ch5电力工程

有足够的动稳定性和热稳定性；
有足够的开断能力； 动作速度快，熄弧时间短。
32
5.2
3. 高压断路器的类型
高压电器
油断路器：分为多油断路器和少油断路器两大类。 图5-5和图5-6分别为 SN10-10型少油断路器的外形结构 图及其一相油箱内部结构 。
图5-5 SN10-10型高压少油断路器
1—铝帽 2—上接线端子 3—油标 4—绝缘筒 33 5—下接线端子 6—基座 7—主轴 8—框架 9—断路弹簧
第五章
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7
发电厂和变电所的一次系统
电气主接线 高压电器 互感器 低压电器 *高低压设备成套装置 电气设备的选择 *变电所的总体布置
1
第五章 发电厂和变电所的一次系统
一次系统（一次回路） ： 担负电能的输送和分配任务的系统。 一次系统中的所有电气设备，称为一次设备。
电气主接线
需要经常切换的场所。
外桥接线：
外桥适用于电源进 线线路较短而变压器需 要经常切换的场所。
图5-6 桥形接线
a）内桥 b）外桥 17
5.1
3. 多角形接线
电气主接线
断路器数等于回路数；
电源和馈线交叉布置。
特点：检修任意断路器不停电；隔 离开关只用于检修隔离；运行可靠、 灵活、经济。 缺点：检修任意断路器需开环运行，其他元件在故障 系统解列。 开环运行和闭环运行支路潮流变化较大，个电气设备 选择和机电保护带来困难
优点：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。
图5-10 真空断路器的灭弧室结构
缺点：价格较贵。
1—静触头 2—动触头 3—屏蔽罩 4—波纹管 5—导电杆 6—外壳 36
5.2
高压电器
图5-11 ZN28A-12型真空断路器
图5-12 ZW32-12型户外高压真空断路
37
4
5.1
一、概述
电气主接线图
1、作用
（1）可以了解各种电气设备的规范、数量、联接方式和作 用， 以及和各电力回路的相互关系和运行条件等。 （2）主接线的选择正确与否，对电气设备选择、配电装置 布置、运行可靠性和经济性等都有重大的影响。 2、主接线的基本环节 电源（发电机、变压器）和引出线。 母线（汇流排）的作用：中间环节，汇总和分配电能。
18
5.1
1. 发电厂主接线 地方性火发电厂：
电气主接线
三、各类发电厂和变电所主接线的特点
发电机电压侧有母线、母线分段；
区域性火发电厂：
发电机电压侧单元接线、扩大单元接线； 水电厂：
发电机电压侧单元接线、扩大单元接线、单母线、单母线分
段；
19
5.1电气主接线
2. 总降压变电所主接线 一次侧无母线、二次侧采用单母线接线：适用于只有一回
10
5.1 电气主接线
双母线接线的优点： 轮换检修母线而不致中断供电； 检修任一回路的母线隔离 开关时仅使该回路停电； 工作母线发生故障时，经
倒闸操作这一段停电时间
后可迅速恢复供电； 检修任一回路断路器时， 可用母联断路器来代替， 不致于使该回路的供电长 期中断。
图5-4 双母线接线
11
5.1
离开关要用来操作，
增加了误操作的可能 性。
图5-3 单母线带旁路接线
9
5.1 电气主接线
（二） 双母线接线 双母线接线有两种运行方式： 只有一组母线工作：正常运行时母联打开（两侧的隔离开 关闭合），全部回路接在工作母线上，相当于单母线运行。
两组母线同时工作，互为备用：正常运行时母联闭合，相
当于单母线分段接线。 特点：供电可靠性高，运行灵活，但设备投资大，配电装 置复杂，占地面积大。
手动式（CS型） 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。 直流电磁式（CD型）
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 弹簧储能式（CT型） 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， 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。
优点：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。
缺点：要求加工精度高，密封性能好，价格较昂贵。
35
5.2
真空断路器：
高压电器
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ABB公司 两大派别。西门子公司的代表产品有 3AF、3AG及3AH等；ABB公司的代表 产品有VD4。
（一）. 单母线接线
电气主接线图
优点：接线简单、使用设备少、操作方便、投资少。 缺点：供电可靠性和灵活性均较差。 当母线及母线隔离开关故障或检修时，
