第二章-电气主接线(包括电气设备)PPT课件.ppt

母线 电缆和绝缘子 1 母线 母线是由矩形的导体制成母线用于变配电所内电能的分配 2 一 母线的材料 截面形状 布置方式 1 母线的材料 常用的母线材料有铜 铝和铝合金三种 2 母线的结构 硬裸母线的截面形状有矩形 槽形和管形 3 4 3 母线的布置形式 5 二 电力电缆 6 7 二 基本结构 电力电缆由线芯 导体 绝缘层 屏蔽层和保护层四部分组成 1 线芯线芯是电力电缆的导电部分 用来输送电能 2 绝缘层绝缘层是将线芯与大地以及不同相的线芯间在电气上彼此隔离 3 屏蔽层15KV及以上的电力电缆一般都有导体屏蔽层和绝缘屏蔽层 4 保护层保护层的作用是保护电力电缆免受外界杂质和水分的侵入 以及防止外力直接损坏电力电缆 8 高压电器 9 4 2 1电弧及其主要危害电弧 一种高温 强光的电游离现象 1 电弧的主要特征 1 能量集中 发出高温 强光 2 自持放电 维持电弧稳定燃烧所需电压很低 3 游离的气体 质轻易变 2 电弧的危害 1 延长了电路的开断时间 从而使故障对供配电系统造成更大的损坏 2 高温使开关触头变形 熔化 从而导致接触不良甚至损坏 3 高温可能造成人员灼伤甚至直接或间接的死亡 强光可能损害人的视力 4 引起弧光短路 严重时造成爆炸事故 电弧的产生及灭弧方法 10 1 产生电弧的根本原因触头间很大电场强度和很高的温度导致触头本身的电子及触头周围介质中的电子被游离而形成电弧电流 2 产生电弧的游离方式 1 高电场发射 2 热电发射 3 碰撞游离 4 高温游离高电场发射和热电发射的游离方式在触头分开之初占主导作用碰撞游离和高温游离使电弧持续和发展 11 1 电弧熄灭的条件去游离率大于游离率 2 去游离方式 1 复合正 负带电质点重新结合为中性质点电弧中温度越低 电场强度越弱 截面越小 介质的性质越稳定 密度越高 复合愈快 2 扩散电弧中的带电质点向电弧周围介质散发开去 使弧区带电质点的浓度减少 12 1 速拉2 冷却3 吹弧4 长弧切短介质真空 开关电器中常用的灭弧方法 13 高压断路器 高压断路器是电力系统中最重要的开关设备 它具有完善的灭弧装置 能够熄灭在开断电路时所产生的电弧 断路器是功能最完善 任务最繁重 结构最复杂 价格也最昂贵的开关电器 作用 1 在正常情况下接通或断开电路 负荷 2 在系统发生故障时在保护装置作用下自动 迅速地断开故障电路 14 类型 1 高压断路器按采用的灭弧介质分1 油断路器按油量大小分为少油和多油两类 多油断路器的油量多 兼有灭弧和绝缘的双重功能 少油断路器的油量少 只作灭弧介质用 2 六氟化硫 SF6 断路器3 真空断路器4 压缩空气断路器5 磁吹断路器 2 按使用地点分户内户外 15 16 17 高压断路器 油断路器 S为少油 D为多油 压缩空气断路器 K 六氟化硫断路器 L 真空断路器 Z 18 二 高压隔离开关 隔离开关没有灭弧装置 不能断开正常负荷电流 更不能断开短路电流 否则此时产生的电弧不能熄灭 甚至造成飞弧 会伤及设备并且严重危及人身安全 19 20 高压隔离开关 作用 隔离电压 将被检修的设备与电源电压隔离 倒闸操作 配合断路器 协同操作来完成 分 合小电流电器 21 高压隔离开关 22 断路器 隔离开关操作顺序 停电时先断开断路器 断开隔离开关送电时先接通隔离开关 后接通断路器开关两侧闸刀拉合的顺序 停电时先断开断路器 后断开负荷侧隔离开关 最后断开电源侧隔离开关 送电时顺序与此相反 23 24 三 高压熔断器 熔断器是最简单的保护电器 它用来保护电气设备免受过载和短路电流的损害 25 四 电流互感器 电流互感器是一种特殊的变压器 用于测量电流 它正常工作在接近短路状态 为仪用变流器 26 27 电流互感器 作用 将一次系统各回路大电流变为二次侧的小电流 小于5A 以便于测量仪表及保护电器使用 将一次系统与二次系统在电气方面隔离 从而保证二次设备及运行人员的安全 使二次系统脱离一次系统成为独立的系统 使测量和保护装置脱离一次设备构成集中的装置 28 电流互感器 结构 由一此绕组 二次绕组及铁芯构成一次绕组匝数N1少 一般只有一匝或几匝 串在一次主回路中二次绕组的匝数N2较多 二次绕组的负载是阻抗值很小的电流型负载 如电流表线圈 继电器电流线圈及电度表电流线圈等 