电力工程基础知识-设备篇

设备篇配电工程基础知识[日期[日期][[

目录1 电气设备概述 21.1 一次、二次电路 21.2 一次电路主要设备分类 22 变压器 22.1 变压器分类 22.2 变压器编号规则 43 互感器 53.1 电流互感器 53.2 电压互感器 64 高压开关 64.1 开关电器中的电弧问题 64.2 高压隔离开关 74.3 高压负荷开关 84.4 高压断路器 95 低压开关 115.1 低压刀开关和负荷开关 115.2 低压断路器 136 高低压熔断器和避雷器 146.1 高压熔断器 146.2 低压熔断器 156.3 避雷器 167 高压成套设备 188 低压成套设备 189 箱变 18

图（3）SGB10系列非包封空气自冷式变压器其中油浸式又分油浸自冷式、油浸风冷式和强迫油循环式等。用户变电所在以前大多采用油浸自冷式变压器，但现在油浸式主要用于临电和35KV及以上，现在用户变电所主流用SCB系列干式变压器，SGB系列使用率也在逐渐提升。充气式体积小，便于移动，一般用于经常移动的电力试验或体积小的成套变电所。按结构性能分有普通变压器、全密封变压器和防雷变压器。用户变电所大多采用普通变压器（油浸式、干式）；高层建筑使用全密封变压器较多；多雷地区用户变电所适用防雷变压器。油变和干变优缺点对比油变优点是价格便宜，过载能力强，适用电压范围广，缺点是维护麻烦，防火要求高；干变优点是维护简单，安装方便，自身阻燃性能好，缺点是价格高，过载能力差。变压器编号规则互感器电流互感器电流互感器的作用用来使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘这样既可防止主电路高电压直接引入二次设备，又可防止二次设备的故障影响主电路，从而提高整个电路运行的安全性和可靠性。用来扩大仪表、继电器等二次设备应用电流的范围例如用一只5A的电流表，通过不同变流比的电流互感器就可以测量任意大的电流，这样可使二次设备的规格统一，有利于批量生产。电流互感器的分类按一次绕组的匝数分，有单匝式和多匝式；按一次电压分，有高压式和低压式；按用途分，有测量用和保护用；按其准确等级分，测量用有0.1、0.2、0.5、1、3、5等级，保护用有5P、10P两级；按其绝缘和冷却方式分，有油浸式和干式，现在普遍使用的是干式。电流互感器编号规则例如：LQJ-10型，LMZJ1-0.5型电压互感器电压互感器的作用用来使二次设备与主电路绝缘及扩大二次设备应用的电压范围。电压互感器的分类按相数分，有单相和三相两类；按绕组绝缘和冷却方式分，有油浸式和干式（含环氧树脂浇注式）两类；应用广泛的是单相树脂浇注式，例如：JDZJ-10型。电压互感器编号规则高压开关开关电器中的电弧问题高低压开关在通断负荷电路，特别是通断存在短路故障的电路，就会在开关电器的触头间产生电弧。电弧是一种具有强光和高温的电游离现在。弧心温度可达5000℃以上。电弧的产生开关触头在分段负荷电路时之所以会产生电弧，内因是触头本身和周围介质中存在着大量可被游离的电子。如果分段的触头间有存在足够大的电压（外因），则触头间有可能产生强烈的电游离从而形成电弧。开关电器常用灭弧方法速拉灭弧法在开关电器中安装断路弹簧迅速拉长电弧，使弧隙的电场强度骤降，从而加速灭弧。这是最基本的的灭弧法。冷却灭弧法降低电弧温度，可使电弧中的热游离减弱，从而有助于灭弧。吹弧或吸弧法利用外力（如油流、气流或电磁力）来吹动或吸动电弧，使电弧加速冷却，同事拉长电弧，降低电弧中的电场强度，从而加速灭弧。长弧切短弧法利用金属片将长弧切割成若干短弧，则电弧中的电压降将近似的增大若干倍，当外施电压小于电弧中的总电压降使，电弧就迅速熄灭。粗弧切细弧法将粗大电弧分散成若干平行细小电弧，使电弧与周围接触面增大，降低电弧温度从而加速电弧熄灭。真空灭弧法真空具有相当高的绝缘强度，装在真空容器内的触头分断时，在交流电流过零时即能熄灭电弧而不致复燃。应用很普遍的真空断路器就是利用这一原理灭弧。六氟化硫（SF6）灭弧法SF6具有优良的绝缘性能和灭弧性能，其绝缘强度约为空气的3倍，其绝缘恢复速度约为空气的100倍，因此它能快速灭弧。SF6断路器就是利用SF6气体做绝缘和灭弧介质的。高压隔离开关高压隔离开关简介主要用来隔离高压电源，以保证其他设备和线路的安全检修。图（4）GN8-12户内式高压隔离开关隔离开关没有专门的灭弧装置，因此它不允许带负荷操作。