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高压电气设备第一节电弧理论(1h)第二节高压断路器及其操动机构(6h)第三节高压隔离开关及高压负荷开关(2h)第四节熔断器(1h)第五节互感器(2h)第六节封闭母线(1h)第七节发电厂防雷及过电压保护设备(2h)第八节中、低压开关柜(1h)第九节低压开关电器(2h)
1第一节电弧理论(1h)
2一、概述1、电弧当拉开电路中有电流通过的开关时,在开关的触头之间可以看到强烈而刺眼的亮光,这是由于在触头之间发生了放电,这种放电称为电弧,电弧是一种气体放电现象。图4-1电弧示意图1-静触头;2-阳极区;3-弧柱;4-阴极区;5-动触头
32、电弧的危害(1)电弧导致触头虽然已经分开,但是电流通过触头间的电弧仍继续流通,也就是说电路并未真正断开。(2)由于电弧的温度很高,弧柱中心温度最高可达10000K以上,如果电弧燃烧时间过长,不仅会将触头烧坏,严重时会使电器烧毁,危害电力系统的安全运行。所以,在切断电路时,应保证迅速而又可靠地熄灭电弧是一切开关的核心问题。
4二、电弧的形成1、电弧的产生高压断路器触头刚分离时,由于触头间的间隙很小,触头间会出现很高的电场强度,当电场强度达到一定程度时,阴极触头的表面在强电场的作用下将发生高电场发射。从阴极表面发射出来的自由电子,在电场力的作用下向阳极作加速运动,它们在奔向阳极的途中碰撞介质的中性质点(原子或分子),便产生碰撞游离,原中性质点则游离为正离子和自由电子。新产生的电子将和原有的电子一起以极高的速度向阳极运动,当它们和其他中性质点相碰撞时又再一次发生碰撞游离,依此连续发生
5图4-2碰撞游离过程示意图碰撞游离连续进行的结果是触头间隙充满了电子和正离子,介质中带电质点大量剧增,使触头间隙具有很大的电导,在外加电压的作用下,大量的电子向阳极运动,形成电流,这是由于介质被击穿而产生的电弧。
62、电弧的维持电弧产生后,弧柱的温度很高,这时处于高温下的介质分子和原子产生剧烈运动,使它们之间不断发生碰撞,其结果又游离出大量新的电子和正离子,这便是热游离过程。电弧燃烧主要靠热游离来维持,维持电弧燃烧只要有一定的电流即可。众所周知,高压断路器所要开断的电流为几百安、几千安,电压为几万伏、几十万伏,所以开断过程中必然会形成电弧。可见,电弧形成的过程是:高压断路器阴极触头在强电场作用下发射电子,所发射出的电子在触头间电压作用下产生碰撞游离,形成了电弧。在高温的作用下,在介质中发生热游离,使电弧维持和发展。
73、去游离在电弧中,发生游离过程的同时还进行着带电质点减少的去游离过程。去游离过程是指自由电子和正离子相互吸引发生中和的现象。在稳定燃烧的电弧中,游离和去游离处于动态平衡,如果游离过程大于去游离过程,电弧将继续炽热燃烧;反之,如果去游离过程大于游离过程,电弧将愈来愈小,最后变为熄灭。
8去游离的主要方式是复合和扩散:(1)复合是带异号电荷的质点的电荷彼此中和,主要是指正、负离子间的复合。若利用液体或气体吹弧,或将电弧挤入绝缘冷壁做成的窄缝中,迅速冷却电弧,减小离子的运动速度,可加强复合过程。此外,增加气体压力,使离子间自由行程缩短,气体分子密度加大,使复合的几率增加,也是加强复合过程的措施。
9去游离的主要方式是复合和扩散:(2)扩散是指弧柱内自由电子与正离子逸出弧柱以外,到周围介质中去的过程。扩散是指电弧中的高温离子由密集的空间向密度小、温度低的介质周围方向扩散。电弧和周围介质的温度差以及离子浓度差愈大,扩散作用就愈强。例如,在断路器中采用高速气体吹拂电弧,带走弧柱中的大量电子和正离子,以加强扩散作用,扩散出来的离子,因冷却而互相结合,成为中性质点。
10二、电弧的熄灭方法(一)直流电弧的熄灭发电机的励磁回路为直流电路。用直流灭磁开关切断直流电路时所产生的电弧叫直流电弧。
111、直流电弧的特性图4-3直流电弧的电压分布
12对于长度为几毫米的电弧,通常称为短弧。在短弧中,电弧电压主要由阴极区、阳极区电压降组成,所以阴极区、阳极区的特性对整个电弧的特性起着决定性的作用。它的特性表现在电弧电压约为20V左右,与电极材料和弧隙介质有关,而与电流、外界条件无关。如果施加在电极的电压小于电弧电压降,则电弧就不会维持,以致熄灭。对于长度为几厘米及以上的电弧,称为长弧。在长弧中,电弧电压主要由弧柱电压组成,弧柱特性起主要作用。电弧电压正比于电弧长度。在低压开关中,常常采用把长弧分割成许多短弧的方法来熄灭电弧。
13直流电弧的熄灭的方法:(1)采取冷却电弧或拉长电弧的方法,以增大电弧电阻和电弧电压。拉长电弧除了增大高压断路器触头之间的距离外,还可以利用外力(如电动力)横吹电孤。在拉长电弧的同时,还加强了电弧表面的冷却。(2)增加电路电阻。如果在熄弧过程中串入电阻,,同样可以熄灭电孤。(3)将长弧分割成许多串联的短弧,利用短弧的特性,使得电弧电压大于触头间外施电压,则电弧可自行熄灭。在大型发电机的励磁电路中,既采用冷却电弧和短弧原理,又采用逐渐增大串联电阻的方法来熄弧。这样,一方面可增加熄弧能力,另一方面可限制电流变化的速度,以免产生过电压。
14(二)交流电弧的熄灭1、交流电弧的电压、电流波形在交流电路中,电流的大小和相位不断地随时间变化而变化,并且从一个半周过渡到下一个半周时,电流要过零一次。如果电流按正弦波形变化,电弧电压波形图如下图所示。图中的A点是电弧产生的电压,称为燃弧电压,而B点是电弧熄灭的电压,称为熄弧电压。由此可见,在交流电弧中,熄弧电压总低于燃弧电压。
15交流电弧的燃烧过程与直流电弧的基本区别是,交流电弧电流每半周要过零一次,这时电弧自然暂时熄灭。如果在电流过零时,采取有效措施加强弧隙的冷却,使弧隙介质的绝缘能力达到不会被弧隙外施电压击穿的程度,则在下半周,电弧就不会重燃而最终熄灭。2、交流电弧的熄灭条件(1)介质强度的恢复介质强度的回复过程是指电流过零后,弧隙的绝缘能力在经过一定的时间恢复到正常状态的过程。根据实验知道,当电流过0后,弧隙靠近阴极在0.1~1μs的短暂时间内,介质强度能达到150~250V,称为近阴极效应。之后介质强度的增长速度就变得较慢,而且它主要取决于冷却电弧的条件。介质强度的恢复不仅与弧隙的冷却条件有关,同时与电弧电流大小、介质特性、触头分断速度等有关。
161-介质强度恢复过程;2-弧隙电压恢复过程;3-电弧电压
17A、在常用的交流低压开关电器中,常利用近阴极效应现象将电弧引入栅片中,把电弧分割成许多串联的短弧,每个短弧的阴极区在电流过0后,都立即出现150~250V的介质强度。如果这些串联短弧介质强度的总和大于线路电压,则电流过0后,电弧就自行熄灭。B、在高压长弧中,近阴极效应起不了多大的作用,而起决定作用的是介质强度恢复过程。在高压断路器中,普遍利用气体或液体吹动电弧来加强弧柱的冷却,加速介质强度的恢复,以达到熄灭电弧之目的。
182、交流电弧的熄灭条件(2)弧隙电压的恢复过程弧隙电压的恢复过程是指电流过零后,电源施加于弧隙的电压将从不大的熄弧电压逐渐恢复到电源电压的过程。
19例如:对于220kV高压断路器,系统短路时,三相断路器断开往往有先后。首先开断的一相触头两端的恢复电压可能出现的最高电压为:
202、交流电弧的熄灭条件(3)交流电弧的熄灭条件在交流电流过零,电弧自然熄灭后,若加强弧隙的冷却,不发生热击穿;同时加强去游离作用,使弧隙的介质强度恢复数值始终大于加在弧隙两端的恢复电压,弧隙不会发生电击穿,则电弧不会重燃。
213、高压断路器熄灭电弧的方法(1)采用高电气绝缘强度的气体作介质,例如压缩空气、高度真空、六氟化硫气体等作介质。(2)采用热容量大、热传导性能好、并能耐高温、不易发射电子、不易熔化而能产生金属蒸气的金属材料制作触头。例如,目前广泛采用铜钨合金和铜头镀银等材料制作触头。(3)利用气体或液体介质吹动电弧,使电弧在介质中移动,以加强扩散,既能强烈冷却弧隙,也有部分取代原弧隙中游离气体或高温气体的作用。在高压断路器中,采用各种形式的灭弧室,使气体或液体产生较高的压力,有力地吹向弧隙。吹动电弧的方式有纵吹、横吹和纵横混合吹弧。
22图4-20吹弧方式(a)横吹;(b)纵吹
23气体断路器纵吹灭弧方式(a)单向纵吹;(b)双向纵吹1-静触头;2-动触头;3-电弧油断路器灭弧方式(a)纵吹;(b)横吹1-静触头;2-动触头;3-灭弧室;4-油;5-电弧;6-气泡;7-空气垫横吹灭弧室内设有空气垫,它起着调节弧室的压力和贮存压力的作用。当电流为峰值时,压力大,原贮存在空气垫内的空气受压缩,使压力提高,即起贮存作用。当电流过0时,弧隙的压力下降,此时利用贮存在空气垫内的高压力气体,将油和气泡吹向电弧,进行横吹熄弧。采用这种灭弧方式可以提高高压断路器熄弧能力。
24(4)采用多断口熄弧高压断路器常制成每相有两个或两个以上串联的断口,以利灭弧。采用多断口是将电弧分割成多个小电弧段,在相等的触头行程下,多断口比单断口的电弧拉长了,从而增大弧隙电阻,而且电弧被拉长的速度也增加,加速了弧隙电阻的增大,同时也增大介质强度的恢复速度。由于加在每个断口的电压降低(仅一半),使弧隙的恢复电压降低,因此灭弧性能更好。图4-23双断口高压断路器示意图1-静触头;2-电弧;3-动触头
25采用多断口的结构后,每一个断口在开断位置的电压和开断过程中的恢复电压分布不均匀,原因是断口电容和对地电容的影响,从而导致第一个断口的工作条件比第二个断口要严重。为了充分发挥每个灭弧室的作用,应使两个断口的工作条件基本相同,通常在每个断口并联一个比和大很多的电容,即均压电容。
26(5)断路器主触头并联电阻主触头并联电阻的作用:(1)分闸时,主触头K1先断开,辅助触头K2后断开,使主触头的电弧电流被分流,使之容易熄灭;而且使恢复电压的数值及上升速度都降低,使可能的振荡过程变成非振荡过程,从而抑制过电压的产生,防止电弧重燃。(2)在合闸时,辅助触头K2先合上,电源经并联电阻接通线路。由于合闸并联电阻R的阻尼作用,限制了合闸过电压。随后主触头K1才合上。
27(6)提高触头的运动速度,以迅速拉长电弧,使散热和扩散的表面迅速增加。提高高压断路器触头开断速度,快速拉长电弧,减小燃弧时间,使电弧能量下降,对熄灭电弧有利,故常采用快速分闸机构的断路器。
28第二节高压断路器及其操动机构(4h)
29一、高压断路器的作用和基本原理1、作用由于高压断路器有专门的熄灭电弧的装置,所以它可以开断有电流的电路:(1)在正常情况下,接通和断开电路。(2)在系统故障时,保护装置动作,断路器自动地切除电力系统故障电流。2、原理:
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313、高压断路器的组成:
32二、高压断路器的类型现代高压断路器按照灭弧介质及作用原理常用以下四种:(1)六氟化硫(SF6)断路器。采用具有优良灭弧性能和绝缘性能的SF6气体作为灭弧介质的断路器称为SF6断路器。这种断路器具有开断能力强、体积小等特点,但结构较复杂,金属消耗量大,价格较贵。(2)真空断路器。利用真空的高介质强度来灭弧的断路器,称为真空断路器。这种断路器具有灭弧速度快、触头材料不易氧化、寿命长、体积小等特点,但电压等级不高,一般用于35kV以下电路。(3)油断路器。采用变压器油作为灭弧介质的断路器称为油断路器。油断路器分多油断路器和少油断路器两种。我国目前生产的高压油断路器主要是少油断路器。
33(4)空气断路器。采用压缩空气作为灭弧介质的断路器称为空气断路器。压缩空气除了作灭弧介质外,还作为触头开断后的弧隙绝缘介质。空气断路器具有灭弧能力强、动作迅速等特点,但其结构较复杂,有色金属消耗量较大,因此它一般用于220kV及以上电压的电力系统中。
34三、高压断路器的技术参数1.额定电压UN额定电压(用UN表示)是指高压电器(包括高压断路器)设计时所采用的标称电压。对于三极电器是指其极间电压(线电压)。我国高压电器采用的额定电压等级有:3、6、10、15、20、35、63、110、154、220、330、500kV等。对于额定电压在35kV及以下的高压电器,为了减轻其工作条件从而降低其造价,多制成户内式并且是三极式的;对于额定电压在110kV及以上的高压电器,由于其外形尺寸和相间距离较大,多制成户外式并且是单极式的。
35三、高压断路器的技术参数2.额定电流IN额定电流(用IN表示)是高压电器(包括高压断路器)在额定频率下能长期通过,而各金属部件和绝缘部分的温升不超过长期工作时最大容许温升的最大标称电流。我国采用的额定电流的等级为:200、400、630、1000、1250、1600、2000、3150、4000、5000、6300、8000、10000、12500、16000、20000A。额定电流的大小决定了高压断路器导体、触头的尺寸和结构。额定电流愈大,它们的尺寸愈大。
36三、高压断路器的技术参数3.额定短路开断电流Ibrn高压断路器在进行开断操作时,在额定电压下能保证正常开断的最大短路电流称为额定短路开断电流,用Ibrn表示。额定短路开断电流表征高压断路器的开断能力。我国规定高压断路器额定短路开断电流为:1.6、3.15、6.3、8、10、12.5、16、20、25、31.5、40、50、63、80、100kA等。在低于额定电压下,开断电流可以提高,但由于灭弧装置机械强度的限制,故开断电流仍有一极限值,该极限值称为极限开断电流,即高压断路器开断电流不能超过极限开断电流。
37三、高压断路器的技术参数4.额定断流容量Sbrn一般用额定短路开断电流Ibrn和额定电压UN的乘积表示高压断路器的额定断流容量(用Sbrn表示),即我国采用的高压断路器额定断流容量为:15、30、50、100、150、200、250、300、350、400、500、750、1000、1500、2000、2500、3000、3500、4000、5000、6000、7000、8000、10000,12000、15000、20000、25000MVA。额定断流容量的大小决定了高压断路器灭弧装置的结构和尺寸。
38三、高压断路器的技术参数5.动稳定电流(额定峰值耐受电流)iem动稳定电流是指高压断路器在闭合位置时所能通过的最大短路电流,又称极限通过电流。高压断路器通过这一电流时,不会因为电动力的作用而发生任何机械上的损坏。这一电流一般是指短路电流第一个周波的峰值电流。6、热稳定电流(额定短时耐受电流)Ith和热稳定电流的持续时间t热稳定电流是指断路器处于合闸状态下,在一定的持续时间内,允许通过电流的最大周期分量有效值,此时断路器不应因电流短时发热而损坏。一般额定热稳定电流的持续时间为2s,需要大于2s时,推荐4s。
39三、高压断路器的技术参数8.分闸时间高压断路器从得到分闸命令起到触头分开直至电弧熄灭为止的时间称为全分闸时间(全开断时间),用tt表示。全分闸时间等于固有分闸时间tl和燃弧时间t2之和。固有分闸时间为高压断路器接到分闸命令到触头分离这一段的时间。燃弧时间是从触头分离到各相电弧熄灭的时间。
40图4-27高压断路器开断电路时的有关时间t0-继电保护动作时间;t1-高压断路器固有分闸时间;t2-燃弧时间;tt-高压断路器全分闸时间
41三、高压断路器的技术参数9.合闸时间高压断路器从接收到合闸命令起到主触头刚接触为止的时间称为合闸时间。10、自动重合闸性能(自动重合闸操作循环)架空输电线路的短路故障大多数暂时性故障。因此,为了提高供电可靠性和保持电力系统的稳定性,输电线路多装有自动重合闸装置。在短路故障发生时,继电保护将高压断路器开断,然后,经过很短时间又自动重合。高压断路器重合后,如果故障并未消除,高压断路器必须再次分闸,断开短路故障,这种情况称为“不成功自动重合闸”。此后,有些情况下,当高压断路器断开一定时间后,由运行人员再行合闸,叫做强送电。强送电后,如果故障仍未消除,高压断路器立即再分闸一次。
