《电力工程基础：10 第五章 变电所的一次系统（5-6）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力工程基础：10 第五章 变电所的一次系统（5-6）（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 1第五章第五章 变电所的一次系统变电所的一次系统5-1 概述概述5-2 高低压开关电器高低压开关电器 5-3 高低压保护电器和限流电器高低压保护电器和限流电器 5-5 互感器互感器 5-6 高低压成套配电装置高低压成套配电装置5-7 电器主接线电器主接线5-8 电器设备的选择电器设备的选择5-4 电力变压器电力变压器 5-9 变电所的总体布置变电所的总体布置2 25.5 互感器互感器一、概述一、概述互感器在供配电系统中的作用：互感器在供配电系统中的作用：使测量仪表、继电器等二次设备与主电路隔离；使测量仪表、继电器等二次设备与主电路隔离；使测量仪表、继电器等标准化，有利于大批量生产；使测量仪
2、表、继电器等标准化，有利于大批量生产；使测量仪表、继电器等二次设备的使用范围扩大。使测量仪表、继电器等二次设备的使用范围扩大。二、电流互感器二、电流互感器1. 电流互感器的工作原理电流互感器的工作原理2一次绕组：一次绕组：匝数很少，导线很粗，串联一次回路中；匝数很少，导线很粗，串联一次回路中；2二次绕组：二次绕组：匝数很多，导线很细，与测量仪表、继电器匝数很多，导线很细，与测量仪表、继电器等的电流线圈串联。等的电流线圈串联。 3 3图图5-37为电流互感器的原理接线图。为电流互感器的原理接线图。 电流互感器的一次电流电流互感器的一次电流I1与二次电流与二次电流I2之间之间的关系为的关系为式中，
3、式中，Ki为电流互感器的变流比，为电流互感器的变流比， 。 2电流互感器的误差电流互感器的误差电流互感器的简化等效电路和相量图如电流互感器的简化等效电路和相量图如图图5-35所示。所示。图图5-34 电流互感器电流互感器原理接线图原理接线图5.5 互感器互感器4 4根据磁势平衡原理可知根据磁势平衡原理可知: : 由相量图可知，由相量图可知， 与不仅在数值上不相等，而且相位也与不仅在数值上不相等，而且相位也不相同，即出现了不相同，即出现了电流误差电流误差和和相位误差相位误差。 图图5-35 电流互感器的等效电路和相量图电流互感器的等效电路和相量图a）等效电路）等效电路 b）相量图）相量图5.5
4、互感器互感器5 5n电流误差电流误差 fi（又称比值差）（又称比值差） ：是二次电流乘以额定变流比：是二次电流乘以额定变流比Ki与一次电流数值差的百分数，即与一次电流数值差的百分数，即 n相位误差相位误差 （又称角差）（又称角差） ：是与的相角差，并规定是与的相角差，并规定若若 超前于，为正值，反之为负值。超前于，为正值，反之为负值。 由于很小，由由于很小，由图图5-35可得：可得：5.5 互感器互感器6 6n复合误差复合误差 ：在稳态情况下，电流互感器二次电流瞬时值乘在稳态情况下，电流互感器二次电流瞬时值乘以额定变比后与一次电流瞬时值之差的有效值占一次电流有以额定变比后与一次电流瞬时值之差的
5、有效值占一次电流有效值的百分数，即效值的百分数，即v电流互感器的误差与下列因素有关：电流互感器的误差与下列因素有关：与励磁安匝大小有关：励磁安匝加大时，误差加大。与励磁安匝大小有关：励磁安匝加大时，误差加大。一次电流大小有关：在额定值范围内，一次电流增大时，一次电流大小有关：在额定值范围内，一次电流增大时，误差减小，当一次电流在额定值附近时，误差最小。误差减小，当一次电流在额定值附近时，误差最小。与二次负荷阻抗大小有关：二次负荷阻抗加大时，误差加与二次负荷阻抗大小有关：二次负荷阻抗加大时，误差加大。大。 5.5 互感器互感器【主要用于保护，主要用于保护，5P，10P】7 73. 电流互感器的类
