高低压供配电系统电气设备教程PPT
工厂供配电技术PPT课件第三章 供配电一次系统.ppt
LW8-40.5型户外交流高压六氟化硫断路器
EXIT
SN10-10型断路器
EXIT
ZN28-12型
EXIT
ZN28A-12型 VD4型
瓷柱式
EXIT
落地罐式
真空断路器 开关触头在真空的容器内闭合和断开。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,体积小。寿命长, 易维修。可频繁操作。无易燃易爆危险。 注意:由于开断速度高, 易产生截流过电压, 对变压器等感性负载易造成危害,应配置过电 压吸收装置。
(1)复合 复合是异性带电质点彼此的中和。 (2) 扩散 扩散是指带电质点从弧隙逸出进入周围介质中的
现象。
EXIT
5、灭弧的基本方法如下:
利用介质灭弧 利用气体或油吹动电弧 采用特殊的金属材料作灭弧触头 电磁吹弧 使电弧在固体介质的狭缝中运动 将长弧分隔成短弧 采用多断口灭弧 提高断路器触头的分离速度
EXIT
2. 常用变压器的容量系列
我国目前的变压器产品容量系列为R10系列,
即变压器容量等级是按 R10 10 10为倍1数.2确6
定的,如:100kVA、125 kVA、160 kVA、 200 kVA、250 kVA、315 kVA、500 、 630 kVA、800 kVA、1000 kVA、1250 kVA、 1600 kVA等。
第三章 供配电一次系统
3.1 供配电系统常用电器设备 3.2 变电所的低压设备 3.3 变电所主变压器数量及容量的确定 3.4 变电所的电气主接线 3.5 配电网常用电气主接线形式 3.6 互 感 器 3.7 组合式成套变电所
EXIT
供配电一次系统
本章重点讲述供配电系统的一次设备和主 接线图,对一次设备着重介绍其功能、结构 特点、基本原理,对主接线图着重阐述其基 本要求及一些典型接线的分析。本章是本课 程的重点,也是从事供配电系统运行、维护 和设计必备的基础知识。
低压配电系统演示PPT课件
19
4。低压配电系统的电源
4、保安电源的设计 由于电网是一个整体,一旦电网发上大事故,则从电
网取的电源可能全部消失。因此,原则上保安电源应独 立与电网之外。
a.、长期保安电源的设计 容量大的负荷,选用能自启动的柴油发电机为宜。 容量小的负荷,选用不停电电源(UPS)较方便。 属于本电源供电的支流操作电源和信号电源,选用蓄 电池。
交 铁 压流 企 。系 业统 内高 不压采与用低660压V的标划准分额,定按电绝压缘,电因压此等低级压应配以电1系00统0V的为电分压界定线为。3由80V于线钢电
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控制电压:常用AC220V,一般采用380V±5%/220V的控制变压器供电。
5。低压配电系统的电压
(2)电压偏移值
电气设备对电压偏移值的要求,见表3、表4(国家标准220/380V电压允许偏差为 额定电压的+7%~ -10%)。
22
5。低压配电系统的电压
(1)标准额定电压,见下面表1、表2。 表1 按GB156—80规定的标准额定电压摘录
① 仅用于仪表用互感器、继电器等控制系统;
② 仅用于矿井下、热工仪表和机床控制;
③ 仅适用于单台设备的特殊供电要求;
④ 仅用于煤矿井下及特殊场合。
23
5。低压配电系统的电压
表2 按GB156—80规定的开关装置控制电压和辅助电路的标准额定电压
设备,因此应符合各种低压用电设备的技术条件,它又要从 高压系统取得电能,所以必须与高压系统的技术要求相协调。
2
1。 概述与特点
• 低压配电系统的范围是指从低压降压变压器到用电设备
供配电系统学习课件
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作用:供配电系统是电力系统的重要 组成部分,负责将电能从发电厂输送 到用户端,满足用户的用电需求。
重要性:供配电系统是电力系统的 基础,其稳定运行直接影响到电力 系统的可靠性和用户的用电质量。
组成:电源、配电 设备、用电设备、 控制设备、保护设 备等
分类:按电压等级 可分为高压配电系 统和低压配电系统