42要求自动重合闸的断路器的自动重合闸操作循环为:分—θ—合分—t—合分不要求自动重合闸的高压断路器的操作循环为:分—t—合分—t—合分“分”表示高压断路器分闸;“合”表示高压断路器合闸;“θ”表示高压断路器开断故障电路从电弧熄灭起到电路重新接通的时间,称为无电流间隔时间,一般在0.3~0.5s左右;“合分”表示高压断路器自开断位置关合电路后,没有人为延时地立即开断;t表示强送电时间,一般为180s。
43四、高压断路器的型号
44LW6—220/3150—50为防污6型户外式六氟化硫高压断路器,其额定电压为220kV,额定电流为3150A,额定短路开断电流为50kA。ZN5—10/1000—20为5型户内式真空高压断路器,其额定电压为10kV,额定电流为1000A,额定短路开断电流为20kA。
45五、高压断路器的结构原理(一)SF6高压断路器1、SF6气体的特性SF6气体是无色、无味、无毒、不易燃的惰性气体,具有优良的绝缘性能,且不会老化变质,比重约为空气的5.1倍,在标准大气压下,-62℃时液化;在12个大气压下,0℃时液化。SF6气体具有优良的绝缘性能(相当于空气的3倍),良好的灭弧性能(相当于空气的100倍);SF6气体不溶于水和变压器油,在电弧高温作用下与空气中的氧、潮气、水分能很快分解产生低氟化硫等有毒物质,对人体和设备金属均有害,并会引起绝缘材料的损坏。
462、SF6断路器本体结构及原理LW10B-252型SF6断路器为瓷柱式结构,每台断路器由三个独立的单极组成,其结构主要有灭弧室、支柱、液压机构及密度继电器等零部件组成。
471.上接线板2.灭弧室瓷套3.静触头4.动触头5.下接线板6.绝缘拉杆7.机构箱8.密度控制器
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51该断路器特点:1、灭弧室结构设计合理、开断能力强、触头电寿命长(额定短路开断达26次)、检修间隔期长;2、产品的机械可靠性好,保证机械寿命3000次;3、每极断路器均装有指针式密度控制器,用于监视SF6气体的泄漏,其指示值不受环境温度的影响;4、液压机构操作油压由压力开关自动控制,可恒定保持在额定油压而不受环境温度的影响,同时,机构内的安全阀可免除过压的危险;5、当SF6气压降为零表压时,断路器仍能承受1.5倍最高相电压;6、液压机构具有失压后重建压力时不慢分的功能;
527、液压机构装有两套彼此独立的分闸控制线路,可以应用两套继电保护以提高运行的可靠性;8、断路器的灭弧室和支柱整体包装运输,并充以0.03MPa的SF6气体,现场安装时可直接充SF6气体,无需抽真空。断路器的调整环节少,现场安装方便;9、断路器可带电补充SF6气体而无需退出运行;10、断路器操作噪音低;11、管阀结构的液压机构管路很少,减少了漏油环节。
53(1)灭弧室结构及工作过程:灭弧室可分为压气式和自能式两种。压气式是指在分闸过程中利用压缩气室气体吹弧的方法进行灭弧,其中LW10B开关采用压气式灭弧原理。自能式灭弧原理是指利用电弧的阻塞效应和热膨胀提高气室压力来吹弧;
54A、压气式灭弧原理LW10B开关灭弧室主要由三部分组成:a.动触头装配:由喷管(10)、压环(11)、动触头(19)、动弧触头(12)、护套(13)、滑动触指(15)、触指弹簧(16)、缸体(21)、触座(17)、逆止阀(14)、压气缸(18)、接头(20)和拉杆(22)组成;b.静触头装配:由静触头接线座(1)、触头支座(2)、弧触头座(4)、静弧触头(5)、触指(7)、触指弹簧(8)、触座(6)、均压罩(9)组成;c.鼓形瓷套装配:由鼓形瓷套及铝合金法兰组成。断路器的灭弧室为单压力压气式结构,即断路器内充有0.3-0.6MPa的SF6气体,它是依靠压气作用实现气吹来灭弧的。
551.静触头接线座2.触头支座3.分子筛4.弧触头座5.静弧触头6.触座7.触指8.触指弹簧9.均压罩10.喷管11.压环12.动弧触头13.护套14.逆止阀15.滑动触指16.触指弹簧17.触座18.压气缸19.动触头20.接头21.缸体22.拉杆23.导向板24.瓷套装配
56动触头装配
57静触头装配
58灭弧室动作原理(压气式灭弧):(1)合闸A、动作动作当断路器合闸时,工作缸活塞杆向上运动,通过绝缘支柱的拉杆和绝缘拉杆带动灭弧室拉杆(22)向上移动,使接头(20)、动触头(19)、压气缸(18)、动弧触头(12)、喷管(10)同时向上移动,运动到一定位置时,静弧触头首先插入动弧触头中,即弧触头首先合闸,紧接着动触头的前端即主触头插入主触指中,直到行进200mm±1mm完成合闸动作,在压气缸快速向上移动的同时阀片打开(逆止阀),使灭弧室内SF6气体迅速进入压气缸内。
59B、合闸后的电流路径当接线方式为高进低出时,电流由端子(1)进入,经触头支座(2)、触座(6)、触指(7)、动触头(19)、滑动触指(15)、触座(17)、缸体(21)及缸体上的下接线端子引出。当接线方式为低进高出时,电流方向与此相反。
60(2)分闸分闸时与合闸动作相反,工作缸活塞杆向下运动,通过绝缘拉杆、拉杆(22)带动动触头系统迅速向下移动,首先主触指和动触头脱离接触,然后弧触头(5)和(12)分离。在动触头向下运动过程中,阀片关闭,压气缸内腔的SF6气体被压缩后适时向电弧区域喷吹,使电弧冷却和去游离而熄灭,并使断口间的介质强度迅速恢复,以达到开断额定电流及各种故障电流的目的。动触头总行程200mm±1mm。主触头开距:150mm±4mm。弧触头超程:40mm±4mm。
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63B、自能式灭弧原理自能式原理指的是利用电弧本身的能量对气缸内的六氟化硫气体加热,使其体积膨胀压力增高,提高断路器在电弧过零时的吹弧压力,在保证开断能力的同时,尽可能的降低产品所需要的操作功,减轻操作机构的负担。如220kV的断路器,可用弹簧操动机构。
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65开断大电流主触头分开后,弧动、静触头随后分开产生电弧。电弧能量加热贮气室中的气体使压力升高,建立灭弧所需的压力。贮气室中的高压力气体经绝缘喷口吹向电弧,使电弧在电流过零时熄灭。随后阀门打开,排出多余气体。
66开断小电流(如电抗器和空载线路)由于电弧能量小,依靠电弧能量难以建立灭弧所需的压力,因而必须设法提供附加的吹气作用。附加气吹作用是由贮气室向下运动产生的。在图中,依靠固定活塞的压气作用使辅助气室中的压力升高,打开上阀门,让气体通过贮室经绝缘喷口吹向电弧,
67(2)支柱的结构支柱主要由两节支柱瓷套(1)、(7)、绝缘拉杆(3)、隔环(4)、导向盘(5)、导向套(6)、支柱下法兰(8)、密封座(9)、拉杆(10)及充气接头(11)组成。支柱装配不仅是断路器对地绝缘的支撑件,同时也起着支撑灭弧室的作用。上、下两节支柱瓷套的尺寸相同,但机械强度不同,下节瓷套破坏弯矩5600kg.m,上节瓷套为3500kg.m。两瓷套连接处装有隔环及导向盘,导向盘上压有导向套,隔环上有检漏孔。如果断路器采用单节支柱瓷套,则没有项4、5、6。
681.上节支柱瓷套2.分子筛筐3.绝缘拉杆4.隔环5.导向盘6.导向套7.下节支柱瓷套8.支柱下法兰9.密封座10.拉杆11.充气接头分子筛的作用是吸附六氟化硫气体中的水份及由于电弧作用而分解形成的低氟化物。
69(二)真空断路器真空断路器是以真空作为灭弧和绝缘介质,常用于10~35kV中压配电系统中。1、真空绝缘强度由于:真空中几乎没有气体分子可供游离导电;弧隙中少量导电粒子极易向周围真空扩散。所以:真空的绝缘强度比变压器油及在大气压下的SF6或空气等绝缘强度高得多。
702、真空中的电弧碰撞游离不是产生电弧的主要因素这是因为气体的分子数量非常少,发生碰撞的机会很小。金属蒸气是产生电弧的主要因素当触头分离时,电极表面因有微小突起将会引起电场能量集中而发射电子,在极小的面积上,电流密度很大,使金属发热、熔融,蒸发出来的金属蒸气发生电离而形成电弧。因此,真空中金属蒸气电弧的特性,主要决定于触头材料的性质及其表面情况。
713、真空断路器结构
7220KV真空断路器
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74总体结构:(1)支架:安装各功能组件的架体。(2)真空灭弧室:实现电路的关合与开断功能的熄弧元件。(3)导电回路:与灭弧室的动端及静端连接构成电流通道。(4)传动机构:把操动机构的运动传输至灭弧室,实现灭弧室的合、分闸操作。(5)绝缘支撑:绝缘支持件将各功能元件,架接起来满足断路器的绝缘要求。(6)操动机构:断路器合、分间的动力驱动装置
75真空灭弧室的结构
76真空灭弧室是真空断路器中最重要的部件。真空灭弧室的外壳是由绝缘筒、两端的金属盖板和波纹管所组成的密封容器。灭弧室内有一对触头,静触头焊接在静导电杆上,动触头焊接在动导电杆上,动导电杆在中部与波纹管的一个断口焊在一起,波纹管的另一端口与动端盖的中孔焊接,动导电杆从中孔穿出外壳。由于波纹管可以在轴向上自由伸缩,故这种结构即能实现在灭弧室外带动动触头作分合运动,又能保证真空外壳的密封性。
77(1)外壳:整个外壳通常由绝缘材料和金属组成。对外壳的要求首先是气密封要好;其次是要有一定的机械强度;再是有良好的绝缘性能。(2)波纹管:波纹管既要保证灭弧室完全密封,又要在灭弧室外部操动时使触头作分合运动,允许伸缩量决定了灭弧室所能获得的触头最大开距(3)屏蔽罩:触头周围的屏蔽罩主要是用来吸附燃弧时触头上蒸发的金属蒸气,防止绝缘外壳因金属蒸气的污染而引起绝缘强度降低和绝缘破坏,同时,也有利于熄弧后弧隙介质强度的迅速恢复。在波纹管外面用屏蔽罩,可使波纹管免遭金属蒸气的烧损。
78(4)导电系统:定导电杆、定跑弧面、定触头、动触头、动跑弧面、动导电杆构成了灭弧室的导电系统。其中定导电杆、定跑弧面、定触头合称定电极,动触头、动跑弧面、动导电杆合称动电极,由真空灭弧室组装成的真空断路器合闸时,操动机构通过动导电杆的运动,使两触头闭合,完成了电路的接通。(5)触头:触头结构对灭孤室的开断能力有很大影响。采用不同结构触头产生的灭弧效果有所不同的,早期采用简单的圆柱形触头,结构虽简单,但开断能力不能满足断路器的要求,仅能开断10kA以下电流。目前,常采用的有螺旋糟型结构触头、带斜槽杯状结构触头和纵磁场杯状结构触头三种,其中以采用纵磁场杯状结构触头为主。
79真空灭弧室工作原理当其断开一定数值的电流时,动静触头在分离的瞬间,电流收缩到触头刚分离的一点上,出现电极间电阻剧烈增大和温度迅速提高,直至发生电极金属的蒸发,同时形成极高的电场强度,导致极强烈的发射和间隙击穿,产生真空电弧。当工频电流接近零时,同时也是触头开距的增大,真空电弧的等离子体很快向四周扩散,电弧电流过零后,,触头间隙的介质迅速由导电体变为绝缘体,于是电流被分断。由于触头的特殊构造,燃弧期间触头间隙会产适当的纵向磁场,这个磁场可使电弧均匀分布在触头表面,维持低的电弧电压,从而使真空灭弧室具有较高弧后介质强度恢复速度,小的电弧能量和小的腐蚀速率。这样,就提高了真空灭弧室开断电流的能力和使用寿命。
80六、高压断路器的操动机构(一)操动结构的作用、类型作用:操动断路器的合、分闸动作;维持断路器的合闸状态。类型:电磁型、弹簧型、液压型、电动型、气动型、液压弹簧机构电磁型、电动型需直接依靠合闸电源提供操动功率;液压型、弹簧型、气动型、液压弹簧型间接利用电能,并经转换设备和储能装置用非电能形式操动合闸(短时失去电源后可由储能装置提供操动功率,减少了对电源的依赖程度)。
811、电磁操动机构电磁操动机构是早期变电所断路器普遍使用的操动机构,它是靠合闸线圈通入大的合闸电流,产生大的电磁力,把断路器由分闸位置推向合闸位置,需要强大的操作电源,因而要求用户配备价格昂贵的蓄电池组。加上电磁机构的结构笨重,动作时间较长,合闸线圈的工作电流为90A左右,缺点是工作电流大,易烧坏合闸线圈,故障率比较高。
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842、弹簧操动机构弹簧操动机构是一种以弹簧作为储能元件的机械式操动机构。弹簧的储能借助电动机通过减速装置来完成,并经过锁扣系统保持在储能状态。开断时,锁扣借助磁力脱扣,弹簧释放能量,经过机械传递单元使触头运动。弹簧操动机构分合闸操作采用两个螺旋压缩弹簧实现。储能电机给合闸弹簧储能,合闸时合闸弹簧的能量一部分用来合闸,另一部分用来给分闸弹簧储能。合闸后,储能电机立刻给其储能,储能时间不超过15s(储能电机可采用交直流两用电机)。运行时,分合闸弹簧均处于压缩状态,而分闸弹簧的释放有一独立的系统,与合闸弹簧没有关系。这样设计的弹簧操动机构具有高度的可靠性和稳定性,。
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87(1)合闸位置(分、合闸弹簧储能状态)分闸动作过程分闸演示
88分闸过程:(1)分闸信号使分闸线圈带电并使分闸撞杆撞击分闸触发器(2)分闸触发器以顺时针方向旋转并释放分闸保持掣子(3)分闸保持掣子也以顺时针方向旋转释放主拐臂上的轴销A。(4)分闸弹簧力使主拐臂逆时针旋转,断路器分闸。
89(2)分闸后位置(合闸弹簧保持储能状态)合闸动作过程13456897B合闸演示
90合闸过程:(1)合闸信号使合闸线圈带电,并使合闸撞杆撞击合闸触发器。(2)合闸触发器以顺时针方向旋转,并释放合闸弹簧储能保持掣子。(3)合闸弹簧储能保持掣子逆时针方向旋转,释放棘轮上的轴销B。(4)合闸弹簧力使棘轮带动凸轮轴以逆时针方向旋转,使主拐臂以顺时针旋转,断路器完成合闸。并同时压缩分闸弹簧,使分闸弹簧储能。(5)当主拐臂转到行程末端时,分闸触发器和合闸保持掣子将轴销A锁住,开关保持在合闸位置。
91合闸后位置(分闸弹簧储能、合闸弹簧释放状态)弹簧储能1716B梢67弹簧弹簧储能演示
92弹簧储能:(1)断路器合闸操作后,与棘轮相连的凸轮板使限位开关33HB闭合,磁力开关88M带电,接通电动机回路,使储能电机启动。(2)动力通过一对锥齿轮传动至与一对棘爪相连的偏心轮上偏心轮的转动.(3)偏心轮的转动使这一对棘爪交替蹬踏棘轮,使棘轮逆时针转动,带动合闸弹簧储能。(4)合闸弹簧储能到位后由合闸弹簧储能保持掣子将其锁定。(5)同时凸轮板使限位开关33HB切断电动机回路。合闸弹簧储能过程结束。
93合闸位置(合闸弹簧储能后的状态)
94断路器的防跳:断路器防跳性能可以通过两个方面实现的:第一是操动机构本身实现机械防跳,第二是在操动机构的合闸回路中设置的“防跳”线路来实现。机械防跳装置的原理,其动作过程如下:
951)图a所示状态为开关处于分闸位置,此时合闸弹簧未储能(分闸弹簧已释放)状态,凸轮通过凸轮轴与棘轮相连,棘轮受到已储能的合闸弹簧力的作用存在顺时针方向的力矩,但合闸触发器和合闸弹簧储能保持掣子的作用下使其锁住,开关保持在分闸位置。
962)当合闸电磁铁被合闸信号励磁时,铁心杆带动合闸撞杆先压下防跳销钉后撞击合闸触发器。合闸触发器以顺时针方向旋转,并释放合闸弹簧储能保持掣子,合闸弹簧储能保持掣子逆时针方向旋转,释放棘轮上的轴销B。合闸弹簧力使棘轮带动凸轮轴以逆时针方向旋转,使主拐臂以顺时针旋转,断路器完成合闸。
973)滚轮推动脱扣器的回转面,使其进一步逆时针转动。从而,脱扣器使脱扣杆顺时针转动(见图4b),从防跳销钉上滑脱,而防跳销钉使脱扣杆保持倾斜状态(见图4c).4)断路器合闸结束,合闸信号消失电磁铁复位(见图4d).
