电气设备原理及功能

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1、电气设备原理及功能电气设备原理及功能电气设备原理及功能电气设备原理及功能2021/9/151电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能 电气设备原理与功能电气设备原理与功能n n 电气设备的分类电气设备的分类电气设备的分类电气设备的分类n n 同步发电机同步发电机同步发电机同步发电机n n 电力变压器电力变压器电力变压器电力变压器n n 电动机电动机电动机电动机n n 高压断路器高压断路器高压断路器高压断路器n n 互感器互感器互感器互感器n n 隔离开关隔离开关隔离开关隔离开关2021/9/152电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能第一节第一节 电气设备的分类电气设备的分类n n一次设备一

2、次设备一次设备一次设备直接直接生产、输送、分配和使用电能的设备，包括：生产、输送、分配和使用电能的设备，包括： （1 1）生产和转换电能的设备，如发电机和变压器等；）生产和转换电能的设备，如发电机和变压器等； （2 2）接通或断开电路的开关设备，如断路器、隔离开）接通或断开电路的开关设备，如断路器、隔离开 关、熔断器、接触器等；关、熔断器、接触器等； （3 3）将有关电气设备连接成电路的载流导体，如母线、）将有关电气设备连接成电路的载流导体，如母线、 电缆等；电缆等； （4 4）变换电气量的设备，电压互感器和电流互感器；）变换电气量的设备，电压互感器和电流互感器； （5 5）保护电器，如电抗器

3、和避雷器等；）保护电器，如电抗器和避雷器等； （6 6）接地装置，电力系统中有工作接地、保护接地和）接地装置，电力系统中有工作接地、保护接地和 防雷接地；防雷接地；2021/9/153n n二次设备二次设备二次设备二次设备在在电电力力系系统统中中为为了了能能对对电电气气一一次次设设备备和和系系统统的的运运行行状状况况进进行行测测量、控制、保护和监察量、控制、保护和监察而需要一些专门的设备，包括：而需要一些专门的设备，包括： （1 1）测测量量表表计计。如如电电压压表表、电电流流表表、功功率率表表、电电能能表表、频频率表等，用于测量一次电路中的电气参数。率表等，用于测量一次电路中的电气参数。 （

4、2 2）继继电电保保护护及及自自动动装装置置。如如各各种种继继电电器器和和自自动动装装置置等等， 用用于于监监视视一一次次系系统统的的运运行行状状况况，迅迅速速反反应应不不正正常常情情况况并并进进行行调调节或作用于断路器跳闸，切除故障。节或作用于断路器跳闸，切除故障。 （3 3）直直流流设设备备。如如直直流流发发电电机机、蓄蓄电电池池组组、硅硅整整流流装装置置等等，为保护、控制和事故照明等提供直流电源。为保护、控制和事故照明等提供直流电源。 电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/154第二节第二节 同步发电机同步发电机发电机将机械能转变为电能的机械水轮机水轮机风力机风力机蒸汽轮

5、机蒸汽轮机燃气轮机燃气轮机柴油机柴油机定子转子 （ a）转子定子(b)电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/155第三节第三节 电力变压器电力变压器6变压器将一种电压的电能变换为另一种电压的电能的装置单相变压器单相变压器三相变压器三相变压器 电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/156（一）变压器的工作原理（一）变压器的工作原理 变压器是通过电磁感应原理，通过电磁耦合实现电能变压器是通过电磁感应原理，通过电磁耦合实现电能传递的一种静止电气设备，主要由铁芯及绕在铁芯上的绕传递的一种静止电气设备，主要由铁芯及绕在铁芯上的绕组组成。组组成。 电气设备的原理与功能电气设

6、备的原理与功能2021/9/157（二）变压器的结构（二）变压器的结构 1 1 油浸式变压器油浸式变压器 2 2 干式变压器干式变压器 用环氧树脂浇注的变压器称为环氧树脂干式变压器。用环氧树脂浇注的变压器称为环氧树脂干式变压器。 电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/158（三）变压器基本参数及性能指标（三）变压器基本参数及性能指标 1 1 基本参数基本参数 （1 1）额定电压）额定电压U U1N1N, , U U2N2N，三相变压器指线电压；三相变压器指线电压；（2 2）额定容量）额定容量S SN N ；（3 3）额定电流）额定电流I I1N1N, , I I2N 2N ，根

7、据额定电压和额定容量计算得出；根据额定电压和额定容量计算得出；（4 4）额定频率）额定频率f fN N ，我国规定工业用电频率为我国规定工业用电频率为50Hz50Hz；（5 5）阻抗电压（短路电压），通常以额定电压的百分数表示）阻抗电压（短路电压），通常以额定电压的百分数表示 由变压器由变压器短路短路试验获得，其反映在变压器在额定负载下运行时，试验获得，其反映在变压器在额定负载下运行时，漏阻抗压降的大小，相应的有漏阻抗压降的大小，相应的有短路损耗短路损耗P Pk k（6 6）空载电流，通常以额定电流的百分数表示）空载电流，通常以额定电流的百分数表示 由变压器由变压器空载空载试验获得，相应的有试

