发电厂和变电所的电气设备.ppt

1、,第8章 发电厂和变电所的电气设备,8.1 熔断器 8.2 隔离开关 8.3 高压断路器 8.4 绝缘子和母线 8.5 互感器 8.6 电抗器 8.7 避雷器 8.8 电气主接线,8.1 熔断器,一、 熔断器的工作原理,用途 用作短路保护或严重过载保护。 结构 -金属熔体、触头装置和外壳。 保护原理 熔体达到熔点温度后熔化，起到保护作用。 熔断过程 弧前过程反应故障的过程； 弧后过程发生电弧和熄灭电弧的过程。 熔断时间 熔断时间是两个过程的时间之和； 电流越大，弧前过程越短； 灭弧能力越强，电弧持续时间越短。,型号及含义：,二、 熔断器的工作性能,熔断器的安秒特性,熔化系数 - 最小熔化电流与

2、熔体的额定电流之比。 - 熔化系数取决于熔体的材料和工作温度及其结构。,短路保护的选择性,当熔断器串联使用时，熔体的额定电流等级不能太相近。,熔断器的额定电流 熔断器壳体的载流部分，在标准环境温度下，允许长时通过的最大电流。 熔体的额定电流 在标准环境温度下，长时通过熔体而不使熔体熔断的最大电流。 熔断器的额定开断电流（取决于灭弧装置） 熔断器所能切断的最大电流。 熔断器的额定电压 熔断器长时所能承受的正常工作电压。,熔断器的主要参数,熔断器的限流效应,电压 高压熔断器和低压熔断器。 装设地点 -户内式熔断器和户外式熔断器。 结构 -插入式熔断器、无填料封闭管式熔断器、有填料封闭管式熔断器、螺

3、旋式熔断器 。 限流作用 限流式熔断器和无限流式熔断器。,三、 熔断器的种类,XRNP型,熔断器户内式高压熔断器,熔断器由绝缘子和熔管两大部分组成，在正常 工作时，通过熔丝将触头的活动关节锁紧，处于合闸 位置。熔丝熔断后，活动关节失去张力，熔管在自重 和弹力的作用于下，迅速跌落，形成明显的隔离间隙。,熔断器RW3、RW11户外高压跌落式熔断器,熔断器插入式熔断器,插入式熔断器主要应用于额定电压380V以下的电路末端，作为供配电系统中对导线、及电气设备（如电动机、负荷电器）以及220V单相电路（例如民用照明电路及电气设备）的短路保护电器。,熔断器无填料封闭管式熔断器,熔断器螺 旋 式 熔 断 器

4、,螺旋式熔断器主要应用于交流电压380V电流强度200A以内的电力线路和用电设备中作短路保护。特别是在机床电路中应用的比较广泛。,四、 熔断器的选用与维护, 熔断器的类型应根据线路的要求、使用场合以及安装条件进行选择； 熔断器的额定电压必须等于或者高于其所在工作点的电压； 熔断器的额定电流应根据被保护的电路及设备的额定负载电流选择。熔断器的额定电流必须等于或者高于所安装的熔体的额定电流；,熔断器的额定分断能力必须大于电路中可能出现的最大故障电流值； 熔断器的选择需考虑在同一电路网络中与其他配电电器、控制电器之间的选择性级差配合的要求。上一级熔断器熔体的额定电流应比下一级熔断器熔体的额定电流大1

5、2个级差。,熔体额定电流的选择： A.对于只有很小或者没有冲击电流的负载电路的保护，熔体的额定电流应等于或者稍大于被保护的电路的工作电流，即：IFUI 。 B.对于电动机类负载，必须考虑启动冲击电流的影响来选择熔体的额定电流值，即：IFU（1.5-2.5）I 。,C.对于多台电动机由一个熔断器保护时，熔断器熔体额定电流的选择应按下式计算： IFU（1.5-2.5）INMAX+I 式中INMAX为容量最大的一台电动机的额定电流；I为其余电动机额定电流的总和。 D.降压启动的电动机所选用的熔断器熔体的额定电流可以等于或稍大于电动机的额定电流。, 安装前应检查所安装的熔断器的型号、额定电流、额定电压

6、、额定分断能力、所配装的熔体的额定电流等参数是否符合被保护电路所规定的要求； 安装时应保证熔断器的接触刀或者接触帽与其相对应的接触片、夹接触良好，以避免因接触不良产生较大的接触电阻或者接触电弧，造成温度升高而引起的熔断器的误动作和周围电器元件的损坏。 熔断器所安装的熔体熔断后，应由专职人员更换同一规格、型号的熔体。 定期检修设备时，对已损坏的熔断器应及时更换同一型号的熔断器。,使用和维护熔断器时应注意的事项,隔离开关(俗称“刀闸”)是一种最简单的、供配电系统中使用最多的高压开关，没有灭弧装置。 它既不能断开正常负荷电流，更不能断开短路电流，否则即发生“带负荷拉刀闸”的严重事故。此时产生的电弧不

7、易熄灭，甚至造成“飞弧”(相间或相对地经电弧短路)，会损坏设备并严重危及人身安全。,8.2 隔离开关,一、隔离开关基本结构,导电部分 绝缘部分 操动机构 传动机构 支持底座,二、 隔离开关的用途、要求与分类,用途,隔离高压电源，保证安全检修（与断路器配合使用）。,倒换线路或母线(倒闸操作) 用隔离开关将电气设备或线路从一组母线切换到另一组母线上。,通断一定的小电流电路 通断空载变压器电路 电压互感器和避雷器电路 母线和直接与母线相连设备的电容电路 通断空载线路,对隔离开关的基本要求,分开后应具有明显的断开点，易于鉴别设备是否与电网隔开。 断开点之间应有足够的绝缘距离，以保证在过电压及相间闪络的

