检修工培训之高低压配电系统

1、检修工培训之高低压配电设备主讲人：罗 军 首先需要说明的是，本人能力有限加之离开检修岗位已十几年，且接触的设备都是比较陈旧落后的，承蒙公司领导及企管部厚爱，与各位同事共同探讨高低压配电设备，今天所讲 内容只能是起到抛砖引玉的作用，如有谬误之处，还请各位同事见谅。本讲内容常用低压电器常用低压电器 低压电器分类及产品型号包括开关电器、主令电器、接触器、继电器和熔断器。一、一、 高压输配电系统概述高压输配电系统概述 电力系统是由发电厂、电力线路、变电站、电力用户组成的供电系统。通常要经历生产、输送、变换和分配等四个环节。 在电力系统中，各级电压的电力线路以及相联系的变电站称为电力网，简称电网。通常用

2、电压等级及供电范围大小来划分电网种类，一般电压在10KV以上到几百KV且供电范围大的称为区域电网，如果把几个城市或地区的电网组成一个大电网，则称国家级电网。电压在35KV以下且供电范围较小，单独由一个城市或地区建立的发电厂对附近的用户供电，而不与国家电网联系的称为地方电网。而包含配电线路和配电变电站，电压在10KV以下的电力系统称为配电网。电力系统的输配电方式示意图 我国发电厂的发电机组输出额定电压为3.1520KV。随着大型发电厂的建成投产及输电距离的增加，为了减少线路能耗、压降，以及节约有色金属和降低线路工程造价，必须经发电厂中的升压变电所升压至35500KV，再由高压输电线传送到受电区域

3、变电所，降压至610KV，经高压配电线送到用户配电变电所降压至380V低压，供用电设备使用。二、短路电流的危害四、高压断路器 高压断路器是变电所主要的电力控制设备，具有灭弧特性，当系统正常运行时，它能切断和接通线路及各种电气设备的空载和负荷电流；当系统发生故障时，它和继电保护装置配合，能迅速切断故障电流，以防止扩大事故范围。因此，高压断路器工作的好坏，直接影响到电力系统的安全运行；它的种类很多，按其灭弧方式的不同，可分为：油断路器（多油、少油）、SF6断路器、真空断路器、压缩空气断路器等。1、真空断路器的特点ZN28-12型户内高压断路器 ZN28-12型户内高压真空断路器系三相交流5OHz，

4、额定电压为12kV的户内装置。主要安装于手车式开关柜（GG1A开关柜替换SN10型少油断路器），供工矿企业、发电厂及变电站作电气设备的保护和控制之用，并适用于频繁操作场所。ZN28-12外型结构图ZN28-12技术参数ZN63A-12(VS1)系列户内交流高压真空断路器系列户内交流高压真空断路器2、真空断路器的组成结构真空灭弧室传动部分框架机构部分绝缘部分导电部分真空断路器真空断路器真空灭弧室是真空断路器的一个心脏。外壳：玻璃、高铝陶瓷（耐温1600度，熔点2030度，耐压强度高）或微晶玻璃等无机绝缘材料制成，圆筒状，两端用金属盖板封接组成封闭容器。外壳内部：一对触头，其中，静触头固定在静导电

5、杆的端头，动触头固定在动导电杆的端头。动导电杆在中部与波纹管的一个端口焊在一起，波纹管的另一端口与动端盖的中孔焊接，动导电杆从中孔穿出外壳。由于波纹管在轴向上可以伸缩，因而这种结构既能实现在灭弧室外带动动触头作分合运动，又能保证真空外壳的密封性。真空灭弧室内部通常抽成高真空。在动、静触头和波纹管周围装有屏蔽罩，触头周围的屏蔽罩称为全屏蔽罩，由磁柱支撑；波纹管周围的屏蔽罩称为辅助屏蔽罩或波纹管屏蔽罩。由于大气压力的作用，灭弧室在无机械外力作用时，其动静触头始终保持闭合位置，当外力使动导电杆向外运动时，触头才分离。CT19机构 CT19弹簧操动机构是专为配真空断路器而设计的，它与ZN28-10真空

