工厂变配电所及其一次系统介绍

这与电流互感器二次侧接地的目的相同，也是为了防止一、二次绕组 绝缘击穿时一次侧的高电压窜入二次侧而危及人身和设备的安全。
（3） 电压互感器在连接时要注意其端子的极性
电压互感器在连接时一定要注意端子的极性，否则其二次侧所接仪表 、继电器中的电压就不是预想的电压而影响正确测量，乃至引起保护 装置的误动作。
电压互感器的一次电压U1与其二次电压U2之间 有下列关系： U1≈N1/N2U2≈KUU2
←电压互感器 1铁心,2一次绕组,3二次绕组
2.电压互感器的分类
按相数分，有单相、三相三芯柱和三相五芯柱式； 按绕组分，有双绕组式和三绕组式；
按绝缘与其冷却方式分，有干式（含环氧树脂浇注式）、油浸式和充气式 （SF6）；
第四章 工厂变配电所及其一次系统
本章主要内容：
工厂变配电所任务和类型 电力变压器 电流互感器和电压互感器 高压、低压一次设备结构、原理及选择 变配电所主接线图的分析
第一节 工厂变配电所的任务和类型
一、变配电所的任务
变电所：受电、变压、配电的任务 配电所：受电、配电的任务
二、变配电所的类型
工厂变电所：总降压变电所
分类
（1）按功能分：升压变压器和降压变压器； （2）按相数分：单相和三相变压器； （3）绕组导体的材料：铜绕组和铝绕组；
铜绕组电阻率小，但价格贵；铝绕组的电阻率大，但是价格便 宜 ； （4）冷却方式和绕组绝缘分：油浸式和干式；
（5）按用途分：普通变压器和特种变压器； （6）调压方式：无载调压变压器和有载调压变压器；
（一）、电弧的产生
触头在分断电流时，触头本身及触头周围的介质中含有 大量可被游离的电子，在外加电压足够大时，产生强烈的电 游离而发生电弧。
1、产生电弧的游离方式：
1）热电发射：触头分断电流时，阴极表面由于大电流收缩集中，出现 炽热光斑，触头表面电子吸收热能发射到触头间隙，形成自由电子。 2）高电场发射：触头开断初，电场强度大，触头表面电子被强行拉出 。 3）碰撞游离：高速电子碰撞中性质点，使中性质点变成正离子和自由 电子，当离子浓度足够大时，介质击穿产生电弧。 4）热游离：电弧中心温度高达10000摄氏度，电弧中的中性质点游离为 正离子和自由电子。
4.电压互感器使用注意事项
（1） 电压互感器在工作时其二次侧不得短路 由于电压互感器一、二次侧都是在并联状态下工作的，发生短路时将
产生很大的短路电流，有可能烧毁互感器，甚至影响一次电路的安全 运行，因此电压互感器的一、二次侧都必须装设熔断器进行短路保护 ，熔断器的额定电流一般为0.5 A。 （2） 电压互感器的二次侧有一端必须接地
因此单台变压器容量选为1000kVA。
五、电力变压器并列运行条件
1、变压器的一、二次额定电压必须对应相等。 2、变压器的阻抗电压（短路电压）必须相等。 3、变压器的连接组别必须相同。 4、变压器的容量尽量相同或相近，最大容量与最小容量之比不超 过3：1。
例4-2 现有一台S9-800/10型配电变压器与一台S9-2000/10型配电变压器并列 运行，均为Dyn11联结。问总负荷达到2800kVA时，上列变压器中哪一台将要过负 荷？过负荷可达多少？
车间变电所单台变压器容量上限：1000KVA或1250KVA
SN .T S30(12) SN.T 0.7S30
例： 某10/0.4kV车间变电所，总计算负荷为1400kVA，其中一、二级负 荷为750kVA，试初步确定主变压器台数和单台容量。
解：由于变电所所有一、二级负荷，所以变电所应选用两台变压器。 SN.T ≥ 0.7S30=0.7×1400=980KVA SN.T ≥ S30（1+2） =750kVA
二．变压器型号表示： 直接从型号上分析变压器的类型和特性，决定是否符合现场的需要。
三、联接组别及选择
变压器一、二绕组因采取不同的联结方式而形成一、二侧对应的 线电压之间不同相位关系。常用两种联结方式：
Yyn 0 即 Y /Y0 12 Dyn11 即 / Y0 11
图4-4 变压器Yyn0联结组 a)一、二次绕组接线图 b)一、二次电压相量图
按准确度等级分，测量用电流互感器有 0.1、0.2、0.5 、1、3、5六个 等级，保护用电流互感器有5P和10P两级。
图为户内低压 500V 的 LMZJ1-0.5 型（ 500-800/5）母线式电流互感器的外形 图。它本身没有一次绕组，母线从中 孔穿过，母线就是其一次绕组（1 匝 ）。
LMZJ1-0.5 型电流互感器
（2）二次绕组匝数很多，阻抗大 ，与后面的测量仪表、继电器 等电流线圈串联，形成闭合回 路；由于串联的仪表以及继电 器的电流线圈阻抗很小，二次 线圈在正常情况下接近于短路 状态。
电流互感器的变比：
Ki
I 1n I 2n
Kn
N2 N1
2.常用接线方案
