检修工培训之高低压配电系统

检修工培训之高低压配电设备主讲人：罗军首先需要说明的是，本人能力有限加之离开检修岗位已十几年，且接触的设备都是比较陈旧落后的，承蒙公司领导及企管部厚爱，与各位同事共同探讨高低压配电设备，今天所讲内容只能是起到抛砖引玉的作用，如有谬误之处，还请各位同事见谅。本讲内容高压电器及成套配电装置包括断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器、电容器等作用：在高压电路中起着控制或保护等作用。高压成套配电装置（也称开关柜），是以开关为主的成套电器。其优点：可满足各种主接线的要求，并具有占地少、安装、使用方便，适用于大量生产的特点，应用广泛。常用低压电器低压电器分类及产品型号包括开关电器、主令电器、接触器、继电器和熔断器。一、高压输配电系统概述电力系统是由发电厂、电力线路、变电站、电力用户组成的供电系统。通常要经历生产、输送、变换和分配等四个环节。在电力系统中，各级电压的电力线路以及相联系的变电站称为电力网，简称电网。通常用电压等级及供电范围大小来划分电网种类，一般电压在10KV以上到几百KV且供电范围大的称为区域电网，如果把几个城市或地区的电网组成一个大电网，则称国家级电网。电压在35KV以下且供电范围较小，单独由一个城市或地区建立的发电厂对附近的用户供电，而不与国家电网联系的称为地方电网。而包含配电线路和配电变电站，电压在10KV以下的电力系统称为配电网。电力系统的输配电方式示意图我国发电厂的发电机组输出额定电压为3.15～20KV。随着大型发电厂的建成投产及输电距离的增加，为了减少线路能耗、压降，以及节约有色金属和降低线路工程造价，必须经发电厂中的升压变电所升压至35～500KV，再由高压输电线传送到受电区域变电所，降压至6～10KV，经高压配电线送到用户配电变电所降压至380V低压，供用电设备使用。二、短路电流的危害1）短路电流通过电器设备时，将引起导体严重发热，造成导体温度升高甚至溶化，并且会损坏绝缘。2）短路电流通过电器设备时，在相间产生很大的电动力作用于导体之上，可能造成设备的变形或损坏。3）短路处往往有电弧产生，高温电弧会烧毁故障设备或烧伤周围人员，甚至引起火灾。4）短路电流通过变压器、线路等阻抗元件时，将产生很大的电压降，还会引起发电机端电压的降低，因此影响电力系统的正常供电。三、高压电器中的电弧1、什么是电弧？电弧是电气设备运行中产生的一种物理现象,其特点是光亮很强温度很高。2、高压电路中开关电器切断具有电流的电路时，断开的触头之间将会产生电弧。电弧温度极高，可达5000℃以上,对电器设备有很大危害。研究电弧的目的,是要迅速熄灭电弧,以保证电器设备运行安全。四、高压断路器高压断路器是变电所主要的电力控制设备，具有灭弧特性，当系统正常运行时，它能切断和接通线路及各种电气设备的空载和负荷电流；当系统发生故障时，它和继电保护装置配合，能迅速切断故障电流，以防止扩大事故范围。因此，高压断路器工作的好坏，直接影响到电力系统的安全运行；它的种类很多，按其灭弧方式的不同，可分为：油断路器（多油、少油）、SF6断路器、真空断路器、压缩空气断路器等。1、真空断路器的特点具有体积小、重量轻、噪音小、无可燃物、维护工作量少等突出的优点。尤其适用于频繁操作及故障较多的场合。ZN28-12型户内高压断路器ZN28-12型户内高压真空断路器系三相交流5OHz，额定电压为12kV的户内装置。主要安装于手车式开关柜（GG1A开关柜替换SN10型少油断路器），供工矿企业、发电厂及变电站作电气设备的保护和控制之用，并适用于频繁操作场所。ZN28-12外型结构图ZN28-12技术参数ZN63A-12(VS1)系列户内交流高压真空断路器2、真空断路器的组成结构真空灭弧室传动部分框架机构部分绝缘部分导电部分真空断路器真空灭弧室是真空断路器的一个心脏。