第六章电气设备的原理与选择

第六章电气设备的原理与选择第1页，共162页，2023年，2月20日，星期三一、按正常工作条件选择设备1、额定电压和最高工作电压：所选电气设备的允许最高工作电压Ualm不得低于所接电网的最高运行电压Usm，即Ualm≧Usm或UN≧UNS这是因为，一般电气设备的允许最高工作电压：①220kV及以下，Ualm=1.15UN；②330kV及以上，Ualm=1.10UN。而实际电网最高允许电压：Usm=1.10UN

2、额定电流：在额定环境温度下，设备长期的允许电流IN，应不小于各种正常运行方式下的最大持续工作电流Imax，即IN≧Imax3、环境条件对设备选择的影响第一节电气设备选择的一般条件第2页，共162页，2023年，2月20日，星期三第3页，共162页，2023年，2月20日，星期三二、按短路情况校验1、短路热稳定校验条件：It2t≧Qk2、短路动稳定校验条件：ies

≧ish或Ies

≧Ish下列情况不校验热稳定或动稳定⑴用熔断器保护的设备，可不校验热稳定；⑵采用有限流电阻的熔断器保护设备，可不校验动稳定；⑶装设在电压互感器回路的裸导体和设备，可不校验热稳定和动稳定。注意：短路按三相短路；短路点按通过电流最大；短路时间按最严重开断短路电流时间。第4页，共162页，2023年，2月20日，星期三3、短路计算条件a、容量与接线。容量：安工程设计最终容量计算，并考虑电力系统远景发展规划；接线：采用可能发生最大短路电流的正常接线方式，但不考虑在切换过程中可能短时并列的接线方式。b、短路种类。一般按三相短路验算，若其它种类短路较三相短路严重时，则应按最严重的情况验算。c、计算短路点。选择最严重情况的短路点，即通过电器设备的短路电流最大。第5页，共162页，2023年，2月20日，星期三第二节高压断路器的原理与选择断路器的作用：⑴正常运行时起控制作用：倒换运行方式、投入或退出设备；⑵系统故障时起保护作用：切除故障部分。断路器的最大特点：能断开电器中负荷电流和短路电流。一、电弧的产生与熄灭1、电弧的产生电弧产生的条件：电源电压大于10－20V

电流大于80－100mA；电弧产生的危害：a、电弧温度高，可能烧坏触头；b、使触头绝缘物遭受损坏；c、引起电器烧毁，危害电力系统；电弧产生和维持的原因：是中性质点被游离的结果。注：电弧是导电的，只有电弧熄灭，电路才算断开。第6页，共162页，2023年，2月20日，星期三电弧特征：①气体导电（轻、易变形）；电弧的能量集中，温度很高，亮度很强例：10kvQF断开20kA的电流，电弧功率达到

1万kw以上②电弧由阴极区，阳极区和弧柱区组成。弧柱处温度最高，可达6~7k0C到1万度以上在弧柱周围温度较低，亮度明显减弱的部分叫弧焰，电流几乎都从弧柱内部流过。第7页，共162页，2023年，2月20日，星期三

③电弧的气体放电是自持放电，维持电弧燃烧的电压很低。在大气中，1cm长的直流电弧的弧柱电压仅15~30v，在变压器油中1cm长的直流电弧的弧柱电压仅100~220v。④电弧是一束游离的气体，质量极轻，极易变形。电弧在气体或液体的流动作用下或电动力作用下，能迅速移动、伸长或弯曲。第8页，共162页，2023年，2月20日，星期三2、电弧的产生物理过程：游离——中性质点分解成自由电子和正离子。（1）强电场发射：当触头刚分开，产生强电场，当E=U/s大于3×106V/m时，阴极电子被电场拉出形成触头空间的自由电子。（2）热电子发射：在开关分闸时，动静触头之间的接触压力和接触面积减小，接触电阻增大，接触表面发热严重，产生局部高温，阴极金属材料中的电子获得动能而逸出成为自由电子。

第9页，共162页，2023年，2月20日，星期三（3）碰撞游离：触头间电场强度超过3×106V/m时，阴极触头表面发射出自由电子，向阳极做加速运动，途中碰撞介质中性质点，当电子的动能大于中性质点的游离能，中性质点被游离为正离子和自由电子，新自由电子也向阳极加速运动，产生新的碰撞游离；（4）热游离：在弧隙的高温作用下，介质分子和原子产生强烈运动，互相碰撞，有可游离出电子和正离子。概括电弧产生的过程：阴极触头在强电场的作用下发射电子，所发射的电子又在触头电压作用下产生碰撞游离，形成电弧。在高温作用下，在介质中发生热游离，使电弧维持和发展。第10页，共162页，2023年，2月20日，星期三2、电弧的熄灭去游离：在电弧中，发生游离过程的同时，还存在去游离过程，即自由电子和正离子相互吸引发生中和的过程；去游离的主要方式是复合和扩散。（1）复合：是指带异号电荷的质点彼此中和；复合的主要方式：电子附在中性质点上产生的负离子和正离子的中和；加快复合的方法：a、拉长电弧；b、冷却电弧（用气体或液体吹弧）；c、加大气体介质的压力，提高气体介质的浓度；（2）扩散：是指弧柱内的自由电子与正离子溢出弧柱外，到周围介质中去的过程。扩散的三种形式：a、浓度扩散；b、温度扩散；c、用高速冷气吹弧，带走弧道中的带电质点。第11页，共162页，2023年，2月20日，星期三3、电弧的熄灭的条件：电弧的燃烧是由游离过程维持的，但在电弧中同时还进行着相反的使带电质点数量减少的去游离过程。故：（1）当游离过程强于去游离过程，电弧燃烧加剧；（2）游离过程与去游离过程处于动态平衡时，电弧稳定燃烧；（3）当去游离过程强于游离过程时，电弧熄灭。第12页，共162页，2023年，2月20日，星期三1、交流电弧的伏安特性由于热惯性，弧柱温度的变化滞后于快速变化的电流，所以交流电弧的伏安特性是动态的，如图所示。在电流增大时，温度来不及增高，弧隙电阻来不及减小；在电流减小时，温度来不及减小，弧隙电阻来不及增大。故图中正方向电流增大时的曲线在电流减小时的上方。

A点是电弧产生时的电压，称为燃弧电压。

B点是电弧熄灭时的电压，称为熄弧电压。

二、交流电弧的特性第13页，共162页，2023年，2月20日，星期三2、交流电弧的熄灭电弧电流每经半个周期总要过零一次，此时电弧暂时熄灭。从此，弧隙中同时发生两个相互影响而作用相反的过程：（1）弧隙介质强度恢复过程：电弧过零时电弧熄灭，而弧隙的绝缘能力要恢复到绝缘的正常状态尚需要一定的时间，此恢复过程称为弧隙介质强度的恢复过程，以弧隙的耐受电压Ud(t)表示；影响Ud(t)的因素：a、介质特性；b、弧隙的冷却条件；c、电弧电流的大小；d、断路器分闸速度；第14页，共162页，2023年，2月20日，星期三近阴极效应原理：电流过零后，弧隙电极发生改变，电子朝着新阳极运动，而正离子质量较大基本未动，从而形成弧隙间电子和正离子运动的不平衡，最终在新阴极附近呈现正电荷离子层，显示一定的介质强度。作用：在低压短弧的熄灭起着重要作用。第15页，共162页，2023年，2月20日，星期三（2）弧隙电压恢复过程：电弧电流过零后，电路施加于弧隙电压，从不大的电弧电压逐渐增长，一直恢复到电源电压，这一过程的弧隙电压称为恢复电压，其电压恢复过程以Ur(t)表示；组成：瞬态恢复电压工频恢复电压影响Ur(t)的因素：线路参数和负荷性质。第16页，共162页，2023年，2月20日，星期三（3）．交流电弧熄灭的条件电流过零后，电弧由于失去能量，电弧自然熄灭。此时，弧隙中间同时存在着两个恢复过程，即弧隙介质强度恢复过程Ud(t)和弧隙电压恢复过程Ur(t)：