调度中心的职责:负责供配电系统的运行、维护和管理 调度中心的功能:监控供配电系统的运行状态,及时发现和处理故障 调度中心的设备:包括调度台、监控系统、通信系统等
调度中心的人员:包括调度员、技术员、维修员等,负责供配电系统的运行和管理
定期检查:对供配电系统进行定期检查,确保设备正常运行 故障处理:及时发现和处理供配电系统的故障,保证供电连续性 设备维护:对供配电系统的设备进行定期维护,延长设备使用寿命 安全管理:加强供配电系统的安全管理,防止安全事故发生
发电站和变电所 的作用:为供配 电系统提供稳定 的电能,满足各 种用电需求
变压器是供配电 系统中的重要设 备,用于改变电 压和电流
变压器的工作原 理是电磁感应, 通过电磁感应实 现电压和电流的 变换
变压器的主要参 数包括电压比、 电流比、功率因 数等
变压器的分类包 括电力变压器、 特种变压器等, 其中电力变压器 是供配电系统中 最常用的变压器 类型
采用高效节能设备,如高效变压器、节能电 机等
实施能源管理,监测和优化能源消耗
采用可再生能源,如太阳能、风能等
推广节能技术,如变频调速、无功补偿等
加强用电安全,减少事故发生,降低能源消 耗
采用节能型设 备:如高效节 能变配电系 统设计:如采 用分布式电源、 优化配电网络
高低压供配电系统.ppt
高低压供配电系统.ppt1、2.3供配电系统建筑供配电系统有沟通电源、供配电线路、配电掌握和用电设备组成。
在设计建筑电气供配电系统时,首先应确定供配电方案,确定各种用电设备功率,在此基础上进行用电负荷计算,并选择各种配电掌握设备和配电导线。
一、用电设备的工作制是指用电设备的工作方式。
其对于用电负荷的大小有直接影响。
根据工作制的不同,可将用电设备分为三类。
〔1〕长期工作制的设备是指长期连续运行,可以到达稳定温升,负荷比较平稳的用电设备。
如照明灯具、锅炉用风机、生产生活用水泵等。
〔2〕短期工作制的设备是指工作时间较短常达不到稳定温升,而停用时间很长可冷却到四周环境温度的用电设备。
如房间换气扇。
锅炉补水泵等。
〔3〕反复短期工2、作制的设备是指时而工作,时而停用,反复交替变换,工作时间很短,常达不到稳定温升,停用时间也很短,常冷却不到环境温度,工作周期一般不超过10分钟。
运行一段时间后温升稳定在某一稳定范围内反复波动的用电设备。
二、用电负荷计算〔电力负荷〕用电负荷——通过供电线路的电流和功率。
1、计算的目的〔1〕选择合适的电气设备〔2〕选择合适的导线截面〔3〕选择电力变压器额定容量2、用电设备的计算负荷〔1〕电力负荷曲线有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率,也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。
单位有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。
无功功率比较抽象,它是用于电路内电场与磁场的交换,并用3、来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。
它不对外作功,而是转变为其他形式的能量。
凡是有电磁线圈的电气设备,要建立磁场,就要消耗无功功率。
由于它不对外做功,才被称之为“无功”。
无功功率的符号用Q表示,单位为乏(Var)或千乏(kVar)。
建筑物的电力负荷曲线一般用典型的日负荷曲线为代表〔2〕负荷种类实际负荷曲线是波动改变的。
在进行设计和其它工作时,为满足不同的需要,将负荷表示成三种类型最大负荷:是指消耗电能最多的半小时的平均功率,亦即连续3Omin的最大平均负荷,又称计算负荷。
《供配电系统》PPT课件 (2)
工 程
⑵供电要求
无特殊要求,可由单电源供电。
·
9
精选课件ppt
9
·
12.1 供电系统
负荷分级实例:
建
筑
一级负荷:
设
备
重要办公建筑:
工 程
——客梯电力;
——主要办公室、会议室、总值班室、档案室、 主要通道照明。
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10
精选课件ppt
10
