发电厂及变电站电气设备课件三

第4章电气设备及载流导体教学目的：了解高压断路器、隔离开关和负荷开关的用途、技术参数、结构及工作原理复习旧课：1、交流电弧特性和熄灭方法2、电气触头重点：高压断路器、隔离开关和负荷开关的工作原理难点：高压断路器、隔离开关和负荷开关的结构

引入新课：

4.1高压开关电器4.1高压开关电器4.1.1概述1、开关电器概念：直接用于正常投切和故障切除电路的电气一次设备称为开关电器。2、分类：（1）按电压高低分类：高压开关电器和低压开关电器两类（2）按安装场所分类：户内式和户外式两类（3）按功能分类：断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器和组合式开关电器（高压负荷开关＋熔断器）4.1.2高压断路器

1、用途：①控制（操作）作用；②保护作用

2、基本要求：（1）工作可靠（2）具有足够的开断能力（3）动作快速（4）具有自动重合闸性能（5）结构简单，经济合理3、基本参数（1）额定电压：指断路器长时间运行能承受的正常工作电压。最高电压对于10~220kV的为1.15倍额定电压，对于330kV及以上为1.1倍额定电压。（2）额定电流：指断路器的触头结构和导电部分在规定环境温度下允许通过的长期工作电流，其相应的发热温度不会超过国家标准。（3）额定开断电流：指断路器在额定电压下能可靠开断的最大短路电流的有效值。（4）额定开断容量：断路器的开断能力也可间接用开断容量来表示，在三相电路中其大小等于额定电压与额定开断电流的倍（5）动稳定电流：表明断路器在冲击短路电流作用下，承受电动力的能力。其值由导电和绝缘等部件的机械强度决定。（6）热稳定电流：表明断路器承受短路电流热效应的能力。用通电时间（一般取4S）和最大电流有效值来综合表示。（7）开断时间：从操作机构跳闸线圈接通跳闸脉冲起，到三相电弧完全熄灭时止的一段时间称为断路器的开断时间，它等于断路器的固有分闸时间和熄弧时间之和，即4、操动机构（1）组成：操动部分：由动力机构、扣住机构、脱扣机构和自由脱扣机构等组成传动部分：由拉杆、提升机构、缓冲机构等组成（2）分类：手动型、电磁型、液压型、气压型和弹簧型等（3）基本要求：1）具有足够的合闸功率2）能维持断路器处在合闸位置，不因外界震动和其他原因产生误分闸功率。3）有可靠的分闸装置和足够的分闸速度4）具有自由脱扣装置5）要保证分、合动作准确、连续，即分后准备合、合后准备分。6）结构简单、体积小、价格低廉。5、高压断路器的分类（1）油断路器：可分为多油断路器和少油断路器（2）压缩空气断路器（3）真空断路器。（4）六氟化硫（）断路器6、高压断路器的基本结构和灭弧过程（1）少油断路器少油断路器分为户内式和户外式。1）SN10系列户内式少油断路器:图4－32）SW系列户外式少油断路器：图4－5（2）断路器1）断路器的发展2）气体的特点3）断路器的灭弧装置4.1.3隔离开关1、作用和分类作用：（1）隔离电源，保证安全；（2）倒闸操作；（3）接通或切断小电流电路。分类：（1）按装设地点的不同，分为户内式和户外式两种。（2）按绝缘支柱数目分为单柱式、双柱式和三柱式三种。（3）按动触头运动方式，可分为水平旋转式、垂直旋转式、摆动式和插入式等。（4）按有无接地闸刀，可分为无接地闸刀、一侧有接地闸刀、两侧有接地闸刀三种。（5）按操动机构的不同，分为手动式，电动式、气动式和液动式等。（6）按极数分为单极、双极、三极三种。2、操作原则3、结构（1）户内式隔离开关（2）户外隔离开关1）单柱式隔离开关2）双柱式隔离开关3）三柱式隔离开关4.1.4高压熔断器1、基本知识（1）基本构成和工作原理结构：熔断器主要由金属熔件（又称熔体）、支持熔件的触头、灭弧装置和绝缘底座等四部分构成。工作原理：熔断器的工作过程由以下四个阶段组成：

