建筑电气第二章 常用电气设备.ppt

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1、1,第二章 常用电气设备,第一节 建筑供配电系统电气设备的分类第二节 电气设备中的电弧问题第三节 高压电气设备第四节 低压电气设备本章小结,2,第一节 建筑供配电系统电气设备的分类,一次设备或一次元件:一次电路中的所有电器设备二次设备或二次元件:二次电路中的所有电气设备,3,第一节 建筑供配电系统电气设备的分类,一次设备按其在一次电路中的作用又可分为变换设备、控制设备、保护设备和补偿设备等。,4,第一节 建筑供配电系统电气设备的分类,变换设备：是用来变换电能、电压或电流的设备，如发电机和电力变压器等。控制设备：是用来控制电路通断的设备，如各种高低压开关设备等。,5,第一节 建筑供配电系统电气设

2、备的分类,保护设备：是用来防护电路过电流或过电压的设备，如高低压熔断器和避雷器等。补偿设备：是用来补偿电路的无功功率以提高系统功率因数的设备，如高低压电容器。成套设备：则是按照一定的线路方案将有关一、二次设备组合而成的设备，如高低压开关柜、低压配电屏、动力和照明配电箱、高低压电容器柜及成套变电所等。,6,常见开关设备的功能,7,第二节 电气设备中的电弧问题,一、电弧的产生和危害产生：电气设备的触头在分断电流时会产生电弧，原因在于触头本身周围介质中含有大量可被游离的电子。当触头间存在着足够的电场强度时，就可能使电子强烈游离而形成电弧。危害：电弧延长了电路开断的时间，如果电弧是短路电流产生的，电弧

3、的存在就意味着短路电流还存在，从而使短路电流危害的时间延长。电弧的高温可能烧损开关触头，烧毁电气设备及导线、电缆，甚至引起火灾和爆炸事故。强烈的弧光还可能损伤人的视力。因此，电气设备在结构设计上要力求避免产生电弧，或在产生电弧后能迅速地熄灭。,8,二、电气设备中常用的灭弧方法（1）速拉灭弧法:迅速拉长电弧，可使电弧的电场强度骤降,加速电弧的熄灭（2）冷却灭弧法:降低电弧的温度，可使电弧中的热游离减弱（3）吹弧灭弧法:利用外力（如气流、油流或电磁力）来吹动电弧，使电弧加速冷却，同时拉长电弧（4）长弧切短灭弧法:利用金属片（如钢栅片）将长弧切为若干短弧，使电弧上的压降增大，大于外施电压,9,二、电

4、气设备中常用的灭弧方法（5）粗弧分细灭弧法：将粗大的电弧分为若干平行的细小电弧，使电弧与周围介质的接触面增大，从而改善电弧的散热条件，降低电弧的温度（6）狭沟灭弧法：使电弧在固体介质所形成的狭沟中燃烧，改善电弧的冷却条件，使电弧易于熄灭（7）真空灭弧法：真空具有较高的绝缘强度，处于真空中的触头之间只有触头开断初瞬间产生的所谓“真空电弧”，这种电弧在电流过零时就能自动熄灭而不致复燃。（8）六氟化硫（SF6）灭弧法：SF6气体具有优良的绝缘性能和灭弧性能。其绝缘强度约为空气的3倍。,10,第三节 高压电气设备,高压电器的分类高压断路器高压隔离开关高压负荷开关高压熔断器互感器高压开关柜,11,一、高

5、压电器的分类,按结构形式分类:单极式、三极式按安装地点分类：户内式、户外式按组合方式分类：元件、组合电器按照电流制式分类：交流电器、直流电器按用途和功能分类：开关电器、量测电器、限流、限压电器、成套设备,12,高压断路器文字符号QF是高压输配电线路中最为重要的电气设备，它的选用和性能直接关系到线路运行的安全性和可靠性。1作用（1）通断正常的负荷电流和过负荷电流；（2）通断一定的短路电流；（3）在保护装置作用下，自动跳闸，切断短路电流。,二、高压断路器,13,2类型（1）高压断路器按采用的灭弧介质分1）油断路器 按油量大小分为少油和多油两类。多油断路器的油量多，兼有灭弧和绝缘的双重功能；少油断路

6、器的油量少，只作灭弧介质用。2）六氟化硫(SF6)断路器3）真空断路器4）压缩空气断路器5）磁吹断路器,二、高压断路器,14,（2）高压断路器按使用场合分 1）户内型2）户外型（3）按分断速度分 有高速（0.01s）、中速（0.10.2s）、低速（0.2s）三种。（现采用高速断路器比较多。）3.高压断路器的全型号表示和含义如下：,二、高压断路器,15,4.高压少油断路器(SW、SN型)一般6kV35kV户内配电装置中主要采用的高压少油断路器是我国统一设计、推广应用的一种新型少油断路器。按其断流容量（Soc）分有I、II、型。断流容量SN10-10I型Soc为300MVA；SN10-10型Soc

