【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 時(shí)接通或斷開電路，故障情況在繼電保護(hù)裝置的作用下迅速斷開電路，特殊情況（如自動(dòng)重合到故障線路上時(shí) )下可靠地接通短路電流。高壓斷路器是在正?；蚬收锨闆r下接通或斷開高壓電路的專用電器。 安徽理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 斷路器的工作狀態(tài)（斷開或者閉合）是由他的操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制的。 高壓負(fù)荷開關(guān)、高壓隔離開關(guān)和高壓斷路器的區(qū)別： 1)高壓負(fù)荷開關(guān)是可以帶負(fù)荷分?jǐn)嗟模凶詼缁」δ?，但它的開斷容量很小很有限。 2)高壓隔離開關(guān)一般是不能帶負(fù)荷分?jǐn)嗟?，結(jié)構(gòu)上沒有滅弧罩，也有能分?jǐn)嘭?fù)荷的高壓 隔離開關(guān)，只是結(jié)構(gòu)上與負(fù)荷開關(guān)不同，相對(duì)來說簡(jiǎn)單一些。 3)高壓負(fù)荷開關(guān)和高壓隔離開關(guān)，都可以形成明顯斷開點(diǎn)，大部分高壓斷路器不具隔離功能，也有少數(shù)高壓斷路器具隔離功能。 4)高壓隔離開關(guān)不具備保護(hù)功能，高壓負(fù)荷開關(guān)的保護(hù)一般是加熔斷器保護(hù)，只有速斷和過流。 5)高壓斷路器的開斷容量可以在制造過程中做的很高。主要是依靠加電流互感器配合二次設(shè)備來保護(hù)?？删哂卸搪繁Ｗo(hù)、過載保護(hù)、漏電保護(hù)等功能 。 高壓斷路器的主要結(jié)構(gòu)大體分為 ： 導(dǎo)流部分，滅弧部分，絕緣部分，操作機(jī)構(gòu)部分。高壓開關(guān)的主要類型按滅弧介質(zhì)分為 ： 油斷路器 ，空氣斷路器，真空斷路器，六氟化硫斷路器，固體產(chǎn)氣斷路器， 磁吹斷路器。 按操作性質(zhì)可分為 ： 電動(dòng)機(jī)構(gòu)，氣動(dòng)機(jī)構(gòu)，液壓機(jī)構(gòu)，彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)，手動(dòng)機(jī)構(gòu)。 1)油斷路器。利用變壓器油作為滅弧介質(zhì)， 分多油和少油兩種類型。 2)六氟化硫斷路器。采用惰性氣體六氟化硫來滅弧，并利用它所具有的很高的絕緣性能來增強(qiáng)觸頭間的絕緣。 3)真空斷路器。觸頭密封在高真空的滅弧室內(nèi)，利用真空的高絕緣性能來滅弧。 4)空氣斷路器。利用高速流動(dòng)的壓縮空氣來滅弧。 5)固體產(chǎn)氣斷路器。利用固體產(chǎn)氣物質(zhì)在電弧高溫作用下分解出來的氣體來滅弧。 6)磁吹斷路器。斷路時(shí)， 利用本身流過的大電流產(chǎn)生的電磁力將電弧迅速拉長(zhǎng)而吸人磁性滅弧室內(nèi)冷卻熄滅。 隔離開關(guān) 隔離開關(guān)是 高壓 開關(guān) 電器 中使用最多的一種電器，顧名思義，是在 電路 中起隔離作用的它本身的工作原理及結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但是由于使用量大，工作可靠性要求高，對(duì) 變電所 、電廠的設(shè)計(jì)、建立和安全運(yùn)行的影響均較大。刀閘的主要特點(diǎn)是無滅弧能力，只能在沒有 負(fù)荷 電流 的情況下分、合 電路 。 隔離開關(guān)用途是： 1)分閘后，建立可靠的絕緣間隙，將需要檢修的設(shè)備或 線路 與電源用一個(gè)明安徽理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 顯斷開點(diǎn)隔開，以保證檢修人員和設(shè)備的安全。 2)根據(jù)運(yùn)行需要，換接線路。 3)可用來分、合線路中的 小電流 ，如套管、 母線 、連接頭、短 電纜 的充電電流，開關(guān)均壓 電容 的電容電流， 雙母線 換接時(shí)的環(huán)流以及電壓互感器的 勵(lì)磁電流等。 4)根據(jù)不同結(jié)構(gòu)類型的具體情況，可用來分、合一定容量 變壓器 的空載勵(lì)磁電流。 高壓隔離開關(guān)按其安裝方式的不同，可分為戶外高壓隔離開關(guān)與戶內(nèi)高壓隔離開關(guān)。戶外高壓隔離開關(guān)指能承受風(fēng)、雨、雪、污穢、凝露 、冰 及農(nóng)霜 等作用，適于安裝在露臺(tái)使用的高壓隔離開關(guān)。