《供配电技术 第3版 教学课件 ppt 作者 刘介才 第二章 供配电系统的主要电气设备》由会员分享，可在线阅读，更多相关《供配电技术 第3版 教学课件 ppt 作者 刘介才 第二章 供配电系统的主要电气设备（105页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章 供配电系统的主要电气设备,第二章 供配电系统的主要电气设备,第一节 电气设备概述 第二节 电力变压器和互感器 第三节 高低压开关电器 第四节 高低压熔断器和避雷器 第五节 无功补偿设备和成套配电装置,第一节 电气设备概述,()变换设备 指按系统工作要求来改变电压、电流或频率的设备，例如电力变压器、电压互感器、电流互感器及变流或变频设备等。 ()控制设备 指按系统工作要求来控制电路通断的设备，例如各种高低压开关。 ()保护设备 指用来对系统进行过电流和过电压保护的设备，例如高低压熔断器和避雷器。 ()无功补偿设备 指用来补偿系统中的无功功率、提高功率因数的设备，例如并联电容器。 ()成套
2、配电装置 它是按照一定的线路方案的要求，将有关一次设备和二次设备组合为一体的电气装置，例如高低压开关柜、动力和照明配电箱等。,第二节 电力变压器和互感器,一、电力变压器 (一)概述 .电力变压器的类型 .电力变压器的联结组别,图- 变压器联结组,第二节 电力变压器和互感器,()联结和联结的两种配电变压器 联结的示意图如图-所示。,图- 变压器联结组,第二节 电力变压器和互感器,)联结的变压器，对次及其整数倍次的谐波电流可在其三角形联结的一次绕组内形成环流，从而不致注入高压公用电网中去。 )联结的变压器，其零序阻抗较之联结的变压器的零序阻抗小得多，因此联结变压器二次侧的单相接地短路电流较之联结变
3、压器二次侧的单相接地短路电流大得多，从而更有利于低压侧单相接地短路故障的保护和切除。,第二节 电力变压器和互感器, 单相接地短路故障的切除，决定于单相接地短路电流的大小，而此单相接地短路电流等于相电压除以单相短路回路的计算阻抗，计算阻抗为其正序、负序和零序阻抗之和的。如不计电阻只计电抗时，联结变压器的零序电抗，为变压器正序电抗，亦即变压器电抗；而联结变压器的零序电抗，为变压器的励磁电抗。由于，故联结变压器的比联结变压器的小得多，因此联结变压器的单相接地短路电流比联结变压器的大得多，以致联结变压器更有利低压单相接地短路故障的保护和切除。,)当接用单相不平衡负荷时，由于联结变压器要求中性线(线)电
4、流不宜超过二次绕组额定电流的，因而严重限制了接用单相用电负荷的容量，影响了变压器负荷能力的充分发挥。,第二节 电力变压器和互感器,图- 联结的防雷变压器,()联结的防雷变压联结变压器的接线和相,第二节 电力变压器和互感器,量图如图所示。 .电力变压器的结构和型号 (二)电力变压器的容量和过负荷能力 .电力变压器的额定容量和实际容量,图- 三相油浸式电力变压器 信号温度计 铭牌 吸湿器 油枕 油位指示器(油标) 防爆管 瓦斯继电器 高压出线套管 低压出线套管 分接开关 油箱 变压器油 铁心 绕组 放油阀 底座(小车) 接地端子,第二节 电力变压器和互感器,图- 三相树脂浇注绝缘干式电力变压器 高
5、压出线套管 吊环 上夹件 低压出线接线端子 铭牌 树脂浇注绝缘绕组(内为低压，外为高压) 上下夹件拉杆 警示标牌(“高压危险!”) 铁心 下夹件 底座(小车) 高压绕组相间连接杆 高压分接头及连接片,第二节 电力变压器和互感器, 过去此项为“设计序号”，而且多写作下角。 一般变压器室进出口温度差按考虑，因此变压器室内温度比室外温度平均高。,第二节 电力变压器和互感器,图- 油浸式电力变压器允许过负荷系数 与日负荷率及最大负荷持续时间的关系曲线,第二节 电力变压器和互感器,.电力变压器的正常过负荷 ()因昼夜负荷不均衡而允许的过负荷 油浸式电力变压器因昼夜负荷不均衡而允许的过负荷系数，可根据日负
