电力工程基础第5章

1、电力工程基础电力工程基础第第5章章 变电所的一次系统变电所的一次系统22022-1-23第第5章章 变电所的一次系统变电所的一次系统n5.1 电气设备概述n5.2 高低压开关电器n5.3 高低压保护电器和限流电器 n5.4 电力变压器 n5.5 互感器n5.6 高低压成套配电装置n5.7 电气主接线n5.8 电气设备的选择n5.9 变电所的总体布置32022-1-235.1 电气设备概述电气设备概述n 一次系统（一次回路）一次系统（一次回路） ：n 二次系统（二次回路）二次系统（二次回路） ： 担负电能的输送和分担负电能的输送和分配任务的系统。配任务的系统。 对一次系统进行监视、对一次系统进行

2、监视、控制、测量和保护作用的系统。控制、测量和保护作用的系统。一次系统中的所有电气设备，称为一次设备。一次系统中的所有电气设备，称为一次设备。二次系统中的所有电气设备，称为二次设备。二次系统中的所有电气设备，称为二次设备。42022-1-23一次设备按其功能可分为以下几类：一次设备按其功能可分为以下几类：变换设备：变换设备：如电力变压器、电流互感器、电压互如电力变压器、电流互感器、电压互感器等。感器等。开关设备：开关设备：如断路器、隔离开关、负荷开关等。如断路器、隔离开关、负荷开关等。保护设备：保护设备：如熔路器、避雷器、电抗器等。如熔路器、避雷器、电抗器等。无功补偿设备：无功补偿设备：如电力

3、电容器、静止补偿器等。如电力电容器、静止补偿器等。成套配电装置：成套配电装置：如高压开关柜、低压配电屏等。如高压开关柜、低压配电屏等。52022-1-23 一、开关电器的灭弧原理一、开关电器的灭弧原理1电弧的产生：是触头间中性质点被游离的结果。电弧的产生：是触头间中性质点被游离的结果。 高电场发射高电场发射热电发射热电发射碰撞游离碰撞游离热游离热游离产生电弧的游离方式有：产生电弧的游离方式有：5.2 高低压开关电器高低压开关电器动、静触头间的电压高于动、静触头间的电压高于1020V，电流大于，电流大于80100mA时，时，就会在触头间产生电弧。就会在触头间产生电弧。62022-1-23去游离的

4、主要方式有：去游离的主要方式有：复合：复合：指正、负带电质点重新结合为中性质点。指正、负带电质点重新结合为中性质点。扩散：扩散：指电弧中的带电质点向周围介质扩散开去。指电弧中的带电质点向周围介质扩散开去。2电弧的熄灭电弧的熄灭 电弧熄灭的条件：使触头间电弧中的电弧熄灭的条件：使触头间电弧中的去游离率大于游离去游离率大于游离率，率，即使离子消失的速度大于离子产生的速度。即使离子消失的速度大于离子产生的速度。 72022-1-234开关电器中常用的灭弧方法开关电器中常用的灭弧方法速拉灭弧法；速拉灭弧法；冷却灭弧法；冷却灭弧法；吹弧灭弧法（图吹弧灭弧法（图5-2）；）；图图5-2 吹弧方式吹弧方式a

5、）横吹）横吹 b）纵吹）纵吹1电弧电弧 2触头触头82022-1-23长弧切短灭弧法（图长弧切短灭弧法（图5-3）；）；粗弧分细灭弧法；粗弧分细灭弧法；狭缝灭弧法（图狭缝灭弧法（图5-4）；）；采用多断口灭弧采用多断口灭弧 ；采用新型介质（采用新型介质（SF6、真空）灭弧。、真空）灭弧。 图图5-3 长弧切短灭弧原理长弧切短灭弧原理图图5-4 狭缝灭弧原理狭缝灭弧原理92022-1-23 二、高压断路器二、高压断路器1. 高压断路器的用途和基本结构高压断路器的用途和基本结构2. 对高压断路器的基本要求对高压断路器的基本要求绝缘应安全可靠；绝缘应安全可靠；有足够的动稳定性和热稳定性；有足够的动稳

6、定性和热稳定性；有足够的开断能力；有足够的开断能力； 动作速度快，熄弧时间短。动作速度快，熄弧时间短。 u 用途：不仅能通断正常负荷电流，而且能通断一定的短路用途：不仅能通断正常负荷电流，而且能通断一定的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。u结构：开断元件、支撑元件、传动元件、基座及操动机构结构：开断元件、支撑元件、传动元件、基座及操动机构 u结构特点：具有结构特点：具有相当完善的灭弧结构。相当完善的灭弧结构。102022-1-233. 高压断路器的类型高压断路器的类型油断路器油断路器图图5-5 SN1010型高压少油断路器型

7、高压少油断路器 图图5-5 是是SN10-10型少油型少油断路器的外形结构图。断路器的外形结构图。 少油断路器优点：用油量少、少油断路器优点：用油量少、体积小、重量轻、节约油和钢体积小、重量轻、节约油和钢材、占地面积小。用于材、占地面积小。用于635kV配电装置中。配电装置中。多油断路器：油既作为灭弧介质，又作绝缘介质多油断路器：油既作为灭弧介质，又作绝缘介质 少油断路器：油只作为灭弧介质少油断路器：油只作为灭弧介质 112022-1-23六氟化硫（六氟化硫（SF6）断路器：）断路器： 按灭弧室结构分：双压式和单压式按灭弧室结构分：双压式和单压式 按对地绝缘方式分：落地罐式和瓷柱式按对地绝缘方

8、式分：落地罐式和瓷柱式 图图5-6为为LW36-126型型SF6断路器的断路器的外形结构。外形结构。图图5-6 LW36-126型型SF6断路器断路器优点：优点：断流能力强、灭弧速度快、电绝缘性能断流能力强、灭弧速度快、电绝缘性能好、检修周期长、没有燃烧爆炸危险等。好、检修周期长、没有燃烧爆炸危险等。缺点：缺点：要求加工精度高，密封性能好，价格较要求加工精度高，密封性能好，价格较昂贵。昂贵。双压式：结构复杂，辅助设备多，性能较差双压式：结构复杂，辅助设备多，性能较差 单压式：结构简单，可靠性高，便于维护单压式：结构简单，可靠性高，便于维护 122022-1-23真空断路器：真空断路器： 利用真

