建筑供配電變電站一次設(shè)備

建筑供配電變電站一次設(shè)備第1頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三供電系統(tǒng)的一次設(shè)備主要包括變壓器、母線、斷路器、負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)、熔斷器、電容器、電抗器、互感器、避雷器、絕緣子及其成套設(shè)備，它們在系統(tǒng)中起著變換電壓、集散電流、通斷電路、無功補(bǔ)償、限制電流、參數(shù)監(jiān)測、過壓保護(hù)及電氣絕緣等項(xiàng)作用。第2頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三4.1設(shè)備選擇依據(jù)

站內(nèi)設(shè)備站外線路供電系統(tǒng)中的設(shè)備變電設(shè)備（主變壓器、站用變壓器）開關(guān)設(shè)備（斷路器、熔斷器、隔離開關(guān)及負(fù)荷開關(guān)）補(bǔ)償設(shè)備（電容器、電感器）監(jiān)測設(shè)備（電壓互感器與電流互感器）其它設(shè)備（母線、避雷器、絕緣子）變電站一次設(shè)備第3頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三設(shè)備選擇時(shí)遵循的四項(xiàng)原則:1.根據(jù)工作環(huán)境選擇設(shè)備

2.根據(jù)額定參數(shù)選擇設(shè)備

設(shè)備的額定電壓

設(shè)備的額定電流或3.根據(jù)穩(wěn)定條件選擇設(shè)備供電設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定系指電氣設(shè)備通過最大短路沖擊電流，并承受相應(yīng)的電動(dòng)力時(shí)，設(shè)備仍能保持機(jī)械結(jié)構(gòu)完好的能力。

第4頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三供電設(shè)備的熱穩(wěn)定系指電氣設(shè)備的載流導(dǎo)體通過最大短路電流時(shí)，其發(fā)熱溫度仍不超過其允許短時(shí)發(fā)熱溫度。4.開關(guān)設(shè)備應(yīng)有斷流能力或

由于一臺(tái)設(shè)備可能同時(shí)存在多項(xiàng)選擇原則，進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)往往將工作環(huán)境與額定參數(shù)作為前期的初選原則，而將動(dòng)熱穩(wěn)定與斷流能力作為后續(xù)的校核原則。第5頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三4.2電力主變壓器4.2.1變壓器的不同類別各級(jí)變電站中供應(yīng)系統(tǒng)負(fù)荷的變壓器稱為主變壓器，供應(yīng)站內(nèi)負(fù)荷的變壓器稱為站用變壓器。變壓器的型號(hào)標(biāo)示及其含義如圖4-1所示。第6頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三例如，常用的S10—1000/10變壓器為三相銅繞組油浸自冷式無載調(diào)壓變壓器，設(shè)計(jì)容量1000kVA，高壓繞組額定電壓為10kV，設(shè)計(jì)序號(hào)為10。第7頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三4.2.2變壓器的相關(guān)參數(shù)

1.變壓器的額定電壓

指其一次側(cè)額定電壓2.變壓器的額定容量三相變壓器的額定容量定義為變壓器二次側(cè)的額定線電壓與額定線電流乘積的倍。UN——變壓器二次側(cè)的空載電壓IN——變壓器二次側(cè)滿載電流第8頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三3.變壓器的實(shí)際容量

供電變壓器的額定容量更嚴(yán)格的定義是，變壓器在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度（一般為20℃）及戶外安裝條件下，在特定使用年限內(nèi)（一般為20年）可連續(xù)輸出的最大視在功率。

變壓器額定狀態(tài)的實(shí)質(zhì)是在長期熱疲勞狀態(tài)下仍能保持額定絕緣水平的長期穩(wěn)定輸出容量，而其絕緣破壞程度與實(shí)際工作溫度并非線性關(guān)系。

戶外安裝變壓器的實(shí)際工作容量戶內(nèi)安裝變壓器的實(shí)際工作容量第9頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三4.2.3變壓器各類過負(fù)荷1.變壓器正常過負(fù)荷

(濕式變壓器)

變壓器按照設(shè)計(jì)負(fù)荷進(jìn)行配置時(shí)，一般并未充分發(fā)揮其全部能力。從平均熱疲勞概念出發(fā)，在保證規(guī)定的使用年限前提下，變壓器完全具有一定的短時(shí)過負(fù)荷能力，具體表現(xiàn)為其短時(shí)間內(nèi)允許的最大輸出容量。<1>日允許過負(fù)荷系數(shù)。由于日負(fù)荷的波動(dòng)，允許變壓器在日負(fù)荷的峰荷時(shí)段正常過負(fù)荷，允許的日過負(fù)荷系數(shù)由日負(fù)荷率及最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間決定，該關(guān)系見圖4-7。第10頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三<2>年允許過負(fù)荷系數(shù)。由于年內(nèi)各季節(jié)負(fù)荷的差異，允許變壓器在年內(nèi)的高負(fù)荷季節(jié)正常過負(fù)荷。低負(fù)荷季節(jié)中負(fù)荷每低于設(shè)計(jì)負(fù)荷1%，則可在高負(fù)荷季節(jié)正常過負(fù)荷1%，但年正常過負(fù)荷最高不得超過15%。第11頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三<3>無論日過負(fù)荷與年過負(fù)荷是否同時(shí)發(fā)生，變壓器的最大過負(fù)荷不得超過30%，即——室內(nèi)變壓器最大允許工作負(fù)荷，——變壓器正常過負(fù)荷系數(shù)。干式變壓器不允許正常過負(fù)荷。第12頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三2.變壓器事故過負(fù)荷在分列運(yùn)行的兩臺(tái)變壓器中，如一臺(tái)變壓器因故突然退出運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)變壓器可能需要短時(shí)擔(dān)負(fù)超出額定容量的“事故過負(fù)荷”。變壓器事故過負(fù)荷能力的實(shí)質(zhì)是其短時(shí)間耐溫能力。

