【文章內容簡介】 時接通或斷開電路，故障情況在繼電保護裝置的作用下迅速斷開電路，特殊情況（如自動重合到故障線路上時 )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 畢業(yè)設計 11 斷路器的工作狀態(tài)（斷開或者閉合）是由他的操動機構控制的。 高壓負荷開關、高壓隔離開關和高壓斷路器的區(qū)別： 1)高壓負荷開關是可以帶負荷分斷的，有自滅弧功能，但它的開斷容量很小很有限。 2)高壓隔離開關一般是不能帶負荷分斷的，結構上沒有滅弧罩，也有能分斷負荷的高壓 隔離開關，只是結構上與負荷開關不同，相對來說簡單一些。 3)高壓負荷開關和高壓隔離開關，都可以形成明顯斷開點，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)高壓隔離開關不具備保護功能，高壓負荷開關的保護一般是加熔斷器保護，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備來保護?？删哂卸搪繁Ｗo、過載保護、漏電保護等功能 。 高壓斷路器的主要結構大體分為 ： 導流部分，滅弧部分，絕緣部分，操作機構部分。高壓開關的主要類型按滅弧介質分為 ： 油斷路器 ，空氣斷路器，真空斷路器，六氟化硫斷路器，固體產氣斷路器， 磁吹斷路器。 按操作性質可分為 ： 電動機構，氣動機構，液壓機構，彈簧儲能機構，手動機構。 1)油斷路器。利用變壓器油作為滅弧介質， 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，利用真空的高絕緣性能來滅弧。 4)空氣斷路器。利用高速流動的壓縮空氣來滅弧。 5)固體產氣斷路器。利用固體產氣物質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， 利用本身流過的大電流產生的電磁力將電弧迅速拉長而吸人磁性滅弧室內冷卻熄滅。 隔離開關 隔離開關是 高壓 開關 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構比較簡單，但是由于使用量大，工作可靠性要求高，對 變電所 、電廠的設計、建立和安全運行的影響均較大。刀閘的主要特點是無滅弧能力，只能在沒有 負荷 電流 的情況下分、合 電路 。 隔離開關用途是： 1)分閘后，建立可靠的絕緣間隙，將需要檢修的設備或 線路 與電源用一個明安徽理工大學 畢業(yè)設計 12 顯斷開點隔開，以保證檢修人員和設備的安全。 2)根據(jù)運行需要，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，開關均壓 電容 的電容電流， 雙母線 換接時的環(huán)流以及電壓互感器的 勵磁電流等。 4)根據(jù)不同結構類型的具體情況，可用來分、合一定容量 變壓器 的空載勵磁電流。 高壓隔離開關按其安裝方式的不同，可分為戶外高壓隔離開關與戶內高壓隔離開關。戶外高壓隔離開關指能承受風、雨、雪、污穢、凝露 、冰 及農霜 等作用，適于安裝在露臺使用的高壓隔離開關。按其絕緣支柱結構的不同可分為 單柱式隔離開關 （ singlecolumn disconnector) 、 雙 柱 是 隔 離 開 關 （ doublecolumn disconnector)、 三柱式隔離開關 （ threecolumn disconnector)。其中單柱式隔離開關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，就是節(jié)約占地面積，減少引接導線，同時分合閘狀態(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 后，節(jié)約占地面積的效果更為顯著 。 隔離開關在低壓設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 負荷 分斷和接通線路 隔離開關特點： 1)在 電氣設備 檢修時，提供一個電氣間隔，并且是一個明顯可見的斷開點，用以保障維護人員的人身安全。 2)隔離開關不能帶負荷操作：不能帶額定負荷或大負荷操作，不能分、合負荷電流和短路電流，但是有滅弧室的可以帶小負荷及空載線路操作。 3)一般送電操作時：先合隔離開關，后合 斷路器 或負荷類開關； 斷電操作時：先斷開斷路器或負荷類開關，后斷開隔離開關。 4)選用時和其它的 電氣設備 相同，其額定電壓、 額定電流 、動穩(wěn)定電流、熱穩(wěn)定電流等都必須符合使用場合的需要。隔離開關的作用是斷開無負荷電流的電路 。 使所檢修的設備與電源有明顯的斷開點，以保證檢修人員的安全 ,隔離開關沒有專門的滅弧裝置不能切斷負荷電流和短路電流，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。 儀用互感器 儀用互感器是保證電能系統(tǒng)安全運行的重要設備，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量儀器或繼電保護自動裝置，使安徽理工大學 畢業(yè)設計 13 二次設備與高壓隔離，保證設備和人生安全。 儀用互感器用途如下： 1） 擴大交流儀表的量程：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行測量，就相當于擴大了交流儀表的量程，同時大大降低了儀表本身的功耗。 2） 測量高電壓時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，并且儀表和被測電路之間沒有直接的電聯(lián)系。所以，在測量高電壓電路時，不單可以保證工作人員和儀表的安全，而且降低了對儀表的絕緣要求。 3） 用利于儀表生產的標準化，降低生產成本：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，就能滿足測量各種高電壓和大電流的要求。 電氣設備選擇的一般條件 (1)按正常工作條件選擇電氣設備 1） 額定電壓 電氣設備所在電網的運行電壓因調壓或負荷變化，有時會高于電網的額定電壓，故所選電氣設備允許的最高工作電壓不得低于所接電網的最高運行電壓。