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1、一、电气主接线及其要求,电气主接线表示电能从电源分配给用电设备的主要电路，主接线图应表示出所有的电气设备及其连接关系。,变电所的主要电气设备,由于三相交流电力装置中三相连接方法相同，为清晰起见，主接线图通常只表示电气装置的一相连接，因而主接线图也称为单线图。,安全、可靠、灵活、经济是对变电所主接线的基本要求。,变配电所中承担输送和分配电能任务的电路，称为一次电路或一次回路，亦称主电路。一次电路中所有的电气设备，称为一次设备。,凡用来控制、指示、监测和保护一次设备运行的电路，称为二次电路或二次回路，亦称副电路。二次电路通常接在互感器的二次侧。二次电路中的所有设备，称为二次设备。,变电所的主要电气
2、设备,一次设备按其功能来分，可分以下几类：,(1). 变换设备 其功能是按电力系统工作的要求来改变电压或电流等，例如电力变压器、电流互感器、电压互感器等。,(2). 控制设备 其功能是按电力系统工作的要求来控制一次设备的投入和切除，例如各种高低压开关。,(3). 保护设备 其功能是用来对电力系统进行过电流和过电压等的保护，例如熔断器和避雷器等。,(4). 补偿设备 其功能是用来补偿电力系统的无功功率，以提高电力系统的功率因数，例如并联电容器。,(5). 成套设备 它是按一次电路接线方案的要求，将有关一次设备及二次设备组合为一体的电气装置，例如高压开关柜、低压配电屏、动力和照明配电箱等。,在供配
3、电系统中，为了满足用户对电力的需求和保证电 力系统运行的安全稳定性和经济性，安装有各种电器设备， 其中直接担负生产、运输、分配和使用电能的任务的一次设 备包括有：,电力变压器,高压隔离开关,高压负荷开关,串联电抗器,避雷器,电流互感器,高压熔断器,电压互感器,绝缘母线,电力电缆,接地装置,高压断路器,互感器是电流互感器和电压互感器的统称。从基本结构和工作原理来说，互感器就是一种特殊变压器。,电流互感器（文字符号为TA），是一种变换电流（将大电流变换为小电流）的互感器，其二次侧额定电流一般为5A。,电压互感器（文字符号为 TV），是一种变换电压（将高电压变换为低电压）的互感器，其二次侧额定电压一
4、般为100V。,一. 电流互感器和电压互感器,互感器的主要功能是：,(1). 用来使仪表、继电器等二次设备与主电路（一次电路）绝缘,这既可避免主电路的高电压直接引入仪表、继电器等二次设备，,又可防止仪表、继电器等二次设备的故障影响主电路，提高一、二次电路的安全性和可靠性，并有利于人身安全。,(2). 用来扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围,通过采用不同变流比的电流互感器，用一只5A量程的电流表就可以测量任意大的电流。,通过采用不同变压比的电压互感器，用一只100V量程的电压表就可以测量任意高的电压。,由于采用互感器，可使仪表、继电器等二次设备规格统一，有利于这些设备的批量生产。,1. 电流互
5、感器,结构特点,一次绕组的匝数很少，导体相当粗；,二次绕组匝数很多，导体较细。,工作时，一次绕组串联在一次电路中，,二次绕组与仪表、继电器等的电流线圈相串联，形成一个闭合回路。,由于这些电流线圈的阻抗很小，因此电流互感器工作时二次回路接近于短路状态。,电流互感器的一次电流I1与二次电流I2之间关系：,式中 N1、N2为电流互感器一次和二次绕组的匝数；,Ki为电流互感器的变流比，,Ki =I1N / I2N,例如 Ki =100A/5A。,电流互感器在三相电路中的接线方案。,(1). 一相式接线（图a）,电流线圈通过的电流，反应一次电路对应相的电流。,这种接线通常用于负荷平衡的三相电路，如在低压