985)如果断路器此时得到了意外的分闸信号开始分闸,在分闸在这一过程中,只要合闸信号一直保持,脱扣杆由于防跳销钉的作用始终是倾斜的,从而铁心杆便不能撞击脱扣器,因此,断路器不能重复合闸操作(见图4e)实现防跳功能。当合闸信号解除时,合闸电磁铁失磁,铁心杆通过电磁铁内弹簧返回,则铁心杆和脱扣杆均处于图4a状态,为下次合闸操作作好了准备。
993、液压操动机构
100液压机构由以下元件组成:低压油箱(1)、油泵电机(15)、油过滤器(17)、压力开关(11)、压力表(10)、合闸电磁铁(8)、分闸电磁铁(5)、二级阀、分闸一级阀(2)、合闸一级阀(14)、辅助开关(7)、工作缸(6)、贮压器(12)及控制面板。
101动作原理:a.贮压:接通电源,电机(M)带动油泵转动,油箱(1)中的低压油经过滤器(17)、低压油管、油泵,进入贮压器(12)上部,压缩下部的氮气,形成高压油。由于贮存器的上部与工作缸活塞上部及二级阀相连通,因此,高压油同时进入图中所示的高压区域,当油压达到额定工作压力值时,压力开关11的相应接点断开,切断电机电源,完成贮压过程。在贮压过程中或贮压完成后,如果由于温度变化或其它意外原因使得油压升高达到安全阀开启压力时,压力开关11内的安全阀自动打开,把高压油放回到油箱中,当油压降到额定压力时,安全阀关闭。
102动作原理:b.合闸操作:合闸电磁铁8接受命令后,打开合闸一级阀14的阀口14.1,关闭阀口14.2,高压油经一级阀进入二级阀阀杆19的活塞下部,推动阀杆向上运动,从而带动管阀向上封住工作缸6下部的合闸阀口,打开管阀下部的分闸阀口,高压油经管阀内腔进入工作缸下端,由于工作缸活塞下部受力面积大于上部,便产生一个向上的力,推动活塞向上运动实现合闸。工作缸活塞向上运动的同时也带动辅助开关转换,主控室内的合闸指示信号接通,分闸回路接通(即可以接受分闸命令),带动辅助开关的滑环指向分、合闸指示牌的“合”。合闸电磁铁电源切断后,合闸一级阀在弹簧力及油压作用下阀口14.1关闭,14.2打开,切断高压油路成为图示状态,二级阀阀杆活塞下部与油箱连通。
103在合闸状态下,因意外因素使得液压系统失压,在重新建压过程中,由于管阀不会受到向下的力(重力远小于摩擦力),反而一旦有油压就会受到一个向上的预封力,因此,管阀一直处于原位不动,封住合闸阀口,高压油便同时进入工作缸活塞的上、下部,使活塞始终受一个向上的力,而不会出现慢分现象,即这种管状二级阀结构的液压机构具有可靠的自动防慢分的功能。
104动作原理:c.分闸操作:分闸电磁铁5接受命令后,打开分闸一级阀2的阀口2.1,关闭阀口2.2,高压油进入二级阀阀杆19的活塞上部,推动阀杆向下运动,从而带动管阀向下,使管阀与工作缸下部的合闸阀口分开,管阀下部进入分闸阀口如图示状态,阻止高压油通过管阀内腔向上流动;同时,工作缸活塞下部与油箱连通成为低压状态,活塞在上部油压作用下向下运动,实现分闸。同时带动辅助开关转换,主控室内的分闸指示信号接通,合闸回路接通(即可以接受合闸命令),带动辅助开关的滑环指向分、合闸指示牌的“分”。分闸电磁铁电源切断后,分闸一级阀在弹簧力及油压作用下阀口2.1关闭,2.2打开,切断高压油路成为图示状态,二级阀阀杆活塞上部与油箱连通。
105动作原理:d、慢合:断路器必须在退出运行不承受高电压时,才允许进行慢合、慢分操作,此种操作只在调试时进行。断路器处于分闸位置,把液压系统的压力放至零表压,用手向上推动操纵杆18至合闸位置,然后电机打压,断路器就慢合。e.慢分:断路器处于合闸位置,把液压系统的压力放至零表压,用手向下拉操纵杆18至分闸位置,然后电机打压,断路器就慢分。
106(4)分、合闸电磁铁合闸电磁铁分闸电磁铁1.按钮2.磁轭3.磁轭4.线圈5.铁芯6.螺母
107(5)贮压器1.底座2.密封圈3.缸体4.活塞5.组合密封圈6.弹簧座7.弹簧8.导向板9.塞座10.帽11.密封螺堵12.钢球13.组合密封圈14.压环
108LW10B-252断路器每相配两只相同的贮压器,容积为2×5.6升。贮压器储存了液压操作系统的能源,其下部预先充有高纯氮,工作时油泵将油箱中的油压入贮压器上部进一步压缩氮气,从而储存了能量供断路器分、合闸使用。
109(6)工作缸1.下螺母2.分闸缓冲套3.活塞杆4.缸体5.合闸缓冲套6.密封圈7.上螺母
110工作缸是开关的动力装置,它通过支柱里的绝缘拉杆与灭弧室里的动触头相连,带动断路器做分、合闸运动。当液压系统打压以后,分闸端就充有高压油而合闸端则为零压,开关和液压系统接受合闸命令之后,合闸高压油经过二级阀进入工作缸的合闸端,由于合闸端的截面积大于分闸端的截面积,所以推动活塞向合闸方向运动,带动开关合闸。当液压系统接受分闸命令之后,合闸高压油经过二级闸的排油通道排至油箱,分闸端高压油推动活塞向分闸方向运动,从而达到开关分闸的目的。
111(7)一、二级阀1.阀体2.阀针3.阀套4.阀芯5.球阀6.阀座7.二级阀座8.阀缸9.阀杆10.阀套11.管阀12.弹簧
1121)合闸:合闸电磁铁接受命令后,通过合闸一级闸的阀针顶开球阀,合闸命令油经此阀口流入合闸命令通道至二级阀阀杆活塞的下部,推动阀杆(9)并带动管阀向上运动,管阀下部脱开分闸阀口,上部封住合闸阀口,高压油经管阀内腔进入工作缸下端,推动工作缸活塞杆向上运动实现合闸;2)分闸:同合闸原理相仿,分闸电磁铁打开分闸一级阀口,分闸命令油流入二级阀阀杆活塞的上部,推动阀杆(9)并带动管阀向下运动,管阀上部与合闸阀口脱开,下部封住分闸阀口,工作缸活塞下边与低压油连通,与高压油隔开,活塞在上边油压的作用下向下运动实现分闸。
113(7)压力开关与安全阀1.微动开关2.阀3.弹簧4.弹簧5.支柱装配6.活塞7.挡圈8.导向环9.阀座10.安全阀
114A、压力开关共有5对接点,分别控制电机的启、停及输出分闸、合闸、重合闸闭锁信号。当压力升高时,活塞(6)向上移动,并压缩弹簧(3)、(4),支柱装配(5)带动阀(2)并分别触动微动开关(1),发出液压机构的各种压力信号。压力下降时,活塞(6)向下移动,同时带动阀(2)向下移动,使其与微动开关(1)分开,发出信号,实现电路上的各种控制。除此之外,还提供一对行程开关空接点,以供用户特殊用途。
115B、安全阀压力正常时,由于压力差的原理,导向杆(8)的受力是向下的,封住阀座(9)上的排油阀口,保持系统的压力压力异常升高时,活塞(6)向上移动,当活塞上的挡圈(7)碰到导向杆(8)上的斜面时,活塞则带动导向杆上移,这时阀座(9)的排油阀口打开,高压油通过安全阀(10)泄放到油箱中。压力释放到安全阀的关闭值时,活塞下移,挡圈与导向杆在压力差动的作用下,重新封住阀座上的排油口。
116(8)油泵
117本机构所用的高压油泵是径向双柱塞油泵,它借助柱塞在阀座中作往复运动,造成封闭容积的变化,不断地吸油和压油,将油压到贮压器中直至工作压力,柱塞的往复运动是由与电动机转轴相连的曲轴上的偏心轮和柱塞的复位弹簧来实现的,转轴转一周,左、右柱塞各完成一个吸油一排油一压油的工作循环。
118(9)高压放油阀工作原理:当液压系统贮能时,顺时针旋转手柄(1),此时锥阀(4)关闭下边的阀口;当调试中液压系统需要泄压时,逆时针旋转手柄(1),此时锥阀(4)打开下边的阀口,高压油从下边的高压系统泄入油箱。
119表2项目规定值MPa贮压器预充氮气压力(15℃)15±0.5额定油压26.0±0.5油泵启动油压P125.0±0.5↓2油泵停止油压P226.0±0.5↑安全阀开启油压28.0±↑安全阀关闭油压≥26.0↓重合闸闭锁油压P323.5±0.5↓重合闸闭锁解除油压≤25.0↑合闸闭锁油压P421.5±0.5↑合闸闭锁解除油压≤23.5↑分闸闭锁油压P519.5±0.5↓分闸闭锁解除油压≤21.5↑
120(10)指针式密度控制器组成:指针式密度继电器由密闭的指示仪表电接点、温度补偿装置、定值器、接线盒、三通接头和球阀等组成。工作原理:当环境温度变化时,SF6气体压力产生一定的变化,仪表内的温度补偿元件对其变化量进行补偿,使仪表指示不变。当SF6气体由于泄漏而造成压力下降时,仪表的指示也将随之发生变化,当降至报警值时,电接点的一对接点接通,输出报警信号;当压力继续下降,达到闭锁值时,电接点的另一接点闭合输出闭锁信号。与三通接头相连的球阀具有隔离密度继电器与本体的作用,如需检查或更换密度继电器,只需将球阀阀门关闭,然后将密度继电器从三通接头上取下即可。
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123(11)压力表压力表是液压机构的重要组成部分之一,它主要用于测量、监视液压系统的压力值。压力表下方的球阀具有隔离液压系统与油压表的功能,如果发现液压系统有异常,需检查或更换油压表,只需将球阀阀门关闭,然后将油压表取下即可。
124七、断路器控制回路
125灯光监视的断路器控制回路原理(5)防跳措施1)跳跃原因2)电气防跳+-M100(+)R6SBKHKH1R5CHWYC+FU3FU4-KMKM111058U9101613141367HGR3HRR4IR1FU1FU2KCFKCFKCF1KCF2KCF3KCOSAKMYTQF1QF2K1PCCCDTDTPT9121415M708R213SA1917SAQF3-700PCCCDTDTPTPCCCDTDTPT
126LW2-Z型控制开关
127操动结构的断路器控制回路原理
128某LW断路器弹簧操动机构的电气原理
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1308M电机控制自动开关8D就地直流电源自动开关8SH加热器自动开关43LR就地远方转换开关52a/1,52b/1辅助开关52a/2,52b/2辅助开关48T电机时间继电器49M电机热继电器49MX辅助继电器R2电阻52T1,52T2分闸线圈52C合闸线圈33HBX合闸弹簧状态监视继电器11-52分合闸操作开关M储能电机88M直流接触器63GA为SF6低压报警触点63GL为SF6低压闭锁触点SH加热器33hb限位开关KT温湿度控制器63GLX为SF6低压闭锁继电器8RC、8RE自动开关TB1,TB2接线端子ML灯泡RC交流插座52Y防跳辅助继电器R3电阻JSQ电磁计数器
131电动机回路加热回路照明回路
132八、断路器运行(一)断路器运行要求1、断路器正常运行时,其电流、电压不应超过额定值,否则应向领导及调度汇报;2、断路器正常运行时,各种小开关和信号灯、微机监控指示正常;3、断路器正常运行时应在主控室进行操作,不得在就地操作,在紧急情况下,允许在机构箱就地分闸;4、断路器两侧均有电压时,合闸操作必须投入同期回路;5、长期备用的断路器应定期进行分、合闸检查;6、断路器SF6气体应在额定压力下运行;7、断路器操作规定:用控制开关KK操作断路器时,应先用微机钥匙开锁,根据实际投入同期系统,再用控制开关KK操作。操作后应检查三相电流的指示情况,二次回路指示正确,现场一次机械指示正确及机构压力指示正常。
133(二)高压断路器正常巡视检查项目及标准1、油断路器巡视检查序号检查项目标准1标志牌名称、编号齐全、完好。2本体无油迹、无锈蚀、无放电、无异音。3套管、瓷瓶完好,无断裂、裂纹、损伤放电现象4引线连接部位无发热变色现象5放油阀关闭严密,无渗漏6绝缘油油位在正常范围内,油色正常7位置指示器与实际运行方式相符8连杆、转轴、拐臂无裂纹、变形9端子箱电源开关完好、名称标注齐全、封堵良好、箱门关闭严密10接地螺栓压接良好,无锈蚀。11基础无下沉、倾斜
1342、真空断路器巡视检查序号检查项目标准1标志牌名称、编号齐全、完好。2灭弧室无放电、无异音、无破损、无变色。3绝缘子无断裂、裂纹、损伤、放电等现象。4绝缘拉杆完好、无裂纹。5各连杆、转轴、拐臂无变形、无裂纹,轴销齐全。6引线连接部位接触良好,无发热变色现象。7位置指示器与运行方式相符8端子箱电源开关完好、名称标注齐全、封堵良好、箱门关闭严密9接地螺栓压接良好,无锈蚀。10基础无下沉、倾斜
1353、SF6断路器巡视检查序号检查项目标准1标志牌名称、编号齐全、完好。2套管、瓷瓶无断裂、裂纹、损伤、放电现象3分、合闸位置指示器与实际运行方式相符。4软连接及各导流压接点压接良好,无过热变色、断股现象5控制、信号电源正常,无异常信号发出6SF6气体压力表或密度表在正常范围内,并记录压力值7端子箱电源开关完好、名称标志齐全、封堵良好、箱门关闭严密8各连杆、传动机构无弯曲、变形、锈蚀,轴销齐全9接地螺栓压接良好,无锈蚀。10基础无下沉、倾斜
136检查SF6气体压力:如果选用指针式密度继电器,由于其指示值带有温度补偿,因此,从指示值可直接判断出气体压力降低情况;如果选用不带有指示的密度继电器,要用一般气压表来观察气体压力,根据当时的气温及本说明书提供的曲线,将所测得的气体压力计算出对应于20℃时的压力值,从而判断出气体压力下降的情况,如果SF6气体压力已降到接近补气报警压力,则应补充到额定值。
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138(三)操动机构巡视检查1、液压操动机构巡视检查序号检查项目标准1机构箱开启灵活无变形、密封良好,无锈迹、无异味、无凝露等。2计数器动作正确并记录动作次数3储能电源开关位置正确4机构压力正常5油箱油位在上下限之间,无渗(漏)油6油管及接头无渗油7油泵正常、无渗漏8行程开关无卡涩、变形9活塞杆、工作缸无渗漏10加热器(除潮器)正常完好,投(停)正确
1392、弹簧操动机构巡视检查序号检查项目标准1机构箱开启灵活无变形、密封良好,无锈迹、无异味、无凝露等。2储能电源开关位置正确3储能电机运转正常4行程开关无卡涩、变形5分、合闸线圈无冒烟、异味、变色6弹簧完好,正常7二次接线压接良好,无过热变色、断股现象8加热器(除潮器)正常完好,投(停)正确9储能指示器指示正确
1403、电磁操动机构巡视检查序号检查内容标准1机构箱开启灵活无变形、密封良好,无锈迹、无异味、无凝露等。2合闸电源开关位置正确3合闸保险检查完好,规格符合标准4分、合闸线圈无冒烟、异味、变色5合闸接触器无异味、变色6直流电源回路端子无松动、锈蚀7二次接线压接良好,无过热变色、断股现象8加热器(除潮器)正常完好,投(停)正确
1414、气动操动机构巡视检查序号检查项目标准1机构箱开启灵活无变形、密封良好,无锈迹、无异味2压力表指示正常,并记录实际值3贮气罐无漏气,按规定放水4接头、管路、阀门无漏气现象5空压机运转正常,油位正常。计数器动作正常并记录次数6加热器(除潮器)正常完好,投(停)正确
142(三)断路器维护(1)SF6断路器的维护1)正常运行时,控制柜内的“远方/就地”控制把手应置“远方”位置,各交流电源空气开关均在合上位置。2)正常运行时,断路器的现场储能指示在正常范围。3)正常运行时,断路器SF6灭弧介质的压力必须在正常范围内。4)断路器经故障处理、检修后或停止备用时间超过半个月时应在投运前,作一次远方手动分、合闸试验,详细检查断路器的分、合闸情况;分、合闸试验时相对应刀闸应在拉开位置;只有分、合闸试验正常,才允许将此断路器投入备用或运行,否则应隔离。
1435)当断路器出现分闸闭锁信号,严禁操作该断路器,并立即断开其操作电源开关。6)严禁在断路器带电情况下进行人工泄压。7)断路器正常运行时,采用远方操作,现场检查操作情况,严禁就地操作。8)断路器事故跳闸应做好记录。
144(2)真空断路器A、定期测试真空灭弧室的真空度,进行工频耐压试验(对地及相间42kV,断口48kV),最好也进行冲击耐压试验(对地及相间75kV,断口85kV)。这是因为随着真空灭弧室使用时间的增长和开断次数的增多,以及受外界因素的作用,其真空度逐步下降,下降到一定程度将会影响它的开断能力和耐压水平。B、运行人员应对真空断路器定期巡视。特别对玻璃外壳真空灭弧室,可以对其内部部件表面颜色和开断电流时弧光的颜色进行目测判断。当内部部件表面颜色变暗或开断电流时弧光为暗红色时,可以初步判断真空已严重下降。这时,应马上通知检测人员进行停电检测。
145C、触头磨损值的监控。真空灭弧室的触头接触面在经过多次开断电流后会逐渐磨损,触头行程增大,也就相当波纹管的工作行程增大,因而波纹管的寿命会迅速下降,通常允许触头磨损最大值为3mm左右。当累计磨损值达到或超过此值,真空灭弧室的开断性能和导电性能都会下降,真空灭弧室的使用寿命即已到期。为了能够准确地控制每个真空灭弧室触头的磨损值,必须从灭弧室开始安装使用时起,每次预防性试验或维护时,就准确地测量开距和超程并进行比较,当触头磨损后累计减小值就是触头累计磨损值。当触头磨损使动、静触头接触不良时,通过回路电阻的测试也可以发现问题。
146D、做好极限开断电流值的统计。在日常运行中,应对真空断路器的正常开断操作和短路开断情况进行记录。当发现极限开断电流值ΣI达到厂家给出的极限值时,应更换真空灭弧室。E、严格控制分、合闸速度。真空断路器的合闸速度过低时,会由于预击穿时间加长,而增大触头的磨损量。又由于真空断路器机械强度不高,耐振性差,如果断路器合闸速度过高会造成较大的振动,还会对波纹管产生较大冲击力,降低波纹管寿命。通常真空断路器的合闸速度为0.6±0.2m/s,分闸速度为1.6±0.3m/s左右。对一定结构的真空断路器有着最佳分合闸速度,可以按照产品说明书要求进行调节。
147F、严格控制触头行程和超程。国产各种型号的12kV真空灭弧室的触头行程为11±1mm左右,超程为3±0.5mm。应严格控制触头的行程和超程,按照产品安装说明书要求进行调整。在大修后一定要进行测试,并且与出厂记录进行比较。不能误以为开距大对灭弧有利,而随意增加真空断路器的触头行程。因为过多地增加触头的行程,会使得断路器合闸后在波纹管产生过大的应力,引起波纹管损坏,破坏断路器密封,使真空度降低。