8、验获得，相应的有空载损耗空载损耗P P0 0（7 7）连接组号）连接组号 YY星形连接，星形连接，YNYN星形连接并有中性点引线，星形连接并有中性点引线， dd三角形连接，三角形连接， 例例 YNd11YNd11 电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1592 2 性能参数性能参数 （1 1）变压器负载运行，二次侧端电压变化率）变压器负载运行，二次侧端电压变化率u%u%。变压器外特性变压器外特性电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1510（2 2）变压器损耗）变压器损耗p p。（3 3）变压器效率）变压器效率。电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/

9、9/1511（四）变压器分类（四）变压器分类 电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1512第四节第四节 电动机电动机电动机将电能变换为机械能的装置异步电动机同步电动机特种电机电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1513第五节第五节 高压断路器高压断路器 额额定定电电压压为为3kV3kV及及以以上上，能能够够关关合合、承承载载和和开开断断运运行行状状态态的的正正常常电电流流，并并能能在在规规定定时时间间内内关关合合、承承载载和和开开断断规规定定的的异异常常电电流流（如如短短路路电电流流、过过负负荷荷电电流流）的的开开关关电电器器称称为为高高压压断断路路器器。高

10、高压压断断路路器器的的作作用用：电电力力网网正正常常工工作作和和发发生生故故障障时时开开断断和和关关合合电电路路。也也即即， 控制（操作）作用；控制（操作）作用；保护作用。保护作用。n n 断路器的型号含义断路器的型号含义断路器的型号含义断路器的型号含义n n 断路器的基本结构断路器的基本结构断路器的基本结构断路器的基本结构n n 断路器的型号含义断路器的型号含义断路器的型号含义断路器的型号含义n n 断路器的基本技术参数断路器的基本技术参数断路器的基本技术参数断路器的基本技术参数 电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1514一、断路器的型号含义一、断路器的型号含义12345

11、67产品名称；产品名称；S S少油断路器，少油断路器，D D多油断路器，多油断路器，L L六氟六氟化硫（化硫（SF6SF6）断路器，）断路器，Z Z真空断路器，真空断路器，K K压缩空气断压缩空气断路器，路器，Q Q自产气断路器，自产气断路器，C C磁吹断路器磁吹断路器 安装地点；安装地点；N N户内户内型，型，W W户外型户外型 设计序号设计序号 额定电压（或最高工额定电压（或最高工作电压）（作电压）（kVkV） 补充特性：补充特性：C C手车式，手车式，G G改进型，改进型，W W防污型，防污型，Q Q防震型防震型 额定电流额定电流（A A） 额定开断电额定开断电流（流（kAkA） 例如：

12、例如：ZN28ZN2812/125012/12502525，表示户内式真空断路，表示户内式真空断路器，设计序号为器，设计序号为2828，最高工作电压，最高工作电压12kV12kV，额定电流为，额定电流为1250A1250A，额定开断电流为，额定开断电流为25kA25kA。电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1515二、断路器的基本结构二、断路器的基本结构：主要零部件：开关本体主要零部件：开关本体的底架、底座的底架、底座功能：整台产品的基础功能：整台产品的基础 电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1516支持绝缘件：主要零部件： 瓷柱 瓷套管 绝缘管等构成的支

13、柱本体 拉紧绝缘子等功能： 保证开断元件有可靠的对地绝缘，承受开断元件的操作力及各种外力 电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1517传动元件：主要零部件： 各种连杆 齿轮 拐臂 液压管道 压缩空气管道等功能： 将操作命令及操作功传递给开断元件的触头和其它部件 电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1518开断元件：主要零部件： 主灭弧室 主触头系统 主导电回路 辅助灭弧室 辅助触头系统 并联电阻功能： 开断及关合电力线路，安全隔离电源 电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1519操作机构：主要零部件： 弹簧、液压、电磁、气动及手动机构的本体

14、及其配件功能： 为开断元件分合闸操作提供能量，并实现各种规定的操作 电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1520电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能三、断路器的类型三、断路器的类型 按灭弧介质的不同分类按灭弧介质的不同分类 （1 1）油断路器）油断路器 采用采用绝缘油绝缘油作为作为灭弧介质灭弧介质的断路器，的断路器，逐渐被淘汰。逐渐被淘汰。 （2 2）压缩空气断路器）压缩空气断路器 采用采用压缩空气压缩空气作为作为灭弧介质灭弧介质及操作机构能源的断路器。及操作机构能源的断路器。 （3 3）真空断路器）真空断路器 在真空中开断电流，利用在真空中开断电流，利用真空真空的高绝缘

15、强度来实现的高绝缘强度来实现灭弧灭弧的断路器。的断路器。 （4 4）六氟化硫（）六氟化硫（SF6SF6）断路器）断路器 采用具有优良灭弧性能的采用具有优良灭弧性能的SF6SF6气体气体作为作为灭弧介质灭弧介质的断路器。的断路器。 2021/9/1521（1 1）油断路器）油断路器n 多油断路器多油断路器多多油油断断路路器器的的触触头头和和灭灭弧弧系系统统放放置置在在由由钢钢板板焊焊接接成成的的装装有有大大量量绝绝缘缘油油的的油油箱箱中中，其其绝绝缘缘油油既既是是灭灭弧弧介介质质，又又是是主主要要的的绝绝缘缘介介质质，承承受受不不同同的的导导体体之之间间及及导导体体与与地地之之间间的绝缘。的绝缘