表4-4

變壓器事故狀態(tài)下的允許過負(fù)荷時(shí)間與允許過負(fù)荷系數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系油浸自冷式

變壓器允許過負(fù)荷系數(shù)1.301.601.752.003.00允許過負(fù)荷時(shí)間（min）1204520101.5干式

變壓器允許過負(fù)荷系數(shù)1.101.201.301.501.60允許過負(fù)荷時(shí)間（min）756045165第13頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三設(shè)為變壓器事故過負(fù)荷系數(shù)，則事故過負(fù)荷狀態(tài)下的變壓器最大負(fù)荷容量為

干式變壓器正常過負(fù)荷能力差，但具備一定的事故過負(fù)荷能力。變壓器事故過負(fù)荷能力還與事故前負(fù)荷水平及事故時(shí)環(huán)境溫度相關(guān)，即與事故前變壓器溫度相關(guān)。第14頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三4.2.4變壓器臺(tái)數(shù)與容量系統(tǒng)的可靠性下降運(yùn)行的靈活性下降母線結(jié)構(gòu)復(fù)雜運(yùn)行操作繁瑣臺(tái)數(shù)過多臺(tái)數(shù)過少1.變壓器的臺(tái)數(shù)<1>一般的三級(jí)負(fù)荷變電站可選擇單臺(tái)變壓器。當(dāng)站內(nèi)負(fù)荷容量較大時(shí)，為提高可靠性也可以選擇兩臺(tái)變壓器。

<2>對(duì)于學(xué)校等負(fù)荷的季節(jié)差異較大或公建等負(fù)荷的晝夜差異較大的三級(jí)負(fù)荷，可選擇兩臺(tái)變壓器。在負(fù)荷高峰時(shí)兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行，以滿足負(fù)荷要求；在負(fù)荷低谷時(shí)單臺(tái)變壓器運(yùn)行，以降低變壓器損耗。

第15頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三<3>為滿足供電可靠性的要求，無論35kV變電站或10kV變電站，對(duì)應(yīng)一、二級(jí)負(fù)荷要求，變壓器應(yīng)選擇兩臺(tái)或以上數(shù)量，以便在一臺(tái)變壓器退出運(yùn)行時(shí)由其它變壓器承擔(dān)負(fù)荷。<4>對(duì)于較大容量或高可靠性要求的變電站，可以考慮使用最多四臺(tái)變壓器。2.一臺(tái)變壓器的設(shè)計(jì)容量選擇單臺(tái)變壓器時(shí)，變壓器的額定容量SN應(yīng)能滿足全站三級(jí)計(jì)算負(fù)荷Sc(m)，并應(yīng)考慮變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率，即（1.15～1.40）Sc(m)第16頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三3.兩臺(tái)變壓器的設(shè)計(jì)容量

對(duì)于安裝兩臺(tái)變壓器的場合，其中任何一臺(tái)變壓器的容量均應(yīng)滿足以下兩項(xiàng)條件：<1>任何一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)當(dāng)滿足全站總計(jì)算負(fù)荷的60～70%，即<2>任何一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)能滿足全站一、二級(jí)負(fù)荷的要求，即（0.6～0.7）Sc第17頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三4.多臺(tái)變壓器的設(shè)計(jì)容量對(duì)于更高可靠性要求的變電站，應(yīng)能滿足一臺(tái)變壓器退出運(yùn)行時(shí)，仍能保證全部負(fù)荷供電，即系統(tǒng)可靠性的“N-1標(biāo)準(zhǔn)”，故有單臺(tái)主變壓器容量SN與全站計(jì)算負(fù)荷Sc的關(guān)系經(jīng)變換可知：β----變壓器正常運(yùn)行時(shí)的負(fù)荷率，α----故障狀態(tài)下的變壓器過載系數(shù)。第18頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三4.2.5變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷變壓器的損耗包括有功損耗與無功損耗兩部分，利用折算系數(shù)可將變壓器無功損耗折算成電網(wǎng)等值有功損耗，故從電網(wǎng)視角觀察的變壓器綜合有功損耗可表示為：第19頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三變壓器損耗分為絕對(duì)損耗與相對(duì)損耗兩個(gè)概念，絕對(duì)損耗最低自然是空載狀態(tài)，甚至是停運(yùn)狀態(tài)，相對(duì)損耗最低系指單位負(fù)荷容量下變壓器綜合有功損耗最低。換言之，變壓器的相對(duì)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷應(yīng)是發(fā)生在相對(duì)損耗最低狀態(tài)下的特定負(fù)荷?？芍儔浩飨鄬?duì)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率第20頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三供電變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率約為30～50%，如果同時(shí)考慮設(shè)備投資與設(shè)備運(yùn)行兩項(xiàng)成本，變壓器的綜合經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率應(yīng)保持在50～60%水平。第21頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三4.2.6變壓器的接線組別