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12.1 供电系统
一级负荷:
建
筑
一、二级旅馆(四星以上酒店):
·
12.1 供电系统
供配电系统:
建
筑
利用电气设备将电源与用电设备联系在一起的整
设 备
体。
工 程
分界开关:
城市电网与建筑供配电系统的分界点。
之前由供电部门管理,之后由建筑用电单位管理。
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精选课件ppt
3
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·
12.1 供电系统
一、负荷分级和供电电源
建
筑
㈠负荷等级
设
备
按电力负荷性质和停电造成的损失程度划分。
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12.2 建筑用电负荷
·
·
一、负荷容量
建 筑
1. 设备容量(装机容量)
设 备
——所有安装的用电设备的额定功率之总和,kW
工 程
。
2. 计算容量
——通过计算求出的实际使用负荷容量,kW。
3. 装表容量
——计量用电度表所表明的容量,A。
用户限定在装表容量下使用电力。
装表容量在20A及以下时,允许采用单相供电,一
一级负荷中因停电导致:
实时处理计算机及网络工作异常;
发生爆炸、火灾以及严重中毒。
供配电课件.ppt
目录
• 供配电系统概述 • 供配电系统的电源与负荷 • 供配电系统的设计与运行 • 供配电系统的保护与控制 • 供配电系统的安全与维护 • 供配电系统的未来发展与挑战
01
供配电系统概述
供配电系统的定义与组成
定义
供配电系统是指将电能从电源输 送到用户的整个过程所涉及的设 备和设施的总称。
供配电系统的保护装置
断路器
用于在电流超过预定值时断开电路, 保护电路和设备不受损坏。
熔断器
当电流超过预定值时,熔断器会熔断 ,断开电路。
过流保护继电器
监测电流并当电流超过预定值时触发 保护机制。
漏电保护装置
检测漏电电流,并在漏电发生时断开 电路。
供配电系统的控制方式
手动控制
自动控制
通过人工操作开关或按钮来控制电源的通 断。
ABCD
分布式控制系统(DCS)
用于集中监控和管理供配电系统。
能源管理系统(EMS)
用于监控、管理和优化供配电系统的能源使用。
05
供配电系统的安全与维护
供配电系统的安全措施
确保设备接地Leabharlann 配置过流保护为了防止触电事故,供配电设备应进 行接地处理,并定期检查接地电阻是 否符合标准。
为了防止电流过大导致设备损坏或火 灾事故,应配置过流保护装置,如熔 断器或断路器。
术创新、完善政策法规、提高投资回报等方面的对策。
智能电网的建设与发展
智能电网概述
智能电网是指通过先进的传感量测、通信、信息技术以及控制手段 ,实现电网的智能化管理和运行。
智能电网的主要功能
智能电网的主要功能包括需求响应、分布式电源接入、储能系统管 理、电网安全与控制等,能够提高供电可靠性和能源利用效率。
低压三相四线制及三相五线制供配电系统PPT课件
变压器 M 10/0.4kv
200m
负荷60kw
1
40m 40m
30m N
负荷110KW
3
2
负荷25KW
解:总有功负荷为: P总=负荷①+负荷②+负荷③×K =60+25+110×0.6=117KW 故由S=PL/C△U=117×200/50×5=93.6 mm² 或由S=4M=4117×0.2=93.6 mm² 故可选YJLV-95,而实际中应选大于95一级规格的线应 为120 mm²,而N线、PE应为S/2即60mm²,故选70 mm² 如果三相负载基本对称,则N取70 mm²,若不对称应取 120 mm².所以按上述分析MN段干线采用组合电缆即五芯 电缆:YJLV-0.6/1KV-3×120+2×70 或YJLV-0.6/1KV-4×120+70
MEB-总等电位连接;LEB-局部等电位连接
3.等电位连接导线的选择
1总等电位连接主母线的截面积,应不小于其中最大PE线 截面积的一半,但不小于6平方毫米.采用铜导线,其截面积 可不超过25 平方毫米.
