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1、Lanzhou University of Technology第二章水电站的主设备Lanzhou University of Technology2-1概述n一、根本概念n1、一次设备设备 ：n直接用于生产产、变换变换 、输输送和分配电电能的n电电气设备设备 。n1发电发电 机2变压变压 器3开关电电器n4母线线5电电力电缆电缆 6输电线输电线n7避雷器8互感器9电电抗器Lanzhou University of Technology开关电器包括：n断路器circuitbreaker：在正常运行或故障下，接通或断开电路。n隔离开关(disconnectingswitch)：检修时，隔离检修局
2、部与带电局部；倒闸操作时，进行电路切换。不能切断负荷电流与短路电流。n负荷开关(loadswitch)：开断负载电流和一定的过载电流。不能切断短路电流。n熔断器(fuse)：负荷开关与熔断器配合使用时，可由熔断器切断过载及短路电流，由负荷开关接通与断开负荷电流。Lanzhou University of Technology母线(bar)：聚集和分配电能的作用。避雷器(lightningarrester)：保护电力系统和电气设备的绝缘，使其不受雷击所引起的过电压而损坏。互感器：包括电流互感器(currenttransformer)和电压互感器(potentialtransformer)电抗器(
3、reactor)：主要限制短路电流。Lanzhou University of Technology电抗器电抗器一、空芯式电抗器 二、铁芯电抗器三、饱和电抗器四、直流电抗器电抗器是一种电感器件。现代的电抗器是一种电感器件。现代的电抗器种类很多，应用十分广泛。电抗器种类很多，应用十分广泛。电抗器在电路中主要用做限制电流电抗器在电路中主要用做限制电流，均流滤波，无功补偿，移相、储，均流滤波，无功补偿，移相、储能、调压、功率放大等。能、调压、功率放大等。电抗器可分为空芯式电抗器，铁电抗器可分为空芯式电抗器，铁芯式电抗器和饱和电抗器三种根本芯式电抗器和饱和电抗器三种根本类型。根据冷却的方式，又可分为类
4、型。根据冷却的方式，又可分为油浸自冷和空气自冷式两种。油浸自冷和空气自冷式两种。 Lanzhou University of Technology电抗器电抗器一、空芯式电抗器 二、铁芯电抗器三、饱和电抗器四、直流电抗器一、空芯式电抗器 空芯式电抗器只有线圈，没有铁芯，实质上就是一个空芯的电感线圈。其空气磁路的磁导率小，电感值也小。而且不存在饱和现象。其电感是个常数，不随通过电抗器的电流大小而改变。空芯电抗器主要做限流用。电抗器装于出线端或母线间，当线路或母线发生故障时，短路电流受到限制，使母线电压不致过低。Lanzhou University of Technology电抗器电抗器一、空芯式电
5、抗器 二、铁芯电抗器三、饱和电抗器四、直流电抗器 铁芯电抗器由于有导磁率比空气大得多的铁芯，其电感值比空芯式电抗器大。在容量相同时，铁芯式电抗器比空芯式电抗器体积要小，一般情况下，铁芯电抗器可分为：并联电抗器，消弧线圈，超动电抗器，电弧炉配套用串联电抗器，三相均衡用电抗器，进线电抗器，均流电抗器，滤波电抗器。 铁芯式电抗器的结构与变压器十分相似，主要由铁芯和线圈组成。但电抗器每相只有一个线圈。铁芯一般带有假设干个气隙的磁路。其铁柱是分段的，用绝缘板隔开形成气隙。铁轭与铁柱电压紧装置通过螺标拉紧，形成整体。大容量铁芯电抗器一般分为油浸式。小容量铁芯，电抗器一般做成干式。Lanzhou Unive
