四章节工厂变配电所及其一次系统.ppt
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1、四章节工厂变配电所及其一次系统 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第一节工厂变配电所的任务和类型第一节工厂变配电所的任务和类型第二节 电气设备中的电弧问题及对触头的要求第三节 高压一次设备第四节 低压一次设备第五节 电力变压器第六节第六节 电流互感器和电压互感器电流互感器和电压互感器第七节第七节 工厂变配电所的主电路图工厂变配电所的主电路图 第八节第八节 工厂变配电所所址、布置、结构及安装图工厂变配电所所址、布置、结构及安装图思考题及练习思考题及练习1
2、1/4/202211/4/20222 2工业与民用供电工业与民用供电第一节工厂变配电所的任务和类型第一节工厂变配电所的任务和类型一、变配电所的任务一、变配电所的任务 变电所(变电所(transformer substation)担担负着从电力系统受电,经过变压,然后配电的负着从电力系统受电,经过变压,然后配电的任务。任务。配电所(配电所(distribution substation)担负担负着从电力系统受电,然后直接配电的任务。着从电力系统受电,然后直接配电的任务。变配电所是工厂供电系统的枢纽,在工厂中变配电所是工厂供电系统的枢纽,在工厂中占有特殊的地位。占有特殊的地位。2022/11/42
3、022/11/43 3工业与民用供电工业与民用供电二、变配电所的类型二、变配电所的类型按安装位置分:按安装位置分:按安装位置分:按安装位置分:1 1车间附设变电所车间附设变电所车间附设变电所车间附设变电所2 2车间内变电所车间内变电所车间内变电所车间内变电所3 3露天变电所露天变电所露天变电所露天变电所4 4独立变电所独立变电所独立变电所独立变电所5 5杆上变电所杆上变电所杆上变电所杆上变电所2022/11/42022/11/44 4工业与民用供电工业与民用供电第二节 电气设备中的电弧问题及对触头的要求n n概述概述 电弧是电气设备运行中经常发生的一种物电弧是电气设备运行中经常发生的一种物理现
4、象,其特点是光亮很强和温度很高。理现象,其特点是光亮很强和温度很高。2022/11/42022/11/45 5工业与民用供电工业与民用供电1.电弧的主要影响电弧的主要影响n n延长了电路的开断时间。延长了电路的开断时间。n n电弧高温烧坏开关的触头。电弧高温烧坏开关的触头。2022/11/42022/11/46 6工业与民用供电工业与民用供电2.产生的原因产生的原因 n n 触头本身及触头周围介质含有大量可被游触头本身及触头周围介质含有大量可被游离的电子。(内因离的电子。(内因 n n 当分断的触头间存在足够大的外施电压的当分断的触头间存在足够大的外施电压的条件下,而且电路电流也达到最小生弧电
5、条件下,而且电路电流也达到最小生弧电流,其间的介质就会强烈游离形成电弧。流,其间的介质就会强烈游离形成电弧。(外因(外因2022/11/42022/11/47 7工业与民用供电工业与民用供电3.常用灭弧方法常用灭弧方法n n速拉灭弧法速拉灭弧法n n冷却灭弧法冷却灭弧法n n吹弧灭弧法吹弧灭弧法n n长弧吹短灭弧法长弧吹短灭弧法n n粗弧分细灭弧法粗弧分细灭弧法n n狭沟灭弧法狭沟灭弧法n n真空灭弧法真空灭弧法2022/11/42022/11/48 8工业与民用供电工业与民用供电4.对电气触头的基本要求对电气触头的基本要求n n满足正常负荷的发热要求满足正常负荷的发热要求n n具有足够的机械
6、强度具有足够的机械强度n n具有足够的动稳定和热稳定具有足够的动稳定和热稳定n n具有足够的断流能力具有足够的断流能力2022/11/42022/11/49 9工业与民用供电工业与民用供电2022/11/42022/11/41010工业与民用供电工业与民用供电一、概述一、概述一、概述一、概述1.1.变配电所中担负输送和分配电能任务的电路变配电所中担负输送和分配电能任务的电路变配电所中担负输送和分配电能任务的电路变配电所中担负输送和分配电能任务的电路,称一称一称一称一次回路或一次电路次回路或一次电路次回路或一次电路次回路或一次电路,或主电路、主接线。一次电路或主电路、主接线。一次电路或主电路、主
