發(fā)電廠電氣運行檢修培訓項目電氣一次設備

發(fā)電廠電氣運行檢修培訓項目電氣一次設備第1頁/共167頁2一、電弧產(chǎn)生的物理過程二、交流電弧的熄滅與重燃三、開關電器熄滅電弧基本方法第一節(jié)：開關電器中的電弧

第2頁/共167頁3一、電弧產(chǎn)生的物理過程

1.電弧的危害電弧的存在使電路不能斷開，開關電器失去了開斷電路的作用，影響電力系統(tǒng)的安全運行；電弧的高溫可能會燒壞觸頭或觸頭周圍的其它部件。如果電弧長時間不能熄滅，引起開關電器并爆炸，危及電力系統(tǒng)的安全運行。第3頁/共167頁42.電弧的形成電弧是一種氣體放電現(xiàn)象，電弧的產(chǎn)生是觸頭間中性質點被游離的過程。

電弧中帶電質點的產(chǎn)生－游離游離強電場發(fā)射熱電子發(fā)射碰撞游離熱游離第4頁/共167頁5強電場發(fā)射

在動、靜觸頭剛分離的瞬間，觸頭間隙距離很小，觸頭間隙的電場強度很高,陰極觸頭表面自動逸出電子。2.電弧的形成熱電子發(fā)射

在弧光放電過程中，一方面電極表面少數(shù)點上有局部集中的電流，另一方面觸頭分離后，觸頭接觸壓力及接觸面積逐漸減小，接觸電阻逐漸增加，會使電極表面產(chǎn)生高溫，從而造成其中的電子獲得很大的動能后逸出到周圍空間。第5頁/共167頁6碰撞游離

當電子的運動速度足夠快，其動能大于中性質點的游離能，當電子與中性質點相碰撞時就會使中性質點分離為正離子和自由電子，這種游離稱為碰撞游離。

碰撞游離示意圖自由電子中性質點2.電弧的形成第6頁/共167頁7熱游離

在高溫的作用下，氣體分子不規(guī)則熱運動的速度增加。具有足夠動能的中性質點相互碰撞時，游離出正離子和自由電子，這種游離稱為熱游離。

電弧由碰撞游離產(chǎn)生，由熱游離來維持電弧燃燒。2.電弧的形成第7頁/共167頁8弧隙帶電質點的去游離

在電弧形成的過程中，中性質點發(fā)生游離的同時，還存在與游離相反的過程，即去游離。去游離的作用是減輕弧柱中的游離程度，使電弧熄滅。

去游離復合擴散2.電弧的形成第8頁/共167頁9復合

復合是指兩種帶異性電荷的質點相接觸而形成中性質點的過程。直接復合間接復合（主要形式）A++e→A

A+e→A-A-+A+→2A

影響復合的主要因素是溫度，溫度下降時，帶電質點的運動速度降低，復合的速度迅速增加。2.電弧的形成第9頁/共167頁10擴散

擴散是帶電質點從電弧間隙逸出到周圍介質中的現(xiàn)象。高濃度→低濃度

影響擴散的主要因素是弧柱直徑。將電弧拉長或用氣體、液體吹弧，能帶走弧柱中的大量帶電質點，加強擴散作用。2.電弧的形成第10頁/共167頁11小結電弧形成：陰極發(fā)射（起因）→碰撞游離（重要因素）→擊穿（量變到質變）→熱游離（主要因素）→維持發(fā)展。游離和去游離是電弧形成時兩個相反的過程，游離使弧隙中帶電質點數(shù)量增加，有助于電弧燃燒；去游離使弧隙中帶電質點數(shù)量減少，有利于電弧熄滅。由此可見，要熄滅電弧，就要減弱游離，加強去游離。2.電弧的形成第11頁/共167頁12二、交流電弧的熄滅與重燃

交流電弧電流每半周過零一次，給熄滅交流電弧創(chuàng)造了有利條件。只要在電流過零后，電弧不發(fā)生重燃，電弧就能最終熄滅，因此熄滅交流電弧要比直流電弧容易.1.交流電弧的特點2.交流電弧的熄滅

電弧過零后是否重燃，取決于電壓恢復過程和介質強度的恢復過程的“競賽”，如果恢復電壓在某一時刻高于介質強度，弧隙將被擊穿，電弧再次重燃；反之電弧熄滅，間隙恢復成絕緣介質。

第12頁/共167頁13uj(t)＞uh(t)

交流電弧熄滅條件uj(t)－弧隙介質強度；uh(t)—弧隙恢復電壓二、交流電弧的熄滅與重燃第13頁/共167頁14三、開關電器滅弧基本方法用液體或氣體吹弧1.高壓斷路器滅弧方法縱吹：吹弧方向與弧柱軸線平行；主要使電弧冷卻變細最后熄滅；橫吹：吹弧方向與弧柱軸線；主要將電弧拉長，增大電弧的表面積，冷卻效果好。第14頁/共167頁15采用多斷口滅弧

斷路器的積木組合方式示意圖采用多個斷口串聯(lián)，使電弧被分割成多個小電弧段。在相同的行程下，多斷口的電弧比單斷口拉得更長，并且電弧拉長的速度加快，有利于弧隙介質強度的恢復。由于加在每個斷口的電壓降低，使弧隙恢復電壓降低，有利于電弧熄滅。1.高壓斷路器滅弧方法第15頁/共167頁16SW2-110型少油斷路器每相單柱雙斷口高壓斷路器采用多斷口結構后，由于斷口之間導電部分對地電容的影響，會造成每個斷口的電壓分布不均勻，使承受較高電壓的斷口首先被擊穿。為了改善斷口的電壓分布，通常在每個斷口上并聯(lián)電容。并聯(lián)電容1.高壓斷路器滅弧方法第16頁/共167頁17采用性能優(yōu)良的滅弧介質

電弧中的去游離作用，在很大程度上取決于電弧周圍介質的特性。介質的滅弧性能越好，則去游離作用越強，電弧越容易熄滅。SF6氣體和真空是理想的滅弧和絕緣介質。采用特殊金屬材料作為滅弧觸頭

