變電站電氣設(shè)備-課件

變電站電氣設(shè)備-課件第一頁，共110頁。變電站

電氣設(shè)備

第二頁，共110頁。第1章

電力系統(tǒng)的基本概念了解我國電力工業(yè)發(fā)展概況掌握電力系統(tǒng)的基本概念了解變電站的常見類型了解常用電氣設(shè)備掌握額定電壓的確定方法第三頁，共110頁。電力系統(tǒng)=發(fā)電廠+變電站+輸電線路+用戶兩大電網(wǎng)公司：國家電網(wǎng)公司和中國南方電網(wǎng)有限公司電力系統(tǒng)的發(fā)展方向：大容量，超高壓，遠(yuǎn)距離基本概念第四頁，共110頁。變電站的類型樞紐變電站：樞紐變電站位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)，電壓等級(jí)一般為330kV以上，連接多個(gè)電源，出現(xiàn)回路多，變電容量大；全站停電后將造成大面積停電或系統(tǒng)瓦解。中間變電站：中間變電站位于系統(tǒng)主干環(huán)行線或系統(tǒng)主干線的接口處，電壓等級(jí)一般為330——220kV，匯集2~3個(gè)電源和若干線路。地區(qū)變電站：地區(qū)變電站是某個(gè)地區(qū)和某個(gè)城市的主要變電站，電壓等級(jí)一般為220kV。企業(yè)變電站：企業(yè)變電站是大、中型企業(yè)的專用變電站，電壓等級(jí)35——220kV，1~2回進(jìn)線。終端變電站：終端變電站位于配電線路的終端，接近負(fù)荷處，高壓側(cè)10——kV引入線，經(jīng)降壓后向用戶供電。第五頁，共110頁。水電廠核電廠工廠電氣化鐵路風(fēng)力發(fā)電機(jī)變電所居民終端變電所220kV110kV火電廠樞紐變電站110kV第六頁，共110頁。變電站的電氣設(shè)備及運(yùn)行一次系統(tǒng)二次系統(tǒng)一次系統(tǒng):構(gòu)成電能生產(chǎn)、輸送、分配和使用的系統(tǒng)，稱為一次系統(tǒng)。二次系統(tǒng):對(duì)一次系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)、監(jiān)控、測量、控制的系統(tǒng)，稱為二次系統(tǒng)。電氣一次系統(tǒng)的設(shè)備稱為一次設(shè)備，電氣二次系統(tǒng)的設(shè)備，稱為二次設(shè)備。電氣設(shè)備一次設(shè)備二次設(shè)備系統(tǒng)第七頁，共110頁。電氣一次設(shè)備①生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備②開關(guān)電器。用來接通或斷開電路。③限流電器④載流導(dǎo)體⑤補(bǔ)償設(shè)備⑥儀用互感器⑦防御過電壓設(shè)備⑧絕緣子⑨接地裝置變電站的電氣設(shè)備及運(yùn)行第八頁，共110頁。電氣二次設(shè)備①測量表計(jì)：電壓表，電流表，電能表，錄波器等②繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置：各種繼電器、自動(dòng)裝置③操作電器：各類型的操作把手、按鈕等，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的操作控制。④直流電源設(shè)備：蓄電池組、直流發(fā)電機(jī)等，共給控制、保護(hù)用的直流電源及廠用直流負(fù)荷。變電站的電氣設(shè)備及運(yùn)行第九頁，共110頁。變電站的電氣設(shè)備及運(yùn)行電氣設(shè)備的額定參數(shù)一、電氣設(shè)備的額定電壓額定電壓就是國家規(guī)定的電氣設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的電壓等級(jí)，是電氣設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)所依據(jù)的電壓值。在這一電壓下工作時(shí)，電氣設(shè)備的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能能夠達(dá)到最佳狀態(tài)，保證可靠長期運(yùn)行。第一類額定電壓是指100伏及以下的額定電壓第二類額定電壓是指100～1000伏之間的額定電壓額定電壓為1000伏以下電氣設(shè)備稱為低壓設(shè)備，1000伏及以上的電氣設(shè)備稱為高壓設(shè)備。第三類額定電壓是指1000伏及其以上的電壓等級(jí)。第十頁，共110頁。變電站的電氣設(shè)備及運(yùn)行一般我們習(xí)慣上稱將3千伏～35千伏稱為中壓110千伏、220千伏稱為高壓330千伏、500千伏稱為超高壓700千伏、1000千伏稱為特高壓220/380伏為低壓第十一頁，共110頁。變電站的電氣設(shè)備及運(yùn)行我國采用的周圍介質(zhì)額定溫度如下：①電力變壓器和大部分電器(如斷路器、隔離開關(guān)、互感器等)的額定周圍空氣溫度取為40℃。②敷設(shè)在空氣中的母線、電纜和絕緣導(dǎo)線等為25℃。③埋設(shè)地下的電力電纜的額定泥土溫度為25℃。二、電氣設(shè)備的額定電流電氣設(shè)備的額定電流是指周圍介質(zhì)在額定環(huán)境溫度時(shí)，其絕緣和載流導(dǎo)體及其連接的長期發(fā)熱溫度不超過極限值所允許長期通過的最大電流值。第十二頁，共110頁。變電站的電氣設(shè)備及運(yùn)行額定容量的規(guī)定條件與額定電流相同。變壓器額定容量用視在功率(kVA)表示；發(fā)電機(jī)的原動(dòng)機(jī)只能提供有功功率，所以一般以有功功率(kW)表示；當(dāng)其額定容量用視在功率表示時(shí)，需表明功率因數(shù)。電動(dòng)機(jī)也多用有功功率表示。三、電氣設(shè)備的額定容量第十三頁，共110頁。變電站一次電氣設(shè)備變壓器母線高壓斷路器隔離開關(guān)電流互感器電壓互感器避雷器電抗器高壓電容器變電站其他設(shè)備第十四頁，共110頁。某220kV變電站SFSZ9-220/120000主變壓器電氣符號(hào)：TM主變壓器在輸變電網(wǎng)絡(luò)中承擔(dān)變換電壓等級(jí)的作用，利用電磁感應(yīng)的原理來改變交流電壓，升壓變壓器將低電壓變換成能遠(yuǎn)距離輸送的高電壓，降壓變壓器將高電壓變換成各級(jí)用戶所需的低電壓。變壓器瓷套管硬母線第十五頁，共110頁。220kV母線型號(hào)LGJ-300/20電氣符號(hào)：WB母線將各個(gè)電氣間隔共同連接，其作用是匯集、分配和傳送電能，使停送電操作靈活，并可方便母線上所連接的各個(gè)電氣設(shè)備檢修與投運(yùn)。220kv母線龍門架第十六頁，共110頁。220kV高壓斷路器型號(hào)HPL-245E1電氣符號(hào)：QF高壓斷路器用來開斷電力系統(tǒng)正常時(shí)的負(fù)荷電流和空載電流，還可以與繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置配合，快速切斷短路電流。操作機(jī)構(gòu)箱滅弧室第十七頁，共110頁。220kV隔離開關(guān)型號(hào)GW23A-252DW電氣符號(hào)：QS造成明顯斷開點(diǎn)，為設(shè)備檢修創(chuàng)造可靠條件。無滅弧裝置，所以不能開斷負(fù)荷電流和故障電流。支柱絕緣子隔離開關(guān)靜觸頭隔離開關(guān)動(dòng)觸頭三相聯(lián)動(dòng)桿第十八頁，共110頁。220kV電流互感器型號(hào)LB6-220電氣符號(hào)：TA電流互感器起到變流和電氣隔離作用。便于二次儀表測量需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流。它是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路電流信息的傳感器，將高電流按比例轉(zhuǎn)換成低電流。支柱絕緣子第十九頁，共110頁。110kV母線電壓互感器型號(hào)JDCF-110W電氣符號(hào)：TV母線電壓互感器把高電壓按比例關(guān)系變換成100V或更低等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)二次電壓，供保護(hù)、計(jì)量、儀表裝置使用。同時(shí)電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離，并使二次設(shè)備簡單化。第二十頁，共110頁。220kV氧化鋅避雷器型號(hào)Y10W-200/520電氣符號(hào)：F氧化鋅避雷器利用氧化鋅良好的非線性伏安特性，使在正常工作電壓時(shí)流過避雷器的電流極?。ㄎ不蚝涟布?jí)）；當(dāng)過電壓作用時(shí)，電阻急劇下降，泄放過電壓的能量，達(dá)到保護(hù)的效果。均壓環(huán)避雷器本體第二十一頁，共110頁。10kV電容器成套裝置電容器型號(hào)BAMH212/√3-6000-1*3W串聯(lián)電抗器型號(hào)CKDGKL-10-120/415.7-6W電容器組用于補(bǔ)償電力系統(tǒng)感性負(fù)荷的無功功率，以提高功率因數(shù)，改善電壓質(zhì)量，降低線路損耗。成套裝置中的電抗器可限制合閘涌流和高次諧波。集合式電容器第二十二頁，共110頁。電抗器型號(hào)電抗器在電網(wǎng)中可以限制短路電流和高次諧波，維持母線有較高殘壓，圖中所示的是母線串聯(lián)電抗器，作用主要是限制主變低壓側(cè)母線短路電流對(duì)主變繞組的沖擊。電抗器B相油浸式電抗器第二十三頁，共110頁。220kV高頻阻波器型號(hào)XZK-1000-1.0/31.5-B5