9、空作为灭弧介质和绝缘介质利用真空作为灭弧介质和绝缘介质的，其触头装在真空灭弧室内。图的，其触头装在真空灭弧室内。图5-7为真空断路器灭弧室的结构。为真空断路器灭弧室的结构。图图5-7 真空断路器的灭弧室结构真空断路器的灭弧室结构1静触头静触头 2动触头动触头 3屏蔽罩屏蔽罩 4波纹管波纹管 5导电杆导电杆 6外壳外壳目前，国际上真空断路器的设计、制目前，国际上真空断路器的设计、制造单位主要是德国西门子公司和造单位主要是德国西门子公司和ABB公司两大派别。西门子公司的代表产公司两大派别。西门子公司的代表产品有品有3AF、3AG及及3AH等；等；ABB公司公司的代表产品有的代表产品有VD4。132

10、022-1-23图图5-11 ZN28A-12型真空断路器型真空断路器 图图5-12 ZW32-12型户外高压真空断路型户外高压真空断路 优点：优点：体积小、重量轻、动作快、寿命长、操作噪声小、体积小、重量轻、动作快、寿命长、操作噪声小、安全可靠、便于维护。安全可靠、便于维护。缺点：缺点：价格较贵。价格较贵。 142022-1-23瓷柱式瓷柱式SF6断路器断路器落地罐式落地罐式SF6断路器断路器LW8-40.5型型SF6断路器断路器152022-1-23VD4型真空断路器型真空断路器ZW10-12型真空断路器型真空断路器ZN12型真空断路器型真空断路器ZW7-40.5型真空断路器型真空断路器1

11、62022-1-23 三、高压隔离开关（俗称刀闸）三、高压隔离开关（俗称刀闸）1. 隔离开关的用途隔离开关的用途u结构特点：结构特点：没有灭弧装置。没有灭弧装置。 隔离电压：隔离电压：隔离开关断开后在电路中可以造成一明显可见隔离开关断开后在电路中可以造成一明显可见的断开点，建立可靠的绝缘间隙，保证检修人员的安全。的断开点，建立可靠的绝缘间隙，保证检修人员的安全。倒闸操作：倒闸操作：合闸时，先合上隔离开关，后合上断路器；跳合闸时，先合上隔离开关，后合上断路器；跳闸时，先断开断路器，后断开隔离开关。闸时，先断开断路器，后断开隔离开关。分、合小电流：分、合小电流：可以接通或断开电流较小的回路（如电压

12、可以接通或断开电流较小的回路（如电压互感器、避雷器、空载母线、励磁电流不超过互感器、避雷器、空载母线、励磁电流不超过2A的空载变压的空载变压器、电容电流不超过器、电容电流不超过5A的空载线路等）。的空载线路等）。172022-1-232. 高压隔离开关的类型高压隔离开关的类型按安装地点分：户内式和户外式；按安装地点分：户内式和户外式；按绝缘支柱的数目分：单柱式、双柱式和三柱式；按绝缘支柱的数目分：单柱式、双柱式和三柱式；按刀闸的运行方式分：水平旋转式、垂直旋转式、摆动式按刀闸的运行方式分：水平旋转式、垂直旋转式、摆动式和插入式；和插入式；按有无接地刀闸分：单接地刀闸、双接地刀闸和无接地刀按有无

13、接地刀闸分：单接地刀闸、双接地刀闸和无接地刀闸。闸。182022-1-23n户内式隔离开关户内式隔离开关 图图5-10为为GN8-10型户内型户内隔离开关的外形结构。隔离开关的外形结构。图图5-10 GN8-10型隔离开关型隔离开关1上接线端子上接线端子 2静触头静触头 3闸刀闸刀 4套管绝缘子套管绝缘子 5下接线端子下接线端子6框架框架 7转轴转轴 8拐臂拐臂 9升降绝缘子升降绝缘子 10支持绝缘子支持绝缘子192022-1-23n户外式隔离开关户外式隔离开关 图图5-11为为GW4-110型双柱式户外隔离开关的外形结构。型双柱式户外隔离开关的外形结构。图图5-11 GW4-110型双柱式隔

14、离开关型双柱式隔离开关1接线座接线座 2主触头主触头 3接地刀闸触头接地刀闸触头 4支柱绝缘子支柱绝缘子 5主闸刀传动轴主闸刀传动轴 6接地刀闸传动轴接地刀闸传动轴 7轴承座轴承座 8接地刀闸接地刀闸 9交叉连杆交叉连杆202022-1-23 图图5-12为为GW5-110D型型V形户形户外隔离开关的外形结构。外隔离开关的外形结构。图图5-12 GW5-110D型型V形双柱式隔离开关形双柱式隔离开关1主闸刀底座主闸刀底座 2接地静触头接地静触头 3出线座出线座 4导电带导电带 5绝缘子绝缘子 6轴承座轴承座 7伞齿轮伞齿轮 8接地刀闸接地刀闸212022-1-23 四、高压负荷开关四、高压负荷

15、开关n结构特点：结构特点：有简单的灭弧装置。有简单的灭弧装置。 n功能：可以接通或断开正常的负荷电流，但不能切断短路功能：可以接通或断开正常的负荷电流，但不能切断短路电流；多与高压熔断器配合使用。有明显的断开点，具有隔电流；多与高压熔断器配合使用。有明显的断开点，具有隔离开关的作用。离开关的作用。 n负荷开关的分类：负荷开关的分类：按安装地点分：户内式和户外式；按安装地点分：户内式和户外式； 按灭弧介质不同分：压气式、产气式、按灭弧介质不同分：压气式、产气式、真空式真空式 、SF6负负荷开关；荷开关；222022-1-23 图图5-13和图和图5-14分别为分别为ZFN-10型户内高压真空负荷

