电力工程

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1、第5章变电所的一次系统5.1电气设备概述5.2上下压开关电器5.3上下压保护电器和限流电器5.4电力变压器5.5互感器5.6上下压成套配电装置5.7电气主接线5.8电气设备的选择5.9变电所的总体布置5.1电气设备概述一次系统〔一次回路〕：二次系统〔二次回路〕：担负电能的输送和分配任务的系统。对一次系统进行监视、控制、测量和保护作用的系统。一次系统中的所有电气设备，称为一次设备。二次系统中的所有电气设备，称为二次设备。一次设备按其功能可分为以下几类：变换设备：如电力变压器、电流互感器、电压互感器等。开关设备：如断路器、隔离开关、负荷开关等。保护

2、设备：如熔路器、避雷器、电抗器等。无功补偿设备：如电力电容器、静止补偿器等。成套配电装置：如高压开关柜、低压配电屏等。一、开关电器的灭弧原理1．电弧的产生：是触头间中性质点被游离的结果。高电场发射热电发射碰撞游离热游离产生电弧的游离方式有：5.2上下压开关电器2．电弧的危害电弧电压所产生的危害严重的，其温度高达数千摄氏度，轻那么损坏设备，重那么可以产生爆炸，酿成火灾，威胁生命和财产的平安。特别是在石油、电力行业中，更需要额外的注意，由于行业的特殊性，更容易造成事故，甚至是人员的伤亡。在电力行业中，开关电器会产生电弧，因为其温度高达数千摄氏度，能

3、烧坏触头，甚至导致触头熔焊。如果电弧不立即熄灭，就可能烧伤操作人员，烧毁设备，甚至酿成火灾。因此，有触头的电器应考虑其灭弧问题。尤其是高压配电方面更要注意。一但由于带负荷拉闸操作失误，或者是在开关箱内有异物〔导电体〕，拉出开关箱的时候，异物瞬间接通了两极又分开，导致电弧产生，导致产生爆炸现象，炸伤、烧伤操作人员。3.开关电器中常用的灭弧方法速拉灭弧法；冷却灭弧法；吹弧灭弧法〔图5-2〕；图5-2吹弧方式a〕横吹b〕纵吹1—电弧2—触头长弧切短灭弧法〔图5-3〕；粗弧分细灭弧法；狭缝灭弧法〔图5-4〕；采用多断口灭弧；采用新型介质〔SF6、真空〕

4、灭弧。图5-3长弧切短灭弧原理图5-4狭缝灭弧原理二、高压断路器1.高压断路器的用途和根本结构2.对高压断路器的根本要求绝缘应平安可靠；有足够的动稳定性和热稳定性；有足够的开断能力；动作速度快，熄弧时间短。用途：不仅能通断正常负荷电流，而且能通断一定的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。结构：开断元件、支撑元件、传动元件、基座及操动机构结构特点：具有相当完善的灭弧结构。3.高压断路器的类型油断路器图5-5SN10—10型高压少油断路器图5-5是SN10-10型少油断路器的外形结构图。少油断路器优点：用油量少、体积小、重量轻、节

5、约油和钢材、占地面积小。用于6～35kV配电装置中。多油断路器：油既作为灭弧介质，又作绝缘介质少油断路器：油只作为灭弧介质六氟化硫〔SF6〕断路器：按灭弧室结构分：双压式和单压式按对地绝缘方式分：落地罐式和瓷柱式图5-6为LW36-126型SF6断路器的外形结构。其它型号的外形结构图5-6LW36-126型SF6断路器优点：断流能力强、灭弧速度快、电绝缘性能好、检修周期长、没有燃烧爆炸危险等。缺点：要求加工精度高，密封性能好，价格较昂贵。双压式：结构复杂，辅助设备多，性能较差单压式：结构简单，可靠性高，便于维护真空断路器：利用真空作为灭弧介质和

6、绝缘介质的，其触头装在真空灭弧室内。图5-7为真空断路器灭弧室的结构。图5-7真空断路器的灭弧室结构1—静触头2—动触头3—屏蔽罩4—波纹管5—导电杆6—外壳目前，国际上真空断路器的设计、制造单位主要是德国西门子公司和ABB公司两大派别。西门子公司的代表产品有3AF、3AG及3AH等；ABB公司的代表产品有VD4。引进技术并国产化的产品，如ZN12-12、ZN18-12、ZN21-12、ZN67-12分别是引进西门子3AF、日本东芝公司VK、比利时EIB公司产品和日本三菱电机VPR型真空断路器等。在借鉴国外同类产品的根底上开发的产品，如ZN63

7、-12和ZN65-12分别效仿ABB的VD4和西门子的3AH。自行设计的产品，如ZN15-12、ZN28-12、ZN30-12等。国内生产的真空断路器归纳起来大致可分为三类：图5-8和图5-9分别为ZN28A-12型户内式和ZW32-12型户外式真空断路器的外形结构。其它型号的外形结构图5-11ZN28A-12型真空断路器图5-12ZW32-12型户外高压真空断路优点：体积小、重量轻、动作快、寿命长、操作噪声小、平安可靠、便于维护。缺点：价格较贵。高压断路器的型号：4.断路器的操作机构说明：断路器合闸时，操作机构必须克服断路器开断弹簧的阻力和可

8、动局部的重量及摩擦阻力等，所以合闸操作需做的功很大；断路器跳闸时，只要将维持机构的脱扣器释放翻开，在跳闸弹簧的作用下可迅速跳闸，所以跳闸操作所需做的功