供配电一次系统课件.pptx

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1、 第3章 供配电一次系统3.1高压电器及高压配电装置高压电器及高压配电装置变电所的低压设备变电所的低压设备变电所主变压器数量及容量的确定变电所主变压器数量及容量的确定变电所的电气主接线变电所的电气主接线配电网常用电气主接线形式配电网常用电气主接线形式互互 感感 器器组合式成套变电所组合式成套变电所本章小结本章小结思考题与习题思考题与习题本章内容本章内容 第3章 供配电一次系统3.2 本章重点讲述供配电系统的一次设备和主接线图，对一次设备着本章重点讲述供配电系统的一次设备和主接线图，对一次设备着重介绍其功能、结构特点、基本原理，对主接线图着重阐述其基本要重介绍其功能、结构特点、基本原理，对主接线

2、图着重阐述其基本要求及一些典型接线的分析。本章是本课程的重点，也是从事供配电系求及一些典型接线的分析。本章是本课程的重点，也是从事供配电系统运行、维护和设计必备的基础知识。统运行、维护和设计必备的基础知识。 第3章 供配电一次系统3.3高压电器及高压配电装置高压电器及高压配电装置 高压电器按其功能与作用分为高压断路器、隔离开关、负荷开关和熔断器等。高压电器按其功能与作用分为高压断路器、隔离开关、负荷开关和熔断器等。一、一、变电所中的高压电器变电所中的高压电器1. 高压断路器高压断路器 高压断路器高压断路器(high-voltage circuit-breaker)(high-voltage c

3、ircuit-breaker)，文字符号为，文字符号为QFQF，是一种专用于断开或接通，是一种专用于断开或接通电路的开关设备，它有完善的灭弧装置，因此，不仅能通断正常负荷电流，而且能接通和承受电路的开关设备，它有完善的灭弧装置，因此，不仅能通断正常负荷电流，而且能接通和承受一定时间的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障部分。一定时间的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障部分。 高压断路器按其采用的灭弧介质分为：油高压断路器按其采用的灭弧介质分为：油(oil)(oil)断路器、六氟化硫断路器、六氟化硫(SF6)(SF6)断路器、真空断路器、真空(vacuum)(v

4、acuum)断路器以及压缩空气断路器等。其中应用最广的是断路器以及压缩空气断路器等。其中应用最广的是SF6SF6断路器和真空断路器，压缩空气断路器和真空断路器，压缩空气断路器的性能较差，运行中故障较高，国内已不再生产，油断路器也正逐步被断路器的性能较差，运行中故障较高，国内已不再生产，油断路器也正逐步被SF6SF6断路器和真空断路器和真空断路器所取代。断路器所取代。 油断路器按其油量多少和油的功能，又分多油油断路器按其油量多少和油的功能，又分多油(high oil content)(high oil content)和少油和少油(low oil (low oil content)content

5、)两大类。多油断路器的油量多，其油一方面作为灭弧介质，另一方面又作为相对地两大类。多油断路器的油量多，其油一方面作为灭弧介质，另一方面又作为相对地( (外外壳壳) )甚至相与相之间的绝缘介质。少油断路器的油量很少甚至相与相之间的绝缘介质。少油断路器的油量很少( (一般只几千克一般只几千克) )，其油只作为灭弧介质，其油只作为灭弧介质，其外壳通常是带电的。下面重点介绍我国应用日益广泛的其外壳通常是带电的。下面重点介绍我国应用日益广泛的SF6SF6断路器和真空断路器。断路器和真空断路器。 第3章 供配电一次系统3.4 高压断路器全型号的表示和含义如下：高压断路器全型号的表示和含义如下：高压电器及高

6、压配电装置高压电器及高压配电装置 1) 1) 高压高压SF6SF6断路器断路器 SF6SF6断路器，是利用断路器，是利用SF6SF6气体作灭弧和绝缘介质的一种断路器。气体作灭弧和绝缘介质的一种断路器。 SF6SF6是一种无色、无味、无毒且不易燃的惰性气体。在是一种无色、无味、无毒且不易燃的惰性气体。在150150以下时，化学性能相当稳定。以下时，化学性能相当稳定。但但SF6SF6在电弧高温作用下要分解，分解出的氟在电弧高温作用下要分解，分解出的氟(F2)(F2)有较强的腐蚀性和毒性，且能与触头的金属蒸有较强的腐蚀性和毒性，且能与触头的金属蒸气化合为一种具有绝缘性能的白色粉末状的氟化物。因此这种

7、断路器的触头一般都设计成具有气化合为一种具有绝缘性能的白色粉末状的氟化物。因此这种断路器的触头一般都设计成具有自动净化的作用。然而由于上述的分解和化合作用所产生的活性杂质，大部分能在电弧熄灭后自动净化的作用。然而由于上述的分解和化合作用所产生的活性杂质，大部分能在电弧熄灭后几微秒的极短时间内自动还原，而且残余杂质可用特殊的吸附剂几微秒的极短时间内自动还原，而且残余杂质可用特殊的吸附剂( (如活性氧化铝如活性氧化铝) )清除，因此对清除，因此对人身和人身和 第3章 供配电一次系统3.5高压电器及高压配电装置高压电器及高压配电装置设备都不会有什么危害。设备都不会有什么危害。SF6SF6不含碳元素不

