高压电气设备授课教案2[1]1

习题与思考题
4-1 高压断路器的作用是什么？其常见类型有哪些？ 4-2 隔离开关的作用是什么？ 4-3 电压互感器与电流互感器各有何作用，运行时有何 特点？为什么工作时，电磁型电流互感器二次侧不能开 路，而电压互感器不能短路？ 4-4 电缆和母线作为载流导体各有何特点？各在什么应 用场合下才能表现出其优点？ 4-5 除了采用电抗器限制短路电流外，还有何方法能减 小短路电流的大小？
6、SF6断路器的优缺点 、 断路器的优缺点
①断口耐压高 ②允许断路次数多 ③开断性能好 ④占地面积小 ⑤加工精度高，密封性能好，对水分子与气 体的检测要求严格
三、隔离开关
1、QS的作用: 隔电保安 倒闸操作：等电位操作 切投小电流电路：保证电弧能可靠自行熄灭 2、QS的特点 没有专门的灭弧装置——不能切断Ig及Id QS应与QF配合使用——满足“隔离开关先通后断” 原则
4、电压互感器 、
1）电压互感器的一次侧并联接入电网 2)电压互感器正常工作在接近变压器空载状态。 3）电压互感器的二次侧负载不允许短路，故一般在 其二次侧装设熔断器或自动开关作短路保护。 4）电压互感器的额定变压比为 K u = U e1 /U e 2 其中 U e1 4 等于电网额定电压，U e 2 已统一为100(或100/ 3 )V
5、母线的布置 、
△母线三相导体排列方式：水平排列、竖直排列、在角形排列 ↑ （各相之间的相对关系） 软母线 硬母线 △母线的放置法： 平放、立放 （母线与空间的相对关系） △安装方式： 平装——机械抗弯强度高，对流散热效果差 立装——对流散热效果好，机械抗弯强度高差 （母线与绝缘子的相互关系） 综合布置方式： 综合布置方式：竖排立放平装、平排平放平装 竖排平放立装、平排立放立装
二、双母线接线
1、不分段的双母线 特点：
1）可轮流检修母线而不影响正常供电。 2）检修任一母线侧隔离开关时，只影响该回路供电。 3）工作母线发生故障后，所有回路短时停电并能迅速恢 复供电。 4）可利用母联断路替代引出线断路器工作。 5）便于扩建。 6）由于双母线接线的设备较多，配电装置复杂，运行中 需要用隔离开关切换电路容易引起误操作；同时投资和 占地面积也较大。
三、组式单元接线
1、发电机——变压器组式单元 a）一机一双绕组变 b）一机+一三绕组T c）二机+一双绕组T △T高压侧设QF T各侧均设QF T高压侧及发电机出口设QF 2、变压器——线路组式单元 3、发电机——变压器——线路组
两台主变+两回出线 四、桥形接线——两台主变 两回出线 桥形接线 两台主变
基本要求
1、可靠性及电能质量 、 地位重要的骨干电站，应采用两个独立的电源，因 事故被迫中断供电的机会越小，影响范围越小，停 电时间越短，可靠性越高。 2、灵活性 、灵活性——在正常运行时能满足各种运行方式； 在发生事故时能采用相应的运行措施，避免 大 面积停电 3、运转方便 、运转方便——接线力求简明清晰、简化运行操作 4、具有扩建的可能性——预留备用出线回路和备用容 、具有扩建的可能性 量 5、技术先进，经济合理 、技术先进，
额定变比 ：
fi =
K i I 2 − I1 × 100 % I1
特点： 1）一次绕组串联在电路中，并且匝数很少；故一次绕组中的电 流完 全取决于被测电路的负荷电流，而与二次电流大小无关； 2）正常情况下，电流互感器在近于短路的状态下运行。 3）运行中的电流互感器二次回路不允许开路。 4）为了防止绝缘损坏是高压窜入二次侧，危及人身和设备安全， 电流互感器副绕组一端及铁芯必须接地。
内桥 桥靠近T侧 T1T2切投复杂（内桥内不便）；WL1、WL2切投方便 适用于：T切投较少的电站，否则会影响WL 正常运行时，无穿越性功率，线路较长 外桥 桥靠近WL侧 T1T2切投方便 WL1、WL2切投不便（外桥外不便） 适用于：T需频繁操作；有穿越功率、线路较短
一、 自用负荷
1、按用途分类 2、按特征分类 – 重要性：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ关 – 自起动与解自动负荷
4.2 互感器
1、分类：电压互感器、电流互感器 2、作用： 将一次回路的高电压和大电流变为二次 回路标准的低电压和小电流，使测量仪 表和保护装置标准化、小型化，并使其 结构轻巧、价格便宜，并便于屏内安装。 使二次设备与高电压部分隔离，且互感 器二次侧均接地，从而保证了设备和人 身的安全。
3、电流互感器 、
第5章 电气主接线 章
教学要求
熟悉电气主接线的基本形式、接线特点及应用； 了解发电厂变电站电气主接线的设计步骤； 掌握电气主接线设计中的主变压器的选择和方案的经济 技术比较。
5．1 ．
概 述
电气主接线——将电气一次设备按一定顺序接起 电气主接线 来的电路，可表示电能生产流程的电路。 电气主要线图——由各种电气设备的图形符号联 电气主要线图 接成线所组成的表示电能生产流程的电路图。 所有电器均用规定的电气符号表示，并按它们 的“正常状态”画出 →电器所处的电路无电压存在及无任何外力作 用（如QF、QS是断开位置）
