发电厂电气部分第六章1

1、第六章第六章 导体和电气设备的原理与选择导体和电气设备的原理与选择 第一节第一节 电气设备选择的一般条件电气设备选择的一般条件一、按正常工作条件选择电气设备一、按正常工作条件选择电气设备smmaUU11、额定电压、额定电压电气设备的额定电压电气设备的额定电压UN就是铭牌上标出的线电压。就是铭牌上标出的线电压。 NmaUU%)115%110(1NSNUUNSsmUU%)110(2、额定电流、额定电流指在额定环境温度下，长时间内电气设备所能允许通过指在额定环境温度下，长时间内电气设备所能允许通过的电流的电流maxIIN发电机回路：发电机回路： mI1.051.053cosNaxNNNPIU回路名称

2、回路名称最大持续工作电流最大持续工作电流说明说明发电机、调相机回发电机、调相机回路路1.05倍发电机、调相机倍发电机、调相机额定电流额定电流发电机和变压器在电发电机和变压器在电压降低到压降低到0.95额定电额定电压运行时，出力可以压运行时，出力可以保持不变，故电流可保持不变，故电流可以增大以增大5%变压器回路变压器回路1.05倍变压器额定电流倍变压器额定电流1.32.0倍变压器额定电倍变压器额定电流流若要求承担另一台变若要求承担另一台变压器事故或检修时转压器事故或检修时转移的负荷移的负荷出线回路出线回路1.05倍线路最大负荷电倍线路最大负荷电流流考虑考虑5%线损，还应线损，还应考虑事故时转移过

3、来考虑事故时转移过来的负荷的负荷分段回路分段回路母线上最大一台发电机额定电流的母线上最大一台发电机额定电流的50%80%变电所应满足用户的一级负荷和大部分变电所应满足用户的一级负荷和大部分二级负荷二级负荷汇流母线汇流母线按实际潮流分布确定按实际潮流分布确定电容器回路电容器回路1.35倍电容器额定电流倍电容器额定电流母线分段电抗器母线分段电抗器 一般可取为等于该母线上最大一台发电一般可取为等于该母线上最大一台发电机额定电流机额定电流50%80%母联回路母联回路母线上最大一台发电机或变压器的最大母线上最大一台发电机或变压器的最大持续工作电流持续工作电流回路名称回路名称最大持续工作电流最大持续工作电

4、流说明说明3、按当地环境进行修正、按当地环境进行修正 （1）海拔修正）海拔修正 v电气设备的最高工作电压时按一定的海拔高度设计的电气设备的最高工作电压时按一定的海拔高度设计的v如果电气设备布置在规定的海拔高度以上，电气设备的如果电气设备布置在规定的海拔高度以上，电气设备的最大工作电压就要降低；最大工作电压就要降低；v海拔高度每增加海拔高度每增加100m，最大工作电压应降低，最大工作电压应降低1%;v对海拔超对海拔超1000m的一般选用高原型产品或外绝缘提高一的一般选用高原型产品或外绝缘提高一级。级。NNIKI（2）温度修正）温度修正0alalKal导体长期发热允许最高温度，裸导体一般为导体长期

5、发热允许最高温度，裸导体一般为70C0导体额定环境温度，裸导体一般为导体额定环境温度，裸导体一般为25C裸导体和电缆的综合修正系数裸导体和电缆的综合修正系数我国生产的电气设备额定环境温度为我国生产的电气设备额定环境温度为C4001）当实际环境温度高于）当实际环境温度高于 时，环境温度每增高时，环境温度每增高 ，按减小额定电流，按减小额定电流1.8%进行修正；进行修正；2）当实际环境温度低于）当实际环境温度低于 时，环境温度每降低时，环境温度每降低 ，按增加额定电流，按增加额定电流0.5%进行修正；进行修正；3）最大过负荷不超过额定电流）最大过负荷不超过额定电流20%。40 C1 C40 C1

6、C选择导体和电器的实际环境温度与其类别及安装场所有关：选择导体和电器的实际环境温度与其类别及安装场所有关：v屋外裸导体和屋外电缆沟中的电缆用最热月平均最高温屋外裸导体和屋外电缆沟中的电缆用最热月平均最高温度；度；v屋外电气设备采用年最高温度；屋外电气设备采用年最高温度；v屋内裸导、屋内电缆沟中的电缆和屋内电器采用屋内通屋内裸导、屋内电缆沟中的电缆和屋内电器采用屋内通风设计温度；当无资料时，可取最热月平均最高温度加风设计温度；当无资料时，可取最热月平均最高温度加 ;土中直埋电缆采用最热月的平均地温。土中直埋电缆采用最热月的平均地温。5 C（3）温度和湿度）温度和湿度v一般高压电气设备可在环境温度

7、为一般高压电气设备可在环境温度为 的范围内长期正常运行；的范围内长期正常运行；v当使用环境温度低于当使用环境温度低于 时，应选用适合高寒时，应选用适合高寒地区的产品；地区的产品；v若使用环境温度超过若使用环境温度超过 时，应选用型号后带时，应选用型号后带有有”TA“字样的干热带型产品；字样的干热带型产品；CC4030C30C 40v一般高压电气设备相对湿度为一般高压电气设备相对湿度为90%的环境下长期正常运的环境下长期正常运行；行；v当环境相对湿度超过标准时，应选用型号带有当环境相对湿度超过标准时，应选用型号带有“TH“字字样的湿热带型产品。样的湿热带型产品。（4）污染情况）污染情况安装在污染

8、严重，有腐蚀性物质、烟尘、粉尘等恶劣环境安装在污染严重，有腐蚀性物质、烟尘、粉尘等恶劣环境中的电气设备，应选用防污型产品或将设备布置在室内。中的电气设备，应选用防污型产品或将设备布置在室内。（5）风速、日照、地震等）风速、日照、地震等 二、按短路状态校验二、按短路状态校验1、短路热稳定校验、短路热稳定校验 v热稳定热稳定指电气设备承受短路电流热效应而不损坏的指电气设备承受短路电流热效应而不损坏的能力能力v热稳定校验的实质热稳定校验的实质使电气设备承受短路电流热效应使电气设备承受短路电流热效应时的短时发热最高温度不超过短时最高允许温度。时的短时发热最高温度不超过短时最高允许温度。KtQtI2al