8、情况下，不致引起击穿而危及工作人员的安全。 有足够的动热稳定、机械强度、绝缘强度。跳、合闸时的同期要好，要有最佳的跳合闸速度，以尽可能降低操作过电压。 结构简单动作可靠。 带有接地刀闸的隔离开关必须装设联锁机构，以保证隔离开关的正确操作。,隔离开关的型号含义,G改进型 D带有接地刀闸 K表示快速分闸型 M表示慢速分闸型,GN10-35G/1000,GW4-12D/630,问题：,指出该设备型号的具体含义。,隔离开关的分类,根据安装的地点可分为户内（GN型）和户外（GW型） 根据构造又可分为转动式和插入式 按绝缘支柱数目分单柱式、双柱式和三柱式 隔离开关还分为带接地刀闸和不带接地刀闸的两种,户内

9、 户外,插入式,旋转式,带接地刀闸的隔离开关,户外隔离开关GW5110D隔离开关,用于35110kV电压等级中,底座,棒式绝缘支柱,导电闸刀,接线端子,支承座,接地刀闸,户外隔离开关 GW7220型三柱式隔离开关,绝缘支柱,底座,传动装置,导电闸刀,静触头,操动机构,采用三柱双断口水平旋转开启式结构。,额定电压Ue：,指隔离开关长时间运行能承受的正常工作电压。（决定了绝缘水平、尺寸） 指隔离开关的触头结构和导电部分在规定环境温度下允许通过的长期工作电流，其相应的发热温度不会超过国家标准。（决定了截面，结构）,指隔离开关在冲击短路电流作用下，承受电动力的能力。（决定了机械强度）,指隔离开关承受短

10、路电流热效应的能力。,额定电流Ie：,动稳定电流（极限通过电流）ies：,热稳定电流It：,隔离开关的技术参数,三、 隔离开关的维护,操作原则及注意事项,（1）隔离开关必须在不带负荷或负荷在隔离开关允许的范围内时才能进行操作。即隔离开关操作时断路器必须在断开状态。 （2）操作时先拔定位销，分合闸动作要果断、迅速，终了时不要用力过猛，操作完成后一定要用定位销锁住，并目测动触头位置是否符合要求。 （3）若发生带负荷切投隔离开关的误操作，则要冷静以避免发生反方向的误操作。,在操作中误拉误合隔离开关时： 操作中误合隔离开关时，即使合错，甚至在合闸中发生电弧，也不准将隔离开关再拉开。因为带负荷拉隔离开关

11、，将造成三相弧光短路事故。 误拉隔离开关时，在刀片刚要离开固定触头时，便发生电弧，这时，应立即合上可以消灭电弧，避免事故。如果隔离开关已经全部拉开，则绝不允许将误拉的隔离开关再合上。 如果是单极隔离开关，操作一相后发现误拉，对其它两项则不允许继续操作。,（4）单电源线路停电操作，应遵循以下原则进行操作 。停电时，按先拉开断路器，再拉开负荷侧隔离开关 ，最后拉开母线侧隔离开关的顺序依次进行；送电操 作顺序与此相反。 （5）双电源线路停、送电操作，必须根据调度命令执 行，并做好记录和录音工作。 （6）有远控装置的隔离开关当远控失灵时，经有关领 导批准，并在现场监护的情况下就地进行电动或手动 操作。

12、 （7）隔离开关、接地隔离开关和断路器之间安装有电 气和机械闭锁装置，应按程序操作，当闭锁装置失灵 时，应查明原因。经有关领导批准，方可解锁操作。,一、常规巡视项目 1检查绝缘子表面是否清洁，无裂纹，破损和放电痕迹, 瓷铁粘合牢固。 2检查刀闸的载流部分应清洁，触头应接触良好和紧密 ，触头镀银层无脱落。 3检查接头无发热，变形现象，温度蜡无熔化。 4操作机构各零件应齐全，无螺丝断裂松脱，各部分的 螺丝、边钉、哨子齐全。 5检查引线应无松散，摆动或烧伤断股现象。 6操作机构箱，辅助开关接盒应关闭和密封良好，刀闸 的辅助开关完好 7隔离开关应无锈蚀，无鸟窝和杂草，油漆应完整，相 色应清晰，接地良好

13、。,运行检修,二、特殊巡视项目 1刀闸过负荷运行，高温季节、高峰负荷期间巡视项目： （1）检查刀闸的载流部分应清洁，触头应接触良好和紧密。 （2）检查接头热气流或冒汽情况，应无发热变形现象，示温 蜡无熔化。 （3）检查引线应无松散，驰张度正常。 （4）测量触头的温度是否超过 80C。 2天气异常,雷雨后： （1）检查绝缘子表面是否清洁，无裂纹，破损和放电痕迹， 瓷铁粘合牢固。 （2）检查引线应无松散，摆动现象。 （3）操作机构箱,辅助开关接盒应关闭和密封良好，刀闸的 辅助开关完好。 （4）检查刀闸周围无悬浮杂物。 3、夜间巡视： （1）检查绝缘子表面放电现象，无异常声音。 （2）检查接头等载流

14、部分无发热，变形现象。,8.3 高压断路器,高压断路器是用来在正常情况下接通和断开电路，在故障情况下能启动迅速开断故障电流的开关设备。,一、高压断路器的作用：,（1）控制作用,在电气设备或线路发生故障时，通过继电保护装置及自动装置使断路器动作，将故障部分从电网中迅速切除，防止事故扩大，保证电网的无故障部分得以正常运行。,根据电网运行要求，将一部分电气设备及线路投入或退出运行状态、转为备用或检修状态,（2）保护作用,（1）导电,（2）绝缘,（3）开断,（4）关合,在正常的闭合状态时应为良好的导体，不仅对正常的电流，而且对规定的短路电流也应能承受其发热和电动力的作用，保持可靠地接通状态 。,相与相

