供配電系統(tǒng)(1-6).ppt

1、供配電技術(shù),本章要求： 1.了解和掌握電力系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)的概念 2. 掌握電力系統(tǒng)的額定電壓 3. 掌握電力系統(tǒng)中性點的運行方式 4. 掌握電能的質(zhì)量指標和電力負荷的基本知識,第1章 電力系統(tǒng)概論,1.1 電力系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)概述,1.1.1 電力系統(tǒng) 一、電力系統(tǒng)定義 由發(fā)電廠、變電所、電力線路和電力用戶連接起來 的一個發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體。如示意 圖 所示。,電力是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，是現(xiàn)代文 明的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)；是工業(yè)現(xiàn)代化，國民經(jīng)濟的現(xiàn)代化 的基礎(chǔ)；是信息化和網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)。,電力系統(tǒng)的示意圖,升壓變電所,220kV,地區(qū)樞紐所,10kV,至用戶,配電所,10kV

2、,10kV,升壓 變電所,220kV,220kV,220kV,輸電線路,220kV,10kV,為保證供電的可靠性和安全連續(xù)性，電力系統(tǒng)將各地區(qū)、各種類型的發(fā)電機變壓器、輸電線、配電和用電設(shè)備等連成一個環(huán)形整體。,二、電力的生產(chǎn)和輸送過程,2、變電所：變電所的功能是接受電能、變換電 壓和分配電能。,1、發(fā)電廠：發(fā)電廠將一次能源轉(zhuǎn)換成電能。,3、電力線路：電力線路將發(fā)電廠、變電所和電 力用戶連接起來，完成輸送電能和分配電能的任務(wù)。,4、電力用戶：所有消耗電能的用電設(shè)備或用電 單位稱為電力用戶。按行業(yè)可分為工業(yè)用戶、農(nóng)業(yè)用 戶、市政商業(yè)用戶和居民用戶。,發(fā)電機組發(fā)出的電壓一般為 6 10 KV。,1

3、.1.2 供配電系統(tǒng),供配電系統(tǒng)由總降壓變電所、配電線路、車間變電所或建筑物變電所和用電設(shè)備組成。如下圖所示,HSS,STS,工廠供配電系統(tǒng)圖,1.1.3 供配電的要求和課程任務(wù),1、基本要求 (1) 安全在電力的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。 (2) 可靠應(yīng)滿足電力用戶對供電可靠性即連續(xù)供電的要求。 (3) 優(yōu)質(zhì)應(yīng)滿足電力用戶對電壓質(zhì)量和頻率質(zhì)量等方面的要求。 (4) 經(jīng)濟應(yīng)使供配電系統(tǒng)的投資少，運行費用低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬消耗量。 應(yīng)合理地處理局部與全局、當前與長遠的關(guān)系。,額定電壓是能使電氣設(shè)備長期運行在經(jīng)濟效果最好的電壓，是國家根據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展的需要，

4、電力工業(yè)的水平和發(fā)展趨勢，經(jīng)全民技術(shù)經(jīng)濟分析后確定的。我國國家標準GBl561993標準電壓規(guī)定的三相交流電網(wǎng)和電力設(shè)備(含用電設(shè)備和發(fā)電機、電力變壓器)的額定電壓，如表1-1所示（見書P4頁）,1.2 電力系統(tǒng)的額定電壓,講述工廠供配電系統(tǒng)電能供應(yīng)和分配的基本知識和理論，使學生掌握供配電系統(tǒng)的設(shè)計和計算方法，管理和運行技能，為學生今后從事工廠供配電技術(shù)工作奠定基礎(chǔ)。,2、本課程的任務(wù),1.電網(wǎng)（線路）的額定電壓,該電壓UN只能選擇國家規(guī)定的額定電壓,如表 1-1 所示。它是確定各類電氣設(shè)備電壓的基本依據(jù)。,2. 用電設(shè)備的額定電壓UM,UM=UN,用電設(shè)備和發(fā)電機的額定電壓說明,3. 發(fā)電機

5、的額定電壓UG UG=1.05UN,（2）變壓器二次繞組的額定電壓 1) UN2T=1.05UN(連接線路短) 2) UN2T=1.1UN(連接線路長) 如下圖所示:,4. 變壓器的額定電壓,（1） 變壓器一次繞組的額定電壓 1）UN1T=1.05UN(與發(fā)電機直接相聯(lián)) 2）UN1T=UN(連接在線路上),例1: 已知下圖所示系統(tǒng)中線路的額定電壓，試求發(fā)電機和變壓器的額定電壓。,UG=UN11T=1.056KV=6.3KV； UN21T=1.1110KV=121KV； UN12T =110KV UN22T=1.110KV=11KV,1.3 電力系統(tǒng)的中性點運行方式,1.3.1 中性點不接地的

6、電力系統(tǒng)(小接地電流系統(tǒng)）,1、系統(tǒng)正常運行時的電路圖和相量圖,由圖知：,因此沒有電流在地中流過，各相對地電壓均為相電壓。,2、系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時的電路圖和相量圖,假設(shè) C 相接地，即,由圖知：,系統(tǒng)的接地電流（電容電流）為：,由于,而,因此,由于線路對地電容 C 難于準確確定，所以IC0和IE 也不好根據(jù) C 來準確計算，在工程中通常采用下列經(jīng)驗公式來計算：,1.3.2 中性點經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng),當單相接地電容電流 IC 大于一定值時(310KV系統(tǒng)Ic 30A，20KV及以上系統(tǒng) IC 10A 時)，電力系統(tǒng)中性點就應(yīng)改為經(jīng)消弧線圈接地的運行方式,由圖知，消弧線圈對電容電流有補償

7、作用,1.3.3 中性點經(jīng)電阻接地的電力系統(tǒng),1.中性點經(jīng)高電阻接地 該方式一線直接低電流為目的，電阻值一般為數(shù)百至數(shù)千歐姆，中性點經(jīng)高電阻接地可以消除大部分諧振過電壓，對單相間隙弧光接地過電壓有一定的限制作用，但對系統(tǒng)絕緣水平要求較高，主要用于發(fā)電及回路。,2.中性點經(jīng)低電阻接地 城市635KV配電網(wǎng)絡(luò)主要有電纜線路構(gòu)成，其單相接地故障電流較大，可達1001000A，若采用中性點經(jīng)消弧線圈接地方式，無法完全消除接地故障點的電弧和抑制諧振過電壓，可采用中性點經(jīng)低電阻接地方式，該方式具有切除單相接地故障快，過電壓水平低的優(yōu)點。 該方式適用于以電纜線路為主，不容易發(fā)生瞬時性單相接地故障且系統(tǒng)電容電