16、开关和型户内高压真空负荷开关和ZFN-10R型高压真空负荷开关型高压真空负荷开关-熔断器组合电器的外形结构。熔断器组合电器的外形结构。图图5-13 ZFN-10型高压真空负荷开关型高压真空负荷开关 图图5-14 ZFN-10R型高压真空负荷开关型高压真空负荷开关其它真空负荷开关的外形结构其它真空负荷开关的外形结构如图所示如图所示。232022-1-23242022-1-23 五、低压开关五、低压开关1低压刀开关低压刀开关按极数分：有单极、双极和三极三种按极数分：有单极、双极和三极三种;按用途分：有单投和双投两种；按用途分：有单投和双投两种；按操作方式分：直接手柄操作和连杆操作两种；按操作方式分

17、：直接手柄操作和连杆操作两种；按灭弧结构分，有不带灭弧罩和带灭弧罩两种。按灭弧结构分，有不带灭弧罩和带灭弧罩两种。 n低压刀开关的分类低压刀开关的分类说明：说明：不带灭弧罩的刀开关只能在无负荷下操作，可作低压隔不带灭弧罩的刀开关只能在无负荷下操作，可作低压隔离开关使用；带灭弧罩的刀开关能通断一定的负荷电流。离开关使用；带灭弧罩的刀开关能通断一定的负荷电流。252022-1-233低压负荷开关低压负荷开关 由低压刀开关与低压熔断器串联组合而成，由低压刀开关与低压熔断器串联组合而成，具有带灭弧具有带灭弧罩的刀开关和熔断器的双重功能，罩的刀开关和熔断器的双重功能，既可以带负荷操作，又能既可以带负荷操

18、作，又能进行短路保护。进行短路保护。 常用的低压负荷开关有常用的低压负荷开关有HH和和HK两种系列两种系列: HH系列：为封闭式负荷开关，外装铁壳，俗称铁壳开关；系列：为封闭式负荷开关，外装铁壳，俗称铁壳开关；HK系列：为开启式负荷开关，外装胶盖，俗称胶壳开关。系列：为开启式负荷开关，外装胶盖，俗称胶壳开关。262022-1-23HH系列铁壳开关系列铁壳开关HK系列胶壳开关系列胶壳开关272022-1-23 六、低压断路器（低压自动开关或空气开关）六、低压断路器（低压自动开关或空气开关）u功能：既能带负荷通断电功能：既能带负荷通断电路，又能在线路发生路，又能在线路发生短路、短路、过负荷、低电压

19、（或失压）过负荷、低电压（或失压）等故障时自动跳闸。等故障时自动跳闸。1. 低压断路器的工作原理低压断路器的工作原理过流脱扣器：过流脱扣器： 用于短路或用于短路或过负荷保护；过负荷保护；失压（欠压）脱扣器：用失压（欠压）脱扣器：用于失电压或欠电压保护；于失电压或欠电压保护；图图5-16 低压断路器的动作原理图低压断路器的动作原理图1主触头主触头 2跳钩跳钩 3锁扣锁扣 4分励脱扣器分励脱扣器5失压脱扣器失压脱扣器 6过流脱扣器过流脱扣器 7热脱扣器热脱扣器8加热电阻加热电阻 9、10脱扣按钮脱扣按钮282022-1-232低压断路器的分类低压断路器的分类按灭弧介质分：有空气断路器和真空断路器等

20、；按灭弧介质分：有空气断路器和真空断路器等；按操作方式分：有手动操作、电磁铁操作和电动机储能按操作方式分：有手动操作、电磁铁操作和电动机储能操作；操作；按用途分：有、电动机保护用、照明用和漏电保护用等按用途分：有、电动机保护用、照明用和漏电保护用等 。热脱扣器：用于线路或设备长时间过负荷保护热脱扣器：用于线路或设备长时间过负荷保护 ；分励脱扣器：用于远距离跳闸分励脱扣器：用于远距离跳闸 。配电用配电用按保护性能分按保护性能分按结构型式分：塑料外壳式和万能式按结构型式分：塑料外壳式和万能式非选择型：瞬时动作，作短路保护非选择型：瞬时动作，作短路保护选择型：两段式和三段式保护特性选择型：两段式和三

21、段式保护特性 智能型：脱扣器为微处理器智能型：脱扣器为微处理器292022-1-23图图5-18 装置式低压断路器装置式低压断路器操作手柄有三个位置：操作手柄有三个位置： 合闸位置：手柄扳向上方，跳钩被锁合闸位置：手柄扳向上方，跳钩被锁扣扣住，扣扣住，自由脱扣位置：手柄位于中间位置，自由脱扣位置：手柄位于中间位置，主触头断开，跳钩被释放（脱扣）主触头断开，跳钩被释放（脱扣） 分闸和再扣位置：手柄扳向下方，主分闸和再扣位置：手柄扳向下方，主触头断开，跳钩又被锁扣扣住触头断开，跳钩又被锁扣扣住“再再扣扣”操作操作 特点：特点：采用钢灭弧栅，脱扣器的脱扣速度快，整个断路时采用钢灭弧栅，脱扣器的脱扣速

22、度快，整个断路时间不超过一个周期（间不超过一个周期（0.02s），且断流能力也较大。），且断流能力也较大。302022-1-23 又称又称框架式框架式自动开关。它无外壳，其全部机构和导电部自动开关。它无外壳，其全部机构和导电部分敞开地装设在塑料的或金属的框架上。由于它的保护方案分敞开地装设在塑料的或金属的框架上。由于它的保护方案和操作方式较多，装设地点也很灵活，故称和操作方式较多，装设地点也很灵活，故称“万能式万能式”或或“框架式框架式”。n万能式低压断路器万能式低压断路器特点：特点：合闸操作方式较多，可手柄操作、杠杆操作、电磁合闸操作方式较多，可手柄操作、杠杆操作、电磁铁操作和电动机操作；采