1）如果弧隙电压恢复过程上升速度较快，幅值较大，弧隙电压恢复过程大于弧隙介质强度恢复过程，介质被击穿，电弧重燃，如图a所示。

2）如果弧隙介质强度恢复过程始终大于弧隙电压恢复过程，则电弧熄灭，如图b和c所示。

故交流电弧熄灭的条件应为：

Ud(t)>Ur(t)

第17页，共162页，2023年，2月20日，星期三（1）利用介质灭弧；采用传热能力、介电强度、热游离温度和热容量大的介质。如灭弧能力：油受高温分解出氢气，氢气是空气的7.5倍；SF6气体是空气的100多倍；真空是空气的15倍等；（2）采用特殊金属材料作开关触头：采用熔点高、导热系数和热容量大的耐高温金属材料作触头，一方面抑制游离过程，另一方面还抗电弧和抗熔焊。（3）利用气体或油吹动电弧：强烈冷却电弧，即加强复合，又有利于带电离子的扩散。3、熄灭交流电弧的基本方法第18页，共162页，2023年，2月20日，星期三某些电压等级较高的断路器采用多个灭弧室串联的多断口灭弧方式。

1）多断口将电弧分割成多段，在相同触头行程下，增加了电弧的总长度，弧隙电阻迅速增大，介质强度恢复速度加快。

2）使每个断口上的恢复电压减小，降低了恢复电压的上升速度和幅值，提高了灭弧能力。加装均压电容，来解决各断口的电压分配不均衡的问题：1）不装均压电容时断口等效电容两断口连接处对地的等效电容：（4）采用多断口灭弧第19页，共162页，2023年，2月20日，星期三分配在两断口上的电压为(CQ

≈

C0)：

可以看出，第一个断口的工作条件比第二个要恶劣，如其电弧不能熄灭，电压将全部加在第二断口上，它也将被击穿。

2）在断口上并联均压电容C时，C=2000pF，远大于C0

(几十pF)，则第20页，共162页，2023年，2月20日，星期三

可见并联均压电容后，断口上的电压分布均匀，在i过零后，两断口上的电弧可以同时熄灭。

（5）提高断路器触头的分离速度

加快断路器触头的分离速度，可以迅速拉长电弧，使弧隙的电场强度骤降，弧隙电阻和电弧的表面积突然增大，电弧的冷却加快，有利于带电质点的扩散和复合去游离。第21页，共162页，2023年，2月20日，星期三三、断路器开断短路电流时的弧隙电压恢复过程

目的：找出恢复电压不振荡的条件及防止振荡的方法。断路器开断短路电流时的电路如图2-7a所示，其等效电路如图2-7b所示，R、L为电源和变压器的电阻和电感，C可以认为是变压器绕组及连接线对地的分布电容，r为断路器触头并联电阻。第22页，共162页，2023年，2月20日，星期三断路器开断短路电流时的弧隙电压恢复过程相当于二阶电路过渡过程中，电容C两端的电压变化过程，即。

1）熄弧后，从瞬态恢复电压过渡到电源电压的时间很短，一般不超过几百微秒，可近似认为电源电压不变，故电源用直流电源U0来代替。

假设与初始条件：２）３）i=0时是时间的起点，即t=0如图2-7b所示，当开关S闭合时，有

第23页，共162页，2023年，2月20日，星期三整理得：此为二阶常系数线性微分方程，其特征根为当特征根不等时，非齐次通解为当特征根为重根时，非齐次通解为第24页，共162页，2023年，2月20日，星期三①当时，特征根为不等负实根。可解得代入非齐次通解可解得第25页，共162页，2023年，2月20日，星期三一般变压器绕组电阻，略去不计，得从上式可以看出，由于特征根为负实根，故弧隙电压恢复过程为非周期性的，如图2-8曲线3所示。

一般，略去不计，故上式最大值不会超过U0，进一步化简得忽略R后，特征根为第26页，共162页，2023年，2月20日，星期三根据近似计算，当x很小时，对上式微分，可得电流过零时的恢复电压上升速度(V/s)为由上式可知，触头并联电阻r可以降低恢复电压的上升速度，r越小，恢复电压的上升速度越低。

第27页，共162页，2023年，2月20日，星期三②当时，特征根为共轭复根。第28页，共162页，2023年，2月20日，星期三将、代入，得利用欧拉公式化简，得从式(2-11)可以看出，α1、α2为共轭复根时，弧隙电压恢复过程为衰减的周期性振荡过程，如图2-8曲线2所示，从图中曲线2可以看出，周期性振荡过程的恢复电压上升速度较快，幅值较大，给电弧的熄灭带来困难。如果断路器触头没有装设并联电阻，即r=∞时，忽略R，第29页，共162页，2023年，2月20日，星期三

a)周期性振荡过程中的弧隙恢复电压最大值可达2U0

，如图2-8曲线1所示。

③当时，为相等的负实根(重根)。根据初始条件和公式及其微分表达式，可求得不计R，从而得

b)上升速度取固有振荡频率的半个周期内的平均速度

，由

得第30页，共162页，2023年，2月20日，星期三

a)当r≤rcr

时，弧隙电压恢复过程为非周期性。在断路器触头间并联低值电阻（几欧至几十欧），可以改变弧隙电压恢复过程的上升速度和幅值，可以将弧隙恢复电压由周期性振荡特性恢复电压转变为非周期性恢复电压，大大降低了恢复电压的上升速度和幅值，改善了断路器的灭弧条件。

b)当r>rcr

时，弧隙电压恢复过程为周期振荡性过程，对电弧熄灭不利。由罗彼塔法则可知：时，当在此种情况下，弧隙电压恢复过程仍是非周期性的，但处在临界情况。忽略R，临界并联电阻值为第31页，共162页，2023年，2月20日，星期三第32页，共162页，2023年，2月20日，星期三在断路器主触头两端加装低值并联电阻

1)主触头Q1先断开，产生电弧，因有并联电阻，恢复电压为非周期性，降低了恢复电压的上升速度和幅值，主触头上的电弧很快熄灭。

2)接着断开的辅助触头Q2，由于r的限流和阻尼作用，辅助触头上的电弧也容易熄灭。

第33页，共162页，2023年，2月20日，星期三1．多油断路器：利用绝缘油作为灭弧介质、相间及相对地绝缘介质。2．少油断路器：绝缘油只作灭弧介质。载流部分是借空气和陶器绝缘材料或有机绝缘材料来绝缘，灭弧方式多为横向吹动电弧。3．空气断路器：利用压缩空气的吹动来熄灭电弧的。和控制断路器的分合阐动作。

