工厂变配电所.ppt

第3章工厂变配电所,第3章工厂变配电所,3.1 工厂变配电所的作用、类型和位置3.2 工厂变配电所的高、低压电器3.3 电力变压器3.4 工厂变配电所的电气主接线3.5 配电装置3.6 工厂变配电所的布置与结构小 结退 出,31工厂变配电所的作用、类型和位置,1变配电所的作用 工厂变配电所是工厂供配电系统的核心，在工厂中占有特别重要的地位。工厂变配电所按其作用可分为工厂变电所和工厂配电所。变电所的作用是：从电力系统接受电能，经过变压器降压（通常降为0.4kV），然后按要求把电能分配到各车间供给各类用电设备。配电所的作用是：接受电能，然后按要求分配电能。两者所不同的是，变电所中有配电变压器，而配电所中没有配电变压器。,2变配电所的类型 工厂变配电所从它在工厂供配电系统中的地位来说，可分为总降压变电所和车间变电所。工厂的车间变电所的类型按主变压器的安装位置可分主要有车间附设变电所、车间内变电所、独立变电所、露天变电所、箱式变电所等几种类型，如图3.1所示。,31工厂变配电所的作用、类型和位置,图3.1 车间变电所的类型1、2内附式 3、4外附式 5车间内式 6露天（半露天）式 7独立式,3变配电所所址的选择 工厂变配电所的位置应考虑如下的原则：（1）尽量接近负荷中心，以缩短低压配电线路距离，减少有色金属消耗量，降低配电系统的电压损耗、电能损耗，保证电压质量。（2）接近电源侧。（3）进线、出线方便。（4）设备运输、安装方便。（5）避开剧烈振动、高温场所，避开多尘有腐蚀性气体场所，避开有爆炸、火灾危险的场所。（6）尽量使高压配电所与车间变电所合（7）为工厂的发展和负荷的增加留有扩建的余地。,31工厂变配电所的作用、类型和位置,32工厂变配电所常用的高、低压电器,3.2.1 工厂变配电所常用的高压电器3.2.2 电流互感器和电压互感器3.2.3 工厂变配电所常用的低压电器3.2.4 避雷器,32工厂变配电所常用的高、低压电器,在工厂供配电系统中担负输送、变换和分配电能任务的电路，称为“主电路”，也叫“一次电路”。用来控制、指示、监测和保护主电路（一次电路）及其主电路中设备运行的电路，称为“二次电路”（二次回路）。一次电路中的所有电气设备，称为“一次设备”或“一次元件”，二次电路中的所有电气设备，称为“二次设备”或“二次元件”。,32工厂变配电所常用的高、低压电器,321工厂变配电所常用的高压电器,1高压隔离开关 高压隔离开关具有明显的分断间隙，因此它主要用来隔离高压电源，保证安全检修，并能通断一定的小电流（如2A以下的空载变压器励磁电流、电压互感器回路电流、5A以下的空载线路的充电电流）。它没有专门的灭弧装置，因此不允许切断正常的负荷电流，更不能用来切断短路电流。因隔离开关具有明显的断开间隙，因此它通常与断路器配合使用。,32工厂变配电所常用的高、低压电器,321工厂变配电所常用的高压电器,1高压隔离开关,根据隔离开关的使用场所，可以把高压隔离开关分成户内和户外两大类。在操作隔离开关时，应注意操作顺序，停电时先拉线路侧隔离开关，送电时先合母线侧隔离开关。而且在操作隔离开关前，先注意检查断路器确在断开位置后，才能操作隔离开关。（1）合隔离开关时的操作 无论用手动传动装置或用绝缘操作杆操作，均必须迅速而果断，但在合闸终了时用力不可过猛，以免损坏设备，使机构变形，瓷瓶破裂等。隔离开关操作完毕后，应检查是否合上。合好后应使隔离开关完全进入固定触头，并检查接触的严密性。,32工厂变配电所常用的高、低压电器,321工厂变配电所常用的高压电器,1高压隔离开关,（2）拉开隔离开关时操作 当刀片刚要离开固定触头时应迅速。特别是切断变压器的空载电流、架空线路及电缆的充电电流、架空线路小负荷电流及切断环路电流时，拉隔离开关更应迅速果断，以便能迅速消弧。拉开隔离开关后，应检查隔离开关每相确实已在断开位置并应使刀片尽量拉到头。（3）在操作中误拉、误合隔离开关时：误合隔离开关时，即使合错，甚至在合闸时发生电弧，也不准将隔离开关再拉开。因为带负荷拉隔离开关，将造成三相弧光短路事故。误拉隔离开关时，在刀片刚要离开固定触头时，便发生电弧，这时应立即合上，可以消灭电弧，避免事故。如果隔离开关已经全部拉开，则绝不许将误拉的隔离开关再合上。如果是单极隔离开关，操作一相后发现误拉，对其他两相则不许继续操作。