6、型和型号电流互感器的类型和型号按一次电压分：按一次电压分：有高压和低压两大类；有高压和低压两大类；按一次线圈匝数分：按一次线圈匝数分：有单匝式和多匝式；有单匝式和多匝式；按安装地点分：按安装地点分：有户内式和户外式；有户内式和户外式；按用途分：按用途分：有测量用和保护用两大类；有测量用和保护用两大类；按准确度等级分：按准确度等级分：有有0.2、0.5、1、3、5P、10P等级；等级；按绝缘介质分：按绝缘介质分：有油浸式和干式（含环氧树脂浇注式）；有油浸式和干式（含环氧树脂浇注式）；按安装型式分：按安装型式分：有穿墙式、母线式、套管式、支持式等。有穿墙式、母线式、套管式、支持式等。与二次负荷的功
7、率因数有关：功率因数减小时，电流误差与二次负荷的功率因数有关：功率因数减小时，电流误差将加大，而相位误差相对减小。将加大，而相位误差相对减小。5.5 互感器互感器8 8p电流互感器的型号电流互感器的型号 5.5 互感器互感器9 9图图5-37 LQJ-10型电流互感器型电流互感器1一次接线端子一次接线端子 2一次绕组一次绕组 3二次接线端子二次接线端子4铁心铁心 5二次绕组二次绕组 6警告牌警告牌LQJ-10型电流互感器：型电流互感器：其外形结构如图其外形结构如图5-37所示，有两个所示，有两个铁心和两个二次线圈，铁心和两个二次线圈，0.5级用于测量，级用于测量，3级用于继电保护。级用于继电保
8、护。5.5 互感器互感器1010图图5-38 LMZJ1-0.5型电流互感器型电流互感器1铭牌铭牌 2一次母线穿孔一次母线穿孔 3铁心铁心 4安装板安装板 5二次接线端子二次接线端子LMZJ1-0.5型电流互感器：型电流互感器：其外形结构如图其外形结构如图5-38所示，属所示，属于单匝式电流互感器，互感器铁心为环形（于单匝式电流互感器，互感器铁心为环形（5800A）或矩）或矩形卷铁心（形卷铁心（10003000A）。）。 5.5 互感器互感器11115.5 互感器互感器LCWD135型电流互感器型电流互感器：其外形结构如图：其外形结构如图5-39所示，所示，为链式、瓷绝缘、户外用电流互感器，主
9、要为链式、瓷绝缘、户外用电流互感器，主要用于用于35kV的的电力系统电力系统中，供电流、电能测量和继电保护用。中，供电流、电能测量和继电保护用。图图5-39 LCWD135型型电流互感器电流互感器LCW1-35型型 电流互感器电流互感器LLB-110型型 SF6电流互感器电流互感器12124. 电流互感器的极性与接线方式电流互感器的极性与接线方式n电流互感器的极性电流互感器的极性：采用：采用“减极性减极性”原则。原则。 通常，一次绕组的出线端子标为通常，一次绕组的出线端子标为L1和和L2，二次绕组的，二次绕组的出线端子标为出线端子标为K1和和K2，其中，其中L1和和K1为同名端，为同名端，L2
10、和和K2为同为同名端。如果名端。如果一次电流从极性端流入一次电流从极性端流入时，则时，则二次电流应从同极二次电流应从同极性端性端流出流出。减极性：减极性：在一次绕组和二次绕组的同极性端（同名端）同时加入某一同相在一次绕组和二次绕组的同极性端（同名端）同时加入某一同相位电流时，两个绕组产生的磁通在铁心中同方向。位电流时，两个绕组产生的磁通在铁心中同方向。 5.5 互感器互感器1313一相式接线：一相式接线：用于负用于负荷平衡的三相电路中。荷平衡的三相电路中。两相两继电器接线：两相两继电器接线： 用于中性点不接地的三用于中性点不接地的三相三线制系统中。相三线制系统中。两相一继电器接线：两相一继电器