采用熔點高、導熱系數(shù)和熱容量大的耐高溫金屬作觸頭材料，可以減少熱電子發(fā)射和電弧中的金屬蒸汽，抑制游離作用，有利于電弧的熄滅。常用的觸頭材料有：銅—鎢合金、銀—鎢合金等。1.高壓斷路器滅弧方法第17頁/共167頁18

迅速拉長電弧，可使弧隙的電場強度降低，電弧的長度和表面積增大，有利于電弧的冷卻和帶電質點向周圍介質的擴散，從而加速電弧的熄滅。高壓斷路器常采用強力的分閘彈簧，以加快觸頭的分斷速度。迅速拉長電弧1.高壓斷路器滅弧方法第18頁/共167頁192.中、低壓斷路器滅弧方法利用短弧的近陰極效應滅弧近陰極效應：實驗表明，開關開斷過程中，當電流過零后，觸頭電極極性發(fā)生了變化，在新的陰極附近會出現(xiàn)介質強度升高的現(xiàn)象，稱為近陰極效應。這個突然升高的介質強度可達150～250V，又叫起始介質強度。第19頁/共167頁20滅弧柵滅弧:

由于近陰極效應的存在，在低壓開關電器中，將電弧引入用鋼片制成的滅弧柵中，整個電弧被分割成若干短弧，每個短弧在陰極附近形成150～250V的起始介質強度，如果起始介質強度之和大于加在觸頭兩端的電壓，即可將電弧熄滅.2.中、低壓斷路器滅弧方法第20頁/共167頁21利用固體介質的狹縫滅弧利用固體介質壁的冷卻作用使電弧熄滅。在低壓電器中，接觸器、磁力起動器的滅弧都是采用這種方式。低壓開關中廣泛采用的狹縫滅弧裝置。滅弧片是由石棉水泥或陶土材料制成的。當觸頭間產(chǎn)生電弧后，在磁場線圈產(chǎn)生的磁場作用下，對電弧產(chǎn)生電動力，將電弧拉入滅弧片的狹縫中。在把電弧拉長的同時將電弧直接與滅弧片冷壁緊密接觸，加強冷卻作用，促使電弧熄滅。磁吹力的產(chǎn)生靠外加磁場，使電弧在磁場中受力向滅弧室狹縫中移動。產(chǎn)生磁場的方法一般有三種：磁吹線圈與電氣回路串聯(lián)；磁吹線圈與電氣回路并聯(lián)；采用永久磁鐵。2.中、低壓斷路器滅弧方法第21頁/共167頁22第二節(jié)高壓斷路器一、高壓斷路器基本知識二、SF6斷路器三、真空斷路器四、斷路器操動機構第22頁/共167頁23一、高壓斷路器基本知識1.高壓斷路器分類及作用2.高壓斷路器基本結構3.高壓斷路器型號4.高壓斷路器發(fā)展第23頁/共167頁241.高壓斷路器作用及分類作用：控制和保護作用油斷路器壓縮空氣斷路器SF6斷路器

真空斷路器固體產(chǎn)氣斷路器少油斷路器多油斷路器分類第24頁/共167頁25結構開斷部分操動和傳動部分絕緣部分

2.高壓斷路器結構SW2-110型少油斷路器第25頁/共167頁263.高壓斷路器的型號

LW6-126G/3150–40產(chǎn)品名稱代號安裝場所代號其他標志代號額定電壓（kV)額定電流(A)額定短路開斷電流（kA）設計序號第26頁/共167頁274.高壓斷路器發(fā)展

多油—少油—壓縮空氣—SF6、真空的發(fā)展歷程，前三種高壓斷路器現(xiàn)已淘汰。

（1）從滅弧介質看高壓斷路器發(fā)展SW2-110型少油斷路器第27頁/共167頁28（2）從絕緣看高壓斷路器發(fā)展空氣絕緣開關設備（AIS）

依靠空氣和絕緣子使帶電部分與地、相與相之間絕緣。4.高壓斷路器發(fā)展

第28頁/共167頁29氣體絕緣金屬封閉開關設備（GIS）

依靠SF6氣體和絕緣子使帶電部分與地、相與相之間絕緣。4.高壓斷路器發(fā)展

第29頁/共167頁30混合技術開關設備（

MTS）

介于GIS和敞開式開關設備之間的一種的組合電器，是空氣絕緣和氣體絕緣組合的緊湊型開關設備。MTS可分兩類:一類為敞開式組合電器;另一類為H-GIS即復合式GIS。4.高壓斷路器發(fā)展

第30頁/共167頁31ZCW10-126/T2000-31.5敞開式組合電器

4.高壓斷路器發(fā)展

第31頁/共167頁32

荊門特高壓變電站HGIS4.高壓斷路器發(fā)展

第32頁/共167頁33（3）智能型高壓開關設備

4.高壓斷路器發(fā)展

第33頁/共167頁34二、SF6斷路器1.SF6氣體性能2.SF6斷路器外形結構3.運行維護中應注意問題第34頁/共167頁351.SF6氣體的性能SF6氣體是一種無色、無味、無毒的惰性氣體，在常溫常壓下，密度約為空氣的5倍。在空氣中不燃燒，不助燃。SF6呈強烈的電負性，容易吸附電子而形成負離子遷移率低的負離子容易與正離子結合形成中性質點。SF6氣體電弧中弧心部分導熱率低，溫度高，電導率大，其外焰部分導熱率高，溫度低，電導率小，所以電弧電流幾乎集中在弧心部分。當電弧電流減小趨近于零時，細小的弧心一直存在到極小的電流。開斷小電流時，不會由于截流作用而產(chǎn)生操作過電壓。