常見的變壓器繞組有二種接法，即“三角形接線”和“星形接線”；在變壓器的聯(lián)接組別中“D表示為三角形接線，“Yn”表示為星形帶中性線的接線，Y表示星形，n表示帶中性線；“11”表示變壓器二次側(cè)的線電壓Uab滯后一次側(cè)線電壓UAB330度（或超前30度）。變壓器的聯(lián)接組別的表示方法是：大寫字母表示一次側(cè)（或原邊）的接線方式，小寫字母表示二次側(cè)（或副邊）的接線方式。Y（或y）為星形接線，D（或d）為三角形接線。數(shù)字采用時(shí)鐘表示法，用來表示一、二次側(cè)線電壓的相位關(guān)系，一次側(cè)線電壓相量作為分針，固定指在時(shí)鐘12點(diǎn)的位置，二次側(cè)的線電壓相量作為時(shí)針。第22頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三

電力變壓器的接線組別系指一、二次繞組不同接線方式形成一、二次側(cè)線電壓之間的不同相位關(guān)系，而常用的接線組別有、及三種形式。第23頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三4.2.7變壓器的調(diào)壓方式為有效進(jìn)行系統(tǒng)的電壓調(diào)整，主變壓器普遍設(shè)置多個(gè)繞組分接頭，且各分接頭均設(shè)置于變壓器的高壓側(cè)。小容量無載調(diào)壓變壓器一般有高、中、低三個(gè)分頭，各分頭調(diào)整電壓為額定值的5%；大容量無載調(diào)壓變壓器一般有五個(gè)分頭，各分頭調(diào)整電壓為額定值的2.5%。

無載調(diào)壓（也稱無勵(lì)磁調(diào)壓）變壓器的分接頭調(diào)整主要解決季節(jié)性電壓調(diào)整，有載調(diào)壓變壓器的分接頭調(diào)整主要解決晝夜性電壓調(diào)整。第24頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三分接頭變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)第25頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三4.2.8變壓器的并聯(lián)運(yùn)行一個(gè)變電站中同時(shí)存在兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器時(shí)，各變壓器存在并聯(lián)與分列兩種運(yùn)行方式，前者為兩變壓器高低壓兩側(cè)分別連接，后者為兩變壓器高低壓側(cè)不連接。

分列運(yùn)行：系統(tǒng)運(yùn)行方式較小，短路回路阻抗較大，各變壓器的負(fù)荷分配決定于各自所帶低壓負(fù)荷，但該方式不易平衡各變壓器的負(fù)荷率。第26頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三并聯(lián)運(yùn)行：各變壓器的負(fù)荷分配易于平衡（平衡程度決定于變壓器參數(shù)的差異），但必須滿足以下基本條件：<1>各變壓器的接線組別必須相同，否則將因相角差形成電磁環(huán)流。<2>各變壓器的變比（包括分接頭位置）必須相等，否則將因幅值差形成電磁環(huán)流。<3>各變壓器的短路電壓相等（允許±10%差值），以保證負(fù)荷分配與容量正比。<4>各變壓器的容量比應(yīng)小于3:1，以防止小容量變壓器首先過負(fù)荷。第27頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三4.3高壓開關(guān)設(shè)備

供電系統(tǒng)中的斷路器、負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)與熔斷器統(tǒng)稱為開關(guān)設(shè)備。4.3.1開關(guān)滅弧技術(shù)一個(gè)閉合的阻感性電路被突然開斷時(shí)，如電路電壓高于10～20V及電流大于80～100mA，斷開點(diǎn)處將會(huì)產(chǎn)生電弧。電弧是以涌現(xiàn)大量自由電子為條件的一種極強(qiáng)烈氣體游離放電現(xiàn)象。第28頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三1.電弧的產(chǎn)生開關(guān)設(shè)備斷開阻感性電路時(shí)，其動(dòng)觸頭與靜觸頭逐漸分開并形成間隙。在極短間隙中的強(qiáng)電場驅(qū)動(dòng)下，自由電子從陰極觸頭表面向間隙內(nèi)發(fā)射。當(dāng)聚集了足夠大動(dòng)能的電子與介質(zhì)的中性質(zhì)點(diǎn)相碰撞時(shí)，將產(chǎn)生正離子與新生自由電子，即產(chǎn)生“碰撞游離”現(xiàn)象。碰撞游離的不斷發(fā)生，將使觸頭間隙中的電子與離子大量增加，介質(zhì)被擊穿，從而形成“電弧”。電弧產(chǎn)生過程中，弧隙中的溫度激增，形成電弧后弧柱的溫度可達(dá)到6,000～10,000℃。在高溫作用下的中性質(zhì)點(diǎn)熱運(yùn)動(dòng)加劇，熱運(yùn)動(dòng)中質(zhì)點(diǎn)相互碰撞則產(chǎn)生大量的電子與離子，該熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的游離稱為“熱游離”。電弧形成后的弧隙壓降劇減，電場強(qiáng)度劇降，維持電弧主要依靠熱游離。第29頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三2.電弧的熄滅在電弧體中，不僅存在中性質(zhì)點(diǎn)的游離過程，還同時(shí)存在帶電質(zhì)點(diǎn)不斷地復(fù)合與擴(kuò)散，即存在帶電質(zhì)點(diǎn)減少的“去游離”過程。交流開關(guān)觸頭間的電弧熄滅，主要靠弧隙介質(zhì)絕緣強(qiáng)度的恢復(fù)和弧隙電壓的恢復(fù)。弧隙介質(zhì)絕緣強(qiáng)度的提高，有利于去游離過程的加強(qiáng)，而弧隙電壓系指開關(guān)觸頭間的電壓。第30頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三開關(guān)設(shè)備滅弧的主要方式有：速拉滅弧冷卻滅弧吹弧滅弧窄縫滅弧——迫使電弧在固體介質(zhì)形成的窄縫中燃燒，強(qiáng)化電弧的散熱，同時(shí)加強(qiáng)介質(zhì)表面帶電質(zhì)點(diǎn)的復(fù)合。長弧切短滅弧粗弧分細(xì)滅弧真空環(huán)境滅弧六氟化硫滅弧第31頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三4.3.2高電壓斷路器

