电力系统中高压断路器毕业设计

编号毕业论文设计电力系统中高压断路器分院名称：专业：班级：学生姓名：校内指导教师：企业指导教师：２摘要高压断路器是变电站重要的电力控制设备，系统故障时它和继电器保护装置配合,切除故障电流,防止事故发生或事故范围扩大。因此,该设备被广泛地应用在各发电厂开关站和输变电系统的变电站。六氟化硫断路器是以SF6气体作为电器绝缘和灭弧介质的电气设备,它具有油断路器,压缩空气断路器不可比拟的灭弧能力。由于SF6断路器具有优异的灭弧能力,使其燃弧时间很短,电流开断能力大,触头的烧损腐蚀轻微,触头能在比较高的温度下运行而不劣化。此外,SF6气体优越的绝缘特性,使电气绝缘距离可以大幅度下降,结构更为紧凑,节省空间,而且操作功率小,噪音小。SF6高压断路器以良好的绝缘性能及优越的灭弧介质而被广泛的应用于电力系统的各类电压等级的开断设备中。正是因为SF6断路器具有以上优点,所以其发展速度非常之快,已成为目前最有发展前途的电力控制设备.关键词：高压电力控制六氟化硫断路器毕业设计任务书一、设计题目电力系统中高压断路器的电气试验二、设计要求1、掌握六氟化硫断路器原理及应运；2、能够通过多种途径自行收集资料，培养独立思考解决问题的能力；3、针对实习过程中出现的各种问题、进行严密的分析，并根据电气设备的实际状况，进行相关的电气试验。培养自己严密谨慎的工作能力。三、设计任务1.了解高压断路器关于GB1984的国家标准。2.了解断路器的分类３3．了解高压断路器的作用。4．掌握高压断路器基本参数、详细结构、工作原理及使用情况；5．掌握高压断路器可用的操动机构不同的工作原理；6.了解断路器的电气试验及操作方法。7.了解高压断路器现场安装情况；8.掌握高压断路器使用前后的实验和维护项目及其方法；9.了解六氟化硫断路器常见的故障及故障分析。４目录摘要………………………………………………………………………………………………2一高压断路器1.1断路器的基本概念………………………………………………………………………51.2断路器的技术参数………………………………………………………………………51.3断路器的分类……………………………………………………………………………61.4断路器的作用……………………………………………………………………………7二六氟化硫断路器………………………………………………………………………………72.1六氟化硫断路器简介……………………………………………………………………72.2六氟化硫断路器的基本结构形式及使用情况…………………………………………82.3六氟化硫断路器的主要技术参数……………………………………………………92.4六氟化硫断路器详细特点、构造及工作原理………………………………………10三断路器的运行、检修与维护………………………………………………………………123.1断路器的日常巡视、检查………………………………………………………………123.2断路器的检修及缺陷消除………………………………………………………………13四高压断路器的电气试验………………………………………………………………………144.1高压电气试验的目的……………………………………………………………………144.2高压电气实验的分类……………………………………………………………………144.3高压电气基本试验项目…………………………………………………………………154.3.1高压断路器的试验项目……………………………………………………………154.3.2高压断路器试验过程…………………………………………………………………15五高压断路器常遇到的故障及处理方法……………………………………………………165.1.1连杆销脱落，不能合闸………………………………………………………………165.1.2分闸弹簧偏长，造成半轴扣接量减小，不能合闸…………………………………175.1.3分闸线圈烧毁，不能跳闸……………………………………………………………175.1.4辅助触点机构连杆螺栓松动不能远动分、合闸……………………………………17六对于高压断路器电气试验不足及认识……………………………………………………186.1断路器在线检测的意义…………………………………………………………………186.2检测内容以及实现方法……………………………………………………………………18总结………………………………………………………………………………………………18５后记………………………………………………………………………………………………19参考文献…………………………………………………………………………………………20一、断路器1.1断路器的基本概念断路器按其使用范围分为高压断路器和低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kV以上的称为高压电器。低压断路器又称自动开关，俗称空气开关也是指低压断路器，它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。它可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件，已获得了广泛的应用。高压断路器或称（高压开关)是发电厂、变电所主要的电力控制设备，具有灭弧特性,当系统正常运行时，它能切断和接通线路以及各种电气设备的空载和负载电流;当系统发生故障时,它和继电保护配合，能迅速切断故障电流,以防止扩大事故范围。因此，高压断路器工作的好坏,直接影响到电力系统的安全运行；1.2高压断路器的技术参数（1）额定电压(标称电压)：它是表征断路器绝缘强度的参数，它是断路器长期工作的标准电压。为了适应电力系统工作的要求，断路器又规定了与各级额定电压相应的最高工作电压。对3—220KV各级，其最高工作电压较额定电压约高15%左右；对330KV及以上，最高工作电压较额定电压约高10%。