高压电工培训第五章高压电气设备课件.ppt
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1、1第五章第五章 高压电气设备高压电气设备学习要点:学习要点:1、了解高压隔离开关的结构、运行与安装、了解高压隔离开关的结构、运行与安装2、理解高压负荷开关的原理、结构与安全要点、理解高压负荷开关的原理、结构与安全要点3、掌握高压断路器及操作机构的维修、掌握高压断路器及操作机构的维修4、掌握高压开关柜的种类、结构与操作、掌握高压开关柜的种类、结构与操作5、掌握高压电气设备安全操作要求、掌握高压电气设备安全操作要求2 第一节 、隔离开关隔离开关3 一、一、隔离开关外观图隔离开关外观图4 二、二、隔离开关的作用隔离开关的作用 隔离开关又称隔离刀闸,是一种高压开关电器。因为它没有专门的灭弧装置,故不能
2、用来切断负荷电流和短路电流。使用时应与断路器配合,只有在断路器断开时才能进行操作。隔离开关在分闸时,动静触头间形成明显可见的断口,绝缘可靠。(1)隔离电源。(2)倒闸操作。(3)接通和断开小电流电路。5三、三、隔离开关的要求隔离开关的要求 (1)隔离开关应具有明显的断开点。(2)隔离开关断开点之间应有可靠的绝缘。(3)隔离开关应具有足够的热稳定性和动稳定性。(4)隔离开关的结构要简单,动作要可靠。(5)带有接地闸刀的隔离开关必须有连锁机构,以保证先断开隔离开关后,再合上接地闸刀,先断开接地闸刀后,再合上隔离开关的操作顺序。(6)隔离开关要装有和断路器之间的连锁机构,以保证正确的操作顺序,杜绝隔
3、离开关带负荷操作的事故发生。6四、四、隔离开关的技术参数隔离开关的技术参数 (1)额定电压 指隔离开关长期运行时所能承受的工作电压。(2)最高工作电压 指隔离开关能承受的超过额定电压的最高电压。(3)额定电流 指隔离开关可以长期通过的工作电流。(4)热稳定电流 指隔离开关在规定的时间内允许通过的最大电流。(5)极限通过电流峰值 指隔离开关所能承受的最大瞬时冲击短路电流。7 五、隔离开关的分类隔离开关的分类 (1)按装设地点的不同,可分为户内式和户外式两种。(2)按绝缘支柱数目,分为柱式、双柱式和三柱式三种。(3)按动触头运动方式,可分为水平旋转式、垂直旋转 式、摆动式和插入式等 (4)按有无接
4、地闸刀,可分为无接地闸刀、一侧有接地闸刀、两侧有接地闸刀三种。(5)按操动机构的不同,可分为手动式、电动式、气动式和液压式等。(6)按极数,可分为单极、双极、三极三种,以及按安装方式分为平装式和套管式等 8 六、隔离开关的型号隔离开关的型号隔离开关型号、规格一般由文字符号和数字表示:第一单元:产品字母代号,隔离开关用G;第二单元:安装场所代号,户内用N,户外用W;第三单元:设计序列顺序号,用数字1、2、3、表示;第四单元:额定电压,kV;第五单元:其他标志,如T表示统一设计,G表示改进型,D表示带接地刀闸,K表示快分型等。第六单元:额定电流,A。9 七、GN6和和GN8型隔离开关型隔离开关10
5、 七、GN6和和GN8型隔离开关型隔离开关 这两种型号的隔离开关均为三极(三相)式,其结构基本相同,所不同的是GN6型为平装式,采用支柱瓷绝缘子,而GN8型为穿墙式,部分或全部采用套管绝缘子。导电回路主要由闸刀(动触头)、静触头和接线端等组成。操动机构通过连杆转动转轴,再通过拐臂与拉杆瓷瓶使各相闸刀作垂直旋转,从而达到分、合闸的目的。这两种隔离开关安装使用方便,即可垂直、水平安装,又可以倾斜甚至在天花板上安装。11八、八、GW5-35D型户外隔离开关型户外隔离开关 户外隔离开关分单柱式、双柱式、V型式和三柱式等。它采用双柱式结构,制成单极形式,借助连杆构成三相连动。每极有两个棒式绝缘子,并组成
6、“V”形装在同一个底座内的两个轴承座上。闸刀做成两段式,各固定在棒式绝缘子的顶端,可动触头成楔形连接。操动机构动作时,两个棒式绝缘子同速反向旋转90,使隔离开关断开或接通。12高压负荷开关高压负荷开关13一、高压负荷开关是一种结构简单,具有一定开断和关合能力的开关电器。它具有灭弧装置和一定的分合闸速度,能开断正常的负荷电流和过负荷电流,也能关合一定的短路电流,但不能开断短路电流。因此,高压负荷开关可用于控制供电线路的负荷电流,也可用来控制空载线路、空载变压器及电容器等。高压负荷开关在分闸时有明显的断口,可起到隔离开关的作用,与高压熔断器串联使用,前者作为操作电器投切电路的正常负荷电流,而后者作