7、接线。一次电路或主电路、主接线。一次电路中的电气设备一次设备。中的电气设备一次设备。中的电气设备一次设备。中的电气设备一次设备。2.2.凡凡凡凡 用来控制、指示、测量一次设备运行的电路称用来控制、指示、测量一次设备运行的电路称用来控制、指示、测量一次设备运行的电路称用来控制、指示、测量一次设备运行的电路称二次回路(电路、接线二次回路(电路、接线二次回路(电路、接线二次回路(电路、接线)。二次回路通常接在互感。二次回路通常接在互感。二次回路通常接在互感。二次回路通常接在互感器的二次侧,二次电路的电气设备称二次设备或器的二次侧,二次电路的电气设备称二次设备或器的二次侧,二次电路的电气设备称二次设备
8、或器的二次侧,二次电路的电气设备称二次设备或二次元件。二次元件。二次元件。二次元件。第三节 高压一次设备 2022/11/42022/11/41111工业与民用供电工业与民用供电二、二、高压熔断器(高压熔断器(FU)是一种简单的保护电器是一种简单的保护电器.由熔体、熔体由熔体、熔体管和接触导电等部分组成。管和接触导电等部分组成。(一)功能(一)功能1.主要对电流和电路中的设备进行短路保主要对电流和电路中的设备进行短路保护护2.有时也有过负荷保护有时也有过负荷保护2022/11/42022/11/41212工业与民用供电工业与民用供电(二)类型及特点(二)类型及特点1.户内型户内型(RN 固定式
9、固定式2.户外型户外型(RW 跌落式跌落式 RN1 主要用作高压线路和设备的短路主要用作高压线路和设备的短路 护,护,也起过负荷保护。也起过负荷保护。RN2 用作高压互感器的短路保护。用作高压互感器的短路保护。RN1、RN2灭弧能力很强,为灭弧能力很强,为”限流限流“式熔断器式熔断器。2022/11/42022/11/41313工业与民用供电工业与民用供电2022/11/42022/11/41414工业与民用供电工业与民用供电 RW4 和 RW4(F)型户外高压跌开式熔断器 即可作即可作610kv线路和变压器的短路线路和变压器的短路保护,又可在一定条件下直接用高压绝保护,又可在一定条件下直接用
10、高压绝缘棒(俗称令克棒来操作熔管分合,缘棒(俗称令克棒来操作熔管分合,以断开或接通小容量的空载变压器和空以断开或接通小容量的空载变压器和空载线路等。其灭弧能力不强,为载线路等。其灭弧能力不强,为“非限非限流流”式熔断器。式熔断器。2022/11/42022/11/41515工业与民用供电工业与民用供电RW310户外高压跌落式熔断器户外高压跌落式熔断器2022/11/42022/11/41616工业与民用供电工业与民用供电2022/11/42022/11/41717工业与民用供电工业与民用供电三三三三高压隔离开关(高压隔离开关(高压隔离开关(高压隔离开关(QSQS)没有灭弧装置,不能接通和切断负
11、荷电流。没有灭弧装置,不能接通和切断负荷电流。没有灭弧装置,不能接通和切断负荷电流。没有灭弧装置,不能接通和切断负荷电流。(一)(一)功能:功能:功能:功能:1.1.隔离高压电源隔离高压电源隔离高压电源隔离高压电源2.2.倒闸操作倒闸操作倒闸操作倒闸操作3.3.接通和断开较小电流(如励磁电流不超过接通和断开较小电流(如励磁电流不超过接通和断开较小电流(如励磁电流不超过接通和断开较小电流(如励磁电流不超过2A2A的的的的空载变压器、电容电流不超过空载变压器、电容电流不超过空载变压器、电容电流不超过空载变压器、电容电流不超过5A5A的空载线的空载线的空载线的空载线路及电压互感器和避雷器电路)路及电
12、压互感器和避雷器电路)路及电压互感器和避雷器电路)路及电压互感器和避雷器电路)2022/11/42022/11/41818工业与民用供电工业与民用供电(二)类型:(二)类型:1.户内型(户内型(GN 三相刀闸同一底座。三相刀闸同一底座。2.户外型(户外型(GW单柱式、双柱式、三柱式。单柱式、双柱式、三柱式。2022/11/42022/11/41919工业与民用供电工业与民用供电2022/11/42022/11/42020工业与民用供电工业与民用供电2022/11/42022/11/42121工业与民用供电工业与民用供电(三)选择(三)选择1.首先按安装地点选择户内型或户外型。首先按安装地点选择
13、户内型或户外型。2.结合工作条件确定额定值,校验动、稳定结合工作条件确定额定值,校验动、稳定值。值。3.35kv及以上宜选用带接地刀闸。及以上宜选用带接地刀闸。4.考虑开关接线端的机械负荷。考虑开关接线端的机械负荷。2022/11/42022/11/42222工业与民用供电工业与民用供电四、四、高压负荷开关(高压负荷开关(QL)具有简单的灭弧装置。具有简单的灭弧装置。(一)功能(一)功能1.能通断一定的负荷电流和过负荷电流,能通断一定的负荷电流和过负荷电流,不能切断短路电流故障。不能切断短路电流故障。2.必须与高压熔断器串联,借助于熔断器必须与高压熔断器串联,借助于熔断器切除短路电流。切除短路