148(四)断路器的操作1、断路器的就地操作操作时携带的用品及使用的安全工器具A、按调度指令缩写经过预演合格的倒闸操作票。B、现场操作防误装置专用工具(钥匙)。C、现场操作录音装置。D、安全帽。
149合闸操作:(1)应事先检查液压、气压、弹簧机构储能等均应正常,合闸电源已投入。(2)监护人宣读操作项目,操作人手指开关的名称、标示牌进行复诵。(3)核对无误后,监护人发出“对,可以操作”的执行令,操作人进行解锁。(4)操作人将远、近控钥匙切至就地位置。(5)操作人手握开关把手,按正确合闸方向进行操作,将开关把手从分后位景切至预合位置,绿灯不变(或闪光),再将开关把手切至合闸位置,待绿灯灭红灯亮后将开关把手返回合后位置,才可放手。(6)操作中操作人要检查灯光与表计是否正确。
150(7)操作结束,操作人手离开关把手,回答“执行完毕”。(8)操作后现场检查开关实际位置。(9)检查操作正确后操作人将远、近控钥匙切至遥控位置。(lO)监护人核对操作无误后,根据需要盖上闭锁帽或挂牌。
151分闸操作:(1)应事先检查液压、气匝、弹簧机构储能等均应正常,操作电源已投入。(2)监护人宣读操作项目,操作人手指开关的名称,标示牌进行复诵。(3)核对无误后,监护人发出“对,可以操作什的执行令,操作人进行解锁。(4)操作人将远,近控钥匙切至就地位置。(5)操作人手握开关把手,接正确分闸方向进行操作.将开关把手从合后位置切至预分位置,红灯不变(或闪光),再将开关把手切至分闸位置,待红灯灭绿灯亮后将开关把手返回分后位置,才可放手。
152(6)操作中操作人要检查灯光与表计是否正确。(7)操作结束,操作人手离开关把手,回答“执行完毕”。(8)操作后现场检查开关实际位置。(9)检查操作正确后操作人将远、近控钥匙切至遥控位置。(1O)监护人核对操作无误后,根据需要盖上闭锁帽或挂牌。
153危险点分析:(l)检查断路器位置要结合表计、机械位置指示、拉杆状态、灯光、弹簧拐臂等综合判断,严禁仅凭一种现象判断开关位置。(2)严防走错间隔,造成误拉合运行断路器。(3)正常情况下严禁使用万用钥匙操作。
1542、断路器的遥控操作操作时携带的用品及使用的安全工器具(1)按调度指令编写经过预演合格的倒闸操作票。(2)现场操作录音装置。(3)安全帽。操作步骤与方法:(1)将监控机画面切换至要遥控的断路器所在主系统接线图。(2)遥控操作开关前检查监控系统、遥信信息、遥测信息正确。(3)监护人宣读操作项目、操作人员手指微机窗口内的断路器符号与编号进行复诵。
155(4)核对无误后,监护人发出“对,可以操作”的执行令。(5)操作人进行解锁或解密(再次确定所要遥控操作的断路器名称及编号,输入操作人、监护人密码),等待返校成功后,按正确顺序进行操作。(6)操作结束,操作人回答“执行完毕”。(7)监护人核对无误后,退出操作界面。(8)检查开关位置要结合监控机信息窗口文字或断路器变位指示及表计等情况确定。(9)现场检查断路器位置要结合机械位置指示、拉杆状态、弹簧拐臂等情况综合判断。
156危险点分析:(1)认真核对监控系统中要遥控设备的名称及编号,防止误拉合其他开关。(2)遥控操作必须两人进行,一人操作,一人监护。(3)如现场检查断路器位置须戴安全帽。(4)检查时严禁仅凭一种现象判断断路器位置。
157(四)断路器常见故障的处理A、断路器拒绝合闸原因分析:(1)合闸保险,控制保险熔断或接触不良;(2)直流接触器接点接触不良或控制开关接点及开关辅助接点接触不良;(3)直流电压过低;(4)合闸闭锁动作。
158处理方案(1)对控制回路、合闸回路及直流电源进行检查处理;(2)若直流母线电压过低,调节蓄电池组端电压,使电压达到规定值;(3)检查SF6气体压力、液压压力是否正常;弹簧机构是否储能;(4)若值班人员现场无法消除时,按危急缺陷报值班调度员。
159B、断路器拒绝分闸原因分析:(1)掉闸回路断线,控制开关接点和开关辅助接点接触不良;(2)操动保险接触不良或熔断;(3)分闸线圈短路或断线;(4)操动机构故障;(5)直流电压过低。
160处理方案(1)对控制回路、分闸回路进行检查处理.当发现断路器的跳闸回路有断线的信号或操作回路的操作电源消失时,应立即查明原因。(2)对直流电源进行检查处理,若直流母线电压过低,调节蓄电池组端电压,使电压达到规定值;(3)手动远方操作跳闸一次,若不成,请示调度,隔离故障开关。
161C、断路器自动跳闸的处理(1)断路器掉闸后,值班员应立即记录事故发生的时间,停止音响信号,并立即进行特巡,检查断路器本身有无故障汇报调度,等候调度命令再进行合闸,合闸后又跳闸亦应报告调度员,并检查断路器;(2)系统故障造成越级跳闸时,在恢复系统送电时,应将发生拒动的断路器与系统隔离,并保持原状,待查清拒动原因并消除缺陷后方可投入运行;下列情况不得强送:(1)线路带电作业时;(2)断路器已达允许故障掉闸次数;(3)断路器失去灭弧能力;(4)系统并列的断路器掉闸;(5)低周减载装置动作断路器掉闸。
162D、误拉断路器的处理(1)若误拉需检同期合闸的断路器,禁止将该断路器直接合上。应该检同期合上该断路器,或者在调度的指挥下进行操作;(2)若误拉直馈线路的断路器,为了减小损失,允许立即合上该断路器;但若用户要求该线路断路器跳闸后间隔一定时间才允许合上时,则应遵守其规定。
163第三节高压隔离开关及高压负荷开关(2h)
164一、高压隔离开关的作用高压隔离开关即在分位置时,触头间有符合规定要求的绝缘距离和明显的断开标志;在合位置时,能承载正常回路条件下的电流及在规定时间内异常条件(例如短路)下的电流的开关设备。隔离开关由于没有专门的灭弧装置,所以不能断开数值较大的正常工作电流和故障时的短路电流,但隔离开关断开后有明显的断开点。
165三个作用:(1)分闸后,建立可靠的绝缘间隙,将需要检修的设备或线路与电源用一个明显断开点隔开,以保证检修人员和设备的安全。(2)隔离开关与断路器配合,按系统运行方式的需要进行倒闸操作,以改变系统运行接线方式。如进行倒母线操作。(3)可用来分、合线路中的小电流,具体如此下:
166a.拉、合无故障的电压互感器和避雷器。b.拉、合无故障的空载母线。c.在系统无故障的情况下,拉、合变压器的中性点接地刀闸。d.拉、合励磁电流不超过2A的空载变压器和电容电流不超过5A的空载线路,但当电压在20kV及以上时,应使用屋外垂直分合式的三联刀闸。e.拉、合电压10kV及以下、电流不超过7A的环路均衡电流。f.拉、合等电位的并联支路。
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168二、隔离开关的类型A、按安装地点分户内(GN):用于35kV电压等级及以下户外(GW):触头直接暴露于大气中,要能适应各种恶劣的气候条件。B、按绝缘支柱的数目分单柱式、双柱式、三柱式C、投刀闸的运行方式不同分水平旋转式、垂直旋转式、摆动式和插入式D、按有无接地闸刀分带接地刀闸、不带接地刀闸。
169GN10—20/8000额定电流(A)额定电压(kV)设计系列号屋内型或屋外型(N一屋内;W一屋外)隔离开关GW6-110D/1250
170三、隔离开关的结构举例1、户内隔离开关⊙屋内式隔离开关有单极的和三极的,且都是闸刀式。屋内隔离开关的可动触头(闸刀)在关合时与支持绝缘子的轴垂直,并且大多数是线接触。⊙由底座、支持瓷瓶、静触头、闸刀、操作瓷瓶和转轴等构成。⊙三相隔离开关装在同一底架上。操动机构通过连杆带动转轴完成分、合闸操作。⊙闸刀采用断面为矩形的铜条,并在闸刀上设有“磁锁”,用来防止外部短路时,闸刀受短路电动力的作用从静触头上脱离。
171GNl9-12(c)系列户内高压隔离开关
172GN22-12型隔离开关
1732、户外隔离开关GW5系列双柱水平开启式隔离开关由三个单极组成,每个单极主要由底座、支持绝缘子、接线座、右触头、左触头、接地静触头、接地闸刀和接线夹几部分组成。两个棒式支柱绝缘子固定在一个底座上,交角为50度,呈V型结构。闸刀做成两半,可动触头成楔形连接。操动机构动作时,两个棒式绝缘子各作顺时针和反时针转动,两个闸刀同时在与绝缘子轴线成垂直的平面内转动,使隔离开关断开或接通。闸刀转至900角时终止。
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175GW5系列双柱水平开启式隔离开关现场运行示意图
176GW4-35/110/220VI型隔离开关
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178GW4-220VI型隔离开关现场运行示意图
179GW6系列单(双)柱隔离开关GW6系列户外隔离开关是剪刀式结构。静触头悬挂在母线上,产品分闸后形成垂直的绝缘断口。在电厂中作母线隔离开关,具有占地面积小的优点,而且断口清晰可见,便于运行监视,可以附装一个Ⅱ型接地开关,供下层母线接地用。由底座、绝缘支柱、操作瓷柱、开关头部和静触头等构成。静触头由静触杆、屏蔽环和导电连接件所构成。开关头部由动触头、导电闸刀和传动机构等部分构成。带接地开关的隔离开关,其接地开关就固定在隔离开关底座上,接地开关和隔离开关之间的连锁装置也设在底座上面。
180GW6-220GD型隔离开关
181GW6-220GD型隔离开关在运行
1823、中性点隔离开关
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1844、接地开关接地开关是一种独立安装的户外接地开关,供线路、母线检修电气设备时,为确保人身安全而进行接地之用。
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186四、隔离开关的操动机构1.手动杠杆操动机构2.手动蜗轮操动机构3.电动机操动机构4.气动操动机构
187电动操动机构结构
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190五、隔离开关的运行1、隔离开关的巡视检查项目序号检查内容标准1标志牌名称、编号齐全、完好。2瓷瓶清洁,无破裂、无损伤放电现象;防污闪措施完好。3导电部分触头接触良好,无过热、变色及移位等异常现象;动触头的偏斜不大于规定数值。接点压接良好,无过热现象,引线驰度适中。长期运行温度不超过允许值(70℃),若80℃,应停运。4传动连杆、拐臂轴销连杆无弯曲、连接无松动、无锈蚀,开口销齐全;无变位脱落、无锈蚀、润滑良好;金属部件无锈蚀,无鸟巢。5法兰连接无裂痕,连接螺丝无松动、锈蚀、变形。6接地刀闸位置正确,三相接地刀闸接地均应良好,弹簧无断股、闭锁良好,接地杆的高度不超过规定数值;接地引下线完整可靠接地。7闭锁装置机械闭锁装置完好、齐全,无锈蚀变形,锁销应锁牢。8操动机构箱密封良好,无受潮。操作电源刀闸(空开)在分位,二次线无放电、无异味、名称标注齐全、封堵良好、电机无异常、手动分合闸手柄完好、箱门关闭严密,箱体接地扁铁无锈蚀、断裂。9接地应有明显的接地点,且标志色醒目。螺栓压接良好可靠,无锈蚀。
1912、隔离开关和接地刀闸的定期维护项目(1)清除动、静触头表面氧化物,然后涂抹凡士林。(2)检查动、静触头的插入或夹持深度,动、静触头之间的压力,并测量隔离开关和接地刀闸回路电阻。(3)轴承、轴套、齿轮、蜗轮、蜗杆等转动部分加润滑油(脂),必要时清洗后加润滑脂。(4)检查传动机构的运转情况,各部位就动作顺利、终止位置准确,必要时进行调整。(5)检查各连接部分的坚固件,并按规定的力矩进行坚固。(6)对绝缘子表面进行清洗和清扫。(7)对电气操作回路、辅助触点、防误闭锁装置进行检查、校验。(8)摇测电动机构动力电源的绝缘(9)定期用红外线测温仪检测隔离开关触头、接点温度。
1923、隔离开关操作注意事项(1)操作隔离开关时应核对名称、编号正确无误。(2)操作隔离开关时,应先检查相应回路的断路器确实在断开位置,以防止带负荷拉、合隔离开关。合闸前应检查相应接地刀闸确已拉开并分闸到位,确认送电范围内接地线已拆除。(3)线路停、送电时,必须按顺序拉、合隔离开关。停电操作时,必须先拉断路器,后拉线路侧隔离开关,再拉母线侧隔离开关。送电操作顺序与停电顺序相反。这是因为发生误操作时,按上述顺序可缩小事故范围,避免人为使事故扩大到母线。(4)对三相非联动刀闸操作送电时,应先操作边相,后操作中相;停电操作时,先操作中相,后操作边相。(5)隔离开关操作时,应有值班人员在现场逐相检查其分、合闸位置、同期情况、触头接触深度等项目,确保隔离开关动作正确、位置正确。
193(6)隔离开关一般应在主控室进行操作。当远控电气操作失灵时,可在现场就地进行手动或电动操作,但必须征得许可,并在有现场监督的情况下才能进行。手动合闸如下:A、合隔离开关时,不论用手动传动装置或绝缘操作杆操作时,均必须迅速而果断,但在合闸终了时用力不可过猛,使合闸终了时不发生冲击,避免损坏绝缘子。若合闸开始时发生电弧,应将隔离开关迅速合上,禁止再往回拉。操作完毕后,应检查隔离开关是否完全进入固定触头,是否接触紧密。B、拉隔离开关时,开始应缓慢而谨慎,当刀片刚离开固定触头时应迅速,以便能迅速消弧。若刀片在刚离开固定触头时发生异常电弧,应立即重新合上隔离开关,并查明原因。操作完毕后,检查隔离开关每相确已在断开位置。C、隔离开关在操作过程中,如有卡滞、动触头不能插入静触头、合闸不到位等现象时,应停止操作,待缺陷消除后再继续进行。
194(6)电动操作机构的隔离开关,应装设完善的电气闭锁回路。当变电站只安装有常规防误装置,没有安装电气闭锁或电气闭锁有故障时,若采用远方操作方式,其操作必须具备完善有效的逻辑闭锁程序进行闭锁,否则应采用就地操作方式,并在操作完毕后将其操作机构电机电源断开。(7)操作带有闭锁装置的隔离开关时,应按闭锁装置的使用规定进行,不得随便动用解锁钥匙或破坏闭锁装置。(8)合接地刀闸,应先验明其接地点确无电压。(9)隔离开关误操作后,不管后果如何,不允许将其复位。9、隔离开关不得用来分、合负荷电流及故障电流。10、严禁用隔离开关进行下列操作:
195(1)带负荷分、合闸操作;(2)雷电时,拉合避雷器;(3)系统有接地(中性点不接地系统)或电压互感器内部故障时,拉合电压互感器;(4)系统有接地时,拉合消弧线圈。
1964、隔离开关异常与事故处理隔离开关的常见故障有:接触部分过热;瓷质绝缘损坏和闪络放电;拒绝拉、合闸;错误拉、合闸。(1)隔离开关触头、接点过热原因:隔离开关在运行中过热,主要是负荷过重、接触电阻增大、操作时没有完全合好引起的。接触电阻增大的原因为:刀片和刀嘴接触处斥力很大,刀口合得不严,造成表面氧化,使接触电阻增大。其次隔离开关拉、合过程中会引起电弧,烧伤触头,使接触电阻增大。判断:根据隔离开关接触部分变色漆或试温片颜色的变化来判断,也可根据刀片的颜色发暗程度来确定。现在一般根据红外线测温结果来确定。
197处理:发现隔离开关触头、接点过热时,首先汇报调度,设法减少或转移负荷,加强监视,然后根据不同接线进行处理:(1)双母线接线。如果一母线侧刀闸过热,通过倒母线,将过热的隔离开关退出运行,停电检修。(2)单母线接线。必须降低其负荷,加强监视,并采取措施降温,如条件许可,尽可能停止使用。(3)带有旁路断路器的可用旁路断路器倒换。(4)如果是线路侧隔离开关过热,其处理方法与单母线处理方法基本相同,应尽快安排停电检修。维持运行期间,应减小负荷并加强监视。(5)一个半断路器接线的可开环运行。(6)对母线侧隔离开关过热触头、接点,在拉开隔离开关后,经现场检查,满足带电作业安全距离的,可带电解掉母线侧引下线接头,然后进行处理。
198(2)误合、误拉隔离开关A、当误合隔离开关时,在任何情况下均不允许把已合上的隔离开关拉开,只有用开关将这一回路断开,才允许将误合的隔离开关拉开。B、当误拉隔离开关时,若已拉开,则应将隔离开关一直拉开,不得再将隔离开关合上,否则又造成带负荷合隔离开关。若隔离开关还未拉开,电弧还没有切断,则应立即将隔离开关合上。(3)隔离开关电动操作失灵隔离开关电动操作失灵后,首先检查操作有无差错,然后检查操作电源回路、动力电源回路是否完好,熔断器是否熔断或松动。电气闭锁回路是否正常。
199(4)隔离开关拒绝分、合闸A、拒绝合闸。由于轴销脱落、楔栓退出、铸铁断裂等机械故障,或因为电气回路故障,可能发生刀杆与操作机构脱节,从而引起隔离开关拒绝合闸,此时应用绝缘棒进行操作,或在保证人身安全的情况下,用板手转动每相隔离开关的转轴。B、拒绝分闸。当隔离开关拉不开时,如系操动机构被冰冻结,可以轻轻摇动,并观察支持瓷瓶和机构的各部分,以便根据何处发生变形和变位,找出障碍地点。如果障碍地点发生在隔离开关的接触部分,则不应强行拉开,否则支持瓷瓶可能受破坏而引起严重事故,此时只能改变设备的运行方式加以处理。
200(5)隔离开关合不到位隔离开关合不到位,多数是机构锈蚀、卡涩、检修调试未调好等原因引起的,发生这种情况,可拉开隔离开关再合闸。对220KV隔离开关,可用绝缘棒推入,必要时应申请停电处理。
201六、高压负荷开关1、高压负荷开关的作用(1)隔离。负荷开关在断开位置时,像隔离开关一样有明显的断开点,因此可起电气隔离作用。对于停电的设备或线路提供可靠停电的必要条件。(2)开断和关合。负荷开关具有简易的灭弧装置,因而可分、合负荷开关本身额定电流之内的负荷电流。它可用来分、合一定容量的变压器、电容器组,一定容量的配电线路(3)替代作用。配有高压熔断器的负荷开关,可作为断流能力有限的断路器使用。这时负荷开关本身用于分、合正常情况下的负荷电流,高压熔断器则用来切断短路故障电流。
202负荷开关与限流熔断器串联组合成一体的负荷开关称作“组合式负荷开关”,在国家标准中规定称为“负荷开关—熔断器组合电器”。熔断器可以装在负荷开关的电源侧,也可以装在负荷开关的受电侧。当不需要经常掉换熔断器时,宜采用前一种布置,这样可以用熔断器保护负荷开关本身引起的短路事故。反之,则宜采用后一种布置,以便利用负荷开关兼作隔离开关的功能,用它来隔离加在限流熔断器上的电压。
