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電工進網(wǎng)作業(yè) 課題 第三章高壓電器及成套配電裝置 主講 劉煒 DIANGONGJINWANGZUOYE 第三章高壓電器及成套配電裝置 3 1高壓電器相關(guān)知識3 2高壓斷路器3 3隔離開關(guān)3 4高壓負荷開關(guān)3 5高壓熔斷器3 6高壓電容器3 7高壓成套配電裝置3 8高壓 低壓預(yù)裝箱式變電站 3 1高壓電器相關(guān)知識 一 電力系統(tǒng)短路基本概念短路基本類型 三相短路 兩相短路 單相短路 3 1高壓電器相關(guān)知識 二 高壓電器中的電弧什么是電弧 電弧或弧光是氣體放電的一種形式 在正常狀態(tài)下 氣體具有良好的電氣絕緣性能 但當(dāng)在氣體間隙的兩端加上足夠大的電場時 就可以引起氣體離子導(dǎo)電即電流通過氣體 這種現(xiàn)象稱為放電 1 開關(guān)電器中電弧的產(chǎn)生與熄滅a 產(chǎn)生b 熄滅c 重燃 1 觸頭間介質(zhì)擊穿電壓以那些因素有關(guān) 2 觸頭間恢復(fù)電壓以那些因素有關(guān) 3 純電阻負荷與恢復(fù)電壓關(guān)系 4 電流變化率與恢復(fù)電壓關(guān)系 2 加速電弧熄滅方法吹弧 拉長 冷卻 3 2高壓斷路器 一 高壓斷路器的用途 類型和主要技術(shù)數(shù)據(jù)1 用途 變電所主要的電力控制設(shè)備 具有滅弧特性 當(dāng)系統(tǒng)正常或故障運行時 它能接通或斷開高壓電路 2 類型 油斷路器 六氟化硫斷路器 SF6斷路器 真空斷路器 壓縮空氣斷路器等 少油斷路器特點 耗材少 價格低 但需要定期檢修 有引起火災(zāi)與爆炸的危險 3 參數(shù) 額定電壓 額定電流 額定開斷電流 關(guān)合電流額定開斷電流 額定電壓下斷路器能夠可靠開斷的最大短路電流值 此值決定斷路器滅弧能力 三 SF6斷路器1 SF6氣體性質(zhì) 1 SF6氣體是無色 無臭 不燃 易液化 比重大 無毒的惰性氣體 具有優(yōu)良的絕緣性能 且不會老化變質(zhì) 2 SF6氣體絕緣性和滅弧能力強 它的絕緣強度是空氣的2 33倍 滅弧能力是空氣的100倍 2 SF6斷路器結(jié)構(gòu) 1 罐式SF6斷路器特點及適用范圍 2 新裝或運行SF6斷路器應(yīng)測量 62 63 四 斷路器操作機構(gòu)1 作用與要求 足夠的操作功 較高的可靠性 動作迅速 具有自由脫扣裝置2 操動機構(gòu)分類 電磁 彈簧儲能 液壓 儲能時 電源開關(guān)處于分閘狀態(tài) CT19型彈簧操動機構(gòu)通常與10KV真空斷路器配套使用 五 斷路器運行維護斷路器正常運行 巡視 檢查真空斷路器1 一般有人值班每天巡視不少于一次2 無人值班通常每月不少于2次3 斷路器應(yīng)有明顯的接地標(biāo)志 接地螺栓應(yīng)不小于M12 并接觸良好 4 SF6斷路器應(yīng)每日記錄SF6氣體壓力和溫度 5 斷路器特殊巡視 70 6 長期停用的斷路器在重新投入運行前應(yīng)通過遠方控制方式進行2 3次操作 操作無誤后方能投入運行 7 真空斷路器出現(xiàn)真空損壞應(yīng)立即停電處理 68 69 70 71 3 3隔離開關(guān) 一 隔離開關(guān)作用 分類和型號1 作用 在線路上基本沒有電流時 將電氣設(shè)備和高壓電源隔開或接通 由于有明顯的斷開點 比較容易判斷電路是否已經(jīng)切斷電源 如檢修時就常用隔離開關(guān)把電源斷開 檢修好后再接通 以保證工作上的安全 有的隔離開關(guān)在閘刀打開后能自動接地 以確保檢修人員的安全 這種隔離開關(guān)稱為帶接地刀的隔離開關(guān) 2 操作 必須在斷路器切斷電源后 方能拉斷隔離開關(guān) 合閘時 須先合隔離開關(guān) 再合斷路器 設(shè)備狀態(tài) 運行 備用 檢修 3 隔離開關(guān)能直接拉 合與母線相連設(shè)備的電容電流或電容電流不超過5A的空載電流 類型 