变电站电力设备介绍2011-12-21

1、 百利四方智能电网科技有限公司变电站电力设备介绍一 电力变压器(Power rheostat):二 电压互感器(Potential transformer):三 电流互感器(current transformer):四 高压断路器(Circuit breaker):五 高压开关柜(Circuit switch cabinet):六 高压隔离刀闸(Circuit Disconnecting switch ):七 高压负荷开关和熔断器(Circuit switch and Fusible cutout )：八 电力电容器（power capacitor）:九 电力电抗器（type reactor）

2、:十 发电机（Generator）:一次设备是直接用于生产、输送和分配电能的生产过程的高压电气设备。一 电力变压器:电力变压器是用来将某一数值的交流电压（电流）变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压（电流），是一种静止的电气设备。变压器（Transformer）是利用互感原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心（磁芯）。在电器设备和无线电路中，常用作升降电压、匹配阻抗，安全隔离等。变压器是变换电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。它由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接

3、电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。l 电力变压器的组件功能：    电力变压器主要有：A、吸潮器（硅胶筒）：内装有硅胶，储油柜（油枕）内的绝缘油通过吸潮器与大气连通，干燥剂吸收空气中的水分和杂质，以保持变压器内部绕组的良好绝缘性能；硅胶变色、变质易造成堵塞。B、油位计：反映变压器的油位状态，一般在+20O左右，过高需放油，过低则加油；冬天温度低、负载轻时油位变化不大，或油位略有下降；夏天，负载重时油温上升，油位也略有上升；二者均属正常。C、油枕：调节油箱油量，防止变压器油过速氧化，上部有加油孔。 变压器油的作用： (1） 绝缘作用 变压器油具有比空气高得

4、多的绝缘强度。/ t' g* w; X( K, U0 X, a（2） 散热作用 变压器油的比热大，常用作冷却剂。, T3 " y!   C/ T/ （3） 消弧作用 在油断路器和变压器的有载调压开关上，触头切换时会产生电弧。采纳下啊D、防爆管：防止突然事故对油箱内压力聚增造成爆炸危险。E、信号温度计：监视变压器运行温度，发出信号。指示的是变压器上层油温，变压器线圈温度要比上层油温高10。国标规定：变压器绕组的极限工作温度为105OC；（即环境温度为40OC时），上层温度不得超过95OC，通常以监视温度（上层油温）设定在85OC及以下为宜。F、分接开关：通过

5、改变高压绕组抽头，增加或减少绕组匝数来改变电压比。G、瓦斯信号继电器：（气体继电器）轻瓦斯、重瓦斯信号保护。上接点为轻瓦斯信号，一般作用于信号报警，以表示变压器运行异常；下接点为重瓦斯信号，动作后发出信号的同时使断路器跳闸、掉牌、报警；一般瓦斯继电器内充满油说明无气体，油箱内有气体时会进入瓦斯继电器内，达到一定程度时，气体挤走贮油使触点动作；打开瓦斯继电器外盖，顶上有二调节杆，拧开其中一帽可放掉继电器内的气体；另一调节杆是保护动作试验纽；带电操作时必须戴绝缘手套并强调安全。l 电力变压器的结构： 我国生产的电力变压器，基本上只有一种结构型式，即芯式变压器，所以绕组都采用同心式结构。所谓同心绕组

6、，就是在铁芯柱的任一横断面上，绕组都是以同一圆筒形线套在铁芯柱的外面。一般情况下总是将低压绕组放在里面靠近铁芯处，将高压绕组放在外面。高压绕组与低压绕组之间，以及低压绕组与铁芯柱之间都必须留有一定的绝缘间隙和散热通道(油道)，并用绝缘纸板筒隔开。绝缘距离的大小，决定于绕组的电压等级和散热通道所需要的间隙。当低压绕组放在里面靠近铁芯柱时，因它和铁芯柱之间所需的绝缘距离比较小，所以绕组的尺寸就可以减小，整个变压器的外形尺寸也同时减小了。l 电力变压器的特性参数：1、工作频率     变压器铁芯损耗与频率关系很大，故应根据使用频率来设计和使用，这种频率称工作频

7、率。2、额定功率     在规定的频率和电压下，变压器能长期工作，而不超过规定温升的输出功率。3、额定电压     指在变压器的线圈上所允许施加的电压，工作时不得大于规定值。4、电压比       指变压器初级电压和次级电压的比值，有空载电压比和负载电压比的区别。5、空载电流     变压器次级开路时，初级仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流。空载电流由磁化电流（产生磁通）和铁损电流（由铁芯损耗引起）组成。对于50

8、Hz电源变压器而言，空载电流基本上等于磁化电流。6、空载损耗     指变压器次级开路时，在初级测得功率损耗。主要损耗是铁芯损耗，其次是空载电流在初级线圈铜阻上产生的损耗（铜损），这部分损耗很小。7、效率         指次级功率P2与初级功率P1比值的百分比。通常变压器的额定功率愈大，效率就愈高。8、绝缘电阻     表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、温度高低和潮湿程度有关。l

9、 变压器的分类：l 按冷却方式分类： 干式（自冷）变压器、油浸（自冷）变压器、氟化物（蒸发冷却）变压器l 按电源相数分类： 单相变压器、三相变压器、多相变压器。l 按用途分类： 电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器。l 按绕组形式分：双绕组变压器、 三绕组变压器、自耦变电器。l 按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、壳式变压器（插片铁 芯、C 型铁芯、铁氧体铁芯）、非晶合金变压器。l 变压器的接线方式：二 电压互感器(voltage transformer):电压互感器是一个带铁心的变压器。它主要由一、二次线圈、铁心和绝缘组成。当

