二章風(fēng)電場(chǎng)電氣主系統(tǒng)

風(fēng)電場(chǎng)電氣工程華北電力大學(xué)第2章風(fēng)電場(chǎng)電氣主系統(tǒng)章節(jié)設(shè)置：2.1主要電氣一次設(shè)備2.2風(fēng)電場(chǎng)電氣主接線2.3常用的電氣計(jì)算**（選修）2.4風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)備的選擇第2章風(fēng)電場(chǎng)電氣主系統(tǒng)教學(xué)目標(biāo)：

掌握風(fēng)電場(chǎng)（包括升壓變電站）中各主要電氣一次設(shè)備的功能、結(jié)構(gòu)、種類和工作原理等，對(duì)各主要一次設(shè)備的外觀和主要部件有明確的感性認(rèn)識(shí)；掌握電氣主接線的基本概念和設(shè)計(jì)原則，分析并理解各種電氣主接線形式的特點(diǎn)；對(duì)常用的電氣計(jì)算有一定的了解（選修）；掌握風(fēng)電場(chǎng)電氣一次設(shè)備選擇的原則和基本方法。第2章風(fēng)電場(chǎng)電氣主系統(tǒng)知識(shí)點(diǎn)分布：★主要電氣一次設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理☆主要電氣一次設(shè)備的外觀和型式參數(shù)▲電氣主接線的概念及相關(guān)術(shù)語★電氣主接線的設(shè)計(jì)原則和主要形式☆風(fēng)電場(chǎng)的常用電氣主接線設(shè)計(jì)●短路電流計(jì)算，導(dǎo)體發(fā)熱和電動(dòng)力計(jì)算☆電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件和校驗(yàn)方法☆變壓器、開關(guān)電器、互感器等主要設(shè)備的選擇

§2.1主要電氣一次設(shè)備

2.1.1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

2.1.2變壓器

2.1.3斷路器

2.1.4隔離開關(guān)及其它開關(guān)電器

2.1.5載流導(dǎo)體

2.1.6無功補(bǔ)償設(shè)備

2.1.7互感器

2.1主要電氣一次設(shè)備2.1.1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組目前風(fēng)電場(chǎng)中應(yīng)用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，大都是三相交流發(fā)電機(jī)各類發(fā)電機(jī)的主體部分都由靜止的定子和可以旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子兩大部分構(gòu)成

原動(dòng)機(jī)（例如風(fēng)力發(fā)電中用的風(fēng)力機(jī)）帶動(dòng)轉(zhuǎn)子繞軸旋轉(zhuǎn)，在定子繞組中感應(yīng)出電勢(shì)，在閉合的外電路中形成電流從定子繞組出線端（如圖中的A、B、C所示）送出。定子就像一個(gè)空心的圓筒，轉(zhuǎn)子像一個(gè)實(shí)心的滾軸2.1.1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組定子和轉(zhuǎn)子一般都由鐵心和繞組構(gòu)成。繞組多是用銅線纏繞的金屬線圈，當(dāng)然銅線外面要包裹絕緣物質(zhì)。鐵心的功能是靠鐵磁材料提供磁的通路，以約束磁場(chǎng)的分布。各種發(fā)電機(jī)的定子的基本結(jié)構(gòu)是類似的定子鐵心由很薄的圓環(huán)狀硅鋼片疊制而成，內(nèi)表面開了若干軸向溝槽，用于嵌放定子繞組。2.1.1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電機(jī)結(jié)構(gòu)的差別可能主要體現(xiàn)在轉(zhuǎn)子的形狀或轉(zhuǎn)子繞組的形狀同步機(jī)的轉(zhuǎn)子有凸極式和隱極式等類別凸極式轉(zhuǎn)子鐵心，有明顯的磁極凸出隱極式轉(zhuǎn)子鐵心的截面為圓形。2.1.1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組異步機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組有鼠籠式和繞線式等繞線式轉(zhuǎn)子的繞組連接到三個(gè)固定在轉(zhuǎn)軸上的銅環(huán)，通過電刷引出。可以在轉(zhuǎn)子繞組傳入阻抗，以改善電機(jī)的啟動(dòng)性能或者調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速鼠籠式轉(zhuǎn)子的繞組由嵌放在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)的金屬導(dǎo)條和兩端的短路環(huán)組成2.1.1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)的工作原理主要是基于電磁感應(yīng)現(xiàn)象。電磁

當(dāng)導(dǎo)體中通入電流時(shí)，在帶電導(dǎo)體的周圍會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。

如果導(dǎo)體中流過的電流是直流電，則產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)。如果導(dǎo)體中流過的電流是交流電，則產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)。

磁電當(dāng)處于磁場(chǎng)中的導(dǎo)體做不平行于磁場(chǎng)方向的運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體切割磁力線，就會(huì)在該導(dǎo)體中感應(yīng)出電勢(shì)

如果該導(dǎo)體與外電路構(gòu)成了閉合回路，則還會(huì)在感應(yīng)電勢(shì)的作用下形成感應(yīng)電流?！?.1.2變壓器

2.1.2.1變壓器工作結(jié)構(gòu)和工作原理

變壓器的基本原理是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)一個(gè)電壓等級(jí)的交流電能到另一電壓等級(jí)交流電能的變換變壓器的核心部件是鐵心和繞組，鐵心用于提供磁路，纏繞于鐵心上的繞組構(gòu)成電路與電源相連的一側(cè)為一次繞組，與負(fù)荷相連的一側(cè)為二次繞組2.1.2.1變壓器工作結(jié)構(gòu)和工作原理變壓器的電壓變換一次繞組和二次繞組一般沒有電氣上的連接，而是通過鐵心中的磁場(chǎng)建立聯(lián)系。對(duì)于理想變壓器，感應(yīng)電壓、電流和繞組匝數(shù)之間有如下關(guān)系：每臺(tái)變壓器可以長期流過的最大功率，規(guī)定為它自身的額定容量，以kVA來標(biāo)定。變壓器的等效電路在電力系統(tǒng)的分析中，往往構(gòu)建變壓器的等值電路模型，主要包括三個(gè)部分：一次繞組的電路、由磁路等值為電路的勵(lì)磁電路及二次繞組的電路2.1.2.1變壓器工作結(jié)構(gòu)和工作原理

變壓器的等效電路工程中可以采用空載試驗(yàn)來測(cè)定勵(lì)磁阻抗變壓器繞組的漏阻抗可以通過短路試驗(yàn)測(cè)得。在電氣設(shè)計(jì)的工程實(shí)際中，為了簡化計(jì)算，往往忽略掉勵(lì)磁阻抗的影響，采用如下圖所示的簡化等效電路。2.1.2.1變壓器工作結(jié)構(gòu)和工作原理

變壓器的結(jié)構(gòu)

大多數(shù)電力變壓器均為油浸式變壓器，即以油作為絕緣和冷卻介質(zhì)，所用的油一般為礦物油。

圖3-7變壓器工作原理示意圖1234567891011121314151、鐵芯2、繞組3、調(diào)壓分接頭4、調(diào)壓機(jī)構(gòu)箱5、高壓側(cè)套管6、低壓側(cè)套管7、高壓側(cè)中性點(diǎn)8、壓力釋放閥門9、瓦斯繼電器10、11、吸濕器12、主變端子箱13、散熱風(fēng)扇14、油箱15、儲(chǔ)油柜油浸式變壓器由其核心部件（即實(shí)現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)換的鐵心和繞組）、用于調(diào)整電壓變比的分接頭和分接開關(guān)以及油箱和輔助設(shè)備構(gòu)成。2.1.2.1變壓器工作結(jié)構(gòu)和工作原理