6、rsity of Technology电抗器电抗器一、空芯式电抗器 二、铁芯电抗器三、饱和电抗器四、直流电抗器饱和电抗器是利用铁芯，材料的饱和特性，以较小的直流功率来控制较大的交流负载的一种电器。电抗器根据结构不同可分为：扼流式饱和电抗器，自饱和式电抗器。Lanzhou University of Technology电抗器电抗器一、空芯式电抗器 二、铁芯电抗器三、饱和电抗器四、直流电抗器Lanzhou University of Technology2.一次系统：由一次设备依一定规律连接起来为完成电能的发、变、输、配任务而构成的电路，也称一次回路或电气主接线。3.二次设备：指对一次设备的工作
7、进行监视、测量、操作和控制的设备。如：测量表计、控制及信号器具、继电保护装置、自动装置和远动装置等。4.二次系统：表示二次设备相互连接关系的电路。Lanzhou University of Technology2-2高压压断路器n高压断路器的用途n一是控制作用：即根据电网运行的需要，将局部电气设备或线路投入或退出运行；n二是保护作用：在电气设备或电力线路发生故障时，继电保护自动装置发出跳闸信号，起动断路器，将故障局部设备或线路从电网中迅速切除，确保电网中无故障局部的正常运行。Lanzhou University of Technology一、重要任务:熄灭电弧1、电弧产生的过程当用断路器开断有
8、电流通过的电路时，在开关触头别离的瞬间，由于触头间间隙很小，在外施电压作用下，触头间会形成很高的电场强度，当电场强度超过3X106v/m时，阴极触头外表在强电场作用下发射电子，发射的电子在触头电压作用下产生碰撞游离，就形成了电弧。在电弧产生的过程中，同时进行着带电质点的游离和去游离过程，在电弧稳定燃烧时，这两个过程处于动平衡状态。当游离大于去游离，电弧继续燃烧；当游离小于去游离，电弧熄灭。Lanzhou University of Technologyn游离：n在某种条件下，气体分子别离为电子和正离子n的现象。n去游离：n自由电子和正离子相互吸引发生中和的现象。n2、熄灭电弧的根本方法和措施n
9、根本方法：消弱游离作用，加强去游离作用。Lanzhou University of Technology熄灭电弧的根本措施1提高触头的开断速度2吹弧采用气体或油等绝缘介质吹弧，使电弧拉长,增大冷却面,并强迫弧道中游离介质扩散，流入新鲜介质,以促使电弧熄灭。包括纵吹和横吹。3采用多断口降低每个断口的电压；多断口比单断口电弧拉长。Lanzhou University of Technology4在断路器断口两端并联电阻可以降低恢复电压数值及上升速度。5增大绝缘介质气体压力使气体密度增加，增大中和几率。6将触头置于真空密室中由于缺乏导电介质而使断路器分断时不能维持电弧。7冷却电弧用冷却绝缘介质降低电
10、弧的温度，消弱热发射和热游离作用以熄灭电弧。Lanzhou University of Technology二、断路器的类型和结构1、断路器的类型按灭弧介质与绝缘方式分：1油断路器a.多油断路器b.少油断路器2压缩空气断路器3SF6断路器4真空断路器Lanzhou University of Technology油断路器油断路器一、油断路器的产生 二、多油断路器 第一台油断路器的出现是在十九世第一台油断路器的出现是在十九世纪末的纪末的18951895年，当时由于电力系统年，当时由于电力系统电压的增高，容量的增大，开断的电压的增高，容量的增大，开断的矛盾愈加锋利。为了解决这一矛盾矛盾愈加锋利。为
11、了解决这一矛盾，人们试着把断口放入油中，而且，人们试着把断口放入油中，而且出乎意料的发现本为是极易燃烧的出乎意料的发现本为是极易燃烧的油却有比空气更强的灭弧能力。油却有比空气更强的灭弧能力。 三、少油断路器Lanzhou University of Technology油断路器油断路器多油断路器的结构特多油断路器的结构特点是所用元件都处于接地点是所用元件都处于接地的金属油箱中，油一方面的金属油箱中，油一方面用来熄灭弧，另一方面又用来熄灭弧，另一方面又用作导电局部之间以及导用作导电局部之间以及导电局部与接地油箱之间的电局部与接地油箱之间的绝缘介质。绝缘介质。一、油断路器的产生二、多油断路器 三、