将造成全部停电；
当检修一回路的断路器时，该回路停 电 适用于容量小和用户对供电可靠性要 求不高的场所。
图5-1 单母线接线
7
5.1
1. 单母线分段接线
34
5.2
六氟化硫（SF6）断路器：
高压电器
双压式：有两个气压系统，低压气体系统 主要用作断路器的内部绝缘；高压气体系统 用于灭弧。其优点是开断容量大，动作迅速， 但结构复杂。 单压式：只有一个低压气压系统，作为断 路器的内部绝缘，电弧靠断路器开断时与触 头同时运动的压气活塞压出SF6的气流来熄 灭。其优点是结构简单，易于制造，可靠性 高，便于维护，应用比较广泛。
a ) 高压侧采用隔离开关与熔断器或户外跌落式熔断器 b ) 高压侧采用负荷开关与熔断器 c ) 高压侧采用隔离开关与断路器 15
发电机变压器单元接线：适用于没有或很少发电机电压负荷 的大型发电厂。
检修 主变
一 台 机 组 运 行16
5.1
2. 桥形接线 内桥接线： 内桥适用于电源进线 线路较长而变压器又不
5
5.1
电气主接线图
简单单母线 单母分段 单母带旁母 单母分段带旁母 双母线 双母单分段 双母带旁母 双母双断路器 3/2接线（一倍半）
二、电气主接线的基本形式
单母线 有汇流母线 主 接 线 方 式
双母线
桥形接线（内桥、外桥） 无汇流母线（无母线 ） 多边形接线 单元接线 扩大单元接线 6
5.1
电气主接线
分段运行：正常情况下分段开 关是打开的。
并列运行：正常情况下分段开
关是闭合的。
特点：运行的可靠性和灵活性都较 差，适用于由双回路供电的、允许 短时停电的二类负荷。
图5-2 单母线分段接线
8
5.1
2. 单母线带旁路母线接线
电气主接线
优点：供电可靠性高，
检修出线断路器时，不 需停电。 缺点：配电装置复 杂，投资增大，且隔
5.2
高压断路器的型号：
高压电器
38
5.2
4. 断路器的操作机构
高压电器
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 三部分。
说明：断路器合闸时，操作机构必须克服断路器开断弹簧的阻力和可动部分的 重量及摩擦阻力等，所以合闸操作需做的功很大；断路器跳闸时，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，所以跳闸操作所需 做的功很小。
20
21
22
23
24
图5-7 35kV总降压变电所的主接线图
5.1
电气主接线
3. 小型工厂和车间变电所主接线 采用线路——变压器单元接线：适用于只有一台配电变 压器的车间变电所。 高压侧无母线、低压侧采用单母线分段接线：适用于装
有两台配电变压器的变电所。
高压侧采用单母线接线、低压侧采用单母线分段接线： 适用于装有两台及其以上配电变压器或具有多回高压出线
电气主接线
双母线接线的缺点： 在倒闸操作中隔离开关作为操作电器使用，易误操作； 工作母线发生故障时会引起整个配电装置短时停电； 使用的隔离开关数目多，配电装置结构复杂，占地面积较 大，投资较高。 双母线接线多用于电源和引出线较多的大中型发电厂和 电压为220kV及以上的区域变电所。
12
适用于大型发电厂和变电所超高压配电装置。
27
5.2
3．交流电弧的基本特性 伏安特性：
高压电器
燃忽电压
熄弧电压
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；称为电 击穿，
图5-1 交流电弧的伏安特性
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，称为热击穿；
28
5.2
3．交流电弧的基本特性
39
5.2
5. 高压断路器的基本参数
高压电器
额定电压UN：指断路器长期正常工作所能承受的电压。
额定电流IN：指断路器允许长期通过的最大工作电流。 额定开断电流IN.oc：指断路器在额定电压下能够正常开断 的最大短路电流，它表征断路器的开断能力。 热稳定电流 Its：表征断路器承受短路电流热效应的能力。
电源进线和一台变压器的总降压变电所。
一次侧采用桥形接线、二次侧采用单母线分段接线：适用于 具有两回电源进线和两台变压器的总降压变电所。 一、二次侧均采用单母线分段接线：适用于具有两回及以上 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ源进线或一、二次侧进出线较多的总降压变电所。 一、二次侧均采用双母线接线：适用于负荷容量大，进、出 线回路多的发电厂或区域变电所。
的变电所。
高、低压侧均采用单母线分段接线：适用于装有两台配 电变压器的变电所。
25
5.1
电气主接线
26
图5-62 某丝绸炼染厂10/0.4kV变电所的主接线图
5.2
一、电弧的产生与熄灭
高压电器
1．电弧的产生：是触头间中性质点被游离的结果。 高电场发射