16、。结结构构特特点点：结结构构简简单单，制制造造方方便便，便便于于在在套套管管上上加加装装电电流流互互感感器器，配配套套性性强强；耗耗钢钢、耗耗油油量量大大、体体积积大大、重重量量重；属自能式灭弧结构。重；属自能式灭弧结构。技技术术特特点点：额额定定电电流流不不易易做做得得很很大大；开开断断小小电电流流时时，燃燃弧弧时时间间较较长长；开开断断电电路路的的速速度度较较慢慢；油油量量多多，有有发发生生爆爆炸和火灾的危险性。炸和火灾的危险性。运行维护特点：运行维护特点：运行维护简单；噪声低；检修周期短；运行维护简单；噪声低；检修周期短；需配备一套油处理装置。需配备一套油处理装置。电气设备的原理与功能电

17、气设备的原理与功能2021/9/1522n 少油断路器少油断路器少油断路器的触头和灭弧系统放置在装有少量绝缘油的绝少油断路器的触头和灭弧系统放置在装有少量绝缘油的绝缘筒中，其缘筒中，其绝缘油绝缘油主要主要作为灭弧介质，只承受触头断开时作为灭弧介质，只承受触头断开时断口之间的绝缘，断口之间的绝缘，不作为主要不作为主要的绝缘介质的绝缘介质。少油断路器中。少油断路器中不同相的导电部分之间及导体与地之间是利用空气、陶瓷不同相的导电部分之间及导体与地之间是利用空气、陶瓷和有机绝缘材料来实现绝缘。和有机绝缘材料来实现绝缘。结结构构特特点点：结结构构简简单单，制制造造方方便便，可可配配用用各各种种操操动动机

18、机构构；比比多多油油断断路路器器油油量量少少、重重量量轻轻；采采用用积积木木式式结结构构，便便于于制制成各种电压等级产品。成各种电压等级产品。技技术术特特点点：开开断断电电流流大大，10kV10kV等等级级可可通通过过加加并并联联回回路路以以提提高高额额定定电电流流；110kV110kV及及以以上上电电压压等等级级时时采采用用积积木木结结构构；全全开开断断时时间间较较短短；增增加加压压油油活活塞塞装装置置加加强强机机械械油油吹吹后后，提提高高开断小电流的能力；存在火灾危险。开断小电流的能力；存在火灾危险。运行维护特点：运行维护特点：运行经验丰富，易于维护；噪声低；油质运行经验丰富，易于维护；噪

19、声低；油质容易劣化；需配备一套油处理装置。容易劣化；需配备一套油处理装置。电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1523户外多油断路器户外多油断路器电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1524（2 2）压缩空气断路器）压缩空气断路器结结构构特特点点：结结构构比比较较复复杂杂，工工艺艺和和材材料料要要求求高高；有有色色金金属属消消耗耗量量大大、价价格格高高；需需要要装装设设专专用用的的空空气气压压缩缩系系统统；操动机构与断路器合为一体；体积和重量比较轻。操动机构与断路器合为一体；体积和重量比较轻。技技术术特特点点：额额定定电电流流和和开开断断电电流流都都可可以以

20、做做得得很很大大，适适合合开开断断大大容容量量电电路路；动动作作快快，全全开开断断时时间间短短；快快速速自自动动重合闸时断流容量不降低；无火灾危险。重合闸时断流容量不降低；无火灾危险。运行维护特点：运行维护特点：维修周期长；噪声较大；无火灾危险；维修周期长；噪声较大；无火灾危险；需要一套压缩空气装置作为气源；运行费用大。需要一套压缩空气装置作为气源；运行费用大。电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1525（3 3）真空断路器）真空断路器结结构构特特点点：灭灭弧弧室室材材料料及及工工艺艺要要求求高高；体体积积小小、重重量量轻轻；触触头头不不易易氧氧化化；灭灭弧弧室室的的机机械械

21、强强度度比比较较差差，不不能能承承受受较大的冲击振动。较大的冲击振动。技技术术特特点点：可可连连续续多多次次操操作作，开开断断性性能能好好；灭灭弧弧迅迅速速，开开断断时时间间短短；开开断断电电流流及及断断口口电电压压不不易易做做得得很很高高；无无火火灾灾危危险险；开开距距小小，约约为为同同等等电电压压油油断断路路器器触触头头开开距距的的1/101/10左左右右；所所需需操操作作能能量量小小；开开断断时时产产生生的的电电弧弧能能量小；灭弧室的机械寿命和电气寿命都很高。量小；灭弧室的机械寿命和电气寿命都很高。运运行行维维护护特特点点：运运行行维维护护简简单单，灭灭弧弧室室不不需需要要检检修修；噪噪

22、声低；运行费用低；无火灾和爆炸危险。声低；运行费用低；无火灾和爆炸危险。电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1526ZW32-12真空断路器电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1527（4 4）SFSF6 6断路器断路器结结构构特特点点：结结构构简简单单，工工艺艺及及密密封封要要求求严严格格，对对材材料料要要求求高高；体体积积小小、重重量量轻轻；用用于于封封闭闭式式组组合合电电器器时时，可可大量节省占地面积。大量节省占地面积。技技术术特特点点：额额定定电电流流和和开开断断电电流流都都可可以以做做得得很很大大；开开断断性性能能好好，适适合合于于各各种种工工况况