,图3.2 GN8-10/600型高压隔离开关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,32工厂变配电所常用的高、低压电器,321工厂变配电所常用的高压电器,1高压隔离开关,32工厂变配电所常用的高、低压电器,321工厂变配电所常用的高压电器,1高压隔离开关,32工厂变配电所常用的高、低压电器,321工厂变配电所常用的高压电器,2高压负荷开关,高压负荷开关能通断正常的负荷电流和过负荷电流，隔离高压电源。有些高压负荷开关断开后，具有明显可见的断口。高压负荷开关只有简单的灭弧装置，因此它不能切断或接通短路电流。高压负荷开关使用时通常与高压熔断器配合使用，利用熔断器来切断短路故障。按采用的灭弧介质分类，高压负荷开关可分为：固体产气式、压气式、油管式、真空式、SF6式等。按安装场所分类，有户内式和户外式两种。,32工厂变配电所常用的高、低压电器,321工厂变配电所常用的高压电器,2高压负荷开关,图3.3 FN 3-10RT型高压负荷开关1-主轴 2-上绝缘子兼气缸 3-连杆 4-下绝缘子 5-框架 6-RN1型真压熔断器 7-下触座 8-闸刀 9-弧动触头 10-绝缘喷嘴 11-主静触头 12-上触座 13-分闸弹簧 14-绝缘拉杆 15-热脱扣器,32工厂变配电所常用的高、低压电器,321工厂变配电所常用的高压电器,2高压负荷开关,32工厂变配电所常用的高、低压电器,321工厂变配电所常用的高压电器,3高压断路器,高压断路器具有可靠的灭弧装置。它不仅能通断正常的负荷电流，而且能接通和承担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。高压断路器的型式可按使用场合分为户内和户外两种，也可以按断路器采用的灭弧介质分为压缩空气断路器、油断路器、真空断路器、SF6断路器等多种型式。隔离开关与断路器配合使用控制电力线路时，断路器和隔离开关的操作必须按照一定顺序操作：分闸时，先分断路器，后分隔离开关；合闸时，先合隔离开关，后合断路器。,（1）高压油断路器 采用变压器油作灭弧介质的断路器称为油断路器。油断路器又可分为多油断路器和少油断路器。少油断路器的特点是：开关触头在绝缘油中闭合和断开；油只作灭弧介质，油量少；结构简单，体积小，重量轻；外壳带电，必须与大地绝缘，人体不能触及，燃烧和爆炸危险少。少油断路器的主要缺点是：用油量少，检修周期短，在户外使用受大气条件影响大，配套性差。,32工厂变配电所常用的高、低压电器,321工厂变配电所常用的高压电器,3高压断路器,32工厂变配电所常用的高、低压电器,321工厂变配电所常用的高压电器,3高压断路器,图3.4SN1010型高压少油断路器外形1-铝帽 2-上接线端 3-油标 4-绝缘箱(内装灭弧室及触头)5-下接线端 6-基座 7-主轴 8-框架 9-分闸弹簧,(2)高压真空断路器 高压真空断路器，是利用“真空”灭弧的一种断路器。真空断路器的结构特点为：灭弧室作为独立的元件，安装调试简单、方便；触头开距短，故灭弧室小巧，操作功率小，动作快；灭弧能力强，燃弧时间短，一般只需半个周期，电磨损少，使用寿命长；防火防爆，操作噪声小；适用于频繁操作，特别是适用于开断容性负荷电流；开断能力强，目前开断短路电流已达50kA；具有多次重合闸功能，适合配电网要求。,32工厂变配电所常用的高、低压电器,321工厂变配电所常用的高压电器,3高压断路器,32工厂变配电所常用的高、低压电器,321工厂变配电所常用的高压电器,3高压断路器,图3.5 ZN3-10型真空断路器外形1-上接线端 2-真空灭弧室 3-下接线端 4-操作机构箱 5-合闸电磁铁 6-分闸电磁铁 7-分闸弹簧 8-底座,（3）高压六氟化硫（SF6）断路器 高压六氟化硫（SF6）断路器是采用SF6作断路器的绝缘介质和灭弧介质的一种断路器。外形尺寸小，占地面积少，开断能力强，电弧在SF6中燃烧时，电弧电压特别低，燃弧时间也短，因而SF6断路器触头烧损很轻微，适于频繁操作，检修周期长。SF6的缺点是：电气性能受电场均匀程度及水分等杂质影响特别大，故对SF6断路器的密封结构、元件结构及SF6气体本身质量的要求相当严格。SF6断路器的结构特点为：开关触头在SF6气体中闭合和断开；SF6气体具有灭弧和绝缘功能；灭弧能力强，属于高速断路器；结构简单，无燃烧爆炸危险；SF6气体本身无毒，但在电弧的高温作用下，会产生氟化氢等有强烈腐蚀性的剧毒物质，检修时应注意防毒。