6、动力线路中，供测量电流或接过负荷保护装置之用。,(2). 两相V形接线（图b）,在继电保护装置中，这种接线称为两相两继电器接线。,在中性点不接地的三相三线制电路中，广泛用作三相电流、电能的测量和过电流继电保护。,由相量图可知，两相V形接线的公共线上的电流为,两相V形接线电流互感器的一、二次侧电流相量图,反应的是未接电流互感器的那一相（B相）的电流。,(3). 三相星形接线,d)三相星形,这种接线中的三个电流线圈，正好反应各相电流，,广泛应用在负荷一般不平衡的三相四线制系统（如低压TN系统）中，,也用在负荷可能不平衡的三相三线制系统中，用作三相电流、电能测量和过电流继电保护等。,(二). 电流互
7、感器的类别和型号,电流互感器的类型很多。,按一次电压高低分，有高压和低压两大类。,按用途分，有测量用和保护用两大类。,按准确度等级分，,测量用电流互感器有0.1、0.2、0.5、1、3、5等级。,保护用电流互感器有5P和10P两级。,按绝缘及冷却方式分，,有干式（含树脂浇注绝缘式）和油浸式两大类。,高压电流互感器多制成不同准确度级的两个铁心和两个绕组，分别接测量仪表和继电器，以满足测量和保护的不同准确度要求。,电气测量对电流互感器的准确度要求较高，且要求在短路时仪表受的冲击小，因此测量用电流互感器的铁心在一次电路短路时应易于饱和，以限制二次电流的增长倍数。,继电保护用电流互感器的铁心则要求在一
8、次电路短路时不应饱和，使二次电流能与一次短路电流成比例地增长，以适应保护灵敏度的要求。,图是树脂浇注绝缘的、户内高压LQJ-10型电流互感器的外形图。,图 LQJ-10型电流互感器 1) 一次接线端子；2) 一次绕组（树脂浇注）； 3) 二次接线端子；4) 铁心；5) 二次绕组；,有两个铁心和两个二次绕组，,它有两个铁心和两个二次绕组，分别为0.5级和3级，,0.5级用于测量，,3级用于保护。,图 是树脂浇注绝缘的、户内低压LMZJ1-0.5型（500800/5A）的外形图。,图 LMZJ-0.5型电流互感器 1) 铭牌；2) 一次母线穿孔； 3) 铁心（外绕二次绕组，树脂浇注）； 4) 安装
9、板；5) 二次接线端子,它不含一次绕组，穿过其铁心的母线就是其一次绕组（相当于1匝）。,用于500V及以下的配电装置中测量电流和电能。,2. 电流互感器的二次侧有一端必须接地,电流互感器使用注意事项,1.电流互感器在工作时其二次侧不得开路,当二次侧开路时，将产生以下严重后果：,（1）铁心由于磁通剧增而过热，并产生剩磁，降低铁心准确度级。,（2）由于电流互感器二次绕组的匝数远比一次绕组的多，因此可在二次侧感应出危险的高电压，危及人身和设备的安全。所以电流互感器在工作时二次侧不允许开路。这就要求在安装时，其二次接线必须牢固可靠，且其二次侧不允许接入熔断器和开关。,互感器二次侧有一端接地，是为了防止
10、其一、二次绕组间绝缘击穿时，一次侧的高电压窜入二次侧，危及人身和设备的安全。,电压互感器的一次电压U1与其二次电压U2的关系为,式中N1、N2为电压互感器一、二次绕组的匝数；Ku为电压互感器的变压比，即其额定一、二次电压比，例如10000V/100V等。,2. 电压互感器,图 电压互感器的基本结构和接线 1铁心；2 一次绕组；3二次绕组,电压互感器的基本结构原理图如图所示。它的结构特点是：,一次绕组匝数很多，而二次绕组匝数较少，相当于降压变压器。,工作时，一次绕组并联在一次电路中，而二次绕组则并联仪表、继电器的电压线圈。由于这些电压线圈的阻抗很大，所以电压互感器工作时其二次绕组接近于空载状态。
11、,(1).一个单相电压互感器的接线（图a） 供仪表、继电器接于一个线电压。,(2).两个单相电压互感器接成V/V形（图b） 供仪表、继电器接于三相三线制电路的各个线电压，它广泛应用在工厂变配电所的610kV高压配电装置中。,电压互感器在三相电路中有如图所示四种常见的接线方案。,(3).三个单相电压互感器接成Y0/Y0形（图c） 供电给要求线电压的仪表、继电器，并供电给接相电压的绝缘监视电压表。,由于小接地电流系统在一次侧发生单相接地时，另两相电压要升高到线电压，所以绝缘监视电压表的量程不能按相电压选择，而应按线电压选择，否则在发生单相接地时，电压表可能被烧毁。,当一次电压正常时，由于三个相电压