4．SF6断路器：用SF6气体作绝缘和灭弧介质。

5．真空断路器：利用真空灭弧和绝缘，灭弧时间一般只有半个周波。

6．磁吹式断路器：当电弧电流通过吹弧线圈以产生磁束来吹弧及消弧。四、高压断路器的种类第34页，共162页，2023年，2月20日，星期三

多油断路器

少油断路器少油断路器高压真空断路器高压真空断路器第35页，共162页，2023年，2月20日，星期三SN10-10断路器第36页，共162页，2023年，2月20日，星期三真空断路器第37页，共162页，2023年，2月20日，星期三真空断路器第38页，共162页，2023年，2月20日，星期三六氟化硫断路器第39页，共162页，2023年，2月20日，星期三六氟化硫断路器第40页，共162页，2023年，2月20日，星期三六氟化硫断路器第41页，共162页，2023年，2月20日，星期三五、断路器的型号

-/

型号特征额定断流容量，MVAS─少油断路器额定电流，AD─多油断路器派生标志

K─空气断路器C─带有手车装置

Q─产气断路器G─改进型

Z─真空断路器D─带有电磁操作结构

L─六氟化硫断路器

C─磁吹断路器额定电压，kV

安装条件设计序号

N─户内

W─户外第42页，共162页，2023年，2月20日，星期三

1、额定电压（UN）：长期工作标准电压；其影响断路器的外形尺寸和绝缘水平。

2、额定电流（IN）

：在规定的环境温度下，当断路器的绝缘和载流部分不超过其长期工作的最高允许温度时，断路器允许通过的最大电流值。国家标准规定，断路器的额定电流有：200、400、630、1000、1600、2000、2500、4000、5000、6300、8000、10000、12500、16000、20000A各级。

3、额定开断电流（INbr）

：额定电压下正常开断最大短路电流，它是标志断路器开断能力的一个重要参数；

4、额定断流容量（SNbr）

：额定开断电流与额定电压的乘积；

5、额定关合电流（INcl）

：短路时，断路器能够关合而不发生触头熔焊或其他损伤的最大电流；

六、高压断路器的主要技术参数第43页，共162页，2023年，2月20日，星期三

6、额定短时耐受电流（热稳定电流It

）：规定时间内，通过断路器而使各部分发热不超过允许温度的最大短路电流；其表明断路器能承受短路电流热效应作用的能力；一般：

7、额定峰值耐受电流（动稳定电流Ies）：在合闸位置时，允许通过的短路电流最大峰值；其表明断路器能承受短路电流电动力作用的能力；

8、动作时间（1）分闸时间：从得到分闸命令到所有触头均分离的时间；（2）燃弧时间：从触头刚脱离到所有电弧都熄灭的时间；（3）开断时间：分闸时间和燃弧时间之和；（4）合闸时间：从得到合闸命令到主触头均接触的时间9、操作循环：表征断路器的操作性能。⑴自动重合闸操作循环：分—θ—合分—t—合分⑵非自动重合闸操作循环：分—t—合分—t—合分六、高压断路器的主要技术参数第44页，共162页，2023年，2月20日，星期三七、断路器的选择1、断路器种类和型式的选择110KV及以上一般选SF6断路器，110KV以下一般选真空断路器，SF6断路器；2、额定电压和额定电流选择3、开断电流选择4、短路关合电流的选择5、短路热稳定和动稳定校验第45页，共162页，2023年，2月20日，星期三第三节隔离开关一、

隔离开关是电力系统常用电器，需与断路器配合使用。隔离开关无灭弧装置，故不能用来开断负荷电流和短路电流；否则在高电压的作用下将产生强烈电弧，难以自行熄灭，甚至造成飞弧，烧毁设备，危及人身安全，是严重事故。1、主要用途：⑴隔离电压，以便检修；

⑵倒闸操作，改变运行方式；

⑶分、合小电流。主要作如下操作：

a、分、合避雷器、电压互感器和空载母线；b、分、合励磁电流不超过2A的空载变压器；

c、关合电容电流不超过5A的空载线路。第46页，共162页，2023年，2月20日，星期三12kV的隔离开关，容许关合和开断5km以下的空载架空线路；40.5kV的隔离开关，容许关合和开断10km以下空载架空线路和1000kVA以下的空载变压器；126kV的隔离开关，容许关合和开断320kVA以下的空载变压器。第47页，共162页，2023年，2月20日，星期三2、基本要求和主要参数①应具有明显可见断开点，以便检修和运行人员清楚判断；②断开点应具有可靠绝缘，以确保安全；③应具有足够的短路稳定性；④结构简单、动作可靠；⑤如装有接地刀闸，应具有机械或电气闭锁，保证操作安全。主要参数与断路器基本相同，主要有：

1、额定电压：长期工作标准电压；

2、额定电流：长期允许最大工作电流；

3、热稳定电流：规定时间内，通过隔离开关而使各部分发热不超过允许温度的最大短路电流；

4、动稳定电流：在合闸位置时，允许通过的短路电流最大峰值；第48页，共162页，2023年，2月20日，星期三3、分类及型号分类：①根据地点分户内式和户外式；②根据支持绝缘子数目分单柱式、双柱式和三柱式；③根据刀闸运动方式分水平旋转式、垂直旋转式、摆动式和插入式；④根据有无接地刀闸分有接地刀闸和无接地刀闸；⑤根据操作机构分手动、电动和气动。第49页，共162页，2023年，2月20日，星期三高压隔离开关的型号

123456产品名称：G—隔离开关安装地点；N－户内型，W－户外型设计序号额定电压（kV）补充特性：C－瓷套管出线，D－带接地刀闸；K－快分型，G－改进型，T－统一设计额定电流（A）GN19－10/630，表示户内隔离开关，设计序号19，额定电压10kV，额定电流630A。GW9-10/600高压隔离开关的型号主要由以下六个单元组成：

第50页，共162页，2023年，2月20日，星期三4．隔离开关的基本结构导电部分：绝缘部分：操动机构：传动机构：支持底座：包括触头、闸刀、接线座。主要起传导电路中的电流，关合和开断电路的作用。包括支持绝缘子和操作绝缘子。实现带电部分和接地部分的绝缘。通过手动、电动、气动、液压向隔离开关的动作提供能源。由拐臂、联杆、轴齿或操作绝缘子组成。接受操动机构的力矩，将运动传动给触头，以完成隔离开关的分、合闸动作。将导电部分、绝缘子、传动机构、操动机构等固定为一体，并使其固定在基础上。导电部分支持底座绝缘部分传动机构操动机构第51页，共162页，2023年，2月20日，星期三5、隔离开关的操动机构1.手动操动机构

