第四章 工厂变配电所及其一次系统.pptx

图4-1 车间变电所的类型1、2-内附式 3、4-外附式 5-车间内式 6-露天或半露天式 7-独立式 8-杆上式 9-地下式 10-楼上式第1页/共149页 电气设备中的电弧问题及对触头的要求一、概述一、概述电弧是电气设备运行中经常发生的一种物理现象，其特点电弧是电气设备运行中经常发生的一种物理现象，其特点是光亮很强和温度很高。是光亮很强和温度很高。危害：危害：电弧延长了电路开断的时间电弧延长了电路开断的时间电弧的高温可能烧损开关的触头，烧毁电气设电弧的高温可能烧损开关的触头，烧毁电气设备和导线电缆备和导线电缆强烈的弧光可能损伤人的视力强烈的弧光可能损伤人的视力第2页/共149页 二、电弧的产生及熄灭二、电弧的产生及熄灭1电弧的产生：是触头间中性质点被游离的结果。电弧的产生：是触头间中性质点被游离的结果。高电场发射高电场发射热电发射热电发射碰撞游离碰撞游离热游离热游离产生电弧的游离方式有：产生电弧的游离方式有：2电弧的熄灭电弧的熄灭 电弧熄灭的条件：使触头间电弧中的电弧熄灭的条件：使触头间电弧中的去游离率大于游离去游离率大于游离率，率，即使离子消失的速度大于离子产生的速度。即使离子消失的速度大于离子产生的速度。第3页/共149页去游离的主要方式有：去游离的主要方式有：复合：复合：指正、负带电质点重新结合为中性质点。指正、负带电质点重新结合为中性质点。扩散：扩散：指电弧中的带电质点向周围介质扩散开去。指电弧中的带电质点向周围介质扩散开去。3交流电弧的基本特性交流电弧的基本特性n 伏安特性：伏安特性：如图所示。如图所示。UA 燃弧电压燃弧电压UB 熄弧电压熄弧电压交流电弧的伏安特性交流电弧的伏安特性 图中：图中：第4页/共149页对熄弧能力较强的断路器：电流过零后，如果暂态恢复电对熄弧能力较强的断路器：电流过零后，如果暂态恢复电压高于弧隙介质强度，将发生弧隙击穿，电弧将会重燃；称压高于弧隙介质强度，将发生弧隙击穿，电弧将会重燃；称为为电击穿电击穿，如果暂态恢复电压低于弧隙介质强度，电弧就不，如果暂态恢复电压低于弧隙介质强度，电弧就不会重燃，电路开断成功。会重燃，电路开断成功。对熄弧能力较弱的断路器：在电流过零瞬间，如果输入能对熄弧能力较弱的断路器：在电流过零瞬间，如果输入能量大于散失能量，电弧就会重燃，称为量大于散失能量，电弧就会重燃，称为热击穿热击穿；如果散失能；如果散失能量大于输入能量，弧隙温度将继续下降，电弧将会熄灭。量大于输入能量，弧隙温度将继续下降，电弧将会熄灭。n 近阴极效应：近阴极效应：交流电弧过零的瞬间，阴极附近在极短的时交流电弧过零的瞬间，阴极附近在极短的时间内立即出现大约间内立即出现大约150V250V的介质强度。当触头两端外加的介质强度。当触头两端外加交流电压小于交流电压小于150V时，电弧将会熄灭。时，电弧将会熄灭。第5页/共149页4开关电器中常用的灭弧方法开关电器中常用的灭弧方法速拉灭弧法；速拉灭弧法；冷却灭弧法；冷却灭弧法；吹弧灭弧法（图吹弧灭弧法（图4-3）；）；图图4-3 吹弧方式吹弧方式a）横吹）横吹 b）纵吹）纵吹1电弧电弧 2触头触头第6页/共149页长弧切短灭弧法（图长弧切短灭弧法（图4-7）；）；粗弧分细灭弧法；粗弧分细灭弧法；狭沟灭弧法（图狭沟灭弧法（图4-8）；）；采用新型介质（采用新型介质（SF6、真空）灭弧。、真空）灭弧。图图4-7 长弧切短灭弧原理长弧切短灭弧原理图图4-8 狭缝灭弧原理狭缝灭弧原理第7页/共149页 三、对电气触头的基本要求三、对电气触头的基本要求 满足正常负荷的发热要求满足正常负荷的发热要求 具有足够的机械强度具有足够的机械强度 具有足够的动稳定度和热稳定度具有足够的动稳定度和热稳定度 具有足够的断流能力具有足够的断流能力第8页/共149页 高低压一次设备一次设备按其功能可分为以下几类：一次设备按其功能可分为以下几类：变换设备：变换设备：如电力变压器、电流互感器、电压互感如电力变压器、电流互感器、电压互感器等。器等。开关设备：开关设备：如断路器、隔离开关、负荷开关等。如断路器、隔离开关、负荷开关等。保护设备：保护设备：如熔断器、避雷器、电抗器等。如熔断器、避雷器、电抗器等。无功补偿设备：无功补偿设备：如电力电容器、静止补偿器等。如电力电容器、静止补偿器等。