司泵工、维修电工高低压原理培训教程

职业资格鉴定高低压线路原理高低压配电系统内容高压供电系统简介。高压配电方式。高低压配电系统组成。常见高低压配电设备电器。倒闸操作。功率因数概念以及电容补偿方法。电弧基本知识。高低压配电操作安全规程。配电系统的接地周期维护检测内容。知识重点高低压配电系统组成。常见高低压配电设备电器。倒闸操作。电弧基本知识。高低压配电操作安全规程。配电系统的接地。周期维护检测内容。知识难点常见高低压配电设备。功率因数概念以及电容补偿方法。学习的目的和要求了解熟悉高低压配电系统正确进行倒闸操作并能够正确填写操作票。掌握功率因数概念，理解功率因数低下的危害和提高功率因数的方法，掌握电容补偿的方法及简单计算。能进行高低压配电设备日常数据的读取和记录。能进行高低压配电设备倒换操作和设备定期保养维护。高低压配电系统1低压配电系统2

讨论题3高低压配电的内容提要高压配电系统

高压输配电系统概述

高压配电方式

高压配电系统组成

常见高压电器介绍

高压输配电系统概述电力系统组成：发电厂、电力线路、变电站、电力用户。思考：水源地、泵站属于电力系统中的哪一部分？经历生产、输送、变换、分配四个环节。发电厂区域变电所配电变电所电力用户高压输配电系统概述我国发电厂的发电机组输出额定电压为3.15～20KV，为什么要升压至500KV传输？

1、为了减少线路能耗、压降

2、节约有色金属

3、降低线路工程造价。Return高压配电方式

概念：从区域变电所，将35KV以上的高压降到6~10KV高压送至企业变电所及高压用电设备的接线方式

基本接线方式：放射式、树干式、环状式。高压配电方式优点：1、线路敷设简单2、维护方便3、供电可靠（不受其它用户干扰）适用于一级负荷。缺点：成本高35~500KV放射式配电方式优点：降压变电所6－10KV的高压配电装置数量减少，投资相应可以减少。缺点：供电可靠性差——只要线路上任一段发生故障，线路上变电所都将断电。

高压配电方式树干式配电方式高压配电方式优点：运行灵活，供电可靠性较高。（当线路的任何地方出现故障时，只要将故障邻近的两侧隔离开关断开，切断故障点，便可恢复供电。）正常情况下呈“开环”状态的原因：为了避免环状线路上发生故障时影响整个电网环状式配电方式Return高压配电系统组成概念：电能输送和分配的电路，即主电路。常用的高压电器：高压熔断器、高压断路器、高压隔离开关、高压负荷开关、避雷器等。高压开关柜：高压开关及相应的控制、信号、测量、保护和调节装置的组合。高压配电系统组成电力变压器有油浸式和干式两种类型，在室内安装变压器时，应考虑变压器室的布置，高低压进出线位置以及操作机构的安全等问题。目前大容量变压器广泛采用了干式变压器。所谓一次线路，表示的是电能输送和分配的电路，通常也称主电路。根据用电引入的情况和对电源可靠性要求的不同，可以有不同的一次线路方案。

高压配电系统组成典型一次进线方案

高压配电系统组成在上图（b）中，母线采用单母线分段制，采用两路或以上进线时，分断单母线。当任一路进线或变压器发生故障时，另一路进线或变压器给全部负荷继续供电，操作灵活性较好，供电可靠性较高。Return

两路高压电进线的配电图目前，绝大多数开关柜都装设了防止电气误操作的闭锁装置，即具有“五防性能”：防止误跳、误合断路器；防止带负荷拉、合隔离开关：防止带电挂接地线；防止带接地线闭合隔离开关；防止人员误人带电间隔。常见高压电器介绍高压电器是指额定工作电压在3000V以上的电器，它在高压线路中用来实现闭合、开断、保护、控制、调节和测量等功能，对电源供电系统的稳定可靠和连续运行起着十分重要的作用。高压电器有高压断路器、高压负荷开关、高压熔断器、高压隔离开关等。

常见高压电器介绍1．高压电器主要技术参数2．高压电器操动机构3．高压断路器4．高压熔断器5．高压隔离开关6．高压负荷开关7．配电电力变压器Return1．高压电器主要技术参数(1)额定电压Un(KV,有效值)：开关在长期正常工作时具有最大经济效益的电压

(2)最高工作电压Umax(KV,有效值)

电网上能长期工作的最高工作电压；

对于220kV及以下设备，其最高工作电压为额定电压的1.15倍。高压电器的额定电压和最高工作电压(有效值)额定电压（KV）3610152035最高工作电压（KV）3.56.911.517.52340.51．高压电器主要技术参数(3)额定电流In(A,有效值)

高压电器在额定电压、额定功率下能长期工作的电流，是高压电器金属导电部分和绝缘部分的温升不超过允许温升的最大标称电流。(4)额定绝缘水平(KV)

表征产品绝缘耐受能力的一组电压值。(5)额定开断电流Ｉnbr

（KA）额定开断电流是指断路器在额定电压下能正常开断的最大短路电流的有效值。1．高压电器主要技术参数(6)额定短路闭合电流In＊（kA）在规定条件下，开关能顺利关合的最大短路峰值电流。(7)额定短时耐受电流Itb（kA）又称热稳定电流，是指在规定的使用和性能条件下，在确定的时间内，高压电器的闭合回路能承受的电流值。(8)额定峰值耐受电流(kA)