23、开开断断；SFSF6 6气气体体灭灭弧弧、绝绝缘缘性能好，故断口电压可做得较高；断口开距小。性能好，故断口电压可做得较高；断口开距小。 运运行行维维护护特特点点：维维护护工工作作量量小小；噪噪声声低低；检检修修周周期期长长；运行稳定，安全可靠，寿命长；可频繁操作。运行稳定，安全可靠，寿命长；可频繁操作。电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1528罐式罐式SF6SF6断路器断路器电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1529瓷柱式瓷柱式SF6SF6断路器断路器电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1530四、断路器的基本技术数据四、断路器的基本技

24、术数据（1 1）额定电压（）额定电压（kVkV）保保证证断断路路器器长长时时间间正正常常运运行行能能承承受受的的工工作作电电压压（线线电电压压），我我国国采采用用的的额额定定电电压压等等级级：3 3、6 6、1010、3535、6060、110110、220220、330330、500500、750750、1000kV1000kV等。等。（2 2）最高工作电压（）最高工作电压（kVkV）通常规定，通常规定，220kV220kV及以下及以下设备，其最高工作电压为额定电设备，其最高工作电压为额定电 压的压的1.151.15倍；对于倍；对于330kV330kV及以上及以上的设备规定为额定电压的的设备

25、规定为额定电压的1.11.1倍倍 。我国我国采用的最高电压有：采用的最高电压有：3.53.5、6.96.9、11.511.5、40.540.5、6969、126126、252252、363363、550550、825825、1100kV1100kV等。等。（3 3）额定电流（）额定电流（A A） 断断路路器器在在规规定定的的基基准准环环境境温温度度下下允允许许长长期期通通过过的的最最大大工工作作电电流流有有效效值值。我我国国采采用用的的额额定定电电流流有有：200200、400400、630630、10001000、 12501250、 16001600、 20002000、 25002500

26、、 31503150、 40004000、 50005000、63006300、80008000、1000010000、1250012500、1600016000、20000A20000A等。等。 电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1531（4 4）额定开断电流（）额定开断电流（kAkA） 在在额额定定电电压压下下，断断路路器器能能可可靠靠开开断断的的最最大大电电流流有有效效值值，称称为为该该电电压压下下的的额额定定开开断断电电流流 。在在电电压压低低于于额额定定电电压压时时，开开断断电电流流可可以以比比额额定定开开断断电电流流大大，但但由由于于灭灭弧弧装装置置机机械械强强

27、度度的的限限制制，开开断断电电流流有有个个极极限限值值，称称为为极极限限开断电流开断电流。（5 5）额定关合电流（）额定关合电流（kAkA）在在额额定定电电压压下下，断断路路器器能能可可靠靠地地闭闭合合的的最最大大短短路路电电流流峰峰值值。额额定定关关合合电电流流反反映映断断路路器器关关合合短短路路故故障障的的能能力力，主主要要决决定定于于断断路路器器灭灭弧弧装装置置的的性性能能、触触头头构构造造及及操操动动机构的型式。机构的型式。（6 6）额定热稳定电流（）额定热稳定电流（kAkA）断断路路器器在在规规定定时时间间（通通常常为为4s4s）内内允允许许通通过过的的最最大大短短路路电电流流有有效

28、效值值。额额定定热热稳稳定定电电流流表表明明断断路路器器承承受受短短路路电流电流热效应热效应的能力。的能力。电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1532（7 7）额定动稳定电流（）额定动稳定电流（kAkA） 断断路路器器在在闭闭合合状状态态下下，允允许许通通过过的的最最大大短短路路电电流流峰峰值值，又又称称极极限限通通过过电电流流。额额定定动动稳稳定定电电流流表表明明断断路路器器在在冲冲击击短短路路电电流流的的作作用用下下，承承受受电电动动力力效效应应的的能能力力，它它决决定定于于导体和绝缘等部件的机械强度导体和绝缘等部件的机械强度 。 （8 8）合闸时间（）合闸时间（s s

29、） 断路器从接到合闸命令（合闸回路通电）起到断路器触断路器从接到合闸命令（合闸回路通电）起到断路器触头刚接触时所经过的时间间隔，称为合闸时间。头刚接触时所经过的时间间隔，称为合闸时间。（9 9）分闸时间（）分闸时间（s s） 分闸时间是反映断路器分闸时间是反映断路器开断过程快慢开断过程快慢的参数。的参数。电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1533电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能1 1）固有分闸时间）固有分闸时间t t1 1 指断路器接到分闸命令指断路器接到分闸命令起到灭弧触头刚分离时起到灭弧触头刚分离时所经过的时间所经过的时间2 2）灭弧时间）灭弧时间t t2 2触

30、头分离到各相电弧完触头分离到各相电弧完全熄灭所经过的时间全熄灭所经过的时间 3 3）全分闸时间）全分闸时间t tt t 断路器从接到分闸命令断路器从接到分闸命令起到断路器触头开断至起到断路器触头开断至三相电弧完全熄灭时所三相电弧完全熄灭时所经过的时间间隔。经过的时间间隔。t tt t=t=t1 1+t+t2 22021/9/1534（1010）额定开断容量（）额定开断容量（MVAMVA）断路器的开断能力也可间接用开断容量来表示，断路器的开断能力也可间接用开断容量来表示，其大小与额定电压与额定开断电流的有关：其大小与额定电压与额定开断电流的有关： 电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021