7、为500MVA；SN10-10型Soc为750MVA。图1 SNl0-10型高压少油断路器的外形结构图图2 油箱内部结构图,二、高压断路器,16,图1 SN10-10型少油断路器外形结构1铝帽 2上接线端子 3油标4绝缘筒 5下接线端子 6基座7主轴 8框架 9断路弹簧,图2 少油断路器内部剖面结构1铝帽 2油气分离器 3上接线端子 4油标5静触头 6灭弧室 7动触头 8中间滚动触头9下接线端子 10转轴 11拐臂 12基座13下支柱瓷瓶 14上支柱瓷瓶 15断路弹簧16缘筒 17逆止阀 18绝缘油,二、高压断路器,17,5.高压真空断路器（ZN、ZW型）（1）特点 高压真空断路器是利用“真空

8、”作为绝缘和灭弧介质，灭弧能力强、无爆炸、低噪音、体积小、重量轻、寿命长、电磨损少、结构简单、无污染、可靠性高、维修方便，属高速断路器，是实现无油化改造的理想设备。因此，虽然价格较贵，在要求频繁操作和高速开断的场合，尤其是安全要求较高的工矿企业、住宅区、商业区等被广泛采用。（2）类型根据其结构分有落地式、悬挂式、手车式三种形式；按使用场合分有户内式和户外式。,二、高压断路器,18,（3）ZN3-10型真空断路器的外形结构如图3所示1）组成 真空灭弧室 真空灭弧室由圆盘状的动静触头、屏蔽罩、波纹管屏蔽罩、绝缘外壳(陶瓷或玻璃制成外壳)等组成。操动机构 可配用CD系列电磁操动机构或CT系列弹簧操动

9、机构。绝缘体传动件 底座2）工作原理 在触头刚分离时，触头间只产生真空电弧。电弧的温度很高，使金属触头表面产生金属蒸气，由于触头的圆盘状设计使真空电弧在主触头表面快速移动，其金属离子在屏蔽罩内壁上凝聚，以致电弧在自然过零后极短的时间内，触头间隙又恢复了原有的高真空度。因此，电弧暂时熄灭，触头间的介质强度迅速恢复；电流过零后，外加电压虽然很快恢复，但触头间隙不会再被击穿，真空电弧在电流第一次过零时就能完全熄灭。,二、高压断路器,19,图3 ZN3-10型真空断路器外形 1上接线端子（后出线）2真空灭弧室 3下接线端子（后出线）4操动机构箱 5合闸电磁铁 6分闸电磁铁 7断路弹簧 8底座,图4 真

10、空断路器灭弧室结构1一静触头 2一动触头 3一屏蔽罩 4一波纹管 5一与外壳封接的金属法兰盘6一波纹管屏蔽罩 7一绝缘外壳,二、高压断路器,20,6.六氟化硫（SF6）断路器（LN、LW型）（1）SF6气体的特性 是种五色、无味、无毒且不易燃的惰性气体，兼有灭弧和绝缘功能在150以下时，其化学性能相当稳定。1）由于SF6中不含碳(C)元素，对于灭弧和绝缘介质来说，具有极为优越的特性，不需要象油断路器那样要经常检修；2）SF6不含氧(O)元素，因此不存在触头氧化问题，所以其触头磨损少，使用寿命长。3）SF6具有优良的电绝缘性能，在电流过零时，电弧暂时熄灭后，SF6能迅速恢复绝缘强度，从而使电弧很

11、快熄灭。4）在电弧的高温作用下，SF6会分解出氟(F2)，具有较强的腐蚀性和毒性，且能与触头的金属蒸汽化合为种具有绝缘性能的白色粉末状的氟化物，因此，SF6断路器的触头一般都设计成具有自动净化的作用。这些氟化物在电弧熄灭后的极短时间内能自动还原。对残余杂质可用特殊的吸附剂清除，基本上对人体和设备没有什么危害。,二、高压断路器,21,（2）六氟化硫（SF6）断路器特点 利用SF6气体作灭弧和绝缘介质，触头磨损少，使用寿命长，无须经常检修，电绝缘性能好，结构简单，灭弧能力强，无燃烧爆炸危险，属高速断路器。但是，SF6断路器的要求加工精度高，密封性能要求严，价格相对昂贵。适用于需频繁操作及有易燃易爆

12、炸危险的场所。（3）类型 按SF6断路器灭弧室的结构形式分，有压气式、自能灭弧式(旋弧式、热膨胀式)和混合灭弧式(一般采用以上几种灭弧方式的组合，如压气+旋弧式等)。注：我国生产的LNl、LN2型为压气式，LW3型户外式采用旋弧式灭弧结构。,二、高压断路器,22,（4）LN2-10型高压SF6断路器的外形结构如图5所示，其绝缘筒内灭弧室的剖面图和工作原理如图6所示。1）组成 绝缘筒和灭弧室操动机构箱 主要采用弹簧、液压操动机构固定用小车2）工作原理 断路器的静触头和灭弧室中的压气活塞是相对固定的。当跳闸时，装有动触头和绝缘喷嘴的汽缸由断路器的操动机构通过连杆带动离开静触头，电弧在动、静触头间产