高压电器在闭合位置能承载的峰值电流。(9)额定短时耐受时间t（s）高压电器在闭合位置能通过额定短时耐受电流的时间。Return2．高压电器操动机构类别操动原理特点适用范围手动人力直接驱动开关合闸，人力或储能弹簧分闸结构简单，经济，无需辅助设备。操作性能与操作者技巧、体力有关，不能遥控合闸及自动重合闸负荷开关、隔离开关人力储能人力为弹簧储能分合闸，，无合闸保持装置结构较手动式复杂，操作性能与操作者技巧、体力无关，不能遥控合闸及自动重合闸小容量断路器及负荷开关电动机电动机经减速装置带动开关分合闸需要交流操作电源具有一定容量且可靠。操作平稳，动作较慢隔离开关电磁直流电源储能，电磁铁驱动合闸，弹簧分闸能遥控分合闸、自动重合闸，但需要大功率直流电源具有大型直流电源的电站，110kV及以下断路器操动机构是高压开关设备不可缺少的重要组成部分，其作用是使开关设备准确地合闸、分闸。2．高压电器操动机构类别操动原理特点适用范围重锤重锤自由落下推动触头合闸结构简单，合闸力矩特性好，能遥控及自动重合闸；操作功耗小，耗材多，尺寸大小容量断路器弹簧弹簧储能驱动触头分合闸可使用交直流操作电源，能遥控及快速自动重合闸，结构紧凑；但制造要求较高广泛应用于断路器和负荷开关气动压缩空气推动活塞使开关分合闸控制方便，操作功率大，能遥控及自动重合闸，可连续多次操作；但需要压缩空气装置，噪音大各种开关电器液压气体储能，通过液体介质推动使开关分合闸操作功率大，快速平稳，能遥控及自动重合闸，结构复杂，制造难度大高压和超高压电器Return3.高压断路器高压断路器：HighVoltageCircuitBreaker功能：正常时用来接通和断开电路，故障时用来切断故障电流，以免故障范围蔓延。基本要求：

1、工作可靠

2、具有足够的断路能力

3、切断时间尽量短

4、能自动重合闸

5、结构简单、价格低3.高压断路器按灭弧介质分:按安装地点分类:屋内式、屋外式油断路器SF6断路器真空断路器压缩空气断路器磁吹断路器QF多油断路器少油断路器3.高压断路器（1）高压断路器的基本技术参数（2）油断路器分类及工作原理（3）高压六氟化硫断路器（4）高压真空断路器分类及工作原理Return高压断路器的基本技术参数①额定电压(kV)②额定电流（A）③额定短路开断电流(kA)④断流容量（MVA）⑤热稳定电流（S*KA）⑥动稳定电流（kA)⑦额定短路闭合电流(kA)⑧动作时间⑨自动重合闸高压断路器的基本技术参数①额定电压(kV)

这是断路器的标称电压，应保证能在这一电压等级的电力系统中使用。电器要满足额定电压的要求，必须通过国家标准中规定的试验。②额定电流（A）这是指断路器在闭合状况下导电系统能长期通过的电流。通过这一电流时，电器各部分的允许温度不超过国家标准中规定的数值。额定电流在某种程度上决定了导体及触头的尺寸与结构。高压断路器的基本技术参数③额定短路开断电流(kA)

这是指在规定的条件下，断路器能保证正常开断的最大短路电流。断路器的额定短路开断电流一般比其所能开断的极限电流值稍低，留有一定的裕量。国家标准中有规定。④断流容量（MVA）单相断路器的断流容量一般用工频恢复电压有效值kV与额定短路开断电流kA有效值的乘积来表示。三相断路器的断流容量为

SOS=ULIK

其中：SOS—三相断路器的断流容量，单位MVA；

UL—额定线电压，单位kV；

IK—额定短路断开电流，单位kA；高压断路器的基本技术参数

⑤热稳定电流（S*KA）

热稳定电流又称短时耐受电流，是指在规定的短时间t内，断路器在闭合位置所能耐受的电流。这一电流的流过期间，断路器的温度升高不应超过规定的数值，我国标准规定的短时间为2s.⑥动稳定电流（kA)

动稳定电流是指断路器在闭合位置所能耐受的峰值电流。在通过这一电流时，断路器应不受损坏而能继续正常工作。动稳定电流决定于导电部分及支持绝缘部分的机械强度和触头的结构形式。动稳定电流表示断路器对短路电流的电动稳定性或动稳定性，又称为极限通过电流。高压断路器的基本技术参数

⑤热稳定电流（S*KA）

热稳定电流又称短时耐受电流，是指在规定的短时间t内，断路器在闭合位置所能耐受的电流。这一电流的流过期间，断路器的温度升高不应超过规定的数值，我国标准规定的短时间为2s.⑥动稳定电流（kA)

动稳定电流是指断路器在闭合位置所能耐受的峰值电流。在通过这一电流时，断路器应不受损坏而能继续正常工作。动稳定电流决定于导电部分及支持绝缘部分的机械强度和触头的结构形式。动稳定电流表示断路器对短路电流的电动稳定性或动稳定性，又称为极限通过电流。高压断路器的基本技术参数⑦额定短路闭合电流(kA)

保证断路器在短路故障下闭合，不致发生触头熔焊或其他操作的短路电流的最大峰值，称为额定短路闭合电流。⑧动作时间断路器的动作时间可分为开断时间与闭合时间。在断开过程中，从断路器分闸线圈开始通电到三相电弧完全熄灭为止的时间间隔称为开断时间。从合闸电路开始通电到任一相中开始流通电流瞬间为止的时间间隔称为闭合时间。高压断路器的基本技术参数

⑨自动重合闸

重合闸操作时，从所有相的触头分离时起到首相触头接触瞬间为止的时间间隔称为“分一合时间”或“自动重合闸时间”。从分闸瞬间起到所有相的动、静触头都接触瞬间为止的时间间隔称为“重合闸时间”。Return油断路器分类及工作原理油断路器是用变压器油来熄灭电弧和作为触头间的绝缘介质的断路器。按照绝缘结构的不同，油断路器可分为多油断路器和少油断路器。多油断路器由于用油多、钢材消耗大、体积笨重、维修复杂、性能落后、存在爆炸和火灾的危险，目前国内己停止发展多油断路器。少油断路器由于结构简单、制造方便、材料消耗少、性能稳定、运行可靠、耐气候性强、维修简单、价格低廉等优点，在高压开关设备中仍占有一定的地位。油断路器分类及工作原理我们以SN10-10型高压少油断路器为例说明其结构和原理。图1-7SN10-10型高压少油断路器结构示意图油断路器分类及工作原理