鐵心：

變壓器鐵心的作用是為經(jīng)過一次繞組和二次繞組的磁通提供低磁阻的磁路當(dāng)磁通的大小和方向發(fā)生變化時(shí)，鐵心材料的分子重新排布需要消耗一定的能量，這部分損耗與鐵心的磁滯現(xiàn)象有關(guān)，稱為磁滯損耗磁通變化時(shí)，鐵心自身也像繞組一樣，會(huì)感應(yīng)出一定的電壓和電流，由于這種電流只在鐵心的各個(gè)小局部循環(huán)，因此被稱為渦流。渦流會(huì)在鐵心材料（具有電阻）上形成有功損耗，稱為渦流損耗鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗統(tǒng)稱為鐵心損耗，簡稱鐵損2.1.2.1變壓器工作結(jié)構(gòu)和工作原理

鐵心：為了降低損耗和噪聲，目前常用的鐵心材料為晶粒取向電工鋼片、高導(dǎo)磁電工鋼片、磁疇細(xì)化的電工鋼片、非晶合金、微晶鋼片等高導(dǎo)磁低損耗材料。為了防止鐵心內(nèi)的渦流循環(huán)，鐵心疊片上一般帶有高質(zhì)量的絕緣涂層，也可采用附加絕緣層。為了充分利用圓形繞組的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)，常將電工鋼帶疊積成盡可能接近圓形截面的鐵心柱電工鋼片堆疊為鐵心柱的實(shí)物圖2.1.2.1變壓器工作結(jié)構(gòu)和工作原理

鐵心：圓柱形鐵心柱是所有變壓器鐵心的共同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，但根據(jù)變壓器形狀的不同，其整體鐵心結(jié)構(gòu)有很大區(qū)別。

單相變壓器

單相變壓器的鐵心形狀對(duì)單相變壓器而言，其鐵心必須包括供磁通返回的心柱。2.1.2.1變壓器工作結(jié)構(gòu)和工作原理

鐵心：三相變壓器對(duì)于三相電力變壓器而言，目前最常用的是三相三柱式鐵心，有時(shí)稱為三相芯式鐵心因?yàn)樵谌魏螘r(shí)候，由平衡三相電壓系統(tǒng)所產(chǎn)生的三相磁通的相量之和都等于零，所以在三相鐵心中不需要供磁通返回的旁柱，而且鐵心柱和鐵軛的截面可以相等。2.1.2.1變壓器工作結(jié)構(gòu)和工作原理鐵心：圖為三相五柱式鐵心結(jié)構(gòu)，這是降低大型變壓器（例如大型聯(lián)絡(luò)變壓器）或自耦變壓器運(yùn)輸高度的另一種鐵心結(jié)構(gòu)形式。通過在套裝繞組的心柱外面增加用于構(gòu)成磁通回路的旁柱的方法，五柱鐵心結(jié)構(gòu)降低了鐵軛高度。另一種使用三相五柱式鐵心結(jié)構(gòu)的可能情況是要求變壓器的零相序阻抗值與正相序阻抗值相當(dāng)。2.1.2.1變壓器工作結(jié)構(gòu)和工作原理

繞組：變壓器繞組絕大多數(shù)用銅制成，也有部分采用鋁作為導(dǎo)體材料。對(duì)于所有容量大于幾千伏安的變壓器，其繞組導(dǎo)線截面都為矩形。在繞組每匝導(dǎo)線內(nèi)部的單股導(dǎo)線之間必須相互絕緣，每匝導(dǎo)線也要與鄰近的線匝絕緣。這種絕緣就是在導(dǎo)線上沿螺旋方向連續(xù)包扎的絕緣紙帶，并且至少要包兩層絕緣紙，以便外面一層絕緣紙能夠覆蓋里面一層絕緣紙的接縫間隙。其扁平截面的銅導(dǎo)體按照多股方式組成了單相繞組，銅導(dǎo)體被紙絕緣材料螺旋狀纏繞，以保證繞組間絕緣。

繞組：常用的三相心式鐵心的變壓器，其高低壓繞組同心纏繞于鐵心柱上高壓繞組低壓繞組鐵心考慮到和鐵心的絕緣，以及分接繞組一般都接于高壓繞組，一般將低壓繞組靠近鐵心布置2.1.2.1變壓器工作結(jié)構(gòu)和工作原理

繞組：低壓繞組通常都繞制在由絕緣材料（合成樹脂粘結(jié)紙板）制成的硬紙筒上高壓繞組的導(dǎo)線截面積比低壓繞組的導(dǎo)線截面積要小得多，但高壓繞組的匝數(shù)卻可能是低壓繞組匝數(shù)的很多倍。高壓繞組一般繞制成餅式結(jié)構(gòu)2.1.2.1變壓器工作結(jié)構(gòu)和工作原理2.1.2.2變壓器的型式

變壓器的型式包含相數(shù)、繞組數(shù)、調(diào)壓方式、絕緣介質(zhì)、冷卻方式等。相數(shù)可以分為：單相變壓器和三相變壓器等。三相系統(tǒng)中的變壓器，可以用一臺(tái)三相變壓器，也可以用三臺(tái)單相變壓器。

高壓大容量的三相變壓器：在生產(chǎn)、制造方面都有一定的困難，而且往往運(yùn)輸條件無法滿足；

三臺(tái)單相變壓器組：與采用一臺(tái)三相變壓器相比，投資大、占地多、運(yùn)行損耗大、配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)的工作量也大。2.1.2.2變壓器的型式

繞組數(shù)

按照每相繞組數(shù)目的多少，變壓器可以分為：雙繞組變壓器、三繞組變壓器、多繞組變壓器和自耦變壓器。調(diào)壓方式有些變壓器在某一側(cè)繞組（一般是在高壓側(cè)）上留有若干中間分接頭。通過分接開關(guān)切換，可改變繞組的有效匝數(shù)，從而改變其電壓比，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。

分接頭的切換方式有：無激磁調(diào)壓和有載調(diào)壓。無激磁調(diào)壓需要在變壓器停電以后，通過螺栓來實(shí)現(xiàn)繞組連接位置的變換。

有載調(diào)壓方式則可以在變壓器帶電運(yùn)行時(shí)通過有載分接開關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓的調(diào)整。絕緣介質(zhì)。變壓器常用的絕緣介質(zhì)主要是變壓器油（即油浸變壓器）和空氣（即干式變壓器）等。冷卻方式：自然風(fēng)冷，強(qiáng)迫空氣冷卻，強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻，強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻，水內(nèi)冷變壓器，采用充氣式變壓器（用SF氣體取代變壓器油），或在油浸變上裝蒸發(fā)冷卻裝置。2.1.2.2變壓器的型式

變壓器型號(hào)表征變壓器型式多樣。在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中往往需要使用型號(hào)來表示變壓器的特征。