高壓斷路器（high-voltagecircuit-breaker）是6kV及其以上電壓等級(jí)供電系統(tǒng)中的重要開關(guān)設(shè)備，文字符號(hào)為QF，固定式斷路器的圖形符號(hào)為，移出式斷路器的圖形符號(hào)為。1.斷路器的類型高壓斷路器依滅弧室內(nèi)滅弧介質(zhì)的差異劃分為少油斷路器、六氟化硫（SF6）斷路器及真空斷路器等類別。高壓斷路器的型號(hào)標(biāo)示及其含義如圖4-12所示。第32頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三

高壓斷路器的主要技術(shù)指標(biāo)有：額定電壓、額定電流、開斷電流、極限通過電流峰值、熱穩(wěn)定電流（包括相應(yīng)時(shí)間）、固有分閘時(shí)間及合閘動(dòng)作時(shí)間等。作為高壓斷路器重要部件的操動(dòng)機(jī)構(gòu)有電磁與彈簧等不同類別。

各類斷路器的固有分閘時(shí)間約為0.06s，合閘動(dòng)作時(shí)間約為0.2s。第33頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三2.各類型斷路器（1）少油斷路器

第34頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三（2）真空斷路器真空斷路器的觸頭置于真空度為10－5毫米汞柱以上的空間中，是實(shí)現(xiàn)供電設(shè)備無油化的典型設(shè)備。真空斷路器觸頭所在的真空滅弧室內(nèi)不存在氣體游離現(xiàn)象，所以觸頭斷開時(shí)很難產(chǎn)生電弧。但在感性回路中的滅弧速度越快即斷流速度di/dt越高，系統(tǒng)中電感元件兩端的電壓uL=Ldi/dt越高。迅速滅弧造成的電感元件過電壓是系統(tǒng)中典型內(nèi)部過電壓，因此真空斷路器內(nèi)的真空度不宜過高。這樣，可在觸頭斷開時(shí)產(chǎn)生少許“真空電弧”，且能使其在電流第一次過零時(shí)熄滅。圖4-14及圖4-15分別示出真空斷路器的外形結(jié)構(gòu)與滅弧室結(jié)構(gòu)。第35頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三第36頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三12kV真空斷路器

40.5kV真空斷路器

戶內(nèi)第37頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三ZN28A-12系列戶內(nèi)交流高壓真空斷路器第38頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三

（3）六氟化硫斷路器六氟化硫（SF6）斷路器是利用六氟化硫氣體作絕緣與滅弧介質(zhì)的斷路器。其缺點(diǎn)是加工精度要求高、密封性能要求嚴(yán)且價(jià)格昂貴。

252kVSF6斷路器第39頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三LW8-40.5型戶外交流高壓六氟化硫斷路器第40頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三252kVSF6斷路器第41頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三126kVSF6斷路器

第42頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三

交流或直流電源均可，需要較小的合閘功率，但彈簧就位需要一定時(shí)間。彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)直流電源操作，需要較大合閘功率，合閘時(shí)間較短。各類斷路器的分閘或合閘動(dòng)作需要相應(yīng)的操動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，而操動(dòng)機(jī)構(gòu)又分為電磁型及彈簧（儲(chǔ)能）型，均可手動(dòng)或自動(dòng)分閘與合閘。第43頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三3.斷路器的選擇斷路器的選擇可參考4.1節(jié)給出的相關(guān)項(xiàng)目，具體包括額定電壓、額定電流、開斷電流、動(dòng)穩(wěn)定（短路沖擊電流）與熱穩(wěn)定（短路電流平方與假象時(shí)間的乘積）等5項(xiàng)指標(biāo)。第44頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三

例4-2某35kV戶內(nèi)型變電站主變壓器為35/10.5kV、10000kVA，變壓器二次側(cè)出口處最大三相短路電流為16.5kA，繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為1.1s。試選擇變壓器二次側(cè)出口斷路器。解：作為戶內(nèi)變電站設(shè)備且無特殊要求，可選戶內(nèi)型真空斷路器，斷路器額定電流應(yīng)不小于變壓器二次側(cè)額定電流：斷路器承受的短路沖擊電流第45頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三根據(jù)附表-4中斷路器的額定電壓與額定電流指標(biāo)，可初選ZN2-10/630-11.6型斷路器，該型斷路器的開斷電流不滿足系統(tǒng)的最大短路電流要求。因此，斷路器需向上取一檔，其型號(hào)為ZN3-10/1000-20。