8、含碳元素(C)(C)，这对于灭弧和绝缘介质来说，是极为优越的特，这对于灭弧和绝缘介质来说，是极为优越的特性。而油断路器是用油作灭弧和绝缘介质的，油在电弧高温作用下要分解出碳，使油中的含性。而油断路器是用油作灭弧和绝缘介质的，油在电弧高温作用下要分解出碳，使油中的含碳量增高，从而降低了油的绝缘和灭弧性能。因此油断路器在运行中要经常注意监视油色，碳量增高，从而降低了油的绝缘和灭弧性能。因此油断路器在运行中要经常注意监视油色，适时分析油样，必要时要更换新油。适时分析油样，必要时要更换新油。 SF6SF6断路器就无这些麻烦。断路器就无这些麻烦。SF6SF6又不含氧元素又不含氧元素(O)(O)，因此，因

9、此它不存在触头氧化的问题。因此它不存在触头氧化的问题。因此SF6SF6断路器较之空气断路器，其触头的磨损较少，使用寿命断路器较之空气断路器，其触头的磨损较少，使用寿命较长。较长。SF6SF6除具有上述优良的物理化学性能外，还具有优良的绝缘性能，在除具有上述优良的物理化学性能外，还具有优良的绝缘性能，在300kPa300kPa下，其绝下，其绝缘强度与一般绝缘油的绝缘强度大体相当。缘强度与一般绝缘油的绝缘强度大体相当。SF6SF6气体是电负性气体，即其分子和原子具有很气体是电负性气体，即其分子和原子具有很强的吸附自由电子的能力，可以大量吸附弧隙中参与导电的自由电子，生成负离子。由于负强的吸附自由电

10、子的能力，可以大量吸附弧隙中参与导电的自由电子，生成负离子。由于负离子的运动要比自由电子慢得多，因此很容易和正离子复合成中性的分子和原子，大大加快离子的运动要比自由电子慢得多，因此很容易和正离子复合成中性的分子和原子，大大加快了电流过零时弧隙介质强度的恢复，即了电流过零时弧隙介质强度的恢复，即SF6SF6在电流过零时，电弧暂时熄灭后，具有迅速恢复在电流过零时，电弧暂时熄灭后，具有迅速恢复绝缘强度的能力，从而使电弧难以复燃而很快熄灭。绝缘强度的能力，从而使电弧难以复燃而很快熄灭。 SF6SF6断路器的结构，按其灭弧方式分，有双压式和单压式两类。双压式具有两个气压系断路器的结构，按其灭弧方式分，有

11、双压式和单压式两类。双压式具有两个气压系统，压力低的作为绝缘，压力高的作为灭弧。单压式只有一个气压系统，灭弧时，统，压力低的作为绝缘，压力高的作为灭弧。单压式只有一个气压系统，灭弧时，SF6SF6的气的气流靠压气活塞产生。单压式的结构简单，流靠压气活塞产生。单压式的结构简单，LN1LN1、LN2LN2型断路器均为单压式。型断路器均为单压式。 图图3.13.1所示是所示是LN2-10LN2-10型户内式型户内式SF6SF6断路器的外形结构图，其灭弧室结构和工作示意图如图断路器的外形结构图，其灭弧室结构和工作示意图如图3.23.2所示。所示。 第3章 供配电一次系统3.6高压电器及高压配电装置高压

12、电器及高压配电装置 1接线端子接线端子 2绝缘筒绝缘筒(内有气缸和触头内有气缸和触头) 3下接线端子下接线端子 4操动机构箱操动机构箱 5小车小车 6断路弹簧断路弹簧 图图3.1 LN2-10型高压型高压SF6断路器断路器 1静触头静触头 2绝缘喷嘴绝缘喷嘴 3动触头动触头 4气缸气缸(连同动触头由操动机构传动连同动触头由操动机构传动) 5压气活塞压气活塞(固定固定) 6电弧电弧图图3.2 SF6断路器灭弧室结构和工作示意图断路器灭弧室结构和工作示意图 第3章 供配电一次系统3.7高压电器及高压配电装置高压电器及高压配电装置 由图由图3.23.2所示所示SF6SF6断路器灭弧室结构可以看出，断

13、路器的静触头和灭弧室中的压气活塞是断路器灭弧室结构可以看出，断路器的静触头和灭弧室中的压气活塞是相对固定不动的。分闸时，装有动触头和绝缘喷嘴的气缸由断路器操作机构通过连杆带动，相对固定不动的。分闸时，装有动触头和绝缘喷嘴的气缸由断路器操作机构通过连杆带动，离开静触头，造成气缸与活塞的相对运动，压缩离开静触头，造成气缸与活塞的相对运动，压缩SF6SF6气体，使之通过喷嘴吹弧，从而使电弧气体，使之通过喷嘴吹弧，从而使电弧迅速熄灭。迅速熄灭。 SF6SF6断路器与油断路器比较，具有断流能力大、灭弧速度快。绝缘性能好和检修周期长断路器与油断路器比较，具有断流能力大、灭弧速度快。绝缘性能好和检修周期长等