13、生，汽缸和活塞的相对运动压缩SF6气体并使之通过绝缘喷嘴吹出，用吹弧法来迅速熄灭电弧。,二、高压断路器,23,图6 SF6高压断路器灭弧室1静触头 2绝缘喷嘴 3动触头4汽缸 5压气活塞 6电弧,图5 LN2-10高压SF6断路器1上接线端子 2绝缘筒 3下接线端子4操动机构箱 5小车 6断路弹簧,二、高压断路器,24,7高压开关设备的常用操动机构介绍操动机构又称操作机构，是供高压断路器、高压负荷开关和高压隔离开关进行分、合闸及自动跳闸的设备。一般常用的有手动操动机构、电磁操动机构和弹簧储能操动机构。操动机构的型号表示和含义如下：,二、高压断路器,25,图7是CS6型的手动操动机构和GN8型高

14、压隔离开关的配合使用图。图8是CS2型手动操动机构的外形结构。,（1）CS系列手动操动机构特点：手动和远距离跳闸，只能手动合闸；采用交流操作电源；无自动重合闸功能；操作速度有限，所操作的断路器开断的短路容量不宜超过100MVA；结构简单，价格低廉；一般用于操作容量630KVA以下的变电所中的隔离开关和负荷开关。,二、高压断路器,26,图7 SC6型的手动操动机构和GN8型高压隔离开关的配合使用1GN8隔离开关 2焊接钢管 3调节杆4CS6手动操动机构 5操作手柄,图8 CS2型手动操动机构的外形结构1操作手柄 2外壳 3跳闸指示牌4脱扣器盒 5跳闸铁心,二、高压断路器,27,图9 CD10型电

15、磁操动机构a)外形图 b)剖面图1外壳 2跳闸线圈 3手动跳闸铁心 4合闸线圈 5合闸操作手柄 6缓冲底座 7接线端子排 8辅助开关 9分合指示器,（3）CT系列的弹簧储能操动机构 特点：不仅能手动和远距离跳、合闸，且操作电源交、直流均可，又可实现一次重合闸，因而其保护和控制装置可靠、简单。虽然结构复杂，价格较贵，但其应用已越来越广泛。,二、高压断路器,(2)电磁操动机构特点：能手动和远距离跳、合闸（通过其跳、合闸线圈），也可进行自动重合闸，合闸功率大，但需直流操作电源。图9是CD10型的外形和内部结构图。,28,高压隔离开关文字符号QS1.主要功能：隔离高压电源，以保证对其他电器设备及线路的

16、安全检修及人身安全。因此其结构特点是断开后具有明显可见的断开间隙，且断开间隙的绝缘及相间绝缘都是足够可靠的。2.使用特点：隔离开关没有灭弧装置，所以不容许带负荷操作。但可容许通断一定的小电流，如励磁电流不超过2A的35KV、1000KVA及以下的空载变压器电路、电容电流不超过5A的10KV及以下、长5Km的空载输电线路以及电压互感器和避雷器回路等。3.类型 1)按安装地点分 户内式和户外式；2)按有无接地开关分 不接地、单接地、双接地。,三、高压隔离开关,29,5.户内式高压隔离开关户内式高压隔离开关型号较多，常用的有GN8、GNl9、GN24、GN28、GN30等户内式系列，图10所示为GN

17、8-10高压隔离开关的外形结构图。它的三相闸刀安装在同一底座上，闸刀均采用垂直回转运动方式。GN型高压隔离开关一般采用手动操动机构进行操作。,三、高压隔离开关,4.高压隔离开关型号含义,30,图10 GN8-10型高压隔离开关外形1上接线端子 2静触头 3闸刀 4套管绝缘子5下接线端子6框架 7转轴 8拐臂 9升降绝缘子 10支柱绝缘子,三、高压隔离开关,31,6.户外高压隔离开关户外高压隔离开关常用的有GW4、GW5、和GW1等系列。GW4-35型的户外高压隔离开关的外形如图11所示。为了熄灭小电流电弧，该隔离开关安装有灭弧角条。采用的是三柱式结构。,三、高压隔离开关,图11GW2-35型户

18、外隔离开关1角钢架 2支柱瓷瓶 3旋转瓷瓶 4曲柄 5轴套6传动装置 7管形闸刀 8工作动触头 9、10灭弧角条 11插座 12、13接线端 14曲柄传动机构,32,7.带有接地开关的隔离开关1)接地隔离开关 用来进行电气设备的短接、连锁和隔离，一般是用来将退出运行的电气设备和成套设备部分接地和短接。2)接地开关 用于将回路接地的一种机械式开关装置。在异常条件（如短路下），可在规定时间内承载规定的异常电流；在正常回路条件下，不要求承载电流。大多与隔离开关构成一个整体，并且在接地开关和隔离开关之间有相互连锁装置。3）图12所示为西门子公司产品3CJ1户内高压接地隔离开关的外形图。它是一种多用途，

