(1)進(jìn)行能量變換和電壓變換的設(shè)備;(2)接通和斷開電路的開關(guān)設(shè)備。(3)限制過電流和過電壓的設(shè)備。(4)為監(jiān)測(cè)、保護(hù)和操作的需要，對(duì)發(fā)、供電電路的電氣量加以反映和變換的設(shè)備。(5)載流導(dǎo)體和絕緣設(shè)備。

第二章

電氣設(shè)備1§2.1概述2.1.1電氣設(shè)備的分類1.一次設(shè)備

2~勵(lì)磁機(jī)發(fā)電機(jī)主變壓器高壓配電裝置高壓輸電線路廠用變壓器廠用配電裝置開關(guān)站升壓變電站廠用電系統(tǒng)發(fā)電廠電氣系統(tǒng)

它是對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、保護(hù)和操作的設(shè)備。其特點(diǎn)是低電壓，小電流。如測(cè)量儀表、繼電器、自動(dòng)遠(yuǎn)動(dòng)裝置、計(jì)算機(jī)、信號(hào)裝置、控制電纜。一般布置中控室以及和中控室相鄰的繼電保護(hù)室。2.二次設(shè)備

3

它是為監(jiān)視、測(cè)量、保護(hù)和操作的設(shè)備提供直流電源的設(shè)備，也是為事故照明供電的直流電源，由蓄電池室、酸室，充電機(jī)室、通風(fēng)機(jī)室、整流裝置組成。3.直流設(shè)備

4

2.1.2基本要求5(1)安全可靠的絕緣。(2)必要的載流能力。

(3)良好的機(jī)械性能。(4)較高的通斷能力、壽命及保護(hù)功能。6§2.2水輪發(fā)電機(jī)2.2.1水輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及類型旋轉(zhuǎn)電樞式(小容量)按結(jié)構(gòu)分類旋轉(zhuǎn)磁極式（磁極的形狀）凸極式隱極式（按支撐方式）立式臥式懸式傘式臥式（推力軸承

不同位置）7隱極式發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)：外表呈圓柱形，在圓柱表面開槽以安放直流勵(lì)磁繞組，具有均勻的氣隙，高速旋轉(zhuǎn)時(shí)有巨大的離心力，轉(zhuǎn)子機(jī)械強(qiáng)度高。適用：當(dāng)極數(shù)少，轉(zhuǎn)速高時(shí)，采用隱極式結(jié)構(gòu)；在火電廠中，汽輪發(fā)電機(jī)采用隱極式結(jié)構(gòu)。凸隱極式發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)：在轉(zhuǎn)子鐵芯上套設(shè)有轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組，且氣隙不均勻，旋轉(zhuǎn)時(shí)空氣阻力大。適用：當(dāng)極數(shù)較多（p≥3）、轉(zhuǎn)速低時(shí)，通常采用凸極式結(jié)構(gòu)。在水電站中，水輪輪發(fā)電機(jī)采用凸極式結(jié)構(gòu)。8凸極式同步發(fā)電機(jī)示意圖隱極式同步發(fā)電機(jī)示意圖電刷滑環(huán)955-主軸

+-NNSSns~1011定子鐵心定子繞組轉(zhuǎn)子機(jī)座1213142—推力軸承4—上機(jī)架3—上導(dǎo)軸承6—下機(jī)架1—轉(zhuǎn)子5—下導(dǎo)軸承懸式水輪發(fā)電機(jī)示意圖151.懸式水輪發(fā)電機(jī)

傘式水輪發(fā)電機(jī)示意圖2—推力軸承4—下導(dǎo)軸承3—下機(jī)架1—轉(zhuǎn)子5—主軸6—機(jī)井162.傘式水輪發(fā)電機(jī)兩個(gè)導(dǎo)軸承軸系：只設(shè)發(fā)電機(jī)上導(dǎo)軸承和水輪機(jī)導(dǎo)軸承。上導(dǎo)和水導(dǎo)之間的距離長，主軸中間段沒有支撐，機(jī)組運(yùn)行時(shí)，主軸擺度大。特色做法：將推力軸承支撐在水輪機(jī)頂蓋上，省去輕型的下機(jī)架，減輕機(jī)組重量，簡化軸系結(jié)構(gòu)。三個(gè)導(dǎo)軸承軸系：在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上部和下部均設(shè)導(dǎo)軸承，還有水輪機(jī)導(dǎo)軸承，共有三個(gè)導(dǎo)軸承。主軸在兩個(gè)導(dǎo)軸承之間的距離較短，機(jī)組運(yùn)行時(shí)，主軸擺度較小。其穩(wěn)定性優(yōu)于兩個(gè)導(dǎo)軸承的半傘式結(jié)構(gòu)。全傘式:只有下導(dǎo)，推力軸承和下導(dǎo)可設(shè)在同一油槽內(nèi)，也可分開設(shè)置。無上導(dǎo)，有水導(dǎo)。半傘式17

懸式發(fā)電機(jī)的推力負(fù)荷是通過上機(jī)架、定子機(jī)座傳向基礎(chǔ)；傘式發(fā)電機(jī)的推力負(fù)荷通過下機(jī)架傳向基礎(chǔ)或通過推力支架、水輪機(jī)頂蓋和座環(huán)傳向基礎(chǔ)。