第35頁/共167頁36瓷柱式結構示意圖開斷元件支持瓷瓶操動機構LW6-252型SF6斷路器2.SF6斷路器外形結構瓷柱式（GCBP）SF6斷路器結構第36頁/共167頁37落地罐式（GCBT）SF6斷路器結構LW12-550型落地罐式斷路器2.SF6斷路器外形結構第37頁/共167頁383.SF6斷路器運行維護注意事項純凈的SF6氣體是無毒的，但含有雜質的SF6氣體在電弧的作用下可能分解出不同程度的毒性氣體，對人體造成傷害。SF6斷路器的微水含量超標和泄漏是斷路器運行中最常見的故障。為了防止泄漏的有害氣體被人體吸收，必須在良好的通風條件下進行操作。第38頁/共167頁39運行中SF6氣體的密度監(jiān)視 SF6斷路器通常設有二級警告信號，即補氣壓力信號和閉鎖壓力信號。補氣壓力信號和閉鎖壓力信號的動作值一般為額定密度值的90％和85％?？紤]長年運行造成的密封件老化，氣體絕緣設備的年漏氣率應不大于1％。3.SF6斷路器運行維護注意事項第39頁/共167頁40三、真空斷路器1.真空斷路器特點2.真空斷路器結構第40頁/共167頁41真空滅弧室真空度：1.33×10-2Pa—1.33×10-5Pa，屬于高真空范疇。真空一般是指氣體稀薄的空間。絕對壓力低于正常大氣壓力的狀態(tài)都可稱為真空狀態(tài)。真空的程度以氣體的絕對壓力值來表示，壓力越低稱之真空度越高。在國際單位制中，壓力以帕(Pa)為單位。一個工程大氣壓約為0.1MPa(兆帕)。過去習慣使用毫米汞柱(mmHg).（1）“真空”含義1、真空斷路器特點第41頁/共167頁42（2）真空斷路器特點真空斷路器是以真空作為絕緣和滅弧介質，在真空容器中進行電流開斷和關合的斷路器。特點：真空介質絕緣強度高、恢復速度快、斷路器觸頭行程很短、因而所需操作功小，在開斷電弧時弧壓降低，觸頭磨損小，斷路器電壽命和機械壽命長。1.真空斷路器特點第42頁/共167頁43ZN63A-12(VS1)真空斷路器ZW17-40.5系列真空斷路器

2.真空斷路器結構外形結構第43頁/共167頁44真空滅弧室結構真空滅弧室外形1－進線桿；2－扭轉保護環(huán)3－波紋管4－端蓋5－屏蔽罩6－陶瓷外殼7－屏蔽罩8－觸頭9－出線桿10－端蓋2.真空斷路器結構第44頁/共167頁45四、操動機構1.電磁機構2.

彈簧機構3.液壓機構第45頁/共167頁46操動機構組成第46頁/共167頁471.電磁機構靠電磁鐵將電能轉化為機械能作為合閘動力的機構。

優(yōu)點：結構簡單、工作可靠、制造成本較低；缺點：合閘線圈消耗的功率大，需要配備蓄電池作為操作電源，使用和維護復雜。第47頁/共167頁482.彈簧機構利用已儲能的彈簧作為動力使斷路器動作的機構。優(yōu)點：不需要大功率儲能源，緊急情況下可手動儲能，靈活性高，運行維護簡單。缺點：結構比較復雜，機械加工工藝要求高，安裝調(diào)試困難。第48頁/共167頁492.彈簧機構BLK222彈簧操作機構第49頁/共167頁50合閘彈簧直接驅動斷路器的操作桿，不需要任何中間凸輪盤、連接桿或軸。卷簧由一個通用電機儲能BLK222彈簧操作機構2.彈簧機構第50頁/共167頁51輔助接點與斷路器的拉桿連接合閘驅動點分閘摯子合閘摯子分閘緩沖器無合閘緩沖器BLK222彈簧操作機構2.彈簧機構第51頁/共167頁52分閘線圈合閘線圈BLK222彈簧操作機構2.彈簧機構第52頁/共167頁53 合閘彈簧位于電機儲能的彈簧操動機構內(nèi)。合閘彈簧是鐘表式卷簧，并經(jīng)蝸輪驅動器由通用電機儲能。合閘脫扣釋放后，合閘能量經(jīng)驅動拐臂傳給斷路器的觸頭和分閘彈簧。斷路器由分閘脫扣保持在合閘位置BLK222彈簧操作機構2.彈簧機構第53頁/共167頁543.液壓機構

利用高壓壓縮氣體作為能源，液壓油作為傳遞能量的媒介，注入帶有活塞的工作缸中，推動活塞做功，使斷路器進行合閘和分閘的機構。優(yōu)點：操作功大、動作平穩(wěn)、速度快，不需要大功率電源；缺點：結構復雜、加工工藝高、油系統(tǒng)的工作壓力大，速度特性受穩(wěn)定影響大、價格昂貴。第54頁/共167頁552023/3/2255第三節(jié)高壓隔離開關一、隔離開關作用二、隔離開關型號三、隔離開關基本結構四、隔離開關操作五、隔離開關控制第55頁/共167頁562023/3/22561.隔離開關的主要用途是：將被檢修的設備與帶電部分可靠隔離，以保證工作人員和設備的安全；2.用隔離開關可以進行的操作有：倒母線操作；

拉合小電流電路拉合無故障電壓互感器和避雷器

改變中性點的運行方式

拉合空載母線及一定容量的變壓器和一定長度的空載線路一、隔離開關作用第56頁/共167頁572023/3/2257GW4-126D/3150–50產(chǎn)品名稱安裝場所帶有地刀額定電壓（kV)額定電流(A)動穩(wěn)定電流（kA）設計序號二、隔離開關型號第57頁/共167頁582023/3/2258三、隔離開關基本結構GN系列戶內(nèi)隔離開關第58頁/共167頁59雙柱式，水平旋轉三柱水平斷口閘刀翻轉式