6、断路器和ZN28A悬挂式真空断路器匹配用于工矿企业、发电厂及变电站作电气设施的保护和控制之用。 机构合闸弹簧的储能方式有电动机储能和手力储能两种，合闸操作有合闸电磁铁和手按钮操作两种，分闸操作有分闸电磁铁和手按钮操作两种，机械寿命可达10000次。CD10电磁操动机构五、隔离开关GN8-10/600户内隔离开关六、负荷开关七、高压熔断器 高压熔断器用途和分类户内式高压熔断器和跌落式熔断器八、高压电容器GG1A开关柜常用低压电器分类及产品型号一、 低压断路器低压断路器 断路器通用型号的意义断路器通用型号的意义例例1：DW 16 2000 表示该产品壳架等级电流为表示该产品壳架等级电流为2000A

7、 表示产品设计代号表示产品设计代号 表示万能式断路器表示万能式断路器 例例2：DZ 20 L一一250 表示该产品壳架等级电流表示该产品壳架等级电流 电子式样漏电断路器电子式样漏电断路器 表示产品设计代号表示产品设计代号 表示塑壳式断路器表示塑壳式断路器 低压断路器的分类低压断路器的分类使用类别：非选择型A；选择型B凡有短路保护或者电子式的断路器都为选择型，反之都为非选择型。用途：配电保护；电动机保护；保护照明线路；漏电保护 。配电保护一般采用框架式断路器（少部分用户因为电流等级小，也采用塑壳断路器）；电动机保护大部分采用塑壳断路器；保护照明线路的大部分采用小电流等级的塑壳断路器或者小型断路器

8、；漏电保护就只能使用漏电断路器； 以上几种保护的选型不是绝对的，它们都是根据客户需求来选择断路器开关，满足客户需求才等于选型正确。极数：单极；二极；三极；四极每极区别与不同在于母线的数量不一样，单极为一根母线。二极两根，三极三根，四极四根。结构形式：万能式；塑料外壳式。安装方式：固定式；抽屉式。固定式和抽屉式的都可以按照字面意思来理解。区别在于，抽屉式的便于维修，固定式的维修比较麻烦。 DW15-2500万能式断路器和单极刀开关低压联络开关断路器常见故障和解决办法断路器常见故障和解决办法1故障现象 原 因 处 理 办 法 手动操作断路器不能闭合 失压脱扣器无电压或线圈损坏储能弹簧变形，导致闭合

9、力减小反作用弹簧力过大机构不能复位再扣 检查线路，施加电压或更换线圈更换储能弹簧重新调整弹簧力调整再扣而至规定值 电动操作断路器不能闭合 操作电源电压不符电源容量不够电磁拉杆行程不够电动机操作定位开关变位控制器中整流管或电容器损坏 调换电源增大操作电源容量重新调整或更换拉杆重新调整更换损坏元件 有一相触头不能闭合 一般型断路器的一相连杆断裂限流断路器的斥开机构的可折连杆之间的角度变大 更换连杆调整至原技术条件规定值 断路器常见故障和解决办法断路器常见故障和解决办法2故障现象 原 因 处 理 办 法 分励脱扣器不能使断路器分断 线圈短路电源电压太低再扣接触面积太大螺丝松动 更换线圈调换电源电压重

10、新调整拧紧 欠电压脱扣器不能使断路器分断 反力弹簧变小如保储能释放，则储能弹簧变小或断裂机构卡死 调整弹簧调整或更换储能弹簧消除卡死原因，如生锈 起动电动机时断路器立即分断 过电流脱扣器瞬动整定值太小或选用不对 调整瞬动整定值如有空气式脱扣器，则可能阀门失灵或橡皮膜破裂，查明后更换 断路器常见故障和解决办法断路器常见故障和解决办法3故障现象 原 因 处 理 办 法 断路器闭合后经一定时间自行分断 过电流脱扣器长延时整定值不对热元件或半导体延时电路元件变化 重新调整更换欠电压脱扣器噪音 反力弹簧太大铁心工作面有油污短路环断裂 重新调整消除油污更换衔铁或铁心 断路器温升过高 触头压力过分低触头表面