懸式結(jié)構(gòu)主要用于中高速(>100r/min)機(jī)組，傘式結(jié)構(gòu)主要用于中低速(>150r/min)大容量機(jī)組。一般經(jīng)驗(yàn)，按定子鐵心內(nèi)徑Di與定子鐵心高度lt和額定轉(zhuǎn)速nr乘積的比值Di/ltnr來選擇。當(dāng)Di/ltnr0.025多采用懸式；當(dāng)Di/ltnr>0.025，則多采用傘式。18懸式發(fā)電機(jī)優(yōu)點(diǎn)：推力軸承損耗較小，裝配方便，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定。

缺點(diǎn)：機(jī)組軸向尺寸大，消耗鋼材多。傘式發(fā)電機(jī)優(yōu)點(diǎn):上機(jī)架尺寸小、輕便，機(jī)組高度低（可降低主廠房高度），節(jié)省鋼材；檢修時(shí)可不拆除推力軸承，縮短檢修了時(shí)間，提高了效率和機(jī)組利用率。

缺點(diǎn)：推力軸承直徑較大，磨損也較大，下機(jī)架尺寸大，設(shè)計(jì)制造困難。19

轉(zhuǎn)子主軸推力軸承水流定子蝸殼轉(zhuǎn)輪壓力鋼管尾水管水流三峽電站水輪發(fā)電機(jī)組模型20

三峽水電站發(fā)電機(jī)屬低速大容量機(jī)組，其Di/ltnr在0.08以上，故采用傘式發(fā)電機(jī)。

三峽水電站機(jī)組尺寸巨大（定子機(jī)座直徑約20米以上，鐵心高度約3米，推力軸承負(fù)荷達(dá)4000噸以上，其直徑5米以上），僅主軸長度就達(dá)9米，且電站水頭變幅大，水輪機(jī)運(yùn)行條件不理想，為了確保機(jī)組的良好穩(wěn)定性能，減小尺寸和重量，發(fā)電機(jī)選用三個(gè)導(dǎo)軸承的半傘式結(jié)構(gòu)。21懸式水輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)4－推力軸承7—主軸

8、9、10、11—

轉(zhuǎn)子12、13－定子222.2.2水輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)傘式水輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)推力軸承

轉(zhuǎn)子定子23半傘式水輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)24轉(zhuǎn)子定子推力軸承導(dǎo)軸承機(jī)架勵(lì)磁機(jī)永磁機(jī)25制動(dòng)閘冷卻器裝置推力軸承2.2.3水輪發(fā)電機(jī)的型號(hào)和主要技術(shù)參數(shù)26新型號(hào)表示TSL7000/1250-56舊型號(hào)表示SF12-56/700027額定電壓額定容量額定電流額定功率因素額定轉(zhuǎn)速282.2.4同步發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)運(yùn)行現(xiàn)代發(fā)電廠中，采取多臺(tái)同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的方式。

在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，又將許多電廠的同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)起來運(yùn)行，即所謂的并網(wǎng)運(yùn)行。這其中有水電廠、火電廠、核電站、抽水蓄能電站等。這些發(fā)電廠彼此之間并聯(lián)在一起以達(dá)到組強(qiáng)大的電力系統(tǒng)。將空載運(yùn)行的發(fā)電機(jī)接入電網(wǎng)，與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，稱作并網(wǎng)。29并網(wǎng)的條件⑴待并機(jī)端的空載電壓和電網(wǎng)電壓相等⑵發(fā)電機(jī)電壓的相序與電網(wǎng)電壓的相序一致。⑶發(fā)電機(jī)電壓的相位與電網(wǎng)電壓的相位一致。⑷發(fā)電機(jī)電壓的頻率與電網(wǎng)電壓的頻率一致。優(yōu)點(diǎn)1、提高供電的可靠性2、提高供電的經(jīng)濟(jì)性3、提高電能的質(zhì)量（主要是U和f）30

電網(wǎng)的容量相對(duì)于并聯(lián)的同步發(fā)電機(jī)容量來說要大得多，如果對(duì)并聯(lián)在電網(wǎng)上的同步發(fā)電機(jī)進(jìn)行有功功率和無功功率調(diào)節(jié)時(shí)，對(duì)電網(wǎng)的電壓和頻率不會(huì)有什么影響。無限大電網(wǎng)的特點(diǎn)是端電壓和頻率均可認(rèn)為是恒定的。并網(wǎng)運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)的端電壓和頻率與電網(wǎng)完全相等。§2.3電力變壓器31

