城市轨道交通高压断路器.pptx
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《城市轨道交通高压断路器.pptx》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 城市轨道 交通 高压 断路器
- 资源描述:
-
1、城市轨道交通高压断路器 高压断路器是电力系统的重要设备之一,是一次电力系统中控制和保护电路的关键设备,其最大特点是开断负荷电流和短路电流。当系统中出现严重故障时,最终通过继电保护装置使断路器跳闸来切除故障,维护系统稳定。(1)控制作用。高压断路器用于根据电力系统的运行要求,接通或断开工作电路。(2)保护作用。当电力系统的某一部分发生故障时,高压断路器和保护装置、自动装置相配合,将该故障部分从系统中迅速切除,减小停电范围,防止事故扩大,保护系统中各类电气设备不受损坏,保证系统无故障部分安全运行。1.高压断路器的作用1高压断路器概述(1)工作可靠。A (4)具有自动重合闸性能。B2.高压断路器的基
2、本要求C (6)结构简单,价格低廉。(3)具有尽可能短的切断时间。(2)具有足够的开断能力。(5)具有足够的机械强度和良好的稳定性能。高压断路器在电力系统中承担着非常重要的任务,它不仅能接通和断开负荷电流,而且能断开短路电流。因此,高压断路器必须满足以下基本要求:(1)油断路器。采用变压器油作为灭弧介质和绝缘介质的断路器称为油断路器。变压器油只作为灭弧介质和触头开断后弧隙绝缘介质,而带电部分与地之间的绝缘采用瓷介质的断路器,由于油量较少,故称为少油断路器。油断路器可用于各级电压的户内、户外变电站。(2)SF6断路器。采用规定压力的、具有优良灭弧性能和绝缘性能的SF6气体作为灭弧介质和弧隙绝缘介
3、质的断路器称为SF6断路器。它主要用于110 kV及以上大容量变电站及频繁操作的场所。3.高压断路器的分类按安装地点的不同,高压断路器分为屋内式高压断路器和屋外式高压断路器两种。根据所采用的灭弧介质的不同,高压断路器有如下几种类型:(3)真空断路器。真空断路器是指触头在133.310-8133.310-4 Pa的真空中开闭电路的断路器。目前,它主要用于35 kV及以下变电站中要求频繁操作的场所。(4)直流断路器。直流断路器应用于城市轨道交通牵引变电所整流装置牵引侧及馈线侧,一般以直流开关柜的形式出现。较常见的直流开关柜有MB型和KMB型。3.高压断路器的分类 高压断路器的基本结构如图2-46所
4、示。其中,开断元件是核心,开关设备的控制、保护及安全隔离等方面的任务都由它来完成。其他组成部分都是配合开断元件为完成上述任务而设置的。4.高压断路器的结构图2-46高压断路器的基本结构 高压断路器基本组成部分的主要零部件及其功能如表2-7所示。表2-7高压断路器基本组成部分的主要零部件及其功能4.高压断路器的结构 (1)额定电压UN。额定电压是指断路器长时间运行能承受的正常工作电压,它决定了断路器的绝缘水平、总体尺寸和灭弧条件。在三相电路中,额定电压均指线电压。(2)最高工作电压。最高工作电压是指断路器允许长期工作的高于额定电压的最高电压。由于电网不同地点的电压可能高出额定电压10%左右,故制
5、造厂规定了断路器的最高工作电压。对于220 kV及以下设备,其最高工作电压为额定电压的1.15倍;对于330 kV的设备,其最高工作电压为额定电压的1.10倍。5.高压断路器的技术参数高压断路器的特性和工作性能可用以下基本参数来表征:(3)额定电流IN。额定电流是指断路器在额定容量下允许长期通过的工作电流(有效值)。断路器长期通过额定电流时,各部分的发热温度不会超过允许值。额定电流也决定了断路器载流部分的尺寸和结构。(4)额定开断电流INK。额定开断电流是指在额定电压下,断路器能可靠开断的最大周期分量电流(最大短路电流有效值),它表明了断路器开断电路的能力。开断电流与电压有关,当电压不等于额定
6、电压时,断路器能可靠切断的最大短路电流有效值称为该电压下的开断电流。当电压低于额定电压时,开断电流比额定开断电流有所增大。5.高压断路器的技术参数 (5)额定断流容量SNK。额定断流容量表明断路器的切断能力。在三相电路中,其大小等于额定电压与额定开断电流乘积的3倍。即SNK=3UNINK 由于UN不是残压,因而额定断流容量不是断路器开断时的实际容量。(6)关合电流iNc1。关合电流是指保证断路器能关合短路而不至于发生触头熔焊或其他损伤,所允许接通的最大短路电流。5.高压断路器的技术参数 (7)动稳定电流ies。动稳定电流是指断路器在合闸位置时允许通过的短路电流最大峰值。它表明了断路器在冲击短路