變壓器型號(hào)的表征一般按下列規(guī)則：2.1.2.2變壓器的型式

變壓器型號(hào)表征

其中關(guān)于型號(hào)描述的符號(hào)，參見下表：相數(shù)單項(xiàng)三相DS繞組外絕緣介質(zhì)油空氣成型固體GC冷卻方式自冷式風(fēng)冷水冷FW油循環(huán)自然循環(huán)強(qiáng)迫油導(dǎo)向循環(huán)強(qiáng)迫油循環(huán)DP繞組數(shù)雙繞組三繞組S調(diào)壓方式無激磁調(diào)壓有載調(diào)壓Z繞組耦合方式自耦分裂O

設(shè)計(jì)序號(hào)是設(shè)計(jì)和生產(chǎn)廠家自定義的，不直接反映變壓器本身的型式特征。2.1.2.2變壓器的型式

例2-1：某變壓器的型號(hào)為SFPZ5-120000/220，簡述該變壓器的基本型式和參數(shù)。解析：對(duì)照上表可知，該變壓器是“三相”變壓器（S），繞組外絕緣介質(zhì)是“油”（缺?。鋮s方式是“風(fēng)冷”（F），油循環(huán)方式是“強(qiáng)迫油循環(huán)”（P），繞組數(shù)為“雙繞組”（缺?。?，調(diào)壓方式為“有載調(diào)壓”（Z）。設(shè)計(jì)序號(hào)為5，表示該產(chǎn)品在同類產(chǎn)品系列中的設(shè)計(jì)序號(hào)?！?20000”表示該變壓器的額定容量為120000kVA，“220”表示該變壓器的高壓繞組電壓等級(jí)為220kV。2.1.2.2變壓器的型式

聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)

聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)是三相變壓器的外部聯(lián)結(jié)方式。電力系統(tǒng)采用的三相繞組聯(lián)結(jié)方式只有“Y”和“△”兩種。但是由于繞組在鐵心上可以采用不同的纏繞方式，而且高壓側(cè)和低壓側(cè)的同相繞組可以不在同一鐵心柱上（如圖所示），因而可以形成多種不同的聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)。

三相變壓器的聯(lián)接組標(biāo)號(hào)必須保證變壓器和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。

2.1.2.2變壓器的型式

2.1.3斷路器開關(guān)電器:在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，靠開關(guān)器件的分合來實(shí)現(xiàn)電路的選擇性接通和斷開，從而改變運(yùn)行方式和電氣設(shè)備的相互聯(lián)系。閘刀開關(guān)的原理非常簡單：當(dāng)閘刀落下時(shí)，將兩側(cè)導(dǎo)體連接為一個(gè)導(dǎo)體，接通電路；當(dāng)閘刀打開后，兩側(cè)導(dǎo)體不再有電路聯(lián)系，相互絕緣。閘刀開關(guān)所要達(dá)成的目的即通過其自身“導(dǎo)體?絕緣體”的轉(zhuǎn)換來分合電路。電池電燈閘刀開關(guān)電力系統(tǒng)中的高壓開關(guān)電器要復(fù)雜的多常。用的開關(guān)電器有斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器和接觸器，它們的功能各不相同。電弧現(xiàn)象產(chǎn)生的影響：斷路器分閘時(shí)，即使觸頭已經(jīng)斷開，只要有電弧，電路中就依然有電流，只有電弧熄滅了，才能認(rèn)為電路已斷開。在斷路器合閘時(shí)，即使觸頭還未閉合，只要已經(jīng)形成了電弧，電路中就會(huì)有電流。電弧能量集中，會(huì)產(chǎn)生很高的溫度和很強(qiáng)的亮度。如果電弧持續(xù)時(shí)間過長，會(huì)燒傷觸頭，損壞斷路器，甚至有可能影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。所以要消除電弧，那怎么滅弧呢？那首先的了解電弧產(chǎn)生和維持的條件。2.1.3.1電弧現(xiàn)象及滅弧方法2.1.3.1電弧現(xiàn)象及滅弧方法開關(guān)電器的分合部件稱為觸頭。動(dòng)觸頭與靜觸頭接觸時(shí)，將電路接通，開關(guān)電器相當(dāng)于保證電流通過的良導(dǎo)體，這種過程或狀態(tài)稱為合閘。動(dòng)觸頭與靜觸頭分離，將電路斷開，開關(guān)電器相當(dāng)于阻隔電流的絕緣體，這種過程或狀態(tài)稱為分閘在動(dòng)、靜觸頭的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過程中，會(huì)產(chǎn)生電弧。電弧產(chǎn)生和維持的條件：只要電壓大于10～20V，電流大于80～100mA（不同的場(chǎng)合數(shù)值有所差別），電弧就可以持續(xù)燃燒。高壓斷路器需要裝設(shè)滅弧室，將觸頭放置于專門的滅弧介質(zhì)中以加速電弧的熄滅。常用的滅弧介質(zhì)有絕緣油、空氣真空和SF6。除此之外，還可以：銅-鎢合金、銀-鎢合金等耐高溫材料，減少觸頭上所產(chǎn)生的金屬蒸氣和自由電子；操作機(jī)構(gòu)加快觸頭分離的速度，使弧隙的電場(chǎng)強(qiáng)度驟然降低；

2.1.3.1電弧現(xiàn)象及滅弧方法采用氣體或油吹動(dòng)電弧，以拉長電弧、增強(qiáng)電弧表面積并強(qiáng)化冷卻效果；在斷路器中采用多斷口，將電弧切成多段，也可以加速電弧的熄滅。

2.1.3.1電弧現(xiàn)象及滅弧方法

斷路器是電力系統(tǒng)不可缺少的主要控制、保護(hù)設(shè)備，是電力系統(tǒng)中最重要的開關(guān)電器，其作用為切斷電路。為了可以熄滅電路分合時(shí)所產(chǎn)生的電弧，斷路器都裝設(shè)有滅弧裝置常用的斷路器類型有：油斷路器、壓縮空氣斷路、器真空斷路器和SF6斷路器等2.1.3.2斷路器的類型

油斷路器

油斷路器的觸頭浸在油中，觸頭分合時(shí)電弧能量中除一小部分通過傳導(dǎo)、輻射等方式向四周散出外，大部分能量使四周的油蒸發(fā)和分解，在電弧周圍形成氣泡。氣泡體積受到周圍油的慣性力和油箱壁的限制，氣泡壓力是比較高的，因此電弧是處在壓力較高、導(dǎo)熱性很好的氣體包圍之中，使電流過零后弧隙介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)很快，電弧容易熄滅。

利用電弧自身能量熄滅電弧的方法稱為自能式滅弧。利用其它能量熄滅電弧的方法稱為外能式滅弧。絕大多數(shù)油斷路器都采用自能式滅弧，如多油斷路器按照絕緣結(jié)構(gòu)的不同，油斷路器可分為多油斷路器和少油斷路器兩種2.1.3.2斷路器的類型2.1.3.2斷路器的類型多油斷路器多油斷路器的觸頭系統(tǒng)放置在裝有變壓器油的由鋼板焊成的油中，油箱是接地的。多油斷路器的導(dǎo)電部分多做成“U”形，每相至少有兩個(gè)斷口。23754611－絕緣套管；2－電流互感器；3－變壓器油；

