高压电气设备介绍

一次设备
分类
功能
例
变换设备 变换电压或电流
变压器、互感器
控制设备 控制一次电路通、断
高低压开关电器
保护设备 过电流保护、过电压保护等 熔断器、避雷器
补偿设备 补偿无功功率以提高功率因数 并联电容器
按一次电路接线方案，将有关 高压开关柜、低
成套设备 的一次设备及二次设备组合为 压开关柜、动力
一体的电气装置
动切断故障电流，因此高压断路器还应配有相应的操作机构以实现 自动动作，操作机构有 手动式： 以人工手动方式进行分、断操作，简单，
但不能提供自动分、断操作 电动式：以电磁力作为断路器分、断操作的动力，以CD表示 弹簧式：以弹簧力作为断路器分、断操作的动力，
建筑配电系统常用，以CT表示 液压式：用液压机构提供断路器分、断操作的动力 气动式：用压缩空气提供断路器分、断操作的动力，如空气断路器
63
油浸式变压器在电力系统使用最为广 泛，三相油浸式电力变压器的外形如图 。 其基本结构可分成以下几个部分：铁心、 绕组、绝缘套管、油箱及其他附件等。
铁心和绕组是变压器的主要部件，称为 器身，如图 ，器身放在油箱内部。
feifei45
• 变压器是通过电磁感应实现两个电路之 间能量的，因此它必须具有电路和磁路 两个基本部分。
和照明配电箱
电弧
电弧的基本知识
一、什么是电弧
电弧实际上也就是开关两个触头之间 空气（或其它绝缘介质）局部被击穿， 形成的一个气体导电通道。
电弧的危害
1.开关电器开断电路时，触头虽已分开，但实际并未真正断 开。
2.电弧温度极高, 很容易烧坏开关触头；触头附近的绝缘物 也会遭受破坏；还会引起短路故障、开关电器爆炸、形成 火灾等危害电力系统的安全运行。 3.电弧是一束能导电的气体，它的质量很轻，在电动力、热力 作用下能迅速移动、伸长、弯曲和变形，就很容易造成飞弧短 路和伤人。
干式变压器：以环氧树脂为变压器绕组的绝缘和冷 却方式（用环氧树脂浇注变压器绕组 ）散热稍差，价格高，但防火、防爆 性能好，在现代建筑中的应用日益增 多。
62
三相油浸式电力变压器
变压器
1—信号温度计 2—铭牌 3—吸湿器 4—油枕(储油柜) 5—油位指示器(油标
) 6—防爆管 7—瓦斯继电器 8—高压套管 9—低压套管 10—分接开关 1l—油箱 12—铁心 13—绕组及绝缘 14—放油阀 15—小车 16—接地端子
28
高压隔离开关
GN8—10／600 型 高压隔离开关
高压隔离开关
1—上接线端子 2—静触头 3—闸刀 4—套管绝缘子 5—下接线端子 6—框架 7—转轴 8—拐臂 9—升降绝缘子 10—支柱绝缘子
变电所
29
高压隔离开关
1.符号：QS
2.图例：
高压负荷开关
高压负荷开关
负荷开关是一种灭弧能力介于隔离开关和断 路器之间的简易开关电器。负荷开关与隔离 开关的主要不同是负荷开关装有简单的灭弧 装置，可以接通和断开电路中的负荷电流。 但负荷开关的灭弧能力远不如断路器，不能 切断短路电流。
ZN12B型35kV户内真空断路 器
ZN28A-12户内交流高压真空断路器
常用的真空灭弧室
真空灭弧室由动静 触头、屏蔽罩、波 纹管、玻壳(玻璃、 陶瓷或树脂材料制 成的外壳)等组成，
玻璃灭弧室 陶瓷灭弧室
避雷器
避雷器
避雷器
避雷器 图例
F 阀式避雷器 结构特征 S用—变配电所 Z—变电站用 C—磁吹式
灭弧的方法
1.迅速拉长电弧：提高断路器的分闸速度，采用多断口结构 等。
2.吹弧：利用气体或绝缘油吹动电弧，使电弧拉长、冷却， 这是高压断路器的主要熄弧手段。
3.采用真空：减少碰撞游离的可能性，迅速恢复介质绝缘强 度。
4.弧隙并联电阻：主要用来提高断路器的熄弧能力。通常在 220千伏及以上线路断路器上使用。
格较高的断路器。
1.符号：FU 2.图例：
熔断器
熔断器的型号
XR 限熔 流断 式器
N WT
户 户变 内 外压
器
P设
互计
感序 器号
额补 定充 电型 压号
额 定 电 流
断 流 容 量
其 它 标 志
用用
kV
M.VA
A
户内高压管式熔断器
户内高压管式熔断器
RW 4—10（）型跌开式熔断器
1—上 接线 端子 2— 上静 触 头