表4-5

例4-2所選斷路器的參數(shù)指標(biāo)校核表序號(hào)ZN3-10/1000-20的設(shè)備指標(biāo)選擇

要求安裝位置的系統(tǒng)要求結(jié)論項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)110kV≥10kV合格21000A≥550A合格320kA≥16.5kA合格450kA≥42.1kA合格5202×4=1600kA2s≥16.52×（1.1+0.1）=327kA2s合格第46頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三4.3.3高壓隔離開關(guān)高壓隔離開關(guān)（high-voltagedisconnector）的文字符號(hào)為QS，固定式隔離開關(guān)的圖形符號(hào)為，移出式隔離開關(guān)的圖形符號(hào)為。隔離開關(guān)不設(shè)滅弧裝置，幾乎沒有斷弧能力，不允許帶負(fù)荷操作，而僅可斷開特定的小電流。有一類特殊隔離開關(guān)的一側(cè)觸頭固定接地，故稱為接地開關(guān)（或接地刀閘）。接地開關(guān)的作用是使不帶電設(shè)備或線路可靠接地，以防止誤操作對(duì)設(shè)備或線路充電帶來的電擊事故。第47頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三GW5－126型隔離開關(guān)

GW4－126型隔離開關(guān)

第48頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三隔離開關(guān)第49頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三設(shè)備或線路開始檢修之前，應(yīng)首先用斷路器分?jǐn)嚯娐?，用開斷隔離開關(guān)形成明顯斷開點(diǎn)，再閉合接地開關(guān)使其接地；設(shè)備或線路檢修結(jié)束之后，需先開斷接地開關(guān)以取消接地，閉合隔離開關(guān)以消除明顯斷開點(diǎn)，再用斷路器閉合電路。高壓隔離開關(guān)的型號(hào)標(biāo)示及其含義如圖4-17所示。第50頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三選擇隔離開關(guān)時(shí)不僅需要滿足其額定電壓與額定電流的要求，還需要進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定與熱穩(wěn)定校核，只是無需考慮斷流能力。例4-3按照例4-2給出的系統(tǒng)條件，選擇戶內(nèi)隔離開關(guān)。解：查附表-5可知應(yīng)選的隔離開關(guān)為GN8-10T/600型。選擇及校驗(yàn)數(shù)據(jù)見表4-6。第51頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三表4-6

例4-3所選隔離開關(guān)的參數(shù)指標(biāo)校核表序號(hào)GN8-10T/600的設(shè)備指標(biāo)選擇

要求安裝位置的系統(tǒng)要求結(jié)論項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)110kV≥10kV合格2600A≥550A合格352kA≥42.1kA合格4202×5=2000kA2s≥16.52×（1.1+0.1）=327kA2s合格第52頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三4.3.4高壓負(fù)荷開關(guān)

高壓負(fù)荷開關(guān)（high-voltageloadswitch）的文字符號(hào)為QL，圖形符號(hào)為。與斷路器相比，負(fù)荷開關(guān)具有空氣、真空及六氟化硫等形式的簡單滅弧裝置，具有通斷負(fù)荷電流及過負(fù)荷電流的能力，但尚未達(dá)到切斷短路電流的水平。與隔離開關(guān)相似，負(fù)荷開關(guān)的觸頭斷開時(shí)將形成明顯可見的斷開間隙。負(fù)荷開關(guān)較斷路器更適用于操作頻繁的工作環(huán)境，其型號(hào)的含義如圖4-20所示。第53頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三完整的負(fù)荷開關(guān)裝置一般總是配有熔斷器，以切除短路電流。在選擇高壓負(fù)荷開關(guān)時(shí)，首先需要考慮額定電壓與額定電流指標(biāo)，隨后需要校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定與熱穩(wěn)定指標(biāo)。由于負(fù)荷開關(guān)的最大切除電流為過負(fù)荷電流，還需校核其切斷過負(fù)荷電流的能力。負(fù)荷開關(guān)配有熔斷器時(shí)，尚需校核熔斷器的斷流能力。第54頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三4.3.5高電壓熔斷器高壓熔斷器（high-voltagefuse）的文字符號(hào)為FU，圖形符號(hào)為。熔斷器是最原始、最簡單的自毀式電流保護(hù)裝置，當(dāng)熔體中流過的電流超過特定數(shù)值及一定時(shí)段而使熔體熔化時(shí)，電流即被切斷。熔斷器切斷的電流可以是短路電流，也可以是過負(fù)荷電流。高壓熔斷器主要分為戶內(nèi)用RN系列、戶外用RW系列及并聯(lián)電容器保護(hù)用系列，高壓熔斷器型號(hào)的含義如圖4-22所示。第55頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三1.戶內(nèi)型高壓熔斷器戶內(nèi)型高壓熔斷器的常用類型有RN1及RN2兩種，額定電壓有6kV、10kV及35kV三級(jí)。RN1型額定電流可達(dá)100A，可用于站用變壓器的短路保護(hù)。RN2型的額定電流為0.5A，可用于電壓互感器的短路保護(hù)。