29 电流互感器 一次绕组电流由一次主回路决定 不受二次回路的影响 二次电流则主要决定于一次绕组的电流 但也受负载阻抗的影响 电流互感器的正常工作状态近似于变压器的短路状态 30 电流互感器 电流互感器注意事项 二次侧绕组严禁开路 运行中的电流互感器一旦其二次回路开路 在二次侧感应出很高的电压 对工作人员的安全构成威胁 还可能造成二次回路的绝缘击穿 很大的激磁磁势作用在铁芯中 将使铁芯过度饱和而导致严重发热 使互感器烧坏 二次侧绕组要接地注意接线极性 31 电流互感器的误差与准确度级 电流互感器的准确级 为电流互感器的最大允许电流误差的百分值 32 表5 14电流互感器准确级和误差限值 33 电流互感器的接线 34 五 电压互感器的原理与选择 电压互感器也是一种特殊的变压器 用于测量电路电压 它正常工作在接近空载状态 为仪用变压器 35 电压互感器 作用 将一次侧的高电压变为二次侧的标准化低电压 100V 将一次系统与二次系统在电气方面隔离 从而保证二次设备及运行人员的安全 使二次系统脱离一次系统成为独立的系统 使测量和保护装置脱离一次设备构成集中的装置 36 电压互感器 由一 二次绕组及铁芯构成一次绕组的匝数N1很多 并接在一次主回路中 而二次绕组的匝数N2较少二次侧并联接入测量仪表和继电器的电压线圈其阻抗非常大 故所带负荷很小 致使电压互感器正常工作时接近变压器的空载状态 结构特点 37 电压互感器 电流互感器注意事项 二次侧绕组严禁短路 电压互感器的一 二次电压有基本固定的倍数关系 但它是以二次负载接近空载为条件 过大的负载引起绕组过热 在极端情况下 若二次侧发生短路 电压互感器二次侧将感应大电流 可能使电压互感器被烧毁二次侧绕组要接地注意接线极性 38 电压互感器的误差与准确度级 电压互感器的准确级就是在二次负荷从额定值的0 25 1 COS 2 0 8和一次电压不超过额定值的0 9 1 1时电压误差的最大限值的百分数 39 表5 14电压互感器准确级和误差限值 40 电压互感器的接线 41 42 第一节电气主接线 43 电气主接线 电气主接线 是由高压电器和连接线 按功能要求组成的接受和分配电能的电路 它是传输强电流 高电压的网络 又称为一次接线或电气主系统 44 电气主接线 可靠性 在事故和设备维修时 尽可能的停电范围小 保证供电可靠是电气主接线最基本的要求灵活性 电气主接线应能适应各种运行状态 并能灵活地进行运行方式的切换经济性 投资省 占地面积少 电能损耗少 电气主接线的基本要求 45 有汇流母线的接线 单母线接线双母线接线一台半断路器接线无汇流母线的接线 单元接线 桥型接线 角型接线 电气主接线基本形式 46 有汇流母线接线 47 有汇流母线 单母线接线 48 有汇流母线 单母线接线 单母线接线 只有一组母线的接线 进出线并接在这组母线上 倒闸操作 隔离开关相对断路器而言先通后断 母线隔离开关相对线路隔离开关而言先通后断 例 对馈线1的运行操作送电倒闸操作顺序 合QS2 合QS3 最后合QF2停电倒闸操作顺序 断QF2 断QS3 最后合QS2 49 有汇流母线 单母线接线 单母线接线 只有一组母线的接线 进出线并接在这组母线上 优点 简单清晰 设备少 投资小 运行操作方便 且有利于扩建 缺点 可靠性和灵活性较差 50 有汇流母线 单母线接线 应用 6 10kV配电装置的出线回路数不超过5回 35 63kV配电装置的出线回路数不超过3回 110 220kV配电装置的出线回路数不超过2回 改进 单母线分段接线单母线带旁路接线 51 有汇流母线 单母线接线 单母线分段接线 母线分成两段 中间由分段开关 断路器或隔离开关 连接 每条线路和母线间只有一条连接通道避免单母线接线可能造成全厂停电的缺点 提高供电可靠性及灵活性 52 有汇流母线 单母线接线 53 单母线带旁路母线接线 检修出线断路器 不致中断该回路供电 54 有汇流母线 单母线接线 例 对不停电检修馈线2断路器的运行操作1 对旁路母线充电 合旁路断路器QF2两边的隔离开关 再合QF2 若QF2不跳开 充电成功 2 合馈线2的旁路隔离开关QS3 等电位操作 3 断QF1 断QS2 QS1 4 退出QF1检修 55 有汇流母线 单母线接线 图2 4单母分段线带兼旁接线 56 有汇流母线 双母线接线 57 双母线接线 