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1、2019年10月18日星期五,发电厂电气主系统 第二章 开关电器和互感器的原理,一开关电器 二电流互感器 三电压互感器,2019年10月18日星期五,第一节 开关电器,开关电器的作用： 一开关电器的灭弧原理 （一）电弧现象 电弧是一种气体游离放电现象，用开关电器开断电源电压大于1020V，电流大于80100mA 的电路时，在开关的动静触头分离瞬间，触头间就会产生电弧。,静触头 弧柱 动触头,电弧的特点：能量集中、温度高、亮度强、良导体、燃弧电压低、质量轻。有利有弊，在开、合电流时需要灭弧。,2019年10月18日星期五,（二）电弧的产生与熄灭 产生电弧的起因 强电场发射和热电子发射是开关断开时
2、产生电弧的起始原因，而开关关合时产生电弧的起始原因是强电场发射。 2. 碰撞游离产生电弧（介质击穿） 3. 电弧的维持与发展 热游离：介质在高温下电离。热游离给弧隙提供 大量的自由电子，电流继续流过，电流的燃烧得 以维持。,2019年10月18日星期五,4. 电弧的熄灭,复合去游离：指正离子和负离子相互吸引而中和成为中性质点的过程。 扩散去游离：指自由电子和正离子逸出电弧而进入周围介质中，被周围介质冷却而复合的过程。,2019年10月18日星期五,（三）交流电弧的特性 开断交流电路时，电弧电流随时间作周期性变化，每半个周期过零一次，此时电弧因失去能量而自然熄灭。,2019年10月18日星期五,
3、（四）交流电弧熄灭的条件,2019年10月18日星期五,不同的绝缘介质具有不同的介质强度恢复过程：,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,交流电弧熄灭的条件 介质强度恢复过程以耐受的电压 表示 弧隙电压恢复过程用 表示 交流电弧熄灭的条件应为 或 介质强度恢复过程弧隙电压恢复过程,2019年10月18日星期五,（五）断路器开断短路电流时的弧隙电压恢复过程,断路器开断短路电流时的等效电路为一二阶系统，其过渡过程可分为过阻尼、欠阻尼和临界阻尼。忽略等效电阻R，其过程可由并联电阻 r 决定,2019年10月18日星期五
4、,临界并联电阻值为 当 时，弧隙电压恢复过程为非周期性； 当 时，弧隙电压恢复过程为衰减周期性。 当 时，可以将弧隙恢复电压由周期性振荡特性恢 复电压转变为非周期性恢复电压，大大降低了恢复电压的上升 速度和幅值，改善了断路器的灭弧条件。,2019年10月18日星期五,（六）熄灭交流电弧的基本方法 利用灭弧介质 吹弧 采用特殊金属材料作灭弧触头 提高断路器触头的分离速度 采用多断口灭弧 在断路器主触头两端加装低值并联电阻,2019年10月18日星期五,横吹 纵吹,吹弧,2019年10月18日星期五,采用多断口灭弧,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日
5、星期五,二高压断路器,（一）高压断路器的作用和类型 1. 高压断路器的作用 (1)在正常运行时接通或断开有负荷电流的电路； (2)在电气设备出现故障时，能够在继电保护装置的控制下自动切断短路电流，断开故障设备。 2. 高压断路器的分类 油断路器 六氟化硫断路器 真空断路器 压缩空气断路器 3. 高压断路器的特点 有灭弧室，触头在内不可见，可远方手动或自动控制。,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期
6、五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,（二）高压断路器的技术参数 额定电压： 额定电流： 额定开断电流： 额定关合电流： 热稳定电流： 动稳定电流： 分闸时间： 合闸时间：,2019年10月18日星期五,三、隔离开关,隔离开关的用途 (1)隔离电源 (2)倒闸操作 (3)分、合小电流电路 隔离开关的形式 按装设地点可分为屋内式和屋外式；按绝缘支柱的数目可分为单柱式、双柱式和三柱式；按极数屋内式可分为单极和三极式。 3. 隔离开关的特点 触头在外可见，可形成明显的断开点，手动或电动操作,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星