熔断器的保护特性
1.熔断器的保护特性是流过熔体的电流越大，熔断器 的熔断时间越短。 2.熔断器具有结构简单、价格低廉、使用灵活等优点； 3.但其容量小，保护特性不稳定。 4.熔断器广泛使用于35千伏及以下电压等级的装置中； 主要作为小功率电力线路、配电变压器等电气设备的 保护。在不太重要而又允许较长时间停电的高压线路 中，熔断器与隔离开关或负荷开关配合使用可代替价
高压断路器
功能： › 通断正常负荷电流 › 自动跳闸，切除短路故障。
结构特点： › 有完善灭弧装置 › 无明显可见的断开间隙
符号：QF
高压断路器的类型
按安装地点分
户内高压断路器 户外高压断路器
按灭弧介质及 灭弧原理
六氟化硫（SF6）断路器 真空断路器
多油断路器 油断路器 少油断路器
压缩空气断路器等。
3—上动触头
4—管帽
5—操作环
6—熔管
7—铜熔丝
8—下动触头
9—下静触头
10—下接线端子
11—绝缘
瓷瓶
12—固定安装板
18
图9—20 RN l、RN 2型高压
熔断器
1—瓷熔管
2—金属管
帽
3—弹性触座 4—熔断指
示器
5—接线端子 6—瓷绝缘
子
7—底座
◆正常运行时，借熔丝张力拉紧使 电路接通
◆线路上发生短路时，短路电流使 熔丝熔断，形成电弧．消弧管由 于电弧烧灼而分解出大量气体， 使管内压力剧增，并沿管道形成 强烈的气流纵向吹弧，使电弧熄 灭
高压隔离开关
5）高压断路器型号的一般表示
G 产品名称 安装场所 W—户外 N—户内
设计序号
额定电压(KV)
其它标志 可以 G—高原型 省略 极限通过电流(KA)
结构标志 T—统一设计 G—改进型 C—穿墙型 D型 W——带防接污地型开关
可以 省略
额定电流(A)
例：GW9—10/800 —10，表示户外型高压隔离开关，设计序号为9， 额定电压为10KV，额定电流为800A，极限通过电流为10KA。
设计序号
1—上接线端 2—火花间隙 3—云母垫圈 4—瓷套管 5—阀片 6—下接线端子
额（定KV电）压
FS4—10型
FS—0.38型58
变压器
• 变压器是一种静止的电气设备，它通过 电磁感应的作用，把一种电压的交流电 能变换成频率相同的另一种电压的交流 电能。
• 在电力系统中和生产生活中，变压器应 用非常广泛。
高低压电气设备
强电弱电区别
➢ 强电和弱电主要区别是用途的不同。强电是用作 一种动力能源。弱电是作为一种信号电,用于信息 传输。电压并不是区分强电和弱电的方法。
➢ 强电电压高、功率大、电流大、频率低，一般用 于市电系统或照明系统等，如空调线、插座线、 高压线、照明线等。
➢ 弱电电压低、功率小、电流小、频率高，一般可 用于电话、电脑、电视机的信号输入，广播系统 ，楼宇自动控制等。
◆熔丝熔断后，失去张力，回转跌 开，造成明显可见的断开间隙
◆“非限流” 熔断器
户 外 高 压 跌 落 式 熔 断 器
户 外 高 压 跌 落 式 熔 断 器
◆ RW10-10F负荷型户外高压跌开式熔断器
◆一般跌开式熔 断器的静触头上 加装简单的灭弧 室，因而能带负 荷操作 ◆“非限流” 熔断器
高压隔离开关的主要用途
隔离电源, 安全检修：高压隔离开关是将需要检修 的电气设备与带电部分相互隔离，保证检修工作的安 全。
在电路中隔离开关常与断路器串联使用，当电气设 备需要停电检修时，先由具有专门灭弧装置的断路器 开断电流，然后在无电流的情况下断开隔离开关，从 而使需要检修的电气设备与其他带电部分之间有明显 可见的断口。
feifei45
变电所
1.电力变压器功能： 实现电网的电压等级变换，是 变电所主要设备。
2.变压器类型 电力变压器绕组的绝缘和冷却方式是影响变压器 使用的主要因素。一般按变压器绕组的绝缘和 冷却方式进行分为油浸式、干式两种形式。
61
变电所
油浸式变压器： 以油为变压器绕组的绝缘和冷却方 式，散热较好，性价比较适中， 但防火、防爆性能较差。
5. 提高弧隙介质压力：有利于加强正负离子复合。
熔断器
熔断器的用途
熔断器实际上是最简单和最早使用的 一种保护电器，它串接在电路中，当电路 发生过负荷或发生短路时，过负荷电流或 短路电流流过熔体，熔体被迅速加热熔断， 切断故障电流，从而保护了电路中其它电 气设备。