杠杆式用于额定电流小于3000A的隔离开关；蜗轮式用于额定电流大于3000A的隔离开关。2.电动操动机构

由电动机、机械减速传动系统、电气控制系统及箱壳组成。可进行远方控制，也可就地电动控制或利用手柄进行人力操作。第52页，共162页，2023年，2月20日，星期三隔离开关的操作原则（1）隔离开关必须在不带负荷或负荷在隔离开关允许的范围内时才能进行操作。即隔离开关操作时断路器必须在断开状态。（2）操作时先拔定位销，分合闸动作要果断、迅速，终了时不要用力过猛，操作完成后一定要用定位销锁住，并目测动触头位置是否符合要求。（3）若发生带负荷切投隔离开关的误操作，则要冷静以避免发生反方向的误操作。第53页，共162页，2023年，2月20日，星期三二、隔离开关的主要结构类型

1、隔离开关的种类按装设地点可分为户内式和户外式；按极数可分为单极和三极；按绝缘支柱数目可分为单柱式、双柱式和三柱式；按动作方式可分为闸刀式、旋转式、插入式；按有无接地刀闸可分为带接地刀闸和不带接地刀闸；按操动机构可分为手动式、电动式、液压式；按用途可分为一般用、快分用和中性点接地用。第54页，共162页，2023年，2月20日，星期三二、隔离开关的主要结构类型户内高压隔离开关主要包括插入式和转动式两种。第55页，共162页，2023年，2月20日，星期三户内高压隔离开关—插入式

GN19－10系列插入式户内高压隔离开关，三相共底架结构，主要由静触头、基座、支柱绝缘子、拉杆绝缘子、动触头组成。三相平行安装。静触头拉杆绝缘子支柱绝缘子动触头转轴基座第56页，共162页，2023年，2月20日，星期三二、隔离开关的主要结构类型GN22－12隔离开关GN2－35隔离开关GN27－40隔离开关第57页，共162页，2023年，2月20日，星期三户内单相双柱式隔离开关户内式隔离开关第58页，共162页，2023年，2月20日，星期三户内三柱式隔离开关第59页，共162页，2023年，2月20日，星期三GN30－10型旋转式户内高压隔离开关开关主体通过两组绝缘子固定在开关底座上下两个面上，上下两个面之间由固定在开关底座上的隔板完全分开，通过旋转触刀，从而实现开关的合闸与分闸。固定绝缘子静触头底座隔板动触头操作绝缘子户内高压隔离开关—转动式第60页，共162页，2023年，2月20日，星期三二、隔离开关的主要结构类型GN30－10型隔离开关第61页，共162页，2023年，2月20日，星期三户外式隔离开关按支柱绝缘子数目可分为双柱式、三柱式和单柱式。（1）双柱式隔离开关GW4－110型隔离开关

双柱单断口水平旋转式结构，广泛用于10～220kV配电装置中。户外式高压隔离开关——双柱式第62页，共162页，2023年，2月20日，星期三绝缘支柱底座轴承座导电闸刀触头交叉连杆接线端子挠性导体户外式高压隔离开关——双柱式第63页，共162页，2023年，2月20日，星期三GW4-252III完善化改进型隔离开关GW4-126,145III完善化改进型隔离开关GW4-40.5高压隔离开关户外式高压隔离开关——双柱式第64页，共162页，2023年，2月20日，星期三户外型双柱式GW4-220型隔离开关第65页，共162页，2023年，2月20日，星期三二、隔离开关的主要结构类型GW5－110D隔离开关开关由底座、棒式支柱绝缘子、导电闸刀、左右触头和传动部分等组成，也称为V型隔离开关。根据需要该隔离开关可配装接地闸刀，广泛用于35～110kV电压等级中。底座棒式绝缘支柱导电闸刀接线端子支承座接地刀闸第66页，共162页，2023年，2月20日，星期三第67页，共162页，2023年，2月20日，星期三GW5A-35、66、110系列隔离开关户外型V形第68页，共162页，2023年，2月20日，星期三GW11－252型隔离开关双柱水平伸缩式结构，闸刀水平伸缩，分合状态清晰，便于巡视。隔离开关制成单极形式，由三个单极组成一台三相隔离开关。绝缘支柱底座导电闸刀操动机构静触头传动装置户外式高压隔离开关——双柱式第69页，共162页，2023年，2月20日，星期三（2）GW7－220型三柱式隔离开关绝缘支柱底座传动装置导电闸刀静触头操动机构采用三柱双断口水平旋转开启式结构。户外式高压隔离开关——三柱式第70页，共162页，2023年，2月20日，星期三户外型三柱式GW7-500型隔离开关（开断状态）GW7A—220型三柱式隔离开关（关合状态）第71页，共162页，2023年，2月20日，星期三（3）单柱式隔离开关GW6－220GD型单柱式隔离开关隔离开关每极具有两个瓷柱，即支持瓷柱和操作瓷柱。由于只有一个支持瓷柱，故称为单柱式。静触头固定在架空硬母线或悬挂在架空软母线上。动触头固定在导电折架上。户外式高压隔离开关——单柱式第72页，共162页，2023年，2月20日，星期三底座操动瓷柱支持瓷柱导电折架传动装置动触头静触头接地开关户外式高压隔离开关——单柱式第73页，共162页，2023年，2月20日，星期三GW10－252型单柱式隔离开关单柱垂直伸缩式户外交流高压隔离开关。底座绝缘支柱传动装置导电闸刀静触头操动机构导电关节第74页，共162页，2023年，2月20日，星期三户外型剪刀型第75页，共162页，2023年，2月20日，星期三第76页，共162页，2023年，2月20日，星期三三、隔离开关的使用知识

1.检查和维护2.操作注意事项

交接验收时检查：操动机构、传动装置、辅助切换开关及闭锁装置应安装牢固，动作灵活可靠，位置指示正确；三相不同期值应符合产品的技术规定；相间距离及分闸时触头打开角度和距离应符合产品的技术规定；触头应接触紧密良好；油漆应完整，相色标志正确，接地良好。运行中检查：绝缘子完整，无裂纹、无放电现象；操作连杆及机械各部分无损伤、不锈蚀，各机件紧固，位置正确，无歪斜、松动、脱落等不正常现象；闭锁装置良好，隔离开关的电磁闭锁或机械闭锁的销子、辅助触点的位置应正确；刀片和刀嘴的消弧角应无烧伤、过热、变形、锈蚀、倾斜，触头接触应良好，接头和触头不应有过热现象，其温度不应超过70℃；刀片和刀嘴应无脏污、烧伤痕迹，弹簧片、弹簧及铜辫子应无断股、折断现象；接地开关接地应良好，特别是易损坏的可挠部分应无异常。

(1)操作前检查断路器的分、合位置，严防带负荷操作隔离开关；

(2)手动合迅速果断，不能用力过猛；

(3)迅速拉开隔离开关，以便尽快灭弧；

(4)带负荷误合隔离开关，不准将隔离开关再拉开；若发生错拉隔离开关，刀片刚离开固定触头时，应立即合上。如隔离开关刀片已离开固定触头，则不得将误拉的隔离开关再合上。

(5)合闸操作后，应检查接触是否紧密；拉闸操作后，应检查每相是否均已在断开位置；

(6)操作完毕后，锁住操作把手。第77页，共162页，2023年，2月20日，星期三第四节电流互感器互感器包括电流互感器（TA）和电压互感器（TV）；电流互感器：将大电流变为小电流，其一次绕组串联在被测回路中，二次绕组与测量仪表或继电器的电流线圈相串联。电压互感器：将高电压变为低电压，其一次绕组并联在被测回路中，二次绕组与测量仪表或继电器的电压线圈相并联。