19、可模块化配置的高压电气设备，可以配置接地开关、熔断器等设备，成为一个多功能的装置。4）图13是该公司的另一种户内高压接地隔离开关3D型的外形图。它用于12KV36KV的室内高压供配电线路上，可采用手动操动机构或电动操动机构进行操作。,三、高压隔离开关,33,三、高压隔离开关,图12 3CJ1接地隔离开关,34,三、高压隔离开关,图13 3D型接地隔离开关,35,四、高压负荷开关,高压负荷开关文字符号QL1.作用：(1)能通断一定的负荷电流和过负荷电流，但是不能用它来断开短路电流；(2)高压负荷开关大多还具有隔离高压电源，保证其后的电气设备和线路安全检修的功能，这种负荷开关又称“功率隔离开关”或

20、“负荷隔离开关”。2.特点：(1)只具有简单的灭弧装置，必须借助熔断器来切断短路电流，故负荷开关常与熔断器一起使用。(2)负荷隔离开关断开后通常有明显的断开间隙，与高压隔离开关一样。,36,5.户内压气式负荷开关 国内目前多采用FN2-10RT及FN3-10RT型的压气式负荷开关。图14为FN3-10RT户内压气式负荷开关外形结构图。,3.高压负荷开关的类型：(1)根据所采用的灭弧介质不同分 固体产气式、压气式、油浸式、真空式和六氟化硫（SF6）等(2)按安装场所分 户内式和户外式两种4.高压负荷开关全型号的表示和含义如下：,四、高压负荷开关,37,图14 FN3-10RT户内压气式负荷开关外

21、形1主轴 2上绝缘子兼气缸 3连杆 4下绝缘子 5框架 6RNI型熔断器7下触座 8闸刀 9弧动触头 10绝缘喷嘴(内有弧静触头)11主静触头 12上触座 13断路弹簧 14绝缘拉杆 15热脱扣器,四、高压负荷开关,38,(1)结构组成1)上绝缘子兼汽缸 是一个简单的灭弧室，不仅起到支持绝缘子的作用，而且其内部气缸，装有传动机构传动的活塞。2)传动机构 主轴、连杆、活塞等3)绝缘喷嘴和弧静触头 在上绝缘子上部4)闸刀和弧动触头(2)工作原理 当负荷开关分闸时，弧动触头与弧静触头之间产生电弧，同时分闸时主轴转动而带动活塞，压缩气缸内的空气，从喷嘴向外吹弧，使电弧迅速熄灭。同时，其外形与户内式隔离

22、开关相似，也具有明显的断开间隙。因此，它同时具有隔离开关的作用。,四、高压负荷开关,39,6.真空负荷开关 国内有FN4型等户内用真空负荷开关，一般用于220KV及以下电网中。图15为西门子公司12KV的真空负荷开关的剖面图和外形图。(1)工作原理 利用真空灭弧原理来工作，因而能不受限制地可靠完成开断工作；配用手动操动机构或电动操动机构。(2)特点 可频繁操作，灭弧性能好，使用寿命长；但必须和HH-熔断器相配合，才能开断短路电流；而且开断时，不形成隔离间隙，不能作隔离开关用。,7.六氟化硫（SF6）负荷开关（如FW11-10型）、油浸式负荷开关（如FW2、FW4型）（1）特点 灭弧能力强，容量

23、大，但都必须与熔断器串联使用才能断开短路电流，而且断开后无可见间隙，不能作隔离开关用。适用于35KV及以下的户外电网。（2）应用 35kV及以下的户外电网。,四、高压负荷开关,40,图15 西门子公司12KV的真空负荷开关的剖面图a)外形图 b)剖面图1上支架 2前支撑杆 3静触头 4动触头5波纹管 6软联结 7下支架 8下结线端子 9接触压力弹簧和分闸弹簧 10操作杆 11下支持绝缘子12后支撑杆 13陶瓷外壳 14上支持绝缘子 15上结线端子,a)外形图,b)剖面图,四、高压负荷开关,41,负荷开关常与熔断器一起使用，借助熔断器来切断故障电流。高压负荷开关适用于无油化、不检修、要求频繁操作

24、的场所。,四、高压负荷开关,42,五、高压熔断器,高压熔断器文字符号FU是电力系统中过载和短路故障的保护设备。（一）.作用：当电流超过给定值一定时间，熔化一个或几个特殊设计配合的熔件，分断电路。（二）类型（1）户内型：RN1和RN2型RN1：线路和变压器的短路保护；RN2：电压互感器的短路保护（2）户外型：跌落式和柱上式跌落式：用于335kV的电力线路和电力变压器的过载和短路保护，RW3、RW4、RW7、RW10、RW11 柱上式：作为35kV电气设备保护，RW9-35、RW10-35和RXW9-35,43,户内RN1、RN2型高压熔断器,户外跌落式高压熔断器,户外支柱式高压熔断器,五、高压熔

25、断器,44,（三）高压熔断器型号含义,五、高压熔断器,45,六、互感器,（一）电压互感器（二）电流互感器,46,（一）电流互感器,简称CT，文字符号TA，是变换电流的设备。1基本原理电流互感器的基本结构和原理如图17所示,47,（2）结构特点：1）一次绕组匝数少，二次绕组匝数多 2）一次绕组导体较粗，二次绕组导体细 3）一次绕组串接在一次电路中，二次绕组与仪表、继电器电流线圈串联，形成闭合回路。由于这些电流线圈阻抗很小，工作时电流互感器的二次回路接近短路状态。（3）电流互感器的变流比用Ki表示,（1）组成：一次绕组、铁心、二次绕组,式中，I1N 一次侧额定电流值；I2N 二次侧额定电流值；N1