,32工厂变配电所常用的高、低压电器,321工厂变配电所常用的高压电器,3高压断路器,图3.6 LN2-10型SF6断路外形1-上接线端 2-绝缘筒(内为气缸及触头系统)3-下接线端 4-操作机构 5-小车 6-分闸弹簧,32工厂变配电所常用的高、低压电器,321工厂变配电所常用的高压电器,3高压断路器,32工厂变配电所常用的高、低压电器,321工厂变配电所常用的高压电器,3高压断路器,32工厂变配电所常用的高、低压电器,321工厂变配电所常用的高压电器,4高压熔断器,熔断器一般由熔管、熔体、灭弧填充物、指示器、静触座等构成。熔断器分限流式和不限流式两种。限流式熔断器的灭弧能力强，可以在短路电流上升到最大值之前灭弧。工厂供电系统中，对容量小而且不太重要的负载，广泛使用高压熔断器作为输、配电线路及电力变压器（包括电压互感器）的短路及过载保护。高压熔断器户内广泛采用RN1、RN2型高压管式熔断器，户外则广泛采用RW4、RW10型等跌落式熔断器。,（1）RN1和RN2型户内式熔断器 RN1型和RN2型的结构基本相同，都是瓷质熔管内充填石英砂填料的密封管式熔断器。当短路电流或过负荷电流通过熔体使工作熔体熔断后，其指示熔体相继熔断，其红色的熔断指示器弹出，表示其熔体已熔断。这种熔断器灭弧能力很强，能在短路电流未达到其冲击值之前将电弧熄灭，为“限流式”熔断器。RN1型主要作高压线路和变压器的短路保护和过负荷保护，结构尺寸较大，RN2型只用作电压互感器一次侧的短路保护，其熔体电流一般为0.5A，结构尺寸较小。,32工厂变配电所常用的高、低压电器,321工厂变配电所常用的高压电器,4高压熔断器,图3.8 RW4-10型高压跌落式熔断器1-接线端子 2-上静触头 3-上动触头 4-管帽(带薄膜)5-操作环 6-熔管(外层为酚醛纸管或环氯玻璃布管,内衬纤维质消弧管)7-铜熔丝 8-下支触头 9-下静触头 10-下接线端子 11-绝缘子 12-固定安装板,32工厂变配电所常用的高、低压电器,321工厂变配电所常用的高压电器,4高压熔断器,32工厂变配电所常用的高、低压电器,321工厂变配电所常用的高压电器,4高压熔断器,（2）RW4和RW10型户外式熔断器 跌落式熔断器广泛用于环境正常的户外场所。它既可作310kV设备的短路保护，又可在一定条件下，直接用高压绝缘钩棒（俗称令克棒）来操作熔管的分合，以断开和接通小容量空载变压器和空载线路等。因其具有明显的分断，所以也可作为高压隔离开关使用。户外跌开式熔断器属于“非限流熔断器”。,32工厂变配电所常用的高、低压电器,321工厂变配电所常用的高压电器,4高压熔断器,图3.8 RW4-10型高压跌落式熔断器1-接线端子 2-上静触头 3-上动触头 4-管帽(带薄膜)5-操作环 6-熔管(外层为酚醛纸管或环氯玻璃布管,内衬纤维质消弧管)7-铜熔丝 8-下支触头 9-下静触头 10-下接线端子11-绝缘子 12-固定安装板,32工厂变配电所常用的高、低压电器,322 电流互感器和电压互感器,电流互感器和电压互感器统称为互感器，是一种特殊的变压器。（1）变换功能把大电压和大电流变换为低电压和小电流，便于连接测量仪表和继电器。（2）隔离作用使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘。（3）扩大仪表、继电器等二次设备应用的电流范围，使仪表、继电器等二次设备的规格统一，利于批量生产。,32工厂变配电所常用的高、低压电器,322 电流互感器和电压互感器,1电流互感器,（1）电流互感器的结构和原理,按一次绕组的匝数分类，可分为单匝式和多匝式按用途分类，可分成测量用和保护用按绝缘介质分类，可分为油浸式和干式等。,分类,32工厂变配电所常用的高、低压电器,322 电流互感器和电压互感器,1电流互感器,电流互感器外形结构,图3.9 LMZJ1-0.5型电流互感器1-铭牌 2-次母线穿孔 3-铁心(外绕二次绕组,环氧树脂浇注)4-安装板 5-二次接线端子,图3.10 LQJ-10型电流互感器1-一次接线端子 2-一次绕组(环氧树脂浇注)3-二次接线端子 4-铁心(两个)5-二次绕组(两个)6-警告牌(上写“二次侧不得开路”等字样),32工厂变配电所常用的高、低压电器,322 电流互感器和电压互感器,1电流互感器,（1）电流互感器的结构和原理,图3.11 电流互感器1-铁心 2-一次绕组 3-二次绕组,32工厂变配电所常用的高、低压电器,322 电流互感器和电压互感器,1电流互感器,电流互感器的特点：1）电流互感器的一次绕组匝数很少，二次绕组匝数很多。