变配电技术吕自制

变配电技术吕自制第1页/共83页变配电技术中粮丰原生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系第一章电力系统基础知识

1.1电力系统的基本概念电能属二次能源，是在发电厂中将一次能源(如煤、油、水能等)经过多次能量转换生成的。电能具有很多优点，如输送方便．易于集中和分散，可简便地转换为其他形式的能量。便于控制，有利于实现生产过程自动化，提高产品质量和经济效益等；因而，电力已成为现代工农业生产、商贸和居民生活不可缺少的能源。

1.电力系统

电力系统是由发电厂、电力网和用电设备组成的统一整体。

电力网是电力系统的一部分、它包括变电所、配电所及各种电压等级的电力线路。与电力系统相关联的还有动力系统。动力系统是电力系统和“动力部分”的总和。所谓“动力部分”，包括火力发电厂的锅炉、汽轮机、热力网和用热设备和水力发电厂的水库、水轮机以及原子能发电厂的核反应堆、蒸发器等等。所以，电力系统是动力系统的一个组成部分。图1.1画出了电力系统、电力网和动力系统三者之间的关系。

电力系统的作用是由各个组成环节分别完成电能的生产、变换、输送、分配和消费等任务。第2页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系1.电力系统第3页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系

（l）发电厂(或称发电站)

发电厂是将各种形式的能量转换为电能的特殊工厂。

（2）变电所（或称变电站）

变电所是接受电能、变换电压和分配电能的场所

为了实现电能的经济输送和满足用电没备对供电质量的要求，需要对发电机的端电压进行多次变换(变电)。这项任务是出变电所完成的。

变电所的主要设备有电力变压器、母线和开关设备等。

根据变电所使务的不同．将变电所分为升压变电所和降压变电所两大类。

只用来接受和分配电能而不承担变换电压任务的场所．称为配电所．多建与工厂内部。用来将交流电流转换为直流电流，或将直流电流转换为交流电流的电能变换场所，常称为变流站。1.电力系统几个环节的基本概念说明如下：第4页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系（3）电力线路(分为输电线和配电线)1.电力系统

（4）电能用户(又称电力负荷)

在电力系统中，一切消费电能的用电设备均称为电能用户。按用途用电设备可分为动力用电设备(如电动机等)、工艺用电设备(如电解、冶炼、电热处理等设备、电热用电设备(电炉、干燥箱、空调等)．照明用电设备和试验用电设备等。它们分别将电能转换力机械能、热能和光能等不问形式的适于生产、生活需要的能量。2、对电力系统的要求（1）供电的可靠性（2）保证良好的电能质量（3）具有一定的灵活性和方便性（4）应具有经济性（5）具有发展和扩建的可能性第5页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系3、电力系统的额定电压额定电压通常指电器设备铭脾上标出的线电压。电器设备都是按照指定的电压和频率设计制造的。这个指定的电压和频率称为电器设备的额定电压和额定频率。当电器设备在该电压和频率下运行时，能获得最佳的技术性能和经济效果。

为了成批生产和实现设备互换，各国都制定有标准系列的额定电压和额定频率。我国规定工业用标准额定频率为50Hz(俗称工频)；国家标准规定，交流电力网和电力设备的额定电压等级较多，但考虑设备制造的标准化、系列化，电力系统额定电压等级不宜过多，具体规定如下页表1—I所示。

频率能否维持不变，主要取决于系统中有功功率的平衡，频率偏低，表示系统发出的有功功率不足，应设法增加发电机出力。系统电压主要取决于系统中无功功率的平衡．无功不足．则电压偏低，应增加发电机励磁。第6页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系3、电力系统的额定电压第7页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系1.2工厂变配电系统的组成

工业用电量占电力系统总用电量的70％左右．是电力系统的最大电能用户。工厂(或企业)内部接受、变换、分配和消费电能的总电路称为工厂(或企业)供配电系统。它是公共电力系统的一个重要组成部分。

由于工厂类型很多．而且同一类型工厂的生产规模、自动化程度、用电设备布局等情况千变万化，所以工厂变配电系统也各不相同从总体接线来看，工厂供配电系统分为以下两个部分。

1.电源系统（也称外部系统）

是指从外电源(公共电力系统)到工厂总降压变电所(或配电所)的供电线路，包括高压架空线路或电缆线路。对于大、中型工厂常采用35kv一110kv电压的架空线路供电，小型工厂多采6kv—10kv电压的电缆线路供电。

2.变、配电系统（也称内部系统）

现以下图为例，扼要说明一般大、中型工厂供配电系统的组成。第8页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系

工厂变配电系统方块图1—总降压变电所2.—中间配电所3一车间变电所4.—高压用电设备5一低压用电设备1.2工厂变配电系统的组成第9页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系(1)总降压变电所总降压变电所是工厂电能供应的枢纽，它由降压变压器、高压配电装置(35—110kv)和低压配电装置（6—l0Kv)等主要设备组成.