變壓器是靜止電器，由鐵心(磁路)及兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組(電路)組成，繞組之間由鐵心中交變磁通聯(lián)系(磁耦合)實(shí)現(xiàn)從一種電壓(電流)變?yōu)榱硪环N相同頻率的電壓(電流)。322.3.1變壓器的作用1.升高電壓，以減小輸送電流，從而減小線損。2.降低至所需電壓，保證操作使用人員的安全，可降低用電設(shè)備的造價(jià)。332.3.2變壓器的工作原理變壓器的負(fù)載運(yùn)行變壓器的空載運(yùn)行按用途分類用于輸配電能的變壓器為電力變壓器，如升壓變壓器，降壓變壓器；還有其他用途的變壓器，如整流變壓器，電壓互感器，電流互感器，自耦變壓器。按交流電相數(shù)分類有單相變壓器和三相變壓器,如圖。按繞組個(gè)數(shù)分類雙繞組變壓器和三繞組變壓器。變壓器各相繞組個(gè)數(shù)可以不同，它是為了變壓器能變換多種電壓等級(jí)。(1)雙繞組變壓器，它只能將電源電壓變換成一種電壓等級(jí)，或者說有二種電壓等級(jí)的交流電壓參與變換和相互聯(lián)系，單相變壓器和三相變壓器都有這種形式；(2)三繞組變壓器，它可以將電源電壓變換成二種電壓等級(jí)，或者說有三種電壓等級(jí)的交流電壓參與變換和相互聯(lián)系；它可以聯(lián)接三個(gè)不同電壓的電網(wǎng)，如圖。342.3.3變壓器的種類和構(gòu)造1．種類35圖3-1

三相變壓器簡圖三相變壓器組：一種由三個(gè)單相變壓器的鐵芯組成。特點(diǎn)：三相磁路彼此無關(guān)。

三鐵芯柱三相變壓器：特點(diǎn)：磁路有關(guān)系，一相磁路以另外兩相磁路作為閉合磁路。363738雙繞組雙繞組39三繞組2．變壓器的構(gòu)造40戶外型油浸式變壓器鐵芯繞組變壓器油油箱絕緣套管鐵芯繞組41鐵軛心柱(a)(b)常見的鐵芯形式油箱4243桶式油箱變壓器44鐘罩式油箱變壓器45吊鐘罩吊鐵芯46(a)檢修桶式主變壓器吊出鐵芯(b)檢修鐘罩式主變壓器吊出鐘罩檢修主變壓器圖(單位：mm)47全密封式油箱變壓器冷卻系統(tǒng)變壓器常用的冷卻方式有以下幾種：

油浸自冷(ONAN)；

油浸風(fēng)冷(ONAF)；

強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷(OFAF)；

強(qiáng)迫油循環(huán)水冷(OFWF)；

自冷

就是自然冷卻，油在散熱器中自然流動(dòng)，通過自然風(fēng)帶走熱量冷卻，如干式變壓器油浸自冷式變壓器。風(fēng)冷散熱器帶有風(fēng)扇，油在散熱器中自然流動(dòng)，風(fēng)扇加速空氣流動(dòng)帶走熱量，也就加速冷卻。強(qiáng)迫油循環(huán)變壓器帶有一個(gè)油泵，強(qiáng)迫油在散熱器中進(jìn)行流動(dòng)，加速冷卻。4849油枕、吸濕器和熱過濾器為變壓器油的熱脹冷縮創(chuàng)造條件，使變壓器油箱在任何氣溫及運(yùn)行狀況下均充滿油。使變壓器器身和套管下部能可靠地浸入油中，保證了安全運(yùn)行，且可減小套管的設(shè)計(jì)尺寸。

5051熱過濾器吸濕器套管52分接頭開關(guān)53瓦斯繼電器、防爆管和滾輪5455滾輪565758總結(jié)套管592.3.4變壓器的型號(hào)電力變壓器的型號(hào)表示方法:基本型號(hào)+設(shè)計(jì)序號(hào)─額定容量(kVA)/高壓側(cè)電壓

基本型號(hào)：

相數(shù)+冷卻方式（是否強(qiáng)迫油循環(huán)）+變壓器繞組數(shù)+有載或無載調(diào)壓+繞組材料例如：SFPZ9-120000/110

指的是三相強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷雙繞組（雙繞組變壓器省略繞組數(shù)，如果是三繞組有個(gè)S）有載調(diào)壓，設(shè)計(jì)序號(hào)為9，容量為120000KVA，高壓側(cè)額定電壓為110KV的變壓器。

60SFSZ10-80000/220

額定值又稱銘牌值，它是國家對(duì)變壓器正常運(yùn)行時(shí)所制定的使用規(guī)定。612.3.5變壓器的主要銘牌值變壓器可能輸出的最大電功率，單位為VA或kVA。變壓器輸出功率單相變壓器：三相變壓器：1．額定容量SN2．額定電壓U1N，U2N依據(jù)變壓器的絕緣強(qiáng)度和允許溫升而規(guī)定的電壓值。指線電壓。3．額定電流I1N，I2N根據(jù)變壓器的絕緣材料的允許溫升而規(guī)定的長時(shí)間連續(xù)通過的最大工作電流。指線電流。6263定義：幾臺(tái)變壓器的原、副線圈分別連接到原、副邊的公共母線上，共同向負(fù)載供電。圖3-9變壓器的并聯(lián)運(yùn)行2.3.6變壓器的運(yùn)行作用為：正常運(yùn)行時(shí)，要利用開關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的開、停機(jī)，變壓器和線路的送電、停電及運(yùn)行方式的改變。發(fā)生故障時(shí)（短路、斷路等）時(shí)，開關(guān)設(shè)備切斷故障電路。電氣設(shè)備檢修時(shí)，使待修設(shè)備與帶電部分隔離。64§2.4開關(guān)電器

