工厂供电 第4章 工厂变配电所及其一次系统课件

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1、2020/9/24,1,第4章 工厂变配电所及其一次系统,变配电所的任务、类型及开关触点间电弧产生和熄灭的基本知识 变配电所的一次 设备和主电路图 变配电所的所址选择、布置、结构、安装图 首先概述供配电系统电气设备按其功能的分类，然后分别讲述电力变压器和互感器、高低压开关电器、熔断器和避雷器、无功补偿设备的功用、结构特点、主要性能及使用注意事项，最后介绍高低压成套配电装置的类型和结构特点等，为后面进一步学习供配电技术知识打下一个基础。,2020/9/24,2,工厂变配电所任务和类型 触头间电弧的产生和熄灭 变配电所一次设备结构、原理及选择 变配电所主接线图的分析 变配电所的布置、结构、安装及运

2、行和检修,2020/9/24,3,第一节 变配电所的任务、类型及所址选择 第二节 电气设备中的电弧问题及对触头的要求 第三节 高压一次设备 第四节 低压一次设备 第五节 电力变压器 第六节 电流互感器和电压互感器 第七节 工厂变配电所的主接线图 第八节 工厂变配电所的所址、布置、结构及安装图,2020/9/24,4,第1节 工厂变配电所的任务和类型,一、变配电所的任务 变电所：受电、变压、配电的任务 配电所：受电、配电的任务 二、变配电所的类型 工厂变电所：总降压变电所 车间变电所: 车间附设变电所 车间内变电所,2020/9/24,5,车间变电所的类型,1、2内附式，3、4外附式，5车间内式

3、，6露天或半露天式， 7独立式，8杆上，9地下式，10楼上式,2020/9/24,6,第2节 电气设备中电弧及触头,一、概述 电弧是一种强烈的电游离现象。 其特点是：光亮很强和温度很高。可烧毁触头、延长断电时间等。（表面温度30004000度，弧心温度10000度。） 二、电弧的产生 （一）产生电弧的根本原因 触头在分断电流时，触头本身及触头周围的介质中含有大量可被游离的电子，在外加电压足够大时，产生强烈的电游离而发生电弧。,2020/9/24,7,（二）产生电弧的游离方式：,（1）热电发射：触头分断电流时，阴极表面由于大电流收缩集中，出现炽热光 斑，触头表面电子吸收热能发射到触头间隙，形成自

4、由电子。 （2）高电场发射：触头开断初，电场强度大，触头表面电子被强行拉出。 （3）碰撞游离：高速电子碰撞中性质点，使中性质点变成正离子和自由电子， 当离子浓度足够大时，介质击穿产生电弧。 （4）热游离：电弧中心温度高达10000摄氏度，电弧中的中性质点游离为正离子和自由电子。 结论： 碰撞游离产生电弧， 热游离维持电弧。,2020/9/24,8,三、电弧的熄灭,（一）熄灭电弧的条件 去游离率游离率 （二）熄灭电弧的去游离方式 正负带电质点的“复合”，重新成为中性质点 正负带电质点的“扩散”，使电弧区带电质点减少 （三）交流电弧的熄灭特点 交流电弧每一个周期要暂时熄灭两次，完善的灭弧装置熄灭交

5、流电弧一般需要几个周期，真空断路器灭弧只要半个周期，同等条件下交流电弧比直流电弧容易熄灭。 （四）开关电器中常用的灭弧方法 速拉灭弧法、冷却灭弧法、吹弧灭弧法、长弧切短灭弧法、粗弧切短灭弧法、狭沟灭弧法、真空灭弧法 、SF6灭弧法。,2020/9/24,9,吹弧方式（1电弧，2触头）,电动力吹弧,磁力吹弧,a)横吹 b)纵吹,1磁吹线圈，2灭弧触头，3电弧,铁磁吸弧,1电弧，2钢片,钢灭弧栅对电弧的作用,1钢栅片，2电弧，3触头,绝缘灭弧栅对电弧的作用,1绝缘栅片，2电弧，3触头,2020/9/24,10,四、对电气触头的基本要求,（1）满足正常负荷的发热要求 （2）具有足够的机械强度 （3）