所谓配电装置，是由母线、开关设备、保护电器、测量电器等组成的受电和配电的整体。总降压变电所的作用是将35一110kv电源电压降为6—10kv电压，再由6一l0kv配电装置分别将电能送到配电所、车间变电所或高压用电设备。为厂保证供电的可靠性，总降压变电所多设置两台降压变压器。

(2)配电所对于大中型工厂，由于厂区大、负荷分散，常设置一个或一个以上的配电所。配电所的作用是在靠近负荷中心处集中接受6—10kv电源供来的电能，并把电能重新分配，送至附近各个车间变电所或附近6—10kv高压用电设备。所以它是厂内电能的中转站。

(3)车间变电所一个生产厂房或车间，根据具体情况可设置一个或几个车间变电所。几个相邻且用电量都不大的车间，也可共用一个车间变电所。车间变电所的作用是将6kv—10kv的电源电压降至380—220v电压，由380/220v低压配电盘分送至各个低压用电设备。

并非所有工厂都需要以上几个组成部分；如小型工厂可不设总降压变电所，仅设6kv一1()kv总配电所即可。某些对国民经济很重要的工厂．还可增设自备发电厂作为备用电源等等，故需视具体情况而定。—般来说工厂变电所在电力系统中属终端降压变电所。1.2工厂变配电系统的组成第10页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系第二章工厂供配电系统的一次接线

工厂供配电系统接线图通常有工厂供配电系统平面布线图和电气接线图。

系统平面布线图虽表示了各组成部分的相对位置及联接线路，建立了整体概念，但难以表示各主要电气设备之间的电气联系。

工厂供配电系统电气接线图按其在变电所(配电所)的作用又分电气主接线(一次接线)图和二次接线图。工厂变配电系统平面布线图

供配电系统平面布线图是按一定比例绘制的，表示总降压变电所与公共外部电力系统及内部各车间之间的相对地理位置和接线的图形，包括高、低压配电网络中各回线路的路径和电源进线的走向等，如右图所示。第11页/共83页变配电技术中粮丰原生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系

用现行国家标准规定的图形符号和文字符号，表示电气设备及其在电路中连接的相互关系的图，称为电气接线图。工厂供电系统电气主接线是将变压器、开关电器、互感器等电气设备按一定顺序连接而成的接受、分配和传输电能的总电路，又称一次电路或一次接线图。一次电路中的所有电气设备，称为一次元件或一次电气设备。右图为工厂供配电系统的电气主接线图。它由总降压变电所、配电所、车间变电所等电气主接线及高压(6kv一10kv)、低压(380/220v)配电网络几部分组成。

为便于电气设备安全、合理地运行和检修，在主控制室常设有符合实际运行状态的电气主接线模拟图。

2.1电气接线图知识第12页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系2.1电气接线图知识

二次接线是用来测量、控制、指示、保护和自动调节一次设备运行的电路，又称二次回路或二次系统。它包括控制系统、信号系统、监测系统、继电保护和自动化系统等。二次回路按用途分：断路器控制(操作)回路、信号回路、测量和监视回路、继电保护和自动装置回路等。二次回路按电源性质分：直流回路、交流回路

二次回路的操作电源是供高压断路器分、合闸回路和继电保护和自动装置、信号回路、监测系统及其他二次回路所需的电源。因此对操作电源的可靠性要求很高，容量要求足够大，尽可能不受供电系统运行的影响。

二次回路中的所有设备(如测量仪表、保护继电器等等)称为二次设备或二次元件；二次接线与一次接线之间是由电压互感器和电流互感器相关连的。互感器一次侧接于主电路(一次接线)，二次侧接于辅助电路(二次接线)。

互感器属一次设备。第13页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系2.2变配电所的主接线1．线路变压器组式主接线右图所示的线路变压器组式主接线是用户变、配电所的一种最常用而又简单的主接线。它是单回路，高压侧无母线，投资少；可靠性不高，操作、维护、实验简单。用于630KVA以下三类负荷。

1．线路变压器组式主接线2．单母线式主接线（1)单电源单母线不分段式（2)双电源单母线不分段式(3)双电源单母线分段式

(4)双电源单母线分段带旁路母线式3．双母线式主接线(1)双母线不分段式(2)双母线分段式主接(3)双母线分段带旁路母线式线路变压器组式主接线4．桥式主接线（1）内桥式（2）外桥式第14页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系2.2变配电所的主接线2．单母线式主接线（1)单电源单母线不分段式主接线可靠性、灵活性较低。当检修电源进线断路器、母线及母线侧隔高开关时，需要全部停电。当母线发生故障、进线断路器跳间时，全部配电装置也要停电，直至消除为止。适合中、小容量的变电所。