外壳：玻璃、高铝陶瓷（耐温1600度，熔点2030度，耐压强度高）或微晶玻璃等无机绝缘材料制成，圆筒状，两端用金属盖板封接组成封闭容器。外壳内部：一对触头，其中，静触头固定在静导电杆的端头，动触头固定在动导电杆的端头。动导电杆在中部与波纹管的一个端口焊在一起，波纹管的另一端口与动端盖的中孔焊接，动导电杆从中孔穿出外壳。由于波纹管在轴向上可以伸缩，因而这种结构既能实现在灭弧室外带动动触头作分合运动，又能保证真空外壳的密封性。真空灭弧室内部通常抽成高真空。在动、静触头和波纹管周围装有屏蔽罩，触头周围的屏蔽罩称为全屏蔽罩，由磁柱支撑；波纹管周围的屏蔽罩称为辅助屏蔽罩或波纹管屏蔽罩。由于大气压力的作用，灭弧室在无机械外力作用时，其动静触头始终保持闭合位置，当外力使动导电杆向外运动时，触头才分离。操作机构分类根据正常操动合闸所直接利用的动能形式的不同，操动机构分为手动型（CS）、电磁型（CD）、电动型、液压型（CY）、气动型（CQ）和弹簧型（CT）等多种类型。除手动型外，其他均为自动操动机构。其中，电磁型和电动型需直接依靠合闸电源提供操动功率；液压型、气动型和弹簧型则只需间接利用电能，并经转换设备和储能装置用非电能形式操动合闸，故短时失去电源后可由储能装置提供操动功率，因而减少了对电源的依赖程度。CT19机构CT19弹簧操动机构是专为配真空断路器而设计的，它与ZN28-10真空断路器和ZN28A悬挂式真空断路器匹配用于工矿企业、发电厂及变电站作电气设施的保护和控制之用。机构合闸弹簧的储能方式有电动机储能和手力储能两种，合闸操作有合闸电磁铁和手按钮操作两种，分闸操作有分闸电磁铁和手按钮操作两种，机械寿命可达10000次。CD10电磁操动机构优点：结构简单、价格较低、加工工艺要求低。缺点：合闸功率大、需要配备大容量的直流合闸电源、机构笨重、机构耗材多。CD10电磁操动机构五、隔离开关字母G---代表隔离开关安装地点，N—户内，W—户外数字---为设计序号，代表不同的系列数字---代表额定电压（kV）字母---代表补充特性，T—统一设计，G—改进型，D—带接地刀闸，C—穿墙式数字---代表额定电流（A）字母---G—代表高原型按安装地点分：户内式、户外式按操作特点分：单极式、三极式按有无接地刀分：带接地刀闸和不带接地刀闸按刀闸的运动方式分：水平旋转式、垂直旋转式和插入式GN8-10/600户内隔离开关隔离开关作用隔离电源倒闸操作拉、合无电流或小电流的电路，其中，允许拉合的电路有：拉、合电压互感器或避雷器回路拉、合母线和直接与母线相连设备的电容电流拉、合励磁电流小于2A的空载变压器拉、合电容电流不超过5A的空载线路特别注意：严禁带负荷操作六、负荷开关高压负荷开关的作用和分类高压电路中用于在额定电压下接通或断开负荷电流的专用电器。一般配合高压熔断器使用，由熔断器起短路保护作用。具有灭弧装置，但灭弧能力较弱，只能切断或接通正常的负荷电流。按使用场所分为：户内式、户外式按灭弧方式分为：油浸式、产气式、压气式、真空和SF6负荷开关户内式高压负荷开关——FN3-10R/400七、高压熔断器高压熔断器用途和分类用途：在通过短路电流或过载电流时熔断，以保护电路中的电气设备。高压熔断器是6-35kv电力系统小容量电路中常用的保护电器。它由熔体、支持触头和保护外壳三部分组成。串接于电路中，主电路发生过负荷或短路故障时，故障电流超过熔体的额定电流，熔体被迅速加热熔断，切断故障电流。在不太重要而又允许较长时间停电的线路中，高压熔断器和隔离开关或负荷开关配合使用可代替价格高的断路器。安装地点：户内式、户外式动作特征性：固定式、自动跌落式工作特性：限流式、非限流式户内式高压熔断器和跌落式熔断器RN1：限流型熔断器以石英砂作为熔断器填充物。用于电力线路过载及短路保护。RN2：用于电压互感器回路做短路保护的专用熔断器。跌落式熔断器安装时务必检查熔丝是否拴紧，以防止触头过热。熔管轴线与铅垂线成300倾角，不得垂直或水平安装，以保证熔件熔断时熔管能靠自重自行跌落。