市轨道交通供电技术3牵引变电所的主要电气设备PPT课件

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1、单元单元3 牵引变电所的主要电气设备牵引变电所的主要电气设备13.1 3.1 概述概述3.2 3.2 整流机组整流机组3.3 3.3 高压开关设备高压开关设备3.4 3.4 互感器互感器3.5 3.5 避雷装置避雷装置3.6 3.6 成套设备成套设备 【主要内容】【主要内容】23.1 概述概述一、牵引变电所的类型和原理一、牵引变电所的类型和原理二、直流牵引变电所的设备分类二、直流牵引变电所的设备分类3直直流流牵牵引引变变电电所所从从双双电电源源受受电电，经经整整流流机机组组变变压压器器降降压压，分分相相后后，按按一一定定整整流流接接线线方方式式由由大大功功率率硅硅整整流流器器把把三三相相交交流

2、流电电变变换换为为与与直直流流牵牵引引网网相相应应电电压压等等级级的的直直流流电电，向向电电动动车车组组供供电电。直直流流牵牵引引变变电电所所间间距距离离仅仅几几千千米米，一一般般不不设设分分区区所所和开闭所。和开闭所。 一、牵引变电所的类型和原理一、牵引变电所的类型和原理4二、直流牵引变电所的设备分类二、直流牵引变电所的设备分类一次电路：为了实现牵引变电所的受电、变电和配电的功一次电路：为了实现牵引变电所的受电、变电和配电的功 能，在牵引变电所所中，必须把各种电气设备按一定的接能，在牵引变电所所中，必须把各种电气设备按一定的接 线方案连接起来，组成一个完整的供配电系统。在这个系线方案连接起来

3、，组成一个完整的供配电系统。在这个系 统中担负输送、变换和分配电能任务的电路称为主电路。统中担负输送、变换和分配电能任务的电路称为主电路。 一次设备：一次设备：一次电路中的所有电气设备。一次电路中的所有电气设备。 5二、直流牵引变电所的设备分类二、直流牵引变电所的设备分类二次电路：用来控制、指示、监测和保护主电路及其主电二次电路：用来控制、指示、监测和保护主电路及其主电 路中设备运行的电路称为二次电路（二次回路路中设备运行的电路称为二次电路（二次回路) )。 二次设备：二次设备：二次电路中的所有电气设备。二次电路中的所有电气设备。 6 一次设备按其在一次电路中的功用又可分为：一次设备按其在一次

4、电路中的功用又可分为：（1 1）变换设备）变换设备（2 2）控制设备）控制设备（3 3）保护设备）保护设备（4 4）补偿设备）补偿设备（5 5）成套设备）成套设备 二、直流牵引变电所的设备分类二、直流牵引变电所的设备分类73.2 整流机组整流机组一、变压器一、变压器二、整流器二、整流器三、等效三、等效2424脉波整流机组脉波整流机组81 1、作用和原理：、作用和原理：一、变压器一、变压器92 2、变压器的构造、变压器的构造: : 11信号温度计；信号温度计；22铭牌；铭牌；33呼吸器；呼吸器；44油枕；油枕；55油标；油标；66安全气道；安全气道；77气体继电器；气体继电器；88高压套管；高压

5、套管；99低压套管；低压套管；1010分接开关；分接开关；1111油箱；油箱；1212铁心；铁心；1313绕组；绕组；1414放油阀；放油阀；1515小车；小车；1616接地端子接地端子一、变压器一、变压器10（1 1）铁心：用导磁良好的硅钢片叠装而成，形成闭合回路。）铁心：用导磁良好的硅钢片叠装而成，形成闭合回路。（2 2）线圈：又称为绕组，是变压器的导电回路，用铜线或铝）线圈：又称为绕组，是变压器的导电回路，用铜线或铝 线绕成多层圆筒形。线绕成多层圆筒形。（3 3）油箱：把变压器连成一个整体及进行散热。）油箱：把变压器连成一个整体及进行散热。（4 4）油枕：又称为油柜，油枕的作用是储油与补

6、油，减少油）油枕：又称为油柜，油枕的作用是储油与补油，减少油 的老化速度。的老化速度。（5 5）呼吸器：过滤空气，从而保持油的清洁。）呼吸器：过滤空气，从而保持油的清洁。（6 6）防爆装置：防止变压器油箱爆炸或变形。）防爆装置：防止变压器油箱爆炸或变形。一、变压器一、变压器11（7 7）散热器：降低变压器油温度，有自冷、强迫风冷和强迫）散热器：降低变压器油温度，有自冷、强迫风冷和强迫 水冷等措施。水冷等措施。（8 8）绝缘套管：与箱体绝缘。）绝缘套管：与箱体绝缘。（9 9）瓦斯继电器：当变压器内部发生严重故障时，瓦斯继电）瓦斯继电器：当变压器内部发生严重故障时，瓦斯继电 器接通断路器跳闸回路；

7、当变压器内部发生不严重故障器接通断路器跳闸回路；当变压器内部发生不严重故障 时，瓦斯继电器按通故障信号回路。时，瓦斯继电器按通故障信号回路。（1010）温度计：测量油箱上层油温，监视变压器运行是否正常。）温度计：测量油箱上层油温，监视变压器运行是否正常。（1111）调压装置：保证变压器二次侧电压。分有载调压和无载）调压装置：保证变压器二次侧电压。分有载调压和无载 调压两种。调压两种。一、变压器一、变压器123 3、变压器的主要技术参数、变压器的主要技术参数（1 1）额定电压）额定电压（2 2）额定电流）额定电流（3 3）额定容量）额定容量（4 4）变比）变比一、变压器一、变压器133 3、变压

8、器的主要技术参数、变压器的主要技术参数（5 5）铜损）铜损（6 6）铁损）铁损（7 7）阻抗电压降）阻抗电压降（8 8）空载电流）空载电流（9 9）连接组别）连接组别一、变压器一、变压器144 4、变压器的分类、变压器的分类（1 1）按变压器的应用方式分：升压变压器和降压变压器。）按变压器的应用方式分：升压变压器和降压变压器。（2 2）按变压器的相数分：单相、三相和多相变压器。）按变压器的相数分：单相、三相和多相变压器。（3 3）按线圈形式分：单线圈变压器（自耦变压器）、双线圈变）按线圈形式分：单线圈变压器（自耦变压器）、双线圈变 压器、三线圈变压器。压器、三线圈变压器。（4 4）按变压器铁心

