高壓電器及成套裝置概論

第九章高壓電器及成套裝置2015年5月第一頁，共四十頁。一、高壓電器的種類及基本要求1、高壓電器的種類（6類，了解）：開關(guān)電器：斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、接地開關(guān)保護(hù)電器：熔斷器、避雷器測量電器：電壓互感器、電流互感器限流電器：電抗器、電阻器補(bǔ)償電器：電力電容器。組合電器：成套配電裝置。第一節(jié)高壓電器基礎(chǔ)知識第二頁，共四十頁。2、對高壓電器的基本要求（了解）：絕緣可靠。既要能承受工頻最高工作電壓的長期作用，又要能承受內(nèi)部過電壓和外部(大氣)過電壓的短期作用；在額定電流下長期運(yùn)行時，其溫升應(yīng)合乎國家標(biāo)準(zhǔn)，且具備一定短時過載能力。能承受短路電流的熱效應(yīng)和電動力效應(yīng)而不致?lián)p壞。安全可靠地關(guān)合和開斷規(guī)定數(shù)值的電流。提供繼電保護(hù)和測量信號的電器，應(yīng)具有符合規(guī)定的測量精度。能承受一定自然條件的作用。大氣壓力、環(huán)境溫度以及風(fēng)、霜、雨、雪、霧、冰和凝露等都會影響其工作性能，在規(guī)定的使用環(huán)境條件下它們均應(yīng)能安全可靠地運(yùn)行。第三頁，共四十頁。二、電弧理論1、氣體放電現(xiàn)象：在一定條件下，氣體分子游離出電子和正離子，在電場力作用下定向移動。常見的氣體放電形式（3）：電暈放電：常發(fā)生于帶高壓電壓的導(dǎo)體周圍，吱吱聲，藍(lán)色光圈火花放電：產(chǎn)生電壓的兩極間。電弧放電：氣體自持放電，觸點（頭）兩極間導(dǎo)電質(zhì)點不斷產(chǎn)生、消失，處于平衡狀態(tài)。觸頭間電壓大于10-20V，電流超過100mA，觸頭斷開瞬間就會產(chǎn)生電弧。弧柱溫度高達(dá)5000～13000℃，（上節(jié)課，低壓電器2000-3000℃，似乎不準(zhǔn)確）第四頁，共四十頁。2、電弧形成（自學(xué)）3、交流電弧的特性：電弧電壓和電弧電流的大小及相位都是隨時間做周期性變化。每一周期內(nèi)有兩次過零值。電流過零時，電弧自動熄滅，而后隨著電流的增大，電弧又重新點燃。第五頁，共四十頁。4、高壓電器的滅弧方法迅速拉長電?。ǚ椒ǎ杭涌煊|頭分離的速度；采用多斷口）；吹?。ɡ鋮s、拉長電弧，加速擴(kuò)散弧柱中的帶電質(zhì)子；分橫吹、縱吹）；將長弧分成若干短?。ń饘贃牌┦闺娀≡谥車橘|(zhì)中移動（移動方法：電動力、磁力、磁吹?。┑诹?，共四十頁。三、開關(guān)絕緣的分類及特點高壓開關(guān)設(shè)備的絕緣，應(yīng)能承受長期作用的最高工作電壓和短時作用的過電壓。分外絕緣、內(nèi)絕緣外絕緣：以大氣作為絕緣介質(zhì)的絕緣機(jī)構(gòu)部分；內(nèi)絕緣：以油、壓縮空氣、真空、SF6等介質(zhì)絕緣結(jié)構(gòu)承受電壓的部位：載流部分和接地部分之間;相鄰各相的載流部分之間;在分閘位置下，同相的各分離觸頭之間(簡稱斷口間)。第七頁，共四十頁。四、電器觸頭的要求與結(jié)構(gòu)1、電器觸頭定義：是指兩個導(dǎo)體或幾個導(dǎo)體之間相互接觸的部分，如母線或?qū)Ь€的接觸連接處以及開關(guān)電器中的動、靜觸頭等。2、對觸頭的要求（了解）：(1)結(jié)構(gòu)可靠。(2)有良好的導(dǎo)電性能和接觸性能，即觸頭必須有低的接觸電阻值。