31、/9/1535电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1536电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1537（2 2）所所有有二二次次设备可可用用低低电压、小小电流流的的电缆连接接，使使配配电屏屏内内布布线简单、安安装装方方便便；便便于于集集中中管管理理，可可以以实现远距离控制和距离控制和测量。量。（3 3）二二次次回回路路不不受受一一次次回回路路的的限限制制，接接线线灵灵活活方方便便。对对二二次次设设备备进进行行维维护护、调调换换以以及及调调整整试试验验时时，不不需需中中断断一一次系统的运行。次系统的运行。 （4 4）使使二二次次侧侧的的设设备备与与高高电电压压

32、部部分分隔隔离离，且且互互感感器器二二次次侧要有一点接地，侧要有一点接地，保证二次系统设备和工作人员的安全保证二次系统设备和工作人员的安全。电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1538电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1539电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1540磁势平衡方程磁势平衡方程忽略很小的励磁安匝忽略很小的励磁安匝 只考虑电流数值得只考虑电流数值得电流互感器的额定电流比电流互感器的额定电流比K Ki i： 电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1541电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/15

33、42电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1543电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1544电流互感器使用流互感器使用注意事注意事项u电流互感器在工作时电流互感器在工作时其二次侧不得开路其二次侧不得开路。u电流互感器的电流互感器的二次侧有一端必须接地二次侧有一端必须接地。u电流互感器在连接时，要电流互感器在连接时，要注意其端子的极性注意其端子的极性。u电电流流互互感感器器必必须须保保证证一一定定的的准准确确度度，电电流流互互感感 器器的的负载阻抗不得大于负载阻抗不得大于与准确级相对应的额定阻抗。与准确级相对应的额定阻抗。电气设备的原理与功能电气设备的原理与功

34、能2021/9/1545电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1546电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1547一般一般0.10.1、0.20.2级级主要用于实验室精密测量和供电容量主要用于实验室精密测量和供电容量超过一定值（月供电量超过超过一定值（月供电量超过100100万万kWhkWh）的线路或用户；）的线路或用户；0.50.5级级的可用于收费用的电能表；的可用于收费用的电能表；0.5-10.5-1级级的用于发电的用于发电厂、变电所的盘式仪表和技术上用的电能表；厂、变电所的盘式仪表和技术上用的电能表；3 3级、级、5 5级级的电流互感器用于一般的测量和某

35、些继电保护上；的电流互感器用于一般的测量和某些继电保护上；5P5P和和10P10P级级的用于继电保护，在旧型号产品中用的用于继电保护，在旧型号产品中用B B、C C、D D级表示。级表示。 电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1548电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1549电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1550电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能n电流互感器的额定容量电流互感器的额定容量电流互感器的电流互感器的额定容量额定容量S SN2N2系指电流互感器在额定系指电流互感器在额定二次电流和额定二次阻抗下运行时，二次绕组输出二次

36、电流和额定二次阻抗下运行时，二次绕组输出的容量。由于电流互感器的额定二次电流为标准值的容量。由于电流互感器的额定二次电流为标准值（5A5A或或1A1A或或0.5A0.5A），也为了便于计算，有的厂家提），也为了便于计算，有的厂家提供电流互感器的供电流互感器的额定阻抗额定阻抗Z ZN2N2值值。因电流互感器的误差和二次负荷有关，故因电流互感器的误差和二次负荷有关，故同一台同一台电流互感器电流互感器使用在使用在不同不同准确级准确级时，会有时，会有不同不同的额定的额定容量容量。 2021/9/1551n电流互感器的电流互感器的10%10%误差曲线误差曲线对对对对测量用测量用TATA：要求在：要求在正

37、常工作范围正常工作范围内有较高的准确度；内有较高的准确度；而当电路发生而当电路发生短路短路时，希望时，希望TATA过饱和，以免仪表受到短过饱和，以免仪表受到短路电流的损害。路电流的损害。对对对对保护保护保护保护用用TATA：要求其在系统发生：要求其在系统发生故障故障时也能较准确的测时也能较准确的测量故障电流。因此保护量故障电流。因此保护TATA，在可能出现的短路电流范围，在可能出现的短路电流范围内，要求其内，要求其最大最大误差限值误差限值不超过不超过10%10%。10101010误差曲线误差曲线误差曲线误差曲线是指在保证电流互感器误差不超过是指在保证电流互感器误差不超过是指在保证电流互感器误差

38、不超过是指在保证电流互感器误差不超过10101010 的条件下，一次电流倍数与电流互感器允许最大二次负的条件下，一次电流倍数与电流互感器允许最大二次负的条件下，一次电流倍数与电流互感器允许最大二次负的条件下，一次电流倍数与电流互感器允许最大二次负载阻抗的关系曲线。载阻抗的关系曲线。载阻抗的关系曲线。载阻抗的关系曲线。一次电流倍数一次电流倍数一次电流倍数一次电流倍数二次负荷阻抗二次负荷阻抗二次负荷阻抗二次负荷阻抗 电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1552按按10%10%误差曲线选择校验保护用误差曲线选择校验保护用TATA已知可能的最大短路电流已知可能的最大短路电流 ，求得一

