供配电教程――第4章 供配电一次系统4

14.4低压一次设备及其选择一、概述低压一次设备指供电系统中额定电压在1KV及以下的电气设备二、低压熔断器符号同高压熔断器作用：实现低压配电系统的短路保护和过负荷保护常用的类型及特性21.RM10型低压无填料密闭管式熔断器灭弧断流能力较差，属非限流式熔断器。结构简单，价廉及更换熔体方便，仍较普遍地应用于低压配电装置中。2.RT0型低压有填料封闭管式熔断器灭弧断流能力很强，具有限流作用。能实现短路保护和过负荷保护。保护性能好，断流能力大，可应用在靠近电源的配电装置，但它多为不可拆式，熔体熔断后报废，不经济。二、低压熔断器33.RS3型有填料封闭管式快速熔断器主要作硅整流元件及其成套装置的短路或过负荷保护,灭弧断流能力很强，具有限流作用。长期工作不老化、不误动作4RT0型有填料封闭管式低压熔断器5RL1-200（螺旋式）熔断器RM10型低压无填料密闭管式熔断器6RO17圆筒帽型熔断体RS3-100方管形直角母线式熔断器RT18N7RT18C8螺旋式熔断体螺旋式熔断器支持件/底座低压高分断能力熔断体底压熔断器底座91.低压刀开关QK★低压刀开关作用：1)、隔离电源，安全检修；2)、带灭弧罩的QK可以通断正常的负荷电流。HD－－单投HS－－双投三、低压刀开关10低压刀开关型号11例：HH封闭式负荷开关；HK开启式负荷开关。FU-QK2.低压刀熔开关由刀开关与熔断器组合而成。闸刀是熔断器，所以具有刀开关和熔断器的双重功能；例：HR3刀熔开关；3.负荷开关QL由带灭弧罩的刀开关与熔断器串联组成，即可带负荷操作、又能实现短路保护。12HS系列开启式刀开关HR户外低压熔断器式刀开关HK开启式、HH封闭式负荷开关13刀开关低压负荷开关14HD1315HD13BX系列旋转操作型开启式刀开16别名：自动空气开关、低压空气开关、自动开关低压断路器（文字符号和图形符号与高压断路器相同）是一种能带负荷通断电路，又能在短路、过负荷、欠压或失压的情况下自动跳闸的一种开关设备。保护功能：短路保护、过负荷保护和失压欠压保护（一）工作原理其原理示意图如图4-22所示，它由触头系统、灭弧装置、转动机构和脱扣器等部分组成。四、低压断路器QF17图4-22低压断路器原理结构接线示意图1—主触头2—跳钩3—锁扣4—分励脱扣器5—失压脱扣器6、7—脱扣按钮8—加热电阻丝9—热脱扣器10—过流脱扣器18用于线路或设备长时间过载（过负荷）保护，当线路电流出现较长时间过载时，双金属片受热变形，使断路器跳闸。热脱扣器-------双金属片结构用于短路保护，当电流大于动作电流时自动断开线路。分瞬时动作脱扣器和短延时动作脱扣器（电磁脱扣器+阻尼机构实现短延时脱扣）两种。过流脱扣器--------电磁机构用于远距离跳闸。远距离合闸操作可采用电磁铁或电动储能合闸。分励脱扣器--------电磁机构失压脱扣器--------电磁机构用于欠压或失压（零压）保护时，当电源电压低于定值时自动断开断路器。19（二）保护特性20断路器的种类很多。按灭弧介质分有空气断路器和真空断路器；按用途分配电、电动机保护、照明、漏电保护等几类；按结构型式分万能式（框架结构）和塑壳式（装置式）两大类；按安装型式分固定式和抽屉式两种；按保护性能分非选择型和选择型两种。（三）断路器的种类1.塑壳式低压断路器塑壳式断路器所有机构及导电部分都装在塑料壳内，在塑壳正面中央有操作手柄，手柄有三个位置，在壳面中央有分合位置指示。21目前常用的塑壳式断路器主要有DZ20、DZ15、DZX10系列及引进国外技术生产的H系列、S060系列、3VE系列、TO和TG系列。①合闸位置：手柄位于向上位置，断路器处于合闸状态。②自由脱扣位置：位于中间位置，只有断路器因故障跳闸后，手柄才会置于中间位置。③分闸和再扣位置：位于向下位置，当分闸操作时，手柄被扳到分闸位置，如果断路器因故障使手柄置于中间位置时，需将手柄扳到分闸位置（这时叫再扣位置）时，断路器才能进行合闸操作。