10、在一次绕组上施加一个电压U1时，在铁心中就产生一个磁通，根据电磁感应定律，则在二次绕组中就产生一个二次电压U2。改变一次或二次绕组的匝数，可以产生不同的一次电压与二次电压比，这就可组成不同比的电压互感器。电压互感器将高电压按比例转换成低电压，即100V，电压互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等；主要是电磁式的（电容式电压互感器应用广泛），另有非电磁式的，如电子式、光电式。l 电压互感器的作用：电压互感器实质上是一台降压变压器，将高电压转换成一定值的低电压(100V)以供测量等使用 。l 电压互感器的工作原理：测量用电压互感器一般都做成单相双线圈结构，其原边电压为被测电压（如电

11、力系统的线电压），可以单相使用，也可以用两台接成V-V形作三相使用。实验室用的电压互感器往往是原边多抽头的，以适应测量不同电压的需要。供保护接地用电压互感器还带有一个第三线圈，称三线圈电压互感器。三相的第三线圈接成开口三角形，开口三角形的两引出端与接地保护继电器的电压线圈联接。正常运行时，电力系统的三相电压对称，第三线圈上的三相感应电动势之和为零。一旦发生单相接地时，中性点出现位移，开口三角的端子间就会出现零序电压使继电器动作，从而对电力系统起保护作用。线圈出现零序电压则相应的铁心中就会出现零序磁通。为此，这种三相电压互感器采用旁轭式铁心（10KV及以下时）或采用三台单相电压互感器。对于这种互

12、感器，第三线圈的准确度要求不高，但要求有一定的过励磁特性（即当原边电压增加时，铁心中的磁通密度也增加相应倍数而不会损坏）。其工作原理与变压器相同，基本结构也是铁心和原、副绕组。特点是容量很小且比较恒定，正常运行时接近于空载状态。电压互感器本身的阻抗很小，一旦副边发生短路，电流将急剧增长而烧毁线圈。为此，电压互感器的原边接有熔断器，副边可靠接地，以免原、副边绝缘损毁时，副边出现对地高电位而造成人身和设备事故。l 电压互感器的分类1）按绝缘方式：可分为干式、浇注式、油浸式和充气式，干式浸绝缘胶电压互感器结构简单、无着火和爆炸危险，但绝缘强度较低，只适用于6kV以下的户内式装置；浇注式电压互感器结构

13、紧凑、维护方便，适用于3kV35kV户内式配电装置；油浸式电压互感器绝缘性能较好，可用于10kV以上的户外式配电装置；充气式电压互感器用于SF6全封闭电器中。（2）此外，还有电容式电压互感器，电容式电压互感器实际上是一个单相电容分压管，由若干个相同的电容器串联组成，接在高压相线与地面之间，它广泛用于110kV330kV的中性点直接接地的电网中。（3）按相数：可分为单相和三相式，35kV及以上不能制成三相式。（4）按安装地点：可分为户内式和户外式。35kV及以下多制成户内式；35kV以上则制成户外式。（5）按绕组数目：可分为双绕组和三绕组电压互感器，三绕组电压互感器除一次侧和基本二次侧外，还有一

14、组辅助二次侧，供接地保护用。l 使用电压互感器需注意事项施工、安装要点：1、副边绝对不容许短路。2、副边绕组连同铁心必须可靠接地。使用注意：1接在电压互感器二次侧负荷的容量应合适，接在电压互感器二次侧的负荷不应超过其额定容量，否则，会使互感器的误差增大，难以达到测量的正确性。2为了确保人在接触测量仪表和继电器时的安全，电压互感器二次绕组必须有一点接地。因为接地后，当一次和二次绕组间的绝缘损坏时，可以防止仪表和继电器出现高电压危及人身安全。3电压互感器在投入运行前要按照规程规定的项目进行试验检查。例如，测极性、连接组别、摇绝缘、核相序等。4电压互感器二次侧不允许短路。由于电压互感器内阻抗很小，若

15、二次回路短路时，会出现很大的电流，将损坏二次设备甚至危及人身安全。电压互感器可以在二次侧装设熔断器以保护其自身不因二次侧短路而损坏。在可能的情况下，一次侧也应装设熔断器以保护高压电网不因互感器高压绕组或引线故障危及一次系统的安全。5电压互感器的接线应保证其正确性，一次绕组和被测电路并联，二次绕组应和所接的测量仪表、继电保护装置或自动装置的电压线圈并联，同时要注意极性的正确性。三 电流互感器(current transformer):l 电流互感器的作用：大电流（一次电流）变换成小电流（二次电流额定值为5A或1A）；隔离作用。l 电流互感器的工作特点和要求：一次绕组与高压回路串联，I1只取决于高

16、压回路电流，而与二次负荷无关。 二次回路不允许开路，否则会产生危险的高电压，危及人身和设备安全。 CT二次回路必须有一点直接接地，防止一、二次绕组绝缘击穿后对地产生高电压，但仅一点接地。 变换的准确性。l 电流互感器的极性：“减极性原则”原则：当同时从一、二次绕组的同极性端子（同名端）通入相同方向 的电流时，它们在铁芯中产生磁通的方向相同。当从一次绕组“*”标端通入交流电时，则在二次侧感应电流从“*”标端流出。从两侧同极性端观察时，I1、I2反方向，称为减极性。此时铁芯中的合成磁势为N1I1N2I20，则I2（N1/N2）I1I1，这表明I1、I2同相位。l 电流互感器的误差：表现在两方面：幅