203负荷开关、隔离开关和断路器的区别:1、负荷开关是可以带负荷分断的,有自灭弧功能,但它的开断容量很小很有限。2、隔离开关一般是不能能带负荷分断的,结构上没有灭弧罩。3、负荷开关和隔离开关,都可以形成明显断开点,断路器不具隔离功能。4、隔离开关不具备保护功能,负荷开关的保护一般是加熔断器保护,只有速断和过流。5、断路器的开断容量可以在制造过程中做的很高。主要是依靠加电流互感器配合二次设备来保护。可具有短路保护、过载保护、漏电保护等功能。
204高压负荷开关的分类真空负荷开关SF6负荷开关产气式负荷开关压气式负荷开关
205FZN—12系列真空负荷开关的基本结构图1—操作手柄;2—支持绝缘子;3—隔离开关;4—接地端子及接地母线5—真空灭弧室;6—电动操动电机;7—熔断器;8—母线
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207FZN—12系列真空负荷开关特点负荷开关是由隔离刀闸和真空灭弧室两大组件组成,它们的工作是联动方式。在分闸过程中,真空灭弧室先断开,熄灭电弧,然后隔离刀打开,形成明显的断口。在合闸过程中,灭弧室先合,然后隔离刀合闸,灭弧室不承载主回路电流。隔离开关起到明显断开点的作用,隔离开关的动触头(闸刀)同时具有接地开关闸刀的作用。隔离开关的分开状态即同时将闸刀合在接地母线上,形成联锁式接地。
208隔离开关真空灭弧室隔离操作轴机构主轴真空灭弧室的操作轴
209FN25一12D型户内交流高压真空负荷开关
210FN25—12D.R型户内交流高压真空负荷开关一熔断器组合电器
211
212七、接触器组合装置(F-C回路)
213七、接触器组合装置(F-C回路)(一)F-C回路基本知识1、概念:由交流高压真空接触器、高压限流断路器及隔离插头装配而成的手车,简称F-C手车。由F-C手车、综合保护装置及连接主母线、电缆分支母线所组成的回路称为F-C回路。2、应用:在发电厂主要用于厂用6kV、1200kW以下的电动机及1600kVA以下的变压器进行控制和保护。
2143、基本原理:(1)负荷的正常启动和停止全部依靠真空接触器来完成,同时开承担部分负荷电流的开断任务,充分利用了真空接触器可频繁操作、机械寿命长的优点。(2)较为严重的负荷和短路电流的开断任务,则由高压限流熔断器来完成,充分利用高压限流熔断器的限流特性及预期开断电流大的优点。同时利用限流特性,可减少电缆的截面,降低工程的造价。可见,限流熔断器、真空接触器和电动机微机综合保护器相互配合,构成了F-C回路保护负载的基本特性。
2154、保护功能:(1)短路(速断)保护(2)过载(过电流)保护(3)电动机的堵转保护(4)零序电流保护(5)一次过电压保护(6)单相接地保护(7)断相保护5、F-C手车的三个位置:有断开、试验、工作三个位置。将小车开关从断开位置推至试验位置加上控制保险可进行分合试验。如果在加上动力保险,即可遥控和就地合闸。
216(二)F-C回路典型结构原理
217(二)F-C回路结构
2181、结构特点:(1)接触器一熔断器组合电器中熔断器与接触器呈上下布置,共同安装在底盘车上。(2)熔断器位于接触器的电源侧。(3)接触器—熔断器组合电器有能表示合、分位置的指示装置。(4)当接触器为机械锁扣式接触器时,有手动分闸装置。(5)熔断器撞击器动作后应虑能使接触器电动分闸,并切断合闸回路。(6)熔断器安装结构为一端插入式,另一端为母线式,熔断器的更换很方便。(7)手车进出车采用丝杠推进机构,可实现关门操作。(8)联锁功能齐全、设计合理。
2192、真空接触器结构:真空接触器主要由真空灭弧室、绝缘固定架、操动机构、锁扣机构、底盘手车等组成。绝缘固定架上安装了熔断器支座,支座上装配有联动脱扣机构,即便只有一相熔断器熔断时,也能使接触器联动跳闸,同样地,即便只有一相熔断器未安装时,该联动机构也能防止接触器合闸。
220灭弧原理:真空接触器的主触头是密封在以陶瓷为外壳的真空灭弧室中,灭弧室中的真空度高达1.33×10-4Pa。当真空接触器分闸时,真空灭弧室中的动、静触头快速地开断,在分闸过程中,在高温触头之间产生的金属蒸气使电弧持续到电流第一次过零点,在电流过零点时,金属蒸气迅速凝结,使动静触头之间重新建立起很高的电介质强度,维持很高的瞬态恢复电压值,实现对开断电流的完成。如果用于控制高压电动机,因截流值不高于0.5A,所以仅产生很低的过电压值,此特性对电动机的保护非常重要。
221真空灭弧室
222真空灭弧室
223真空接触器的工作原理:电流的承载接通开断都是由真空火弧室来实现的,操作机构为电磁操作机构。(1)电保持型接触器的控制,当合闸电磁铁通电时,电磁铁吸引衔铁使衔铁带动驱动板转动而拍合。此时,合闸电磁铁中的保持线圈串入合闸回路,接触器保持在合闸状态。初始合闸力是电磁力与三个真空管的自闭力之和。分闸时只需给合闸回路断电,分闸弹簧克服真空火弧率自闭力做功,使灭弧室动静触头断开,使其距离保持为开距。实际设备的控制回路
224(2)机械保持型接触器的控制,合闸到位后是靠机械锁扣来锁定,使其保持在合闸位置,同时合闸线圈失电。分闸时,给分闸电磁铁通电,锁扣解锁,然后靠分闸弹簧的弹力分闸。该装置具有手动分闸装置(手动分闸按钮)。实际设备的控制回路
225(3)永磁保持型接触器的控制,永磁保持是指借助于高性能永久磁铁与合闸接触器共同作用实现合闸,与跳闸接触器共同作用(产生的磁通与合闸相反)实现跳闸,而靠永磁铁的永磁力保持在合闸状态的一种操作机构型式。
2263、高压限流熔断器高压限流熔断器在F-C回路中,作为短路保护功能元件,当电流超过给定值足够时间时,通过熔化熔体,开断电流切断所接入回路的器件。熔断器具有速断保护特性好,且开断电流越大,开断时间越短的特点。
227
228(三)6KV断路器和F-C回路的操作方法见教材P92
229第四节熔断器(1h)
230一、熔断器的作用和工作原理作用:熔断器是用于短路和过负荷保护的最简单的电器,它串联在电路中使用,一般仅适用于35kV及以下电压等级,如在发电厂中用于电压互感器短路保护。工作原理:熔断器的核心部件是装于外壳中的熔体。当流过熔断器熔体或熔丝的电流超过一定数值时,熔体自身产生的热量就能自动地将熔体熔断,从而达到开断电路、保护电气设备的目的。
231熔体的材料:铜(1080℃)、银(960℃)、锌(420℃)、铅(327℃)、铅锡合金(200℃)等。A、铅锡合金及锌熔体(1000V以下)熔化温度较低,导电率小,故熔体的截面积较大,灭弧能力低,但锌熔体不易氧化,保护特性较稳定。B、铜、银溶体(1000V以上)熔化温度较高,电阻率小,热传导率较大,故铜或银熔体的截面积较小,熔断时产生的金属蒸气也少,易于灭弧。
232熔断器的熔断过程:熔断过程可分为三个阶段:1)从熔体被电流加热到熔断所需的时间t1;2)熔体熔断到产生电弧所需的时间t2;3)从电弧产生到电弧熄灭所需的时间t3。
233熔断器的安秒特性:指熔体熔化时间(弧前时间)与熔体电流之间的关系曲线。对应于每一种额定电流的熔体都有一条特性曲线。熔体的安秒特性曲线是一种反时限曲线。通过熔体的电流愈大,熔化时间愈短。电流减小至最小熔化电流(Imin)时熔化时间为无限长。
234二.熔断器的分类1.限流式熔断器有些熔断器内装有石英砂,短路时熔丝熔化后渗入石英砂狭缝中迅速冷却,使电弧熄灭非常迅速,在短路电流尚未达到其最大值之前就能熔断并灭弧,这种熔断器称为限流式熔断器。因而这种熔断器可以大大减轻电气设备在短路时所受的损害。2.非限流熔断器在熔体熔化后,电流几乎不减小,仍继续达到其最大值,在电流第一次过零或经过几个半周期之后电弧才熄灭。
235三、高压熔断器的结构1、RN系列户内高压熔断器1-熔断器;2-静触头座;3-支持绝缘子4-底座;5-接线座;6-瓷质熔管;7-黄铜端盖;8-顶盖;9-陶瓷芯;10-熔体;11-小锡球;12-石英砂;13-细钢丝;14-熔断指示器
236RN2型(电压互感器用)RN1型(线路用)
237
238三、高压熔断器的结构2、RW系列户内高压熔断器(1)RW9-35
239熔体用镀银的细铜丝制成,铜丝上焊有锡球以降低铜的熔化温度。为避免过细熔丝的损伤,可把熔丝绕在瓷芯上,整个熔件放在充满石英砂的瓷管中。属于限流式熔断器
240(2)RW-10(跌落保险)当熔丝熔断,熔管内产生电弧后,熔管的内壁在电弧的作用下将产生大量气体使管内压力增高。气体在高压力作用下高速向外喷出,产生强烈去游离作用使电弧在过零时熄灭。开断小电流时:由下端单向排气以保持足够的吹弧压力;开断大电流时:用管内较高压力将上端金属薄膜冲破形成两端排气,以避免熔断管因压力过高而爆裂。
241
242四、低压熔断器的结构瓷插式熔断器1-动触头2-熔丝3-瓷盖4-静触头5-瓷座
243螺旋式熔断器1-瓷帽2-熔管3-瓷套4-上接线端5-下接线端6-底座
244无填料封闭管式熔断器1-铜圈2-熔断管3-管帽4-插座5-特殊垫圈6-熔体7-熔片
245有填料封闭管式熔断器1-瓷底座2-弹簧片3-管体4-绝缘手柄5-熔体
246五、熔断器的参数1)额定电压。熔断器能够长期承受的正常工作电压。2)额定电流。熔断器壳体部分和载流部分允许通过的长期最大工作电流。3)熔体的额定电流。熔体允许长期通过而不熔化的最大电流。▲熔体的额定电流可以和熔断器的额定电流不同。熔断器可装入不同额定电流的熔体;但熔体的最大额定电流不应超过熔断器的额定电流。
2474)极限分断能力A、低压熔断器——能断开的最大电流若熔断器断开的电流大于极限分断电流值,熔断器将被烧坏,或引起相间短路。B、高压熔断器——额定开断电流熔断器的额定开断电流主要取决于熔断器的灭弧装置。
248第五节互感器(2h)
249互感器分为电流互感器(TA、CT)和电压互感器(TV、PT),是一次系统与二次系统间的联络元件。它们将一次系统的高电压、大电流,转变为低电压、小电流,供测量、监视、控制及继电保护使用。
250一、互感器的作用(1)将一次系统高电压均变成的低电压,将一次系统各回路电流变成的小电流,使测量仪表及继电器的小型化、系列化、标准化.(2)将一次系统与二次系统在电气方面隔离,同时互感器二次侧必须有一点可靠接地,从而保证了二次设备及人员安全。
251二、互感器的类型互感器
252三、电磁式电流互感器(一)电流互感器工作原理
2531、电磁式电流互感器的特点(1)一次绕组线径较粗而匝数N1很少;二次绕组线径较细而匝数N2较多。(2)一次绕组串联接入一次电路,通过一次绕组的电流,取决一次回路负载的大小与性质,与二次侧负载无关;二次电流,在理想情况下仅取决于一次电流大小。(3)电流互感器额定电流比(一、二次额定电流之比)近似等于二次与一次匝数之比,即(4)电流互感器二次绕组所接仪表和继电器电流线圈阻抗都很小,正常工作时,电流互感器二次侧接近于短路状态。
254(二)电流互感器的准确级和额定容量1、电流误差(比误差)和角误差(角差)
255
2562、准确级准确级是指在规定的二次负荷变化范围内,一次电流为额定值时的最大电流误差的百分值。(1)测量用电流互感器的准确级标准的准确级为0.1、0.2、0.5、l、3和5级。供特殊用途的为0.2S及0.5S级。(2)保护用电流互感器的准确级A、稳态保护用:P、PR、PXP类为准确限值规定为稳态对称一次电流下的复合误差的电流互感器;PR类是剩磁系数有规定限值的电流互感器;PX类是一种低漏磁的电流互感器。
257P类及PR类电流互感器的准确级以在额定准确限值一次电流下的最大允许复合误差的百分数标称,标准准确级为:5P、10P、5PR和10PR。P类及PR类电流互感器在额定频率及额定负荷下,电流误差、相位误差和复合误差应不超过限值。B、动态保护用:TPX、TPY、TPZ能满足短路电流具有非周期分量的暂态过程性能要求的保护用电流互感器称为暂态保护用电流互感器(TP类)
258(三)电流互感器运行参数对误差的影响1)一次侧电流I1,对误差的影响。当I1工作在一次侧额定电流值附近时,励磁电流I0较少,所以电流误差和角误差均比较小;当I1的值较一次侧额定电流值大很多或小很多时,由于铁芯的饱和,励磁电流I0较大,两类误差均增大。2)二次侧负荷阻抗及功率因数对误差的影响。当一次侧电流不变,增加二次侧负荷阻抗时,I2将减小,I0将增加,因而两类误差将增大。所以,当要求电流互感器具有一定的测量准确度时,必须把二次侧负荷的阻抗及功率因数限制在相应的范围内。
259(四)电流互感器的型号、分类和结构1.电磁式电流互感器的型号
260LFZJ1-10/400,400/5,1/3LCW-220/4×300,4×300/5,D/D、0.5/D
2612.电磁式电流互感器的分类(1)按功能:测量用电流互感器、保护用电流互感器(2)按安装地点:户内式、户外式(3)按安装方式:穿墙式、支持式、套管式穿(4)按绝缘方式:干式、浇注式、油浸式(5)按一次绕组匝数:单匝式、多匝式(6)按变流比:单变流比、多变流比
2623.电磁式电流互感器的结构
26335KV以下有2个二次绕组、110KV有3-4个二次绕组、220KV有4-5个二次绕组;一次侧额定电流小于400A采用单匝式,大于400A采用多匝式;为了适应不同负荷电流的要求,110KV以上的电流互感器通常将一次绕组分成几组,通过改变一次绕组的串并联关系,可得到2-3个变流比。
264通过改变一次绕组的串并联关系,可得到2-3个变流比。
265穿墙式电流互感器
266
267母线式电流互感器
268轻型电流互感器
269装入式(套管式)电流互感器:套管式电流互感器适用于安装在变压器出线套管的升高压座内,把变压器套管中导体的电流信息传递给测量仪器、仪表、保护和控制装置。一次绕组为变压器套管中的导体1-上盖板;2-密封垫圈;3-吊环;4-绝缘纸圈;5-端绝缘;6-撑板;7-绝缘纸板;8-瓷套;9-分流电抗器;10-电流互感器;11-升高座;12-下盖板
270装入式(套管式)电流互感器:根据变压器标准或技术条件要求,每个升高座内放置1个或数个电流互感器,这些电流互感器均浸没在变压器油中,保证产品绝缘不受潮、不污染。。对于测量型(LR型)电流互感器如有仪表保安读数(即FS值)要求时,则电流互感器二次出线端子并联一个有圆环形铁心的分流电抗器LR型电流互感器接线图Z-电流互感器二次负荷;CT-电流互感器;L-分流电抗器;
271LCLWD3-220型瓷箱式电容绝缘电磁式电流互感器1—油箱;2—二次接线盒;3—环形铁心及二次绕组;4—压圈式卡接装置;5—U字型一次线圈;6—瓷套管7—均压护罩;8—储油柜;9—一次绕组切换装置;10-一次出线端子;11-呼吸器
272LCLWD3-220内部结构
273
274减极性表示法:当一次绕组电流从L1流入绕组时,二次绕组的感应电流从K1端流出。
275电流互感器运作中禁止二次开路当I2N2=0时,一次磁势I1N1=I0N1,铁芯中磁场强度H剧增,,使合成磁通急剧饱和达到平顶波形,互感器二次感应电势与磁通的变化率成正比,在磁通过零时将感应出很高的尖顶波电势,其数值可达上万伏。导致:烧毁二次设备;危及工作人员安全和仪表、继电器的绝缘;由于磁感应强度骤增,会引起铁心和绕组过热。此外,在铁心中还会产生剩磁,使互感器准确级下降。
276四、电磁式和电容分压式电压互感器1、电磁式互感器的特点(1)电磁式电压互感器就是一台小容量降压变压器。一次绕组匝数N1很多,二次绕组匝数N2较少。(2)一次绕组并接于一次系统,二次侧与所接仪表并联。(3)二次绕组所接负荷均为高阻抗电压表及电压继电器,故正常运行时二次绕组接近空载(开路)运行
277
278(1)电压互感器额定电压比(2)电压误差角误差电压U1与旋转180°的二次电压KuU2之间有一个夹角,称为角误差,并且规定–KuU2超前U1时误差为正。
279互感器结构和运行工况(二次负荷、功率因数和一次电压的大小)对误差有直接影响:A、减小互感器激磁电流和内阻抗,可使互感器误差减小。为减小励磁电流,采用高导磁率的冷轧硅钢片做铁芯。B、在一次电压和负荷功率因数不变的情况下,电压误差随二次负荷电流的增大而增加,因此必须将二次负荷限制在额定二次容量范围内。C、如果二次负荷超过该准确级的额定容量,则电压互感器的误差就会增大,准确等级就要降低。
280(3)电压互感器的准确级:是指在规定的一次电压和二次负荷变化范围内,负荷功率因数为额定值时误差的最大限值。(4)额定容量对应于每个准确级,每台电压互感器规定一个额定容量。在功率因数为0.8(滞后)时,额定容量标准值为10、15、25、30、50、75、100、150、200、250、300、400、500VA。
2813、电磁式电压互感器的型号、分类和结构
282例:JSJW-10,10/0.1/(0.1/3)kV0.5表示油浸三相五柱三绕组电压互感器,一次额定电压为10kV,两个二次绕组的额定电压分别为0.1kV和0.1/3kV。准确级为0.5级。
283电压互感器的类型:(1)按安装地点分为户内式和户外式。(2)按相数分为单相式和三相式。(3)按线圈数可分为双线圈、多线圈。(4)按绝缘结构可分为干式、浇注式、充气式和油浸式。
284(1)JDJ-10型油浸式单相电压互感器
285(2)JSJW-10型三相五柱式电压互感器
286(3)JDC5-220型单相油浸式电压互感器
2874、电容式电压互感器电容分压式电压互感器(CCVT)工作原理TV
288TVL—补偿电抗,可补偿电容分压器的内阻抗,减小误差。TV—中间变压器,将测量仪表经中间变压器TV后与分压器连接,减小分压器的输出电流以减少误差。rd—阻尼电阻,在TV付边单独设置一只线圈,接入阻尼电阻rd,用以抑制铁磁谐振过电压。
289TVCK—补偿电容器,用来补偿电磁式电压互感器TV的磁化电流和付边负荷电流的无功分量,亦能减小测量装置的误差。J—放电间隙,用以保护TV的原绕组和补偿电抗器L,防止因受二次侧短路所产生的过电压而造成的损坏。
