变配电值班员培训教案

靠 性。当断路器跳闸后，相隔很短时间，自动重合闸装置使断路器重合，
如果接地短路是瞬时性的，则重合闸成功；如果接地短路是永久性的，则 重合失败，必须中断供电去排除短路。由于三相系统中的单相接地短路大
多数情况下是瞬时性的，故自动重合闸装置是提高供电可靠性的有效措施
之一。 二、电力系统与高压电器 为了实现电能的生产、传输和分配，除了需要发电机、变压器和输电线外， 还需要有形形色色的起控制、保护、安全隔离和测量作用的电器。这类电 器在额定电压为3KV及其以上时，统称为高压电器。它包括高压开关设备、 电抗器、避雷器、互感器和电容器等。
可用作灭弧和绝缘的 气体 液体 空气 高度真空 SF6 变压器油 蒸馏水
固体 钢纸板 有机玻璃 石英砂 陶土
仅用作绝缘的 固体 瓷、纸、木材、 玻璃丝、布、塑 料、树脂
（3）、在最大负载电流下长期工作时，各部分的温升不超过规定的值。 （GB763-74为国家标准《交流高压电器在长期工作时的发热》） （4）、能承受短路电流的热效应和电动力效应而不致损坏。 （ 5）、开关电器还要求能安全可靠地关合和开断规定的电流；提供继电保 护和测量用信号的电器还要求符合规定的测量精度。 （6）、高压电器（特别是户外工作的）还应能承受一定自然条件的作用。 大气压力、环境温度以及风、霜、雨、雪、雾和冰等自然条件都会影响电
变电站的出线处。
(二）、对高压电器的要求
1、在电力系统工作的高压电器，首先必须适应电力系统的各种工作状态。
电力系统的工作状态不外乎下列两类： （1）、长期正常的工作状态。此时系统的电压不超过式频最高工作电压， 系统的电流不超过最大负载电流。 （2）、短时过电压和过电流的异常工作状态。指因雷击或操作而出现的短
自动切除系统的各种故障，必须附设其他能反映线路工作状态的电路——电
流互感器和电压互感器。电流互感器串联在电路中，它的作用是把处于高电 位的大电流按比例变换成处于低电位的小电流。电压互感器跨接在线路上， 能把高电压按比例地变换成低电压。由互感器变换而得的电流和电压信号经 过各种继电器的逻辑判断后，再向断路器发出动作与否的命令。继电器虽然 也是电力系统的控制电器之一，但它是工作于低电压的，所以不属于高压电 器的范畴。电流互感器和电压互感器除可提供继电器所需的信号外，也可提 供测量所需的信号。
器的工作。
（三）、电力系统的开断 用断路器来关合和开断电力系统某些元件时，都会出现电弧。关合与开断的
电流愈大，电弧就愈强烈，其工作条件也就愈严重，其中尤以开断时的工作
条件为甚。虽然从理论上来说，开断过程中出现的电弧可能在交流电流过零 时自然熄灭。但由于电弧一经形成，断
口间的介质就会因电弧放电而强烈游离，因此在电流过零时电弧自然熄灭
电力牵引负荷是电力系统中的一级负荷，牵引变电所都设有独立的双回
路电源供电或环形供电，以保证供电的可靠性。 二、电力牵引供电系统
用电能作为铁路运输动力能源的牵引方式叫电力牵引。电气化铁路的牵引
动力是电力机车。这是一种非自给性机车（本身不带能源）
因而，必须在电气化铁路沿线设置一套完善的、不间断地向电力机车供
FK
RD
FK——负荷开关
RD——熔断器
FK+RD在断路小容量，保护要求性能不高情况下可代替高压断路器。
2、断路器、互感器和继电器的联合应用
下图是断路器、互感器和继电器联合应用时的电气接线图和工作原理图。 这种控制方式在现代大容量电力系统中广泛应用。
F ○
DL
LH ⌒ ⌒
○ YH ○
DL
+ 。
LH ⌒ ⌒
后，断口间的绝缘不能立即恢复。
1、高压电器的绝缘 （1）、常用的绝缘介质材料和绝缘元件
为了熄灭电弧以及使各个带有不同电位的导体之间和带电导体对地之间进行
电的隔离，在高压电器中采用了各种各样的绝缘介质、材料和由这些绝缘材 料制成的元件。在这些绝缘介质和材料中，有些只用作电的绝缘，有些则既
可用作电的绝缘，又可用于灭弧。最常用的绝缘介质和材料如下表：
牵引变电所中的三相主变压器，一般采用Y0/△—11接线。 一、电力系统中性点运行方式有以下二种： 1、小电流接地系统 （1）、中性点不接地的三相电力系统
电力系统正常运行时，其中性点与地处于绝缘状态。
（2）、中性点经消弧线圈接地的三相系统
2、大电流接地系统 （1）、中性点直接接地的三相系统
为防止断续电弧及其引起的过电压的另一种方法是将中性点直接接地（接
3、接地开关的应用
为了降低电力系统中终端变电站的造价，降压变压器的高压侧往往不设断 路器。此时降压变压器的故障要靠送电端的断路器来切除。但受端发生故 障时，短路电流往往不大，不足以使送端的断路器动作，此时为了能及时
切除故障，可在降压变压器的高压侧制造一个人为的接地以增大短路电流， 促使送端断路器动作。接地开关就是用来制造人为接地的电器，它将在变
运行方式。 （ 2）中性点经电抗器接地的三相系统