成套配电装置：成套配电装置：如高压开关柜、低压配电屏等。如高压开关柜、低压配电屏等。第9页/共149页 一、高压熔断器一、高压熔断器u功能：当被保护线路流过短路电流或过负荷电流时，熔体功能：当被保护线路流过短路电流或过负荷电流时，熔体会因自身产生的热量而自行熔断，从而达到切断电路、保护会因自身产生的热量而自行熔断，从而达到切断电路、保护电网和设备的目的。电网和设备的目的。p高压熔断器的型号高压熔断器的型号第10页/共149页1户内式熔断器户内式熔断器 户内式熔断器常用型号有户内式熔断器常用型号有RN1和和RN2两种，两者的外形结构如图两种，两者的外形结构如图4-9所示。其熔所示。其熔管的内部结构如图管的内部结构如图4-10所示。所示。图图4-9 RN1、RN2型高压熔断器型高压熔断器1瓷熔管瓷熔管 2金属管帽金属管帽 3弹性触座弹性触座4熔断器指示熔断器指示 5接线端子接线端子 6瓷绝缘子瓷绝缘子 7底座底座图图4-10 RN1、RN2型熔断器熔管内部结构图型熔断器熔管内部结构图1金属管帽金属管帽 2瓷管瓷管 3工作熔体工作熔体 4指示熔体指示熔体 5锡球锡球 6石英砂填料石英砂填料 7熔断器指示器熔断器指示器用用于于保保护护电电力力线线路路和和电电力力变变压压器器，熔熔体体为为一一根根或或几几根并联，额定电流较大。根并联，额定电流较大。用用于于保保护护电电压压互互感感器器，熔熔体体为为单单根根，额额定定电电流流较较小小（0.5A）。）。第11页/共149页u特点：灭弧能力很强，灭弧速度很快，能在短路电流未达特点：灭弧能力很强，灭弧速度很快，能在短路电流未达到冲击值以前完全熄灭电弧，属于到冲击值以前完全熄灭电弧，属于“限流限流”式熔断器。式熔断器。2户外式熔断器户外式熔断器 户外跌落式熔断器常用型号有户外跌落式熔断器常用型号有RW4和和RW10两种，图两种，图4-11为为RW4型的外形结构。型的外形结构。u特点：灭弧能力不强，灭弧速度不高，不能在短路电流达特点：灭弧能力不强，灭弧速度不高，不能在短路电流达到冲击值以前熄灭电弧，属于到冲击值以前熄灭电弧，属于“非限流非限流”式熔断器。式熔断器。第12页/共149页图图4-11 RW4型高压跌落式熔断器型高压跌落式熔断器1上接线端子上接线端子 2上静触头上静触头 3上动触头上动触头 4管帽管帽 5操作环操作环 6熔管熔管 7铜熔丝铜熔丝 8下动触头下动触头 9下静触头下静触头 10下接线端子下接线端子 11绝缘瓷瓶绝缘瓷瓶 12固定安装板固定安装板第13页/共149页 二、高压断路器二、高压断路器1.高压断路器的用途（功能）高压断路器的用途（功能）2.对高压断路器的基本要求对高压断路器的基本要求绝缘应安全可靠；绝缘应安全可靠；有足够的动稳定性和热稳定性；有足够的动稳定性和热稳定性；有足够的开断能力；有足够的开断能力；动作速度快，熄弧时间短。动作速度快，熄弧时间短。u结构特点：具有结构特点：具有相当完善的灭弧结构。相当完善的灭弧结构。不仅能通断正常负荷电流，而且能通断一定的短路电流，不仅能通断正常负荷电流，而且能通断一定的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。第14页/共149页3.高压断路器的类型高压断路器的类型油断路器：油断路器：分为多油断路器和少油断路器两大类。分为多油断路器和少油断路器两大类。图图4-17 SN10-10型高压少油断路器型高压少油断路器1铝帽铝帽 2上接线端子上接线端子 3油标油标 4绝缘筒绝缘筒5下接线端子下接线端子 6基座基座 7主轴主轴 8框架框架 9断路弹簧断路弹簧 图图4-17和图和图4-18分别为分别为 SN10-10型少油断路器的外形结构型少油断路器的外形结构图及其一相油箱内部结构图及其一相油箱内部结构。第15页/共149页1铝帽铝帽 2油气分离室油气分离室 3上接线端子上接线端子 4油标油标 5静触头静触头 6灭弧室灭弧室 7动触头动触头(导电杆导电杆)8滚动触头滚动触头 9下接线端子下接线端子 10转轴转轴 11拐臂拐臂 12基座基座 13下支柱瓷瓶下支柱瓷瓶 14上支柱瓷瓶上支柱瓷瓶 15断路弹簧断路弹簧 16绝缘筒绝缘筒 17逆止阀逆止阀 18绝缘油绝缘油图图4-18 SN10-10型高压少油断路器的一相油箱内部结构型高压少油断路器的一相油箱内部结构第16页/共149页 SN10-10型少油断路器的灭弧原理可用图型少油断路器的灭弧原理可用图4-20表示。