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1、第一节、发电厂电气一次设备,一、同步发电机 二、变压器 三、互感器 四、高压开关设备,四、高压开关设备,1、高压断路器 2、高压隔离开关 3、高压开关柜,1、高压断路器,（1）高压断路器基本知识 （2）SF6断路器 （3）真空断路器 （4）断路器操动机构,（1）高压断路器基本知识,高压断路器发展：多油少油压缩空气SF6、真空的发展历程，前三种高压断路器现已淘汰。,高压开关设备发展：空气绝缘开关设备(AIS)、气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）、混合技术气体绝缘开关设备（HGIS）、智能式开关设备。,高压断路器作用：控制和保护作用,空气绝缘开关设备（AIS）,一般指高压断路器与其它电器元件之间的
2、连接暴露在空气中，又称敞开式高压开关设备。,依靠空气和绝缘子使带电部分与地、相与相之间绝缘。,GIS是由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成的组合电器的简称，这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中，在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体，故也称SF6全封闭组合电器。,SF6全封闭组合电器（GIS）,GIS占地面积小，受外界环境影响小，安全性好，维护工作量少，可靠性高，耐地震，在国内配电装置选型中已日益得到重视。,HGIS,介于GIS和敞开式开关设备之间的一种的组合电器，是空气绝缘和气体绝缘组合的紧凑型开关设备。,高压断路器和部分高压电器元件之间为SF6气体绝
3、缘，其它采用空气绝缘。,高压断路器结构,DW8-35型多油断路器,高压断路器的型号,LW6-126G /3150 40,产品名称代号,安装场所代号,其他标志代号,额定电压（kV),额定电流(A),额定短路开断电流（kA）,设计序号,SF6气体的性能,SF6气体是一种无色、无味、无毒的惰性气体，在常温常压下，密度约为空气的5倍。在空气中不燃烧，不助燃。,SF6气体具有优良的绝缘性能。由于SF6呈强烈的电负性，容易吸附电子而形成负离子，迁移率低的负离子容易与正离子结合形成中性质点。,（2）SF6断路器,SF6气体具有优良的灭弧性能。,SF6断路器结构,断路器按外形结构的不同分为瓷柱式和落地罐式。,
4、瓷柱式SF6断路器的外形结构与少油断路器和压缩空气断路器相似，灭弧室布置成“T”型或“Y”型，我国生产的SF6断路器大多采用这种形式。,落地罐式SF6断路器沿用了多油式断路器的总体结构方案，是将断路器装入一个外壳接地的金属罐中。落地罐式SF6断路器每相由接地的金属罐、充气套管、电流互感器、操动机构和基座组成。,瓷柱式（GCBP）SF6断路器结构,LW6252H型断路器,瓷柱式结构示意图,开断元件,支持瓷瓶,操动机构,落地罐式（GCBT）SF6断路器结构,LW12-550型落地罐式断路器,金属罐,盆式支持绝缘子,SF6断路器运行维护注意事项,纯净的SF6气体是无毒的，但含有杂质的SF6气体在电弧