9、h一般电器一般电器导体导体minSS2、动稳定校验、动稳定校验 动稳定动稳定指电气设备承受短路电流产生的电动力效应指电气设备承受短路电流产生的电动力效应而不损坏的能力而不损坏的能力shesiishesII一般电器一般电器2shshiK IshK冲击系数冲击系数 发电机端取：发电机端取：1.9发电机高压母线及发电机电压电抗器后取：发电机高压母线及发电机电压电抗器后取：1.85远离发电机：远离发电机：1.8绝缘子动稳定校验条件：绝缘子动稳定校验条件：(3)alcFFalc硬导体的动稳定校验条件：硬导体的动稳定校验条件：下列情况可简化短路校验下列情况可简化短路校验 1）用熔断器保护的电器，其热稳定由

10、熔断时间保证，故）用熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，故可不验算热稳定。可不验算热稳定。2）采用有限流电阻的熔断器保护的设备可不校验动稳定；）采用有限流电阻的熔断器保护的设备可不校验动稳定；3）电缆因有足够的强度，亦可不校动稳定。）电缆因有足够的强度，亦可不校动稳定。4）装设在电压互感器回路中的裸导体和电器可不验算动、）装设在电压互感器回路中的裸导体和电器可不验算动、热稳定。热稳定。3、短路电流计算条件、短路电流计算条件（1）容量和接线）容量和接线v按最终设计容量计算，并考虑远景发展规划（按最终设计容量计算，并考虑远景发展规划（510年）年）v接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线方

11、式接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线方式（2）短路种类）短路种类v一般按系统最大运行方式下三相短路计算一般按系统最大运行方式下三相短路计算v若其它种类短路比三相短路严重，则按该情况计算若其它种类短路比三相短路严重，则按该情况计算（3）短路计算点）短路计算点在正常接线方式时，通过电气设备的短路电流为最大在正常接线方式时，通过电气设备的短路电流为最大的短路点，称为短路计算点的短路点，称为短路计算点原则：选择通过导体和电器的短路电流为最大的那原则：选择通过导体和电器的短路电流为最大的那些点作为短路计算点。些点作为短路计算点。 方法：方法：1）对两侧都有电源的电）对两侧都有电源的电气设备，在被选

12、择的设备两端气设备，在被选择的设备两端分别取短路点，看哪一点流过分别取短路点，看哪一点流过电器的短路电流为最大。电器的短路电流为最大。 2）带限流电抗器的出线回路，由于干式电抗器工作可）带限流电抗器的出线回路，由于干式电抗器工作可靠，出线回路中各电气的连接线很短，事故概率很低，靠，出线回路中各电气的连接线很短，事故概率很低，故校验回路中各电气设备时的短路计算点一般选择电抗故校验回路中各电气设备时的短路计算点一般选择电抗器后器后 3）在同一电压等级中，汇流母线短路时，短路电流最大。）在同一电压等级中，汇流母线短路时，短路电流最大。校验汇流母线、厂用电分支电器和母联回路的电器时，短校验汇流母线、厂

13、用电分支电器和母联回路的电器时，短路计算点应该选在母线。路计算点应该选在母线。 4）110KV及以上的电压等级，因其电气设备的裕度较及以上的电压等级，因其电气设备的裕度较大，短路计算点可以只选一个，选在母线上。大，短路计算点可以只选一个，选在母线上。5）短路计算点选择在并）短路计算点选择在并联支路时，应断开一条联支路时，应断开一条支路支路。 4、短路计算时间、短路计算时间 (1)校验热稳定的短路电流计算时间校验热稳定的短路电流计算时间 ktbrprktttainbrtttbrt断路器全开断时间断路器全开断时间 int断路器固有分闸时间（查产品参数表）断路器固有分闸时间（查产品参数表） at断路

14、器燃弧时间断路器燃弧时间 prt保护动作时间，保护动作时间，(2)开关电器的开断短路电流的计算时间开关电器的开断短路电流的计算时间 KtinprKttt1开断电气设备应能在最严重的情况下开断短路电流开断电气设备应能在最严重的情况下开断短路电流 1prt主继电保护动作时间主继电保护动作时间 stpr05. 01int断路器固有分闸时间（查产品参数表）断路器固有分闸时间（查产品参数表） v10KV QF中速、慢速：中速、慢速： stin14. 0stK19. 014. 005. 0用用0.2s短路电流校验短路电流校验 v35KV及以上及以上 QF快速快速： stin04. 0stK09. 004.

15、 005. 0用用0.1s短路电流校验短路电流校验 第二节第二节 高压断路器和隔离开关的原理与选择高压断路器和隔离开关的原理与选择v开关电器的作用：接通与切断电路开关电器的作用：接通与切断电路v开关电器满足开关电器满足3种功能：种功能：（1）正常运行时合、分电路，应能合、分正常工作最大电流，）正常运行时合、分电路，应能合、分正常工作最大电流，需要时选择能胜任频繁操作的开关；需要时选择能胜任频繁操作的开关；（2）事故时在继电保护装置控制下应能切断短路电流；）事故时在继电保护装置控制下应能切断短路电流；（3）设备检修时形成明显断口且保证不误合，使被检修设备可）设备检修时形成明显断口且保证不误合，使

16、被检修设备可靠地与电源隔离靠地与电源隔离v开关电器在电力系统运行中极为重要，其中，又以断路开关电器在电力系统运行中极为重要，其中，又以断路器的地位最重要，结构也最复杂。器的地位最重要，结构也最复杂。v高压断路器时用来在正常情况下接通和断开电路、且在高压断路器时用来在正常情况下接通和断开电路、且在故障情况下能自动迅速开断故障电流的开关设备故障情况下能自动迅速开断故障电流的开关设备v对断路器的基本要求是：在各种情况下应具有足够的开对断路器的基本要求是：在各种情况下应具有足够的开断能力，尽可能短的动作时间和高度的工作可靠性断能力，尽可能短的动作时间和高度的工作可靠性v断路器最重要的任务就是熄灭电弧。