290TYD220电容分压式电压互感器
2911-电容分压器;2-电磁单元;3-高压电容;4-中压电容;5-中间变压器;6-补偿电抗器;7-阻尼器;8-电容分压器低压端对地保护间隙;9-阻尼器连接片;10-一次接线端;11-二次接线端;12-接地端;13-绝缘油;14-电容分压器套管;15-电磁单元箱体;16-端子箱;17-外置式金属膨胀器
292表4-1运行频率及相应准确等级表准确级次0.20.53.03P6P工作条件频率(%)99~10196~102电压(%)80~1205~f负荷(%)25~100负荷功率因数0.8(滞后)变比误差(%)±0.2±0..5±3.0±3.0±6.0相角差(分)±10±20——±120±240注:表中f的值为:(1)中性点有效接地时f=150(2)中性点非有效接地时f=190
293(三)电压互感器的接线1.单相电压互感器:测量任意两相之间的线电压或对地的相电压。
294(三)电压互感器的接线2.V-V接线:两只单相电压互感器接成不完全星形接线,可测量线电压,不能测量相电压。这种接线广泛用于小接地短路电流系统中。二次侧b相接地。
295(三)电压互感器的接线3.一台三相五柱式电压互感器接线:测量线电压和相电压,可用于监视电网对地的绝缘状况和实现单相接地的继电保护,用于小接地电流系统(开口△每相额定电压为100/3V,可测零序电压,额定值为100V)
296(三)电压互感器的接线4.三只单相三绕组电压互感器接成星形接线,且原绕组中性点接地。线电压和相对地电压都可测量。在小接地电流系统中,可用来监视电网对地绝缘的状况。也可用于大接地电流系统。二者附加绕组每相额定电压不同(前者100/3V,后者100V),但开口△输出的额定电压相同,均为100V。(见教材)
297(三)电压互感器的接线5.三相三柱式电压互感器的接线。可用来测量线电压。不许用来测量相对地的电压,即不能用来监视电网对地绝缘,因此它的原绕组不允许引出接地的中性点,否则,很大的零序磁通导致铁芯过热,会烧坏互感器。
298(三)电压互感器的接线6.电容式电压互感器的接线。测量线电压和相电压,可用于监视电网对地的绝缘状况和实现单相接地的继电保护适用于110~500kV的中性点直接接地电网中。
299说明:对电压互感器接线的要求1.电压互感器的电源侧通常要有隔离开关。2.在35kV及以下电压互感器的电源侧加装高压熔断器进行短路保护。3.电压互感器的二次侧也应加装熔断器或空开,用来保护过负荷。4.110kV及以上的电压互感器,其电源侧可不装设高压熔断器。
3005.电压互感器副边的保安接地点不许设在副边熔断器的后边,必须设在副边熔断器的前边。6.凡需在副边连接交流电网绝缘监视装置的电压互感器,其一次侧中性点必须接地,否则无法进行绝缘监察。7.三相三柱式电压互感器不能用来进行交流电网的绝缘监察,即一次侧中性点不能接地,否则烧互感器。8.运行中,电压互感器二次侧禁止短路,因二次侧有额定值为100V的电压,短路电流很大。
301五、电压互感器的配置1、发电机一般在发电机出口装设2-3组TV。一组为双绕组TV,供励磁调节,准确级为0.5级。一组为三绕组TV构成Y0/Y0/Δ接线,供测量、同期、继电保护及绝缘监视用。当二次负荷过大时,可增设一组TV。大中型发电机中性点常接有单相电压互感器,用于继电保护。当发电机与主变之间装设断路器时,且厂用分支由主变低压侧引出时,应在主变低压侧设一组TV。用于同期。
302四、互感器的配置1-发电机差动2-测量仪表(机房)3-接地保护4-测量仪表5-过流保护6-发-变组差动7-自动调节励磁8-母线保护9-横差保护10-变压器差动11-线路保护12-零序保护13-仪表和保护14-失步保护15-定子100%接地16-断路器失灵
3032、母线工作母线和备用母线都应装一组三绕组电压互感器,而旁路母线可不装。母线如分段应在各分段上各装一组三绕组电压互感器。若升高电压等级的接线为无母线的形式,如桥式接线,则应在桥支路两端连接点上设置一组三绕组TV。
3043、35kV及以上线路当对端无电源时不装TV,有电源时可装一台单相双绕组或单相三绕组TV。110kV及以上线路,为了节约投资和占地,载波通信和电压测量可选择电容分压式TV。
3054、变压器变压器低压侧有时为了满足同期或保护要求,需要设置一组TV。
306(五)电流互感器的配置所有支路均应按测量及继电保护要求装设电流互感器。(发电机、变压器、出线、母线分段、母联、旁路等回路)在发电机、主变压器、大型厂用变压器和110kV及以上大接地电流系统各回路中,一般按三相配置电流互感器;小接地系统一般按两相配置。保护用电流互感器装设地点应按尽量消除主保护装置的死区设置。为防止互感器套管闪络造成母线故障,其互感器通常布置在断路器的出线或变压器侧。
307为减轻内部故障对发电机损伤,励磁调节用TA应布置在发电机定子出线侧,为便于分析和在发电机并入系统前发现内部故障,用于测量TA布置在发电机中性点侧。一般采用双铁芯或多铁芯电流互感器,可分别供给测量和保护。有些35KV及以上等级断路器和变压器套管内装有电流互感器,就不必另外装设了。
308CT构成横差1CT构成不完全纵差2CT构成变压器的纵差动3CT构成发变组的不完全纵差
309六、互感器的运行(一)TV及TA的运行要求1、互感器的接地外壳应可靠接地;电压互感器的各个二次绕组(包括备用)均必须有可靠的保护接地,且只允许有一个接地点;电流互感器备用的二次绕组应短路接地。2、互感器应有明显的接地符号标志,接地端子应与设备底座可靠连接。并从底座接地螺栓用两根接地引下线与地网不同点可靠连接,接地螺栓直径应不小于12mm,引下线截面应满足安装地点短路电流的要求。
3103.电压互感器二次侧应装设空开或熔断器;当配备有距离保护时,相应电压互感器二次回路一般应装设快速空气开关。35kV及以下的电压互感器一次侧应装设熔断器。4、油浸式互感器的油位应适当,其呼吸器内应装满干燥的变色硅胶,在运行中其潮解变色部分不应超过1/2。否则应予更换。5、停运半年及以上的互感器应按有关规定试验检查合格后方可投运。6、110kV及以上油浸式互感器应真空注油。7、在运行中,电压互感器二次侧严禁短路,电流互感器的二次侧严禁开路。
3118、电流互感器的负荷电流:对独立式电流互感器,应不超过其额定值的110%;对套管式电流互感器,应不超过其额定值的120%(宜不超过110%)9、电压互感器的运行电压不得超过其额定电压的110%(宜不超过105%)。10、6-35kV中性点不接地系统中发生单相接地时,电压互感器的运行时间不应超过2小时,否则,应停用电压互感器。11、分开运行的两组母线上的电压互感器,在其二次侧不可并列;并列运行的两组母线上的电压互感器,正常运行时在其二次侧也不宜长时间并列。
31212、电压互感器的停、送电操作:停电操作时先操作二次侧,后操作一次侧;送电操作时相反。13、电压互感器的二次并列操作:若需要将两组母线上的电压互感器二次部分并列,则应先并列其一次部分,再并列其二次部分,以防二次环流过大,熔断保险或引起保护误动。14、在两组母线电压互感器二次并列运行期间,其电压切换继电器不得失去励磁电源,否则将造成电压回路断线,可能引起保护误动。
31315、若停用电压互感器可能引起继电保护及自动装置(备用电源自动投入、距离保护、低频减载等)误动作,则应在停用前退出相应的保护及自动装置或采取其他措施。若停用电压互感器可能影响电能计量,则应记录停用的起止时间,以便计算电量。16、电压互感器二次侧可能另有电源时,应在其二次回路中接入与一次联动的辅助接点或采取其他措施,使二次侧和一次侧能同时与电源断开。17、电压互感器停用或检修时,其二次侧保险应退出(空气开关断开),防止二次向一次反充电。18、严禁就地用隔离开关或高压熔断器拉开有故障(油位异常升高、喷油、冒烟、内部放电等)的电压互感器。
314(二)电压互感器及电流互感器送电前的检查项目:1.各部件清洁、无漏油,油色、油位正常,无遗留物件。2.套管无裂纹破损等不正常现象。3.各螺丝、接头紧固无松动现象,接地线完好。4.互感器二次可靠接地及外壳接地良好。5.熔断器配置符合运行规定。6、新更换或检修后互感器投运前,应:检查一、二次接线相序、极性是否正确。测量一、二次线圈绝缘电阻。测量熔断器、消谐装置是否良好。检查二次回路有无杂物。
315(四)电压互感器及电流互感器运行中的检查:1、瓷套是否清洁、完整,有无损坏及裂纹,有无放电现象。2、油位、油色是否正常,有无漏油现象,矽胶潮解变色部分是否超过1/2。若油位看不清楚,应查明原因。3、内部有无异常声响。4、各侧引线的接头连接是否良好,有无过热、变色、发红。5、电压互感器的高压熔断器限流电阻及断线保护用电容器是否完好,一、二次保险是否完好(二次空开是否正常)。
3166、电流互感器端子箱引线端子无松动、过热、打火现象。7、互感器的外壳和二次侧接地是否良好。8、检查带金属膨胀器的互感器,其油位指示一般应在中间值(20℃)附近。9、检查端子箱是否清洁、受潮,箱门是否关好。10、检查二次回路的电缆及导线有无腐蚀和损伤现象,二次回路有无短路、开路现象。11、电容式电压互感器二次电压(包括开口三角形电压)有无异常波动。
31712、SF6气体绝缘互感器应检查压力表指示是否在正常规定范围,有无漏气现象,密度继电器是否正常。13、SF6气体绝缘互感器的复合绝缘套管是否清洁、完整、有无放电痕迹、无老化现象,憎水性良好。14、树脂浇注互感器有无异常振动及声响,外露铁心有无锈蚀,外绝缘表面是否积灰、粉蚀、开裂,有无放电现象。
318(五)TV及TA的故障处理:1、电压互感器熔断器熔断或二次回路断线a.现象:(1)“电压回路断线”光字牌亮。(2)电压、功率及电度表等有关表计指示失常。(3)保护与电压相关者,继电器接点闭合,可能造成保护误动。(4)电压互感器高压熔断器熔断还可能有接地信号发讯。
319b.处理:(1)保护与电压有关者,为防止保护误动应将跳闸回路解除再作处理。(2)若电压互感器高压侧熔断器熔断时,应将电压互感器隔绝,并验放电,在确定熔断器无不正常现象和测量绝缘合格后方可调换熔断器投入运行。(3)若电压互感器熔断器熔断,对计算电量有影响时应记录好熔断和投入时间及电度表的读数,以便计算电量。(4)若二次熔断器熔断,应立即更换,若再次熔断不应再更换,必须查明原因,并通知检修处理并设法调整运行方式。
3202、电流互感器二次回路开路a.现象:(1)电流表及与电流有关的表计指示失常。(2)严重时,电流互感器处有嗡嗡声、冒烟或焦味甚至可能引起一次回路故障。b.处理:(1)当电流互感器二次回路故障对电量的计算工作有影响时应正确记录处理故障前后的时间及当时的负荷。电流互感器二次回路故障应设法降低一次侧负荷。(2)对电流互感器二次回路故障处理时(必须在附近端子上将其短路),必须做好安全措施后进行,以免被开路引起的高电压触电危险。(3)保护与电流互感器有关者,为防止保护误动作应将跳闸回路解除。
3213、当电压互感器与电流互感器发生下列故障情况时,应立即停运:a.电压互感器高压熔断器连续熔断两次。b.内部有异常放电声响,或有火花。c.严重发热,冒烟并有异味。d.外壳破裂并有漏油现象。e.有明显的放电现象。f.危急人身及设备安全。g.互感器着火。注意:互感器有明显故障时必须立即停电,禁止用拉开一次隔离开关的方式切除故障电压互感器,只能使用开关将互感器停下来,停用与故障电压互感器或电流互感器有关的保护。
322第六节母线(1h)
323一、母线的作用、类型
3241、母线的作用为了汇集、分配和传输电能,常常需要设置母线。发电厂的母线分为发电机出口母线、发电机电压(汇流)母线和升高电压(汇流)母线。2、母线的材料常用的母线材料有铜、铝和铝合金三种。一般采用铝或铝合金作为母线材料。
3253、常规母线的结构矩形母线:散热条件好,安装连接方便。但集肤效应系数较大,为了不浪费母线材料,单条矩形母线的最大截面一般不超过1250mm2,当工作电流不超过2000A时,可采用每相单条矩形母线。当工作电流在2000~4000A时,每相可采用2~4条矩形母线并列使用。但每相的条数一般不超过3条。这是因为受邻近效应影响,每相母线的总载流量并非随着条数的增多成比例增加。槽形母线:截流量大,集肤效应系数小,机械强度高,一般适用于母线工作电流为4000~8000A的回路中。管形母线:集肤效应系数最小,机械强度高,还可以采用管内通水或通风的冷却措施,当母线工作电流超过8000A时,常采用管形母线。(大于等于200MW机组)35~500kV母线可采用软导线或采用管形硬母线。
326矩形母线槽形母线
327
3284、母线的布置形式
329矩形母线每相一条矩形母线每相二条矩形母线每相三条
3305、母线的着色着色的作用:►可以增加辐射能力,有利散热。►钢母线着色还能防锈蚀。►便于工作人员识别相序或直流极性。着色的标志如下:►交流:A相——黄色;B相——绿色;C相——红色►直流:正极——红色;负极——蓝色►中性线:不接地的中性线——白色;接地的中性线——紫色
331二、封闭母线大容量发电机的电流通过发电机与变压器之间的连接母线时,将引起一系列问题:►母线短路时产生巨大电动力;►母线本身发热;►母线对附近钢构件的感应发热;►母线故障对系统的影响大。封闭母线系指用非磁性金属材料(铝合金)制成的外壳保护起来的母线。主要由母线导体、支持绝缘子和防护屏蔽外壳组成。
332性能作用:减少接地故障,避免相间短路由于三相外壳上存在与母线电流的大小几乎相等的电流,可对母线磁场进一步加以屏蔽,可:降低短路电流在母线导体上产生的电动力极大地减少附近钢构件的感应发热损耗采用微正压装置后,可防止绝缘结构,提高运行可靠性;并且为母线采用通风冷却创造了条件。由于工程成套生产,质量有保障,运行维护工作量小,结构简单,土建投资少。但外壳内的电能损失较大。
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336(一)封闭母线的类型按外壳结构、所用材料以及冷却方式的不同,封闭母线可进行如下分类:1.共箱封闭母线和离相封闭母线(a)无隔板共箱封闭母线;(b)有隔板共箱封闭母线;(c)离相封闭母线1-外壳;2-母线;3-金属隔板
337我国大型机组通常采用离相封闭母线。离相封闭母线的类型:(1)不全连离相封闭母线每相外壳相邻段在电气上相互绝缘,以防止轴向电流流过外壳连接处,每段外壳中只有外壳涡流。为了避免短路时在外壳上感应出对人身有危害的电压,把外壳每3~4m分成一段,每段一点接地。2-外壳;1-绝缘
338(2)全连离相封闭母线除每相外壳各段在电气上相连接外,又在各相外壳两端通过短路板相互连接并接地。全连离相封闭母线的外壳中,除母线电流在外壳上感应出的大小与母线电流几乎相等、方向相反的轴向电流外,邻相剩余磁场在外壳上还感应出涡流。不过剩余磁场强度只有敞露母线的百分之几。该剩余磁场在周围钢构件上感应出的涡流和功率损耗很小,可以忽略不计。1-外壳;2-短路板;3-焊接处
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341(3)经电抗器接地的全连离相封闭母线这种封闭母线的外壳是全连外壳,外壳的一端经三相短路板接地,另一端各相均经电抗器接地。电抗器的作用是增加外壳回路阻抗,以减少外壳内的感应电流,使外壳损耗降低。在正常情况下,外壳不能完全屏蔽母线的磁场,将会引起邻近钢构件的发热,这点与不全连离相封闭母相似;但在短路情况下,电抗器铁心饱和不起作用,相当于短路,这时与全连离相封闭母线一样。1-外壳;2-电抗器
342(4)分段全连离相封闭母线由于母线回路装设抽插式隔离开关或断路器等的原因,使母线外壳不能从头至尾全连,而在抽插式隔离开关或断路器的两端装设三相短路板,将母线分成为两个全连离相封闭母线和抽插式隔离开关或断路器的不全连离相封闭母线的混合式称为分段全连离相封闭母线。1-外壳;2-绝缘
3432.塑料外壳和金属外壳封闭母线按封闭母线外壳所用材料的不同,封闭母线分为塑料外壳和金属外壳。塑料外壳对电磁场不起屏蔽作用,故从电磁性能上来说,相当于普通的敞露母线,既不能减少母线短路时产生的电动力,也不能减少母线附近钢构件感应发热问题,只能防止人身触及带电母线及防止金属物落到母线上产生相间短路,故塑料外壳不适于大容量机组。大容量机组的封闭母线均采用金属铝外壳。
3443.自然冷却和人工冷却封闭母线按冷却方式的不同封闭母线可分为自然冷却封闭母线和人工冷却封闭母线两种方式。自然冷却封闭母线可分为普通自然冷却封闭母线和微正压充气自然冷却封闭母线两种。人工冷却封闭母线又可分为通风冷却封闭母线和通水冷却封闭母线两种。
345(1)自然冷却封闭母线。母线及外壳的发热完全靠辐射及对流散至周围环境。这种冷却方式简单、工作可靠、运行维护容易,但金属消耗量大。(2)微正压充气封闭母线。微正压充气封闭母线与自然冷却封闭母线的冷却方式相同,不同的是微正压充气封闭母线还在母线外壳内充以微正压气体以提高其绝缘强度。(3)通风冷却封闭母线。用母线或封闭母线外壳作风道,以强迫通风的办法将母线及外壳热量带走散出。(4)通水冷却封闭母线。在母线内通水将母线热量带走,这种冷却方式结构复杂,附属设备多,造价高。
346(二)全连分相封闭母线的结构1.大电流封闭母线的结构(1)大电流母线的材料大电流母线一般用纯度为99.5%以上的电解铜或电解铝制成。在相同载流条件下,铝母线的截面积为铜母线的1.65倍,但铝母线比铜母线轻一半,加上铝的价格较铜便宜,所以广泛采用铝母线。(2)大电流母线截面的形状大电流母线可以由实心或空心导体做成,在相同截面条件下,空心导体比实心导体的集肤效应系数小,交流电阻小,发热小,表面积大,散热条件好等优点,大电流母线一般采用空心导体做成。国内、外均采用圆管形、双半圆形或八角形截面的母线。其厚度为:圆管铝母线不大于14mm,圆管铜母线不大于10mm。
