供用电设备教学资料第4章开关电器-3

1、16.11.2020,1,第4章 开关电器,4. 1 开关电器的基本工作原理 4. 2 高压断路器及其操动机构 4. 3 高压隔离开关 4. 4 高压负荷开关 4. 5 自动重合器和自动分段器,16.11.2020,2,第4章 开关电器,4. 6 熔断器 4. 7 低压断路器 4. 8 刀开关及其组合电器 4. 9 低压控制电器 4. 10 漏电保护器,16.11.2020,3,自动重合器和自动分断器是实现配电网自动化的理想设备，恰当利用它们的相互配合关系，不需要建设通信通道，就能隔离故障区域和恢复健全区域供电，实现馈线自动化。,第五节 自动重合器和自动分段器,16.11.2020,4,自动重

2、合器是一种能够检测故障电流、在给定时间内断开故障电流并能进行给定次数重合的一种有“自具”能力的控制开关。,第五节 自动重合器和自动分段器,一、自动重合器的特性及应用,（一）自动重合器,重合器是一种智能化设备,所谓自具，即本身具有故障电流检测和操作顺序控制与执行的能力，无需附加继电保护装置和另外的操作电源，也不需要与外界通信。,16.11.2020,5,如果故障是瞬时性的，重合器重合后线路恢复正常供电；,第五节 自动重合器和自动分段器,一、自动重合器的特性及应用,如果故障是永久性的，重合器按预先整定的重合闸次数(通常为三次)进行重合，确认线路故障为永久性故障，则自动闭锁，不再对故障线路送电，直至

3、人为排除故障后，重新将重合器合闸闭锁解除，恢复正常状态(当与分段器配合时，由分段器隔离故障)。,16.11.2020,6,重合器在开断性能上与普通断路器相似，但比普通断路器有多次重合闸的功能。在保护控制特性方面，则比断路器的“智能”高得多，能自身完成故障检测、判断电流性质、执行开合功能；并能记忆动作次数、恢复初始状态、完成合闸闭锁等。,第五节 自动重合器和自动分段器,重合器适合于户外柱上安装，既可以在变电所内安装，也可以在配电线路上安装。一般断路器由于操作电源和控制装置的限制，一般只能在变电站使用。,重合器与断路器：,16.11.2020,7,自动重合器用于中压配电网的以下场合：,变电所内，配

4、电线路的出口；主变压器的出口；,第五节 自动重合器和自动分段器,配电线路的中部，将长线路分段，避免由于线路末端故障全线停电； 配电线路的重要分支线入口，避免因分支线故障造成主线路停电。,16.11.2020,8,实践证明，在配电网中应用重合器具有下述优点：,第五节 自动重合器和自动分段器,（1）节省变电所的综合投资。 重合器装设在变电所的构架和线路杆塔上，无需附加控制和操纵装置，故操作电源、继电保护屏、配电间皆可省去，因此，基建面积可大大缩小，土建费用可大幅度降低。,（2）提高重合闸的成功率。 统计表明，在配电网中有80%95%的故障属于暂时性故障。而重合器采用的多次重合方案，将会提高重合闸的

5、成功率，减少非故障停电次数。,16.11.2020,9,（3）缩小停电范围。 重合器多与分断器、熔断器配合使用，可以有效地隔离发生故障的线路，缩小停电范围。,第五节 自动重合器和自动分段器,（4）提高操作自动化程度。 重合器可按预先整定的程序自动操作，而且配有远动附件，可接收遥控信号，适于变电所集中控制和遥远控制，这将大大提高变电所自动化程度。,（5）维修工作量小。 重合器多采用SF6和真空作为介质，在其使用期间一般不需保养和检修。 因此，重合器近年来在我国配电网中得到了广泛的应用。,16.11.2020,10,1、分类 （1）按相别分类：有作用于单相电路或三相电路的重合器。 （2）按灭弧介质

6、分类：有SF6和真空介质的重合器。其区别在于灭弧能力的强弱。 （3）按控制方式分类：有液压控制式、电子控制式和液压电子混合控制式三种。（液压控制式的优点是不受电磁的干扰，但受温度的影响较大，特性较难调整。电子控制式的优点是控制灵活、特性较容易调整，具有较高的灵敏度，但必须具备多套硬件设备。） （4）按安装方式分类：柱上式、地面式和底下式。,第五节 自动重合器和自动分段器,二、自动重合器的分类和常用型号,16.11.2020,11,2、常用型号：,第五节 自动重合器和自动分段器,二、自动重合器的分类和常用型号,例：CHZ-12型重合器,表示额定电压12kV、采用真空灭弧室的高压自动重合器。,16