9、和线圈的相对位置分：心式变压器和壳式变）按变压器铁心和线圈的相对位置分：心式变压器和壳式变 压器两种。心式变压器的线圈包在铁心的外围，壳式变压压器两种。心式变压器的线圈包在铁心的外围，壳式变压 器的铁心包在线圈的外围。器的铁心包在线圈的外围。（5 5）按变压器绝缘和冷却方式分有油浸式、干式和充气式三种。）按变压器绝缘和冷却方式分有油浸式、干式和充气式三种。（6 6）按调压装置的种类分有载调压变压器和无载调压变压器。）按调压装置的种类分有载调压变压器和无载调压变压器。一、变压器一、变压器15（1 1）三相半波整流电路）三相半波整流电路 变压器二次侧接成变压器二次侧接成星形，一次侧接成星形，一次侧

10、接成三角形，避免三角形，避免3 3次次谐波流入电网。谐波流入电网。共阴极接法共阴极接法共共阳极接法。阳极接法。三相电路触发角的三相电路触发角的起点，是以自然换起点，是以自然换相点来计算的，而相点来计算的，而不是以过零点。不是以过零点。二、整流器二、整流器1、工作原理、工作原理16（2 2）两组三相半波整流连接）两组三相半波整流连接两两组组半半波波共共阴阴、阳阳极极串串联联，如如其其负负荷荷电电流流相相等等，则则零零线线电流为零，零线可以取消；电流为零，零线可以取消；两两组组整整流流器器共共用用一一组组三三相相副副边边绕绕组组，对对每每相相绕绕组组其其通通过过的的电电流流方方向向依依次次相相反反

11、，这这样样就就提提高高了了各各绕绕组组的的通通电电时时间间，提提高高利利用用率率，而而且且前前后后的的电电流流方方向向是是相相反反的的，消消除除了了直直流磁化的问题。流磁化的问题。二、整流器二、整流器1、工作原理、工作原理17（3 3）三相桥式整流电路）三相桥式整流电路二、整流器二、整流器1、工作原理、工作原理182、整流器的构造、整流器的构造整流器由大功率二极管及散热器、保护器件、故障显示器等整流器由大功率二极管及散热器、保护器件、故障显示器等组成。组成。整流器要求可靠性高，噪声、谐波污染小，维修小。整流器要求可靠性高，噪声、谐波污染小，维修小。城轨交通直流牵引供电系统的整流器直流电压不太高

12、，而电城轨交通直流牵引供电系统的整流器直流电压不太高，而电流很大，故采用两组整流并联工作的方法。流很大，故采用两组整流并联工作的方法。整流器的过电流、过电压保护十分重要。整流器的过电流、过电压保护十分重要。整流器柜一般采用无焊接全螺栓结构，以便故障时拆卸更换。整流器柜一般采用无焊接全螺栓结构，以便故障时拆卸更换。整流器设备外形尺寸有差异与散热器选型有关。整流器设备外形尺寸有差异与散热器选型有关。二、整流器二、整流器19为提高功率因素，降低网侧电压波形畸变，减少对电网的干为提高功率因素，降低网侧电压波形畸变，减少对电网的干扰，降低输出直流电压的纹波系数，城轨供电系统牵引变电所扰，降低输出直流电压

13、的纹波系数，城轨供电系统牵引变电所整流机组采用等效整流机组采用等效2424脉波整流电路。脉波整流电路。三、等效三、等效24脉波整流机组脉波整流机组20高压开关设备正常工作情况下可靠地接通或断开电路；高压开关设备正常工作情况下可靠地接通或断开电路；在改变运行方式时进行切换操作；在改变运行方式时进行切换操作；当系统中发生故障时迅速切除故障部分，以保证非故障部分的正当系统中发生故障时迅速切除故障部分，以保证非故障部分的正 常运行；常运行；在设备检修时隔离带电部分，以保证工作人员的安全。在设备检修时隔离带电部分，以保证工作人员的安全。 3.3 高压开关设备高压开关设备21一、高压断路器一、高压断路器

14、二、高压隔离开关二、高压隔离开关三、熔断器三、熔断器四、高压负荷开关四、高压负荷开关3.3 高压开关设备高压开关设备22一、高压断路器一、高压断路器1 1、功能：、功能：高压断路器（文字符号为高压断路器（文字符号为QFQF）是牵引变电所高压电器设备中最）是牵引变电所高压电器设备中最重要的设备，是一次电力系统中控制和保护电路的关键设备。重要的设备，是一次电力系统中控制和保护电路的关键设备。 （1 1）控制作用，即根据需要将部分电气设备或线路投入或退）控制作用，即根据需要将部分电气设备或线路投入或退 出运行。出运行。 （2 2）保护作用，即在电气设备或电力线路发生故障时，继电）保护作用，即在电气设

15、备或电力线路发生故障时，继电 保护装置发出跳闸信号，起动断路器，将故障部分设备保护装置发出跳闸信号，起动断路器，将故障部分设备 或线路从电网中迅速切除，确保电网中无故障部分的正或线路从电网中迅速切除，确保电网中无故障部分的正 常运行。常运行。 232 2、结构、结构一、高压断路器一、高压断路器243 3、分类与型号、分类与型号 按其采用的灭弧介质分，有油断路器、六氟化硫断路器、真按其采用的灭弧介质分，有油断路器、六氟化硫断路器、真 空断路器等类型。空断路器等类型。按其安装地点分，有屋内式和屋外式两种按其安装地点分，有屋内式和屋外式两种 。油断路器按其油的多少和油的作用，又分为多油式和少油式。油