14、优点，适于频繁操作，且无易燃易爆危险，但其缺点是，要求制造加工的精度很高，对其等优点，适于频繁操作，且无易燃易爆危险，但其缺点是，要求制造加工的精度很高，对其密封性能要求更严，因此价格较贵。密封性能要求更严，因此价格较贵。 SF6SF6断路器主要用于需频繁操作及有易燃易爆危险的场所，特别是用作全封闭式组合电断路器主要用于需频繁操作及有易燃易爆危险的场所，特别是用作全封闭式组合电器。器。 SF6 SF6断路器配用断路器配用CD10CD10等型电磁操动机构或等型电磁操动机构或CT7CT7等型等型弹簧操作机构。弹簧操作机构。 图图3.33.3所示是所示是CT7CT7型弹簧操作机构的外型尺寸图，型弹簧

15、操作机构的外型尺寸图，图图3.43.4所示是其操作传动机构内部结构示意图。所示是其操作传动机构内部结构示意图。 1合闸按钮合闸按钮 2分闸按钮分闸按钮 3储能指示灯储能指示灯 4分合闸指示灯分合闸指示灯 5手动储能转轴手动储能转轴 6输出轴输出轴图图3.3 CT7型弹簧操作机构外形尺寸图型弹簧操作机构外形尺寸图 第3章 供配电一次系统3.8高压电器及高压配电装置高压电器及高压配电装置 1传动带传动带 2储能电动机储能电动机 3传动链传动链 4偏心轮偏心轮 5操作手柄操作手柄 6合闸弹簧合闸弹簧 7棘爪棘爪 8棘轮棘轮 9脱扣器脱扣器 10连杆连杆 11拐臂拐臂 12偏心凸轮偏心凸轮 13合闸电

16、磁铁合闸电磁铁 14输出轴输出轴 15掣子掣子 16杠杆杠杆 17连杆连杆图图3.4 CT7型弹簧操作传动机构内部结构示意图型弹簧操作传动机构内部结构示意图 2) 2) 高压真空断路器高压真空断路器 高压真空断路器是利用高压真空断路器是利用“真空真空”气压为气压为(102(102106Pa)106Pa)灭弧的一种断路器，其触头装在真空灭弧室灭弧的一种断路器，其触头装在真空灭弧室内。由于真空中不存在气体游离的问题，所以该断内。由于真空中不存在气体游离的问题，所以该断路器的触头断开时很难发生电弧。但是在感性电路路器的触头断开时很难发生电弧。但是在感性电路中，灭弧速度过快，瞬间切断电流中，灭弧速度过

17、快，瞬间切断电流 将使将使 极极大，从而使电路出现过电压大，从而使电路出现过电压( )( )，这对，这对供电系统是很不利的。因此，这供电系统是很不利的。因此，这“真空真空”不能是绝不能是绝对的真空，而能在触头断开时因高电场发射和热电对的真空，而能在触头断开时因高电场发射和热电发射而产生一点电弧，这电弧称为发射而产生一点电弧，这电弧称为“真空电弧真空电弧”，它能在电流第一次过零时熄灭。这样，燃弧时间既它能在电流第一次过零时熄灭。这样，燃弧时间既短短( (至多半个周期至多半个周期) )，又不致产生很高的过电压。，又不致产生很高的过电压。id /d itLd /d uL it 图图3.53.5所示是

18、所示是ZN310ZN310型户内式高压真空断路器的外形结构图，其真空灭弧室结构图如型户内式高压真空断路器的外形结构图，其真空灭弧室结构图如 图图3.63.6所示。真空灭弧室的中部，有一对圆盘状的触头。在触头刚分离时，由于高电场发射所示。真空灭弧室的中部，有一对圆盘状的触头。在触头刚分离时，由于高电场发射 和热电发射而使触头间发生电弧。电弧温度很高，可使触头表面产生金属蒸气。随着触头和热电发射而使触头间发生电弧。电弧温度很高，可使触头表面产生金属蒸气。随着触头 第3章 供配电一次系统3.9高压电器及高压配电装置高压电器及高压配电装置的分开和电弧电流的减小，触头间的金属蒸气密度也逐渐减小。当电弧电

19、流过零时，电弧暂的分开和电弧电流的减小，触头间的金属蒸气密度也逐渐减小。当电弧电流过零时，电弧暂时熄灭，触头周围的金属离子迅速扩散，凝聚在四周的屏蔽罩上，以致在电流过零后只几个时熄灭，触头周围的金属离子迅速扩散，凝聚在四周的屏蔽罩上，以致在电流过零后只几个微秒的极短时间内，触头间隙实际上又恢复了原有的高真空度。因此，当电流过零后虽很快微秒的极短时间内，触头间隙实际上又恢复了原有的高真空度。因此，当电流过零后虽很快加上高电压，触头间隙也不会再次击穿，即真空电弧在电流第一次过零时就能完全熄灭。加上高电压，触头间隙也不会再次击穿，即真空电弧在电流第一次过零时就能完全熄灭。 真空断路器具有体积小、动作