11、过分磨损或接触不良两个导电零件连接螺丝松动触头表面污染 调整触头压力或更换弹簧更换触头或清理接触面，不能更换者，更换整台断路器拧紧螺丝清除油污或氧化层 断路器常见故障和解决办法断路器常见故障和解决办法4故障现象 原 因 处 理 办 法 辅助开关不通 辅助开关的动触桥卡死或脱落辅助开关传动杆断裂或滚轮脱落触头不接触或氧化 拨正或重新装好触桥更换传动杆或辅助开关调整触头，清理氧化膜 带半导体脱扣器的断路器误动作 半导体脱扣器元件损坏外界电磁干扰 更换损坏元件消除外界干扰，例如临近的大型磁铁的操作、接触器的分断、电焊等，予以隔离或更换电路 漏电断路器经常自行分断漏电动作电流变化线路有漏电 送制造厂重

12、新校验寻找原因，如系导线绝缘损坏，更换之 二、主令电器 1. 控制按钮 控制按钮简称按钮， 是最常用的主令电器。 按钮为手动控制， 可作远距离电气控制使用。 按钮的结构示意如图 1.18 所示， 其图形及文字符号如图 1.19 所示。 1按钮帽；2复位弹簧；3动触头；4常闭静触头；5常开静触头12345v图 1.18 按钮结构示意 (a)SBSB(b)SB(c)图 1.19 按钮的图形和文字符号(a) 常开触点； (b) 常闭触点； (c) 复式触点v按钮可根据实际工作需要组成多种结构形式， 如LA18 系列按钮采用积木式结构， 触头数量按需要拼装， 最多可至六对常开触点和六对常闭触点。 工作

13、中为便于识别不同作用的按钮， 避免误操作， 国标GB 5226-85 对其颜色规定如下： (1) 停止和急停按钮： 红色。 按红色按钮时， 必须使设备断电、 停车。 (2) 启动按钮： 绿色。 (3) 点动按钮： 黑色。 (4) 启动与停止交替按钮： 必须是黑色、 白色或灰色， 不得使用红色和绿色。 (5) 复位按钮： 必须是蓝色； 当其兼有停止作用时， 必须是红色。 2. 行程开关 行程开关又称限位开关， 用于机械设备运动部件的位置检测， 是利用生产机械某些运动部件的碰撞来发出控制指令， 以控制其运动方向或行程的主令电器。 行程开关从结构上可分为操作机构、 触头系统和外壳三部分。 图 1.2

14、0 为行程开关的外形及结构图， 图中的单轮和径向传动杆式行程开关可自动复位， 而双轮行程开关则不能自动复位。 行程开关结构如图（b）所示， 当移动物体碰撞推杆或滚轮时， 通过内部传动机构使微动开关触头动作， 即常开、 常闭触点状态发生改变， 从而实现对电路的控制作用。 图 1.20 行程开关及结构示意 (a) 外形； (b) 结构(b)SQ(a)SQ图 1.21 行程开关的图形和文字符号 (a) 常开触点； (b) 常闭触点3. 万能转换开关 万能转换开关主要用于低压断路操作机构的分合闸控制, 各种控制线路的转换, 电气测量仪器的转换， 也可用于小容量异步电动机的启动、 调速和换向控制， 还可

15、用于配电装置线路的转换及遥控等。 图 1.22 万能转换开关单层结构示意左12右0345678图 1.23 万能转换开关的图形符号4. 主令控制器 主令控制器是用来按顺序频繁切换多个控制电路的主令电器， 主要用于轧钢及其他生产机械的电力拖动控制系统， 也可在起重机电力拖动系统中对电动机的启动、 制动和调速等进行远距离控制。 主令控制器的结构示意如图 1.24 所示， 主要由转轴、 凸轮块、 动静触头、 定位机构及手柄等组成。 其触点为双断点的桥式结构， 通常为银质材料， 操作轻便， 允许每小时接电次数较多。 615784321、7凸轮块；2接线柱；3静触头；4动触头；5支杆；6转轴；8小轮v图