2）一次绕组导体粗，二次绕组导体细，二次绕组的额定电流一般为5A（有的为1A）。3）工作时，一次绕组串联在一次电路中，二次绕组串联在仪表、继电器的电流线圈回路中，二次回路阻抗很小，二次回路接近于短路状态。,（2）电流互感器的接线方案1）一相式接线 在二次侧电流线圈中通过的电流，反应一次电路对应相的电流。通常用于负荷平衡的三相电路，供测量电流和接过负荷保护装置用。,32工厂变配电所常用的高、低压电器,322 电流互感器和电压互感器,1电流互感器,图3.12 电流互感器四种常用接线a)一相式接线,（2）电流互感器的接线方案2）两相电流和接线（两相V形接线）为两相不完全星形接线，电流互感器通常接于A、C相上，流过二次侧电流线圈的电流，反应一次电路对应相的电流，而流过公共电流线圈的电流为，它反应了一次电路B相的电流。,32工厂变配电所常用的高、低压电器,322 电流互感器和电压互感器,1电流互感器,图3.12 电流互感器四种常用接线b)两相V形接线,（2）电流互感器的接线方案3）两相电流差接线 常把电流互感器接于A、C相，在三相短路对称时流过二次侧电流线圈的电流为，其值为相电流的 倍。这种接线在不同短路故障下，反映到二次侧电流线圈的电流不同，因此对不同的短路故障具有不同的灵敏度。这种接线主要用于610kV高压电路中作过电流保护用。,32工厂变配电所常用的高、低压电器,322 电流互感器和电压互感器,1电流互感器,图3.12 电流互感器四种常用接线c)两相电流差接线,（2）电流互感器的接线方案4）三相星形接线 这种接线流过二次侧电流线圈的电流分别对应主电路的三相电流，它广泛用于负荷不平衡的三相四线制系统和三相三线制系统中，作电能、电流的测量及过电流保护用。,32工厂变配电所常用的高、低压电器,322 电流互感器和电压互感器,1电流互感器,图3.12 电流互感器四种常用接线a)一相式 b)两相V形 c)两相电流差接 d)三相星形接,32工厂变配电所常用的高、低压电器,322 电流互感器和电压互感器,1电流互感器,（3）电流互感器使用注意事项及处理：,1）电流互感器在工作时二次侧不能开路。如果开路，二次侧会出现危险的高电压，危及设备及人身安全。而且铁心会由于二次开路磁通剧增而过热，并产生剩磁，使得互感器准确度降低。2）电流互感器的二次侧必须有一端接地，防止其一、二次绕组间绝缘击穿时，一次侧的高压窜入二次侧，危及人生安全和测量仪表、继电器等设备的安全。3）电流互感器在连接时必须注意端子极性，防止接错线。,（4）电流互感器的操作和维护 在停电时，停用电流互感器应将纵向连接端子板取下，将标有“进”侧的端子横向短接。在启用电流互感器时，应将横向短接端子板取下，并用取下的端子板，将电流互感器纵向端子接通。在运行中，停用电流互感器时，应将标有“进”侧的端子先用备用端子板横向短接，然后取下纵向端子板。在启用电流互感器时，应使用备用端子将纵向端子接通，然后取下横向端子板。在电流互感器启、停用时，应注意在取下端子板时是否出现火花。如果发现火花，应立即把端子板装上并拧紧，然后查明原因。工作中，操作员应站在绝缘垫上，身体不得碰到接地物体。,32工厂变配电所常用的高、低压电器,322 电流互感器和电压互感器,1电流互感器,（4）电流互感器的操作和维护 电流互感器在运行中，值班人员应定期检查下列项目：互感器是否有异音及焦味；互感器接头是否有过热现象；互感器油位是否正常，有无漏油、渗油现象；互感器瓷质部分是否清洁，有无裂痕、放电现象；互感器的绝缘情况。电流互感器的二次侧开路是最主要的事故，在运行中造成开路的原因有：端子排上导线端子的螺丝因受振动而脱扣；保护屏上的压板，未与铜片接触而压在胶木上，造成保护回路开路；经切换可读三相电流值的电流表的切换开关接触不良；机械外力使互感器二次线断线等。在运行中，如果电流互感器二次开路，则会引起电流保护的不正确动作，铁心发出异音，在二次绕组的端子处会出现放电火花。此时，应先将一次电流减少或降至零，然后将电流互感器所带保护退出运行。采取安全措施后，将故障互感器的端子短路，如果电流互感器有焦味或冒烟，应立即停用互感器。,32工厂变配电所常用的高、低压电器,322 电流互感器和电压互感器,1电流互感器,32工厂变配电所常用的高、低压电器,322 电流互感器和电压互感器,2电压互感器,（1）电压互感器的功能、类型和结构特点,按相数分类，有单相电压互感器和三相电压互感器两大类按绝缘方式和冷却方式分类，有油浸式和干式按用途分类，有测量用和保护用按结构原理分类，有电磁感应式和电容分压式等。