电流互感器

电压互感器第78页，共162页，2023年，2月20日，星期三一、互感器的作用（1）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，通常电压互感器二次额定电压为100V或V，电流互感器二次额定电流为5A或1A。使得测量仪表和保护装置标准化和小型化，结构轻巧，价格便宜，便于屏内安装。（2）能使测量仪表和继电器等二次设备与一次高压设备在电气方面隔离，以保证工作人员安全。（3）能够采用低压小截面控制电缆。实现远距离测量和控制。（4）当一次发生短路故障时，能够保护测量仪表和继电器二次设备免受大电流的损害。（5）为了保证人身与设备的安全，互感器二次侧必须有一点接地，以免在互感器的一、二次绕组之间的绝缘损坏时二次设备上出现危险的高电压。第79页，共162页，2023年，2月20日，星期三第80页，共162页，2023年，2月20日，星期三电流互感器结构（以LMZJ1-0.5为例）

1—铭牌

2—一次母线穿孔

3—铁心，外绕二次绕组，树脂浇注

4—安装板

5—二次接线端子12345第81页，共162页，2023年，2月20日，星期三电流互感器结构（以LQJ-10为例）该电流互感器具有两个铁芯和两个二次绕组1—一次接线端子2—一次绕组（树脂浇注）3—二次接线端子4—铁心5—二次绕组6—警示牌（上写“二次侧不能开路“等字样）123456第82页，共162页，2023年，2月20日，星期三高压电流互感器多制成不同准确度级的两个铁芯和两个副绕组的型式，分别接测量仪表和继电器，以满足测量和继电保护的不同要求。供测量用电流互感器的铁芯在一次侧短路时应该容易饱和，以限制二次侧电流增长的倍数。供继电保护用的铁芯，在一次侧短路时不应饱和，使二次侧的电流与一次侧的电流成正比例增加,

以适应保护灵敏度的要求。第83页，共162页，2023年，2月20日，星期三二、电流互感器1、电流互感器的特点：①电流互感器一次绕组串联在电力系统中，并且绕组匝数很少，因此一次绕组的电流完全取决于被测量电路一次负荷的大小而与二次电流无关；②电流互感器二次绕组与测量仪表和继电器等的电流线圈串联，由于测量仪表和继电器等的电流线圈阻抗很小，正常工作接近于短路；2、电流互感器的工作原理第84页，共162页，2023年，2月20日，星期三3、电流互感器的误差电流误差fi：为二次电流的测量值乘以额定电流比所得的值与实际一次电流之差，以一次电流的百分数表示。

相位差：为旋转1800的二次电流相量与一次电流相量之间的夹角。第85页，共162页，2023年，2月20日，星期三4、影响电流互感器误差的运行参数（1）一次电流对误差的影响分析：（2）二次负荷功率因数的影响（3）二次负荷阻抗（Z2l）的影响第86页，共162页，2023年，2月20日，星期三5、电流互感器运行中注意的问题（1）电流互感器二次侧严禁开路。CT二次侧严禁开路的严重后果（1）二次侧感应出高电压，威胁人身和设备的安全；（2）铁心饱和，引起铁心和绕组过热，可能烧坏绕组；（3）测量误差大大增大；（4）出现剩磁，特性变坏。第87页，共162页，2023年，2月20日，星期三6、电流互感器的准确级和额定容量（1）准确级：是指在规定的二次负荷变化范围内，一次电流为额定值时的最大电流误差。常用的测量准确级有：0.1级、0.2级、0.2S级、0.5级、0.5S级、1级和3级，保护的准确级有5P和10P。准确级一次电流为额定电流的百分数(%)误差限值二次负荷变化范围电流误差(%)相位差(´)0.21020100~120±0.5±0.35±0.2±20±15±10(0.25~1)S2N0.51020100~120±1±0.75±0.5±60±45±3011020100~120±0.2±1.5±1±120±90±60350~120±3不规定(0.5~1)S2N第88页，共162页，2023年，2月20日，星期三测量用电流互感器的准确特性520100120%+0.35+0.20+0.75

-0.2-0.35-0.75负荷电流变化范围大时应采用S级电流互感器0.2S级02级0.5级-1.5+1.5第89页，共162页，2023年，2月20日，星期三0.1级与0.2S级的比较520100120%+0.35+0.20+0.75

-0.2-0.35-0.750.2S级02级0.1级第90页，共162页，2023年，2月20日，星期三6、保护用电流互感器的分类（1）P类保护用电流互感器：该类电流互感器的准确限值是由一次电流为稳态对称电流时的复合误差。A).P类保护用电流互感器准确限值规定为稳态对称一次电流下的复合误差（ε%）的电流互感器，对剩磁无限制。B).PR类保护用电流互感器剩磁系数有规定限值的电流互感器。某些情况下，也可规定二次回路时间常数值和/或二次绕组电阻的限值。C).PX类保护用电流互感器一种低漏磁的电流互感器，当已知互感器二次励磁特性、二次绕组电阻、二次负荷电阻和匝数比时，就足以确定其与所接保护系统有关的性能。注：1）