1）熔断器的熔件因过载和短路而加热到熔化温度；2）熔件的熔化和气化；3）触头之间的间隙击穿，产生电弧；4）电弧熄灭，电路被断开。基本要求：1）有良好和稳定的导电性能，能长期安全地通过允许电流而不发生误熔断。2）有较低的熔点。熔点高不仅使正常工作温度偏高，对触头、金属材料和绝缘材料均不利，而且延长了加热熔化的时间，不利于熔断器的快速动作。3）有利于灭弧。（2）熔件材料:铅锡合金、铅、锌、铜、银200ºC、327ºC、420ºC、1080ºC、960ºC（3）分类①按安装地点分：户内式和户外式；②按使用电压分：高低熔断和低压熔断器；③按灭弧方法及结构特点的不同分：瓷插式、封闭产气式、封闭填料式和产气纵吹式等；④按限流特性分为限流式和非限流式。（4）技术参数1）熔断器的额定电压2）熔断器的额定电流3）熔体额定电流4）熔断器的开断电流（5）保护特性图4－182、高压熔断器的结构（1）户内高压熔断器镀银康铜丝焊小锡球石英砂填充＜7.5A固定于瓷芯熔断指示器RN1：电力线路和配电变压器RN2：电压互感器（2）外高压熔断器1）RW系列跌落式熔断器2）RW型限流熔断器4.1.5高压负荷开关1、用途及类型（1）用途（2）类型2、结构（1）户内式负荷开关（2）户外式负荷开关新课小结：断路器、隔离开关、熔断器和负荷开关的作用、分类及工作原理。作业：第4章电气设备及载流导体教学目的：了解高压断路器、隔离开关和负荷开关的用途、技术参数、结构及工作原理

复习旧课：断路器、隔离开关、熔断器和负荷开关的作用、分类及工作原理。

重点：互感器的工作原理及接线方式

难点：误差分析

引入新课：

4.2互感器（一）

4.2互感器（（一）4.2.1互感器的的作用：：图4－26广泛应用用于电压压等级的的交流电电路中，，是一、、二次设设备之间的重重要联络络元件，，其作用用：（1）变压或或变流，，正确反反应一次次系统的的运行状状态；（2）隔离高高压，保保证工作作人员安安全；（3）使二次次元件标标准化、、小型化化，方便便遥测；；（4）安装方方便，便便于实现现集中管管理和远远方监控控测量。。4.2.2电流互感感器工作特点点：图4－271）一次绕绕组串联联在电路路中，并并且匝数数很少；；故一次次绕组中的的电流完完全取决决于被测测电路的的负荷电电流，而与二次次电流大大小无关关；2）电流互互感器二二次绕组组所接仪仪表的电电流线圈圈阻抗很很小，所以正常常情况下下，电流流互感器器在近于于短路的的状态下下运行。。3）运行中中的电流流互感器器二次回回路不允允许开路路，否则会在在开路的的两端产产生高电电压危及及人身安安全或使电流流互感器器发热损损坏。（开路的的危害：：∵，，∴＝＝0时危害：：（1）φ↑↑→→ｄφ／ｄｔ↑↑↑→ｅｅ2↑↑103～104V，将危及二二次元件件和人身身安全；；（2）φ↑↑→→铁芯饱和和→磁滞滞涡流↑↑↑→热热烧毁；；（3）剩磁→→测量不不准确。。）2、误差采用继电电保护的的方法分分析（1）电流误误差：（2）相位误误差：－与之之间的夹夹角3、准确度度等级和和额定容容量（1）电流互感感器的准准确度等等级：表表4－110％误差曲曲线是指指在保证证电流互互感器误误差不超超过10％的条件下下，一次次电流倍倍数n与电流互互感器允允许最大大二次负载阻抗抗的关系曲曲线。（2）电流互感感器的额额定容量量：由于电流流互感器器的二次次电流为为标准值值，故其其容量也常用额额定二次次阻抗来来表示。。4、接线图4-29电流互感感器的常常见接线线方式（a）单相接接线：测测一相电电流，用用于三相相对称电电路。图4-29（a）（b）完全星星形接线线：测三三相电流流，用于于不对称称或380／220V电路。图图4-29（b）（c）不完全全星形接接线：广广泛用于于小接地地短路电电流系统统。图4-29（d）（d）两相差差接线：：用于励励磁或自自动装置置中。5、分类和和结构（1）电磁式式电流互互感器的的分类1）按安装装地点可可分为户户内式和和户外式式2）按安装装方式可可分为穿穿墙式、、支持式式和装入入式3）按绝缘缘可分为为干式、、浇注式式、油浸浸式等4）按一次次绕组匝匝数可分分为单匝匝和多匝匝式（2）电磁式式电流互互感器的的结构（3）光电式式电流互互感器特特点与原原理介绍绍优点：1）优良良的绝缘缘性能以以及便宜宜的价格格2）不含含铁芯，，消除了了磁饱和和及铁磁磁谐振等等问题3）抗电电磁干扰扰性能好好，低压压边无开开路高压压危险4）动态态范围大大，测量量精度高高，频率率响应范范围宽5）体积小小、重量量轻6）适应了了电力计计量和保保护数字字化、微微机化和和自动化化发展的潮潮流（4）混合式式光纤电电流互感感器的工工作原理理：新课小结结：电流流互感器器的原理理、作用用、分类类、误差差及接线线。作业：第4章电电气设备备及载流流导体教学目的的：了解解高压断断路器、、隔离开开关和负负荷开关关的用途、、技术参参数、结结构及工工作原理理