15、之间、相对地之间及断口之间具有良好的绝缘性能，能长期耐受最高工作电压，短时耐受大气过电压及操作过电压,在闭合状态的任何时刻，应能在不发生危险过电压的条件下，在尽可能短的时间内安全地开断规定的短路电流,在开断状态的任何时刻，应能在断路器触头不发生熔焊的条件下，在短时间内安全地闭合规定的短路电流,二、高压断路器的功能,通断元件,基座,绝缘支撑元件,中间传动机构,操动机构,三、 高压断路器的基本结构:,（1）通断元件,（2）操动机构,（3）传动机构,（4）绝缘支撑元件,（5）基座,执行接通或断开电路的任务。其核心部分是触头，而是否具有灭弧装置或灭弧能力的大小则决定了开关的开断能力,向通断元件提供分、

16、合闸操作的能量，实现各种规定的顺序操作，并维持开关的合闸状态,把操动机构提供操作能量及发出的操作命令传递给通断元件,支撑固定通断元件，并实现与各结构部分之间的绝缘作用,用于支撑、固定和安装开关电器的各结构部分，使之成为一个整体,四、 高压断路器的型号含义:,五、 高压断路器的种类:,1油断路器：利用油作为灭弧介质 油断路器按其油量多少和油的作用分为多油式和少 油式两大类。多油断路器（DW-220型重48000kg）油量 多，既作灭弧介质，又作绝缘介质。少油断路器（SW6- 220型重800kg）是在多油断路器的基础上发展起来的， 它的用油量很少，油主要起灭弧作用，不承担带电导体 与接地部件之间

17、的绝缘（空气、陶瓷和有机绝缘材料）， 相对多油断路器而言，其结构简单，节省材料，使用维 护方便，因此得到广泛应用。,分为纵吹、横吹和机械油吹 纵吹和横吹属于自能式 利用电弧本身的能量，将变压器油加热，形成油蒸汽 和大量气体（氢气）所组成的高压（不超过灭弧装置的机 械强度）气泡实现吹弧（电弧在静止的气泡中熄弧能力有 限）。 这种靠电弧本身能量熄灭电弧的方法，称为“自能式” 灭弧室（纵吹和横吹）。,SN10-10型实例,每相安装一个储油箱（三相联动，箱中部是灭弧装置）。 对地绝缘采用两个支持式绝缘子承担。 每相一个断口 可安装于固定式开关柜内或手车式开关柜,SN10-10型,SN10-10型灭弧室

18、构造,机构箱,支持瓷套,底座,灭弧室：两个对称组成V形双断口,均压电容,SW6型系列少油断路器实例110kV系统中使用广泛,2压缩空气断路器 “外能式”灭弧室。 采用压缩空气（1-4MPa）作为绝缘介质和灭弧介质。绝缘介质具有不会老化、性能稳定的优点。,先用空气压缩机将压缩空气储藏在储气筒或灭弧室内，当进行分闸操作时 ，打开阀系统使之按一定的要求自喷口喷出，对电弧进行强烈的自吹或冷却，是电弧熄灭,触头间开距可做得比较小，电弧短，开断能力强（排气孔在开断过程中打开，形成吹弧）。但在开断小电流时，易形成过电压。目前主要用于220kV及以上高压系统中。,优点：额定电流、开断电流大（70kA），开断时

19、间短（全开断时间为0.04s），灭弧能力强，无火灾危险，尺寸小，重量轻。 缺点：结构复杂；有色金属消耗量大，价格昂贵；需要装设空气压缩机，复杂的压缩空气系统；噪声大。,3SF6断路器 采用六氟化硫(SF6)气体作为灭弧介质和绝缘介质。 SF6气体是无色，无味、不燃、无毒、无老化的惰性气体。 它具有很高的电气绝缘强度(是空气的2.5-3倍)和良 好的灭弧性能(灭弧能力比空气高100倍)。,双压气式灭弧 （110kV及以上电压等级） 单压气式灭弧 （110kV及以上电压等级） 旋弧式灭弧 （ 10-35kV及以上电压等级）,优点：开断能力强；允许开端次数较多；噪音小，无火灾 危险，可重复使用。 缺

20、点：在过于频繁的操作中，由于电弧的作用分解，SF6 气体产生有腐蚀性的气体，对触头及瓷绝缘有损害。,高真空-减少碰撞电离 以真空作为灭弧介质和绝缘介质。 所谓“真空”是相对而言的，指的是绝对压力低于1个大气 压的气体稀薄的空间。在这样的空间里，其绝缘强度很高， 电弧很容易熄灭。,4. 真空断路器,真空灭弧室是真空断路器的核心元件，具有开断、导电 和绝缘的功能，主要由绝缘外壳、动静触头、屏蔽罩和波纹 管组成 。 真空灭弧室的性能主要取决于触头材料和结构，还与屏 蔽罩的结构、灭弧室的材质以及制造工艺有关。,真空灭弧室的基本结构,真空灭弧室的外壳是由绝缘筒、两端的金属盖板和波纹管所组成的密封容器。灭

21、弧室内有一对触头，分别焊接在各自的导电杆上，波纹管可以在轴向上自由伸缩。,触头 触头是真空灭弧室内最为重要的元件，灭弧室的开 断能力和电气寿命主要由触头状况来决定。目前真空灭 弧室的触头系统，就接触方式而言，都是对接式的。,优点：触头开距短（10kV只需10mm，而油断路器需 125mm）；燃弧时间短，且与开断电流无关，一般只有半 个周期；触头寿命长，开断次数多；体积小，重量轻。 缺点：对灭弧室工艺及触头材料要求高。,真空断路器的优缺点,1、绝缘子作用： 支持和固定载流导体 绝缘作用（使载流导体与地绝缘、使装置中处于不同电位的载流导体之间绝缘。） 2、分类： - 按额定电压分 高压绝缘子（用于

22、1000V以上的装置中） 低压绝缘子（用于1000V及以下的装置中）,一、绝缘子,8.4 绝缘子和母线,户内式（无伞裙） 户外式（有伞裙 ）,- 按安装地点分,按用途分 电站绝缘子:支柱绝缘子和套管绝缘子 电器绝缘子:支柱绝缘子和套管绝缘子 线路绝缘子:针式、悬式、蝴蝶式、瓷横担,- 按结构形式分 支柱式、套管式及盘形悬式,高压线路盘形悬式瓷绝缘子（普通型）外观图,高压线路瓷横担绝缘子外观图,高压线路蝶式瓷绝缘子外观图,电站用35kV及以下高压穿墙套管外观,3、绝缘子的安装和维护：,绝缘子的安装要求 （1）绝缘子安装前应检查瓷件、法兰应完整无裂纹，胶合处填料完整 ，结合牢固。 （2）支柱绝缘子