17、值误差和相位误差。在理想条件下，电流互感器二次电流IsIp/Kn，不存在误差。但实际上不论在幅值上（考虑变比折算）和角度上，一二次电流都存在差异。这一点我们可以在图1中看到。实际流入互感器二次负载的电流IsIp/KnIe，其中Ie为励磁电流，即建立磁场所需的工作电流。这样在电流幅值上就出现了误差。正常运行时励磁阻抗很大，励磁电流很小，因此误差不是很大经常可以被忽略。但在互感器饱和时，励磁阻抗会变小，励磁电流增大，使误差变大。考虑到励磁阻抗一般被作为电抗性质处理，而二次负载一般为阻抗性质，因此在二次感应电势Es的作用下，Is和Ie不同相位，因此造成了一次电流IpIsIe与二次电流Is存在角度误差

18、，且角误差与二次负载性质有关。电流互感器的误差主要是由励磁电流Ie引起的。l 电流互感器的饱和：所谓互感器的饱和，实际上讲的是互感器铁心的饱和。铁芯的饱和我们可以一般可以分成两种情况来了解。其一是稳态饱和，其二为暂态饱和。对于稳态饱和，我们可以借助图一进行分析。在图中我们可以知道，Ie和二次电流Is是按比例分流的关系。我们假设励磁阻抗Ze不变。当一次电流由于发生事故等原因增大时，Ie也必然会按比例增大，于是铁芯磁通增加。如果一次电流过大，也会引起Ie的过大，从而又会走入上面我们所说的那种循环里去，进而造成互感器饱和。   暂态饱和，是指发生在故障暂态过程中，由暂态分量引起的

19、互感器饱和。我们知道，任何故障发生时，电气量都不是突变的。故障量的出现必然会伴随着或多或少的非周期分量。而非周期分量，特别是故障电流中的直流分量是不能在互感器一二次间传变的。这些电流量将全部作为励磁电流出现。因此当事故发生时伴有较大的暂态分量时，也会造成励磁电流的增大，从而造成互感器饱和。l 电流互感器的选择：为保证保护装置的正确动作，所选择的互感器至少要保证在稳态对称短路电流的下的误差不超过规定值。至于故障电流中的非周期分量和互感器剩磁等问题带来的暂态影响，则只能根据互感器所在系统暂态问题的严重程度、保护装置的特性、暂态饱和可能引起的后果和运行情况进行综合考虑定性分析，至于精确的暂态特性计算

20、由于过于复杂且现场工作情况很难进行，因此不进行讨论。实际工程应用中，一般按稳态条件选择互感器，而抗饱和的问题更多的由保护装置进行处理。l 电流互感器的分类：1 按用途分    (1)测量用电流互感器（或电流互感器的测量绕组）。在正常电压范围内，向测量、计 量装置提供电网电流信息。 (2)保护用电流互感器（或电流互感器的保护绕组）。在电网故障状态下，向继电保护 等装置提供电网故障电流信息。测量用和保护用两类电流互感器的工作范围和性能差别很大一般不能共用。但可组装在一组电流互感器内,由不同的铁心和二次绕组分别实现测量和保护功能。2按绝缘介质分(1)干式电流互感器。由普

21、通绝缘材料经浸漆处理作为绝缘。 (2)浇注绝缘电流互感器。用环氧树脂或其他树脂混合材料浇注成型的电流互感器。(3)油浸式电流互感器。由绝缘纸和绝缘油作为绝缘，一般为户外型，目前我国在各种 电压等级均常用到。(4)气体绝缘电流互感器。主绝缘由SF6气体构成。3按电流变换原理分(1) 电磁式电流互感器。根据电磁感应原理实现电流变换的电流互感器。 (2)光电式电流互感器。通过光电变换原理实现电流变换的电流互感器。4按安装方式分(1) 贯穿式电流互感器。用来穿过屏板或墙壁的电流互感器。 (2)支柱式电流互感器。安装在平面或支柱上，兼做一次电路导体支柱用的电流豆感器。 (3)套管式电流互感器。没有一次导

22、体和一次绝缘，直接套装在绝缘的套管上的一种电 流互感器。(4)母线式电流互感器。没有一次导体但有一次绝缘，直接套装在母线上使用的一种电 流互感器 5按一次绕组匝数分 (1)单匝式电流互感器。大电流互感器常用单匝式。 (2)多匝式电流互感器。中、小电流互感器常用多匝式。6按二次绕组所在位置分 (1)正立式。二次绕组在产品下部，是国内常用结构型式。 (2)倒立式。二次绕组在产品头部，是近年来比较新型的结构型式。  7按二次绕组所在位置分 (1)单电流比电流互感器。即一、二次绕组匝数固定，电流比不能改变，只能实现一种 电流比变换的互感器。(2)多电流比电流互感器。 QMV104DT5即一次

23、绕组或二次绕组匝数可改变，电流比 可以改变，可实现不同电流比变换。(3)多个铁芯电流互感器。这种互感器有多个各自具有铁芯的二次绕组，以满足不同精 度的测量和多种不同的继电保护装置的需要。为了满足某些装置的要求，其中某些 二次绕组具有多个抽头。8按保护用电流互感器技术性能分 (1)稳定特性型。保证电流在稳态时的误差，如P、PR、PX级等。(2)暂态特性型。保证电流在暂态时的误差，如TPX、TPY、TPZ、TPS级等。  9按使用条件分 (1)户内型电流互感器。一般用于35kV及以下电压等级。(2)户外型电流互感器。一般用于35kV及以上电压等级。四 高压断路器:l 高压断路器的定义：断