26、 一次绕组匝数；N2 二次绕组匝数；变流比Ki一般表示成如1005A的形式。,（一）电流互感器,48,2接线方案电流互感器在三相电路中的常用四种结线方案如图所示：（1）一相式结线 如图a所示,一相式结线,1）说明 互感器通常接在B相，电流互感器二次线圈中流过的是对应相一次电流的二次电流值，反应的是该相的电流。2）应用 通常用于三相负荷平衡的系统中，供测量电流或过负荷保护装置用。,（一）电流互感器,49,（2）两相V形结线 如图b所示,两相V形结线,两相V形接线的电流互感器一、二次侧的电流相量图,1）说明 这种结线也叫两相不完全星形结线，电流互感器通常接在A、C相上，由相量图4-15可知，公共线

27、上的电流为两相电流相量和，反映的正是未接互感器的那一相的电流。2）应用 在中性点不接地的三相三线制系统中，用于测量三相电流、电能及作过电流继电保护之用称“两相两继电器式结线”。,（一）电流互感器,50,（3）两相电流差式结线 如图4-14c所示,c）两相电流差式结线,1）说明 又叫两相一继电器式结线，流过电流继电器线圈的电流为线电流，其量值是相电流的3倍。2）应用 适用于中性点不接地的三相三线制系统中，作过电流继电保护之用。,（一）电流互感器,51,（4）三相星形结线 如图4-14d所示,图4-14d三相星形结线,1）说明 这种结线中的三个电流线圈正好反映了各相电流2）应用 被广泛用于三相负荷

28、不平衡的三相四线制系统中，也用在负荷可能不平衡的三相三线制系统中作三相电流、电能测量及过电流继电保护之用。,（一）电流互感器,52,3电流互感器类型和型号（1）电流互感器的类型1）按一次电压分 高压 低压2）按一次绕组匝数分 单匝(包括母线式、芯柱式、套管式)多匝式(包括线圈式、线环式、串级式)。3）按用途分 测量用保护用4）按准确度级分 测量用电流互感器有0.1，0.2，0.5，1，3，5等级保护用电流互感器一般为5P和10P两级（P：保护，一次电路为的额定电流的5倍或10倍时的误差不大于的百分数）。,（一）电流互感器,53,5）按绝缘介质类型分 油浸式、环氧树脂浇注式、干式、SF6气体绝缘

29、等；6）按铁心分 同一铁心和分开（两个）铁心两种。说明：高压电流互感器通常有两个不同准确度级的铁心和二次绕组，分别接测量仪表和继电器。测量用的电流互感器铁心在一次电路短路时易于饱和，以限制二次电流的增长倍数，保护仪表。保护用的电流互感器铁心在一次电路短路时不应饱和，二次电流与一次电流成比例增长，以保证保护灵敏度的要求。,（一）电流互感器,54,LQZ-10型电流互感器的外形图户内线圈式环氧树脂浇注绝缘加强型电流互感器。LQZ-10用于10KV高压开关柜中，有两个铁心和两个二次绕组，分别为0.5级和3级，0.5级用于测量，3级用于继电保护。,LQZ-10型电流互感器1一次接线端 2一次绕组 3二

30、次接线端 4铁心 5二次绕组 6警示牌,（一）电流互感器,55,LMZJl-0.5型电流互感器的外形图户内母线式环氧树脂浇注绝缘加大容量的电流互感器LMZJl-0.5用于低压配电屏和其他低压电路中，本身无一次绕组，穿过其铁心的母线就是其一次绕组。,LMZJ1-0.5型电流互感器1铭牌 2二次母线穿孔 3铁心 4安装板 5二次接线端,（一）电流互感器,56,（2）电流互感器的型号及表示,注：结构形式的字母含义R套管式 Z支柱式 Q线圈式 F贯穿式（复匝）D贯穿式（单匝）M母线式 K开合式 V倒立式 A链式线圈外绝缘介质的字母含义J变压器油不表示 G空气（干式）C瓷（主绝缘）Q气体 Z浇注成型固体

31、 K绝缘壳,（一）电流互感器,57,4电流互感器的使用注意事项（1）电流互感器在工作时二次侧不得开路。安装时，二次结线必须可靠、牢固，决不允许在二次回路中接入开关或熔断器。原因：如果开路，二次侧可能会感应出危险的高电压，危及人身和设备安全。互感器铁心会由于磁通剧增而过热，产生剩磁，导致互感器准确度的降低。（2）电流互感器二次侧有一端必须接地。原因 为了防止一、二次绕组间绝缘击穿时，一次侧高电压窜入二次侧，危及设备和人身安全。（3）电流互感器在结线时，要注意其端子的极性。电流互感器的一、二次侧绕组端子分别用P1、P2和S1、S2表示，对应的P1和S1，P2和S2 为用“减极性”法规定的“同名端”