17、各种断路器都有不断路器最重要的任务就是熄灭电弧。各种断路器都有不同结构的灭弧装置。同结构的灭弧装置。一、电弧产生的过程与熄灭一、电弧产生的过程与熄灭当开关电器切断有电流的电路时（只当开关电器切断有电流的电路时（只要电源电压大于要电源电压大于1020V，电流大于，电流大于80100mA ），在动静触头间歇中（弧），在动静触头间歇中（弧隙）会出现电弧，开断的负荷电流越大，隙）会出现电弧，开断的负荷电流越大，电弧就越强。电弧就越强。1、电弧现象、电弧现象在电弧燃烧期间，触头虽已分开，但电路在电弧燃烧期间，触头虽已分开，但电路中的电流仍以电弧的方式维持着，电路并中的电流仍以电弧的方式维持着，电路并未真

18、正断开，只有电弧熄灭，电路才能真未真正断开，只有电弧熄灭，电路才能真正被切断正被切断 。电弧时介质被击穿的放电现象。电弧时介质被击穿的放电现象。电弧的特征：电弧的特征：1）电弧是一种能量集中、温度很高、亮度很强的放电现）电弧是一种能量集中、温度很高、亮度很强的放电现象；象；2）电弧由阴极区、弧柱区和阳极区）电弧由阴极区、弧柱区和阳极区3部分组成；部分组成；3）电弧时一种自持放电现象，即电弧一旦形成，维持电）电弧时一种自持放电现象，即电弧一旦形成，维持电弧温度燃烧所需的电压很低；弧温度燃烧所需的电压很低；4）电弧是一种游离气体，质量很轻、容易变形，在外力）电弧是一种游离气体，质量很轻、容易变形，

19、在外力作用下会迅速移动、伸长或弯曲。作用下会迅速移动、伸长或弯曲。如果电弧长久不熄灭，就会烧坏触头和触头附近如果电弧长久不熄灭，就会烧坏触头和触头附近的绝缘，并延长断路时间，危害电力系统的安全的绝缘，并延长断路时间，危害电力系统的安全运行，所以，切断电路时，必须尽快熄灭电弧。运行，所以，切断电路时，必须尽快熄灭电弧。（1）强电场发射）强电场发射 当开关动、静触头分离初瞬，开距当开关动、静触头分离初瞬，开距S很小，虽然外施电压很小，虽然外施电压U不高，但电场强度不高，但电场强度E（E=U/S）很大。当其值超过）很大。当其值超过3106 V/m时，阴极表面的电子被强行拉出，成为存在于触头间歇的自由

20、电时，阴极表面的电子被强行拉出，成为存在于触头间歇的自由电子。其数量取决于电场强度的大小。子。其数量取决于电场强度的大小。 （这是产生电弧的最根本的条件（这是产生电弧的最根本的条件 ）2、电弧的形成、电弧的形成四个过程四个过程（2）碰撞游离）碰撞游离 自由电子的强电场作用下，加速向阳极运动，沿途撞击中自由电子的强电场作用下，加速向阳极运动，沿途撞击中性粒子，使之游离出自由电子和正离子，链琐反应，由此形成性粒子，使之游离出自由电子和正离子，链琐反应，由此形成电流。电流。【绝缘介质被击穿绝缘介质被击穿】 （3）热电子发射）热电子发射 电弧形成后，弧隙温度迅速升高电弧形成后，弧隙温度迅速升高【可达数

21、千度甚至上万可达数千度甚至上万度度】，此时熔化金属触头依靠高温而发射电子。其数量取决，此时熔化金属触头依靠高温而发射电子。其数量取决于触头材料和表面温度。于触头材料和表面温度。（4）热游离）热游离 高温下的中性粒子不规则的热运动速度很高，使在高温下的中性粒子不规则的热运动速度很高，使在其彼此碰撞时游离出大量带电粒子。其彼此碰撞时游离出大量带电粒子。 总结：阴极在强电场作用下发射电子。发射的电子在触头电总结：阴极在强电场作用下发射电子。发射的电子在触头电压作用下产生碰撞游离，就形成了电弧。在高温作用下，阴压作用下产生碰撞游离，就形成了电弧。在高温作用下，阴极产生热发射，并在介质中发生热游离，使电

22、弧维持和发展，极产生热发射，并在介质中发生热游离，使电弧维持和发展，这就是电弧形成的过程。这就是电弧形成的过程。 3、电弧在燃烧过程中，存在互为相反的两种过程：、电弧在燃烧过程中，存在互为相反的两种过程：(1)游离过程：产生自由电子过程。游离过程：产生自由电子过程。(2)去游离过程：电弧中发生游离的同时，还进行着使带电粒去游离过程：电弧中发生游离的同时，还进行着使带电粒子减少的去游离过程，即：减少自由电子的过程。子减少的去游离过程，即：减少自由电子的过程。4、去游离过程的两种形式、去游离过程的两种形式(1)复合去游离：正、负粒子相互中和变成中性粒子的现象。复合去游离：正、负粒子相互中和变成中性

23、粒子的现象。 复合去游离进行的快慢与弧隙电场强度的大小、电弧的复合去游离进行的快慢与弧隙电场强度的大小、电弧的温度及电弧的表面积有关温度及电弧的表面积有关(2)扩散去游离：弧柱中的自由电子和正离子由于热运动而从扩散去游离：弧柱中的自由电子和正离子由于热运动而从弧柱内部溢出进入周围冷介质的现象。弧柱内部溢出进入周围冷介质的现象。有：浓度扩散；温度扩散。有：浓度扩散；温度扩散。5、电弧燃烧的三种状态、电弧燃烧的三种状态1）若游离过程）若游离过程去游离过程，电弧电流增大，则电弧会剧烈燃烧去游离过程，电弧电流增大，则电弧会剧烈燃烧2）若游离过程）若游离过程=去游离过程，电弧电流不变，则电弧会稳定燃烧去

