第8章-发电厂和变电所的电气设备

第8章发电厂和变电所的电气设备8.1熔断器8.2隔离开关8.3高压断路器8.4绝缘子和母线8.5互感器8.6电抗器8.7避雷器8.8电气主接线8.1熔断器一、熔断器的工作原理•用途–用作短路保护或严重过载保护。•结构-金属熔体、触头装置和外壳。•保护原理–熔体达到熔点温度后熔化，起到保护作用。•熔断过程–弧前过程——反应故障的过程；–弧后过程——发生电弧和熄灭电弧的过程。•熔断时间–熔断时间是两个过程的时间之和；–电流越大，弧前过程越短；–灭弧能力越强，电弧持续时间越短。熔断器的图形及文字符号•型号及含义：二、熔断器的工作性能熔断器的安—秒特性熔化系数--最小熔化电流与熔体的额定电流之比。--熔化系数取决于熔体的材料和工作温度及其结构。短路保护的选择性当熔断器串联使用时，熔体的额定电流等级不能太相近。⑴熔断器的额定电流熔断器壳体的载流部分，在标准环境温度下，允许长时通过的最大电流。⑵熔体的额定电流在标准环境温度下，长时通过熔体而不使熔体熔断的最大电流。⑶熔断器的额定开断电流（取决于灭弧装置）熔断器所能切断的最大电流。⑷熔断器的额定电压熔断器长时所能承受的正常工作电压。熔断器的主要参数熔断器的限流效应•电压–高压熔断器和低压熔断器。•装设地点-户内式熔断器和户外式熔断器。•结构-插入式熔断器、无填料封闭管式熔断器、有填料封闭管式熔断器、螺旋式熔断器。•限流作用–限流式熔断器和无限流式熔断器。三、熔断器的种类XRNP型熔断器—户内式高压熔断器熔断器由绝缘子和熔管两大部分组成，在正常工作时，通过熔丝将触头的活动关节锁紧，处于合闸位置。熔丝熔断后，活动关节失去张力，熔管在自重和弹力的作用于下，迅速跌落，形成明显的隔离间隙。熔断器—RW3、RW11户外高压跌落式熔断器熔断器—插入式熔断器插入式熔断器主要应用于额定电压380V以下的电路末端，作为供配电系统中对导线、及电气设备（如电动机、负荷电器）以及220V单相电路（例如民用照明电路及电气设备）的短路保护电器。熔断器—无填料封闭管式熔断器熔断器—螺旋式熔断器螺旋式熔断器主要应用于交流电压380V电流强度200A以内的电力线路和用电设备中作短路保护。特别是在机床电路中应用的比较广泛。四、熔断器的选用与维护①熔断器的类型应根据线路的要求、使用场合以及安装条件进行选择；②熔断器的额定电压必须等于或者高于其所在工作点的电压；③熔断器的额定电流应根据被保护的电路及设备的额定负载电流选择。熔断器的额定电流必须等于或者高于所安装的熔体的额定电流；④熔断器的额定分断能力必须大于电路中可能出现的最大故障电流值；⑤熔断器的选择需考虑在同一电路网络中与其他配电电器、控制电器之间的选择性级差配合的要求。上一级熔断器熔体的额定电流应比下一级熔断器熔体的额定电流大1～2个级差。⑥熔体额定电流的选择：A.对于只有很小或者没有冲击电流的负载电路的保护，熔体的额定电流应等于或者稍大于被保护的电路的工作电流，即：IFU≥I。B.对于电动机类负载，必须考虑启动冲击电流的影响来选择熔体的额定电流值，即：IFU≥（1.5-2.5）IＮ。C.对于多台电动机由一个熔断器保护时，熔断器熔体额定电流的选择应按下式计算：IFU≥（1.5-2.5）INMAX+∑IＮ式中INMAX为容量最大的一台电动机的额定电流；∑IＮ为其余电动机额定电流的总和。D.降压启动的电动机所选用的熔断器熔体的额定电流可以等于或稍大于电动机的额定电流。①安装前应检查所安装的熔断器的型号、额定电流、额定电压、额定分断能力、所配装的熔体的额定电流等参数是否符合被保护电路所规定的要求；②安装时应保证熔断器的接触刀或者接触帽与其相对应的接触片、夹接触良好，以避免因接触不良产生较大的接触电阻或者接触电弧，造成温度升高而引起的熔断器的误动作和周围电器元件的损坏。③熔断器所安装的熔体熔断后，应由专职人员更换同一规格、型号的熔体。④定期检修设备时，对已损坏的熔断器应及时更换同一型号的熔断器。