高頻成套設(shè)備的組成之一。線路阻波器是串聯(lián)在電力輸電線上的重要設(shè)備，它為利用電力線傳送高頻保護(hù)和載波系統(tǒng)的分流信號(hào)構(gòu)成通道；阻止高頻信號(hào)向分支線傳送，并抑制變電站對(duì)載波系統(tǒng)的分流影響，同時(shí)正常地轉(zhuǎn)送工頻電流。第二十四頁，共110頁。220kV耦合電容器型號(hào)WCC220-5H高頻成套設(shè)備的組成之一。利用電容元件Zc=1/2πfc的通高頻、阻工頻特性，使強(qiáng)電和弱電通過電容器耦合并隔離，提供高頻信號(hào)通路，阻止工頻電流進(jìn)入弱電系統(tǒng)，保證人身安全。帶有電壓抽取裝置的耦合電容器還可抽取工頻電壓供保護(hù)及重合閘使用。220kV結(jié)合濾波器型號(hào)JL-400-5-B8Z高頻成套設(shè)備的組成之一。與耦合電容器配合使高壓強(qiáng)電與高頻設(shè)備進(jìn)一步隔離，并抑制其它頻率信號(hào)的干擾，又能使高頻通路的輸入阻抗與高頻電纜的輸入阻抗相匹配，以利于高頻信號(hào)的傳輸。耦合電容器結(jié)合濾波器第二十五頁，共110頁。220kV母線電壓互感器型號(hào)JDCF-220W2電氣符號(hào)：TV母線電壓互感器把高電壓按比例關(guān)系變換成100V或更低等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)二次電壓，供保護(hù)、計(jì)量、儀表裝置使用。同時(shí)電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離，并使二次設(shè)備簡單化。第二十六頁，共110頁。第2章

