工厂供配电设备的运行及管理

模块二工厂供配电设备的运行及管理1在工厂供配电设备的运行及管理中，电气设备的运行及选择是很重要的，其选择得恰当与否将影响到整个系统能否安全可靠地运行，故必须遵循一定的选择原则。本模块主要了解供配电系统电气设备的分类，高、低压开关设备、互感器、熔断器、无功补偿等设备的结构、用途、运行管理及选择方法，以及成套设备的类型和结构特点。使学生对工厂供配电一次设备的运行与操作有明确的认识，能够合理、正确地使用电气设备，为后续课程的学习奠定基础，也为今后从事相关岗位工作奠定基础。2学习单元一高压电气设备的运行及选择知识目标了解高压电气设备的运行，理解供配电系统的一些主要高压电气设备及其功用、结构特点、型号和规格，掌握高压熔断器、高压隔离开关、高压负荷开关、高压断路器等电气设备的选择方法。能力目标能独立完成高压电气设备的选择，掌握高压电气设备的运行方式及运行状态，为后续内容的学习打下基础。重点和难点教学重点：高压熔断器、隔离开关、负荷开关、断路器、高压配电装置的运行及选择方法。教学难点：高压断路器的结构。3学习单元一高压电气设备的运行及选择一、高压熔断器的运行及选择二、高压隔离开关的运行及选择三、高压负荷开关的运行及选择4四、高压断路器的运行及选择五、高压配电装置的运行及选择学习单元一高压电气设备的运行及选择一、高压熔断器的运行及选择51.熔断器概述高压熔断器（FU）是人为在电网中设置的薄弱环节，是工厂供电系统中应用广泛的一种保护电器，它串接在保护电路中，当流过其熔体电流超过一定数值时，熔体自身产生的热量自动地将熔体熔断而断开电路，其功能主要是对电路及其设备进行短路或过负荷保护。学习单元一高压电气设备的运行及选择62.熔断器的结构和类型（1）高压熔断器的型号学习单元一高压电气设备的运行及选择7（2）熔断器的主要技术参数1）熔断器的额定电流：熔断器壳体的载流部分和接触部分所允许的长期通过的工作电流。2）熔体的额定电流：长期通过熔体而熔体不会熔断的最大电流。熔体的额定电流通常小于或等于熔断器的额定电流。3）熔断器的极限断路电流：是指熔断器所能分断的最大电流。4）熔断器的保护特性：指切断电流的时间t与通过熔断器电流I之间的关系特性曲线。学习单元一高压电气设备的运行及选择8（3）常见高压熔断器1）RN1、RN2系列户内高压管式熔断器图2.1RN1、RN2型户内高压管式熔断器外形结构示意图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—瓷绝缘子；7—底座；图2.2RN1、RN2型户内高压管式熔断器的熔管剖面示意图1—金属管帽；2—瓷熔管；3—工作熔体；4—指示熔体；5—锡球；6—石英砂填料；7—熔断指示器（虚线表示指示器在熔体熔断时弹出）；学习单元一高压电气设备的运行及选择92）RW4、RW10（F）系列户外高压跌开式熔断器图2.3RW4-10型熔断器的基本结构1—上接线端子；2—上静触头；3—上动触头；4—管帽；5—操作环；6—熔管；7—铜熔丝；8—下动触头；9—下静触头；10—下接线端子；11—绝缘子；12—固定安装板学习单元一高压电气设备的运行及选择103.高压熔断器的运行（1）高压熔断器正常运行情况1)瓷件无破损、裂纹、闪络、烧伤等情况2)各部活动轴应灵活，弹力合适。3)安装牢固，安装角度及相间距离正确。4)裸带电部分与各部分距离足够。5)上下引线与接头的连接良好，无松动、过热及烧防现象。6)熔断器的接触应良好，无发热现象。7)定期停电检查和调整，一般每1～3年进行1次。11（2）操作跌落式熔断器的注意事项1）一般情况下不应带负荷操作（容量在200kVA及以下的配电变压器，允许高压侧的熔断器断开、闭合负荷电流），因此，应先切断负荷，再操作跌落式熔断器，以保证安全，防止事故发生。2）分断操作时，应先拉断中相，再拉下风相，最后拉剩下一相；合闸时顺序相反，先推上风相，最后推中相。3）操作时不得用力过猛，以免熔断器损坏，操作者应戴绝缘手套和护目镜，以确保安全。