8、流比較大的城市電網(wǎng)，發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)及企業(yè)配電系統(tǒng)。,1.3.4 中性點直接接地的電力系統(tǒng),中性點直接接地的電力系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時，相間電壓的對稱關(guān)系被破壞，但未發(fā)生接地故障的兩完好相的對地電壓不會升高，仍維持相電壓，因此中性點直接接地的系統(tǒng)中供用電設(shè)備的相絕緣只需按相電壓來考慮，所以 110kv及以上的電力系統(tǒng)通常都采取中性點直接接地的運行方式。,4、低壓配電系統(tǒng)的接地型式,（3）IT 系統(tǒng),（1）TN 系統(tǒng),（2）TT 系統(tǒng),1.4 電能的質(zhì)量指標,1.4.1 電壓質(zhì)量指標,1、電壓偏差：指電壓離額定電壓的幅度，用,（允許偏差值見表1-2）,2、電壓波動與閃變,1）電壓波動：指電壓的急劇

9、變化，用,（允許波動值見表1-3、4）,電壓偏差的危害與調(diào)節(jié)見P268273,2）閃變：指周期性電壓急劇變化應(yīng)其光源光通量急劇波動而造成人眼視覺不舒適的現(xiàn)象。,電壓波動、閃變與抑制見P273276,3、電壓波形：波形的質(zhì)量是以正弦波形畸變率來衡量的。,公用電網(wǎng)諧波電壓（相電壓）限值見表1-5,1.4.2 頻率質(zhì)量指標,頻率的質(zhì)量是以頻率偏差來衡量的，在正常情況下，頻率的允許偏差師根據(jù)電網(wǎng)的裝機容量而定的，事故情況下，頻率允許偏差更大。頻率允許的偏差見表1-6,1.4.3 供電可靠性指標,供電可靠性是以對用戶停電的時間及次數(shù)來衡量的，常用供電可靠率表示,諧波與抑制見P276282,1.5 電力負

10、荷,電力負荷又稱電力負載，有兩種含義：一是指耗用電能的 用電設(shè)備或用戶，一是指用電設(shè)備或用戶耗用的功率或電流大 小。,一、工廠電力負荷的分級及其對供電電源的要求,(一) 工廠電力負荷的分級,(1) 一級負荷：重要負荷或特別重要的負荷,(2) 二級負荷：比較重要負荷,(3) 三級負荷：一般電力負荷，所有不屬于上述一、,二級負荷者均屬三 級負荷。,(二) 各級電力負荷對供電電譚的要求,(1) 一級負荷對供電電源的要求：要求由兩路電源供電，對特別重要的負荷，除上述兩路電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源為保證對特別重要負荷的供電，嚴禁將其他負荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。,(2) 二級負荷對供電電源的要求：一般要求由兩

11、回路供電，特殊情況下可采用一回路 6kv及以上的專用架空線路供電。,(3) 三級負荷對供電電源的要求：由于三級負荷為不重要的一般負荷，因此它對供電電源無特殊要求。,二、工廠用電設(shè)備的工作制,(1) 連續(xù)工作制,(2) 短時工作制,(3) 斷續(xù)周期工作制,斷續(xù)周期工怍制的設(shè)備，可用 “負荷持續(xù)率”來表示，其定義如下：,本章要求： 1. 了解符荷曲線的概念及其有關(guān)物理量 2. 掌握各類設(shè)備容量的確定方法 3. 學會負荷計算、尖峰電流計算的方法 4. 掌握功率損耗和電能損耗的計算方法 5. 學會功率因數(shù)和無功功率補償?shù)?第2章 負荷計算,負荷曲線是表征電力負荷隨時間變動情況的一種圖形，反映了用戶用電

12、的特點和規(guī)律。它繪在直角坐標系上，縱坐標表示負荷 ，橫坐標表示對應(yīng)的時間 。,2.1 負荷曲線,二 、負荷曲線的分類,2 、實際負荷遠小于設(shè)備總?cè)萘俊?三 、負荷曲線的繪制,1、一班制工廠的日有功負荷曲線,一、工廠電力負荷的特點：,1 、負荷的大小是時刻在變的；,1）依點連成的負荷曲線（即折線形）,2）階梯形負荷曲線,2、年負荷曲線,1 ）年負荷持續(xù)時間曲線，按負荷大小依次排列，全 年按 8760h計。,2 ）年每日最大負荷曲線,年負荷持續(xù)時間曲線,年每日最大負荷曲線,四、負荷曲線的有關(guān)物理量,1、年最大負荷和年最大負荷利用小時,1) 年最大負荷Pmax,Pmax是指全年中負荷最大的 工作半內(nèi)

13、（為防偶然性，這樣的 工作半至少要在最大的月份出現(xiàn) 23次）30分鐘平均功率的最大 值，故又稱30分鐘最大負荷P30。,Tmax是一個假想時間，在此時間內(nèi)，電力負荷按年最大負荷 Pmax (或 P30) 持續(xù)運行所消耗的電能，恰好等于該電力負荷全年實際消耗的電能。,2) 年最大負荷利用小時 Tmax,即,年最大負荷和年最大負荷利用小時,Tmax是反映工廠負荷是否均勻的一個重要參數(shù),2 平均負荷和負荷系數(shù),1）平均負荷 Pav : Pav就是電力負荷在一定時間 t 內(nèi)平均消耗的功率。,即：,年平均負荷是指電力負荷在年內(nèi)平均消耗的功率。如用Wa 表示全年實際消耗的電能，則年平均負荷為：,2) 負荷

14、系數(shù)KL: KL又稱負荷率，它是用電設(shè)備的平均負荷 Pav 與其最大負荷 P 最大的比值。,即,負荷系數(shù)又稱負荷率或負荷充填稀疏，它表征負荷曲線不平坦的程度。,對用電設(shè)備來說，負荷系數(shù)就是設(shè)備的輸出功率 P 與設(shè)備額定容量 PN 的比值。,即,它表征該設(shè)備或設(shè)備組的容量是否被充分利用。,2.2 用電設(shè)備的設(shè)備容量,一、設(shè)備容量的定義,不同工作條件下，用電設(shè)備銘牌上的額定功率經(jīng)過換算至統(tǒng)一規(guī)定的工作制下的“額定功率”，用Pe表示。,二、設(shè)備容量的確定,1 、長期工作制和短時工作制的用電設(shè)備,對單臺設(shè)備：,對多臺設(shè)備：,2、反復短時工作制的用電設(shè)備,(1) 電焊機和電焊機組,要求統(tǒng)一換算到=100

15、 是的額定功率，即,(2) 起重機（吊車電動機）,要求統(tǒng)一換算到=25 是的額定功率，即,3、電爐變壓器組,設(shè)備容量是指在額定視在功率下的有功功率，即,4、照明設(shè)備,（1）不用鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備（如白熾燈、碘鎢燈）,（2）用鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備（如熒光燈等）,對熒光燈：,對高壓汞燈、金屬鹵化物燈：,（3）照明設(shè)備的容量還可按建筑物的單位面積容量法估算：,2.3 負荷計算的方法,一、定義：計算負荷是指導體中通過一個等效負荷時，導體的最高溫升正好和通過實際的變動負荷時其產(chǎn)生最高溫升的相等，該等效負荷就稱為計算負荷。,實際上，Pc與30min最大負荷（亦即年最大負荷）基本相當，因此有以下定義：,三、計算負