通常，規(guī)定一般電氣設備允許的最高工作電壓為設備額定電壓的 倍，而電網運行電壓的波動范圍，一般不超過電網額定電壓的 倍。因此，在選擇電氣設備時，一般可按照電氣設備的額定電壓 NU 不低于裝置地點電網額定電壓SNU 的條件選擇，即 SNN UU ? （ 31） 2）額定電流 電氣設備的額定電流 NI 是指在額定環(huán)境溫度下，電氣設備的長期允許電流。NI 應不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流 maxI ，即 maxIIN? (32) 由于發(fā)電機、調相機和變壓器在電壓降低 5%時，輸出功率可保持不變，故其相應回路的 maxI 應為發(fā)電機、調相機或變壓器電流的 倍；若變壓器有過負荷運行的可能時， maxI 應按過負荷確定（ 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發(fā)電機或變壓器的 maxI ；母線分段電抗器的 maxI 應為母線上最大一臺發(fā)電機跳閘時，保證該段母線負荷所需電流，或最大一臺發(fā)電機額定電流的 50%80%；出線回路的 maxI 除考慮正常負荷電流外，還應考慮事故時有其他回路轉移過來的負荷。 3） 環(huán)境條件對設備選擇的影響 當電氣設備安裝地點的環(huán)境（尤其注意小環(huán)境）條件如溫度、風速、污穢等安徽理工大學 畢業(yè)設計 14 級、海拔高度、地震強度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過一般電氣設備使用條件，應采取措施。 通常非高原型的電氣設備使用環(huán)境的海拔高度不超過 1000m，當?shù)貐^(qū) 海拔超過制造廠家的規(guī)定值時，由于大氣壓力、空氣密度和濕度相對減少，使空氣間隙和外絕緣的放點特性下降。一般當海拔在 10003500m 范圍內，若海拔比廠家規(guī)定值每升高 100m，則電氣設備允許最高工作電壓要下降 1%.當最高工作電壓不能滿足要求時，應采用高原型電氣設備，或采用外絕緣高一電壓等級的產品。對于 110KV 及以下電氣設備，由于外絕緣裕度較大，可在海拔 2021m 以下使用。 此外，還應按電氣設備的裝置地點、使用條件、檢修、運行和環(huán)境保護（電磁干擾、噪聲）等要求，對電氣設備進行種類（屋內或屋外）和型式（防污、防 爆、濕熱）的選擇。 （ 2）按短路狀態(tài)校驗 1）短路熱穩(wěn)定校驗 短路電流通過電氣設備時，電氣設備各部件溫度（或發(fā)熱效應）應不超過允許值。滿足熱穩(wěn)定條件為 kt QI ?2 (33) 式中 kQ 為短路電流產生的熱效應； tI 、 t 分別為電氣設備允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間。 2）電動力穩(wěn)定校驗 電動力穩(wěn)定是電氣 設備承受短路電流機械效應的能力，亦稱動穩(wěn)定。滿足動穩(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 分別為電氣設備 允許通過的動穩(wěn)定電流的幅值及其有效值。 同時，應按電氣設備在特定的工程安裝使用條件，對電氣設備的機械負荷能力進行校驗，即電氣設備的端子允許荷載應大于設備引線在短路時的最大電動力。 導線截面的選擇 導線截面選擇的條件 選擇導線截面積必須同時考慮四個條件：經濟電流密度、安全載流量、電壓損失和機械強度。計算時以一個為主，同時驗算其他三個條件合格。 1）高低壓輸配電線路按經濟電流密度選擇，使電能損失和資金投入在最合理范圍。 安徽理工大學 畢業(yè)設計 15 2）近距離負荷主要按發(fā)熱條件（安全載流量）選擇導 線截面，發(fā)熱的溫度要在合理范圍。 3）大電流負荷和低壓動力線主要按電壓損失條件選擇導線截面，要保證到負荷點的電壓在合格范圍。 4）大檔距和小負荷還要根據(jù)導線受力情況，考慮機械強度問題，要保證導線能承受拉力。 經濟電流密度和電壓損失都和導線的長度有關，即同樣的截面積，同樣的電流，線路越長，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 。 載流量和導線的截面積有關，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 , 經濟電流密度計算比較復雜，一般是直接采用國家標準： 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。 為了保證導線長時間連續(xù)運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。 電壓損失百分數(shù)簡易計算公式 △ U=PL/CS S=PL/C△ U (35) △ U——電壓損失 百分數(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——導線截面（ mm178。） 導線型號選擇 （ 1） 35KV 母線側截面選擇 1）按長時允許電流選擇截面知 maxI =585+390=975A 選擇額定面積為 700 2mm 的 LGJQ 型導線，其長期允許電流為 1250A。 當環(huán)境溫度為 ?40 時，查的修正系數(shù) K=，則 安徽理工大學 畢業(yè)設計 16 AI 0 3 ???? 2)熱穩(wěn)定校驗： 短路熱效應 kQ = )10(12 2222* kkk IIIt ?? (36) = sA ????? 2222 1349467)91581410796(122 正常運行時導體溫度為 66 975975)4070(40 ????????（ C? ） 查表 C=89 C=89 滿足短路時發(fā)熱的最小導體截面為 則 minS = 22 70013891134946 7 mmmm ??? 滿足熱穩(wěn)定要求。 3）動穩(wěn)定校驗