16、 1.24 主令控制器结构示意图 三、接触器三、接触器1. 接触器的作用 接触器是一种可对交、 直流主电路及大容量控制电路作频繁通、 断控制的自动电磁式开关， 它通过电磁力作用下的吸合和反力弹簧作用下的释放使触头闭合和分断， 从而控制电路的通断。 2.接触器的结构与原理接触器的结构如图所示。 其中， 电磁机构包括线圈、 铁心和衔铁。 触头系统中的主触头为常开触点， 用于控制主电路的通断; 辅助触头包括常开、 常闭两种， 用于控制电路， 起电气联锁作用。 其他部件还包括反作用弹簧、 缓冲弹簧、 触头压力弹簧、 传动机构和外壳等。1动触桥；2静触点；3衔铁；4缓冲弹簧；5电磁线圈；6铁心；7垫毡；

17、8触头弹簧；9灭弧罩；10触头压力弹簧12345678910CJ20系列交流接触器结构示意3.接触器的类型、 主要技术参数及符号表示 目前, 我国常用的交流接触器主要有CJ20、 CJX1、 CJX2、 CJ12和CJ10等系列。 引进产品中应用较多的有施耐德公司的LC1D/LP1D系列等， 该系列产品采用模块化生产， 产品本体上可以附加辅助触头、 通电/断电延时触头和机械闭锁等模块， 也可以很方便地组合成可逆接触器、 星-三角启动器。 另外， 常用的交流接触器还有德国BBC公司的B系列， SIEMENS公司的3TB系列等。 常用的交流接触器 新产品结构紧凑， 技术性能显著提高， 多采用积木式

18、结构， 通过螺钉和快速卡装在标准导轨上的方式加以安装。 交、 直流接触器的主要技术参数有额定电压、 额定电流、 吸引线圈的额定电压等。 接触器的图形及文字符号如图所示。接触器的图形符号(a) 线圈； (b) 常开触点； (c) 常闭触点4.接触器常见故障与排除(1) 触头过热。 产生此故障的原因是： 触头压力不足。 触头接触不良。 电弧将触头表面烧坏。 以上三种原因会使触头接触电阻增加， 使触头过热。(2) 触头磨损。 接触器磨损分为电气磨损和机械磨损两种。 电气磨损属于正常磨损， 是因电弧高温使触头金属气化蒸发而造成的。 机械磨损是由触头闭合时的撞击和触头表面的相对滑动摩擦造成的。 (3)

19、触头不复位。 产生这种故障的原因是： 触头熔焊(电弧的高温将动、 静触头焊 在一起而不能分断的现象称为熔焊)。 反作用弹簧弹力不够。 机械运动部件被卡住。 铁心端面有油污。 铁心剩磁太大。 (4) 衔铁振动噪声，产生这种故障的原因是： 短路环损坏。 动、 静铁心由于衔铁歪斜或端面有污垢而造成接触不良。 活动部件卡阻而使衔铁不能完全吸合。 (5) 线圈过热或烧毁。 产生这种故障的原因是： 线圈匝间短路。 动、 静铁心端面变形或有污垢， 闭合后有间隙。 操作过于频繁。 外加电压高于线圈额定电压， 电流过大， 产生热效应， 严重时会烧毁线圈。四、继电器四、继电器1. 继电器的结构、 作用 1) 继电

20、器的结构 继电器的结构和工作原理与接触器相似， 也是由电磁机构和触点系统组成的， 但继电器没有主触点， 其触点不能用来接通和分断负载电路， 而均接于控制电路， 且电流一般小于 ， 故不必设灭弧装置。 2) 继电器的作用 继电器主要用于进行电路的逻辑控制， 它根据输入量（如电压或电流）， 利用电磁原理，通过电磁机构使衔铁产生吸合动作， 从而带动触点动作， 实现触点状态的改变， 使电路完成接通或分断控制。2. 常用继电器常用继电器 继电器应用广泛， 种类繁多， 下面仅介绍常用的几种。 1) 热继电器 (1) 热继电器的作用。 在电力拖动控制系统中， 热继电器是对电动机在长时间连续运行过程中过载及断

21、相起保护作用的电器。(2) 热继电器的结构组成。 热继电器由双金属片、 热元件、 动作机构、 触头系统、 整定调整装置和手动复位装置组成， 如图 所示。 (3) 热继电器的工作原理。 如图 所示， 电动机工作运行时， 电动机绕组电流流过与之串接的热元件。 1电流调节凸轮；2a、2b簧片；3手动复位按钮；4弓簧；5主双金属片；6外导板；7内导板；8常闭静触点；9动触点；10杠杆；11复位调节螺钉；12补偿双金属片；13推杆；14连杆；15压簧12a32b45ABC6789101112131415热继电器结构图1221341热元件；2双金属片；3导板；4触头热继电器工作原理示意图(4) 热继电器的