電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式了解中性點(diǎn)運(yùn)行方式的意義及類別掌握中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式的特點(diǎn)及應(yīng)用了解中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地及直接接地運(yùn)行方式的特點(diǎn)及應(yīng)用。第二十七頁，共110頁?；靖拍?、電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)是指三相系統(tǒng)做星形連接的變壓器和發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)。2、運(yùn)行方式共三種：

中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地運(yùn)行方式中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行方式前兩種接地系統(tǒng)統(tǒng)稱為-小接地電流系統(tǒng)后一種接地系統(tǒng)又稱為-大接地電流系統(tǒng)3、分析中性點(diǎn)運(yùn)行方式的目的：運(yùn)行方式的不同會(huì)影響運(yùn)行的可靠性、設(shè)備的絕緣、通信的干擾、繼電保護(hù)等第二十八頁，共110頁?；靖拍钇渲校篖為消弧線圈

Ck為第k條饋線對(duì)地電容

Cf為發(fā)生故障線對(duì)地電容第二十九頁，共110頁。2.1中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)假設(shè)條件C—各相對(duì)比地之間是空氣層，空氣是絕緣介質(zhì)，組成分散電容，又稱線路對(duì)地的分布電容。為了方便討論，認(rèn)為：

1、三相系統(tǒng)對(duì)稱（即電源中性點(diǎn)的電位為零）

2、對(duì)地分散電容用集中電容表示,相間電容不予考慮

3、假設(shè)三相系統(tǒng)完全對(duì)稱，則負(fù)荷電流、、對(duì)稱。

4、當(dāng)導(dǎo)線經(jīng)過完全換位后，Cu=Cv=Cw=C，則對(duì)地附加電容電流對(duì)稱

5、中性點(diǎn)與地電位一致第三十頁，共110頁。

分析當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)：電壓發(fā)生變化:故障相電壓下降（零）非故障相上升倍（線電壓）三相的線電壓仍保持對(duì)稱且大小不變，對(duì)接于線電壓的電力用戶并無影響第三十一頁，共110頁。絕緣水平按線電壓設(shè)計(jì)故障時(shí)，三相系統(tǒng)仍然對(duì)稱，可以繼續(xù)運(yùn)行2小時(shí)，以減少跳閘次數(shù)保證連續(xù)供電因存在接地容性電流，故在接地點(diǎn)有電弧結(jié)論第三十二頁，共110頁。2.2中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)問題的提出為什么要采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)？中性點(diǎn)不接地電力網(wǎng)發(fā)生接地故障時(shí)，仍可繼續(xù)運(yùn)行2h，但若接地電流值過大，會(huì)產(chǎn)生持續(xù)性電弧，危脅設(shè)備，甚至產(chǎn)生三相或二相短路。

所以若在接地處流過一個(gè)與接地電容電流相反的感性電流，減小接地電容電流，將有利于電弧的熄滅，因而出現(xiàn)了中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式。第三十三頁，共110頁。工作原理正常運(yùn)行時(shí)，中性點(diǎn)對(duì)地電壓為零，消弧線圈中沒有電流通過。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，中性點(diǎn)電位上升為相電壓，消弧線圈有電感電流通過，且與接地電容電流相互抵消，所以稱為電感電流對(duì)接地電容電流的補(bǔ)償?！呦【€圈為可調(diào)電感線圈∴電感電流I’L流過接地點(diǎn)，其總接電流I’地=I’L＋I(xiàn)’C調(diào)線圈匝數(shù)，使I’地=0∵I’L與I’C方向相反∴I’L起到抵消I’C的作用。第三十四頁，共110頁。補(bǔ)償方式及選用

1、全補(bǔ)償接地點(diǎn)電容電流為零（不采用）缺點(diǎn)：由IL=Ic，從設(shè)置消弧線圈的目的來看，此方式最為理想，但實(shí)際上是不允許的，因?yàn)槿舾锌古c容抗相等，滿足串聯(lián)諧振條件，容易因不對(duì)稱形成系統(tǒng)串聯(lián)諧振過電壓2、欠補(bǔ)償接地點(diǎn)為容性電流（少采用）缺點(diǎn)：易發(fā)展成為全補(bǔ)償方式3、過補(bǔ)償為感性電流(采用)在任何條件下都不會(huì)造成完全補(bǔ)償注意：電感電流數(shù)值不能過大第三十五頁，共110頁。2.3中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)工作原理隨著輸電電壓等級(jí)的增高和線路的增長，接地電流也隨之增大，中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式已經(jīng)不能滿足電力系統(tǒng)的需求。

針對(duì)這樣的情況，中性點(diǎn)可以采用直接接地的運(yùn)行方式，即中性點(diǎn)經(jīng)過非常小的電阻與大地連接。

這種接地方式在線路故障時(shí)，短路電流很大，繼電保護(hù)立即動(dòng)作，使斷路器斷開，迅速切除故障部分。第三十六頁，共110頁。優(yōu)點(diǎn)：

1、不外加設(shè)備即可消弧

2、故障時(shí)電壓不會(huì)升高，降低電網(wǎng)對(duì)地絕緣要求，節(jié)省造價(jià)缺點(diǎn)：

1、故障時(shí)必須斷開故障線路，供電可靠性降低改進(jìn)：裝自動(dòng)重合閘裝置、加備用電源

2、電流很大改進(jìn)：中性點(diǎn)經(jīng)電抗器接地或僅將系統(tǒng)中的部分變壓器中性點(diǎn)接地 3、短路電流大，電磁干擾也大

改進(jìn)：設(shè)計(jì)線路時(shí)電力線路在一定距離避免和通信線路平行，減少可能產(chǎn)生的電磁干擾第三十七頁，共110頁。2.4中性點(diǎn)經(jīng)低阻抗接地系統(tǒng)工作原理由于電纜線路對(duì)地電容較大，在以電纜為主體的35kV、10kV城市電網(wǎng)中，單相接地電容電流隨線路長度的增加而增加。采用消弧線圈補(bǔ)償?shù)姆绞胶茈y有效的滅弧。這時(shí)可采用經(jīng)低阻抗（單相接地故障瞬時(shí)跳閘）接地方式。