16、荷的方法：,二、計算負荷的目的和意義： 為供配電設(shè)計選擇提供基本依據(jù)。,1、估算法,（1）單位產(chǎn)品耗電量法,（2）負荷密度法,有功計算負荷為：,企業(yè)全年電能,單位耗電量,年產(chǎn)量,年最大負荷小時,a、Tmax、 值可查表2-1、2-2、2-3或相關(guān)表格,2、需要系數(shù)法,需要系數(shù)的概念：,需要系數(shù)表達式：,同時系數(shù),負荷系數(shù),由此可見，影響需要系數(shù)的因素為： 1 ）與用電設(shè)備組的工作性質(zhì)、設(shè)備臺數(shù)、設(shè)備效率和線路損耗等因素有關(guān)； 2 ）與操作人員的技能和生產(chǎn)組等多種因素有關(guān) 3 ）與用電設(shè)備的類別和工作狀態(tài)關(guān)系極大 如果為一臺三相電動機，則可認為 Kd=1 ，于是 P30=Pe= PN/， Q30

17、、 S30、I30 均隨之改變。,（1）單組用電設(shè)備組的計算負荷,基本公式：,應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負荷不同時出現(xiàn)的因素，需結(jié)合具體情況對其有功負荷和無功負荷分別計入一個同時系數(shù)。即：,（2）多組用電設(shè)備計算負荷的確定,注意：由于各組設(shè)備的功率因數(shù)不一定相同，因此總的視在計算負荷和計算電流一般不能用各組的視在計算負荷或計算電流之和來計算。,對車間干線，取,(1) 由用電設(shè)備組計算負荷直接相加來計算時，取,(2) 由車間干線計算負荷直接相加來計算時，取,對低壓母線，分兩種情況,例 ：某機修車間 380V線路上，接有金屬切削機 床電動機 20 臺共 50kw（其中較大容量電動機有 7.5 kw

18、l臺， 4kw3臺， 2.2kw7臺)，通風機 2 臺共 3kw， 電阻爐 1 臺2kW試確定此線路上的計算負荷。 解：先求各組的計算負荷,(1) 金屬切削機床組： 查表A-1 ， 取 故,(2) 通風機組：查表A-1 ， 取 故,(3) 電阻爐組：查表A-1 ， 取 故,因此總的計算負荷為,在實際工程設(shè)計說明書中，為了使人一目了然，便于審核，常采用計算表格的形式，如下表所示。,3、二相式法,用二相式法進行負荷計算時，既考慮了用電設(shè)備組的平均負荷，又考慮了幾臺最大用電設(shè)備引起的附加負荷。,基本公式,（1）單組用電設(shè)備組的計算負荷,（2）多組用電設(shè)備計算負荷的確定,4、單相負荷計算,單相設(shè)備接在

19、三相線路中，應(yīng)盡可能均衡分配，使三相負荷盡可能均衡。如果三相線路中單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^三相設(shè)備總?cè)萘康?5，則不論單相設(shè)備如何分配，單相設(shè)備可與三相設(shè)備綜合按三相負荷平衡計算。如果單相設(shè)備容量超過三相設(shè)備容量的15時，則應(yīng)將單相設(shè)備容量換算為等效三相設(shè)備容量，再與三相設(shè)備容量相加。,(一）概述,接有較多單相設(shè)備的三相線路中，不論單相設(shè)備接于相電壓還是線電壓，只要三相負荷不平衡，就應(yīng)以最大負荷相有功負荷的 3 倍作為等效三相有功負荷，以滿足安全運行的要求。,（二）單相設(shè)備組等效三相負荷的計算,C、單相設(shè)備分別接于線電壓和相電壓時,a) 將接于線電壓的單相設(shè)備換算為接于相電壓的設(shè)備容量,b) 分

20、相計算各相的設(shè)備容量和計算負荷,將接于線電壓的單相設(shè)備容量換算為接于相電壓的設(shè)備容量按下列換算公式進行換算(換算系數(shù)見表2-4）：,c) 計算總的等效三相有功計算負荷,d) 計算總的等效三相無功計算負荷,2.4 功率損耗和電能損耗,（1）有功功率損耗,式中，電阻 RWLR0L ，其中L為線路長度，R0為線路單位長度的電阻值，可查有關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本，附錄A-16 是電力電纜和導線的R0值供參考。,（2）無功功率損耗,電抗 XWL X0L ，其中L 為線路長度， X0 為線路單位長度的電抗值，也可查有關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本，附錄表A-16 列出電力電纜和導線的X0值供參考。一般對架空線路，X00.4/k

21、m；對電纜線路， X00.08/km,1、線路的功率損耗,一、功率損耗,2、變壓器的功率損耗,（1）有功功率損耗=鐵損+銅損,（2）無功功率損耗=Q0+QN,即,即,對低損耗變壓器（如S9、SL7等） PT=0.015Sc,對低損耗變壓器（如S9、SL7等） QT=0.06Sc,二、供配電系統(tǒng)的電能損耗,在供配電系統(tǒng)中，因負荷隨時間不斷變化，其電能損耗計算困難，通常用年最大負荷損耗小時來近似計算線路和變壓器的有功電能損耗。,1、線路的電能損耗,2、變壓器的電能損耗,（1）由鐵損引起的電能損耗,（2）由銅損引起的電能損耗,故變壓器全年的電能損耗為,2.5 用戶負荷計算,按逐級計算法確定用戶,計算

22、負荷，供配電示意圖如右所示，計算如下以有功功率為例：,Pc（6）=KdPe Pc（5）= K pPc（6) Pc（4）= Pc（5）+PWL2 Pc（3）= K pPc（4) Pc（2） = Pc（3）+PT+ PWL1 Pc（1）= K pPc（2),2.6 尖峰電流的計算,一、概述,尖峰電流(peak current)是指持續(xù)時間12s的短,時最大負荷電流。主要用來選擇熔斷器和低壓斷路器、整定繼電保護裝置及檢驗電動機自起動條件等。,二、用電設(shè)備尖峰電流的計算,1、單臺用電設(shè)備尖峰電流的計算,2、多臺用電設(shè)備尖峰電流的計算,2.7 功率因數(shù)和無功率補償,一、功率因數(shù)的計算,若用戶在電費計量點