水電站的開關(guān)電器是用來在各種情況下（正常和事故情況下）接通或斷開及切換電路的電氣設(shè)備。1.電弧能量高度集中、溫度高、亮度大的氣體放電現(xiàn)象。當(dāng)用開關(guān)電器斷開電流時(shí)，如果電路電壓不低于10~20伏，電流大于20~1000mA，電器的觸頭間便會(huì)產(chǎn)生電弧。652.4.1電弧的形成和熄滅2.電弧的形成和熄滅電弧的產(chǎn)生使得介質(zhì)由絕緣變成導(dǎo)電，發(fā)生了物態(tài)轉(zhuǎn)化，電弧的形成過程就是絕緣介質(zhì)向等離子體態(tài)的轉(zhuǎn)化過程。電弧形成后，弧隙間的高溫使陰極表面的電子獲得足夠的能量而向外發(fā)射，形成熱電場發(fā)射。同時(shí)在高溫的作用下(電弧中心部分維持的溫度可達(dá)10000℃以上)，氣體中性質(zhì)點(diǎn)的不規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)速度增加。當(dāng)具有足夠動(dòng)能的中性質(zhì)點(diǎn)相互碰撞時(shí)，將被游離而形成電子和正離子，這種現(xiàn)象稱為熱游離。隨著觸頭分開的距離增大，觸頭間的電場強(qiáng)度E逐漸減小，這時(shí)電弧的燃燒主要是依靠熱游離維持的。663.電弧的主要危害電弧的本質(zhì)就是高溫氣流。產(chǎn)生的高溫會(huì)使觸頭金屬熔化，燒壞電器，引起電器爆炸甚至火災(zāi)。(1)電弧的高溫。(2)電弧延長了開關(guān)電器斷開故障電路的時(shí)間。(3)造成飛弧短路。674.交流電弧的熄滅利用滅弧介質(zhì)常用的介質(zhì)有油、壓縮空氣、SF6氣體、真空。采用特殊金屬材料作滅弧觸頭。常用的觸頭材料為銅鎢合金和銀鎢合金。利用氣體或油吹動(dòng)電弧。吹弧方式可以分為橫吹和縱吹。多斷口滅弧。增加觸頭的分離速度。采用強(qiáng)力分閘彈簧。68

它是一種最為完善且最重要的高壓開關(guān)設(shè)備，它既能接通負(fù)荷電流又能斷開負(fù)荷電流，還能切斷短路電流。

高壓斷路器的基本結(jié)構(gòu)基座通斷元件絕緣支撐元件中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)操動(dòng)機(jī)構(gòu)主要功能1.控制作用；2.保護(hù)作用；3.導(dǎo)電作用?；疽?.足夠的開斷能力。2.盡可能短的動(dòng)作時(shí)間。3.高度的工作可靠性。2.4.2斷路器69SW2-63型每相單柱單斷口。SW2-110型每相單柱雙斷口。

SW2-220型每相雙柱四斷口。

7070

根據(jù)滅弧介質(zhì)和滅弧方式不同可分為：油斷路器，六氟化硫斷路器，空氣斷路器，真空斷路器，磁吹斷路器。

SN10-10，SN4-10(20)G型斷路器，分別是10KV和20KV的戶內(nèi)少油斷路器，且額定電流都在600A以上，斷流容量也很大，水電站常用作發(fā)電機(jī)出線開關(guān)。如圖。

SW6-110，SW6-220型斷路器是一種戶外高壓少油斷路器，水電站常用作高壓開關(guān)站的開關(guān)。如圖1.油斷路器71SN10-12戶內(nèi)高壓少油斷路器72SW6-110型斷路器是單柱“Y”形單元結(jié)構(gòu)，采用多斷口滅弧室，兩個(gè)斷口呈“V”排列，對(duì)稱地固定在三角形傳動(dòng)機(jī)構(gòu)箱上，配有液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，三相聯(lián)動(dòng)。SW6-220型斷路器采用積木式結(jié)構(gòu)，每相由兩個(gè)單柱組成，每相有四個(gè)斷口，每個(gè)斷口并聯(lián)均壓電容，用來改善電壓分布。

SW6-110型斷路器7374更換后的SF6斷路器更換前的多油斷路器75

SF6氣體無毒、無臭，不燃燒的惰性氣體，與空氣相比，其絕緣能力高二倍以上，滅弧能力則高近百倍，因此可大大地減小斷路器尺寸，增大了斷流能力；它具有滅弧室斷口耐壓強(qiáng)度高，開斷容量大，性能好，電器壽命長（約10年無需檢修），體積小，無火災(zāi)危等的優(yōu)點(diǎn)。但對(duì)結(jié)構(gòu)的密封性、元件的加工精度及SF6氣體質(zhì)量要求都很高，因而造價(jià)高，維護(hù)起來困難。