24、路器是指能开断 、关合和承载运行线路的正常电流，并能在规定时间内承载、关合和开断规定的异常电流（如短路电流）的电器设备，通常也简称为开关。l 高压断路器的作用：1）在关合状态时应为良好的导体，不仅对正常电流而且对规定的短路电流也应能承受其发热和电动力的作用；2）对地及断口间具有良好的绝缘性能；3）在关合状态的任何时刻，应能在不发生危险过电压的条件下，在尽可能短的时间内开断额定短路电流以下的电流；4）于开断状态的任何时刻，应能在断路器触头不发生熔焊的条件下，在短时间内安全地关合规定地短路电流。l 高压断路器的组成：高压断路器的结构，原则上可以分为四个部分，即导电回路、灭弧装置、绝缘与支撑系统和操

25、动机构。另外还包括传动装置和控制系统等部件。l 高压断路器的分类：断路器根据其灭弧原理可分自动产气、磁吹、多油、少油、压缩空气、真空和六氟化硫等类型，其操动机构有手动、电磁、弹簧、气动和液压等类型。目前使用较多地是少油、真空和六氟化硫三种型式：1. 油断路器：是指利用变压器油作为灭弧和绝缘介质的断路器。通常，油断路器可分为少油断路器和多油断路器两类，油断路器是最早出现且使用最多的一种断路器。第一台简单开断的油断路器出现在19世纪末的1895年。2. 磁吹断路器：磁吹断路器是指利用磁场对电弧的作用，使电弧吹进灭弧栅内，电弧在固体介质在灭弧栅的狭沟内加快冷却和复合而熄灭的断路器。由于电弧在灭弧栅内

26、是被逐渐拉长的，所以灭弧过电压不会太高，这是这种断路器的特点之一。3. 真空断路器：触头在高真空中关合和开断的断路器称之为真空断路器。真空断路器具有很多优点，如开距短，体积小，重量轻，电寿命和机械寿命长，维护少，无火灾和爆炸危险等，因此近年来发展很快，特别在中等电压领域内使用很广泛，是配电开关无油化的最好换代产品。4. SF6断路器：SF6断路器是采用 SF6气体作灭弧和绝缘介质的断路器。 SF6断路器开断能力强，开断性能好，电气寿命长，单断口电压高，结构简单，维护少，因此在各个电压等级尤其是在高电压领域内得到了越来越广泛的使用。SF6是一种无色、无嗅和不可燃的惰性气体，化学性质非常稳定。它之

27、所以被用作断路器的灭弧介质，是因为它具有下列特性：a). 绝缘性能好。由试验得知，在相同气压下，SF6气体得击穿强度为空气得2.53倍；当压力为2.65个绝对大气压时，其击穿已与变压器油相当。因此，采用SF6气体为绝缘介质，可使断路器得外型尺寸大大缩小。b) 灭弧性能好。由于SF6在高温下发生分解和电离得特性与空气大不相同，同时SF6气体分子及其在高温时分解而成得氟和氟化物，具有吸附自由电子而构成负离子得特性，使得在SF6中燃烧的电弧，弧压较低，弧径较细，弧柱的热惯性较小。这样，在交流电流过零以后，弧道中的气体很容易由等离子体恢复成绝缘介质。因而在相同条件下，采用SF6气体要比采用其它气体能熄

28、灭更大电流的电弧，亦即能开断更大电流的电路。SF6断路器的截流水平较低，在切断小电感电流时不会产生危险的截流过电压。l 高压断路器的型号：高压断路器的型号包括以下几部分：1）第一个拼音文字表示断路器的种类，即S少油，D多油，K压缩空气， Z-真空，L六氟化硫，Q自产气，C磁吹；2）第二个拼音文字表示使用场合，即N户内，W户外；3）拼音文字后的数字依次表示设计序列、额定电压、额定电流和额定开断电流；4）在额定电压后面有时增加1个拼音文字，用来表示某种特殊性能，如G改进型D增容，W防污，Q耐震。断路器铭牌参数：产品型号与名称、额定电压、额定电流、额定短路开断电流、灭弧室额定气压（指气吹断路器）、额

29、定操作顺序和重量等。对于63220KV电压等级，还要标注额定雷电冲击电压；对于330KV及以上电压等级，要进一步标注额定操作冲击耐压水平。对于有特殊要求的，应标明额定线路充电开断电流、额定电缆充电开断电流、额定电容器组开断电流之类的参数常见标号：DW系列高压户外安装多油断路器；SW系列高压户外安装少油断路器；SN系列高压户内安装少油断路器；ZW系列高压户外安装真空断路器；ZN系列高压户内安装真空断路器；LW系列高压户外安装SF6断路器；LN系列高压户内安装SF6断路器补充：GW-110(III)W-630：G-隔离开关、W-户外使用、110-适用于额定电压为110KV的系统中、（）-型（设计序

30、号）、630-适用于额定电流在630A以下的系统中GN22-10/2000：G-隔离开关、N-户内使用、22-设计序号、2000-适用于额定电流在2000A以下的系统中。SW2-110II：S-少油断路器、W-户外使用、2-设计序号、110-适用于额定电压为110KV的系统中、II-本系列开关中的II型开关。l 高压断路器操作机构的型号：1） 第一位字母为代表操动机构的汉语拼音（即C）；2） 第二个字母代表机构的类型，如S手动，D电磁，J电动机，T弹簧，Q气动，Z重锤，Y液压；3）第三位数字表示设计序列；4）第四部分的数字代表最大合闸力矩以及其他特征标志。标准规定电磁机构分闸线圈和合闸接触器线