22万能式断路器的内部结构主要有机械操作和脱扣系统、触头及灭弧系统、过电流保护装置等三大部分。2.万能式低压断路器万能式压断路器主要有DW15系列，DW18、DW40、CB11(DW48)、DW914系列及引进国外技术生产的ME系列、AH系列、AE系列。其中DW40、CB11系列为采用智能脱扣器，能实现微机保护。万能式断路器操作方式有手柄操作、电动机操作、电磁操作等。23彩图4-12C65系列微型断路器C65断路器24框架式低压断路器DZ20系列塑料外壳式断路器25NM1系列塑料外壳式断路器26CW1系列27282930作为线路或电机的远距离频繁通、断之用。（一）类型CJ20系列接触器，是全国统一设计的新产品，适用于50/60Hz,600v及以下的交流电路。额定电流6.3~630A,灭弧性能好，触头具有较高的抗熔焊和耐电磨损性能。五交流接触器B系列接触器，是目前常用的产品之一，适用于50/60Hz,600v及以下,电流475A及以下的交流电路,具有失压保护作用，常和T系列热继电器组成磁力起动器。31CJ20系列交流接触器32（二）选择NKMNLUU≥NKMNLII≥3.动热及分断能力校验。1.额定电压:2.额定电流:4.据电源的要求选择吸收线圈的电压等级和电流种类。5.据连锁点的数目和它需要遮断的电流大小确定辅助接点。6.据操作次数需要接触器所允许的工作频率。33智能断路器、智能电动机保护器、智能接触器等智能电器元件随智能型配电网络系统应运而生。以DW40、DW45、DZ40、S、CJ40、M、F、3TF等产品为代表，产品性能优良、工作可靠、体积小、电子化、智能化、组合化、模块化、多功能化。六智能化低压电器34（一）智能断路器1.特点：(1)保护功能多样化除了可同时具有长延时、短延时、瞬时的三段保护功能以外，还具备过压、欠压、断相、反相、三相不平衡、逆功率及接地保护(第四段保护)以及屏内火灾检测预报警等功能，甚至于可做到一种保护功能多种动作特性。35(2)选择性强其保护的选择性，灵活性及重复误差都很好，加之它的各种保护功能和特性可以全范围调节，因此可实现多种选择性：可任意选择动作特性。可任意选择保护功能。便于实现极联保护协调，实施区域选择性连锁，实现良好的极间协调配合。36既能从操纵者那里得到各种控制命令和控制参数又能通过连续巡回检测对各种保护特性、运行参数、故障信息进行直观显示，还可与中央计算机联网实现双向通讯，实施遥测、遥讯、遥控、人机对话功能强，操作人员易于掌握，避免误动作。(3)具备通讯功能37(4)显示与记忆智能化断路器能显示三相电压、电流、功率因数、频率、电能、有功功率、动作时间、分断次数以及预示寿命等，能将故障数据保存，并指示故障类型、故障电压、电流等，起到辅助分析诊断故障的作用。可对构成智能断路器的电子元器件的工作状态进行自诊断，当出现故障时可发出报警并使断路器分断。预警功能使操作人员能及时处理电网的异常情况。微处理器能进行“脱扣”和“非脱扣”两种方式试验，利用模拟信号进行长延时，短延时，瞬时整定值的试验，还可进行在线试验。(5)故障自诊断，预警与试验功能382.组成及工作原理(1)实时检测电流传感器、实心和空心电流互感器(2)微处理器及其外围接口智能脱扣器的核心部分，对拾信号进行实时处理，存储、判别，对不正常因素进行监控等。(3)执行元件执行元件是磁通变换器，其磁路全封闭或半封闭，正常工作时靠永磁铁保证铁心处于闭合状态，脱扣器发出脱扣指令时，线圈通过的电流产生反磁场抵销了永磁体的磁场，动芯靠反弹簧动作推动脱扣件脱扣。39NA1系列智能型万能式低压断路器40（三）交流接触器将微处理器引入交流接触器中，实现智能交流接触器起动、保护、分断全过程的优化控制。目前采用了特殊结构的触头系统，实现了接触器的无弧、少弧分断，大大提高了接触器的电寿命，实现了交流接触器技术的重大突破，达国际先进水平。