2连接两个外露可导电部分的局部等电位线,其截面积不 应小于接至该两个外露可导电部分的较小PE线的截面积.
三相四线制和三相五线制配电系统
工作接地与保护接地
1.工作接地
为保证电力系统和电气设备在正常和事故情况 下可靠地运行,人为地将电力系统的中性点及电气设 备的某一部分直接或经消弧线圈与大地作金属连接, 称为工作接地.
2.保护接地
将在故障情况下可能呈现危险的对地电压的设 备外露可导电部分进行接地称为保护接地.
故此N线、PE线、PEN线应遵守以下规定来选截面: 1、变压器低压母线,低压开关柜中性母线N及保护
供配电技术基本知识 PPT课件
6.3及6.6 10.5及11
38.5
66
110
121
154
169
220
242
330
363
500
525
15
15
学习单元一
电力系统的概念
1. 电网的额定电压 电网的额定电压必须符合国家规定的电压等级。当电网的电压
选定后,其他各类电力设备的额定电压即可根据电网的电压来确定。 2. 用电设备的额定电压
由于线路通过电流时要产生电压降,因此线路上各点的电压都 略有不同,如图1-4中虚线所示。但是成批生产的用电设备,规定用 电设备的额定电压与同级电网的额定电压相同。 3. 发电机的额定电压
模块一 供配电技术基本知识
2020/3/31
1
供配电技术研究工厂所需电能的供应和分配的问题。 电能是现代工业生产的主要能源和动力,在现代工业生 产和整个国民经济的各个领域中有着极为广泛的应用。 本模块主要介绍供配电技术有关的一些基本知识,包括 电力系统的组成及基本要求,供配电系统的构成,电力 系统的中性点运行方式等供配电技术的基本知识,使学 生对供配电系统有初步的认识和了解,为今后从事供配 电技术方面的工作奠定一定的基础。
2020/3/31
25
学习单元一 电力系统的概念
3.工厂供配电系统的质量要求 1)安全性要求 保证供电的安全性是对工厂供配电系统的最基本要求,
供配电系统在电能的供应、分配及使用过程中,不应发生人身和 设备事故。
2)电压的质量要求 提高工厂供配电系统的电能质量主要是提高电压的质量,
分为电压幅值和波形两个方面。电压质量对各类用电设备的性能、 使用寿命、安全以及经济运行等方面有直接的影响。
2020/3/31
供配电系统常用电气设备课件(PPT38张)
• 1.环网供电单元
•
环网供电单元(The Unit of Ring Network
Power Supply)由间隔组成,一般至少有三个间隔组
成,即两个环缆进出间隔和一个变压器回路间隔。
23.07.2020
21
•
城网一般用环缆,在用架空线的地方,可将
架空线引至环网供电单元旁,再由电缆引进和引出,
如图所示。
低压负荷开关
播放 动画
19
•
2、3 高压熔断器(fuse)
• 高压熔断器是供配电网络中人为设置的最薄弱的元件。
当其所在电路发生短路或长期过载时,它便因过热而
熔断,并通过灭弧介质将熔断时产生的电弧熄灭,最
终开断电路,以保护电力电路及其他的电气设备。
跌落式熔断器
23.07.2020
限流式熔断器
20
• 2.4 组合电器成套装置
的核心设备,通过它将一种电压的交流电能转换成另
一种电压的交流电能,以满足输电、供电、配电或用
电的需要。
23.07.2020
3
• 1. 常用电力变压器的种类
• (1)按相数分类:有三相电力变压器和单相电力变压器。大
多数场合使用三相电力变压器,在一些低压单相负载较多的场 合,也使用单相变压器。
• (2)按绕组导电材料分类:有铜绕组变压器和铝绕组变压器。
减少测量仪表的规格,简化其生产过程,保证测量人
员的安全操作,对于高电压、大电流均采用互感器降
压、变流后再进行测量。同时互感器也可以作为继电
保护和信号装置的电源,以使控制和保护装置与高压