限流型熔斷器在切斷短路電流時(shí)可能造成系統(tǒng)中感性元件產(chǎn)生內(nèi)過電壓，故熔斷器額定電壓必須與系統(tǒng)工作電壓相符，而不得高于系統(tǒng)工作電壓。例如，10kV限流熔斷不能用于6kV系統(tǒng)。第56頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三圖4-24示出的熔管內(nèi)部結(jié)構(gòu)表明，過負(fù)荷電流或短路電流通過熔管時(shí)，工作熔體首先熔斷，指示熔體隨后熔斷，熔斷指示器隨即被彈簧推出以作熔斷標(biāo)示。由于該型熔斷器的滅弧能力很強(qiáng)，能夠在短路后不到半個(gè)周期即短路電流尚未達(dá)到?jīng)_擊電流值時(shí)已將電弧熄滅，故稱為“限流”型熔斷器。第57頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三2.戶外型高壓熔斷器戶外型熔斷器因其采用跌落工作模式又稱為跌落開關(guān)，其圖形符號(hào)為，主要應(yīng)用于10kV線路及小型變壓器的短路及過電流保護(hù)。該熔斷器具有手動(dòng)切合操作結(jié)構(gòu)，可手動(dòng)切合空載線路、空載變壓器等小負(fù)荷電流。第58頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三RW3－10戶外高壓跌落式熔斷器第59頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三3.高壓熔斷器的選擇<1>線路保護(hù)用熔斷器的選擇線路保護(hù)用熔斷器的選擇應(yīng)滿足：熔斷器額定電壓等于線路額定電壓，即熔體額定電流不小于線路計(jì)算電流，即熔斷器額定電流不小于熔體額定電流，即第60頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三線路保護(hù)用熔斷器的尚需校核開斷電流。RN1等限流型熔斷器的最大開斷電流應(yīng)大于被保護(hù)線路首端最大三相短路電流：RW4等非限流型熔斷器的開斷電流上限應(yīng)大于被保護(hù)線路首端最大三相短路沖擊電流有效值：

根據(jù)有效保護(hù)原則，戶內(nèi)型熔斷器的最小開斷電流（或稱開斷電流下限）應(yīng)小于被保護(hù)線路末端可能發(fā)生的最小兩相直接短路電流：第61頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三<2>站用變壓器保護(hù)用熔斷器的選擇考慮變壓器的正常過負(fù)荷電流、負(fù)荷尖峰電流及充電勵(lì)磁涌流等因素，站用變壓器高壓側(cè)保護(hù)用熔斷器熔體的額定電流與站用變一次側(cè)額定電流之間應(yīng)有如下關(guān)系:

～<3>電壓互感器保護(hù)用熔斷器的選擇電壓互感器并未串聯(lián)于系統(tǒng)主回路，其一、二次電流很小，故可選用熔體額定電流為0.5A的RN2型專用熔斷器。第62頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三4.3.6高壓開關(guān)配合

供電系統(tǒng)中各類開關(guān)設(shè)備的共同特征主要包括斷流能力、操作方式與開關(guān)間隙三個(gè)方面。其中，斷流能力包括：變壓器的空載勵(lì)磁電流或線路的空載電容電流、正常運(yùn)行的負(fù)荷電流、非常運(yùn)行的過載電流、系統(tǒng)故障的短路電流等四個(gè)水平。供電系統(tǒng)中沒有一類開關(guān)設(shè)備能獨(dú)立地控制與自動(dòng)完成對(duì)上述四個(gè)水平電流的切除，并形成明顯可見的開關(guān)間隙。因此四類不同的開關(guān)設(shè)備總需要配合工作。第63頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三1.斷路器與隔離開關(guān)組合斷路器與隔離開關(guān)在斷流能力、操控靈活及開關(guān)間隙方面的功能呈現(xiàn)充分互補(bǔ)性，因此系統(tǒng)中常出現(xiàn)斷路器與隔離開關(guān)的配合。2.負(fù)荷開關(guān)與熔斷器組合

熔斷器補(bǔ)充了負(fù)荷開關(guān)不能切除短路電流的缺陷，負(fù)荷開關(guān)又彌補(bǔ)了熔斷器不能切合負(fù)荷與開關(guān)間隙的不足，因此系統(tǒng)中也常出現(xiàn)熔斷器與負(fù)荷開關(guān)的配合。第64頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三3.桿上變電站的電器配合

跌落式熔斷器第65頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三表4-7各類開關(guān)設(shè)備的性能價(jià)格比較

切空載電流切負(fù)載電流切過載電流切短路電流明顯斷點(diǎn)斷流速度設(shè)備價(jià)格斷路器☆☆☆☆-較慢最高負(fù)荷開關(guān)☆☆☆-☆較高隔離開關(guān)☆---☆較低熔斷器--☆☆-較快最低4.不同組合方式的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較

