企业供电技术-第五章-old

第五章电气设备及其选择条件§5-1

电弧及灭弧原理§5-2高压开关电器原理§5-3低压开关电器原理§5-4电力变压器原理§5-5互感器原理§5-6电气主接线电弧，从本质上说，是一种极强烈的电游离现象，其特点是光很强和温度很高。电弧的危害：１）延长了电路断开的时间２）高温可能烧损开关触头等，引起火灾。３）强烈的弧光可能损伤人的视力。电弧产生的原因：

1）强电场发射

2）碰撞游离

3）热发射与热游离电弧的熄灭：

1）符合；

2）扩散。第一节电弧及灭弧原理开关电器的灭弧原理：1）提高触头的开断速度；2）冷却电弧；常用绝缘介质有：绝缘油、六氟化硫、空气等。3）增加绝缘介质气体压力；4）吹弧；5）将触头置于真空。对应的断路器为真空断路器。第一节电弧及灭弧原理SF6其绝缘强度为空气的3倍,其介质强度恢复速度约为空气的100倍。工厂供电系统电气设备的分类：一次设备或一次元件；二次设备或二次元件。一次设备按其在一次电路中的功用又可分为变换设备、控制设备、保护设备、补偿设备、成套设备等第二节高压开关电器一、高压隔离开关和负荷开关高低压开关设备：用于电路的通、断。可分为高压隔离开关；高压负荷开关；高压断路器。（一）高压隔离开关

高压隔离开关可用来隔离高压电源，以保证其他设备（包括线路）的安全检修。不允许带负荷操作。（二）高压负荷开关：具有简单的灭弧装置，因此可通断一定的负荷电流和过负荷电流，但不能断开短路电流，借助熔断器来切除短路故障。由于这种负荷开关断开时有可见的断开间隙，因此它也可来隔离电源保证安全检修用。第二节高压开关电器二、高压断路器1.高压断路器的功能和类型高压断路器具有相当完善的灭弧装置，因此它不仅能通断正常负荷电流，而且能通断一定的短路电流。高压断路器按其采用的灭弧介质分，有油断路器、六氟化硫(SF6)断路器、真空断路器等多种类型。我国工厂供电系统中目前主要采用油断路器。油断器又按油的作用和油量多少分为多油式和少油式两大类。我国目前6-10kV系统中应用最广的是SN10-10型户内少油断路器。2.SN10-10型高压户内少油断路器的油箱内部结构图如下。

这种断路器由框架、传动部分和油箱等三个主要部分组成，其中油箱是核心部分。第二节高压开关电器第二节高压开关电器三、高压熔断器熔断器是一种通过的电流超过规定值时使其熔体熔化而切断电路的保护电器。主要是进行短路保护，及过负荷保护。高压熔断器RW4-10户外高压跌开式高压熔断器如下图所示。第二节高压开关电器第二节高压开关电器一、低压刀开关和负荷开关(一)低压刀开关(二)刀熔开关将刀开关的闸刀换以RT0型熔断器式刀开关（ＨＲ型），亦称刀熔开关。(三）低压负荷开关将刀开关与熔断器串联，装在金属盒内，就构成低压负荷开关（ＨＨ型），亦称铁盒开关。第三节低压开关电器二、低压断路器低压断路器即低压自动开关，又称低压空气开关或自动空气断路器。它具有灭弧能力相当强的灭弧罩，因此不仅能带负荷通断电路，而且能通断一定的短路电流，配电用低压断路器按结构型式分，有塑型外壳式和万能式两大类。1.塑型外壳式低压断路器塑型外壳式低压断路器，简称塑壳式低压断路器，原称装置式自动空气断路器。国产型号“ＤＺ”DZ10型断路器的操作手柄有三个位置：①合闸位置，②自由脱扣位置，③分闸和再扣位置，DZ10型断路器内装设的电磁脱扣器，作短路保护用；装设热脱扣器（双金属片式），作过负荷保护用。第三节低压开关电器2.万能式低压断路器又称为框架式断路器。由于其保护方案和操动方式较多，装设地点也很灵活，因此有“万能式”之称。其型号“DW”DW10型断路器的合闸操动方式较多，除直接手柄操动外，还有杠杆操动、电磁铁操动和电动机操动等方式。其过流脱扣器一般都是瞬时动作的，也就是其保护性能为非选择型。万能式断路器在自动跳闸后，也必须经再扣位置才能重新合闸，与塑壳式断路器的操作要求一样。万能式低压断路器均采用钢片灭弧栅，灭弧能力很强，但由于其操动机构比较复杂，影响其动作速度，一般断路时间在一个周期(0.02s)以上。第三节低压开关电器三、低压熔断器第三节低压开关电器一、电力变压器1、电力变压器的结构类型电力变压器是变电所中最关键的一次设备，又称主变压器。电力变压器由铁心和绕组等两个基本部分组成，利用互感原理，用来升高或降低电源电压。电力变压器按相数分，有单相和三相两种。一般采用三相电力变压器。电力变压器按冷却介质分，有干式和油浸式两大类。电力变压器按其绕组导体材质分，有铜绕组和铝绕组两种。下图为三相油浸式电力变压器的结构图。第四节电力变压器第四节电力变压器2、电力变压器的额定容量电力电力变压器的额定容量，是指它在规定的环境温度条件下，户外安装时，在规定的使用年限（20年）内所能连续输出的最大视在功率（KVA）。