23、裝設(shè)感性和容性的無功電度表來分別計量感性無功電能（WrL)和容性無功電能（Wrc)，則,二、功率因數(shù)對供配電系統(tǒng)的影響及提高功率因 數(shù)的方法,所有具有電感特性的用電設(shè)備都需要從供配電系統(tǒng)中吸收無功功率，從而降低功率因數(shù)。功率因數(shù)太低將會給供配電系統(tǒng)帶來電能損耗增加、電壓損失增大和供電設(shè)備利用率降低等不良影響。,1、功率因數(shù)對供配電系統(tǒng)的影響,在供電營業(yè)規(guī)則中規(guī)定：“用戶在當?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負 荷時的功率因數(shù)應(yīng)達到下列規(guī)定： l00kV A及以上高壓供電的用戶功率因數(shù)為 0.90 以上，其他電力用戶和大、中型電力排灌站、躉購轉(zhuǎn)售電企業(yè)，功率因數(shù)為 0.85 以上”并規(guī)定，凡功率因數(shù)未達到

24、上述規(guī)定的，應(yīng)增添無功補償裝置，通常采用并聯(lián)電容器進行補償。,主要方法有：,(2) 人工補償功率因數(shù), 并聯(lián)電容器人工補償：這是目前用戶、企業(yè)內(nèi)廣泛采用的一種補償裝置，具有以下優(yōu)點,可按系統(tǒng)需要，增加或減少安裝容量和改變安裝地點；,有功損耗小，約為0.250.5，而同步調(diào)相機約為1.53；,無旋轉(zhuǎn)部分，運行維護方便；,個別電容器損壞不影響整個裝置運行；,短路時，同步調(diào)相機增加短路電流，增大了用戶開關(guān) 的斷流容量，電容器無此缺點。,缺點：如只能有級調(diào)節(jié)，而不能隨無功變化進行平滑的自動調(diào)節(jié)，當通風不良及運行溫度過高時易發(fā)生漏油、鼓肚、爆炸等故障。, 同步電動機補償, 動態(tài)無功功率補償,三、并聯(lián)電容

25、器補償,1、并聯(lián)電容器的型號,并聯(lián)電容器的型號由文字和數(shù)字 兩部分組成，型號各部分所表示的 意義見書P37,2補償容量和電容器臺數(shù)的確定,無功功率補償前后的變化（如圖所示）,要使功率因數(shù)由 提高到 必須裝設(shè)無功補償裝置(并聯(lián)電容器) ，其容量為,在確定并聯(lián)電容器的容量后，根據(jù)產(chǎn)品目錄(見表A-2)就可以選擇并聯(lián)電容器的型號規(guī)格，并確定并聯(lián)電容器的數(shù)量為,對于由上式計算所得的數(shù)值，應(yīng)取相近偏大的整數(shù)，如果是單相電容器，還應(yīng)取為3的倍 數(shù)，以便三相均衡分配，實際工程中，都選用成套電容器補償柜(屏)。,單個電容器的額定容量,四、并聯(lián)電容器的裝設(shè)與控制,1、并聯(lián)電容器的接線,（3）、 Y接線的優(yōu)缺點,

26、2、并聯(lián)電容器的裝設(shè)地點,并聯(lián)電容器在供配電系統(tǒng)中的裝設(shè)位置和補償效果,（1）高壓集中補償,（2）低壓集中補償,（3）單獨就地補償,高壓集中補償電容器組的接線,低壓集中補償電容器組的接線,五、補償后用戶的負荷計算和功率因數(shù)計算,1、負荷計算,若補償裝置裝設(shè)地點在變壓器一次側(cè)，則,若補償裝置裝設(shè)地點在變壓器二次側(cè)，如圖所示,則,補償后總的是在計算負荷為：,2、功率因數(shù)計算,（1）固定補償,一般計算其平均功率因數(shù)，補償后平均功率因數(shù)為,（2）自動補償,一般計算其最大負荷時的功率因數(shù)，補償后功率因數(shù)為,本章要求： 1. 了解無限大容量供電系統(tǒng)的概念 2. 掌握三相短路的有關(guān)物理量 3. 學會無限大容

27、量供電系統(tǒng)三相短路兩相 短路和單相短路電流的計算 4. 掌握短路電流的效應(yīng)及其計算,第3章 負荷計算,3.1 短路概述,短路故障的原因，主要是以下三個方面：(1)電氣絕緣損壞；(2)誤操作；(3) 鳥獸害,一、短路的原因,短路是指不同電位的導體之間的電氣短接，這是電力系統(tǒng)中最常見的一種故 障，也是最嚴重的一種故障。,二、短路的后果,(1) 短路的電動效應(yīng)和熱效應(yīng),(2) 電壓驟降,(3) 造成停電事故,(4) 影響系統(tǒng)穩(wěn)定,(5) 產(chǎn)生電磁干擾,三、短路的形式,3.2 無限大容量供電系統(tǒng)三相短路分析,一、無限大容量供電系統(tǒng)的概念,1、定義：無限大容量供電系統(tǒng)就是供電系統(tǒng)的容量相對于用戶內(nèi)部供電

28、系統(tǒng)容量(S2)大得多(S150S2倍）的電力系統(tǒng)。,2、特點：在無限大容量供電系統(tǒng)中，用戶的負荷 不論如何變動甚至發(fā)生短路時，電力系統(tǒng)變電所饋電母線的電壓能基本維持不變。,二、無限大容量的供電系統(tǒng)三相短路暫態(tài)過程,1、無限大容量系統(tǒng)的三相短路圖,無限大容量系統(tǒng)的三相短路圖,2、短路前后分析（t=0時發(fā)生短路）,（1）正常運行時,式中,（2）三相短路時，電壓不變,短路回路 阻抗角,短路電流非周 期分量初值,短路電流,（3）最嚴重三相短路時的短路電流,三相短路時的向量圖,三相短路時的向量圖如右圖所示，由分析可知，最嚴短路電流的條件為：,短路前電路空載或cos=1,短路瞬間電壓過零，即t=0時,=

29、0o或180o,短路回路純電感，即k=90o,當Im=0， k=90o時，,短路電流周期分量有效值,三、三相短路的有關(guān)物理量,1、短路電流周期分量有效值,式中,2、次暫態(tài)短路電流,次暫態(tài)短路電流是短路周期分量在短路后第一個周期的有效值，用I/表示。,3、短路全電流有效值,4、短路沖擊電流和沖擊電流有效值,短路沖擊電流ish是短路全電流的最大瞬時值，改制出現(xiàn)在短路后半個周期，即t=0.01s時,式中， 為短路電流沖擊系數(shù)。對于純電阻性電路，ksh=1；對于純電感性電路，ksh=2；因此，1ksh 2。,（1）短路沖擊電流,（2）沖擊電流有效值,或,該值是短路后第一個周期的短路全電流有效值。即,為