G隔離開關(guān) N戶內(nèi)W戶外 設(shè)計序號 表示絕緣不同類型 額定電流 A T統(tǒng)一設(shè)計 G改進型 D帶接地刀閘 額定電壓 KV 例 GW5 35 2000GN2 10 1000GN 35 1000 二 戶內(nèi)式隔離開關(guān)常見GN2 10系列額定電流為400 3000A 其它GN10 10 GN19 10 GN22 10GN24 10等基本結(jié)構(gòu)大體相同 區(qū)別在于額定電流 外形尺寸 布置方式和操動機構(gòu)等不同 三 戶外式隔離開關(guān)1 GW4 35額定電流630 2000A2 GW5 35雙柱V型結(jié)構(gòu) 支柱夾角50 重量輕 占用空間小 GW4 35 GW5 35 3 4高壓負荷開關(guān) 一 高壓負荷開關(guān)的作用和分類1 高壓負荷開關(guān)具有簡單的滅弧裝置 因此能通斷一定的空載電流和負荷電流 但不能通斷短路電流 可起高壓電源隔斷作用 起一個明顯的分斷點 通常與高壓熔斷器配合使用 由熔斷器起短路保護作用 2 動作 負荷開關(guān)合閘時 滅弧觸頭先閉合 然后工作觸頭在閉合 例 FN3 10R 400 3 5高壓熔斷器 一 高壓熔斷器用途和型號1 高壓熔斷器作用 當(dāng)電氣設(shè)備過載和短路電流時熔體發(fā)熱而熔化 從而切斷電路保護電氣設(shè)備免受損害 在3KV 35KV小容量裝置中 熔斷器可用于保護高壓輸電線路 電壓變壓器 電壓互感器及電動機等 2 分類 戶內(nèi) 戶外固定 自動跌落式限流 非限流二 戶內(nèi)式高壓熔斷器1 RN1系列熔斷器為限流式有填料高壓熔斷器 2 滅弧原理 RN1 3 RN2型 無熔斷指示器 由電壓互感器二次側(cè)儀表的讀數(shù)來判斷其熔體的熔斷況 4 RN2熔絲由于電壓互感器的二次側(cè)近于開路狀態(tài) RN2型的額定電流一般為0 5A 熔絲很細為防機械損壞 熔絲按機械強度確定 并具有一定電阻 熔絲不能隨意更換 材料 截面 長度和電阻值應(yīng)符合要求 三 戶外式高壓熔斷器1 跌落式熔斷器作用 被廣泛用于環(huán)境正常的戶外場所 作高壓線路和設(shè)備的短路保護用 1 熔管 2 熔絲 RW4 2 限流式熔斷器特點 RXW 35該熔斷器的熔管是固定在棒形支柱絕緣子上的 熔體熔斷后不能自動跌開 無明顯可見的斷開間隙 不能作 隔離開關(guān) 用 它是35KV高壓熔斷器 主要用于保護電壓互感器 1 棒形支柱絕緣子2 瓷質(zhì)熔管 內(nèi)裝特制熔體及石英砂 3 銅管帽4 6 接線端子5 固定抱箍 3 6高壓電容器 一 高壓電容器用途與型號作用 利用高壓電容器可以提高線路末端的功率因數(shù) 保障線路末端的電壓質(zhì)量 例BWF10 5 25 1 二 高壓電容器結(jié)構(gòu)電容元件組 芯子 由若干個電容元件連接而成 電容元件可接成串聯(lián)或并聯(lián) 單臺三相電容器的電容元件組在外殼內(nèi)部接成三角形 三 高壓電容器安全運行1 運行溫度 環(huán)境溫度在 40 C之間時 充礦物油的電容器允許溫升為50 C 充硅油的電容器允許溫升為55 C 2 允許過電壓 電容器在正常運行時 可在1 1倍額定電壓下長期運行 3 高壓電容器組運行操作注意事項停電 先拉電容器斷路器 再拉各支路斷路器送電與停電相反事故 全站無電后 必須將高壓電容器組的支路斷路器斷開 禁止帶電荷合閘 88 89頁 4 高壓電容器組投入或退出1 低于0 85投入 高于0 95退出 2 電壓高于1 1倍或電流高于1 3倍退出 電容器溫度超出 40 c范圍時 退出 3 電容器爆炸 噴油或起火 瓷套管發(fā)生嚴重放電 閃絡(luò) 接點嚴重過熱或熔化 電容器內(nèi)部或放電設(shè)備有嚴重異常響聲 電容器外殼有異形膨脹 4 禁止高壓電容器組帶電荷合閘 5 高壓電容器組在運行中的常見故障和處理1 滲漏油2 外殼膨脹3 電容器爆炸4 發(fā)熱5 瓷絕緣表面閃絡(luò)6 異常響聲 90 91頁 3 7高壓成套配電裝置 套配電裝置 是按不同用途和使用場合 將所需一 