11、接线：用于中性点不接地的三用于中性点不接地的三相三线制系统中。相三线制系统中。三相三继电器接线：三相三继电器接线：用于三相四线制或三相用于三相四线制或三相三线制系统中。三线制系统中。又叫两相不完又叫两相不完全星形接线或全星形接线或两相两相V形接线形接线 又叫两相电又叫两相电流差接线流差接线又叫三相完又叫三相完全星形接线全星形接线 5.5 互感器互感器n电流互感器的接线方式电流互感器的接线方式图图5-40 电流互感器的接线方式电流互感器的接线方式a）一相式接线）一相式接线 b）两相不完全星形接线）两相不完全星形接线 c）两相电流差接线）两相电流差接线 d）三相完全星形接线）三相完全星形接线141
12、45. 电流互感器的使用注意事项电流互感器的使用注意事项电流互感器在工作时二次侧绝对不允许开路；电流互感器在工作时二次侧绝对不允许开路；电流互感器的二次侧必须有一端接地。电流互感器的二次侧必须有一端接地。6. 电流互感器的电流互感器的10%误差曲线误差曲线(复合误差限复合误差限) 电流互感器的电流互感器的10%误差曲线，误差曲线，是指电流互感器的误差为是指电流互感器的误差为10%时，时，一次电流倍数一次电流倍数 与二次负与二次负荷阻抗最大允许值的关系曲线，如荷阻抗最大允许值的关系曲线，如图图5-44所示。所示。 用于用于继电保护回路继电保护回路的电流互感的电流互感器，应按器，应按10%误差曲线
13、误差曲线进行校验。进行校验。 图图5-36 电流互感器的电流互感器的10%误差曲线误差曲线5.5 互感器互感器1515三、电压互感器三、电压互感器1. 电压互感器的工作原理电压互感器的工作原理2一次绕组：一次绕组：匝数很多，并联在供电系统的一次电路中；匝数很多，并联在供电系统的一次电路中；右图为电压互感器的原理接线图。右图为电压互感器的原理接线图。 电压互感器的一次电压电压互感器的一次电压U1与二次电压与二次电压U2之之间的关系为间的关系为2二次绕组：二次绕组：匝数很少，与电压表、继电器匝数很少，与电压表、继电器的电压线圈等并联。的电压线圈等并联。 式中，式中，Ku为电压互感器的变压比，为电压
14、互感器的变压比， 。 5.5 互感器互感器16162. 电压互感器的误差电压互感器的误差电压互感器的等效电路和相量图如图电压互感器的等效电路和相量图如图5-42所示。所示。图图5-42 电压互感器的等效电路和相量图电压互感器的等效电路和相量图a）等效电路）等效电路 b）相量图）相量图5.5 互感器互感器1717由相量图可知，由相量图可知， 与不仅在数值上不相等，而且相位也与不仅在数值上不相等，而且相位也不相同，即出现了不相同，即出现了电压误差电压误差和和相位误差相位误差。 n电压误差电压误差 fu（又称比值差）（又称比值差） ：是二次电压乘以额定变压比：是二次电压乘以额定变压比Ku与一次电压数
15、值差的百分数，即与一次电压数值差的百分数，即 n相位误差相位误差 （又称角差）（又称角差） ：是与：是与 的相角差，并规的相角差，并规定若定若 超前于，为超前于，为正正值，反之为值，反之为负负值。值。 5.5 互感器互感器1818v电电压压互感器的误差与下列因素有关：互感器的误差与下列因素有关：互感器的励磁电流有关：互感器的励磁电流有关：励磁电流增大时，误差也增大。励磁电流增大时，误差也增大。与互感器绕组的阻抗及漏抗有关：与互感器绕组的阻抗及漏抗有关：阻抗和漏抗加大时，误阻抗和漏抗加大时，误差也加大。差也加大。与互感器二次负荷阻抗大小有关：与互感器二次负荷阻抗大小有关：二次负荷阻抗加大时，二次
16、负荷阻抗加大时，误差加大。误差加大。与二次负荷的功率因数有关：与二次负荷的功率因数有关：功率因数减小时，角误差将功率因数减小时，角误差将明显增大。明显增大。5.5 互感器互感器19193. 电压互感器的类型和型号电压互感器的类型和型号按相数分：按相数分：有单相和三相两大类；有单相和三相两大类；按用途分：按用途分：有测量用和保护用两大类；有测量用和保护用两大类；按准确度等级分按准确度等级分: 有有0.2、0.5、1、3、3P、6P等级；等级；按安装地点分：按安装地点分：有户内式和户外式；有户内式和户外式；按绝缘介质分：按绝缘介质分：有油浸式和干式（含环氧树脂浇注式）。有油浸式和干式（含环氧树脂浇
