1、供電系統(tǒng)及電氣控制,主講人：董密,信息科學(xué)與工程學(xué)院學(xué)院,第二章 供配電系統(tǒng)的主要電氣設(shè)備,本章首先概述供配電系統(tǒng)電氣設(shè)備的分類， 然后分別講述電力變壓器和互感器、高低壓開關(guān) 電器、熔斷器、避雷器和無功補(bǔ)償設(shè)備等的功用、 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、主要性能及使用注意事項(xiàng)，最后介紹 高低壓成套配電裝置的類型和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。,第五節(jié) 無功補(bǔ)償設(shè)備和成套配電裝置,第四節(jié) 高低壓熔斷器和避雷器,第三節(jié) 高低壓開關(guān)電器,第二節(jié) 電力變壓器和互感器,第二章 供配電系統(tǒng)的主要電氣設(shè)備,第一節(jié) 電氣設(shè)備概述,一次電路供配電系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)輸送和分配電力任務(wù)的電路，也稱“主電路”。 二次電路用來控制、指示、監(jiān)測和保護(hù)一次電路及其電氣設(shè)備

2、運(yùn)行的電路，通稱“二次回路”。 電氣設(shè)備分為兩大類： 一次設(shè)備一次電路中的所有電氣設(shè)備 二次設(shè)備二次回路中的所有電氣設(shè)備,第一節(jié) 電氣設(shè)備概述,一次設(shè)備功能分類： ()變換設(shè)備 指按系統(tǒng)工作要求來改變電壓、電流或頻率的設(shè)備，例如電力變壓器、電壓互感器、電流互感器及變流或變頻設(shè)備等。 ()控制設(shè)備 指按系統(tǒng)工作要求來控制電路通斷的設(shè)備，例如各種高低壓開關(guān)。 ()保護(hù)設(shè)備 指用來對系統(tǒng)進(jìn)行過電流和過電壓保護(hù)的設(shè)備，例如高低壓熔斷器和避雷器。 ()無功補(bǔ)償設(shè)備 指用來補(bǔ)償系統(tǒng)中的無功功率、提高功率因數(shù)的設(shè)備，例如并聯(lián)電容器。 ()成套配電裝置 它是按照一定的線路方案的要求，將有關(guān)一次設(shè)備和二次設(shè)備組

3、合為一體的電氣裝置，例如高低壓開關(guān)柜、動(dòng)力和照明配電箱等。,第一節(jié) 電氣設(shè)備概述,第二節(jié) 電力變壓器和互感器,一、電力變壓器（T或TM） (一)概述 變電所中最關(guān)鍵的設(shè)備，其將電力系統(tǒng)中的電壓升高或降低，以利于電力的合理輸送、分配和使用。,第二節(jié) 電力變壓器和互感器,1.電力變壓器的類型,按功用分 按容量分 按相數(shù)分 按調(diào)壓方式分,按繞組導(dǎo)體材質(zhì)分 按繞組形式分 按繞組絕緣和冷卻方式分 按結(jié)構(gòu)性能分,.電力變壓器的聯(lián)結(jié)組別 變壓器一二次繞組采用不同連接方式形成變壓器一二次側(cè)對應(yīng)的線電壓之間不同的相位關(guān)系。,圖2-1 變壓器Yyn0聯(lián)結(jié)組,(1)Yyn0聯(lián)結(jié)和Dyn11聯(lián)結(jié)的兩種配電變壓器 Yy

4、n0聯(lián)結(jié)的變壓器一次和二次線電壓相位關(guān)系同時(shí)鐘在零點(diǎn)時(shí)的分針與時(shí)針的關(guān)系。,第二節(jié) 電力變壓器和互感器,Dyn11聯(lián)結(jié)的變壓器，一次與對應(yīng)的二次線電壓之間的相位關(guān)系如同時(shí)鐘在11點(diǎn)時(shí)的分針與時(shí)針的關(guān)系。,圖2-2 變壓器Dyn11聯(lián)結(jié)組,第二節(jié) 電力變壓器和互感器,DYn11聯(lián)結(jié)較之Yyn0聯(lián)結(jié)的優(yōu)點(diǎn)： 有利于抑制高次諧波電流：Dyn11聯(lián)結(jié)的變壓器，對3次及其整數(shù)倍次的諧波電流可在其三角形聯(lián)結(jié)的一次繞組內(nèi)形成環(huán)流，從而不致注入高壓公用電網(wǎng)中去。 有利于低壓側(cè)單相接地短路故障的保護(hù)和切除：Dyn11聯(lián)結(jié)的變壓器，其零序阻抗較之Yyn0聯(lián)結(jié)的變壓器的零序阻抗小得多，因此Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器二次側(cè)

5、的單相接地短路電流較之Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器二次側(cè)的單相接地短路電流大得多。 當(dāng)接用單相不平衡負(fù)荷時(shí)，由于Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器要求中性線(線)電流不宜超過二次繞組額定電流的25%，因而嚴(yán)重限制了接用單相用電負(fù)荷的容量，影響了變壓器負(fù)荷能力的充分發(fā)揮。,第二節(jié) 電力變壓器和互感器,由于Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器一次繞組的絕緣強(qiáng)度要求比Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器稍低（前者承載相電壓后者承載線電壓），使得Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器的制造成本稍低于Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器，因此在TN及TT系統(tǒng)中，由單相不平衡負(fù)荷引腳的中性線電流不至超過低壓繞組額定電流的25%時(shí)，宜選用Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器。,第二節(jié) 電力變壓器和互感器,(2) Yzn