,分类,32工厂变配电所常用的高、低压电器,322 电流互感器和电压互感器,2电压互感器,图3.13 JDZJ-10型电压互感器1-一次接线端子 2-高压绝缘套管3-二次绕组 4-铁心 5-二次接线端子,（1）电压互感器的功能、类型和结构特点,结构特点 1）一次绕组匝数很多，二次绕组匝数很少，相当于一个降压变压器。2）工作时一次绕组并联在一次电路中，二次绕组并联接仪表、继电器的电压线圈回路，二次绕组负载阻抗很大，接近于开路状态。3）一次绕组导线细，二次绕组导线较粗，二次侧额定电压一般为100V，用于接地保护的电压互感器的二次侧额定电压为V，开口三角形侧为100/3V。,32工厂变配电所常用的高、低压电器,322 电流互感器和电压互感器,2电压互感器,（1）电压互感器的功能、类型和结构特点,32工厂变配电所常用的高、低压电器,322 电流互感器和电压互感器,2电压互感器,（2）电压互感器的接线方案,1）一个单相电压互感器的接线 这种接线方式常用于供仪表、继电器接于三相电路的一个线电压。,图3.15 电压互感器四种常用接线a)一个单相电压互感器的接线,图3.15 电压互感器四种常用接线b)两个单相电压互感器接成V/V形,32工厂变配电所常用的高、低压电器,322 电流互感器和电压互感器,2电压互感器,2）两个单相电压互感器接成V/V形接线见图3.15b，这种接线方式常用于供仪表、继电器接于三相三线制电路的各个线电压，广泛应用于工厂变配电所10kV高压配电装置中。,（2）电压互感器的接线方案,图3.15 电压互感器四种常用接线 c)三个单相电压互感器接成Y0/Y0形,32工厂变配电所常用的高、低压电器,322 电流互感器和电压互感器,2电压互感器,3）三个单相电压互感器或一个三相双绕组电压互感器接成Y0/Y0形接线 这种接线方式常用于三相三线制和三相四线制线路，用于供电给要求接线电压的仪表、继电器，同时也可供电给要求接相电压的绝缘监视用电压表。,（2）电压互感器的接线方案,图3.15 电压互感器四种常用接线d)三个单相三绕组电压互感器或一个三相五芯柱电压互感器接成Y0/Y0/形,32工厂变配电所常用的高、低压电器,322 电流互感器和电压互感器,2电压互感器,4）三个单相三绕组电压互感器或一个三相五芯柱式三绕组电压互感器接成Y0/Y0/（开口三角形）接线 这种接线方式常用于三相三线制线路，其接成Y0的二次绕组供电给要求线电压的仪表、继电器及要求相电压的绝缘监视用电压表；接成开口三角形的辅助二次绕组，接作为绝缘监视用的电压继电器。,（2）电压互感器的接线方案,（3）电压互感器的使用注意事项及处理：1）电压互感器在工作时二次侧不能短路。电压互感器的一、二次侧都必须实施短路保护，装设熔断器。2）电压互感器二次侧有一端必须接地。防止电压互感器一、二次绕组绝缘击穿时，一次侧的高压窜入二次侧，危及人身和设备安全。3）电压互感器接线时必须注意极性。防止接错线时，引起事故。单相电压互感器分别标A、X和a、x。三相电压互感器分别标A、B、C、N和a、b、c、n。,32工厂变配电所常用的高、低压电器,322 电流互感器和电压互感器,2电压互感器,（4）电压互感器的运行和维护 电压互感器在额定容量下允许长期运行，但不允许超过最大容量运行。电压互感器在运行中不能短路，在运行中，值班员必须注意检查二次回路是否有短路现象，并及时消除。当电压互感器二次回路短路时，在一般情况下高压熔断器不会熔断，但此时电压互感器内部有异声，将二次熔断器取下后亦停止，其他现象与断线情况相同。,32工厂变配电所常用的高、低压电器,322 电流互感器和电压互感器,2电压互感器,32工厂变配电所常用的高、低压电器,322 电流互感器和电压互感器,3互感器的极性及其测试,（1）减极性与加极性 在电磁感应过程中，一、二次绕组感应出相同极性的两端称为同名端，感应出相反极性的两端称为异名端。按图3.16接线，把一、二次绕组的两个末端短接，在一侧加交流电压，另一侧感应出电压，测量两个绕组首端间的电压，若，则两个首端（或末端）为同名端；若，则两个首端（或末端）为异名端。互感器若按照同名端来标记一、二次绕组对应的首尾端的标记称为“减极性”标记法。反之则称为“加极性”标记法。在电工技术中通常采用“减极性”标记法。,32工厂变配电所常用的高、低压电器,322 电流互感器和电压互感器,3互感器的极性及其测试,（2）互感器同名端的测定,1）直流法：接线如图3.17所示。