第一章 发电厂、变电所的一次电气设备

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1250
20
50
20(4S)
ZN5-10/630
630
20
50
20(2S)
0.05
0.1
专用CD型
ZN5-10/1000
1000
20
50
20(2S)
ZN5-10/1250
1250
25
63
25(2S)
ZN12-10
10
1250
2000
25
63
25(4S)
0.06
0.1
CT8等
ZN12-10/1250~3150-
④外壳带电,必须与大地绝缘,人体不许触及,但燃烧爆炸的危险性较小
现广泛用在不需频繁操作及不要求高速开断的场合
少油断路器(SN、SW型)
SN10-10型高压少油断路器
1-铝帽2-上接线端3-油标4-绝缘筒(内装灭弧室及触头)5-下接线端6-基座
7-主轴8-框架9-断路弹簧
现广泛用在不需频繁操作及不要求高速开断的场合
(二)、高压开关设备的分类
1、仅用来在正常工作情况下,断开或闭合正常工作电流的开关电器。如高压负荷开关。
2、仅用来断开故障情况下的过负荷电流或短路电流的开关电器,如高低压熔路器。
3、既用来断开或闭合正常工作电流,也用来断开或闭合过负荷或短路电流的开关设备,如高压断路器、低压空气开关等。
4、不要求断开或闭合电流,只用来在检修时隔离电压的开关电器,如隔离开关等。
可连续多次重合闸,能进行频繁操作,开断电容电流性能好。
35KV及以下户内变电所、工矿企业中较频繁操作的场所。
六氟化硫
单压式结构简单,密封要求严,对工艺和材料要求高。
额定电流和开断能力都可以做的很大,各种开断性能均好。
110KV及以上大容量变电所及频繁操作场所。
固体产气
结构简单,重量轻,制造方便。
额定电流和开断电流不易做的大,断口电压亦不易做的高。
0.15
0.2
CT8
CD10 I
1000
16
300
40
16(4S)
SN10-10II
1000
31.5
500
80
31.5(2S)
0.06
0.2
CD10 I、II
SN10-10III
1250
40
750
125
40(2S)
0.07
0.2
CD10 III
2000
40
750
125
40(4S)
3000
40
750
125
①开关触头在绝缘泪中闭合和断开
②油兼有灭弧和绝缘功能,油量多
③结构简单,但体积较大,耗用钢材多
④外壳接地,人体触及无触电危险,但有易燃易爆危险
过去曾广泛应用,但其缺点较严重,因此现已趋于淘汰
少油断路器(SN、SW型)
①开关触头在绝缘油中闭合和断开
②油只作灭弧介质用,油量少
③结构简单,且体积小,重量轻
3-下接线端(后面出线)4-机构箱5-合闸电磁铁
6-分闸电磁铁7-断路弹簧8-底座
六氟化硫(SF6)断路器(LN、LW)
①开关触头在SF6气体中闭合和断开
②SF6气体兼有灭弧和绝缘功能
③灭弧能力强,亦属高速断路器
④SF6气体本身无毒,但在电弧的高温作用下会产生氟化氢等有强烈腐蚀性的剧毒物,检修时应注意防毒
保证开断元件有可靠的对地绝缘,承受开断元件的操作力及各种外力。
传动元件
各种连杆、齿轮、拐臂、液压管道、压缩空气管道等。
将操作命令及操作力传递给开断元件的触头及其它部件。
基座
开关本体的底架、底座等。
整台产品的基础。
操动机构
弹簧、液压、电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、气动及手动机构的本体及其配件等。
为开断元件分合闸操作提供能量,并实现各种规定的操作。
6、额定动稳定电流(Iem)
断路器能够承受短路电流电动力作用的性能,这个电流值的大小由导电及绝缘部分的机械强度所决定。
7、合闸时间
对有操作机构的断路器,自发出合闸信号(即合闸线圈加上电压)起,到断路器接通时为止所经过的时间,为断路器的合闸时间。
8、分闸时间
断路器开断过程的快慢的参数。从得到分闸命令起,到断路器电弧熄灭为止经过的时间,称为断路器的全分闸时间。从电力系统对开断短路电流的要求看,希望分闸越快越好,即对于高压断路器,固有分闸时间和燃弧时间都必须尽量缩短。
敞开式组合电器
C
操作机构
熔断器
例1:SN 10-10 / 3000-31.5
S-少油N-户外10设计系列号10千伏/3000安额定工作电流31.5千安额定开断电流。
例2:DW1-35/1000-25