4－靜觸頭和滅弧室；5－油箱；6－橫梁（動(dòng)觸頭）；7－箱蓋；電壓等級(jí)的多油斷路器，每相各有一個(gè)油箱，稱為分箱式結(jié)構(gòu)有些電壓等級(jí)較低的多油斷路器，三相共用一個(gè)油箱，稱為共箱式結(jié)構(gòu)。2.1.3.2斷路器的類型多油斷路器內(nèi)部帶有電流互感器，配套性強(qiáng)；在戶外使用時(shí)，不易受大氣條件的影響。

多油斷路器的缺點(diǎn)是油量多，鋼材消耗也多。油量太多不僅給檢修斷路器帶來困難，而且增加了爆炸和火災(zāi)的危險(xiǎn)性。2.1.3.2斷路器的類型少油斷路器

少油斷路器中，變壓器油用來熄滅電弧和作為觸頭間的絕緣介質(zhì)，但不作為對(duì)地絕緣。

按使用地點(diǎn)的不同，少油斷路器可分為戶內(nèi)式與戶外式兩種。戶外式少油斷路器如圖：絕緣筒1通過支持瓷瓶3安裝于基座4上，5為接線端子，2為斷路器操作機(jī)構(gòu)。大部分110kV少油斷路器都采用這種結(jié)構(gòu)，滅弧室裝在絕緣筒內(nèi)。

一般高電壓等級(jí)的少油斷路器的結(jié)構(gòu)是細(xì)而高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差，不宜在強(qiáng)烈地震地區(qū)使用。123455

2.1.3.2斷路器的類型

壓縮空氣斷路器

壓縮空氣斷路器是利用高壓力的壓縮空氣來吹滅電弧。該斷路器中的壓縮空氣起三個(gè)作用，一是強(qiáng)烈吹弧，使電弧冷卻而熄滅；二是絕緣；三是供給分合閘操作的動(dòng)力?？諝鈹嗦菲骶哂袦缁∧芰?qiáng)、動(dòng)作迅速等特點(diǎn)，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造要求高，有色金屬消耗量大，并需要一定的壓縮空氣設(shè)備。

2.1.3.2斷路器的類型真空斷路器

利用真空作為觸頭間的絕緣與滅弧介質(zhì)的斷路器稱為真空斷路器，真空斷路器中的電弧和氣體電弧有明顯的不同。

（1）真空的概念

真空一般指的是氣體稀薄的空間。真空的程度以氣體的絕對(duì)壓力值來表示，壓力越低稱之真空度越高。凡是絕對(duì)壓力低于正常大氣壓力的狀態(tài)都可稱為真空狀態(tài)。絕對(duì)壓力等于零的空間稱為絕對(duì)真空，才是真正的真空或理想真空。真空的程度以氣體的絕對(duì)壓力值來表示，壓力越低稱之真空度越高。2.1.3.2斷路器的類型真空包括的范圍很廣，為方便起見常將它劃分為幾個(gè)區(qū)域。我國劃分的區(qū)域?yàn)槿缦卤硭尽?/p>

劃分區(qū)域壓力范圍（Pa）粗真空1.01×105～1.33×102低真空1.33×102～1.33×10-1高真空1.33×10-1～1.33×10-6超高真空1.33×10-6～1.33×10-10極高真空<1.33×10-10真空滅弧室的真空度為1.33×10-2Pa～1.33×10-5Pa，屬于高真空范疇。2.1.3.2斷路器的類型（2）真空間隙擊穿與真空電弧

真空間隙的擊穿不是由于間隙中氣體分子的碰撞游離所引起，而主要由電極現(xiàn)象決定。電極表面在強(qiáng)電場(chǎng)作用下會(huì)產(chǎn)生電子發(fā)射。隨著電極表面溫度和外加電場(chǎng)強(qiáng)度的增大，電極表面電子發(fā)射的電流密度也增大。當(dāng)電流密度達(dá)到某一臨界值時(shí)，真空間隙就被擊穿了，這被稱為場(chǎng)致發(fā)射擊穿機(jī)理。電極表面不可避免地總會(huì)粘有一些微粒質(zhì)點(diǎn)，它們?cè)陔妶?chǎng)作用下會(huì)附著電荷運(yùn)動(dòng)，具有動(dòng)能。在與另一電極碰撞時(shí)，動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使微粒本身熔化和蒸發(fā)，蒸發(fā)產(chǎn)生的金屬蒸汽又會(huì)與場(chǎng)致發(fā)射的電子產(chǎn)生碰撞游離，最終導(dǎo)致間隙的擊穿,這被稱為微粒擊穿機(jī)理。2.1.3.2斷路器的類型維持真空電弧的是金屬蒸汽而不是氣體分子，真空電弧實(shí)為金屬蒸汽電弧。真空電弧的電弧電壓也由陰極壓降、弧柱（等離子區(qū)）壓降和陽極壓降三部分組成。真空電弧的長度很短，對(duì)電弧電壓起主要作用的是陰極和陽極壓降。電弧電壓隨電流增大而增加，具有正的伏安特性。2.1.3.2斷路器的類型（3）真空斷路器的基本結(jié)構(gòu)真空斷路器的結(jié)構(gòu)與其它斷路器大致相同，主要由操動(dòng)機(jī)構(gòu)、支撐用的絕緣子和真空滅弧室組成。

絕緣子真空滅弧室操作機(jī)構(gòu)定導(dǎo)電桿靜法蘭盤磁管屏蔽罩觸頭磁管波紋管導(dǎo)向套動(dòng)導(dǎo)電桿動(dòng)法蘭盤(a)真空斷路器結(jié)構(gòu)原理圖(b)真空滅弧室剖面圖真空滅弧室的外殼由玻璃或陶瓷制成，動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)時(shí)的密封靠波紋管。動(dòng)、靜觸頭的外周裝有屏蔽罩2.1.3.2斷路器的類型（4）真空斷路器的特點(diǎn)

真空斷路器的特點(diǎn)：真空斷路器的機(jī)械壽命和電氣壽命都很高。通常機(jī)械壽命和開合負(fù)載電流的壽命都可達(dá)到一萬次以上。

真空滅弧室密封問題特別重要，否則就會(huì)導(dǎo)致開斷失敗，造成事故真空滅弧室工作狀態(tài)與外界大氣條件無關(guān)，不會(huì)在開斷短路電流時(shí)產(chǎn)生噴油、排氣給外界帶來污染，無須檢修；開斷過程中不會(huì)產(chǎn)生很高的壓力，爆炸危險(xiǎn)性??；開斷短路電流時(shí)也沒有很大的噪聲2.1.3.2斷路器的類型

SF6斷路器（1）SF6氣體簡介

六氟化硫（SF6）是目前高壓電器中使用的性能最優(yōu)良的滅弧和絕緣介質(zhì)。

SF6常以液態(tài)保存于鋼瓶中，使用時(shí)減壓放出呈氣態(tài)沖入電氣設(shè)備內(nèi)。

無色、無味、無毒，不會(huì)燃燒，化學(xué)性能穩(wěn)定，常溫下和其他材料不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。但在電弧的高溫作用下，SF6的分解物SF4、S2F2、SF2、SOF2、SO2F2、SOF4、HF等都具有強(qiáng)烈的腐蝕性和毒性。安裝有SF6電器的場(chǎng)所應(yīng)裝設(shè)合適的通風(fēng)設(shè)備。