采用中性點(diǎn)經(jīng)低阻抗接地方式運(yùn)行時(shí)，為限制接地相回路的電流，減少對(duì)周圍通信線路的干擾，接地相電流應(yīng)限制在600~1000A范圍內(nèi)。第三十八頁，共110頁。應(yīng)用范圍110kv及以上——直接接地20~60kvI<10A——中性點(diǎn)不接地

I>10A——中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈3~10kvI<30A——中性點(diǎn)不接地

I>30A——中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈1kv及以下——直接接地第三十九頁，共110頁。第3章

高壓開關(guān)電器開關(guān)電器中電弧的產(chǎn)生和熄滅高壓斷路器高壓隔離開關(guān)第四十頁，共110頁。高壓開關(guān)電器①僅用來在正常工作情況下，斷開和閉合正常工作電流的開關(guān)電器，如高壓負(fù)荷開關(guān)。②僅用來斷開故障情況下的過負(fù)荷電流或短路電流的開關(guān)電器，如高壓熔斷器。③既用來斷開和閉合正常工作電流，也用來斷開和閉合過負(fù)荷電流或短路電流的開關(guān)電器，如高壓斷路器。④不要求斷開或閉合電流，只用來對(duì)被檢修的電氣設(shè)備隔離電壓的開關(guān)電器，如隔離開關(guān)等。第四十一頁，共110頁。3.1電弧的基本知識(shí)

電弧實(shí)際上也就是開關(guān)兩個(gè)觸頭之間空氣（或其它絕緣介質(zhì)）局部被擊穿，形成的一個(gè)氣體導(dǎo)電通道。一、什么是電弧開關(guān)電器是用來接通或開斷電路的電氣設(shè)備，在開關(guān)電器觸頭接通和份開時(shí)，觸頭間可能出現(xiàn)電弧。第四十二頁，共110頁。二、電弧的危害1.開關(guān)電器開斷電路時(shí)，觸頭雖已分開，但實(shí)際并未真正斷開。2.電弧溫度極高,很容易燒壞開關(guān)觸頭；觸頭附近的絕緣物也會(huì)遭受破壞；還會(huì)引起短路故障、開關(guān)電器爆炸、形成火災(zāi)等危害電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

3.電弧是一束能導(dǎo)電的氣體，它的質(zhì)量很輕，在電動(dòng)力、熱力作用下能迅速移動(dòng)、伸長、彎曲和變形，就很容易造成飛弧短路和傷人。第四十三頁，共110頁。三、熄滅交流電弧的方法

1.迅速拉長電?。禾岣邤嗦菲鞯姆珠l速度，采用多斷口結(jié)構(gòu)等。2.吹弧：利用氣體或絕緣油吹動(dòng)電弧，使電弧拉長、冷卻，這是高壓斷路器的主要熄弧手段。3.采用真空：減少碰撞游離的可能性，迅速恢復(fù)介質(zhì)絕緣強(qiáng)度。4.弧隙并聯(lián)電阻：主要用來提高斷路器的熄弧能力。通常在220千伏及以上線路斷路器上使用。5.提高弧隙介質(zhì)壓力：有利于加強(qiáng)正負(fù)離子復(fù)合。

第四十四頁，共110頁。四、高壓斷路器

（一）高壓斷路器的用途高壓斷路器在電網(wǎng)中起兩方面的作用：一是控制作用，即根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行的需要，將部分電氣設(shè)備或線路投入或退出運(yùn)行（開閉正常工作電流）；二是保護(hù)作用，即在電氣設(shè)備或電力線路發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)或自動(dòng)裝置發(fā)出跳閘信號(hào)，使斷路器斷開，將故障設(shè)備或線路從電網(wǎng)中迅速切除，確保電網(wǎng)中無故障部分的正常運(yùn)行（斷開短路電流）。第四十五頁，共110頁。（二）高壓斷路器的基本結(jié)構(gòu)

高壓斷路器的基本結(jié)構(gòu)：主要包括電路通斷元件、絕緣支撐元件、操動(dòng)機(jī)構(gòu)及基座等幾部分1-通斷元件；2-絕緣支撐元件；3-操動(dòng)機(jī)構(gòu)；4-基座斷路器基本結(jié)構(gòu)示意圖第四十六頁，共110頁。（三）高壓斷路器的類型