7、电流的作用下承受电动力的能力,它取决于导体和绝缘等部件的机械强度,也受触头结构形式的影响。(8)热稳定电流INt。热稳定电流是指断路器在规定时间(通常为4 s)内允许通过的最大短路电流有效值,又称额定短时耐受电流。热稳定电流表明了断路器承受短路电流热效应的能力。5.高压断路器的技术参数 (9)断路器开断时间t0。断路器开断时间是指断路器接到分闸命令瞬间起到各相电弧完全熄灭为止的时间间隔,它包括断路器固有分闸时间tgf和燃弧时间th,即t0=tgf+th,如图2-47所示。断路器固有分闸时间是指断路器接到分闸命令瞬间到各相触头刚刚分离的时间,一般为0.060.12 s;小于0.06 s的断路器,
8、称为快速断路器。燃弧时间是指断路器触头分离瞬间到各相电弧完全熄灭的时间。t0是表征断路器开断过程快慢的主要参数。t0越小,越有利于减小短路电流对电气设备的危害,缩小故障范围,保持电力系统的稳定。5.高压断路器的技术参数图2-47断路器开断时间5.高压断路器的技术参数20%(10)合闸时间。合闸时间是指从操动机构接到合闸命令瞬间起到断路器接通为止所需的时间。合闸时间取决于断路器的操动机构和中间传动机构。一般合闸时间大于分闸时间。(11)操作循环。操作循环也是表征断路器操作性能的指标。我国规定断路器的额定操作循环如下:自动重合闸操作循环。分合分t合分 非自动重合闸操作循环。分t合分t合分 式中,分
9、表示分闸操作;合分表示合闸后立即分闸的动作;表示无电流间隔时间,标准值为0.3 s或0.5 s;t表示强送电时间,标准时间为180 s。国产高压断路器的型号如图2-48所示。图2-48国产高压断路器的型号6.高压断路器的型号23%Option 16.高压断路器的型号 (1)产品字母代号。S表示少油断路器,D表示多油断路器,L表示SF6断路器,Z表示真空断路器,K表示压缩空气断路器,Q表示自产气断路器,C表示磁吹断路器。(2)装置地点代号。N表示户内式,W表示户外式。(3)设计序号。设计序号以数字1、2、3表示。(4)额定电压。额定电压的单位为kV。(5)补充特性。G表示改进型,F表示分相操作。
10、(6)额定电流。额定电流的单位为A。(7)额定开断电流。额定开断电流的单位为kA。6.高压断路器的型号 【例2-3】型号为ZN2812/1250-25的断路器,其含义为:真空断路器,户内式,设计序号为28,额定电压为12 kV,额定电流为1 250 A,额定开断电流为25 kA。【例2-4】型号为SN420G/800030的断路器,其含义为:少油断路器,户内式,设计序号为4,额定电压为20 kV,改进型,额定电流为8 000 A,额定开断电流为30 kA。76%1.SF6简介 SF6是一种无毒、不燃的气体,具有优异的绝缘性能和灭弧性能,将其应用于断路器、变压器和电缆等电气设备,可以显示出矿物油
11、无可比拟的优越性。2 nSF6断路器23%Option 11.SF6简介 (1)SF6的特性。SF6热容量大。SF6的分子在分解时吸收的能量多,对弧柱的冷却作用强。SF6环境下的电弧能量小。SF6在高温时分解出的硫、氟原子和正负离子,与其他灭弧介质相比,在同样的弧温下有较大的游离度。在维持相同游离度的情况下,弧柱温度较低。因此,SF6中的电弧电压较低,燃弧时的电弧能量小,对灭弧有利。SF6分子的负电性强。所谓负电性,就是指SF6分子极易捕获、吸附自由电子形成低活动性负离子的特性。SF6负电性强,加强了去游离,降低了导电率。在电弧电流过零后,弧柱温度将急剧下降,分解物急速复合。因此,SF6弧隙的
12、介电性能的恢复速度很快,能耐受很高的恢复电压,电弧在电流过零后很难重燃。1.SF6简介 (2)SF6的危害。SF6的危害主要体现在两个方面:一是高温电弧分解产物和其本身(或分解产物)与接触介质发生化学反应,生成物对生物有毒性作用;二是SF6作为一种温室气体对环境有危害。常见的SF6断路器按照对地绝缘方式的不同分为落地罐式SF6断路器和绝缘子支柱式SF6断路器。(1)落地罐式SF6断路器。其实物如图2-49所示,结构如图2-50所示。它把触头和灭弧室装在充有SF6并接地的金属罐中,触头与罐壁间的绝缘采用环氧树脂支持绝缘子,引出线靠绝缘瓷套管引出。2.SF6断路器的类型图2-49落地罐式SF6断路
