电气设备的结构和工作原理
真空断路器灭弧室
真空度:出厂——133*10-7Pa;运行中——133*10-4Pa 电弧的产生——金属蒸汽
电弧的熄灭 (1)真空作为绝缘和灭弧介质——介质击穿电压高 (2)开距小——均匀电场 (3)触头:材料、形状(磁吹)、截面(均匀电场) (4)屏蔽罩——改善电场、吸附带电质点、保护绝缘外壳
(2)足够的操作功 (3)动作迅速 (4)具有自由脱扣功能 分类:(1)电磁式 (2)弹簧储能式 (3)液压式 (4)气压式
电磁式:直流电磁铁的电磁力
优点:结构简单、工作可靠、维护简便、成本低 合闸电流大,需要大容量直流电源,合闸时间长
电磁式操动机构 动作过程
弹簧式:弹簧储能
合闸电磁铁
液压式:气体储能,液体传递
×
×
负荷开关 ×
×
高压断路器 ×
一、高压断路器概述(circuit breaker)
1、作用
(1)正常时接通、断开负荷电流。
(2)故障时接通、断开短路电流。
2、符号 QF,DL
3、类型
油:灭弧介质 空 SF气 6:: 真空: 磁吹:
4、型号
123
45
6 7 额定开断电流
额定电流 改进型:G, 手车式:C 额定电压 设计序号
优点: 开断能力强,断口开距小,开断时间短,体积小,重量轻,触头不 易氧化,运行维护简单,灭弧室免维护,结构简单,噪音低,寿命 长,无火灾、爆炸危险等。 缺点: 制造工艺、材料和密封要求高,开断电流和断口电压不能做得很高。 使用场合:3~35KV
7、操动机构
作用:使断路器分闸、合闸,并维持合闸 基本要求(1)动作可靠
LH,
YH,
CT,
PT,
TA,
TV,
3、特点
(1)使二次侧设备与一次侧高压设备电气隔离,保证工 作人员安全。 (2)测量仪表和继电器实现标准化和小型化。 (3)采用低压小截面控制电缆,实现远距离测量和控制。 (4)一次电路发生短路时,能保护二次侧设备免受损害。
4、使用注意 二次侧必须有一点接地
1、工作原理 2、工作特点
0.2,0.5,1,3,5
5、技术参数
额定变压比,准确度级,额定容量
同一电压互感器在不同准确度级下有不同额定容量
6、接线
1个单相双绕组TV的应用
110~220KV 测线电压
3~35KV 测相对地电压
2个单相双绕组TV的V,v接线
3~35KV,测3个线电压
1个三相三柱式双绕组TV的Y,yn接线
6
额定电流
改进型:G, 带接地刀:D 额定电压 设计序号 户内:N, 户外:W
隔离开关:G
5、操作原则 先通后断 6、使用要求
(1)安装于断路器两侧 (2)足够的动稳定和热稳定能力 (3)规定的通断次数 (4)与断路器间良好的联锁 (5)可靠的操作机构
7、类型
(1)户内 (2)户外:单柱式,双柱式,三柱式
0.2,0.5,1,3,5
保护用:5PX(1%,6’,5%),10P(3%,10%)
5、技术参数 额定电压(一次) ,额定变流比,准确度级,
额定容量(二次侧额定阻抗)
SN
I
2 2N
Z
2
N
同一电流互感器在不同准确度级下有不同额定容量
6、接线
7、类型 户内,户外
穿墙式,母线式,套管式,支持式 干式,浇注式,油浸式 单匝式,多匝式
3、运行注意事项 (1)严格控制母线温度。 (2)金属外壳牢固接地。不全连,全连 (3)保证安装正确。 (4)防潮、防露。 (5)表面涂漆完好。 4、冷却方式
自然风冷、人工通风冷却、水冷
3-3 架空线路和电缆
1、架空线路
导线——传输电能;
避雷线——将雷电流引入大地,以保护电力线路免遭雷击;
杆塔——支持导线和避雷线,使导线与导线、导线与大地之间 保持一定的安全距离;
电缆线路的优点
(1)占用地面和空间少
(2)供电安全可靠
(3)触电可能性小
(4)有利于提高电力系统 的功率因数
(5)运行、维护工作简单 方便
(6)有利于美化城市,具 有保密性
电缆线路的缺点
(1)一次性投资费用大
(2)线路不易变更
(3)线路不易分支
(4)故障测寻困难、修复 时间长
(5)电缆接头附件的制作 工艺要求高、费用高
户内(RN型): 通用型——RN1型
用于电动机、变压器、线路、配电盘、电容器等 实现短路保护、过负荷保护 根据保护特性选择 专用型——RN2型 用于电压互感器 实现短路保护 根据机械强度选择,材料电阻率大
3-5 互感器
1、作用 将电路中大电流变成小电流,高电压变成低电压的
电器设备,作为测量仪表和继电器的交流电源。 2、电压互感器,电流互感器符号
二次侧开路时:
I2=0