17、注式）。p电压互感器的型号电压互感器的型号 5.5 互感器互感器2020 图图5-47和图和图5-48分别为分别为JDJ-10和和JDJ2-35型电压互感型电压互感器的外形结构。器的外形结构。图图5-47 JDJ-10型电压互感器型电压互感器图图5-48 JDJ2-35型型电压互感器电压互感器JDJ型单相双绕组油浸式电压互感器：型单相双绕组油浸式电压互感器：JDZJ-10型单相三绕组环氧树脂浇注绝缘绝缘电压互感器：型单相三绕组环氧树脂浇注绝缘绝缘电压互感器：其外形结构如其外形结构如图图5-49所示，采用所示，采用Y0/Y0/（开口三角形）接线，（开口三角形）接线，额定电压为额定电压为5.5 互
18、感器互感器2121图图5-49 JDZJ-10型电压互感器型电压互感器1一次接线端子一次接线端子 2高压绝缘套管高压绝缘套管 3一、二次绕组一、二次绕组 4铁心铁心 5二次接线端子二次接线端子JSJW型型JSJW型三相三线圈五芯柱油浸式电压互感型三相三线圈五芯柱油浸式电压互感器：器：用于小电流接地系统中的电压、电能测用于小电流接地系统中的电压、电能测量和绝缘监视。量和绝缘监视。5.5 互感器互感器2222图图5-50 JDC6-110型型 电压互感器电压互感器4. 电压互感器的极性与接线方式电压互感器的极性与接线方式n电电压压互感器的极性互感器的极性：采用：采用“减极性减极性”原则。原则。 通
19、常，单相电压互感器一次绕组的出线端子标为通常，单相电压互感器一次绕组的出线端子标为A和和X，二次绕组的出线端子标为，二次绕组的出线端子标为a和和x，其中，其中A和和a为同名端，为同名端，X和和x为同名端。如果一次电压的方向由为同名端。如果一次电压的方向由A指向指向X，则二次，则二次电压的方向由电压的方向由a指向指向x。n电电压压互感器的互感器的接线方式（见图接线方式（见图5-45）JDC6-110（原（原JCC6-110）型单相三绕组串级）型单相三绕组串级式电压互感器：式电压互感器：其外形结构如图其外形结构如图5-50所示。所示。5.5 互感器互感器2323单相式接线单相式接线（见图（见图5-
20、51a）：）：可测量一个线电压。可测量一个线电压。图图5-45 电压互感器的接线方式电压互感器的接线方式5.5 互感器互感器2424图图5-45 电压互感器的接线方式电压互感器的接线方式V/V形接线形接线：可测量三个线电压。可测量三个线电压。 小电流接地系统小电流接地系统5.5 互感器互感器2525图图5-45 电压互感器的接线方式电压互感器的接线方式Y0/Y0形接线形接线：可测量电网的线电压，并可供电：可测量电网的线电压，并可供电给接相电压的绝缘监视电压表。给接相电压的绝缘监视电压表。5.5 互感器互感器2626图图5-45 电压互感器的接线方式电压互感器的接线方式Y0/Y0/ （开口三角形
21、）形接线（开口三角形）形接线：接成：接成Y0的二次绕组，的二次绕组，接绝缘监视电压表；接成开口三角形的辅助二次绕组，接绝缘监视电压表；接成开口三角形的辅助二次绕组，构成零序电压过滤器。构成零序电压过滤器。 小接地电流系统的绝缘监视？小接地电流系统的绝缘监视？5.5 互感器互感器27275. 电压互感器的使用注意事项电压互感器的使用注意事项电压互感器在工作时二次侧绝对不允许短路；电压互感器在工作时二次侧绝对不允许短路；电压互感器的二次侧必须有一端接地。防止绝缘损电压互感器的二次侧必须有一端接地。防止绝缘损坏，高压传到二次侧危及人身及设备安全。坏，高压传到二次侧危及人身及设备安全。5.5 互感器互