32、，又称“同极性端”。（因其在同一瞬间，同名端同为高电平或低电平）。原因：如果接错端子，二次侧的仪表和继电器流过的电流不是要求的电流，甚至会导致事故的发生。,（一）电流互感器,58,简称PT，文字符号TV。是变换电压的设备。1基本原理和结构 电压互感器的基本结构原理如图所示,电压互感器的基本结构和接线1铁心 2一次绕组 3二次绕组,（二）电压互感器,59,（1）组成 一次绕组、二次绕组、铁心（2）结构特点 1）一次绕组并联在主回路中，二次绕组并联二次回路中的仪表、继电器等的电压线圈，由于这些二次绕组的电压线圈阻抗很大，电压互感器工作时二次绕组接近于开路状态。2）一次绕组匝数较多，二次绕组的匝数较

33、少，相当于降压变压器。3）一次绕组的导线较细，二次绕组的导线较粗。二次侧额定电压一般为100V，相电压（100/3）V。,（二）电压互感器,60,（3）电压互感器的变压比用Ku表示：,式中，U1N 电压互感器一次绕组额定电压;U2N 电压互感器二次绕组额定电压;N1 一次绕组的匝数;N2 二次绕组的匝数;变压比Ku通常表示成如100.1kV的形式。注：电压互感器有单相和三相两类，在成套装置内，采用单相电压互感器较为常见。,（二）电压互感器,61,2.电压互感器的接线方案电压互感器在三相电路中有如图所示的四种常见的结线方案。（1）一个单相电压互感器的结线，如图a所示。1）作用 供仪表和继电器接一

34、个线电压2）应用 适用于电压对称的三相线路，如用做备用线路的电压监视。（2）两个单相电压互感器接成VV形，如图b所示。1）作用 供仪表和继电器接于各个线电压2）应用 适用于三相三线制系统。（3）三个单相电压互感器接成Y0Y0形，如图c所示。作用 供电给要求线电压的仪表和继电器；在小接地电流系统中，供电给接相电压的绝缘监视电压表，在这种结线方式中电压表应按线电压选择。应用 常用于三相三线和三相四线制线路。,（二）电压互感器,62,（二）电压互感器,(4)三个单相三绕组电压互感器或一个三相五心柱式三绕组电压互感器接成 Y0Y0/形，如图d所示。1）作用：接成Y0的二次绕组 供电给需线电压的仪表、继

35、电器和绝缘监视用电压表。开口三角形结线的二次绕组（辅助二次绕组）接作绝缘监视用的电压继电器，构成零序电压过滤器。当线路正常工作时，开口三角两端的零序电压接近于零；而当线路上发生单相接地故障时，开口三角两端的零序电压接近100V，使电压继电器KV动作，发出故障信号。此辅助二次绕组又称“剩余电压绕组”。2）应用 用于三相三线制系统。,63,电压互感器的接线方案a）一个单相电压互感器b)两个单相电压互感器接成V/V c)三个单相电压互感器接成Y0/Y0形d)三个单相三绕组电压互感器或一个三相五心柱式三绕组电压互感器接成 Y0/Y0/,（二）电压互感器,64,3电压互感器的类型和型号（1）类型按绝缘介

36、质分 油浸式、干式（含环氧树脂浇注式）按使用场所分 户内式、户外式按相数分 三相式、单相式 按电压分 高压（1KV以上）、低压（0.5KV及以下）按绕组分 三绕组、双绕组按用途分 测量用的其准确度要求较高，规定为0.1、0.2、0.5、1、3；保护用的准确度较低，一般有3P级和6P级，其中用于小接地系统电压互感器(如三相五心柱式)的辅助二次绕组准确度级规定为6P级；按结构原理分 电容分压式、电磁感应式、数字式其他类型 气体电压互感器、电流电压组合互感器等高压类型。,（二）电压互感器,65,注：结构形式的字母含义X带零序（剩余）电压绕组 B三相带补偿绕组 W五芯柱三绕组,（2）电压互感器型号的表

37、示如下,（二）电压互感器,66,（3）JDZJ-3、6、10型电压互感器的外形结构如图4-21所示,JDZJ10型1一次接线端子 2高压绝缘套管 3一、二次绕组 4铁心 5二次接线端,特点 单相双绕组环氧树脂浇注的户内型电压互感器，准确度级有0.5、1、3级；应用 适用于10KV及以下的线路中供测量电压、电能、功率和继电保护、自动装置用，采用三台可接成图4-20 d的Y0/Y0/结线。,（二）电压互感器,67,JDG60.5型,（4）JDG6-0.5型电压互感器的外形结构如图4-22所示1）特点 单相双绕组干式户内型电压互感器，2）应用 供测量电压、电能、功率及继电保护、自动装置用，可用于单相