20、快、寿命长、安全可靠和便于维护检修等优点，但价格较真空断路器具有体积小、动作快、寿命长、安全可靠和便于维护检修等优点，但价格较贵，主要适用于频繁操作的场所。贵，主要适用于频繁操作的场所。 真空断路器与真空断路器与SF6SF6断路器一样，配用断路器一样，配用CD10CD10等型电磁操动机构或等型电磁操动机构或CT7CT7等型弹簧操动机构。等型弹簧操动机构。图图3.5 ZN310型户内式高压真空断路器型户内式高压真空断路器图图3.6 真空断路器的真空灭弧室结构真空断路器的真空灭弧室结构1上接线端子上接线端子(后面出线后面出线) 2真空灭弧室真空灭弧室(内有触头内有触头)3下接线端子下接线端子(后面

21、出线后面出线)4操作机构箱操作机构箱 5合闸电磁铁合闸电磁铁 6分闸电磁铁分闸电磁铁 7断路弹簧断路弹簧 8底座底座1静触头静触头 2动触头动触头 3屏蔽罩屏蔽罩 4波纹管波纹管 5与外壳封接的与外壳封接的金属法兰盘金属法兰盘 6波纹管屏蔽罩波纹管屏蔽罩 7玻壳玻壳 第3章 供配电一次系统3.10高压电器及高压配电装置高压电器及高压配电装置2. 高压隔离开关高压隔离开关 高压隔离开关高压隔离开关(high-voltage disconnector(high-voltage disconnector，文字符号为，文字符号为QS)QS)的功能，主要是隔离高压的功能，主要是隔离高压电源，以保证其他设

22、备和线路的安全检修。因此其结构特点是断开后有明显可见的断开间隙，电源，以保证其他设备和线路的安全检修。因此其结构特点是断开后有明显可见的断开间隙，而且断开间隙的绝缘及相间绝缘都是足够可靠的，能充分保障人身和设备的安全。但是隔离而且断开间隙的绝缘及相间绝缘都是足够可靠的，能充分保障人身和设备的安全。但是隔离开关没有专门的灭弧装置，因此它不允许带负荷操作。然而可用来通断一定的小电流，如励开关没有专门的灭弧装置，因此它不允许带负荷操作。然而可用来通断一定的小电流，如励磁电流磁电流( (空载电流空载电流) )不超过不超过2A2A的空载变压器，电容电流不超过的空载变压器，电容电流不超过5A5A的空载线路

23、以及电压互感器和的空载线路以及电压互感器和避雷器电路等。避雷器电路等。 SF6 SF6断路器配用断路器配用CD10CD10等型电磁操动机构或等型电磁操动机构或CT7CT7等型等型弹簧操作机构。弹簧操作机构。 高压隔离开关按安装地点，分户内式和户外式两高压隔离开关按安装地点，分户内式和户外式两大类。图大类。图3.73.7所示是所示是GN810/600GN810/600型户内式高压隔离开型户内式高压隔离开关的外形结构图。关的外形结构图。 1上接线端子上接线端子 2静触头静触头 3闸刀闸刀 4绝缘套管绝缘套管 5下接线端子下接线端子6框架框架 7转轴转轴 8拐臂拐臂 9升降瓷瓶升降瓷瓶 10支柱瓷瓶

24、支柱瓷瓶 图图3.7 GN810/600型户内式高压隔离开关型户内式高压隔离开关 第3章 供配电一次系统3.11高压电器及高压配电装置高压电器及高压配电装置 高压隔离开关全型号的表示和含义如下：高压隔离开关全型号的表示和含义如下： 户内式高压隔离开关通常采用户内式高压隔离开关通常采用CS6CS6型型( (操作机构型号含义：操作机构型号含义：C C为操作机构；为操作机构；S S为手动；为手动；6 6为设计序号为设计序号) )手动操作机构进行操作，手动操作机构进行操作，而户外式高压隔离开关则大多采用绝缘钩棒而户外式高压隔离开关则大多采用绝缘钩棒( (俗称令克棒俗称令克棒) )手工手工操作。操作。

25、图图3.83.8所示是所示是CS6CS6型手动操作机构与型手动操作机构与GN8GN8型隔离开关配合的型隔离开关配合的一种安装方式。一种安装方式。1GN8型隔离开关型隔离开关 2传动连杆传动连杆(920mm焊接钢管焊接钢管) 3调节杆调节杆 4CS6型手动操作机构型手动操作机构 图图3.8 CS6型手动操作机构与型手动操作机构与GN8型隔离开关型隔离开关 配合的一种安装方式配合的一种安装方式 第3章 供配电一次系统3.12高压电器及高压配电装置高压电器及高压配电装置3. 高压负荷开关高压负荷开关 高压负荷开关高压负荷开关(high-voltage load switch(high-voltage