表示。图图4-20 SN10-10型少油断路器灭弧原理示意图型少油断路器灭弧原理示意图1静触头静触头 2吸弧铁片吸弧铁片 3横吹灭弧沟横吹灭弧沟 4纵吹油囊纵吹油囊 5电弧电弧 6动触头动触头六氟化硫（六氟化硫（SF6）断路器：）断路器：双压式：双压式：有两个气压系统，低压有两个气压系统，低压气体系统主要用作断路器的内部绝气体系统主要用作断路器的内部绝缘；高压气体系统用于灭弧。其优缘；高压气体系统用于灭弧。其优点是开断容量大，动作迅速，但结点是开断容量大，动作迅速，但结构复杂。构复杂。单压式：单压式：只有一个低压气压系统，只有一个低压气压系统，作为断路器的内部绝缘，电弧靠断作为断路器的内部绝缘，电弧靠断路器开断时与触头同时运动的压气路器开断时与触头同时运动的压气活塞压出活塞压出SF6的气流来熄灭。其优点的气流来熄灭。其优点是结构简单，易于制造，可靠性高，是结构简单，易于制造，可靠性高，便于维护，应用比较广泛。便于维护，应用比较广泛。分为双压式和单压式两类。分为双压式和单压式两类。第17页/共149页 图图4-27为为LW36-126型型SF6断路器的外形结构。断路器的外形结构。图图4-27 LW36-126型型SF6断路器断路器图图4-28为单压式为单压式SF6断路器灭弧室的结构。断路器灭弧室的结构。图图4-28 SF6断路器的灭弧室结构断路器的灭弧室结构1静触头静触头 2绝缘喷嘴绝缘喷嘴 3动触头动触头 4绝缘筒绝缘筒 5压气活塞压气活塞 6电弧电弧 第18页/共149页优点：优点：断流能力强、灭弧速度快、电绝缘性能好、检修周断流能力强、灭弧速度快、电绝缘性能好、检修周期长、没有燃烧爆炸危险等。期长、没有燃烧爆炸危险等。缺点：缺点：要求加工精度高，密封性要求加工精度高，密封性能好，价格较昂贵。能好，价格较昂贵。真空断路器：真空断路器：图图4-26为真空断路器灭弧室的结构。为真空断路器灭弧室的结构。图图4-26 真空断路器的灭弧室结构真空断路器的灭弧室结构1静触头静触头 2动触头动触头 3屏蔽罩屏蔽罩 4波纹管波纹管 5导电杆导电杆 6外壳外壳目前，国际上真空断路器的设计、制造目前，国际上真空断路器的设计、制造单位主要是德国西门子公司和单位主要是德国西门子公司和ABB公司公司两大派别。西门子公司的代表产品有两大派别。西门子公司的代表产品有3AF、3AG及及3AH等；等；ABB公司的代表公司的代表产品有产品有VD4。第19页/共149页F引进技术并国产化的产品，如引进技术并国产化的产品，如ZN12-12、ZN18-12、ZN21-12、ZN67-12分别是引进西门子分别是引进西门子3AF、日本东芝公司、日本东芝公司VK、比利时、比利时EIB公司产品和日本三菱电机公司产品和日本三菱电机VPR型真空断路型真空断路器等。器等。F在借鉴国外同类产品的基础上开发的产品，如在借鉴国外同类产品的基础上开发的产品，如ZN63-12和和ZN65-12分别效仿分别效仿ABB的的VD4和西门子的和西门子的3AH。F自行设计的产品，如自行设计的产品，如ZN15-12、ZN28-12、ZN30-12等。等。国内生产的真空断路器归纳起来大致可分为三类：国内生产的真空断路器归纳起来大致可分为三类：后图分别为后图分别为ZN28A-12型户内式和型户内式和ZW32-12型户外式真空断型户外式真空断路器的外形结构。路器的外形结构。第20页/共149页优点：优点：体积小、重量轻、动作快、寿命长、操作噪声小、体积小、重量轻、动作快、寿命长、操作噪声小、安全可靠、便于维护。安全可靠、便于维护。缺点：缺点：价格较贵。价格较贵。ZN28A-12型真空断路器型真空断路器 ZW32-12型户外高压真空断路型户外高压真空断路 第21页/共149页p高压断路器的型号：高压断路器的型号：第22页/共149页4.断路器的操作机构断路器的操作机构说明：断路器说明：断路器合闸合闸时，操作机构必须克服断路器开断弹簧的阻力和可动部分的时，操作机构必须克服断路器开断弹簧的阻力和可动部分的重量及摩擦阻力等，所以合闸操作重量及摩擦阻力等，所以合闸操作需做的功很大需做的功很大；断路器；断路器跳闸跳闸时，只要将维持时，只要将维持机构的脱扣器释放打开，在跳闸弹簧的作用下可迅速跳闸，所以跳闸操作机构的脱扣器释放打开，在跳闸弹簧的作用下可迅速跳闸，所以跳闸操作所需所需做的功很小。