变电所电气设备及运行维护

2019年8月4日变电所电气设备及运行维护4.1高压开关4.2高压熔断器4.3母线4.4互感器4.5电力电容器4.6成套配电装置2019年8月4日4.1.1电弧的形成和熄灭2019年8月4日2019年8月4日2019年8月4日2019年8月4日2019年8月4日2019年8月4日2019年8月4日2019年8月4日2019年8月4日2019年8月4日2019年8月4日2019年8月4日2019年8月4日2019年8月4日2019年8月4日2019年8月4日2019年8月4日2019年8月4日2019年8月4日变配电所主要电气设备变换：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一、概述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。二、高压电气设备弹簧操动机构电磁操动机构永磁操动机构操动机构：(按合闸所需能量分)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图形符号结构：触头装置、灭弧室、基座框架、传动机构（配操动机构）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，可频繁操作交流或直流操作电源，合闸所需能量小直流操作电源，合闸所需能量大直流操作电源，合闸所需能量小续上页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。续上页（二）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)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IIr1tIr2O具有反时限特点续上页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石英沙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提高灭弧能力功能：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。续上页（三）高压隔离开关（刀闸）高压户内隔离开关实物图片QS图形符号结构：触头装置、绝缘瓷瓶、底座及传动机构等高压隔离开关一般采用手力操动机构类型：户内、户外闸刀套管绝缘子支柱绝缘子升降绝缘子上接线端子下接线端子功能：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。续上页QL图形符号QFS图形符号（四）高压负荷开关（五）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结构：主要有产气式、压气式、真空式和SF6式等结构类型操动机构有手动和电动储能弹簧机构等形式。结构：高压负荷开关与限流熔断器串连组合续上页高压负荷开关－限流熔断器组合电器实物图片限流熔断器真空负荷开关上接线端子下接线端子传动机构弹簧脱扣机构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。续上页（六）高压开关柜落地式中置式中压断路器的置放绝缘类型空气绝缘金属封闭开关柜SF6气体绝缘金属封闭开关设备(充气柜)用户变配电所采用高压开关柜组合成高压配电系统。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，如XGN型断路器手车本身落地，推入柜内；手车装于开关柜中部，手车的装卸需要装载车。续上页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）功能：它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，其功能类似于高压断路器。三、低压电气设备（一）低压断路器结构触头系统（主触头及辅助触点）灭弧装置脱扣器自由脱扣机构及操作机构（手柄操作、电磁铁操作、电动机操作）热—电磁式电子式智能式用途：配电用、电动机保护用、照明用、漏电保护用。QF图形符号配电用断路器类型：塑壳式断路器和框架式（万能式）断路器续上页低压断路器的保护特性曲线Ir1、Ir2、Ir3、Ir4分别为过电流脱扣器长延时、短延时、瞬时及接地动作电流的整定值。万能式断路器实物图片万能式断路器万能式断路器（又称框架式断路器）一般有一个有绝缘衬垫的钢制框架，所有部件均安装在这个框架底座内。续上页智能控制器手动储能手柄分闸按钮合闸按钮抽屉框架二次接线端子分合闸指示储能指示万能式断路器主要安装在低压配电柜中作为进线开关、母联开关和大电流出线开关，用于控制和保护低压配电网络。塑壳式断路器塑料外壳式低压断路器（原称装置式断路器）的主要特征是有一个采用聚酯绝缘材料模压而成的外壳，所有部件都装在这个封闭外壳中，仅在壳盖中央露出操作手柄。续上页塑壳式断路器实物图片手动操作手柄上接线端子分励脱扣按钮下接线端子塑壳式断路器通常装设在低压配电装置之中，作为配电线路或电动机回路的控制与保护开关模数化微型断路器tI0Ir熔断器时间电流特性原理：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)。续上页（二）低压熔断器类型刀形触头熔断器，如NT、RT16、RT17系列螺栓连接式熔断器，如RT12、RT15系列螺旋式熔断器，如RL6、RL7系列圆筒帽式熔断器，如RT14、RT30系列等FU图形符号功能：主要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。保护特性：具有反时限特点。