三、隔離開關基本結構GW系列戶外隔離開關第59頁/共167頁60水平斷口折疊式

三、隔離開關的基本結構GW系列戶外隔離開關垂直斷口折疊式

第60頁/共167頁61GW4-126D隔離開關結構每組隔離開關由三個獨立的單極組成，通過極間連接構成三極聯(lián)動。每個單極由底座、支柱絕緣子、導電系統(tǒng)、接地開關及傳動系統(tǒng)組成。三、隔離開關的基本結構第61頁/共167頁62絕緣緣支柱上裝有軟連接導電接線座、中間觸頭、圓柱形觸頭。中間觸頭、圓柱形觸頭通過導電桿在兩個絕緣支柱中間接觸。中間觸頭的觸指成對裝配，依靠拉伸彈簧使觸指夾緊觸指座和觸頭。1－接地刀靜觸頭；2－中間觸頭導電桿；3－防雨罩；4－圓柱形觸頭導電桿；5－軟連接接線座；三、隔離開關的基本結構GW4-126D隔離開關結構第62頁/共167頁63隔離開關與接地開關的機械聯(lián)鎖部分是通過聯(lián)鎖盤來實現(xiàn)的，當隔離開關在合閘位置時，接地開關轉動軸的扇型聯(lián)鎖盤限制接地開關合閘。當接地開關在合閘位置時，接地開關聯(lián)鎖盤插入隔離開關的扇型聯(lián)鎖盤，使隔離開關不能合閘。接地開關靜觸頭固定在隔離開關的導電管上，動觸頭安裝在底座上的接地閘刀鋁管的端部。三、隔離開關的基本結構GW4-126D隔離開關結構第63頁/共167頁641.拉、合無故障空載母線PT學院1線工業(yè)2線農(nóng)業(yè)1線1QS四、隔離開關的操作第64頁/共167頁651.拉、合無故障空載母線PT學院1線工業(yè)2線農(nóng)業(yè)1線1QS四、隔離開關的操作第65頁/共167頁662.拉、合無故障PTPT學院1線工業(yè)2線農(nóng)業(yè)1線2QS四、隔離開關的操作第66頁/共167頁672.拉、合無故障PTPT學院1線工業(yè)2線農(nóng)業(yè)1線2QS四、隔離開關的操作第67頁/共167頁683.拉、合主變壓器中性點接地刀閘220kV110kV10kV1D四、隔離開關的操作第68頁/共167頁693.拉、合主變壓器中性點接地刀閘220kV110kV10kV1D四、隔離開關的操作第69頁/共167頁704.等電位操作QF1QF1QS2QS四、隔離開關的操作第70頁/共167頁714.等電位操作QF1QF1QS2QS四、隔離開關的操作第71頁/共167頁724.等電位操作QF1QF1QS2QS四、隔離開關的操作第72頁/共167頁734.等電位操作QF1QF1QS2QS四、隔離開關的操作第73頁/共167頁74操作前的準備：

倒閘操作票佩戴安全帽使用絕緣手套操作接地刀閘前，必須驗電高壓隔離開關操作流程四、隔離開關的操作第74頁/共167頁75操作現(xiàn)場規(guī)范：

核對設備編號檢查設備外觀正式發(fā)令手動操作規(guī)范電動操作規(guī)范高壓隔離開關操作流程四、隔離開關的操作第75頁/共167頁76核對設備編號：操作人應在設備編號牌正前方，立正姿勢，距離以本人手臂伸直為準。距離不可太近，以防監(jiān)護人視線，距離太遠不便于操作。高壓隔離開關操作流程四、隔離開關的操作第76頁/共167頁77檢查設備外觀：檢查設備的外觀無放電、無裂紋、無變形等。高壓隔離開關操作流程四、隔離開關的操作第77頁/共167頁78正式發(fā)令操作操作人做好操作準備后，監(jiān)護人應保持在操作人左后側0.5米為宜，正式發(fā)令時，必須再次核對一次編號。高壓隔離開關操作流程四、隔離開關的操作第78頁/共167頁79手動操作：手動推上隔離開關（包括接地隔離開關）起始時應慢且謹慎，在動、靜觸頭行程完成一半時，應快而迅速，但在終了不得過猛而損壞機械，當發(fā)現(xiàn)合入故障點帶負荷推隔離開關（帶電合地刀）時，嚴禁將隔離開關再次拉開。高壓隔離開關操作流程四、隔離開關的操作第79頁/共167頁80手動操作：室外操作隔離開關時操作人應密切注視動、靜觸頭的運動情況。高壓隔離開關操作流程四、隔離開關的操作第80頁/共167頁81電動操作：當隔離開關開始轉動后，監(jiān)護人要密切關注隔離開關的分合過程，操作人手放于急停位置，做好緊急停轉的思想準備。另事先要將操作搖把備好，以防操作中電動失靈。高壓隔離開關操作流程四、隔離開關的操作第81頁/共167頁82分閘動作隔離開關的操作演示第82頁/共167頁83分閘動作隔離開關的操作演示第83頁/共167頁84分閘動作隔離開關的操作演示第84頁/共167頁85分閘動作隔離開關的操作演示第85頁/共167頁86合閘動作隔離開關的操作演示第86頁/共167頁87合閘動作隔離開關的操作演示第87頁/共167頁88合閘動作隔離開關的操作演示第88頁/共167頁89合閘動作隔離開關的操作演示第89頁/共167頁902023/3/2290操作方式“就地”操作“遠方自動”操作:110kV及以上電壓等級及無人值班變電站采用

五、隔離開關控制第90頁/共167頁912023/3/2291

隔離開關必須是在斷路器斷開及接地刀閘斷開的情況下，才能進行操作。為避免誤操作，隔離開關與斷路器、接地刀閘的操作之間必須按規(guī)定的操作順序，加以閉鎖。隔離開關操作的條件相應斷路器斷開相應接地刀閘斷開隔離開關操作條件五、隔離開關控制第91頁/共167頁922023/3/2292電磁閉鎖－電磁鎖

電磁閉鎖是利用斷路器、隔離開關、斷路器柜門等的輔助接點，接通或斷開需閉鎖的隔離開關、開關柜門等電磁鎖電源，使其操作機構無法動作，從而實現(xiàn)開關設備之間的相互閉鎖。五、隔離開關控制第92頁/共167頁932023/3/2293五、隔離開關控制電氣閉鎖電路－電氣邏輯閉鎖