D-多油W-户外1设计系列号35千伏/1000A额定工作电流25千安额定开断电流
例3:SW2-35/1000-16
真空断路器(ZN、ZW型)
①开关触头在高真空(气压为10-2~10-6Pa)的容器内闭合和断开
②灭弧能力强,燃弧时间短,属高速断路器
③触头不受外界有害气体的侵蚀,电磨损小,寿命长
④结构简单,体积小,重量轻,且可采用积木式结构,系列性强
⑤无易燃易爆介质,因此无易燃易爆危险
1-上接线(后面出线)2-真空灭弧(内有触头)
LN2-35II
1250
25
63
25(4S)
LN2-35III
1600
25
63
25(4S)
LN2-10
10
1250
25
63
25(4S)
0.06
0.15
CD12 I
CD8 I
(二)、断路器的种类和特点表1-4
表1-4断路器的分类及主要特点表
类别
结构特点
技术性能
主要场所
多油
触头系统及灭弧室安装在接地的油箱中,主要用油作为对地的绝缘介质。
③结构较复杂,但亦可采用积木式结构,系列性强
主要用于超高压电网中及不适于采用SF6断路器的高寒地区
表1-2高压短路器基本组成部分的主要零部件及功能表
名称
主要零部件
功能
开断元件
主灭弧室、主触头系统、主导电回路、辅助灭弧室、辅助触头系统、并联电阻等。
开断及关合电力线路,安全隔离电源。
支持绝缘件
瓷柱、瓷套管、绝缘套等构成的支柱本体、拉紧绝缘子等。
0.06
0.4
CT2-XG
SW2-35/1500
1500
24.8
1500
63.4
24.8(4S)
油内
SN10-35I
35
1000
16
1000
40
16(4S)
0.06
0.2
0.25
CT10
CD10N
SN10-35II
1250
20
50
20(4S)
SN10-10I
10
630
16
300
40
16(4S)
0.06
35KV及以下户外小容量变电所
此外还有压缩空气开关、磁吹开关
(三)、断路器(及操作机构)产品型号的的编制
安装地点代号:户内(N)、户外(W)
表1-5产品字母代号
少油断路器
D
多油断路器
K
空气断路器
L
六氟化硫断路器
Z
真空断路器
C
磁吹断路器
Q
产气断路器
F
负荷开关
G
隔离开关
J
接地短路器
ZF
全封闭式组合电器
SH
9、自动重合闸性能
10、部分常用高压断路器技术数据。见表1-3
表1-3部分常用高压断路器技术数据
类别
型号
额定电压
kV
额定电流
A
开断电流
kA
断流
容量
MV·A
动稳定电流峰值/kA
热稳定电流
kA
固有分闸时间/s≯
合闸时间/s≯
配用操动机构型号
油外
SW2-35/1000
35
1000
16.5
1000
45
16.5(4S)
S-少油W-户外2设计系列号35千伏/1000A额定工作电流16千安额定开断电流
例4:ZN12-10/1250-25
Z-真空N-户内12设计系列号10千伏1250A额定工作电流25千安,额定开断电流。
表1-6操作机构操作方式字母代号
操作方式
手动
电磁
电动机
弹簧
重锤
气动
液压
字母代号
第一章发电厂、变电所的一次电气设备
第一节 概述
一、发电厂、变电所一次设备的概念
直接生产和输配电能的设备称为一次设备。包括发电机、变压器、断路器、隔离开关、母线、电抗器、自动空气开关、电力电缆、架空线路、避雷器、电流互感器、电压互感器等。
二、电力系统的描述
为了提高供电的可靠性和经济性,目前广泛地将许多发电厂用电力网络连接起来并联工作。这些由发电厂、配电装置、升压和降压变电所、电力线路及电能用户所组成的统一整体,称为电力系统。电力系统中由各级电压的输配电线路和变电所组成的部分称为电网。
(一)、高压开关设备的基本要求
1、可靠性要求高。
2、能承受很大的瞬时功率。电力系统中的故障电流往往为几倍、几十倍的额定电流,持续时间达几秒钟。开关设备具有能承受,开断及关合故障电流的能力。
3、动作时间快速。开断故障电流时间的快慢,会影响电力系统传输功率的大小及系统运行的稳定。要求断路器在接到继电保护的动作信号后,在几十毫秒内开断故障电流;在“合、分”操作时,触头短接时间在100毫秒以内。
额定电流不易做大,一般开断小电流,燃弧时间较长,动作速度慢。
35KV及以下变电所
少油
对地绝缘主要是靠固体介质,结构较简单,制造方便。
若配液压机构,制造工艺要求高。
积木式结构可做到任何使用电压等级,开断电流大。全开断时间短。