23、和穿墙套管安装时，其底座或法兰盘不得埋入混凝土 或抹灰层内。 （3）无底座和顶帽的内胶装式的低压支柱绝缘子与金属固定件的接触 面之间应垫以厚度不小于1.5mm的橡胶或石棉纸等缓冲垫圈。 （4）额定电流在1500A及以上的穿墙套管直接固定在钢板上时，套管 周围不应成闭合磁路。 （5）穿墙套管垂直安装时，法兰应向上，水平安装时，法兰应在外。 （6）安装套管的孔径应比嵌入部分大5mm以上，混凝土安装板的最大 厚度不得超过50mm。 （7）600A及以上母线穿墙套管端部的金属夹板（紧固件除外）应采用 非磁性材料。它与母线之间应有金属相连，接触应稳固，金属夹板厚度 不应小于3mm，当母线为两片及以上时，

24、母线的各片之间应予以固定。 （8）充油套管水平安装时，其储油柜及取油样管路应无渗漏，油位指 示清晰，注油和取样阀位置应装设于巡回监视侧，注入套管内的油必须 合格。 （9）套管接地端子及不用的电压抽取端子应可靠接地。,绝缘子的维护 运行中的绝缘子应保持清洁无脏污，瓷质部分应无破损 和裂纹现象。对绝缘子应定期清扫，并应检查瓷质部分有无 闪络痕迹，金具有无生锈、损害、缺少开口销的现象；瓷件 与铁件胶合应完好，无松动。 在多灰尘和有害气体的地区，应对绝缘子加强清扫和制 订防污措施。绝缘子防污的根本措施是消灭和减少污源。 现在一般采用的防污措施有：采用防污性能好的绝缘子 、增加绝缘子串或柱的元件数，以增

25、大设备瓷绝缘的爬电距 离；在绝缘子表面涂有机硅脂、硅油、地蜡等防污涂料；合 理布置绝缘子，并在选择变电所所址及线路路径时，尽量避 开污源，减轻污秽的影响；定期进行超声波探伤检测，检测 中发现有缺陷的支柱瓷绝缘子必须进行立即更换。,二、 母线,1、母线的概念及作用 概念：将发电机、变压器等大型电气设备与各种电 器之间连接的导线。 作用：汇集、分配和传送电能。,2、母线分类及特点 1）按材料分类 铜母线 铝母线 钢母线 2）按截面分类 矩形截面 圆形截面 槽形截面 管型截面,铜母线,特点： 电阻率低 机械强度高 抗腐蚀性强 价格较贵 应用范围：有腐蚀性气体和对机械强度要求高的场合。,铝母线,特点：

26、 电阻率是铜的1.7-2倍 重量轻 价格比铜便宜 应用范围： 广泛应用于屋内和屋外配电装置中。,钢母线,特点： 机械强度高 价格便宜 电阻率大，是铜的6-8倍 使用范围： 高压小容量电路、工作电流不大于200A的低压线路、直流电路以及接地装置回路中。,矩形母线,应用范围： 35kV及以下的屋内配电装置中。 优点： 散热条件好 集肤效应小 安装简单 连接方便,圆形母线,应用范围： 35kV以上的屋外配电装置中。 优点： 降低电晕现象的发生机率。,槽形母线,优点： 电流分布均匀 集肤效应小 冷却条件好 机械强度高等优点。 使用范围：工作电流很大，每相需三条以上矩 形母线才能满足要求时，一般采用槽形

27、母线。,管型母线,优点： 空芯导体 集肤效应小 不易发生电晕放电 应用范围： 35kV以上屋外配电装置中。,3、母线布置方式 水平布置 母线竖放 母线水平放置 垂直布置,散热效果好，载流量大，机械强度不好,散热效果稍差，机械强度好,散热效果好，机械强度高，绝缘性能好,4、母线的固定 母线通过垫片安置在支柱绝缘子上，用金具固定。,5、母线着色 1）三相交流母线： U相黄色，V相绿色，W相红色 2）中性线： 不接地白色，接地者紫色 3）直流母线： 正极红色，负极蓝色 4）软母线不需着色。（受温度影响而伸缩较大；各股绞线常有相对扭动会破坏着色层。）,母线着色的作用： 可以增加母线的热辐射能力，便于导

28、线散热。 便于区分三相交流母线的相别及直流母线的极性等。 母线着色可防止母线的腐蚀。,8.5 互感器,互感器是一种特殊的变压器，指用以传递信息供给测 量仪器、仪表和保护、控制装置的变换器。 互感器的作用： （1）用来使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘。 这即可避免主电路的高电压直接引入仪表、继电器等二次设备，又可防止继电器、仪表等二次设备的故障影响主电路，提高一、二次设备的安全性和可靠性，并有利于人身安全。 （2）用来扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围。 例如用5A的电流表或100V电压表，通过不同变比的电流、电压互感器可测量任意高的电流或电压。而且可使二次仪表、继电器的规格统一，有利于这

29、些设备的标准化。,电流互感器（缩写CT，文字符号TA） 电流互感器可用在电流的测量和电力拖动 线路中的保护。 电压互感器（缩写PT，文字符号TV） 电压互感器可在高压和超高压的电力系统 中用于电压和功率的测量等。,互感器的分类：,电流互感器是将一次侧的大电流，按比例变为适合通 过仪表或继电器使用的，额定电流为5A或1A的变换设备。 电流互感器的工作原理 电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器。它的工作原理和变压器相似。 电流互感器一、二次电流之比称为电流互感器的额定互感比。 式中 一次线圈的额定电流，A； 二次线圈的额定电流，A；,一、 电流互感器,电流互感器的分类 光电耦合式 母线式 单匝