30、計算方便，在高壓系統(tǒng)發(fā)生三相短路時，一般取 Ksh1.8，因此,在低壓系統(tǒng)發(fā)生三相短路時，一般取Ksh1.3，因此,3.3 無限大容量供電系統(tǒng)三相短路電流的計算,一、標幺制,用相對值表示元件的物理量，成為標幺制。,任意一個物理量的有名值與基準值的比值稱為標幺值，標幺值沒有單位。即,1、容量、電壓、電流、阻抗的標幺值,2、基準值的選定,（2）基準電壓：通常取元件所在處的短路平均額定電壓，即取Ud = Uav=1.05UN 。,（1）基準容量：工程設(shè)計中通常取Sd=100MVA。,（3）基準電流：則按下式計算：,（4）基準電流：則按下式計算：,由于基準容量從一個電壓等級換算到另一個電壓等級時，其值

31、不變，而基準電壓從一個電壓等級換算到另一個電壓等級時，其數(shù)值就是另一個電壓等級的基準電壓。,二、短路回路元件的標幺值阻抗,1、線路的電阻標幺值和電抗標幺值,2、電抗器的電抗標幺值,3、變壓器的電抗標幺值,5、電力系統(tǒng)的電抗標幺值,若 時，可忽略電阻，即 。通常 高壓系統(tǒng)的短路計算中，由于總電抗遠大于總電阻， 故只計及電抗而忽略電阻；在計算低壓系統(tǒng)短路時往 往需計及電阻。,三、三相短路電流計算,1、三相短路電流周期分量有效值,2、沖擊短路電流,3、三相短路容量,或,短路電流計算的步驟：,（1）繪出計算電路圖；,（3）按所選擇的短路計算點繪出等效電路圖，并計算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上

32、，只需將所計算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來，并標明其序號和阻抗值，一般是分子標序號，分母標阻抗值(既有電阻又有電抗時，用復數(shù)形式R+jX表示)；,（5）計算短路電流和短路容量,（4）將等效電路化簡。一般只需采用阻抗串并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出其等效總阻抗；,（2）在計算電路圖上，將短路計算所需考慮的各元件的主要參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號，然后確定短路計算點；,四、電動機對三相短路電流的影響,供配電系統(tǒng)發(fā)生三相短路時，接在短路點附近運行的電動機的反電勢可能大于電動機所在處系統(tǒng)的殘壓，此時電動機將和發(fā)電機一樣，向短路點饋送短路電流。同時電動機迅速受到制動，它所提供的短路電流很

33、快衰減，一般只考慮電動機對沖擊短路電流的影響，如下圖所示。,電動機對沖擊短路電流的影響示意圖,電動機提供的沖擊短路電流可按下式計算,式中，ksh.M為電動機的短路電流沖擊系數(shù)，低壓電動機取1.0，高壓電動機取1.41.6； 為電動機的次暫態(tài)電勢標幺值； 為電動機的次暫態(tài)電抗標幺值； 為電動機的次暫態(tài)短路電流標幺值；IN.M為電動機額定電流， 和 數(shù)值見表3-2。,實際計算中，只有當高壓電動機單機或總?cè)萘看笥趌000kW，低壓電動機單機或總?cè)萘看笥?00kW，在靠近電動機引出端附近發(fā)生三相短路時，才考慮電動機對沖擊短路電流的影響因此，考慮電動機的影響后，短路點的沖擊短路電流為,3.4 兩相和單相

34、短路電流的計算,一、兩相短路電流的計算,在無限大容量系統(tǒng) 中發(fā)生兩相短路時的 電路如右圖所示。,1、基本公式,2、兩相短路電流與三相短路電流的關(guān)系,二、單相短路電流的計算,在大接地電流的電力系統(tǒng)或三相四線制配電系統(tǒng)中發(fā)生單相短路時，單相短路電流為,式中，Uav為短路點的額定平均電壓； Ud為短路點所在電壓等級的基準電壓；Zp.o為單相短路回路相線與大地或中線的阻抗。,式中，RT、XT分別為變壓器單相的等效電阻和電抗；R p.o、X p.o分別為相線與N線或與PE線、PEN線的短路回路電阻和電抗；可查有關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本。,3.5 短路電流的效應(yīng),一、短路電流的電動力效應(yīng),導體通過電流時相互間電磁

35、作用產(chǎn)生的力，稱為電動力。,1、兩平行載流導體間的電動力,如下圖所示，兩導體間,大小相等，由下式?jīng)Q定,由電磁作用產(chǎn)生的電動力,的方向由左手定則決定，,兩平行導體間的電動力,矩形導體的形狀系數(shù),2、三相平行載流導體間的電動力,三相平行的導體中流過的電流對稱，且分別為iA，iB， iC ，每兩導體間由電磁作用產(chǎn)生電動力，A相導體受到的電動力為FAB、FAC，B相導體受到的電動力為FBC、FBA ，C相導體受羽動力為FCA、FCB ，如下圖所示。經(jīng)分析可知，中相導體受到的電動力最大，并可按下算：,三相平行導體間的電動力,3、短路電流的電動力,（1）計算三相短路產(chǎn)生的最大電動力為,（2）計算兩相短路產(chǎn)

36、生的最大電動力為,（3）兩相短路和三相短路產(chǎn)生的最大電動力關(guān)系,因,故,2、短路熱平衡方程,短路發(fā)熱可近似為絕熱過程，短路時導體內(nèi)產(chǎn)生的能量等于導體溫度升高吸收的能量，導體的電阻率和比熱也隨溫度而變化，其熱平衡方程為,將 代入上式，得,整理后得,短路和正常的發(fā)熱系數(shù),3、短路產(chǎn)生的熱量,設(shè)導體通過I所產(chǎn)生的熱量，恰好與實際短路電流ik或Ik(t)在實際短路時間tk內(nèi)所產(chǎn)生的熱量相等。這一假定的時間，稱為短路發(fā)熱的假想時間或熱效時間用tima表示，tima可按下式計算,（1）短路發(fā)熱假想時間定義,短路發(fā)熱的假想時間,繼電保護動作時間,斷路器斷路時間，查閱有關(guān)產(chǎn)品手冊可得,在無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生短

37、路，由于I=I，因此,（2）熱量計算,4、導體短路發(fā)熱溫度,為使導體短路發(fā)熱溫度 計算簡便，工程上一般利 用導體發(fā)熱系數(shù)A與導體 溫度的關(guān)系曲線A=f() 來確定短路發(fā)熱溫度K， 如右圖所示,-A關(guān)系曲線,由L求K的步驟如下,(1)由導體正常運行時的溫度L從A曲線查出導體正常發(fā)熱系數(shù)A。,(2)計算導體短路發(fā)熱系數(shù),(3)由AK從A=f()曲線查得短路發(fā)熱溫度K,5、短路熱穩(wěn)定最小截面計算,(1)由L和K.al從A曲線分別查出AL和Ak.al,(2)計算短路熱穩(wěn)定最小截面Smin,本章要求： 1. 掌握供配電系統(tǒng)的電壓選擇 2. 了解變電所位置的確定方法 3. 認識變電所的一次設(shè)備和主接線 4