7、为保护电器开断电路的短路电流及过负荷电流。14 1.1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。1.2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 1.3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。15对负荷开关的要求对负荷开关的要求 (1)负荷开关在分闸位置时要有明显可见的负荷开关在分闸位置时要有明显可见
8、的间隙。这样,负荷开关前面就无需串联隔间隙。这样,负荷开关前面就无需串联隔离开关在检修电气设备时只要开断负离开关在检修电气设备时只要开断负荷开关即可。荷开关即可。(2)要能经受尽可能多的开断次数,而无要能经受尽可能多的开断次数,而无需检修触头相和调换灭弧室装置的组成元需检修触头相和调换灭弧室装置的组成元件。件。(3)负荷开关虽不要求开断短路电流,但)负荷开关虽不要求开断短路电流,但要求能关合短路电机,并有承受短短路电要求能关合短路电机,并有承受短短路电流的动稳定性和热稳定性的要求流的动稳定性和热稳定性的要求16负荷开关型号17FN510RD型板式产气式负荷开关负荷开关由负荷开关负荷开关和熔断器
9、组成 底架底架绝缘支柱绝缘支柱熔管熔管脱扣装置脱扣装置动触头动触头导向片导向片静触头静触头灭弧管灭弧管分合闸机构分合闸机构1819隔离开关隔离开关真空真空灭弧灭弧室室隔离操作轴隔离操作轴机构机构主轴主轴真空灭弧室真空灭弧室的操作轴的操作轴20真空负荷开关真空负荷开关 2 联锁式结构联锁式结构隔离刀隔离刀真空真空灭弧灭弧室室弹簧弹簧机构机构接地开关接地开关21 二、(1)按使用地点分为户内型和户外型。(2)按灭弧方式的不同,可以分为产气式、压气式、压缩空气式、油浸式、真空式、SF6式等,近年来,真空式发展很快,在配电网中得到了广泛应用。(3)按是否带熔断器可分为带熔断器和不带熔断器。22 第三节
10、第三节 高压断路器高压断路器23一一、高压断路器的用途高压断路器的用途 高压断路器是高压电器中最重要的设备,是一次电力系高压断路器是高压电器中最重要的设备,是一次电力系统中控制和保护电路的关键设备。它在电网中的作用有两方统中控制和保护电路的关键设备。它在电网中的作用有两方面:面:,即根据电力系统的运行要求,接通,即根据电力系统的运行要求,接通或断开工作电路;或断开工作电路;,当系统中发生故障时,在继电保护,当系统中发生故障时,在继电保护装置的作用下,断路器自动断开故障部分,以保证系统中无装置的作用下,断路器自动断开故障部分,以保证系统中无故障部分的正常运行。故障部分的正常运行。24 二、高压断
11、路器的基本要求高压断路器的基本要求 断路器在电力系统中承担着非常重要的任务,不仅能接通或断开负荷电流,而且还能断开短路电流。因此,断路器必须满足以下基本要求。(1)工作可靠;(2)具有足够的开断能力;(3)具有尽可能短的切断时间。(4)具有自动重合闸性能 (5)具有足够的机械强度和良好的稳定性能 (6)结构简单、价格低廉25三、高压断路器的分类高压断路器的分类 高压断路器按安装地点可分为屋内式和屋外式两种。(1)油断路器(多油断路器和少油断路器)(2)压缩空气断路器 (3)真空断路器 (4)SF6断路器26四、高压断路器的结构特点高压断路器的结构特点 1.结构特点结构特点 (1)多油断路器。结
12、构简单,制造方便,便于在套管上加装电流互感器,配套性强;耗钢、耗油量大、体积大、重量重;属自能式灭弧结构。(2)少油断路器。结构简单,制造方便,可配用各种操动机构;比多油断路器油量少、重量轻;采用积木式结构,便于制成各种电压等级产品。(3)压缩空气断路器。结构比较复杂,工艺和材料要求高;有色金属消耗量大、价格高;需要装设专用的空气压缩系统;操动机构与断路器合为一体;体积和重量比较轻。27四、四、高压断路器的结构特点高压断路器的结构特点 (4)真空断路器。灭弧室材料及工艺要求高;体积小、重量轻;触头不易氧化;灭弧室的机械强度比较差,不能承受较大的冲击振动。(5)六氟化硫断路器。结构简单,工艺及密
13、封要求严格,对材料要求高;体积小、重量轻;用于封闭式组合电器时,可大量节省占地面积。28五、高压断路器的技术特点高压断路器的技术特点 2.技术性能特点技术性能特点 (1)多油断路器。额定电流不易做得很大;开断小电流时,燃弧时间较长;开断电路的速度较慢;油量多,有发生爆炸和火灾的危险性。(2)少油断路器。开断电流大,10kV等级可通过加并联回路以提高额定电流;110kV及以上电压等级时采用积木结构;全开断时间较短;增加压油活塞装置加强机械油吹后,提高开断小电流的能力;存在火灾危险。(3)压缩空气断路器 额定电流和开断电流都可以做得很大,适合开断大容量电路;动作快,全开断时间短;快速自动重合闸时断