回路隔开。Leabharlann 23.07.20206
•
电压互感器可以扩大测量范围,相当
高低压配电设备ppt课件.ppt
表征传输电能的大小,以 KVA 或 MVA表 示,当对变压器施加额定电压时,根据它 来确定在规定条件下不超过温升限值的额 定电流。由于电力变压器的效率极高,规 定一次、二次侧容量相同。 变压器容量计算公式:
P=1.732×U×I×COSФ
病原体侵入机体,消弱机体防御机能 ,破坏 机体内 环境的 相对稳 定性, 且在一 定部位 生长繁 殖,引 起不同 程度的 病理生 理过程
电流互感器在正常运行时,二次绕组的感应电动
势不超过几十伏。如果二次侧开路,一次电流完
全变为励磁电流,引起铁芯内磁通剧增,铁芯处
于高度饱和状态,加之二次绕组的匝数很多,会
在二次绕组两端产生很高(甚至可达数千伏)的
电压,不但可能烧毁二次绕组的绝缘,而且将严
重危及人身安全。因此,电流互感器二次侧开路
是绝对不允许的。
病原体侵入机体,消弱机体防御机能 ,破坏 机体内 环境的 相对稳 定性, 且在一 定部位 生长繁 殖,引 起不同 程度的 病理生 理过程
●电压互感器柜(PT柜)
(电压互感器、熔断器、避雷器) *提供操作和控制电源。 *电压测量,提供测量表计的电压回路。 *继电保护的需要,如母线绝缘、过压、欠
压、等。
病原体侵入机体,消弱机体防御机能 ,破坏 机体内 环境的 相对稳 定性, 且在一 定部位 生长繁 殖,引 起不同 程度的 病理生 理过程
• 按工作频率范围分为低频变压器、中频变压器、 高频变压器
• 按绝缘冷却方式分为油浸式变压器;干式变压 器;充气变压器等。油浸式变压器又分为油浸 自冷式、油浸风冷式和强迫油循环风冷(或水 冷)式三种类型。
变压器
变压器的分类: • 按其用途不同,有电源变压器、电力变压器,调
供配电系统课件
供配电系统
高职高专 ppt 课件
第3章 短路电流及其计算
学时安排及作业布置
学时安排:4~6学时 课后作业:
习题
3.1 概 述
短路及其原因
采取限制短路电流的措施造成停电事故 设计、制造和选择电气设备,保证设备动稳定性 和热稳定性
供配电系统 高职高专 ppt 课件
3.1 概 述
短路的形式
短路的形式 示意图 符号 短路电流
第3章 短路计算
备注
发生几率最小 短路电流最大
对称 短路
三相 短路
两相 短路 两相接 地短路 单相 短路
k k
t
( k 0 )
ik i sh
u
0.01s
ik
ik
t
ip
第3章 短路计算
3.2 无限大容量电力系统三相短路分析
短路的有关物理量
Hale Waihona Puke 短路电流周期分量或稳态分量有效值 周期分量瞬时值
i p I km sin(t k k ) 2 I k sin(t k k )
第3章 短路计算
短路:不同电位的导电部分之间的低阻性短接,系统中
最常见的故障就是短路
短路的原因
绝缘损坏(主要原因) 误操作 鸟兽危害\异物跨接
供配电系统
高职高专 ppt 课件
3.1 概 述
短路的后果及短路计算目的
第3章 短路计算
短路电流比正常电流大几十倍~几百倍; 在大电力系统中,短路电流可达几万安甚至几十万安。 力效应、热效应 电压骤降,影响正常运行 造成停电事故 严重的短路影响系统运行稳定性 单相短路产生不平衡磁场-产生干扰 需要进行短路电流计算:
(完整版)高低压电工培训课件三
列
5.工作前对工作人员交待安全事项;
人
6.工作班人员变动是否合适。
员
的
三、 工作许可人: 1.负责审查工作票所列安全措施是否正确完备,是否符合现场条件;
安
2.工作现场布置的安全措施是否完善;
全
3.负责检查停电设备有无突然来电的危险; 4.对工作票中所列内容即使发生很小疑问,也必须向工作票签发人询问清楚,必要时应要求作详细补充。