6、11聯(lián)結(jié)的防雷變壓 每一鐵心柱上的二次繞組都分為兩個(gè)匝數(shù)相等的繞組，而且采用曲折（Z形）聯(lián)結(jié),當(dāng)雷電過電壓沿變壓器一次側(cè)（高壓側(cè)）線路侵入時(shí)，由于二次側(cè)（低電壓）同一鐵心柱上的兩個(gè)繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢相互抵消，所以二次側(cè)不會(huì)出現(xiàn)過電壓。同理，當(dāng)雷電過電壓侵入二次側(cè)線路時(shí)，由于變壓器二次側(cè)同一鐵心柱上兩個(gè)繞組的電流相反，磁動(dòng)勢相互抵消，所以過電壓也不會(huì)感應(yīng)到一次側(cè)線路上去。,第二節(jié) 電力變壓器和互感器,3.電力變壓器的結(jié)構(gòu)和型號 機(jī)構(gòu)包括鐵心和一、二次或一、二、三次繞組兩大部分。,圖2-4 三相油浸式電力變壓器,圖2-5 三相樹脂澆注絕緣干式電力變壓器,第二節(jié) 電力變壓器和互感器,(二)電力變壓器的

7、容量和過負(fù)荷能力 1. 額定容量和實(shí)際容量 額定容量SN.T：在規(guī)定的環(huán)境溫度條件下，室外安裝時(shí)，在規(guī)定的使用年限（20年）內(nèi)所能連續(xù)輸出的最大視在功率（kVA）。 變壓器正常使用的最高平均氣溫為+20oC。如果安裝地點(diǎn)的年平均氣溫o,av 20oC，則每升高1oC，變壓器容量減少1%。因此變壓器的實(shí)際容量（出力）ST為：,考慮室內(nèi)比室外溫度高8oC，室內(nèi)變壓器的實(shí)際容量為：,第二節(jié) 電力變壓器和互感器,電力變壓器全型號的表示和含義,第二節(jié) 電力變壓器和互感器,.電力變壓器的正常過負(fù)荷 (1)因晝夜負(fù)荷不均衡而允許的過負(fù)荷 油浸式電力變壓器因晝夜負(fù)荷不均衡而允許的過負(fù)荷系數(shù)KOL，可根據(jù)日負(fù)荷

8、填充系數(shù)(日負(fù)荷率)和最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間t去查圖2-6所示曲線求得。,圖2-6 油浸式電力變壓器允許過負(fù)荷系數(shù) 與日負(fù)荷率及最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間的關(guān)系曲線,第二節(jié) 電力變壓器和互感器,(2)因季節(jié)性負(fù)荷差異而允許的過負(fù)荷 如果夏季(或冬季)的平均日負(fù)荷曲線中的最大負(fù)荷Sm低于油浸式變壓器的實(shí)際容量ST時(shí)，則每低1%，可在冬季(或夏季)過負(fù)荷1%。但此過負(fù)荷不得超過15%。因此允許的過負(fù)荷KOL為,但油浸式電力變壓器總的正常過負(fù)荷系數(shù)不得超過：戶內(nèi)變壓器為20%；戶外變壓器為30%。因此油浸式電力變壓器的正常過負(fù)荷能力可達(dá)：,戶內(nèi)變壓器,且,戶外變壓器,且,第二節(jié) 電力變壓器和互感器,例2-1 某用戶

9、變電所的變壓器室有一臺(tái)1000kVA的油浸式電力變壓器，已知該用戶的平均日負(fù)荷率=0.7，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間為8h，夏季的平均日最大負(fù)荷為840kVA，當(dāng)?shù)氐哪昶骄鶜鉁貫?6。試求該變壓器的實(shí)際容量和冬季可允許的過負(fù)荷能力。,解 (1)求變壓器的實(shí)際容量,(2)求變壓器冬季允許的過負(fù)荷能力,由=0.7和t=8h查圖2-6得KOL=1.12,冬季允許的過負(fù)荷能力,則取過負(fù)荷系數(shù)1.2，實(shí)際過負(fù)荷能力為,第二節(jié) 電力變壓器和互感器,3. 電力變壓器的事故過負(fù)荷,表2-1 電力變壓器事故過負(fù)荷允許值,電力變壓器在事故情況下，允許短時(shí)間較大幅度地過負(fù)荷運(yùn)行，而不論故障前的負(fù)荷情況如何，這種事故過負(fù)荷運(yùn)

10、行時(shí)間不得超過下表規(guī)定的時(shí)間。,變壓器事故過負(fù)荷對其使用壽命是有影響的,第二節(jié) 電力變壓器和互感器,(三)電力變壓器的并列運(yùn)行條件 額定一次電壓和二次電壓必須對應(yīng)相等 所有并列變壓器的電壓比必須相同，允許差值范圍為5%。 阻抗電壓必須相等 由于并列變壓器二次側(cè)的負(fù)荷是按其阻抗電壓值成反比分配的，因此并列變壓器的阻抗電壓如果不同，將導(dǎo)致阻抗電壓較小的變壓器過負(fù)荷甚至燒毀。允許差值范圍為10%。 聯(lián)結(jié)組別必須相同 所有并列變壓器的一次電壓和二次電壓的相序和相位都必須對應(yīng)相同，否則不允許并列運(yùn)行。,此外，并列運(yùn)行的變壓器容量應(yīng)盡量相同或相近，其最大容量和最小容量之比不宜超過3:1,第二節(jié) 電力變壓器