14、流容量不降低;无火灾危险。29五、高压断路器的技术特点高压断路器的技术特点 (4)真空断路器。可连续多次操作,开断性能好;灭弧迅速,开断时间短;开断电流及断口电压不易做得很高;无火灾危险;开距小,约为同等电压油断路器触头开距的1/10左右;所需操作能量小;开断时产生的电弧能量小;灭弧室的机械寿命和电气寿命都很高。(5)六氟化硫断路器。额定电流和开断电流都可以做得很大;开断性能好,适合于各种工况开断;SF6气体灭弧、绝缘性能好,故断口电压可做得较高;断口开距小。30 六、高压断路器的运行维护特点高压断路器的运行维护特点 3.运行维护特点运行维护特点 (1)多油断路器。运行维护简单;噪声低;检修周
15、期短;需配备一套油处理装置。(2)少油断路器。运行经验丰富,易于维护;噪声低;油质容易劣化;需配备一套油处理装置。(3)压缩空气断路器。维修周期长;噪声较大;无火灾危险;需要一套压缩空气装置作为气源;运行费用大。(4)真空断路器。运行维护简单,灭弧室不需要检修;噪声低;运行费用低;无火灾和爆炸危险。(5)六氟化硫断路器。维护工作量小;噪声低;检修周期长;运行稳定,安全可靠,寿命长;可频繁操作。31 七 高压断路器的高压断路器的技术参数技术参数1 2最高工作电压最高工作电压 3.额定电流额定电流()4额定开断电流额定开断电流()5额定断流容量额定断流容量(S)6关合电流关合电流(i)7动稳定电流
16、动稳定电流(i)8热稳定电流热稳定电流(i)9全开断(分闸)时间全开断(分闸)时间(t)10合闸时间合闸时间 11操作循环操作循环32七 高压断路器的高压断路器的技术参数技术参数 1额定电压(额定电压(UN)额定电压是指断路器长时间运行时能承受的正常工作电压。它不仅决定了断路器的绝缘水平,而且在相当程度上决定了断路器的总体尺寸。2最高工作电压最高工作电压 由于电网不同地点的电压可能高出额定电压10左右,故制造厂规定了断路器的最高工作电压。对于220kV及以下设备,其最高工作电压为额定电压的;对于330kV的设备,规定为。33 七、高压断路器的高压断路器的技术参数技术参数 3.额定电流(额定电流
17、(N)额定电流是指铭牌上标明的断路器可长期通过的工作电流。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。额定电流也决定断路器触头及导电部分的截面。4额定开断电流(额定开断电流(N br)它表征断路器的开断能力。开断电流与电压有关。当电压不等于额定电压时,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。34 七、高压断路器的高压断路器的技术参数技术参数NbrNNbrIUS3 5额定断流容量(额定断流容量(SNbr)额定断流容量也表征断路器的开断能力。在三相系统中,它和额定开断电流的关系为式中 UN为断路器所在电网的额
18、定电压,Nbr为断路器的额定开断电流,由于UN不是残压,故额定断流容量不是断路器开断时的实际容量。6关合电流(关合电流(iNcl)保证断路器能关合短路而不致于发生触头熔焊或其它损伤,所允许接通的最大短路电流。35 七、高压断路器的高压断路器的技术参数技术参数 7动稳定电流(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。它是断路器的极限通过电流,其大小由导电和绝缘等部分的机械强度所决定,也受触头的结构形式的影响。8热稳定电流(热稳定电流(it)热稳定电流是指在规定的某一段时间内,允许通过断路器的最大短路电流。热稳定电流表明了断路器承受短路电流热效应的能力。36
19、七、高压断路器的高压断路器的技术参数技术参数 10合闸时间合闸时间 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。合闸时间决定于断路器的操动机构及中间传动机构。一般合闸时间大于分闸时间。11操作循环操作循环 操作循环也是表征断路器操作性能的指标。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合分上二式中 分分闸操作;合分合闸后立即分闸的动作;无电流间隔时间,标准值为0.3s或0.5s;t强送电时间,标准时间为180s。37 八、高压断路器的高压断路器的型号型号第一单元第一单元是产品字母代号:S少油断路器;D多油断路器;K空气断路器;L六氟化硫断路器;Z