复习习旧课：：电流互感感器的原原理、作作用、分分类、误误差及接线。。

重点：互互感器的的工作原原理及接接线方式式难难点点：：误差差分析引入新课课：4.2互感器（二）4.2互感器（二）4.2.2电压互感感器1、工作特特点（1）二次负荷荷小且恒恒定：仅仅几十～～几百伏伏安（2）二次阻阻抗大，，接近空空载，不不影响一一次系统统（3）运行中中的电流流互感器器二次回回路不允允许短路路2、误差（1）电压误误差：（2）相位误误差与与之之间的夹夹角（3）准确等等级和额额定容量量1）准确等等级：0.2、0.5、1、3表4－22）额定容容量：是是指对应应于最高高准确级级的容量量最大容量量3、接线（1）台单相相双绕组组－／－－接线图图4-34(a)、(b)35kV及以下测测某一相相对地电电压和相相间电压压。（2）单台单单相双绕绕组Ｖ／／Ｖ接线线图图4-34(c)35kV及以下测测线、对对中电压压，但ＵＵCA误差大；；（3）三台单单相三绕绕组Ｙ0／Ｙ0／＞接线线图图4-34(d)万能接线线，它广广泛用于于3～220kV系统。4、分类和和结构（1）电磁式电电压互感感器的分分类电压互感感器按其其特征分分类如下下：1）根据安安装地点点的不同同，可分分为户内内式和户户外式；；2）根据相相数的不不同，可可分为单单相式和和三相式式，只有有20kV以下才有有三相式式；3）按每相相绕组数数的不同同，可分分为双绕绕组和三三绕组式式；4）按绝缘缘方式的的不同，，可分为为干式、、浇注式式、油浸浸式、气体绝缘缘等。（2）电磁式式电压互互感器的的结构1）浇注绝绝缘电压压互感器器2）油浸式式电压互互感器3）六氟化化硫气体体绝缘式式电压互互感器（3）电容式式电压互互感器的的原理与与特点新课小结结：电压压互感器器的原理理、作用用、分类类、误差差及接线。。作业：第4章电电气设备备及载流流导体教学目的的：了解解母线、、电缆及及绝缘子子的用途、技技术参数数、结构构及布置复复习旧课课：电压压互感器器的原理理、作用用、分类、误误差及接接线。重重点：难难点点：电缆缆的结构构引入新课课：4.3.1母线4.3.2电力电缆缆4.3.3绝缘子4.3.1母线4.3.1.1用途及类类别1、用途：：母线（（也称汇汇流排））是汇集集和分配配电流的的裸导体体，是发电机机、变压压器和配配电装置置等大电电流回路路的导体体，也泛指用于于各种电电气设备备连接的的导线。。2、类别：：软母母线：LGJ-S硬母线：：圆形、、管形、、矩形、、槽形等等3、材料：：母线的的材料有有铜、铝铝和钢三三种。性能比较较：电阻阻率、机机械强度度、防腐腐、价格格、含量量、连接等“以铝代代铜”4.3.1.2布置和排排列截面形状状：布置：排排列（平平排、竖竖排、三三角排））、放置置（平放放、立放）与与装配；；母线的排排列应按按设计规规定，如如无设计计规定时时，应按下述述要求排排列。（1）垂直布布置的母母线。由由上向下下：A，B，C相；（2）水平布布置的母母线。由由内向外外（面对对母线））：A，B，C相的排列列；（3）引下线线排列。。由左向向右（面面对母线线）：A，B，C相的排列列；（4）各种不不同电压压配电装装置的母母线，其相位的的配置应应相互一一致。4.3.1.3母线的定定相与着着色刷漆的目目的：（1）为了便便于识别别相序、、（2）防止腐腐蚀；（3）提高母母线表面面散热效效果（可可增加载流量12%~15%）。母线应按按下列规规定刷漆漆着色：：（1）三相交交流母线线：A相——黄色，，B相——绿色，，C相——红色；；（2）直流流母线线：正正极——赭色，，负极——蓝色。。（3）交流流中性性点汇汇流母母线和和直流流均压压汇流流母线线，不接地地者刷刷白色色，接接地者者刷紫紫色带带黑色色横条条。软母线线不宜宜着相相色漆漆。4.3.2电力电电缆4.3.2.1用途与与特点点1、用途途：2、特点点：（1）电缆缆结构构紧凑凑，占占用空空间小小，走走向和和布置置极为为灵活方方便；；（2）现场场施工工简便便；（3）运行行可靠靠行高高；（4）虽然然电缆缆单价价较贵贵，但但由于于其基基础和和土建建工程程较省，，故综综合工工程费费用不不一定定超出出母线线；（5）载流流量小小。