26、 load switch，文字符号为，文字符号为QL)QL)，具有简单的灭弧装置，因，具有简单的灭弧装置，因而能通断一定的负荷电流和过负荷电流。但是它不能断开短路电流，所以它一般与高压熔断而能通断一定的负荷电流和过负荷电流。但是它不能断开短路电流，所以它一般与高压熔断器串联使用，借助熔断器来进行短路保护。负荷开关断开后，与隔离开关一样，也具有明显器串联使用，借助熔断器来进行短路保护。负荷开关断开后，与隔离开关一样，也具有明显可见的断开间隙，因此它也具有隔离高压电源、保证安全检修的功能。可见的断开间隙，因此它也具有隔离高压电源、保证安全检修的功能。 高压负荷开关的类型较多，这里着重介绍一种应用最

27、多的户内压气式高压负荷开关。高压负荷开关的类型较多，这里着重介绍一种应用最多的户内压气式高压负荷开关。 图图3.93.9所示是所示是FN310RTFN310RT型户内压气式高压负荷开关的外形结构图。由图可以看出，上半型户内压气式高压负荷开关的外形结构图。由图可以看出，上半部为负荷开关本身，外形与高压隔离开关类似，实际上它也就是在隔离开关基础上加一个简部为负荷开关本身，外形与高压隔离开关类似，实际上它也就是在隔离开关基础上加一个简单的灭弧装置。负荷开关上端的绝缘子就是一个简单的灭弧室，其内部结构如图单的灭弧装置。负荷开关上端的绝缘子就是一个简单的灭弧室，其内部结构如图3.103.10所示。所示。

28、该绝缘子不仅起支柱绝缘子的作用，而且内部是一个气缸，装有由操动机构主轴传动的活塞，该绝缘子不仅起支柱绝缘子的作用，而且内部是一个气缸，装有由操动机构主轴传动的活塞，其作用类似打气筒。绝缘子上部装有绝缘喷嘴和弧静触头。当负荷开关分闸时，在闸刀一端其作用类似打气筒。绝缘子上部装有绝缘喷嘴和弧静触头。当负荷开关分闸时，在闸刀一端的弧动触头与绝缘子上的弧静触头之间产生电弧。由于分闸时主轴转动而带动活塞，压缩气的弧动触头与绝缘子上的弧静触头之间产生电弧。由于分闸时主轴转动而带动活塞，压缩气缸内的空气而从喷嘴往外吹弧，使电弧迅速熄灭。当然分闸时还有电弧迅速拉长及本身电流缸内的空气而从喷嘴往外吹弧，使电弧迅

29、速熄灭。当然分闸时还有电弧迅速拉长及本身电流回路的电磁吹弧作用。但总的来说，负荷开关的断流灭弧能力是有限的，只能分断一定的负回路的电磁吹弧作用。但总的来说，负荷开关的断流灭弧能力是有限的，只能分断一定的负荷电流和过负荷电流，因此负荷开关不能配以短路保护装置来自动跳闸，但可以装设热脱扣荷电流和过负荷电流，因此负荷开关不能配以短路保护装置来自动跳闸，但可以装设热脱扣器用于过负荷保护。器用于过负荷保护。 第3章 供配电一次系统3.13高压电器及高压配电装置高压电器及高压配电装置 1主轴主轴 2上绝缘子兼气缸上绝缘子兼气缸 3连杆连杆 4下绝缘子下绝缘子 5框架框架 6RN1型高压熔断器型高压熔断器

30、7下触座下触座 8闸刀闸刀 9弧动触头弧动触头 10绝缘喷嘴绝缘喷嘴(内有弧静触头内有弧静触头) 11主静触头主静触头 12上触座上触座 13断路弹簧断路弹簧 14绝缘拉杆绝缘拉杆 15热脱扣器热脱扣器图图3.9 FN310RT型户内压气式高压负荷开关外形结构图型户内压气式高压负荷开关外形结构图 1弧动触头弧动触头 2绝缘喷嘴绝缘喷嘴 3弧静触头弧静触头 4接线端子接线端子 5气缸气缸 6活塞活塞 7上绝缘子上绝缘子 8主静触头主静触头 9电弧电弧 图图3.10 FN310RT型内压气式高压负荷开关型内压气式高压负荷开关 的内部结构图的内部结构图 第3章 供配电一次系统3.14高压电器及高压配

31、电装置高压电器及高压配电装置 高压负荷开关全型号的表示和含义如下：高压负荷开关全型号的表示和含义如下： (a) CS2型外形结构型外形结构 (b) 与负荷开关配合安装与负荷开关配合安装1操作手柄操作手柄 2操作机构外壳操作机构外壳 3分闸指示牌分闸指示牌(掉牌掉牌) 4脱扣器盒脱扣器盒 5分闸铁心分闸铁心 6辅助开关辅助开关(联动触头联动触头) 7传动连杆传动连杆 8负荷开关负荷开关 图图3.11 CS2型手动操作机构的外形及其与型手动操作机构的外形及其与FN3型型 负荷开关配合的一种安装方式负荷开关配合的一种安装方式 上述负荷开关一般配用上述负荷开关一般配用CS2CS2型等手动操作机构进型等