电流互感器在三相电路中常用的接线方 案有：
（1） 一相式接线: 电流线圈通过的电流反映一次电路对应
（3） 三相 Y 形接线:
这种接线的三个电流线圈正好反映各相电流，因此广泛用于中性点直接 接地的三相三线制特别是三相四线制电路中，用于测量或继电保护。
3.电流互感器的类型
按一次绕组的匝数分，有单匝式（包括母线式、心柱式、套管式）和 多匝式（包括线圈式、线环式、串级式）；
按用途分，有测量用和保护用两大类；
绝缘灭弧栅对电弧的作用 1绝缘栅片，2电弧，3触头
三、高压熔断器 (fuse，文字符号为FU)
在电路电流超过规定值并经过一定时间后，使熔体熔化而分断电流、 断开电路的一种保护电器。熔断器的功能主要是对电路及设备进行短路保 护，有的熔断器还具有过负荷保护的功能。
高压熔断器全型号的表示和含义如下：
1、RN1和RN2型户内高压管式熔断器（限流式）
按安装地点分，有户内式和户外式。
图 为应用广泛的单相三绕 组、户内JDG-0.5， JDZ-10型电压互感器 。
JDG-0.5，JDZ-10型电压互感器
３、电压互感器的常用接线方式
单相电压互感器、V/V型、三相五柱式等
电压互感器的接线方案→
a)一个单相电压互感器 b)两个单相电压互感器接成V/V形 c)三个单相电压互感器接成Yo／ Yo形 d)三个单相三绕组或一个三相五 芯柱三绕组电压互感器接成Yo／ Yo／△(开口三角)形
4、开关电器中常用的灭弧方法
速拉灭弧法、冷却灭弧法、吹弧灭弧法、长弧切短灭弧法、 粗弧切短灭弧法、狭沟灭弧法、真空灭弧法 、SF6灭弧法。
如图所示（下页）
吹弧方式（1电弧，2触头）
a)横吹
b)纵吹
电动力吹弧
磁力吹弧 1磁吹线圈，2灭弧触头，3电弧
铁磁吸弧 1电弧，2钢片
钢灭弧栅对电弧的作用 1钢栅片，2电弧，3触头
一、概述
1．互感器： 一种特殊的变压器，用于一次回路和二次回路之间的联 络；属于一次设备。
2．分类：
3．互感器作用： 隔离：一二次侧只有电磁联系，高压隔离；保证测量、 监测设备以及人身安全。
变换：将高电压、大电流变换成标准的测量信号，电压 变为100V，电流变为5A或1A；
使测量仪表和继电器标准化，形成了一定的规范、标准 ，利于相关产品的生产和匹配。
ZT 2
6105 kVA 3.00 100 2000kVA
由此可以计算出两台变压器在负荷达2800kVA时各台变压器负担
的负荷分别为
ST 1
2800kVA
3.00 6.25 3.00
908kVA
6.25 ST 2 2800kVA 6.25 3.00 1892kVA
第三节 电流互感器和电压互感器
第四节 高压一次设备
一、一次设备及其分类
一次电路：（主电路、主接线、主回路） 变配电所中承担输送和分配电能任务的电路。
一次设备：一次电路中所有的设备称一次设备。
二、电气设备运行中的电弧问题与灭弧方法
电弧：一种强烈的电游离现象，光亮很强，温度很高，可烧 毁触头、延长断电时间等。（表面温度3000～4000度，弧心 温度10000度。）
2、结论
碰撞游离产生电弧， 热游离维持电弧。
（二）、电弧的熄灭1、电弧熄Biblioteka 的条件去游离率>游离率
2、熄灭电弧的去游离方式
正负带电质点的“复合”，重新成为中性质点 正负带电质点的“扩散”，使电弧区带电质点减少
3、交流电弧的熄灭特点
交流电弧每一个周期要暂时熄灭两次，完善的灭弧装置熄灭 交流电弧一般需要几个周期，真空断路器灭弧只要半个周期，同 等条件下交流电弧比直流电弧容易熄灭。
车间变电所: 车间附设变电所
如下图所示
车间内变电所
1、2内附式，3、4外附式，5车间内式，6露天或半露天 式，7独立式，8杆上，9地下式，10楼上式
第二节 电力变压器（T）
一、电力变压器及其分类
电力变压器是供配电系统中实现电能输送、电压变换，满足不同 电压等级负荷要求的核心器件，使用最多的是三相油浸式电力变压器 和环氧树脂浇注式干式变压器。 •按调压方式分，有单相、三相； •按结构分，有双绕组、单绕组； •按绝缘方式分，有油浸式、干式。
图为户内高压10kV 的 LQJ-10 型线圈式电流互感器的外形图 ，它的一次绕组绕在两个铁芯 上，每个铁芯都有一个二次绕 组，分别为 0.5 级和 3 级，0.5 级接测量仪表，3 级接继电保护 。
LQJ-10 型电流互感器
4.电流互感器使用注意事项
（1） 电流互感器工作时其二次侧不得开路 会使铁芯过热，烧毁互感器，因为二次绕组匝数
远比一次绕组匝数多，还会在二次侧感应出 危险高电压。
（2） 电流互感器的二次侧有一端必须接地
为了防止其一、二次绕组间绝缘击穿时一次 侧的高电压窜入二次侧而危及人身和设备安 全，电流互感器的二次侧有一端必须接地。
（3） 电流互感器在连接时要注意其端子的极性