第66頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三4.4兩類型互感器

由于供電系統(tǒng)具有高電壓與大電流特征，對(duì)于系統(tǒng)參數(shù)的檢測無法直接進(jìn)行，故而需要降壓及減流的互感器設(shè)備。兩類互感器主要包括以下三大功能：<1>利用特殊變壓器的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)間的電隔離。<2>電壓互感器的標(biāo)準(zhǔn)二次側(cè)電壓與電流互感器的標(biāo)準(zhǔn)二次側(cè)電流，實(shí)現(xiàn)了降壓與減流功能，并為二次系統(tǒng)的測量、計(jì)量、保護(hù)及控制回路提供標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，以便實(shí)現(xiàn)二次系統(tǒng)的各類電氣裝置標(biāo)準(zhǔn)化。<3>特殊的零序互感器，可以得到系統(tǒng)的零序電壓或零序電流，以配合零序保護(hù)的實(shí)現(xiàn)。第67頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三4.4.1電流互感器

電流互感器（currenttransformer）簡稱CT，其文字符號(hào)為TA，圖形符號(hào)為，用于為計(jì)量、測量、保護(hù)及控制等二次回路提供電流信號(hào)。或0.4kV低壓配電出線的測量也需電流互感器。電流互感器的一次繞組匝數(shù)極少甚至只是一棵導(dǎo)線，因其二次負(fù)荷阻抗很小，工作時(shí)的二次繞組近似于短路狀態(tài)。第68頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三

電流互感器一次側(cè)額定電流與二次側(cè)額定電流之比稱為電流互感器變流比1.電流互感器的種類與型號(hào)

電流互感器根據(jù)絕緣介質(zhì)可分為油浸及環(huán)氧樹脂澆注等形式，按安裝位置可分為戶內(nèi)型與戶外型，按額定電壓可分為不同電壓等級(jí)，按一次繞組匝數(shù)可分為單匝式（包括母線式、芯柱式、套管式）與多匝式（包括線圈式、繞環(huán)式、串聯(lián)式），按用途可分為測量、計(jì)量與保護(hù)等類別。第69頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三第70頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三

2.電流互感器的各主要參數(shù)<1>額定電壓電流互感器的額定電壓系指電流互感器一次繞組的額定工作電壓。<2>額定電流電流互感器的一次側(cè)額定電流有20、30、40、50、75、100、150、200、300、400、500、750、1000、1500、2000（A）等多個(gè)等級(jí)，而二次額定電流一般僅有5A一個(gè)等級(jí)。第71頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三<3>準(zhǔn)確度等級(jí)電流互感器的準(zhǔn)確度系指：當(dāng)二次負(fù)荷為25～100%額定值，功率因數(shù)為0.8，“電流（幅值）誤差”和“（電流）相位誤差”不超過規(guī)定限值時(shí)的設(shè)備準(zhǔn)確度等級(jí)。計(jì)量與測量用互感器分為0.2、0.5、1、3、10等五個(gè)電流誤差等級(jí)，計(jì)量用精度較高而測量用精度較低，保護(hù)用互感器分為5P、10P兩個(gè)“復(fù)合誤差等級(jí)”。電流互感器的二次電流對(duì)一次電流的變換誤差包括電流比值誤差與相位分度誤差兩個(gè)方面，復(fù)合誤差為此兩項(xiàng)誤差的均方根第72頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三<4>線圈鐵心特性<5>額定二次負(fù)荷額定二次側(cè)負(fù)荷也常用額定二次側(cè)阻抗表征。<6>動(dòng)熱穩(wěn)定電流倍數(shù)3.電流互感器各種接線方式電流互感器一般具有圖4-31所示五種不同接線方式，其簡圖形式也分別視于圖中，其中的前三種形式針對(duì)分相電流，后兩種形式針對(duì)零序電流。各種接線方式的特點(diǎn)如下：第73頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三<1>一相式接線一相式接線如圖4-31（a）所示，也稱為一相一繼電器接線。一般在B相安裝一個(gè)單相電流互感器，該方式用于線路負(fù)荷電流的測量，或線路過負(fù)荷電流的保護(hù)。第74頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三<2>兩相式接線測量三相電流、三相功率及三相電能，并可用于三段式電流保護(hù)，以針對(duì)相間短路。<3>三相式接線三相式接線如圖4-31（c）所示，可用于配電系統(tǒng)的計(jì)量與測量，或用于供電系統(tǒng)的線路、母線或變壓器的電流差動(dòng)保護(hù)。第75頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三<4>線式零序接線線式分相零序接線如圖4-31（d）所示。于分相線路的零序電流保護(hù)，以針對(duì)單相接地的故障或事故。<5>纜式零序接線纜式三相零序接線如圖4-31（e）所示,也稱電纜零序接線。該電流互感器稱為零序電流互感器，該接線方式可用于電纜結(jié)構(gòu)的零序電流保護(hù)，以針對(duì)接地的故障或事故。第76頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三4.電流互感器工作注意事項(xiàng)<1>電流互感器的二次側(cè)不允許開路<2>電流互感器的二次繞組必須接地<3>電流互感器的接線極性必須正確5.電流互感器的選擇<1>根據(jù)工作環(huán)境與額定值進(jìn)行選擇<2>根據(jù)準(zhǔn)確度進(jìn)行選擇計(jì)量用互感器一般選0.2～0.5級(jí)，測量用互感器一般為1～3級(jí)，保護(hù)用互感器一般用5P級(jí)或10P級(jí)。第77頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三也可依據(jù)互感器的熱穩(wěn)定電流與熱穩(wěn)定時(shí)間，