16、断路器按其油的多少和油的作用，又分为多油式和少油式。多油断路器的油既做灭弧介质，又作绝缘介质，利用油作其多油断路器的油既做灭弧介质，又作绝缘介质，利用油作其 相对地（外壳）甚至相与相之间的绝缘，因此油量多。相对地（外壳）甚至相与相之间的绝缘，因此油量多。少油断路器只有灭弧介质，因此油量少，比较安全。少油断路器只有灭弧介质，因此油量少，比较安全。油断路器结构简单，价格便宜，但油在灭弧中易碳化，检修油断路器结构简单，价格便宜，但油在灭弧中易碳化，检修 周期短，维护工作量大，污染大，被周期短，维护工作量大，污染大，被SF6和真空断路器取代。和真空断路器取代。一、高压断路器一、高压断路器25一、高压断

17、路器一、高压断路器26一、高压断路器一、高压断路器274 4、真空断路器、真空断路器真空断路器利用真空度约为真空断路器利用真空度约为1010-4-4PaPa（运行中不低于（运行中不低于1010-2-2PaPa）的）的 高真空作为内绝缘和灭弧介质。当灭弧室内被抽成高真空作为内绝缘和灭弧介质。当灭弧室内被抽成1010-4-4的高的高 真空时，其绝缘强度要比绝缘油、一个大气压力下的真空时，其绝缘强度要比绝缘油、一个大气压力下的SF6SF6和和 空气的绝缘强度高很多。所以，真空击穿产生电弧，是由触空气的绝缘强度高很多。所以，真空击穿产生电弧，是由触 头蒸发出来的金属蒸气帮助形成的。头蒸发出来的金属蒸气

18、帮助形成的。真空断路器在真空断路器在35kV35kV及以下电压等级中处于优势地位。及以下电压等级中处于优势地位。一、高压断路器一、高压断路器284 4、真空断路器、真空断路器真空断路器是由真空灭弧真空断路器是由真空灭弧 室、绝缘支撑、传动机构、室、绝缘支撑、传动机构、 操动机构、机座（框架）操动机构、机座（框架） 等组成。等组成。 按真空灭弧室的布置方式按真空灭弧室的布置方式 可分为落地式和悬挂式两可分为落地式和悬挂式两 种基本形式。种基本形式。11真空灭弧室；真空灭弧室；22绝缘支撑；绝缘支撑；33传动机构；传动机构；44基座；基座；55操动机构操动机构一、高压断路器一、高压断路器29（1

19、1）真空灭弧室）真空灭弧室真空灭弧室是真空断路器中最重要的部件。真空灭弧室是真空断路器中最重要的部件。 1 1静触头；静触头；2 2动触头；动触头；3 3屏蔽罩；屏蔽罩；4 4波纹管；波纹管；5 5与外壳封接的金属法兰盘；与外壳封接的金属法兰盘；6 6波纹管屏蔽罩；波纹管屏蔽罩；7 7绝缘外壳绝缘外壳一、高压断路器一、高压断路器30外壳：整个外壳通常由绝缘材料和金属组成。对外壳的要外壳：整个外壳通常由绝缘材料和金属组成。对外壳的要 求首先是气密封要好；其次是要有一定的机械强度；再是有求首先是气密封要好；其次是要有一定的机械强度；再是有良好的绝缘性能。良好的绝缘性能。波纹管：波纹管既要保证灭弧室

20、完全密封，又要在灭弧室波纹管：波纹管既要保证灭弧室完全密封，又要在灭弧室 外部操动时使触头作分合运动，允许伸缩量决定了灭弧室所外部操动时使触头作分合运动，允许伸缩量决定了灭弧室所能获得的触头最大开距。能获得的触头最大开距。一、高压断路器一、高压断路器31屏蔽罩：触头周围的屏蔽罩主要是用来吸附燃弧时触头上屏蔽罩：触头周围的屏蔽罩主要是用来吸附燃弧时触头上 蒸发的金属蒸气，防止绝缘外壳因金属蒸气的污染而引起绝蒸发的金属蒸气，防止绝缘外壳因金属蒸气的污染而引起绝缘强度降低和绝缘破坏，同时，也有利于熄弧后弧隙介质缘强度降低和绝缘破坏，同时，也有利于熄弧后弧隙介质强度的迅速恢复。强度的迅速恢复。 触头：

21、是真空灭弧室内最为重要的元件，灭弧室的开断能触头：是真空灭弧室内最为重要的元件，灭弧室的开断能 力和电气寿命主要由触头状况来决定。根据触头开断时灭弧力和电气寿命主要由触头状况来决定。根据触头开断时灭弧的基本原理不同，可分为非磁吹触头和磁吹触头两大类。的基本原理不同，可分为非磁吹触头和磁吹触头两大类。一、高压断路器一、高压断路器32（2 2）操动机构）操动机构操动机构是带动高压断路器传动机构进行操动机构是带动高压断路器传动机构进行合闸合闸和和分闸分闸的机构。的机构。依断路器合闸时所用能量形式不同，操动机构可分以下几种：依断路器合闸时所用能量形式不同，操动机构可分以下几种：手动机构（手动机构（CS

22、CS型）指用人力进行合闸的操动构。型）指用人力进行合闸的操动构。电磁机构（电磁机构（CDCD型）指用电磁铁合闸的操动机构。型）指用电磁铁合闸的操动机构。弹簧机构（弹簧机构（CTCT型）型） 指事先用人力或电动机使弹簧储能实现指事先用人力或电动机使弹簧储能实现 合闸的弹簧合闸操动机构。合闸的弹簧合闸操动机构。一、高压断路器一、高压断路器33（2 2）操动机构）操动机构电动机机构（电动机机构（CJCJ型）用电动机合闸与分闸的操动机构。型）用电动机合闸与分闸的操动机构。液压机构（液压机构（CYCY型）指用高压油推动活塞实现合闸与分闸的型）指用高压油推动活塞实现合闸与分闸的 操动机构。操动机构。气动机