11、和互感器,例2-2 現(xiàn)有一臺(tái)S9-800/10型變壓器與一臺(tái)S9-2000/10型變壓器并列運(yùn)行，均為Dyn11聯(lián)結(jié)。問負(fù)荷達(dá)到2800kVA時(shí)，上列變壓器中哪一臺(tái)變壓器將要過負(fù)荷?過負(fù)荷將達(dá)到多少? (例4-3) 解 并列運(yùn)行的變壓器之間的負(fù)荷分配是與阻抗的標(biāo)幺值成反比的，因此先計(jì)算各臺(tái)變壓器的阻抗標(biāo)幺值。,UZ%為變壓器的阻抗電壓百分值；Sd為基準(zhǔn)容量(kVA)，通常取Sd=105kVA；SN為變壓器的額定容量（kVA） 查附表5-1得， S9-800/10的UZ%=5%， S9-2000/10的UZ%=6%，,第二節(jié) 電力變壓器和互感器,由此得兩臺(tái)變壓器在負(fù)荷達(dá)2800kVA時(shí)各自負(fù)擔(dān)負(fù)

12、荷為：,可得S9-800/10型變壓器將過負(fù)荷(908-800)kVA=108kVA，超過其額定容量(108kVA/800kVA)*100%=13.5% 按正常過負(fù)荷可達(dá)20%(戶內(nèi))或30%(戶外)來衡量，S9-800/10型變壓器過負(fù)荷13.5%是允許的。從兩臺(tái)變壓器的容量比看，800:2000=1:2.5，未達(dá)到1:3。但考慮到負(fù)荷發(fā)展， S9-800/10型變壓器宜換成較大容量變壓器。,第二節(jié) 電力變壓器和互感器,你能回答嗎？,問題與思考,什么是電力變壓器的額定容量和實(shí)際容量？電力變壓器的正常過負(fù)荷與哪些因素相關(guān)？,什么叫一次電路？什么叫二次電路？一次電路設(shè)備按功能可分為哪幾類？,二、

13、電流互感器(文字符號TA) (一)電流互感器的功用和接線方案 .功用 用來使儀表、繼電器等二次設(shè)備與主電路絕緣 用來擴(kuò)大儀表、繼電器等二次設(shè)備應(yīng)用的電流范圍,第二節(jié) 電力變壓器和互感器,.電流互感器的結(jié)構(gòu)和接線方案 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：一次繞組匝數(shù)很少，且導(dǎo)體相當(dāng)粗；二次繞組匝數(shù)很多，導(dǎo)體較細(xì)；其工作時(shí)二次回路接近于短路狀態(tài)。二次繞組額定電流一般為5A，少數(shù)為1A。,圖2-8 電流互感器的原理結(jié)構(gòu)和接線 1 鐵心 2 一次繞組 3 二次繞組 PA電流表 KA電流繼電器,第二節(jié) 電力變壓器和互感器,四種常見接線方式： (1)一相式接線 電流線圈中通過的電流反映一次電路對應(yīng)相的電流。 (2)兩相形接線 兩相

14、不完全星形接線。 (3)兩相電流差接線 兩相交叉接線。 (4)三相星形接線 三個(gè)電流線圈正好反映各相的電流。,第二節(jié) 電力變壓器和互感器,(二)電流互感器的類型和型號,圖2-12 LQJ-10型電流互感器,按一次繞組匝數(shù)分 按一次電壓分 按用途分,圖2-13 LMZJ1-0.5型電流互感器,第二節(jié) 電力變壓器和互感器,按準(zhǔn)確度等級分 按絕緣和冷卻方式分,電流互感器全型號的表示和含義,第二節(jié) 電力變壓器和互感器,.電流互感器工作時(shí)二次側(cè)不得開路 .電流互感器的二次側(cè)必須有一端接地 .電流互感器連接時(shí)必須注意其端子極性,(三)電流互感器使用注意事項(xiàng),第二節(jié) 電力變壓器和互感器,三、電壓互感器(文字

15、符號TV) (一)電壓互感器的功用和接線方案 .電壓互感器的功用 (1)用來使儀表、繼電器等二次設(shè)備與主電路絕緣 (2)用來擴(kuò)大儀表、繼電器等二次設(shè)備應(yīng)用的電壓范圍,第二節(jié) 電力變壓器和互感器,2. 電壓互感器的結(jié)構(gòu)和接線方案 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：一次繞組匝數(shù)很多，二次繞組匝數(shù)較少，相當(dāng)于降壓變壓器。由于電壓線圈的阻抗很大，其工作時(shí)二次側(cè)接近于空載狀態(tài)。二次繞組額定電壓一般為100V。,圖2-14 電壓互感器的原理結(jié)構(gòu)和接線 1鐵心 2一次繞組 3二次繞組 PV電壓表 KV電壓繼電器,第二節(jié) 電力變壓器和互感器,四種常見接線方式： (1)一個(gè)單相電壓互感器接線 供儀表、繼電器的電壓線圈接于三相電路的一個(gè)

16、線電壓。 (2)兩個(gè)單相電壓互感器接成V/V形 供儀表、繼電器的電壓線圈接于三相三線制電路的各個(gè)線電壓，廣泛應(yīng)用在變配電所的610kV高壓配電裝置中。 (3)三個(gè)單相電壓互感器接成Y0/Y0形 供要求線電壓的儀表、繼電器，并供接相電壓的絕緣監(jiān)視電壓表。 (4)三個(gè)單相三繞組電壓互感器或一個(gè)三相五芯柱三繞組電壓互感器接成Y0/Y0 /(開口三角)形 其接成Y0的二次繞組，供電給需線電壓的儀表、繼電器及接相電壓的絕緣監(jiān)視用電壓表，與(3)的二次接線相同；其接成(開口三角)形的輔助二次繞組，則接電壓繼電器。,第二節(jié) 電力變壓器和互感器,(二)電壓互感器的類型和型號,(三)電壓互感器使用注意事項(xiàng) .電