22、感器2828第五章第五章 变电所的一次系统变电所的一次系统5-1 概述概述5-2 高低压开关电器高低压开关电器 5-3 高低压保护电器和限流电器高低压保护电器和限流电器 5-5 互感器互感器 5-6 高低压成套配电装置高低压成套配电装置5-7 电器主接线电器主接线5-8 电器设备的选择电器设备的选择5-4 电力变压器电力变压器 5-9 变电所的总体布置变电所的总体布置29295.6 高低压成套配电装置高低压成套配电装置一、概述一、概述 u成套配电装置是成套配电装置是按一定的线路方案将有关一、二次设备组按一定的线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种成套设备装而成的一种成套设备的产品，为供配电系
23、统作控制、监测的产品，为供配电系统作控制、监测和保护之用。和保护之用。u成套配电装置中安装有开关电器、监测仪表、保护和自动成套配电装置中安装有开关电器、监测仪表、保护和自动装置以及母线、绝缘子等。装置以及母线、绝缘子等。u成套配电装置分为成套配电装置分为高压成套配电装置高压成套配电装置（即高压开关柜）、（即高压开关柜）、低压成套配电装置低压成套配电装置（含配电屏、盘、柜、箱）和（含配电屏、盘、柜、箱）和全封闭组合全封闭组合电器电器等。等。3030二、高压开关柜二、高压开关柜n高压开关柜高压开关柜 的分类的分类固定式：固定式：柜体内安装的高压断路器等主要电气设备是固柜体内安装的高压断路器等主要电
24、气设备是固定的，如定的，如GG-1A（F）型固定柜、）型固定柜、KGN型铠装式固定柜和型铠装式固定柜和XGN型箱式固定柜等。型箱式固定柜等。手车式：手车式：柜体内安装的高压断路器等主要电气设备是装柜体内安装的高压断路器等主要电气设备是装在可以拉出和推入开关柜的手车上的，如在可以拉出和推入开关柜的手车上的，如JYN型间隔式手型间隔式手车柜、车柜、KYN型铠装式手车柜以及型铠装式手车柜以及HXGN型环网柜。型环网柜。按开关电器的安装方式分，有按开关电器的安装方式分，有固定式固定式和和手车式手车式两种。两种。按柜体结构型分，有按柜体结构型分，有开启式开启式、半封闭式半封闭式和和封闭式封闭式三种。三种
25、。5.6 高低压成套配电装置高低压成套配电装置3131p高压开关柜高压开关柜 的型号的型号5.6 高低压成套配电装置高低压成套配电装置3232n高压开关柜高压开关柜 的的“五防五防”闭锁功能闭锁功能防止误跳、误合断路器；防止误跳、误合断路器；防止带负荷分、合隔离开关；防止带负荷分、合隔离开关；防止带电挂接地线；防止带电挂接地线；防止带地线合闸；防止带地线合闸；防止误入带电间隔。防止误入带电间隔。5.6 高低压成套配电装置高低压成套配电装置3333GG-1A(F)型固定式高压开关柜型固定式高压开关柜 HXGN-12环网柜环网柜JYN1-35交流金属封闭移开关柜交流金属封闭移开关柜 3434 图图
26、5-53 KYN28-12铠装移开式开关柜铠装移开式开关柜图图5-52 XGN2-10箱型固定式开关箱型固定式开关 5.6 高低压成套配电装置高低压成套配电装置3535三、低压成套配电装置三、低压成套配电装置1. 低压配电屏低压配电屏n低压配电屏的分类低压配电屏的分类uPGL型型固定式低压配电屏固定式低压配电屏u GGD型型固定式配电柜固定式配电柜uGCK型和型和GCS型型抽屉式开关柜抽屉式开关柜 u多米诺组合式低压开关柜（图多米诺组合式低压开关柜（图5-54）图图5-54 多米诺组合式低压开关柜多米诺组合式低压开关柜 按安装的方式不同可分为按安装的方式不同可分为固定式固定式和和抽屉式抽屉式两