31、圈最低动作电压不得低于额定动作电压的30%，最高不得高于额定动作电压的65% 。合闸线圈最低动作电压最低不得低于额定电压的80%-85%。断路器的分合闸动作都需要一定的能量，为了保证断路器的合闸速度，规定了断路器的合闸线圈最低动作电压不得低于额定电压的80%-85%。对分闸线圈和接触器线圈的低电压规定是因这个线圈的动作电压不能过低，也不得过高。如果过低，在直流系统绝缘不良，两点高阻接地的情况下，在分闸线圈或接触器两端可能引入一个数值不大的直流电压，当线圈动作电压过低时，会引起断路器误分闸和误合闸；如果过高，则会因系统故障时，直流母线电压降低而拒绝跳闸。断路器大修后要一般应该做如下试验：绝缘电阻

32、、介质损失角、泄漏电流、交流耐压、接触电阻、均压电容值及介质、油耐压试验、油化验和油色谱分析。断路器的非全相、非同期动作，常会引起较高的过电压或其它事故，后果往往是相当严重的。在装设单相自动重合闸的线路断路器时一般选用分相操动机构。而对于电力变压器和母线联络断路器，应选用三相联动的操动机构。这样一方面可以防止断路器的非全相操作。另一方面可以改善三相操作的分合闸的同期性从而防止了因感应电压作用可能引起的过电压增高。 五 高压开关柜:l 高压开关柜概述 -1.开关柜（又称成套开关或成套配电装置）：它是以断路器为主的电气设备；是指生产厂家根据电气一次主接线图的要求，将有关的高低压电器（包括

33、控制电器、保护电器、测量电器）以及母线、载流导体、绝缘子等装配在封闭的或敞开的金属柜体内，作为电力系统中接受和分配电能的装置。 -2.高压开关设备：主要用于发电、输电、配电和电能转换的高压开关以及和控制、测量、保护装置、电气联结（母线）、外壳、支持件等组成的总称。 -3.开关柜防护要求中的“五防”：防止误分误合断路器、防止带电分合隔离开关、防止带电合接地开关、防止带接地分合断路器、防止误入带电间隔。 -4.母排位置相序对应关系： 相别 漆色 母线安装相互位置 -垂直 水平 引下线 -A相 黄 上 远 左 -B相 绿 中 中 中 -C相 红 下 近 右 -5. 防护等级:外壳、隔板及其他部分防止

34、人体接近带电部分和触及运动部件以及防止外部物体侵入内部设备的保护程度。 -l 开关柜的主要特点： 1有一、二次方案,这是开关柜具体的功能标志,包括电能汇集、分配、计量和保护功能电气线路。一个开关柜有一个确定的主回路(一次回路)方案和一个辅助回路(二次回路)方案，当一个开关柜的主方案不能实现时可以用几个单元方案来组合而成。2. 开关柜具有一定的操作程序及机械或电气联锁机构，实践证明: 无“五防”功能或“五防功能不全”是造成电力事故的主要原因。3. 具有接地的金属外壳，其外壳有支承和防护作用.因此要求它应具有足够的机械强度和刚度，保证装置的稳固性,当柜内产生故障时,不会出现变形,折断等外部效应。同

35、时也可以防止人体接近带电部分和触及运动部件，防止外界因素对内部设施的影响;以及防止设备受到意外的冲击。 4. 具有抑制内部故障的功能， “内部故障”是指开关柜内部电弧短路引起的故障，一旦发生内部故障要求把电弧故障限制在隔室以内。 -l 高压开关柜正常使用条件: 1. 环境温度:周围空气温度不超过40(上限)，一般地区为-5 (下限)，严寒地区可以为-15 。环境温度过高,金属的导电率会减低,电阻增加,表面氧化作用加剧;另一方面, 过高的温度,也会使柜内的绝缘件的寿命大大缩短,绝缘强度下降.反之,环境温度过低,在绝缘件中会产生内应力,最终会导致绝缘件的破坏。 -2. 海拔高度:一般不超过1000

36、米. 对于安装在海拔高于1000米处的设备,外绝缘的绝缘水平应将所要求的绝缘耐受电压乘以修正系数Ka【ka=1÷(1.1-H×10-4)】来决定。由于高海拔地区空气稀薄,电器的外绝缘易击穿,所以采用加强绝缘型电器，加大空气绝缘距离，或在开关柜内增加绝缘防护措施。 -3. 环境湿度: 日平均值不大于95%，月平均值不大于90%。 -4. 地震烈度: 不超过8度。 -5. 其它条件:没有火灾、爆炸危险、严重污染、化学腐蚀及剧烈振动的场所。 -l 高压开关柜组成开关柜应满足GB3906-19913-35 kV交流金属封闭开关设备标准的有关要求，由柜体和断路器二大部分组成，具有架空

37、进出线、电缆进出线、母线联络等功能。柜体由壳体、电器元件(包括绝缘件)、各种机构、二次端子及连线等组成。 柜体的材料: 1).冷扎钢板或角钢(用于焊接柜) 2)敷铝锌钢板或镀锌钢板(用于组装柜)3).不锈钢板(不导磁性). -4).铝板(不导磁性). -柜体的功能单元： -1).主母线室(一般主母线布置按“品”字形或“1”字形两种结构 2).断路器室 3).电缆室 4).继电器和仪表室5).柜顶小母线室6).二次端子室 柜内电器元件： 1. 柜内常用一次电器元件（主回路设备）常见的有如下设备： 电流互感器简称CT【如：LZZBJ9-10】电压互感器简称PT【如:JDZJ-10】 接地开关【如:

38、JN15-12】 避雷器(阻容吸收器)【如:HY5WS单相型;TBP、JBP组合型】 隔离开关【如:GN19-12、GN30-12、GN25-12】 高压断路器【如：少油型(S)、真空型(Z)、SF6型(L)】 高压接触器【如： JCZ3-10D/400A型】 高压熔断器【如：RN2-12、XRNP-12、RN1-12】 变压器【如:SC(L)系列干变、 S系列油变】 高压带电显示器【GSN-10Q型】 绝缘件【如:穿墙套管、触头盒、绝缘子、绝缘热缩(冷缩)护套】 主母线和分支母线 高压电抗器【如串联型:CKSC和起动电机型:QKSG】 负荷开关【如:FN26-12(L)、FN16-12(Z)

39、】 高压单相并联电容器【如:BFF12-30-1】 等等 柜内常用的主要二次元件常见如下: 1.继电器2.电度表3.电流表4.电压表5.功率表6.功率因数表7.频率表8.熔断器9.空气开关10.转换开关11.信号灯12.电阻13.按钮14.微机综合保护装置等等。 l 高压开关柜分类: 1. 按断路器安装方式分为移开式（手车式）和固定式（1）.移开式或手车式(用Y表示)：表示柜内的主要电器元件(如:断路器)是安装在可抽出的手车上的，由于手车柜有很好的互换性,因此可以大大提高供电的可靠性，常用的手车类型有:隔离手车、计量手车、断路器手车、PT手车、电容器手车和所用变手车等，如KYN28A-12。（

40、2）.固定式(用G表示): 表示柜内所有的电器元件(如:断路器或负荷开关等)均为固定式安装的，固定式开关柜较为简单经济，如XGN2-10、GG-1A等。 2. 按安装地点分为户内和户外 （1）.用于户内(用N表示);表示只能在户内安装使用， 如：KYN28A-12等开关柜； （2）.用于户外(用W表示);表示可以在户外安装使用， 如: XLW等开关柜。 3. 按柜体结构可分为金属封闭铠装式开关柜、金属封闭间隔式开关柜金属封闭箱式开关柜和敞开式开关柜四大类 （1）.金属封闭铠装式开关柜（用字母K来表示）主要组成部件（例如：断路器、互感器、母线等）分别装在接地的用金属隔板隔开的隔室中的金属封闭开关

41、设备。如KYN28A-12型高压开关柜。 （2）.金属封闭间隔式开关柜（用字母J来表示）与铠装式金属封闭开关设备相似，其主要电器元件也分别装于单独的隔室内，但具有一个或多个符合一定防护等级的非金属隔板。如JYN2-12型高压开关柜。 （3）.金属封闭箱式开关柜（用字母X来表示）开关柜外壳为金属封闭式的开关设备。如XGN2-12型高压开关柜。 （4）.敞开式开关柜，无保护等级要求，外壳有部分是敞开的开关设备。如GG-1A(F)型高压开关柜  六 高压隔离开关:高压隔离开关简称刀闸。隔离开关没有专门的灭弧装置不能用来接通和分断负荷电流，更不能用来切断短路电流。隔离开关主要用来隔断电源，以

42、保证检修和倒闸操作的安全。l 高压隔离开关的分类高压隔离开关按照安装地点和条件的不同可以分为室内高压隔离开关和室外高压隔离开关，其中室外高压隔离开关对恶劣天气条件的适应能力较好。高压隔离开关按照绝缘支柱目数又可以分为单柱式、双柱式和三柱式的隔离开关。l 高压隔离开关的用途高压隔离开关本身不具有灭弧功能，不能用于电流的通断，不能断开短路电流，而只能用于某些不会引起强大电弧的切换操作，例如用作电压互感器、避雷器、变压器及计量柜等设备的高压控制电器，或与高压断路器连接用于停电的可靠性保障等。l 高压隔离开关的技术性能高压隔离开关的是不允许带负荷操作的，拉闸、合闸前应检查与之串联安装的断路器是否在分闸

43、位置。运行中的高压隔离开关连接部位温度不得超过75。机构应保持灵活。10kv隔离开关的正常操作范围是通断电压互感器和避雷针、通断母线的充电电路、通断电容流量不超过5A的空载线路和通断励磁电流不超过2A的空载变压器。高压隔离开关对于空载线路的通断能力，是按照室外高压隔离开关的分合长度不能超过10km架空线路的空载电流来限定的。对于空载电缆线路来说，电容电流要比同长度的架空电路更高，因此不能用长度来限定，只能用5A的水平作为高压隔离开关的标准。高压隔离开关对空载变压器的通断性能，是按照50年代左右的老式变压器来规定的，而由于当时的变压器空载电流很大，隔离开关所能通断的限度也就较低。目前的隔离开关和

44、变压器虽然在性能上有很大改变，但是由于缺少明确限定范围，因此也只能以不超过2A为标准。  七 高压负荷开关和熔断器:l 负荷开关的定义：是一种带有专用灭弧触头、灭弧装置和弹簧断路装置的分合开关。高压负荷开关是一种功能介于高压断路器和高压隔离开关之间的电器，高压负荷开关常与高压熔断器串联配合使用；用于控制电力变压器。高压负荷开关具有简单的灭弧装置，因为能通断一定的负荷电流和过负荷电流。但是它不能断开短路电流，所以它一般与高压熔断器串联使用，借助熔断器来进行短路保护。l 负荷开关的结构：负荷隔开主要由底架、支撑绝缘子、进出线板、隔离刀、导电杆、快速机构、真空灭弧室及绝缘操作杆等组成。 在