39、次电流倍数，求得一次电流倍数由由10%10%误差曲线误差曲线查得可允许使用的查得可允许使用的最大二次负荷阻抗最大二次负荷阻抗若若 ，则能保证误差在，则能保证误差在10%10%内；否则，应减小内；否则，应减小 使其满足上式。使其满足上式。电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1553电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能（四）电流互感器的接线（四）电流互感器的接线2021/9/1554u单相接线单相接线主要用来测量单相负荷电流或三相系统中平衡负荷主要用来测量单相负荷电流或三相系统中平衡负荷的某一相电流。的某一相电流。u两相两相V形接线（不完全星形接线）形接线（不完全星形接线）在

40、在610kV中性点不接地系统中应用较广泛。中性点不接地系统中应用较广泛。 u两相电流差接线两相电流差接线通常应用于继电保护线路中通常应用于继电保护线路中u星形接线星形接线用来测量负荷平衡或不平衡的三相电力系统中的三用来测量负荷平衡或不平衡的三相电力系统中的三相电流。相电流。电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1555（五）电流互感器的分类（五）电流互感器的分类u按按安安装装地地点点可可分分为为屋屋内内（20kV20kV及及以以下下）和和屋屋外外式式（35kV35kV及及 以上）。以上）。u按按安装方式安装方式可分为可分为穿墙式、支持式和装入式穿墙式、支持式和装入式（套管式）。

41、（套管式）。u按按绝绝缘缘方方式式可可分分为为干干式式、浇浇注注式式、油油浸浸式式等等。干干式式用用绝绝缘缘胶胶浸浸渍渍，用用于于屋屋内内低低压压电电流流互互感感器器；浇浇注注式式以以环环氧氧树树脂脂作作绝绝缘缘，目目前前仅仅用用于于35kV35kV及及以以下下的的屋屋内内电电流流互互感感器器；油油浸浸式式多多为为屋外式。屋外式。u按按一一次次绕绕组组匝匝数数可可分分为为单单匝匝式式和和多多匝匝式式。单单匝匝式式分分为为贯贯穿穿型和母线型型和母线型两种。两种。u按按电电流流互互感感器器的的工工作作原原理理，可可分分为为电电磁磁式式、电电容容式式、光光电电式和无线电式式和无线电式。电气设备的原理

42、与功能电气设备的原理与功能2021/9/1556（六）电流互感器的型号（六）电流互感器的型号电流互感器全型号的表示和含义如下：电流互感器全型号的表示和含义如下：电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1557套管式电流互感器套管式电流互感器电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1558穿墙式环氧电流互感器穿墙式环氧电流互感器电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1559SFSF6 6气体绝缘电流互感器气体绝缘电流互感器电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1560电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1561电动势平

43、衡方程电动势平衡方程忽略绕组漏阻抗压降忽略绕组漏阻抗压降 电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1562电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能。2021/9/1563电压互感器使用电压互感器使用注意事项注意事项n电电压压互互感感器器二二次次侧侧不不得得开开路路。电电压压互互感感器器的的一一、二二次次侧侧都都应应装装设设熔熔断断器器（ 6OkV及及以以上上的的电电压压互互感感器器，其其电电源源侧侧可可不不装设高压熔断器）。装设高压熔断器）。n电压互感器的电压互感器的电源侧电源侧要装设要装设隔离开关隔离开关。n电电压压互互感感器器铁铁芯芯及及二二次次绕绕组组一一端端必必须须接接地

44、地。防防止止一一、二二次次绕绕组组间间的的绝绝缘缘击击穿穿时时，一一次次侧侧的的高高电电压压窜窜入入二二次次侧侧，危危及及工作人员人身和二次设备的安全。工作人员人身和二次设备的安全。n电电压压互互感感器器在在接接线线时时要要注注意意端端子子极极性性的的正正确确。接接线线时时，应应保证一、二次绕组的首尾标号及同名端的正确。保证一、二次绕组的首尾标号及同名端的正确。n电压互感器的电压互感器的负载容量应不大于负载容量应不大于准确级相对应的额定容量。准确级相对应的额定容量。 电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1564电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1565电气

45、设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1566电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1567n电压互感器的额定容量电压互感器的额定容量电电压压互互感感器器的的误误差差与与二二次次负负荷荷有有关关，因因此此同同一一台台TVTV在在不不同同准准确确度度级级下下，都都有有相相应应的的额额定定容容量量。在在功功率率因因数数为为0.8(0.8(滞滞后后) )时时，额额定定容容量量标标准准值值为为1010、1515、2525、3030、5050、7575、100100、150150、200200、250250、300300、400400、500500VAVA。但但一一般般说说电

46、压互感器的额定容量电压互感器的额定容量是指是指最高最高准确度级下的额定容量。准确度级下的额定容量。电电压压互互感感器器按按在在最最高高电电压压下下长长期期工工作作允允许许的的发发热热条条件件，还规定了还规定了最大极限容量最大极限容量。与与电电流流互互感感器器一一样样，要要求求在在某某些些准准确确度度级级下下测测量量时时，二二次次负负载载不不应应超超过过该该准准确确级级规规定定的的容容量量，否否则则准准确确度度级级下下降，测量误差是满足不了要求的。降，测量误差是满足不了要求的。 电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1568（四）电压互感器的接线（四）电压互感器的接线n 单相电压