做的功很小。手动式（手动式（CS型）型）直流电磁式（直流电磁式（CD型）型）弹簧储能式（弹簧储能式（CT型）型）操作机构是指用以进行断路器合闸、保持合闸位置和跳操作机构是指用以进行断路器合闸、保持合闸位置和跳闸的，每种操作机构均包括合闸机构、跳闸机构和维持机构闸的，每种操作机构均包括合闸机构、跳闸机构和维持机构三部分。三部分。能手动跳、合闸和远距离跳闸，不能远距离合闸，操作电源为交流。能手动跳、合闸和远距离跳闸，不能远距离合闸，操作电源为交流。能手动和远距离跳合闸，便于实现自动化，结构简单，零件数量少，工能手动和远距离跳合闸，便于实现自动化，结构简单，零件数量少，工作可靠，制造成本低，但需直流操作电源，且合闸功率大。作可靠，制造成本低，但需直流操作电源，且合闸功率大。能手动和远距离跳合闸，结构复杂，零件数量多，且要求加工精度高，能手动和远距离跳合闸，结构复杂，零件数量多，且要求加工精度高，制造工艺复杂，成本高，但可用交流操作电源，还可实现一次重合闸。制造工艺复杂，成本高，但可用交流操作电源，还可实现一次重合闸。第23页/共149页5.高压断路器的基本参数高压断路器的基本参数额定电压额定电压UN：指断路器长期正常工作所能承受的电压。指断路器长期正常工作所能承受的电压。额定电流额定电流IN：指断路器允许长期通过的最大工作电流。指断路器允许长期通过的最大工作电流。额定开断电流额定开断电流IN.oc：指断路器在额定电压下能够正常开断的指断路器在额定电压下能够正常开断的最大短路电流，它表征断路器的开断能力。最大短路电流，它表征断路器的开断能力。额定开断容量额定开断容量SN.oc：指断路器额定电压和额定开断电流的指断路器额定电压和额定开断电流的乘积，即乘积，即 说明：如果断路器的实际运行电压说明：如果断路器的实际运行电压U低于额定电压低于额定电压 UN而额定开断电而额定开断电流不变，此时的开断容量应修正为：流不变，此时的开断容量应修正为：第24页/共149页热稳定电流热稳定电流 Its：表征断路器承受短路电流热效应的能力。表征断路器承受短路电流热效应的能力。动稳定电流动稳定电流 imax：表征断路器承受短路电流力效应的能力。表征断路器承受短路电流力效应的能力。分闸时间：分闸时间：指断路器从得到分闸命令起，到三相电弧完全指断路器从得到分闸命令起，到三相电弧完全熄灭为止的一段时间，它包括断路器的固有分闸时间和燃弧熄灭为止的一段时间，它包括断路器的固有分闸时间和燃弧时间两部分。时间两部分。合闸时间：合闸时间：指断路器从接到合闸命令起，到三相触头刚接指断路器从接到合闸命令起，到三相触头刚接触为止的一段时间。触为止的一段时间。固有分闸时间固有分闸时间：指断路器从得到分闸命令起，到主触头刚分离的一段时间；指断路器从得到分闸命令起，到主触头刚分离的一段时间；燃弧时间燃弧时间：指从主触头分离到三相电弧完全熄灭的一段时间。指从主触头分离到三相电弧完全熄灭的一段时间。第25页/共149页 三、高压隔离开关（俗称刀闸）三、高压隔离开关（俗称刀闸）1.隔离开关的用途隔离开关的用途u结构特点：结构特点：没有灭弧装置。没有灭弧装置。隔离电压：隔离电压：隔离开关断开后在电路中可以造成一明显可见隔离开关断开后在电路中可以造成一明显可见的断开点，建立可靠的绝缘间隙，保证检修人员的安全。的断开点，建立可靠的绝缘间隙，保证检修人员的安全。倒闸操作：倒闸操作：合闸时，先合上隔离开关，后合上断路器；跳合闸时，先合上隔离开关，后合上断路器；跳闸时，先断开断路器，后断开隔离开关。闸时，先断开断路器，后断开隔离开关。分、合小电流：分、合小电流：可以接通或断开电流较小的回路（如电压可以接通或断开电流较小的回路（如电压互感器、避雷器、空载母线、励磁电流不超过互感器、避雷器、空载母线、励磁电流不超过2A的空载变压的空载变压器、电容电流不超过器、电容电流不超过5A的空载线路等）。的空载线路等）。第26页/共149页2.高压隔离开关的类型高压隔离开关的类型按安装地点分：户内式和户外式；按安装地点分：户内式和户外式；按绝缘支柱的数目分：单柱式、双柱式和三柱式；按绝缘支柱的数目分：单柱式、双柱式和三柱式；按刀闸的运行方式分：水平旋转式、垂直旋转式、摆动式按刀闸的运行方式分：水平旋转式、垂直旋转式、摆动式和插入式；和插入式；按有无接地刀闸分：单接地刀闸、双接地刀闸和无接地刀按有无接地刀闸分：单接地刀闸、双接地刀闸和无接地刀闸。