按安裝地點(diǎn)分戶外高壓斷路器戶內(nèi)高壓斷路器按滅弧介質(zhì)及滅弧原理六氟化硫（SF6）斷路器真空斷路器油斷路器壓縮空氣斷路器等。多油斷路器少油斷路器第四十七頁，共110頁。1.六氟化硫斷路器第四十八頁，共110頁。1—接線端子；2—絕緣筒(內(nèi)有氣缸和觸頭)；3—下接線端子；4—操動(dòng)機(jī)構(gòu)箱；5—小車；6—斷路彈簧SF6斷路器滅弧室結(jié)構(gòu)和工作示意圖1—靜觸頭；2—絕緣噴嘴；3—?jiǎng)佑|頭；4—?dú)飧?連同動(dòng)觸頭由操動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng))；5—壓氣活塞(固定)；6—電弧LN2-10型高壓SF6斷路器第四十九頁，共110頁。六氟化硫氣體的絕緣性能和滅弧性能比其它滅弧介質(zhì)明顯的優(yōu)越，六氟化硫斷路器的體積小、開斷容量大、開斷性能優(yōu)異、電壽命長、檢修間隔時(shí)間長（一般10年不檢修，有的還提出20年不檢修）、無噪音公害、無火災(zāi)危險(xiǎn)。特點(diǎn)第五十頁，共110頁。2.真空斷路器ZN28A-12戶內(nèi)交流高壓真空斷路器ZN12B型35kV戶內(nèi)真空斷路器第五十一頁，共110頁。第五十二頁，共110頁。常用的真空滅弧室陶瓷滅弧室

玻璃滅弧室

真空滅弧室由動(dòng)靜觸頭、屏蔽罩、波紋管、玻殼(玻璃、陶瓷或樹脂材料制成的外殼)等組成

第五十三頁，共110頁。第五十四頁，共110頁。真空斷路器的特點(diǎn)是動(dòng)作快、操作噪音小、無污染、電氣及機(jī)械壽命長、體積小、重量輕、能防火、防爆、檢修方便。適用于作發(fā)電廠、變電站等輸配電系統(tǒng)的控制或保護(hù)開關(guān)，尤其適用于開斷重要負(fù)荷及頻繁操作的場所。

特點(diǎn)第五十五頁，共110頁。3.油斷路器

油斷路器分為多油斷路器和少油斷路器兩種SW6-110少油斷路器第五十六頁，共110頁。鋁帽下接線端子上接線端子SN10-10型高壓少油斷路器絕緣筒基座主軸框架油標(biāo)斷路彈簧第五十七頁，共110頁。多油斷路器中油作為滅弧介質(zhì)，以及作為觸頭在分閘位置時(shí)其間的絕緣，同時(shí)油還作為斷路器導(dǎo)電部分對(duì)地的絕緣。多油斷路器耗油及鋼材均多，但使用性能可靠，氣候適應(yīng)性較強(qiáng)。少油斷路器中利用少量的變壓器油作為滅弧介質(zhì)以及觸頭間的絕緣，油不做對(duì)地絕緣。少油斷路器導(dǎo)電部分對(duì)地的絕緣主要靠電瓷、環(huán)氧玻璃布和環(huán)氧樹脂件。少油斷路器耗用鋼材及油量均少，價(jià)格較為低廉，曾在電力系統(tǒng)中廣泛使用，目前國內(nèi)用量仍較大；電壓等級(jí)一般為220千伏及以下。特點(diǎn)第五十八頁，共110頁。五、高壓隔離開關(guān)（一）高壓隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)

高壓隔離開關(guān)是一種沒有專門的滅弧裝置的開關(guān)設(shè)備，滅弧能力非常弱。因此，不能用來開斷負(fù)荷電流或短路電流。隔離開關(guān)的觸頭暴露在空氣中，在分閘狀態(tài)時(shí)有暴露在空氣中的明顯可見的斷口，在合閘狀態(tài)時(shí)能可靠地通過負(fù)荷電流和短路電流。

第五十九頁，共110頁。（二）高壓隔離開關(guān)的主要用途高壓隔離開關(guān)是將需要檢修的電氣設(shè)備與帶電部分相互隔離，保證檢修工作的安全。在電路中隔離開關(guān)常與斷路器串聯(lián)使用，當(dāng)電氣設(shè)備需要停電檢修時(shí)，先由具有專門滅弧裝置的斷路器開斷電流，然后在無電流的情況下斷開隔離開關(guān)，從而使需要檢修的電氣設(shè)備與其他帶電部分之間有明顯可見的斷口。此外，隔離開關(guān)也用來進(jìn)行電路的切換操作以及開斷通過微小電流的電路。這時(shí)電弧較弱，隨著隔離開關(guān)觸頭開距的加大，電弧被拉長后自然冷卻熄滅。第六十頁，共110頁。第六十一頁，共110頁。GN2—10系列隔離開關(guān)1.動(dòng)觸頭2.拉桿絕緣子3.拉桿4.轉(zhuǎn)動(dòng)軸5.轉(zhuǎn)動(dòng)杠桿6.支持絕緣子7靜觸頭第六十二頁，共110頁。六、高壓負(fù)荷開關(guān)負(fù)荷開關(guān)是一種滅弧能力介于隔離開關(guān)和斷路器之間的簡易開關(guān)電器。負(fù)荷開關(guān)與隔離開關(guān)的主要不同是負(fù)荷開關(guān)裝有簡單的滅弧裝置，可以接通和斷開電路中的負(fù)荷電流。但負(fù)荷開關(guān)的滅弧能力遠(yuǎn)不如斷路器，不能切斷短路電流。第六十三頁，共110頁。第4章互感器電流互感器電壓互感器第六十四頁，共110頁。一、互感器的用途及作用互感器是一種特殊變壓器，廣泛用于配電裝置的交流電工測量和繼電保護(hù)中?；ジ衅鞣譃閮纱箢悾阂活悶殡娏骰ジ衅饕步袃x用變流器，用途是將交流大電流變換為標(biāo)準(zhǔn)的小電流（5安培或1安培），供電給測量儀表和保護(hù)裝置的電流線圈；另一類是電壓互感器也叫儀用變壓器，用途是將交流高電壓變換為標(biāo)準(zhǔn)的低電壓（100伏或100/）第六十五頁，共110頁。二、互感器一、二次繞組與系統(tǒng)的連接方式