7、.11.2020,12,第五节 自动重合器和自动分段器,三、自动重合器的结构 （ CHZ12型油绝缘真空重合器）,开关本体（检测、灭弧）：,开断故障电流,控制部分：,操动机构：,使重合器合闸、分闸,16.11.2020,13,第五节 自动重合器和自动分段器,l分闸缓冲装置；2三相主轴； 3、7拐臂；4支撑件； 5分闸弹簧；6绝缘操作杆； 8绝缘板；9动端支座； 10绝缘杆；11真空灭弧室； 12静端支座；13导电夹； 14夹板；15绝缘纸板； 16变压器油；17电流互感器,它由真空开关本体、电子控制系统和快速储能弹簧操动机构等三部分组成。,图4-32 CHZ-12型重合器本体结构图,开关本体为

8、三相共箱式结构，箱体由导电回路、绝缘系统、传动系统和密封体等组成。,16.11.2020,14,第五节 自动重合器和自动分段器,1吊环；2瓷套； 3分合指示；4箱盖； 5封密件；6起吊耳环； 7箱体；8放油阀； 9导电杆；10油标； 11注油孔； 12分合指示牌； 13储能指示； 14操动机构； 15铭牌,图4-33 真空重合器外形（尺寸单位：mm）,导电回路是由进出线导电杆、动静端支座9和12、导电夹13与真空灭弧室11连接而成。外绝缘是通过套在进出线导电杆上的高压瓷套实现的。内绝缘为复合材料，主要是通过箱体内变压器油及绝缘隔板等来实现的，同时也解决了凝露的问题。,16.11.2020,15

9、,第五节 自动重合器和自动分段器,16.11.2020,16,重合器主回路三相进线侧分别装设电流互感器，用来获取主回路电流信号提供给电子控制器进行检测和判别。电子控制器以单片机为核心，自带控制与保护，自备操作电源，采用长期充电方式，可以实现“三遥”控制功能，便于稳定安全可靠运行。,第五节 自动重合器和自动分段器,智能测控系统电子控制器在一个小箱内安装后用电缆连接，固定在开关本体的下端。电子控制器采用微处理器结构，全户外运行设计，抗电磁干扰能力强，防雷电冲击、耐腐蚀、防尘、防水、适应低温环境与交变湿热条件。,16.11.2020,17,当重合器的负荷侧线路发生故障时，故障电流通过装在开关本体内主

10、回路上的电流互感器而送入电子控制器，控制器对此电流信号进行处理和判别，如果判定此电流大于预先整定的最小动作电流时，控制电路启动，按预先整定的动作程序，自动的向操动机构发出指令进行分合闸操作。,第五节 自动重合器和自动分段器,在程序进行的过程中，每次完成重合闸动作后，控制器都要检测故障信号是否仍然存在，如故障已消除，控制器将不再发出分闸命令，直到预先整定的复位时间到来时自动复位，处于预警状态，而开关本体保持在合闸状态，线路恢复供电；如故障仍然存在，那么控制器将继续按程序动作，直至完成整定的动作次数后闭锁，开关本体最终保持在分闸状态。,16.11.2020,18,当手动合闸于故障回路时，控制器只发

11、出一次分闸命令而闭锁，这是对开关本体的特别保护措施，可以避免重合器进行不必要的开断与闭合，同时提醒操作人员，线路故障尚未排除。,第五节 自动重合器和自动分段器,16.11.2020,19,图4-34 重合器安装于杆塔上的示意图,图434 安装于杆塔的重合器,16.11.2020,20,重合器有许多技术参数但其中以额定电压、额定电流、短路开断电流、最小脱扣电流、时间-电流（t-i）特性最为重要。,第五节 自动重合器和自动分段器,四、重合器的主要的技术参数及意义,最小脱扣电流是重合器能检测到且及时切断的最小电流，重合器既不要误动作又要有相应的灵敏度。,时间-电流特性是一组反映电流与动作时间的曲线。

12、该曲线具有瞬时动作特性和延时动作特性，使用重合器时可根据手册上提供的（ti）曲线进行选择整定。,16.11.2020,21,一、自动分段器的特性及应用,分段器是配电系统中用来隔离故障线路区段的自动保护装置，通常与自动重合器或断路器或熔断器配合使用。,第五节 自动重合器和自动分段器,（二）自动分段器,16.11.2020,22,第五节 自动重合器和自动分段器,自动分段器是配电网中用来隔离线路区段的自动开关设备，它与电源侧前一级开关（重合器或断路器或熔断器）相配合，在无电压或无电流的情况下自动分闸。,分段器不能开断故障电流,当发生永久性故障时，分段器在预定次数的分合操作后闭锁于分闸状态，从而达到隔