23、用钢灭弧栅，灭弧断流能力较强，铁操作和电动机操作；采用钢灭弧栅，灭弧断流能力较强，但由于操作机构的影响，动作稍慢，断路时间在一个周期但由于操作机构的影响，动作稍慢，断路时间在一个周期（0.02s）以上。）以上。312022-1-23图图5-20 CW1系列智能型万能式低压断路器系列智能型万能式低压断路器322022-1-235.3 高低压保护电器和限流电器高低压保护电器和限流电器 一、熔断器一、熔断器u功能：对电路及其设备进行短路或过功能：对电路及其设备进行短路或过负荷保护负荷保护. （一）高压熔断器（一）高压熔断器1户内式熔断器户内式熔断器 图图5-22 RN1、RN2型熔断器熔管内部结构图

24、型熔断器熔管内部结构图1金属管帽金属管帽 2瓷管瓷管 3工作熔体工作熔体 4指示熔体指示熔体 5锡球锡球 6石英砂填料石英砂填料 7熔断器指示器熔断器指示器图图5-21 RN1 、RN2型高压熔断器型高压熔断器1瓷熔管瓷熔管 2金属管帽金属管帽 3弹性触座弹性触座 4熔断器指示熔断器指示 5接线端子接线端子 6瓷绝缘子瓷绝缘子332022-1-23图图5-23 RW4型高压跌落式熔断器型高压跌落式熔断器1上接线端子上接线端子 2上静触头上静触头 3上动触头上动触头 4管帽管帽 5操作环操作环 6熔管熔管 7铜熔丝铜熔丝 8下动触头下动触头 9下静触头下静触头 10下接线端子下接线端子 11绝缘

25、瓷瓶绝缘瓷瓶 12固定安装板固定安装板2户外式熔断器户外式熔断器 342022-1-23 （二）低压熔断器（二）低压熔断器 低压熔断器有瓷插式（低压熔断器有瓷插式（RC型）、螺旋式（型）、螺旋式（RL型）、无型）、无填料密闭管式（填料密闭管式（RM型）、有填料密闭管式（型）、有填料密闭管式（RT型）等。型）等。 瓷插式熔断器瓷插式熔断器螺旋式熔断器螺旋式熔断器352022-1-23 二、避雷器二、避雷器避雷器是一种用来限制雷电过电压的避雷器是一种用来限制雷电过电压的保护电器保护电器，它可防，它可防止雷电过电压沿线路侵入变配电所或其它建筑物内，危害电止雷电过电压沿线路侵入变配电所或其它建筑物内，

26、危害电气设备绝缘。气设备绝缘。避雷器应与被保护物并联，避雷器应与被保护物并联，装在被保护物的电源侧装在被保护物的电源侧。 362022-1-231. 保护间隙（角型避雷器）保护间隙（角型避雷器） 由两个圆钢型电极组成，其中一由两个圆钢型电极组成，其中一个电极接线路，另一个电极接地。主个电极接线路，另一个电极接地。主要用于室外且负荷不重要的线路上。要用于室外且负荷不重要的线路上。2. 管型避雷器（排气式避雷器）管型避雷器（排气式避雷器） 由外部间隙由外部间隙s1 、内部、内部间隙间隙s2和产气管组成，其和产气管组成，其结构原理如图结构原理如图5-28所示。所示。图图5-28 管型避雷器的结构原理

27、图管型避雷器的结构原理图1产气管产气管 2棒形电极棒形电极 3环形电极环形电极 4螺母螺母s1外部间隙外部间隙 s2内部间隙内部间隙372022-1-233. 阀型避雷器阀型避雷器阀型避雷器由火花间隙和阀片组成，如阀型避雷器由火花间隙和阀片组成，如图图5-29所示。所示。用金刚砂（用金刚砂（SiC）颗粒和结合剂）颗粒和结合剂在一定温度下烧结而成的非线性在一定温度下烧结而成的非线性电阻元件，它的阻值随通过电流电阻元件，它的阻值随通过电流的大小而变化，当通过电流较大的大小而变化，当通过电流较大时，电阻值很小；当通过电流较时，电阻值很小；当通过电流较小时，电阻值很大。小时，电阻值很大。 阀型避雷器象

28、一个阀门：对雷电流，阀门打开使其泄入大阀型避雷器象一个阀门：对雷电流，阀门打开使其泄入大地；对工频续流，阀门关闭，迅速切断电路。地；对工频续流，阀门关闭，迅速切断电路。 382022-1-234. 金属氧化物避雷器（压敏避雷器）金属氧化物避雷器（压敏避雷器）它没有火花间隙，只有压敏电阻片它没有火花间隙，只有压敏电阻片（以氧化锌为主要材料），具有良好的（以氧化锌为主要材料），具有良好的非线性特性非线性特性 。 优点：通断容量大、残优点：通断容量大、残压低、动作迅速、可靠压低、动作迅速、可靠性高、维护简单，对大性高、维护简单，对大气过电压和雷电过电压气过电压和雷电过电压都能起到很好的保护作都能起到

29、很好的保护作用。用。氧化锌避雷器氧化锌避雷器392022-1-23n电抗器的基本参数：额定电抗百分数，它等于在电抗器中电抗器的基本参数：额定电抗百分数，它等于在电抗器中流过额定电流时的感抗压降占其额定电压的百分数流过额定电流时的感抗压降占其额定电压的百分数n电抗器的布置方式：三相垂直布置、品字型布置和三相电抗器的布置方式：三相垂直布置、品字型布置和三相水平布置，如图水平布置，如图5-30所示。所示。Why?图图5-30 电抗器的布置方式电抗器的布置方式a）垂直布置）垂直布置 b）品字型布置）品字型布置 c）水平布置）水平布置注意：注意：电抗器垂直布置时，电抗器垂直布置时，B相应放在相应放在A、