電流互感器（CT）一次繞組(N1)串聯(lián)于被測量電路(L)中，二次繞組(N2)與測量儀表(如電流表A、有功功率表W的電流線圈)和保護(hù)裝置的繼電器電流線圈串聯(lián)；電壓互感器(PT)一次繞組(N1)并聯(lián)接于被測電路(L)中，二次繞組(N2)與測量儀表(如電壓表V、有功功率表W的電壓線圈)和保護(hù)裝置的繼電器電壓線圈并聯(lián)。第六十六頁，共110頁?！獳V～VAN1N1N2N2TATV電壓互感器電流互感器第六十七頁，共110頁。電流互感器1.將一次系統(tǒng)的電流信息準(zhǔn)確地傳遞到二次側(cè)相關(guān)設(shè)備；2.將一次系統(tǒng)的大電流變換為二次側(cè)的低電壓小電流（標(biāo)準(zhǔn)值），使測量、計(jì)量儀表和繼電器等裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并降低了對(duì)二次設(shè)備的絕緣要求3.將二次側(cè)設(shè)備以及二次系統(tǒng)與一次系統(tǒng)高壓設(shè)備在電氣方面很好地隔離，從而保證了二次設(shè)備和人身的安全。第六十八頁，共110頁。電流互感器大致可分為兩類，測量用電流互感器和保護(hù)用電流互感器。

一、測量用電流互感器

測量用電流互感器主要與測量儀表配合，在線路正常工作狀態(tài)下，用來測量電流、電壓、功率等。測量用電流互感器主要要求：1、絕緣可靠，2、足夠高的測量精度，3、當(dāng)被測線路發(fā)生故障出現(xiàn)的大電流時(shí)互感器應(yīng)在適當(dāng)?shù)牧砍虄?nèi)飽和（如500%的額定電流）以保護(hù)測量儀表。

電流互感器第六十九頁，共110頁。電流互感器二、保護(hù)用電流互感器

保護(hù)用電流互感器主要與繼電裝置配合，在線路發(fā)生短路過載等故障時(shí)，向繼電裝置提供信號(hào)切斷故障電路，以保護(hù)供電系統(tǒng)的安全。保護(hù)用電流互感器的工作條件與測量用互感器完全不同，保護(hù)用互感器只是在比正常電流大幾倍幾十倍的電流時(shí)才開始有效的工作。保護(hù)用互感器主要要求：

1、絕緣可靠，2、足夠大的準(zhǔn)確限值系數(shù)，

3、足夠的熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。

第七十頁，共110頁。電流互感器第七十一頁，共110頁。電壓互感器電壓互感器是一種電壓變換裝置。它將高電壓變換為低電壓，以便用低壓量值反映高壓量值的變化。1)一般電壓互感器按用途分:測量用和保護(hù)用2)按相數(shù)分:單相和三相3)按變換原理分:

電磁式電壓互感器(PT)

電容式電壓互感器(CVT)4)按繞組個(gè)數(shù)分:雙繞組電壓互感器,其低壓側(cè)只有一個(gè)二次繞組的電壓互感器;三繞組電壓互感器,有兩個(gè)分開的二次繞組的電壓互感器;四繞組電壓互感器,有三個(gè)分開的二次繞組的電壓互感器.第七十二頁，共110頁。JSJW-10型JZW-24電壓互感器第七十三頁，共110頁。第5章電抗器、電力電容器電抗器

電抗器是依靠線圈的感抗作用來阻礙電流變化的電器，在電路中主要用作限流、穩(wěn)流、無功補(bǔ)償、移相等。電力電容器電力電容器主要用于電力系統(tǒng)和電工設(shè)備。任意兩塊金屬導(dǎo)體，中間用絕緣介質(zhì)隔開，就可以構(gòu)成一個(gè)電容器。第七十四頁，共110頁。電抗器電抗器的分類和作用按相數(shù)分：單相和三相電抗器按冷卻裝置種類分：干式和油浸電抗器按結(jié)構(gòu)特征分：空心式電抗器、鐵心式電抗器按安裝地點(diǎn)分：戶內(nèi)型和戶外型電抗器按用途分：1)并聯(lián)電抗器:一般接在超高壓輸電線的末端和地之間，起無功補(bǔ)償作用。2）限流電抗器:串聯(lián)于電力電路中，以限制短路電流的數(shù)值電抗器常用的符號(hào)第七十五頁，共110頁。LKGK（L）系列干式空心濾波電抗器

3）濾波電抗器:在濾波器中與電容器串聯(lián)或并聯(lián)用來限制電網(wǎng)中的高次諧波。4）消弧電抗器:又稱消弧線圈，接在三相變壓器的中性點(diǎn)和地之間，用以在三相電網(wǎng)的一相接地時(shí)供給電感性電流，補(bǔ)償流過中性點(diǎn)的電容性電流，使電弧不易持續(xù)起燃，從而消除由于電弧多次重燃引起的過電壓。消弧線圈電抗器第七十六頁，共110頁。阻波器

5）通信電抗器:又稱阻波器，串聯(lián)在兼作通信線路用的輸電線路中，用來阻擋載波信號(hào)，使之進(jìn)入接收設(shè)備，以完成通信的作用6）電爐電抗器:和電爐變壓器串聯(lián)，用來限制變壓器的短路電流中頻電爐用電抗器7）起動(dòng)電抗器:和電動(dòng)機(jī)串聯(lián)，用來限制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流。電抗器QKSG起動(dòng)電抗器第七十七頁，共110頁。電力電容器一、電力電容器的種類和作用