单电源单母线不分段式主接线第15页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系2.2变配电所的主接线2．单母线式主接线（2)双电源单母线不分段式主接线这种主接线具有双路电源，正常远行方式可为一用一备。当某一路电源进线突然失电或断路器检修及处理故障时，可由另一路电源供电，从这一角度来说，可靠性有所提高。

双电源单母线不分段式主接线第16页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系2.2变配电所的主接线

(3)双电源单母线分段式主接线

这种主接线可分为以隔离开关分段或以断路器分段的两种。采用隔离开关分段（右图），当隔离开关在分闸位置，即分列运行时，可以对任一分段母线及母线例隔离开关进行检修(部分用户停电)，而另一分段母线继续运行。当隔离开关在合闸位置，即一路电源带两段母线(一带二)时，则任一分段母线及母线隔离开关的故障均会造成全部停电。

2．单母线式主接线双电源单母线隔离开关分段式主接线第17页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系2.2变配电所的主接线双电源单母线断路器分段式主接线

双电源单母线采用断路器分段，则比用隔离开关分段优越多了。首先，断路器在必要的时候，可带负荷进行分、合闸操作，这对于因停电倒换电源而严重影响生产的变电所来说，显得灵活多了。另外，如果分断路器配置相应的保护装置，在断路器合闸母线发生故障时，分段断路器与某一电源进线断路器同时跳闸，另一分段母线可继续运行，可靠性大大提高。

双电源单母线断路器分段式主接线完全可以满足10kv、1250kVA及以上重要用电负荷的供电需要。2．单母线式主接线第18页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系(4)双电源单母线分段带旁路母线式主接线如图所示。其特点是：双路电源，主母线分成两段；另有一旁路母线相互配合。当某电源进线发生故障而断电及当莱分段母线及母线侧隔离开关发生故障或安排检修时，均可利用旁路母线供电。因此，这种主接线运行灵活，可靠性也较高，特别适用于负荷大、出线多、负荷性质又比较重要的变电所。

双电源单母线分段式主接线与双电源单母线不分段式主接线相比，其可靠性、灵活性均有提高。2.2变配电所的主接线2．单母线式主接线

双电源单母线分段带旁路母线式主接线第19页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系2.2变配电所的主接线3．双母线式主接线(1)双母线不分段式主接线(2)双母线分段式主接线(3)双母线分段带旁路母线式主接线双母线不分段式主接接线双母线分段式主接线线第20页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系2.2变配电所的主接线（双母线分段带旁路母线式主接线）双母线式主接线的主要特点：

(1)可以轮流检修母线而不致引起供电的中断。

(2)检修某一母线侧隔离开关时，仅使本回路中断，而不致引起大而积的断电。

(3)当工作母线发生故障或安排检修时，可以通过备用母线供电。

(4)检修莱一回路的断路器时，可以利用备用母线及母线联络断路器，不使本回路长期中断供电。

(5)接于母线的隔离开关数量多，操作机率高，一旦发生误操作(以隔离开关分、合负荷电流)，容易引起母线短路而造成大面积的断电，因此，双母线式主接线在改变运行方式的操作中，须格外谨慎。

(6)双母线式主接线的一次设备数量多，联锁机构也复杂，继电保护要求也高，因而整体投资高。

双母线式主接线用于负荷大、负荷性质重要、出线回路多、对可靠性要求较高的大型变电所.第21页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系2.2变配电所的主接线4．桥式主接线内桥式有内桥式和外桥式，还有改进式桥式外桥式第22页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系

内桥式主接线特点：

(1)电源进线检修或处理故障比较方便。例如，在两路电源进线分列运行，且电力部门允许两路电源并路的条件下，拟检修L1线路，则可以先合母线联络断路器145，再拉开断路器111及其两侧隔离开关。电源进线L2带两台变压器继继运行，并且在转换操作过程中，负荷用电不受任何影响。

(2)变压器发生事故时．会使电源例断路器跳闸，于是停掉一路电源。在变压器检修时，也需要暂时停掉一路电源。因此，操作比较麻烦。

(3)综上所述，内桥式主接线适用于35kv及以上且故障几牢较高的长线路和主变压器不需要经常操作酌变电所。

外桥式主接线特点：

(1)主变压器电源侧直接由断路器控制和保护，因此，主变压器的投入、切除操作比较方便；主变压器发生事故时，断路器跳网，限制了事故造成酌影响。

(2)当主变压器电源侧断路器的外侧发生事故时，可能造成该路电源大面积停电。

(3)当主变压器需倒换电源。（4）综上所述，外桥式主接线适用于35kv及以上且故障几率较低的短线路和主变压器经常操作酌变电所。

4．桥式主接线2.2变配电所的主接线第23页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系改进式桥式主接线特点；