图1-7是SN10-10型高压少油断路器的结构示意图，这种断路器由框架、传动部分和油箱等三个主要部分组成。断路器合闸时，导电杆插入静触头，首先接触的是弧触片。断路器跳闸时，导电杆离开静触头，最后离开的是弧触片。因此，无论断路器合闸或跳闸，电弧总在弧触片与导电杆端部之间产生，而这些弧触片与导电杆端部都用耐弧材料制成。为了使电弧能偏向弧触片，在灭弧室上部靠弧触片的一侧嵌有吸弧铁片，利用电弧的磁效应使电弧吸往铁片一侧，确保电弧只在弧触片与导电杆之间产生，不致烧损静触头中主要的工作触片。油断路器分类及工作原理SN10-10型少油断路器可配用CD10等型电磁操动机构、CS2型手动操动机构或CT7等型弹簧操动机构。

CD10等型电磁操动机构能手动和远距离跳合闸，适于实现自动化，但需直流操作电源。

CS2型手动操动机构能手动和远距离跳闸，但只能手动合闸，不能自动合闸；然而由于它可采用交流操作电源，从而使保护和控制装置大大简化，因此目前在一般中小型供电系统中应用最为普遍。

CT7等弹簧操动机构与电磁操动机构一样，能手动和远距’离跳合闸，并且它采用交流电动操作，利用弹簧机构储能，因而可实现一次自动重合闸。Return高压六氟化硫断路器高压六氟化硫断路器高压六氟化硫断路器

高压六氟化硫断路器，是利用SF6气体作为灭弧和绝缘介质的一种断路器。

SF6是一种无色、无味、无毒且不易燃的惰性气体，它在150℃以下时化学性能相当稳定，但在电弧的高温作用下要分解，分解物有一定的腐蚀性和毒性，且能与触头的金属蒸气结合成有绝缘性能的活性杂质，即一种白色粉末状的氟化物。高压六氟化硫断路器SF6断路器的结构，按其灭弧方式分，有双压式和单压式两类。双压式具有两个气压系统，压力高的用作灭弧。单压式只有一个气压系统，灭弧时，SF6的气流靠压气活塞产生。单压式结构简单，我国现在生产的LN1、LN2型SF6断路器均为单压式。高压六氟化硫断路器优点：（与少油断路器相比）1、断流能力强2、灭弧速度快3、电绝缘性好4、工作寿命长，适于频繁操作，且无燃烧爆炸危险。缺点：（与少油断路器相比）1、要求加工精度高2、密封性能好3、价格昂贵主要应用在需频繁操作及有易燃易爆危险的场所高压六氟化硫断路器户内SF6断路器主要结构如图1-8所示，主要由环形电极、动触头、静触头、分闸弹簧、操作杆、吹弧线圈、绝缘筒和基座等组成，它适用于组装在高压开关柜内，在中压领域广泛使用。图1-810kVSF6型断路器Return高压真空断路器分类及工作原理

高压真空断路器，是利用真空灭弧的一种断路器。它的触头装在真空灭弧室内，因为真空中不存在气体游离的问题，所以这种断路器的触头断开时不会发生电弧，或者说，触头一断开，电弧就己熄灭。但是在感性电路中，灭弧速度过快，即di/dt太大，会引起极高的过电压，这对供电系统是不利的。因此，最好是在开关触头间产生一点电弧（真空电弧），并使之在电流第一次自然过零时熄灭，这样燃弧时间既短（至多半个周期），又不会产生很高的过电压。高压真空断路器分类及工作原理

下面以VS1型真空断路器为例来进行介绍。

VS1户内高压真空断路器是三相交流50Hz.额定电压为lOkV的户内装置，可供工矿企业、发电厂及变电站作电气设施的控制和保护之用，并适用于频繁操作的场所。①结构特点

VS1户内高压真空断路器配用中间封接式陶瓷真空灭弧室，采用铜铬触头材料、杯状纵磁场触头结构，其触头的电磨损速率小，电寿命长，触头的耐压水平高，介质绝缘强度稳定，弧后恢复迅速，截流水平低，开断能力强。高压真空断路器分类及工作原理

②工作原理断路器配用真空灭弧室，具有极高的真空度。当动、静触头在操动机构作用下带电分闸时，在触头间将会产生真空电弧。同时，由于触头的特殊结构，在触头间隙中也会产生适当的纵磁场，促使真空电弧由积聚型转变为扩散型，使电弧均匀地分布在触头表面燃烧，并维持低的电弧电压。在电流自然过零时，废留的离子、电子和金属蒸气在几分之一毫秒的时间内就可复合或凝聚在触头表面和屏蔽罩上，灭弧室断口的介质绝缘强度很快被恢复，从而电弧被熄灭，达到分断的目的。动作原理：如图1-9（a）（b）（c）所示。高压真空断路器分类及工作原理下面以VS1型真空断路器为例来进行介绍。图1-9（a）VS1高压真空断路器结构图（一）高压真空断路器分类及工作原理

图1-9（b）VS1高压真空断路器结构图（二）图1-9（c）VS1高压真空断路器结构图（三）Return4.高压熔断器

高压熔断器

高压熔断器

熔断器是一种当通过的电流超过规定值时使其熔体熔化而断开电路的保护电路。其功能主要是对电路及电路中的设备进行短路保护，但有的也具有过负荷保护的功能。室内广泛采用RN型管式熔断器，室外则广泛采用RW型跌落式熔断器。高压熔断器

户内高压限流熔断器是较简单和较早采用的一种保护电器，主要用于电压3-35kV，三相交流50Hz的电力系统中，用以保护电气设备免受严重过负荷和短路电流的损害。限流熔断器具有较大的分断能力。它既可以单独使用，也可与负荷开关、真空接触器配合使用。高压限流熔断器按使用环境可分为户内和户外两种；按其保护对象可分为变压器保护用、电动机保护用、电压互感器保护用、电容器保护用和保护对象不指定等五种；按保护特性可分为一般保护用、后备保护用和全范围保护用三种。（1）3-35kV户内高压熔断器高压熔断器

下面以RN1户内高压限流熔断器为例说明。

RN1户内高压限流熔断器作为变压器及其他电气设备的过载及短路保护，其结构形式为插入式，具有便于更换的优点，结构如图1-10所示。图1-10RN1户内高压熔断器结构示意图高压熔断器

