(讲课内容)一次系统各设备及厂用系统成套开关柜五防闭锁

1、一次系统各设备及厂用成套开关柜五防闭锁直接参与生产、转换和输配电能的设备，称为一次设备。主要有以下几种：1. 生产和转换电能的设备生产和转换电能的设备有同步发电机、变压器和电动机，它们都是按电磁感应原理工作的。（1） 同步发电机：作用是将机械能转换成电能。发电机型号：发电机的型号表示该台发电机的类型和特点。我国发电机型号的现行标注法采用汉语拼音法，下面是几个常用符号的意义：T位于第一字同步；Q位于第一或第二字汽轮机；Q位于第三字氢冷；F发电机；N氢内冷；S或SS水冷。例如：TQN表示氢内冷同步汽轮发电机；QFS表示双水内冷汽轮发电机；QFQS表示定子绕组水内冷，转子绕组氢内冷，铁芯氢冷的汽轮发

2、电机。汽轮发电机主要组成局部：汽轮发电机主要由定子和转子两局部组成，其中定子主要由机座、定子铁芯、定子绕组和端盖等局部组成，转子主要由转子锻件、励磁绕组、护环、中心环和风扇等局部组成。大型发电机定子绕组都采用三相双层短距分布绕组：在这一点上，大型发电机与一般交流发电机是一样的，采用三相双层分布短距绕组，目的是为了改善电流波形，即消除绕组的高次谐波电动势，以获得近似的正弦波电动势。发电机的定子绕组常接成双星形：发电机定子绕组接成星形主要是为了消除高次谐波和防止接成三角形时可能出现的内部环流，而接成双星形是为了防止每相导体内电流太大。转子护环的作用:转子护环对转子端部绕组起着固定、保护，防止变形位

3、移和偏心的作用。运行中的发电机损耗:运行中的发电机损耗包括轴承和滑环等的摩擦损耗，空冷或氢冷风扇的风损，铁芯中的涡流损耗和磁滞损耗，定子和转子绕组中的铜损耗等。因为同步发电机运行时的效率只有98.5%左右，也就是说，有在绝对数值上可观的能量变成热量损耗在机内，使发电机温度升高，因此必须装设冷却系统。励磁系统的任务：在正常运行条件下，供应发电机励磁电流，并根据发电机所带负荷的情况，相应的调整励磁电流，以维持发电机端电压在给定水平上。使并列运行的各台同步发电机所带的无功功率得到稳定而合理的分配。增加并入电网运行的发电机的阻尼转矩，以提高电力系统动态稳定性及输电线路的有功功率传输能力。在电力系统发生

4、短路故障造成发电机端电压严重下降时，强行励磁将励磁电压迅速增升到足够的顶值，以提高电力系统的暂态稳定性。在发电机突然解列、甩负荷时，强行减磁将励磁电流迅速减到平安数值，以防止发电机电压过分升高。在发电机内部发生短路故障时，快速灭磁，将励磁电流迅速减到零值，以减小故障损坏程度。在不同运行工况下，根据要求对发电机实行过励限制和欠励限制等，以确保发电机组的平安稳定运行。发电机励磁系统组成局部：励磁系统一般由如下两个根本局部组成：励磁功率单元。包括整流装置及其交流电源，它的作用是向发电机的励磁绕组提供直流励磁电源。励磁调节器。它的作用是感受发电机电压及运行工况的变化，自动的调节励磁功率单元输出的励磁电

5、流的大小，以满足系统运行的要求。（2） 变压器：作用是将电压升高或降低，以满足输配电需要。变压器型号：变压器的型号、规格一般由文字符号和数字按以下方式表示。 /其代表意义为：相数：D单相；S三相；O自耦变压器在型号首位表示降压，在末位表示升压。冷却方式：F风冷式；W水冷式；P强迫油循环；D强迫油导向循环等。 ：L铝绕组铜绕组不表示；Z有载调压无励磁调压不表示；S三绕组双绕组不表示。设计序号额定容量KVA高压绕组额定电压KV另外，在型号后可加注防护类型代号，如TH为湿热带，TA为干热带等。变压器组成局部：变压器由器身、油箱、冷却装置、保护装置、出线装置和变压器油等局部组成。其中，器身包括铁芯、绕