(1)改进式桥式主接线的电源进线侧、主变压器电源侧都有断路器控制和保护，因此，线路和变压器检修或处理故障比较灵活，变压器倒换电源也不需要停电。

(2)高压电器用量多，主接线及保护回路复杂，维修、试验工作量大．建设投资离，这是改进式桥式主接线的缺点。4．桥式主接线2.2变配电所的主接线第24页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系3.1变配电所的主要开关电器第三章变配电所的电气设备

本章简要介绍的电气设备，是工厂、企业降压变电所中所用的一次电气设备，包括断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器等开关电器和电压互感器、电流互感器、、电力电缆、裸导体等主要设备。

高压开关电器包括高压断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器及高压开关柜等。下面介绍断路器。DW13-35高压断路器.LW8-35AG户外SF6高压断路器第25页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系ZN85-40.5小车式高压真空断路器ZW32-24户外高压真空断路器ZN28-12高压真空断路器户内手车式高压真空断路器（ZN23-40.5）3.1变配电所的主要开关电器第26页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系

高压断路器的主要作用是：在正常运行时用它接通或切断负荷电流；在发生短路故障或严重过负荷时，借助继电保护装置用它自动、迅速地切断故障电流，以防止扩大事故范围，断路器工作性能好坏直接关系到工厂供配电系统的安全运行。为此要求断路器具有相当完善的灭弧装置和足够强的灭弧、断流能力。高压断路器种类繁多，但主要结构是相近的，包括导电回路、灭弧室、外壳、绝缘支体、操作和传功机构等部分。

断路器根据所采用的灭弧介质及作用原理，大体可分为下列几种：

油断路器(油作为灭弧介质，逐步淘汰)

空气断路器

六氟化硫断路器（SF6作为绝缘介质和灭弧介质，可频繁操作）

真空断路器

断路器的操动机构（按合闸所需能量分）有：

弹簧操动机构（交流或直流操作电源，合闸所需能量小）

电磁操动机构（直流操作电源，合闸所需能量大）

永磁操动机构（直流操作电源，合闸所需能量小）1.断路器的用途和类型第27页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系1.断路器的用途和类型10KV室内真空断路器的结构图如下：ZN12-10真空断路器结构图1-触头弹簧；2-主轴；3-合闸四连杆；4-分闸掣子；5-分闸弹簧；6-合闸掣子；7-合闸凸轮；8-绝缘子；9-上出线端；10-真空灭弧室；11-支杆；12-杆端轴承；13-软连接；14-下出线端；15-绝缘拉杆；第28页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系1.断路器的用途和类型真空断路器的结构和真空室介绍如下：第29页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系2.隔离开关的用途和类型

隔离开关没有灭弧装置，因而不能接通和切断负荷电流。其主要用途是:(1)隔离高压电源。用隔离开关把检修的电器设备与带电部分可靠地断开，有一个明显的断开点，确保检修、试验工作人员的安全。

(2)倒闸操作。在双母线接线的配电装置中，可利用隔离开关将设备或供电线从一组母线切换到另一组母线。

(3)接通或断开较小电流。如激磁电流不超过2A的空载变压器、电容电流不超过5A的空载线路及电压互感器和避雷器等回路。

隔离开关类型很多，按装设地点可分为户内式和户外式，按绝缘支柱数目可分为单柱式、双柱式和三柱式等等。但其结构原理大致相同，均由动触头、静触头、支柱绝缘于和传动机构等组成。第30页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系2.隔离开关的用途和类型GW1-12G.GW9-10W-6302GN38-12D.第31页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系

在高压配电装置中，负荷开关是专门用于接通和断开负荷电流的电器设备；在装有脱扣器时，在过负荷情况下也能自动跳闸，但因它仅具较简单的灭弧装置，所以不能切断短路电流。

在大多数情况下，负荷开关可与高压熔断器(一般为RN1型)串联，借助熔断器切除短路电流。高压负荷开关分户内式(FN—10型、FN—10R型)和户外式(FW—10型、FW-35型)两大类；其型号中文字符号的含义是：F———负荷开关；N——户内；W——户外；R——带有高压熔器。3.负荷开关的用途和类型第32页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系3.负荷开关的用途和类型FN11高压负荷开关FZN21-12D/T630高压负荷开关第33页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系

熔断器是常用的一种简单的保护电器。它由熔体、支持金属体的触头和保护外壳三个部分组成，串接在电路之中，当电路发生过负荷或短路故障时，故障电流超过熔体的额定电流时，熔体被迅速加热熔断，从而切断电流，防止故障扩大、高压熔断器广泛用于高压配电装置中．常用于保护线路、变压器及电压互感器等设备。与负荷开关合用时，既可以切断和接通负荷电流．又可切断故障电流。在6kv一35kv高压熔断器中，户内广泛采用RN2、RN3型管式熔断器；户外则厂泛采用Rw3、RW5等跌落式熔断器。4.熔断器的用途和类型第34页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系3.2互感器