第93頁/共167頁942023/3/2294微機防誤閉鎖

微機防誤閉鎖系統(tǒng)是將斷路器、隔離開關、接地刀閘（接地線）、開關柜門的輔助接點，通過微機編碼鎖具實現(xiàn)的閉鎖。將開關設備操作程序（規(guī)則）或閉鎖邏輯通過軟件系統(tǒng)輸入程序鎖具進行倒閘操作，既：在電動操作的刀閘或地刀機構箱的操作電源回路中加入微機五防接點，防誤功能由微機五防系統(tǒng)獨立完成。五、隔離開關控制第94頁/共167頁95機械防誤閉鎖裝置微機防誤閉鎖裝置五、隔離開關控制第95頁/共167頁96第四節(jié)互感器一、互感器作用及分類二、電流互感器三、電壓互感器四、交流電網(wǎng)絕緣監(jiān)察裝置第96頁/共167頁97一、互感器作用及分類

1.互感器作用將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈返臉藴手担箿y量儀表和繼電器小型化和標準化；使測量儀表、繼電器等二次設備與一次高壓裝置在電氣方面隔離，從而保證了設備和人身的安全。

為了確保工作人員在接觸儀表和繼電器時的安全，互感器的二次繞組必須一點接地。第97頁/共167頁982.互感器分類互感器電流互感器電壓互感器電磁式電子式電磁式電容分壓式電子式一、互感器作用及分類

第98頁/共167頁99二、電流互感器1.工作原理第99頁/共167頁1002.電流互感器特點一次繞組串聯(lián)于一次電路中，一次繞組的匝數(shù)很少。一次電流的大小決定于一次負載電流。二次繞組與二次負載串聯(lián)，二次繞組串聯(lián)的儀表和繼電器電流線圈的阻抗很小，因此正常運行時，二次繞組近似于短路工作狀態(tài)。運行中的電流互感器二次側嚴禁開路運行。二、電流互感器第100頁/共167頁101電流互感器二次開路時，的變化曲線二、電流互感器運行中的TA二次側開路分析第101頁/共167頁102運行中的TA二次側開路的危害二、電流互感器e2=-dФ/dt，磁通急劇變化時，二次繞組內(nèi)將感應很高的尖頂波電勢e2,危及工作人員的安全，威脅儀表和繼電器以及連接電纜的絕緣。磁路的嚴重飽和還會使鐵心嚴重發(fā)熱，若不能及時發(fā)現(xiàn)和處理，會使電磁式電流互感器燒毀和電纜著火。在鐵心中產(chǎn)生剩磁，影響互感器的特性。第102頁/共167頁1033.電流互感器誤差角差（相位差）比差(電流誤差)二、電流互感器第103頁/共167頁1044.電流互感器準確級及額定容量二、電流互感器（1）電流互感器的準確級第104頁/共167頁105二、電流互感器保護用：系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障的情況下，要求保護用電流互感器應有一定準確度，鐵心基本不飽和，確保繼電保護裝置正確動作。GB1208要求保護用互感器在二次繞組接額定負荷、且一次繞組通過額定準確限值一次電流時，復合誤差不超過誤差限值；并規(guī)定，應將保護用電流互感器的準確級與額定準確限值系數(shù)一起標注，例如：5P15，表示電流互感器為5P級，額定準確限值系數(shù)為15；互感器二次繞組接額定負荷、且一次電流不超過15倍額定電流時，互感器的復合誤差應小于5％（1）電流互感器的準確級測量用：在額定電流下所規(guī)定的最大允許電流誤差的百分數(shù)來標稱。標準的準確級為0.1、0.2、0.5、l、3和5級。供特殊用途的為0.2S及0.5S級。第105頁/共167頁106定義:指TA在額定二次電流（5A1A）IN2和額定二次阻抗ZN2下運行時，二次繞組輸出容量，也可用二次阻抗表示。由于TA的誤差和二次負荷有關,同一個TA在不同的二次負荷下，準確級不同，額定容量也不同。如:SN2=10VA(ZN2=0.4歐)當Z2<0.4時，能保證準確級為0.5級，當Z2>0.4時，準確級降為1級，對應的額定容量為15VA（ZN2=0.6）。

（2）電流互感器的額定容量二、電流互感器第106頁/共167頁107型號：LB6-110W2L:電流互感器B:帶保護級6:設計序號110:額定電壓W2:結構代號變比：1、2、3繞組:2×600/54、5繞組：復變比：300/5600/51200/5準確級：1、2、3繞組:5P204繞組：0.5級4繞組：0.2級二、電流互感器4.電流互感器準確級及額定容量第107頁/共167頁1085.電流互感器極性及接線方式二、電流互感器互感器和變壓器的繞組采用“減極性”標號法，用“減極性”法所確定的“同名端”，即在同一瞬間，兩個同名端同為高電位或同為低電位。按規(guī)定，電流互感器的一次繞組端子標以L1、L2,二次繞組端子標以K1、K2，L1與K1為同名端，L2與K2為同名端。如果一次電流從L1流向L2，則二次電流應從K2流向K1。

（1）電流互感器的極性第108頁/共167頁109（2）電流互感器的接線方式二、電流互感器單相式接線兩相式不完全星形接線第109頁/共167頁110（2）電流互感器的接線方式兩相電流差接線三相完全星形接線二、電流互感器第110頁/共167頁111二、電流互感器6.電流互感器使用注意事項電流互感器在工作時不允許開路。電流互感器二次側有一端必須接地，以防止一、二次側繞組絕緣擊穿時，一次側高壓竄入二次側，危及人身和設備安全。電流互感器在接線時，必須注意端子極性。否則二次側所接儀表、繼電器中所流過的電流不是預想的電流，甚至會引起事故。第111頁/共167頁112（1）電磁式電壓互感器工作原理三、電壓互感器1.工作原理電磁式電壓互感器的優(yōu)點是結構簡單，有長時間的制造和運行經(jīng)驗，產(chǎn)品成熟；暫態(tài)響應特性較好。其缺點是因鐵芯的非線性特性，容易產(chǎn)生鐵磁諧振，引起測量不準確和造成電壓互感器的損壞。第112頁/共167頁113（2）電容分壓式電壓互感器工作原理分壓比三、電壓互感器1.工作原理第113頁/共167頁114主電容分壓電容保護間隙補償電抗器中間變壓器三、電壓互感器（2）電容分壓式電壓互感器工作原理第114頁/共167頁115三、電壓互感器電容式電壓互感器的特點（2）電容分壓式電壓互感器工作原理供110kV級及以上中性點直接接地系統(tǒng)測量電壓之用