2.六氟化硫（SF6）斷路器壓氣+熱膨脹增壓的滅弧原理基本承襲了壓氣式原理，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是壓氣活塞直徑比傳統(tǒng)的壓氣式要小一些，使用短噴口，并配以相應(yīng)偏低的速度特性。其滅弧原理是：在大電流階段電流堵塞噴口，被電弧加熱的氣體反流入壓氣缸中，使氣缸中壓力增高，當(dāng)電弧電流變小，弧區(qū)壓力下降，噴口開放時(shí)，壓氣缸中的高壓氣體吹向電弧，使之熄滅。7677戶外SF6斷路器外形及安裝尺寸78滅弧室殼套支柱殼套機(jī)構(gòu)箱銘牌位置指示器儲(chǔ)能指示器①瓷柱式結(jié)構(gòu)：取積木式，系列性強(qiáng)，可用多個(gè)相同的單元滅弧室和支柱瓷套組成不同電壓等級(jí)的斷路器。中國FA4－550型SF6斷路器為瓷柱式結(jié)構(gòu),其額定電壓為500千伏，最高工作電壓為550千伏。斷路器由三個(gè)獨(dú)立的單相和一個(gè)液壓、電氣控制柜組成。每相由兩個(gè)支柱瓷套的四個(gè)滅弧室（斷口）串聯(lián)而成。在每個(gè)支柱瓷套頂部裝著兩個(gè)單元滅弧室，為120°夾角V形布置,兩個(gè)均壓并聯(lián)電容器為水平布置。這種結(jié)構(gòu)布置既考慮到結(jié)構(gòu)的機(jī)械應(yīng)力狀態(tài)，又照顧到絕緣的要求。滅弧室和支柱瓷套內(nèi)均充有額定壓力的SF6氣體。瓷柱式斷路器使用液壓操作機(jī)構(gòu)。液壓機(jī)構(gòu)的控制和操作元件以及線路均設(shè)于控制柜內(nèi)。每相斷路器的下部裝有一套液壓機(jī)構(gòu)的動(dòng)力元件，如液壓工作缸等。滅弧室由液壓工作缸直接操動(dòng)。支柱瓷套內(nèi)裝有絕緣操作桿，操作桿與液壓工作缸相連接。②罐式結(jié)構(gòu)：采用了箱式多油斷路器的優(yōu)點(diǎn)，將斷路器與互感器裝在一起，結(jié)構(gòu)緊湊，抗地震和防污能力強(qiáng),但系列性較差。中國LW-220型罐式SF6斷路器單相結(jié)構(gòu)如圖。此種斷路器為三相分裝式。單相由基座、絕緣瓷套管、電流互感器和裝有單斷口滅弧室的殼體組成。每相配有液壓機(jī)構(gòu)和一臺(tái)控制柜，可以單獨(dú)操作，并能通過電氣控制進(jìn)行三相操作。斷路器采用雙向縱吹式滅弧室,分閘時(shí),通過拐臂箱傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)氣缸及動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)。滅弧室充有額定氣壓為6表壓(20℃)的SF6氣體。7980

LW36-40.5高架型瓷柱式SF6斷路器內(nèi)置電流互感器外形尺寸

(不銹鋼外殼)電流互感器電流互感器滅弧室觸頭絕緣拉桿上接線板下接線板81LW-550瓷柱式雙柱高壓交流六氟化硫斷路器LW15A-550/Y瓷柱式單柱高壓交流六氟化硫斷路器828384

以真空作為絕緣和滅弧介質(zhì)的斷路器，近10年來該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展迅速。滅弧能力強(qiáng)，體積小，結(jié)構(gòu)簡單，適于頻繁操作和快速動(dòng)作，無易燃易爆；但價(jià)格昂貴，易產(chǎn)生危險(xiǎn)的過電壓。3.真空斷路器ZN28A-12系列戶內(nèi)交流高壓真空斷路器8586利用高壓空氣吹動(dòng)電弧并使其熄滅的斷路器。其工作時(shí)，高速氣流吹弧對(duì)弧柱產(chǎn)生強(qiáng)烈的散熱和冷卻作用，使弧柱熱電離，并迅速減弱以至消失。電弧熄滅后，電弧間隙即由新鮮的壓縮空氣補(bǔ)充，介電強(qiáng)度迅速恢復(fù)。

874.空氣斷路器a橫吹b實(shí)心觸頭的單向縱吹c由金屬噴口的單向縱吹d由絕緣噴口的單向縱吹e雙向?qū)ΨQ縱吹f雙向非對(duì)稱縱吹1.靜觸頭2動(dòng)觸頭3滅弧室體殼4絕緣隔板5金屬噴頭6絕緣噴口7電弧壓縮空氣吹弧的基本形式壓縮空氣斷路器自40年代問世以來，在50、60年代迅速發(fā)展，廣泛用于高壓和超高壓的電力系統(tǒng)中。其主要特點(diǎn)是:①動(dòng)作快，開斷時(shí)間短，70年代已使用一周波斷路器。這在很大程度上提高了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。②具有較高的開斷能力，可以滿足電力系統(tǒng)所提出的較高額定參數(shù)和性能要求。③可以采用積木式結(jié)構(gòu)，系列性強(qiáng)。8889

在電力系統(tǒng)中，它是用量最多的一種高壓電器。其作用:(1)隔離電源。將需要檢修的電氣設(shè)備與電源隔開，以保證檢工作的安全進(jìn)行。(2)倒閘操作。利用隔離開關(guān)將電路從一組母線切換到另一組母線上去。(3)用以開合小的電流。開合電壓互感器、無負(fù)荷母線及電容電流不超過5A的空載線路。2.4.3隔離開關(guān)90隔離開關(guān)的基本結(jié)構(gòu)支持底座導(dǎo)電部分絕緣部分傳動(dòng)機(jī)構(gòu)操動(dòng)機(jī)構(gòu)

