电力系统的主要电气设备课件

热脱扣器：发热元件与主电路串联，电流过大时双金属片弯曲，将脱钩锁钩推离开脱扣连杆，动、静触点受弹簧作用而迅速分开。电磁脱扣器：有一个匝数很少的线圈与主电路串联，发生短路时，吸力大，使脱扣器脱扣。欠压脱扣器：电压正常时吸合，脱扣器不动作。当电压低到一定程度时，铁心释放，触发脱扣器动作。结构及工作原理整定：（1）改变电磁脱扣器铁心机构的气隙大小。（2）改变热脱扣器的弯曲程度。

热脱扣器：发热元件与主电路串联，电流过大时双金属片弯曲，将脱交流接触器的工作原理1、当交流接触器的电磁线圈接通电源时，线圈电流产生磁场，使静铁心产生足以克服弹簧反作用力的吸力，将动铁心向下吸合，使常开主触头和常开辅助触头闭合，常闭辅助触头断开。主触头将主电路接通，辅助触头则接通或分断与之相联的控制电路。2、当接触器线圈断电时，静铁心吸力消失，动铁心在反作用弹簧力的作用下复位，各触头也随之复位.交流接触器的工作原理1、当交流接触器的电磁线圈接通电源时，线常用电动机控制系统启动：①②③④⑤停机：⑥①②③④⑤⑤⑥常用电动机控制系统启动：①②③停机：⑥①②电动机的正反转控制线路电动机的正反转控制线路正转：KM1反转:KM2SB2（上）和SB2

（下）SB3（上）和SB3

（下）KM1触头（上）和KM1触头（下）KM2触头（上）和KM2触头（下）联动正转：按下SB2（上），KM1得电，使KM1触头（上）闭合接通电路；KM1触头（下）打开。手松开的同时SB2（上）又断开。反转：按下SB3（下），KM2得电，使KM2的触头（下）闭合接通电路；KM2触头（上）打开。正转：KM1反转:KM2SB2（上）和SB2（下）SB正转：KM1反转:KM2SB2（上）和SB2

（下）SB3（上）和SB3

（下）KM1触头（上）和KM1触头（下）KM2触头（上）和KM2触头（下）联动正转：按下SB2（上）反转：KM1得电，KM1触头（上）闭合接通；KM1触头（下）打开。手松开的同时SB2（上）断开，SB2

（下）同时闭合。按下SB3（下）KM2得电，KM2触头（下）闭合接通；KM2触头（上）打开。手松开的同时SB3（下）断开，SB2（上）同时闭合。SB2（下）同时打开；SB3（上）同时打开；正转：KM1反转:KM2SB2（上）和SB2（下）SB电动机的自动往返转控制线路1、闭合SB2：KM1得电并自锁，开始正转KM1触头（上）闭合接通；KM1触头（下）打开。2、限位ST1（上）打开，ST1（下）闭合，KM1失电，正转停止。撞块撞击：限位ST1（上）打开，同时ST1（下）闭合。后瞬时又恢复原状。3、ST1（下）闭合瞬间，

KM2得电，KM2触头（下）闭合，反转。ST1恢复原状。4、限位ST2（下）打开，ST2（上）闭合，KM2失电，反转停止。同时KM1得电，又开始正转。KM2触头（上