6、组、绝缘、引线及分接开关；油箱包括油箱本体及附件；冷却装置包括轴流风机、散热器和冷却器等；保护装置包括储油柜、油表、防爆管、吸湿器、测温元件、净油器、继电器等；出线装置包括高、中、低压套管等电力变压器一般都从高压侧抽分接头：电力变压器从高压侧抽分接头是基于以下原因：高压线圈装在低压线圈的外面，抽头引出和接线方便。高压侧电流比低压侧电流小，引线和分接开关的载流截面小。变压器有载调压和无载调压：有载调压是指变压器在带负荷运行中，在正常的负载电流下，进行手动或电动变换一次分接头，以改变一次绕组的匝数，进行分级调压，其调压范围可达额定电压的±15%。无载调压是指变压器的一、二次侧均与网络断开

7、的情况下，通过变换其一次侧分接头来改变绕组匝数进行分级调压。主变压器一般采用YN d11接线组别：这是因为主变压器一般接在中性点直接接地的110KV及以上电压系统上，采用YN d11接线组别能降低高压绕组绝缘的造价，减少高压侧绕组匝数，减小低压侧相电流和绕组截面，而且使励磁电流中的三次谐波有通路，从而保证二次电压为正弦波。变压器的铜损和铁损：铜损是指变压器一、二次电流流过绕组电阻所消耗的能量之和。由于绕组多用铜导线制成，故简称铜损。铜损与电流的平方成正比，铭牌上所标的千瓦数，是指在75时绕组通过额定电流时的铜损。铁损是指变压器在额定电压下二次侧开路，在铁芯中消耗的功率，其中包括磁滞损耗和涡流损

8、耗。变压器常用的冷却方式：油浸变压器的冷却方式可分为：油浸自冷式，油浸风冷式，强迫油循环风冷式，强迫油循环水冷式等。（3） 电动机：作用是将电能转换成机械能，用于拖动各种机械。发电厂、变电所使用的电动机，绝大多数是异步电动机，或称感应电动机。2. 开关电器开关电器的作用是接通或断开电路。高压开关电器主要有以下几种：（1） 断路器俗称开关。断路器可用来接通或断开电路的正常工作电流、过负荷电流或短路电流，有灭弧装置，是电力系统中最重要的控制和保护电器。高压断路器主要类型：高压断路器按使用的灭弧介质和灭弧原理可分为油断路器、空气断路器、六氟化硫断路器、真空断路器、磁吹断路器和自产气断路器。断路器的操

9、动机构类型：断路器的操动机构的类型有：手动操动机构CS；电磁操动机构CD；弹簧操动机构CT；电动机操动机构CJ；气动操动机构CQ；液压操动机构CY等。（2） 隔离开关俗称刀闸。隔离开关用来在检修设备时隔离电压，进行电路的切换操作及接通或断开小电流电路。它没有灭弧装置，一般只有电路断开的情况下才能操作。在各种电气设备中，隔离开关的使用量是最多的。以下情况可以用隔离开关进行操作：拉合无接地的电压互感器和消弧线圈。拉合无放电的避雷器。拉合空母线和直接连接在母线上的设备电容电流。拉合变压器中性点的接地线。拉合励磁电流不超过2A的空载变压器和电容电流不超过5A的无负荷线路。拉合电压在10KV及以下，且电

10、流在1.5A以下负荷。拉合电压10KV及以下，电流在70A以下的环路均衡电流。（3） 熔断器俗称保险。熔断器用来断开电路的过负荷或短路电流，保护电气设备免受过载和短路电流的危害。熔断器不能用来接通或断开正常工作电流，必须与其他电器配合使用。熔断器与隔离开关组合成为负荷开关熔断器的保护特性：通过熔体的电流到达一定值时，熔体便熔断。熔断器的断路时间决定于熔体的熔化时间和灭弧时间。通过熔体的电流越大，熔体熔化得越快，断路时间越短。3. 限流电器限流电器包括串联在电路中的普通电抗器和分裂电抗器，其作用是限制短路电流，使发电厂和变电所选择轻型电器，故障情况下提高母线残压。4.载流导体。（1） 母线。母线

11、用来聚集和分配电能或将发电机、变压器与配电装置连接，有敞露母线和封闭母线之分。硬母线：矩形母线：其短边与长边之比通常为1/121/5；槽形母线；管形母线。外形综合考虑，集肤效应。集肤效应是指：导体通过交流电流时，导体外表处的电流密度比拟大，内部和中心的电流密度比拟小的现象，实质是减小了导体的有效截面积。软母线：绞线圆形软母线。敞露母线缺点： 容易受到外界的影响，如母线支持绝缘子外表容易积灰，尤其是屋外母线受气候变化影响及污秽更严重，很易造成绝缘子闪络，而且不能防止由外物造成的母线相间短路和人身触及带电母线，从而降低运行的可靠性；对大电流敞露母线，当发电机出口回路发生相间短路时，短路电流很大，使