23、构（气动机构（CQCQ型）指用压缩空气推动活塞实现合闸与分闸型）指用压缩空气推动活塞实现合闸与分闸 的操动机构。的操动机构。一、高压断路器一、高压断路器34 储能：储能：一、高压断路器一、高压断路器35 合闸操作：合闸操作：合闸电磁铁操作：接到合闸命令后，合闸电磁铁的动铁芯合闸电磁铁操作：接到合闸命令后，合闸电磁铁的动铁芯 被吸向下运动，拉动导板也向下运动，使杠杆向反时针方被吸向下运动，拉动导板也向下运动，使杠杆向反时针方 向转动，并带动固定在定位件上的滚轮向转动，并带动固定在定位件上的滚轮1313运动，推动定位运动，推动定位 件作顺时针转动将储能维持解除，完成合闸操作。件作顺时针转动将储能维

24、持解除，完成合闸操作。手动按钮操作：按动安装在面板上的合闸按钮，使其推动手动按钮操作：按动安装在面板上的合闸按钮，使其推动 脱扣板，通过调节螺杆推动定位件作顺时针转动，完成合脱扣板，通过调节螺杆推动定位件作顺时针转动，完成合 闸操作。闸操作。 一、高压断路器一、高压断路器36分闸操作：分闸操作： 自动分闸操作：当机构处于合闸状态时，一旦脱扣器接到分闸自动分闸操作：当机构处于合闸状态时，一旦脱扣器接到分闸 信号，过流脱扣电磁铁或分闸电磁铁向上吸动，将带动顶杆推信号，过流脱扣电磁铁或分闸电磁铁向上吸动，将带动顶杆推 动脱扣板作顺时针移动，从而带动锁扣作逆时针转动，使锁扣动脱扣板作顺时针移动，从而带

25、动锁扣作逆时针转动，使锁扣 与锁扣之间的搭接解除。解除后的锁扣在储能弹簧的带动下作与锁扣之间的搭接解除。解除后的锁扣在储能弹簧的带动下作 逆时针转动，通过杠杆推动半轴作顺时针转动，从而完成分闸逆时针转动，通过杠杆推动半轴作顺时针转动，从而完成分闸 操作。操作。手分按钮分闸操作：当用手分按钮推动分闸连杆时，带动了固手分按钮分闸操作：当用手分按钮推动分闸连杆时，带动了固 定在半轴上的脱扣板向上运动，从而带动半轴转动，解除扇形定在半轴上的脱扣板向上运动，从而带动半轴转动，解除扇形 板与半轴的扣接，使扇形板转动，完成分闸动作。板与半轴的扣接，使扇形板转动，完成分闸动作。 一、高压断路器一、高压断路器3

26、7二、高压隔离开关二、高压隔离开关高压隔离开关（文字符号为高压隔离开关（文字符号为QSQS）又称隔离刀闸，是一种结构）又称隔离刀闸，是一种结构比较简单的高压开关电器。在合闸状态下能可靠的通过额定比较简单的高压开关电器。在合闸状态下能可靠的通过额定电流和短路电流，但因为它没有专门的灭弧装置，不能用来电流和短路电流，但因为它没有专门的灭弧装置，不能用来切断负荷电流和短路电流。使用时应与断路器配合，只有在切断负荷电流和短路电流。使用时应与断路器配合，只有在断路器断开时才能进行操作。隔离开关在分闸时，动静触头断路器断开时才能进行操作。隔离开关在分闸时，动静触头间形成明显可见的断口，绝缘可靠。间形成明显

27、可见的断口，绝缘可靠。 381 1、作用：、作用：（1 1）隔离高压电源，以保证其他设备的检修安全。）隔离高压电源，以保证其他设备的检修安全。（2 2）倒闸操作：当合闸时，先合隔离开关，后合断路器；）倒闸操作：当合闸时，先合隔离开关，后合断路器； 分闸时，先分断路器，后分隔离开关。这种操作通常分闸时，先分断路器，后分隔离开关。这种操作通常 称为倒闸操作。为了保证安全，一般要装有和断路器称为倒闸操作。为了保证安全，一般要装有和断路器 之间的连锁装置，以防止误操作。之间的连锁装置，以防止误操作。（3 3）接通和断开小电流电路。）接通和断开小电流电路。 二、高压隔离开关二、高压隔离开关392 2、分

28、类和型号：、分类和型号：按照不同的分类方式，隔离开关有多种类型。按照不同的分类方式，隔离开关有多种类型。（1 1）按装设地点的不同，可分为户内式和户外式两种。）按装设地点的不同，可分为户内式和户外式两种。（2 2）按绝缘支柱数目，分为柱式、双柱式和三柱式三种。）按绝缘支柱数目，分为柱式、双柱式和三柱式三种。（3 3）按动触头运动方式，可分为水平旋转式、垂直旋转式、）按动触头运动方式，可分为水平旋转式、垂直旋转式、 摆动式和插入式等。摆动式和插入式等。二、高压隔离开关二、高压隔离开关402 2、分类和型号：、分类和型号：（4 4）按有无接地闸刀，可分为无接地闸刀、一侧有接地闸）按有无接地闸刀，可

29、分为无接地闸刀、一侧有接地闸 刀、两侧有接地闸刀三种。刀、两侧有接地闸刀三种。（5 5）按操动机构的不同，可分为手动式、电动式、气动式）按操动机构的不同，可分为手动式、电动式、气动式 和液压式等。和液压式等。（6 6）按极数，可分为单极、双极、三极三种，以及按安装）按极数，可分为单极、双极、三极三种，以及按安装 方式分为平装式和套管式等。方式分为平装式和套管式等。二、高压隔离开关二、高压隔离开关412 2、分类和型号：、分类和型号：二、高压隔离开关二、高压隔离开关423 3、10KV10KV高压隔离开关：高压隔离开关：二、高压隔离开关二、高压隔离开关11上接线端子；上接线端子；22静触头；静触