27、种；两种；按装置的外壳不同可分为按装置的外壳不同可分为开启式开启式和和保护式保护式两种。两种。5.6 高低压成套配电装置高低压成套配电装置3636GGD型低压配电屏型低压配电屏PGL型低压配电屏型低压配电屏GCK型低压抽屉式开关柜型低压抽屉式开关柜GCS型低压抽屉式开关柜型低压抽屉式开关柜3737多米诺（多米诺（DOMINO）开关柜的特点：）开关柜的特点：采用模数组合的设计方案，可以按照用户的需要，灵活设采用模数组合的设计方案，可以按照用户的需要，灵活设计成抽出式、固定式和混合式三种形式。计成抽出式、固定式和混合式三种形式。开关柜的基本框架为组合装配式结构，框架的全部结构件开关柜的基本框架为组
28、合装配式结构，框架的全部结构件均采用模具化生产，避免了一般生产制造中的弊病，保证了均采用模具化生产，避免了一般生产制造中的弊病，保证了形状、尺寸。形状、尺寸。 采用间隔式布置，每一电气单元均占据一个独立的单元隔采用间隔式布置，每一电气单元均占据一个独立的单元隔室，门上都设置机械或电气联锁，门上开关分、合位置指示室，门上都设置机械或电气联锁，门上开关分、合位置指示明显。明显。DOMINO具有可靠的安全接地保护系统，每一电气单元都具有可靠的安全接地保护系统，每一电气单元都通过金属框架与地作良好的联接。通过金属框架与地作良好的联接。5.6 高低压成套配电装置高低压成套配电装置38382. 低压配电箱
29、低压配电箱DOMINO的抽屉具有工作位置，试验位置，分离位置和移的抽屉具有工作位置，试验位置，分离位置和移 出位共四个位置出位共四个位置 ，既能保证正常的工作和试验，又便于检修，既能保证正常的工作和试验，又便于检修抽屉内外的设备。相同规格的抽屉均具有良好互换性，便于抽屉内外的设备。相同规格的抽屉均具有良好互换性，便于迅速替换备用抽屉。迅速替换备用抽屉。DOMINO的水平母线及垂直母线的制作采用特殊的设计，的水平母线及垂直母线的制作采用特殊的设计，从而可以承受足够大的短路电流冲击。从而可以承受足够大的短路电流冲击。按照用电设备的种类，按照用电设备的种类，可分为照明配电箱、动力配电箱、可分为照明配
30、电箱、动力配电箱、插座箱等；插座箱等；按照结构配电箱按照结构配电箱可分为板式、箱式、台式、落地式；可分为板式、箱式、台式、落地式；按照安装地点按照安装地点可分为户内式和户外式。可分为户内式和户外式。5.6 高低压成套配电装置高低压成套配电装置3939低压照明用配电箱低压照明用配电箱？4040四、全封闭组合电器（四、全封闭组合电器（GIS） 全封闭组合电器全封闭组合电器是将变电站中是将变电站中除变压器以外的一次设备除变压器以外的一次设备，包括断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感包括断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线、出线套管和电缆终端等元件，按变电所器、
31、避雷器、母线、出线套管和电缆终端等元件，按变电所主接线的要求，经主接线的要求，经优化设计有机地组合成一个整体优化设计有机地组合成一个整体，各元件，各元件的高压带电部位均封闭于接地的金属壳内，并充以的高压带电部位均封闭于接地的金属壳内，并充以SF6气体作气体作为绝缘和灭弧介质，称之为为绝缘和灭弧介质，称之为SF6气体绝缘变电站气体绝缘变电站，简称，简称GIS。uGIS的优点：的优点：小型化、可靠性高、安全性好、杜绝对外部的小型化、可靠性高、安全性好、杜绝对外部的不利影响、安装周期短、护方便和检修周期长。不利影响、安装周期短、护方便和检修周期长。uGIS的缺点：的缺点：需要专门的需要专门的SF6气体系统的辅助设备，对制造气体系统的辅助设备，对制造工艺要求较高，价格较昂贵。工艺要求较高，价格较昂贵。5.6 高低压成套配电装置高低压成套配电装置4141全封闭组合电器（全封闭组合电器（GIS）发展方向：将变压器集成，构成气体绝缘组合的供电系统。发展方向：将变压器集成，构成气体绝缘组合的供电系统。
