项目三 (任务二、三)高低压一次设备(XXXX)

供配电技术◆任务二高压一次设备运行与维护目的：1、了解电弧问题和灭弧方法。2、掌握电力系统一次回路、二次回路、一次设备、二次设备的概念。3、掌握高压熔断器、高压开关、高压断路器结构、原理、符号、功能。4、掌握高压开关柜类型、功能。5、掌握高压一次设备的选择校验。6、高压一次设备认识、运行和维护7、熟悉供配电系统安全操作规程。供配电技术◆任务：选择图所示10KV高压配电所进线侧的高压户内少油断路器的型号规格。已知该配电所10KV母线短路时的Ik(3)=2.86KA，线路的计算电流为350A，继电保护动作时间为1.1S，断路器断路时间取0.2S。供配电技术一、概述概念一次电路——一次设备1、变换设备：变压（流、频率），如：变压器、电流（压）互感器等。2、控制设备：控制一次通断，如：高、低压开关设备。3、保护设备：过压过流保护等，如：熔断器、避雷器等。4、补偿设备：补偿无功，如：并联电容器等。5、成套设备：一、二次设备组合在一起，如：高低压开关柜动力照明配电箱等。二次电路——二次设备作用：输送，分配电能也叫：主电路、主接线作用：控制、指示、监护保护一次电路。也叫二次回路、副电路如：功率表、指示灯、电压表、保护继电器等。供配电技术二、电气设备中的电弧及灭弧（一）电弧危害1、延长了电路开断时间2、高温损害电器元件3、弧光伤人4、产生弧光短路供配电技术（二）灭弧方法1、速拉灭弧法2、冷却灭弧法3、吹弧灭弧法：横吹与纵吹电动力、磁力吹弧图4-19吹弧方式(1-电弧；2-触头)a)横吹b)纵吹图4-22铁磁吸弧1-钢片2-电弧图4-21磁力吹弧1-磁吹线圈2-灭弧触头3-电弧图4-20电动力吹弧(刀开关断开时)供配电技术4、长弧切短灭弧法：提高电弧电压降，熄灭电弧。5、粗弧分细灭弧法：大电弧分细为小电弧，散热好，易灭弧。图4-23钢灭弧栅对电弧的作用(1-钢栅片2-电弧3-触头)供配电技术6、狭沟灭弧法：散热好，正负离子复合强烈。7、真空灭弧法：真空绝缘程度高。8、六氟化硫（SF6）灭弧法：SF6气体绝缘性能和灭弧性能。图4-24绝缘灭弧栅对电弧的作用(1-绝缘灭弧片2-电弧3-触头)供配电技术三、高压熔断器1、作用：短路保护、有的具有过负荷保护（用于35KV及以下电压等级的小容量电网）2、符号：文字符号：FU；图形符号：一般符号：跌开式：3、分类和型号：RN1:用于高压电路和设备，短路和过负荷保护。额定电流最大200A。RN2:高压电压互感器一次侧，短路保护。0.5A分类1、室内式：2、室外式：跌开式RW4－10：其开关能空载分合电路，起隔离开关作用，(符号：FD）短路保护RW10(F)－10：其开关能带负荷操作，起隔离开关作用，(符号：FDL)，短路保护高压限流熔断器：RW10－35供配电技术高压熔断器型号：R:高压断路器N:室内W:室外设计序号额定电压：KV补充序号G：改进型F：负荷型额定电流（A）断流容量：MVA其他标志：GY高原型如：RN1－3/25-200供配电技术4、结构原理1）RN型熔管：采用锡球、并联铜熔丝、石英砂灭弧，为限流型，被保护电路不必考虑短路冲击电流（ish（3））底座RN1型RN2型供配电技术管帽瓷管RN型熔断器的熔管剖面示意图锡球附着在铜熔丝上、过负荷时，锡球熔化，包围铜熔丝形成铜锡合金，其熔点低，在不大的过负荷电流和较小的短路电流下熔断。采用粗弧细分、石英砂灭弧，为限流型，被保护电路不必考虑短路冲击电流（ish（3））供配电技术2）RW型：户外跌开式，非限流型，短路时电流可达冲击值，应考虑冲击电流影响。RW4－10（G）型上静触头上接线端子上动触头绝缘瓷瓶固定安装板下接线端子下动触头下静触头熔管供配电技术5、选择1）原则：按正常工作条件选择元件，按短路情况进行校验。2）选择：a、环境：户内、户外、易燃易爆场所等。b、电压：UN•FU≥UN•Lc、电流：IN•FU≥I30d、断流能力：IOC≥IMax注意：跌落式熔断器具有断流上下限时，短路容量应大于其下限值，否则产生的气体不易灭弧。