17、壓互感器工作時(shí)二次側(cè)不得短路 .電壓互感器的二次側(cè)必須有一端接地 .電壓互感器在連接時(shí)也必須注意其極性,第二節(jié) 電力變壓器和互感器,按相數(shù)分 按繞組絕緣和冷卻方式分,第三節(jié) 高低壓開關(guān)電器,一、開關(guān)電器中的電弧問題 高低壓開關(guān)電器用于高低壓電路的通斷控制。 (一)電弧的產(chǎn)生 (1)熱電發(fā)射 (2)高電場發(fā)射 (3)碰撞游離 (4)熱游離,(二)電弧的熄滅 去游離率 游離率。 熄滅電弧的去游離方式有： (1)正負(fù)帶電質(zhì)點(diǎn)的“復(fù)合” 復(fù)合就是正負(fù)帶電質(zhì)點(diǎn)重新結(jié)合為中性質(zhì)點(diǎn)。 (2)正負(fù)帶電質(zhì)點(diǎn)的“擴(kuò)散” 擴(kuò)散就是電弧中的帶電質(zhì)點(diǎn)向周圍介質(zhì)中擴(kuò)散開去，從而使電弧區(qū)域內(nèi)的離子濃度降低，帶電質(zhì)點(diǎn)減少。,

18、第三節(jié) 高低壓開關(guān)電器,(三)開關(guān)電器中常用的滅弧方法 (1)速拉滅弧法 迅速拉長電弧，使弧隙的電場強(qiáng)度驟降，使離子的復(fù)合迅速增強(qiáng)，從而加速滅弧。 (2)冷卻滅弧法 降低電弧溫度，可使電弧中的熱游離減弱，正負(fù)離子的復(fù)合增強(qiáng)，從而有助于電弧熄滅。 (3)吹弧或吸弧滅弧法 利用外力來吹動(dòng)或吸動(dòng)電弧，使電弧加速冷卻，同時(shí)拉長電弧，降低電弧中的電場強(qiáng)度，使電弧中離子的復(fù)合和擴(kuò)散加強(qiáng)，從而加速滅弧。,第三節(jié) 高低壓開關(guān)電器,(4)長弧切短滅弧法 利用金屬片將長弧切割成若干短弧，則電弧中的電壓降將近似地增大若干倍。當(dāng)外施電壓小于電弧中總的電壓降時(shí)，則電弧就不能維持而迅速熄滅。,圖2-21 鋼滅弧柵對電弧的

19、作用,第三節(jié) 高低壓開關(guān)電器,鋼柵片,電弧,觸頭,(5) 粗弧分細(xì)滅弧法 將粗大的電弧分散成若干平行的細(xì)小電弧，使電弧與周圍介質(zhì)的接觸面增大，改善電弧的散熱條件，降低電弧的溫度，從而使電弧中離子的復(fù)合和擴(kuò)散都得到增強(qiáng)，加速電弧的熄滅。 (6) 狹溝滅弧法 使電弧在固體介質(zhì)所形成的狹溝中燃燒，由于電弧的冷卻條件改善，從而使去游離增強(qiáng)，同時(shí)固體介質(zhì)表面的復(fù)合也比較強(qiáng)烈，從而有利于加速滅弧。,圖2-22 絕緣滅弧柵對電弧的作用 1絕緣柵片 2電弧 3觸頭,第三節(jié) 高低壓開關(guān)電器,(7)真空滅弧法 真空具有相當(dāng)高的絕緣強(qiáng)度。裝在真空容器內(nèi)的觸頭分?jǐn)鄷r(shí)，在交流電流過零時(shí)即能熄滅電弧而不致復(fù)燃。 (8)六

20、氟化硫(SF6)滅弧法 SF6氣體具有優(yōu)良的絕緣性能和滅弧性能，其絕緣強(qiáng)度約為空氣的3倍，其絕緣恢復(fù)的速度約為空氣的100倍，因此它能快速滅弧。 在現(xiàn)代的電氣開關(guān)中，根據(jù)具體情況綜合利用上述某幾種滅弧方法來實(shí)現(xiàn)快速滅弧的目的。,第三節(jié) 高低壓開關(guān)電器,二、高壓隔離開關(guān)和負(fù)荷開關(guān) (一)高壓隔離開關(guān)（文字符號QS） 用來隔離高壓電源，以保證其他設(shè)備和線路的安全檢修。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： （1）斷開后有明顯的斷開間隙，斷開間隙的絕緣及相互絕緣足夠可靠，保障人身和設(shè)備的安全。 （2）沒有專門的滅弧裝置，因此不允許帶負(fù)荷操作。 （3）可用來通斷一定的小電流。,第三節(jié) 高低壓開關(guān)電器,GW2-35型戶外式高壓隔