12、母线及其支持绝缘子受到很大的电动力作用，一般母线和绝缘子的机械强度难以满足要求，发电机本身也会受到损伤。同时，由于母线电流增大，使母线附近钢构的损耗和发热大大增加。封闭母线：全连式分相封闭母线；共箱式封闭母线。分相封闭母线具有以下优点： 因母线封闭于外壳中，不受自然环境和外物影响，能防止相间短路，同时由于外壳多点接地，保证了人身接触外壳的平安； 由于外壳的环流和涡流的屏蔽作用，使壳内磁场大为减弱，从而使短路时母线间的电动力大大减小，可增大支持绝缘子的跨距； 壳外磁场也大大减弱，从而减少了母线附近钢构的发热； 外壳可兼做强迫冷却管道，提高母线载流量； 安装、维护工作量小。分相封闭母线具有以下缺点

13、：母线散热条件较差；外壳产生损耗；有色金属消耗量增加。母线涂色漆：母线涂色漆一方面可以增加热辐射能力，便于导线散热；另一方面也是为了便于区分三相交流母线的相别或直流母线的极性等。我国电气标准规定三相交流电母线，A相涂黄色、B相涂绿色、C相涂红色，中性线不接地时涂紫色，中性线接地时涂黑色。直流母线中，正极线涂褚色，负极线涂蓝色。（2） 架空线和电缆线。架空线和电缆用来传输电能。4. 补偿设备（1） 调相机。调相机是一种不带机械负荷运行的同步电动机，主要用来向系统输出感性无功功率，以调节电压控制点或地区的电压。（2） 电力电容器。电力电容器补偿有并联和串联补偿两类。并联补偿是将电容器与用电设备并联

14、，它发出无功功率，供应本地区需要，防止长距离输送无功，减少线路电能损耗和电压损耗，提高系统供电能力；串联补偿是将电容器与线路串联，抵消系统的局部感抗，提高系统的电压水平，也相应得减少系统的功率损失。（3） 消弧线圈。消弧线圈用来补偿小接地电流系统的单相接地电容电流，以利于熄灭电弧。（4） 并联电抗器。并联电抗器一般装设在330KV及以上超高压配电装置的某些线路侧。其作用主要是吸收过剩的无功功率，改善沿线电压分布和无功分布，降低有功损耗，提高送电效率。5. 仪用互感器电流互感器作用是将大电流变成小电流5A或1A，供电给测量仪表电压100V或100/V，供电给测量仪表和继电保护装置的电压线圈。它们

15、使测量仪表和保护装置标准化和小型化，使测量仪表和保护装置等二次设备与高压局部隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证设备和人身平安。6. 防御过电压设备（1） 避雷线架空地线。避雷线可将雷电流引入大地，保护输电线路免受雷击。（2） 避雷器。避雷器可防止雷电过电压及内部过电压对电气设备的危害。管型避雷器；阀型避雷器；氧化锌避雷器。（3） 避雷针。避雷针可防止雷电直接击中配电装置的电气设备或建筑物。7. 绝缘子绝缘子用来支持和固定载流导体，并使载流导体与地绝缘，或使装置中不同电位的载流导体间绝缘。绝缘子应具有足够的绝缘强度、机械强度、耐热性和防潮性。 支柱绝缘子；盘形悬式绝缘子；套管绝缘子。8. 接地

16、装置接地装置用来保证电力系统正常工作或保护人身平安。前者称工作接地，后者称保护接地。电气设备接地按其作用分类：电气设备的接地是保证人身平安及电气设备正常工作的重要组成局部。接地一般是指把电气设备与接地装置连接起来，使电气设备与大地形成等电位。按其作用可以分为三类。保护接地。是指正常情况下将电气设备外壳及其不带电金属局部的接地，如电动机外壳的接地就属于保护接地。工作接地。是指电力系统中利用大地作导线或为保证正常运行所进行的接地，如三相四线制的变压器中性点接地就属于工作接地。防雷接地。是指过电压保护装置或设备的金属结构的接地，如避雷针的接地就属于防雷接地。电气五防是指：（1） 防止误拉合断路器。（2） 防止带负荷拉合隔离开关。（3） 防止带电合接地刀闸或挂接地线。（4） 防止带接地刀闸或接地线合闸送电。（5） 防止误入带电间隔。6KV一段、二段及备用段开关柜五防闭锁：16KV开关均为真空断路器，采用