2.1.3.2斷路器的類型

SF6氣體中的水分必須控制在一定的限度內(nèi)，否則對(duì)設(shè)備運(yùn)行帶來危害。

SF6具有優(yōu)良的滅弧性能，主要是由于：SF6電弧具有高溫弧芯和低溫弧焰，其電弧電壓梯度小，功率低，對(duì)于熄滅電弧有利。電弧即使在電流很小時(shí)依然可以維持弧芯的導(dǎo)電狀態(tài)，電流過零時(shí)弧柱殘余體積小，能量小，有利于弧隙絕緣強(qiáng)度的恢復(fù)。由于SF6氣體絕緣性能好，SF6斷路器中動(dòng)靜觸頭間的距離不必很大，降低了上游部分電弧長度和電弧能2.1.3.2斷路器的類型（2）SF6斷路器基本類型

按照結(jié)構(gòu)不同，SF6斷路器可分為瓷柱式與罐式兩種。

罐式斷路器的滅弧室安裝在與地電位相連的金屬罐體內(nèi)。高電壓下，每相需要將多個(gè)滅弧室串聯(lián)裝在同一罐體內(nèi)。瓷柱式斷路器的滅弧室裝在絕緣支柱上，通過串聯(lián)滅弧室，并將它們安裝在適當(dāng)高度的絕緣支柱上，便可獲得任意的電壓額定值。2.1.3.2斷路器的類型

按照滅弧方式的不同，SF6斷路器又分為：雙壓式SF6斷路器、壓氣式SF6斷路器、自能式自吹SF6斷路器和旋弧式SF6斷路器等。2.1.3.2斷路器的類型①壓氣式斷路器

正常狀態(tài)下，所有觸頭都是閉合的，電流通過主觸頭和壓氣缸從上載流部分向下載流部分傳導(dǎo)。1-上載流部分，2-靜弧觸頭，3-動(dòng)弧觸頭，4-壓氣室，5-下載流部分，6-噴嘴，

7-靜主觸頭，8-.動(dòng)主觸頭，9-壓氣缸，10-充氣閥，11-靜活塞閉合狀態(tài)觸頭分離形成電弧電弧熄滅斷開狀態(tài)閉合狀態(tài)在斷開過程中，主管道的活動(dòng)部分、形成電弧的靜觸頭、壓氣缸和噴嘴都被拉向斷開狀態(tài)。在閉合過程中，充氣閥會(huì)打開使得SF6氣體能注入吹氣室。2.1.3.2斷路器的類型②自能自吹式SF6斷路器1-上載流部分，2-靜弧觸頭，3-動(dòng)弧觸頭，4-自能壓氣室，5-壓氣室，6-充氣閥，7-靜活塞，

8-噴嘴，9-主靜觸頭，10-主動(dòng)觸頭，11-自能壓氣閥，12-壓氣缸，13-過壓泄氣閥，14-下載流部分基本結(jié)構(gòu)觸頭分離形成電弧電弧熄滅斷開狀態(tài)閉合過程在斷開過程中，自能壓氣式斷路器的大電流下的操作和壓氣式斷路器以同樣的方式開始。當(dāng)形成電弧觸點(diǎn)分離后，由于溫度的升高及吹氣柱體和靜活塞之間的氣體被壓縮，自能壓氣室和壓氣室里的壓力不斷升高。直到氣壓足夠?qū)⒆詣?dòng)吹氣閥推向閉合位置。當(dāng)電流波形過零時(shí)，電弧變的相對(duì)微弱。被壓縮的SF6氣體通過噴嘴從自能壓氣室注入，從而熄滅了電弧。在閉合過程中，充氣閥會(huì)打開使得氣體能被充入壓氣室和自能壓氣室。

2.1.3.2斷路器的類型手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)（CS）——靠手力直接合閘的操動(dòng)機(jī)構(gòu)。

電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)（CD）——靠電磁力合閘的操動(dòng)機(jī)構(gòu)。氣動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)（CQ）——利用壓縮空氣作為能源產(chǎn)生推力的操動(dòng)機(jī)構(gòu)。液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)（CY）——利用液壓油作為動(dòng)力傳遞介質(zhì)。操動(dòng)方式有兩種：直接驅(qū)動(dòng)式和儲(chǔ)能。彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)（CT）——利用已儲(chǔ)能的彈簧為動(dòng)力使斷路器動(dòng)作的操動(dòng)機(jī)構(gòu)式。

電動(dòng)機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)（CJ）——利用電動(dòng)機(jī)減速裝置帶動(dòng)斷路器合閘的操動(dòng)機(jī)構(gòu)。

2.1.3.3斷路器操作機(jī)構(gòu)在斷路器本體以外的機(jī)械操動(dòng)裝置稱為操動(dòng)機(jī)構(gòu)，而操動(dòng)機(jī)構(gòu)與斷路器動(dòng)觸頭之間連接的部分稱為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和提升機(jī)構(gòu)。操動(dòng)機(jī)構(gòu)的合閘能源從根本上講是來自人力或電力。還可轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌芰啃问剑珉姶拍?、彈簧位能、重力位能、氣體或液體的壓縮能等。根據(jù)能量形式的不同，操動(dòng)機(jī)構(gòu)可分為手動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)、電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)、彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)和液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)等。2.1.3.3斷路器操作機(jī)構(gòu)風(fēng)電場(chǎng)中的斷路器及其操作機(jī)構(gòu)舉例圖為風(fēng)電場(chǎng)中常用的35kV真空斷路器及其機(jī)構(gòu)箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)的實(shí)物圖。操作機(jī)構(gòu)為彈簧機(jī)構(gòu)，可以看到分合位置指示，彈簧壓力表及手動(dòng)分合按鈕及接線端子排等基本元件。2.1.3.3斷路器操作機(jī)構(gòu)為風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站中220kV的SF6斷路器及其操作箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)。220kV以上需要分相操作，因此每相斷路器都有操作箱及操作機(jī)構(gòu)。該斷路器采用彈簧操作機(jī)構(gòu)，可以看到相關(guān)的分合位置指示、SF6壓力指示、分合開關(guān)，接線端子等等。2.1.4.1隔離開關(guān)隔離開關(guān)在電力生產(chǎn)中常被稱為刀閘，是最常見的高壓開關(guān)。與斷路器最根本的區(qū)別在于，它沒有專用的滅弧裝置，結(jié)構(gòu)簡單，因而不能用來分合大電流電路。當(dāng)電氣設(shè)備需要檢修的時(shí)候，由斷路器斷開電路，安裝在斷路器和電氣設(shè)備之間的隔離開關(guān)再拉開，在電氣設(shè)備和斷路器之間形成明顯的電壓斷開點(diǎn)，從而保證了檢修的安全。此外，隔離開關(guān)常用來進(jìn)行電力系統(tǒng)運(yùn)行方式改變時(shí)的倒閘操作。例如，發(fā)電廠或變電所中常見的倒母操作和旁帶操作。2.1.4隔離開關(guān)及其他開關(guān)電器2.1.4.1隔離開關(guān)隔離開關(guān)也可以接通或切斷某些小電流電路，例如下列各種情況：①電壓互感器和避雷器電路；②空載母線；③勵(lì)磁電流不超過2A的空載變壓器；④電容電流不超過5A的空載線路。2.1.4.1隔離開關(guān)

