,型号,又称框架式自动开关。它无外壳，其全部机构和导电部分敞开地装设在塑料的或金属的框架上。由于它的保护方案和操作方式较多，装设地点也很灵活，故称“万能式”或“框架式”。,合闸操作方

11、式较多，可手柄操作、杠杆操作、电磁铁操作和电动机操作； 采用钢灭弧栅，灭弧断流能力较强，但由于操作机构的影响，动作稍慢，断路时间在一个周期（0.02s）以上。 额定电流为200-6300A。,DW系列万能式低压断路器的特点：,万能式低压断路器,DW15型低压断路器 1操作手柄 2自由脱扣机构 3失压脱扣器 4过流脱扣器电流调节螺母 5过流脱扣器 6辅助触点（联锁触点） 7钢栅片灭弧罩,万能式断路器主要安装在低压配电柜中作为进线开关、母联开关和大电流出线开关，用于控制和保护低压配电网络。,装设地点灵活，保护方案、操作方案较多,又称塑料外壳式自动开关，其全部机构和导电部分均装设在一个塑料外壳内，仅

12、在壳盖中央露出操作手柄，供手动操作之用，如图所示。额定电流一般为6A630A.,装置式低压断路器,NM1系列,装置式低压断路器,塑壳式断路器通常装设在低压配电装置之中，作为配电线路或电动机回路的控制与保护开关。,模数化微型断路器,DZ系列,第五节 高低压保护电器和限流电器,主要有： 熔断器 避雷器 限流器等。,一、高压熔断器,符号：,功能：,一种应用极广的过电流保护电器。其主要功能是对电路及电路设备进行短路保护，但有的也具有过负荷保护的功能。,熔断器时间电流特性,具有反时限特点,原理：当所在电路电流超过规定值并经一定时间后，熔体熔化汽化生弧灭弧(电路分断),限流特性：在短路电流尚未达到冲击值之

13、前就切断电路,保护特性：也称时间电流特性,第五节 高低压保护电器和限流电器,续上页,高压限流熔断器实物图片,类型： 户内、户外高压限流熔断器,高压熔断器的型号,结构基本相同，都是瓷质熔管内充石英砂填料的密闭管式熔断器。RN1型主要用作高压线路和设备的短路保护，也能起过负荷保护的作用，其熔体在正常情况下要通过主电路的负荷电流，因此其结构尺寸较大。 RN2型只用作电压互感器一次侧的短路保护，其熔体额定电流一般为0.5A，因此其结构尺寸较小。,1)RN1和RN2型户内高压熔断器,跌开式熔断器又称跌落式熔断器，广泛用于环境正常的室外场所，其功能是既可作6-10KV配电变压器和电力线路的短路保护和过负荷

14、保护。,2)RW4和RW10（F）型户外高压跌开式熔断器,跌落式熔断器,用于低压系统中设备及线路的过载和短路保护。,低压熔断器的类型很多，如插入式(RC)、螺旋式(RL)、无填料密封管式(RM)、有填料密封管式(RT)以及引进技术生产的有填料管式gF、aM系列、高分断能力的NT型等。,二、低压熔断器,a)瓷插式、b)螺旋式、c)无填料密封管式熔断器结构图：,低压熔断器实物图片,螺旋式熔断器,型号,1RM10型密闭管式熔断器,图5-27为RM10型熔断器的结构图。熔体采用变截面的锌熔片以改善熔断器的保护性能。,特点：结构简单、更换熔体方便、运行安全可靠，但灭弧能力较差，不能在短路电流达到冲击值以

15、前熄灭电弧，属于“非限流”式熔断器。,图5-27 RM10型低压熔断器 1铜帽 2管夹 3纤维熔管 4触刀 5变截面锌熔片,2RT0型有填料管式熔断器,图5-28 RT0型低压熔断器 a）熔体 b）熔管 c）熔断器 d）操作手柄 1栅状铜熔体 2触刀 3瓷熔管 4熔断器指示 5端面盖板 6弹性触座 7瓷底座 8接线端子 9扣眼 10绝缘拉手手柄,它的栅状铜熔体具有引燃栅，熔体具有变截面小孔和“锡桥”，熔管内有石英砂填料，因此灭弧能力很强，有“限流”作用。,特点：保护性能好，断流能力大，但熔体为不可拆式，熔断后整个熔断器报废，不够经济。,3RZ1型自复式熔断器,它采用金属钠作熔体。,特点：既能切