電力電容器主要用于電力系統(tǒng)和電工設(shè)備。任意兩塊金屬導(dǎo)體，中間用絕緣介質(zhì)隔開，就可以構(gòu)成一個(gè)電容器。電容器電容的大小，由其幾何尺寸和兩極板間絕緣介質(zhì)的特性來決定。當(dāng)電容器在交流電壓下使用時(shí)，常以其無功功率表示電容器的容量，單位為乏或千乏。并聯(lián)電容器：又稱為移相電容器。主要用來補(bǔ)償電力系統(tǒng)感性負(fù)載的無功功率，以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，改善電能質(zhì)量，降低線路損耗；還可以直接與異步電機(jī)的定子繞組并聯(lián)，構(gòu)成自激運(yùn)行的異步發(fā)電裝置。

串聯(lián)電容器：又叫做縱向補(bǔ)償電容器，串聯(lián)于工頻高壓輸、配電線路中，主要用來補(bǔ)償線路的感抗，提高線路末端電壓水平，提高系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)穩(wěn)定性，改善線路的電壓質(zhì)量，增長輸電距離和增大電力輸送能力。

耦合電容器：主要用于高壓及超高壓輸電線路的載波通信系統(tǒng)，同時(shí)也可作為測量、控制、保護(hù)裝置中的部件。

均壓電容器：又叫斷路器電容器，一般并聯(lián)于斷路器的斷口上，使各斷口間的電壓在開斷時(shí)分布均勻。

脈沖電容器：主要起貯能作用，用作沖擊電壓發(fā)生器、沖擊電流發(fā)生器、斷路器試驗(yàn)用振蕩回路等基本貯能元件。

第七十八頁，共110頁。電力電容器二、電力電容器的無功補(bǔ)償1.補(bǔ)償容量的配置原則全面規(guī)劃、合理布局、分級(jí)補(bǔ)償、就地平衡無功補(bǔ)償?shù)脑碓诮涣麟娐分?，由電源供給負(fù)載的電功率有兩種；一種是有功功率，一種是無功功率。

有功功率是保持用電設(shè)備正常運(yùn)行所需的電功率，也就是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量（機(jī)械能、光能、熱能）的電功率。第七十九頁，共110頁。

無功功率比較抽象，它用于電路內(nèi)電場與磁場的交換，并用來在電氣設(shè)備中建立和維持磁場的電功率。它不對(duì)外作功，而是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰?。凡是有電磁線圈的電氣設(shè)備，要建立磁場，就要消耗無功功率。無功補(bǔ)償?shù)幕驹硎牵喊丫哂腥菪怨β守?fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路，能量在兩種負(fù)荷之間相互交換。這樣，感性負(fù)荷所需要的無功功率可由容性負(fù)荷輸出的無功功率補(bǔ)償。

電力電容器第八十頁，共110頁。第6章母線、絕緣子、電力電纜

一、母線：在發(fā)電廠和變電站的各級(jí)電壓配電裝置中，將發(fā)電機(jī)、變壓器等大型電氣設(shè)備與各種電器裝置連接的導(dǎo)體。母線的作用：匯集、分配和傳送電能母線包括：一次設(shè)備部分的主母線和設(shè)備連接線、站用電部分的交流母線、直流系統(tǒng)的直流母線、二次部分的小母線等。第八十一頁，共110頁。矩形母線圓形母線母線第八十二頁，共110頁。二、電力電纜電力電纜同架空線路一樣,也是輸送和分配電能的一種電力線路。電力電纜與架空線路相比有許多優(yōu)點(diǎn):1)供電可靠。不受外界的影響,不會(huì)像架空線那樣,因雷擊、風(fēng)害、掛冰、風(fēng)箏和鳥害等造成斷線、短路或接地等故障。機(jī)械碰撞的機(jī)會(huì)也較少。2)不占地面和空間。一般的電力電纜都是地下敷設(shè),不受路面建筑物的影響,適合城市與工廠使用。3)地下敷設(shè),有利人身安全。4)不使用電桿,節(jié)約木材、鋼材、水泥。同時(shí)使城市市容整齊美觀,交通方便。5)運(yùn)行維護(hù)簡單,節(jié)省線路維護(hù)費(fèi)用。由于電力電纜有以上優(yōu)點(diǎn),因此得到越來越多的地方使用。不過電力電纜的價(jià)格貴,線路分支難,故障點(diǎn)較難發(fā)現(xiàn),不便及時(shí)處理事故,電纜接頭工藝較復(fù)雜第八十三頁，共110頁。三、絕緣子一、絕緣子的作用和分類

作用：支持和固定裸載流導(dǎo)體，并使裸載流導(dǎo)體與地絕緣，或使裝置中處于不同電位的載流導(dǎo)體之間絕緣。

分類：

1.按額定電壓分

高壓絕緣子（用于1000V以上的裝置中）

低壓絕緣子（用于1000V及以下的裝置中）

2.按安裝地點(diǎn)分

戶內(nèi)式：絕緣子安裝在戶內(nèi)，絕緣子表面無傘裙。

戶外式：絕緣子安裝在戶外，絕緣子表面有較多和較大的傘裙，以增長沿面放電距離，并能在雨天阻斷水流，使其能在惡劣的氣候環(huán)境中可靠的工作。

3.按結(jié)構(gòu)形式分

支柱式、套管式及盤形懸式第八十四頁，共110頁。高壓線路盤形懸式瓷絕緣子（普通型）高壓線路橫擔(dān)絕緣子高壓線路蝶式瓷絕緣子第八十五頁，共110頁。第7章電氣主接線一、電氣主接線概述