熔断器的工作原理
熔断器串联接入被保护电路中，在正 常工作情况下，由于通过熔体的电流较小， 熔体温度虽然上升，但不会熔化，电路可 靠接通；当电路发生过负荷或短路，电流 增大时，熔体温度上升超过熔点而熔断并 迅速熄灭电弧，切断电路。
最大开断电流(KA) 额定电流(A)
例：FW8—10/1000 —10，表示户外型高压隔离开关，设计序号为8，
额定电压为10KV，额定电流为1000A，最大开断电流为10KA。
43
高压断路器
高压断路器
高压断路器的用途
高压断路器在电网中起两方面的作用： 1.控制作用：根据电网运行的需要，将部分电 气设备或线路投入或退出运行； 2.保护作用：在电气设备或电力线路发生故障 时，继电保护或自动装置发出跳闸信号，使断 路器断开，将故障设备或线路从电网中迅速切 除，确保电网中无故障部分的正常运行。
跌落式熔断器在变台区上的应用
高压隔离开关
高压隔离开关
无灭弧装置：高压隔离开关是一种没有专 门的灭弧装置的开关设备，灭弧能力非常 弱。因此，不能用来开断负荷电流或短路 电流。 具有明显可见的断开间隙：隔离开关的触 头暴露在空气中，在分闸状态时有暴露在 空气中的明显可见的断口，在合闸状态时 能可靠地通过负荷电流和短路电流。
高压负荷开关
• 功能:
通断负荷电流和过负荷电流 隔离电源, 安全检修(结构有明显可见的断开间隙 )
• 结构特点：隔离开关+简单的灭弧装置
• 符号：
QL
结构：
1弧动触头，2绝缘喷嘴，3 弧静触头，4接线端子，5 气缸，6活塞，7上绝缘子， 8主静触头，9电弧
FN3—10RT型高压负荷开关 1主轴，2上绝缘子兼气缸，3连杆，4下绝缘子，5框 架，6 RN1型高压熔断器，7下触座，8闸刀，9弧动触 头，10绝缘喷嘴(内有弧静触头)，11主静触头，12上
高压和低压
➢ 电气设备按其工作电压分为高压电气设备和低压 电气设备。
➢高压电气设备：电压等级在1000V及以上者； ➢低压电气设备：电压等级在1000V以下者；
一二
➢担负输送、变换和分配电能任务的电路称为主电 路，也叫一次电路。一次电路中的所有电气设备 称为一次设备 。
➢用来控制、指示、监测和保护一次电路运行的电 路，称为二次电路。二次电路中的所有电气设备 称为二次设备
触座，13断路弹簧，14绝缘拉杆，15热脱扣器
传动机构 弹簧脱扣机构
上接线端子 限流熔断器
真空负荷开关 下接线端子
高压负荷开关－限流熔断器组合电器实物图片
高压负荷开关
高压负荷开关型号的一般表示
F 产品名称 安装场所 W—户外 N—户内
设计序号
额定电压(KV)
其它标志 R—带熔断器 S—熔断器装在开关上面
• 作为电路的是两个或几个匝数不同且彼 此绝缘的绕组，作为磁路的是一个闭合 铁心。
feifei45
一、变压器的结构
变压器是 由套在闭合 铁心上的原 、副两线圈 组成．
feifei45
铁心（磁路部分）
• 铁心的材料
为了提高磁路的导磁性能，减小铁心中的磁滞、 涡流损耗，铁心一般采用高磁导率的铁磁材料— 0.35～0.5mm厚的硅钢片叠成。变压器用的硅钢 片其含硅量比较高。硅钢片的两面均涂以绝缘漆， 这样可使叠装在一起的硅钢片相互之间绝缘。
操作机构和控制回路的电压是选择高压断路器应考虑的因素
变电所
50
型号：
S-少油断路器
其
开断
D-多油断路器 N W 设
额 定
他 标
额 定
断流
Z-真空断路器 户 L- SF6断路器 内
K-压缩空气断路 器
户计 序
外号
电
志
压
kV
G– 改进型
电 流
A
电容 流量
kA M..VA
C-磁吹断路器
2.真空断路器
油断路器
多油断路器 少油断路器
（目前在10、 油作为灭弧 35kV电压等级 和绝缘用 中尚有使用） 油只作灭弧介质用
真空断路器 利用真空作为绝缘和灭弧介质
SF6断路器 利用SF6气体作灭弧和绝缘介质
压缩空气断路器 利用压缩空气吹弧 现基本无应用 磁吹断路器 利用磁场对电弧的作用而熄弧
高压断路器
高压断路器的操作机构 高压断路器在发生故障时，能够在继电保护装置的控制下，自