变压器的使用年限，主要取决于变压器绕组绝缘的老化速度，而绝缘的老化速度又取决于绕组最热点的温度。

变压器的绕组导体和铁心，一般可以长期经受较高的温升而不致损坏。但绕组长期受热时，其绝缘的弹性和机械强度要逐渐减弱，这就是绝缘的老化现象。

绝缘老化严重时，就会变脆、裂纹和脱落。试验表明，在规定的环境温度条件下，如果变压器绕组最热点的温度一直维持95℃，则变压器可持续安全运行20年。但如果变压器绕组温度升高到120C时，则变压器只能运行2年。第四节电力变压器3、电力变压器的事故过负荷能力电力电力变压器在事故状态下（例如两台并列运行的变压器在一台被切除时），为了保证重要负荷的继续供电，可允许短时间较大幅度的过负荷运行。油浸式变压器事故过负荷运行的过负荷值与允许时间关系如表5-2所示。变压器的事故过负荷能力是以牺牲变压器的寿命为代价的。

第四节电力变压器一、互感器的作用是：１、安全绝缘２、扩大范围（基本电表５Ａ，１００Ｖ．４５０Ｖ）3、使二次仪表、继电器等电流、电压统一，有利于扩大规模生产；第五节互感器二、电流互感器１、电流互感器在工作时其二次侧不能开路若二次开路可能发生１、铁心过热２、产生高压危及人身和设备安全。不能串接熔断器和开关。２、电流互感器的二次侧一端必须接地。３、电流互感器在边线时，要注意其端子的极性。第五节互感器第五节互感器三、电压互感器１、电压互感器的一次、二次必须串接熔断器保护。２、电压互感器的二次侧一端必须接地。３、电压互感器在边线时，要注意其端子的极性。

第五节互感器第五节互感器一、电气主接线：指由发电机、变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线和电缆等电气设备，按一定顺序连接的，用以表示产生、汇聚和分配电能的电路。二、基本要求：（１）安全性

符合有关技术规范的要求，能充分保证人身和设备的安全。

（２）可靠性

满足负荷对供电可靠性的要求。

（３）灵活性

能适应系统所需要的各种运行方式，操作维护简便，而且能适应负荷的发展。（４）经济性

在满足以上要求的前提下，尽量使主结线简单，投资少，运行费用低，并节约电能和有色金属消耗量。

第六节电气主接线三、变电站的主结线1、企业总降主结线原则：①、供电可靠（最高原则）②、供电方式灵活

③、减少投资④、有发展余地QSQF1QSQSQFQS电源侧：一个QF，二个QS，无母线高压侧：用一个QS优点：节省投资费用缺点：维护时，需断开上面断路器，从而影响其他变电站。换成QF，投资大换成FU，不太灵活，突然掉电（电流过大即断）低压侧：一个QF，一个QS切断变压器，会空载运行声明：只有一路进线，十分不可靠，不能用于二级及以上的回路（1）、线路变压器组主接线第六节电气主接线三、变电站的主结线

1、企业总降主结线（2）、桥式接线（内桥式主接线）内桥：两路电源进线，两个通路，两个T适用于外部线路较长→故障多→经常维修→断电多QF1，QF2对变压器控制弱，对线路控制直接适用于企业内负荷平稳，变压器不常更换的情况第六节电气主接线三、变电站的主结线

1、企业总降主结线（2）、桥式接线（外桥式主接线）外桥：外部线路短，故障少企业内负荷变化大，变压器经常切换适于有穿越功率流过本站第六节电气主接线三、变电站的主结线abcdef

1、企业总降主结线（3）、单母线分段主结线适用于进出线较多a坏，不影响d,e,f第六节电气主接线三、变电站的主结线

1、企业总降主结线（3）、双母线分段主结线

QS2QS1QF1T1T2L1L2110～220kV

电源进线QF235kV6～10kV