38、线路，三相线路（用两台可接成V/V型）中。,（二）电压互感器,68,4.电压互感器使用注意事项（1）电压互感器在工作时，其一、二次侧不得短路。因此电压互感器一、二次侧都必须装设熔断器进行短路保护。原因 由于电压互感器二次回路中的负载阻抗较大，其运行状态近于开路，当发生短路时，将产生很大的短路电流，有可能造成电压互感器烧毁 其一次侧并联在主回路中，若发生短路会影响主电路的安全运行。（2）电压互感器二次侧有一端必须接地。通常将公共端接地。目的 为了防止一、二次绕组间的绝缘击穿时，一次侧的高压窜入二次侧，危及设备及人身安全。（3）电压互感器在结线时，必须注意其端子的极性 三相电压互感器一次绕组两端标

39、成A、B、C、N，对应的二次绕组同名端标为a、b、c、n；单相电压互感器的对应同名端分别标为A、N和a、n。在结线时，若将其中的一相绕组接反，二次回路中的线电压将发生变化，会造成测量误差和保护误动作(或误信号)，甚至可能对仪表造成损害。因此，必须注意其一、二次极性的一致性。,（二）电压互感器,69,配电装置：配电装置的定义 按电气主接线的要求，把一、二次电气设备如开关设备、保护电器、监测仪表、母线和必要的辅助设备组装在一起构成的在供配电系统中进行接受、分配和控制电能的总体装置。配电装置的类型(1)按安装的地点分 户内配电装置和户外配电装置。（为了节约用地，一般35kV及以下配电装置宜采用户内式

40、。）,七、高压开关柜,70,(2)配电装置还可分为1)装配式配电装置 电气设备在现场组装的配电装置称为装配式配电装置；2)成套配电装置 是制造厂成套供应的设备，在制造厂按照一定的线路接线方案预先把电器组装成柜再运到现场安装。注：一般企业的中小型变配电所多采用成套配电装置。制造厂可生产各种不同的一次线路方案的成套配电装置供用户选用。高压成套配电装置(高压开关柜)高压开关柜则有户内式和户外式两种。低压成套配电装置(低压配电屏和配电箱)低压成套配电装置通常只有户内式一种。另外还有一些成套配电装置，如高、低压无功功率补偿成套装置，高压综合启动柜等也常使用。,七、高压开关柜,71,高压开关柜是按不同用途

41、和使用场合，将所需一、二次设备按一定的线路方案组装而成的一种成套配电设备，用于供配电系统中的馈电、受电及配电的控制、监测和保护，主要安装有高压开关电器、保护设备、监测仪表和母线、绝缘子等。,七、高压开关柜,72,1.高压开关柜 按不同用途和使用场合，将所需一、二次设备按一定的线路方案组装而成的一种成套配电设备，用于供配电系统中的馈电、受电及配电的控制、监测和保护，主要安装有高压开关电器、保护设备、监测仪表和母线、绝缘子等。,七、高压开关柜,73,2.分类(1)按主要设备的安装方式分 固定式和移开式（手车式）(2)按开关柜隔室的构成形式分 铠装式、间隔式、箱型、半封闭型等（3）按母线系统分 单母

42、线型、单母线带旁路母线型和双母线型（4）根据一次电路安装的主要元器件和用途分 断路器柜、负荷开关柜、高压电容器柜、电能计量柜、高压环网柜、熔断器柜、电压互感器柜、隔离开关柜、避雷器柜等。,七、高压开关柜,74,3.高压开关柜的“五防”功能 防止误操作断路器 防止带负荷拉合隔离开关（防止带负荷推拉小车）防止带电挂接地线（防止带电合接地开关）防止带接地线（接地开关处于接地位置时）送电 防止误入带电间隔。,七、高压开关柜,75,4 新系列高压开关柜的全型号含义：,七、高压开关柜,76,5.固定式高压开关柜 柜内所有电器部件包括其主要设备如断路器、互感器和避雷器等都固定安装在不能移动的台架上。,（1）

43、固定式高压开关柜的特点,1）优点 构造简单，制造成本低，安装方便等优点；,2）缺点 内部主要设备发生故障或需要检修时，必须中断供电，直到故障消失或检修结束后才能恢复供电。,（2）固定式高压开关柜的应用,一般用在企业的中小型变配电所和负荷不是很重要的场所。,七、高压开关柜,77,6.手车式（移开式）高压开关柜 是将成套高压配电装置中的某些主要电器设备（如高压断路器、电压互感器和避雷器等）固定在可移动的手车上，另一部分电器设备则装置在固定的台架上。当手车上安装的电器部件发生故障或需检修、更换时，可以随同手车一起移出柜外，再把同类备用手车（与原来的手车同设备、同型号）推入，就可立即恢复供电。因为可以

44、把手车从柜内移开，又称之为移开式高压开关柜。,七、高压开关柜,78,手车式高压开关柜使用特点 相对于固定式开关柜，手车式高压开关柜的停电时间大大缩短；检修方便安全，恢复供电快，供电可靠性高，但价格较高。主要用于大中型变配电所和负荷较重要、供电可靠性要求较高的场所。注：手车式高压开关柜的主要新产品有JYN系列、KYN等系列等。,七、高压开关柜,79,XGN21007D型金属封闭高压开关柜A)外形图 B)内部结构图1母线室 2压力释放通道 3仪表室 4二次小母线室 5组合开关室 6手动操动机构及联锁机构 7主开关室 8电磁操动机构 9接地母线 10电缆室,七、高压开关柜,80,JYN2A-10型金