230 设备保养的范围、标准及程序---程序
准备
投送备
停电拉
工作
用应急
闸操作
电
维护 保养
送电合 闸操作
停备用 电源
停电前应 做的准备 工作:停 电通知、 保养工具 材料的准 备、电气 工作票办
理。
在停电拉 闸前应送 应急电源, 在送应急 后,方可 进行拉闸
操作。
严格按照 拉闸程序 和要求进 行操作。
2.工作是否安全;
3.工作票上所填安全措施是否正确完备;
工
4.所派工作负责人和工作班人员是否适当和足够,精神状态是否良好。
作
票
二、 工作负责人(监护人):
中
1.正确安全地组织工作; 2.结合实际进行安全思想教育;
所
3.督促、监护工作人员遵守安全规程; 4.负责检查工作票所载安全措施是否正确完备和值班员所做的安全措施是否符合现场实际条件;
1、保养工作的人员安排。 2、人员分工:谁是安全监护人;谁是工作许可人;哪些是工作人员。
1、在工作前,按照要求填写电气工作票。在签发人许可下方能工作。
238 设备保养内容及方法---准备工作
“工欲善其事,必先利其器”,要做好保养,工具十分重要,保养前需要准备如下工具。
第5章 供配电系统的接线、结构及安装图PPT课件
表示变配电所的电能输送和分配路线的接线图,称为主接线图 (主结线图),或称主电路图或一次电路图。
表示用来控制、 指示、测量和保护主接线(主电路)及其设备运 行的接线图,称为二次接线图 (二次结线图),或称二次回路图( 二次电路图)。
第一节 变配电所的主接线方案
某些拥有重要负荷的工业和民用建筑,往往还安装有柴油发电机组作 应急电源,以便在正常供电的公共电网停电时于动或自动投入,供电给不 容停电的重要负荷。 图5-15为接有柴油发电机组的变电所主接线图,其 中图5-15a为单台主变压器变电所在公共电网停电时手动切换、投入柴油 机组的主接线图,图5-15b为双台主变压器变电所接有自起动柴油机组的 主接线图。
第一节 变配电所的主接线方案
高压侧设备较齐全的一些小型变电所常见的主接线方案
(一)只有一台主变压器的小型变电所主接线图
只有一台主变压器的小型变电所,其高压侧一般采用元母线的接线。 根 据高压侧采用的开关不同,可有以下三种典型的主接线方案。
1.高压侧采用隔离开关—熔断器或跌开式熔断器的变电所主接线图
因受隔离开关和跌开式熔 断器切断空载变压器容量的限 制, 一般只用于500kVA及以 下容量的变电所。这种变电所 相当简单经济,但供电可靠性 不高,且隔离开关和跌开式熔 断器不能带负荷操作,只适于 对不重要的三级负荷供电。
第一节 变配电所的主接线方案
2.高压侧采用负荷开关—熔断器或负荷型跌开式熔断器的变电所主接线 图
第一节 变配电所的主接线方案
二、高压配电所的主接线图 图5⁃1是前面图1⁃1所示企业供配电系统中高压配电所及其
附设2号车间变电所的主接线图。 (一)电源进线
第一节 变配电所的主接线方案
高低压供配电系统电气设备教程
(1)油箱 箱体、箱盖、散热装置、放油阀 1)箱体 箱体内有绕组、铁心和变压器的油: 变压器油 既有循环冷却和散热作用,又有绝缘作用; 绕组与箱体(箱壁、箱底)有一定的距离,由油箱内的油绝缘。
2)油箱的四种结构: ①散热管油箱 散热管的管内两端与箱体内相通,油受热后,经散热管上端 口流人管体,冷却后经下端口又流回箱内,形成循环,用于1600KV·A及以 下的变压器。 ②带有散热器的油箱 用于2000KV·A以上的变压器。 ③平顶油箱 ④波纹油箱(瓦楞型油箱) (2) 高低压套管 套管为瓷质绝缘管,内有导体,用于变压器一、二次绕组接入和引出端的 固定和绝缘。
一次设备或一次电器 设置在一次回路中的电气设备
(2) 二次回路及二次设备 二次回路 指用来控制、指示、监测和保护一次回路运行的电路