为了限制单相接地短路电流的数值以降低开关电器的容量，可将系统中部
分中性点直接接地或中性点经电抗器接地。电抗器是一个空芯的电感线圈，
其电阻值很小，但有短路电流流过时，其电抗值较大，从而起到降低短路
电流数值的作用。
由于在大电流接地系统中发生单相接地短路时，断路器将跳闸，造成供电 中断，为此在该系统中都装有自动重合闸装置，以提高该系统供电的可
电 的设备，通常将这种设备构成的完整的、可靠的工作系统叫电力牵引
供电系统。通常又将高压输电线和电力牵引供电系统称为电气化铁道供 电系统。
电气化铁道供电系统有如下几部分组成。
（一）、高压架空输电线路 电力部门用110KV的高压输电线将电能送入牵引变电所。
（二）、牵引变电所
牵引变电所的作用是将110KV的三相交流电变换成27.5KV单相交流电， 并供电给电牵引网和电力机车，此外，有少数牵引变电所还需担负地区
压器发生故障时由继电器保护自动合上。
送端
DL
B ○ ○
JD
终端 DL
4、过电流的限制
电力系统中的设备，诸如发电机、变压器、母线、断路器、负荷开关、熔
断器、电流互感器等，其所需具备的通流能力及开断能力是由系统的短路 电流决定的。降低短路电流可降低这些设备的造价，最常用的限制短路电流
的设备是电抗器和电阻器。电抗器通常用在母线的分段断路器回路以及电 缆的出线中。它除了限制短路电流以外，还可在故障时维持一定的母线电
路上的电压损失。
（二）、电力系统中的用户，按其对供电连续性的要求不同，一般分为
三级。
1、一级负荷：重要负荷，这类负荷的供电中断将给国计民生造成重大 损失。故一级负荷要有独立的双回路电源供电。 2、二级负荷：一般负荷，这类负荷的供电中断将给国计民生造成较大 损失。这类负荷是否设备用电源，视具体条件而定。一般情况下应保证 供电。 3、三级负荷：次要负荷，不属于一、二级负荷的用户。如附属性质的 企业、车间；非生产性用户等，以保证供电的可靠性。
（一）、高压电器在电力系统中的作用 高压电器的任务是控制电力系统使之能按一定的要求安全可靠的运行，能
根据需要灵活的变更运行方式，并且能方便地实现维护和检修。下面按它
们在电力系统中的作用分别加以介绍。 1、负荷开关和熔断器的联合应用 负荷开关是一种只能开断和闭合额定负载电流和一定过载电流的电器，没 有切断短路电流的能力。为了能在电力系统发生短路故障及时切除故障，
地电阻很小，一般小于或等于0.5Ω），以使中性点对地电压在任何情况 下都为零，在这种系统中，一旦发生单相接地，就造成单相短路，短路电
流使线路的继电保护装置动作，由断路器切除故障。由于这种系统发生
单相接地时，非故障相对地电压不会升高，因而线路可按相电压设计绝 缘。
所以在110KV以上系统，为节约绝缘材料，一般都采用中性点直接接地的
负荷开关必须和熔断器联合应用，由熔断器来判断故障和切除故障。
下图是负荷开关和熔断器联合应用时的电气接线图。由于负荷开关和熔断 器的开断能力都不够大，而且熔断器动作的选择性不高，在一次熔断后还 必须更换新的熔丝才能工作等，所以这种控制方式只能在容量不大、电压 较低的电力系统中使用。
F ○
F——发电机
变电所，牵引供电回路是：牵引变电所
馈电线
接触网
电力机车
钢轨和大地
回流线
牵引变电所。习惯上将接
网、馈电线、钢轨、回流线统称为牵引网。 （七）、分区亭
在电气化铁路上，为了提高运行的可靠性，增加供电工作的灵活性，在相
邻两变电所供电 的相邻两供电分区的分界处常用分相绝缘器断开。若在断 开处设置开关设备和相应的配电装置，则组成分区亭，分区亭的结构形式 有多种，它与铁路运量、单线和复线、向牵引网供电方式、采用设备的类 型等因素有关。 第二节 电力系统中性点的运行方式
型或单导线的输电网。电力机车受电弓和接触网滑动接触取得电能。
接触网额定电压为25KV。 （四）、馈电线
馈电线是连接牵引变电所和接触网的导线。它把牵引变电所变换完备的牵
引用电能输送给接触网。 （五）、轨道
在非电牵引的情况下，轨道只作为列车的导轨。在电牵引的情况下，轨道
还起导通牵引回归电流的作用，是电路的组成部分。因此，电气化铁道的 钢轨应具有通畅的导电性能。 （六）、回流线 连接轨道和牵引变电所中主变压器接地相之间的导线称为回流线，它也是 电路的组成部分，其作用是将轨道中的牵引电流引入牵引
线的副绕组一角接地和钢轨，另两角分别接入接触网的两个相邻区段。
相邻两接触网对地电压的相位不同，故这两相邻接触网区段间也必须 加分相绝缘器。三相牵引变电所的接线图和相量图。
． UA 60° ． UC
． －UC
． UB
A ● B C
Hale Waihona Puke ●B B O●
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A
C
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