•
•
F F1 (I0 N1 I1 N1)
F d 很大,很大
dt
铁心饱和
(1)二次侧感应很高的电压,危及人身和设备安全;
(2)磁通经铁心以外形成磁路,激磁电流增大,烧毁TA;
(3)剩磁增大,准确度下降
3、误差 ①变比误差 ②角误差 ③影响因素:一次侧电流、二次侧负载及功率因数 4、准确度级
支
(4)中间传动机构:传递操作动力
撑
中 间 传操 动动
机
(5)基座:支持固定整体机构
基座 构
户内油断路器灭弧室
少油断路器
压缩空气断路器 外形
压缩空气断路器
压缩空气断路器灭弧室
SF6断路器
(1)SF6气体
优点:1)绝缘性能好;2)灭弧性能好;3)热、化学稳定性好; 4)无爆炸危险。 缺点:1)需要SF6气体压力监视装置;2)对SF6气体纯度和含水 量要求高;3)需要SF6气体回收装置。
户内:N, 户外:W
断路器类型
5、技术参数
(1)额定电压(2)额定电流(3)额定开断电流(4)动稳定电流 (5)热稳定电流(6)关合电流(7)全开断时间(8)操作循环
6、基本结构
(1)通断元件: 主电路的接通或断开
通断元件
(2)支撑绝缘元件:带电部分与地绝缘
绝 缘
(3)操作机构: 产生分、合驱动力
隔离开关
双柱式
电容式电压互感器
三柱式
液压式操动机构
3-4 熔断器(fuse)
1、作用
熔断器是最简单的保护电器。串联接入被保护电路,发生短 路、过负荷时,熔断器熔体熔断,保护电路中其他设备的安全。
2、符号 FU,RD 3、构成
(1)熔管:绝缘纤维,电工瓷
(2)熔体:铅、锡,锌,合金
(2)支持固定熔管的载流部分:铜,铝
(2)SF6断路器 优点:开断能力强,断口开距小,开断时间短,体积小,重量轻, 维护工作量小,噪音低,寿命长等, 缺点:但结构复杂,金属消耗量大,制造工艺、材料和密封要求 高,价格高等。
支柱式
220KV断路器结构
灭弧室 支柱
接线板 接线板
控制箱
传动箱
落地式
变开距灭弧室
定开距灭弧室
真空断路器
3~35KV测三个线电压
当系统发生单相接地故障,TV一次侧三相电压不对称, 因而在TV一次绕组中产生不对称的三相电流。若TV中性点引 出并接地, 则TV一次绕组中的不对称三相电流就含有零序分 量,从而在TV铁心中产生零序磁通。由于三相三柱式的铁心 不能为零序磁通提供磁路,故零序磁通将通过铁心以外形成通 路,由于此通路磁阻大,会引起TV激磁电流增大,产生较大 发热,可能烧毁TV。
套管绝缘子
支柱绝缘子
3-2 母线
1、作用 汇集和分配电能,集中的大容量传送电能
散热 集肤效应、邻近效应 电磁场
2、母线分类
硬母线 软母线
铜母线 铝母线
敞露母线 封闭母线
矩形母线 槽形母线 管形母线
3、金属外壳的封闭母线 (1)采用金属外壳封闭母线的结构
共箱封闭母线
金属外壳
母线导体
绝缘子
RT0型有填料封闭管式
1-瓷波纹管,2-盖板,3-螺钉,4-熔断指示器,5-指示器熔体, 6-工作熔体,7-插刀,8-石英砂,9-熔体的引燃器,10-锡桥, 11-熔体的变截面小孔
(2)高压熔断器
户内(RN型)
1-熔体,2-静触头座 3-绝缘子,4-底座 5-接线端
1-熔管 2-端盖 3-顶盖 4-瓷心 5-熔体 6-小锡球 7-石英砂 8-指示熔体 9-熔断指示器
(3)绝缘底座:电工瓷,环氧树脂
4、技术特点
(1)参数
额定电压,额定电流,熔体的额定电流,极限开断电流
(2)保护特性
I
极限开断电流
短路电流
短路——瞬时熔断
I1 I2
熔体的额定电流
过负荷——反时限熔断
正常——不熔断
t1
t2
t
(3)保护的选择性
FU0
FU1
…
上一级——熔体额定电流大 下一级——熔体额定电流小 既保证可靠性又保证选择性 配合方式: 在熔断时间相同的情况下,约3倍
1个三相五柱式三绕组TV的YN,yn, 接线
3~35KV 测三个线电压,三个相对地电压,零序电压,用于交流绝缘监察
应用于中性点不接地系统,当系统发生单相接地故障时,
TV的第一二次绕组(yn绕组): (1)三个监视线电压的电压表指示基本不变; (2)三个监视相对地电压的电压表指示一低两高:故障相对地 电位下降,非故障相对地电位升高。
绝缘子——使导线与杆塔保持绝缘;
金具——连接导线或将导线固定在绝缘子上,以及将绝缘固定 在杆塔上,也可作连接绝缘子或保护绝缘子和导线等用。
架空线路
分裂导线
2、电缆
导电线芯——传输电能; 铜,铝; 单心,两心,三心,四心,五心,多心