6、荷填充系数(日负荷率)和最大负荷持续时间去查图-所示曲线求得。 ()因季节性负荷差异而允许的过负荷 如果夏季(或冬季)的平均日负荷曲线中的最大负荷低于油浸式变压器的实际容量时，则每低，可在冬季(或夏季)过负荷。 例- 某用户变电所的变压器室有一台的油浸式电力变压器，已知该用户的平均日负荷率.，日最大负荷持续时间为，夏季的平均日最大负荷为，当地的年平均气温为。试求该变压器的实际容量和冬季可允许的过负荷能力。,第二节 电力变压器和互感器,解 ()求变压器的实际容量 ()求变压器冬季允许的过负荷能力 .电力变压器的事故过负荷,表- 电力变压器事故过负荷允许值,(三)电力变压器的并列运行条件 ()所有
7、并列变压器的额定一次电压和二次电压必须对应相等 这也就是所有并列变压器的电压比必须相同，允许差值范围为。,第二节 电力变压器和互感器,()所有并列变压器的阻抗电压必须相等 由于并列变压器二次侧的负荷是按其阻抗电压值成反比分配的(参看下面例-)，因此并列变压器的阻抗电压如果不同，将导致阻抗电压较小的变压器过负荷甚至烧毁。 ()所有并列变压器的联结组别必须相同,图- 联结变压器 与联结变压器并列运 行时二次侧电压相量图,第二节 电力变压器和互感器,例- 现有一台型变压器与一台型变压器并列运行，均为联结。问负荷达到时，上列变压器中哪一台变压器将要过负荷?过负荷将达到多少? 解 并列运行的变压器之间的
8、负荷分配是与阻抗的标幺值成反比的，因此先计算各台变压器的阻抗标幺值。,第二节 电力变压器和互感器, 标幺值是一种相对值。某物理量的标幺值，是该量的实际值与所选定的基准值的比值，详见第四章第三节关于“采用标幺制法进行三相短路的计算”的有关内容。,二、电流互感器( ，文字符号) (一)电流互感器的功用和接线方案,第二节 电力变压器和互感器,图- 电流互感器的 原理结构和接线 铁心 一次绕组 二次绕组 电流表 电流继电器,第二节 电力变压器和互感器,.电流互感器的功用 ()用来使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘 这既可防止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
9、的故障影响主电路，从而提高整个一、二次电路运行的安全性和可靠性，并有利于保障人身安全。 ()用来扩大仪表、继电器等二次设备应用的电流范围 例如用一只的电流表，通过不同变流比的电流互感器就可测量任意大的电流。 .电流互感器的结构和接线方案 ()一相式接线(图-) 电流线圈中通过的电流，反映一次电路对应相的电流。,第二节 电力变压器和互感器,()两相形接线(图-) 这种接线也称为两相不完全星形接线。 ()两相电流差接线(图-) 这种接线也称为两相交叉接线。,图- 电流互感器的接线方案,第二节 电力变压器和互感器,图- 两相形接线电流互感器的 一、二次侧电流相量图,第二节 电力变压器和互感器,图-
10、两相电流差接线电流互感器的 一、二次侧电流相量图,第二节 电力变压器和互感器,()三相星形接线(图-) 这种接线中的三个电流线圈，正好反映各相的电流，广泛用于三相负荷一般不平衡的三相四线制系统如低压系统中，也用在负荷可能不平衡的三相三线制系统中，作三相电流、电能测量及过电流继电保护之用。 (二)电流互感器的类型和型号,图- 型电流互感器 一次接线端子 一次绕组(树脂浇注绝缘) 二次接线端子 铁心 二次绕组 警示牌(上写“二次侧不得开路”等字样),第二节 电力变压器和互感器,图- .型 电流互感器 铭牌 一次母线穿孔 铁心，外绕二次绕组(树脂浇注绝缘) 底座(安装孔) 二次接线端子,第二节 电力