30、C相中间；相中间；品字型布置时，不应将品字型布置时，不应将A、C相重迭在一起。相重迭在一起。 三、限流电抗器三、限流电抗器n作用：限制短路电流作用：限制短路电流 。402022-1-235.4 电力变压器电力变压器一、电力变压器的常用类型及联结组别一、电力变压器的常用类型及联结组别1电力变压器的常用类型电力变压器的常用类型按用途分：有升压和降压变压器；按用途分：有升压和降压变压器；按相数分：有单相和三相变压器；按相数分：有单相和三相变压器；按绕组材料分：有铜绕组和铝绕组变压器；按绕组材料分：有铜绕组和铝绕组变压器；按绕组型式分：有双绕组、三绕组和自耦变压器；按绕组型式分：有双绕组、三绕组和自耦

31、变压器；按调压方式分：有无载调压和有载调压变压器；按调压方式分：有无载调压和有载调压变压器；按绕组绝缘和冷却方式分：有油浸式、干式（环氧树脂浇按绕组绝缘和冷却方式分：有油浸式、干式（环氧树脂浇注绝缘）和充气式（注绝缘）和充气式（SF6气体）变压器气体）变压器;按容量系列分：有按容量系列分：有R8系列和系列和R10系列。系列。412022-1-23图图5-32 三相干式变压器三相干式变压器图图5-31 油浸式电力变压器油浸式电力变压器1信号温度计信号温度计 2铭牌铭牌 3吸湿器吸湿器 4油枕（储油柜）油枕（储油柜） 5油位指示器（油标）油位指示器（油标）6防爆管防爆管 7瓦斯继电器瓦斯继电器 8

32、高压套管高压套管 9低压套管低压套管 10分接开关分接开关 11油箱油箱12铁芯铁芯 13绕组及绝缘绕组及绝缘 14放油阀放油阀 15小车小车 16接地端子接地端子422022-1-232电力变压器的联结组别电力变压器的联结组别 双绕组电力变压器采用以下三种联结组别：双绕组电力变压器采用以下三种联结组别： YN,d11接线：接线：用于高压侧为用于高压侧为110kV及以上的大电流接地系及以上的大电流接地系统中的变压器。统中的变压器。Y,d11接线：接线：用于高压侧为用于高压侧为3560kV，低压侧为，低压侧为610kV的的输配电系统。其低压侧采用三角形接法可以改善电网的电压输配电系统。其低压侧采

33、用三角形接法可以改善电网的电压波形，从而使三次谐波电流只能在三角形绕组内形成环流，波形，从而使三次谐波电流只能在三角形绕组内形成环流，不致于传输到用户和供电线路中去。不致于传输到用户和供电线路中去。Y,yn0接线：接线：用于高压侧为用于高压侧为610kV，低压侧为，低压侧为380/220V的的配电变压器，其低压侧引出中性线，构成三相四线制供电。配电变压器，其低压侧引出中性线，构成三相四线制供电。432022-1-23 近年来，近年来，D,yn11接线的配电变压器已在被逐步推广和应接线的配电变压器已在被逐步推广和应用，它有以下优点：用，它有以下优点：规程规定：规程规定：Y,yn0接线的变压器中性

34、线电流不得超过二次绕组额接线的变压器中性线电流不得超过二次绕组额定电流的定电流的25%，而，而D,yn11接线变压器中性线电流不得超过二次绕接线变压器中性线电流不得超过二次绕组额定电流的组额定电流的75%。D,yn11接线变压器能有效地抑制接线变压器能有效地抑制3的整数倍高次谐波电流的的整数倍高次谐波电流的影响。影响。D,yn11接线变压器较接线变压器较Y,yn0接线变压器更有利于低压侧单相接线变压器更有利于低压侧单相接地短路故障的切除。接地短路故障的切除。Dyn11接线变压器承受单相不平衡负荷的能力远比接线变压器承受单相不平衡负荷的能力远比Y,yn0接接线的变压器大。线的变压器大。44202

35、2-1-23三、变电所主变压器台数和容量的选择三、变电所主变压器台数和容量的选择1. 变压器台数的选择原则变压器台数的选择原则n总降压变电所主变压器台数的选择：总降压变电所主变压器台数的选择： 为保证供电可靠性，一般应装两台主变压器为保证供电可靠性，一般应装两台主变压器;若只有一条电源进线，或变电所可由低压侧电网取得备用若只有一条电源进线，或变电所可由低压侧电网取得备用电源时，可装一台主变压器电源时，可装一台主变压器;若绝大部分负荷为三级负荷，其少量的二级负荷可由邻近若绝大部分负荷为三级负荷，其少量的二级负荷可由邻近低压电力网取得备用电源时，可装一台主变压器。低压电力网取得备用电源时，可装一台

36、主变压器。452022-1-23n车间变电所变压器台数的选择：车间变电所变压器台数的选择： 对有大量一、二级负荷的变电所，应满足电力负荷对供电对有大量一、二级负荷的变电所，应满足电力负荷对供电可靠性的要求，应采用两台变压器可靠性的要求，应采用两台变压器；对只有二级负荷而无一级负荷的变电所，且能从邻近车间对只有二级负荷而无一级负荷的变电所，且能从邻近车间变电所取得低压备用电源时，可采用一台变压器；变电所取得低压备用电源时，可采用一台变压器；对季节性负荷或昼夜负荷变化较大时，应使变压器在经济对季节性负荷或昼夜负荷变化较大时，应使变压器在经济状态下运行，可用两台变压器供电状态下运行，可用两台变压器供

37、电;除上述情况外，车间变电所可采用一台变压器。除上述情况外，车间变电所可采用一台变压器。462022-1-232. 变压器容量的选择原则变压器容量的选择原则n装有一台变压器的变电所：装有一台变压器的变电所： 主变压器的容量应满足全部用主变压器的容量应满足全部用电设备总计负荷的需要，即电设备总计负荷的需要，即 STS30 n装有两台变压器的变电所：每台变压器的容量应同时满足装有两台变压器的变电所：每台变压器的容量应同时满足以下两个条件：以下两个条件： n车间变电所变压器容量的上限值：一般不宜大于车间变电所变压器容量的上限值：一般不宜大于1250kVA。 任一台变压器单独运行，应满足总计负荷任一台