電流互感器的熱穩(wěn)定校驗(yàn)可依據(jù)互感器的熱穩(wěn)定電流倍數(shù)與熱穩(wěn)定時(shí)間,即

<3>互感器的動(dòng)穩(wěn)定與熱穩(wěn)定校核電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)可依據(jù)互感器的動(dòng)穩(wěn)定電流倍數(shù)，即也可依據(jù)互感器的動(dòng)穩(wěn)定電流即

6.電流互感器的額定負(fù)荷及校驗(yàn)第78頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三4.4.2電壓互感器

電壓互感器（potentialtransformer）簡稱PT，文字符號(hào)為TV，圖形符號(hào)為，用于為計(jì)量、測量、保護(hù)及控制等二次回路提供電壓信號(hào)，也可兼作配電站的交流操作電源。

因負(fù)荷阻抗很大，工作時(shí)的二次側(cè)繞組近似于開路狀態(tài)。

電壓互感器一次側(cè)額定電壓與二次側(cè)額定電壓之比稱為電壓互感器變壓比

第79頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三1.電壓互感器的類型與型號(hào)

第80頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三<2>準(zhǔn)確度等級(jí)一次電壓從額定值的90%至110%變化，且負(fù)荷功率因數(shù)為0.8時(shí)，電壓互感器產(chǎn)生的變壓誤差限值稱為電壓互感器的準(zhǔn)確度。計(jì)量、測量與控制用互感器的準(zhǔn)確度為0.2、0.5、1.0與3.0四個(gè)等級(jí)，保護(hù)用互感器為3P與6P兩個(gè)等級(jí)。2.電壓互感器的各主要參數(shù)<1>額定電壓電壓互感器的額定電壓系指互感器一次繞組的工作電壓，二次側(cè)額定電壓一般為100V。<3>額定容量

電壓互感器的額定容量系指在額定的一次電壓及二次負(fù)荷功率因數(shù)下，相應(yīng)準(zhǔn)確度等級(jí)所允許的最大二次負(fù)荷容量。

第81頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三3.電壓互感器各種接線方式電壓互感器四種接線方式如圖4-35所示。第82頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三<1>一相式接線一相式接線采用一個(gè)單相電壓互感器，用于單個(gè)線電壓的測量，或?yàn)槭嚎刂铺峁┬盘?hào)。<2>兩相式接線兩相式接線又稱V-V形接線，采用兩個(gè)單相電壓互感器，可提供全部三個(gè)線電壓但無相電壓，且輸出容量僅為兩臺(tái)電壓互感器容量之和的86%。兩相式電壓互感器可用于供電系統(tǒng)的電能計(jì)量或電壓測量。（末端）第83頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三<4>開口三角形接線其中，一個(gè)低壓二次繞組為連接，提供三個(gè)相電壓與三個(gè)線電壓；另一低壓二次繞組成開口三角形連接，可提供零序電壓，故稱為零序電壓互感器，用于零序電壓保護(hù)。<3>三相式接線采用三相電壓互感器，可提供三個(gè)相電壓與三個(gè)線電壓。三相式電壓互感器可用于電壓的測量。（首端）第84頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三4.電壓互感器工作注意事項(xiàng)

<1>電壓互感器的一、二次側(cè)均不允許短路電壓互感器的一次與二次回路均需裝設(shè)熔斷器以防止短路。<2>電壓互感器的二次側(cè)必須一端接地為防止互感器一、二次繞組間的絕緣被擊穿時(shí)二次側(cè)電壓的上升，電壓互感器二次繞組及外殼必須接地，通常是將公共端接地。<3>電壓互感器的接線極性必須正確電壓互感器的接線方式表明，互感器一、二次繞組同名端極性的連接必須正確，否則將造成二次回路電壓的混亂，保護(hù)動(dòng)作的混亂。第85頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三5.電壓互感器的選擇與校驗(yàn)由于電壓互感器并聯(lián)于主回路，并無短路電流穿過，無需校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定及熱穩(wěn)定。電壓互感器的選擇與校驗(yàn)僅包括：<1>按照設(shè)置環(huán)境及工作要求選擇型號(hào)。<2>互感器額定電壓應(yīng)不低于相應(yīng)位置的額定電壓。<3>按照要求選擇準(zhǔn)確度并校驗(yàn)二次負(fù)荷容量。第86頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三4.5母線與絕緣子4.5.1站用匯流母線變電站中的母線是進(jìn)行電流匯集與分配的裸導(dǎo)體，也稱為母排或匯流排，可以并接大量的其它電器設(shè)備。

第87頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三

各相裸母線間的絕緣由電壓等級(jí)決定的安裝間距加以保證，無需選擇母線的額定電壓,但尚需選擇母線的截面，并校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定與熱穩(wěn)定。<1>母線截面選擇按照計(jì)算電流選擇母線截面時(shí)，要求母線允許載流量不小于流過母線的最大長期工作電流，即<2>動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)第88頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三<3>熱穩(wěn)定性校驗(yàn)?zāi)妇€的熱穩(wěn)定性校驗(yàn)，應(yīng)保證母線截面大于最小熱穩(wěn)定截面，即4.5.2支柱式絕緣子

第89頁，共100頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)58分，星期三

支柱式絕緣子應(yīng)根據(jù)安裝場所與額定電壓進(jìn)行選擇，并應(yīng)根據(jù)短路電流產(chǎn)生的電動(dòng)