互感器是一次电路和二次电路间的联络元件，用以分别向测量仪表和继电器的电流线圈与电压线圈供电。根据用途不同，互感器分为两大类：一类为电流互感器也叫仪用变流器，它是将大电流变成小电流(5A)的设备；另一类是电压互感器也叫仪用变压器，它是将高电压变成低电压(100v)的设备。从结构原理上看，互感器与变压器相似，都是特殊的变压器。

互感器的作用主要有：

(1)隔离高压电路．互感器原边和副边没有电的联系只有磁的联系，因而使测量仪表和保护电器与高压电路隔开，以保证二次设备和工作人员的安全。

(2)将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压和小电流，从而扩大仪表和继电器使用范围，例如一只5A量程的电流表，通过电流互感器就可测量任意大的电流，同样，一只100v量程的电压表，通过电压互感器则可测量任意高的电压。

(3)使测量仪表和继电器小型化、标准化，并可简化结构、降低成本，有利于大规模生产。第35页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系LGB-110干式电流互感器的外形LJW-101.电流互感器第36页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系电流互感器的外形LJW-35LDWC-35LCWFS-12G浇注式LFC-10瓷套式LCWFS-12G浇注式1.电流互感器第37页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系电流互感器的接线方式1.电流互感器第38页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系电压互感器的外形JDJ-10JDZJ-10浇注式JDZXW-35JDC5-220油浸式JDN-352.电压互感器第39页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系电压互感器的接线2.电压互感器第40页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系电压互感器的接线方式2.电压互感器第41页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系3.3高压开关柜

开关柜是按一定的电路接线方案，将有关的一、二次电气设备成套的组装在一起，用于接收和分配电能的配电装置。

从高压开关柜的安置来分，可分为户外式和户内式两种,10KV及以下多采用户内式。根据一次线路方案的不同,可分为进出线开关柜、联络油开关柜、母线分段柜等。高压开关柜按作用分为进线柜、馈线柜、电压互感器柜、高压电容器柜（GR-1型）、电能计量柜（PJ系列）、高压环网柜（HXGN型）等。

从高压开关柜的使用来分，可分为固定式和移开式。固定式中的KGN和XGN系列，旧型号GG-1A型基本淘汰。移开式开关柜主要有JYN和KYN系列；移开式开关柜中没有隔离开关，因为断路器在移动后能形成断开点，故不需要隔离开关。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，例如KYN28A-12型。

按柜体结构可分为四大类:

金属封闭铠装式开关柜(用字母K来表示，如KYN28A-12型高压开关柜)

金属封闭间隔式开关柜(用字母J来表示，如JYN2-12型高压开关柜)

金属封闭箱式开关柜(用字母X来表示，如XGN2-12型高压开关柜)

敞开式开关柜（如GG-1A(F)型）

1.分类第42页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系KYN28-12系列金属铠装移开式开关柜第43页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系GBC-35(F)手车式高压开关柜注意：

手车、抽出式成套配电柜推拉应灵活，无卡阻碰撞现象。动触头与静触头的中心线应一致，且触头接触紧密，投入时，接地触头先于主触头接触；退出时，接地触头后于主触头脱开。第44页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系XGN2－10Z开关柜

第45页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系KYN系列金属铠装移开式开关柜是消化吸收国外先进技术，根据国内特点自行设计研制的新一代开关设备。它在固定式开关柜的基础上发展起来的。金属铠装移开式开关柜为全封闭结构，各功能小室相互隔开，正常操作性能和防误操作功能百加完善和合理，检修方便，其运行的安全可靠性大为提高。

KYN－10型开关柜由手车室、母线室、电缆室、继电仪表室四部分组成。

当设备损坏或检修时可以随时拉出手车，再推入同类型备用手车，即可恢复供电，因此具有检修方便、安全、供电可靠性高等优点。

开关柜在结构设计上具有“五防”措施。所谓“五防”即：

1）防止误跳、合断路器

2）防止带负荷拉、合隔离开关

3）防止带电挂接地线

4）防止带接地线合隔离开关

5）防止人员误入带电间隔

因为有“五防”连锁，故只有当断路器处于分闸位置时，手车才能抽出或插入。手车在工作位置时，一次、二次回路都连通；手车在试验位置时，一次回路断开，二次回路仍然接通；手车在断开位置时，一次、二次回路都断开。断路器与接地开关有机械连锁，只有断路器处于跳闸位置时，手车抽出，接地开关才能合闸。当接地开关在合闸位置时，手车只能推到试验位置，有效防止带接地线合闸。

2.KYN系列金属铠装移开式开关柜简介第46页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系XGN2－10型箱型固定式金属封闭开关柜是一种新型的产品，采用ZN28A－10系列真空断路器和GN30－10型旋转式隔离开关，技术性能高，设计新颖。柜内仪表室、母线室、断路器室、电缆室分隔封闭，使之结构更合理、安全、可靠性能高，运行操作及检修维护方便。在柜与柜之间加装了母线隔离套管，避免了一柜故障而波及邻柜。