根據(jù)安裝地點(diǎn)，隔離開關(guān)可以分為屋內(nèi)式和屋外式根據(jù)其絕緣支柱的數(shù)目可以分為

①單柱②雙柱式④V字型③三柱式2.1.4.1隔離開關(guān)根據(jù)支柱絕緣子的數(shù)量和導(dǎo)電活動(dòng)臂的開啟方式，一般可分為垂直伸縮式、雙柱水平旋轉(zhuǎn)式、雙柱水平伸縮式、三柱水平旋轉(zhuǎn)式等。

隔離開關(guān)的常見類型如下：（1）單（雙）柱垂直伸縮式隔離開關(guān)。（2）剪刀式隔離開關(guān)。（3）水平伸縮式隔離開關(guān)。（4）雙臂中心開斷式。（5）三柱水平旋轉(zhuǎn)雙斷口式。

2.1.4.2熔斷器

接于電路中，以熔點(diǎn)較低的材料作為熔斷器的熔體，熔體裝設(shè)于熔管中，當(dāng)電路中流有故障電流的時(shí)候，由于熔體熔點(diǎn)較低將熔化斷開電路，從而實(shí)現(xiàn)故障時(shí)對(duì)電路的保護(hù)功能。熔斷器分為低壓熔斷器和高壓熔斷器高壓熔斷器型式一般分為屋內(nèi)式和屋外型，用于戶內(nèi)或戶外的又有不同型號(hào)。高壓熔斷器的電壓等級(jí)有3kV、6kV、10kV、35kV、60kV、110kV等。風(fēng)電場(chǎng)集電變壓器上方的戶外跌落式熔斷器2.1.4.2熔斷器若按是否有限流作用又可分為限流式和非限流式，限流式高壓熔斷器就在短路電流沒有達(dá)到最大值之前就熔斷。從結(jié)構(gòu)上看，常見的高壓熔斷器可以分為管式和跌落式熔斷器。熔體是控制熔斷特性的關(guān)鍵元件。在低壓電路中低熔點(diǎn)材料其熔點(diǎn)低容易熔斷，由于其電阻率較大，故制成熔體的截面尺寸較大，熔斷時(shí)產(chǎn)生的金屬蒸氣較多。在高壓電路中，一般采用高熔點(diǎn)材料其熔點(diǎn)高，不容易熔斷，但由于其電阻率低，可制成比低熔點(diǎn)熔體較小的截面尺寸，熔斷時(shí)產(chǎn)生的金屬蒸氣少，適用于高分?jǐn)嗄芰Φ娜蹟嗥鳌?.1.4.3各種開關(guān)電器比較

斷路器由于裝設(shè)了專門的滅弧裝置，可以熄滅分合電路時(shí)所產(chǎn)生的電弧，因此它用來實(shí)現(xiàn)電路的最終分合。

隔離開關(guān)也是最常見的開關(guān)電器，一般是作為檢修電器和斷路器配合使用。

熔斷器的作用是在電路中發(fā)生故障或過負(fù)荷的情況下自動(dòng)斷開電路，從而使得故障設(shè)備從整個(gè)電路中切除出去，以保證故障設(shè)備和系統(tǒng)的安全。

接觸器則實(shí)現(xiàn)電路正常工作時(shí)電路的分合，它只能分合正常電流，無法斷開故障電流，因此它常常和熔斷器一起工作，以取代較為昂貴的斷路器。2.1.5載流導(dǎo)體2.1.5.1導(dǎo)體的作用電力系統(tǒng)中的各個(gè)電氣設(shè)備都由載流導(dǎo)體相互連接，組建成電路。其中，位于發(fā)電廠和變電站內(nèi)的母線用于匯集和分配電能，連接導(dǎo)體和跳線用于連接電氣設(shè)備，而輸電線路則將發(fā)電廠、變電站和用戶連接成完整的電力系統(tǒng)。2.1.5.1導(dǎo)體的作用風(fēng)電場(chǎng)和變電站中的常見導(dǎo)體有母線、連接導(dǎo)體、跳線和輸電線路，輸電線路又可分為架空線和電纜線路。（1）母線

母線是將電氣裝置中各截流分支回路連接接在一起的導(dǎo)體。它是匯集和分配電能的載體，又稱匯流母線。風(fēng)電場(chǎng)中35kV母線（軟導(dǎo)線）風(fēng)電場(chǎng)中220kV母線（硬導(dǎo)線）

2.1.5.1導(dǎo)體的作用（2）連接導(dǎo)體連接導(dǎo)體是將發(fā)電廠和變電站內(nèi)部電氣設(shè)備進(jìn)行連接的導(dǎo)體。跳線其實(shí)也是連接導(dǎo)體，不過為了跨越某一設(shè)備或建筑物，需要提升高度，所以稱為跳線。（3）架空線架空線是通過鐵塔、水泥桿塔架設(shè)在空氣中的導(dǎo)線，一般為裸導(dǎo)線。由導(dǎo)線、避雷線、桿塔、絕緣子和金具等組成風(fēng)電場(chǎng)升壓站內(nèi)的出線架構(gòu)及站外220kV架空線路2.1.5.1導(dǎo)體的作用（4）電纜電纜通常是由幾根或幾組導(dǎo)線（每組至少兩根）絞合而成的類似繩索的電纜。

電纜有電力電纜、控制電纜、補(bǔ)償電纜、屏蔽電纜、高溫電纜、計(jì)算機(jī)電纜、信號(hào)電纜、同軸電纜、耐火電纜等等。

都是由多股導(dǎo)線組成，用來連接電路、電器等。2.1.5.2導(dǎo)體的材料

導(dǎo)體通常由銅、鋁、鋁合金或鋼材料制成。多數(shù)載流導(dǎo)體一般使用鋁或鋁合金材料

純鋁的成型導(dǎo)體一般為矩形、槽形和管形。強(qiáng)度稍低，當(dāng)110kV及以上配電裝置敝露布置時(shí)不宜采用。

鋁合金導(dǎo)體有鋁錳合金和鋁鎂合金兩種，均為管形。鋁錳合金導(dǎo)體載流量大，但強(qiáng)度較差。鋁鎂合金導(dǎo)體機(jī)械強(qiáng)度大，但載流量小，主要缺點(diǎn)是焊接困難，因此使用受到限制。