45、开关合闸位置时，灭弧室与隔离刀后端并联，保证开关具有很强的过载承受能力以及可靠的导电性，只相当于一台关合着的隔离开关，隔离断口用隔离刀相连，带动灭弧室的快速机构与隔离刀相连，依靠隔离刀的转动来带动快速机构，从而带动灭弧室动作，实现机械上的时序联动，在隔离刀的分闸过程中，有一导电杆将隔离刀与静触头相连，起瞬态过程的导电作用（即：隔离刀脱离静触头，灭弧室未分闸时）。当灭弧室完成开断过程后，导电杆在弹簧的作用，形成明显的可见断口。l 负荷开关的优点：负荷开关的优点是价格较低，多用于10千伏以下的配电线路，其灭弧方式有空气、压气式、SF6和真空灭弧等几种。随着科学技术的不断发展，负荷开关的种类和质量都

46、有所增加和提高。l 熔断器的定义：熔断器也被称为保险丝，IEC127标准将它定义为"熔断体（fuse-link)"。它是一种安装在电路中，保证电路安全运行的电器元件。熔断器其实就是一种短路保护器，广泛用于配电系统和控制系统，主要进行短路保护或严重过载保护熔断器是一种过电流保护器。熔断器主要由熔体和熔管以及外加填料等部分组成。使用时，将熔断器串联于被保护电路中，当被保护电路的电流超过规定值，并经过一定时间后，由熔体自身产生的热量熔断熔体，使电路断开，从而起到保护的作用。l 熔断器的分类：(1) 户内式熔断器： 户内熔断器是内充石英砂填料的密封管式熔断器，当它通过过载电流或短路

47、电流时熔体熔断，其金属蒸气与燃弧后的游离气体受到高温高压的作用，喷入石英砂之间的空隙，与石英砂表面接触受到冷却凝固，减少了熔体蒸发后的游离气体与金属蒸气，从而使电流自然过零，迫使电弧熄灭。在熔体熔断时，熔断器弹簧的拉线也同时拉断，并从弹簧管内弹出。户内型高压管式熔断器具有熄弧能力强、分断容量大、分断电路时无游离气体排出、能产生截流过电压等特点。能在短路电流未达到冲击值之前就可完全熔断，因此这种熔断器具有限流作用。(2) 户外式熔断器： 户外式熔断器，用来保护10kV电力变压器和电力线路。由固定支持部分、活动熔管及熔丝组成，固定支持部分为瓷或合成绝缘体。其工作原理是：将熔丝穿入熔管内,两端拧紧,

48、并使熔丝位于熔管中间偏上方,上动触头由于熔丝拉紧的张力而垂直于熔丝管向上翘起,用绝缘拉杆将上动触头推入上静触头内,成闭合状态(合闸状态)并保持这一状态。当被保护线路发生故障,故障电流使熔丝熔断时,形成电弧,消弧管在电弧高温作用下分解出大量气体,使管内压力急剧增大,气体向外高速喷出,对电弧形成强有力的纵向吹弧,使电弧迅速拉长而熄灭.与此同时,由于熔丝熔断,熔丝的拉力消失,使锁紧机构释放,熔丝管在上静触头的弹力及其自重的作用下,绕下轴翻转跌落,形成明显的断开距离。使电路断开，切除故障段线路或者故障设备。八 电力电容器（power capacitor）:l 电力电容器的定义：电力电容器是用于电力网络

49、的电容器。电力电容器是一种静止的无功补偿设备。其主要作用是向电力系统提供无功功率，提高功率因数。采用就地无功补偿的方式，可以减少输电线路输送电流，起到减少线路能量损耗和压降，改善电能质量和提高设备利用率的重要作用。定义1：电容器，顾名思义，是装电的容器，是一种容纳电荷的器件。定义2：电容器，任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体（包括导线）间都构成一个电容器。充电和放电是电容器的基本功能：1. 充电： 使电容器带电（储存电荷和电能）的过程称为充电。这时电容器的两个极板总是一个极板带正电，另一个极板带等量的负电。把电容器的一个极板接电源（如电池组）的正极，另一个极板接电源的负极，两个极板就分别带上了等

50、量的异种电荷。充电后电容器的两极板之间就有了电场，充电过程把从电源获得的电能储存在电容器中。2. 放电：使充电后的电容器失去电荷（释放电荷和电能）的过程称为放电。例如，用一根导线把电容器的两极接通，两极上的电荷互相中和，电容器就会放出电荷和电能。放电后电容器的两极板之间的电场消失，电能转化为其它形式的能。电容器在一般的电子电路中，常用电容器来实现旁路、耦合、滤波、振荡、相移以及波形变换等，这些作用都是其充电和放电功能的演变。l 电力电容器的分类： 电力电容器分为：并联电容器、耦合电容器、电容式电压互感器（CVT）及交流滤波电容器等。电力电容器按用途可分为8种：并联电容器。原称移相电容器。主要用

51、于补偿电力系统感性负荷的无功功率，以提高功率因数，改善电压质量，降低线路损耗。串联电容器。串联于工频高压输、配电线路中，用以补偿线路的分布感抗，提高系统的静、动态稳定性，改善线路的电压质量，加长送电距离和增大输送能力。耦合电容器。主要用于高压电力线路的高频通信、测量、控制、保护以及在抽取电能的装置中作部件用。断路器电容器。原称均压电容器。并联在超高压断路器断口上起均压作用，使各断口间的电压在分断过程中和断开时均匀，并可改善断路器的灭弧特性，提高分断能力。电热电容器。用于频率为4024000赫的电热设备系统中，以提高功率因数，改善回路的电压或频率等特性。脉冲电容器。主要起贮能作用，用作冲击电压发