）打开，电动机的自动往返转控制线路1、闭合SB2：KM1得电并自锁，六变压器的选择六变压器的选择变压器的结构由变压器的箱体、高压绝缘套管、低压绝缘套管、油枕、散热管组成变压器的结构由变压器的箱体、高压绝缘套管、低压绝缘套管、油箱体可看到变压器的铁芯与绕组，铁芯由硅钢片叠成，硅钢片导磁性能好、磁滞损耗小。在铁芯上有A、B、C三相绕组，每相绕组又分为高压绕组与低压绕组，一般在内层绕低压绕组，外层绕高压绕组。图2左边是高压绕组引出线，右边是低压绕组引出线。箱体可看到变压器的铁芯与绕组，铁芯由硅钢片叠成，硅钢把铁芯与绕组放入箱体，绕组引出线通过绝缘套管内的导电杆连到箱体外，导电杆外面是瓷绝缘套管，通过它固定在箱体上，保证导电杆与箱体绝缘。为减小因灰尘与雨水引起的漏电，瓷绝缘套管外型为多级伞形。右边是低压绝缘套管，左边是高压绝缘套管，由于高压端电压很高，高压绝缘套管比较长。把铁芯与绕组放入箱体，绕组引出线通过绝缘套管内的导电油箱外排列着许多散热管，运行中的铁芯与绕组产生的热能使油温升高，温度高的油密度较小上升进入散热管，油在散热管内温度降低密度增加，在管内下降重新进入油箱，铁芯与绕组的热量通过油的自然循环散发出去。油箱外排列着许多散热管，运行中的铁芯与绕组产生的热能采用油冷却的变压器结构较复杂，由于油是可燃物，也就存在安全性问题。目前，在城市内、大型建筑内使用的变压器已逐渐采用干式电力变压器，变压器没有油箱，铁芯与绕组安装在普通箱体内。干式变压器绕组用环氧树脂浇注等方法保证密封与绝缘，容量较大的绕组内还有散热通道，大容量变压器并配有风机强制通风散热。采用油冷却的变压器结构较复杂，由于油是可燃物，也就存一、变压器的类型按功用升压变压器降压变压器按容量系列R8容量系列R10容量按相数单相D三相S按调压方式无载调压有载调压Z按绕组导体材质铜绕组变压器铝绕组变压器L按绕组型式双绕组变压器三绕组变压器S自耦变压器O按绕组绝缘和冷却方式油浸式干式C充气式油浸自冷式J油浸风冷式F油浸水冷式W强迫油循环冷却式P国家标准容量为：30，50，63，80，100，125，160，200，250，315，400，500，630，800，1000，1250，1600，2000一、变压器的类型按功用升压变压器降压变压器按容量系列R8容高压侧电压10kV额定容量SN=500kV·A设计序号为7铝线圈三相变压器S

L

7———500/10二、变压器的型号变压器的型号由：变压器绕组数+相数+冷却方式+是否强迫油循环+有载或无载调压+设计序号+“-”+容量+高压侧额定电压高压侧电压10kV二、变压器的型号变压器的型号由：变压器绕组数+相数+冷却方式+是否强迫油循环+有载或无载调压+设计序号+“-”+容量+高压侧额定电压SFPZ9-120000/110指的是三相（双绕组变压器省略绕组数，如果是三绕则前面还有个S）双绕组强迫油循环风冷有载调压，设计序号为9，容量为120000KVA，高压侧额定电压为110KV的变压器。二、变压器的型号变压器的型号由：SFPZ9-120000/1三、变压器的选择电气设备和电力网额定电压标准化，统一组成了电力系统的标准电压等级：220V，380V，3KV，6KV,10KV，35KV，110KV，220KV，330KV，500KV（一）、作用及意义：将由高压电网接受到的电压变换为用电设备所需的电压等级。选择是否合理，直接影响到投资的多少，运行费用的高低，供电质量的好坏及供电的可靠性。型号选择额定电压的确定容量的选择变压器的选择三、变压器的选择电气设备和电力网额定电压标准化，统一组成了电国产中小型变压器主要有S5、SL5、SF5、SZ5、SZL5S——三相；D——单相；F——风冷；W——水冷；

Z——有载调压；L——铝线圈变压器。如某变压器型号为:高压侧电压10kV额定容量SN=500kV·A设计序号为7铝线圈三相变压器S

L

7———500/10(二)、变压器的型号选择变压器型号选择：节能型环境条件：工地，密闭型国产中小型变压器主要有S5、SL5、SF5、SZ5、SZL5(三)、变压器的电压等级选择原边额定电压：根据电源提供的电压等级，应尽量与当地的高压电力网的电压一致；副边额定电压：根据用电设备所需的电压确定。

一般电力用户的高压进线电压多为10～35kV（110kV）。用户内部高压配电电压可采用6～10kV。用户的低压配电电压一般为220/380V。

供配电电压的选择(三)、变压器的电压等级选择原边额定电压：根据电源提供的电压(四)、变压器的容量选择变压器台数：与负荷等级有关三级负荷：1台变压器二级负荷：2一级负荷：2+备用对单台变压器满足条件：SN>SC