14、电流。3.与隔离开关一样,具有明显的断开间隙,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。也具有隔离电源,保证安全检修的功能。2022/11/42022/11/42323工业与民用供电工业与民用供电(二)类型(二)类型1.户内型户内型(FN )2.户外型户外型(FW)固定产气式(固定产气式(FN1、FW5 等等 压气式压气式 (FN2、FN3 压缩空气式压缩空气式 六氟化硫六氟化硫 油浸式油浸式 真空式真空式2022/11/42022/11/42424工业与民用供电工业与民用供电2022/11/42022/11/42525工业与民用供电工业与民用供电FZRN21-1
15、2D/T125-31.5FZRN21-12D/T125-31.5型型户户内交流高内交流高压压真空真空负负荷开关熔断器荷开关熔断器组组合合电电器器2022/11/42022/11/42626工业与民用供电工业与民用供电FLRN36-12DFLRN36-12D型型户户内交流高内交流高压压六氟化硫六氟化硫负负荷开关荷开关 熔断器熔断器组组合合电电器器2022/11/42022/11/42727工业与民用供电工业与民用供电五、五、高压断路器(高压断路器(QF)具有完善的灭弧能力具有完善的灭弧能力(一)功能(一)功能n n通断正常负荷电流通断正常负荷电流n n接通和承受一定的短路电流接通和承受一定的短路
16、电流n n在保护装置作用下自动跳闸,切除短路在保护装置作用下自动跳闸,切除短路故障。故障。2022/11/42022/11/42828工业与民用供电工业与民用供电(二)类型(二)类型1.油断路器油断路器(1)多油断路器:多油断路器:开关触头在绝缘油中闭合和断开关触头在绝缘油中闭合和断 开。油开。油兼有灭弧和绝缘功能,油量多,有易燃易兼有灭弧和绝缘功能,油量多,有易燃易爆危险。体积大,维护麻烦。可频繁通断爆危险。体积大,维护麻烦。可频繁通断负荷。趋于淘汰。负荷。趋于淘汰。(2)少油断路器:少油断路器:开关触头在绝缘油中闭合和断开。油开关触头在绝缘油中闭合和断开。油只作灭弧功能,油量少,易燃易爆危
17、险性只作灭弧功能,油量少,易燃易爆危险性较小。体积小,价廉,维护方便。不能频较小。体积小,价廉,维护方便。不能频繁操作。繁操作。610kv多用。多用。2022/11/42022/11/42929工业与民用供电工业与民用供电2022/11/42022/11/43030工业与民用供电工业与民用供电2.六氟化硫断路器六氟化硫断路器 开关触头在开关触头在 SF6气体中气体中 闭合和断开。闭合和断开。SF6气体兼有灭弧和绝缘功能。灭弧能力强,气体兼有灭弧和绝缘功能。灭弧能力强,属高速断路器。断流容量大,电绝缘性能属高速断路器。断流容量大,电绝缘性能好,检修周期长。可频繁操作。无燃烧爆好,检修周期长。可频
18、繁操作。无燃烧爆炸危险,体积小,维护要求严格,价贵。炸危险,体积小,维护要求严格,价贵。在全封闭组合电器中多采用。不适于高寒在全封闭组合电器中多采用。不适于高寒地区。地区。2022/11/42022/11/43131工业与民用供电工业与民用供电 本身无毒,但电弧在高温作用下会生成本身无毒,但电弧在高温作用下会生成氟化氢等强烈腐蚀性的剧毒物,检修时,氟化氢等强烈腐蚀性的剧毒物,检修时,应注意防毒。应注意防毒。2022/11/42022/11/43232工业与民用供电工业与民用供电2022/11/42022/11/43333工业与民用供电工业与民用供电LW8-40.5LW8-40.5型户外交流高压
19、六氟化硫断路器型户外交流高压六氟化硫断路器2022/11/42022/11/43434工业与民用供电工业与民用供电3.空气断路器空气断路器 利用压缩空气吹动电弧,并使电弧利用压缩空气吹动电弧,并使电弧熄灭。灭弧能力强,分断时间短,断流熄灭。灭弧能力强,分断时间短,断流容量大。结构复杂,价贵,维护要求高。容量大。结构复杂,价贵,维护要求高。多用于多用于110kv及以上大型电站或变电所及以上大型电站或变电所及不适应采用六氟化硫断路器的高寒地及不适应采用六氟化硫断路器的高寒地区。区。2022/11/42022/11/43535工业与民用供电工业与民用供电4.真空断路器真空断路器 开关触头在真空的容器