38、变压器单独运行，应满足总计负荷S30大约大约70%的需的需要，即要，即 ST0.7 S30 II)I (30SII)I (30S任一台变压器单独运行，应满足全部一、二级负荷任一台变压器单独运行，应满足全部一、二级负荷 的需要，即的需要，即 ST472022-1-235.5 互感器互感器一、概述一、概述互感器在供配电系统中的作用是：互感器在供配电系统中的作用是：使测量仪表、继电器等二次设备与主电路隔离；使测量仪表、继电器等二次设备与主电路隔离；使测量仪表、继电器等标准化，有利于大批量生产；使测量仪表、继电器等标准化，有利于大批量生产；使测量仪表、继电器等二次设备的使用范围扩大。使测量仪表、继电器

39、等二次设备的使用范围扩大。二、电流互感器二、电流互感器1. 电流互感器的工作原理电流互感器的工作原理2一次绕组：匝数很少，导线很粗，串联一次回路中；一次绕组：匝数很少，导线很粗，串联一次回路中；2二次绕组：匝数很多，导线很细，与测量仪表、继电器二次绕组：匝数很多，导线很细，与测量仪表、继电器等的电流线圈串联。等的电流线圈串联。 482022-1-23 电流互感器的一次电流电流互感器的一次电流I1与二次电流与二次电流I2之间的关系为之间的关系为22121IKINNIi式中，式中，Ki为电流互感器的变流比，为电流互感器的变流比， 。 21NNiIIK 图图5-34 电流互感器电流互感器原理接线图原

40、理接线图492022-1-23按一次电压分：有高压和低压两大类；按一次电压分：有高压和低压两大类；按一次线圈匝数分：有单匝式和多匝式；按一次线圈匝数分：有单匝式和多匝式；按安装地点分：有户内式和户外式；按安装地点分：有户内式和户外式；按用途分：有测量用和保护用两大类；按用途分：有测量用和保护用两大类；按准确度等级分：有按准确度等级分：有0.2、0.5、1、3、5P、10P等级；等级；按绝缘介质分：有油浸式和干式（含环氧树脂浇注式）；按绝缘介质分：有油浸式和干式（含环氧树脂浇注式）；按安装型式分：有穿墙式、母线式、套管式、支持式等。按安装型式分：有穿墙式、母线式、套管式、支持式等。2. 电流互感

41、器的类型电流互感器的类型502022-1-23图图5-37 LQJ-10型电流互感器型电流互感器1一次接线端子一次接线端子 2一次绕组一次绕组 3二次接线端子二次接线端子4铁心铁心 5二次绕组二次绕组 6警告牌警告牌LQJ-10型电流互感器：其外形结构如图型电流互感器：其外形结构如图5-37所示，有两个所示，有两个铁心和两个二次线圈，铁心和两个二次线圈，0.5级用于测量，级用于测量，3级用于继电保护。级用于继电保护。512022-1-23图图5-40 LMZJ1-0.5型电流互感器型电流互感器1铭牌铭牌 2一次母线穿孔一次母线穿孔 3铁心铁心 4安装板安装板 5二次接线端子二次接线端子LMZJ

42、1-0.5型电流互感器：其外形结构如图型电流互感器：其外形结构如图5-38所示，属所示，属于单匝式电流互感器，互感器铁心为环形（于单匝式电流互感器，互感器铁心为环形（5800A）或矩）或矩形卷铁心（形卷铁心（10003000A）。）。 522022-1-23LCWD135型电流互感器：其外形结型电流互感器：其外形结构如图构如图5-39所示，为链式、瓷绝缘、户外所示，为链式、瓷绝缘、户外用电流互感器，主要用于用电流互感器，主要用于35kV的电力系的电力系统中，供电流、电能测量和继电保护用。统中，供电流、电能测量和继电保护用。图图5-39 LCWD135型型电流互感器电流互感器3. 电流互感器的使

43、用注意事项电流互感器的使用注意事项电流互感器在工作时二次侧绝对不允许开路；电流互感器在工作时二次侧绝对不允许开路；电流互感器的二次侧必须有一端接地。电流互感器的二次侧必须有一端接地。532022-1-23三、电压互感器三、电压互感器1. 电压互感器的工作原理电压互感器的工作原理22211UKUNNUu2一次绕组：匝数很多，并联在供电系统的一次绕组：匝数很多，并联在供电系统的一次电路中；一次电路中；2二次绕组：匝数很少，与电压表、继电器二次绕组：匝数很少，与电压表、继电器的电压线圈等并联。的电压线圈等并联。 式中，式中，Ku为电压互感器的变压比，为电压互感器的变压比， 。 21NNuUUK 图图

44、5-41 电压互感器的电压互感器的原理接线图原理接线图542022-1-232. 电压互感器的类型电压互感器的类型按相数分：有单相和三相两大类；按相数分：有单相和三相两大类；按用途分：有测量用和保护用两大类；按用途分：有测量用和保护用两大类；按准确度等级分，有按准确度等级分，有0.2、0.5、1、3、3P、6P等级；等级；按安装地点分：有户内式和户外式；按安装地点分：有户内式和户外式；按绝缘介质分：有油浸式和干式（含环氧树脂浇注式）。按绝缘介质分：有油浸式和干式（含环氧树脂浇注式）。3. 电压互感器的使用注意事项电压互感器的使用注意事项电压互感器在工作时二次侧绝对不允许短路；电压互感器在工作时

45、二次侧绝对不允许短路；电压互感器的二次侧必须有一端接地。电压互感器的二次侧必须有一端接地。552022-1-23 图图5-43为为JDJ-10型电压互感器的型电压互感器的外形结构。外形结构。图图5-43 JDJ-10型型电压互感器电压互感器JDJ型单相双绕组油浸式电压互感器：型单相双绕组油浸式电压互感器：用于用于635kV电力系统中，供电压、电电力系统中，供电压、电能、功率的测量和继电保护用。能、功率的测量和继电保护用。 JSJW型三相三线圈五芯柱油浸式电压型三相三线圈五芯柱油浸式电压互感器：用于小电流接地系统中的电压、互感器：用于小电流接地系统中的电压、电能测量和绝缘监视。该系列电压互感电能