22、型号、 图形及文字符号。 目前我国生产并广泛使用的热继电器主要有JR16、 JR20 系列； 引进产品有施耐德公司的LR2D系列， 其特点是具有过载与缺相保护、 测试按钮、 停止按钮， 还具有脱扣状态显示功能以及在湿热的环境中使用的强适应性。 以JR20 系列为例， 其型号含义如下：FR(a)(b)FR热继电器的图形及文字符号 (a) 热元件； (b) 常闭触点(5) 热继电器的主要参数及选用。 热继电器的整定电流： 指热元件在正常持续工作中不引起热继电器动作的最大电流值。 热继电器额定电流： 指热继电器中可以安装的热元件的最大整定电流值。 热元件的额定电流： 指热元件的最大整定电流值。2)

23、时间继电器 时间继电器是一种按时间原则进行控制的继电器。 它利用电磁原理， 配合机械动作机构能实现在得到信号输入（线圈通电或断电）后的预定时间内的信号的延时输出（触点的闭合或断开）。 时间继电器种类很多， 常用的有电磁式、 空气阻尼式、 电动式和晶体管式等。 下面以JS7-A系列空气阻尼式时间继电器为例进行讲述。 (1) 通电延时型： 线圈通电， 延时一定时间后延时触点才闭合或断开； 线圈断电， 触点瞬时复位。 (2) 断电延时型： 线圈通电， 延时触点瞬时闭合或断开； 线圈断电， 延时一定时间后延时触点才复位。 JS7-A系列时间继电器由电磁机构、 工作触头、 气室三部分组成， 其工作原理如

24、图 所示。1234567891011121314151611451615342678910111213(a)(b)1线圈；2静铁心；3、7弹簧；4衔铁；5推板；6顶杆；8弹簧；9橡皮膜；10螺钉；11进气孔；12活塞；13、16微动开关；14延时触头；15杠杆 JS7-A系列时间继电器工作原理 (a) 通电延时型； (b) 断电延时型图 (a)中的微动开关 16 为时间继电器瞬动触头， 线圈 1 通电或断电时， 该触头在推板 5 的作用下均能瞬时动作。 断电延时型时间继电器的原理与结构均与通电延时型时间继电器相同， 只是电磁机构翻转 180 安装。 现以我国生产的新产品 JS23 系列为例说明

25、时间继电器的型号意义：KTKT(d)(c)KT(e)KTKTKT(f)KT(g)KTKT(h)KT(i)(b)(a) 时间继电器的图形符号(a) 线圈一般符号； (b) 通电延时线圈； (c) 断电延时线圈； (d) 延时闭合常开触点； (e) 延时断开常闭触点； (f) 延时断开常开触点； (g) 延时闭合常闭触点； (h) 瞬时常开触点； (i) 瞬时常闭触点3) 电流、 电压继电器 根据输入线圈电流（或电压）大小而动作的继电器称为电流（或电压）继电器。 (1) 电流继电器。 电流继电器线圈与被测电路串联， 以反应电路电流的变化。 电流继电器可分为以下两种。 过电流继电器： 当电路过流或发

26、生短路时立即切断电路。 欠电流继电器： 当电路电流过低时立即切断电路。 (2) 电压继电器。 电压继电器也可分为以下两种。过电压继电器： 整定范围为 105120UN。 欠电压继电器： 吸合电压调整范围为 3050 UN。下面以JL18系列电流继电器为例， 说明电流、 电压继电器的型号意义： 4) 中间继电器 中间继电器的作用是将一个输入信号变成多个输出信号， 当其他继电器的触头对数或触点容量不够时， 可借助中间继电器来扩充它们， 起到中间转换的作用。 五、熔断器 1. 熔断器的结构与原理 熔断器主要由熔体和熔座两部分组成。 熔体由低熔点的金属材料（铅、 锡、 锌、 银、铜及合金）制成丝状或片状， 俗称保险丝。 工作中， 熔体串接于被保护电路， 既是感测元件， 又是执行元件； 当电路发生短路或严重过