户外交流高压跌落式熔断器是户外高压电器设备，属于喷射式熔断器的一种类型。它主要用于额定电压10-35kV，三相交流50Hz的电力系统中，作为配电线路或配电变压器的过载和短路保护。跌落式熔断器由最基本的构件组成，包括熔断器底座、底座上下触头、载熔体上下触头、载熔件、熔断件等。各种型号的跌落式熔断器的功能基本相同，只是组成熔断器的零部件外形有所不同。（2）10-35kV户外交流高压跌落式熔断器高压熔断器

图1-11所示的RW7-10熔断器。当熔丝熔断时，在电弧的作用下，熔管内析出的大量气体和电流过零时产生的强烈的去游离作用将电弧熄灭，使触头的活动机构释放，在弹片的推动和熔断自重的作用下迅速跌落，形成明显的隔离断口。图1-11RW7-10跌落式熔断器Return5.高压隔离开关

高压隔离开关

高压隔离开关主要用来隔离电路。它没有专门的灭弧装置，但在分闸状态下有明显可见的断口，在合闸状态下，导电系统中可以通过正常的工作电流和故障下的短路电流。（1）隔离开关的主要用途①检修与分断隔离线路②倒换母线③分合空载电路QS（GK)

高压隔离开关

高压隔离开关主要用来隔离电路。它没有专门的灭弧装置，但在分闸状态下有明显可见的断口，在合闸状态下，导电系统中可以通过正常的工作电流和故障下的短路电流。（1）隔离开关的主要用途①检修与分断隔离线路②倒换母线③分合空载电路高压隔离开关（2）隔离开关主要分类按装设地点的不同，可分为户内式和户外式两种。按绝缘支柱数目，分为柱式、双柱式和三柱式三种。按动触头运动方式，可分为水平旋转式、垂直旋转摆动式和插入式等按有无接地闸刀，可分为无接地闸刀、一侧有接地闸刀、两侧有接地闸刀三种。按操动机构的不同，可分为手动式、电动式、气动式和液压式等。按极数，可分为单极、双极、三极三种，以及按安装方式分为平装式和套管式等高压隔离开关（2）隔离开关主要分类按装设地点的不同，可分为户内式和户外式两种。按绝缘支柱数目，分为柱式、双柱式和三柱式三种。按动触头运动方式，可分为水平旋转式、垂直旋转摆动式和插入式等按有无接地闸刀，可分为无接地闸刀、一侧有接地闸刀、两侧有接地闸刀三种。按操动机构的不同，可分为手动式、电动式、气动式和液压式等。按极数，可分为单极、双极、三极三种，以及按安装方式分为平装式和套管式等高压隔离开关①户内隔离开关一般配电用户内隔离开关的额定电压不高，多采用三相共座式结构，如图1-12所示。（3）隔离开关的结构及工作原理图1-1210kv户内高压隔离开关高压隔离开关②户外隔离开关35kV及以下户外高压隔离开关主要结构形式如图1-13所示。（3）隔离开关的结构及工作原理图1-13户外高压隔离开关结构图高压隔离开关①隔离开关的安装方式应符合产品使用说明书的有关规定。②所有传动杆件，在安装调整时必须注意相对位置的正确性，以使连接后的相对角度、尺寸等符合产品规定的要求，并达到合闸、分闸过程中各相同步和终点位置正确。③隔离开关动作应灵活，不允许有卡阻现象。凡配用人力操动机构时，一般体力的操作人员均应能独立进行分、合闸操作。④在接线端接上引线后，要认真检查，将触头的接触点调整在允许接触范围的中部位置，否则该处的温升超标，就会影响安全运行。（4）安装、运行及检修高压隔离开关⑤隔离开关三相联动的合闸不同期性，应按照产品使用说明书规定的要求，进行调整。⑥隔离开关在投入运行前，需全面检查各部位尺寸、触头接触情况、各紧固件连接是否可靠，将操作机构操作数次，检查分合是否灵活、有无卡阻现象，检查确认无误后方可投入运行。⑦隔离开关需投入或切出运行时，必须在线路负载切除后（即断路器分闸后）方可进行分、合操作。⑧隔离开关须经常维护，定期检修，一般每年不少于1次。在线路发生短路后，也应进行检查和修理。（4）安装、运行及检修Return6.高压负荷开关

高压负荷开关主要用于高压配电线路中，作为接通及开断一次回路的负荷电流之用。它具有下列特点：①可直接带负荷进行操作，操作功率较小，并可进行远距离控制跳闸和近距离手工合闸，安全可靠；②带有三工位结构，开关可具有合、开断、接地三个功能位置，以便于线路正常运行及在故障情况下安全检修；

（1）用途与特点高压负荷开关③与高压熔断器配合组成负荷开关—熔断器组合电器，可执行短路保护及过流保护的功能。④与其他保护类型的方式相比较，具有投资少、占地面积小、可节省资金和费用等优点。⑤可设计成无油化开关系统，在防爆、防火等方面有优越的运行条件。（1）用途与特点高压负荷开关