21、離開關(guān),GN8-10型戶內(nèi)式高壓隔離開關(guān),戶內(nèi)式和戶外式兩大類：,戶內(nèi)式高壓隔離開關(guān)通常采用CS6型手力操動(dòng)機(jī)構(gòu)操作。 戶外式高壓隔離開關(guān)，35kV以下的通常采用杠桿傳動(dòng)的手力操作機(jī)構(gòu)，而10kV及以下的則大多采用絕緣操作棒進(jìn)行操作。,第三節(jié) 高低壓開關(guān)電器,(二)高壓負(fù)荷開關(guān)（文字符號QS） 具有簡單的滅弧裝置，能通斷一定的負(fù)荷電流，但不能斷開短路電流。因此必須與高壓熔斷器串聯(lián)使用。負(fù)荷開關(guān)斷開后，有明顯可見的斷開間隙，因此具有隔離電源、保證安全檢修的功用。,圖2-27 FN-10RT型高壓負(fù)荷開關(guān),第三節(jié) 高低壓開關(guān)電器,三、高壓斷路器（文字符號QF） 能用來通斷正常的負(fù)荷電流，還能通斷一

22、定的短路電流，并能在短路保護(hù)的作用下自動(dòng)跳閘。 高壓斷路器有相當(dāng)完善的滅弧結(jié)構(gòu)。,圖2-29 CS2型手力操動(dòng)機(jī)構(gòu)及其與FN3型負(fù)荷 開關(guān)配合的一種安裝方式,第三節(jié) 高低壓開關(guān)電器,圖2-30 SN10-10型高壓少油斷路器 1鋁帽 2上接線端子 3油標(biāo) 4絕緣筒 5下接線端子 6基座 7主軸 8框架 9斷路彈簧,(一) SN10-10型高壓少油斷路器 應(yīng)用最廣的一種戶內(nèi)式少油斷路器。由框架、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和油箱等三個(gè)主要部分組成，油箱是其核心部分。,第三節(jié) 高低壓開關(guān)電器,(二)高壓六氟化硫斷路器 利用SF6氣體作滅弧介質(zhì)及觸頭斷開間隙絕緣介質(zhì)的斷路器。 優(yōu)點(diǎn)：斷流能力強(qiáng)，滅弧速度快，絕緣性能好，

23、檢修周期長，適于頻繁操作，而且沒有燃燒爆炸危險(xiǎn)。 缺點(diǎn)：要求加工精度高，密封性能要求更嚴(yán)，價(jià)格較貴。 主要用于需頻繁操作及有易燃易爆危險(xiǎn)的場所，特別適于作全封閉組合電器。,第三節(jié) 高低壓開關(guān)電器,圖2-34 LN2-10型高壓F6斷路器 1上接線端子 2絕緣筒(內(nèi)為氣缸及 觸頭滅弧系統(tǒng)) 3下接線端子 4操動(dòng)機(jī) 構(gòu)箱 5小車 6斷路彈簧,(三)高壓真空斷路器 利用“真空”滅弧的斷路器，其觸頭裝在真空滅弧室內(nèi)。 真空中不存在氣體游離問題。 但在感性電路中，滅弧速度過快，會(huì)使電路產(chǎn)生過電壓，因此“真空”不是絕對的，在觸頭帶載斷開時(shí)，高電場發(fā)射和熱發(fā)射會(huì)產(chǎn)生一點(diǎn)電弧，稱為“真空電弧”。真空電弧能在交

24、流電流第一次過零時(shí)熄滅，滅弧時(shí)間極短（至多半個(gè)周期0.01s），又不至產(chǎn)生危險(xiǎn)的過電壓。 優(yōu)點(diǎn)：體積小、重量輕、動(dòng)作快、壽命長、安全可靠、便于維護(hù)檢修。 但價(jià)格較貴，過去主要用于頻繁操作和安全要求較高的場所，現(xiàn)在開始取代少油斷路器，廣泛應(yīng)用于35kV及以下高壓配電中。,第三節(jié) 高低壓開關(guān)電器,圖2-36 ZN12-12型戶內(nèi)式真空斷路器 1絕緣子 2上出線端 3真空滅弧室 4出線導(dǎo)電夾 5出線軟連接 6下出線端 7萬向桿端軸承 8轉(zhuǎn)向杠桿 9絕緣拉桿 10觸頭壓力彈簧 11主軸 12操動(dòng)機(jī)構(gòu)箱 注：虛線為合閘位置，實(shí)線為分閘位置。,第三節(jié) 高低壓開關(guān)電器,(四)高壓斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu) . CD1

25、0型電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu) CD10型電磁操作機(jī)構(gòu)能手動(dòng)和遠(yuǎn)距離控制分閘和合閘，適于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但它需直流操作電源。,圖2-38 CD10型電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu) 1外殼 2跳閘線圈 3手動(dòng)跳閘按鈕(跳閘鐵心) 4合閘線圈 5合閘操作手柄 6緩沖底座 7接線端子排 8輔助開關(guān) 9分合指示,第三節(jié) 高低壓開關(guān)電器,圖2-39 CD10型電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)原理示意圖 1高壓斷路器 2斷路彈簧 3跳閘線圈 4合閘線圈 5L形搭鉤 6連桿 7輔助開關(guān) 8操動(dòng)機(jī)構(gòu)主軸,第三節(jié) 高低壓開關(guān)電器,圖2-40 CT7型彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)外形示意圖 1合閘按鈕 2分閘按鈕 3儲(chǔ)能指示燈 4分合指示 5手動(dòng)儲(chǔ)能轉(zhuǎn)軸 6輸出軸,第三節(jié) 高低