30、芯柱式 按一次绕组匝数分为 套管式 多匝式 线圈式 户内式 线环式 按安装地点分为 串级式 户外式 电磁式 测量用 按用途分为 保护用 干式、 按绝缘可分为 浇注式、 油浸式,电流互感器的型号含义：,67,电流互感器结构（以LQJ-10为例） 该电流互感器具有两个铁芯和两个二次绕组 1一次接线端子 2一次绕组（树脂浇注） 3二次接线端子 4铁心 5二次绕组 6警示牌（上写“二次侧不能开路“等字样）,1,2,3,4,5,6,LM0.5小母线式电流互感器,LFZ2-10Q环氧树脂浇注半封闭复匝贯穿式电流互感器,一次为P1 P2, 二次分两组，甲组为1S1、1S2，供测使用，乙组为2S1、2S2供保

31、护使用。,电流互感器原理图,电流互感器的特点,一次绕组与一次被测电力网串联，二次绕组与二次测量仪表和继电器的电流线圈串联连接； 一次侧电流由线路的负荷决定,不由二次电流决定； 电流互感器二次侧正常运行时近似工作在短路状态，绝对不允许开路。为防止二次侧开路，二次侧不允许装熔断器，运行中拆除仪表或继电器时，应先在断开处将二次绕组短接，再行拆除。,电流互感器的误差和准确级,误差 测量用电流互感器的误差 -电流误差 -角误差,影响误差的因素 互感器本身铁芯、绕组的质量； 一次电流的大小； 二次负荷。,准确级 在规定的二次负荷变化范围内，一次电流为额定值时的最大电流误差。,电流互感器的接线形式,常用于三

32、相对称负载电路。,也称为两相不完全星型接线。在中性点不接地的三相三线制电路中， 广泛用于测量三相电流、电能及作为过电流继电保护之用。这种接线方 式是根据三相交流电路中三相电流之和为零的原理构成的,公共线上的 电流为ia+ic=-ib，反应的是B相的相电流。,优点： （1）少使用了一个电流互感器，节约了成本。 （2）在减少二次电缆芯数的情况下，取得了第三相电流。 缺点： （1）由于只有两只电流互感器，当其中一点相性接反时，则公共线中的电流变为其它两相电流的相量差，造成错误计量，且错误接线的机率较多。（所以在新装或整改时都必须对互感器的极性进行效验）。 （2）这种接线线方式对A、C相接地和相间短路

33、都可以起到很好的保护作用，可是当B相发生接地的时候，它就显的无能为力。因为B相的电流为负的A、C相之和。 现在公司大部分开关柜都是选用的此种接线方式。还有一 小部分比较重要的开关柜使用的是三相星形接线。,它由三只完全相同的电流互感器构成。此种接线方 式适合于高压大电流接地系统、发电机二次回落、低压 三相四线制电路。采用此种接线方式，二次回路的电缆 芯数较少。但由于二次绕组流过的电流分别为IA、IB、 IC，当三相负载不平衡时，则公共线中有电流IN 流过。 此时，总公共线断开就会产生计量误差，因此，公共线 是不允许断开的。,1、电流互感器的运行方式：,电流互感器的额定容量,电流互感器在运行中不允

34、许过负荷。 一方面电流互感器误差加大，负荷不容易掌握； 另一方面加速绝缘老化，甚至使互感器损坏。,电流互感器在运行中二次线圈应和铁心同时接地运行,电流互感器在运行时二次侧不得开路,电流互感器的运行、操作和维护,2、电流互感器的起、停操作,停用TA将纵向连接端子板取下，将标有“进”侧的端子横向短接,起用TA将横向短接端子板取下，用取下的端子板将TA纵向端子接通,停用TA将标有进侧的端子，先用备用端子板横向短接，然后取下纵向端子板，,起用TA先用备用端子板将纵向端子接通，然后取下横向端子板。,注意！在电流互感器起停中，应注意在取下端子板时是否有火花，若发现火花，应立即将端子板拧紧装上，然后查明原因

35、。另外，工作人员站在绝缘垫上，身体不得碰到接地物体。,2、电流互感器的事故处理：电流互感器二次开路,端子排上导线端子的螺丝脱扣造成,保护盘上的压板，未与铜片接触而压在胶木上,经切换读三相电流值的电流表的切换开关接触不良,电流互感器二次导线因受机械磨擦而断,差动保护的电流回路断线光字亮； 电流表指示零； 铁心发出“嗡嗡”声； 二次电压高使二次端子出现放电火花,应及时记录故障性质，汇报调度。 减少一次负荷电流或转移负荷，停电检查处理 。 将电流互感器的端子用短路线或专用短接线短接 在二次侧短接时，要坚持操作监护制。 与带电设备保持安全距离。禁止在电流互感器与短路点之间的回路上进行任何工作。,电压互

36、感器是将一次侧的高电压按比例变为适合于仪器、仪表和保护控制装置使用的变换设备。 电压互感器的工作原理,二、 电压互感器,电磁式电压互感器相当于开路运 行的降压变压器，原边匝数很多 ，副边匝数少。降压变压器将一 次系统的大电压变为二次系统的 小电压，二次绕组所并接的测量 仪表或者继电器电压线圈为高阻 抗，相当于开路，所以二次电流 不大。,电压互感器原理图,电压互感器的分类,电压互感器的型号含义,电磁式电压互感器的型号含义,电容型电压互感器的型号含义,JDZJ-10,JDQX-220,JDJ2-35,JZW-10,JSJW-10,JCC 110,YDR-110,JDJ2-35型,JSJW-10型,

37、JDZ-12,JDJJ2-35型电压互感器适用于户外供额定电压35kV、额定频率50Hz的交流电路中作电压、电能测量和继电保护用。,1 油压计2 膨胀膜3 电容单元4 绝缘油5 瓷绝缘子6 密封件7 外壳8 低压端子箱/中性(N)和高频(HF)端子9 串联电感10中压互感器11铁磁谐振效应阴尼电路,电压互感器原理图,电压互感器的特点,一次绕组并联在所测量的一次回 路中。一次绕组电压等于电网电 压，不受二次回路负荷的影响。 接在二次绕组的负荷是仪表和继 电器的电压线圈，它们的阻抗很 大，通过的电流很小，因此，电 压互感器正常工作时，二次绕组 接近于空载状态。此时，二次电 压接近于二次电势，并决定