P类及PR类电流互感器的准确级以在额定准确限值一次电流下的最大允许复合误差的百分数标称，标准准确级为：5P、10P、5PR和10PR。2）发电机和变压器主回路、220kV及以上电压线路宜采用复合误差较小（波形畸变较小）的5P或5PR级电流互感器。其他回路可采用10P或10PR级电流互感器。3）10P20，后面的20就是准确限值系数。10P20表示当一次电流是额定一次电流的20倍时，该绕组的复合误差≤±10%。准确限值系数的意义就是在保证误差在±10%范围内时，一次电流不能超过额定电流的倍数.第91页，共162页，2023年，2月20日，星期三6、保护用电流互感器的分类（2）TP类（TP意为暂态保护）电流互感器。该类电流互感器的准确限值是考虑一次电流中同时具有周期分量和非周期分量，并按某种规定的暂态工作循环时的峰值误差来确定的。该类电流互感器适用于考虑短路电流中非周期分量暂态影响的情况。1）TPX级：准确限值规定为在指定的暂态工作循环中的峰值瞬时误差。对剩磁无限制。2）TPY级：准确限值规定为在指定的暂态工作循环中的峰值瞬时误差。剩磁不超过饱和磁通的10％。3）TPZ级：准确限值规定为在指定的二次回路时间常数下，具有最大直流偏移的单次通电时的峰值瞬时交流分量误差。无直流分量误差限值要求。剩磁实际上可以忽略。第92页，共162页，2023年，2月20日，星期三6、保护用电流互感器的类型选择（1）330kV～1000kV系统保护、高压侧为330kV～1000kV的变压器和300MW及以上发电机变压器组差动保护用的电流互感器，由于系统一次时间常数较大，电流互感器暂态饱和较严重，由此导致保护误动或拒动的后果严重。因此，所选电流互感器应保证在实际短路工作循环中不致暂态饱和，即暂态误差不超过规定值。一般选用TP类互感器。（2）220kV系统保护、高压侧为220kV的变压器差动保护、100MW～200MW发电机变压器组及大容量电动机差动保护用的电流互感器，暂态饱和问题及其影响后果相对较轻，可按稳态短路条件进行计算选择，并为减轻可能发生的暂态饱和影响适当留有裕度。一般选用P类、PR类和PX类电流互感器。PR类可限制剩磁影响，有条件时可推广使用。（3）110kV及以下系统保护用电流互感器一般按稳态条件选择，采用P类互感器。第93页，共162页，2023年，2月20日，星期三6、电流互感器的准确级和额定容量（2）10％误差曲线：在保证电流误差不超过－10％的条件下，一次电流的倍数n（n=I1/In）与允许最大二次负载阻抗Z2l的关系曲线。（3）额定容量：指电流互感器在额定二次电流和额定二次阻抗运行时，二次绕组输出的容量，SN2=IN22ZN2注意：（1）由于电流互感器的二次额定电流一定，故厂家常提供电流互感器的ZN2值表示SN2。（2）电流互感器的误差和二次负荷有关，故同一台电流互感器使用在不同准确级时，会有不同的额定容量。例如：LMZ1-10-3000/5型电流互感器在0.5级下工作时，ZN2=1.6欧姆（40VA)，而在11级工作时，ZN2=2.4欧姆（60VA)。第94页，共162页，2023年，2月20日，星期三7、电流互感器的分类和型号分类：按照用途：测量和保护按照安装地点：户内式、户外式和装入式；按照安装方式：穿墙式和支持式；按照绝缘：干式、浇注式和油浸式；按照一次绕组匝数：单匝和多匝；按照高、低压耦合方式：电磁耦合式、光电耦合式、电磁波耦合式和电容耦合式。第95页，共162页，2023年，2月20日，星期三型号第96页，共162页，2023年，2月20日，星期三三、电流互感器的选择1、一次额定电压和额定电流的选择I1N应尽可能与最大工作电流接近2、二次额定电流的选择：5A（强电系统），1A（弱电系统）当采用弱电控制或配电装置距离控制室较远时，二次额定电流应尽量采用1A，而强电用5A。3、种类和型式的选择：根据安装地点（如屋内、屋外）和安装方式（如穿墙式、支持式、装入式等）选择型式。当一次电流较小时（在400A及以下）时，宜优先选用一次绕组多匝式，以提高准确度；4、准确级的选择实验室精密测量选0.2级；发电机、变压器、厂用电及出线电度表选0.2级或0.5级；各回路电流监视仪表选1~3级；继电保护则选5P级或10P级。第97页，共162页，2023年，2月20日，星期三5、额定容量的选择由此确定二次导线的截面第98页，共162页，2023年，2月20日，星期三6、电流互感器的接线型式7、热稳定和动稳定校验ABCAABCAAAABCAWhAA单相接线星形接线不完全星形接线第99页，共162页，2023年，2月20日，星期三电流互感器在接线中应注意以下内容：

1）电流互感器的二次侧在使用时绝对不可开路。

使用过程中拆卸仪表或继电器时，应事先将二次侧短路。安装时，接线应可靠，不允许二次侧安装熔丝；

2）二次侧必须有一端接地。防止一、二次侧绝缘损坏，高压窜入二次侧，危及人身和设备安全；

3）一次侧串接在线路中，二次侧与继电器或测量仪表串接。

4）接线时要注意其端子的极性。电流互感器一、二次侧的极性端子，都用字母表明极性。按照规定我国互感器和变压器的绕组端子，均采用“减极性”标号法。当一次侧电流从同名端流入，则二次侧电流从同名端流出。第100页，共162页，2023年，2月20日，星期三第五节电压互感器一、电压互感器的特点：电磁式电压互感器的工作原理与变压器相同，主要区别在于容量很小。与变压器相比，有如下特点：①电压互感器一次侧电压不受二次侧负荷的影响，且在大多数情况下，二次侧负荷是恒定的；②电压互感器二次侧所接的负荷是测量仪表和继电器的电压线圈，阻抗很大，正常工作接近于空载。2、电压互感器的变比电压互感器的额定变比为一次额定电压与二次额定电压之比；电压互感器一次额定电压为电网额定电压，已经标准化（如3、6、10、35、110、220、330、500kV等）；电压互感器二次额定电压已统一为100V(或100/V)；所以电压互感器的变比也是已经标准化的。第101页，共162页，2023年，2月20日，星期三第102页，共162页，2023年，2月20日，星期三一次接线端子高压绝缘套管一、二次绕组，树脂浇注绝缘铁心二次接线端子12345第103页，共162页，2023年，2月20日，星期三3、电压互感器等值电路和相量图第104页，共162页，2023年，2月20日，星期三二、电压互感器的误差1、定义：空载误差：负载误差：第105页，共162页，2023年，2月20日，星期三2、影响电压互感器测量误差的运行参数（1）一次电压对误差的影响（2）二次负荷对误差的影响第106页，共162页，2023年，2月20日，星期三（3）负荷功率因数对误差的影响第107页，共162页，2023年，2月20日，星期三3、电压互感器的准确级适用：0.2级电压互感器主要用于精密的实验测量；0.5级及1.0级电压互感器通常用于发电厂或变电所内仪表及继电保护装置；计算电能则用0.2级或0.5级电压互感器；3.0级电压互感器主要用于一般的测量或某些继电保护。第108页，共162页，2023年，2月20日，星期三4、电压互感器的分类及型号按照工作原理：电磁式和电容式按照安装地点：户内式和户外式按照相数：单相和三相按照绕组数：双绕组和三绕组按照绝缘结构：干式、浇注式、充气式和油浸式。5、型式第109页，共162页，2023年，2月20日，星期三电压互感器的接线110~220kV3~35kV3~20kV用一台单相电压互感器测量相电压用一台单相电压互感器测量相间电压用两台单相电压互感器接成不完全星形测量各相间电压第110页，共162页，2023年，2月20日，星期三电压互感器的接线3~220kV110~500kV用三台单相三绕组电压互感器构成YN,yn,d0接线电容式电压互感器接线第111页，共162页，2023年，2月20日，星期三电压互感器的接线（1）单相接线

该接法仅适用于测量相间电压。如果互感器一次绕组的一端接在线路上，另一端接地，互感器可测量某一相对地电压。第112页，共162页，2023年，2月20日，星期三（2）V－V接线两个电压互感器分别接于线电压UAB和UBC上，一次绕组不能接地，二次绕组为安全，一端接地，这种接线方式适用于中性点非直接接地或经消弧线圈接地系统。

1)只用两个单相电压互感器可以得到对称的三个线电压；

2）不能测量相电压；

3）一次绕组接入系统线电压，二次绕组电压为100V。当继电保护装置和测量表计只需用线电压时，可采用这种接线方式。第113页，共162页，2023年，2月20日，星期三（3）Y0－Y0接线

由三个单相互感器一、二次侧均接成Y0形，可供给要求线电压的仪表和继电器以及要求相电压的绝缘监视电压表。由于小电流接地系统在一次电路发生单相接地时，另两个完好相的相电压要升高到线电压，所以绝缘监视电压表表要按线电压选择否则在发生单相接地时，电压表可能被烧毁。第114页，共162页，2023年，2月20日，星期三（4）Y0/Y0/接线