優(yōu)點：除作為電壓互感器用外，還可將其分壓電容兼做高頻載波通訊的耦合電容；電容分壓式電壓互感器的沖擊絕緣強度比電磁式電壓互感器高；體積小，重量輕，成本低；在高壓配電裝置中占地面積很小。

缺點：誤差特性和暫態(tài)特性比電磁式電壓互感器差，輸出容量較小。第115頁/共167頁1162.電壓互感器的特點電壓互感器一次側的電壓(即電網(wǎng)電壓)不受互感器二次側負荷的影響；接在電壓互感器二次側的阻抗很大，通過的電流很小，電壓互感器的工作狀態(tài)接近于空載狀態(tài)，二次電壓接近于二次電勢值，并取決于一次電壓值。運行中的電壓互感器二次側繞組不允許短路。

當二次側短路時，將產(chǎn)生很大的短路電流損壞電壓互感器。為了保護二次繞組，一般在二次側出口處安裝些熔斷器或低壓斷路器，用于過載和短路保護。

三、電壓互感器第116頁/共167頁1173.電壓互感器的誤差

比差(電壓誤差)角差（相位誤差）三、電壓互感器第117頁/共167頁118電壓互感器的準確級：指在規(guī)定的一次電壓和二次負荷變化范圍內(nèi)，負荷功率因數(shù)為額定值時誤差的最大限值。額定容量：對應于每個準確級，每臺電壓互感器規(guī)定一個額定容量。在功率因數(shù)為0.8(滯后)時，額定容量標準值為10、15、25、30、50、75、100、150、200、250、300、400、500VA。4.電壓互感器準確級和額定容量三、電壓互感器第118頁/共167頁1194.電壓互感器極性及接線方式

當交流電通過互感器一、二次繞組時，在同一瞬間，同時為高電位的兩端為同極性端。一次繞組用A、X，二次繞組用a、x注明。（1）電壓互感器的極性三、電壓互感器第119頁/共167頁120（2）電壓互感器的接線方式單相電壓互感器：測量任意兩相之間的線電壓三、電壓互感器第120頁/共167頁121

測量線電壓，不能測量相電壓。這種接線廣泛用于小接地短路電流系統(tǒng)中。

兩只單相電壓互感器接成不完全星形接線(V—V形）三、電壓互感器第121頁/共167頁122三只單相三繞組電壓互感器接成星形接線，且原繞組中性點接地

能測量線電壓和相對地電壓，在小接地電流系統(tǒng)中，可用來監(jiān)視電網(wǎng)對地絕緣的狀況。三、電壓互感器第122頁/共167頁123

可用來測量線電壓，不用來測量相對地的電壓，即不能用來監(jiān)視電網(wǎng)對地絕緣，因此它的原繞組沒有引出的中性點。三相三柱式電壓互感器的接線三、電壓互感器第123頁/共167頁124

測量線電壓和相電壓，可用于監(jiān)視電網(wǎng)對地的絕緣狀況和實現(xiàn)單相接地的繼電保護其變比為：三、電壓互感器三相五柱式電壓互感器第124頁/共167頁125三、電壓互感器電容式電壓互感器的接線測量線電壓和相電壓，可用于監(jiān)視電網(wǎng)對地的絕緣狀況和實現(xiàn)單相接地的繼電保護適用于110～500kV的中性點直接接地電網(wǎng)中。第125頁/共167頁126（3）電壓互感器的接線要求三、電壓互感器電壓互感器的電源側要有隔離開關；在35kV及以下電壓互感器的電源側加裝高壓熔斷器進行短路保護。