在电流互感器的一次线圈（或二次线圈）上，通过按钮开关SB接入1.53V的干电池E，L1接电池正极，L2接电池的负极。在二次绕组两端接以低量程直流电压表或电流表。仪表的正极接K1，负极接K2，按下SB接通电路时，若直流电流表或直流电压表指针正偏则为减极性(L1与 K1为同名端),反偏为加极性(L1与 K1为异名端)；SB断开时，指针反偏为减极性，正偏为加极性。,图3.17 直流法测定绕组极性接线图,32工厂变配电所常用的高、低压电器,322 电流互感器和电压互感器,3互感器的极性及其测试,2）交流法：接线如图3.16所示。将电流互感器一、二次侧绕组的尾端L2、K2 连在一起。在匝数较多的二次绕组上通以15V的交流电压U1，再用10V以下的小量程交流电压表分别测量U2及U3的数值，若U3=U1-U2，则为减极性；若U3=U1-U2，则为加极性。,图3.16 交流法测定绕组同名端,32工厂变配电所常用的高、低压电器,322 电流互感器和电压互感器,3互感器的极性及其测试,3）仪表法：一般的互感器校验仪都带有极性指示器，因此在测定电流互感器误差之前，便可以预先检查极性，若极性指示器没有指示，则说明被试电流互感器极性正确（减极性）。,32工厂变配电所常用的高、低压电器,323工厂变配电所常用的低压开关电器,1低压刀开关,刀开关必须与熔断器串联配合使用。才能在短路或过电流时自动切断电路。按其灭弧结构分，有不带灭弧罩和带灭弧罩的两种 按极数分，有单极、双极和三极 按操作方式分，有直接手柄操作和连杆操作 按用途分，有单投和双投,32工厂变配电所常用的高、低压电器,323工厂变配电所常用的低压开关电器,1低压刀开关,图3.18 HD13型低压刀开关1-上接线端子 2-灭弧栅(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,低压刀熔开关由低压刀开关和低压熔断器组合，具有刀开关和熔断器的双重功能。HR3型刀开关将HD型刀开关的闸刀换以RT0型熔断器的具有刀形触头的熔管，广泛用于低压配电屏上。,32工厂变配电所常用的高、低压电器,323工厂变配电所常用的低压开关电器,2低压断路器,低压断路器又称自动空气开关，它既能带负荷接通和切断电路，又能在短路、过负荷和低电压（失压）时自动跳闸，保护电力线路和电气设备免受破坏。它被广泛用于发电厂和变电所，以及配电线路的交直流低压电气装置中，适用于正常情况下不频繁操作的电路。自动开关带有多种脱扣器，能够起到过流、过载、失压、欠压保护等功能。,32工厂变配电所常用的高、低压电器,323工厂变配电所常用的低压开关电器,2低压断路器,（1）DZ系列（塑料外壳式）低压断路器 DZ系列（塑料外壳式）低压断路器为封闭式结构，常称为塑料外壳式自动开关。目前使用较多DZ系列低压断路器有DZ10、DZ15，推广应用的有DZ20、DZX10及C45N、DZ40等型式。新型低压断路器的品种规格齐全，保护性能完善，技术先进，体积小，安装使用方便，广泛应用于低压配电系统中。,32工厂变配电所常用的高、低压电器,323工厂变配电所常用的低压开关电器,2低压断路器,（2）DW系列（框架式）低压断路器 图3.19为DW系列低压断路器外形图。DW系列（框架式）低压断路器为敞开式结构，其保护方案和操作方式都较多，因此又称为万能式自动开关。其灭弧能力较强，断流容量较大，但断路时间较长，在一个周期（0.02s）以上。目前使用较多的DW系列低压断路器有DW10、DW15，推广应用的低压断路器有DW15X、DW16、DW17（ME开关）、DW914、（AH）等。,图3.19 DW型万能式低压断路器1-操作手柄 2-自由脱扣机构 3-失压脱扣器 4-脱扣器电流调节螺母 5-过流脱扣器 6-辅助触头(联锁触头)7-灭弧罩,32工厂变配电所常用的高、低压电器,323工厂变配电所常用的低压开关电器,2低压断路器,（3）低压断路器的检修手动操作断路器，如触头不能闭合，主要原因有：欠压脱扣器无电压和线圈损坏；机构不能复位再扣，储能弹簧变形，闭合力减少；反作用弹簧拉力过大。起动电动机时断路器立即分断，原因是过电流脱扣器的整定电流太小，可调整脱扣器的瞬时整定弹簧。若为空气阻尼的脱扣器，则可能是闭门失灵或橡皮膜破裂。断路器闭合后一段时间又自行分断。主要是过电流长延时整定值不对或热元件等变质。断路器温度过高，主要原因有：触头压力过分降低；触头表面过分磨损或接触不良；导电零件的连接螺丝松动。