（应留有10～20％余量）对两台变压器（一般为等容量，互为备用）满足条件：

SN≈0.7Sc且SN≥ScⅠ+ScⅡ低压用户侧用电量总视在计算负荷大小：一般单台车间变容量不宜大于1250kVA。只有在技术经济均合理的情况下，可选用1600～2000kVA变压器。(四)、变压器的容量选择变压器台数：与负荷等级有关三级负荷：电力负荷的分级

电力负荷根据其对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度，分为三级

1.一级负荷

2.二级负荷

3.三级负荷电力负荷的分级

电力负荷根据其对供电可靠性的要求及中断各级电力负荷对供电电源的要求1.一级负荷对供电电源的要求一级负荷属重要负荷，应有两个独立电源供电；当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。一级负荷中特别重要的负荷，除由两个电源供电外，尚应增设应急电源，并严禁将其它负荷接入应急供电系统中。应急电源：

①独立于正常电源的发电机组；

②供电网络中独立于正常电源的专用馈电线路；③蓄电池；

④干电池。各级电力负荷对供电电源的要求应急电源：

①独立于正常电源的发2.二级负荷对供电电源的要求二级负荷也属重要负荷但其重要程度次于一级负荷。二级负荷宜由两回线路供电，供电变压器一般也应有两台。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回6kV及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线时，可为一回架空线供电；当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受100%二级负荷。3.三级负荷对供电电源的要求

三级负荷属不重要负荷，对供电电源无特殊要求。2.二级负荷对供电电源的要求(四)、变压器的容量选择变压器台数：与负荷等级有关三级负荷：1台变压器二级负荷：2一级负荷：2+备用对单台变压器满足条件：SN>SC

（应留有10～20％余量）对两台变压器（一般为等容量，互为备用）满足条件：

SN≈0.7Sc且SN≥ScⅠ+ScⅡ低压用户侧用电量总视在计算负荷大小：一般单台车间变容量不宜大于1250kVA。只有在技术经济均合理的情况下，可选用1600～2000kVA变压器。(四)、变压器的容量选择变压器台数：与负荷等级有关三级负荷：(四)、变压器的安装进出线方便尽量靠近负荷中心和接近大容量用电设备远离人畜活动中心(四)、变压器的安装进出线方便（一）电力负荷的分级

电力负荷根据其对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度，分为三级

1.一级负荷

2.二级负荷

3.三级负荷第四章电力系统（一）电力负荷的分级

电力负荷根据其对供电可靠性的要求（二）电能质量电力系统电能质量的两个基本参数：频率、电压1.额定频率：50±0.4Hz，一般称“工频”2.额定电压：为电气设备正常运行且获得最佳经济效果的电压。允许的电压偏移（二）电能质量允许的电压偏移(1)电网（电力线路〕的额定电压它是确定各类电力设备额定电压的基本依据。(2)用电设备额定电压与电网额定电压相同。(3)发电机的额定电压高于同级电网电压5%.用电设备处电压偏移的允许值

电动机±5％；照明灯一般工作场所±5％；视觉要求高的场所＋5％；－2.5%等各级设备的电压要求：(1)电网（电力线路〕的额定电压用电设备处电压偏移的允许值各二次绕组的额定电压：即指空载电压供电线路不长时：高于电网额定电压5%.供电线路较长时：高于电网额定电压10%.（4）电力变压器的额定电压要求一次绕组的额定电压：与发电机相连：高于电网额定电压5%.不与发电机相连：连在线路上时，与电网额定电压相同。二次绕组的额定电压：即指空载电压（4）电力变压器的额定电压要4.3变电所的建设

一、变电所的分类4.3变电所的建设一、变电所的分类4.3变电所的建设

一、变电所的分类

用户变配电所分：35～110/10kV总降压变电所、10kV配电所、10/0.38kV变电所及35/0.38kV直降变电所。10/0.38kV变电所在工业企业内又称车间变电所，用户10kV配电所通常和某个10/0.38kV变电所合建又称为变配电所。

4.3变电所的建设一、变电所的分类用户变配电所4.3变电所的建设

二、变电所位置

变配电所的位置应接近负荷中心以减小低压供电半径、降低电缆投资、节约电能损耗、提高供电质量，同时还要考虑进出线方便、设备运输方便、接近电源侧，并注意防尘、防腐、防水、防火、防爆等。影响变配电所位置选择的因素很多，应根据上述要求经技术经济比较后确定。