供配电技术四、高压隔离开关1、作用：隔离电源，不能带负荷操作（无灭弧装置）。2、符号：文字符号：QS；图形符号：3、分类和型号：分类1、室内式：2、室外式：GW1、GW9（用于35KV以上电路中）GN8、GN1、GN2（用于35KV及以下配电装置中）供配电技术W：防污型高压隔离开关：G:高压隔离开关N:室内W:室外设计序号额定电压：KV结构标志T：统一设计G：改进型额定电流（A）极限通过电流（KA）其他标志：GY高原型C：穿墙型D：带接地刀闸如：GN8－10/200供配电技术4、结构原理GN8－10/600型户内三相高压隔离开关由底座、支柱瓷绝缘子、操作瓷绝缘子和导电部分组成闸刀静触头绝缘套管升降瓷瓶转轴框架供配电技术GW型户外型高压隔离开关供配电技术5、选择环境、额定电压、额定电流类似于熔断器。注：校验动热稳定性供配电技术五、高压负荷开关1、作用：切断负荷和过负荷，隔离电源，不能断开短路电流。2、符号：文字符号：QL；图形符号：3、分类和型号：分类1、室内式：2、室外式：FW1、FW2、FW4－FW8FN3、FN2、FN1供配电技术高压负荷开关：F:高压负荷开关N:室内W:室外设计序号额定电压：KV额定电流（A）最大开断电流（A）其他标志：R－带熔断器S－熔断器装于开关上端如：FN3－10RT－带热脱扣器供配电技术4、结构原理（FN3－10R型）弧动触头绝缘喷嘴闸刀装RN1熔断器上绝缘子兼气缸下绝缘子可装热脱扣器绝缘拉杆框架转轴主静触头绝缘喷嘴内有弧静触头供配电技术负荷开关可配用CS3型及CS2型手动操作机构进行操作。同样高压隔离开关也可配手动操作机构。供配电技术®操作机构简介：CS：代表手动操作机构CD：代表电磁操作机构CJ：代表电动机操作机构CT：代表弹簧操作机构CQ：代表气动操作机构CY：代表液压操作机构CZ：代表重锤操作机构供配电技术5、选择同高压隔离开关；但要校验断流能力，其最大断流能力要大于等于它可能开断的最大负荷电流（断流能力：IOC≥Imax）。供配电技术六、高压断路器1、作用：通断正常负荷电流，能接通和承受一定时间的短路电流，并切除短路故障。2、符号：文字符号：QF；图形符号：3、分类和型号：按灭弧介质分类1、油断路器：2、SF6断路器少油断路器:系列性好，≤35KV户内配电常用多油断路器:易着火，很少用。电炉变电所用3、真空断路器4、压缩空气断路器5、磁吹断路器供配电技术高压断路器：S：少油断路器N:室内W:室外设计序号额定电压：KV其它标志G：改进型ⅠⅡ断流能力代号Ⅲ额定电流（A）断流容量：MVAD：多油断路器Z：真空断路器L：SF6断路器开断电流：KA如：SN10－10Ⅱ/1000-500供配电技术4、几种常用的断路器：1）少油断路器：我国生产的20kV以下的少油断路器一般为户内式；35kV及以上一般为户外式。a、特点：开关触头在绝缘油中闭合和断开，油作为灭弧介质，相对于多油断路器来说，油量少，体积小，重量轻，燃烧爆炸危险少。缺点：检修间隔短。Ⅰ：300MVAⅡ：500MVA断流能力Ⅲ：750MVA★SN10－10型供配电技术b、结构：SN10-10型断路器系分相结构，其一相结构见右图。由框架、传动机构、油箱等组成。油箱是核心，操作断路器导电杆的转轴和拐臂等传动机构装在基座内，基座上部固定着中间触头。油箱中部是灭弧室，外面套高强度绝缘筒。油箱上是铝帽，铝帽上部是油气分离室，下部装有插座式静触头。插座式静触头有弧触片，防止电弧烧坏工作触头。SN10-10型高压少油断路器的一相油箱内部结构1-铝帽2-油气分离器3-上接线端子4-油标5-插座式静触头6-灭弧室7-动触头（导电杆）8-中间滚动触头9-下接线端子10-转轴11-拐臂（曲柄）12-基座13-下支柱瓷瓶14-上支柱瓷瓶15-断路弹簧16-绝缘筒17-逆止阀18-绝缘油供配电技术灭弧片SN10-10型少油断路器灭弧过程（SN10-10型断路器灭弧过程动画演示）供配电技术SN10－10Ⅰ型SN10－10Ⅱ型SN10－10Ⅲ型SN10-35ⅠC系列户内高压少油断路器（装于手车上）供配电技术2）真空断路器利用“真空”灭弧的一种断路器，触头装在灭弧室内，灭弧速度快，电弧在半个周期内熄灭。