①产气式负荷开关其结构特征表现为负荷开关在分断负荷电流的过程中，能通过快速分、合闸，使产气管通过电弧发热产生SF6压缩气体，将电弧迅速熄灭。产气式交流高压负荷开关为模块式结构，包括主开关基本单元、储能机构、接地开关、联锁装置、熔断器、电动跳闸装置等。其特点是结构紧凑，体积小，功能全，重量轻，分合速度快，燃弧时间短，灭弧性能好，操作方便、可靠，价格便宜，易维修。（2）分类及结构、特点按灭弧方式分类如下：产气式、压气式、真空式；高压负荷开关②压气式负荷开关其结构特征是开关在分、合闸的过程中，通过气缸、喷口与弧触头之间的相对运动，产生较强的压缩空气，将电弧迅速熄灭。其结构特点：采用上、下直动式动、静触头形式；灭弧方式采用自动压气式熄灭电弧；操动机构采用弹簧过中扣接式结构；可加入电动遥控脱扣装置进行远方电动脱扣；与限流式高压熔断器组合，可具备开断短路电流实行过负荷保护；带撞击脱扣装置，并可配装接地开关，实现接通电源、隔离、接地三工位的要求。（2）分类及结构、特点按灭弧方式分类如下：产气式、压气式、真空式；高压负荷开关③真空负荷开关该产品的结构特点是既具有接通和分断负荷电流的功能，在分闸后又有可见的隔断口，分、合负荷电流的作用依靠真空灭弧室来执行，隔离功能依靠联动机构装置来完成。按电压等级可分为lOkV,20kV,35kV,63kV四类。真空负荷开关的优点：真空触头开距小，动作迅速；燃弧时间短，触头损耗度轻，技术指标高；防火、防爆，属无油化开关；体积小，重量轻；维修少，工作稳定可靠；可频繁操作。（2）分类及结构、特点按灭弧方式分类如下：产气式、压气式、真空式；Return倒闸操作倒闸操作

概述倒闸操作的要求和步骤隔离开关、断路器的操作高压跌落式熔断器的操作变压器停送电操作变压器并列运行操作票的填写停送电操作倒闸操作概述电气设备分为运行、备用（冷备用及热备用）、检修三种状态。将设备由一种状态转变为另一种状态的过程叫倒闸，所进行的操作叫倒闸操作。通过操作隔离开关、断路器以及挂、拆接地线将电气设备从一种状态转换为另一种状态或使系统改变了运行方式。这种操作就叫倒闸操作。倒闸操作必须执行操作票制和工作监护制。倒闸操作的要求倒闸操作的具体要求1.严格依据站内一、二次设备的明显标志（命名、编号、铭牌、转动方向、切换位置的指示、电器相别区别颜色）进行操作。2.要有与现场设备标志和运行方式相符合的一次系统模拟图，继电保护还应有二次回路的原理图和展开图。3.要有考试合格并经领导批准的操作任何监护人。4.操作时不能单凭记忆，应在仔细检查了操作地点及设备的名称与编号后，才能进行操作。5.操作人不能依赖监护人而应对操作内容完全做到心中有数，否则操作中容易出现问题。倒闸操作的要求6.在进行倒闸操作时，不要做与操作无关的工作或者闲谈。7.处理事故时，操作人员应沉着冷静，且不要惊慌失措，要正确而果断的处理。8.操作时应有确切的调度指令、合格的操作票。9.要采用统一的、确切的操作术语。10.要使用合格的操作工具、安全用具和安全措施。倒闸操作的步骤倒闸操作的步骤1.接受主管人员的预发命令。一定要记清任务或命令的详细内容，明确操作目的和意图。填写操作票。认真填写，顺序不可颠倒，字迹清楚，不得涂改。审查操作票。监护人应对操作票内容逐项审查。接受操作命令。监护人与操作人同时接受指令，核对操作票并且分别签名。5.预演。操作前，操作人与监护人应先在模拟图上按操作票顺序唱票预演，再次核对，并相互提醒。倒闸操作的步骤核对设备。操作现场，操作人穿戴好安全用具，经监护人认真核对后准备操作。唱票操作。监护人严格按操作票顺序逐项高声唱票，操作人核对无误后，高声复诵进行操作。检查。每操作完一步，监护人在操作票上打对号，核对现场操作的正确性，勾票后进行下一步。汇报。操作结束后，检查所有操作步骤，监护人填写操作结束时间向负责人汇报，将操作票归档保存。10.复查评价。负责人召集全体值班人员，对执行完的各项操作复查、评价并总结经验。隔离开关操作的注意事项隔离开关的操作严禁带负荷操作隔离开关1.手动合隔离开关时必须迅速果断，在合到底时不能用力过猛，以防损坏支持瓷瓶。2.手动拉开隔离开关时，应按“慢—快—慢”的过程进行。隔离开关装有电气（电磁）连锁装置或机械连锁装置的，若装置未开隔离开关不能操作时，不可任意解除连锁装置进行分合闸，查明原因后再操作。4.隔离开关经操作后，检查其“开”“合”位置，有时会出现操作机构故障未到位现象。断路器操作的注意事项断路器的操作断路器不允许现场带负荷手动合闸。因为手动合闸速度慢，易产生电弧损坏触头。遥控操作断路器，扳动控制开关时，不能用力过猛，损坏控制开关。断路器经操作后，应查看有关信号装置和测量仪表指示，判别断路器动作的正确性，并检查机械位置指示是否到位4.当断路器合上、控制开关返回后，合闸电流表应指在零位，防止合闸接触器打不开烧毁合闸线圈。高压跌落式熔断器操作的注意事项高压跌落式熔断器有安装在隔离开关附近的，也有单独使用的。操作高压熔断器多采用绝缘杆单相操作。分合时不允许带负荷，如误操作产生的电弧会威胁人身及设备安全在拉开第一相，大多情况与断开并联回路或环路差不多，其上仍保持有电压，不会发生强烈弧光。而在带负荷拉开第二个单相时，会产生强电弧。为防止可能发生的弧光短路事故，高压熔断器的操作顺序为：拉闸时应先拉中间相，后拉两边相（且其中先拉下风向）；合闸时应先合两边相（且其中先合上风相），再合中间相。变压器停送电操作的注意事项变压器的停送电操作仅一台主变压器且二次侧无总断路器或负荷开关的，停电时应先拉开负荷侧各条配电线路的断路器或开关，送电时则应在变压器投运后，再合上各条配电线路的断路器或开关。10kV少油断路器合闸后，若发现托架或拉杆瓷瓶折断，则不能再继续操作，应将断路器保护停用后再处理。更换并列运行的变压器或进行可能使相位发生变动的工作时，必须核对相位无误后，方可并列运行。4.变压器充电要利用有保护的电源断路器进行，如变压器故障，应能保证其迅速跳闸而不致引起上一级开关跳闸。操作票的填写在1kV以上的设备上进行倒闸操作时，必须根据工作票内容与要求，按规定格式填写。填写清楚、具体、明确，必要时应画出接线图。向发令人复诵、核对并明确操作操作任务与目的。填写时，每张操作票只允许填写一个操作任务。倒闸操作票必须用钢笔或圆珠笔填写，票面清晰、不得涂改、不准损坏。填写的操作步骤要正确，被操作设备写明设备名称、编号操作步骤、设备名称及操作日期严禁涂改，否则该票作废操作票应编号按顺序使用，作废及已操作过的要标明。使用过的操作票必须存档保存，以备日后查用。送电操作配电系统送电时，应从电源侧合起，依次合到负荷侧各开关，可使合闸电流减至最小，且故障容易被发现。送电时应先进行检查，确知变压器上无人工作后，撤除临时接地线和“有人工作，禁止合闸”标识牌；再投入电压互感器TV（闭合两组隔离开关），检查进线电压是否正常；如进线电压正常，再闭合高压断路器QF，这时主变压器投入。如未发现异常，就可闭合低压主开关QS1和QS2,使低压母线获电。如电压正常，则可分路投入各低压出线开关。注意，低压隔离开关不能带负荷操作，应先切除负荷后才能合闸送电。停电操作配电系统停电时，操作步骤与送电相反，先从负荷侧的开关拉起，依次拉倒电源侧开关。应先断开相关负荷开关再拉隔离开关。然后以此拉开低压和高压主开关。如高压主开关是高压断路器或负荷开关，紧急情况下也可直接拉开高压断路器或负荷开关快速停电。如高压侧装设的是隔离开关加熔断器或跌落式熔断器，只有在断开所有低压出线开关和低压主开关后才能操作。线路或设备停电后，在断路器的开关操作手柄上悬挂“有人工作，禁止合闸”标识牌，并在停电检修线路或设备的电源侧装设临时接地线。装临时接地线时，应先接接地端，再接线路端或设备端。低压配电系统低压配电系统