銅導(dǎo)體一般在下列情況下才使用：

①位于化工廠附近的屋外配電裝置，化工廠排出的大量腐蝕性氣體對(duì)鋁制材料有不良影響；

②發(fā)電機(jī)出線端子處位置特別狹窄，鋁排截面太大穿過套管有困難時(shí)；

③持續(xù)工作電流在4000

2.1.5.2導(dǎo)體的材料導(dǎo)體除滿足工作電流、機(jī)械強(qiáng)度和電暈要求外，導(dǎo)體形狀還應(yīng)滿足下列要求：電流分布均勻（即集膚效應(yīng)系數(shù)盡可能低）；機(jī)械強(qiáng)度高；散熱良好（與導(dǎo)體放置方式和形狀有關(guān)）；有利于提高電暈起始電壓；安裝、檢修簡單，連接方便。2.1.5.3軟導(dǎo)體和硬導(dǎo)體導(dǎo)體可以分為兩大類：硬導(dǎo)體和軟導(dǎo)體。（1）軟導(dǎo)體：

軟導(dǎo)體常采用多股的鋼心鋁絞線。鋁線纏繞在單股或多股的鋼線外層作為主要的載流部分，機(jī)械負(fù)荷由鋼線和鋁線共同承擔(dān)。

220kV以下線路中常用單根鋼心鋁絞線或多根鋼心鋁絞線組成的復(fù)導(dǎo)線；

330kV及以上的線路中，需要考慮電暈和無線電干擾，常采用空心擴(kuò)徑導(dǎo)線；

500kV及以上線路中，宜采用空心擴(kuò)徑導(dǎo)線或鋁合金絞線組成的分裂導(dǎo)線。2.1.5.3軟導(dǎo)體和硬導(dǎo)體（2）硬導(dǎo)體：在電流較大的場(chǎng)合，軟導(dǎo)體載流量不足時(shí)可以采用硬導(dǎo)體。硬導(dǎo)體根據(jù)其截面形狀可分為：管型、槽型、矩形。2.1.5.3軟導(dǎo)體和硬導(dǎo)體①矩形導(dǎo)體單片矩形導(dǎo)體具有集膚效應(yīng)系數(shù)小、散熱條件好、安裝簡單、連接方便等優(yōu)點(diǎn)。一般適用于工作電流I≤2000A的回路中。

載流量不是隨導(dǎo)體片數(shù)增加而成倍增加的，尤其是每相超過三片以上時(shí)，導(dǎo)體的集膚效應(yīng)系數(shù)顯著增大。

2.1.5.3軟導(dǎo)體和硬導(dǎo)體②槽形導(dǎo)體槽形導(dǎo)體的電流分布比較均勻，與同截面的矩形導(dǎo)體相比，其優(yōu)點(diǎn)是散熱條件好、機(jī)械強(qiáng)度高、安裝也比較方便。在回路持續(xù)工作電流為4000～8000A時(shí)，一般可選用雙槽形導(dǎo)體③管形導(dǎo)體管形導(dǎo)體是空芯導(dǎo)體，集膚效應(yīng)系數(shù)小，且有利于提高電暈的起始電壓。戶外配電裝置使用管形導(dǎo)體，具有占地面積小、構(gòu)架簡單、布置清晰等優(yōu)點(diǎn)。但導(dǎo)體與設(shè)備端子連接比較復(fù)雜，用于戶外時(shí)易產(chǎn)生微風(fēng)振動(dòng)。2.1.5.4導(dǎo)體的著色

對(duì)母線進(jìn)線著色使其有其實(shí)際意義?？梢栽鰪?qiáng)熱輻射能力，有利于母線的散熱。一般來說，母線著色后允許的負(fù)荷電流可以提高12%～15%。鋼母線著色還可防止生銹。

為了使工作人員便于識(shí)別直流的極性及交流的相別，母線可涂以不同的顏色標(biāo)志。直流裝置：正極——紅色；負(fù)極——藍(lán)色。交流裝置：A相——黃色；B相——綠色；C相——紅色。中性線：不接地中性線——白色；接地中性線——紫色。2.1.6無功補(bǔ)償設(shè)備無功補(bǔ)償設(shè)備有很多種，但他們的本質(zhì)還是電容器和電抗器2.1.6.1并聯(lián)電容器

電容器是一種無功補(bǔ)償設(shè)備，也稱移相電容器。變電站通常將補(bǔ)償電容器接在變電站的低壓母線上，使用中往往與有載調(diào)壓變壓器配合，以提高電網(wǎng)的電能質(zhì)量。

并聯(lián)電容器的結(jié)構(gòu)主要有箱式和集合式兩種。

2.1.6.1并聯(lián)電容器箱式電容器主要由油箱、膨脹器、器身、心子（電容元件）組成，油箱蓋上焊有出線套管作為接線端子將心子的引出線引入箱頂部。可將若干個(gè)電容元件并聯(lián)為一單元排列在架子上構(gòu)成器身，經(jīng)過真空干燥排除濕氣，浸漬優(yōu)質(zhì)液體絕緣介質(zhì)裝入鋼制外殼密封而成。集合式并聯(lián)電容器也稱為密集型并聯(lián)電容器，可以是單相的，也可以是三相的。集合式電容器的結(jié)構(gòu)可分為器身、油枕、油箱、出線套管等部分。油箱由箱蓋、散熱器、箱壁等組成，內(nèi)部充滿十二烷基苯絕緣油，絕緣油不僅提高了器身對(duì)地絕緣作用，還能沿器身縱橫油道把熱量送到油箱內(nèi)壁及片式散熱器上散發(fā)出去。2.1.6.1并聯(lián)電容器

需要特別說明的是，并聯(lián)電容器組從電源斷開后，兩極板處于儲(chǔ)能狀態(tài)，而且儲(chǔ)存的電荷的能量可能很大。電容器兩極之間會(huì)殘留有一定的剩余電壓，其初始值甚至為額定電壓的量級(jí)。如果電容器組在帶電荷情況下再次合閘投入運(yùn)行，就可能產(chǎn)生很大的沖擊合閘涌流和很高的過電壓。如果電氣工作人員觸及電容器，就可能被電擊傷或電灼傷。為了防止帶電荷合閘及防止人身觸電傷亡事故，必須給電容器組加裝放電裝置。2.1.6.2并聯(lián)電抗器

電抗器是一種電感元件，能夠發(fā)揮的作用包括：限制電流大小，防止電流快速變化（穩(wěn)流），進(jìn)行無功補(bǔ)償及移相等。

按結(jié)構(gòu)，電抗器可分為空心電抗器，帶氣隙的鐵心電抗器，鐵心電抗器。(1)空心電抗器。

實(shí)際上是一個(gè)空心的電感線圈。磁路磁導(dǎo)小，電感值也小。不存在磁飽和現(xiàn)象，它的電抗值始終是一個(gè)常數(shù)，不隨其中通過電流的大小而改變。`2.1.6.2并聯(lián)電抗器(2)帶氣隙的鐵心電抗器。其磁路是一個(gè)帶氣隙的鐵心.由于磁路中具有部分鐵心，導(dǎo)磁性能較好，所以電抗值比空心電抗器大，但電流達(dá)到一定數(shù)值后，鐵心飽和，電抗值逐漸減小。(3)鐵心電抗器。

其磁路為一閉合鐵心，由于鐵心具有高的磁導(dǎo)率;

電抗器的電抗值很大。當(dāng)電流大而使鐵心達(dá)到磁飽和時(shí)，電抗器的電抗值減小得很多，這種變化給使用帶來一些不便。2.1.6.2并聯(lián)電抗器按絕緣方式，電抗器可分為油浸式電抗器和干式電抗器。（1）油浸式電抗器