说明

为了适应不同接线的要求，高压开关柜的一次回路由隔离开关、负荷开关、断路器、熔断器、电流互感器、电压互感器、避雷器、电容器等组成多种一次接线方案。各高压开关柜的二次回路则根据计量、保护、控制、自动装置与操动机构等各方面的不同要求也组成多种二次接线方案。为了选用方便，一、二次接线方案均指其固定的编号。3.XGN2－10型开关柜简介

第47页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训GGD电气工程系3.4低压开关柜

目前市场上流行的开关柜型号很多,

主要有GCS、GCK、MNS、GGD等，还有智能抽出式MCS.现简介部分产品如下：

GGD是固定柜，GCK、GCS、MNS是抽屉柜。

GCK柜和GCS、MNS柜的抽屉推进机构不同；

GCS柜只能做单面操作柜，柜深800mm，

MNS柜可以做双面操作柜，柜深1000mm。MNS是从ABB公司引进的。安徽蚌埠机电技师学院一、GGD型交流低压配电柜适用于变电站、发电厂、厂矿企业等电力用户的交流50Hz，额定工作电压380V，额定工作电流1000-3150A的配电系统，作为动力、照明及发配电设备的电能转换、分配与控制之用。柜体采用通用柜形式，构架用冷弯型钢局部焊接组装而成，并有20模的安装孔，通用系数高。柜体的顶盖在需要时可拆除，便于现场主母线的装配和调整，柜顶的四角装有吊环，用于起吊和装运。柜体的防护等级为IP30，用户也可根据环境的要求在IP20—IP40之间选择。

第48页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系GCK3.4低压开关柜二、GCK

由动力配电中心(PC)柜和电动机控制中心(MCC)两部分组成。该装置适用于交流50(60)HZ、额定工作电压660V及以下、额定电流4000A及以下的控配电系统，作为受电馈电、母联、电动机控制及照明等配电设备,可设计成固定柜和抽屉柜混合型系统，满足不同的供配电需要。。整柜采用拼装式组合结构，模数孔安装，零部件通用性强，适用性好，标准化程度高。柜体上部为母线室、前部为电器室、后部为电缆进出线室，各室间有钢板或绝缘板作隔离，以保证安全。抽屉小室的门与断路器或隔离开关的操作手柄设有机械联锁，只有手柄在分断位置时门才能开启。受电开关、联络开关及柜的抽屉具有三个位置：接通位置、试验位置、断开位置。开关柜的顶部根据受电需要可装母线桥。第49页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系GCS3.4低压开关柜三、GCS型低压抽出式开关柜使用于三相交流频率为50Hz，额定工作电压为400V（690V），额定电流为4000A及以下的发、供电系统中的作为动力、配电和电动机集中控制、电容补偿之用。广泛应用于发电厂、石油、化工、冶金、纺织、高层建筑等场所，也可用在大型发电厂，石化系统等自动化程度高，要求与计算机接口的场所。框架采用开口型钢，主构架上安装模数为E=20mm和100mm的Φ9.2mm的安装孔，使得框架组装灵活方便。开关柜的各功能室相互隔离，其隔室分为功能单元室、母线室和电缆室。各室的作用相对独立。

第50页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系MNS3.4低压开关柜四、MNS型低压抽出式成套开关设备是为适应电力工业发展的需求，参考国外MNS系列低压开关柜设计并加以改进开发的高级型低压开关柜，该产品符合国家标准GB7251。适应各种供电、配电的需要，能广泛用于发电厂、变电站、工矿企业、大楼宾馆、市政建设等各种低压配电系统。

组合式结构，基本骨架由C型钢材组装而成。每一个柜体分隔为三个室，即水平母线室（在柜后部），抽屉小室（在柜前部），电缆室（在柜下部或柜前右边）。室与室之间用钢板或高强度阻燃塑料功能板相互隔开，上下层抽屉之间有带通风孔的金属板隔离，以有效防止开关元件因故障引起的飞弧或母线与其它线路短路造成的事故

结构设计可满足各种进出线方案要求：上进上出、上进下出、下进上出、下进下出。

第51页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系3.4低压开关柜Q/SYXQ392003五、低压开关柜运行及检修简介（规程举例）第52页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系3.4低压开关柜Q/SYXQ392003第53页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系3.4低压开关柜Q/SYXQ392003第54页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系3.4低压开关柜Q/SYXQ392003第55页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系3.5自动重合器分段器的简介