使用和维护熔断器时应注意的事项隔离开关(俗称“刀闸”)是一种最简单的、供配电系统中使用最多的高压开关，没有灭弧装置。它既不能断开正常负荷电流，更不能断开短路电流，否则即发生“带负荷拉刀闸”的严重事故。此时产生的电弧不易熄灭，甚至造成“飞弧”(相间或相对地经电弧短路)，会损坏设备并严重危及人身安全。8.2隔离开关一、隔离开关基本结构•导电部分•绝缘部分•操动机构•传动机构•支持底座二、隔离开关的用途、要求与分类用途•隔离高压电源，保证安全检修（与断路器配合使用）。•倒换线路或母线(倒闸操作)用隔离开关将电气设备或线路从一组母线切换到另一组母线上。•通断一定的小电流电路–通断空载变压器电路–电压互感器和避雷器电路–母线和直接与母线相连设备的电容电路–通断空载线路对隔离开关的基本要求分开后应具有明显的断开点，易于鉴别设备是否与电网隔开。断开点之间应有足够的绝缘距离，以保证在过电压及相间闪络的情况下，不致引起击穿而危及工作人员的安全。有足够的动热稳定、机械强度、绝缘强度。跳、合闸时的同期要好，要有最佳的跳合闸速度，以尽可能降低操作过电压。结构简单动作可靠。带有接地刀闸的隔离开关必须装设联锁机构，以保证隔离开关的正确操作。隔离开关的型号含义G——改进型D——带有接地刀闸K——表示快速分闸型M——表示慢速分闸型GN10-35G/1000GW4-12D/630问题：指出该设备型号的具体含义。隔离开关的分类•根据安装的地点可分为户内（GN型）和户外（GW型）•根据构造又可分为转动式和插入式•按绝缘支柱数目分单柱式、双柱式和三柱式•隔离开关还分为带接地刀闸和不带接地刀闸的两种户内户外插入式旋转式带接地刀闸的隔离开关户外隔离开关——GW5－110D隔离开关用于35～110kV电压等级中底座棒式绝缘支柱导电闸刀接线端子支承座接地刀闸户外隔离开关——GW7－220型三柱式隔离开关绝缘支柱底座传动装置导电闸刀静触头操动机构采用三柱双断口水平旋转开启式结构。额定电压Ue：指隔离开关长时间运行能承受的正常工作电压。（决定了绝缘水平、尺寸）指隔离开关的触头结构和导电部分在规定环境温度下允许通过的长期工作电流，其相应的发热温度不会超过国家标准。（决定了截面，结构）指隔离开关在冲击短路电流作用下，承受电动力的能力。（决定了机械强度）指隔离开关承受短路电流热效应的能力。额定电流Ie：动稳定电流（极限通过电流）ies：热稳定电流It：隔离开关的技术参数三、隔离开关的维护操作原则及注意事项（1）隔离开关必须在不带负荷或负荷在隔离开关允许的范围内时才能进行操作。即隔离开关操作时断路器必须在断开状态。（2）操作时先拔定位销，分合闸动作要果断、迅速，终了时不要用力过猛，操作完成后一定要用定位销锁住，并目测动触头位置是否符合要求。（3）若发生带负荷切投隔离开关的误操作，则要冷静以避免发生反方向的误操作。•在操作中误拉误合隔离开关时：①操作中误合隔离开关时，即使合错，甚至在合闸中发生电弧，也不准将隔离开关再拉开。因为带负荷拉隔离开关，将造成三相弧光短路事故。②误拉隔离开关时，在刀片刚要离开固定触头时，便发生电弧，这时，应立即合上可以消灭电弧，避免事故。如果隔离开关已经全部拉开，则绝不允许将误拉的隔离开关再合上。如果是单极隔离开关，操作一相后发现误拉，对其它两项则不允许继续操作。（4）单电源线路停电操作，应遵循以下原则进行操作。停电时，按先拉开断路器，再拉开负荷侧隔离开关，最后拉开母线侧隔离开关的顺序依次进行；送电操作顺序与此相反。（5）双电源线路停、送电操作，必须根据调度命令执行，并做好记录和录音工作。（6）有远控装置的隔离开关当远控失灵时，经有关领导批准，并在现场监护的情况下就地进行电动或手动操作。（7）隔离开关、接地隔离开关和断路器之间安装有电气和机械闭锁装置，应按程序操作，当闭锁装置失灵时，应查明原因。经有关领导批准，方可解锁操作。一、常规巡视项目1．检查绝缘子表面是否清洁，无裂纹，破损和放电痕迹,瓷铁粘合牢固。2．