47、互感器接线单相电压互感器接线用于用于35kV35kV及以下的中性点非直接接地电网中测量及以下的中性点非直接接地电网中测量线电压线电压；用在用在110kV110kV及以上中性点有效接地系统中测量及以上中性点有效接地系统中测量相对地电压相对地电压；n V V，V V形接线（不完全星形接线）形接线（不完全星形接线）来来测量测量三个线电压，但三个线电压，但不能测量不能测量相电压，应用于相电压，应用于20kV20kV及以下及以下中性点不接地或经消弧线圈接地的电网中；中性点不接地或经消弧线圈接地的电网中；n 一台三相三柱式电压互感器一台三相三柱式电压互感器YynYyn接线接线用于用于测量测量线电压，线电压

48、，不能测量不能测量相电压；相电压；n 一台三相五柱式电压互感器的一台三相五柱式电压互感器的YNynVYNynV接线接线测量测量线电压、相电压和零序电压线电压、相电压和零序电压（用作绝缘监察装置，（用作绝缘监察装置，开口开口三角形三角形），广泛应用于小接地电流电网中；），广泛应用于小接地电流电网中；电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1569n 三个单相三绕组电压互感器接成的三个单相三绕组电压互感器接成的YNyndYNynd接线接线主主要要应应用用于于3kV3kV及及以以上上电电网网中中，用用于于测测量量线线电电压压、相相电电压压和和零零序序电电压压（用用作作绝绝缘缘监监察察装

49、装置置，开开口口三三角角形形）。）。电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1570电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1571电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能三三相相五五柱柱式式电电压压互互感感器器的的接接线线图图2021/9/1572（五）电压互感器的分类（五）电压互感器的分类u 按按安装地点安装地点分分为户内式和内式和户外式；外式；u 按按相相数数分分为单相相式式和和三三相相式式，只只有有20kV20kV以以下下才才制制成成三三相相式；式；u 按按线圈数圈数可分可分为双双线圈和三圈和三线圈；圈；u 按按绝缘结构构可可分分为干干式式、浇注注式式、普普

50、通通油油浸浸式式、串串级油油浸浸式式和和电容容式式。干干式式多多用用于于低低压户内内配配电；浇注注式式用用于于3 335kV35kV；油浸式油浸式主要用于主要用于35kV35kV及以上的及以上的电压互感器。互感器。 电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1573（六）电压互感器的型号（六）电压互感器的型号电压互感器全型号的表示和含义如下：电压互感器全型号的表示和含义如下：电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1574JDZ10JDZ10型浇注式单相电压互感器型浇注式单相电压互感器 电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1575JSJW-10JSJ

51、W-10型油浸式三相五柱型油浸式三相五柱电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1576JCC-20JCC-20型串级式电压互感器型串级式电压互感器 JDXNJDXN3535电压互感器电压互感器电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1577主要由电容分压器、补主要由电容分压器、补偿电抗器、中间变压器、偿电抗器、中间变压器、阻尼器及载波装置、防阻尼器及载波装置、防护间隙等组成。护间隙等组成。 在被测电网的在被测电网的相和地之间相和地之间接有主电容接有主电容C1C1和分压电容和分压电容C2C2，Z2Z2为为继电器、仪表等电压线圈阻抗。电容式电压互感器实质上是继电器、仪

52、表等电压线圈阻抗。电容式电压互感器实质上是一个电容串接的分压器，被测电网的电压在电容一个电容串接的分压器，被测电网的电压在电容C1C1、C2C2上按上按反比分压。反比分压。分压比分压比 电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1578LL补补偿偿电电抗抗：可可补偿电容容分分压器的内阻抗器的内阻抗 。TVTV 中中间变压器器：将将测量量仪表表经中中间变压器器TVTV后后与与分分压器器连接接，减减小小分分压器器的的输出出电流流以以减少减少误差差。r rd d阻阻尼尼电阻阻：在在TVTV副副边单独独设置置一一只只线圈圈，接接入入阻阻尼尼电阻阻r rd d，用用以以抑抑制制铁磁磁谐振振过

53、电压。 C CK K 补偿电容容器器：用用来来补偿电磁磁式式电压互互感感器器TVTV的的磁磁化化电流流和和副副边负荷荷电流的无功分量，亦能减小流的无功分量，亦能减小测量装置的量装置的误差。差。P P1 1放放电间隙隙：用用以以保保护TVTV的的原原绕组和和补偿电抗抗器器L L，防防止止因因受受二二次次侧短路所短路所产生的生的过电压而造成的而造成的损坏。坏。电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/15793.3.电容式电压互感器的特点电容式电压互感器的特点供供1111OkVOkV及以上及以上中性点直接接地系统测量电压之用中性点直接接地系统测量电压之用 优点：优点：u除除作作为为电电

54、压压互互感感器器用用外外，还还可可将将其其分分压压电电容容兼兼做做高频载波通讯的耦合电容；高频载波通讯的耦合电容；u电电容容分分压压式式电电压压互互感感器器的的冲冲击击绝绝缘缘强强度度比比电电磁磁式式电压互感器高；电压互感器高；u体积小，重量轻，成本低；体积小，重量轻，成本低； u在高压配电装置中占地面积很小。在高压配电装置中占地面积很小。缺点：缺点：u误差特性和暂态特性比电磁式电压互感器差误差特性和暂态特性比电磁式电压互感器差u输出容量较小输出容量较小 电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1580电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1581 电气设备的原理