32、手动操作机构进行操作。图行操作。图3.113.11所示是所示是CS2CS2型手动操作机构的外形及型手动操作机构的外形及其与其与FN3FN3型负荷开关配合的一种安装方式。型负荷开关配合的一种安装方式。 第3章 供配电一次系统3.15高压电器及高压配电装置高压电器及高压配电装置4. 高压熔断器高压熔断器 熔断器熔断器(fuse(fuse，文字符号为，文字符号为FU)FU)是一种在电路电流超过规定值并经一定时间后，使其熔体是一种在电路电流超过规定值并经一定时间后，使其熔体(fuse-element(fuse-element，文字符号，文字符号FE)FE)熔化而分断电流、断开电路的一种保护电器。熔断器

33、的功能主熔化而分断电流、断开电路的一种保护电器。熔断器的功能主要是对电路及电路设备进行短路保护，有的熔断器还具有过负荷保护的功能。要是对电路及电路设备进行短路保护，有的熔断器还具有过负荷保护的功能。 工厂供电系统中，室内广泛采用工厂供电系统中，室内广泛采用RN1RN1、RN2RN2等型高压管式熔断器，室外则广泛采用等型高压管式熔断器，室外则广泛采用RW4RW41010、RW10(F)10RW10(F)10型等高压跌开式熔断器和型等高压跌开式熔断器和RW1035RW1035型等高压限流熔断器。型等高压限流熔断器。 高压熔断器全型号的表示和含义如下：高压熔断器全型号的表示和含义如下： 1瓷熔管瓷熔

34、管 2金属管帽金属管帽 3弹性触座弹性触座 4熔断熔断 指示器指示器 5接线端子接线端子 6支柱瓷瓶支柱瓷瓶 7底座底座图图3.12 RN1和和RN2型户内高压管式熔断器外形结构型户内高压管式熔断器外形结构图图 1) RN1 1) RN1和和RN2RN2型户内高压管式熔断器型户内高压管式熔断器RN1RN1和和RN2RN2型的结构基本相同，都是瓷质熔管内充石英型的结构基本相同，都是瓷质熔管内充石英砂硅砂填料的密闭管式熔断器，其外形结构如图砂硅砂填料的密闭管式熔断器，其外形结构如图3.123.12所示。所示。 第3章 供配电一次系统3.16高压电器及高压配电装置高压电器及高压配电装置 RN1 RN

35、1型主要用作高压电路和设备的短路保护，并能起过负荷保护的作用，其熔体要通过型主要用作高压电路和设备的短路保护，并能起过负荷保护的作用，其熔体要通过主电路的大电流，因此其结构尺寸较大，额定电流可达主电路的大电流，因此其结构尺寸较大，额定电流可达100A100A。而。而RN2RN2型只用作高压电压互感型只用作高压电压互感器一次侧的短路保护。由于电压互感器二次侧全部连接阻抗很大的电压线圈，致使它接近于器一次侧的短路保护。由于电压互感器二次侧全部连接阻抗很大的电压线圈，致使它接近于空载工作，其一次侧电流很小，因此空载工作，其一次侧电流很小，因此RN2RN2型的结构尺寸较小，其熔体额定电流一般为型的结构

36、尺寸较小，其熔体额定电流一般为0.5A0.5A。 RN1RN1和和RN2RN2型熔断器熔管的断面示意图如图型熔断器熔管的断面示意图如图3.133.13所示。由图可知，熔断器的工作熔体所示。由图可知，熔断器的工作熔体( (铜铜熔丝熔丝) )上焊有小锡球。锡是低熔点金属，过负荷时锡球受热首先熔化，包围铜熔丝，铜锡分上焊有小锡球。锡是低熔点金属，过负荷时锡球受热首先熔化，包围铜熔丝，铜锡分子相互渗透而形成熔点较铜的熔点低的铜锡合金，使铜熔丝能在较低的温度下熔断，这就是子相互渗透而形成熔点较铜的熔点低的铜锡合金，使铜熔丝能在较低的温度下熔断，这就是所谓所谓“冶金效应冶金效应”(metallurgica

37、l effect)(metallurgical effect)。它使熔断器能在不太大的过负荷电流和较小的。它使熔断器能在不太大的过负荷电流和较小的短路电流下动作，从而提高了保护灵敏度。又由图可知，该熔断器采用多根熔丝并联，熔断短路电流下动作，从而提高了保护灵敏度。又由图可知，该熔断器采用多根熔丝并联，熔断时能产生多根并行的电弧，利用粗弧分细灭弧法可加速电弧的熄灭。而且该熔断器熔管内是时能产生多根并行的电弧，利用粗弧分细灭弧法可加速电弧的熄灭。而且该熔断器熔管内是充填有石英砂的，熔丝熔断时产生的电弧完全在石英砂内燃烧，因此其灭弧能力很强，能在充填有石英砂的，熔丝熔断时产生的电弧完全在石英砂内燃烧

38、，因此其灭弧能力很强，能在短路后不到半个周期即短路电流未达冲击值短路后不到半个周期即短路电流未达冲击值ishish之前即能完全熄灭电弧，切断短路电流，从之前即能完全熄灭电弧，切断短路电流，从而使熔断器本身及其所保护的电气设备不必考虑短路冲击电流的影响，因此这种熔断器属于而使熔断器本身及其所保护的电气设备不必考虑短路冲击电流的影响，因此这种熔断器属于“限流限流”熔断器。熔断器。 第3章 供配电一次系统3.17高压电器及高压配电装置高压电器及高压配电装置 1管帽管帽 2瓷管瓷管 3工作熔体工作熔体 4指示熔体指示熔体 5锡球锡球 6石英砂填料石英砂填料 7熔断指示器熔断指示器(虚线表示虚线表示 熔