5、的作用下可能分解出不同程度的毒性气体，对人体造成伤害。,SF6断路器的微水含量超标和泄漏是断路器运行中最常见的故障。,为了防止泄漏的有害气体被人体吸收，必须在良好的通风条件下进行操作。,运行中SF6气体的密度监视,SF6断路器通常设有二级警告信号，即补气压力信号和闭锁压力信号。补气压力信号和闭锁压力信号的动作值一般为额定密度值的90和85。,考虑长年运行造成的密封件老化，气体绝缘设备的年漏气率应不大于1。,微水含量超标危害,断路器等户外设备，当气温降低时，断路器内部存在的过量水分可能会凝结成“露水”附着在固体介质表面，发生闪络放电； 水分子与SF6气体的分解产物产生化学反应生成强腐蚀性物质，使
6、绝缘劣化；不仅缩短了设备的使用寿命，而且可能引起开关设备爆炸； 含有水分的SF6气体发生电弧放电时，会分解产生危险的化学物质，如SO2F2、SOF等，对人体器官造成危害，严重时会危及人身安全；,真空的性能,真空是指气体压力低于一个大气压的气体稀薄空间。 气体的稀薄程度用“真空度”表示， 真空度即气体的绝对压力与大气压的差值。 气体的绝对压力越低真空度就越高。,真空断路器是以真空作为绝缘和灭弧介质，在真空容器中进行电流开断和关合的断路器。,（3）真空断路器,真空断路器外形结构,ZN63A-12(VS1)真空断路器,ZW17-40.5系列真空断路器,真空灭弧室结构,真空灭弧室外形,1进线杆； 2扭
7、转保护环 3波纹管 4端盖 5屏蔽罩 6陶瓷外壳 7屏蔽罩 8触头 9出线杆 10端盖,（4）断路器操动机构,操动机构组成,操动机构的种类及特点,电磁机构,靠电磁铁将电能转化为机械能作为合闸动力的机构。,优点：结构简单、工作可靠、制造成本较低； 缺点：合闸线圈消耗的功率大，需要配备蓄电池作为操作电源，使用和维护复杂。 该机构主要用于35kV及以下电压等级；,弹簧机构,利用已储能的弹簧作为动力使断路器动作的机构。,优点：不需要大功率储能源，紧急情况下可手动储能，灵活性高，运行维护简单。 缺点是结构比较复杂，机械加工工艺要求高，安装调试困难。 该机构可用于220kV及以下电压等级。,液压机构,利用
8、高压压缩气体作为能源，液压油作为传递能量的媒介，注入带有活塞的工作缸中，推动活塞做功，使断路器进行合闸和分闸的机构。,优点：操作功大、动作平稳、速度快，不需要大功率电源； 缺点：结构复杂、加工工艺高、油系统的工作压力大，速度特性受稳定影响大、价格昂贵。 该机构常用于110kV及以上电压等级的断路器，在高压或超高压断路器中广泛使用。,二、高压隔离开关,隔离开关的作用及分类,隔离开关的作用,隔离开关的主要用途是：将被检修的设备与带电部分可靠隔离，以保证工作人员和设备的安全；,用隔离开关可以进行的操作有：,倒母线操作；,隔离开关的分类,GW4-126D /3150 50,产品名称代号,安装场所代号,
9、带有地刀,额定电压（kV),额定电流(A),极限通过峰值电流（kA）,设计序号,隔离开关的型号及技术参数,隔离开关的主要技术参数有：额定电压、额定电流、额定短时耐受电流及发热时间、额定峰值耐受电流。,对隔离开关的基本要求,隔离开关在分闸位置时，应具有明显可见的断口，使运行人员能清楚地观察隔离开关的分、合状态； 隔离开关断口绝缘应稳定可靠，确保工作人员的人身安全； 隔离开关的应具有足够的动稳定和热稳定能力；,隔离开关与断路器配合使用时，必须装设机械或电气闭锁，以保证正确的操作顺序，避免隔离开关带负荷操作事故的发生。 带有接地刀闸的隔离开关，主刀闸和接地刀闸之间应具有机械或电气闭锁，以保证正确的动
10、作次序，避免带地刀送电或带电合地刀操作事故的发生。,隔离开关的外形结构,GN系列户内高压隔离开关,操作绝缘子,支柱绝缘子,静触头,转轴,动触头（刀片）,GW型剪刀式隔离开关,隔离开关的外形结构,隔离开关的外形结构,GW型双柱式隔离开关,隔离开关的外形结构,GW7A220型三柱式隔离开关（关合状态）,GW7-500型隔离开关（开断状态）,隔离开关的外形结构,GW5A-35、66、126系列隔离开关,隔离开关的外形结构,操作隔离开关的基本要求,隔离开关操作前，应检查断路器、相应接地开关确已拉开并分闸到位，确认送电范围内接地线已拆；,手动合隔离开关应迅速、果断，但合闸终了时不能用力过猛；合闸后应检查