45、属封闭移开式高压开关柜a)外形图 b)剖面 1手车室门 2-铭牌 3、8-程序锁 4-模拟电路 5-观察孔 6-用途牌 7-厂标牌9-门锁 10-仪表室门 11-仪表 12-穿墙套管 13-上进线室 14-母线 15-支持瓷瓶16-吊环 17-小母线 18-继电器安装板 19-仪表室 20-减震器 21-紧急分闸装置 22-二次插件 23-分合指示器 24-油标 25-断路器 26-手车 27-一次锁定连锁结构 28-手车室29-绝缘套筒 30-支母线 31-互感器室 32-互感器 33-高压指示装置 34-一次触头盒 35-母线室,七、高压开关柜,81,第四节 低压电气设备,刀开关低压断路器

46、低压熔断器低压开关柜漏电保护器双电源自动切换开关,82,（一）低压刀开关：文字符号QK1.作用 一种最普通的低压开关电器，适用于交流50Hz、额定电压380，直流440V，额定电流1500A及以下的配电系统中，作不频繁手动接通和分断电路或作隔离电源以保证安全检修之用。2.类型：(1)按灭弧结构分 不带灭弧罩 不带灭弧罩的刀开关只能无负荷操作，起“隔离开关”的作用。带灭弧罩 带灭弧罩的刀开关能通断一定的负荷电流，同时也具有“隔离开关”的作用。（2）按极数分 单极、双极和三极刀开关。（3）按操作方式分 手柄直接操作式和杠杆传动操作式。（4）按用途分 单头刀开关 单头刀开关的刀闸是单向通断；双头刀开

47、关 双头刀开关的刀闸为双向通断，可用于切换操作，既用于两种以上电源或负载的转换和通断。,一、低压刀开关,83,一、低压刀开关,3.低压刀开关型号含义：,84,图4-49 HD13型低压刀开关1上接线端子 2钢栅片灭弧罩 3闸刀 4底座 5下接线端子 6主轴 7静触头 8连杆 9操作手柄（中央杠杆操作）,4.HD13带灭弧罩的单头刀开关 是一种常用的低压刀开关，其基本结构如下图所示,一、低压刀开关,85,刀熔开关的结构示意图1RT0型熔断器的熔体 2弹性触座 3连杆 4操作手柄 5配电屏面板,（二）熔断器式刀开关文字符号QKF或FU-QK1特点 是一种由低压刀开关和低压熔断器组合而成的低压电器，

48、通常是把刀开关的闸刀换成熔断器的熔管。2.作用 具有刀开关和熔断器的双重功能，因此又称熔断器式刀开关。因为其结构的紧凑简化，又能对线路实行控制和保护的双重功能，被广泛地应用于低压配电网络中。3.HR3刀熔开关 是最常见的刀熔开关之一。其结构如图4-50所示。它是将HD型刀开关的闸刀换成RT0型熔断器的具有刀形触头的熔管。,一、低压刀开关,86,4.HR5型新式刀熔开关 与HR3型的主要区别是用NT型低压高分断熔断器取代了RT0型熔断器作短路保护用。特点 结构紧凑、使用维护方便、操作安全可靠；能进行单相熔断的监测，有效防止因熔断器的单相熔断所造成的电动机缺相运行故障。是目前被越来越多采用的一种新

49、式刀熔开关.5.低压刀熔开关全型号的表示和含义如下：,一、低压刀开关,87,（三）低压负荷开关 文字符号为QL1.特点 由带灭弧装置的刀开关与熔断器串联而成，外装封闭式铁壳或开启式胶盖的开关电器，又称“开关熔断器组”。2.作用 具有带灭弧罩的刀开关和熔断器的双重功能，既可带负荷操作，也能进行短路保护，但一般不能频繁操作，短路熔断后需重新更换熔体才能恢复正常供电。,一、低压刀开关,88,3.类型：（1）封闭式负荷开关（HH系列）将刀开关和熔断器的串联组合安装在金属盒（过去常用铸铁，现用钢板）内，因此又称“铁壳开关”。一般用于粉尘多，不需要频繁操作的场合，作为电源开关和小型电动机直接起动的开关，兼

50、作短路保护用。图4-51为一个HH系列封闭式负荷开关的结构示意图。,（2）开启式负荷开关（HK系列）开启式负荷开关是采用瓷质胶盖，可用于照明和电热电路中作不频繁通断电路和短路保护用。,图4-51 HH系列封闭式负荷开关,一、低压刀开关,89,二、低压断路器,文字符号QF，俗称“低压自动开关”、“自动空气开关”或“空气开关”等。1.作用 是低压供配电系统中最主要的电器元件，不仅能带负荷通断电路，而且能在短路、过负荷、欠压或失压的情况下自动跳闸，断开故障电路。2.原理结构 其示意图如下图所示。,低压断路器工作原理示意图1主触头 2跳钩 3锁扣 4分励脱扣器 5失压脱扣器 6、7脱扣按钮 8电阻 9