隔離開關(guān)觸頭外露，斷開點(diǎn)明顯，沒有滅弧裝置，這與斷路器不同。因此不能用來開斷負(fù)荷電流和短路電流。91雙柱V形隔離開關(guān)9293單柱式戶外高壓隔離開關(guān)-剪刀型9495單柱式戶外高壓隔離開關(guān)-垂直型96三柱式戶外高壓隔離開關(guān)雙柱式戶外高壓隔離開關(guān)9798

隔離開關(guān)的觸頭全部敞露在空氣中，具有明顯的斷開點(diǎn)，隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，因此不能用來切斷負(fù)荷電流或短路電流，否則在高壓作用下，斷開點(diǎn)將產(chǎn)生強(qiáng)烈電弧，并很難自行熄滅，甚至可能造成飛?。ㄏ鄬?duì)地或相間短路），燒損設(shè)備，危及人身安全，這就是所謂“帶負(fù)荷拉隔離開關(guān)”的嚴(yán)重事故。99

隔離開關(guān)與同回路的斷路器相配和，遵循隔離開關(guān)“先通后斷”的原則（在等電位狀態(tài)下，隔離開關(guān)可以單獨(dú)操作），絕不允許帶負(fù)荷拉隔離開關(guān)。

那因如何操作隔離開關(guān)呢？

母線隔離開關(guān)與線路隔離開關(guān)之間的操作順序要做到：母線隔離開關(guān)“先通后斷”。即接通時(shí)，先閉合母線隔離開關(guān)，后合線路隔離開關(guān)；斷開電路時(shí)，先斷開線路隔離開關(guān)，后斷開母線隔離開關(guān)。100101102103它包括電壓互感器和電流互感器。它們將一次電路中的高電壓大電流降為較低值，供給控制和保護(hù)裝置使用。互感器一次側(cè)連接一次系統(tǒng)，二次側(cè)連接二次系統(tǒng)，是二次系統(tǒng)與一次系統(tǒng)之間的聯(lián)系紐帶。104§2.5互感器1052.5.1電流互感器1．構(gòu)造和原理

電流互感器(TA)的結(jié)構(gòu)較為簡單，由相互絕緣的一次繞組、二次繞組、鐵心以及構(gòu)架、殼體、接線端子等組成。它用于變換交流電流。其工作原理與變壓器基本相同，一次繞組的匝數(shù)(N1)較少，直接串聯(lián)于電源線路中，一次負(fù)荷電流通過一次繞組時(shí)，產(chǎn)生的交變磁通感應(yīng)產(chǎn)生按比例減小的二次電流；二次繞組的匝數(shù)(N2)較多，與儀表、繼電器、變送器等電流線圈的二次負(fù)荷(Z)串聯(lián)形成閉合回路。106戶外油浸式互感器該產(chǎn)品為SF6氣體絕緣、倒立式結(jié)構(gòu)。頭部外殼采用鑄鋁合金件，二次繞組組裝于二次屏蔽鋁合金鐵心罩殼內(nèi)，一次導(dǎo)電桿從鐵心罩殼中間穿過，二次繞組引出線通過引線導(dǎo)管引至底座上的接線盒內(nèi)供用戶使用。接線端子采用PHOENIX端子，方便用戶接線。中部是硅橡膠復(fù)合整體注射成形的復(fù)合絕緣套管，底部是支撐底座。頂部裝有防爆片，具有氣體壓力升高和降低兩種保護(hù)。107SF6氣體絕緣、倒立式電流互感器108+-電流互感器結(jié)構(gòu)原理圖工作原理

由于一次繞組與二次繞組有相等的安培匝數(shù)一次線圈串聯(lián)在電路中，并且匝數(shù)很少，因此，一次線圈中的電流完全取決于被測(cè)電路的負(fù)荷電流，而與二次電流無關(guān)；電流互感器二次線圈所接儀表和繼電器的電流線圈阻抗都很小，所以正常情況下，電流互感器在近于短路狀態(tài)下運(yùn)行。電流互感器一、二次額定電流之比，稱為電流互感器的額定互感比：1092．特點(diǎn)3.電流互感器使用時(shí)注意事項(xiàng)電流互感器二次側(cè)不允許開路運(yùn)行。如果電流互感器二次側(cè)開路，鐵芯中的磁通隨一次電流的增大面急劇增大，不僅引起鐵心嚴(yán)重飽和，而且在二次側(cè)感應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)高電壓，對(duì)二次回路絕緣有嚴(yán)重危害，甚至擊穿燒壞，而且由于鐵心飽和，磁感應(yīng)強(qiáng)度的曲線變化陡度增加，引起二次側(cè)感應(yīng)電勢(shì)出現(xiàn)很高的尖頂波，其電壓幅值可達(dá)2~3KV的危險(xiǎn)數(shù)值，這時(shí)如果有人觸及二次回路，也容易造成觸電傷害。所以電流互感器在運(yùn)行中不允許二次開路；副邊繞組和鐵心必須可靠接地。110111按電壓等級(jí)分為低壓和高壓；按一次線圈的匝數(shù)可分為單匝式和多匝式；按外形可分為羊角式和穿心式；按安裝方法可分為支持式和穿墻式；按絕緣方式可分為油浸式、干式和瓷絕緣；按安裝地點(diǎn)可分為戶內(nèi)式和戶外式；按鐵芯多少可分為單鐵芯和多鐵芯。TA的型號(hào)一般表為：□