二次設(shè)備按一定的線路方案組裝而成的一種成套配電設(shè)備 用于供配電系統(tǒng)中的饋電 受電及配電的控制 監(jiān)測和保護 主要安裝有高壓開關(guān)電器 保護設(shè)備 監(jiān)測儀表和母線 絕緣子等 分類 固定式和移開式 手車式 高壓開關(guān)柜的 五防 功能 防止誤操作斷路器 防止帶負荷拉合隔離開關(guān) 防止帶負荷推拉小車 防止帶電掛接地線 防止帶電合接地開關(guān) 防止帶接地線 接地開關(guān)處于接地位置時 送電 防止誤入帶電間隔 五防 采用斷路器 隔離開關(guān) 接地開關(guān)與柜門之間的強制性機械閉鎖方式或電磁鎖方式實現(xiàn) 一 KYNxx800 10型高壓開關(guān)柜 1 KYN 10戶內(nèi)交流金屬鎧裝移開式開關(guān)設(shè)備 以下簡稱手車式柜 手車柜適用于交流50Hz額定電壓3 10KV額定電流1250 3150 中心點不接地的單母線及單母線分段系統(tǒng)的戶內(nèi)成套配電裝置 供各類型發(fā)電廠 變電站及工礦企業(yè)作為接受和分配網(wǎng)絡(luò)電能對電路實行控制保護監(jiān)測 1 KYN 10開關(guān)柜結(jié)構(gòu)1 小車室2 電纜室3 小車前后運動2 閉鎖裝置1 推進機構(gòu)與斷路器連鎖2 小車與接地開關(guān)連鎖 94 95 96 二 RGC型金屬封閉單元組合SF6開關(guān)柜適用范圍 RGC型高壓開關(guān)柜常用于額定電壓3 24KV 額定電流630A的單母線接線的變電所中 型號含義 單元代號C電纜開關(guān)單元V斷路器單元 1 結(jié)構(gòu)SF6全絕緣開關(guān)設(shè)備較SF6半絕緣開關(guān)設(shè)備更具有安全 維修少 體積小 安全可靠等優(yōu)點 同時由于全絕緣開關(guān)設(shè)備具有多種組合方案以及靈活的擴展性 因此在國內(nèi)已得到普遍使用 RGC型開關(guān)柜有7種標(biāo)準單元 最大可用5個標(biāo)準單元組成一個大單元 由于運輸條件和裝卸的限制 當(dāng)超過5個小單元時 應(yīng)分成兩個部分 標(biāo)準單元 負荷開關(guān) 可見的三工位關(guān)合 隔離接地開關(guān) 母線 關(guān)合 隔離 接地開關(guān)位置觀察窗負荷開關(guān)與三工位開關(guān)之間連鎖 螺栓式400系列套管 接地母線 電容式帶電顯示器和K型驅(qū)動機構(gòu) 三 環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜環(huán)網(wǎng)供電 為了提高供電可靠性 使用戶可以從兩個方向獲得電源 通常將電網(wǎng)連接成環(huán)形 1 組成高壓環(huán)網(wǎng)柜主要采用負荷開關(guān)和熔斷器的組合方式 正常電路通斷操作由負荷開關(guān)實現(xiàn) 而短路保護由具有高分斷能力的熔斷器來完成 2 特點這種負荷開關(guān)加熔斷器的組合柜與采用斷路器的高壓開關(guān)柜相比 體積和重量都明顯減少 價格也便宜很多 而一般6 10KV的變配電所 負荷的通斷操作較頻繁 短路故障的發(fā)生卻是個別的 因此 采用負荷開關(guān) 熔斷器的環(huán)網(wǎng)柜更為經(jīng)濟合理 母線截面計算電流負荷電流與環(huán)網(wǎng)穿越電流之和 3 8高壓 低壓預(yù)裝箱式變電站 型戶外箱式變電站是一種把高壓電器設(shè)備 變壓器 低壓電器設(shè)備以不同排列方式組成一個完整的供配電系統(tǒng) 主要用于高壓為12KV的現(xiàn)代化環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)和現(xiàn)代化城網(wǎng)改造中 能滿足2000KVA及以下不同用戶的需求 特點 占地面積小 一般5 6 甚至3 3 5 低壓供電線路較少 一般4 6路 工廠預(yù)制化 組合方式靈活 外形美觀 易與環(huán)境協(xié)調(diào)