一個(gè)帶間隙鐵心的線性電感線圈，其鐵心和線圈浸泡在盛有變壓器油的油箱中，采用油浸自冷的冷卻方式，外形類似油浸式變壓器（2）干式電抗器

多采用空心結(jié)構(gòu)，線圈用支柱絕緣子與地絕緣，擺放在室外，采用空氣自冷式的冷卻方式。其結(jié)構(gòu)簡單、線性度好、噪聲小，而且維護(hù)方便。2.1.6.2并聯(lián)電抗器按作用，電抗器可分為補(bǔ)償電抗器和限流電抗器。（1）補(bǔ)償電抗器也叫并聯(lián)電抗器。主要在330kV及以上的超高壓輸電系統(tǒng)中應(yīng)用，用于補(bǔ)償系統(tǒng)的電容電流。又可分為殼式電抗器和心式電抗器。殼式電抗器線圈中的主磁通是空心的，在線圈外部裝有用硅鋼片疊成的框架以引導(dǎo)主磁通。心式電抗器具有帶多個(gè)氣隙的鐵心，外套線圈。（2）限流電抗器也叫串聯(lián)電抗器。通常裝在出線端或母線之間，在發(fā)生短路故障時(shí)，限制故障電流不致過大，并能使母線電壓維持在一定水平（電抗值使對(duì)地阻抗不為零，因而對(duì)地電位不為零）。2.1.7互感器

互感器基本知識(shí)

在風(fēng)電場(chǎng)和電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，需要監(jiān)視其運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)電氣一次系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的最直接反映就是電流和電壓。

互感器正是起電壓和電流變換作用的傳感器。它將一次系統(tǒng)的高電壓、大電流按照比例變成標(biāo)準(zhǔn)的低電壓和小電流提供給二次系統(tǒng)中的測(cè)量設(shè)備和繼電保護(hù)裝置使用。這樣二次系統(tǒng)可以采用功耗小、精度高的標(biāo)準(zhǔn)化、小型化的元件和設(shè)備?；ジ衅鞣譃殡娏骰ジ衅鳎═A、CT）和電壓互感器（TV、PT）。電流互感器串接于一次系統(tǒng)的電路中，將大電流變?yōu)樾‰娏?；而電壓互感器并接于一次系統(tǒng)的電路中，將高電壓變換為低電壓。2.1.7.1電流互感器（TA，CT）1．電流互感器的結(jié)構(gòu)電流互感器的基本組成，包括鐵心、一次繞組、二次繞組由于是大電流變小電流，一次繞組的匝數(shù)很少導(dǎo)體的截面形狀可以制成圓形、管形、槽型。電流互感器二次側(cè)采用圓截面的銅漆包線，纏繞于鐵心之上。1231一次繞組2鐵心3二次繞組2.1.7.1電流互感器（TA，CT）

對(duì)于110kV及以上的電流互感器，其一次繞組分為兩段或四段，以實(shí)現(xiàn)電流互感器變比的調(diào)整。

圖中電流互感器的一次繞組分為兩段，第一組的起、末端標(biāo)為P1、C2，第二組的起、末端標(biāo)為C1、P2。當(dāng)C1端和C2端相連時(shí)，一次繞組的兩組串聯(lián)連接；當(dāng)C1端與P1端相連，C2端與P2端相連時(shí)一次繞組的兩組并聯(lián)連接。2.1.7.1電流互感器（TA，CT）

1.CT產(chǎn)品實(shí)例ABB某型110kV油浸式電流互感器1-氣墊2-充油裝置3-絕緣填充物4-紙絕緣的一次導(dǎo)體5-鐵芯和二次繞組6-二次接線盒7-二次接線端8-膨脹容器9-油位監(jiān)視玻璃10-一次接線端子11-接地端子一次繞組4為U型結(jié)構(gòu)，和外部接線端子10相連接，一次繞組由單股或多股鋁或銅材料構(gòu)成，其外部包裹有絕緣紙。一次繞組裝設(shè)于磁套管和油箱內(nèi)，油箱中還裝設(shè)有鐵心5和二次繞組。二次繞組采用銅導(dǎo)體，纏繞于鐵心之上，其接線端子7裝設(shè)于接線盒6中。在油箱的外部裝設(shè)有用于接地的端子11，一次繞組采用電容絕緣結(jié)構(gòu)。

2.1.7.1電流互感器（TA，CT）

2.CT的工作原理

電流互感器的工作原理類似于變壓器，電流互感器的額定電流比Ki為其基本參數(shù)。式中I1N、I2N——分別為一、二次繞組的額定電流；

N1、N2——分別為一、二次繞組的匝數(shù)。

電流互感器的額定一次電流標(biāo)準(zhǔn)值為：10、12.5、15、20、25、30、40、50、60、75A，以及它們的十進(jìn)位倍數(shù)或小數(shù)，有下標(biāo)線的是優(yōu)先值。

額定二次電流一般為1A或5A。2.CT的工作原理2.1.7.1電流互感器（TA，CT）

3.CT的誤差和準(zhǔn)確級(jí)由于互感器存在勵(lì)磁損耗，使I1、I2在數(shù)值和相位上均有差異，即測(cè)量結(jié)果有誤差。這種誤差通常用電流誤差fi和相位誤差δi來表示。電流誤差fi定義為:

相位誤差δi通常很小，計(jì)入等，經(jīng)分析可知：2.1.7.1電流互感器（TA，CT）

對(duì)于保護(hù)用電流互感器，則常用復(fù)合誤差來表示其誤差限值。

所謂的復(fù)合誤差是指，當(dāng)一次電流與二次電流的正符號(hào)與端子標(biāo)志的相一致時(shí)，穩(wěn)態(tài)情況下，下列二者之差的方均根值：①一次電流的瞬時(shí)值，②二次電流的瞬時(shí)值乘以額定電流比。即：其中Kn為額定電流比，

I1為一次電流的方均根值，

i1,i2分別為一次電流和二次電流的瞬時(shí)值，

T為一個(gè)工頻周期的時(shí)間。2.1.7.1電流互感器（TA，CT）

對(duì)于電流互感器的誤差常用誤差限值來描述，電流互感器測(cè)量的準(zhǔn)確程度（即準(zhǔn)確級(jí)）也以誤差限值來確定。測(cè)量儀表用的電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)有0.1,0.2,0.5,1和3，共5級(jí)2.1.7.1電流互感器（TA，CT）對(duì)于穩(wěn)態(tài)保護(hù)用的電流互感器，其準(zhǔn)確級(jí)由復(fù)合誤差來確定2.1.7.1電流互感器（TA，CT）4．電流互感器的額定電流和額定容量

電流互感器的額定一次電流標(biāo)準(zhǔn)值為：10、12.5、15、20、25、30、40、50、60、75A，以及它們的十進(jìn)位倍數(shù)或小數(shù)，有下標(biāo)線的是優(yōu)先值。

電流互感器的額定容量

S2N，指的是電流互感器在額定二次電流I2N和額定二次阻抗Z2N下運(yùn)行時(shí)，二次繞組輸出的容量，即因電流互感器的誤差和二次負(fù)荷有關(guān)，故同一臺(tái)電流互感器使用在不同