学习单元一高压电气设备的运行及选择124.高压熔断器的选择保护线路的熔断器的选择1）熔断器的额定电压应不低于其所在系统的额定电压2）熔体额定电流不小于线路计算电流3）熔断器额定电流不小于熔体的额定电流学习单元一高压电气设备的运行及选择学习单元一高压电气设备的运行及选择二、高压隔离开关的运行及选择131.隔离开关概述高压隔离开（QS）关主要用来隔离高压电源。它断开后有明显可见的断开间隙，保证了电气维修人员在检修时的安全。但是隔离开关没有专门的灭弧装置，因此不允许带负荷操作，但它可以用来直接通、断一定的小电流。例如：利用隔离开关可以接通或断开电压互感器和避雷器回路；可以接通或断开电压在10kV以下，容量在300kV·A以下的无负载运行的变压器等。由于此类开关在电力系统中普遍应用，从业人员必须了解一些相关的知识。学习单元一高压电气设备的运行及选择142.隔离开关的结构和类型学习单元一高压电气设备的运行及选择15图2.4GN8—10/600型户内式高压隔离开关1—上接线端子；2—静触头；3—闸刀；4—绝缘套管；5—下接线端子；6—框架；7—转轴；8—拐臂；9—升降瓷瓶10—支柱瓷瓶图2.5GW5-35D型户外式高压隔离开关1—主闸刀；2—接地静触点；3—出线端；4—导电带；5—绝缘子；6—轴承座；7—伞齿轮；8—接地闸刀高压隔离开关按安装地点，分户内式和户外式两大类。学习单元一高压电气设备的运行及选择163.高压隔离开关的运行及选择（1）高压隔离开关的运行隔离开关都配有手力操动机构，一般采用CS6—1型。操作时要先拔出定位销，分、合闸动作要果断、迅速，终止时注意不可用力过猛，操作完毕一定要用定位销销住，并目测其动触头位置是否符合要求。必须强调，不管合闸还是分闸操作，都应在不带负荷或负荷在隔离开关允许的操作范围之内时才能进行。为此，操作隔离开关之前，必须先检查与之串联的断路器，应确实处于断开位置。学习单元一高压电气设备的运行及选择17（2）高压隔离开关的选择高压隔离开关的额定电压，不得低于装设地点电路的额定电压或最低电压；其额定电流，则不得小于通过它的计算电流。学习单元一高压电气设备的运行及选择三、高压负荷开关的运行及选择181.高压负荷开关概述高压负荷开关（QL）具有简单的灭弧装置，因此能通断一定的负荷电流和过负荷电流，但不能断开短路电流。因此它必须与高压熔断器串联使用，借助熔断器来实现短路保护，切断短路故障；高压负荷开关可以装设热脱扣器用于过负荷保护。负荷开关断开后，与隔离开关一样，有明显可见的断开间隙，因此它也具有隔离电源、保证安全检修的功用。学习单元一高压电气设备的运行及选择192.高压负荷开关的结构和类型高压负荷开关全型号的表示和含义如下：学习单元一高压电气设备的运行及选择20图2.6FN3—10RT型户内压气式高压负荷开关外形结构图1—主轴2—上绝缘子兼气缸3—连杆4—下绝缘子5—框架6－RN1型高压熔断器7—下触座8—闸刀9—弧动触头10—绝缘喷嘴(内有弧静触头)11—主静触头12—上触座13—断路弹簧14—绝缘拉杆15—热脱扣器图2.7CS2型手动操作机构的外形及其与FN3型负荷开关配合的一种安装方(a)CS2型外形结构(b)与负荷开关配合安装1—操作手柄2—操作机构外壳3—分闸指示牌(掉牌)4—脱扣器盒5—分闸铁心6—辅助开关(联动触头)7—传动连杆8—负荷开关式学习单元一高压电气设备的运行及选择213.高压负荷开关的运行1）负荷开关在出厂前均应经严格装配、调整并试验。所以一般情况下，其内部不需要再拆卸或重新调整。2）投入运行前，绝缘子应擦干净，各传动部分应涂润滑油。3）进行几次空载分、合闸的操作，触头系统和操作机构均无任何呆滞、卡死现象。4）接地处的接触表面要处理打光，保证良好接触。5）母线固定螺栓要拧紧，同时负荷开关的连接母线要配置合适，不应使负荷开关受到来自母线的机械应力。6）负荷开关只能开断和关合一定的负荷电流，一般不允许在短路情况下操作。