電壓互感器的負載側也應加裝熔斷器，用來保護過負荷。

60kV及以上的電壓互感器，其電源側可不裝設高壓熔斷器。

三相三柱式電壓互感器不能用來進行交流電網(wǎng)的絕緣監(jiān)察。電壓互感器二次側的接地點不許設在二次熔斷器的后邊，必須設在二次熔斷器的前邊。凡需在二次側連接交流電網(wǎng)絕緣監(jiān)視裝置的電壓互感器，其一次側中性點必須接地，否則無法進行絕緣監(jiān)察。第126頁/共167頁1271.絕緣監(jiān)察裝置構成四、交流電網(wǎng)絕緣監(jiān)察裝置第127頁/共167頁128單相接地故障現(xiàn)象警鈴響，“接地”光字牌亮；絕緣監(jiān)視電壓三相指示值不同，接地相電壓降低或等于零，其它兩相電壓升高或為線電壓，此時為穩(wěn)定接地；若絕緣監(jiān)視電壓不停地擺動，則為間歇性接地；機爐可能來電話，報告發(fā)現(xiàn)的異?，F(xiàn)象。四、交流電網(wǎng)絕緣監(jiān)察裝置2.高壓廠用電系統(tǒng)接地故障查找第128頁/共167頁129單相接地故障處理切換絕緣監(jiān)視電壓表，判別該段單相接地的性質和相別；詢問機爐有無設備啟動或停止，有無設備跳閘及其它異常情況，盡快停用有可疑現(xiàn)象的用電設備；利用高壓備用廠變倒換廠用電，判別是哪個半段接地，并可判別工作高壓廠變是否接地，若判定為工作高壓廠變低壓側接地時，應將工作高壓廠變停電，由備用高壓廠變供電；將接地段低壓廠變倒至備用電源運行；四、交流電網(wǎng)絕緣監(jiān)察裝置第129頁/共167頁130派人檢查故障段6KV一次系統(tǒng)，尋找故障點；聯(lián)系機爐倒換備用泵或逐一瞬停選擇接地點；所有負荷及電源均未接地時，則認為是母線或電壓互感器接地，在做好必要的安全措施后，按電壓互感器停電操作程序將PT停電測絕緣；將接地母線停電檢查測絕緣；尋找接地點的時間不得超過兩小時。四、交流電網(wǎng)絕緣監(jiān)察裝置單相接地故障處理第130頁/共167頁131低壓側一相保險熔斷時，熔斷相電壓指示接近“0”，類似于接地相。但其他兩相電壓不發(fā)生變化，仍指示相電壓，由于電壓互感器開口三角繞組沒有零序電壓輸出，所以絕緣監(jiān)察裝置或監(jiān)控系統(tǒng)不發(fā)“單相接地”報警信號小電流接地系統(tǒng)電壓互感器保險熔斷與單相接地的區(qū)別四、交流電網(wǎng)絕緣監(jiān)察裝置第131頁/共167頁132高壓保險一相（兩相）熔斷，熔斷相對地電壓接近“0”，其他兩相對地電壓不發(fā)生變化，仍指示相電壓。但由于高壓側缺少一相電壓，電壓互感器輸入電壓不平衡，在二次開口三角就有零序電壓輸出，絕緣監(jiān)察裝置或監(jiān)控系統(tǒng)就會發(fā)出單相接地報警信號。小電流接地系統(tǒng)電壓互感器保險熔斷與單相接地的區(qū)別四、交流電網(wǎng)絕緣監(jiān)察裝置第132頁/共167頁133小電流接地系統(tǒng)電壓互感器保險熔斷與單相接地的區(qū)別6KV廠用PT一次保險熔斷故障現(xiàn)象6KV系統(tǒng)“6KV系統(tǒng)接地”和“6KV系統(tǒng)TV斷線”信號同時發(fā)出。與熔斷相有關的線電壓表指示降低，與熔斷相無關的線電壓表不變。6KV廠用電快切裝置故障。四、交流電網(wǎng)絕緣監(jiān)察裝置6KV廠用電系統(tǒng)單相接地6KV系統(tǒng)接地時，僅發(fā)“接地”信號。接地時故障相電壓降低或為零；非故障相電壓升高，最高可達線電壓。三個線電壓表數(shù)值不變。第133頁/共167頁134小電流接地系統(tǒng)電壓互感器保險熔斷與單相接地的區(qū)別6KV廠用電系統(tǒng)“TV斷線”信號發(fā)出“

6KV廠用電快切裝置故障”信號發(fā)出熔斷相的相電壓值降低，未熔斷相的電壓表指示值不會升高。PT二次保險單相熔斷四、交流電網(wǎng)絕緣監(jiān)察裝置第134頁/共167頁135135第五節(jié)高壓開關柜一、高壓開關柜基礎知識二、高壓開關柜運行維護第135頁/共167頁136136高壓開關柜特點：結構緊湊，占地面積小，安裝工作量小，使用和維修方便，且有多種接線方案以供選擇，故用戶使用極為便利。開關柜是金屬封閉式開關設備的俗稱。按照國標GB3906的定義，金屬封閉開關設備是指除進出線外，完全被金屬外殼包住的開關設備。1.定義及特點一、高壓開關柜基礎知識第136頁/共167頁137137按主開關的安裝方式分為：固定式和移開式（手車式）按開關柜隔室結構分為：鎧裝型、間隔型和箱型按柜內(nèi)絕緣介質分為：空氣絕緣和復合絕緣。2.高壓開關柜分類及型號

第137頁/共167頁1381382023/3/22K——鎧裝式交流金屬封閉開關設備Y——移開式N——戶內(nèi)28——設計序號A——改進順序號12——額定電壓（12kV）（Z）——配真空斷路器T——采用彈操機構1250——額定電流（1250A）31.5——開斷電流（31.5kA）KYN28A-12（Z）/T1250-31.5型號解讀2.高壓開關柜分類及型號

第138頁/共167頁1391392023/3/22X——箱式交流金屬封閉開關設備G——固定式N——戶內(nèi)15——設計序號12——額定電壓（12kV）（F.R）——配負荷開關+熔斷器組合；

T——采用彈操機構100——額定電流（100A）31.5——開斷（31.5kA）(通過熔斷器實現(xiàn))XGN15-12(F.R)/T100-31.5”型號解讀2.高壓開關柜分類及型號

第139頁/共167頁1401402023/3/22固定式高壓開關柜（GG1A)隔離開關操作手柄儀表、繼電器室斷路器操作機構斷路器室電纜室隔離開關3.高壓開關柜的結構第140頁/共167頁1411412023/3/22正面有門、操作面板和防誤機構，側面有防護板相隔。運行柜正面右上方是斷路器室門，右下方是電纜室門。中間隔板將開關柜內(nèi)部分為上下兩部分。上部分有斷路器室、繼電器室、儀表盤，下部分是電纜室。隔離開關安裝在柜體頂部，中間有隔板與斷路器分開。真空斷路器、隔離開關操作機構等在斷路器室內(nèi)；電流表互感器在中間隔板上；零序互感器等安裝在電纜室內(nèi)，斷路器操作機構安裝在柜體正面左下方。二次儀表及器件安裝在儀表盤上和繼電器室內(nèi)。基本結構固定式高壓開關柜（GG1A)3.高壓開關柜的結構第141頁/共167頁142