13、离故障线路区段的目的；若分段器未完成预定次数的分合操作，故障就被其他设备切除了，分段器将保持在闭合状态，并经一段延时后恢复到预先整定状态，为下一次故障作好准备。,16.11.2020,23,自动分段器一般装设在重要的10KV配电分支线路上，与重合器配合使用，可以将永久性故障的分支线及时地从配电网中分离出去，以保证正常线路继续运行，方便了巡线工查找故障点和迅速排除故障。,第五节 自动重合器和自动分段器,16.11.2020,24,二、自动分段器的分类和常用型号,（1）按相别分类：有单相、三相。 （2）按灭弧介质分类：有油、SF6和真空介质的。 （3）按控制方式分类：有液压控制式、电子控制式。 （

14、4）按动作原理分类：有跌落式分段器、重合分段器、组合式分段器。 （5）按判断故障方式分类：有电压-时间式分段器（又称自动配电开关）、过电流脉冲计数式分段器。,第五节 自动重合器和自动分段器,1、分类,16.11.2020,25,二、自动分段器的分类和常用型号,第五节 自动重合器和自动分段器,2、常用型号,例：FDLW110，,额定电压10kV、SF6作绝缘介质、设计序号1的户外型的分段器。,16.11.2020,26,三、一种分段器的结构示例,第五节 自动重合器和自动分段器,分段器和重合器：,最主要的区别：分段器没有短路开断能力，它只根据“记忆”的过电流脉动次数而动作。,相同点：一种有自具功能

15、的开关设备,16.11.2020,27,三、一种分段器的结构示例,第五节 自动重合器和自动分段器,这里介绍一种电压时间型真空分段器，它识别故障和恢复供电的方式为电压型，是一种柱上自动配电开关。,用真空灭弧而用SF6绝缘，电寿命10000次。这种自动配电开关由真空开关、开关电源变压器和故障检测装置三部分组成。,16.11.2020,28,第五节 自动重合器和自动分段器,真空开关主要对线路进行分合操作，具有手动及电动操作功能。,开关电源变压器主要为开关提供操作电源，并为故障检测装置及柱上遥控终端单元提供检测信号。,故障检测装置是它的大脑，能根据线路的情况对开关进行智能化操作，故障的定位、隔离和电源

16、自动转供均由其实时自动完成。内部采用专用微处理器，利用存储器中预置的各种故障判据及调度命令，结合硬件电路实现开关的智能控制。,16.11.2020,29,第五节 自动重合器和自动分段器,l隔离断口； 2圆锥形模铸绝缘套管； 3电流互感器； 4绝缘轴（隔离断口驱动）； 5悬挂； 6真空灭弧室； 7绝缘轴（真空灭弧室驱动）； 8密封箱体,图4-35 分段器真空开关内部结构,16.11.2020,30,四、分段器的主要技术参数（自动配电开关）,第五节 自动重合器和自动分段器,其主要技术参数有额定电压、额定电流、最大负荷开断电流、最小动作电流、启动电流、延时合闸时限X时限、延时分闸时限Y时限、闭锁合闸

17、时限Z时限等。,（l）X时限延时合闸时限。为分段器从接到电信号后至合闸的时间，该时限可以整定，一般整定在7s 以上。 （2）Y时限延时分闸时限。为分段器从接到失电的信号至分闸的时间，该时间也可以整定，一般整定在3s。 （3）Z时限闭锁合闸时限。,16.11.2020,31,分段器合闸后，闭锁合闸回路启动并延时一段时间（Z时限），如果在这段时间，线路无故障电流（或故障电流已消失），则解除闭锁合闸回路，电路恢复正常；否则在Z时限内若仍有故障电流信号，则引起电源侧重合器（或断路器）分闸，这时由于分段器失去电源，闭锁合闸回路处在闭锁状态，当重合器再次合闸，由于该分段器合闸回路闭锁，该段线路合不上闸，隔

18、离永久性故障段。 设重合器或断路器的保护动作时间为t，为使分段器可靠工作，对于X，Y，Z时限的整定必须满足如下关系： tYZX。,第五节 自动重合器和自动分段器,16.11.2020,32,现举例说明应用于放射式配电网的分段器动作过程，如图4-36。,第五节 自动重合器和自动分段器,（三）自动重合器与自动分段器的配合原理,图436 重合器、分段器应用在放射式配电网,该例中共有五个区段供电，设备有重合器 QR，分段器 Q01Q04；Q01Q03的X时限都整定为 7s，Q04整定为21s。当重合器QR合闸，Q01Q04的合闸顺序按合闸顺延时差，依次合闸送电，设故障发生在5段，并设为永久性故障。,16.11.