各电压等级的户内、外变电所,是现有生产量最大的品种。
真空
体积小,重量轻,灭弧室工艺及材料的要求高。
4、额定断流容量(Shr n)
由于开断能力既和开断电流有关,也和额定电压有关。因此通常采用一个综合值。即以额定断流容量来表示断路器的开断能力。
Shr n = Un* Idl.e
5、热稳定电流(It.n)
It.n表明断路器能承受短路电流热效应的能力。热稳定电流是表明断路器在某规定时间(国标4秒)内允许运行的最大电流。
40(4S)
空内
ZN23-35
35
1600
25
63
25(4S)
0.06
0.075
CT12
ZN3-10I
10
630
8
20
8(4S)
0.07
0.15
CD10等
ZN3-10III
1000
20
50
20(2S)
0.05
0.10
ZN4-10/1000
1000
17.3
44
17.3(4S)
0.05
0.2
CD10等
ZN4-10/1250
第二节、高压开关设备
一、高压开关设备在电力系统中的作用及要求
高压开关设备用于开断和关合、额定电压为3KV及以上的电力设备。它在电力系统中的应用见图1-1。
在电力系统中,发电机、变压器等设备,由于电力系统的安全、可靠和经济运行的需要,须将它们投入或退出而要进行操作。
例如:1、正常情况下可靠的接通和开断电流;
⑤结构简单,且亦可采用积木式结构
⑥无燃烧爆炸危险
LN2-10型六氟化硫断路器
1-上接线端2-绝缘筒(内为汽缸及触头系统)
3-下接线端4-操动机构箱5-小车
6-断路弹簧
亦适于频繁操作和要求高速开断的场合,但不适于高寒地区
压缩空气断路器(QW型)
①利用压缩空气吹动电弧,并使电弧熄灭
②灭弧能力强,分断时间短,断流能力大
2、额定电流(In)
断路器长期通过额定电流时,其各部分的发热温度不应超过允许值。我国目前所采用的额定电流标准有200、400、600、1000、1500、2000、3000、4000、5000、6000、8000、10000安培。
3、额定开断电流(Idl.e)
在额定电压下,断路器能够可靠切断的最大电流,称为额定开断电流(Idl.e),表明了断路器的开断能力。
2、改变运行方式时,可以灵活地进行切换操作;
3、在电路发生故障情况或不正常工作状态时,可以迅速的切断故障电流。将故障范围限制在局部地区内,并使未故障部分继续运行。以提高电力系统运行可靠性;
4、在检修设备时,隔离带电部分,保证工作人员的安全等。
为了完成以上的运行操作要求,在电气系统中必须安装一些高压开关设备。
1250
2000
2500
3150
31.5.40
80,
100
31.5(4S)
40(4S)
ZN24-10/
1250-20
10
1250
20
50
20(4S)
0.06
0.1
CT8等
ZN24-10
1250
2000
31.5
80
31.5(4S)
LN2-35I
35
1250
16
40
16(4S)
0.06
0.15
CT12II
二、高压断路器形式及操动机构
(一)、高压断路器的主要技术参数:
1、额定电压(Un)
额定电压是保证断路器正常长期工作的电压。断路器额定电压等级有10、20、35、60、110、220、330、500KV各级。额定电压指的是线电压,标于断路器的设备铭牌上。
按国家标准,对于额定电压在220KV及其以下的设备,其最高工作电压为额定电压的1.15倍;对于330KV电压等级的设备为额定电压的1.1倍;
三、电力系统主接线
在发电厂和变电所中,各种电气设备根据工作的要求和它们的作用,依一定次序连接成的一次设备电路称为电气主接线或一次接线(主电路)。电气主接线主要指发电厂、变电所、电力系统中传输电能的通路,这些通路中有发电机、变压器、母线、断路器、隔离开关、电抗器、线路等设备。它们的连接方式,对供电可靠、运行灵活,检修方便以及经济合理起着决定性的作用。
高压开关设备的分类见表1-1
(三)、高压开关设备的基本组成:
高压开关设备品种型号很多,但其组成是由以下五部分:开断元件、支撑绝缘件、传动元件、基座及操作机构组成。见表1-2
表1-1高压断路器的类型、结构特点及其应用范围
类别
结构特点
应用范围
高压断路器(参看表LC11-1序号76~80)
多油断路器(DN、DW型)
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