38、于一 次电压值。 即有：额定电压比,电压互感器的误差和准确级,误差 测量用电压互感器的误差 -电压误差 -角误差,影响误差的因素 互感器本身铁芯、绕组的质量； 一次电压的大小； 二次负荷。,准确级 在规定的一次电压和二次负荷的变化范围内， 负荷功率因数为额定值时，误差的最大误差限值。,电压互感器的接线形式,（1）单相接线 该接法仅适用于测量相间电压。如果互感器一次绕组的一端接在线路上，另一端接地，互感器可测量某一相对地电压。,（2）VV接线 两个电压互感器分别接于线电压UAB和UBC上，一次绕组不能接地，二次绕组为安全，一端接地，这种接线方式适用于中性点非直接接地或经消弧线圈接地系统。 1)

39、只用两个单相电压互感器可以得到对称的三个线电压； 2）不能测量相电压； 3）一次绕组接入系统线电压，二次绕组电压为100V。当继电保护装置和测量表计只需用线电压时，可采用这种接线方式。,（3）Y0Y0接线 由三个单相互感器一、二次侧均接成Y0形，可供给要求线电压的仪表和继电器以及要求相电压的绝缘监视电压表。由于小电流接地系统在一次电路发生单相接地时，另两个完好相的相电压要升高到线电压，所以绝缘监视电压表表要按线电压选择否则在发生单相接地时，电压表可能被烧毁。,（4）Y0/Y0/接线 用三台单相三绕组电压互感器构成Y0/Y0 /接线，用于3220kV系统（110kV及以上无高压熔断器），供接入交

40、流电网绝缘监视仪表和继电保护用。三相五柱式电压互感器只用于315kV系统，其接线与三台单相三绕组电压互感器构成Y0/Y0/接线基本相同。 该接线方式其二次绕组用来测量相间电压和相对地电压，辅助二次绕组接成开口三角形检测零序电压。,1、电压互感器在额定容量下允许长期运行，不允许超过最大容量运行。,电压互感器在运行中不能短路。值班人员应检查高低压侧熔断器，发现有发热或熔断现象，应及时处理。 电压互感器在电网单相接地时不至于过载运行，所以6-10KV的电压互感器接地运行时间不做具体的规定。,电压互感器的运行、操作和维护,2、电压互感器的操作和在运行中的检查,测量绝缘电阻。低压侧绝缘电阻不低于1兆欧；

41、高压侧绝缘电阻不低于1兆欧/千伏。 确定相位的正确性，定相。 检查项目：瓷瓶清洁无破损裂纹；低压电缆及导线完好；电压互感器外壳清洁，无渗漏油现象，副绕组接地牢固。,电压互感器的并列运行 先检查母线断路器是否合上，则合上母线断路器后，再进行低压侧并列运行 电压互感器的停止运行 应将有关保护和自动装置停用，以免造成装置失压误动作。 为防止电压互感器反充电，停用时应将二次侧熔断器取下 。 拉开电压互感器一次侧 的隔离开关，取下一次侧熔断器 。 进行验电，装接地线、悬挂标示牌。 电压互感器在运行中的检查 瓷套管 、油位 、一次侧引线和二次侧连接 、电压互感器响声 电压互感器的开口三角线圈上安装的灯泡有

42、无损坏、保护接地是否良好 、高压中性点上所串联的电阻是否良好 、电压互感器一、二次侧熔体有无熔断，表计指示是否正常。,3、电压互感器的事故处理 电压互感器断线 现象：1）发出预告音响和亮出光字牌； 2）低电压继电器动作；表计指示不正常； 3）周波监视灯熄灭；同期鉴定继电器可能有响声。 处理： 首先应防止误动作 电压互感器所带保护装置和自动装置； 检查一、二次侧保险 若一次侧保险熔断，应先查明原因再更换；若二次侧保险熔断立即更换，更换后再次熔断应查明原因不得将熔体任意加大； 若保险完好，则检查电压互感器回路 接头有无松动、断头现象、切换回路有无接触不良现象。,电压互感器的熔体熔断时的处理： 1、

43、高压保险熔断时，应仔细查明原因，确认无问题后更换低压保险熔断后应立即更换，并保证不随意增大熔体容量。 2、发现保险熔断后，运行人员首先应将有关保护解除，然后进行更换工作。处理完毕，恢复正常情况后，再将停用的保护装置投入。 3、如果更换保险后，仍出现断线信号，则应拉开刀闸，采取安全措施进行详细检查。此时应特别注意回路的接头有无松动断头现象，切换回路有无接触不良以及有无短路故障等。,电压互感器停用的情况 为保证互感器、人身和用电设备的安全，发现下列情况之一时应停用电压互感器，并进行检查： 电压互感器冒烟或发出焦臭味。 互感器内部有放电声或其它异声，引线与外壳之间有放电火花 外壳发热，超过允许温度。

44、 严重漏油，油标中已看不到油面。 熔断器熔体更换后再次熔断。,8.7 避雷器,一、避雷器的保护原理 避雷器并联在被保护电器与地之间。在高电压作用下呈现低阻状态，在低电压作用下呈现高阻状态。当雷电波过电压沿线路传输到避雷器安装点后，避雷器将动作，并呈低阻状态，从而限制过电压，同时将过电压引起的大电流泄放入地，使与之并联的设备免遭过电压的损害。,避雷器的设置,二、避雷器应满足的基本要求,为了使避雷器能够发挥出预计的保护效果，它必须满足两个基本性能要求 有良好的伏秒特性，以易于实现合理的绝缘配合。 应有较强的绝缘强度自恢复能力，以利于快速切断工频续流，使电力系统得以继续运行。 电气设备的冲击绝缘强度