4.3.2.2一般结结构导电芯芯线、、绝缘缘层、、密封封护套套和保保护层层等主主要部部分组组成。。4.3.2.3电力电电缆的的类型型按电压压高低低分：：高压压电缆缆和低低压电电缆（（1000V及以下下）。。按使用用环境境分：：空气气中敷敷设电电缆、、直埋埋电缆缆与水水下电电缆等等。按电缆缆芯数数分：：单芯芯、双双芯、、三芯芯、四四芯电电力电电缆。。按芯线线的材材料分分：铜铜芯电电缆与与铝芯芯电缆缆。按密封封护套套材料料分：：铅包包、铝铝包、、塑料料包或或橡套套电缆缆。按保护护层分分：裸裸钢带带、钢钢丝铠铠装电电缆和和带麻麻被层层的钢钢带、、钢丝铠铠装电电缆等等。4.3.2.4电缆三三头电缆户户内头头、户户外头头和中中间头头的总总称为为电缆缆三头头。基本要要求：：（1）导体体连接接好（2）绝缘缘可靠靠（3）密封封良好好（4）足够够的机机械强强度（5）结构构简单单、体体积小小、重重量轻轻、省省材料料、成成本低低、、工艺简简单、、维护护方便便并兼兼顾造造型的的美观观。4.3.3绝缘子子4.3.3.1作用和和要求求1、作用用：用用来支支持和和固定定带电电导体体，并并与地地绝缘缘，或作为为带电电导体体之间间的绝绝缘。。2、要求求：具具有足足够的的机械械强度度和电电气强强度，，并能能在恶习习劣环环境（（高温温、潮潮湿、、多尘尘埃、、污秽秽等））下安全全运行行。4.3.3.2分类1、按装装设地地点绝绝缘子子可分分：户户内、、户外外式；；2、按用用途分分：电电站绝绝缘子子、电电器绝绝缘子子和线路绝绝缘子子。4.3.3.3支柱绝绝缘子子1.户内支支柱绝绝缘子子1）外胶胶装2）内胶胶装3）联合合胶装装2.户外支支柱绝绝缘子子户外支支柱绝绝缘子子：针针式、、实心心棒式式。4.3.3.4套管绝绝缘子子由瓷套套，中中部金金属法法兰盘盘及导导电体体等三三部分分组成成新课小小结：：母线线、电电缆及及绝缘缘子的的用途途、技技术参参数、、结构及及布置置作业：：第4章电电气气设备备及载载流导导体教学目目的：：了解解限流流电抗抗器和和分裂裂变压压器的用途途、结结构、、布置置和参参数等等。复习旧旧课：：母线线、电电缆及及绝缘缘子的的用途途、技术参参数、、结构构及布置重点：难点点：限限流电电抗器器和分分裂变变压器器的参参数与结构构引入新新课：：4.4限流电电器4.4限流电电器4.4.1限流电电抗器器：4.4.1.1电抗器器的类类型与与用途途电网中中所采采用的的电抗抗器是是指具具有一一定电电抗值值的自自感线线圈，，有串联联电抗抗器、、并联联电抗抗器、、限流流电抗抗器和和消弧弧线圈圈四种种。限流电电抗器器分三三种：：混凝凝土柱柱式电电抗器器(NKS或NKSL)、分裂电电抗器器(FK)和油浸浸电抗抗器(XKSL)。4.4.1.2限流电电抗器器的结结构与与布置置1、混凝凝土柱柱式电电抗器器常做成成空心心的混混凝土土结构构这种电电抗器器都做做成单单相。。组成成三相相组时时有下下列四四种排排列方方式，，即垂直直排列列、水水平排排列、、两重重一并并排列列、品品字形形排列列。如图4-45所示。。三相垂垂直排排列和和两重重一并并排列列时，，B相绕组组绕向向要与与A、C相相反反，这这样可可以减减少相相间支支撑绝绝缘子子的拉拉伸力力。因因为支撑绝绝缘子子的抗抗压能能力比比抗拉拉伸能能力大大得多多。2、分裂裂电抗抗器带中间间抽头头的混混凝土土柱式式电抗抗器称称分裂裂电抗抗器。。3、油浸浸式限限流电电抗器器35kv的限流流电抗抗器，，一般般做成成夹装装、油油浸式式、户户外装装置，，在油箱箱内壁壁加磁磁分路路或电电磁屏屏蔽，，以减减少箱箱壁的的损耗耗和发发热。。4.4.1.3普通电电抗器器的参参数及及应用用电抗器器主要要参数数有额额定电电压、额定定电流流和百分电电抗。。电电抗抗器的的电抗抗值按按下式式计算算:在正常常工作作时，，