按其絕緣支柱結(jié)構(gòu)的不同可分為 單柱式隔離開關(guān) （ singlecolumn disconnector) 、 雙 柱 是 隔 離 開 關(guān) （ doublecolumn disconnector)、 三柱式隔離開關(guān) （ threecolumn disconnector)。其中單柱式隔離開關(guān)在架空母線下面直接將垂直空間用作斷口的電氣絕緣，因此，具有的明顯優(yōu)點(diǎn)，就是節(jié)約占地面積，減少引接導(dǎo)線，同時(shí)分合閘狀態(tài)特別清晰。在超高壓輸電情況下， 變電所 采用 單柱式隔離開關(guān) 后，節(jié)約占地面積的效果更為顯著 。 隔離開關(guān)在低壓設(shè)備中主要適用于民宅、建筑等低壓終端 配電系統(tǒng) 。主要功能：帶 負(fù)荷 分?jǐn)嗪徒油ň€路 隔離開關(guān)特點(diǎn)： 1)在 電氣設(shè)備 檢修時(shí)，提供一個(gè)電氣間隔，并且是一個(gè)明顯可見的斷開點(diǎn)，用以保障維護(hù)人員的人身安全。 2)隔離開關(guān)不能帶負(fù)荷操作：不能帶額定負(fù)荷或大負(fù)荷操作，不能分、合負(fù)荷電流和短路電流，但是有滅弧室的可以帶小負(fù)荷及空載線路操作。 3)一般送電操作時(shí)：先合隔離開關(guān)，后合 斷路器 或負(fù)荷類開關(guān)； 斷電操作時(shí)：先斷開斷路器或負(fù)荷類開關(guān)，后斷開隔離開關(guān)。 4)選用時(shí)和其它的 電氣設(shè)備 相同，其額定電壓、 額定電流 、動(dòng)穩(wěn)定電流、熱穩(wěn)定電流等都必須符合使用場(chǎng)合的需要。隔離開關(guān)的作用是斷開無負(fù)荷電流的電路 。 使所檢修的設(shè)備與電源有明顯的斷開點(diǎn)，以保證檢修人員的安全 ,隔離開關(guān)沒有專門的滅弧裝置不能切斷負(fù)荷電流和短路電流，所以必須在電路在斷路器斷開電路的情況下才可 以操作隔離開關(guān)。 儀用互感器 儀用互感器是保證電能系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要設(shè)備，它主要有兩種：一種是電壓互感器，他將一次系統(tǒng)的高電壓變成 100v 或 100/ 3 的低電壓，另一種是電流互感器它將一次系統(tǒng)中的大電流變換成 5A 或 1A 的小電流，并與一次系統(tǒng)的高電壓隔離。儀用互感器的二次電壓或電流用于測(cè)量?jī)x器或繼電保護(hù)自動(dòng)裝置，使安徽理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 二次設(shè)備與高壓隔離，保證設(shè)備和人生安全。 儀用互感器用途如下： 1） 擴(kuò)大交流儀表的量程：利用儀用互感器把大電流、高電壓按比例地變換成小電流、低電壓 ，在用低量程的儀表進(jìn)行測(cè)量，就相當(dāng)于擴(kuò)大了交流儀表的量程，同時(shí)大大降低了儀表本身的功耗。 2） 測(cè)量高電壓時(shí)保證工作人員和儀表的安全：儀用互感器把高電壓變換成了低電壓，并且儀表和被測(cè)電路之間沒有直接的電聯(lián)系。所以，在測(cè)量高電壓電路時(shí)，不單可以保證工作人員和儀表的安全，而且降低了對(duì)儀表的絕緣要求。 3） 用利于儀表生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化，降低生產(chǎn)成本：用同一量程的交流電流表、交流電壓表，配用不用變化的儀用互感器，就能滿足測(cè)量各種高電壓和大電流的要求。 電氣設(shè)備選擇的一般條件 (1)按正常工作條件選擇電氣設(shè)備 1） 額定電壓 電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷變化，有時(shí)會(huì)高于電網(wǎng)的額定電壓，故所選電氣設(shè)備允許的最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓。通常，規(guī)定一般電氣設(shè)備允許的最高工作電壓為設(shè)備額定電壓的 倍，而電網(wǎng)運(yùn)行電壓的波動(dòng)范圍，一般不超過電網(wǎng)額定電壓的 倍。因此，在選擇電氣設(shè)備時(shí)，一般可按照電氣設(shè)備的額定電壓 NU 不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓SNU 的條件選擇，即 SNN UU ? （ 31） 2）額定電流 電氣設(shè)備的額定電流 NI 是指在額定環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備的長(zhǎng)期允許電流。