26、壓開關(guān)電器,2. CT7型彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu) (1)電動(dòng)機(jī)儲(chǔ)能 電動(dòng)機(jī)2通電轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過皮帶1、鏈條3和偏心輪4，帶動(dòng)棘爪7和棘輪8，棘輪8推動(dòng)偏心凸輪12使合閘彈簧6拉伸。 ()手力儲(chǔ)能 沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)手柄5，與上述電動(dòng)機(jī)儲(chǔ)能動(dòng)作過程相同，使合閘彈簧儲(chǔ)能。,圖2-41 CT7型彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)原理示意圖 1傳動(dòng)皮帶 2儲(chǔ)能電動(dòng)機(jī) 3鏈條 4偏心輪 5手柄 6合閘彈簧 7棘爪 8棘輪 9脫扣器 10連桿 11拐臂 12凸輪 13合閘電磁鐵 14輸出軸 15掣子 16杠桿 17連桿,第三節(jié) 高低壓開關(guān)電器,(3) 電動(dòng)合閘 合閘電磁鐵13通電，掣子15動(dòng)作。 (4) 手動(dòng)合閘 轉(zhuǎn)動(dòng)操作手柄5，使拉桿

27、向上移動(dòng)，帶動(dòng)掣子15上移，與杠桿16脫離，解除自鎖，同電動(dòng)合閘一樣，在合閘彈簧6作用下使斷路器合閘。 (5) 電動(dòng)分閘 脫扣器9通電，使連桿10動(dòng)作，解除連桿10與17構(gòu)成的死點(diǎn)，在斷路彈簧作用下，使斷路器跳閘。 (6) 手動(dòng)分閘 轉(zhuǎn)動(dòng)手柄5，通過偏心輪4和棘爪7、棘輪8等，使連桿10向上轉(zhuǎn)動(dòng)，解除連桿10與17構(gòu)成的死點(diǎn)，同電動(dòng)分閘一樣，在斷路彈簧作用下，使斷路器跳閘。 (7) 自動(dòng)重合閘 當(dāng)斷路器合閘后，行程開關(guān)動(dòng)作，使電動(dòng)機(jī)2的電源被接通，操動(dòng)機(jī)構(gòu)的合閘彈簧6再次儲(chǔ)能，為重合閘做好準(zhǔn)備。,第三節(jié) 高低壓開關(guān)電器,四、低壓刀開關(guān)和負(fù)荷開關(guān) (一)低壓刀開關(guān)(QK),圖2-42 HD13型

28、低壓刀開關(guān),第三節(jié) 高低壓開關(guān)電器, 按操作方式分 按極數(shù)分 按滅弧結(jié)構(gòu)分,不帶滅弧罩的刀開關(guān)只能在無負(fù)荷下操作，也稱低壓隔離開關(guān)。 帶有滅弧罩的刀開關(guān)，能通斷一定的負(fù)荷電流，能使負(fù)荷電流產(chǎn)生的電弧,(二)低壓熔斷器式刀開關(guān)(QFS) 又稱刀熔開關(guān)，由低壓刀開關(guān)和低壓熔斷器組合的開關(guān)電器。具有刀開關(guān)和熔斷器的雙重功能，可以簡化低壓配電裝置結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因此廣泛應(yīng)用在低壓配電裝置上。,第三節(jié) 高低壓開關(guān)電器,圖2-43 低壓刀熔開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖 1RTO型熔斷器的熔斷管 2彈性觸座 3連桿 4操作手柄 5配電屏面板,(三)低壓負(fù)荷開關(guān)(QSF) 由低壓刀開關(guān)和低壓熔斷器組合，外裝封閉鐵殼或開啟膠

29、蓋。具有帶滅弧罩的刀開關(guān)和熔斷器的雙重功能，即可帶負(fù)荷操作，又能短路保護(hù)，但當(dāng)熔斷器熔斷后，須更換熔體才能恢復(fù)供電。,第三節(jié) 高低壓開關(guān)電器,五、低壓斷路器(QF) 又稱低壓自動(dòng)開關(guān)(QA)，即能帶負(fù)荷通斷電路，又能在短路、過負(fù)荷和欠電壓情況下自動(dòng)跳閘，切斷電路。,第三節(jié) 高低壓開關(guān)電器,圖2-44 低壓斷路器的原理結(jié)構(gòu)和接線 1主觸頭 2跳鉤 3鎖扣 4分勵(lì)脫扣器 5失壓脫扣器 6脫扣按鈕(常開) 7脫扣按鈕(常閉) 8加熱電阻 9熱脫扣器(雙金屬片) 10過流脫扣器,五、低壓斷路器(QF),圖2-45 低壓斷路器的保護(hù)動(dòng)作特性曲線,第三節(jié) 高低壓開關(guān)電器,(一)萬能式低壓斷路器 因其保護(hù)方

30、案和操作方式較多，裝設(shè)地點(diǎn)也較靈活，故稱“萬能式”。又由于具有框架式結(jié)構(gòu)，因此又稱“框架式斷路器”或“框架式自動(dòng)開關(guān)”。,第三節(jié) 高低壓開關(guān)電器,圖2-46 DW16型萬能式低壓斷路器 1操作手柄(帶電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)) 2自由脫扣機(jī)構(gòu) 3欠電壓脫扣器 4熱繼電器 5接地保護(hù)用小型電 流繼電器 6過負(fù)荷保護(hù)用過電流脫扣器 7接線端 子 8分勵(lì)脫扣器 9短路保護(hù)用過電流脫扣器 10輔助觸頭 11底座 12滅弧罩(內(nèi)有主觸頭),第三節(jié) 高低壓開關(guān)電器,(一)塑料外殼式低壓斷路器 因其全部機(jī)構(gòu)和導(dǎo)電部分均裝設(shè)在一個(gè)塑料外殼內(nèi)，僅在殼蓋中央露出操作手柄，故稱“塑料外殼式”或“塑殼式”。又由于它裝設(shè)在低壓配電