续上页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功能：主要用来隔离低压电源。续上页QS低压隔离开关实物图片（三）低压隔离开关结构：触头装置、绝缘子、底座及传动机构等。低压隔离开关一般采用手力操动机构。续上页低压熔断器组合电器实物图片QFS（四）低压熔断器组合电器熔断器组合电器包括：开关熔断器组（俗称负荷开关）隔离器熔断器组熔断器式开关（俗称刀熔开关）熔断器式隔离器功能：用于供电系统的主电源与备用电源的自动转换或两台负载设备的自动转换。续上页断路器转换型ATS图片电动操作机构低压断路器控制单元负荷开关转换型ATS图片全密封转换型负荷开关电动控制单元手动操作手柄类型负荷开关转换型ATS断路器转换型ATS（五）自动转换开关电器ATS由一个或多个低压开关设备和相应的控制、测量、信号、保护、调节等电气元件或设备，以及所有内部的电气、机械的相互连接和结构部件组装成的一种组合体，称为低压成套开关设备。续上页结构类型（按开关安装方式分）固定式结构简单、价格便宜抽屉式操作安全、易于检修及维护、更换故障开关容易插拔式仅主要元件（断路器）采用抽出式或插入式安装组合式小开关用抽屉式、大开关用插拔式1、抽出式低压开关柜主要有GCL(K)、GCS、MNS型等可用作动力中心(PC)和电动机控制中心(MCC)。2、固定分隔式开关柜有GLL(K)型等。3、固定式开关柜有GGD、JK型等。用户变配电所采用低压开关柜组合成低压配电系统。（六）低压开关柜续上页GGD型固定式开关柜实物图片进线柜出线柜固定柜柜体出线柜MCCGCS型抽出式开关柜实物图片进线柜出线柜PC抽屉柜柜体2019年8月4日母线（busline）指用高导电率的铜、铝质材料制成的，用以传输电能，具有汇集和分配电力的产品。[1]电站或变电站输送电能用的总导线。通过它，把发电机、变压器或整流器输出的电能输送给各个用户或其他变电所。2019年8月4日母线:是指在变电所中各级电压配电装置的连接，以及变压器等电气设备和相应配电装置的连接，大都采用矩形或圆形截面的裸导线或绞线，这统称为母线。母线的作用是汇集、分配和传送电能。续上页4.3硬母线母线槽适用于高层建筑、标准厂房或机床设备密集的车间，对于工艺变化周期短的车间配电尤为适宜。此外还可用于变压器与低压配电柜间的连接。它的容量大、结构紧凑、占空间小、安装方便、使用安全可靠。硬母线分裸母线和母线槽两种。母线槽按绝缘方式可分为密集绝缘型和空气绝缘型两种。4.4电流互感器与电压互感器结构原理：一次绕组串联在主电路中或直接利用一次母线；二次绕组所接仪表、继电器均串联。用来使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘用来扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围功能22121IKINNIiI2N=5A或1A（一）电流互感器(CT)TATA图形符号电流互感器的基本结构和接线1-铁心2-一次绕组3-二次绕组1AP22N1I1N2KCS23I2P1ΦS1在工作时其二次侧不得开路二次侧有一端必须接地连接时要注意其端子的极性使用注意事项续上页单匝式（包括母线式、心柱式、套管式）多匝式（包括线圈式、线环式、串级式）类型准确度级：测量用有0.1、0.2、0.5、1、3、5等级，保护用有5P和10P两级。高压电流互感器一般制成两个铁心和两个二次绕组，其中准确度级高的二次绕组接测量仪表，其铁心易饱和；准确度级低的二次绕组接继电器，其铁心不应饱和。一次接线端子二次接线端子铁心一次绕组二次绕组LQJ-10高压电流互感器实物图片高压CT图形符号低压电流互感器实物图片二次接线端子二次绕组及铁心一次母线穿孔一次母线穿孔续上页常用接线方案一相式接线反应一次电路对应相的电流。通常用在负载平衡的三相电路中测量电流，或在继电保护中作为过负荷保护接线。两相V形接线广泛用于中性点不接地的三相三线制电路中，供用于三相电流、电能的测量及过电流继电保护。三相星形接线反应各相电流，因此广泛用于中性点直接接地的三相三线制特别是三相四线制电路中，用于测量或过电流继电保护等。TAvarhWhWhTA2TA1S2S2S1S1S2S1a)b)BACIbIaIc-(Ia+Ic)varhTAvarhWhWhTA2TA1S2S2S1S1S2S1a)b)BACIbIaIc-(Ia+Ic)varhATA3TA2TA1S2S2S2S1S1S1c)BACIaIbIcAA续上页（二）电压互感器(PT)在工作时其二次侧不得短路二次侧有一端必须接地连接时要注意其端子的极性使用注意事项22211UKUNNUuU2N=100伏结构原理：一次绕组并联在主电路中,二次绕组中仪表，继电器均并联连接。TVTV有的电压互感器具有3个绕组（有2个二次绕组），其图形符号为TVTV图形符号1-铁心2-一次绕组3-二次绕组31ANKVVaU2nN1N22U1Φ电压互感器的基本结构和接线图续上页按相数分：有单相式和三相式；按绕组数量分：有双绕组（如JDZ-10型）和三绕组（如JDZJ-10型）类型（环氧树脂浇注绝缘）准确度级：有0.2、0.5、1、3等级。一次接线端子二次接线端子铁心一二次绕组JDZ(J)-10电压互感器实物图片JDZ10-10(RZL)电压互感器实物图片续上页1)一个单相电压互感器的接线2)两个单相电压互感器接成V/V形常用接线方案有以下几种：FUTVVTVa)TVFUvuwTVVVb)V可测量一个线电压可测量三相三线制电路的各个线电压，它广泛地应用于用户10kV高压配电装置中。续上页3）三个单相三绕组电压互感器或一个三相五心柱三绕组电压互感器接成Y0/Y0/L形wvudMdNTVFUKVTVnV接成Y0的二次绕组可测量各个线电压及相对地电压，而接成开口三角形的辅助二次绕组可测量零序电压，可接用于绝缘监察的电压继电器或微机小电流接地选线装置。