【文章內(nèi)容簡介】 設備與一次電路隔離和擴大儀表、繼電器的使用范圍。電流互感器二次額定電流一般為5a，電流互感器串聯(lián)于線路中，有四種結線方式；在使用時要注意：①二次側不得開路，不允許裝設開關或熔斷器；②二次側有一端必須接地；③注意端子的極性。電壓互感器二次額定電壓一般為100v，常用的電壓互感器有單相和三相(五芯柱式)兩類。電壓互感器并聯(lián)在線路中，通常接在母線上，有四種結線方式；電壓互感器在使用時要注意：①一、二側均不得短路；②二次側有一端必須接地；③注意端子的極性。熔斷器分為高壓熔斷器和低壓熔斷器兩種。高壓熔斷器有戶內(nèi)、戶外兩種類型，一般跌開式熔斷器和負荷型跌開式熔斷器為“非限流”式。低壓熔斷器主要用于低壓線路及設備的過載和短路保護，有插入式（rc型）、螺旋式（rl型）、無填料密閉管式（rm型）、有填料封閉管式（rt型）及引進技術生產(chǎn)的有填料管式gf、am系列和高分斷能力的nt型等。按保護性能也可分為有限流特性和無限流特性兩種。高壓開關設備主要有高壓斷路器、高壓隔離開關、高壓負荷開關等。高壓斷路器的作用是斷開或接通負荷，故障時斷開短路電流，有油斷路器，真空斷路器，sf6斷路器三種類型。高壓隔離開關主要功能是隔離高壓電源，保證人身和設備檢修安全，它不能帶負荷操作，常與斷路器配合使用并裝設在電源側。高壓負荷開關具有簡單的滅弧裝置，可以通斷一定的負荷電流和過負荷電流，由于斷流能力有限，常與高壓熔斷器配合使用。低壓開關設備主要有低壓斷路器、低壓熔斷器、低壓刀開關等。低壓斷路器是一種能帶負荷通斷電路，又能在短路、過負荷、欠壓或失壓時自動跳閘的電氣開關設備，低壓斷路器有萬能式(框架結構)和塑殼式(裝置式)兩大類型，按安裝方式分有抽屜式和固定式兩種；按用途分有配電用、電動機保護、照明、漏電保護四種。避雷器是保護電力系統(tǒng)中電氣設備的絕緣免受沿線路傳來的雷電過電壓或內(nèi)部過電壓損害的一種保護設備，有保護間隙、管型、閥型、金屬氧化物等幾種類型，在成套裝置中氧化鋅避雷器使用較為廣泛。成套配電裝置是制造廠成套供應的設備，在制造廠按照一定的線路結線方案預先把電器組裝成柜再運到現(xiàn)場安裝。按電壓高低可分為高壓成套配電裝置(也稱高壓開關柜)和低壓成套配電裝置(低壓配電屏和配電箱)。高壓開關柜有固定式和移開式兩大類。固定式高壓開關柜的柜內(nèi)所有電器部件包括其主要設備如斷路器、互感器和避雷器等都固定安裝在不能移動的臺架上，一般用在企業(yè)的中小型變配電所和負荷不是很重要的場所。新型固定式高壓開關柜常用的有hxgn系列（固定式高壓環(huán)網(wǎng)柜）、xgn系列（交流金屬箱型固定式封閉高壓開關柜）和kgn系列（交流金屬鎧裝固定式高壓開關柜）等。手車式高壓開關柜是將成套高壓配電裝置中的某些主要電器設備固定在可移動的手車上，它檢修方便安全，恢復供電快，供電可靠性高，但價格較高，主要用于大中型變配電所和負荷較重要、供電可靠性要求較高的場所，主要新產(chǎn)品有jyn系列、kyn等系列等。低壓配電屏(柜)有固定式、抽屜式和混合式三種。固定式低壓配電屏結構簡單，價格低廉，目前使用較廣的有pgl、ggl、ggd等系列，適用于發(fā)電廠、變電所和工礦企業(yè)等電力用戶作動力和照明配電用。抽屜式低壓配電屏（柜）體積小、結構新穎、通用性好、安裝維護方便、安全可靠，廣泛應用于工礦企業(yè)和高層建筑的低壓配電系統(tǒng)中作受電、饋電、照明、電動機控制及功率補償之用，常用的抽屜式配電屏有bfc、gcl、gck等系列，它們一般用作三相交流系統(tǒng)中的動力中心(pc)和電動機控制中心(mcc)的配電和控制裝置。動力配電箱和照明配電箱是車間和民用建筑的供配電系統(tǒng)中對用電設備的最后一級控制和保護設備，分別用于動力配電、控制和照明、小型動力線路的控制、過負荷和短路保護。第四節(jié)繼電保護的作用及常見故障隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計算機技術，通訊技術的進步，繼電保護向著計算機化、網(wǎng)絡化，保護、測量、控制、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化方向進一步快速發(fā)展。