NI 應(yīng)不小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流 maxI ，即 maxIIN? (32) 由于發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)和變壓器在電壓降低 5%時(shí)，輸出功率可保持不變，故其相應(yīng)回路的 maxI 應(yīng)為發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)或變壓器電流的 倍；若變壓器有過負(fù)荷運(yùn)行的可能時(shí)， maxI 應(yīng)按過負(fù)荷確定（ 倍變壓器額定電流）；母聯(lián)斷路器回路一般可取母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)或變壓器的 maxI ；母線分段電抗器的 maxI 應(yīng)為母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)跳閘時(shí)，保證該段母線負(fù)荷所需電流，或最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)額定電流的 50%80%；出線回路的 maxI 除考慮正常負(fù)荷電流外，還應(yīng)考慮事故時(shí)有其他回路轉(zhuǎn)移過來的負(fù)荷。 3） 環(huán)境條件對(duì)設(shè)備選擇的影響 當(dāng)電氣設(shè)備安裝地點(diǎn)的環(huán)境（尤其注意小環(huán)境）條件如溫度、風(fēng)速、污穢等安徽理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 級(jí)、海拔高度、地震強(qiáng)度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過一般電氣設(shè)備使用條件，應(yīng)采取措施。 通常非高原型的電氣設(shè)備使用環(huán)境的海拔高度不超過 1000m，當(dāng)?shù)貐^(qū) 海拔超過制造廠家的規(guī)定值時(shí)，由于大氣壓力、空氣密度和濕度相對(duì)減少，使空氣間隙和外絕緣的放點(diǎn)特性下降。一般當(dāng)海拔在 10003500m 范圍內(nèi)，若海拔比廠家規(guī)定值每升高 100m，則電氣設(shè)備允許最高工作電壓要下降 1%.當(dāng)最高工作電壓不能滿足要求時(shí)，應(yīng)采用高原型電氣設(shè)備，或采用外絕緣高一電壓等級(jí)的產(chǎn)品。對(duì)于 110KV 及以下電氣設(shè)備，由于外絕緣裕度較大，可在海拔 2021m 以下使用。 此外，還應(yīng)按電氣設(shè)備的裝置地點(diǎn)、使用條件、檢修、運(yùn)行和環(huán)境保護(hù)（電磁干擾、噪聲）等要求，對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行種類（屋內(nèi)或屋外）和型式（防污、防 爆、濕熱）的選擇。 （ 2）按短路狀態(tài)校驗(yàn) 1）短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) 短路電流通過電氣設(shè)備時(shí)，電氣設(shè)備各部件溫度（或發(fā)熱效應(yīng)）應(yīng)不超過允許值。滿足熱穩(wěn)定條件為 kt QI ?2 (33) 式中 kQ 為短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)； tI 、 t 分別為電氣設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流和時(shí)間。 2）電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn) 電動(dòng)力穩(wěn)定是電氣 設(shè)備承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力，亦稱動(dòng)穩(wěn)定。滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為 shes ii ? 或 shes II ? (34) 式中： shi 、 shI 分別為短路沖擊電流幅值及其有效值； esi 、 esI 分別為電氣設(shè)備 允許通過的動(dòng)穩(wěn)定電流的幅值及其有效值。 