7）负荷开关的操作一般比较频繁，注意并预防紧回零件在多次操作后松动，当总的操作次数达到规定限度时，必须检修。8）当负荷开关与熔断器组合使用时，高压熔件的选择，应考虑在故障电流大于负荷开关的开断能力时，必须保证熔件先熔断，然后负荷开关才能分闸。9）产气式负荷开关在检修以后，要按规定调整行程和闸刀张开角度。10）对油负荷开关要经常检查油面，缺油时要及时注油，以预防操作时引起爆炸，并为了安全起见应将这种油浸式负荷开关的外壳可靠接地。学习单元一高压电气设备的运行及选择学习单元一高压电气设备的运行及选择232.高压负荷开关的选择1）按电压和电流选择高压负荷开关的额定电压，不得低于装设地点电路的额定电压或最低电压；其额定电流，则不得小于通过它的计算电流。2）断流能力的校验高压负荷开关能带负荷操作，但不能切断短路电流，因此其断流能力应按切断最大可能流过负荷电流来校验，学习单元一高压电气设备的运行及选择24四、高压断路器的运行及选择1.高压断路器概述高压断路器（QF）是供电系统中最重要的一种开关电器之一，是一种专用于断开或接通电路的开关设备，它有完善的灭弧装置，因此，不仅能通断正常负荷电流，而且能接通和承受一定时间的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障部分。学习单元一高压电气设备的运行及选择252.高压断路器的结构和类型高压断路器全型号的表示和含义如下：学习单元一高压电气设备的运行及选择26高压断路器种类繁多，按其采用的灭弧介质分为：油断路器、SF6断路器、真空断路器以及压缩空气断路器等。其中压缩空气断路器的性能较差，运行中故障较高，国内已不再生产。油断路器也正逐步被SF6断路器和真空断路器所取代。SF6断路器主要用于需频繁操作及有易燃易爆危险的场所，特别是用作全封闭式组合电器。因此应用最广的是SF6断路器和真空断路器。学习单元一高压电气设备的运行及选择27（1）高压SF6断路器SF6断路器，是利用SF6气体作灭弧和绝缘介质的一种断路器。SF6气体具有优良的绝缘性能和灭弧性能。与传统的油或空气断路器相比，SF6断路器具有尺寸小、质量轻、开断电流大、噪声小、检修周期长等明显优点。图2.8LN2-10型高压SF6断路器1—接线端子2—绝缘筒(内有气缸和触头)3—下接线端子4—操动机构箱5—小车6—断路弹簧图2.9SF6断路器灭弧室结构和工作示意图1—静触头2—绝缘喷嘴3—动触头4—气缸(连同动触头由操动机构传动)5—压气活塞(固定)6—电弧学习单元一高压电气设备的运行及选择28（２）高压真空断路器高压真空断路器是利用“真空”气压为(10-2～10-6Pa)灭弧的一种断路器，其触头装在真。空灭弧室内。由于真空中不存在气体游离的问题，所以这种断路器的触头断开时很难发生电弧。但是在感性电路中，灭弧速度过快.瞬间切断电流，将使电流变化率很大，从而使电路出现过电压，对电力系统很不利，因此要求在触头断开时产生一点电弧，称之为“真空电弧”，它能在电流第一次过零时熄灭。这样，燃弧时间很短又不致产生很高的过电压。图2.10真空火弧室的结构l-静触头;2-动触头;3-屏蔽罩;4-波纹管;5-与外壳封接的金属法兰盘;6-波纹管屏蔽罩;7-玻壳学习单元一高压电气设备的运行及选择29图2.11ZN63A-12（VSI-12）型真空断路器的结构简图l-机箱;2-面板;3-合闸弹簧;4-合闸挚子;5-链轮传动机构;6-凸轮机构;7-齿轮传动机构;8-输入拐臂;9-四杆传动机构;10-储能电机;11-操作绝缘子12-触头压力弹簧;13-软连接;14-下部接线端子;15-下支架;16-动触头;17-静触头;18-真空灭弧室;19-上部按线端子;20–上支架;21-绝缘筒学习单元一高压电气设备的运行及选择303.高压断路器的运行1）断路器经检修恢复运行，操作前应检查检修中的安全措施是否全部拆除，防误闭锁装置是否正常工。2）长期停运的断路器在正式执行操作前应通过远方控制方式进行试操作2-3次，无异常后方能按操作票拟定的方式操作。3）操作