低压配电系统概述

常见低压配电设备

常见的低压电器

电容补偿低压配电系统概述

低压配电装置的主体是低压配电柜，用来监视和控制电机或输电线路的运行。包括开关控制设备、指示信号、测量仪表、继电保护和自动装置等。常见低压配电柜

低压配电柜主要用来进行受电、计量、控制、功率因数补偿、动力馈电和照明馈电等，主要产品有PGL1、PGL2、GCS、GCK、GCL及GGD等系列开关柜，以及国外引进产品和合资企业生产的低压开关柜。继电保护装置继电保护的作用和任务电力系统的三种运行状态：正常、故障和异常运行状态。最常见的故障就是短路，最常见的异常运行状态是过负荷。短路的特点：电流增大、电压降低。短路将影响用户的正常工作，影响产品质量，可能导致系统运行稳定性被破坏电力系统发生故障时，快速地有选择地通过断路器将故障回路断开；电力系统发生异常运行情况时，发出信号提示值班人员处理，从而保护电气设备的安全。

继电保护的基本原理1、利用基本电气参数量的区别

①过电流保护：反映电流增大而动作的保护；

②低电压保护：反映电压降低而动作的保护；

③距离保护：反映保护安装处到短路点之间的阻抗。2、比较两侧电流相位的变化线路正常运行或外部短路时，被保护线路两侧电流相位相反，而保护区内部短路时，被保护线路两侧电流相位相同。

3、反映序分量或突变量是否出现反映负序分量可构成不对称短路保护；反映零序分量可构成接地短路保护；根据正序分量是否突变可构成对称、不对称短路保护。

4、反映非电量的保护

反映瓦斯气体的产生可构成瓦斯保护；反映绕组温度升高可构成过负荷保护。

继电保护装置的构成任何一套保护都是由三部分组成：

1、测量部分：对输入量与整定值进行比较,根据比较结果，给出“是”、“非”性质的逻辑信号，判断保护是否应该起动。

2、逻辑部分：根据测量部分逻辑状态，使保护按一定逻辑关系工作。

3、执行部分：根据逻辑部分传送的信号，最后完成保护装置承担的任务。继电保护装置的要求选择性：

仅将故障元件从电力系统中切除，保证停电范围最小。可靠性：

保护装置在规定的保护区内发生故障不拒动，区外故障不误动。（该动作时不拒动、不该动作时不误动）灵敏性：

保护装置对其保护区内发生故障或异常运行状态的反应能力。快速性：

快速地切除故障。

常见的低压电器设备

在低压配电设备中常用的低压电器有以下4种。

1．低压断路器

2．低压刀开关

3．熔断器

4．接触器1.低压断路器

低压断路器也称为低压自动开关，主要作为不频繁地接通或分断电路之用。低压断路器具有过载、短路和失压保护装置，在电路发生过载、短路、电压降低或消失时，断路器可自动切断电路，从而保护电力线路及电源设备。低压断路器

低压断路器按灭弧介质可分为空气断路器和真空断路；按用途分可分为配电用断路器、电动机保护用断路器、照明用断路器和漏电保护用断路器等。配电用断路器又可分为非选择型和选择型两种。

1.非选择型断路器：常用作短路保护和过载保护；

2.选择型断路器又可用作两段保护、三段保护和智能化保护。作为配电用断路器，按其结构形式又可分为塑料外壳式断路器和万能式断路器两大类，这两类低压断路器目前使用较为普遍。低压断路器万能式低压断路器2.低压刀开关