应保持足够的安全距离。6-10KV户外安装时相间距离应不小于70mm，对地距离4.5m，户内安装时，相间距离应不小于60mm、对地距离3.0m为宜。应检查分合操作是否灵活，熔管上端口的磷铜膜片应完好，紧固熔体时应将膜片压封住熔管上端口以保证灭弧性能。八、高压电容器用途：电力系统的无功电源之一，用于提高电网的功率因数，主要用于无功补偿。九、高压成套配电装置高压成套配电装置（也称开关柜），是以开关为主的成套电器。其优点：可满足各种主接线的要求，并具有占地少、安装、使用方便，适用于大量生产的特点，应用广泛。按结构特点分类：金属封闭式、金属封闭铠装式、金属封闭箱式等。按断路器的安装方式：固定式、手车式。开关柜的“五防”连锁功能：防误分、合断路器；防带负荷拉合隔离刀闸防带电合接地刀闸防带接地线合断路器防误入带电间隔开关柜的联锁装置（1）手车从工作位置移至隔离/试验位置后，活动帘板将静触头盒隔开，防止误入带电隔室。检修时，可用挂锁将活动帘板锁定。（2）断路器处于合闸状态时，手车不能从工作位置拉出或从隔离/试验位置推至工作位置；断路器的手车已充分锁定试验位置或工作位置才能被操作。（3）接地开关仅在手车移出隔离/试验位置及柜外时才能被操作，当接地开关处于合闸状态时，手车不能从隔离/试验位置退至工作位置。（4）手车在工作位置时，二次插头被锁定不能拔开。KYN开关柜结构图GG1A开关柜常用低压电器分类及产品型号一、低压断路器断路器通用型号的意义例1：DW16——2000表示该产品壳架等级电流为2000A表示产品设计代号表示万能式断路器例2：DZ20L一250表示该产品壳架等级电流电子式样漏电断路器表示产品设计代号表示塑壳式断路器低压断路器的分类使用类别：非选择型A；选择型B凡有短路保护或者电子式的断路器都为选择型，反之都为非选择型。用途：配电保护；电动机保护；保护照明线路；漏电保护。配电保护一般采用框架式断路器（少部分用户因为电流等级小，也采用塑壳断路器）；电动机保护大部分采用塑壳断路器；保护照明线路的大部分采用小电流等级的塑壳断路器或者小型断路器；漏电保护就只能使用漏电断路器；以上几种保护的选型不是绝对的，它们都是根据客户需求来选择断路器开关，满足客户需求才等于选型正确。极数：单极；二极；三极；四极每极区别与不同在于母线的数量不一样，单极为一根母线。二极两根，三极三根，四极四根。结构形式：万能式；塑料外壳式。安装方式：固定式；抽屉式。固定式和抽屉式的都可以按照字面意思来理解。区别在于，抽屉式的便于维修，固定式的维修比较麻烦。DW15-2500万能式断路器和单极刀开关低压联络开关断路器常见故障和解决办法1故障现象原因处理办法手动操作断路器不能闭合⒈失压脱扣器无电压或线圈损坏⒉储能弹簧变形，导致闭合力减小⒊反作用弹簧力过大⒋机构不能复位再扣⒈检查线路，施加电压或更换线圈⒉更换储能弹簧⒊重新调整弹簧力⒋调整再扣而至规定值电动操作断路器不能闭合⒈操作电源电压不符⒉电源容量不够⒊电磁拉杆行程不够⒋电动机操作定位开关变位⒌控制器中整流管或电容器损坏⒈调换电源⒉增大操作电源容量⒊重新调整或更换拉杆⒋重新调整⒌更换损坏元件有一相触头不能闭合⒈一般型断路器的一相连杆断裂⒉限流断路器的斥开机构的可折连杆之间的角度变大⒈更换连杆⒉调整至原技术条件规定值断路器常见故障和解决办法2故障现象原因处理办法分励脱扣器不能使断路器分断⒈线圈短路⒉电源电压太低⒊再扣接触面积太大⒋螺丝松动⒈更换线圈⒉调换电源电压⒊重新调整⒋拧紧欠电压脱扣器不能使断路器分断⒈反力弹簧变小⒉如保储能释放，则储能弹簧变小或断裂⒊机构卡死⒈调整弹簧⒉调整或更换储能弹簧⒊消除卡死原因，如生锈起动电动机时断路器立即分断过电流脱扣器瞬动整定值太小或选用不对⒈调整瞬动整定值⒉如有空气式脱扣器，则可能阀门失灵或橡皮膜破裂，查明后更换断路器常见故障和解决办法3故障现象原因处理办法断路器闭合后经一定时间自行分断⒈过电流脱扣器长延时整