工厂第二章

第二章工厂变配电所及其一次系统第三节高低压一次设备第二节电力变压器和互感器第一节工厂变配电所的任务和类型返回目录第二章工厂变配电所及其一次系统第五节工厂变配电所的所址、布置、结构及安装图第四节工厂变配电所的主接线图返回目录第一节工厂变配电所的任务和类型一、变配电所的任务变电所的任务：受电→变压→配电配电所的任务：受电------→配电二、变配电所的类型工厂变电所分为总降压变电所和车间变电所，不过中小型工厂一般不设总降压变电所。车间变电所按其主变压器的安装位置来分，有下列类型：（1）车间附设变电所变电所变压器室的一面墙或几面墙与车间建筑的墙共用，变压器室的大门朝车间外开。如果按变压器室位于车间的墙内还是墙外，还可进一步分为内附式（图2-1中的1、2）和外附式（图2-1中的3、4）。（2）车间内变电所（图2-1中的5）。（3）露天（或半露天）变电所变压器安装在车间外面抬高的地面上（图2-1中的6）。第一节工厂变配电所的任务和类型图2-1车间变电所的类型1、2-内附式3、4-外附式5-车间内式6-露天或半露式7-独立式8-杆上式9-地下式10-楼上式第一节工厂变配电所的任务和类型（4）独立变电所（5）杆上变电台变压器安装在室外的电杆上，亦称杆上变电所（图2-1中的8）。（6）地下变电所整个变电所设置在地下（图2-1中的9）。（7）楼上变电所整个变电所设置在楼上（图2-1中的10）。（8）成套变电所（9）移动式变电所返回本章目录第二节电力变压器和互感器一、电力变压器及其分类（教材P28）电力变压器（文字符号位T）的主要功能：将电力系统的电压升高或降低，以利于电能的合理输送、分配和使用。电力变压器的分类：（1）按变压功能分，有降压变压器和升压变压器。工厂变电所都采用降压变压器。终端变电所的降压变压器又称为配电变压器。（2）按容量系列分，有R8系列和R10容量系列。老的R8容量系列的容量等级是按R8=≈1.33的倍数递增的。新的R10容量系列的容量等级是按R10=≈1.26倍数递增的。（教材P28）（3）按相数分，有单相变压器和三相变压器。（4）按调压方式分，有无载调压变压器和有载调压变压器。（5）按绕组材料分，有同绕组变压器和铝绕组变压器。（6）按绕组型式分，有双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器。（7）按绕组绝缘和冷却方式分，有油浸式、干式、和充气式（SF6)变压器。其中油浸式变压器又有油浸自冷式、油浸风冷式、油浸水冷式和强迫由循环冷却式等。工厂大多采用油浸自冷式变压器，8101010（8）按用途分，有普通电力变压器、全封闭变压器和防雷变压器。工厂变电所大多采用普通变压器，只在易燃易爆场所及安全要求特高的场所爱用全封闭变压器，在多雷地区采用防雷变压器。二、电力变压器的结构、型号和联结组别（一）电力变压器的结构和型号电力变压器的基本结构自包括铁芯和绕组两大部分。绕组又分为高压和低压或一次和二次绕组等。教材P28图2-3是环氧树脂浇注绝缘的三相干式电力变压器的结构图。图2-2是普通三相油浸式电力变压器的结构图。（如下图）第二节电力变压器和互感器图2-2三相油浸式电力变压器1-信号温度计2-铭牌3-吸湿器4-油枕（储油柜）5-油位指示器（油标）6-防爆管7-瓦斯（气体）继电器8-高压出线套管和接线端子9-低压出线套管和接线端子10-分接开关11-油箱及散热油管12-铁心13-绕组及绝缘14-放油阀15-小车16-接地端子第二节电力变压器和互感器（二）电力变压器的联结组别1.常用配电变压器的联结组别（6-10KV,二次侧为220/380V变压器有Yyn0和Dyn11两种常用连接组别）（1）变压器Yyn0联结组的接线和示意图如图2-4所示。图2-4变压器Yyn0联结组a）一、二次绕组接线b）一、二次电压相量c）时钟示意图第二节电力变压器和互感器（2）变压器Dyn11联结组的接线和示意图如图2-5所示（教材P31)变压器采用Dyn11联结较之采用Yyn0联结有下列三条优点：（教材P31此略)2.