與此同時越來越多的新技術、新理論將應用于繼電保護領域，這要求我們繼電保護工作者不斷求學、探索和進取，達到提高供電可靠性的目的，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。一、繼電保護在供電系統(tǒng)障礙中的作用(一)保證繼電系統(tǒng)的可靠性是發(fā)揮繼電保護裝置作用的前提：繼電系統(tǒng)的可靠性是發(fā)揮繼電保護裝置作用的前提。一般來說繼電保護的可靠性主要由配置合理、質量和技術性能優(yōu)良的繼電保護裝置以及正常的運行維護和管理來保證。(二)繼電保護在電力系統(tǒng)安全運行中的作用：繼電保護在電力系統(tǒng)安全運行中的作用主要有以下三點:。當被保護的電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時，應該由該元件的繼電保護裝置迅速準確地給脫離故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令，使故障元件及時從電力系統(tǒng)中斷開，以最大限度地減少對電力系統(tǒng)元件本身的損壞，降低對電力系統(tǒng)安全供電的影響，并滿足電力系統(tǒng)的某些特定要求(如保持電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性等)。反應電氣設備的不正常工作情況，并根據(jù)不正常工作情況和設備運行維護條件的不同(例如有無經(jīng)常值班人員)發(fā)出信號，以便值班人員進行處理，或由裝置自動地進行調整，或將那些繼續(xù)運行會引起事故的電氣設備予以切除。反應不正常工作情況的繼電保護裝置允許帶一定的延時動作。繼電保護不僅僅是一個事故處理與反應裝置，同時也是監(jiān)控電力系統(tǒng)正常運行的裝置。二、繼電保護常見的障礙電壓互感器二次電壓回路在運行中出現(xiàn)故障是繼電保護工作中的一個薄弱環(huán)節(jié)。作為繼電保護測量設備的起始點，電壓互感器對二次系統(tǒng)的正常運行非常重要，pt二次回路設備不多，接線也不復雜，但pt二次回路上的故障卻不少見。由于pt二次電壓回路上的故障而導致的嚴重后果是保護誤動或拒動。據(jù)運行經(jīng)驗，pt二次電壓回路異常主要集中在以下幾方面:pt二次中性點接地方式異常；表現(xiàn)為二次未接地(虛接)或多點接地。二次未接地(虛接)除了變電站接地網(wǎng)的原因，更多是由接線工藝引起的。這樣pt二次接地相與地網(wǎng)間產(chǎn)生電壓，該電壓由各相電壓不平衡程度和接觸電阻決定。這個電壓疊加到保護裝置各相電壓上，使各相電壓產(chǎn)生幅值和相位變化，引起阻抗元件和方向元件拒動或誤動。pt開口三角電壓回路異常；pt開口三角電壓回路斷線，有機械上的原因，短路則與某些習慣做法有關。在電磁型母線、變壓器保護中，為達到零序電壓定值，往往將電壓繼電器中限流電阻短接，有的使用小刻度的電流繼電器，大大減小了開口三角回路阻抗。當變電站內(nèi)或出口接地故障時，零序電壓較大，回路負荷阻抗較小，回路電流較大，電壓(流)繼電器線圈過熱后絕緣破壞發(fā)生短路。短路持續(xù)時間過長就會燒斷線圈，使pt開口三角電壓回路在該處斷線，這種情況在許多地區(qū)發(fā)生過。pt二次失壓；pt二次失壓是困擾使用電壓保護的經(jīng)典問題，糾其根本就是各類開斷設備性能和二次回路不完善引起的。電流互感器是供給繼電保護和監(jiān)控系統(tǒng)判別系統(tǒng)運行狀態(tài)的重要組件。作為繼電保護對電流互感器的基本要求就是電流互感器能夠真實地反映一次電流的波形，特別是在故障時，不但要求反映故障電流的大小，還要求反映電流的相位和波形，甚至是反映電流的變化率。而傳統(tǒng)的電磁式電流互感器是利用電磁感應原理通過鐵心耦合實現(xiàn)一、二次電流變換的。由于鐵心具有磁飽和特性，是非線性組件，當一次電流很大，特別是一次電流中非周期分量的存在將使嚴重飽和，勵磁電流成幾十倍、幾百倍增加，而且含有大量非周期分量和高次諧波分量，造成二次電流嚴重失真，嚴重影響了繼電保護的正確動作。由電工基礎理論可知，電流互感器在嚴重飽和時，其一次電流中的直流分量很大，使其波形偏于時間軸的一側。