30、头；33闸刀；闸刀；44套管绝缘子；套管绝缘子；55下接线端子；下接线端子；66框架；框架；77转轴；转轴；88拐臂；拐臂；99升降绝缘子；升降绝缘子；1010支柱绝缘子支柱绝缘子433 3、10KV10KV高压隔离开关：高压隔离开关：二、高压隔离开关二、高压隔离开关444 4、操作注意事项：、操作注意事项：二、高压隔离开关二、高压隔离开关在操作隔离开关时，应注意操作顺序。当合闸时，先合隔在操作隔离开关时，应注意操作顺序。当合闸时，先合隔离开关，后合断路器；分闸时，先分断路器，后分隔离开离开关，后合断路器；分闸时，先分断路器，后分隔离开关。这种操作通常称为倒闸操作。为了保证安全，一般要关。这种

31、操作通常称为倒闸操作。为了保证安全，一般要装有和断路器之间的连锁装置，以防止误操作。停电时先装有和断路器之间的连锁装置，以防止误操作。停电时先拉线路侧隔离开关，送电时先合母线侧隔离开关。而且在拉线路侧隔离开关，送电时先合母线侧隔离开关。而且在操作隔离开关前，先注意检查断路器确实在断开位置后，操作隔离开关前，先注意检查断路器确实在断开位置后，才能操作隔离开关。才能操作隔离开关。451 1、作用和特点：、作用和特点：熔熔断断器器（文文字字符符号号为为FUFU）是是一一种种保保护护电电器器。它它串串联联在在电电路路中中，当当电电路路发发生生短短路路或或过过负负荷荷时时，熔熔体体熔熔断断，切切断断故故

32、障障电电路路使使电电气气设设备备免免遭遭损损坏坏，并并维维持持电电力力系系统统其其余余部部分分的的正正常常工工作。作。三、熔断器三、熔断器46优点：结构简单、体积小、布置紧凑、使用方便；动作直优点：结构简单、体积小、布置紧凑、使用方便；动作直 接，不需要继电保护和二次回路相配合；价格低。接，不需要继电保护和二次回路相配合；价格低。缺点：每次熔断后须停电更换熔件才能再次使用，增加了缺点：每次熔断后须停电更换熔件才能再次使用，增加了 停电时间；保护特性不稳定，可靠性低；保护选择停电时间；保护特性不稳定，可靠性低；保护选择 性不易配合。性不易配合。三、熔断器三、熔断器472 2、分类和型号：、分类和

33、型号：（1 1）按安装地点分：户内式（）按安装地点分：户内式（N N）和户外式（）和户外式（W W）；）；（2 2）按使用电压高低分：高压熔断器和低压熔断器；）按使用电压高低分：高压熔断器和低压熔断器；（3 3）按灭弧方法分：瓷插式（）按灭弧方法分：瓷插式（C C），封闭产气式（），封闭产气式（M M），封闭填料），封闭填料 式（式（T T），产气纵吹式；），产气纵吹式；（4 4）按限流特性分：限流式和非限流式。）按限流特性分：限流式和非限流式。三、熔断器三、熔断器482 2、分类和型号：、分类和型号：三、熔断器三、熔断器493 3、结构和工作原理：、结构和工作原理：熔断器主要由金属熔件（熔体

34、）、支持熔件的触头、灭弧装熔断器主要由金属熔件（熔体）、支持熔件的触头、灭弧装 置和绝缘底座等部分组成。置和绝缘底座等部分组成。 熔断器串联在电路中使用，安装在被保护设备或线路的电源熔断器串联在电路中使用，安装在被保护设备或线路的电源 侧。当电路中发生过负荷或短路时，熔体被过负荷或短路电侧。当电路中发生过负荷或短路时，熔体被过负荷或短路电 流加热，并在被保护设备的温度未达到破坏其绝缘之前熔流加热，并在被保护设备的温度未达到破坏其绝缘之前熔 断，使电路断开，设备得到了保护。断，使电路断开，设备得到了保护。熔断器具有安秒特性。熔断器具有安秒特性。 三、熔断器三、熔断器501 1、作用：、作用：高压

35、负荷开关（文字符号为高压负荷开关（文字符号为QLQL）是在高压隔离开关的基础上加）是在高压隔离开关的基础上加入简单灭弧装置而成的，具有一定开断和关合能力的开关电器。入简单灭弧装置而成的，具有一定开断和关合能力的开关电器。它具有一定的分合闸速度，能通过一定的短路电流，也能开断它具有一定的分合闸速度，能通过一定的短路电流，也能开断正常的负荷电流和过负荷电流，但不能开断短路电流。因此，正常的负荷电流和过负荷电流，但不能开断短路电流。因此，高压负荷开关可用于控制供电线路的负荷电流，也可用来控制高压负荷开关可用于控制供电线路的负荷电流，也可用来控制空载线路、空载变压器及电容器等。空载线路、空载变压器及电

36、容器等。四、高压负荷开关四、高压负荷开关51高压负荷开关在分闸时有明显的断口，可起到隔离开关的作用，高压负荷开关在分闸时有明显的断口，可起到隔离开关的作用，与高压熔断器串联使用，前者作为操作电器投切电路的正常负与高压熔断器串联使用，前者作为操作电器投切电路的正常负荷电流，而后者作为保护电器开断电路的短路电流及过负荷电荷电流，而后者作为保护电器开断电路的短路电流及过负荷电流。流。四、高压负荷开关四、高压负荷开关522 2、分类与型号：、分类与型号：（1 1）按使用地点分为户内型和户外型。）按使用地点分为户内型和户外型。（2 2）按灭弧方式的不同，可以分为产气式、压气式、压缩空）按灭弧方式的不同，

37、可以分为产气式、压气式、压缩空 气式、油浸式、真空式、气式、油浸式、真空式、SF6SF6式等，近年来，真空式发式等，近年来，真空式发 展很快，在配电网中得到了广泛应用。展很快，在配电网中得到了广泛应用。（3 3）按是否带熔断器可分为带熔断器和不带熔断器。）按是否带熔断器可分为带熔断器和不带熔断器。四、高压负荷开关四、高压负荷开关532 2、分类与型号：、分类与型号：四、高压负荷开关四、高压负荷开关543 3、结构：、结构：四、高压负荷开关四、高压负荷开关55互互感感器器是是电电压压、电电流流变变换换设设备备。供供电电系系统统中中的的高高电电压压、大大电电流流参参数数无无法法直直接接测测量量，供