20、真空断路器;Q自产气断路器;C磁吹断路器。第二单元第二单元 是装设地点代号:N户内式;W户外式。第三单元第三单元 是设计序号。第四单元第四单元 是额定电压,kV。第五单元第五单元 是补充工作特性标志:G改进型;F分相操作。第六单元第六单元 是额定电流,A。第七单元第七单元 是额定开断电流,kA。38 八、高压断路器的高压断路器的型号型号 例如:型号为例如:型号为SN1010/3000-750的断路器,的断路器,其含义表示为:少油断路器、户内式、设计序号其含义表示为:少油断路器、户内式、设计序号10,额定电压额定电压10kV,额定电流,额定电流3000kA,开断容量,开断容量750MVA。39
21、真空断路器 “高压真空断路器”因其灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空而得名;真空断路器其具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点,在配电网中应用较为普及。4041真空断路器主要结构 真空断路器主要包含三大部分:真空灭弧室、电磁或弹簧操动机构、支架及其他部件。4243线路板线路板模块化二次控制线路板,采用带自扣紧的插接头,既方便更换,也保证了电气连接的可靠性。合分闸电磁铁合分闸电磁铁电磁铁采用全封闭结构设计,保证线圈不受潮。表面处理表面处理80的机械零件表面采用镀镍磷合金处理,大大提高了零部件的防腐能力,确保机械始终如一的稳定品质。44合闸单元合闸单元合闸单元结构简单,动
22、作原理可靠,不仅从根本上杜绝了合闸后不能保持、拒分等故障的发生,而且降低了分闸所需的脱扣功。分闸缓冲器分闸缓冲器高性能的分闸缓冲器可减少断路器在分闸时动触头过冲或反弹幅值,降低了断路器分闸时电弧重燃的概率,并保证了真空灭弧室波纹管的机械寿命整体优点整体优点操动机构结构简单、动作可靠,不同规格产品的零部件通用性强。45分、合闸线圈 电气合闸:外加二次电源至分合闸线圈上,通过操作电气按钮去实现开关本体的分合闸(操作柜子上的红绿按钮,使开关分合闸即为电气合闸),电气合闸的出现使的远程操作开关成为可能。比如现在在电脑上的操作,使开关分合闸。机械合闸不需要分合闸线圈,仅仅通过手动操作开关本体上的分合闸按
23、钮即可实现分合闸功能。在这个过程中只有机械力的存在。46 合闸线圈是高压断路器中的电动合闸部分的核心部件,使用铜线绕成的有空心的圆柱形线圈。在高压断路器中,合闸是利用给合闸线圈通电后的电磁作用,把电能转化为机械能,使合闸线圈的衔铁来撞击断路器的合闸操动机构,达到使断路器合闸的目的。47储能电机 断路器的合闸机构实际上是一种脱扣机构,而断路器合闸或分闸都需要机构提供足够的操作能量,储能机构在合闸前将弹簧储能(拉伸或压缩)并使机构稳定在一个死点,合闸机构在合闸时,使储能机构脱离死点而快速释放弹簧能量,进而完成合闸。合闸的同时为分闸弹簧储能,当分闸机构脱扣时,完成分闸。因此,要合闸就必须先储能。48
24、 断路器储能的方式有两种:1、手动储能,2、电机储能。两种储能的最终目的都是把弹簧进行拉伸,将能量储存在弹簧中。手动储能一般只在检修时采用,或者是在紧急情况下又没有控制电源时采用。49 第四节第四节 高压开关柜高压开关柜 50 高压开关柜是金属封闭开关设备的俗称,是按一定的电路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。配电装置。高压开关柜广泛应用于配电系统,作接受与分配电能之用。高压开关柜广泛应用于配电系统,作接受与分配电能之用。既可根据电网运行需要将一部分电力设备或线路投入或
25、退既可根据电网运行需要将一部分电力设备或线路投入或退出运行,也可在电力设备或线路发生故障时将故障部分从出运行,也可在电力设备或线路发生故障时将故障部分从电网中快速切除,从而保证电网中无故障部分的正常运行,电网中快速切除,从而保证电网中无故障部分的正常运行,以及设备和运行维修人员的安全。以及设备和运行维修人员的安全。512023-1-16522023-1-16一、概述高压开关柜是指用于电力系高压开关柜是指用于电力系统统发电、输电、配电、电能发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制转换和消耗中起通断、控制或保护或保护等作用。等作用。它是变电站它是变电站35KV35KV主要的电力主要的电力控制
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