断路器在最高工作电压下，应能长期可靠地工作。（2）额定电流：它是表征断路器通过长期电流能力的参数，即断路器允许连续长期通过的最大电流。（3）额定开断电流：它是表征断路器开断能力的参数。在额定电压下，断路器能保证可靠开断的最大电流，称为额定开断电流，其单位用断路器触头分离瞬间短路电流周期分量有效值的千安数表示。当断路器在低于其额定电压的电网中工作时，其开断电流可以增大。但受灭弧室机械强度的限制，开断电流有一最大值，称为极限开断电流。（4）动稳定电流：它是表征断路器通过短时电流能力的参数，反映断路器承受短路电流电动力效应的能力。断路器在合闸状态下或关合瞬间，允许通过的电流最大峰值，称为电动稳定电流，又称为极限通过电流。断路器通过动稳定电流时，不能因电动力作用而损坏（5）关合电流：是表征断路器关合电流能力的参数。因为断路器在接通电路时，电路中可能预伏有短路故障，此时断路器将关合很大的短路电流。这样，一方面由于短路电流的电动力减弱了合闸的操作力，另一方面由于触头尚未接触前发生击穿而产生电弧，可能使触头熔焊，从而使断路器造成损伤。断路器能够可靠关合的电流最大峰值，称为额定关合电流。额定关合电流和动稳定电流在数值上是相等的，两者都等于额定开断电流的2.55倍。（6）热稳定电流和热稳定电流的持续时间：执稳定电流也是表征断路器通过短时电流能力的参数，但它反映断路器承受短路电流热效应的能力。热稳定电流是指断路器处于合闸状态下，在一定的持续时间内，所允许通过电流的最大周期分量有效值，此时断路器不应因短时发热而损坏。国家标准规定：断路器的额定热稳定电流等于额定开断电流。额定热稳定电流的持续时间为2S，需要大于2S时，推荐4S。６（7）合闸时间与分闸时间：这是表征断路器操作性能的参数。各种不同类型的断路器的分、合闸时间不同，但都要求动作迅速。合闸时间是指从断路器操动机构合闸线圈接通到主触头接触这段时间，断路器的分闸时间包括固有分闸时间和熄弧时间两部分。固有分闸时间是指从操动机构分闸线圈接通到触头分离这段时间。熄弧时间是指从触头分离到各相电弧熄灭为止这段时间。所以，分闸时间也称为全分闸时间。（8）操作循环：这也是表征断路器操作性能的指标。架空线路的短路故障大多是暂时性的，短路电流切断后，故障即迅速消失。因此，为了提高供电的可靠性和系统运行的稳定性，断路器应能承受一次或两次以上的关合、开断、或关合后立即开断的动作能力。此种按一定时间间隔进行多次分、合的操作称为操作循环。我国规定断路器的额定操作循环如下：自动重合闸操作循环：分——t’——合分——t——合分非自动重合闸操作循环：分——t——合分——t——合分其中，分——表示分闸的动作合分——表示合闸后立即分闸的动作；t’——无电流间隔时间，即断路器断开故障电路，从电弧熄灭起到电路重新自动接通的时间，标准时间为0.3S或0.5S，也即重合闸动作时间。t——为运行人员强送电时间，标准时间为180S1．3断路器的分类按灭弧介质的不同分类(1)油断路器：指触头在变压器油（断路器油）中开断，利用变压器油（断路器油）作为灭弧介质的断路器。(2)压缩空气断路器：以压缩空气作为灭弧介质和绝缘介质的断路器，弧所用的空气压力一般在1013～4052kPa(10～40atm)的范围内。(3)SF6断路器：以SF6气体作为灭弧介质，或兼作绝缘介质的断路器。(4)真空断路器：指触头在真空中开断，利用真空作为绝缘介质和灭弧介质的断路器，真空断路器需求的真空度在10-4Pa以上。另外还有磁吹断路器、固体产气断路器等类型。2．按装设地点的不同分类(1)户外式：是指具有防风、雨、雪、污秽、凝露、冰及浓霜等性能，适于安装在露天使用的高压开关设备。(2)户内式：是指不具有防风、雨、雪、污秽、凝露、冰及浓霜等性能，适于安装在建筑物内使用的高压开关设备。3．按断路器的总体结构和其对地的绝缘方式不同分类(1)绝缘子支持型（又称绝缘子支柱式、支柱式）。这一类型断路器的结构特点是安置触头和灭弧室的容器（可以是金属筒也可以是绝缘筒）处于高电位，靠支持绝缘子对地绝缘，它可以用串联若干个开断元件和加高对地绝缘的方法组成更高电压等级的断路器。(2)接地金属箱型（又称落地罐式、罐式）。其特点是触头和灭弧空装在接地金属箱中，导电回路由绝缘套管引入，对地绝缘由SF6气体承担。７4．按断路器在电力系统中工作位置的不同分类(1)发电机断路器。它主要用来切断发电机母线的短路故障。发电机断路器主要有3种类型：少油型、压缩空气型和SF。型。少油型用于短路电流较小的回路，另两种断路器的开断能力很强。(2)输电断路器。工作于35kV及以上的输电系统中的断路器，这类断路器要求能进行自动重合闸，而且由于系统稳窟的需要应有较短的开断时间和自动重合闸的无电流间隔时间(O～2s)。此外输电断路器还要求有切断近区故障和空载长线的能力，如果是作为联络用断路器则还需要考虑失步开断能力。(3)配电断路器。工作于35kV以下的配电系统中，其额定电压为6～lOkV，额定电流为200～1250A，额定开断电流小，从保证供电的可靠性出发。这类断路器仍有自动重合闸要求，又因它对系统稳定的影响较小，自动重合闸的无电流间隔时间可以取得大些(0～5s)，对开断时间的要求也可适当放宽。5．按SF6高压断路器的灭弧室结构特点分类单压式SF6断路器(1)定开距型。定开距灭弧室的构造是两个固定的金属喷嘴保持不变的开距，动触桥与绝缘材料制成的压气室一起运动，当动触桥金属离开喷嘴时，压气室内的高压力气体经电弧、喷嘴向外排出。(2)变开距型。GA1621变开距就是灭弧室内的触头开距，随压气室向下运动而逐渐加长，绝缘喷嘴通常采用聚四氟乙烯材料，6．按照断路器所用操作能源能量形式的不同分类操动机构(1)手动机构：指用人力合闸的机构。(2)直流电磁机构：指靠直流螺管电磁铁合闸的机构。(3)弹簧机构：指用事先由人力或电动机储能的弹簧合闸的机构。(4)液匪机构：指以高压油推动活塞实现合闸与分闸的机构。(5)