二次设备或二次电器 设置在二次回路中的电气设备。
2021/4/4
2
§4.1 概 述
3.按在一次电路中的功能分 (1)变换设备 用来按电力系统工作的要求变换电压或电流的电气设 备,如变压器、互感器等。 (2)控制设备 用于按电力系统的工作要求控制一次电路通、断的电 气设备,如高低压断路器、开关等。 (3)保护设备 用来对电力系统进行过电流和过电压等的保护用电气 设备,如熔断器、避雷器等。 (4)补偿设备 用来补偿电力系统中无功功率以提高功率因数的设备, 如并联电容器等。 (5)成套设备(装置) 按一次电路接线方案的要求,将有关的一次设 备及其相关的二次设备组合为一体的电气装置,如高低压开关柜、低 压配电屏、动力和照明配电箱等。
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§4.1 概 述 §4.2 电弧的产生及灭弧方法 §4.3 电力变压器 §4.4 互感器 §4.5 熔断器 §4.6 高压开关设备 §4.7 低压开关设备 §4.8 避雷器 §4.9 成套配电装置
小结
§4.1 概 述
4.1.1 电气设备的定义 供配电系统的电气设备是指用于发电、输电、变电、配电和用电的所有设备, 包括发电机、变压器、控制电器、保护设备、测量仪表、线路器材和用电设 备(如电动机、照明用具)等。 4.1.2 电气设备的分类 1. 按电压等级分 (1)高压设备 交流50Hz、额定电压1200V以上 直流、额定电压1500V以上 (2)低压设备 交流50Hz、额定电压1200V及以下 直流、额定电压1500V及以下 2.按设备所属回路分 (1) 一次回路及一次设备 一次回路 供配电系统中用于传输、变换和分配电力电能的主电路 一次设备或一次电器 设置在一次回路中的电气设备 (2) 二次回路及二次设备 二次回路 指用来控制、指示、监测和保护一次回路运行的电路 二次设备或二次电器 设置在二次回路中的电气设备。
§4.1 概 述
3.按在一次电路中的功能分 (1)变换设备 用来按电力系统工作的要求变换电压或电流的电气设 备,如变压器、互感器等。 (2)控制设备 用于按电力系统的工作要求控制一次电路通、断的电 气设备,如高低压断路器、开关等。 (3)保护设备 用来对电力系统进行过电流和过电压等的保护用电气 设备,如熔断器、避雷器等。 (4)补偿设备 用来补偿电力系统中无功功率以提高功率因数的设备, 如并联电容器等。 (5)成套设备(装置) 按一次电路接线方案的要求,将有关的一次设 备及其相关的二次设备组合为一体的电气装置,如高低压开关柜、低 压配电屏、动力和照明配电箱等。
4.2.2 电弧的产生
1.产生电弧的根本原因 触头间很大电场强度和很高的温度导致触头本身的电子及触头周围介质中 的电子被游离而形成电弧电流。 2.产生电弧的游离方式 (1)高电场发射 强电场把触头表面的电子拉出,形成自由电子并发射到 触头间隙中。 (2)热电发射 触头表面的电子吸收足够的热能而发射到触头间隙中形成 自由电子向间隙四周发射出去。 (3)碰撞游离 高速移动的自由电子碰撞中性质点,使中性质点游离成带 正电的正离子和自由电子。不断的碰撞使触头间隙中正离子和自由电子数 越来越多,形成“雪崩”现象,当离子浓度足够大时,介质被击穿而产生 电弧。 (4)高温游离 电弧形成后的高温,加强了正离子和自由电子的游离。触 头越分开,电弧越大,高温游离也越显著。 注:高电场发射和热电发射的游离方式在触头分开之初占主导作用 碰撞游离和高温游离使电弧持续和发展 它们是互相影响,互相作用的。
4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法 (2)按施加等。 如图4–2所示的低压刀开关迅速拉开刀闸时电动力吹弧使电弧加速拉长。