31、裝置內(nèi)，因此又稱“裝置式低壓斷路器”或“裝置式自動(dòng)開關(guān)”。,第三節(jié) 高低壓開關(guān)電器,圖2-47 DZ20型塑料外殼式斷路器的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 1引入線接線端 2主觸頭 3滅弧室 4操作手柄 5跳鉤 6鎖扣 7過流脫扣器 8塑料外殼 9引出線接線端 10塑料底座,第三節(jié) 高低壓開關(guān)電器,(二)塑料外殼式低壓斷路器 (1)合閘位置 如圖2-50a所示，手柄扳向上邊，跳鉤被鎖扣扣住，觸頭維持在閉合狀態(tài)。,圖2-48 模數(shù)化小型斷路器的原理結(jié)構(gòu) 1動(dòng)觸頭桿 2瞬動(dòng)電磁鐵(電磁脫扣器) 3接線端子 4主靜觸頭 5中線靜觸頭 6弧角 7塑料外殼 8中線動(dòng)觸頭 9主動(dòng)觸頭 10滅弧柵片(滅弧室) 11弧角 12接線

32、端子 13鎖扣 14雙金屬片(熱脫扣器) 15脫扣鉤 16操作手柄 17連接桿 18斷路彈簧,第三節(jié) 高低壓開關(guān)電器,第四節(jié) 高低壓熔斷器和避雷器,一、高壓熔斷器 熔斷器（FU）是一種應(yīng)用極廣的過電流保護(hù)電器。 功能：對電路及設(shè)備進(jìn)行短路保護(hù)，以及過負(fù)荷保護(hù),第四節(jié) 高低壓熔斷器和避雷器,(一)RN1和RN2型戶內(nèi)高壓熔斷器 結(jié)構(gòu)基本相同，都是瓷質(zhì)熔管內(nèi)充石英砂填料的密閉管式熔斷器。RN1型主要用作高壓線路和設(shè)備的短路保護(hù)，并能起過負(fù)荷保護(hù)的作用，其熔體在正常情況下要通過主電路的負(fù)荷電流，因此其結(jié)構(gòu)尺寸較小，瓷熔管較細(xì)。,圖2-51 RN1、RN2型高壓熔斷器 1瓷熔管 2金屬管帽 3彈性觸座

33、 4熔斷指示器 5接線端子 6瓷支柱絕緣子 7底座,第四節(jié) 高低壓熔斷器和避雷器,圖2-52 RN1、RN2型高壓熔斷 器瓷熔管剖面示意圖,(二)RW4和RW10(F)型戶外高壓跌開式熔斷器 跌開式熔斷器(FD)又稱跌落式熔斷器。功能：即可作6-10kV線路和設(shè)備的短路保護(hù)，又可直接用于高壓絕緣操作棒來操作熔管的分合。,第四節(jié) 高低壓熔斷器和避雷器,圖2-53 RW10(G)型跌開式熔斷器 1上接線端子 2上靜觸頭 3上動(dòng)觸頭 4管帽(帶薄膜) 5操作環(huán) 6熔管(外層為酚醛紙管或環(huán)氧玻璃 布管，內(nèi)套纖維消弧管) 7銅熔絲 8下動(dòng)觸頭 9下靜觸頭 10下接線端子 11絕緣瓷瓶 12固定安裝板,第

34、四節(jié) 高低壓熔斷器和避雷器,圖2-54 RW1010(F)型跌開式熔斷器 1上接線端子 2絕緣瓷瓶 3固定安裝板 4下接 線端子 5動(dòng)觸頭 6、7熔管(內(nèi)消弧管) 8銅熔絲 9操作環(huán) 10滅弧室(內(nèi)有靜觸頭),第四節(jié) 高低壓熔斷器和避雷器,二、低壓熔斷器(FU) 功能：串接在低壓配電系統(tǒng)中用來進(jìn)行短路保護(hù)，有的也能同時(shí)實(shí)現(xiàn)過負(fù)荷保護(hù)。,第四節(jié) 高低壓熔斷器和避雷器,(一)RM10型低壓密封管式熔斷器 由纖維熔管、變截面鋅熔片和觸頭底座等部分組成。,第四節(jié) 高低壓熔斷器和避雷器,圖2-55 RM10型低壓熔斷器 1銅管帽 2管夾 3纖維質(zhì)熔管 4刀形觸頭 5變截面鋅熔片,(二)RT0型低壓有填料

35、管式熔斷器 由瓷熔管、柵狀銅熔體和觸頭底座組成。,圖2-56 RT0型低壓熔斷器 1柵狀銅熔體 2刀形觸頭 3瓷熔管 4熔斷指示器 5端面蓋板 6彈性觸座 7瓷底座 8接線端子 9扣眼 10絕緣拉手手柄,第四節(jié) 高低壓熔斷器和避雷器,三、高低壓避雷器 避雷器(F)是用來防止雷電產(chǎn)生的過電壓波沿線路侵入變配電所或其他建筑物內(nèi)，以免危及被保護(hù)的電氣設(shè)備的絕緣。,第四節(jié) 高低壓熔斷器和避雷器,圖2-58 避雷器的連接,(一)閥式避雷器(FV) 由火花間隙和閥片組成，裝在密封的瓷套管內(nèi)。,第四節(jié) 高低壓熔斷器和避雷器,圖2-59 閥式避雷器的組成部件和特性,圖2-60 高低壓閥式避雷器 1上接線端子