(3)通過規(guī)定的電流而不過熱(不超過允許溫度)。(4)可靠地開斷規(guī)定容量的電弧，有足夠的抗熔焊和抗電弧燒傷的性能。(5)通過短路電流時，具有足夠的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。第八頁，共四十頁。3、觸頭材料一般由銅、黃銅、青銅制成；為防止表面氧化，觸頭表面鍍錫或鉛錫合金，特殊場合鍍銀。4、觸頭分類：按接觸面形式分（3）：平面觸頭：如刀形觸頭、插入式熔斷器線觸頭：柱面與平面接觸，兩柱面接觸點觸頭：如繼電器觸點，開關(guān)電器的輔助觸點，只能通過小電流第九頁，共四十頁。按觸頭結(jié)構(gòu)形式分（3類）（1）可斷觸頭（4）刀形觸頭對接式（終端式）觸頭指形觸頭插座式（梅花形）觸頭（2）固定觸頭：母線連接（3）滑動觸頭：電刷第十頁，共四十頁。第二節(jié)斷路器及操作機(jī)構(gòu)一、技術(shù)參數(shù)及基本要求1、型號含義：第1單元—產(chǎn)品名稱，用字母表示：S一少油斷路器;D一多油斷路器;K一空氣斷路器;L一六氟化硫斷路器;Z-真空斷路器;Q一產(chǎn)氣斷路器;c一磁吹斷路器。第2單元—安裝場所，用字母表示:N一戶內(nèi)式；W-戶外式。第3單元—設(shè)計系列序號，用數(shù)字表示。第4單元—額定電壓(kV)。第5單元—補(bǔ)充工作特性，用字母表示:G一改進(jìn)型;P一分相操作。第6單元—額定電流(A)。舉例：ZN28-10/630：真空斷路器，戶內(nèi)，設(shè)計序號28，10kV，630ALN2-10/1250：六氟化硫斷路器，戶內(nèi)，設(shè)計序號2，10kV，1250A第十一頁，共四十頁。2、技術(shù)參數(shù)額定斷路電流：額定電壓下，斷路器能可靠切斷的最大電流；動穩(wěn)定電流：在沖擊短路電流作用下所能承受電動力的能力，機(jī)械強(qiáng)度；熱穩(wěn)定電流：規(guī)定時間內(nèi)允許通過的最大電流；合閘時間：發(fā)出合閘信號到斷路器接通的時間；分閘時間：發(fā)出跳閘信號到電弧熄滅的時間，固有分閘時間+滅弧時間，一般0.06秒～0.12秒，小于0.06秒的斷路器，稱為快速斷路器。第十二頁，共四十頁。二、少油斷路器1、SN10-10型可配用CD10型電磁機(jī)構(gòu)，也可配用CT8型彈簧機(jī)構(gòu)2、SW4-35型配CD15型直流電磁操作機(jī)構(gòu)第十三頁，共四十頁。三、真空斷路器1、ZN-10型真空滅弧室，俗稱“真空泡”，是真空斷路器的絕緣和滅弧元件。熄弧快，電流過零熄滅；觸頭溫度低，燒損少，壽命長。第十四頁，共四十頁。三、真空斷路器2、ZN-35型第十五頁，共四十頁。四、SF6斷路器采用六氟化硫做滅弧和絕緣介質(zhì)，具有優(yōu)良的絕緣和滅弧性能；優(yōu)點：開斷能力強(qiáng)、斷口耐壓高、結(jié)構(gòu)簡單、允許開斷次數(shù)多、檢修周期長、噪音小、無火災(zāi)危險等；SF6氣體：無色無味、不燃燒、無毒；需要SF6氣體檢漏、含水檢測五、斷路器的操作機(jī)構(gòu)1、電磁操作機(jī)構(gòu)常用CD10第十六頁，共四十頁。2、彈簧儲能操作機(jī)構(gòu)常用CT8第十七頁，共四十頁。3、彈簧操作機(jī)構(gòu)控制線路第十八頁，共四十頁。