41NCPS7系列智能控制保护开关42七、低压一次设备的选择返回目录434.5电力变压器及其选择一、电力变压器电力变压器（powertransformer）是变电所的核心设备，通过它将一种电压的交流电能转换成另一种电压的交流电能，以满足输电、供电、配电或用电的需要。1.常用电力变压器的种类（1）按相数分类：有三相电力变压器和单相电力变压器。大多数场合使用三相电力变压器，在一些低压单相负载较多的场合，也使用单相变压器。44（2）按绕组导电材料分类：有铜绕组变压器和铝绕组变压器。目前一般均采用铜绕组变压器。（3）按绝缘介质分类：有油浸式变压器和干式变压器。油浸式变压器：与干式相比，具有较好的绝缘和散热性能，价廉，得到了广泛应用；不宜用于易燃、易爆场所。干式变压器：用浇注的环氧树脂作为绝缘和散热介质，结构简单体积小，重量轻。干式变压器有不易燃烧、不易爆炸的特点，特别适合在防火、防爆要求高的场合，广泛用于民用建筑。绝缘形式还有开启式、六氟化硫（SF6）充气式和缠绕式等。45按功能分有升压变压器和降压变压器；按用途分又可分为普通变压器和特种变压器；按调压方式分有无载调压变压器和有载调压变压器。油浸式变压器按冷却方式又有油浸自冷式、油浸风冷式、油浸水冷式和强迫油循环冷却式等2.常用变压器的容量系列我国目前的变压器产品容量系列采用国际通用的R10容量系列。即变压器容量等级是按为倍数确定的，如：100kVA、125kVA、160kVA、200kVA、250kVA、315kVA、500kVA、630kVA、800kVA、1000kVA、1250kVA、1600kVA等。26.1101010R46★结构：铁心，一、二次绕组★联结组别：常用Yyn0和Dyn11Dyn11的优点：1)、抑制高次谐波的能力较强；2)、零序阻抗较小，在单相短路时，短路电流较大，利于保护装置动作，将故障切除。3)、承担不平衡负荷的能力较强。二、电力变压器的结构，型号，联结组别47★型号：S9-800/10/0.4SC9-1000/10/0.4变压器的型号表示及含义48油浸式变压器刨面图彩图S9油浸式变压器50S11-M·R-30~1000/10系列三相卷铁心全密封配电变压器51电力变压器的额定容量，是指它在规定的环境温度条件下，室外安装时，在规定的使用年限内（一般规定为20年）连续输出的最大视在功率。一般规定，如果变压器安装地点的年平均气温θ0.av≠20ºC，则年平均气温每升高1ºC，变压器的容量应相应减小1％。因此变压器的实际容量（出力）应计入一个温度校正系数Kθ。对室外变压器其实际容量为：TNavTNTSSKS..0.)100201(1．变压器的实际容量三、变压器容量和过负荷能力5253对室内变压器，由于散热条件较差，变压器进风口和出风口间大概有15ºC温差，因此处在室中间的变压器环境温度比户外温度大约高8ºC，因此其容量要减小8％。TNavTNTSSKS..0.)1002092.0(电力变压器在运行中，其负荷总是变化的、不均匀的。就一昼夜而言，很大一部分时间的负荷都低于最大负荷，而变压器容量是按最大负荷选择的，因此变压器运行时实际上没有充分发挥其负荷能力。选择变压器容量时，有时还考虑系统发生故障时变压器过负荷，以保证负荷用电要求，因此，在正常工作时，变压器往往达不到它的额定值。从维持变压器规定的使用年限考虑，变压器在必要时完全可以过负荷运行。2．变压器正常过负荷54对于油浸式变压器，其允许过负荷包括以下两部分：（1）由于昼夜负荷不均匀而考虑的过负荷（2）由于夏季欠负荷而在冬季考虑的过负荷，但不得超过15%3．变压器的事故过负荷一般来讲，变压器在运行时最好不要过负荷，但是在事故情况下可以允许短时间较大幅度地过负荷运行，但运行时间不得超过表4-2所规定的时间。以上两部分过负荷同时考虑，室外变压器过负荷不得超过30%，室内变压器过负荷不得超过20%。干式变压器一般不考虑正常过负荷。55电力变压器事故过负荷允许值562.独立式变电所，可选用油浸式变压器（S9、S10-M、S11、S1