24、游离过程，电弧电流不变，则电弧会稳定燃烧3）若游离过程）若游离过程去游离过程，电弧电流减小，则电弧最终会熄灭去游离过程，电弧电流减小，则电弧最终会熄灭v要想使电弧熄灭，就必须设法加强去游离过程，使其大于游要想使电弧熄灭，就必须设法加强去游离过程，使其大于游离过程。离过程。 6、交流电弧的特性、交流电弧的特性交流电弧的特点：交流电弧的特点：动态的伏安特性。动态的伏安特性。 电弧电压的波形呈马鞍形变化电弧电压的波形呈马鞍形变化电流每半周过零一次，电弧会暂时自然熄灭；电流每半周过零一次，电弧会暂时自然熄灭；v电弧压降为非正弦波形，在电弧压降为非正弦波形，在每半个周期内呈不对称马鞍每半个周期内呈不对称

25、马鞍形状态。形状态。v稳定燃烧的电弧电流波形稳定燃烧的电弧电流波形近为正弦波形近为正弦波形1）过零前瞬间）过零前瞬间t1时刻，时刻，iT去游去游离加强离加强 （2）过零时）过零时t时刻，时刻，i=0 T去游离进一步加强，电弧去游离进一步加强，电弧瞬时熄灭。瞬时熄灭。（3）过零后）过零后t2时刻，电弧是否重燃，取决于弧隙介质强度时刻，电弧是否重燃，取决于弧隙介质强度的恢复的恢复Ud(t)和弧隙电压的恢复和弧隙电压的恢复Ur(t)。v在电弧电流自然过零时，电弧向弧隙送能量减少，电弧温在电弧电流自然过零时，电弧向弧隙送能量减少，电弧温度和热游离下降，电弧将自动熄灭度和热游离下降，电弧将自动熄灭v熄灭

26、交流电弧的主要问题为：防止电弧重燃熄灭交流电弧的主要问题为：防止电弧重燃 7、交流电弧的熄灭条件、交流电弧的熄灭条件 弧隙去游离和它的介质强度（即弧隙的绝缘能力，弧隙去游离和它的介质强度（即弧隙的绝缘能力，或称弧隙的耐压强度）的增大；或称弧隙的耐压强度）的增大；施加于弧隙的电压（称恢复电压）的增大；施加于弧隙的电压（称恢复电压）的增大；交流电流过零前后，弧隙中发生的现象：交流电流过零前后，弧隙中发生的现象：（1）弧隙介质绝缘强度的恢复过程）弧隙介质绝缘强度的恢复过程 v弧隙介质强度的恢复过程弧隙介质强度的恢复过程弧隙的绝缘能量或称介质强度弧隙的绝缘能量或称介质强度恢复到正确状态的时间过程，弧隙

27、介质强度的恢复过程：以恢复到正确状态的时间过程，弧隙介质强度的恢复过程：以耐受电压表示耐受电压表示 )(tUdv取决于取决于QF的灭弧装置的结构和灭弧介质的性质，随的灭弧装置的结构和灭弧介质的性质，随QF型型式而异式而异 A）近阴极效应使弧隙出现起始介质）近阴极效应使弧隙出现起始介质近阴极效应：这是因为在电弧过零之前，弧隙充满着电子和近阴极效应：这是因为在电弧过零之前，弧隙充满着电子和正离子，当电流过零后，弧隙的电极极性发生改变，弧隙中正离子，当电流过零后，弧隙的电极极性发生改变，弧隙中的电子立即向新的阳极运动，而比电子质量多一千多倍的正的电子立即向新的阳极运动，而比电子质量多一千多倍的正离子

28、则基本未动，从而形成弧隙间电子与正离子不平衡，便离子则基本未动，从而形成弧隙间电子与正离子不平衡，便在新阴极附近呈现正电荷离子层，其电导很低，显示出一定在新阴极附近呈现正电荷离子层，其电导很低，显示出一定的介质强度，约在的介质强度，约在0.11us的暂短时间内有的暂短时间内有150250V起始起始介质强度。这种近阴极效应特性特别对交流低压电器的熄弧介质强度。这种近阴极效应特性特别对交流低压电器的熄弧有利有利【灭弧栅原理灭弧栅原理】。 弧柱区介质强度的恢复过程弧柱区介质强度的恢复过程在电流接近自然过零时，弧隙驶入能量减少，散失能在电流接近自然过零时，弧隙驶入能量减少，散失能量增加，弧隙温度逐渐降

29、低，游离减弱，去游离增强。量增加，弧隙温度逐渐降低，游离减弱，去游离增强。当电流自然过零时，弧隙输入能量为零，散失能量进当电流自然过零时，弧隙输入能量为零，散失能量进一步增加，弧隙温度继续下降，去游离继续增强，并一步增加，弧隙温度继续下降，去游离继续增强，并在阴极区出现起始介质强度在阴极区出现起始介质强度（2）弧隙电压恢复过程）弧隙电压恢复过程 v弧隙电压的恢复过程弧隙电压的恢复过程电弧电流过零后，弧隙电压由熄弧电电弧电流过零后，弧隙电压由熄弧电压经过一个振荡过程，逐渐恢复到电源电压的时间过程，以电压经过一个振荡过程，逐渐恢复到电源电压的时间过程，以电压表示压表示 )(tUrv它与线路参数、负

30、荷性质等有关它与线路参数、负荷性质等有关 因此，交流电弧熄灭的条件：因此，交流电弧熄灭的条件： )()(tUtUrd3、高压开关电器熄灭交流电弧的基本方法、高压开关电器熄灭交流电弧的基本方法 削弱游离作用、加强去游离作用削弱游离作用、加强去游离作用 1）利用灭弧介质）利用灭弧介质介质的传热能力、介质强度、热游离温度和介质的传热能力、介质强度、热游离温度和热容量等热容量等2）采用特殊金属材料作灭弧触头）采用特殊金属材料作灭弧触头熔点高、导热系数和热容量熔点高、导热系数和热容量大的耐高温金属大的耐高温金属3）利用气体或油吹动电弧）利用气体或油吹动电弧冷却绝缘介质降低电弧的温度，消弱热发射和热游离，