总体布置要求：发展余地4.3变电所的建设二、变电所位置变配电所的位置4.4电力系统的主要电气设备变换：控制：保护：调节：

电气设备的功能供电系统对电气设备的共同性要求

安全可靠的绝缘电气设备的发展趋势

高可靠高性能小型化组合化（模块化）电子化智能化按供电系统工作要求来改变电压或电流按供电系统工作要求来控制一次电路的通断用来对供电系统进行过电流和过电压等的保护用来补偿供电系统的无功功率，以提高系统的功率因数必要的载流能力较高的通断能力良好的机械性能必要的电寿命完善的保护性能4.4电力系统的主要电气设备变换：电气设备的功功能：不仅能通断正常负荷电流，而且能接通和承受一定时间的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除故障。高压电气设备

类型(按灭弧介质分)油断路器SF6断路器真空断路器（一）高压断路器QF图形符号以油作为灭弧介质已逐步淘汰以SF6气体作绝缘介质和灭弧介质，可频繁操作利用“真空”作绝缘和灭弧介质，可频繁操作功能：不仅能通断正常负荷电流，而且能接通和承受一定时间的短路真空断路器实物图片

绝缘套筒内有真空灭弧室及触头上接线端子下接线端子手车式框架二次接线插头真空断路器实物图片绝缘套筒内有真上接线端子下接线端子手车式功能：主要用来隔离高压电源以保证其他设备的安全检修。它没有专门的灭弧装置，因此不允许带负荷操作。但它可以用来通断一定的小电流电路等。（二）高压隔离开关高压户内隔离开关实物图片

QS图形符号类型：户内、户外功能：主要用来隔离高压电源以保证其他设备的安全检修。它没有专功能：能通断一定的负荷电流和过负荷电流，但不能断开短路电流，因此它一般与高压熔断器串联使用，借助熔断器来切除短路故障。QL图形符号QFS图形符号（三）高压负荷开关（四）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：能通断一定的负荷电流和过负荷电流，但不能断开短路电流，高压负荷开关－限流熔断器组合电器实物图片

限流熔断器负荷开关上接线端子下接线端子传动机构弹簧脱扣机构高压负荷开关－限流熔断器组合电器实物图片限流熔断器负荷开关隔离开关是一种没有灭弧装置的开关设备，主要用来断开无负荷电流的电路，隔离电源，在分闸状态时有明显的断开点，以保证其他电气设备的安全检修。在合闸状态时能可靠地通过正常负荷电流及短路故障电流。因它没有专门的灭弧装置，不能切断负荷电流及短路电流。因此，隔离开关只能在电路已被断路器断开的情况下才能进行操作，严禁带负荷操作，以免造成严重的设备和人身事故。只有电压互感器、避雷器、励磁电流不超过2A的空载变压器，电流不超过5A的空载线路，才能用隔离开关进行直接操作。

负荷开关是介于断路器和隔离开关之间的一种开关电器，具有简单的灭弧装置，能切断额定负荷电流和一定的过载电流，但不能切断短路电流.

区别:

与隔离开关不同的是负荷开关有灭弧装置，在过负荷时能通过热脱扣器使负荷开关自动跳闸。隔离开关是一种没有灭弧装置的开关设备，主要用来断开无负荷电流功能：主要对高压线路及电气设备进行短路保护，有的也具有过负荷保护功能。（五）高压熔断器FU图形符号原理：当所在电路电流超过规定值并经一定时间后，熔体熔化→汽化生弧→灭弧(电路分断)结构：金属熔体、熔体支持件、熔管及灭弧材料功能：主要对高压线路及电气设备进行短路保护，有的也具有过负荷高压限流熔断器实物图片

接线端子绝缘子安装卡座金属管帽瓷熔管内有金属熔体与石英沙熔断器底座熔断撞针金属熔体缠绕在内瓷管上瓷熔管剖面图类型：户内、户外高压限流熔断器高压限流熔断器实物图片接线端子绝缘子安装卡座金属管帽功能：主要对高压线路及电气设备进行短路保护，有的也具有过负荷保护功能。FU图形符号原理：当所在电路电流超过规定值并经一定时间后，熔体熔化→汽化生弧→灭弧(电路分断)保护特性：也称时间——电流特性结构：金属熔体、熔体支持件、熔管及灭弧材料限流特性：在短路电流尚未达到冲击值之前就切断电路熔断器时间电流特性具有反时限特点（五）高压熔断器功能：主要对高压线路及电气设备进行短路保护，有的也具有过负荷开关柜是金属封闭开关设备的俗称，是按一定的电路方案将有关电气设备组装在一个封闭的金属外壳内的成套配电装置。（五）高压开关柜结构类型铠装式：