11、变压器和互感器,JG20.tif,(三)电流互感器使用注意事项,第二节 电力变压器和互感器,.电流互感器工作时二次侧不得开路 .电流互感器的二次侧必须有一端接地 .电流互感器连接时必须注意其端子极性 三、电压互感器(l e，文字符号) (一)电压互感器的功用和接线方案 .电压互感器的功用 ()用来使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘,图- 电压互感器的原理结构和接线 铁心 一次绕组 二次绕组 电压表 电压继电器,第二节 电力变压器和互感器,()用来扩大仪表、继电器等二次设备应用的电压范围 例如用一只的电压表，通过不同变压比的电压互感器就可测量任意高的电压，这也有利于电压表、继电器等二次设备的规
12、格统一和批量生产。 .电压互感器的结构和接线方案,图- 电压互感器的接线方案,第二节 电力变压器和互感器,()一个单相电压互感器接线(图-) 这种接线供仪表、继电器的电压线圈接于三相电路的一个线电压。 ()两个单相电压互感器接成形(图-) 这种接线供仪表、继电器的电压线圈接于三相三线制电路的各个线电压，广泛应用在变配电所的高压配电装置中。 ()三个单相电压互感器接成形(图-) 这种接线供要求线电压的仪表、继电器，并供接相电压的绝缘监视电压表。,第二节 电力变压器和互感器,()三个单相三绕组电压互感器或一个三相五芯柱三绕组电压互感器接成(开口三角)形(图-) 其接成的二次绕组，供电给需线电压的仪
13、表、继电器及接相电压的绝缘监视用电压表，与以上图-的二次接线相同；其接成(开口三角)形的辅助二次绕组，则接电压继电器。,图- 型电压互感器 一次接线端子 高压绝缘套管 一、二次绕组(环氧树脂浇注) 壳式铁心 二次接线端子,第二节 电力变压器和互感器,(二)电压互感器的类型和型号 (三)电压互感器使用注意事项 .电压互感器工作时二次侧不得短路 .电压互感器的二次侧必须有一端接地 .电压互感器在连接时也必须注意其极性,第三节 高低压开关电器,一、开关电器中的电弧问题 高低压开关电器用于高低压电路的通断控制。 (一)电弧的产生 ()热电发射 当开关触头分断电流时，阴极表面由于大电流逐渐集中而出现炽热
14、的光斑，温度很高，从而使触头表面分子中外层电子吸收足够的热能而发射到触头间的介质中去，形成自由电子。 ()高电场发射 开关触头分断之初，电场强度很大。 ()碰撞游离 当触头间隙存在足够大的电场强度时，其中的自由电子以相当大的动能向阳极运动，在运动中碰撞中性质点(介质分子)，有可能使中性质点分裂为带电的正离子和自由电子。 ()热游离 亦称高温游离。,第三节 高低压开关电器,(二)电弧的熄灭 ()正负带电质点的“复合” 复合就是正负带电质点重新结合为中性质点。 ()正负带电质点的“扩散” 扩散就是电弧中的带电质点向周围介质中扩散开去，从而使电弧区域内的离子浓度降低，带电质点减少。 (三)开关电器中常用的灭弧方法 ()速拉灭弧法 迅速拉长电弧，使弧隙的电场强度骤降，使离子的复合迅速增强，从而加速灭弧。,第三节 高低压开关电器,图- 吹弧方式 电弧 触头,()冷却灭弧法 降低电弧温度，可使电弧中的热游离减弱，正负离子的复合增强，从而有助于电弧熄灭。,第三节 高低压开关电器,()吹弧或吸弧灭弧法 利用外力(如气流、油流或电磁力)来吹动或吸动电弧，使电弧加速冷却，同时拉长电弧，降低电弧中的电场强度，使电弧中离子的复合和扩散加强，从而加速灭弧