分励脱扣器不能使断路器分断电路，主要原因有：线圈损坏；电源电压低；电路螺丝松动；再扣接触面过大。欠压脱扣器不能使断路器分断电路，主要原因有：反力弹簧作用力变小；储能释放弹簧作用力变小；机构被卡住。欠压脱扣器有噪声，主要原因有：反力弹簧作用力太大；铁心工作面上有油污；短路环断裂。,32工厂变配电所常用的高、低压电器,323工厂变配电所常用的低压开关电器,3低压熔断器,低压熔断器主要实现低压配电系统的短路保护和过负荷保护。它的主要缺点是熔体熔断后必须更换，会引起短时停电，保护特性和可靠性较差，在一般情况下，必须与其他电器配合使用。,RM系列无填料密闭管式熔断器 RT系列有填料密闭管式熔断器 RC系列瓷插式熔断器 RL系列螺旋式熔断器 NT系列高分断能力熔断器等,32工厂变配电所常用的高、低压电器,323工厂变配电所常用的低压开关电器,3低压熔断器,RM系列无填料密闭管式熔断器：熔体用锌片冲制成变截面形状，断流能力大，具有快速灭弧和限流作用，保护性能好、运行安全可靠。广泛用于发电厂和变电所中，作为电动机的保护、断路器合闸控制回路的保护。RT系列有填料密闭管式熔断器：熔体为多条冲有网孔和变截面的紫铜片并联组成，中部焊有“锡桥”，指示器熔体为康铜丝，与工作熔体并联。熔管上盖板装有明显的红色熔断指示器。具有很高的分断能力和良好的安秒特性，在低压电网保护中与其它保护电器配合，能组成具有一定选择性的保护，广泛用于短路电流较大的低压网络和配电装置中。RC系列瓷插式熔断器：结构简单、价格便宜、更换熔体方便，广泛用于500V以下的电路中，用于保护线路、照明设备和小容量电动机。RL系列螺旋式熔断器：体积小、重量轻、安装面积小、价格低、更换熔体方便、运行安全可靠，而且因熔管内充有石英砂，灭弧能力较强。广泛用于500V以下的电路中，用于保护线路、照明设备和小容量电动机。,32工厂变配电所常用的高、低压电器,323工厂变配电所常用的低压开关电器,3低压熔断器,图3.20 RTO型低压熔断器a)熔体 b)熔管 c)熔断器 d)绝缘操作手柄1-栅状铜熔体 2-触刀 3-瓷熔管 4-盖板 5-熔断指示器 6-弹性触座 7-瓷质底座 8-接线端子 9-扣眼 10-绝缘拉手手柄,32工厂变配电所常用的高、低压电器,324避雷器,避雷器在供电系统中作过电压保护用，防止雷电产生的过电压沿线路侵入变配电所，以免危及被保护设备的绝缘。氧化锌避雷器还有吸收操作过电压的功能，通常与真空断路器配合使用。避雷器应与被保护设备并联，装在被保护设备的电源侧。当线路上出现危及设备绝缘的雷电过电压时，避雷器动作，由高阻变为低阻状态，使过电压对大地放电，从而保护设备的绝缘免受破坏。,33电力变压器,3.3.1 工厂变电所常用电力变压器的类型3.3.2 工厂变电所中变压器的选择3.3.3 变压器的运行维护和故障检修,33电力变压器,331工厂变电所常用电力变压器的类型,电力变压器是供配电系统中实现电能输送、电压变换，满足不同电压等级负荷要求的核心器件，使用最多的是三相油浸式电力变压器和环氧树脂浇注式干式变压器。电力变压器的绕组导体材质有铜绕组和铝绕组。电力变压器按调压方式分，有无载调压和有载调压两大类，工厂变电所中大多采用无载调压方式的变压器。变压器按绕组绝缘方式及冷却方式分，有油浸式、干式和充气式等。工厂变电所中大多采用油浸自冷式变压器。变压器按用途分，有普通式、全封闭式、防雷式，工厂变电所中大多采用普通式变压器。一般工厂变电所采用的中小型变压器多为油浸自冷式，干式变压器常用在宾馆、楼宇、大厦等场所，一般安装在地下变配电所内和箱式变电所内。,33电力变压器,331工厂变电所常用电力变压器的类型,图3.21 油浸式三相电力变压器1-信号温度计 2-铭牌 3-吸湿器 4-油枕 5-油标 6-安全气 7-气体继电器 8-高压套管 9-低压套管 10-分接开关 11-油箱 12-铁芯 13-绕组 14-放油阀 15-小车 16-接地螺栓,33电力变压器,332工厂变电所中变压器的选择,选择变压器时，必须对负载的大小、性质作深入的了解，然后按照设备功率的确定方法选择适当的容量。为了降低电能损耗，变压器应该首选低损耗节能型。当厂区配电母线电压偏差不能满足要求时，总降压变电所可选用有载调压变压器。车间变电所一般采用普通变压器。变压器容量的确定除考虑正常负荷外，还考虑到变压器的过负荷能力和经济运行条件。