31、另一方面，冷却绝缘介质降低电弧的温度，消弱热发射和热游离，另一方面，吹弧，可以拉长电弧，增大冷却面，强行迫使弧隙中游离介质的扩吹弧，可以拉长电弧，增大冷却面，强行迫使弧隙中游离介质的扩散。有纵吹、横吹两种方式。散。有纵吹、横吹两种方式。4）采用多断口熄弧）采用多断口熄弧高压断路器常制成每相有两个或更多个串联的断口高压断路器常制成每相有两个或更多个串联的断口5）提高断路器触头的分断速度，迅速拉长电弧）提高断路器触头的分断速度，迅速拉长电弧当全开断时间：当全开断时间： ，称为低速断路器，称为低速断路器 ，称为快速断路器，称为快速断路器 ，称为中速断路器，称为中速断路器s12. 0s08. 0ss1

32、2. 008. 0四、高压断路器的选择四、高压断路器的选择 SN10-10少油断路器少油断路器DW6-35多油断路器多油断路器SF6瓷柱式高压断路器LW8-35 SF6高压断路器高压断路器ZW6-12户外高压真空断路器高压断路器的技术参数：高压断路器的技术参数： v额定电压：保证断路器长期工作的电压。产品铭牌上额定电压：保证断路器长期工作的电压。产品铭牌上注明的电压，指正常工作的线电压；注明的电压，指正常工作的线电压；v最高工作电压：考虑到输电线始端和末端的电压可能最高工作电压：考虑到输电线始端和末端的电压可能不同，以及电力系统调压的要求，规定与各级额定电不同，以及电力系统调压的要求，规定与各

33、级额定电压相应的最高工作电压；压相应的最高工作电压；v额定电流：断路器可以长期通过的最大电流；额定电流：断路器可以长期通过的最大电流；v额定开断电流额定开断电流 ：断路器在额定电压下能正常可：断路器在额定电压下能正常可靠开断的最大短路电流；靠开断的最大短路电流；NbrIv额定开断容量额定开断容量 ：对三相电路有：对三相电路有v额定动稳定电流额定动稳定电流 （额定极限通过电流）：在合闸状（额定极限通过电流）：在合闸状态或关合瞬间，允许通过的电流最大峰值；态或关合瞬间，允许通过的电流最大峰值；v额定热稳定电流额定热稳定电流 ：在某一规定时间内允许通过的：在某一规定时间内允许通过的最大电流；最大电流

34、；NbrSNbrNNbrIUS3esitIv热稳定电流作用时间热稳定电流作用时间t：在此时间内，当热稳定电流通：在此时间内，当热稳定电流通过断路器时，其发热温度不超过规定允许值；过断路器时，其发热温度不超过规定允许值；v额定关合电流额定关合电流 ：在额定电压下断路器能可靠闭：在额定电压下断路器能可靠闭合的最大短路电流的峰值。合的最大短路电流的峰值。1Nci分闸时间等于断路器固有分闸时间和燃弧时间之和；分闸时间等于断路器固有分闸时间和燃弧时间之和；固有分闸时间：跳闸线圈通电起到触头刚分离为止；固有分闸时间：跳闸线圈通电起到触头刚分离为止；燃弧时间：触头分离到各相电弧完全熄灭为止。燃弧时间：触头分

35、离到各相电弧完全熄灭为止。v合闸时间：断路器合闸线圈通电起到主触头刚接触为止合闸时间：断路器合闸线圈通电起到主触头刚接触为止的时间；的时间；v分闸时间：断路器跳闸线圈通电起到三相内电弧完全熄分闸时间：断路器跳闸线圈通电起到三相内电弧完全熄灭为止；灭为止；1、种类和型式的选择、种类和型式的选择 （1）按照断路器所采用的灭弧介质及灭弧方式）按照断路器所采用的灭弧介质及灭弧方式:v油断路器（分多油式和少油式两种）特点：利用变压器油断路器（分多油式和少油式两种）特点：利用变压器油进行灭弧，其灭弧性能与短路电流的大小有关（属于油进行灭弧，其灭弧性能与短路电流的大小有关（属于自能式断路器自能式断路器目前只

36、在电压等级在目前只在电压等级在220kV及以下的系统其供电可靠性要及以下的系统其供电可靠性要求不高或在经费比较困难时，才采用油断路器。求不高或在经费比较困难时，才采用油断路器。3-220kV：一般选少油式：一般选少油式QF，35kV：一般选多油式：一般选多油式QFv压缩空气断路器：压缩空气断路器： 利用压缩空气作为灭弧介质和绝缘介质，并采用压利用压缩空气作为灭弧介质和绝缘介质，并采用压缩空气作为分、合闸的操作动力。缩空气作为分、合闸的操作动力。vSF6断路器（外能式断路器）：利用惰性气体断路器（外能式断路器）：利用惰性气体SF6进行进行灭弧，灭弧性能好。目前在灭弧，灭弧性能好。目前在35kV及

37、以上系统中广泛采及以上系统中广泛采用，一般情况下，选用普通式用，一般情况下，选用普通式SF6断路器，在供电可靠断路器，在供电可靠性要求高场合，可选用性要求高场合，可选用GIS全封闭式组合电器。全封闭式组合电器。 优点：允许断路次数多，检修周期长，断路性能好，多优点：允许断路次数多，检修周期长，断路性能好，多用于用于SF6封闭式组合电器，大大减少了占地面积封闭式组合电器，大大减少了占地面积 缺点：要求加工精度高，密封性能好，对气体和水份的缺点：要求加工精度高，密封性能好，对气体和水份的检测控制要求严格检测控制要求严格v真空断路器（外能式断路器）：利用真空进行灭弧，灭真空断路器（外能式断路器）：利