38、.了解變電所的布置和結(jié)構(gòu),第4章 供配電系統(tǒng),4.1 電壓的選擇,一、供電電壓確定,(2)企業(yè)負荷大小及距離電源線路遠近,供電電壓是指供配電系統(tǒng)從電力系統(tǒng)所取得的電源電壓。主要取決于以下因素,(1)電力部門所能提供的電源電壓,(3)企業(yè)大型設(shè)備的額定電壓決定了企業(yè)的供電電壓,導線的截面積、負荷的功率因數(shù)、電價制度等也是影響供電電壓的因素,各級電壓電力線路合理的輸送功率和輸送距離見表4-1（P70頁）,配電電壓是指用戶內(nèi)部向用電設(shè)備配電的電壓等級。分為高壓配電電壓和低壓配電電壓。,二、配電電壓,1高壓配電電壓,用戶內(nèi)部的高壓配電電壓通常采用l0kV或6kV，一般情況下，優(yōu)先采用l0kV高壓配電電

39、壓。如果用戶環(huán)境條件允許，也可采用35kV。,高壓電壓有：500kV，220kV ，10kV，6kV。,2低壓配電電壓,低壓電壓有：660V，380V，220V。,我國規(guī)定低壓配電電壓等級為380V220V。,一、變電所的類型,4.2 變電所的配置,變電所是接受電能、變換電壓、分配電能的環(huán)節(jié)，是供配電系統(tǒng)的重要組成部分。變電所按其在供配電系統(tǒng)中的地位和作用，分為以下幾種類型。,1、總降壓變電所：由地區(qū)供電電源的電壓等級和用戶負荷的大小及分布情況而設(shè)置。,2、車間變電所,車間變電所主要有以下兩種類型的變電所。,車間變電所的類型,車間附設(shè)變電所適合生產(chǎn)面積比較緊湊和生產(chǎn)流程要經(jīng)常調(diào)整、設(shè)備也要相應(yīng)

40、變動的生產(chǎn)車間。,(2) 車間內(nèi)變電所 (如上圖中的5)： 適合負荷較大、且負荷中心在廠房中央的多跨廠房。,6、露天(或半露天)變電所 (如上圖中的6)。適合周圍環(huán)境條件正常，無腐蝕性、爆炸性氣體和粉塵的場所。,3、獨立變電所 (如上圖中的7)。一般電力系統(tǒng)中的大型變配電所和工廠的總變配電所采用獨立式。,4、地下變電所 (如上圖中的9)。適合高層建筑、地下工程和礦井中。,5、樓上變電所 (如上圖中的10)。適合高層建筑。變電所一律采用干式變壓器，真空斷路器或六氟化硫斷路器。,7、桿上變電臺 (如上圖中的8)。適合用于容量在315kVA及以下的變壓器，而且多用于生活區(qū)供電。,9、移動式變電所 整

41、個變電所裝設(shè)在可移動的車上。主要用于坑道作業(yè)及臨時施工現(xiàn)場供電。,8、成套變電所 由電器制造廠按一定接線方案成套制造、現(xiàn)場裝配的變電所。適合高層建筑等。,二、變電所的位置選擇,1、變電所位置選擇的原則：P73頁,負荷指示圖是將電力負荷（Pc）按一定比例(例如以lmm2面積代表若干kW)用負荷圓的形式，標示在企業(yè)或車間的平面圖上。,2、負荷中心確定：負荷中心可以用負荷指示圖或負荷功率矩的計算法近似確定。,(1) 負荷指示圖,負荷圓的半徑r，由車間的計算負荷 推得：,式中，K為負荷圓的比例(kWmm2)。,右圖是某企業(yè)的負荷指示圖。由負荷指示圖可以直觀和概略地確定企業(yè)或車間的負荷中心，再結(jié)合上述變

42、配電所所址選擇的其他條件全面考慮，分析比較幾個方案，最后擇其最佳方案來確定變配電所所址。,(2) 按負荷功率矩法確定負荷中心,有負荷P1，P2，P3。它們在任選的直角坐標系中的坐標如下圖所示，經(jīng)推導可得負荷中心的坐標,負荷分布與公式推導,(3) 按負荷電能矩法確定負荷中心,按負荷指示圖確定負荷中心比較粗略。要比較精確地確定負荷中心，則可用負荷矩法。,按負荷電能矩法確定負荷中心的公式為：,3、變電所位置的確定,根據(jù)上述兩種方法，綜合考慮變電所位置選擇的原則可確定變電所的位置。但大多數(shù)工廠變電所的位置都是靠近負荷中心且偏向電源側(cè)。,一、變壓器型號選擇,4.3 變壓器的選擇,變壓器的型號表示及含義如

43、下：,變壓器常用的型號有油浸自冷電力變壓器（S9、SL7等）；干式電力變壓器（ SC、SCZ、SG3等）。,二、變壓器臺數(shù)和容量的確定 1總降壓變電所主變壓器臺數(shù)和容量的確定 (1)變壓器臺數(shù)的確定 應(yīng)滿足用電負荷對可靠性的要求。在有一、二級負荷的變電所中，選擇兩臺主變壓器，當在技術(shù)、經(jīng)濟上比較合理時，主變壓器選擇也可多于兩臺； 對季節(jié)性負荷或晝夜負荷變化較大的宜采用經(jīng)濟運行方式的變電所，技術(shù)經(jīng)濟合理時可選擇兩臺主變壓器； 三級負荷一般選擇一臺主變壓器，負荷較大時，也可選擇兩臺主變壓器。,2車間變電所變壓器臺數(shù)和容量的確定,車間變電所變壓器臺數(shù)和容量的確定原則和總降壓變電所基本相同。,對于二、

44、三級負荷，變電所只設(shè)置一臺變壓器，其容量可根據(jù)計算負荷決定。 對一、二級負荷較大的車間，采用兩回獨立進線，設(shè)置兩臺變壓器，其容量確定和總降壓變電所相同。當負荷分散時，可設(shè)置兩個各有一臺變壓器的變電所。,車間變電所中單臺變壓器容量不宜超過1000kVA， （一般情況）或1250(或1600)2000kVA （采用新型斷路器），對裝設(shè)在二層樓以上的干式變壓器，其容量不宜大于630kVA。,三、變壓器的容量和過負荷能力,1變壓器的實際容量,電力變壓器的額定容量(銘牌容量)，是指它在規(guī)定的環(huán)境溫度條件下，室外安裝時，在規(guī)定的使用年限(一般為20年)內(nèi)所能連續(xù)輸出的最大視在功率(kVA)。,我國國標規(guī)定