如图4–3所示采用专门的磁吹线圈来吹弧。
4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法 如图4–4所示利用铁磁物质钢片来吸动电弧,这相当于反向吹弧。
§ 4.2 电弧的产生及灭弧方法
4.2.1 电弧及其主要危害 电弧— 一种高温、强光的电游离现象,开关电器和线路中一种必然的 物理现象,是电流的延续。 1.电弧的主要特征 (1)能量集中,发出高温、强光。 (2)自持放电,维持电弧稳定燃烧所需电压很低。 (3)游离的气体,质轻易变。 2.电弧的危害 (1)延长了电路的开断时间,从而使故障对供配电系统造成更大的损 坏。 (2)高温使开关触头变形、熔化,从而导致接触不良甚至损坏。 (3)高温可能造成人员灼伤甚至直接或间接的死亡,强光可能损害人 的视力。 (4)引起弧光短路,严重时造成爆炸事故。
4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法 1.速拉灭弧法 是开关电器中最基本的灭弧方法。高低压断路器中都装有强力的断路弹簧, 目的就是加速触头的分断速度。 2.冷却灭弧法 利用介质如油等来降低电弧的温度从而增强去游离来加速电弧的熄灭。 3.吹弧灭弧法 利用外力如气流、油流或电磁力来吹动电弧,使电弧拉长,同时也使电弧 冷却,电弧中的电场强度降低,复合和扩散增强,加速电弧熄灭。 (1)按吹弧的方向(相对电弧方向)分 纵吹和横吹,如图4–1a和图4–1b所示。
4.2.3 电弧的熄灭
1.电弧熄灭的条件 去游离率大于游离率,即其中离子消失的速率大于离子产生的速率。 2.去游离方式
(1)复合 正、负带电质点重新结合为中性质点 电弧中温度越低,电场强度越弱,截面越小,介质的性质越稳定,密度越 高,复合愈快。
(2)扩散 电弧中的带电质点向电弧周围介质散发开去,使弧区带电质 点的浓度减少。 电弧与周围介质的浓度差越大,电弧与周围介质的温度差越大,电弧截面 越小,扩散就越强烈。 3.交流电弧的熄灭 电流过零时,电弧将暂时熄灭,弧柱温度急剧下降,高温游离中止,去游 离大大增强,阴极附近空间的绝缘强度迅速增高。由于交流电流每一个周 期两次过零值,在熄灭交流电弧时,就是充分利用这一特点来加速电弧的 熄灭。
4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法
7.真空灭弧法 将开关触头装在真空容器内,产生的电弧(真空电弧)较小,且在电流第 一次过零时就能将电弧熄灭。真空断路器就是利用这种原理来熄灭电弧的。 8.六氟化硫(SF6)灭弧法 SF6气体具有优良的绝缘性能和灭弧性能,绝缘强度约为空气的3倍,而绝 缘强度的恢复速度约比空气快100倍,可极大的提高开关的断流容量和减少 灭弧所需时间。
4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法
4.长弧切短灭弧法 如图 4–5所示,利用金属片(如钢栅片)将长弧切成若干短弧。当外施电压 (触头间)小于电弧上的电压降时,电弧不能维持而迅速熄灭。低压断路器和部 分刀开关的灭弧罩就是利用这个原理来灭弧的。
4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法 5.粗弧分细灭弧法 将粗弧分成若干平行的细小电弧,增大了接触面,降低电弧的温度,从而使 带电质点的复合和扩散得到加强,使电弧加速熄灭。 6.狭沟灭弧法 如图4-6所示,陶瓷制成的绝缘灭弧栅使电弧在固体介质所形成的狭沟中燃 烧,冷却条件改善,电弧与介质表面接触使带电质点的复合增强,从而加速 电弧的熄灭。如有的熔断器在熔管中充填石英砂,就是利用狭沟灭弧原理。