38、供电电设设备备的的运运行行状状态态也也无无法法直直接接从从主主回回路路上上取取的的参参数数，因因此此，需需要要将将高高电电压压、大大电电流流变变成成低低电电压压和小电流，以供继电保护和电气测量使用。和小电流，以供继电保护和电气测量使用。3.4 互感器互感器56（1 1）变压）变压/ /流：互感器将一次侧的高电压、大电流变成二次流：互感器将一次侧的高电压、大电流变成二次 侧标准的低电压和小电流。侧标准的低电压和小电流。 （2 2）隔离高压，安全绝缘：采用互感器作为一次与二次电路）隔离高压，安全绝缘：采用互感器作为一次与二次电路 之间的中间元件，既可避免一次电路的高电压直接引入之间的中间元件，既可

39、避免一次电路的高电压直接引入 仪表，继电器保护设备等二次设备，又可避免二次电路仪表，继电器保护设备等二次设备，又可避免二次电路 的故障影响一次侧电路。的故障影响一次侧电路。（3 3）扩大仪表的范围：采用互感器以后，相当于扩大了仪表、扩大仪表的范围：采用互感器以后，相当于扩大了仪表、 继电器的使用范围。继电器的使用范围。 3.4 互感器互感器57一、电流互感器（一、电流互感器（TATA） 二、电压互感器（二、电压互感器（TVTV）3.4 互感器互感器581 1、外形结构：、外形结构：一、电流互感器（一、电流互感器（TATA）592 2、分类型号：、分类型号：（1 1）按安装地点可分为屋内和屋外式

40、。）按安装地点可分为屋内和屋外式。（2 2）按安装方式可分为穿墙式、支持式和装入式。穿墙式装在墙）按安装方式可分为穿墙式、支持式和装入式。穿墙式装在墙 壁或金属结构的孔中，可节约穿墙套管；支持式安装在平面壁或金属结构的孔中，可节约穿墙套管；支持式安装在平面 或支柱上；装入式是套装在或支柱上；装入式是套装在35kv35kv及以上的变压器或多油断路及以上的变压器或多油断路 器油箱内的套管上，故也称为套管式。器油箱内的套管上，故也称为套管式。一、电流互感器（一、电流互感器（TATA）602 2、分类型号：、分类型号：（3 3）按绝缘可分为干式、浇注式、油浸式等。干式用绝缘胶浸）按绝缘可分为干式、浇注

41、式、油浸式等。干式用绝缘胶浸 渍，用于屋内低压电流互感器；浇注式以环氧树脂作绝缘，渍，用于屋内低压电流互感器；浇注式以环氧树脂作绝缘， 目前，仅用于目前，仅用于35kv35kv及以下的屋内电流互感器；油浸式多为屋及以下的屋内电流互感器；油浸式多为屋 外式。外式。（4 4）按一次绕组匝数可分为单匝式和多匝式。单匝式分为贯穿型）按一次绕组匝数可分为单匝式和多匝式。单匝式分为贯穿型 和母线型两种。和母线型两种。（5 5）按电流互感器的工作原理，可分为电磁式、电容式、光电式）按电流互感器的工作原理，可分为电磁式、电容式、光电式 和无线电式。和无线电式。一、电流互感器（一、电流互感器（TATA）612

42、2、分类型号：、分类型号：一、电流互感器（一、电流互感器（TATA）623 3、工作原理、工作原理：一、电流互感器（一、电流互感器（TATA）634 4、使用注意事项：、使用注意事项：（1 1）电流互感器在工作时其二次侧不得开路。）电流互感器在工作时其二次侧不得开路。 （2 2）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。（3 3）电流互感器在连接时，要注意其端子的极性。）电流互感器在连接时，要注意其端子的极性。一、电流互感器（一、电流互感器（TATA）645 5、操作和维护：、操作和维护：（1 1）电流互感器的运行和停用，通常是在被测量电路的断路器断）电流互感器的运

43、行和停用，通常是在被测量电路的断路器断 开后进行的开后进行的 。 （2 2）在停电时，停用电流互感器应将纵向连接端子板取下，将标）在停电时，停用电流互感器应将纵向连接端子板取下，将标 有有“进进”侧的端子横向短接。侧的端子横向短接。 （3 3）在电流互感器启、停用时，应注意在取下端子板时是否出现）在电流互感器启、停用时，应注意在取下端子板时是否出现 火花。火花。 一、电流互感器（一、电流互感器（TATA）651 1、外形结构、外形结构：二、电压互感器（二、电压互感器（TVTV）662 2、分类和型号：、分类和型号：（1 1）按安装地点可分为户内式和户外式。）按安装地点可分为户内式和户外式。（2

44、 2）按相数可分为单相式和三相式。）按相数可分为单相式和三相式。（3 3）按每相绕组数可分为双绕组和三绕组式。三绕组电压互感器）按每相绕组数可分为双绕组和三绕组式。三绕组电压互感器 有两个二次侧绕组：基本二次绕组和辅助二次绕组。辅助二有两个二次侧绕组：基本二次绕组和辅助二次绕组。辅助二 次绕组供接地保护用。次绕组供接地保护用。（4 4）按绝缘可分为干式、浇注式、油浸式、串级油浸式）按绝缘可分为干式、浇注式、油浸式、串级油浸式 和电容和电容 式等。干式多用于低压；浇注式用于式等。干式多用于低压；浇注式用于3 335kV35kV；油浸式主要；油浸式主要 用于用于35kV35kV及以上的电压互感器。

45、及以上的电压互感器。二、电压互感器（二、电压互感器（TVTV）672 2、分类和型号：、分类和型号：二、电压互感器（二、电压互感器（TVTV）683 3、工作原理：、工作原理：二、电压互感器（二、电压互感器（TVTV）694 4、使用注意事项：、使用注意事项：（1 1）电压互感器的一、二次侧必须加熔断器保护，不得短路。）电压互感器的一、二次侧必须加熔断器保护，不得短路。 （2 2）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。（3 3）电流互感器在连接时，要注意其端子的极性。）电流互感器在连接时，要注意其端子的极性。二、电压互感器（二、电压互感器（TVTV）705 5、