45、，變壓器正常使用的最高年平均氣溫為+200C。若變壓器安裝地點的年平均氣溫0.av200C，則每升高l0C，變壓器的容量就要減少1%。因此變壓器的實際容量ST，應(yīng)按下式計算：,2電力變壓器的正常過負荷,由于夏季欠負荷而在冬季考慮的過負荷，夏季每低1，可在冬季過負荷1，但不得超過15。,其允許的過負荷系數(shù)KOL可按下式計算,以上兩部分過負荷需同時考慮，即,式中，系數(shù)1.2適于戶內(nèi)變壓器；系數(shù)1.3適于戶外變壓器。 干式電力變壓器一般不考慮正常過負荷。,電力變壓器在事故情況下允許短時間較大幅度地過負荷運行，而不論故障前的負荷情況如何，但這種事故過負荷運行的時間不得超過下表所規(guī)定的時間。,3電力變壓

46、舉的事故過負荷,4.4 變電所主要電氣設(shè)備,一、概述 變電所中承擔輸送和分配電能任務(wù)的電器，稱為一次電路或稱主電路、主接線。一次電路中的所有設(shè)備，稱為一次設(shè)備或一次元件。 一次設(shè)備按功能可分為以下幾類： 1、變換設(shè)備，如電力變壓器、電壓互感器、電流互感器、變頻機等。 2、控制設(shè)備，如各種高低壓開關(guān)設(shè)備。 3、保護設(shè)備，如熔斷器和避雷器等。 4、補償設(shè)備，如并聯(lián)電容器等。 5、成套設(shè)備，如高壓開關(guān)柜、低壓配電屏、動力和照明配電箱等。,二、高壓熔斷器 1、熔斷器的功能：主要是對電路及電路設(shè)備進行短路保護，有的熔斷器還具有過負荷保護的功能。 2、工廠供電系統(tǒng)中常用的高壓熔斷器： 1）室內(nèi)采用RNl、

47、RN2等型高壓管式熔斷器， 2）室外采用RW410、RWl0(F)10等型高壓跌開式熔斷器和RWl0-35等型高壓限流熔斷器。 3、高壓熔斷器全型號的表示和含義如下：,(一) RNl和RN2型戶內(nèi)高壓熔斷器 1、基本結(jié)構(gòu)：RNl型與RN2型的結(jié)構(gòu)基本相同， 都是瓷質(zhì)熔管內(nèi)充石英砂填料的密閉管式熔斷器。其 外形結(jié)構(gòu)如4-9所示，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如4-10所示。,2、功能： RNl型主要用作高壓線路和設(shè)備的短路保護，也能起過負荷保護的作用. RN2型只用作電壓互感器一次側(cè)的短路保護，其熔體額定電流一般為0.5A。 3、工作原理：冶金效應(yīng) 4、性能：限流特性，熔斷器能在短路后不到半個周期(0.01s)就能熄

48、滅電弧，即能在短路電流達到?jīng)_擊值之前熔斷，切除短路，從而使裝有這種熔斷器保護的電路和設(shè)備。,(二) RW4和RWl0(F)型戶外高壓跌開式熔斷器 1、基本結(jié)構(gòu)：圖4-11是RW4-10(G)型跌開式熔斷器的基本結(jié)構(gòu)。這種跌開式熔斷器串接在線路上。 2、結(jié)構(gòu)特點：直接用高壓絕緣鉤棒(俗稱“令克棒”)來操作熔管的分合。且為“逐級排氣”。 3、 性能： “非限流”特性 4、功能： 1）作610kV線路和設(shè)備的短路保護； 2）作隔離開關(guān)，以隔離電源，保護安全檢修。 5、操作注意事項：,6、 RW4和RWl0(F)的區(qū)別： RW4-10(G)型跌開式 熔斷器只能無負荷下操作， 或通斷小容量的空載變壓 器

49、和空載線路等。 RWl0-10(F)型跌開式 熔斷器則能帶負荷操作， 但只能通過負荷電流或過 負荷電流。,三、高壓隔離開關(guān) 1、基本結(jié)構(gòu)：見圖,2、結(jié)構(gòu)特點： 1）沒有專門的滅弧裝置； 2）斷開后有明顯可見的斷開間 隙，而且斷開間隙的絕緣及相間 絕緣都是足夠可靠的，能充分保 障人身和設(shè)備的安全。 3、功能： 1）隔離高壓電源，以保證 其設(shè)備和線路的安全檢修。 2）可通斷一定的空載電流。 4、操作注意事項：不許帶負荷操作。 5、配套的操作機構(gòu)型號及功用： CS6(見右圖4-13），能手動和遠 距離分閘，但只能手動閘。,6、圖形文字符號： 7、高壓隔離開關(guān)全型號的表示和含義如下：,四、高壓負荷開關(guān)

50、 1、基本結(jié)構(gòu)：見圖(見圖4-14） 2、結(jié)構(gòu)特點： 1）具有簡單的滅弧裝置（開關(guān)上端的絕緣子）； 2）可與高壓熔斷器串聯(lián)使用， 3）斷開后有明顯可見的斷開間隙 3、功能： 1）可通斷一定的負荷電流和過負荷電流； 2）隔離高壓電源，以保證其設(shè)備和線路的安全檢修。,4、操作注意事項：可帶負荷操作。但負荷開關(guān)的滅弧能力不足以熄滅短路電弧，因此負荷開關(guān)不能配以保護短路的繼電保護來自動跳閘。但可配以熱脫扣器，當發(fā)生過負荷時，使負荷開關(guān)自動跳閘。 5、配套的操作機構(gòu)型號 及功用：CS2(見右圖4-16）， 能手動和遠距離分閘，但只 能手動閘。 6、圖形文字符號：,7、高壓負荷開關(guān)全型號的表示和含義如下：

51、,五、高壓斷路器 （一）功能：能通斷正常負荷電流，也能通斷一定的短路電流，并能在保護裝置作用下自動跳閘，切除短路故障。 （二）高壓斷路器全型號的表示和含義如下：,（三）圖形文字符號： （四）分類： 1、油斷路器 多油：油即作滅弧介質(zhì)，又作（相對地或相）絕緣介質(zhì)； 少油：油只作滅弧介質(zhì)，其外殼通常是帶電的。 2、真空斷路器：利用真空（氣壓為10210 6Pa)作滅弧介質(zhì)。 3、六氟化硫（SF6）斷路器：利用SF6氣體作滅弧和絕緣介質(zhì)。,1、SN10-10型高壓斷路器 1）基本結(jié)構(gòu)：由框架、傳動機構(gòu)和油箱等三各主要部分組成。見下圖(見圖4-17、18） 2）結(jié)構(gòu)特點：油箱中部裝有滅弧室， 該滅弧室