高压隔离开关编号规则高压负荷开关高压负荷开关简介它具有简单的灭弧装置，因此能通断一定的负荷电流和过负荷电流，但不能通断短路电流，因此它必须与高压熔断器串联使用，借助熔断器来实现短路保护，切断短路故障。负荷开关断开后与隔离开关一样具有隔离电源，保证安全检修的功能。图（5）FN7-12DR高压负荷开关高压负荷开发编号规则高压断路器高压断路器简介它不仅能用来通断正常负荷电流，而且能通断一定的短路电流，并能在短路保护的作用下自动跳闸。高压断路器有相当完善的灭弧装置。用户变电所限制主要用真空断路器，高层建筑中的变电所一般用SF6断路器。高压断路器类型高压少油断路器主要型号SN10-10型是我国以前应用最广的一种断路器，现在已比较少使用该类型断路器。图（6）SN10-10高压少油断路器高压真空断路器利用“真空”灭弧的一种断路器，其触头装在真空灭弧室内。真空断路器具有体积小、重量轻、动作快、寿命长、安全可靠和便于维护检修等优点，但价格较贵，过去主要应用于频繁操作和安全要求较高的场所，而现在开始取代少油断路器广泛应用在35KV及以下的高压配电装置中。图（7）VS1高压真空断路器高压SF6断路器SF6断路器利用SF6气体作为灭弧介质及触头断开间隙绝缘介质的一种断路器。SF6断路器具有下列优点：断流能力强、灭弧速度快、绝缘性能好、检修周期长，适用于频繁操作，而且没有燃烧爆炸危险。但其要求加工精度高，对其密封性能要求更严，因此价格较贵。SF6断路器主要用于需频繁操作及有易燃易爆危险的场所，特别适用于作全封闭组合电器。图（8）LN2-12六氟化硫高压断路器高压断路器操动机构CD10型电磁操动机构该操动机构能手动和远距离控制分闸合闸，适用于实现自动化，但它需要直流操作电源。CT7型弹簧操动机构该操动机构由交直流两用串励电动机使合闸弹簧储能，在合闸弹簧释放能量的过程中将断路器合闸。弹簧操动机构可手动和远距离合闸，兵可实现一次自动重合闸，而且由于可交流操作，使保护盒控制装置简化，但其结构复杂，价格较贵。高压断路器编号规则低压开关低压刀开关和负荷开关低压刀开关按操作方式分，有单投和双投两种；按极数分，有单极、双极、三极三种；按灭弧方式分，有带灭弧罩和不带灭弧罩两种。带灭弧罩的刀开关能通断一定的负荷电流，不带灭弧罩的刀开关一般只能在无负荷情况下操作。由于刀开关断开后有明显可见的断开间隙，因此可作隔离开关使用，所以刀开关也成为低压隔离开关。图（9）低压刀开关低压熔断器式刀开关又称刀熔开关，由低压刀开关和低压熔断器相组合而成。刀熔开关具有刀开关和熔断器的双重功能，采用这种组合开关，可以简化低压配电装置的结构，经济适用，因此广泛应用在低压配电装置上。图（10）低压刀熔开关低压负荷开关由低压刀开关和熔断器以及灭弧外壳组合而成。外装封闭式铁壳俗称铁壳开关，外装开启式胶盖的俗称胶壳开关。因为其有灭弧罩，又有熔断器，因此既可带负荷操作，又能进行短路保护。当熔断器熔断后，需更换熔体后方可恢复供电。图（11）HK8开启式、HH12-200/3Z低压负荷开关低压负荷开关编号规则如下：低压断路器又称低压自动开关。它既能带负荷通断电路，又能在短路、过负荷和欠电压的情况下自动跳闸，切断电路。按灭弧介质分，有空气断路器和真空断路器；按用途分，有配电用、电动机保护用、照明用和漏电保护用；按保护性能分，有非选择型、选择性和智能诊断型；按结构分，有万能式（框架式）和塑料外壳式（装置式）。万能式低压断路器万能式低压断路器，因其保护方案和操作方式较多，装设地点灵活，故有“万能”之称，一般用于低压配电系统作为总开关和保护电路。图（12）DW16、DW45智能型塑料外壳式低压断路器其全部机构和导电部分都装在一个塑料外壳内，所以体积小，安全性好，一般用于工业和民用住宅中照片线路和小型动力设备、家用电器等的通断控制盒过负荷、短路和漏电保护图（13）DZ20塑壳式低压断路器低压断路器编号规则：高低压熔断器和避雷器高压熔断器熔断器是一种应用极广的过电流保护电器，其主要功能是对电路及电气设备进行短路保护，但有的也具备过负荷保护的能力。用户供配电系统中，室内广泛采用RN1，RN2等型高压管式熔断器，室外广泛采用RW4，RW10（F）等型高压跌开式熔断器。图（14）RN1户内、RW10-10F户外高压熔断器高压熔断器编号规则：低压熔断器低压熔断器主要是串接在低压配电系统中进行短路保护，有的也能同时实现过负荷保护。低压熔断器种类繁多，主要可分为密封管式、填料管式和自复式，自复式熔断器既能切断短路电流，又能在短路故障消除后自动恢复供电，无需更换熔体。图（15）RM10、RT0低压熔断器低压熔断器编号规则：避雷器避雷器应与被保护设备并联，装在被保护设备电源