46、运行和维护：、运行和维护：电电压压互互感感器器在在额额定定容容量量下下允允许许长长期期运运行行，但但不不允允许许超超过过最最大大容容量量运运行行。电电压压互互感感器器在在运运行行中中不不能能短短路路。在在运运行行中中，值值班班员员必必须须注注意意检检查查二二次次回回路路是是否否有有短短路路现现象象，并并及及时时消消除除。当当电电压压互互感感器器二二次次回回路路短短路路时时，一一般般情情况况下下高高压压熔熔断断器器不不会会熔熔断断，但但此此时时电电压压互互感感器器内内部部有有异异声声，将将二二次次熔熔断断器器取取下下后后异异声声停停止止，其其他现象与断线情况相同。他现象与断线情况相同。二、电压互

47、感器（二、电压互感器（TVTV）71一、接闪器一、接闪器 二、避雷器二、避雷器3.5 避雷装置避雷装置72接闪器就是专门用来接受直击雷闪的金属物体。接闪器就是专门用来接受直击雷闪的金属物体。接闪器的金属杆称为避雷针。避雷针是防止直击雷接闪器的金属杆称为避雷针。避雷针是防止直击雷 的有效措施。的有效措施。 避雷线是用来保护架空电力线路和露天配电装置免避雷线是用来保护架空电力线路和露天配电装置免 受直击雷的装置。受直击雷的装置。避雷带和避雷网用于在建筑物的边缘及凸出部分上避雷带和避雷网用于在建筑物的边缘及凸出部分上 加装，通过引下线和接地装置很好地连接。加装，通过引下线和接地装置很好地连接。 所有

48、接闪器都必须经过引下线与接地装置相连所有接闪器都必须经过引下线与接地装置相连。 一、接闪器一、接闪器73避雷器有管型避雷器，阀型避雷器，金属氧化物避雷器等多避雷器有管型避雷器，阀型避雷器，金属氧化物避雷器等多 种类型。种类型。管型避雷器又称排气式避雷器管型避雷器又称排气式避雷器, , 主要用于变配电所的进线保主要用于变配电所的进线保 护和线路绝缘弱点的保护，性能较好的管型避雷器还可用于护和线路绝缘弱点的保护，性能较好的管型避雷器还可用于 保护配电变压器。保护配电变压器。 阀型避雷器由火花间隙和阀片组成，装在密封的磁套管内。阀型避雷器由火花间隙和阀片组成，装在密封的磁套管内。 阀型避雷器的火花间

49、隙组是由多个单间隙串联组成的。阀型避雷器的火花间隙组是由多个单间隙串联组成的。二、避雷器二、避雷器管型避雷器管型避雷器 阀型避雷器阀型避雷器 74阀阀型型避避雷雷器器的的工工作作原原理理：正正常常运运行行时时，间间隙隙介介质质处处于于绝绝缘缘状状态态，仅仅有有极极小小的的泄泄漏漏电电流流通通过过阀阀片片。当当系系统统出出现现雷雷电电过过电电压压时时，火火花花间间隙隙很很快快被被击击穿穿，使使雷雷电电冲冲击击电电流流很很容容易易通通过过阀阀性性电电阻阻而而引引入入大大地地，释释放放过过电电压压负负荷荷，阀阀片片在在大大的的冲冲击击电电流流下下电电阻阻由由高高变变低低，所所以以冲冲击击电电流流在在

50、其其上上产产生生的的压压降降（残残压压）较较低低，此此时时，作作用用在在被被保保护护设设备备上上的的电电压压只只是是避避雷雷器器的的残残压压，从从而而使使电电气气设设备备得得到到了保护。了保护。二、避雷器二、避雷器 11间隙；间隙；22电阻阀片电阻阀片 75成成套套设设备备是是制制造造厂厂成成套套供供应应的的设设备备。成成套套设设备备是是按按电电气气主主接接线线的的要要求求，把把开开关关设设备备、保保护护测测量量电电器器、母母线线和和必必要要的的辅辅助助设设备备组组合合在在一一起起，装装配配在在一一个个或或两两个个全全封封闭闭或或半半封封闭闭的的金金属属柜柜中中，用用来来接接受受、分分配配和和

51、控控制制电电能能的的总总体体装装置置。制制造造厂厂可可生生产各种不同一次线路方案的开关柜供用户选用。产各种不同一次线路方案的开关柜供用户选用。3.6 成套设备成套设备76一、成套设备的分类与特点一、成套设备的分类与特点二、高压成二、高压成套配电装置（高压开关柜）套配电装置（高压开关柜）三、六氟化硫全封闭组合电器三、六氟化硫全封闭组合电器3.6 成套设备成套设备77按电气设备安装的地点，可分为屋内成套设备和屋外成套设备。按电气设备安装的地点，可分为屋内成套设备和屋外成套设备。 为了节约用地，一般为了节约用地，一般35kV35kV及以下成套设备宜采用屋内式。及以下成套设备宜采用屋内式。 按电压等级

52、分成高压成按电压等级分成高压成套套设备和低压成套设备。设备和低压成套设备。 按结构形式分为固定式和移开式（抽屉式）。按结构形式分为固定式和移开式（抽屉式）。一、成套设备的分类与特点一、成套设备的分类与特点78按开关柜隔离构成形式分为铠装式、间隔式、箱型、环网柜。按开关柜隔离构成形式分为铠装式、间隔式、箱型、环网柜。根据一次线路安装的主要元器件和用途，成套设备又可分为根据一次线路安装的主要元器件和用途，成套设备又可分为 很多种柜，如油断路器柜、负荷开关柜、熔断器柜、电压互很多种柜，如油断路器柜、负荷开关柜、熔断器柜、电压互 感器柜、隔离开关柜、避雷器柜。感器柜、隔离开关柜、避雷器柜。 低压成套设