第三節(jié)隔離開關(guān)和負(fù)荷開關(guān)一、隔離開關(guān)又稱隔離刀閘，簡稱刀閘；不能切斷負(fù)荷電流和短路電流；1、用途（3個）：將電氣設(shè)備與帶電電網(wǎng)隔離，提供明顯斷開點，安全檢修；改變運(yùn)行方式（倒閘操作）；接通、斷開小電流電路；電壓互感器和避雷器電路；10kV、長5km以內(nèi)的空載輸電線路；35kV、長10km以內(nèi)的空載送電線路等。35k、1000kVA及以下；110kV、3200kVA及以下的空載變壓器；第十九頁，共四十頁。2、型號由字母和數(shù)字兩部分組成舉例：GN6-10T/600：隔離開關(guān)，戶內(nèi)，設(shè)計序號6，10kV，統(tǒng)一設(shè)計產(chǎn)品，600A第二十頁，共四十頁。（1）戶內(nèi)式隔離開關(guān)GN6：GN8：絕緣瓷瓶改為絕緣套管第二十一頁，共四十頁。（2）戶外式隔離開關(guān)GW5：V型式隔離開關(guān)（羊角式）第二十二頁，共四十頁。3、隔離開關(guān)的操作機(jī)構(gòu)CS6型手動杠桿操作機(jī)構(gòu)CS9型手動蝸輪操作機(jī)構(gòu)CJ2型電動操作機(jī)構(gòu)第二十三頁，共四十頁。第二十四頁，共四十頁。二、高壓負(fù)荷開關(guān)可以提供明顯的斷開點，起隔離開關(guān)的作用；可以切斷和閉合額定電流以及規(guī)定的過載電流；與熔斷器配合使用，可保護(hù)線路；在框架上配有跳扣、凸輪和快速合閘彈簧，組成快速合閘機(jī)構(gòu)第二十五頁，共四十頁。三、高壓熔斷器分RW、RN兩個系列型號舉例RW3-10/100：熔斷器，戶外，10kV，100A第二十六頁，共四十頁。四、電抗器限制短路電流（主要作用）；抵消長線路的容性作用，防止電壓升高；舉例：FKL-10-2x750-6型，表示額定百分電抗6%，額定電壓10kV，有兩個支路，每支路額定電流為750A，鋁電纜分裂電抗器。第二十七頁，共四十頁。五、母線1、定義及分類：又稱匯流排，匯集、分配、傳送電能。材質(zhì)：銅母線、鋁母線、鋼母線截面形狀：矩形、圓形（或管形）、槽形LMY：硬型鋁母線；TMY：硬型銅母線2、母線涂色及排列涂色作用：識別相序；防腐；增加輻射能力，改善散熱條件說明：在母線的各個連接處和距離連接處10cm以內(nèi)的地方，以及涂有溫度漆(變色漆)的地方不應(yīng)涂漆;間隔內(nèi)的硬母線均要余留50--70mm，在該長度內(nèi)也不應(yīng)涂漆，以供停電檢修時掛接臨時接地線之用。第二十八頁，共四十頁。矩形母排常見的排列方式（1）平放水平排列。優(yōu)點：母線對短路時產(chǎn)生的電動力具有較強(qiáng)的抗彎能力；缺點：散熱條件稍差。（2）立放水平排列。優(yōu)點：散熱條件好；缺點：抗彎能力差。（3）立放垂直排列。優(yōu)點：散熱條件好，抗彎能力強(qiáng)；缺點：增加了空間高度。（4）三角形排列。可減少開關(guān)柜的深度和高度，使布置比較緊湊。第二十九頁，共四十頁。六、絕緣子與套管絕緣子又叫瓷瓶，用來支撐、固定帶電導(dǎo)體，保持導(dǎo)體與地、導(dǎo)電導(dǎo)體之間的絕緣；分支持絕緣子、套管絕緣子兩種。電站絕緣子型號由字母和數(shù)字兩部分構(gòu)成：第三十頁，共四十頁。穿墻套管型號第三十一頁，共四十頁。第四節(jié)高壓成套裝置一、成套配電裝置的特點和作用定義：以開關(guān)為主的成套電器，俗稱開關(guān)柜；用途：接受與分配電能。