55、与功能电气设备的原理与功能2021/9/1582 电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1583第七节第七节 隔离开关隔离开关隔隔离离开开关关又又称称（隔隔离离）刀刀闸闸，是是一一种种高高压压开开关关电电器器。因因为为它它没没有有专专门门的的灭灭弧弧装装置置，故故不不能能用用来来切切断断负负荷荷电电流流和和短短路路电电流流。使使用用时时应应与与断断路路器器配配合合，只只有有在在断断路路器器断断开开时时才才能能进进行行操操作作。隔隔离离开开关关在在分分闸闸时时，动动静静触触头头间间形形成成明明显显可可见见的断口，绝缘可靠。的断口，绝缘可靠。n n 隔离开关的作用隔离开关的作用隔离

56、开关的作用隔离开关的作用n n 隔离开关的基本技术参数隔离开关的基本技术参数隔离开关的基本技术参数隔离开关的基本技术参数n n 隔离开关的型号含义隔离开关的型号含义隔离开关的型号含义隔离开关的型号含义n n 隔离开关的类型隔离开关的类型隔离开关的类型隔离开关的类型电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1584一、隔离开关的作用一、隔离开关的作用一、隔离开关的作用一、隔离开关的作用u隔离电源隔离电源，保证检修工作的安全。，保证检修工作的安全。u配合断路器，在电路中进行配合断路器，在电路中进行倒闸操作倒闸操作。 u接通和断开接通和断开小电流小电流电路。电路。u在在某某些些终终端端变

57、变电电所所中中，快快分分隔隔离离开开关关与与接接地地开开关关相相配配合，合，代替代替断路器的工作。断路器的工作。 电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1585二、隔离开关的技术参数二、隔离开关的技术参数二、隔离开关的技术参数二、隔离开关的技术参数（1 1）额定电压）额定电压 指隔离开关长期运行时所能承受的工作电压。指隔离开关长期运行时所能承受的工作电压。（2 2）最高工作电压）最高工作电压 指隔离开关能承受的超过额定电压的最高电压。指隔离开关能承受的超过额定电压的最高电压。（3 3）额定电流）额定电流 指隔离开关可以长期通过的工作电流。指隔离开关可以长期通过的工作电流。（4

58、4）热稳定电流）热稳定电流 指隔离开关在规定的时间内允许通过的最大电流。指隔离开关在规定的时间内允许通过的最大电流。（5 5）极限通过电流峰值）极限通过电流峰值 指隔离开关所能承受的最大瞬时冲击短路电流。指隔离开关所能承受的最大瞬时冲击短路电流。 电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1586三、隔离开关的型号含义三、隔离开关的型号含义三、隔离开关的型号含义三、隔离开关的型号含义隔离开关型号、规格一般由文字符号和数字表示：隔离开关型号、规格一般由文字符号和数字表示：第一单元：产品字母代号，隔离开关用第一单元：产品字母代号，隔离开关用G G；第二单元：安装场所代号，户内用第二单元

59、：安装场所代号，户内用N N，户外用，户外用W W；第三单元：设计序列顺序号，用数字第三单元：设计序列顺序号，用数字1 1、2 2、3 3、表示；表示；第四单元：额定电压，第四单元：额定电压，kVkV；第五单元：其他标志，如第五单元：其他标志，如T T表示统一设计，表示统一设计，G G表示改进型，表示改进型，D D表示带接地刀闸，表示带接地刀闸，K K表示快分型等。表示快分型等。第六单元：额定电流，第六单元：额定电流，A A。 电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1587G N 10G N 10202080008000额定电流额定电流( (A)A) 额定电压额定电压( (kV

60、)kV) 设计系列号设计系列号 屋内型或屋外型屋内型或屋外型( (N N一屋内；一屋内；W W一屋外一屋外) ) 隔离开关隔离开关 电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1588四、隔离开关的分类四、隔离开关的分类四、隔离开关的分类四、隔离开关的分类（1 1）按装设）按装设地点地点的不同，可分为户内式和户外式两种。的不同，可分为户内式和户外式两种。（2 2）按）按绝缘支柱绝缘支柱数目，分为柱式、双柱式和三柱式三种。数目，分为柱式、双柱式和三柱式三种。（3 3）按）按动触头运动方式动触头运动方式，可分为水平旋转式、垂直旋转，可分为水平旋转式、垂直旋转 式、摆动式和插入式等。式、摆

61、动式和插入式等。（4 4）按）按有无接地闸刀有无接地闸刀，可分为无接地闸刀、一侧有接地闸，可分为无接地闸刀、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）按操动机构操动机构的不同，可分为手动式、电动式、气动式的不同，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）按极数极数，可分为单极、双极、三极三种，以及按，可分为单极、双极、三极三种，以及按安装安装 方式方式分为平装式和套管式等分为平装式和套管式等 。 电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1589GNl9-12(c)系列户内高压隔离开关 电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1590 GW5系列双柱水平开启式隔离开关系列双柱水平开启式隔离开关 电气设备的原理与功能电气设备的原理与功能2021/9/1591