7、期五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,电流互感器的作用 1）将电气一次回路的大电流变为二次回路标准的小电流（5A或1A），供电给测量仪表和保护装置继电器的电流线圈，使测量仪表和继电器标准化、小型化、结构轻巧、价格便宜和便于屋内安装。 2）使电气二次设备与一次高压部分隔离，并且互感器的二次侧均接地，从而保证二次设备和人身安全。,第二节 电流互感器,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,2019年10
8、月18日星期五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,一电磁式电流互感器的工作原理,电流互感器特点： 的一次绕组串联于电气一次电路中，且匝数很小，流过一次绕组的电流仅由被测电路的负荷电流决定，与二次绕组中的电流大小无关。 的二次绕组匝数较多，二次负载的电流线圈相互串联后接于二次绕组的两端。 由于二次负载电流
9、线圈的阻抗都非常小，所以正常情况下，二次侧接近于短路状态运行，不允许开路。,2019年10月18日星期五,二电流互感器的误差,1.电流互感器的误差分析 电流误差、相位误差 2.电流互感器的运行参数对误差的影响 结构参数对误差的影响 运行参数对误差的影响 电流互感器二次绕组开路 电流互感器的误差特性与误差的改善,2019年10月18日星期五,三电流互感器的准确级和额定容量,电流互感器的准确级 电流互感器的准确级是指在规定的二次负荷范围内，一次电流为额定值时的最大电流误差百分数。根据用途的不同，可分为测量级和保护级。 2 电流互感器的额定容量 电流互感器的额定容量是指在额定二次电流和额定二次负荷阻
10、抗下运行时，二次绕组所输出的容量。,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,第三节 电压互感器,2019年10月18日星期五,电压互感器的作用 将电气一次回路的高电压变为二次回路标准的低电压（100V或100/ V），供电给测量仪表和保护装置继电器的电压线圈，使测量仪表和继电器标准化、小型化、结构轻巧、价格便宜和便于屋内安装。 使电气二次设备与一次高压部分隔离，并且互感器的二次侧均接地，从而保证二次设备和人身安全。,2019年10月18日星期五,一电磁式电压互感器,电磁式电压互感器的特点： 电压互感器一次绕组匝数很
11、多，与被测电路并联，类似于一台小容量的降压变压器，额定容量只有几十伏安到数百伏安，但结构上有较高的安全系数。 二次侧所接测量仪表和继电器的电压线圈阻抗很大，正常运行时接近于开路状态。 电压互感器的误差 电压误差、相位误差,2019年10月18日星期五,电压互感器的额定容量 电压互感器的额定容量是指在规定的最高准确下所对应的二次容量。 电压互感器的结构 三相式结构 单相式结构：普通式和串级式,2019年10月18日星期五,普通式双绕组结构 普通式三绕组结构,2019年10月18日星期五,串级式三绕组结构,1铁心 2一次绕组 3平衡绕组 4连耦绕组 5二次绕组 6辅助二次绕组,2019年10月18
12、日星期五,二电容式电压互感器,工作原理：电容式电压互感器实质上是一个电容分压器，被测电压加到电容和上，根据电容串联分压原理（按电容量反比分压），得 式中，k 分压比，且 ； 上的电压，与一次电压 成正比例变化。,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,原理接线图注释： 为了减少 ，在a点右侧接入一个补偿电抗L ； 减少分压器的输出电流，可减少误差，故将负载经中间变压器升压后在与电容分压器相连接 ； 为防止过电压损坏设备，在a、b两点之间并联有放电间隙F ； 为了抑制谐波的产生，中间变压器多设了一个二次绕组，用以接入阻尼电阻 或谐振阻尼器（由一个电感与一个电容并联后与一个阻尼电阻串联构成）。,2019年10月18日星期五,一台单相式电压互感器接线方式 两台单相式电压互感器不完全星形（即）联结方式,三电压互感器的接线方式,2019年10月18日星期五,三台单相式电压互感器“星形星形开口三角形”联结方式,2019年10月18日星期五,电容式电压互感器接线方式,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,2019年10月18日星期五,