6、具有足够的动稳定度和热稳定度 （4）具有足够的断流能力,2020/9/24,11,第3节 高压一次设备,一、概述 1.变配电所中担负输送和分配电能任务的电路,称一次回路或一次电路,或主电路、主接线。一次电路中所有的设备称一次设备。 2.凡是 用来控制、指示、测量一次设备运行的电路称二次回路（电路、接线)。二次回路通常接在互感器的二次侧，二次电路的电气设备称二次设备或二次元件。 一次设备分类： 1)变换设备 其功能是按电力系统运行的要求改变电压或电流、频率等，例如电力变压器、电压互感器、电流互感器、变频机等。,2020/9/24,12,(2)控制设备 其功能是按电力系统运行的要求来控制一次电路的

7、通、断，例如各种高低压开关设备。 (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中的无功功率，提高系统的功率因数，例如并联电容器等。 (5)成套设备 它是按一次电路接线方案的要求，将有关一次设备及控制、指示、监测和保护一次设备的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。 （本节介绍一次电路中的高压熔断器、隔离开关、负荷开关、断路器及开关柜）,2020/9/24,13,二、高压熔断器(fuse，文字符号为FU),在电路电流超过规定值并经过一定时间后，使熔体熔化而分断电流、断开电

8、路的一种保护电器。 熔断器的功能主要是对电路及设备进行短路保护，有的熔断器还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：,2020/9/24,14,熔断器的类型及特点,1.户内型 （ RN 固定式 2.户外型 （ RW 跌开式 RN1 主要用作高压线路和设备的短路保 护， 也起过负荷保护。 RN2 用作高压互感器的短路保护。 RN1 、RN2灭弧能力很强，为”限流“式熔断器。,2020/9/24,15,(一)RN1和RN2型户内高压管式熔断器（限流式）,RN1型：主要用于高压电路和设备的短路保护（额定电流可达100A） RN2型：高压电压互感器一次侧短路保护 （额定电流一般为0.

9、5A）,RN1、RN2型高压熔断器安装图,l瓷熔管，2金属管帽3弹性触座，4熔断指示器，5接线端子，6支柱瓷瓶，7底座,RN1、RN2型熔断器的熔管剖面示意图,1管帽，2瓷管，3工作熔体，4指示熔体， 5锡球，6石英砂填料，7熔断指示器(虚 线表示熔断指示器在熔体熔断时弹出),2020/9/24,16,(二)RW4和RW10（F）型户外高压跌开式熔断器,既可作610KV线路和设备的短路保护，又可在一定条件下，用高压绝缘钩棒操作熔管的分合，起高压隔离开关的作用。,RW410(G)型跌开式熔断器,1上接线端子，2上静触头， 3上动触头，4管帽，5操作环，6熔管(内套纤维质消弧管)，7铜熔丝， 8下

10、动触头，9下静触头，10下接线端子，11绝缘瓷瓶，12固定安装板,2020/9/24,17,三、高压隔离开关（QS）,由于没有专门灭弧装置，因此不允许带负荷操作。 （一）功能： 1.主要是隔离高压电源，以保证其他设备和线路的安全检修。 其特点：断开后有明显的断开间隙。 2.倒闸操作：合闸操作顺序 分闸操作顺序 3.允许通断一定的小电流（如励磁电流不超过2A的空载变压器、电容电流不超过5A的空载线路及电压互感器和避雷器电路）,2020/9/24,18,户内用CS6（83页）型手动操作机构、户外多用绝缘钩棒手工操作。,1.户内型（ GN 三相刀闸同一底座。2.户外型（ GW 单柱式、 双柱式、 三

11、柱式。,2020/9/24,19,高压隔离开关外型,GN810600型高压隔离开关,1上接线端子，2静触头，3闸刀，4绝缘套管，5下接线端子，6框架， 7转轴，8拐臂，9升降瓷瓶，10支柱瓷瓶,2020/9/24,20,高压隔离开关全型号含义如下：,2020/9/24,21,四、高压负荷开关（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，不能断开短路电流，与高压熔断器配合使用。,FN310RT型高压负荷开关,1主轴，2上绝缘子兼气缸，3连杆， 4下绝缘子，5框架，6 RN1型高压 熔断器，7下触座，8闸刀， 9弧动触头，10绝缘喷嘴(内有弧静触头)， 11主静触头，12上触座