電氣主系統(tǒng)與電氣主接線圖

電氣主接線中的電氣設(shè)備和主接線方式二、電氣主接線的基本要求三、對(duì)變電所電氣主接線的具體要求第八十六頁，共110頁。

電氣主系統(tǒng)與電氣主接線圖

1.電氣主系統(tǒng)電氣主接線是由多種電氣設(shè)備通過連接線，按其功能要求組成的接受和分配電能的電路，也稱電氣一次接線或電氣主系統(tǒng)。

2.電氣主接線圖用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號(hào)將各電氣設(shè)備，按連接順序排列，詳細(xì)表示電氣設(shè)備的組成和連接關(guān)系的接線圖，稱為電氣主接線圖。

電氣主接線圖一般畫成單線圖。

電氣主接線概述第八十七頁，共110頁。電氣主接線中的電氣設(shè)備和主接線方式1.電氣主接線中的電氣設(shè)備電氣主接線中的主要電氣設(shè)備包括：電力變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器、電流互感器、避雷器、母線、接地裝置以及各種無功補(bǔ)償裝置等。

2.主接線方式有匯流母線：單母線接線和雙母線接線

(1)單母線接線:簡單單母線接線、單母線分段接線、單母線帶旁路母線接線；單母線分段帶旁路母線接線。

(2)雙母線接線:簡單雙母線接線、雙母線帶旁路母線接線、雙母線分段接線、一臺(tái)半斷路器接線。無匯流母線：內(nèi)橋接線、外橋接線、單元接線和角形接線等。第八十八頁，共110頁。電氣主接線的基本要求

電氣主接線的選擇正確與否對(duì)電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和調(diào)度的靈活性，以及對(duì)電氣設(shè)備的選擇，配電裝置的布置，繼電保護(hù)及控制方式的擬定等都有重大的影響。在選擇電氣主接線時(shí)，應(yīng)滿足下列基本要求。

1.保證必要的供電可靠性和電能的質(zhì)量；

2.具有一定的運(yùn)行靈活性；

3.操作應(yīng)盡可能簡單、方便；

4.應(yīng)具有擴(kuò)建的可能性；

5.技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理。

第八十九頁，共110頁。電氣主接線的基本接線形式一、單母線接線

單母線分段接線單母線帶旁路母線接線單母線分段帶旁路母線接線二、雙母線接線

雙母線接線雙母線分段和帶旁路母線的接線方式用母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器幾種形式三、橋形接線第九十頁，共110頁。單母線接線

各電源和出線都接在同一條公共母線上。

電源：在發(fā)電廠是發(fā)電機(jī)或變壓器；在變電所是變壓器或高壓進(jìn)線回路。

母線斷路器母線隔離開關(guān)線路隔離開關(guān)第九十一頁，共110頁。

1.主母線的作用匯集和分配電能的作用

2.開關(guān)電器的配置

(1)每一回路都配置一臺(tái)斷路器；

(2)隔離開關(guān)配置在斷路器的兩側(cè)，以使斷路器檢修時(shí)能形成隔離電源的明顯斷口。靠近母線一側(cè)的隔離開關(guān)叫母線隔離開關(guān)；靠近線路一側(cè)的隔離開關(guān)叫線路隔離開關(guān)。

3.操作程序

送電操作:QSB→QSL→QF

停電操作:QF→QSL→QSB

注意：嚴(yán)禁帶負(fù)荷拉刀閘第九十二頁，共110頁。單母線接線—特點(diǎn)1.單母線接線的優(yōu)點(diǎn)

簡單、清晰、設(shè)備少、投資小、運(yùn)行操作方便，有利于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。

2.單母線接線的主要缺點(diǎn)母線或母線隔離開關(guān)檢修時(shí)，連接在母線上的所有回路都將停止工作；當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)上發(fā)生短路故障或斷路器靠母線側(cè)絕緣套管損壞時(shí)，所有斷路器都將自動(dòng)斷開，造成全部停電；檢修任一電源或出線斷路器時(shí)，該回路必須停電。

3.單母線接線對(duì)出線的要求單母線接線方式，10kV出線一般不超過5回，35出線不超過5回，110～220出線不超過2回。第九十三頁，共110頁。單母線分段接線－接線圖

出線回路數(shù)增多時(shí)，可用斷路器或隔離開關(guān)將母線分段，成為單母線分段接線，如圖所示。根據(jù)電源的數(shù)目和功率，母線可分為2～3段。分段斷路器第九十四頁，共110頁。單母線分段接線—特點(diǎn)

1.單母線分段接線的優(yōu)點(diǎn)該接線方式由雙電源供電，故供電可靠性高，同時(shí)具有接線簡單、操作方便、投資少等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，分段斷路器或隔離開關(guān)將故障切除，保證正常母線不間斷供電，不致使重要的用戶停電，提高了供電的可靠性。

2.單母線分段接線的缺點(diǎn)當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，必須斷開接在該分段上的全部電源和出線，這樣就減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回路供電的用戶停電；任一出線斷路器檢修時(shí)，該回路必須停止工作。第九十五頁，共110頁。

雙母線不分段接線

1.雙母線接線簡述兩組母線，一組為工作母線，一組為備用母線。每一電源和每一出線都經(jīng)一臺(tái)斷路器和兩組隔離開關(guān)分別與兩組母線相連，任一組母線都可以作為工作母線或備用母線。兩組母線之間通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器（簡稱母聯(lián)斷路器）連接。

2.雙母線的運(yùn)行方式：(1)一組母線工作、一組母線備用的運(yùn)行方式。(2)兩組母線同時(shí)運(yùn)行的方式第九十六頁，共110頁。第九十七頁，共110頁。3.雙母線接