347(3)大电流母线的连接A、硬性焊接:直接焊接B、软连接焊接:由于母线热胀冷缩,为补偿母线的膨胀,在母线的适当地方要装设伸缩节。伸缩节一端由制造厂与母线焊接到一起,另一端到现场焊接。C、螺栓固定的软连接:在母线导体与设备(如发电机、变压器或断路器)连接处,考虑到母线的热胀冷缩,不使发电机或变压器的振动传到母线系统以及不同基础(如发电机与主厂房,或主厂房与变压器)的不均匀下沉引起母线应力,需在母线与设备连接处装设伸缩节。该伸缩节一端与母线经焊到一起,另一端经螺栓与设备连接。
348(4)大电流母线的测温装置为测量大电流母线接头处温度,最简单的办法是将酒精温度计埋在大电流母线接头处,通过观察孔或用望远镜观察酒精温度计的刻度。除此之外还可用红外热电视测温装置及便携式红外线测温仪进行测量。
3492.封闭母线外壳的结构(1)外壳所用材料封闭母线外壳可以用塑料、铁或铝制成。考虑到塑料外壳只能起到防止金属物落到母线上而造成相间短路的作用,而对电磁场起不到屏蔽作用,也不能减少母线短路时电动力,因而不被采用。铁外壳虽然能在外壳上感应出环流,起到屏蔽作用,但由于电阻大,发热损耗大,散热困难,故工程中也不采用。实际工程中,均采用铝外壳。封闭母线的铝外壳均用铝板卷制成圆筒形,然后缝焊起来。一般来讲,外壳厚度δ=5~l0mm,外壳直径D=750~1400mm。每段外壳长度一般在6m以内。
350
3512.封闭母线外壳的结构(2)外壳段间的连接1)外壳段间导电硬性连接。在现场则用搭接焊。2)外壳段间导电软性连接。考虑到外壳的热胀冷缩,不同基础的不均匀下沉,在不同基础交接处以及在封闭母线外壳与抽插式隔离开关外壳连接处,要采用导电的软连接,以保证外壳导电全连.具体方法是采用铝波纹管。铝波纹管截面与铝外壳截面相同,既保证通过与外壳相同电流,又能保证外壳的伸缩,还能保证封闭母线的密封性。3)外壳段间不导电软连接。在封闭母线外壳与发电机、变压器等设备外壳连接处,考虑到不使振动传到外壳系统,在与设备连接处采用不导电的软连接。连接方法是采用橡胶波纹管,即用橡胶波纹管将封闭母线外壳及设备外壳通过法兰盘连接起来,以保证密封,但电气上不连接。
352(3)外壳相间短路板和支撑条全连分相封闭母线有如1:1变压器,为使外壳内轴向环流形成回路,最简单的办法是在外壳首、末两端设相间短路板,使正常运行时相差120°角的三相外壳环流在短路板处电流之和为0。此时在发电机出口、主变压器端、厂用变压器端及厂用分支外壳从主母线外壳T接处,均要装设短路板。为了很好地固定外壳,并增加其间的刚度,在外壳间还可以加装相同支撑条。(4)检修孔和观察孔装于封闭母线外壳内的绝缘子、穿墙瓷套管、电流互感器以及伸缩节等设备,不仅需要定期清扫,而且还需进行检修更换,故在封闭母线外壳上适当的地方应装设检修孔。
353(5)接地装置发电机中性点柜外壳、封闭母线出线柜外壳及封闭母线短路板均应接地。一般采用截面不小于240mm2铜绞线与接地网连接。(6)短路试验装置由于大容量发电机大电流母线出线全被封闭母线所包围,发电机做短路试验时,很难找到装设三相短路板的合适地方,为此在发电机出口大电流母线A、B、C三相外壳上,装有短路试验用T接段。此外,还包括外壳的支座、防潮和防结露结构等。
3543.封闭母线绝缘子及母线支持方式(1)外壳所用材料封闭母线外壳可以用塑料、铁或铝制成。考虑到塑料外壳只能起到防止金属物落到母线上而造成相间短路的作用,而对电磁场起不到屏蔽作用,也不能减少母线短路时电动力,因而不被采用。铁外壳虽然能在外壳上感应出环流,起到屏蔽作用,但由于电阻大,发热损耗大,散热困难,故工程中也不采用。实际工程中,均采用铝外壳。封闭母线的铝外壳均用铝板卷制成圆筒形,然后缝焊起来。一般来讲,外壳厚度δ=5~l0mm,外壳直径D=750~1400mm。每段外壳长度一般在6m以内。
3553.封闭母线绝缘子及母线支持方式(1)封闭母线绝缘子分相封闭母线的特点是内部比较清洁,空气温度比较高(约80℃),由于外壳不是绝对密封的,运行停机后温度下降,冷却到一定程度时可能结露,因此用于封闭母线的支持绝缘子都是多裙边的具有一定泄漏距离的内浇装绝缘子。(2)支持方式母线在封闭母线外壳内的支持方式,可分为一个绝缘子、二个绝缘子、三个绝缘子和四个绝缘子等四种支持方式。
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357(三)封闭母线的微正压装置作用:封闭母线在运行时由于自身发热,其中的绝缘不会受潮。但是停运时间长了,母线外面的潮气会侵入并影响绝缘强度。所以设置了微正压装置,向封闭母线的外壳内加入略微大于外部大气压的压缩空气,并不断补气以保持微正压,使得大气中的潮气、灰尘因为压力低于母线内的空气压力而不能侵入。按照厂家说明的要求,调整装置的进气,使得母线外壳内的气压保持在要求的正压值就可以了。
358空气气源的补气取可自机组仪用压缩空气,经空气虑清器、空气循环干燥装置送入到封闭母线内,封闭母线的回气经过干燥装置的风机构成闭式循环。
359(四)全连分相封闭母线的运行1、运行巡视a.各接头无发热、温度正常。b.各瓷瓶应无裂纹,无放电痕迹和不正常声响,振动。c.母线电压三相平衡。d.各部应清洁,无异物影响其运行。e.封闭母线内部应无异物,夹件等无松动断裂,无过热现象。f.封闭母线外壳运行温度不超过65℃,母线温度不超过110℃。母线允许温升为50℃,外壳允许温升为25℃。
3602、维护封闭母线本身不需要进行定期的维护和检查,运行一段时间后,可利用发电机的检修间隔做下列维护工作。1)检查封闭母线所有紧固部分(如绝缘子支承、外壳底座及支、吊件、导体及外壳接头、与设备连接等处)的紧固螺栓有无松动,如有松动应进行紧固。2)运行日久或安装不当也可能造成外壳个别地方密封不良,导致绝缘子及导体等表面积灰脏污,检查时应将母线与其他设备相连的伸缩节拆开,测量母线导体和外壳之间的绝缘电阻,如果测得的阻值与以前所测值相比有显著降低时,可能是绝缘子有脏污或损伤,需进行清扫或更换之后再测量,其阻值应与以前所测值接近。
3613)发现有漏水的痕迹,应检查该部分的安装情况和外壳的密封性能,找出漏水的原因并进行修理,修理后进行淋水试验,合格后方可投入运行。4)检查各设备柜内有无异常,设备及绝缘件是否脏污,接线是否松动,触头是否接触良好,发现问题及时修理。5)检查密封件是否老化,漆层是否脱落,接地线是否可靠等。
3628)发电机停机检修后,离相封闭母线在重新投运前,绝缘电阻一般较低,尤其在潮湿地区更是这样。这是由于停机后封闭母线外壳内空气结露,绝缘子、金具、导体受潮所致。因此在机组再次启动前,应提前测量封闭母线的绝缘电阻,如阻值很低,应临时拆除部分绝缘子及其支撑板,使壳内潮湿空气流出,必要时可向壳内通风干燥,等绝缘电阻达到要求后方可投运。
363通常发电机出口至主变、高厂变高压侧的厂用分支、励磁变高压侧及发电机TV分支的连接母线均采用全连离相式封闭母线。而高厂变及起/备变的6kV母线、励磁变低压侧套管至励磁整流柜的三相交流母线及灭磁开关至发电机转子集电环的直流母线采用共箱式封闭母线。
3643、母线的异常及事故处理1)封闭母线过热的处理:a.当封闭母线过热时,应降低机组负荷,并加强监视,使母线温度尽快降到允许值以下。b.共箱母线过热时,应检查厂用负荷分配是否均匀,并适当调整厂用辅机运行方式,使各段母线所带负荷尽量接近。c.对封闭母线及其所属设备进行检查时,发现异常应及时汇报处理。封闭母线不允许带电处理事故,值班员进行必要的外观检查,确认确有故障后,汇报值长请求停机处理。2)母线故障导致母线失压的处理:应立即断开母线上未跳闸的所有开关,待母线恢复正常后,再投入其运行。
365第七节发电厂防雷及过电压保护设备(2h)
366一、发电厂的接地1、接地的概念接地就是通过接地装置将电器设备和其他生产设备上可能产生的漏电流、静电荷以及雷电电流等引入地下,从而避免人身触电和可能发生的火灾、爆炸等事故。接地装置主要由接地引下线和埋设在地中的接地装置组成。2、接地的类型保护接地工作接地防雷接地防静电接地
367(1)保护接地A、接地保护所谓接地保护就是将正常情况下不带电,而在绝缘材料损坏后或其他情况下可能带电的电器金属部分(即与带电部分相绝缘的金属结构部分)用导线与接地体可靠连接起来的一种保护接线方式。接地保护一般用于配电变压器中性点不直接接地(三相三线制)的供电系统中,用以保证当电气设备因绝缘损坏而漏电时产生的对地电压不超过安全范围。
368B、接零保护在中性点直接接地的三相四线制380/220V电力网中,保证维护安全的方法是采用接零保护,即将用电设备的金属外壳与电源(发电机或变压器)的接地中性线作金属性连接,并要求供电给用电设备的线路,在用电设备一相碰壳时,能够在最短的时限内可靠地断开。同一系统禁止同时出现接地保护和接零保护。
369低压配电系统有三种接地形式:IT系统、TT系统、TN系统(1)第一个字母表示电源端与地的关系:T-电源端有一点直接接地I-电源端所有带电部分不接地或有一点通过阻抗接地。(2)第二个字母表示电气装置的外露可导电部分与地的关系:T-电气装置的外露可导电部分直接接地,此接地点在电气上独立于电源端的接地点;N-电气装置的外露可导电部分与电源端接地点有直接电气连接。
370IT系统:电源中性点不直接接地、用电设备外露可导电部分直接接地的系统。IT系统中,连接设备外露可导电部分和接地体的导线,就是PE线。电源不接地电源经阻抗接地
371特点:如果用在供电距离很长时,供电线路对大地的分布电容就不能忽视了。在负载发生短路故障或漏电使设备外壳带电时,漏电电流经大地形成架路,保护设备不一定动作,这是危险的。只有在供电距离不太长时才比较安全。
372TT系统:TT系统就是电源中性点直接接地、用电设备外露可导电部分也直接接地的系统。通常将电源中性点的接地叫做工作接地,而设备外露可导电部分的接地叫做接地保护。TT系统中,这两个接地必须是相互独立的。设备接地可以是每一设备都有各自独立的接地装置,也可以若干设备共用一个接地装置。
373TT系统的应用:TT系统由于接地装置就在设备附近,因此PE线断线的几率小,且容易被发现。TT系统设备在正常运行时外壳不带电、故障时外壳高电位不会沿PE线传递至全系统。因此,TT系统在适用于对电压敏感的数据处理设备及精密电子设备进行供电;在爆炸与火灾危险性场所等有优势。TT系统适用于接地保护占很分散的地方。
374TT系统的局限:1、当电气设备的金属外壳带电(相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电)时,由于有接地保护,可以大大减少触电的危险性。但是,低压断路器(自动开关)不一定能跳闸,造成漏电设备的外壳对地电压高于安全电压,属于危险电压。2、当漏电电流比较小时,即使有熔断器也不一定能熔断,所以还需要漏电保护器作保护,困此TT系统难以推广。3、TT系统接地装置耗用钢材多,而且难以回收、费工时、费料。
375TN系统:电源中性点直接接地、设备外露可导电部分与电源中性点直接电气连接的系统。TN系统主要是靠单相碰壳故障变成单相短路故障(短路电流是TT系统的5.3倍),并通过短路保护切断电源来实施电击防护的。TN方式供电系统中,根据其保护零线是否与工作零线分开而划分为TN-S系统、TN-C系统、TN-C-S系统三种形式。TN系统节省材料、工时,在我国和其他许多国家广泛得到应用。
376A、TN-C系统:将PE线和N线的功能综合起来,由一根称为PEN线的导体同时承担两者的功能。在用电设备处,PEN线既连接到负荷中性点上,又连接到设备外露的可导电部分。由于它所固有的技术上的种种弊端,现在已很少采用。
377TN-C系统具有如下特点:(1)设备外壳带电时,发生单相对地短路故障,熔丝会熔断或自动开关跳闸,使故障设备断电,比较安全。(2)TN-C方式供电系统只适用于三相负载基本平衡的情况,若三相负载不平衡,工作零线上有不平衡电流,对地有电压,所以与保护线所连接的电器设备金属外壳有一定的电压。(3)如果工作零线断线,发生单相对地短路故障时,保护接零的通电设备外壳带电。(4)如果电源的相线接地,则设备的外壳电位升高,使中线上的危险电位蔓延。(5)TN-C系统干线上使用漏电断路器时,工作零线后面的所有重复接地必须拆除,否则漏电开关合不上闸,而且工作零线在任何情况下不能断线。所以,实用中工作零线只能在漏电断路器的上侧重复接地。
378B、TN-S系统:中性线N与TT系统相同。与TT系统不同的是,用电设备外露可导电部分通过PE线连接到电源中性点,与系统中性点共用接地体,而不是连接到自己专用的接地体,中性线(N线)和保护线(PE线)是分开的。
379TT-S系统的特点:(1)系统正常运行时,专用保护线上不有电流,只是工作零线上有不平衡电流。PE线对地没有电压,所以电气设备金属外壳接零保护是接在专用的保护线PE上,安全可靠。(2)工作零线只用作单相照明负载回路。(3)专用保护线PE不许断线,也不许进入漏电开关。(4)干线上使用漏电保护器,工作零线不得有重复接地,而PE线有重复接地,但是不经过漏电保护器,所以TN-S系统供电干线上也可以安装漏电保护器。(5)TN-S方式供电系统安全可靠,适用于工业与民用建筑等低压供电系统。
380C、TN-S-C系统:TN-C系统和TN-S系统的结合形式,在TN-C-S系统中,从电源出来的那一段采用TN-C系统,因为在这一段中无用电设备,只起电能的传输作用,到用电负荷附近某一点处,将EN线分开形成单独的N线和PE线。从这一点开始,系统相当于TN-S系统。
381TT-S-C系统的特点:(1)TN-C-S系统可以降低电动机外壳对地的电压,然而又不能完全消除这个电压,这个电压的大小取决于负载不平衡的情况及线路的长度。要求负载不平衡电流不能太大,而且在PE线上应作重复接地。(2)PE线在任何情况下都不能进入漏电保护器,因为线路末端的漏电保护器动作会使前级漏电保护器跳闸造成大范围停电。(3)对PE线除了在总箱处必须和N线相接以外,其他各分箱处均不得把N线和PE线相联,PE线上不许安装开关和熔断器。
382(2)工作接地为了保证电力系统正常运行所需要的发电机或变压器的中性点接地方式。如中性点直接接地系统中的变压器中性点接地,其作用是稳定电网对地电位,从而可使对地绝缘降低。
383(3)防雷接地防雷接地是指将电力系统的大气过电压或内部过电压以及建筑物的累积过电压电流经接地装置引入大地的接地方式。建筑物和电气设备的防雷主要是用避雷装置(包括避雷器避雷针、避雷带、避雷网和消雷装置等)。(4)防静电接地为防止静电对易燃油、天然气储蓄罐和管道等的危险作用而设的接地。
3843、接地电阻接地电阻是指电流经接地体进入大地并向周围扩散时所遇到的电阻。
385(1)接地电阻的概念接地电阻的数值等于接地装置上电位的幅值与通过接地装置电流的幅值的比值。当流过接地装置的电流为工频电流时求得的接地电阻,称为工频接地电阻R,它也等于接地装置上电位的有效值与流过接地装置的电流的有效值之比;常用于描述保护接地和工作接地的接地电阻。当流过接地装置的电流为冲击电流时求得的接地电阻,称为冲击接地电阻(Rch),常用于描述防雷接地的接地电阻。为保证设备的绝缘和人身安全,必须限制接地装置上的电位升高,故必须力求降低接地装置的接地电阻。
386(2)接地电阻的允许值
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388工频接地电阻的计算:冲击接地电阻的计算:
3893、发电厂接地装置接地装置由接地体和连接导线组成。接地体分为自然接地体和人工接地体。前者包括埋在地下的金属管道、金属结构和钢筋混凝土基础(但可燃液体和气体的金属管道除外);后者是专为接地需要而设置的接地体。人工接地体有垂直接地体和水平接地体之分。发电厂一般是根据安全和工作接地要求设置一个统一的接地网,然后在避雷器和避雷针下面增加接地体以满足防雷接地的要求。发电厂的接地装置除利用自然接地体外,还应装设水平敷设的人工接地网。人工接地网应围绕设备区域连接成闭合形状,在其中敷设若干均压带或敷设成方格网状。埋入地下0.6m以下。
390做成网孔形的目的是使地面电位分布尽可能均匀,以减小接触电位差和跨步电位差。接地网的四角做成圆弧状,其目的是降低地网外的最大跨步电位差。
391对300MW机组电厂,其220kV配电装置、汽轮机房、锅炉房等主要电气建筑物下面常将深埋的水平接地体敷设成方格网。一般在主厂房接地网和升压变电所接地网连接处设有可拆部件,以便分别测试各个主接地网的接地电阻(一般要求在0.5Ω以下)。地下接地网在一些适当部位连接有多股绞线,引出地面,以便连接需要接地的设备或接地母线(总地线排),或与厂房钢柱连接并形成整个建筑物接地。室外防雷保护接地引下线与接地体的连接点,通常设在地表下0.3-0.5m以下。
392发电厂中大量电气设备或其他非载流金属部分都必须接地。电气设备的接地,可用直接的金属接触固定在已接地的建筑金属结构上,也可用适当截面的接地线连接到已接地的接地端子或接地母线上,还可用单独的绝缘地线与电路导线敷设在同一条电缆走道、管道、电缆或软线内再接到适当的接地端子或接地母线上。
3934、接触电压和跨步电压接触电压是指设备绝缘损坏时,在身体可同时触及的两部分之间出现的电位差。如人在发生接地故障的设备旁边,手触及设备的金属外壳,则人手与脚之间所呈现的电位差,即为接触电压,接触电压通常按人体离开设备0.8m、手触设备离地面高为1.8m考虑。跨步电压是指人站立在流过电流的大地上,加于人的两脚之间的电压。人的跨步一般按0.8m考虑。紧靠接地体位置,承受的跨步电压最大;离开了接地体,承受的跨步电压小一些,对于垂直埋设的单一接地体,离开接地体20m以外,跨步电压接近于零。
394
395接触电压和跨步电压的允许值(1)大接地短路电流系统
396(2)小接地短路电流系统