12、，13断路弹簧， 14绝缘拉杆，15热脱扣器,2020/9/24,22,五、高压断路器（QF）,具有完善的灭弧能力 功能： 通断正常负荷电流 接通和承受一定的短路电流 在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。 2.类型,2020/9/24,23,类型,1.油断路器 (1)多油断路器： 开关触头在绝缘油中闭合和断开。油兼有灭弧和绝缘功能，油量多，有易燃易爆危险。体积大，维护麻烦。可频繁通断负荷。趋于淘汰。 (2)少油断路器： 开关触头在绝缘油中闭合和断开。油只作灭弧，油量少，易燃易爆危险性较小。体积小，价廉，维护方便。不能频繁操作。 610kv多用。,2020/9/24,24,高压断路器型号含义

13、,2020/9/24,25,（一）SN10-10型高压少油断路器,结构组成：框架、传动结构和油箱三个主要部分组成。 断路器合闸：动触头（导电杆插入静触头。 断路器分闸：动触头离开静触头。 无论是分闸或合闸，电弧总是在弧触片与动触头端部弧触头之间产生。,2020/9/24,26,油箱内 灭弧室结构,SNl010型高压少油断路器一相油箱内部结构,1铝帽，2油气分离器，3上接线端子， 4油标，5插座式静触头，6灭弧室， 7动触头(导电杆)，8中间滚动触头， 9下接线端子，10转轴，11拐臂 12基座，13下支柱瓷瓶， 14上支柱瓷瓶，15断路弹簧， 16绝缘筒，17逆止阀， 18绝缘油,2020/9

14、/24,27,SNIO10型断路器灭弧室工作示意图,1静弧触头，2吸弧铁片， 3横吹灭弧沟，4纵吸油囊， 5电弧，6动触头,2020/9/24,28,（二）高压真空断路器,开关触头在真空的容器内 闭合和断开。灭弧能力强燃弧时间短，属高速断路器。开断能力强。结构简单，重量轻，体积小。寿命长，易维修。可频繁操作。无易燃易爆危险。 由于开断速度高, 易产生截流过电压,对变压器等感性负载易造成危害,应配置过电压吸收装置。,真空断路器的真空灭弧室结构,1静触头，2动触头3屏蔽罩，4波纹管， 5与外壳封接的法兰盘，6金属波纹管，7玻壳,2020/9/24,29,真空断路器外型,2020/9/24,30,2

15、020/9/24,31,（三）六氟化硫断路器,开关触头在 SF6气体中 闭合和断开。 SF6气体兼有灭弧和绝缘功能。灭弧能力强，属高速断路器。断流容量大，电绝缘性能好，检修周期长。可频繁操作。无燃烧爆炸危险，体积小，维护要求严格，价贵。在全封闭组合电器中多采用。不适于高寒地区。本身无毒，但电弧在高温作用下会生成氟化氢等强烈腐蚀性的剧毒物，检修时，应注意防毒。,2020/9/24,32,LW8-40.5型户外交流高压六氟化硫断路器,2020/9/24,33,LN2-10型室内六氟化硫断路器,SF6断路器灭弧室结构示意图,1静触头，2绝缘喷嘴，3动触头 4气缸，5压气活塞(固定)， 6电弧,202

16、0/9/24,34,利用压缩空气吹动电弧，并使电弧熄灭。灭弧能力强，分断时间短，断流容量大。结构复杂，价贵，维护要求高。多用于110kv及以上大型电站或变电所及不适应采用六氟化硫断路器的高寒地区。,2020/9/24,35,六、高压开关柜,将一、二次设备组合在一起的高压成套配电装置。 类型：固定式、手车式（移开式） 具有五防功能： 防止误分、误合断路器 防止带负荷误拉、误合隔离开关 防止带电误挂接地线 防止带接地线误合隔离开关 防止人员误入带电间隔,2020/9/24,36,高压开关柜外型及主接线图,1母线，2母线侧隔离开关， 3少油断路器(QF)， 4电流互感器(TA)， 5线路侧隔离开关(QS)， 6电缆头， 7下检修门，8端子箱门， 9操作板， 10断路器的手动操动机构， 11隔离开关的操动机构手柄， 12仪表继电器屏， 13上检修门， 14、15观察窗口,GG1A(F)07S型高压开关柜(断路器柜),2020/9/24,37,G