同時(shí)，應(yīng)按電氣設(shè)備在特定的工程安裝使用條件，對(duì)電氣設(shè)備的機(jī)械負(fù)荷能力進(jìn)行校驗(yàn)，即電氣設(shè)備的端子允許荷載應(yīng)大于設(shè)備引線在短路時(shí)的最大電動(dòng)力。 導(dǎo)線截面的選擇 導(dǎo)線截面選擇的條件 選擇導(dǎo)線截面積必須同時(shí)考慮四個(gè)條件：經(jīng)濟(jì)電流密度、安全載流量、電壓損失和機(jī)械強(qiáng)度。計(jì)算時(shí)以一個(gè)為主，同時(shí)驗(yàn)算其他三個(gè)條件合格。 1）高低壓輸配電線路按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，使電能損失和資金投入在最合理范圍。 安徽理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 2）近距離負(fù)荷主要按發(fā)熱條件（安全載流量）選擇導(dǎo) 線截面，發(fā)熱的溫度要在合理范圍。 3）大電流負(fù)荷和低壓動(dòng)力線主要按電壓損失條件選擇導(dǎo)線截面，要保證到負(fù)荷點(diǎn)的電壓在合格范圍。 4）大檔距和小負(fù)荷還要根據(jù)導(dǎo)線受力情況，考慮機(jī)械強(qiáng)度問題，要保證導(dǎo)線能承受拉力。 經(jīng)濟(jì)電流密度和電壓損失都和導(dǎo)線的長(zhǎng)度有關(guān)，即同樣的截面積，同樣的電流，線路越長(zhǎng)，電能損失和電壓就越大，比如 50KW50 米距離， 50mm178。銅線，電壓損失是 2V,電能損失是 。如果是 100 米，電壓損失是 4V,電能損失是。如果是 400 米，電壓損失是 8V,電能損失 。 載流量和導(dǎo)線的截面積有關(guān)，截面積越大，單位載流量越小，比如 1mm178。銅線載流量是 180A,10mm178。銅線載流量是 80A,100mm178。銅線載流量是 320A 等等 , 經(jīng)濟(jì)電流密度計(jì)算比較復(fù)雜，一般是直接采用國家標(biāo)準(zhǔn)： 3000 及以下 3000—500 5000 以上 裸銅線 178。 A/ mm178。 A/ mm178。 裸鋁線 A/ mm178。 A/ mm178。 A/ mm178。 銅電纜 A/ mm178。 A/ mm178。 A/ mm178。 鋁電纜 A/ mm178。 A/ mm178。 A/ mm178。 為了保證導(dǎo)線長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行所允許的電流密度稱安全載流量。 一般規(guī)定是：銅線選 5～ 8A／ mm178。；鋁線選 3～ 5A／ mm178。 電壓損失百分?jǐn)?shù)簡(jiǎn)易計(jì)算公式 △ U=PL/CS S=PL/C△ U (35) △ U——電壓損失 百分?jǐn)?shù) P——輸送的有功功率（ Kw） L——輸送的距離（ m） C——常數(shù)，鋁線單相 ，鋁線三相四線 46；銅線單相 ，銅線三相四線 77 S——導(dǎo)線截面（ mm178。） 導(dǎo)線型號(hào)選擇 （ 1） 35KV 母線側(cè)截面選擇 1）按長(zhǎng)時(shí)允許電流選擇截面知 maxI =585+390=975A 選擇額定面積為 700 2mm 的 LGJQ 型導(dǎo)線，其長(zhǎng)期允許電流為 1250A。 當(dāng)環(huán)境溫度為 ?40 時(shí)，查的修正系數(shù) K=，則 安徽理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 AI 0 3 ???? 2)熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 短路熱效應(yīng) kQ = )10(12 2222* kkk IIIt ?? (36) = sA ????? 2222 1349467)91581410796(122 正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體溫度為 66 975975)4070(40 ????????（ C? ） 查表 C=89 C=89 滿足短路時(shí)發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為 則 minS = 22 70013891134946 7 mmmm ??? 滿足熱穩(wěn)定要求。 3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)