闸。第27页/共149页n户内式隔离开关户内式隔离开关3.隔离开关的外形与结构隔离开关的外形与结构 图图4-12（1）为）为GN8-10型户内隔离开关的外形结构。型户内隔离开关的外形结构。图图4-12（1）GN8-10型隔离开关型隔离开关1上接线端子上接线端子 2静触头静触头 3闸刀闸刀 4套管绝缘子套管绝缘子 5下接线端子下接线端子6框架框架 7转轴转轴 8拐臂拐臂 9升降绝缘子升降绝缘子 10支持绝缘子支持绝缘子第28页/共149页n户外式隔离开关户外式隔离开关 图图4-12（2）为）为GW4-110型双柱式户外隔离开关的外形结构。型双柱式户外隔离开关的外形结构。图图4-12（2）GW4-110型双柱式隔离开关型双柱式隔离开关1接线座接线座 2主触头主触头 3接地刀闸触头接地刀闸触头 4支柱绝缘子支柱绝缘子 5主闸刀传动轴主闸刀传动轴 6接地刀闸传动轴接地刀闸传动轴 7轴承座轴承座 8接地刀闸接地刀闸 9交叉连杆交叉连杆第29页/共149页 图为图为GW5-110D型型V形户形户外隔离开关的外形结构。外隔离开关的外形结构。GW5-110D型型V形双柱式隔离开关形双柱式隔离开关1主闸刀底座主闸刀底座 2接地静触头接地静触头 3出线座出线座 4导电带导电带 5绝缘子绝缘子 6轴承座轴承座 7伞齿轮伞齿轮 8接地刀闸接地刀闸第30页/共149页4.隔离开关的操作机构隔离开关的操作机构手动杠杆操作机构；手动杠杆操作机构；手动蜗轮操作机构；手动蜗轮操作机构；p隔离开关的型号：隔离开关的型号：电动操作机构；电动操作机构；气动操作机构。气动操作机构。第31页/共149页 四、高压负荷开关四、高压负荷开关n结构特点：结构特点：有简单的灭弧装置。有简单的灭弧装置。n功能：可以接通或断开正常的负荷电流，但不能切断短路功能：可以接通或断开正常的负荷电流，但不能切断短路电流；多与高压熔断器配合使用。与隔离开关一样，具有明电流；多与高压熔断器配合使用。与隔离开关一样，具有明显的断开间隙，也具有隔离电源，保证安全检修的功能。显的断开间隙，也具有隔离电源，保证安全检修的功能。n负荷开关的分类：负荷开关的分类：按安装地点分：户内式和户外式；按安装地点分：户内式和户外式；按结构不同分：油负荷开关、真空负荷开关、按结构不同分：油负荷开关、真空负荷开关、SF6负荷开负荷开关、产气式负荷开关、压气式负荷开关；关、产气式负荷开关、压气式负荷开关；按操作方式分：手动操作和电动操作。按操作方式分：手动操作和电动操作。第32页/共149页图图4-14为为FN3-10型户内压气式负荷开关的外形结构。型户内压气式负荷开关的外形结构。p负荷开关的型号：负荷开关的型号：第33页/共149页图图4-14 FN3-10型高压负荷开关型高压负荷开关 1主轴主轴 2上绝缘子上绝缘子 3连杆连杆 4下绝缘子下绝缘子 5框架框架 6熔断器熔断器 7下下触座触座 8闸刀闸刀 9弧动触头弧动触头 10绝缘绝缘喷嘴（内有弧静触头）喷嘴（内有弧静触头）11主静触头主静触头 12上触座上触座 13断路断路弹簧弹簧 14绝缘拉杆绝缘拉杆 15热脱扣器热脱扣器第34页/共149页 图图1和图和图2分别为分别为ZFN-10型户内高压真空负荷开关和型户内高压真空负荷开关和ZFN-10R型高压真空负荷开关型高压真空负荷开关-熔断器组合电器的外形结构。熔断器组合电器的外形结构。图图1 ZFN-10型高压真空负荷开关型高压真空负荷开关 图图2 ZFN-10R型高压真空负荷开关型高压真空负荷开关第35页/共149页 五、低压开关五、低压开关1低压刀开关低压刀开关按极数分：有单极、双极和三极三种按极数分：有单极、双极和三极三种;按操作方式分：按操作方式分：有单投和双投两种；有单投和双投两种；按灭弧结构分，有不带灭弧罩和带灭弧罩两种。按灭弧结构分，有不带灭弧罩和带灭弧罩两种。n低压刀开关的分类低压刀开关的分类说明：说明：不带灭弧罩的刀开关只能在无负荷下操作，可作低压隔离开关不带灭弧罩的刀开关只能在无负荷下操作，可作低压隔离开关使用；带灭弧罩的刀开关能通断一定的负荷电流。使用；带灭弧罩的刀开关能通断一定的负荷电流。第36页/共149页 图图4-34为为HD13型刀开关的外形结构。