防雷变压器的联结组别(结构特点：每一铁芯柱上的二次绕组都分为两个匝数相等的绕组，而且采用曲折性连接。当雷电过电压沿变压器二次侧侵入时，由于二次侧同一铁芯柱上两个绕组的电流相反，其磁动势相互抵消，因此过电压不会感应到一次侧线路上去。同样，一次侧的雷电过电压也不会感应到二次侧）防雷变压器通常采用Yzn11联结组，如图2-6a所示，其正常时的电压相量图如图2-6b所示。图2-6变压器Yzn11联结的防雷变压器a）一、二次绕组接线b）一、二次电压相量第二节电力变压器和互感器三、电流互感器和电压互感器（一）互感器及其主要功能（教材P32）电流互感器（文字符号TA），又称为仪用变流器。电压互感器又称为仪用变压器。它们统称为仪用互感器，简称互感器。从其基本结构自原理来说，互感器就是一种特殊变压器。互感器的主要功能：（1）用来使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘；（2）用来扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围。（二）电流互感器1.电流互感器的基本结构原理和接线方案电流互感器的基本结构原理如图2-7所示。（一次绕组端子标P1、P2，二次绕组端子标S1、S2，其中P1与S1、P2与S2是同名端）图2-7电流互感器1-铁心2-一次绕组3-二次绕组电流互感器的结构特点：一次绕组匝数很少（最少的只有一匝），导体粗；二次绕组匝数很多，导线很细。电流互感器的接线特点：一次绕组串接在被测的一次电路中，而二次绕组则与仪表、继电器等的电流线圈串联。因此电流互感器工作时其二次回路接近于短路状态。二次绕组的额定电流一般为5A。电流互感器一次电流与其二次电流的关系：I1≈I2=KiI2电流互感器在三相电路中的四种常用接线方案（如教材P33图2-8所示）：（1）一相式接线电流线圈通过的电流，反应一次电路相应相的电流。该接线通常用于负荷平衡的三相电路。（2）两相V形接线该接线广泛用于在中性点不接地的三相三线制电路中测量三相电流、电能及作为过电流继电保护之用。（3）两相电流差接线该接线中性点不接地的三相三线制电路中做过电路保护之用。（4）三相星形接线该接线广泛用于负荷一般不平衡的三相四线制系统和三相三线制系统中，作三相电流、电能测量及过电流继电保护之用。NN12第二节电力变压器和互感器2.电流互感器的类型和型号（教材P34）图2-11是户内高压LQJ-10型电流互感器的外形图。图2-11LQJ-10型电流互感器1-一次接线端子2-一次绕组（树脂浇注）3-二次接线端子4-铁心5-二次绕组6-警示牌（上写“二次侧不得开路”等字样）第二节电力变压器和互感器图2-12是户内低压LMZJ1-0.5型（500～800/5A）电流互感器的外形图。图2-12LMZJ1-0.5型电流互感器1-铭牌2-一次母线穿孔3-铁心，外绕二次绕组，树脂浇注4-安装板5-二次接线端子第二节电力变压器和互感器3.电流互感器的使用注意事项（1）电流互感器在工作时其二次侧不得开路。接入熔断器和开关。因此其二次接线要求连接可靠，且二次侧不允许开路。（2）电流互感器的二次侧有一端必须接地。目的是防止器一、二次侧绕组间绝缘击穿时，一次侧的高电压窜入二次侧，危及人身和设备的安全。（3）电流互感器在连接时，要注意其端子的极性。按照规定，我国互感器和变压器的绕组端子，均采用“减极性”标号法。所谓“减极性”标号法，就是互感器或变压器按图2-13接线时，一次绕组接上电压U1，二次绕组感应出电压U2。将一、二次绕组一对同名端短接，则在其另一堆同名端测出的电压为图2-13互感器和变压器的“减极性”判别法U1-输入电压U2-输出电压UUU21第二节电力变压器和互感器（三）电压互感器1.电压互感器的基本结构原理和接线方案电压互感器的基本结构原理图如图2-14所示。（A端与a端，N端与n端各为同名端）图2-14电压互感器1-铁心2-一次绕组3-二次绕组电压互感器的结构特点：一次绕组匝数很多，二次绕组匝数很少，相当于减压变压器。