柜門和檔板不僅起到隔離人體與帶電體的作用，也是防范內(nèi)部短路故障時電弧沖出傷人的重要措施。封閉式高壓開關柜設有泄壓通道，當內(nèi)部故障短路時，電弧產(chǎn)生的高溫、高壓氣體從人員不易靠近的柜體頂部沖出。高壓開關柜在運行和操作時，柜門應鎖緊，不得隨意打開，以防止內(nèi)部故障時，電弧產(chǎn)生的高溫、高壓氣體從柜門泄出傷及工作人員。同時，開關柜的各功能室的柜門（儀表室除外）的面板也不能隨意開孔，以避免開關柜泄壓通道失效。固定式高壓開關柜（GG1A)3.高壓開關柜的結構第142頁/共167頁1431432023/3/22中置式高壓開關柜結構3.高壓開關柜的結構第143頁/共167頁144母線室獨立在開關柜的后部，由于用隔板分隔，發(fā)生人員誤碰觸電的風險較小。

斷路器室在開關柜前面中部，斷路器手車的隔離開關靜觸頭與母線相連，手車拉出時，檔板自動落下將觸頭插孔封閉，檢修作業(yè)時禁止打開觸頭檔板。電纜室在開關柜的下部，除連接線路電纜外，還有電流互感器、線路避雷器、線路接地開關。其前下柜門、后蓋板與線路接地開關有機械聯(lián)鎖，只有合上線路接地開關，才能打開前下柜門、后蓋板。中置式高壓開關柜3.高壓開關柜的結構第144頁/共167頁1451452023/3/22絕緣套筒內(nèi)有真空滅弧室及觸頭上接線端子下接線端子手車式框架二次接線插頭中置式高壓開關柜結構3.高壓開關柜的結構第145頁/共167頁1461462023/3/22手車位置工作位置：試驗位置：檢修位置：3.高壓開關柜的結構第146頁/共167頁1471472023/3/22互感器互感器分電流互感器和電壓互感器。3.高壓開關柜的結構第147頁/共167頁1481482023/3/22準確度等級(根據(jù)互感器在回路中用途選)0.5/10P10、0.2/0.5/10P20、0.5/5P10/5P10

測量級：0.2S、0.2、0.5S、0.5（S擴大測量范圍）保護級：5P、10P，表示±5%和±10%P表示保護準確限值系數(shù)：10、15、20、25、30（易被忽略）電流互感器舉例：

5P10表示當一次過流10倍時，該繞組的復合誤差≤±5%10P10表示當一次過流10倍時，該繞組的復合誤差≤±10%10P15表示當一次過流15倍時，該繞組的復合誤差≤±10%3.高壓開關柜的結構第148頁/共167頁1491492023/3/22電壓互感器型號：JDZ(X)10-3、6、10J:電壓互感器D：單相Z:澆注式X：帶剩余電壓繞組10:設計序號3、6、10：額定電壓（kV）變比二次電壓：100V；一次電壓根據(jù)系統(tǒng)電壓JDZ10-10：10/0.110/0.1/0.1（V形接法）JDZX10-10：10/√3/0.1/√3/0.1/310/√3/0.1/√3/0.1/√3/0.1/3

（星形Y和開口三角形接法）3.高壓開關柜的結構第149頁/共167頁1501502023/3/22戶內(nèi)高壓帶電顯示裝置

帶電顯示裝置，由三個傳感器和一個帶電顯示器經(jīng)導線連接組成。帶電顯示裝置型號：DXN3-10Q/T(Q)D：高壓X：顯示裝置N：戶內(nèi)3：設計序號10：額定電壓Q：加強絕緣型T：提示型Q：強制閉鎖型傳感器型號：CG5-10Q/口

CG：傳感器5：設計序號

10：額定電壓(kV)Q：加強絕緣型口：高度（mm）3.高壓開關柜的結構第150頁/共167頁1511512023/3/22接地開關型號：JN15-12/31.5-口JN17-12/40-口J：接地開關N：戶內(nèi)15、17：設計序號31.5、40：額定短時耐受電流（kA）口：相間距離（mm）3.高壓開關柜的結構第151頁/共167頁1521522023/3/224.一次接線方案一次接線方案單電源系統(tǒng)第152頁/共167頁153（1）電壓互感器單獨小車，避雷器直接連接母線。

4.一次接線方案KYN28型母線電壓互感器、避雷器柜避雷器與電壓互感器同柜體，電壓互感器安裝在小車內(nèi)，避雷器安裝在后柜門下部（相當于線路柜的電纜室），當電壓互感器小車拉出后，工作人員容易產(chǎn)生避雷器已經(jīng)停電的錯覺，若在此時打開后柜門對避雷器進行檢修試驗時，極易造成觸電。第153頁/共167頁154（2）電壓互感器、避雷器在同一柜內(nèi)各單獨小車電壓互感器與避雷器同柜體，避雷器小車在電壓互感器小車的下面，拉出避雷器小車可以對避雷器進行檢修試驗。但是，在后下柜位置的避雷器的靜觸頭和分支母線仍然有電，仍有人員誤入、誤碰造成觸電的風險。因此，在對電壓互感器和避雷器進行檢修時，嚴禁打開觸頭檔板和后蓋板，避免觸電。4.一次接線方案KYN28型母線電壓互感器、避雷器柜第154頁/共167頁1554.一次接線方案KYN28型母線電壓互感器、避雷器柜（3）電壓互感器、避雷器在不同柜內(nèi)各經(jīng)過小車方式這類開關柜在檢修時，由于母線未停電，隔離靜觸頭仍有電，因此嚴禁打開觸頭檔板，避免觸電。（4）避雷器和電壓互感器共同使用一個小車這種方式避雷器與電壓互感器同柜體，拉出小車，避雷器與電壓互感器都停電，這種方式的安全風險較小。但此時由于母線未停電，隔離靜觸頭仍有電，因此嚴禁打開觸頭檔板，避免觸電。第155頁/共167頁1561562023/3/225.高壓開關柜“五防”（1）防止誤分、誤合斷路器；柜前只能用分閘在按鈕操作斷路器分閘；只有在試驗/工作位置斷路器才能合閘；接地開關合閘時，斷路器手車不能進入工作位置。（2）防止帶負荷拉合隔離開關（手車）斷路器合閘時，手車被鎖定；隔離手車在工作/隔離位置被程序鎖定。第156頁/共167頁1571572023/3/2