,33电力变压器,332工厂变电所中变压器的选择,1电力变压器的过负荷能力 变压器在不降低规定使用寿命的条件下具有一定的短期过负荷能力。变压器的过负荷能力，分正常过负荷能力和事故过负荷能力两种。（1）正常过负荷能力 变压器在正常运行时带额定负荷可连续运行20年。由于昼夜负荷变化和季节性负荷差异而允许变压器过负荷，称为正常过负荷。这种过负荷系数的总数，对室外变压器不超过30%，对室内变压器不超过20%。允许变压器正常过负荷倍数及允许过负荷的持续时间参照表3.1。（2）事故过负荷能力 当电力系统或工厂变电所发生事故时，为了保证对重要设备连续供电，故允许变压器短时间的过负荷，即事故过负荷。,33电力变压器,332工厂变电所中变压器的选择,表3.1 自然冷却或吹风冷却油浸式电力变压器的过负荷允许时间(h：min),表3.2 变压器允许的事故过负荷倍数及时间,33电力变压器,332工厂变电所中变压器的选择,2主变压器台数的选择原则 工厂变电所中的主变压器台数，应根据下列原则选择：（1）应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一、二级负荷的变电所应采用两台变压器，对只有二级负荷，而无一级负荷的变电所，也可只采用一台变压器，并在低压侧架设与其他变电所的联络线。（2）对季节性负荷或昼夜负荷变动较大的工厂变电所，可考虑采用两台主变压器。（3）一般的三级负荷，只采用一台主变压器。（4）考虑负荷的发展，留有安装第二台主变压器的空间。,33电力变压器,332工厂变电所中变压器的选择,3工厂变配电所主变压器容量的选择（1）只装一台主变压器时主变压器的额定容量SN.T应满足全部用电设备总的计算负荷S30的需要：SN.T S30（3-2）（2）装有两台变压器时每台主变压器的额定容量SN.T应同时满足以下两个条件：SN.T 0.7S30（3-3）SN.T S(+)（3-4）其中 S(+)计算负荷中的全部一、二级负荷。,33电力变压器,332工厂变电所中变压器的选择,3工厂变配电所主变压器容量的选择（3）单台主变压器的容量上限 工厂变电所单台主变压器容量，一般不宜大于1250kVA，在负荷比较集中、容量较大时，也可选用16002500kVA的配电变压器，这时变压器低压侧的断路器必须配套选用。单台变压器的车间变电所的主变容量一般不能大于1000kVA。对装于楼上的电力变压器，单台容量不宜大于630kVA。对居住小区变电所，单台油浸式变压器容量不宜大于630kVA。,33电力变压器,332工厂变电所中变压器的选择,3工厂变配电所主变压器容量的选择例3-1：某10/0.4kV车间变电所，总计算负荷为1400kVA，其中一、二级负荷为750kVA，试初步确定主变压器台数和单台容量。解：由于变电所所有一、二级负荷，所以变电所应选用两台变压器。根据公式（3-3）（3-4）得 SN.T 0.7S30=0.71400=980KVA SN.T S(+)=750kVA因此单台变压器容量选为1000kVA。,33电力变压器,333变压器的运行维护和故障检修,1变压器停、送电操作顺序停电时先停负荷侧，后停电源侧；送电时先接通电源侧，再依次接通负荷侧。,33电力变压器,333变压器的运行维护和故障检修,2变压器的常见故障分析变压器故障：磁路故障和电路故障。磁路故障一般指铁心、轭铁及夹件间发生的故障。常见的有硅钢片短路、穿心螺栓及铁轭夹紧件与铁心之间的绝缘损坏以及铁心接地不良引起的放电等。电路故障主要指绕组和引线故障等，常见的有线圈的绝缘老化、受潮，切换器接触不良，材料质量及制造工艺不良，过电压冲击及二次系统短路引起的故障等。,33电力变压器,333变压器的运行维护和故障检修,2变压器的常见故障分析（1）变压器故障的分析方法。直观法。通过变压器的控制屏上的监测仪表、保护装置（如气体继电器、差动保护继电器和过电流保护装置等）可以准确地反映变压器的工作状态，及时发现故障。试验法。匝间短路、内部绕组放电或击穿、绕组与绕组之间的绝缘被击穿等故障现象外表的特征不明显，所以必须结合直观法进行试验测量：a.测绝缘电阻。用2 500V的绝缘电阻表测量绕组之间和绕组对地的绝缘电阻，若其值为零，则绕组之间和绕组对地可能有击穿现象。b.绕组的直流电阻试验。如果分接开关置于不同分接位置时，测得的直流电阻值相差很大，可能是分接开关接触不良或触点有污垢等；测得的高低压侧的相电阻与三相电阻平均值之比超过4%，或者线电阻与三线电阻平均值之比超过2%，则可能是匝间短路或引线