具有两组母线的接线每回线路都经一台断路器和两组隔离开关分别与两组母线连接母线之间通过母线联络断路器QF 简称母联 连接 有汇流母线 双母线接线 58 优点 可靠性和灵活性大大提高 1 可以轮流检修母线 2 一组母线故障后 可将接在其上的回路倒闸到另一组母线上 3 检修任一回路的母线隔离开关时 只需断开该回路和与此隔离开关相连的母线 4 可用母联断路器代替任一回路的需要检修的断路器 而只需短时停电5 在个别回路需要单独进行试验时可以将该回路分出来6 亦可用一组备用母线作为熔冰母线 7 便于扩建 有汇流母线 双母线接线 59 有汇流母线 双母线接线 缺点 1 倒闸操作比较复杂 在运行中隔离开关作为操作电器 容易发生误操作 2 尤其当母线出现故障时 须短时切换较多电源和负荷 当检修出线断路器时 仍然会使该回路停电 3 配电装置复杂 投资较多经济性差改进措施 采用母线分段 增设旁路母线系统 60 有汇流母线 双母线接线 61 有汇流母线 一台半断路器接线 62 有汇流母线 一台半断路器接线 每两个回路用三台断路器接在两组母线上 即每一回路经一台断路器接至一组母线 两条回路间设一台联络断路器 形成一串 故称为一台半断路器接线 又称二分之三接线优点 供电可靠性和运行调度灵活性高缺点 设备多 投资较大 二次控制接线和继电保护配置都比较复杂应用在大型发电厂和变电所超高压配电装置 63 无汇流母线接线 64 无汇流母线 单元接线 65 无汇流母线 单元接线 66 无汇流母线 桥形接线 图2 12桥形接线 67 内桥接线 适用于输电线较长 变压器不经常切除外桥接线 适用于出线短 变压器经常切换 无汇流母线 桥形接线 68 第二节发电厂电气主接线 69 一 热电厂接线示例 70 二 大型凝汽式火电厂接线示例 71 三 水电厂接线示例 72 第三节变电所电气主接线 73 一 地区变电所接线示例 74 二 枢纽变电所接线示例 75 第四节高压配电网接线方式 76 一 架空线路的结构 77 1 导线 是架空线路的主体 它既担负传输电能的作用 还要承担自身重量和各种外力的作用 2 杆塔 支撑架空线等 根据杆塔受力的特点可分为直线杆塔 耐张杆塔 转角杆塔 终端杆塔和特种杆塔 3 绝缘子 支承或悬挂导线 具有良好的绝缘性能和足够的机械强度 4 金具 连接导线和绝缘子的金属部件 一 架空线路的结构 78 优点 设备简单 建设费用低 露置在空气中 易于检修与维护 利用空气绝缘 建造较为容易 缺点 容易遭受雷击和风雨冰雪等自然灾害的侵袭 需要大片土地作为出线走廊 对交通 建筑 市容和人身安全有影响 79 二 电缆线路的结构 80 优点 占地少 整齐美观 受气候条件和周围环境的影响小 传输性能稳定 故障少 供电可靠性高 维护工作量少 缺点 电缆线路的投资大 线路不易变动 寻测故障点难 检修费用大 电缆终端的制作工艺要求复杂 二 电缆线路的结构 81 三 配电网的接线方式 放射式接线 82 三 配电网的接线方式 树干式接线 83 第五节低压配电网接线方式 84 一 低压放射式接线 85 一 低压树干接线 86 一 低压混合式接线 87 一 低压链式接线 88 一 低压链式接线 89 第六节工厂供电系统的主接线 90 工厂供电系统结构图 91 第八节配电装置 92 1 配电装置的基本要求 分类 按安装地点分为 屋内式屋外式按安装形式分为 成套式装配式 93 安全净距 指从保证电气设备和工作人员的安全出发 考虑气象条件及其他因素的影响所规定的各电气设备之间 电气设备各带电部分之间 带电部分与接地部分之间应该保持的最小空气间隙 安全净距 94 最基本的是空气中不同带电部分之间或带电部分对地部分之间的空间最小安全净距 称为A值A值无论在正常最高工作电压 或内 外部过电压下 都不致使空气间隙击穿 安全净距 95 屋内配电装置安全净距 96 屋外配电装置安全净距 97 屋内配电装置的布置应注意 1 同一回路的电器和导体应布置在一个间隔内 2 尽量将电源进线布置在每段的中部 3 较重设备布置在下层 4 充分利用间隔空间 5 布置对称 便于操作 6 易于扩建 7 要有必要的操作通道 维护通道防爆通道 8 配电装置的门要向外开 且应装弹簧锁 相邻配电装置之间如有门 应能两方向开启 9 配电装置可以开窗采光和通风 但要有防止雨雪和小动物进