□□

□

□/

□第一個(gè)方框代表：L(電流)；第二個(gè)方框代表：見下表；第三個(gè)方框代表：見下表；第四個(gè)方框代表：額定電壓；第五個(gè)方框代表：準(zhǔn)確度等級(jí)；第六個(gè)方框代表：額定電流。

1124.類型和型號(hào)113額定電流比的選擇：一般是按長期通過電流互感器的最大工作電流來選擇，故在正常運(yùn)行中的實(shí)際負(fù)荷電流達(dá)到額定電流值的60%左右，至少應(yīng)不小30%。額定電壓的選擇：是指一次繞組對(duì)地或二次繞組能長期承受的最大電壓值，而不是指一次繞組兩端所加的電壓。第二個(gè)方框第三個(gè)方框電壓互感器(TV)的基本結(jié)構(gòu)和變壓器很相似。它主要由一、二次線圈、鐵心和絕緣組成。當(dāng)在一次繞組上施加一個(gè)電壓U1時(shí)，在鐵心中就產(chǎn)生一個(gè)磁通，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，則在二次繞組中就產(chǎn)生一個(gè)二次電壓U2。改變一次或二次繞組的匝數(shù)，可以產(chǎn)生不同的一次電壓與二次電壓比，這就可組成不同比的電壓互感器。電壓互感器將高電壓按比例轉(zhuǎn)換成低電壓，即100V，電壓互感器一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測(cè)量儀表、繼電保護(hù)等。1142.5.2電壓互感器1．構(gòu)造和原理115

電磁式電壓互感器116油浸電容式電壓互感器35~1000kV油浸電容式電壓互感器117工作原理作用：測(cè)量、保護(hù)、隔離。圖3-14電壓互感器電壓互感器結(jié)構(gòu)原理圖電壓互感器的作用是：把高電壓按比例關(guān)系變換成100V或更低等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)二次電壓，供保護(hù)、計(jì)量、儀表裝置使用。同時(shí)，使用電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離。容量很小，類似一臺(tái)小容量變壓器；二次側(cè)負(fù)荷比較恒定，所接測(cè)量儀表和繼電器的電壓線圈阻抗很大，因此，在正常運(yùn)行時(shí)，電壓互感器接近于空載狀態(tài)。電壓互感器的一、二次線圈額定電壓之比，稱為電壓互感器的額定電壓比。即：其中一次線圈額定電壓U1n是電網(wǎng)的額定電壓，且已標(biāo)準(zhǔn)化(如10，35，110，220，330，500千伏等),二次電壓U2n，則統(tǒng)一定為100(或)伏，所以Kn也標(biāo)準(zhǔn)化。

1182．特點(diǎn)電壓互感器在運(yùn)行時(shí)二次側(cè)不允許短路。如果出短路，會(huì)產(chǎn)生短路電流，將電壓互感器燒壞，因此，為了安全起見，電壓互感器一、二次側(cè)允許裝設(shè)熔斷器，當(dāng)出現(xiàn)過載或短路故障時(shí)，熔絲迅速熔斷，以保證電壓互感器不致燒壞。二次側(cè)繞組和鐵心必須可靠接地。

1193.電壓互感器使用時(shí)注意事項(xiàng)按安裝地點(diǎn)可分為戶內(nèi)式和戶外式。35kV及以下多制成戶內(nèi)式；35kV以上則制成戶外式。按相數(shù)可分為單相和三相式，35kV及以上不能制成三相式。按繞組數(shù)目可分為雙繞組和三繞組電壓互感器，三繞組電壓互感器除一次側(cè)和基本二次側(cè)外，還有一組輔助二次側(cè)，供接地保護(hù)用。按絕緣方式可分為干式、澆注式、油浸式和充氣式。干式電壓互感器只適用于6kV以下的戶內(nèi)式裝置；澆注式電壓互感器結(jié)構(gòu)緊湊、維護(hù)方便，適用于3kV～35kV戶內(nèi)式配電裝置；油浸式電壓互感器絕緣性能較好，可用于10kV以上的戶外式配電裝置；充氣式電壓互感器用于SF6全封閉電器中。按工作原理劃分，還可分為電磁式電壓互感器，電容式電壓互感器和電子式電壓互感器。1204.類型和型號(hào)121TV的型號(hào)一般表示為：

□□□□□

第五個(gè)方框代表：一次側(cè)額定電壓(kV)例如：JSJW-10第一個(gè)方框第二個(gè)方框第三個(gè)方框第四個(gè)方框電壓互感器和電流互感器區(qū)別

主要區(qū)別是正常運(yùn)行時(shí)工作狀態(tài)很不相同，表現(xiàn)為：

(1)電流互感器二次可以短路，但不得開路；電壓互感器二次可以開路，但不得短路；

(2)相對(duì)于二次側(cè)的負(fù)荷來說，電壓互感器的一次內(nèi)阻抗較小以至可以忽略，可以認(rèn)為電壓互感器是一個(gè)電壓源；而電流互感器的一次卻內(nèi)阻很大，以至可以認(rèn)為是一個(gè)內(nèi)阻無窮大的電流源。