開關(guān)柜分類（3種）：按照電壓高低，分為：高壓開關(guān)柜、低壓開關(guān)柜；按照裝設(shè)地點，分為：戶外式、戶內(nèi)式；按照開關(guān)電器是否可以移動，可分：固定式、手車式；說明：通常一個柜構(gòu)成一個回路，一個柜成為一個間隔。第三十二頁，共四十頁。高壓開關(guān)柜的型號含義舉例：JYN2-10金屬封閉鎧裝式，移開式，戶內(nèi)，設(shè)計序號2，額定電壓10kV第三十三頁，共四十頁。二、高壓成套裝置的選用原則和技術(shù)要求1、選用原則第三十四頁，共四十頁。2、高壓開關(guān)柜的技術(shù)要求（了解）足夠的機(jī)械強(qiáng)度；有防止事故擴(kuò)大措施；在一次側(cè)不停電情況下，可以安全檢修二次設(shè)備；具備安全聯(lián)鎖裝置；電氣設(shè)備與接線符合安全距離要求；額定負(fù)荷下，設(shè)備溫升不超規(guī)定值；柜內(nèi)電器符合安全使用技術(shù)規(guī)范；斷路器及操作機(jī)構(gòu)符合使用要求（分合閘速度、觸頭行程等）；具備防止電氣誤操作的“五防”功能；一、二次電氣回路、電器的絕緣強(qiáng)度符合使用條件；滿足使用環(huán)境條件第三十五頁，共四十頁。對于手車式高壓開關(guān)柜，還應(yīng)滿足：同型號手車式高壓開關(guān)柜的手車能夠互換;手車應(yīng)具有三種位置:工作位置：一次回路與二次回路均接通；試驗位置：一次回路不接通，手車與柜體隔離觸頭之間有安全距離；二次回路接通，此時手車上的斷路器允許進(jìn)行操作試驗；檢修位置：手車退出柜外，一次回路和二次回路均斷開;柜內(nèi)一次隔離觸頭有可靠的安全措施，能保證手車退出柜體時進(jìn)柜檢修人員的安全；手車體與柜體間有可靠的接地裝置。第三十六頁，共四十頁。防止電氣誤操作的“五防”（記?。悍乐箮ж?fù)荷拉(合)隔離開關(guān);防止誤分、合斷路器;防止帶電掛接地線（合接地刀閘）;防止帶接地線（接地刀閘）送電;防止誤入帶電間隔?！拔宸馈笔褂谜f明：

1)優(yōu)先采用機(jī)械閉鎖;2)有緊急解鎖機(jī)構(gòu);3)“五防”中除防止誤分、誤合斷路器可采取提示性措施外，其他“四防”原則上采用強(qiáng)制性閉鎖;4)“五防”閉鎖不應(yīng)影響開關(guān)分(合)閘的速度特性;5)如用電磁閉鎖，閉鎖回路電源要與繼電保護(hù)、控制信號回路分開;6）閉鎖裝置應(yīng)盡量做到結(jié)構(gòu)簡單可靠，操作維修方便，盡可能不增加正常操作和事故處理的復(fù)雜性。第三十七頁，共四十頁。三、常用高壓成套裝置1、GG-1A型固定式高壓開關(guān)柜2、KYN-10型鎧裝移開式高壓開關(guān)柜3、GFC-10型手車式高壓開關(guān)柜4、HXGN1-10型高壓環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜（自學(xué)，簡單了解一下柜體結(jié)構(gòu)、五防措施、主要技術(shù)參數(shù)）四、高壓開關(guān)柜的一次接線方案（略）自學(xué)，一般了解五、高壓開關(guān)柜的安裝（略）第三十八頁，共四十頁。六、手車式高壓開關(guān)柜的試驗（3）工頻耐壓試驗：一次、二次回路分別做動作試驗：試驗位置、工作位置，合分閘操作試驗其他試驗：繼電保護(hù)校驗等七、高壓開關(guān)柜的投運(yùn)前的檢查及運(yùn)行巡視（略）第三十九頁，共四十頁。內(nèi)容總結(jié)第九章高壓電器及成套裝置。測量電器：電壓互感器、電流互感器。對接式（終端式）觸頭。合閘時間