型刀开关的外形结构。p低压刀开关的型号低压刀开关的型号第37页/共149页图图4-34 HD13型刀开关型刀开关1上接线端子上接线端子 2钢栅片灭弧罩钢栅片灭弧罩 3闸刀闸刀 4底座底座 5下接线端子下接线端子 6主轴主轴 7静触头静触头 8连杆连杆 9操作手柄操作手柄第38页/共149页2低压刀熔开关低压刀熔开关 HR系列刀熔开关是将系列刀熔开关是将HD型刀开关的闸刀换以具有刀形触型刀开关的闸刀换以具有刀形触头的头的RT型熔断器的熔管，型熔断器的熔管，具有刀开关和熔断器双重功能。具有刀开关和熔断器双重功能。p刀熔开关的型号刀熔开关的型号:第39页/共149页3低压负荷开关低压负荷开关 由低压刀开关与低压熔断器串联组合而成，由低压刀开关与低压熔断器串联组合而成，具有带灭弧具有带灭弧罩的刀开关和熔断器的双重功能，罩的刀开关和熔断器的双重功能，既可以带负荷操作，又能既可以带负荷操作，又能进行短路保护。进行短路保护。常用的低压负荷开关有常用的低压负荷开关有HH和和HK两种系列两种系列:HH系列：为封闭式负荷开关，将刀开关与熔断器串联，系列：为封闭式负荷开关，将刀开关与熔断器串联，安装在铁壳内构成，俗称安装在铁壳内构成，俗称铁壳开关铁壳开关；HK系列：为开启式负荷开关，外装瓷质胶盖，俗称系列：为开启式负荷开关，外装瓷质胶盖，俗称胶壳胶壳开关开关。第40页/共149页 六、低压断路器（低压自动开关或空气开关）六、低压断路器（低压自动开关或空气开关）u功能：既能带负荷通断电功能：既能带负荷通断电路，又能在线路发生路，又能在线路发生短路、短路、过负荷、低电压（或失压）过负荷、低电压（或失压）等故障时自动跳闸。等故障时自动跳闸。1低压断路器的工作原理低压断路器的工作原理 低压断路器的动作原理低压断路器的动作原理可用图可用图4-36表示。表示。图图4-36 低压断路器的动作原理图低压断路器的动作原理图1主触头主触头 2跳钩跳钩 3锁扣锁扣 4分励脱扣器分励脱扣器5失压脱扣器失压脱扣器 6过流脱扣器过流脱扣器 7热脱扣器热脱扣器8加热电阻加热电阻 9、10脱扣按钮脱扣按钮第41页/共149页2低压断路器的分类低压断路器的分类按电源种类分：有交流和直流两种；按电源种类分：有交流和直流两种；按结构型式分：有按结构型式分：有装置式装置式和万能式两大类；和万能式两大类；按其灭弧介质分：有空气断路器和真空断路器等；按其灭弧介质分：有空气断路器和真空断路器等；按操作方式分：有手动操作、电磁铁操作和电动机储能操按操作方式分：有手动操作、电磁铁操作和电动机储能操作；作；按保护性能分：有非选择型断路器、选择型断路器和智能按保护性能分：有非选择型断路器、选择型断路器和智能型断路器；型断路器；按用途分：有配电用断路器、电动机保护用断路器、照明按用途分：有配电用断路器、电动机保护用断路器、照明用断路器和漏电保护断路器。用断路器和漏电保护断路器。第42页/共149页p低压断路器的型号：低压断路器的型号：第43页/共149页 又称又称塑料外壳式塑料外壳式自动开关，其全部机自动开关，其全部机构和导电部分均装设在一个塑料外壳内，构和导电部分均装设在一个塑料外壳内，仅在壳盖中央露出操作手柄，供手动操仅在壳盖中央露出操作手柄，供手动操作之用，如右图所示。作之用，如右图所示。DZ系列装置式低压断路器的特点：系列装置式低压断路器的特点：装置式低压断路器装置式低压断路器 采用钢灭弧栅，脱扣器的脱扣速采用钢灭弧栅，脱扣器的脱扣速度快，整个断路时间不超过一个周期度快，整个断路时间不超过一个周期（0.02s），且断流能力也较大。），且断流能力也较大。NM1系列系列n装置式低压断路器装置式低压断路器第44页/共149页 又称又称框架式框架式自动开关。它无外壳，其全部机构和导电部自动开关。它无外壳，其全部机构和导电部分敞开地装设在塑料的或金属的框架上。由于它的保护方案分敞开地装设在塑料的或金属的框架上。由于它的保护方案和操作方式较多，装设地点也很灵活，故称和操作方式较多，装设地点也很灵活，故称“万能式万能式”或或“框架式框架式”。合闸操作方式较多，可手柄操作、杠杆操作、电磁铁操作合闸操作方式较多，可手柄操作、杠杆操作、电磁铁操作和电动机操作；和电动机操作；采用钢灭弧栅，灭弧断流能力较强，但由于操作机构的影采用钢灭弧栅，灭弧断流能力较强，但由于操作机构的影响，动作稍慢，断路时间在一个周期（响，动作稍慢，断路时间在一个周期（0.02s）以上。）