自动重合器和分段器是配电网自动化需要使用的自动化装置。

重合器是可按照预先确定的分断和重合顺序,在电路中自行开断和重合操作,并在其后自动复位或闭锁的本体控制设备。

分段器由切除负荷的灭弧室和隔离刀闸及控制器组成。分段器配合重合器使用,在达到整定次数或延时分闸时间后在无电流下自动分闸和复位。

分段器的特点有:1.安装类似于跌落式熔断器,结构灵活、简单、操作方便、安全可靠。2.可以自动隔离故障线路区段,确保无故障线路区段正常运行。3.分段器跌落分闸后有明显断开点,可以迅速查出故障区段,利于检修维护。4.排除故障后,不用更换任何元件即可用绝缘操作杆手动复位合闸。OVR户外高压真空自动重合器ZFD32-12户外高压真空自动分段器第56页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系第四章工厂供配电系统的二次接线

二次回路是控制、监视、指示、保护一次电路运行的电气回路。它包括控制系统、监测系统、信号系统、继电保护和自动化系统。在二次回路的接线中应用的电气设备称为二次设备。用二次设备的图形符号和文字符号，表明二次设备互相连接关系的电气接线图称之为二次接线图或二次回路图。

二次接线图分分为原理接线图和安装接线图；

凡表示次二次设备动作原理的二次接线图统称为原理接线图。根据元件在图中表示的方法不同，分为归总式原理接线图(简称原理图)和展开式原理接线闯。4.1归总式原理接线图(简称原理图)

通常是将二次接线和一次接线中的有关部分画在一起。在图中二次设备各元件用整体的图形符号绘出，其相互联系的电流回路、电压回路、直流回路综合绘在一张图中。6一l0kv线路过电流保护原理图如下：第57页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系6一l0kv线路过电流保护原理图1.断路器；2.电流互感器；3、4一电流继电器5一时间继电器6.信号继电器7.断路器的辅助触点；8.跳闸线圈4.1归总式原理接线图(简称原理图)第58页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系4.2展开式原理接线图(简称展开图)

展开图是根据二次接线的每个独立电源绘制的，将每套装置的交流电流回路、文流电压回路和直流回路分开表示。下面两个图例为6-10KV线路过电流保护的展开图。6kv-10kV线路保护回路图例一图中：G隔离开关DL断路器路1HL.2HL电流互感器、lLJ、2LJ电流继电器；SJ时间继电器XJ信号继电器TQ跳闸线圈FM、PM掉牌未复归小母线第59页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系4.2展开式原理接线图(简称展开图)6kv-10kV线路保护回路图例二第60页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系4.3二次回路安装接线图10kV高压配电线路二次安装接线图第61页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系4.4高压断路器的控制和信号回路

断路器的控制回路就是控制（操作）断路器分、合闸的回路。它取决于断路器操动结机构的形式和操作电源的类别。按控制地点可将断路器的分闸、合闸控制分为集中控制和就地控制。集中控制是把电压级较高、较重要的断路器集中在主控制室或控制屏上进行控制；被控制的断路器与主控制空之间的距离一般都在几十米以上．所以又称为距离控制。就地控制足把一些不太重要设备的断路器在安装地点的配电装置上就地进行控制。

高压断路器控制回路：指控制(操作)高压断路器分、合闸的回路。二次回路的操作电源，包括交流和直流两大类。交流操作电源有变电所用变压器供电和仪用互感器供电两种方式。直流操作电源包括蓄电池组供电电源和整流装置供电电源两种方式。蓄电池组直流操作电源是独立的可靠电源。高压断路器的操作机构种类很多．除手动式外，还有电磁式、弹簧式、液压式、气压式等。

电磁操作机构只能采用直流操作电源，弹簧操作机构和手动操作机构可交直流两用，但一般采用交流操作电源。第62页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系4.4高压断路器的控制和信号回路信号回路：指示一次电路设备运行状态的二次回路。按用途分，有断路器位置信号、事故信号和预告信号等。断路器位置信号:用来显示断路器正常工作的位置状态。一般是红灯(符号RD)亮，表示断路器在合闸位置；绿灯(符号GN)亮，表示断路器在分闸位置。

事故信号：用来显示断路器在事故情况下的工作状态。

一般是红灯闪光，表示断路器自动合闸；绿灯闪光，表示断路器自动跳闸。此外还有事故音响信号和光字牌等。预告信号:是在一次设备出现不正常状态时或在故障初期发出的报警信号。值班员可根据预告信号及时处理。关于信号回路的说明第63页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系4.4高压断路器的控制和信号回路一、采用手动操作机构的断路器控制和信号回路

WC

控制小母线,WS

信号小母线,R1、R2

限流电阻，QM

手动操作机构辅助触点QF

断路器的触点KM

继电保护装置出口继电器的触点

事故跳闸信号回路是按“不对应原理”接线的.正常分、合闸时不会ON（当断路器是电磁操动或弹簧操动机构时，用控制开关触点代替QM触点）第64页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系电磁式操作结构的断路器动作原理框图如下：