刀开关是低压电器中结构最简单的一种，广泛应用于各种配电设备和供电线路中，用来接通和分断容量不太大的低压供电线路以及作为低压电源隔离开关使用。低压刀开关根据其工作原理、使用条件和结构形式的不同，可分为开启式负荷开关（HK1、HK2、TSW系列等）、封闭式负荷开关（HH3、HH4系列等）、隔离刀开关（HS13、HD11系列等）、熔断器式刀开关（HR3系列等）和组合开关（HZ10系列等）。低压刀开关3.熔断器作用：串联在电路中，作为短路或严重过载保护用，属于低压保护电器。分类：开启式半封闭式封闭式无填料式填料式管式螺旋式熔断器（1）熔断器的结构和主要参数结构主要参数熔体参数：熔管参数：额定电流、熔断电流额定工作电压、额定电流和断流能力熔体熔管、熔座高熔点：铜、银低熔点：铅、锌、锡熔断器选用熔断器，一般应符合下列原则：①根据用电网络电压选用相应电压等级的熔断器；②根据配电系统可能出现的最大故障电流，选用具有相应分断能力的熔断器；③在电动机回路中用作短路保护时，为避免熔体在电动机启动过程中熔断，对于单台电动机，熔体额定电流≥(1.5～2.5)×电机额定电流；对于多台电动机，总熔体额定电流≥(1.5～2.5)×容量最大一台电动机的额定电流+其余电动机的计算负荷电流；（2）熔断器的选用原则熔断器④对电炉及照明等负载的短路保护，熔体的额定电流等于或稍大于负载的额定电流；⑤采用熔断器保护线路时，熔断器应装在各相线上；在二相三线或三相四线回路的中性线上严禁装熔断器，这是因为中性线断开可能会引起各相电压不平衡，从而造成设备烧毁事故；⑥各级熔体应相互配合，下一级应比上一级小。（2）熔断器的选用原则4.接触器

接触器适用于远距离频繁接通和分断交、直流主电路及大容量控制电路。接触器可分为交流接触器和直流接触器两种。接触器主要由主触头、灭弧系统、电磁系统、辅助触头和支架等组成。交流接触器主要有CJ0、CJ10、CJ12、CJ12B系列以及众多的合资品牌。直流接触器主要有CZ0系列。Return

电容补偿用电设备功率因数降低之后，带来的影响有：①使供电系统内的电源设备容量不能充分利用；②增加了电力网中输电线路上的有功功率的损耗；③功率因数过低，还将使线路压降增大，造成负荷端电压下降。全功率因数：

P====

电容补偿提高功率因数的方法很多，主要有：①提高自然功率因数，即提高变压器和电动机的负载率到75％～80％，以及选择本身功率因数较高的设备；②对于感性线性负载电路，采用移相电容器来补偿无功功率，便可提高cosj；③对于非线性负载电路（整流器），则通过功率因数校正电路将畸变电流波形校正为正弦波，同时迫使它跟踪输入正弦电压相位的变化，使高频开关整流器输入电路呈现电阻性，提高总功率因数。电容补偿的计算需要补偿Q=补偿前Q-补偿后Q即相移电容补偿的计算

电容补偿的方式

移相电容器通常采用△形接线，目的是为了防止一相电容断开造成该相功率因数得不到补偿，同时，根据电容补偿容量和加载其上的电压的平方成正比的关系，同样的电容△形接线能补偿的无用功更多。移相电容器在泵站、水源地供电系统可装设在高压开关柜或低压配电屏或用电设备端，分别称为高压集中补偿，低压成组补偿或低压分散补偿。目前在泵站、水源地中大多数采用了低压成组补偿方式，即在低压配电柜中专门设置配套的功率因数补偿柜。

电容补偿一次线路图

无功功率自动补偿控制柜。电容器装于柜中支架上，还装有自动投切控制器，它能根据功率因数的变化10s~120s的间隔时间自动完成投入或切除电容器。无功功率补偿柜的一次线路图Return

电弧基本知识

在断开电路时，电路中的开关触头在分开瞬间产生电弧，电路中的电流借此电弧维持导通。这样会使触头不能断开电路，因而烧毁设备，危及人身安全。尤其是在电路发生短路故障时，如不快速切断短路电流，就会造成配电系统停电，影响整个系统正常工作。电弧产生的原因

电弧实际上是一种气体游离的放电现象。开关型电器在断开时，由于电路中电压和电流的作用，在相互分开的开关触头之间产生一种强烈的亮光，这个亮光称为电弧。经测定如果触头间的电压大于10-20V；电流大于80-100mA时，在触头间就会产生电弧。由于电弧具有能量集中，温度高、亮度强，因此必须在开关电器中，安装灭弧装置，防止烧毁开关触头。1．电弧的现象电弧产生的原因

（1）强电场发射：在开关的触头刚分开的瞬间，触头之间的距离很近，所以分开的缝隙间电场强度E(V/cm)很大。在此强电场的作用下，电子从阴极表面被拉出，以高速度奔向阳极，这种现象称强电场发射。（2）热电发射：当触头分开的瞬间，接触电阻增大，从而使电极上出现强烈的炽热点。再加上正离子迅速移向阴极释放能量，使阴极表面温度升高，便于发射电子。使弧隙中电子数目增加，这种现象称为热电发射。2．形成电弧的四个因素

电弧产生的原因

（3）碰撞游离：奔向阳极的自由电子，因具有很大的动能，在运动的过程中，如果碰到中性分子或原子，所持的一部分动能就传给原子或分子。若自由电子所持的能量足够大时，可将中性原子的外围电子撞击出来，变为自由电子，受到电场的作用而运动。并获得一定的动能。再次碰撞出新的自由电子，如此继续碰撞，在弧隙中的自由电子和离子浓度不断增加，成为游离状态，这种游离状态称为碰撞游离。（4）热游离：热游离是维持电弧燃烧的主要原因。2．形成电弧的四个因素

电弧产生的原因

图1-16所示为电弧的伏安特性曲线，它表示电弧的电流和电压的关系。由图可见，随着电弧电流的增大，电弧电压（维持电弧电压）降低。3．电弧的伏安特性图1-16电弧的伏安特性曲线熄灭电弧的方法

熄灭电弧的过程，就是去游离的过程。因此必须减弱或完全终止热游离，加强带电质点的复合和离子向周围介质的扩散。在现代开关电路中，根据上述电弧产生的因素和熄灭电弧的过程，广泛采取了下面几种灭弧方法：

1．利用气体吹动灭弧

2．利用固体介质的狭缝或狭沟灭弧

3．将长电弧分成若干短电弧灭弧

4．利用多断开点灭弧

5.拉长电弧

6．强冷灭弧

电弧产生的原因

这种灭弧的原理，是利用气体纵向或横向吹动电弧，使电弧冷却，因此减弱了电弧的热游离，加强了带电质点的再结合及向周围的扩散作用。纵向吹弧如图1-17(a)所示，横向吹弧如图1-17(b)所示。使电弧受到强烈的冷却和拉长，而将电弧熄灭。1．利用气体吹动灭弧电弧产生的原因