45、都由伏秒特性（曲线）表示。避雷器与被保护电气设备的伏秒特性之间应有合理的配合，才能发挥保护作用。,在雷电过电压作用下，避雷器开始动作导通后，就形成了相导线对地的近似短路。由于雷电过电压持续时间很短，当避雷器两端的过电压消失后，系统正常运行电压又继续作用在避雷器两端，在这一正常运行电压作用下，处于导通状态的避雷器中继续流过工频接地电流，该电流称为工频续流。工频续流的存在一方面使相导线对地的短路状态继续维持，系统无法恢复正常运行，另一方面也会使避雷器自身受到损坏。为此，避雷器应具备较强的绝缘强度自恢复能力，应能在雷电过电压消失后工频续流的第一次过零时自行切断工频续流，恢复系统的正常运行。,三、避雷

46、器的分类,目前使用的避雷器有以下四种类型： 阀型避雷器； 管型避雷器； 氧化锌避雷器； 保护间隙。,JB/T 8459-1996避雷器产品型号编制方法 产品型式：Y表示瓷套式金属氧化物避雷器 YH（HY）表示有机外套金属氧化物避雷器 结构特征：W表示无间隙 C表示串联间隙 使用场所：S表示配电型Z表示电站型R表示并联补偿电容器用 D表示电机用T表示电气化铁道用 X表示线路型 附加特性：W表示防污型 G表示高原型TH表示湿热带地区用 DL表示电缆型避雷器（优点：产品采用全密封结构，爬电距 离大，能适用于重污染场所),阀型避雷器,基本元件为非线性阀片电阻和间隙，如下图所示。当工作线路上没有雷电过电

47、压作用时，间隙具有足够的绝缘强度，不会被系统正常运行电压击穿，它将阀片电阻与工作线路隔开，阀片电阻上没有电流流过。当工作 线路上出现过电压且过电压值超过间隙 的放电击穿电压时，间隙将首先击穿， 冲击电流经阀片电阻入地。阀片电阻具 有非线性，其电阻值在大电流下变得很 小，在传导冲击电流入地过程中阀片电 阻上的电压，即残压是不大的，这样就 可以低于被保护设备的耐受限度，使设 备得到可靠保护。,普通阀型避雷器,国产普通阀式避雷器有FS和FZ两种系列，FS系列避雷器用于配电网中变压器和柱上开关等的保护，FZ系列避雷器用于220kV及以下变电所电气设备的保护。国产磁吹避雷器主要有FCZ和FCD两种系列，

48、FCZ系列避雷器用于变电所电气设备的保护，FCD系列避雷器用于旋转电机的保护。,管型避雷器,管型避雷器实际是一种具有较高熄弧能力的保护间隙，它由两个串联间隙组成，一个间隙在大气中，称为外间隙，其工作就是隔离工作电压，避免产气管被流经管子的工频泄露电流所烧坏；另一个装设在气管内，称为内间隙或者灭弧间隙，管型避雷器的灭弧能力与工频续流的大小有关，原理结构见下图 ：,（1）伏秒特性较陡且放电分散性较大，而一般变压器和其他设备绝缘的冲击放电伏秒特性较平，二者不能很好配合； （2）管型避雷器动作后工作母线直接接地形成截波，对变压器纵绝缘不利。 此外，其放电特性受大气条件影响较大，因此管型避雷器目前只用于

49、线路保护（如大跨越和交叉档距以及发、变电所的进线保护）。,管型避雷器的主要优缺点为：,氧化锌避雷器,氧化锌避雷器采用的核心部件是氧化锌压敏电阻阀片，它以氧化锌（ZnO）为主体，适当添加进BiO2、CoO3、Cr2O2、MnCO3、SbO3、SiO2、MgO等金属氧化物成分，经专门加工成细粒并混合搅拌均匀，再经烘干、压制成工作圆盘，在1000以上的高温中烧制而成。典型氧化锌压敏电阻的显微结构包括氧化锌主体、晶界层、尖晶石晶粒以及一些孔隙等部分，其示意图见下图（a），显微照片（b）。,（a） （b） 氧化锌压敏电阻的显微结构示意图（a）和显微照片（b）,氧化锌避雷器特点 电阻片具有非线性，正常工作

50、电压下，只有微安级电阻性电流流过，避雷器的电阻非常大，泄漏电流非常小；在过电压时避雷器的电阻非常小，大电流泄得越快越好；残压低，动作快，安全可靠。,目前国内输电线路主要采用金属氧化物避雷器(MOA)。氧化锌避雷器由一个或并联的两个非线性电阻片叠合圆柱构成。它根据电压等级由多节组成，35110kV氧化锌是单节的，220kV氧化锌是两节的，500kV氧化锌是三节的，而750kV氧化锌则是四节的。,保护间隙,常用的角形保护间隙如下图所示。由主间隙1和辅助间隙2串联而成。主间隙的两个电极做成角形，在正常运行时，间隙对地是绝缘的，当承受雷电过电压作用时，间隙击穿，工作线路被接地，从而使得与间隙并联的电气

51、设备得到保护。 辅助间隙的设置是为了防止主 间隙被外物（如小鸟）短路， 以避免整个保护间隙误动作。 主间隙做成羊角形，主要是为 了便于让工频续流电弧在其自 身电磁力和热气流作用下被向 上拉长而易于熄灭。,F工频续流电弧运动方向 角形保护间隙,避雷器的常见故障及处理,四、避雷器的运行维护,8.8 电气主接线,电气主接线将电气一次设备按一定顺序接起来的 电路，可表示电能生产流程的电路。 电气主接线图由各种电气设备的图形符号联接成 线所组成的表示电能生产流程的电路图。,电气主接线反映了： 1）发电机、变压器、线路、断路器和隔离开关等有关电气设备的数量。 2）各回路中电气设备的连接关系。 3）发电机、