鐵心中有剩磁，且剩磁方向與勵磁電流中直流分量產(chǎn)生的磁通方向相同，在短路電流直流分量剩磁的共同作用下，鐵心在短路后不到半個周期就飽和了。于是，一次電流全部變?yōu)閯畲烹娏?，二次電流幾乎?。由于電流互感器嚴重飽和，使其傳變特性變差甚至輸出為0，才導致了斷路器保護的拒動，引起主變壓器后備保護越級跳閘。針對目前微機繼電保護裝置自身的特點，造成了微機保護裝置故障一般有以下這些原因:電源問題，比如電源輸出功率的不足會造成輸出電壓下降，若電壓下降過大，會導致比較電路基準值的變化，充電電路時間變短等一系列問題，從而影響到微機保護的邏輯配合，甚至邏輯功能判斷失誤。尤其是在事故發(fā)生時有出口繼電器、信號繼電器、重動繼電器等相繼動作，要求電源輸出有足夠的功率。如果現(xiàn)場發(fā)生事故時，微機保護出現(xiàn)無法給出后臺信號或是重合閘無法實現(xiàn)等現(xiàn)象，應考慮電源的輸出功率是否因元件老化而下降。對逆變電源應加強現(xiàn)場管理，在定期檢驗時一定要按規(guī)程進行逆變電源檢驗。干擾和絕緣問題，微機保護的抗干擾性能較差，對講機和其他無線通信設備在保護屏附近使用，會導致一些邏輯元件誤動作。微機保護裝置的集成度高，布線緊密。長期運行后，由于靜電作用使插件的接線焊點周圍聚集大量靜電塵埃，可使兩焊點之間形成了導電通道，從而引起繼電保護故障的發(fā)生。第五節(jié)輸配電新技術發(fā)展一、輸電技術的發(fā)展前景輸配電技術的應用范圍涉及輸配電系統(tǒng)的規(guī)劃、設計、施工、遠行和維修各個領域。這些技術有的是現(xiàn)有成熟技術的延伸。有的是近年研究成功，接近商業(yè)化的新技術。有的則是面向未來長遠需求正在研究。（一）三相高壓交流輸電仍是主流。目前，常規(guī)的三相高壓交流輸電在遠距離輸電工程中占主導地位，在未來相當長的時間內(nèi)仍將是輸電和聯(lián)網(wǎng)的主要方式。商業(yè)化的交流輸電工程最高電壓為765kv(800kv等級)。前蘇聯(lián)建成了900km的1150kv特高壓輸電線路并經(jīng)過了試運行，后因多種原因降壓為500kv運行。(二)高壓直流輸電日顯重要。端對端直流輸電這是一種成熟的遠距離輸電技術。從1954年到1998年，全球己建成57個直流輸電工程，10項正在建設中。巴西伊泰普輸電工程直流部分是世界上最大的直流輸電工程，電壓為士600kv。這些工_程在遠距離輸電、電網(wǎng)互聯(lián)、跨海送電等方面發(fā)揮了重要作用。中國建成了士500kv葛洲壩一上海輸電工程、天一廣直流輸電工程。三峽一華東的直流輸電工程正在建設中。貴州一廣東、三峽一廣東的直流輸電工程的建設業(yè)已啟動。預計端對端直流輸電在未來仍是遠距離輸電和聯(lián)網(wǎng)的重要方式。變電站產(chǎn)生的噪聲主要是電氣設備機械振動噪聲，如主變壓器、電抗器的振動噪聲。油泵、風機的噪聲、高壓斷路器跳合閘的機械撞擊噪聲等。其次是變電站泄漏和廢棄物影響。變電站中電氣設備的可能產(chǎn)生的泄漏(如油、氣的泄漏)和廢棄物(廢電纜頭、廢導線、廢絕緣子等)對周圍環(huán)境的影響，日益受到重視。許多國家制定了對廢棄物管理的規(guī)定。解決辦法主要有:建立嚴格的管理制度。提高設備制造質量、加強維護，防止泄漏發(fā)生。采用無油設備。實施廢棄物回收和再生等另外，減少變電站對景觀的影響也提到議事日程。在輸配電系統(tǒng)設計時，還應當考慮線路和變電站可能產(chǎn)生的景觀影響，即從建筑學的角度有礙觀瞻的問題。通過線路的緊湊化:從律筑學的角度仲桿塔設計得比較美觀，與周圍的環(huán)境和諧一致。二、配電技術展望(一)可靠的網(wǎng)絡結構。合理的網(wǎng)絡結構是保證可靠供電的基礎。放射式配電網(wǎng)的優(yōu)點是設施簡單、投資少，但供電可靠性比較低。多回線平行的配電網(wǎng)可提高可靠性，但保護配置較復雜。環(huán)式配電網(wǎng)和網(wǎng)絡式配電網(wǎng)可以進一步提高供電可靠性，但配電設施多、保護配置比較復雜、短路電流水平高，因而造價較高，應根據(jù)實際需要加以選擇。(二)配電自動化技術。