间隔式：箱式：各室间用金属板隔离且接地，如KYN型和KGN型各室间是用一个或多个非金属板隔离，如JYN型具有金属外壳，但间隔数目少于铠装式或间隔式开关柜是金属封闭开关设备的俗称，是按一定的电10kV中置式真空断路器手车柜实物图片（多台组合）10kV负荷开关柜实物图片（一台）10kV中置式真空断路器手车柜实物图片（多台组合）11、刀开关QK铁壳开关又称封闭式负荷开关。

铸铁壳内装有由刀片和夹座组成的触头系统、熔断器和速断弹簧，30A

以上的还装有灭弧罩。低压电气设备刀开关是最简单的控制电器。由于没有或只有极为简单的灭弧装置，刀开关无力切断短路电流。因此，刀开关下方应装有熔体或熔断器。1、刀开关QK铁壳开关低压电气设备刀开关是最简单2、低压断路器(自动空气开关)QA

既能带负荷通断电路，又能在失压、短路和过负荷时自动跳闸。QA图形符号作用：（1）分配电能、不频繁地启动异步电动机。（2）对线路及电动机具有过流、欠压、过载保护。

2、低压断路器(自动空气开关)QAQA图形符号作用：热脱扣器：发热元件与主电路串联，电流过大时双金属片弯曲，将脱钩锁钩推离开脱扣连杆，动、静触点受弹簧作用而迅速分开。电磁脱扣器：有一个匝数很少的线圈与主电路串联，发生短路时，吸力大，使脱扣器脱扣。欠压脱扣器：电压正常时吸合，脱扣器不动作。当电压低到一定程度时，铁心释放，触发脱扣器动作。结构及工作原理整定：（1）改变电磁脱扣器铁心机构的气隙大小。（2）改变热脱扣器的弯曲程度。

热脱扣器：发热元件与主电路串联，电流过大时双金属片弯曲，将脱①按规定的方向正确安装，只能垂直装设，触头的闭合和断开有明显显示。

②连接线接触良好，上下导线端接点必须使用规定截面导线或母线连接。

③安装时不能去除灭弧罩，应保持灭弧罩的完好无损。低压断路器的安装要求①按规定的方向正确安装，只能垂直装设，触头的闭合和断开有明显原理：当所在电路电流超过规定值并经一定时间后，熔体熔化→汽化生弧→灭弧。3、低压熔断器FU图形符号功能：对低压线路及电气设备进行短路保护，有的也具有过负荷保护功能。结构：金属熔体、熔体支持件、熔管及灭弧材料。

负载电流通过熔体，由于电流的热效应而使熔体的温度上升，当电路发生过载或短路故障时，电流大于熔体允许的正常发热电流，使熔体温度急剧上升，当达到熔点温度时，熔体自行熔断，分断电路，从而保护了电气设备。原理：当所在电路电流超过规定值并经一定时间后，熔体熔化→汽化低压熔断器实物图片

刀型触头熔断体

瓷熔管内有金属熔体与石英沙熔断器底座

接线端子安装卡座圆筒帽式熔断体

螺旋式熔断器低压熔断器实物图片刀型触头熔断体瓷熔保护特性：是指流过熔体的电流与熔断时间的关系曲线。保护特性是反时限曲线，而且有一个临界电流Ic。通过额定电流倍数1.251.622.534熔断时间∞60min40s8s4.5s2.5s保护特性：是指流过熔体的电流与熔断时间的关系曲线。保护特性是熔体更换的安全要求熔体熔断后，应及时更换，以保证负载正常运行，更换时应注意：

1）更换熔体时应断电，不许带电工作，以防发生触电事故；

2）更换熔体必须弄清熔体熔断原因，并排除故障；

3）更换熔体前应清除熔器壳体和触点之间的碳化导电薄层；

4）更换熔体时，不应随意改变熔体的额定电流，更不允许用金属导线代替熔体使用；

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