纵向吹弧如图1-17(a)所示，横向吹弧如图1-17(b)所示。使电弧受到强烈的冷却和拉长，而将电弧熄灭。1．利用气体吹动灭弧图1-17利用气体吹动灭弧在高压开关柜中的少油断路器，就采用气体吹弧的灭弧方法。电弧产生的原因

电弧与固体介质紧密接触时，使电弧的去游离大大加强。原因是在固体介质表面的带电离子强烈复合；同时固体介质在电弧高温作用下，使狭缝或狭沟中的气体受热膨胀压力增大，并使固体介质对电弧冷却的结果。目前我国生产的RTO系列熔断器就是利用这种原理进行灭弧。2．利用固体介质的狭缝或狭沟灭弧电弧产生的原因

利用由金属片制成的灭弧栅，将长弧分割成短电弧串联，如图1-18(a)所示。由于维持一个电弧的稳定燃烧，需要20-40V的外加电压，当被分割的短电弧上外加电压小于电弧的维持电压时，电弧熄灭。一般低压开关电器灭弧常采用这种灭弧的方法。3．将长电弧分成若干短电弧灭弧图1-18将长电弧分成几个短电弧

电弧产生的原因

这种方法是在开关电器的同一相内，可制成两个或更多断开点。当开关断开时，则在一相内便形成几个串联的电弧，所有电弧的全长为一个断开点电弧长的几倍，相当于把长电弧分成几个短电弧串联。4．利用多断开点灭弧电弧产生的原因

拉长电弧，则电弧的伏安特性向上移，发弧电压UF增高，要维持电弧燃烧所需的电压增大。5.拉长电弧图1-19弧长不同电弧的伏安特性

图1-19表示两个不同弧长所需的发弧电压及伏安特性。从图看出L1、L2表示弧长，其L1＞L2，则UF1＞UF2。如果在UF2的条件下，把电弧拉到L1长度，则小于维持电弧燃烧的电压而灭弧。

电弧产生的原因

直流电弧稳定燃烧时，电弧功率几乎全部转为热功率，可以通过传导、辐射和对流（气吹）将热功率扩散到周围介质中，使去游离速度大于游离速度而灭弧。6．强冷灭弧配电系统的接地电力系统的接地直接关系到用户的人身和财产安全，以及电气设备和电子设备的正常运行。

1.接地制式按照配电系统和电气设备的不同接地组合分类。第一个字母：表示电源中性点对地的关系

T：直接接地I：不接地，或通过阻抗与大地相连第二个字母：表示电气设备外壳与大地的关系

T：独立于电源接地点的直接接地

N：表示直接与电源系统接地点或与该引出的导体相连后续字母：表示中性线与保护线之间的关系

C：表示中性线N与保护线PE合二为一（PEN线）

S：表示中性线N与保护线PE分开不同接地系统的组成及特点■TN系统的组成及特点在TN系统中，所有电气设备的外壳接到保护线（PE）上，与配电系统的中性点相连。保护线应在每个变电所附近接地，配电系统引入建筑物时，保护线在其入口处接地。为了保证故障时保护线的电位尽量接近地电位，尽可能将保护线与附近的有效接地体相连，如必要，可增加接地点，并使其均匀分布。其特点是故障电流较大，仅与电缆的阻抗大小有关。出现绝缘故障时，需要短路电流保护装置瞬时断开电路。不同接地系统的组成及特点TT系统的组成及其特点

TT系统的变压器或发电机的中性点直接接地，电气设备的所有外壳用保护线连在一起，接在与电源中性点独立的接地点。电气设备的外壳与电源的接地无电气联系，适用于对电位敏感的数据处理设备和精密电子设备。故障时对地故障电压不会蔓延。接地短路时，由于受电流接地电阻和电气设备接地电阻的限制，短路电流较小，可减小危险。但其缺点是短路电流小，发生短路时，短路电流保护装置不会动作，易造成电击事故不同接地系统的组成及特点IT系统的组成及特点

IT系统的电源不接地或通过阻抗接地，电气设备的外壳可直接接地或通过保护线接至单独接地体。单相接地第一次故障时，故障电流小，可不切断电源，警报设备报警，通过检查线路消除故障，供电连续性较高，适用于大型电厂的厂用电和重要生产线用电。如果消除第一次故障前，又发生第二次故障，如不同相的接地短路，故障电流很大，非常危险，因此对一次故障探测报警设备的要求较高，以便及时消除和减少出现双重故障的可能性，保证IT系统的可靠性。高低压配电维护规程1．配电柜四周的维护走道净宽应保持规定的距离，各走道均应铺上绝缘胶垫。

2．高压室禁止无关人员进入，在危险处应设防护栏，并设明显的告警牌“高压危险，不得靠近”字样。

3．高压室各门窗、地槽、线管、孔洞应做到无孔隙，严防水及小动物进入。

4．为安全供电、专用高压输电线和电力变压器不得让外单位搭接负荷。

5．高压防护用具（绝缘鞋、手套等）必须专用。高压验电器、高压拉杆应符合规定要求。高低压配电维护规程6．高压维护人员必须持有高压操作证，无证者不准进行操作。

7．变配电室停电检修时，应报主管部门批准并通知值班人员后再进行。

8．继电保护和告警信号应保持正常，严禁切断警铃和信号灯。

9．自动断路器跳闸或熔断器烧断时，应查明原因再恢复使用，必要时允许试送电一次。

10．熔断器应有备用，不应使用额定电流不明或不合规定的熔断器。直流熔断器的额定电流值应不大于最大负载电流的2倍。高低压配电维护规程11．引入变电站的交流高压电力线应装设避雷装置。

12．交流供电应采用三相五线制，零线禁止安装熔断器，在零线上除电力变压器近端接地外，用电设备近端不许接地。

13．交流用电设备采用三相四线制引入时，零线不准安装熔断器，在零线上除电力变压器近端接地外，用电设备和机房近端应重复接地。