12、少油断路器Lanzhou University of Technology西安华仪高压开关制造的多油断路器产品nDW10-10型多油断路器为户外装置，主要用于户外10kV电网负荷操作，作为分、合负荷电流过载及短路故障保护。断路器为三相共箱，每相有一个简单的开断器，油作为灭弧和导电部份对地绝缘用，套管上出线，在靠边的两相(A、C相)装有一次串联自动过载脱扣器和延时装置，操作机构装置在箱盖前端于断路器本体连成一体。Lanzhou University of Technology浙江西电高压电气的多油断路器DW13-35型多油断路器Lanzhou University of Technology油断
13、路器油断路器一、油断路器的产生二、多油断路器三、少油断路器少油断路器的结少油断路器的结构特点是触头、构特点是触头、导电系统和灭弧导电系统和灭弧系统直接装在绝系统直接装在绝缘油筒或不接地缘油筒或不接地的金属油箱中。的金属油箱中。油只用来熄灭电油只用来熄灭电弧和作为触头间弧和作为触头间的绝缘用。断路的绝缘用。断路器导电局部的对器导电局部的对地绝缘主要靠瓷地绝缘主要靠瓷瓶，环氧树脂等瓶，环氧树脂等固体介质。固体介质。少油断路器油量少，油箱结构巩固，能少油断路器油量少，油箱结构巩固，能防爆、防火，使用较平安。目前我国生防爆、防火，使用较平安。目前我国生产的高压油断路器主要是少油断路器。产的高压油断路器
14、主要是少油断路器。图图4-164-16户外少油断路器户外少油断路器Lanzhou University of Technology压缩空气断路器压缩空气断路器 压缩空气断路器(亦简称空气断路器)利用预先贮存的压缩空气来灭弧。压缩空气不仅作为灭弧和绝缘介质，而且还作为传动的动力。KW5系列空气断路器的实物图优点：断流容量大，灭弧时间短，而且快速自动重合闸时断流容量不降低，不易爆炸和着火。缺点：有色金属消耗量大，需要装设压缩空气系统等辅助设备和价格较贵。目前生产的空气断路器多采用常充气式，即无论在合闸或分闸状态，灭弧室内部都充满压缩空气，保证了触头间必要的绝缘强度。Lanzhou Universi
15、ty of Technology真空断真空断路器路器 ZW6-12/630-16(20型户外真空断路器适用于12kv及以下，交流50Hz的三相电力系统。主要用于农网和城网作分、合负荷电流、过载电流及短路电流之用，也可用于其他类似场所，还可作为城市市区12kv级电网的分段开关。真空断路器利用真空的高介质强度来熄灭电弧和作为绝缘真空断路器灭弧速度快，触头材料不易氧化、寿命长；体积小，检修维护方便，适用有频繁操作的场所。近年来，真空断路器已在35KV以下的配电装置中得到广泛的应用。ZW6-12/630-16(20真空断路器图Lanzhou University of Technology六氟化硫断路
16、器六氟化硫断路器 我们知道，SF6具有很高的绝缘性能和灭弧性能。 SF6断路器具有其它断路器无法比较的优点，它在封闭技术、枯燥、除水、监视、检验和测试方面有一些特殊的要求，仍然受到制造和使用部门的重视。 自五十年代第一台SF6断路器问世后，开展很快。七十年代，在改进了灭弧装置，突破了密封结构及水分管理等技术问题后，SF6断路器已成为高压电器的主要品种之一。 Lanzhou University of Technology断路器的操作机构断路器的操作机构 一、手动机构 二、电磁机构 四 、弹簧机构 五、液压机构 三、气动机构 断路器进行分闸、合闸操作，并保持在合闸状态是由操作机构来实现的。根据合闸能源的种类，操作机构可分为以下几种类型。手动操作机构：靠人力作为合闸动力，这种机构的结构简单，但合闸时间随操作人员的体力不同而不同，且不能实现重合闸功能。只适用于小容量的断路器。Lanzhou University of Technology断路器的操作机构断路器的操作机构一、手动机构二、电磁机构三、气动机构四 、弹簧机构 五、液压机构 用电磁铁将电能变为机械能作为合闸动力，用来远距离控制断路器