用三台单相三绕组电压互感器构成Y0/Y0/接线，用于3～220kV系统（110kV及以上无高压熔断器），供接入交流电网绝缘监视仪表和继电保护用。三相五柱式电压互感器只用于3～15kV系统，其接线与三台单相三绕组电压互感器构成Y0/Y0/接线基本相同。该接线方式其二次绕组用来测量相间电压和相对地电压，辅助二次绕组接成开口三角形检测零序电压。第115页，共162页，2023年，2月20日，星期三60kV及以下系统，一次侧一般经过隔离开关和熔断器接入高压电网。电压互感器一次侧熔断器的作用：（1）保护电压互感器本身，当电压互感器本身故障时，熔断器迅速熔断，防止事故扩大；（2）防止高压电网受电压互感器本身及其引线的影响。110kV及以上系统，电压互感器一次侧不装熔断器（1）主要原因是考虑到系统灭弧问题较大，熔断器的断流容量亦很难满足要求，熔断器制造困难；（2）这一类互感器采用单相串级式，绝缘强度高，发生事故的可能性比较小；（3）110kV及以上系统，中性点一般采用直接接地，接地故障时，瞬时跳闸，不会过电压运行。电压互感器的一次侧与二次侧第116页，共162页，2023年，2月20日，星期三电压互感器的二次侧：（1）装设熔断器或低压断路器，当电压互感器二次侧及回路发生故障时，能够快速熔断或切断，保证电压互感器不遭受损坏及不造成保护误动。（2）计量、测量二次绕组装设熔断器。（3）保护用二次绕组装设快速低压断路器。二次熔丝熔断时，运行人员应及时更换二次熔丝。若再次熔断，则不应再更换，应查明原因后再处理。此时禁止进行两台PT二次侧的并列操作，防止将故障引入另一台PT。第117页，共162页，2023年，2月20日，星期三三、电压互感器的使用应注意的问题1、电压互感器的极性不能接错；2、电压互感器二次侧不允许短路；3、电压互感器二次绕组必须有一点接地；4、应防止二次回路向一次回路反馈电压；5、用于监视对地绝缘的电压互感器的一次绕组中性点必须接地；6、 电压互感器的铁磁谐振问题第118页，共162页，2023年，2月20日，星期三电容式电压互感器实质上是一个电容分压器1.工作原理abC1C2当a、b间接上负荷时，由于C1、C2有内阻压降，使UC2小于电容分压值，而且负荷电流越大，误差越大。当a、b间开路时，按反比分压，有~abZia’b’L第119页，共162页，2023年，2月20日，星期三电容式电压互感器实质上是一个电容分压器1.工作原理abC1C2a’b’LTVZ2L实际上，由于电容器有损耗、电抗器有电阻，使内阻不可能为零，因此负荷变化时，还会有误差产生。减小分压器的输出电流，可减小误差，故将测量仪表(Z2L)经中间变压器TV升压后与分压器连接。第120页，共162页，2023年，2月20日，星期三电容式电压互感器2.过电压abC1C2a’b’LTVZ2Lrd①二次侧短路引起的过电流和过电压所以应加放电间隙E。E②铁磁谐振过电压由于电容式电压互感器是由电容和非线性电抗所构成，当受到二次侧短路、断开等冲击瞬变作用时，由于非线性电抗的饱和，可能激发产生次谐波铁磁谐振。抑制方法是装设阻尼电阻rd（谐振时自动投入）。第121页，共162页，2023年，2月20日，星期三五、互感器在主接线中的配置原则1、电压互感器中的配置原则①母线。除旁路外，均装设一组电压互感器，用于同期、测量和保护；②线路。35kV及以上线路，当对端有电源时，一般装设一台单相电压互感器，用于监视、同期和重合闸；③发电机。一般装设二组电压互感器，一组（△/Ύ接线）用于自动调节励磁；另一组（三相五柱式或三个单相互感器组结构）用于测量、同期和保护；负荷太大时可增设一组不完全星形互感器专供测量仪表使用；200MW及以上机组中性点接一单相电压互感器，用于定子100%保护使用；④变压器。变压器低压侧有时装设一组不完全星形互感器，用于同期和保护；第122页，共162页，2023年，2月20日，星期三2、电流互感器的配置原则①为满足测量、保护、断路器失灵判断和故障录波等需要，在发电机、变压器、出线、母线分段断路器、母联断路器、旁路断路器等回路均装设具有2~8个二次绕组的电流互感器。对于大电流接地系统按照三相配置；对于小电流接地系统，依要求按二、三相配置。②对于保护用电流互感器的装设地点则以尽量消除主保护的不保护区来设置；

③为防止支柱式电流互感器套管闪络造成母线故障，通常布置在断路器出线或变压器侧；④为减轻发电机内部故障时的损伤，用于自动调节励磁的电流互感器要放在定子绕组的出线侧，而用于测量的电流互感器则需装设在发电机中性点侧，以便在发电机并网前发现内部故障。第123页，共162页，2023年，2月20日，星期三母线：除旁母外，一般的工作、备用母线都装有一组电压互感器，用于同步、测量仪表和保护装置线路：35KV及以上输电线路，当对端有电源时，为监视线路有无电压、进行同步和设置重合闸，需装有一台单相电压互感器变压器：低压侧有时为满足同步或继电保护的要求，设一组电压互感器第124页，共162页，2023年，2月20日，星期三发电机：一般装有2-3组电压互感器，一组供自动调节励磁装置（三只单相双绕组）；一组供测量仪表、同步和保护装置使用（三相五柱式或三只单相接地专用互感器，开口三角形供发电机在未并列前检查是否接地用），当负荷太大时，可增设一组不完全星形连接的互感器，专供测量仪表用。5万KW及以上的发电机中性点常接有单相电压互感器，用于100%定子接地保护第125页，共162页，2023年，2月20日，星期三在发电机、变压器、出线、母线分段、母联断路器、旁路断路器等回路，均设有电流互感器。中性点直接接地系统，一般按三相配置；对中性点非直接接地的系统，依具体情况，可按二相和三相配置。只有A、C相CT（2）电流互感器的配置第126页，共162页，2023年，2月20日，星期三对保护用电流互感器的安装地点，应尽量按消除主保护的死区来设置。如有两组电流互感器时，在位置允许的情况下，应设在断路器的两侧，使断路器处于交叉保护范围中如只有一组电流互感器时，为防止支柱式电流互感器套管闪络造成母线故障，电流互感器通常布置在断路器的出线或变压器侧。CT布置在出线侧CT布置在主变侧第127页，共162页，2023年，2月20日，星期三一、组合互感器

其他互感器介绍

具电流互感器和电压互感器组成的一个整体，装在计量箱内，一次高压侧接高压回路，二次低压侧接入试验接线盒，有油浸式和环氧树脂浇注式，前者在户外使用，后者在户内使用，电压等级一般有35kV、10kV两种。第128页，共162页，2023年，2月20日，星期三二、电子式电流互感器图2—19利用Rogowski线圈测量电流的原理图。（a）Rogowski线圈结构（b）电子式电流互感器原理框图电子式电流互感器利用一次母线穿过空心线圈（Rogowski）对被测一次电流信号进行采样，空芯线圈输出的感应电压与一次电流的变化律成正比，这个信号再经过A／D转换装置转换为数字信号，并进行运算，换算出与一次电流成正比的量。