电压互感器的接线特点：一次绕组并联在一次电路中，而二次绕组则并联仪表、继电器的电压线圈。电压互感器工作时其二次侧接近于空载状态。。二次绕组的额定电压一般为100V。电压互感器一次电压与其二次电压之间的关系为：≈电压互感器在三相电路中有如下四种常见的接线方案：（教材P37)(1)一个单相电压互感器的接线供仪表、继电器接于一个线电压。（2）两个单相电压互感器接成V/V形工仪表、继电器接于三相三线制电路的各个线电压。（3）三个单相电压互感器接成供电给要求线电压的仪表、继电器，并供电给接相电压的绝缘监视电压表。（4）三个单相三绕组电压互感器或一个三相五芯柱三绕组电压互感器接成/开口三角。其接成的二次绕组供电给接线电压的仪表、继电器及接相电压的绝缘监视用电压表；接成开口三角形的辅助二次绕组，接电压互感器。一次电压正常时，由于三个相电压对称，开口三角形两端的电压接近于零。当某一相接地时，开口三角形两端将出现近100V的零序电压，使电压继电器动作，发出信号。U1U2U1NN21U2YY00YY00Y0电压互感器的使用注意事项：（1）电压互感器工作时其二次侧不得短路。因此电压互感器的一、二次测都必须装设熔断器进行短路保护。（2）电压互感器二次侧有一端也必须接地。（3）电压互感器在连接时也应注意其端子的极性。第二节电力变压器和互感器2.电压互感器的类型和型号图2-16是应用广泛的JDZJ-10型单相三绕组、环氧树脂浇注绝缘的户内电压互感器外形图。图2-16JDZJ-10型电压互感器1-一次接线端子2-高压绝缘套管3-一、二次绕组，树脂浇注绝缘4-铁心5-二次接线端子第三节高低压一次设备一、一次设备的分类及设备运行中的电弧问题与灭弧方法（一）一次设备的分类（教材P39)（二）电气设备运行中的电弧问题与灭弧方法1.电弧的产生开关的触头及其周围介质中含有大量可被游离的电子，当分断的触头之间存在足够大的外施电压时，就有可能产生强烈的电游离现象，即电弧。2.电弧的熄灭（1）正负带电质点的复合；（2）正负带电质点的扩散；3.开关电器中常用的灭弧方法（1）速拉灭弧法。例如在高压开关中装设强有力的断路弹簧。（2）冷却灭弧法。就是采取各种方法降低电弧温度。（3）吹弧灭弧法。利用外力（气流、油流或电磁力）吹动电弧，使电弧冷却。按吹弧的方向分，有横吹和纵吹两种，如图2-17所示。第三节高低压一次设备图2-17吹弧方式a）横吹b）纵吹1-电弧2-触头第三节高低压一次设备（4）长弧切短灭弧法。图2-21所示为钢灭弧栅（又称去离子栅）。图2-21钢灭弧栅对电弧的作用1-钢栅片2-电弧3-触头第三节高低压一次设备（5）粗弧分细灭弧法。（6）狭沟灭弧法。图2-22为用耐弧的陶瓷材料制成的绝缘灭弧栅。图2-22绝缘灭弧栅对电弧的作用1-绝缘栅片2-电弧3-触头第三节高低压一次设备（7）真空灭弧法。（8）六氟化硫（SF6）灭弧法。二、高压一次设备（一）高压熔断器（文字符号为FU）高压熔断器全型号的表示和含义如下：第三节高低压一次设备1.RN1和RN2型户内高压管式熔断器RN1型和RN2型的结构基本相同，都是瓷质熔管内充石英砂填料的密封管式熔断器，其外形结构如图2-23所示。RN1型和RN2型熔断器熔管的内部结构如教材P43图2-24所示。都是瓷质熔管内填充石英砂的密封管式熔断器。图2-23RN1、RN2型高压熔断器1-瓷熔管2-金属管帽3-弹性触座4-熔断指示器5-接线端子6-支柱瓷瓶7-底座第三节高低压一次设备RN1型主要用作高压电路和设备的短路保护，并能起过负荷保护的作用，其结构尺寸较大，熔体额定电流可达100A。而RN2型只用作高压电压互感器的一次侧的短路保护，其结构尺寸较小，熔体额定电流一般为5A。2.RW4和RW10（F）型户外高压跌开式熔断器一般型跌开式熔断器的文字符号为FD；负荷型跌开式熔断器的文字符号为FDL。户外高压跌开式熔断器的功能：应用于户外，既可作6～10KV线路和设备的短路保护，又可在一定条件下，直接用高压绝缘棒来操作熔管的分合，兼作高压隔离开关的