检查刀闸的载流部分应清洁，触头应接触良好和紧密，触头镀银层无脱落。3．检查接头无发热，变形现象，温度蜡无熔化。4．操作机构各零件应齐全，无螺丝断裂松脱，各部分的螺丝、边钉、哨子齐全。5．检查引线应无松散，摆动或烧伤断股现象。6．操作机构箱，辅助开关接盒应关闭和密封良好，刀闸的辅助开关完好7．隔离开关应无锈蚀，无鸟窝和杂草，油漆应完整，相色应清晰，接地良好。运行检修二、特殊巡视项目1．刀闸过负荷运行，高温季节、高峰负荷期间巡视项目：（1）检查刀闸的载流部分应清洁，触头应接触良好和紧密。（2）检查接头热气流或冒汽情况，应无发热变形现象，示温蜡无熔化。（3）检查引线应无松散，驰张度正常。（4）测量触头的温度是否超过80°C。2．天气异常,雷雨后：（1）检查绝缘子表面是否清洁，无裂纹，破损和放电痕迹，瓷铁粘合牢固。（2）检查引线应无松散，摆动现象。（3）操作机构箱,辅助开关接盒应关闭和密封良好，刀闸的辅助开关完好。（4）检查刀闸周围无悬浮杂物。3、夜间巡视：（1）检查绝缘子表面放电现象，无异常声音。（2）检查接头等载流部分无发热，变形现象。8.3高压断路器高压断路器是用来在正常情况下接通和断开电路，在故障情况下能启动迅速开断故障电流的开关设备。一、高压断路器的作用：（1）控制作用在电气设备或线路发生故障时，通过继电保护装置及自动装置使断路器动作，将故障部分从电网中迅速切除，防止事故扩大，保证电网的无故障部分得以正常运行。根据电网运行要求，将一部分电气设备及线路投入或退出运行状态、转为备用或检修状态（2）保护作用（1）导电（2）绝缘（3）开断（4）关合在正常的闭合状态时应为良好的导体，不仅对正常的电流，而且对规定的短路电流也应能承受其发热和电动力的作用，保持可靠地接通状态。相与相之间、相对地之间及断口之间具有良好的绝缘性能，能长期耐受最高工作电压，短时耐受大气过电压及操作过电压在闭合状态的任何时刻，应能在不发生危险过电压的条件下，在尽可能短的时间内安全地开断规定的短路电流在开断状态的任何时刻，应能在断路器触头不发生熔焊的条件下，在短时间内安全地闭合规定的短路电流二、高压断路器的功能通断元件基座绝缘支撑元件中间传动机构操动机构三、高压断路器的基本结构:（1）通断元件（2）操动机构（3）传动机构（4）绝缘支撑元件（5）基座执行接通或断开电路的任务。其核心部分是触头，而是否具有灭弧装置或灭弧能力的大小则决定了开关的开断能力向通断元件提供分、合闸操作的能量，实现各种规定的顺序操作，并维持开关的合闸状态把操动机构提供操作能量及发出的操作命令传递给通断元件支撑固定通断元件，并实现与各结构部分之间的绝缘作用用于支撑、固定和安装开关电器的各结构部分，使之成为一个整体四、高压断路器的型号含义:五、高压断路器的种类:1．油断路器：利用油作为灭弧介质油断路器按其油量多少和油的作用分为多油式和少油式两大类。多油断路器（DW-220型重48000kg）油量多，既作灭弧介质，又作绝缘介质。少油断路器（SW6-220型重800kg）是在多油断路器的基础上发展起来的，它的用油量很少，油主要起灭弧作用，不承担带电导体与接地部件之间的绝缘（空气、陶瓷和有机绝缘材料），相对多油断路器而言，其结构简单，节省材料，使用维护方便，因此得到广泛应用。•分为纵吹、横吹和机械油吹•纵吹和横吹属于自能式利用电弧本身的能量，将变压器油加热，形成油蒸汽和大量气体（氢气）所组成的高压（不超过灭弧装置的机械强度）气泡实现吹弧（电弧在静止的气泡中熄弧能力有限）。这种靠电弧本身能量熄灭电弧的方法，称为“自能式”灭弧室（纵吹和横吹）。SN10-10Ⅰ型实例每相安装一个储油箱（三相联动，箱中部是灭弧装置）。对地绝缘采用两个支持式绝缘子承担。每相一个断口可安装于固定式开关柜内或手车式开关柜SN10-10Ⅰ型SN10-10型灭弧室构造机构箱支持瓷套底座灭弧室：两个对称组成V形—双断口均压电容SW6型系列少油断路器实例—110kV系统中使用广泛2．压缩空气断路器“外