46、测量和绝缘监视。该系列电压互感器有两个二次绕组，一个接成星形，供器有两个二次绕组，一个接成星形，供测量和继电保护用，另一个接成开口三测量和继电保护用，另一个接成开口三角形，用来监视线路的绝缘情况。角形，用来监视线路的绝缘情况。JSJW型型562022-1-23图图5-44 JDZJ-10型电压互感器型电压互感器1一次接线端子一次接线端子 2高压绝缘套管高压绝缘套管 3一、二次绕组一、二次绕组 4铁心铁心 5二次接线端子二次接线端子V3100V3100V310000JDZJ型单相三绕组环氧树脂浇注绝缘绝缘电压互感器：用型单相三绕组环氧树脂浇注绝缘绝缘电压互感器：用于小电流接地系统中的电压、电能测

47、量和绝缘监视。额定电于小电流接地系统中的电压、电能测量和绝缘监视。额定电压为压为 ，采用，采用Y0/Y0/（开口三角形）（开口三角形）接线。接线。图图5-44为为JDZJ-10型电压互感器的外形结构。型电压互感器的外形结构。572022-1-235.6 高低压成套配电装置高低压成套配电装置一、概述一、概述 u成套配电装置是按一定的线路方案将有关一、二次设备组成套配电装置是按一定的线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种成套设备的产品，供供配电系统作控制、监测装而成的一种成套设备的产品，供供配电系统作控制、监测和保护之用。和保护之用。u成套配电装置中安装有开关电器、监测仪表、保护和自动成套配电装

48、置中安装有开关电器、监测仪表、保护和自动装置以及母线、绝缘子等。装置以及母线、绝缘子等。u成套配电装置分为高压成套配电装置（即高压开关柜）、成套配电装置分为高压成套配电装置（即高压开关柜）、低压成套配电装置（含配电屏、盘、柜、箱）和全封闭组合低压成套配电装置（含配电屏、盘、柜、箱）和全封闭组合电器等。电器等。582022-1-23二、高压开关柜二、高压开关柜n高压开关柜高压开关柜 的分类的分类按开关电器的安装方式分，有固定式和手车式；按开关电器的安装方式分，有固定式和手车式；按开关柜隔室的结构分，有金属封闭铠装式、间隔式和按开关柜隔室的结构分，有金属封闭铠装式、间隔式和箱式等；箱式等；按断路器

49、手车安装位置分，有落地式和中置式；按断路器手车安装位置分，有落地式和中置式；按用途分，有馈线柜、电压互感器柜、避雷器柜、电能按用途分，有馈线柜、电压互感器柜、避雷器柜、电能计量柜、高压电容器柜、高压环网柜等。计量柜、高压电容器柜、高压环网柜等。592022-1-23（1） 固定式开关柜固定式开关柜 指柜体内高压断路器等主要电气设备的安装位置固定，指柜体内高压断路器等主要电气设备的安装位置固定，其特点是价格低，内部空间大，运行维护方便。其特点是价格低，内部空间大，运行维护方便。 固定式开关柜主要产品有固定式开关柜主要产品有GG1A（F）型、）型、KGN型铠型铠装式、装式、XGN型箱式、型箱式、H

50、XGN型环网柜等。型环网柜等。 602022-1-23 HXGN-12环网柜环网柜XGN2-10箱型固定式开关箱型固定式开关 图图5-46 GG1A（F）型高压开关柜）型高压开关柜612022-1-23（2） 手车式开关柜手车式开关柜 指柜体内高压断路器等主要电指柜体内高压断路器等主要电气设备安装在可移动的手车上。其气设备安装在可移动的手车上。其特点是灵活性好、检修安全、供电特点是灵活性好、检修安全、供电可靠性高、安装紧凑和占地面积小可靠性高、安装紧凑和占地面积小等优点，但价格较贵。等优点，但价格较贵。 手车式开关柜主要产手车式开关柜主要产品有品有JYN型间隔式和型间隔式和KYN型铠装式型铠装

51、式 。 JYN1-35交流金属封闭移开关柜交流金属封闭移开关柜 图图5-47 KYN28-12铠装移开式开关柜铠装移开式开关柜622022-1-23三、低压成套配电装置三、低压成套配电装置1. 低压配电屏低压配电屏n低压配电屏的分类低压配电屏的分类按其结构型式分：有固定式和抽屉式两种。按其结构型式分：有固定式和抽屉式两种。固定式低压配电屏有固定式低压配电屏有PGL型和型和GGD型；型；抽屉式低压配电屏有抽屉式低压配电屏有GCS型和型和GCK型型 。多米诺组合式低压开关柜多米诺组合式低压开关柜632022-1-23GGD型低压配电屏型低压配电屏PGL型低压配电屏型低压配电屏GCK型低压抽屉式开关

52、柜型低压抽屉式开关柜GCS型低压抽屉式开关柜型低压抽屉式开关柜642022-1-23多米诺（多米诺（DOMINO）开关柜的特点：）开关柜的特点：柜内设有电缆通道，柜顶及柜底设有电缆进口，进出电缆柜内设有电缆通道，柜顶及柜底设有电缆进口，进出电缆安装方便；安装方便；各回路采用间隔式布置，有故障时可互不影响；各回路采用间隔式布置，有故障时可互不影响；门上设有机械联锁或电气联锁，以保证安全；门上设有机械联锁或电气联锁，以保证安全；抽屉具有工作、试验、分离和抽出四个位置，且相同规格抽屉具有工作、试验、分离和抽出四个位置，且相同规格的抽屉具有互换性；的抽屉具有互换性；具有自动排气的防爆功能；具有自动排气