12、对称，因此开口三角形开口的两端电压接近于零。,但当一次电路有一相接地时，开口三角形开口的两端将出现近100V的零序电压，使电压继电器动作，发出故障信号。,接成Y0 的二次绕组，供电给需线电压的仪表、继电器及绝缘监视用电压表，与图c的二次接线相同。,(二).电压互感器的类型和型号,图 JDZJ-10型电压互感器 1- 一次接线端子 2-高压绝缘套管 3- 一、二次绕组(环氧树脂浇注) 4-铁心(壳式) 5-二次接线端子,电压互感器按相数分，有单相和三相两类。,按绝缘及冷却方式分，有干式（含树脂浇注式）和油浸式两类。,图是应用广泛的单相三绕组、环氧树脂浇注绝缘的户内JDZJ-10型电压互感器外形。
13、,电压互感器的使用注意事项,1.电压互感器在工作时其二次侧不得短路,由于电压互感器一、二次绕组都是在并联状态下工作的，如果二次侧短路，将产生很大的短路电流，有可能烧毁互感器，甚至影响一次电路的安全运行。因此电压互感器的一、二次侧都必须装设熔断器以进行短路保护。,2.电压互感器的二次侧有一端必须接地,这与电流互感器的二次侧接地的目的相同，也是为了防止一、二次绕组间的绝缘击穿时，一次侧的高电压窜入二次侧，危及人身和设备的安全。,1. 高压断路器,高压断路器（文字符号为QF）的功能是，不仅能通断正常的负荷电流，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。,二.高压
14、一次设备,附录表12 部分常用高压断路器的主要技术数据（续）,户外少油断路器,油作为灭弧介质，当触点断开时可起到迅速灭弧的效果。,推车式真空断路器背面,ZW-12型真空断路器,六氟化硫断路器,2. 高压负荷开关,高压负荷开关（文字符号为QL），具有简单的灭弧装置，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，以借助熔断器来切除短路故障。,高压负荷开关全型号的表示和含义如下：,3. 高压隔离开关,高压隔离开关（文字符号为QS）的功能，主要是隔离高压电源，以保证其他设备和线路的安全检修。,其结构有如下特点，即断开后有明显可见的断开间隙，而且断开间隙的绝缘及相
15、间绝缘都是足够可靠的，能充分保证设备和线路检修人员的人身安全。,隔离开关没有专门的灭弧装置，因此不允许带负荷操作。,它可用来通断一定的小电流，如励磁电流不超过2A的空载变压器、电容电流不超过5A的空载线路以及电压互感器和避雷器等。,高压隔离开关全型号的表示和含义如下：,工厂供电系统中，室内广泛采用RN1、RN2等型高压管式限流熔断器；室外则广泛采用RW4-10、RW10-10F等型高压跌开式熔断器，也有的采用RW10-35型高压限流熔断器等。,4. 高压熔断器,熔断器（文字符号为FU）是一种当所在电路的电流超过规定值并经一定时间后，使其熔体熔化而分断电流、断开电路的一种保护电器。,熔断器的功能
16、主要是对电路和设备进行短路保护，但有的也具有过负荷保护的功能。,高压熔断器全型号的表示和含义如下：,五. 高压开关柜 高压开关柜(high-voltage switchgear)是按一定的线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种高压成套配电装置。,1-母线； 2-母线隔离开关 3-少油断路器 4-电流互感器 5-线路隔离开关 6-电缆头；,1-母线； 2-母线隔离开关 3-少油断路器 4-电流互感器 5-线路隔离开关 6-电缆头；,图4-66 图1-1所示2号车间变电所的主接线图,低压一次设备及其选择,一. 概 述,低压一次设备，是指供电系统中1000V（或略高）及以下的电气设备。,二. 低压熔断器,低压熔断器全型号的表示和含义如下：,三. 低压刀开关和负荷开关,(一). 低压刀开关,刀开关（文字符号为QK）因其具有刀形动触头而得名，主要用于不频繁操作的场合。,按其有无灭弧结构分，有不带灭弧罩和带灭弧罩的两种。,不带灭弧罩的刀开关，一般只能在无负荷下操作，主要作隔离开关使用。,带灭弧罩的刀开关，能通断一定的负荷电流。,图4-39 HD13型低压刀开关 1-上接线