(3)電壓互感器正常工作時(shí)的磁通密度接近飽和值，故障時(shí)磁通密度下降；電流互感器正常工作時(shí)磁通密度很低，而短路時(shí)由于一次側(cè)短路電流變得很大，使磁通密度大大增加，有時(shí)甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過飽和值。122水電站和變電站常用導(dǎo)體可分為硬導(dǎo)體和軟導(dǎo)體。根據(jù)截面形狀不同，硬導(dǎo)體又分為矩形導(dǎo)體、槽形導(dǎo)體、管形導(dǎo)體；軟導(dǎo)體有鋼芯鋁絞線、組合導(dǎo)線、分裂導(dǎo)線和擴(kuò)徑導(dǎo)線等多種。導(dǎo)體根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同分為導(dǎo)線、母線和電力電纜。在水電站和變電站的各級(jí)電壓配電裝置中，將發(fā)電機(jī)、變壓器等大型電力設(shè)備與各種配電裝置連接的導(dǎo)體稱為母線。導(dǎo)線和電力電纜用來傳輸電能。導(dǎo)線有裸導(dǎo)線和絕緣導(dǎo)線之分。123§2.6載流導(dǎo)體和絕緣子2.6.1載流導(dǎo)體(1)母線的材料銅、鋁、鋁合金、鋼。(2)母線的截面形狀1241.母線

在發(fā)電廠和變電站的各級(jí)電壓配電裝置中，將發(fā)電機(jī)、變壓器等大型電氣設(shè)備與各種電器裝置連接的導(dǎo)體稱為母線。它用來匯集、分配和傳送電能。一般采用裸導(dǎo)體。敞露母線矩形截面硬母線，35kV及以下、持續(xù)工作電流4000A及以下，屋內(nèi)。槽形截面硬母線，35kV及以下、持續(xù)工作電流4000~8000A。電流分布均勻、冷卻條件好、金屬材料利用率高、強(qiáng)度高。管形截面硬母線，110kV及以上、持續(xù)工作電流8000A以上。集膚效應(yīng)小、電暈放電電壓高、強(qiáng)度高、散熱條件好。

絞線圓形軟母線，鋼芯鋁絞線，35kV及以上屋外配電裝置。125管型截面母線槽形截面母線矩形截面母線126軟母線127封閉母線載流導(dǎo)體采用空心結(jié)構(gòu)，鋁材料制成。截面形狀：矩形、槽形和管形。電流很大時(shí)則采用水內(nèi)冷圓管母線。支柱絕緣子采用多棱邊式結(jié)構(gòu)，每個(gè)支撐點(diǎn)可采用一個(gè)至四個(gè)絕緣子支撐。保護(hù)外殼由5~8mm鋁板制成矩形或圓形，設(shè)檢修和觀察孔。伸縮補(bǔ)償裝置在一定長度內(nèi)設(shè)焊接的伸縮補(bǔ)償裝置；與設(shè)備連接處適當(dāng)部位設(shè)置螺接伸縮補(bǔ)償裝置。

封閉母線是用外殼將導(dǎo)體連同絕緣等封閉起來的母線。用于單機(jī)容量在200MW以上的大型發(fā)電機(jī)組、發(fā)電機(jī)與變壓器之間的連接線以及廠用電源和電壓互感器等分支線。封閉母線的構(gòu)成密封隔斷裝置封閉母線靠近發(fā)電機(jī)端及主變接線端和高壓廠變接線端，采用大口徑絕緣板作為密封隔斷裝置，并用橡膠圈密封。128封閉母線的主要類型按外殼材料分為塑料外殼和金屬外殼母線按外殼與母線間的結(jié)構(gòu)形式可分為共箱封閉母線隔相封閉母線離相封閉母線129共箱封閉母線隔相封閉母線離相封閉母線支柱絕緣子外殼三相母線設(shè)在沒有相間隔的公共外殼內(nèi)，外殼為矩形或管形，母線截面為矩形、槽形或管形，導(dǎo)體和外殼之間通過絕緣子支撐和絕緣。能防止絕緣子受污染造成的母線短路，不能消除相間短路的可能性，也不能減少相間電動(dòng)力和鋼構(gòu)的發(fā)熱。共箱封閉母線廣泛用于100MW

以下發(fā)電機(jī)引出線與主變壓器低壓側(cè)之間或75MW

及以上機(jī)組廠用變壓器低壓側(cè)與高壓配電裝置之間的電流傳輸。共箱封閉母線也可用于發(fā)電機(jī)交直流勵(lì)磁回路、變電所用電引入母線或其它工業(yè)民用設(shè)施的電源引線。130共箱封閉母線三相母線設(shè)在相間有金屬（或絕緣）隔板的金屬外殼之內(nèi)，外殼為矩形，母線截面為槽形，導(dǎo)體和外殼之間通過絕緣子支撐和絕緣?？奢^好地防止相間故障，在一定程度上減少母線電動(dòng)力和周圍鋼構(gòu)的發(fā)熱。131隔相封閉母線