11、动、静触头是否合闸到位，接触是否良好；,手动分隔离开关开始时，应慢而谨慎；当动触头刚离开静触头时，应迅速，拉开后检查动、静触头断开情况；,隔离开关在操作过程中，如动触头不能插入静触头、 合闸不到位等现象时，应停止操作，待缺陷消除后再进行；,在操作隔离开关的过程中，要特别注意若绝缘子有断裂等异常情况时应迅速撤离现场，防止人身伤害。,高压开关柜特点：结构紧凑，占地面积小，安装工作量小，使用和维修方便，且有多种接线方案以供选择，故用户使用极为便利。,开关柜是金属封闭式开关设备的俗称。按照国标GB3906的定义，金属封闭开关设备是指除进出线外，完全被金属外壳包住的开关设备。,1.定义及特点,三、高压开
12、关柜,按主开关的安装方式分为：固定式和移开式（手车式） 按开关柜隔室结构分为：铠装型、间隔型和箱型 按柜内绝缘介质分为：空气绝缘和复合绝缘。,2.高压开关柜分类及型号,灭弧介质的发展: 油空气 SF6/真空； 绝缘介质的发展: 油空气SF6； 柜体结构的发展: 固定柜落地式手车柜中置式手车柜C-GIS柜,3.高压开关柜发展,C-GIS指中压柜式气体绝缘金属封闭开关设备是正在兴起的一种中压成套电器设备,它把高压开关设备中充气隔离室产品的设计技术应用到了中压产品中。,C-GIS柜ZX0,固定柜GG1-A,XGN10(Z)型开关柜。引下线从母线室出来，经过GN30型旋转隔离开关联到真空断路器的上接线
13、端，下接线端通过电流互感器连至下旋转隔离开关GN30，进入电缆室。,间隔式手车开关柜在结构上分为四个小室：仪表室、断路器手车室、母线室和电缆室。四个小室之间有板封隔，隔板大都采用接地金属板，唯断路器手车插头套管附近采用绝缘材料板以解决对地绝缘问题。,手车开关柜JYN一10,中置式开关柜,手车装于柜子中部，如KYN18型中置柜 配备服务小车, 可将真空断路器运送至适当位置进行维护保养 断路器移至服务小车前, 服务小车应与柜体锁定,防止断路器倾覆,ZS3.2 铠装式金属封闭开关柜,4、高压开关柜的典型结构,高压金属封闭开关设备是由柜体和手车两大部分构成。柜体由金属隔板分隔成四个独立的隔室：母线室、
14、断路器手车室、电缆室和继电器仪表室。,（1）组成,手车根据用途分为断路器手车、计量手车、隔离手车等，同参数规格的手车可以自由互换，手车在柜内有试验位置和工作位置，每一位置都分别有到位装置，以保证联锁可靠。,（2）手车,（3）“五防”连锁功能,防止误拉、误合断路器； 防止带负荷拉合隔离开关； 防止带电挂接地线； 防止带接地线送电； 防止误入带电间隔。,（4）“五防”连锁功能实现,断路器手车在试验或工作位置时，断路器才能进行合分操作，且在断路器合闸后，手车无法移动，防止了带负荷误拉、推断路器。,仅当接地关处于分闸位置时，断路器手车才能从试验位置移至工作位置，仅当断路器手车处于试验位置时，接地开关才能进行合闸操作，实现了防止带电误合接地开关及防止接地开关处于闭合位置时关合断路器。,（4）“五防”连锁功能实现,接地开关处在分闸位置时，下门及后门都无法打开，防止了误入带电间隔。,断路器在工作位置时，二次插头被锁定不能拔出。为保证安全及各联锁装置可靠不至损坏，必须按联锁防误操作程序进行操作。,仪表室门上装有提示性的信号指示或编码插座，以防止误合，误分断路器。,