52、生器、冲击电流发生器、断路器试验用振荡回路等基本贮能元件。直流和滤波电容器。用于高压直流装置和高压整流滤波装置中。标准电容器。用于工频高压测量介质损耗回路中，作为标准电容或用作测量高压的电容分压装置. l 电力电容性能特点：1、模块化结构 智能电力电容器为模块化结构，体积小、现场接线简单、维护方便。只需要增加模块数量即可实现无功补偿系统的扩容。2、高品质电容器采用自愈式低压补偿电容器，电容器内置温度传感器，反映电容器内部发热程度，实现过温保护。3、嵌入投切开关模块智能电力电容器内置投切开关模块。投切开关模块由晶闸管、磁保持继电器、过零触发导通电路和晶闸管保护电路构成，实现电容器“零投切”，保障

53、投切过程无涌流冲击，无操作过电压。开关模块动作响应速度快，可频繁操作。4、完善的保护设计智能电力电容器具有停电保护、短路保护、电压缺相保护、电容器过温保护等功能，有效保障电容器安全，延长设备寿命。5、控制技术先进控制物理量为无功功率，采用无功潮流预测和延时多点采样技术，确保投切无振荡。重载时，无功得到充分补偿。6、防投切振荡技术采用独特的设计原理，防止控制器死机而产生的不补偿或过补偿现场，防止电容器投切振荡。7、自动补偿无功功率智能电力电容器根据负荷无功功率的大小自动投切，动态补偿无功功率，改善电能质量。智能电容器可单台使用、也可多台联机使用。8、人机界面友好显示电流、电压、无功功率等设备运行

54、参数。显示投切状态、复合开关模块故障状态、通讯状态。并可方便实现调试/工作状态切换、手动/自动操作功能。l 电力电容应用领域： 工厂配电系统 居民小区配电系统 市政商业建筑交通隧道配电系统 箱变、成套柜、户外配电箱l 电力电容补偿原理：电流在电感元件中作功时，电流超前于电压90，而电流在电容元件中作功时，电流滞后电压90，在同一电路中，电感电流与电容电流方向相反，互差180，如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件，使两者的电流相互抵消，使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小，从而提高电能作功的能力，这就是无功补偿的道理。九 电力电抗器:l 电抗器概念:电抗器也叫电感器，一个导体通电时就会在其所

55、占据的一定空间范围产生磁  场，所以所有能载流的电导体都有一般意义上的感性。然而通电长直导体的电感较小，所产生的磁场不强，因此实际的电抗器是导线绕成螺线管形式，称空心电抗器；有时为了让这只螺线管具有更大的电感，便在螺线管中插入铁心，称铁心电抗器。电抗分为感抗和容抗，比较科学的归类是感抗器（电感器）和容抗器（电容器）统称为电抗器，然而由于过去先有了电感器，并且被称谓电抗器，所以现在人们所说的电容器就是容抗器，而电抗器专指电感器。l 电抗器分类:  按结构及冷却介质、按接法、按功能、按用途进行分类。  1 、按结构及冷却介质：分为空心式、铁心式、干式、油浸式

56、等，例如干式空心电抗器、干式铁心  电抗器、油浸铁心电抗器、油浸空心电抗器、夹持式干式空心电抗器、绕包式干式空心电抗器、水泥电抗器等。  2、 按接法：分为并联电抗器和串联电抗器。  3 、按功能：分为限流和补偿。  4 、按用途：按具体用途细分，例如限流电抗器、滤波电抗器、平波电抗器、功率因数补偿电抗器、串联电抗器、平衡电抗器、接地电抗器、消弧线圈、进线电抗器、出线电抗器、饱和电抗器、自饱和电抗器、可变电抗器（可调电抗器、可控电抗器）、轭流电抗器、串联谐振电抗器、并联谐振电抗器等。l 电抗器作为无功补偿手段，在电力系统中是

57、不可缺少的。并联电抗器：发电机满负载试验用的电抗器是并联电抗器的雏型。铁心式电抗器由于分段铁心饼之间存在着交变磁场的吸引力，因此噪音一般要比同容量变压器高出10dB左右。限流电抗器：限流电抗器一般用于配电线路。从同一母线引出的分支馈线上往往串有限流电抗器，以限制馈线的短路电流，并维持母线电压，不致因馈线短路而致过低。阻尼电抗器(通常也称串联电抗器)与电容器组或密集型电容器相串联，用以限制电容器的合闸涌流。这一点，作用与限流电抗器相类似滤波电抗器滤波电抗器与滤波电容器串联组成谐振滤波器，一般用于3次至17次的谐振滤波或更高次的高通滤波。直流输电线路的换流站、相控型静止补偿装置、中大型整流装置、电气化铁道，以至于所有大功率晶闸管控制的电力电子电路都是谐波电流源，必须加以滤除，不让其进入系统。电力部门对于电力系统中的谐波有具体规定。消弧线圈：消弧线圈广泛用于lOkV-6kV级的谐振接地系统。由于变电所的无油化倾向，因此35kV以下的消弧线圈现很多是干式浇注型。平波电抗器：平波电抗器用于整流以后的直流回路中。整流电路的脉波数总是有限的，在输出的整直电压中总是有纹波的。这种纹波往往是有害的，