52、变压器和输电线路及负荷间以怎样的方式连接。,一、电气主接线概述,电气主接线直接关系到电力系统运行的可靠性、灵活性和安全性，直接影响发电厂、变电所电气设备的选择，配电装置的布置，保护与控制方式选择和检修的安全与方便性。所以电气主接线是电力设计、运行、检修部门以及有关技术人员必须深入掌握的主要内容。,电气主接线的基本要求 1、满足系统和用户对供电可靠性和电能质量的要求 2、具有一定的灵活性 3、操作力求简单方便 4、经济上应合理 5、有发展和扩建的可能,电气主接线图：就是用国家规定的电气设备图形与文字符号，详细表示电气主接线组成的电路图。电气主接线图一般用单线图表示（即用单相接线表示三相系统），但

53、对三相接线不完全相同的局部图面（如各相中电流互感器的配置）则应画成三线图。,常用一次设备的图形和文字符号：,G ( F ),名称 图形符号 文字符号(旧符号),T ( B ),T ( B ),T ( B ),双绕组变压器,三绕组变压器,三绕组自耦变压器,发电机,名称 图形符号 (旧符号) 文字符号(旧符号),断路器,隔离开关,熔断器,电抗器,QF ( DL ),QS ( G ),FU ( RD ),L ( DK),名称 图形符号 (旧符号) 文字符号(旧符号),手车断路器,母线,电缆终端头,QF ( DL ),W ( MX ),L ( XL ),避雷器,F,二、电气主接线分类 单母线无分段 单

54、母线 单母线有分段 单母线分段带旁路母线 有母线 双母线 双母线 双母线分段 二分之三断路器双母线 带旁路母线的双母线等。 单元接线 无母线 扩大单元接线、 桥形接线和 多角形接线等。,有母线接线,单母线无分段,a) 结构特征：只有一组母线W，接在母线上的所有电源和出线回路，都经过开关电器连接在该母线上并列运行。,各回路都装有断路器和隔离开关，断路器用以正常工作时投切该回路及故障时切除该回路；隔离开关用以在切断电路时建立明显可见的断开点，将电源与停运设备可靠隔离，以保证检修安全。,母线隔离开关：与母线相连接的隔离开关，如图中的QS11；,b) 倒闸操作原则： 断路器与隔离开关间的操作顺序: 保

55、证隔离开关“先通后断”（在等电位状态下，隔离开关也可以单独操作），这种断路器与隔离开关间的操作顺序必须严格遵守，绝不能带负荷拉刀闸（即隔离开关），否则将造成误操作，产生电弧而导致严重的后果。,线路隔离开关：与线路相连接的隔离开关，如图中的QS12。,母线隔离开关与线路隔离开关间的操作顺序：母线隔离开关“先通后断”，即接通电路时，先合母线隔离开关，后合线路隔离开关；切断电路时，先断开线路隔离开关，后断开母线隔离开关。以避免万一断路器的实际开合状态与指示状态不一致时，误操作发生在母线隔离开关上，产生的电弧会引起母线短路，使事故扩大。,例如：对WL1送电时，先合上QS11，再合上QS12，最后合上Q

56、F1。对WL1停电时，先断开QF1，再依次拉开QS12和QS11。,c) 接地开关(图中QS13)的作用：,保证检修安全: 当电压等级在110kV及以上时，线路隔离开关或断路器两侧的隔离开关（布置较高时）都应设置接地开关，母线也应设置接地开关或接地器，以代替人工挂接地线，保证出线、断路器和母线检修时，检修人员的安全。,d) 评价： 主要优点是接线简单清晰，设备少，操作方便，造价便宜，只要配电装置留有余地，母线可以向两端延伸，可扩性好。,e ) 适用范围：单母线接线只能用于某些出线回数较少，对供电可靠性要求不高的小容量发电厂和变电所中。,主要缺点是可靠性和灵活性都较差： 1)母线和母线隔离开关检

57、修时，全部回路均需停运； 2)母线故障时，继电保护会切除所有电源，全部回路均需停运； 3)任一断路器检修时，其所在回路也将停运； 4)它只有一种运行方式。,单母线分段接线,a) 结构特征：如图所示。,1) 设置分段断路器QFd将母线分成两段，当可靠性要求不高时，也可利用分段隔离开关QSd进行分段。,2) 各段母线为单母线结构。,b) 评价：,1) 接线简单清晰，经济性好。,2) 有一定灵活性(有三种运行方式)。,3) 可靠性:,任一母线或母线隔离开关检修时，仅停检修段。,任一段母线故障时，继电保护装置可使分段断路器跳闸，保证正常母线段继续运行，减小了母线故障影响范围。,任一断路器检修时，该断路

58、器所带用户也将停电。,单母线分段接线的可靠性比单母线接线有了较大提高，但任一段母线故障或检修期间，该段母线上的所有回路均需停电；任一断路器检修时，该断路器所带用户也将停电。考虑到采用单母线分段接线时，重要用户可从不同母线段上分别引出两回馈线向其供电，保证不中断供电，故对采用两回馈线供电的用户来说，有较高供电可靠性。,c) 适用范围：中、小容量发电厂和变电所的6-10kV配电装置和出线回路数较少的35-220kV配电装置中。,带旁路母线的单母线分段接线,(1) 带专用旁路断路器的单母线分段带旁路母线接线,a) 结构特征：如图所示。,1) 在单母线分段的基础上又增加了旁路母线W3、专用旁路断路器QFp 及旁路回路隔离开关QS1和QS2 。,2) 各出线回路除通过断路器与汇流母线连接外，还通过旁路隔离开关与旁路母线相连接。,b) 旁路母线的作用是：检修任一进出线断路器时，不中断对该回路的供电。,e) 检修断路器时的不停电倒闸操作过程：,正常运行时，旁路断路器QFp、各进出线回路的旁路隔离开关是断开的，旁路断路器两侧的隔离开 关是合上的，旁路母线W3不带电。若检修WL1的断路器QF1，使该出线不停电的操作步骤为：,d) 适用范围： 6-10kV配电装置。,c) 评价：单母线分段接线增设旁路母线后，可以