目前多采用带有转动于柄的LW系列控制开关，当断路器需要合闸或断开时，由值班人员转动控制开关的手柄控制。。4.4高压断路器的控制和信号回路

使用最广泛的电磁式操动机构带有跳、合闸线圈及常开、常闭触点。由操动机构完成跳、合闸操作。

二、采用电磁操作机构的断路器控制和信号回路

第65页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系图中KO—合闸接触器；YR—分闸线圈；QF—断路器辅助触头；YO—电磁合闸线圈；OF—分闸操作方向；ON—合闸操作方向；KA–出口继电器触点；WC-—控制小母线；WL–—灯光指示小母线WF—闪光信号小母线WS—信号小母线WAS—事故信号小母线WO—合闸小母线SA—控制开关电磁式操作结构的断路器的控制和信号回路举例图如下：

操作电源采用硅整流器带电容储能的直流系统。SA为双向自复并有保持触点的LW5型万能转换开关，它有三位置。第66页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系合闸时：

将控制开关SA手柄顺时针扳转45°，这时其触点SA1—2接通，合闸接触器KO通电(其中QF1—2原已闭合)，其主触点闭合，使电磁合闸线圈YO通电，断路器合闸。合闸后，控制开关SA自动返回，其触点SA1—2断开，切断合闸回路，同时QF3—4闭合，红灯RD亮，指示断路器已经合闸，并监视着跳闸线圈YR回路的完好性。分闸时：

将控制开关SA手柄反时针扳转45°，这时其触点SA7—8接通，跳闸线圈YR通电(其中QF3—4原已闭合)，使断路器QF分闸。分闸后，控制开关SA自动返回，其触点SA7—8断开，断路器辅助触点QF3—4也断开，切断跳闸回路，同时触点SA3—4闭合，QF1—2也闭合，绿灯GN亮，指示断路器已经分闸，并监视着合闸线圈KO回路的完好性。由于红、绿指示灯兼起监视分、合闸回路完好性的作用，长时间运行，因此耗能较多。为了减少操作电源中储能电容器能量的过多消耗，因此另设灯光指示小母线WL(+)，专用来接入红、绿指示灯。储能电容器的电能只给控制小母线WC供电。电磁式操作结构的断路器的控制和信号回路简要说明请分析短路跳闸的过程及复位操作。第67页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系三、采用弹簧操作机构的断路器控制和信号回路

图1为采用CT7型弹簧操作机构的断路器控制、保护和信号回路，SA可采用LW2或LW5型万能转换开关，电路原理如下图：其控制的基本要求如下:

图1断路器控制、保护和信号回路原理图第68页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系三、采用弹簧操作机构的断路器控制和信号回路

其控制的基本要求如下:(1)只有当储能电机储能完成，才能进行合闸操作。(2)QF正常工作时，应是红灯亮，绿灯灭，并分别起到监视跳闸和合闸回路的完好性。(3)当过电流保护装置检测到过电流信号时，应立即启动跳闸装置跳闸。

控制电路工作原理：前图中，SA为LW2或LW5型转换开关，它们的触点有合闸、合闸后、分闸、分闸后四个位置。SA的3-4触点只在合闸时接通，合闸后断开;SA的1-2触点只在分闸时接通，分闸后断开;SA的9-10触点在合闸和合闸后均接通。SQ1和SQ2是弹簧储能电机的位置开关，未储能时处于初始状态。需要合闸操作时，须先进行弹簧储能:按下SB按钮，储能电机M通电运转，使合闸弹簧储能，完毕后，SQ2常闭触点断开，SQ1常开触点闭合，为合闸作准备。合闸时，将SA扳向合闸(ON)位置，其3-4触点接通，合闸线圈YO通过较大电流，操作机构使QF断路器合闸，其辅助触点使YO线圈失电，并使RD红灯点亮。分闸时，将SA扳向分闸(OFF)位置，其1-2触点接通，分闸线圈YR通过较大电流，操作机构使QF断路器分闸，其辅助触点使YR线圈失电，并使GN绿灯点亮。当一次电路发生短路时，KM1或KM2线圈得电，其常开触点闭合，也使YR通过较大电流而让QF断路器跳闸，随后QF的3-4触点断开，RD灭，并使YR失电。由于QF是自动跳闸，SA仍在合闸位置，SA9-10触点闭合，发出事故信号，通知值班员将SA扳向分闸位置，并使事故信号解除。第69页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系断路器控制回路开关闭合表如下：第70页/共83页变配电技术中粮生化电气技工技能培训安徽蚌埠机电技师学院电气工程系4.4高压断路器的控制回路

变、配电所的控制、信号、操作、保护及自动装置和事故照明等，都需要供电电源——操作电源。对于不同电压等级、不同容量的各类变配电所，根据实际需要配备不同类型的操作电源。操作电面按其性质可分为交流操作电源和直流操作电源两大类。交流操作电源主要取自于电