16、断短路电流，又能自动恢复供电，缩短了停电时间。,图5-29 RZ1型自复式熔断器 1接线端子 2云母玻璃 3氧化瓷管 4不锈钢外壳 5钠熔体 6氩气 7接线端子,功能,三、避雷器,避雷器是用于保护电力系统中电气设备的绝缘免受沿线路传来的雷电过电压或由操作引起的内部过电压损坏的设备。避雷器应与被保护设备并联，装在被保护设备的电源侧。,避雷器按结构型式分有保护间隙、管型避雷器、阀式避雷器和氧化锌避雷器等。,分类,具有良好的非线性、动作迅速、残压低、通流容量大、结构简单、可靠性高、耐污能力强等优点,避雷器保护原理图,1. 保护间隙（角型避雷器）,由两个圆钢型电极组成，其中一个电极接线路，另一个电极接

17、地。主要用于室外且负荷不重要的线路上。,2. 管型避雷器（排气式避雷器）,由外部间隙s1、内部间隙s2和产气管组成，其结构原理如图所示。,图5-31 管型避雷器的结构原理图 1产气管 2棒形电极 3环形电极 4螺母 s1内部间隙 s2外部间隙,管型避雷器的型号,3. 阀型避雷器,阀型避雷器由火花间隙和阀片组成，如图所示。,用金刚砂（SiC）颗粒和结合剂在一定温度下烧结而成的非线性电阻元件，它的阻值随通过电流的大小而变化，当通过电流较大时，电阻值很小；当通过电流较小时，电阻值很大。,阀型避雷器象一个阀门：对雷电流，阀门打开使其泄入大地；对工频续流，阀门关闭，迅速切断电路。,图5-32 阀型避雷器

18、的结构原理图,阀型避雷器的型号,4. 金属氧化物避雷器（压敏避雷器）,它没有火花间隙，只有压敏电阻片（以氧化锌为主要材料），具有良好的非线性特性 。,优点：通断容量大、残压低、动作迅速、可靠性高、维护简单，对大气过电压和雷电过电压都能起到很好的保护作用。,金属氧化物避雷器的型号,四、限流电抗器,分类：空心式电抗器、铁心式电抗器和饱和电抗器。,空心电抗器：串接于交流电力系统中，用于限制系统故障时的短路电流。 铁心电抗器：分为串联电抗器和并联电抗器，串联电抗器用于抑制电容器组的高次谐波电压及限制电容器组的合闸电流；并联电抗器用于补偿输电线路的无功容量，维持输电系统的电压稳定，降低系统的绝缘水平及操

19、作过电压。 饱和电抗器：并联于静止无功补偿装置中，用于调节系统的负荷电流和无功功率，调节或稳定系统的运行电压。,电抗器的基本参数：是额定电抗百分数，它等于在电抗器中流过额定电流时的感抗压降占其额定电压的百分数，即,电抗器的布置方式：三相垂直布置、品字型布置和三相水平布置，如图5-33所示。,注意：电抗器垂直布置时，B相应放在A、C相中间；品字型布置时，不应将A、C相重迭在一起。,Why?,图5-33 电抗器的布置方式 a）垂直布置 b）品字型布置 c）水平布置,第六节 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，供供配电系统作控制

20、、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、箱）和全封闭组合电器、箱式变电站等。,功能,一、高压开关柜,高压成套设备，按一定的线路方案将有关一次设备和二次设备组装在柜内，供供配电系统作控制、监测和保护之用；它可以节约空间，方便安装，可靠供电，美化环境。,按功能分： 馈线柜、电压互感器柜、高压电容器柜、电能计量柜、高压环网柜。,分类,高压断路器等主要电气设备装在可拉出和推入开关柜的手车上。,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

21、）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。,高压开关柜的型号,高压开关柜 的“五防”闭锁功能,1. GG-1A（F）型固定式高压开关柜 2. XGN2-10箱型固定式开关柜（图5-52） 3. JYN1-35封闭型移开式开关柜 4. KYN28-12铠装移开式（图5-53） 5. HXGN-12型环网柜,防止误跳、误合断路器； 防止带负荷分、合隔离开关； 防止带电挂接地线； 防止带地线合闸； 防止误入带电间隔。,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,10kV中置式真空断路器手车柜实物图片 （多台组合）,10kV负荷开关柜实物图片（一台）,二、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