3、QF分段单母线 、 分段单母线 分段单母线——用QF将母线分为两组 用 将母线分为两组
①缩小了母线故障和母线检修时的停电范围 ②有利于电源间的相互备用和负荷的合理分配 两种形式： 并列的QF分段单母线——QF合闸 优：当I组母线发生故障时，QF跳开，退出故障母线而保证非 故障母线继续运行 缺：短路电流大；在母线必须装设继保装置 不并列的QF分段单线线——用QS断开 当I组母线发生故障时，可投入QF，使两组母线并列运行 用QS分段单母线——用QSf将母线分为两组 与简单的单母线相比： 相同点——发生母线故障时会造成全部停电 不同点——判明故障后，可恢复非故障母线运行 与QF分段的导母线相比：操作要慎重，步骤复杂4.1高压开关电器 高压开关电器
一、开关电器的分类 高压开关 、低压开关 户内 、户外 断路器、隔离开关类、负荷开关类、熔断器、 结合型开关 二、高压断路器分类 油断路器、压缩空气断路器、SF6断路器、 真空断路器、低压空气断路器和磁吹断路器
5、少油式断路器 、
多油QF相比：具有用油量少、体积小、结构简单、节省钢材、防火 防爆的特点，但检修周期短，在户外使用时，受大气条件影响大， 而且配 套性差。 以SN10-10I型为例： 组成： 导电回路——上出线座→静触头座→辨形触头→ 动触头→导电杆→动触头→下出线座 灭弧系统——纵横吹灭弧室（纵横油气吹+机械油吹） 逆止阀：电弧形成后分解油，逆止阀钢球上推堵住回油孔， 形成密闭燃弧，使内腔压力升高 油气分离器：a.避免灭弧室完全封死，压力过高 b.避免直接将炽热的带有大量电子和离子的油气混合 物排出箱外，引起自燃和设备绝缘闪络。 传动机构：主轴、分相轴、操动轴 框架：依靠两个支持绝缘子将各相与地绝缘
二、站用电源的引接方式
明备用——正常运行时仅一台变压器投入 暗备用——正常运行时两台均投入
三、站用电的接线形式
单母线分段式（适用于暗备用） 用自动空气开关分段，正常运行时在分闸位置，以保证两 独立 单母线不段式（适用于明备用）
三、绝缘子
作用：支持——支持及固定带电裸导体，并使之与地绝缘 绝缘——带电导体之间的绝缘 技术要求：绝缘性能好+机械性能好 分类 电器绝缘子——固定电器的载流部分 电站绝缘子——固定硬母线（支柱绝缘子-套管绝缘子） 线路绝缘子——固定软母线（针式、悬式、棒式） 结构：绝缘体+金属配件 支柱绝缘子 套管绝缘子
（ 即：合闸时，QS先QF后；分闸时，QF先QS后）
QS分闸时，应有明显可见的断口 QS合闸时，应能可靠地通过Igmax及Idmax通过时满足 动热稳定
四、高低压熔断器
1、作用：短路保护或过载保护 缺点：保护性能不稳定 2、组成： 熔件（熔体）：铜、银 触头、灭弧装置、绝缘底座 3、工作过程： 汽化过程→发弧过程→灭弧过程 全开断时间=熔化时间+发弧时间+燃弧时间 4、分类之一： 限流型——速度快、高电阻、出现过电压 非限流型——速度慢、不出现过电压 5、户内型高压熔断路：RN1、RN3——电力变压器或线路保护 RN2、RN6——电压互感器保护 6、户外型高压熔断器：RW3跌落式FU、RW10-35型限流型FU
4.4 限流电器
限流电器的作用 增加电路的短路阻抗，从而达到限制短路电流的目的。 常用的设备有：限流电抗器和分裂变压器 限流电抗器和分裂变压器 一、限流电抗器： 作用： 限制电力设备的短路电流、能维持母线电压、将短 路容量加以限制，以选择轻型断路器和小截面的电 缆。 设置位置 分段电抗器、出线电抗器、在变压器负荷侧串联电 抗器
五、高压负荷开关
它具有灭弧装置和一定的分合闸速度，能开断 正常负荷电流和过负荷电流，但不能开断短路 电流。 在分闸状态有明显可见的断口，可起到隔离开 关的作用，但性能又优于隔离开关，是介于隔 离开关与断路器之间的一种开关电器。 高压负荷开关常常与高压熔断器串联合用，前 者作为操作电器投切电路的正常负荷电流，而 由后者作为保护电器开断电路的短路电流及过 载电流。
2．双母线分段接线
3．一台半断路器接线
接线如图所示，有两组母线，每一回路经一台 断路器接至一组母线，两个回路间有一台断路 器联络，组成一个“串”电路，每回进出线都 与两台断路器相连，而同一“串”支路的两条 进出线共用三台断路器。 正常运行时，两组母线同时工作，所有断路器 均闭合。
接线特点： （1）运行灵活可靠。 正常运行时成环形供电，任意一组母线发生短路故障，均不影响各 回路供电。 （2）操作方便。 隔离开关只起隔离电压作用，避免用隔 离开关进行倒闸操作。 任意一台断路器或母线检修，只需拉开 对应的断路器及隔离开关，各回路仍可 继续运行。 （3）二次接线和继电保护比较复杂， 投资较大。 注意： 为提高运行可靠性，防止同名回路（指 两个变压器或两回供电线路）同时停电， 一般采用交替布置的原则。 重要的同名回路交替接入不同侧母线； 同名回路接到不同串上； 把电源与引出线接到同一串上。