38、用真空进行灭弧，灭弧性能好，免检产品可以连续运行十五年不需要检修。弧性能好，免检产品可以连续运行十五年不需要检修。目前在目前在35kV以下系统中广泛采用。以下系统中广泛采用。 高压断路器的发展方向：高压断路器的发展方向：上述断路器均属于机械产品，上述断路器均属于机械产品，其开断时间和可控性还不能满足电力系统的要求，现其开断时间和可控性还不能满足电力系统的要求，现正在利用电力电子器件研制新型的高压断路器，未来正在利用电力电子器件研制新型的高压断路器，未来2030年内将会有可控关断的高压断路器取代上述产年内将会有可控关断的高压断路器取代上述产品，形成全控电力系统。品，形成全控电力系统。 10.5N

39、UKV安装场所安装场所电压等级电压等级可选择主要型式可选择主要型式参考型号规范参考型号规范发电机回路发电机回路中小型机组中小型机组少油式断路器少油式断路器SN3-10SN4-10大型机组大型机组专用专用SF6断路器断路器专用空气断路器专用空气断路器配电装置配电装置610KV少油、真空、少油、真空、SF6馈线馈线 SN10-10母联分段母联分段 SN10-1035KV及以下及以下少油式断路器少油式断路器多油式断路器多油式断路器真空断路器真空断路器SF6断路器断路器SN10-35ZN10-35DW-35系列系列LN-35系列系列（2）按照安装地点划分：户内、户外）按照安装地点划分：户内、户外配电装

40、置配电装置110330KV少油式断路器少油式断路器真空断路器真空断路器SF6断路器断路器SW4-110330SW6-110330KW4-110330KW5-110330LW-110330配电装置配电装置500KVSF6断路器断路器LW5-500断路器的操动机构断路器的操动机构操动机构是用来使断路器合闸、分闸，并维持在合闸状操动机构是用来使断路器合闸、分闸，并维持在合闸状态的设备。由合闸机构、分闸机构和维持合闸机构态的设备。由合闸机构、分闸机构和维持合闸机构3部分部分组成。组成。断路器所配用的操动机构应具有工作可靠、动作迅速、断路器所配用的操动机构应具有工作可靠、动作迅速、结构简单、重量轻和操作

41、方便的特点。根据短路器合闸所结构简单、重量轻和操作方便的特点。根据短路器合闸所需能量不同，分为：需能量不同，分为：1）手动机构：用人力合闸，用已储能的分闸弹簧分闸，）手动机构：用人力合闸，用已储能的分闸弹簧分闸，适用适用10KV、开断电流为、开断电流为6KA以下；以下；2）电磁机构：用直流螺旋管电磁铁产生的电磁力进行合）电磁机构：用直流螺旋管电磁铁产生的电磁力进行合闸，靠已储能的分闸弹簧或分闸线圈分闸，可进行远距离闸，靠已储能的分闸弹簧或分闸线圈分闸，可进行远距离控制和自动重合闸；控制和自动重合闸；3）弹簧机构：用合闸弹簧进行合闸，靠已储能的分闸弹）弹簧机构：用合闸弹簧进行合闸，靠已储能的分闸

42、弹簧进行分闸，其动作快，可实现快速自动重合闸；簧进行分闸，其动作快，可实现快速自动重合闸；4）液压机构：用高压油推动活塞实现分、合闸操作，动）液压机构：用高压油推动活塞实现分、合闸操作，动作迅速，可实现自动重合闸；作迅速，可实现自动重合闸；5）气动机构：用压缩空气推动活塞实现分、合闸操作。）气动机构：用压缩空气推动活塞实现分、合闸操作。一般电磁式操动机构需配专用的直流合闸电源，但一般电磁式操动机构需配专用的直流合闸电源，但其结构简单可靠；弹簧式结构比较复杂，跳闸要求其结构简单可靠；弹簧式结构比较复杂，跳闸要求较高；液压操动机构加工精度要求较高。较高；液压操动机构加工精度要求较高。操动机构的型式

43、，可根据安装调试方便和运行可靠操动机构的型式，可根据安装调试方便和运行可靠性进行选择。性进行选择。2、选择断路器的额定电压、选择断路器的额定电压 NSNUU3、选择断路器的额定电流、选择断路器的额定电流 maxIIN4、选择断路器的额定开断电流、选择断路器的额定开断电流 ptNbrIIIINbr 5、短路关合电流选择、短路关合电流选择 shNcii16、校验断路器的热稳定、校验断路器的热稳定 QtIt27、校验断路器的动稳定、校验断路器的动稳定 )3(shesii8、发电机断路器的特殊要求：较相同电压等级的输配、发电机断路器的特殊要求：较相同电压等级的输配电断路器具有更高要求电断路器具有更高要

44、求五、隔离开关的选择五、隔离开关的选择1、主要用途、主要用途主要用途是保证装置中检修工作的安全主要用途是保证装置中检修工作的安全（1）在需要检修的部分和其它带电部分之间，用隔离开）在需要检修的部分和其它带电部分之间，用隔离开关构成足够大的明显可见的空气绝缘间隔关构成足够大的明显可见的空气绝缘间隔（2）倒闸操作：投入备用母线或旁路母线以及改变运行）倒闸操作：投入备用母线或旁路母线以及改变运行方式时，常用隔离开关配合断路器，进行电路的切换操方式时，常用隔离开关配合断路器，进行电路的切换操作作（3）分、合校电流）分、合校电流隔离开关具有一定的分、合校电感电流和电容电流的能力隔离开关具有一定的分、合校

45、电感电流和电容电流的能力分、合避雷器、电压互感器和空载母线、空载变压器、空分、合避雷器、电压互感器和空载母线、空载变压器、空载线路载线路2、分类、分类（1）按安装地点分：户内式、户外式）按安装地点分：户内式、户外式（2）按绝缘支柱数目分：单柱式、双柱式、三柱式）按绝缘支柱数目分：单柱式、双柱式、三柱式（3）按闸刀运动方向分：水平旋转式、垂直旋转式、）按闸刀运动方向分：水平旋转式、垂直旋转式、摆动式、插入式摆动式、插入式 隔离开关的型号含义隔离开关的型号含义3、隔离开关的选择、隔离开关的选择 隔离开关的选择方法与断路器相同，但由于没有灭弧装置，隔离开关的选择方法与断路器相同，但由于没有灭弧装置，