20、内开关触头在真空的容器内 闭合和断开。闭合和断开。灭弧能力强燃弧时间短,属高速断路器。灭弧能力强燃弧时间短,属高速断路器。开断能力强。结构简单,重量轻,体积开断能力强。结构简单,重量轻,体积小。寿命长,易维修。可频繁操作。无小。寿命长,易维修。可频繁操作。无易燃易爆危险易燃易爆危险。由于开断速度高由于开断速度高,易产生截流过电压易产生截流过电压,对变压器等感性负载易造成危害对变压器等感性负载易造成危害,应配置应配置过电压吸收装置过电压吸收装置。2022/11/42022/11/43636工业与民用供电工业与民用供电2022/11/42022/11/43737工业与民用供电工业与民用供电(1)(
21、1)真空断路器的发展状况真空断路器的发展状况 目前国际上,真空断路器的设计、目前国际上,真空断路器的设计、制造领域里逐步形成了以德国西门子公制造领域里逐步形成了以德国西门子公司为代表的空气绝缘产品和以司为代表的空气绝缘产品和以ABB公司公司为代表的复合绝缘产品的两大派别。西为代表的复合绝缘产品的两大派别。西门子公司的产品有门子公司的产品有3AF3AF、3AG3AG及及3AH3AH等系列等系列产品产品 。ABBABB公司的代表产品有公司的代表产品有VD4VD4。国内生产的真空断路器归纳起来大致国内生产的真空断路器归纳起来大致可分为三类:可分为三类:2022/11/42022/11/43838工业
22、与民用供电工业与民用供电n n引进技术并国产化的产品。如引进技术并国产化的产品。如ZN12-12ZN12-12,引进西门子引进西门子3AF3AF;ZN18-12ZN18-12,引进日本东,引进日本东芝公司芝公司VKVK系列产品;系列产品;ZN21-12ZN21-12,引进比利,引进比利时时EIBEIB公司的产品技术;公司的产品技术;ZN67-12ZN67-12,引进,引进日本三菱电机日本三菱电机VPRVPR型真空断路器等。型真空断路器等。n n在借鉴国外同类产品的基础上开发的产在借鉴国外同类产品的基础上开发的产品,如:品,如:ZN63-12ZN63-12和和ZN65-12ZN65-12分别效仿
23、分别效仿ABBABB的的VD4VD4和西门子和西门子3AH3AH。n n自行设计的产品,如:自行设计的产品,如:ZN15-12ZN15-12,ZN28-ZN28-1212,ZN30-12ZN30-12等。等。2022/11/42022/11/43939工业与民用供电工业与民用供电ZN63A-12(VS1)ZN63A-12(VS1)户内交流高压真空断路器户内交流高压真空断路器2022/11/42022/11/44040工业与民用供电工业与民用供电ZN28A-12ZN28A-12系列户内交流高压真空断路器系列户内交流高压真空断路器2022/11/42022/11/44141工业与民用供电工业与民用
24、供电5 断路器操作机构断路器操作机构(1)手动操作机构)手动操作机构(CS 能手动和远距离跳闸,但只能手动合能手动和远距离跳闸,但只能手动合闸,不能自动合闸。操作电源为交流。闸,不能自动合闸。操作电源为交流。2022/11/42022/11/44242工业与民用供电工业与民用供电(2)电磁操作机构)电磁操作机构(CD 能手动和远距离跳合闸,适于自动能手动和远距离跳合闸,适于自动化,化,结构简单,零件数量少,工作可靠,结构简单,零件数量少,工作可靠,制造成本低。制造成本低。但需直流操作电源。但需直流操作电源。操作操作功率很大,影响到合闸速度的提高及机功率很大,影响到合闸速度的提高及机电寿命电寿命
25、。2022/11/42022/11/44343工业与民用供电工业与民用供电(3)弹簧储能操作机构弹簧储能操作机构(CT 能手动和远距离跳合闸。断路器的能手动和远距离跳合闸。断路器的合、分操作仅由功率很小的电磁铁控制,合、分操作仅由功率很小的电磁铁控制,所以对直流电源的要求不高,还可用交所以对直流电源的要求不高,还可用交流电源操作,其速度特性和使用寿命都流电源操作,其速度特性和使用寿命都得到很大程度的改善。结构比较复杂,得到很大程度的改善。结构比较复杂,零件数量多,且要求加工精度高,制造零件数量多,且要求加工精度高,制造工艺复杂,成本高,产品的可靠性不易工艺复杂,成本高,产品的可靠性不易保证。利
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