13、器实物图2-50落地罐式SF6断路器的结构2.SF6断路器的类型20%落地罐式SF6断路器的优点。结构重心低,抗震性能好。灭弧断口间电场较好,断流容量大,可以加装电流互感器,还能与隔离开关、接地刀闸、避雷器等融为一体,组合成复合式开关设备。借助于套管引线,基本上不用改装就可以用于全封闭组合电器。落地罐式SF6断路器的缺点。罐体耗用材料多,用气量大,系列性差,造价高。(2)绝缘子支柱式SF6断路器(积木式结构)。绝缘子支柱式SF6断路器可布置成Y形、T形和I形,如图2-51所示。其灭弧室位于高电位,靠支柱绝缘瓷套对地绝缘。目前的城市轨道交通供电系统中,一般在110 kV电压等级断路器上采用SF6
14、断路器,而在110 kV和35 kV的配电装置中采用SF6封闭式组合电器。图2-51绝缘子支柱式SF6断路器实物2.SF6断路器的类型 SF6断路器灭弧室按结构可分为单压式灭弧室和双压式灭弧室。(1)单压式灭弧室。单压式灭弧室又称压气式灭弧室,只有一个气压系统,即常态时只有单一压力的SF6气体。灭弧室的可动部分带有压气装置,分闸过程中,压气缸与触头同时运动,将压气室内的气体压缩。触头分离后,电弧即受到高速气流纵吹而将电弧熄灭。灭弧室中,压气活塞是固定不动的,静触头与动触头之间的开距也是固定不变的。单压式灭弧室的工作原理如图2-52所示。图2-52单压式灭弧室的工作原理3.SF6断路器灭弧室的结
15、构类型3.SF6断路器灭弧室的结构类型 (2)双压式灭弧室。它有高压和低压两个气压系统,灭弧时,高压室控制阀打开,高压SF6经过喷嘴吹向低压系统,再吹向电弧使其熄灭。灭弧室内正常时,充有高压气体的称为常充高压式;仅在灭弧过程中才充有高压气体的称为瞬时充高压式。单压式灭弧室结构简单,但开断电流小,行程大,固有分闸时间长,而且操动机构的功率大。近年来,单压式SF6断路器采用了大功率液压机构和双向吹弧,并逐渐取代了双压式SF6断路器。76%必须严格控制SF6中的水分。现在通常从以下几个方面采取措施:加强断路器的密封;组装断路器时,先要对零部件进行彻底烘干;严格控制SF6中的含水量;严格控制断路器充气
16、前的含水量;在SF6断路器内部加装吸附剂。01 由于SF6在灭弧时会产生有毒气体和粉尘,在排放废气和拆开断路器灭弧部件时,应戴防毒面具、防护手套,穿长袖工作服,尽量不露出皮肤;处理有毒废料时应戴防护手套。02 排出的SF6废气应通过滤罐过滤有毒粉尘后排放到大气中。034.制造、运用和检修SF6断路器时的注意事项在制造、运用和检修SF6断路器时,应该注意以下几个方面:断路器部件的拆装、检修一般应在干燥、清洁的室内进行;现场检修时,天气应稳定无雨且空气湿度不得大于80%。04 为防止断路器内部进入潮气和灰尘,拆卸处理过的部件应马上用塑料布(袋)包好并系紧。054.制造、运用和检修SF6断路器时的注
17、意事项 真空断路器利用真空度约为10-4 Pa(在运行过程中不低于10-2 Pa)的高真空作为内绝缘和灭弧介质。真空度就是气体的绝对压力与大气压的差值,表示气体稀薄的程度。气体的绝对压力值越低,真空度越高。当灭弧室内被抽成10-4 Pa的真空时,其绝缘强度要比绝缘油、一个大气压力下的SF6和空气的绝缘强度高很多。3 真空断路器 (1)真空间隙的绝缘性能。真空间隙的气体稀薄,分子的自由行程较大,发生碰撞游离的概率很小,因此真空间隙具有很高的绝缘强度。当真空间隙在某一电压下击穿几次后,由于触头表面的毛刺被冲击掉,触头表面光洁度提高,真空间隙在该电压下就不再击穿了,击穿电压将会升高,这种现象称为真空
18、间隙的老化。这是真空间隙独具的特点。真空间隙的绝缘强度与很多因素有关,主要与真空间隙的长度、真空度、电极材料、电极表面状态、形状和大小、施加电压的波形和频率等因素有关。1.真空电弧理论1.真空电弧理论 (2)真空电弧的形成。真空电弧的形成主要经历了以下三个阶段:第一阶段,触头蒸发形成金属蒸气。在触头带电流分离时,由于接触压力减小,触头由面接触变为点接触(触头间形成金属小桥),使电流集中通过金属桥。在分断过程中,其一,金属桥被拉长,截面减小,电阻增大,桥上耗散功率大,温度急剧升高,金属桥熔化并产生高温金属蒸气;其二,触头表面结合不牢固的金属团粒(如金属加工时残留的毛刺)在静电场力的作用下,离开电
展开阅读全文