52、具有較大的斷流能力。,3）工作原理：斷路器跳閘時，導電桿(動觸頭)向下運動。當導電桿離開靜觸頭時，產(chǎn)生電弧，使油分解，形成氣泡，導致靜觸頭周圍的油壓驟增，迫使逆止閥(鋼珠)向上堵住中心孔。這時電弧在近乎封閉的空間內(nèi)燃燒，從而使滅弧室內(nèi)的油壓迅速增大。當導電桿繼續(xù)向下運動，相繼打開一、二、三道滅弧溝及下面的油囊時，油氣流強烈地橫吹和縱吹電弧，同時由于導電桿向下運動，在滅弧室形 成附加油流射向電弧。 由于油氣流的橫吹和縱 吹以及機械運動引起的油 吹等綜合作用，使電弧迅 速熄滅。而且這種斷路器 跳閘時，導電桿是向下運 動的，導電桿端部的弧根 部分總與下面新鮮的冷油 接觸，進一步改善了滅弧 條件，因此

53、它具有較大的 斷流容量。,4）配套的操作機構(gòu)型號及功用： CS2：能手動和遠距離分閘， 但只能手動閘。 (見前圖4-16）。 CD10 能手動和遠距離分、 合閘，但須用直流操作。外形圖 和剖面圖見圖4-21；分、合閘傳 動原理圖見圖4-22。, CT7能手動和遠距離分、合閘，并可很方便地實現(xiàn)一次自動重合閘，且可交流操作。操動機構(gòu)外形尺寸圖見圖4-23；內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖見圖4-24,2、高壓六氟化硫（ SF6）斷路器 1）結(jié)構(gòu)分類： 雙壓式：有兩個氣壓系統(tǒng)，壓力低的作為絕緣，壓力高的作為滅弧。 單壓式：有一個氣壓系統(tǒng)，滅弧時，SF6的氣流靠壓氣活塞產(chǎn)生。 SF6斷路器的外形圖如圖4-27，滅弧室工作示

54、意圖如圖4-28。 2）工作原理：斷路器跳閘時， 裝有動觸頭和絕緣噴嘴的氣缸由 斷路器操動機構(gòu)通過連桿帶動， 離開靜觸頭，造成氣缸與活塞的 相對運動，壓縮SF6，使之通過 噴嘴吹弧，從而使電弧迅速熄滅。 3）SF6斷路器具有下列優(yōu)點： 見P91頁 4）SF6斷路器主要用于需頻繁 操作及有易燃易爆危險的場所， 特別是用作全封閉組合電器。 5）SF6斷路器配用CDl0等型電 磁操動機構(gòu)或CT?等型彈簧操動機 構(gòu)。,3、高壓真空斷路器 1) 真空斷路器的外形圖如圖4-25，滅弧室工作示意圖如圖4-26。 2) 工作原理：滅弧室的中部，有一對圓盤狀的觸頭。在觸頭剛分離時，由于高電場發(fā)射和熱電發(fā)射而使觸

55、頭間發(fā)生電弧。電弧的溫度很高，可使觸頭表面產(chǎn)生金屬蒸氣。隨著觸頭的分開和電弧電流的減小，觸頭間的金屬蒸氣密度也越來越小。當電弧電流 過零時，電弧暫時熄滅，觸 頭周圍的金屬離子迅速擴散， 凝聚在四周的屏蔽罩上，以 致在電流過零后幾個微秒的 極短時間內(nèi)，觸頭間隙實際 上又恢復了原有的高真空度。 因此當電流過零后雖然很快 又加上高電壓，觸頭間隙也 不會再次擊穿，即真空電弧 在電流第一次過零時就能完 全熄滅。 3）真空斷路器的優(yōu)點 4）主要適用場所。 5）配套操作機構(gòu)：CD10 或CT7,六、互感器 互感器是電流互感器和電壓互感器的合稱?；ジ衅鲗嵸|(zhì)上是一種特殊的變壓器，其基本結(jié)構(gòu)和工作原理與變壓器基本

56、相同。 互感器有三個功能： 1、將高壓變?yōu)榈蛪海?00V），大電流變?yōu)樾‰娏鳎?A或1A），供測量儀表及繼電器的線圈； 2、可使測量儀表、繼電氣等二次設(shè)備與一次主電路隔離，保證測量儀表、繼電器和工作人員的安全； 3、可是儀表和繼電器標準化。,電流互感器 (一)電流互感器的結(jié)構(gòu)原理和結(jié)線方案 1、結(jié)構(gòu)原理圖如圖4-13所示。 1）接入電路的方式 2）結(jié)構(gòu)特點 3）一次電流I1與二次電流I2之間有下列關(guān)系： 式中，N1、N2為電流互感器一、二次繞組匝數(shù)；Ki 為電流互感器變流比，一般表示為額定一次電流與二次電流之比，即KiIlNI2N。 2、四種常見的結(jié)線方案如圖所示,(二)電流互感器的類型和型號

57、 1、類型： 按一次繞組的匝數(shù)分: 單匝式(包括母線式、芯柱式、套管式等) 多匝式(包括線圈式、線環(huán)式、串級式等) ， 按一次電壓分:高壓 低壓 按絕緣和冷卻方式分:油浸式：主要用于戶外 干式：環(huán)氧樹脂澆注絕緣 按用途分:測量用 保護用 按準確級分: 0.l、0.2、0.5等級; 保護用： 5P 1、3、5等級 10P,2、型號： 常用的高壓電流互感器：LA-10、LQJ-10、LAJ-10、LCJ-35等 常用的低壓電流互感器：LMZJ-0.5、LMZ1-0.5、LQJ-0.5、LMZB6-0.38等 3、圖形文字符號：,3、結(jié)構(gòu)特點： 1）圖2-11是戶內(nèi)高壓LQJ-10型電流互感器的外形

58、圖。它有兩個鐵芯和兩個二次繞組，準確級有0.5級和3級，0.5級用于測量，3級用于繼電保護。 2）圖2-12是戶內(nèi)低壓LMZJ1-0.5型電流互感器的外形 圖。它不含一次繞組，穿過其鐵心的母線就是其一次繞組(相 當于1匝)。它用于500V及以下的低壓配電裝置中。,4、 電流互感器全型號的表示和含義如下：,（三）電流互感器的使用注意事項:P81,電壓互感器 (一) 電壓互感器的結(jié)構(gòu)原理和結(jié)線方案 1、結(jié)構(gòu)原理圖如圖4-17所示。P81 1）接入電路的方式 2）結(jié)構(gòu)特點 3）一次電壓U 1與二次電壓U 2之間有下列關(guān)系： 式中，N1、N2為電壓互感器一、二次繞組匝數(shù)；KU為電壓互感器變壓比，一般表示為額定一次電壓與二次電壓之比，即KU UlN U2N。,2、電壓互感器的接線方案,(二) 電壓互感器的類型和型號 1、類型： 單相 按相數(shù)分 三相 有油浸 按絕緣和冷卻方式分 干式(含環(huán)氧樹脂澆注式)