53、备只有屋内式一种，高压开关柜则有屋内式和屋低压成套设备只有屋内式一种，高压开关柜则有屋内式和屋 外式两种。外式两种。 一、成套设备的分类与特点一、成套设备的分类与特点79高压开关柜有固定式和手车式（移开式）两大类型。高压开关柜有固定式和手车式（移开式）两大类型。固定式高压开关柜柜内所有电器部件都固定在不能移动的固定式高压开关柜柜内所有电器部件都固定在不能移动的 台架上，构造简单，也较为经济。这种防误型开关柜装设台架上，构造简单，也较为经济。这种防误型开关柜装设 了防止电气误操作和保障人身安全的闭锁装置，即所谓了防止电气误操作和保障人身安全的闭锁装置，即所谓 “五防五防”：防止误分、误合断路器；

54、防止误分、误合断路器；防止带负荷误拉、防止带负荷误拉、 误合隔离开关；误合隔离开关；防止带电误挂地线；防止带电误挂地线；防止带接地线误防止带接地线误 合隔离开关；合隔离开关；防止人员误入带电间隔。防止人员误入带电间隔。二、高压配电装置（高压开关柜）二、高压配电装置（高压开关柜）80手手车车式式（或或移移开开式式）高高压压开开关关柜柜是是一一部部分分电电器器部部件件固固定定在在可可移移动动的的手手车车上上，另另一一部部分分电电器器部部件件装装置置在在固固定定的的台台架架上上。当当高高压压断断路路器器出出现现故故障障需需要要检检修修时时，可可随随时时将将其其手手车车拉拉出出，然然后后推推入入同同类

55、类备备用用小小车车，即即可可恢恢复复供供电电。因因此此采采用用手手车车式式开开关关柜检修方便安全，恢复供电快，可靠性高，但价格较贵。柜检修方便安全，恢复供电快，可靠性高，但价格较贵。二、高压配电装置（高压开关柜二、高压配电装置（高压开关柜）81新系列高压开关柜的全型号表示和含义：新系列高压开关柜的全型号表示和含义： 二、高压配电装置（高压开关柜）二、高压配电装置（高压开关柜）82六六氟氟化化硫硫全全封封闭闭组组合合电电器器是是将将变变电电所所一一次次接接线线中中的的高高压压电电器器元元件件：断断路路器器、母母线线、隔隔离离开开关关、接接地地开开关关、电电流流互互感感器器、电电压压互互感感器器、

56、避避雷雷器器、出出线线套套管管、电电缆缆终终端端等等的的组组合合，全全部部元元件件封封闭闭于于接接地地的的金金属属桶桶体体内内，充充以以一一定定压压力力的的六六氟氟化化硫硫气气体体，形形成成以以六六氟氟化化硫硫为为绝绝缘缘介介质质的的金金属属封封闭闭式式开开关关设设备备，并并通过电缆终端、进出线套管或封闭母线与外界相连。通过电缆终端、进出线套管或封闭母线与外界相连。三、六氟化硫全封闭组合电器三、六氟化硫全封闭组合电器83全封闭组合电器是一种新型的组合式电气设备，它是在六全封闭组合电器是一种新型的组合式电气设备，它是在六 氟化硫断路器的基础上进一步发展形成的，把各种控制和氟化硫断路器的基础上进一

57、步发展形成的，把各种控制和 保护电器全部进行封闭的组合电气设备。由于六氟化硫气保护电器全部进行封闭的组合电气设备。由于六氟化硫气 体绝缘性能优越，所以组合电器体积小，能节省变电站占体绝缘性能优越，所以组合电器体积小，能节省变电站占 地面积，使变电站建设成本降低。地面积，使变电站建设成本降低。在地铁变电所中，由于空间相对较小，对设备之间的安全在地铁变电所中，由于空间相对较小，对设备之间的安全 距离、设备检修等方面有较高的要求，十分适合采用封装距离、设备检修等方面有较高的要求，十分适合采用封装 式的组合电器。式的组合电器。三、六氟化硫全封闭组合电器三、六氟化硫全封闭组合电器84三、六氟化硫全封闭组

58、合电器三、六氟化硫全封闭组合电器全封闭组合电器（全封闭组合电器（GISGIS）具有很大）具有很大的优越性。由于六氟化硫气体具有的优越性。由于六氟化硫气体具有很高的绝缘强度，采用全封闭组合很高的绝缘强度，采用全封闭组合电器可缩小各元件之间的绝缘距离，电器可缩小各元件之间的绝缘距离，从而使整套配电装置的占地面积和从而使整套配电装置的占地面积和空间体积缩小，且现场的施工工作空间体积缩小，且现场的施工工作量大大减小。电气设备进行封装以量大大减小。电气设备进行封装以后，避免了各种恶劣环境的影响，后，避免了各种恶劣环境的影响，减少了设备故障的可能性，提高了减少了设备故障的可能性，提高了人身安全和设备检修周

59、期。人身安全和设备检修周期。851.城轨交通牵引变电所的类型有哪些？城轨交通牵引变电所的类型有哪些？2.城轨交通牵引变电所中有哪些类型的设备？城轨交通牵引变电所中有哪些类型的设备？3.简述整流机组的结构原理。简述整流机组的结构原理。4.高压断路器的作用是什么？高压断路器的作用是什么？5.简述高压断路器的结构及各部分功能。简述高压断路器的结构及各部分功能。6.高压隔离开关在线路中的主要作用是什么？高压隔离开关在线路中的主要作用是什么？7.隔离开关配合断路器进行停、送电操作时，应遵守的安隔离开关配合断路器进行停、送电操作时，应遵守的安全操作规定是什么？全操作规定是什么？复习与思考复习与思考868.高压负荷开关、高压熔断器的作用是什么？高压负荷开关、高压熔断器的作用是什么？9.互感器在电力系统中有什么作用？互感器在电力系统中有什么作用？10.互感器在使用中要注意什么？互感器在使用中要注意什么？11.为什么运行中电流互感器不允许开路？而电压互感器不为什么运行中电流互感器不允许开路？而电压互感器不允许短路？允许短路？12.高压开关柜的高压开关柜的“五防五防”是什么？是什么？13.什么是什么是GIS组合电器？它在应用当中有哪些优点？组合电器？它在应用当中有哪些优点？复习与思考复习与思考87