36、2火花間隙 3云母墊圈 4瓷套管 5閥片 6下接線端子,第四節(jié) 高低壓熔斷器和避雷器,(二)排氣式避雷器(FE) 又稱管型避雷器，由產(chǎn)氣管、內(nèi)部間隙和外部間隙等三部分組成。,圖2-61 排氣式避雷器 1產(chǎn)氣管 2內(nèi)部電極 3端部環(huán)形電極 4外部電極 s1內(nèi)部間隙 s2外部間隙,第四節(jié) 高低壓熔斷器和避雷器,優(yōu)點(diǎn)：簡單經(jīng)濟(jì)、殘壓小 缺點(diǎn)：動(dòng)作時(shí)有電弧和氣體從管中噴出，因此只能用在室外架空場所。,(三)保護(hù)間隙(FG)角型避雷器,第四節(jié) 高低壓熔斷器和避雷器,圖2-62 保護(hù)間隙(角型避雷器) 保護(hù)間隙 s1主間隙 s2輔助間隙,經(jīng)濟(jì)簡單、維修方便，但滅弧能力小，保護(hù)性能差。 只用于室外且負(fù)荷不重

37、要的線路上。,第五節(jié) 無功補(bǔ)償設(shè)備和成套配電裝置,一、無功補(bǔ)償設(shè)備 無功補(bǔ)償，就是無功功率人工補(bǔ)償，以提高供配電系統(tǒng)（電網(wǎng)）的功率因數(shù)。 功率因數(shù)要求： 100kVA及以上高壓供電的用戶 0.90 其他電力用戶和大、中型電力排灌站等 0.85 農(nóng)業(yè)用戶 0.80 凡功率因數(shù)不能達(dá)到上述規(guī)定的新用戶，供電企業(yè)可拒絕接點(diǎn)。 無功補(bǔ)償設(shè)備就是專用來補(bǔ)償供配電系統(tǒng)感性無功功率的電氣設(shè)備，按補(bǔ)償?shù)臒o功功率性質(zhì)來分，有穩(wěn)態(tài)的和動(dòng)態(tài)的兩大類。,(一)穩(wěn)態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備 1.同步補(bǔ)償機(jī) 專用于無功補(bǔ)償?shù)目蛰d運(yùn)轉(zhuǎn)的同步電動(dòng)機(jī)，通過調(diào)節(jié)它的勵(lì)磁電流可以起到補(bǔ)償系統(tǒng)中的無功功率的作用。由于它是旋轉(zhuǎn)機(jī)械，安裝和運(yùn)行維護(hù)

38、都比較麻煩，因此在一般用戶供配電系統(tǒng)中很少應(yīng)用。 2.并聯(lián)電容器 專用來進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)碾娏﹄娙萜?。它與同步補(bǔ)償機(jī)相比，因無旋轉(zhuǎn)部分，具有安裝簡單、運(yùn)行維護(hù)方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴(kuò)容方便等有點(diǎn)，因此應(yīng)用最為普遍。,第五節(jié) 無功補(bǔ)償設(shè)備和成套配電裝置,3.無功功率自動(dòng)補(bǔ)償裝置 采用并聯(lián)電容器作無功補(bǔ)償元件。通過自動(dòng)控制裝置，可根據(jù)電網(wǎng)的感性無功功率的變化情況，自動(dòng)控制并聯(lián)電容器的投切，使電網(wǎng)的無功功率保持在最小狀態(tài)，從而提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，保證電網(wǎng)的電壓質(zhì)量，降低供配電系統(tǒng)的電能損耗。,圖2-66 PGJ1型低壓無功自動(dòng)補(bǔ)償屏的接線方案,第五節(jié) 無功補(bǔ)償設(shè)備和成套配電裝置,(二)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)

39、償設(shè)備 用于急劇變動(dòng)的沖擊負(fù)荷如煉鋼電弧爐、軋鋼機(jī)等的無功補(bǔ)償。補(bǔ)償設(shè)備通常采用靜止型無功功率補(bǔ)償裝置(SVC)，簡稱“靜補(bǔ)裝置”。 其中以固定電容器/晶閘管控制電抗器(PC/TCR)型應(yīng)用較多。,第五節(jié) 無功補(bǔ)償設(shè)備和成套配電裝置,二、成套配電裝置 成套配電裝置是按一定的線路方案將有關(guān)一、二次設(shè)備組裝為成套設(shè)備的產(chǎn)品，供供配電系統(tǒng)作控制、監(jiān)測和保護(hù)之用，其中安裝有開關(guān)電器、監(jiān)測儀表、保護(hù)和自動(dòng)裝置以及母線、絕緣子等。 分高壓配電裝置(高壓開關(guān)柜)和低壓配電裝置(含低壓配電屏、柜和配電箱)。,第五節(jié) 無功補(bǔ)償設(shè)備和成套配電裝置,(一)高壓開關(guān)柜 按結(jié)構(gòu)型式分有固定式和手車式。 一般中小用戶變配電所中，大多采用較為經(jīng)濟(jì)的固定式高壓開關(guān)柜。我國主要有GG-1A(F)型。這種防誤型開關(guān)柜裝設(shè)了防止誤操作和保障人身安全的閉鎖裝置，實(shí)現(xiàn)了“五防”： )防止誤跳、誤合斷路器。 )防止帶負(fù)荷誤拉、誤合隔離開關(guān)；對手車式高壓開關(guān)柜，則為防止帶負(fù)荷將斷路器手車?yán)龌蛲迫搿?)防止帶電掛接地線，或防止帶電合接地刀閘。 )防止帶接地線或接地刀閘在合閘位置時(shí)誤合隔離開關(guān)或