配電自動化是配電系統(tǒng)中技術更新最快的一個領域，其內(nèi)容通常包括:scada系統(tǒng)、饋線自動化系統(tǒng)、地理信息和設備管理系統(tǒng)gis、故障報修應答系統(tǒng)、負荷管理系統(tǒng)、自動抄表系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)通常有不同的組合，并可與離線的管理信息系統(tǒng)集成。未來的配電自動化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢是:發(fā)展建立在開放式計算機平臺上的綜合的配電自動化系統(tǒng)，以實現(xiàn)配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集監(jiān)視、無功自動調節(jié)、故障隔離、設備管理、負荷控制、用電管理等功能同時，還可以與其他離線的管理系統(tǒng)和信息系統(tǒng)交換共享信息資源。(三)電能質量控制技術。電能質量控制技術將成為重要的配電技術。電能質量不只局限于對電壓、頻率、諧波和不對稱度的要求，還需要對各種瞬態(tài)的波動和干擾，如電壓閃變、電壓暫降、脈沖、振蕩加以抑制，因而需要發(fā)展電能質量控制新技術。用戶特定質電力技術是應用現(xiàn)代電力電子技術和控制技術為用戶提供用戶特定要求質量電能的技術。主要設備有:用于配電網(wǎng)的靜止同步補償器,動態(tài)電壓恢復器等靈活、可靠、智能配電系統(tǒng)是一種靈活、可靠性高、可提供多品質電力的電能流通系統(tǒng)。它相當于用戶附近的一個電力改質中心。改質中心產(chǎn)生多種品質的電能，通過靜止開關可與高壓側配電線和低壓側配電線靈活地連接。另一方面通過連結的光纜網(wǎng)，改質中心還進行信息處理和交換。(四)先進表計系統(tǒng)。先進儀表是未來配電的重要組成部分?，F(xiàn)代電能表計系統(tǒng)除電能計量的功能外，還具有負荷調查、實時電價、電價區(qū)間指示、電能質量監(jiān)控的功能，如記錄分析電壓暫降、諧波、電壓閃變等。此外還具有雙向通信、用戶訪問、自診斷及警報、誤差軟件補償功等重要的功能。(五)配電施工技術。城市配電工程的施工一般要在地下管路縱橫交錯、交通繁忙的市區(qū)進行，為了盡可能減少對市政交通的影響、加快施工進度，已經(jīng)研究出新的城市配電施工技術，如電纜定向連續(xù)敷設技術，地下設施探測定位技術，例如“地下物體雷達定位系統(tǒng)”可在計算機屏幕上顯示地面4米以下的物體。(六)分布式電源。分布式發(fā)電裝置是指功率為數(shù)kw至mw的小型模塊式的，與環(huán)境兼容的獨立電源。這些電源由電力部門、電力用戶或第三方所有，用以滿足電力系統(tǒng)和用戶的特定的要求，如調峰、為邊遠用戶或商業(yè)區(qū)和居民區(qū)供電，節(jié)省輸變電投資、提高供電可靠性等等。當今的分布式電源主要是指微型燃氣輪機和燃料電池。由于公眾對輸電線路可能產(chǎn)生的電磁影響的憂慮，開辟新的線路走廊越來越困難。此外，由于電力市場自由化減低電價的需要，直接安置在用戶近旁的分布式發(fā)電裝置便成為一種有競爭力的替代方案。分布式的電源可大大地提高供電可靠性，可在電網(wǎng)崩潰和意外災害(例如地震、暴風雪、人為破壞、戰(zhàn)爭)情況下維持重要用戶的供電。如何確保一些重要的集會和慶典供電安全常是困擾電力部門的一個重要問題。如果有分布式的電源處于運行狀態(tài)，則供電的可靠性會大大提高。對供電網(wǎng)難以達到的邊遠分散用戶，分布式的電源在技術經(jīng)濟上具有競爭力。此外，發(fā)展電動車的電源是研究發(fā)展分布式的電源的重要推動力第二章牽引變電所第一節(jié)二次設備電路概述一、二次接線電路圖供電系統(tǒng)中，為保障一次高壓電氣設備安全運行和實現(xiàn)對其操作控制而設置的控制、信號、監(jiān)測與繼電保護、自動裝置等一系列低壓、弱電電氣設備，通常稱為二次設備。用來表明二次設備相互聯(lián)接的電氣結線圖，稱為二次電路圖。一般有三種表達形式：①是原理接線圖（即歸總式原理圖），②是展開接線圖（即是展開式原理圖）以及③是安裝接線圖。如圖21所示的展開接線圖，其主要特點是：在原理接線圖基礎上，將其總體形式的電路分解為交流電流、電壓回路及直流回路等相對獨