39、断指示器在熔体熔断时弹出熔断指示器在熔体熔断时弹出) 图图3.13 RN1和和RN2型熔断器的熔管断面示意图型熔断器的熔管断面示意图 当短路电流或过负荷电流通过熔断器的熔体时，工作熔体熔当短路电流或过负荷电流通过熔断器的熔体时，工作熔体熔断后，指示熔体相继熔断，其红色的熔断指示器弹出，如图断后，指示熔体相继熔断，其红色的熔断指示器弹出，如图3.133.13中虚线所示，给出熔断的指示信号。中虚线所示，给出熔断的指示信号。 2) RW42) RW4和和RW10(F)RW10(F)型户外高压跌开式熔断器型户外高压跌开式熔断器 跌开式熔断器跌开式熔断器(drop-out fuse(drop-out f

40、use，其文字符号一般型用，其文字符号一般型用FDFD，负，负荷型用荷型用FDL)FDL)，又称跌落式熔断器，广泛用于环境正常的室外场所。，又称跌落式熔断器，广泛用于环境正常的室外场所。其功能是，既可作其功能是，既可作6kV6kV10kV10kV线路和设备的短路保护，又可在一线路和设备的短路保护，又可在一定条件下，直接用高压绝缘钩棒来操作熔管的分合，起高压隔离定条件下，直接用高压绝缘钩棒来操作熔管的分合，起高压隔离开关的作用。一般的跌开式熔断器如开关的作用。一般的跌开式熔断器如RW410(G)RW410(G)型等，只能无负型等，只能无负荷操作，或通断小容量的空载变压器和空载线路等，其操作要求荷

41、操作，或通断小容量的空载变压器和空载线路等，其操作要求与高压隔离开关相同。而负荷型跌开式熔断器如与高压隔离开关相同。而负荷型跌开式熔断器如RW1010(F)RW1010(F)型，型，则能带负荷操作，其操作要求则与高压负荷开关相同。则能带负荷操作，其操作要求则与高压负荷开关相同。 第3章 供配电一次系统3.18高压电器及高压配电装置高压电器及高压配电装置 图图3.143.14所示是所示是RW410(G)RW410(G)型跌开式熔断器的基本结构。型跌开式熔断器的基本结构。这种跌开式熔断器串接在线路上。正常运行时，其熔管上这种跌开式熔断器串接在线路上。正常运行时，其熔管上端的动触头借熔丝张力拉紧后，

42、利用绝缘钩棒将此动触头端的动触头借熔丝张力拉紧后，利用绝缘钩棒将此动触头推入上静触头内锁紧，同时下动触头与下静触头也相互压推入上静触头内锁紧，同时下动触头与下静触头也相互压紧，从而使电路接通。当线路上发生短路时，短路电流使紧，从而使电路接通。当线路上发生短路时，短路电流使熔丝熔断，形成电弧。熔管熔丝熔断，形成电弧。熔管( (消弧管消弧管) )内壁由于电弧烧灼而内壁由于电弧烧灼而分解出大量气体，使管内压力剧增，并沿管道形成强烈的分解出大量气体，使管内压力剧增，并沿管道形成强烈的气流纵向吹弧，使电弧迅速熄灭。熔管的主动触头因熔丝气流纵向吹弧，使电弧迅速熄灭。熔管的主动触头因熔丝熔断后失去张力而下翻

43、，使锁紧机构释放熔管，在触头弹熔断后失去张力而下翻，使锁紧机构释放熔管，在触头弹力及熔管自重的作用下，回转跃升，造成明显可见的断开力及熔管自重的作用下，回转跃升，造成明显可见的断开间隙。间隙。 这种跌开式熔断器还采用了这种跌开式熔断器还采用了“逐级排气逐级排气”结构。其熔结构。其熔管上端在正常运行时是被一薄膜封闭的，可以防止雨水浸管上端在正常运行时是被一薄膜封闭的，可以防止雨水浸 1上接线端子上接线端子 2上静触头上静触头 3上动触头上动触头 4管帽管帽(带薄膜带薄膜) 5操作环操作环 6熔管熔管(外层为外层为 酚醛纸管或环氧玻璃布管，内套纤维质消弧管酚醛纸管或环氧玻璃布管，内套纤维质消弧管)

44、 7铜熔丝铜熔丝 8下动触头下动触头 9下静触头下静触头 10下接线端子下接线端子 11绝缘瓷瓶绝缘瓷瓶 12固定安装板固定安装板 图图3.14 RW410(G)型跌开式熔断器型跌开式熔断器浸入。在分断小的短路电流时；由于上端封闭而形成单端排气，使管内保持足够大的气压，浸入。在分断小的短路电流时；由于上端封闭而形成单端排气，使管内保持足够大的气压，这样有利于熄灭小的短路电流所产生的电弧。而在分断大的短路电流时，由于管内产生的气这样有利于熄灭小的短路电流所产生的电弧。而在分断大的短路电流时，由于管内产生的气 第3章 供配电一次系统3.19高压电器及高压配电装置高压电器及高压配电装置压大，使上端薄