以上。DW系列万能式低压断路器的特点：系列万能式低压断路器的特点：图图4-40为为DW15系列低压断路器的外形结构图。系列低压断路器的外形结构图。n万能式低压断路器万能式低压断路器第45页/共149页图图4-40 DW15型低压断路器型低压断路器1操作手柄操作手柄 2自由脱扣机构自由脱扣机构 3失压脱扣器失压脱扣器 4过流脱扣器电流调节螺母过流脱扣器电流调节螺母5过流脱扣器过流脱扣器 6辅助触点（联锁触点）辅助触点（联锁触点）7钢栅片灭弧罩钢栅片灭弧罩第46页/共149页3低压断路器的主要技术参数低压断路器的主要技术参数低压断路器的额定电流低压断路器的额定电流IN1；过流脱扣器的额定电流过流脱扣器的额定电流 IN2；热脱扣器的额定电流热脱扣器的额定电流 IN3。n额定电流：额定电流：三者关系是：三者关系是：IN1IN2 IN3 I30 n分断能力：指断路器在指定的使用和工作条件下，能在规分断能力：指断路器在指定的使用和工作条件下，能在规定的电压下接通和分断的最大电流值，又称为极限分断电流定的电压下接通和分断的最大电流值，又称为极限分断电流或极限分断能力，通常用或极限分断能力，通常用kA表示。表示。第47页/共149页 七、低压熔断器七、低压熔断器 低压熔断器有低压熔断器有瓷插式瓷插式（RC型）、型）、螺旋式螺旋式（RL型）、无填型）、无填料密闭管式（料密闭管式（RM型）、有填料密闭管式（型）、有填料密闭管式（RT型）等。型）等。p低压熔断器的型号低压熔断器的型号第48页/共149页1RM10型密闭管式熔断器型密闭管式熔断器图图4-31为为RM10型熔断器的型熔断器的结构图。熔体采用变截面的结构图。熔体采用变截面的锌熔片以改善熔断器的保护锌熔片以改善熔断器的保护性能。性能。u特点：结构简单、更换熔特点：结构简单、更换熔体方便、运行安全可靠，但体方便、运行安全可靠，但灭弧能力较差，不能在短路灭弧能力较差，不能在短路电流达到冲击值以前熄灭电电流达到冲击值以前熄灭电弧，属于弧，属于“非限流非限流”式熔断式熔断器。器。图图4-31 RM10型低压熔断器型低压熔断器1铜帽铜帽 2管夹管夹 3纤维熔管纤维熔管 4触刀触刀 5变截面锌熔片变截面锌熔片第49页/共149页2RT0型有填料管式熔断器型有填料管式熔断器 它的栅状铜熔体具有引燃栅，熔体具有变截面小孔和它的栅状铜熔体具有引燃栅，熔体具有变截面小孔和“锡锡桥桥”，熔管内有石英砂填料，因此灭弧能力很强，有，熔管内有石英砂填料，因此灭弧能力很强，有“限流限流”作用。作用。u特点：保护性能好，断流能力大，但熔体为不可拆式，熔特点：保护性能好，断流能力大，但熔体为不可拆式，熔断后整个熔断器报废，不够经济。断后整个熔断器报废，不够经济。图图4-32为为RT0型熔断器的结构图。型熔断器的结构图。第50页/共149页图图4-32 RT0型低压熔断器型低压熔断器a）熔体）熔体 b）熔管）熔管 c）熔断器）熔断器 d）操作手柄）操作手柄1栅状铜熔体栅状铜熔体 2触刀触刀 3瓷熔管瓷熔管 4熔断器指示熔断器指示 5端面盖板端面盖板6弹性触座弹性触座 7瓷底座瓷底座 8接线端子接线端子 9扣眼扣眼 10绝缘拉手手柄绝缘拉手手柄第51页/共149页u特点：既能切断短路特点：既能切断短路电流，又能自动恢复供电流，又能自动恢复供电，缩短了停电时间。电，缩短了停电时间。图图4-33 RZ1型自复式熔断器型自复式熔断器1接线端子接线端子 2云母玻璃云母玻璃 3氧化瓷管氧化瓷管4不锈钢外壳不锈钢外壳 5钠熔体钠熔体 6氩气氩气 7接线端子接线端子3RZ1型自复式熔断器型自复式熔断器RZ1型自复式熔断器的结构如图型自复式熔断器的结构如图4-33所示。它采用金属所示。它采用金属钠作熔体。钠作熔体。第52页/共149页 八、高低压一次设备的选择八、高低压一次设备的选择1高压一次设备的选择高压一次设备的选择 高压一次设备的选择，必须满足一次电路在正常条件下和高压一次设备的选择，必须满足一次电路在正常条件下和短路故障条件下工作的要求，同时设备应工作安全可靠，运短路故障条件下工作的要求，同时设备应工作安全可靠，运行维护方便，投资经济合理。行维护方便，投资经济合理。