【正文】 第 3章 供配電一次系統(tǒng) 供配電一次系統(tǒng)學(xué)習(xí)資料 返回總目錄 第 3章 供配電一次系統(tǒng) ?高壓電器及高壓配電裝置 ?變電所的低壓設(shè)備 ?變電所主變壓器數(shù)量及容量的確定 ?變電所的電氣主接線 ?配電網(wǎng)常用電氣主接線形式 ?互 感 器 ?組合式成套變電所 ?本章小結(jié) ?思考題與習(xí)題 本章內(nèi)容 第 3章 供配電一次系統(tǒng) 本章重點(diǎn)講述供配電系統(tǒng)的一次設(shè)備和主接線圖，對(duì)一次設(shè)備著重介紹其功能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、基本原理，對(duì)主接線圖著重闡述其基本要求及一些典型接線的分析。本章是本課程的重點(diǎn)，也是從事供配電系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)和設(shè)計(jì)必備的基礎(chǔ)知識(shí)。 第 3章 供配電一次系統(tǒng) 高壓電器及高壓配電裝置 高壓電器按其功能與作用分為高壓斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)和熔斷器等。 一、 變電所中的高壓電器 1. 高壓斷路器 高壓斷路器 (highvoltage circuitbreaker)，文字符號(hào)為 QF，是一種專用于斷開(kāi)或接通電路的開(kāi)關(guān)設(shè)備，它有完善的滅弧裝置，因此，不僅能通斷正常負(fù)荷電流，而且能接通和承受一定時(shí)間的短路電流，并能在保護(hù)裝置作用下自動(dòng)跳閘，切除短路故障部分。 高壓斷路器按其采用的滅弧介質(zhì)分為：油 (oil)斷路器、六氟化硫 (SF6)斷路器、真空(vacuum)斷路器以及壓縮空氣斷路器等。其中應(yīng)用最廣的是 SF6斷路器和真空斷路器，壓縮空氣斷路器的性能較差，運(yùn)行中故障較高，國(guó)內(nèi)已不再生產(chǎn)，油斷路器也正逐步被 SF6斷路器和真空斷路器所取代。 油斷路器按其油量多少和油的功能，又分多油 (high oil content)和少油 (low oil content)兩大類(lèi)。多油斷路器的油量多，其油一方面作為滅弧介質(zhì)，另一方面又作為相對(duì)地(外殼 )甚至相與相之間的絕緣介質(zhì)。少油斷路器的油量很少 (一般只幾千克 )，其油只作為滅弧介質(zhì)，其外殼通常是帶電的。下面重點(diǎn)介紹我國(guó)應(yīng)用日益廣泛的 SF6斷路器和真空斷路器。 第 3章 供配電一次系統(tǒng) 高壓斷路器全型號(hào)的表示和含義如下： 高壓電器及高壓配電裝置 1) 高壓 SF6斷路器 SF6斷路器，是利用 SF6氣體作滅弧和絕緣介質(zhì)的一種斷路器。 SF6是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒且不易燃的惰性氣體。在 150℃ 以下時(shí)，化學(xué)性能相當(dāng)穩(wěn)定。但 SF6在電弧高溫作用下要分解，分解出的氟 (F2)有較強(qiáng)的腐蝕性和毒性，且能與觸頭的金屬蒸氣化合為一種具有絕緣性能的白色粉末狀的氟化物。因此這種斷路器的觸頭一般都設(shè)計(jì)成具有自動(dòng)凈化的作用。然而由于上述的分解和化合作用所產(chǎn)生的活性雜質(zhì)，大部分能在電弧熄滅后幾微秒的極短時(shí)間內(nèi)自動(dòng)還原，而且殘余雜質(zhì)可用特殊的吸附劑 (如活性氧化鋁 )清除，因此對(duì)人身和 第 3章 供配電一次系統(tǒng) 高壓電器及高壓配電裝置 設(shè)備都不會(huì)有什么危害。 SF6不含碳元素 (C)，這對(duì)于滅弧和絕緣介質(zhì)來(lái)說(shuō)，是極為優(yōu)越的特性。而油斷路器是用油作滅弧和絕緣介質(zhì)的，油在電弧高溫作用下要分解出碳，使油中的含碳量增高，從而降低了油的絕緣和滅弧性能。因此油斷路器在運(yùn)行中要經(jīng)常注意監(jiān)視油色，適時(shí)分析油樣，必要時(shí)要更換新油。 SF6斷路器就無(wú)這些麻煩。 SF6又不含氧元素 (O)，因此它不存在觸頭氧化的問(wèn)題。因此 SF6斷路器較之空氣斷路器，其觸頭的磨損較少，使用壽命較長(zhǎng)。 SF6除具有上述優(yōu)良的物理化學(xué)性能外，還具有優(yōu)良的絕緣性能，在 300kPa下，其絕緣強(qiáng)度與一般絕緣油的絕緣強(qiáng)度大體相當(dāng)。 