45、膜冲开而形成两端排气，这样有助于防止分断大的短路电流时可能造成的熔压大，使上端薄膜冲开而形成两端排气，这样有助于防止分断大的短路电流时可能造成的熔管爆裂，从而较好地解决了自产气熔断器分断大小故障电流的矛盾。管爆裂，从而较好地解决了自产气熔断器分断大小故障电流的矛盾。 RW1010(F)RW1010(F)型跌开式熔断器是在一般跌开式熔断器的上静触头上面加装一个简单的灭型跌开式熔断器是在一般跌开式熔断器的上静触头上面加装一个简单的灭弧室，因而能够带负荷操作。这种负荷型跌开式熔断器既能实现短路保护，又能带负荷操作，弧室，因而能够带负荷操作。这种负荷型跌开式熔断器既能实现短路保护，又能带负荷操作，且能

46、起隔离开关的作用，因此有推广应用的趋向。且能起隔离开关的作用，因此有推广应用的趋向。 跌开式熔断器依靠电弧燃烧使产气消弧管分解产生的气体来熄灭电弧，即使是负荷型跌跌开式熔断器依靠电弧燃烧使产气消弧管分解产生的气体来熄灭电弧，即使是负荷型跌开式熔断器加装有简单的灭弧室，其灭弧能力都不强，灭弧速度不快，不能在短路电流达到开式熔断器加装有简单的灭弧室，其灭弧能力都不强，灭弧速度不快，不能在短路电流达到冲击值之前熄灭电弧，因此它属冲击值之前熄灭电弧，因此它属“非限流非限流”熔断器。熔断器。 第3章 供配电一次系统3.20高压电器及高压配电装置高压电器及高压配电装置二、二、高压配电装置高压配电装置1.

47、配电装置概述配电装置概述 配电装置是电气一次接线的工程实施，是变电所的重要组成部分。它是按电气主接线的配电装置是电气一次接线的工程实施，是变电所的重要组成部分。它是按电气主接线的要求，由开关电器、载流导体和必要的辅助设备所组成的电工建筑物，在正常情况下用来接要求，由开关电器、载流导体和必要的辅助设备所组成的电工建筑物，在正常情况下用来接受和分配电能；发生事故时能迅速切断故障部分，以恢复非故障部分的正常工作。受和分配电能；发生事故时能迅速切断故障部分，以恢复非故障部分的正常工作。 1) 1) 配电装置类型及特点配电装置类型及特点 配电装置按电气设备的安装地点分为屋内配电装置和屋外配电装置。配电装

48、置按电气设备的安装地点分为屋内配电装置和屋外配电装置。 (1) (1) 屋内配电装置的特点是：由于允许的安全净距小，能分层布置，因而占地面积比屋屋内配电装置的特点是：由于允许的安全净距小，能分层布置，因而占地面积比屋外布置小；维修、操作和巡视都在户内进行，不受气候条件的影响；电气设备不易受外界污外布置小；维修、操作和巡视都在户内进行，不受气候条件的影响；电气设备不易受外界污秽空气环境的影响，维护工作量小；电气设备之间的距离小，通风散热条件差，且不便于扩秽空气环境的影响，维护工作量小；电气设备之间的距离小，通风散热条件差，且不便于扩建；房屋建筑投资大，但可采用价格较低的屋内型设备，能减小一些设备

49、的投资。建；房屋建筑投资大，但可采用价格较低的屋内型设备，能减小一些设备的投资。 (2) (2) 屋外配电装置的特点是：无须设配电装置室，节省建筑材料和降低土建费用，一般屋外配电装置的特点是：无须设配电装置室，节省建筑材料和降低土建费用，一般建设周期短；相邻设备之间距离大，减少故障蔓延的危险性，且便于带电作业；巡视设备清建设周期短；相邻设备之间距离大，减少故障蔓延的危险性，且便于带电作业；巡视设备清楚，且便于扩建；易受外界气候条件的影响，设备运行条件差，须加强绝缘；气候变化给设楚，且便于扩建；易受外界气候条件的影响，设备运行条件差，须加强绝缘；气候变化给设备维修和操作带来困难；占地面积大。备维

50、修和操作带来困难；占地面积大。 第3章 供配电一次系统3.21高压电器及高压配电装置高压电器及高压配电装置 选择配电装置的型式，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜、节约用地，选择配电装置的型式，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜、节约用地，并结合运行及检修要求，通过技术经济比较确定。并结合运行及检修要求，通过技术经济比较确定。 2) 2) 配电装置的基本要求配电装置的基本要求 (1) (1) 保证工作的可靠性。配电装置的可靠性，直接反映着故障的可能性及其影响范围。保证工作的可靠性。配电装置的可靠性，直接反映着故障的可能性及其影响范围。发生故障的可能性和影响范围越小，配电装置