第129页，共162页，2023年，2月20日，星期三

电子式电流互感器为了降低对绝缘的要求，高压端到低压端的信号传输利用光纤来承担。利用光纤作为高压端和低压端的信号传输媒质，具有绝缘简单、造价低、技术成熟等优点，而且不易受干扰，传输距离远。Rogowski线圈是一种特殊结构的空心线圈，相当于电流传感器，测量准确度高、测量范围大、通频带宽、无剩磁、制造成本低。三、电子式电流互感器第130页，共162页，2023年，2月20日，星期三

光互感器是高新技术在互感器设计中的应用，它分为两类：一类是光电压互感器OPT(OpticalPotentialTransformer)，原理是波克尔斯(Pockels)电光效应。

电压→电场→被测母线的电场在影响传感头。另一类为光电流互感器OCT(OpticalCurrentTransformer)，原理是法拉第(Faraday)磁光效应。电流→磁场→被测母线的磁场在影响传感头。四、光互感器第131页，共162页，2023年，2月20日，星期三光互感器具有以下明显优势：

①体积小、质量轻；②抗干扰能力强，具有良好的绝缘性能，可降低互感器在保证其绝缘性能上的投资；③不会产生磁饱和现象，可以完整地传递交、直流信号，能同时满足计量和继电保护的需要，避免多个TA的重复投资，实现信息共享；④测量准确度、灵敏度高，动态范围大，其额定电流可由几十安至几千安，过电流范围可达几十万安；⑤具有良好的频率特性，响应速度快，可测出高压线路的谐波电流，进行电流暂态、高频大电流的测量，捕获故障时瞬变过程中的电流波形；⑥可与光纤通信系统相结合，构成可靠地检测、传输一体化的数据采集系统。⑦具有很高的性能价格比。

第132页，共162页，2023年，2月20日，星期三第六节电抗器1、电抗器的作用电抗器是一种由线圈绕制的，专门用来限制短路电流的电气设备。安装电抗器的目的是使发电机和用户回路能够选用轻型断路器和其他电气设备。2、分类按照结构可分为普通电抗器和分裂电抗器。按照安装地点可分为线路电抗器和母线电抗器。线路电抗器主要限制供电馈线的短路电流，使供电馈线选用轻型断路器；母线电抗器则是为了让发电机出口断路器、变压器低压侧断路器、母联断路器和分段断路器等能够选用轻型断路器，并在某一段母线短路时，保证另一段的残余电压，从而保证继电保护不会因为电压过低而失灵。3、布置三相电抗器的布置方式如图。第133页，共162页，2023年，2月20日，星期三第134页，共162页，2023年，2月20日，星期三三、电抗器的选择1、额定电压和额定电流的选择2、普通电抗器的选择：（1）普通电抗器的电抗百分数的选择（2）正常运行时电压损失ΔU%校验：（3）母线残压校验第135页，共162页，2023年，2月20日，星期三3、分裂电抗器电抗百分数的选择：（1）3侧有电源，1或2侧短路时（2）1、2侧有电源，3侧短路时：（3）3侧无电源，1（或2）侧有电源，2（或1）侧短路：（4）电压波动校验第136页，共162页，2023年，2月20日，星期三4、热稳定和动稳定校验：四、例题第137页，共162页，2023年，2月20日，星期三第七节高压熔断器的选择

第138页，共162页，2023年，2月20日，星期三熔断器概述定义：当电流超过规定值时，以本身产生的热量使熔体熔断，断开电路的一种电器。作用：短路和严重过载保护组成：熔断器主要由熔体和熔管以及支座等部分组成。

应用：串接于被保护电路的首端优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻分类：瓷插式螺旋式有填料式无填料密封式快速熔断器自恢复熔断器具有反时延特性，当过载电流小时，熔断时间长；过载电流大时，熔断时间短。

第139页，共162页，2023年，2月20日，星期三FU熔断器概述图形、文字符号第140页，共162页，2023年，2月20日，星期三熔断器概述熔断器工作原理熔断器主要由熔体、安装熔体的熔管和熔座三部分组成。熔体是熔断器的是由金属制成，比较容易熔断。在正常情况下，通过熔体的电流比较小，熔温度升高但是没有达到熔点，熔体就不会熔化，电路照样可以可靠地接通。当电路发生过负荷或短路时，电流增大，较大的电流会对熔体加热，熔体由于自身温度超过了熔点，熔体熔断，从而将电路切断。熔断器的工作过程可分为四个阶段：1熔体因过载或短路而加热到熔化温度2熔体的熔化和气化3触点之间的间隙击穿和产生电弧4电弧熄灭、电路被断开熔断器的动作时间为上述四个过程所经过时间的总和。第141页，共162页，2023年，2月20日，星期三结构熔断器主要由熔体、安装熔体的熔管和熔座三部分组成。另外，有的熔断器还有熔管、填充物、指示器等。熔体是熔断器的主要组成部分，常做成丝状、片状、或栅。熔体的材料通常有两种，一种是由铅、铅锡合金或锌等低熔点材料制成，称为低熔点熔体，多用于小电流电路；另一种是由银、铜等较高熔点的金属制成，称为高熔点材料，多用于大电流电路。冶金效应：在铜或银这种高熔点的熔体的表面焊上小锡球这种熔点比较低的材料，当熔体发热达到锡或铅的熔点时，锡或铅的小球先熔化，而渗入到铜或银的内部，形成合金，电阻增大，发热加剧，同时熔点降低，首先在焊有小锡球或小铅球处熔断，形成电弧，从而使熔体沿全长熔化。熔体按分断电流的范围分为g熔体和a熔体。g熔体称为全范围分断能力熔体，它能在规定条件下分断其分断能力范围内的所有电流。a熔体是部分范围分断能力熔体，在电路中起后备保护作用，能分断4倍额定电流至额定分断电流之间的电流。按照合用类别，又可以分为G类熔体和M类熔体。即一般用途的熔体和电动机保护用熔体。熔体以两个字母表示，如gG、gM、aM熔管：是熔体的保护外壳，用耐热绝缘材料制成，在熔体熔断时兼有灭弧作用。熔座：是熔断器的底座，作用是固定熔管和外接引线。填充物：一般采用固体石英砂。第142页，共162页，2023年，2月20日，星期三熔断器概述主要技术参数

（1）额定电压熔断器的额定电压是指能保证熔断器长期正常工作的电压。若熔断器的实际工作电压大于其额定电压，熔体熔断时可能会发生电弧不能熄灭的危险。（2）额定电流熔断器的额定电流是指保证熔断器能长期正常工作的电流，是由熔断器各部分长期工作时的允许温升决定的。它与熔体的额定电流是两个不同的概念。（3）熔体的额定电流是指在规定的工作条件下，长时间通过熔体而熔体不熔断的最大电流值。通常一个额定电流等级的熔断器可以配用若干个额定电流等级的熔体，但熔体的额定电流不能大于熔断器的额定电流值。（4