常用于高压配电装置中。特点：灭弧室为独立元件，安装调试简单方便，触点开距短，故灭弧室小巧，重量轻，操作功率小，动作快；灭弧能力强，燃弧时间短，电磨损少，使用寿命长；防火防爆，操作噪声小；适用于频繁操作，特别适用于开断容性负荷电流；开断能力强，具有多次重合闸功能，适合配电网要求。缺点：造价高。供配电技术ZN3-10系列真空断路器ZN5-10系列真空断路器ZN-6系列真空断路器供配电技术ZN28-12系列户内高压真空断路器ZW6-12系列户外高压真空断路器（简称干式断路器）供配电技术所有灭弧零件都密封在一个绝缘的玻璃外壳内。动触杆与触头的密封靠金属波纹管来实现。在静触头和动触头四周装有金属屏蔽罩，其作用是防止触头间隙燃弧时飞出的电弧生成物沾污玻璃外壳内壁而破坏其绝缘性能。灭弧室触头的开距，当电压为10KV时，只有121mm。真空灭弧室产品图供配电技术3)操作机构：手动操作机构：CS2等，手动合闸，远距离分闸。交流操作，操作简单，经济实用。电磁操作机构：CD10等，手动和远动分合闸，但需直流操作，要求合闸的功率大，弹簧（储能型）操作机构：CT7等，手动和远距离分合闸，交、直流操作均可，结构复杂，价高。供配电技术弹簧（储能型）操作机构（CT系列）CD17电磁操动机构CD10系列电磁操动机构CS2系列手动操作机构供配电技术5、断路器的选择a、环境：户内、户外、易燃易爆场所等。b、电压：UN•QF≥UN•Lc、电流：IN•QF≥I30d、断流能力：IOC≥IK（3），SOC≥SK（3）e、动稳定度校验：IMax≥IK（3），iMax≥iSH（3）f、热稳定度校验：It2t≥I∞2tima供配电技术七、高压开关柜高压开关柜是按照一定的线路方案将有关一、二次设备组装在一起，在变电所、工厂当中常用，在开关柜内部装有高压开关、保护电器、监测仪表、绝缘子等。◆分类：固定式：元件固定，简单经济，维护不便，中小型工厂常用移开式（手车式）：主要元件（断路器等）装在小车上，移开检修，方便安全，价格高。供配电技术◆结构：★固定式：以GG－1A（F）为例，五防开关柜防止误分、误合断路器；防止带负荷误拉合隔离开关；防止带电误挂接地线；防止带接地线误合隔离开关；防止人员误入带电间。供配电技术GG-1A(F)型固定式10kVGG-1A(F)型母线和母线隔离开关内为高压断路器观察窗口上检修门仪表继电器屏隔离开关操作手柄断路器操作手柄（CS2）操作板端子箱门下检修门内部有线路隔离开关内有电流互感器在此实现互锁供配电技术★移开式：以KYN1-10为例，手车柜10KV具有“五防”功能。供配电技术◆选择：★安装环境：户内、户外★安装形式：固定式、手车式★一次接线方案：经济合理★校验主要设备：按上述单个设备校验方式进行校验★选择高压母线：铝或铜母线供配电技术任务：选择图所示10KV高压配电所进线侧的高压户内少油断路器的型号规格。已知该配电所10KV母线短路时的Ik(3)=2.86KA，线路的计算电流为350A，继电保护动作时间为1.1S，断路器断路时间取0.2S。解：首先选用SN10－10型断路器。查附表8：计算电流：I30＝350A，则应IN•QF≥I30UN•QF≥UN•L＝10KV初步选择：SN10－10/630-300型。校验：断流能力：IOC＝16KA≥IK（3）＝2.86KA合格动稳定度：iMax＝40KA≥ish（3）＝7.29KA合格供配电技术热稳定度：tima＝top＋toc＝1.1S+0.2S=1.3SI∞2tima=2.862*1.3=10.6(KA2.S)(查附表8得到It与t）It2t=162*4=1024(KA2.S)It2t=1024(KA.S)≥I∞2tima=10.6(KA2.S)