46、不承担接通和断开负荷电流和短路电流的任务，因此不需不承担接通和断开负荷电流和短路电流的任务，因此不需要选择额定开断电流和额定关合电流。要选择额定开断电流和额定关合电流。u种类和型式选择种类和型式选择隔离开关的型式很多，对配电装置的布置和占地面积隔离开关的型式很多，对配电装置的布置和占地面积的影响很哈，因此其型式应根据配电装置的特点和要的影响很哈，因此其型式应根据配电装置的特点和要求以及技术经济条件来确定。求以及技术经济条件来确定。 使用使用场合场合 特点特点参考型号参考型号屋屋内内屋内配电装置成套高压开屋内配电装置成套高压开关柜关柜三极，三极，10KV及以下及以下GN2GN6GN8GN19发电

47、机回路，大电流回路发电机回路，大电流回路 单极，大电流单极，大电流300013000AGN10三极，三极，15KV，200600AGN11三极，三极，10KV，20003000AGN18GN22GN2单极，插入式结构，带封闭罩单极，插入式结构，带封闭罩20KV，大电流，大电流100001A3000GN14屋屋外外220KV及以下各型配电装及以下各型配电装置置双柱式，双柱式，220KV及以下及以下GW4高型、硬母线布置高型、硬母线布置V型，型，35110KVGW5硬母线布置硬母线布置单柱式，单柱式，220500KVGW6220KV及以上中型配电装及以上中型配电装置置三柱式，三柱式，220500K

48、VGW7v选择隔离开关的额定电压：选择隔离开关的额定电压： NSNUUv选择隔离开关的额定电流：选择隔离开关的额定电流： maxIINv校验隔离开关的热稳定：校验隔离开关的热稳定： KtQtI2v校验隔离开关的动稳定：校验隔离开关的动稳定： )3(shesii第五节第五节 高压熔断器的选择高压熔断器的选择 一、用途：一、用途：v熔断器是最简单的保护电器，它用来保护电气设备免受熔断器是最简单的保护电器，它用来保护电气设备免受过载和短路电流的损害。过载和短路电流的损害。【高压熔断器与高压接触器配合，广泛应用于高压熔断器与高压接触器配合，广泛应用于300600MW大型火电机组的大型火电机组的6kV厂

49、用系统，称为厂用系统，称为“F-C”回路回路】1、35KV及以下：保护小容量配电回路及以下：保护小容量配电回路 2、保护电压互感器、保护电压互感器3、与负荷开关配合，可代替高压断路器、与负荷开关配合，可代替高压断路器1）不能用来正常切断和接通电路，必须与其他的电器）不能用来正常切断和接通电路，必须与其他的电器（隔离开关、接触器、负荷开关等）配合；（隔离开关、接触器、负荷开关等）配合；2）广泛用在）广泛用在1000V及以下装置中，在及以下装置中，在3110KV高压配高压配电装置作为小功率电力线路、配电变压器、电力电容电装置作为小功率电力线路、配电变压器、电力电容器、电压互感器等设备的保护。器、电

50、压互感器等设备的保护。 二、基本结构二、基本结构1、由金属熔体、支持熔体的触头和外壳（熔管）组成；、由金属熔体、支持熔体的触头和外壳（熔管）组成；2、某些熔断器内还装有特种灭弧介质、某些熔断器内还装有特种灭弧介质 ；三、高压熔断器的工作原理三、高压熔断器的工作原理1、正常状态下，熔体仅通过不大于额定值的负荷电流；由于电流、正常状态下，熔体仅通过不大于额定值的负荷电流；由于电流较小，通过熔体时，熔体温度虽然上升，但不至于熔化，电流可较小，通过熔体时，熔体温度虽然上升，但不至于熔化，电流可靠接通；靠接通；2、电路发生过负荷或短路，电流增大，熔体由于自身温度超过熔、电路发生过负荷或短路，电流增大，熔

51、体由于自身温度超过熔点而熔化，将电路切断；点而熔化，将电路切断；四四 、高压熔断器的技术参数、高压熔断器的技术参数1、额定电压：熔断器长期能够承受的正常工作电压、额定电压：熔断器长期能够承受的正常工作电压2、熔断器的额定电流、熔断器的额定电流 熔管的额定电流熔管的额定电流 熔体的额定电流熔体的额定电流3、最大开断电流（容量）、最大开断电流（容量） ：熔断器能切断的最大电流：熔断器能切断的最大电流NftINfsINfsNftIINbrI五、型号的含义五、型号的含义 六、熔断器的分类六、熔断器的分类1、按安装地点：屋内式、屋外式、按安装地点：屋内式、屋外式2、据有无限流作用：、据有无限流作用： （

52、1）限流型高压熔断器）限流型高压熔断器在熔体熔化后，短路电流在熔体熔化后，短路电流未达到最大值之前，就立即减小到未达到最大值之前，就立即减小到0的熔断器的熔断器 RN2-10型型 （2） 非限流型高压熔断器非限流型高压熔断器自然灭弧，在熔体熔化自然灭弧，在熔体熔化后，短路电流不减小，一直达到最大值。在第一次过零后，短路电流不减小，一直达到最大值。在第一次过零或经过几个半周期之后电弧才熄灭或经过几个半周期之后电弧才熄灭 RN1和和RN2型户内高压管式熔断器型户内高压管式熔断器 限流式熔断器限流式熔断器 户内：户内：RN1型熔断器适用于型熔断器适用于335KV的电力线路和电力变压器的的电力线路和电