电气设备按正常条件下工作选择，就是要考虑电气装置的电气设备按正常条件下工作选择，就是要考虑电气装置的环境条件和电气要求。环境条件和电气要求。电气设备按短路故障条件下工作选择，就是要按最大可能电气设备按短路故障条件下工作选择，就是要按最大可能的短路故障时的动稳定度和热稳定度进行校验。的短路故障时的动稳定度和热稳定度进行校验。第53页/共149页表4-1 高压一次设备的选择校验项目和条件 按三相短路稳态电流校验，校验公式见式（3-583-58）式（3-603-60）按三相短路冲击电流校验，校验公式见式（3-473-47）式（3-513-51）设备的最大开断电流或功率应不小于它可能开断的最大电流或功率 设备的额定电流应不小于通过设备的计算电流 设备的额定电压应不小于它所在系统的额定电压或最高电压选择校验条件套管绝缘子-支柱绝缘子 电 缆母 线并联电容器 电压互感器 电流互感器 高压断路器 高压负荷开关高压隔离开关 高压熔断器 热稳定度动稳定度短 路 电 流 校 验断流能力/kA/kA或MVAMVA 电流/A/A电压/kV/kV电气设备名称第54页/共149页2低压一次设备的选择低压一次设备的选择表4-3 4-3 低压一次设备的选择校验项目 低压断路器 低压负荷开关 低压刀开关 低压熔断器热稳定度动稳定度短路电流校验 断流能力 /kA电流/A电压/V 电气设备名称注：表中“”表示必须校验，“”表示一般可不校验，“”表示不要校验。关于选择校验的条件，与表4-1相同，此略第55页/共149页例题讲解 1例例4-1 试选试选择某择某10KV高高压配电所进线压配电所进线侧的高压户内侧的高压户内少油断路器的少油断路器的型号规格。已型号规格。已知该配电所知该配电所10kV母线的母线的三相短路电流三相短路电流周期分量有效周期分量有效值值 ，线路的计算，线路的计算电流为电流为350A，继电保护继电保护的动作时间为的动作时间为1.1s，断路，断路器断路时间为器断路时间为0.2s。解：根据表解：根据表4-1选择断路器校验项目和条件选择断路器校验项目和条件合格162 4=102410.65合格 40kAimax4合格16kAIOC2.68kA3合格630AIN350AI302合格10kVUN10kvUN1结论数据项目数 据 项目 SN10-10/630型断路器 安装地点的电气条件 序号查附录表查附录表8第56页/共149页一、概述一、概述 u成套配电装置是按一定的线路方案将有关一、二次设备组成套配电装置是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的产品，供供配电系统作控制、监测装而成的一种成套设备的产品，供供配电系统作控制、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成套配电装置分为高压成套配电装置（即高压开关柜）、成套配电装置分为高压成套配电装置（即高压开关柜）、低压成套配电装置（含配电屏、盘、柜、箱）和全封闭组合低压成套配电装置（含配电屏、盘、柜、箱）和全封闭组合电器等。电器等。高低压成套配电装置第57页/共149页二、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，有固定式和手车式两种。按开关电器的安装方式分，有固定式和手车式两种。按柜体结构型分，有开启式、半封闭式和封闭式三种。按柜体结构型分，有开启式、半封闭式和封闭式三种。第58页/共149页p高压开关柜高压开关柜 的型号的型号第59页/共149页n高压开关柜高压开关柜 的的“五防五防”闭锁功能闭锁功能1.GG-1A（F）型固定式高压开关柜型固定式高压开关柜2.XGN2-10箱型固定式开关柜箱型固定式开关柜3.JYN1-35封闭型移开式开关柜封闭型移开式开关柜4.KYN28-12铠装移开式铠装移开式5.HXGN-12型环网柜型环网柜防止误跳、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。第60页/共149页 KYN28-12铠装移开式开关柜铠装移开式开关柜 XGN2-10箱型固定式开关柜箱型固定式开关柜 第61页/共149页三、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多米诺组合式低压开关柜 多米诺组合式低压开