53、的防爆功能；断流能力大。断流能力大。 652022-1-23多米诺组合式低压开关柜多米诺组合式低压开关柜 662022-1-23四、全封闭组合电器（四、全封闭组合电器（GIS） 全封闭组合电器全封闭组合电器是将变电站中除变压器以外的一次设备，是将变电站中除变压器以外的一次设备，包括断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感包括断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线、出线套管和电缆终端等元件，按变电所器、避雷器、母线、出线套管和电缆终端等元件，按变电所主接线的要求，经优化设计有机地组合成一个整体，各元件主接线的要求，经优化设计有机地组合成一个整体，各元件的高压带电

54、部位均封闭于接地的金属壳内，并充以的高压带电部位均封闭于接地的金属壳内，并充以SF6气体作气体作为绝缘和灭弧介质，称之为为绝缘和灭弧介质，称之为SF6气体绝缘变电站，简称气体绝缘变电站，简称GIS。uGIS的优点：结构紧凑、不受外界环境的影响、运行可靠的优点：结构紧凑、不受外界环境的影响、运行可靠性高、检修周期长。性高、检修周期长。 672022-1-23全封闭组合电器（全封闭组合电器（GIS）682022-1-235.7 电气主接线电气主接线一、概述一、概述 电气主接线，又叫一次接线，是由各种开关电器、变压电气主接线，又叫一次接线，是由各种开关电器、变压器、互感器、线路、电抗器、母线等按一定

55、顺序连接而成的器、互感器、线路、电抗器、母线等按一定顺序连接而成的接受和分配电能的总电路。接受和分配电能的总电路。对主接线的基本要求是：对主接线的基本要求是：2安全：安全：保证在进行任何切换操作时人身和设备的安全。保证在进行任何切换操作时人身和设备的安全。2可靠：可靠：应满足各级电力负荷对供电可靠性的要求。应满足各级电力负荷对供电可靠性的要求。2灵活：灵活：应能适应各种运行方式的操作和检修、维护需要。应能适应各种运行方式的操作和检修、维护需要。2经济：经济：在满足以上要求的前提下，主接线应力求简单，尽在满足以上要求的前提下，主接线应力求简单，尽可能减少一次性投资和年运行费用。可能减少一次性投资

56、和年运行费用。692022-1-23二、电气主接线的基本形式二、电气主接线的基本形式1. 线路线路变压器单元接线变压器单元接线图图5-48 线路线路-变压器单元接线变压器单元接线高压侧仅设置负荷开关高压侧仅设置负荷开关高压侧采用户外跌落式高压侧采用户外跌落式熔断器熔断器高压侧采用负荷开关与高压侧采用负荷开关与熔断器串联熔断器串联高压侧采用隔离开关与高压侧采用隔离开关与断路器串联断路器串联优点：优点：接线简单，所用电气设备少，配电装置简单，节约投资。接线简单，所用电气设备少，配电装置简单，节约投资。缺点：缺点：供电可靠性都不高，只可供三级负荷。供电可靠性都不高，只可供三级负荷。702022-1-

57、232. 单母线接线单母线接线u优点：优点：接线简单、使用设备少、接线简单、使用设备少、操作方便、投资少、便于扩建。操作方便、投资少、便于扩建。u缺点：缺点：当母线及母线隔离开关故当母线及母线隔离开关故障或检修时，将造成整个配电装置障或检修时，将造成整个配电装置停电；当检修一回路的断路器时，停电；当检修一回路的断路器时，该回路要停电。因此，单母线接线该回路要停电。因此，单母线接线的供电可靠性和灵活性均较差，只的供电可靠性和灵活性均较差，只适用于容量小和用户对供电可靠性适用于容量小和用户对供电可靠性要求不高的场所。要求不高的场所。 母线又称汇流排，用于汇集和分配电能。母线又称汇流排，用于汇集和分

58、配电能。 图图5-49 单母线接线单母线接线712022-1-233. 单母线分段接线单母线分段接线n用隔离开关分段：运行的可靠用隔离开关分段：运行的可靠性和灵活性较差。性和灵活性较差。 图图5-50 单母线分段接线单母线分段接线分段运行：分段运行：正常情况下分段开正常情况下分段开关是打开的。关是打开的。并列运行：并列运行：正常情况下分段开正常情况下分段开关是闭合的。关是闭合的。单母线分段接线有两种运行方式：单母线分段接线有两种运行方式：n用断路器分段：运行的可靠性用断路器分段：运行的可靠性和灵活性都较大。和灵活性都较大。 优点：优点：既保留了单母线接线的优点，又提高了供电的可靠性。既保留了单

59、母线接线的优点，又提高了供电的可靠性。缺点：缺点：某一回路断路器检修时，该回路要长时间停电。某一回路断路器检修时，该回路要长时间停电。722022-1-234. 单母线带旁路母线接线单母线带旁路母线接线 图图5-51中，中，W2为旁路母线，为旁路母线，QF2为旁路断路器，为旁路断路器，QS3、QS4、QS7、QS10、QS13为旁路隔离开关。为旁路隔离开关。图图5-51 单母线带旁路母线接线单母线带旁路母线接线优点：优点：供电可靠性高，供电可靠性高，检修出线断路器时，不检修出线断路器时，不需停电。需停电。缺点：缺点：需增加一组母线、需增加一组母线、专用的旁路断路器和旁专用的旁路断路器和旁路隔离

60、开关等设备，使路隔离开关等设备，使配电装置复杂，投资增配电装置复杂，投资增大，且隔离开关要用来大，且隔离开关要用来操作，增加了误操作的操作，增加了误操作的可能性。可能性。732022-1-235. 双母线接线双母线接线双母线接线有两种运行方式：双母线接线有两种运行方式：只有一组母线工作：只有一组母线工作：正正常运行时母联打开（两侧常运行时母联打开（两侧的隔离开关闭合），全部的隔离开关闭合），全部回路接在工作母线上，相回路接在工作母线上，相当于单母线运行。当于单母线运行。两组母线同时工作，互两组母线同时工作，互为备用：为备用：正常运行时母联正常运行时母联闭合，相当于单母线分段闭合，相当于单母线分