397输电线路的防雷接地高压输电线路在每一杆塔下一般都设有接地装置,并通过引线与避雷线相连,其目的是使击中避雷线的雷电流通过较低的接地电阻而进入大地。高压线路杆塔都有混凝土基础,它也起着接地体的作用,称为自然接地电阻。大多数情况下单纯依靠自然接地电阻是不能满足要求的,需要装设人工接地装置。
398二、发电厂的防雷设备(一)雷电过电压雷电过电压又称为大气过电压或外部过电压,它是由于变配电系统内的设备或建筑物遭受到来自大气中的雷击或雷电感应而引起的过电压。雷电过电压有两种基本形式:一种是直击雷或直接雷击;另一种雷电过电压称为雷电感应或感应雷。雷电过电压沿输电线路传播到发电厂,称为雷电入侵波。直击雷击:雷直接击中发电厂的设备或建筑物(升压变电所、主厂房、烟囱、水冷塔等)。感应雷击:在雷电流通过的周围,将有强大的电磁场产生,使附近的导体或金属结构以及电力装置中产生很高的感应电压。
399电力系统常用避雷针、避雷线、避雷网防范直接雷击危害,发电厂常用避雷针;发电厂一般不发生感应雷击危害;发电厂常用避雷器来防范雷电入侵波危害。
400(二)避雷针1、作用原理避雷针(线)是防止直击雷的主要设备,它的作用是将雷吸引到金属针(线)上并安全导入地中,从而保护附近的被保护物免受雷击。
4012、组成由接闪器、引下线和接地体组成。接闪器:避雷线本身或避雷针的针头。引下线:连接接闪器与接地体的金属导体。接地体:一组埋入土壤或混凝土基础中、满足规定接地电阻值的管状或带状接地电极,起作散流用。注意:各部分之间的连接(采用烧焊、线夹或螺栓)
402
4033、避雷针的保护范围(1)单支避雷针
404按下式计算:P计算如下:
405例:某厂油罐,高10m,直径10m,用一根高25m的避雷针保护。问针与罐之间的距离x不超过多少?针高h=25m,被保护物高度=10m,由于 4063、避雷针的保护范围(2)双支等高避雷针 407两针外侧的保护范围可按单针计算方法确定,两针间的保护范围应按通过两针顶点及保护范围上部边缘最低点O的圆弧来确定,O点的高度按下式计算截面中高度为hx的水平面上保护范围的一侧宽度可按下式计算: 4084、对避雷针安装位置的要求按安装方式避雷针可分为独立避雷针和构架避雷针两种:独立避雷针具有独立于发电厂地网的接地装置,构架避雷针安装于配电构架上,并与发电厂的接地网相连。 4094、避雷针安装方式按安装方式避雷针可分为独立避雷针和构架避雷针两种:独立避雷针具有独立于发电厂地网的接地装置,构架避雷针安装于配电构架上,并与发电厂的接地网相连。 410(1)独立避雷针安装要求独立避雷针与相邻配电装置构架及其接地装置在空气中及地中应保持足够的距离。 411(2)构架避雷针安装要求为了确保升压站中最重要而绝缘又较弱的设备——主变压器的绝缘免受反击的威胁,要求在装设避雷针的构架附近埋设辅助集中接地装置,且避雷针与主接地网的地下连接点至变压器接地线与主接地网的地下连接点之间,沿接地体的长度不得小于15m。出于相同的考虑,在变压器的门型构架上,一般不允许装设避雷针(线)。 412(三)避雷器1、避雷器作用:用以限制由线路传来的雷电过电压(雷电入侵波)或由操作引起的内部过电压幅值和陡度的一种电气设备。氧化锌避雷器 4132、避雷器原理:避雷器并联连接在被保护设备附近,当作用电压超过避雷器的放电电压时,避雷器即先放电,限制了过电压的发展,从而保护了其他电气设备免遭击穿损坏。主要类型:①保护间隙;②排气式避雷器(管式避雷器);③阀式避雷器;④金属氧化物(氧化锌)避雷器(MOA)等类型。当前主要用氧化锌避雷器。避雷器被保护设备 4143、避雷器结构:阀型避雷器 415 416金属氧化物避雷器:其阀片以氧化锌为主要材料,附以少量精选过的金属氧化物,在高温下烧结而成。 417金属氧化物避雷器特点:(1)保护性能优越。MOA不需要间隙动作,电压稍微升高,即可迅速吸收过电压的能量,抑制过电压的发展,而SiC避雷器只在间隙放电后才发挥作用,故用MOA保护时的过电压要比用SiC避雷器时的低。(2)无续流、动作负载轻、耐重复动作能力强。金属氧化物避雷器的续流为微安级,实际上可视为无续流。所以在雷电或操作冲击作用下,只需吸收过电压能量,不需要吸收续流能量,因而动作负载轻;再加上它的通流容量大,所以具有耐受多重雷击和重复发生的操作冲击过电压的能力。 418金属氧化物避雷器特点:(3)通流容量大。氧化锌电阻片单位面积的通流能力比碳化硅电阻片大4~4.5倍,完全可以用来限制操作过电压,也可耐受一定持续时间的暂时过电压。(4)适于大批量生产,造价低廉。金属氧化物避雷器,元件单一通用,结构简单,特别适合于大规模自动化生产。尺寸小,重量轻,造价低。(5)性能稳定,寿命长。在大电流冲击后,氧化锌电阻片的残压变化很小,可靠性高。动作次数可达1000次以上,而阀式避雷器规定的动作次数仅20次。 4193、避雷器的配置配电装置中必须装设避雷器避雷器,以限制雷电波入侵时的过电压。避雷器一般设置在被保护设备的前面(指入侵波方向),才能起到较好的保护作用。不可能在每个设备旁都装设一组避雷器,一般只在汇流母线装设。由于发电机、主变压器和启动/备用变压器离母线上的避雷器较远,母线避雷器保护不了,所以往往还必须在这些发电机、变压器旁加装避雷器,否则会由于波的反射而使变压器得不到保护。 420 4214、避雷器的运行避雷器的运行中的检查(1)瓷套(包括绝缘底座)表面有无严重污秽,有无裂纹、破损及放电现象;(2)避雷器内部有无放电响声,是否发生异味(若发生上述现象,须立即退出运行);(3)避雷器引线有无烧伤痕迹或断股;(4)避雷器曾否动作、记数器读数是否有变化,连接是否牢固,连接片有无锈蚀,连接线是否造成放电记数器短路;(5)落地布置时,围拦内应无杂草,以防避雷器电压分配不均;(6)对带有泄漏电流在线监测装置的避雷器的泄漏电流是否有明显变化;(7)避雷器均压环是否发生歪斜。 422当出现下列情况时,需对避雷器设备进行特殊巡视:A、缺陷的处置原则中规定的需经特殊巡视的设备;B、阴雨天及雨后;C、大风及沙尘天气;D、每次雷电活动后或系统发生过电压等异常情况后; 423特殊巡视项目A、对于符合特殊巡视条件A的避雷器,视缺陷程度增加巡视次数,着重观察异常现象或缺陷的发展变化情况。B、阴雨天及雨后的特殊巡视主要应观察避雷器外套是否存在放电现象,对于安装有泄漏电流在线监测装置的避雷器观察泄漏电流变化情况。C、大风及沙尘天气的特殊巡视主要应观察引流线与避雷器间连接是否良好,是否存在放电声音,垂直安装的避雷器是否存在严重晃动。对于悬挂式安装的避雷器还应观察风偏情况。沙尘天气中还应观察避雷器外套是否存在放电现象,对于安装有泄漏电流在线监测装置的避雷器观察泄漏电流变化情况。 424D、每次雷电活动后或系统发生过电压等异常情况后,应进行特殊巡视工作,观察避雷器放电计数器的动作情况,观察瓷套与计数器外壳是否有裂纹或破损,与避雷器连接的导线及接地引下线有无烧伤痕迹,对于安装有泄漏电流在线监测装置的避雷器观察泄漏电流变化情况等。E、对于运行15年及以上的避雷器应重点跟踪泄漏电流的变化,停运后应重点检查压力释放板是否有锈蚀或破损。F、对于符合特殊巡视条件2及3的避雷器,巡视时应注意与避雷器设备保持足够的安全距离,避雷器外套或引流线与避雷器间出现严重放电时应远离避雷器进行观察。 425避雷器的事故处理:避雷器发生下列故障允许利用刀闸断开:a.套管破裂不严重。b.轻微放电。c.连接线或接地线有松脱现象。d.均压环松脱。避雷器发生下列故障需用开关断开:a.避雷器爆炸冒烟或着火。b.避雷器套管有严重放电,有可能造成一相接地或相间短路者。c.套管严重破裂。 426三、电力系统的内部过电压1、内部过电压的定义电力系统中由于断路器操作、故障发生及消失或其它原因,使系统参数发生变化,引起电网内部电磁能量转化或传递所造成的电压升高通过电容的静电耦合和互感的电磁耦合,在相邻送电线路之间或变压器绕组之间导线的折断非线性电感(磁饱和现象)满足谐振的条件 4272、内部过电压的分类操作过电压因操作或故障引起的暂态电压升高暂时过电压暂态电压后出现的持续时间较长的工频电压升高或谐振现象,过电压具有稳态性质工频过电压在正常或故障时出现幅值超过最大工作相电压、频率为工频或接近工频的电压升高,或称工频电压升高谐振过电压由于操作或故障使系统电感元件与电容元件参数匹配时,发生谐振,产生过电压 428内部过电压 429合空线 430第八节厂用中、低压成套配电装置(1h) 431电厂6KV及380V配电装置都采用户内成套配电装置,按电压高低称为:高压开关柜、低压开关柜和照明配电箱等。一、高压开关柜1、结构高压开关柜是金属封闭开关设备的俗称,是按一定的电路方案将有关电气设备组装在一个封闭的金属外壳内的成套配电装置。火电厂常用中置式开关柜。中置式手车落地式手车 432上部为低压室中部为高压室下部为电缆室 433A-母线室B-手车(断路器)室C-电缆室D-继电器仪表室 434A、手车(断路器)室在断路器室内安装了特定的导轨,供断路器手车在内滑行与工作。手车能在工作位置、试验位置之间移动。静触头的隔板(活门)安装在手车室的后壁上。手车从试验位置移动到工作位置过程中,隔板自动打开,反方向移动手车则完全复合,从而保障了操作人员不触及带电体。绝缘套筒内有真空灭弧室及触头上接线端子下接线端子手车式框架二次接线插头 4351、上出线端2、真空灭弧室3、环氧树脂壁4、动出线杆5、下出线端6、软连接7、触头压力弹簧8、绝缘拉杆9、极柱固定嵌件10、操动机构连接处断路器单级结构: 436分合闸辅助开关储能马达内置的储能杆断路器分合闸机械指示计数器电气附件的插头、插座连接储能状态指示脱扣器合闸指示、分闸指示弹簧储能、未储能指示弹簧操动机构 437开关柜手车的三个位置工作位置试验位置检修位置断路器与一次设备有联系,合闸后,功率从母线经断路器传至线路。二次插头可以插在插座上,获得电源。断路器可以进行合闸、分闸操作,对应指示灯亮;断路器与一次设备没有联系,可以进行各项操作,但是不会对负荷侧有任何影响,所以称为试验位置。断路器与一次设备(母线)没有联系,失去操作电源(二次插头已经拔下),断路器处于分闸位置。 438 439开关间隔内部 440B、电缆室电缆室内可安装电流互感器、接地开关、避雷器(过电压保护器)以及电缆等附属设备,并在其底部配制开缝的可卸铝板,以确保现场施工的方便。 441C、继电器仪表室继电器室的面板上,安装有微机保护装置、操作把手、保护出口压板、仪表、状态指示灯(或状态显示器)等;继电器室内,安装有端子排、微机保护控制回路直流电源开关、微机保护工作直流电源、储能电机工作电源开关(直流或交流),以及特殊要求的二次设备。 4422、开关柜联锁装置及保护(1)只有在断路器和接地开关处于分闸位置时断路器手车才能从试验位置推至工作位置。(2)断路器只有在工作位置或者试验位置才能被合闸(机械闭锁,同时还要电气闭锁防止电动合闸)。(3)当没有二次电源时,断路器只能被手动分闸(闭锁电磁铁)。不能手合。(4)断路器只有在试验位置时,二次插头才能被拔出。(5)接地开关只有在断路器处于试验位置或者被抽出后,才能被合闸。(6)断路器处于合闸位置时不能从工作位置摇至试验位置。(7)断路器室门打开,手车不能被摇进工作位置。(8)如果手车在工作位置或者中间位置时,断路器室门不能被打开。 443(9)如果电缆室门被打开,接地开关则不能合闸。(10)如果接地开关分闸,则电缆室前、后门不能被打开,防止了误入带电间隔。(11)母线带电,接地刀不能进行操作。 4443、6KV母线的消谐装置:在中性点不接地电力系统中,由于电磁式电压互感器(TV)激磁特性的非线性,当电压发生波动使网络中电抗接近容抗时,便产生谐振过电压。特别是遇有激磁特性不好(易饱和)的TV及系统发生单相对地闪络或接地时,更容易引发谐振过电压。轻者令到TV的熔断器熔断、匝间短路或爆炸;重者则发生避雷器爆炸、母线短路、厂用电失电等严重威胁电力系统和电气设备运行安全的事故。所以,在系统中消谐装置是必须的。 445本装置能区分过电压、铁磁谐振、单相接地等故障。装置有电源插件和主机插件组成,电源插件提供输出接口主机插件由CPU、程序存储器、数据存储器、数据采集、数码显示、消谐控制回路等组成。对TV的开口三角侧电压进行循环检测,一旦检测到故障工况CPU对采集的数据分析计算,诊断是否是铁磁谐振,是立即启动大功率消谐电路,是铁磁谐振在大阻尼作用下消失,同时报警。若是过电压或接地,发出报警。然后CPU返回初始状态继续检测开口三角侧电压。正常检查面板电源指示灯亮,报警灯灭。 4464、高压开关柜操作程序举例高压开关柜送电操作程序(1)关闭所有柜门及后封板,并锁好。(2)将接地开关操作手柄插入中门右下侧六角孔内,逆时针旋转约90°,使接地开关处于分闸位置,取出操作手柄,操作孔处联锁板自动弹回,遮住操作孔,开关柜后门闭锁。(3)观察上柜门各仪表、信号指示是否正常。正常时微机保护装置电源灯亮,手车试验位置灯、断路器分闸指示灯和储能指示灯亮,如所有指示灯均不亮,则打开上柜门,确认各母线电源开关是否合上,如已合上各指示灯仍不亮,则需检查控制回路。 447(4)将断路器手车摇柄插入摇柄插口并用力压下,顺时针转动摇柄,6KV开关柜约转动20圈,在摇柄明显受阻并伴有“咔嗒”声时取下摇柄,此时手车处于工作位置,二次插头被锁定,断路器手车主回路接通,查看相关信号(此时手车工作位置灯亮,同时手车试验位置灯灭),同时应注意手车在工作位置时,地刀操作孔处联锁板被闭锁不能按下,如图所示。手车在工作位置地刀操作孔不能被按下 448(5)操作仪表门上合、分转换开关使断路器合闸送电,同时仪表门上红色合闸指示灯亮,绿色分闸指示灯灭,查看带电显示装置、断路器机械分合位置及其它相关信号,一切正常,送电成功(操作合、分转换开关时,把操作手柄顺时针旋转至面板指示合位置,松开手后操作手柄应自动复位至预合位置)。(6)如断路器合闸后自动分闸或运行中自动分闸,则需判断故障原因并排除后方可按上述程序重新送电。 4495、F—C真空接触器开关FC开关回路由快速熔断器和真空接触器组成的负荷开关。价格相对便宜。用于1200KV以下的电动机或1600KV以下的变压器上。开关过流等保护靠熔断器熔断来实现断开回路。停送电操作同上述DV4真空断路器。 450二、低压开关柜1、低压开关柜中的低压断路器功能:不频繁通断电路,并能在电路过载、短路及失压时自动分断电路。特点:操作安全,分断能力较高。分类:框架式(万能式)和塑壳式(装置式)结构:触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。 451M-PACT固定式万能式压断路器1、马达储能元件2、M-PRO保护器3、二次接线端子4、分励脱扣器5、合闸线圈6、欠压脱扣器7、储能手柄8、分/合闸按钮9、合分按钮可锁的按钮盖10、合分指示11、储能指示12、固定式安装支架 452M-PACT抽出式万能式压断路器1、断路器位置开关2、延伸导轨3、安全挡板4、二次回路接线端子5、2或3回路钢丝绳联动机构6、推进机构操作手柄7、安全挡板锁定装置8、推进机构操作孔9、推进机构操作孔锁定装置10、断路器位置指示器11、断路器钥匙结构联动装置 453 454 455塑壳式低压断路器原理图1.主触头2.自由脱扣器3.过电流脱扣器4.分励脱扣器5.热脱扣器6.失压脱扣器7.按钮远距离跳闸,对电路不起保护作用 456塑壳式低压断路器原理图1.主触头2.自由脱扣器3.过电流脱扣器4.分励脱扣器5.热脱扣器6.失压脱扣器7.按钮线路过载保护 457塑壳式低压断路器原理图1.主触头2.自由脱扣器3.过电流脱扣器4.分励脱扣器5.热脱扣器6.失压脱扣器7.按钮电动机的失压保护 458 4592、低压开关柜结构(MLS-600)采用标准化模件组装,适用于适用于交流50(60)Hz,额定工作电压≤400V,额定工作电流≤5000A,作为电能的分配,转换,控制和无功功率补偿。包括母联柜、进线柜、电容柜、PC、MCC、混合柜。 4602、低压开关柜结构(MLS-600) 461 462 463 464 465三、其它低压开关电器1、交流接触器触头系统:主触头、辅助触头常开触头(动合触头)常闭触头(动断触头)电磁系统:动、静铁芯,吸引线圈和反作用弹簧灭弧系统:灭弧罩及灭弧栅片灭弧(1)结构 466交流接触器结构图主触头常闭辅助触头常开辅助触头静铁心动铁心吸引线圈灭弧装置 467三、其它低压开关电器1、交流接触器触头系统:主触头、辅助触头常开触头(动合触头)常闭触头(动断触头)电磁系统:动、静铁芯,吸引线圈和反作用弹簧灭弧系统:灭弧罩及灭弧栅片灭弧(1)结构 468(2)工作原理线圈加额定电压,衔铁吸合,常闭触头断开,常开触头闭合;线圈电压消失,触头恢复常态。为防止铁心振动,需加短路环。 4692、直流接触器用途:远距离通断直流电路或控制直流电动机的频繁起停。结构:电磁机构、触头系统和灭弧装置。工作原理:与交流接触器基本相同。 470KM常闭辅助触点线圈KM主触点KM常开辅助触点KM 4713、热继电器作用:电动机的过载保护利用双金属片受热弯曲去推动杠杆使触头动作利用电阻值随温度变化而变化的特性制成利用过载电流发热使易熔合金熔化而使继电器动作型式:双金属片式热敏电阻式易熔合金式结构:由发热元件、双金属片和触头及动作机构等部分组成。 472a)外形b)结构图1-电流整定装置2-主电路接线柱3-复位按钮4-常闭触头5-动作机构6-热元件31-常闭触头接线柱32-公共动触头接线柱33-常开触头接线柱双金属片式热继电器 4731-1.接线端子2-主双金属片3-热元件4-推动导板5-补偿双金属片6-常闭触头7-常开触头8-复位调节螺钉9-动触头110-复位按钮11-偏心轮12-支撑件13-弹簧双金属片式热继电器原理示意图 474
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