SF6氣體是電負(fù)性氣體，即其分子和原子具有很強(qiáng)的吸附自由電子的能力，可以大量吸附弧隙中參與導(dǎo)電的自由電子，生成負(fù)離子。由于負(fù)離子的運(yùn)動(dòng)要比自由電子慢得多，因此很容易和正離子復(fù)合成中性的分子和原子，大大加快了電流過(guò)零時(shí)弧隙介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)，即 SF6在電流過(guò)零時(shí)，電弧暫時(shí)熄滅后，具有迅速恢復(fù)絕緣強(qiáng)度的能力，從而使電弧難以復(fù)燃而很快熄滅。 SF6斷路器的結(jié)構(gòu)，按其滅弧方式分，有雙壓式和單壓式兩類(lèi)。雙壓式具有兩個(gè)氣壓系統(tǒng)，壓力低的作為絕緣，壓力高的作為滅弧。單壓式只有一個(gè)氣壓系統(tǒng)，滅弧時(shí)， SF6的氣流靠壓氣活塞產(chǎn)生。單壓式的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， LN LN2型斷路器均為單壓式。 圖 LN210型戶內(nèi)式 SF6斷路器的外形結(jié)構(gòu)圖，其滅弧室結(jié)構(gòu)和工作示意圖如圖。 第 3章 供配電一次系統(tǒng) 高壓電器及高壓配電裝置 1— 接線端子 2— 絕緣筒 (內(nèi)有氣缸和觸頭 ) 3— 下接線端子 4— 操動(dòng)機(jī)構(gòu)箱 5— 小車(chē) 6— 斷路彈簧 圖 LN210型高壓 SF6斷路器 1— 靜觸頭 2— 絕緣噴嘴 3— 動(dòng)觸頭 4— 氣缸 (連同動(dòng)觸頭由操動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng) ) 5— 壓氣活塞 (固定 ) 6— 電弧 圖 SF6斷路器滅弧室結(jié)構(gòu)和工作示意圖 第 3章 供配電一次系統(tǒng) 高壓電器及高壓配電裝置 由圖 SF6斷路器滅弧室結(jié)構(gòu)可以看出，斷路器的靜觸頭和滅弧室中的壓氣活塞是相對(duì)固定不動(dòng)的。分閘時(shí)，裝有動(dòng)觸頭和絕緣噴嘴的氣缸由斷路器操作機(jī)構(gòu)通過(guò)連桿帶動(dòng)，離開(kāi)靜觸頭，造成氣缸與活塞的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，壓縮 SF6氣體，使之通過(guò)噴嘴吹弧，從而使電弧迅速熄滅。 SF6斷路器與油斷路器比較，具有斷流能力大、滅弧速度快。絕緣性能好和檢修周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，適于頻繁操作，且無(wú)易燃易爆危險(xiǎn)，但其缺點(diǎn)是，要求制造加工的精度很高，對(duì)其密封性能要求更嚴(yán)，因此價(jià)格較貴。 SF6斷路器主要用于需頻繁操作及有易燃易爆危險(xiǎn)的場(chǎng)所，特別是用作全封閉式組合電器。 SF6斷路器配用 CD10等型電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)或 CT7等型彈簧操作機(jī)構(gòu)。 圖 CT7型彈簧操作機(jī)構(gòu)的外型尺寸圖，圖 。 1— 合閘按鈕 2— 分閘按鈕 3— 儲(chǔ)能指示燈 4— 分合閘指示燈 5— 手動(dòng)儲(chǔ)能轉(zhuǎn)軸 6— 輸出軸 圖 CT7型彈簧操作機(jī)構(gòu)外形尺寸圖 第 3章 供配電一次系統(tǒng) 高壓電器及高壓配電裝置 1— 傳動(dòng)帶 2— 儲(chǔ)能電動(dòng)機(jī) 3— 傳動(dòng)鏈 4— 偏心輪 5— 操作手柄 6— 合閘彈簧 7— 棘爪 8— 棘輪 9— 脫扣器 10— 連桿 11— 拐臂 12— 偏心凸輪 13— 合閘電磁鐵 14— 輸出軸 15— 掣子 16— 杠桿 17— 連桿 圖 CT7型彈簧操作傳動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 2) 高壓真空斷路器 高壓真空斷路器是利用“真空”氣壓為 (102～106Pa)滅弧的一種斷路器，其觸頭裝在真空滅弧室內(nèi)。由于真空中不存在氣體游離的問(wèn)題，所以該斷路器的觸頭斷開(kāi)時(shí)很難發(fā)生電弧。但是在感性電路中，滅弧速度過(guò)快，瞬間切斷電流 將使 極大，從而使電路出現(xiàn)過(guò)電壓 ( )，這對(duì)供電系統(tǒng)是很不利的。因此，這“真空”不能是絕對(duì)的真空，而能在觸頭斷開(kāi)時(shí)因高電場(chǎng)發(fā)射和熱電發(fā)射而產(chǎn)生一點(diǎn)電弧，這電弧稱為“