53、力变压器的过载和短路保护过载和短路保护RN2型专门用于型专门用于335KV电压互感器的短路保护。电压互感器的短路保护。户外：跌落式、支柱式户外：跌落式、支柱式跌落式：主要用于跌落式：主要用于335KV的电力线路和电力变压器的的电力线路和电力变压器的过载和短路保护过载和短路保护支柱式：适用于作为支柱式：适用于作为35KV电气设备保护。电气设备保护。RW4户外高压跌开式熔断器户外高压跌开式熔断器 RW10支柱式支柱式七、高压熔断器的选择、校验条件七、高压熔断器的选择、校验条件 1、选型、选型根据安装条件和用途选择。根据安装条件和用途选择。 2、按额定电压选择、按额定电压选择1）对于一般的）对于一般

54、的FU、按、按UNUNS选择选择2）对于充填石英砂有限流作用的）对于充填石英砂有限流作用的FU，只能按，只能按UN=UNS选选非限流型非限流型 限流型限流型 NSNUUNSNUU3、按额定电流选择、按额定电流选择1）熔管的额定电流选择：）熔管的额定电流选择： maxIIINfsNft2）熔体的额定电流选择：）熔体的额定电流选择： A、保护、保护35KV及以下电力变压器：及以下电力变压器： maxIKINfs不计自启动不计自启动K=1.11.3，考虑自启动，考虑自启动K=1.52.0B、用于保护电力电容器：、用于保护电力电容器： ncNfsIKI限流型：一台电力电容器限流型：一台电力电容器K=1

55、.52.0 一组电力电容器一组电力电容器K=1.31.8跌落式：跌落式：K=1.21.34、开断电流校验（开断容量）、开断电流校验（开断容量） 非限流型：非限流型： 限流型：限流型：shNbrIIIINbr 5、选择性校验、选择性校验【保护配合问题，选择性动作保护配合问题，选择性动作】 1）保护特性曲线）保护特性曲线 IRImint图6-9 熔断器的保护特性曲线2)使用时应注意两点：使用时应注意两点：【保护配合问题保护配合问题】 熔断特性离散性很大。即在同一电流下的熔断时熔断特性离散性很大。即在同一电流下的熔断时间有较大的误差，一般应考虑间有较大的误差，一般应考虑50%的时间误差。的时间误差。

56、 熔断时间随电流的增加而减少。不同额定电流熔熔断时间随电流的增加而减少。不同额定电流熔体熔断的时差也随之减少，因此要考虑上下级保体熔断的时差也随之减少，因此要考虑上下级保护的熔断时间的正确配合。护的熔断时间的正确配合。 配合原则：在下级出现最大短路电流的情况下，上配合原则：在下级出现最大短路电流的情况下，上级时间应为下级时间的级时间应为下级时间的3倍。倍。 IRIK2t图6-10 熔断器保护特性曲线的应用FU1FU2FU3K1K21：FU22：FU3t1t2图(a) 熔断器配置图图(b) 保护范围配合t1=3t2 项项 目目额定电压额定电压额定电流额定电流开断电流开断电流短路关合短路关合电流电

57、流热稳定热稳定动稳定动稳定高压断高压断路器路器隔离刀隔离刀关关高压熔高压熔断器断器表表 高压断路器、隔离开关及高压熔断器的选择校验项目高压断路器、隔离开关及高压熔断器的选择校验项目NNSUUmaxNgIINbrIINbrIINclshii2tkI tQesshii1、作用：、作用：1）具有简单的灭弧装置，可通断负荷电流和过负荷电）具有简单的灭弧装置，可通断负荷电流和过负荷电流，但不能断开短路电流；流，但不能断开短路电流；2）有明显的断开点，具有隔离开关的作用；）有明显的断开点，具有隔离开关的作用；3）负荷开关与熔断器结合使用）负荷开关与熔断器结合使用 QL图形符号图形符号四、高压负荷开关四、高

58、压负荷开关油浸式油浸式 真空式真空式 SF6式式 结构：结构：主要有产气式、压气式、真空式和主要有产气式、压气式、真空式和SFSF6 6式等结构式等结构 操动机构有手动和电动储能弹簧机构等形式。操动机构有手动和电动储能弹簧机构等形式。2、型号表示及含义、型号表示及含义 QFS图形图形符号符号高压负荷开关限流熔断器组合电器高压负荷开关限流熔断器组合电器 功能：兼有负荷开关与限流熔断器的双重功能功能：兼有负荷开关与限流熔断器的双重功能结构：高压负荷开关与限流熔断器串连组合结构：高压负荷开关与限流熔断器串连组合高压负荷开关限流熔断器组合电高压负荷开关限流熔断器组合电器实物图片器实物图片 限流熔断器限

59、流熔断器真空负荷开关真空负荷开关上接线端子上接线端子下接线端子下接线端子 传动机构传动机构弹簧脱扣机构弹簧脱扣机构第三节第三节 互感器的原理及选择互感器的原理及选择 互感器的作用：互感器的作用：1、使二次系统的设备与高压部分隔离，且互感器的二次、使二次系统的设备与高压部分隔离，且互感器的二次侧均接地，从而保证了设备和人身的安全。侧均接地，从而保证了设备和人身的安全。 2、将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低、将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压电压100v或）和小电流（或）和小电流（5A或或1A），使测量仪表和保护），使测量仪表和保护装置标准化、小型化。装置标准化、小型

60、化。 3、取得零序电流、电压分量供反应接地故障的继电保护、取得零序电流、电压分量供反应接地故障的继电保护装置使用装置使用。一、电磁式电流互感器一、电磁式电流互感器1、工作原理、工作原理 高压侧串接于电网之中，仍然遵循变压器的工作原理。其高压侧串接于电网之中，仍然遵循变压器的工作原理。其工作特点：工作特点： 结构原理：一次绕组串联结构原理：一次绕组串联在主电路中或直接利用一次在主电路中或直接利用一次母线；二次绕组所接仪表、母线；二次绕组所接仪表、继电器均串联。继电器均串联。 22121IKINNIiI2N=5A或1A电流互感器的基本结构和接线电流互感器的基本结构和接线1- -铁心铁心 2-2-一