城市軌道交通供變電技術

全套PPT課件概念為了提高供電的可靠性和經濟性，將許多分散的各種形式的發電廠，通過送電線路、變電站和電力用戶連接起來,就形成了電力系統。由發電機、升壓和降壓變電站、輸配電線路及用電設備有機連接起來的總體，即稱為電力系統。電力系統加上發電廠的“動力部分”稱為動力系統。所謂動力部分，包括發電機的原動機(如汽輪機、水輪機),原動機的力能部分(熱力鍋爐、水庫、反應堆)等。電力系統中,由各種不同電壓等級的輸配電線路將升壓和降壓變電站連接在一起的部分稱為電力網。動力系統、電力系統、電力網的示意圖如圖1-1所示。一、電力系統第一章【電力系統基本知識】第1節【電力系統概述】012.建立電力系統的優越性建立電力系統在技術上和經濟上都可以達到很大的效益，其主要優點如下。（1）可減少系統中總裝機容量。由于電力系統中各用戶的最大負荷并不是同時出現的，因此系統中綜合最大負荷總是小于各發電廠單獨供電的最大負荷的總和。第一章【電力系統基本知識】第1節【電力系統概述】01（2）合理利用動力資源電力系統形成后，既可以將發電廠建造在一次能源產地，又可以將不同形式的能源發電廠連接起來，統一調度，使各種動力能源得到合理的利用。（3）提高供電的可靠性在電力系統中，由于是多電源聯合供電，機組的臺數越多，即使個別機組或電源發生故障，其他機組或電源仍可以在出力允許的情況下多帶負荷，因此，可以提高供電可靠性。（4）可裝設大容量機組建成后的電力系統，由于總負荷的增大，總裝機容量的增大，因此，可裝設大容量機組。（5）提高電能質量電能質量是在保證供電可靠性的前提下，用頻率、電壓和電源電壓的波形來衡量。（6）提高運行的經濟性建立電力系統后，除了充分利用動力資源可以提高運行的經濟性外，在系統中更重要的是要經濟合理地分配各發電廠或各機組的負荷，使運行經濟、效率高的機組多帶負荷，效率低、發電成本高的機組少帶負荷，從而降低生產電能的成本。3.對電力系統運行的基本要求（1）保證安全、可靠，連續地對用戶進行供電，完成年發電量計劃。

（2）保證電能質量，電壓和頻率都不能超過規定的范圍。

（3）保證電力系統運行的經濟性。在電能生產，輸送和分配過程中應盡量做到消耗少、效率高、成本低。第一章【電力系統基本知識】第1節【電力系統概述】01電力系統由發電廠、變配電所、電力線路和電能用戶組成。1.發電廠按使用能源劃分有下述基本類型。（1）火力發電廠：火力發電是利用燃燒燃料(煤、石油及其制品、天然氣等)所得到的熱能發電。（2）水力發電廠：水力發電是將高處的河水(或湖水、江水)通過導流引到下游形成落差推動水輪機旋轉帶動發電機發電。（3）核能發電廠：核能發電是利用原子反應堆中核燃料(例如鈾)慢慢裂變所放出的熱能產生蒸汽(代替了火力發電廠中的鍋爐)驅動汽輪機再帶動發電機旋轉發電。（4）風力發電場：利用風力吹動建造在塔頂上的大型槳葉旋轉帶動發電機發電稱為風力發電，由數座、十數座甚至數十座風力發電機組成的發電場地稱為風力發電場。（5）其他還有地熱發電廠、潮汐發電廠、太陽能發電廠等。二、電力系統構成第一章【電力系統基本知識】第1節【電力系統概述】012.變配電所變電所的任務是接受電能、變換電壓和分配電能，即受電—變壓—配電。配電所的任務是接受電能和分配電能,但不改變電壓，即受電—配電。變電所可分為升壓變電所和降壓變電所兩大類：升壓變電所一般建在發電廠、降壓變電所一般建在靠近負荷中心的地點。降壓變電所根據其在電力系統中的地位和作用不同，又分樞紐變電站、中間變電所、地區變電所和終端變電所(工業企業變電所)等。中間變電所的電壓等級一般為220~330kV，匯集2~3個電源和若干線路，高壓側起交換功率的作用，或使長距離輸電線路分段，同時降壓對一個區域供電。全所停電后。將引起區域電網的解列。地區變電所的電壓等級一般為110~220kV，主要向一個地區用戶供電是一個地區或一個中小城市的主要變電所。終端變電所位于配電線路的末端,接近負荷處,電壓等級一般為35~110kV,經降壓后直接向用戶供電。第一章【電力系統基本知識】第1節【電力系統概述】013.電力線路電力線路的作用是輸送電能，并把發電廠、變配電所和電能用戶連接起來。水力發電廠需建在水力資源豐富的地方，火力發電廠一般也多建在燃料產地,即所謂的“坑口電站”因此，發電廠一般距電能用戶均較遠，所以需要多種不同電壓等級的電力線路，將發電廠生產的電能源源不斷地輸送到各級電能用戶。4.電能用戶電能用戶又稱電力負荷。在電力系統中，一切消費電能的用電設備均稱為電能用戶。用電設備按電流可分為直流設備與交流設備，而大多數設備為交流設備；按電壓可分為低壓設備與高壓設備，短時運行和反復短時運行設備三類；按用途可分為動力用電設備(如電動機)、電熱用電設備(如電爐、干燥箱、空調器等)、照明用電設備、試驗用電設備、工藝用電設備(如電解、電鍍、冶煉、電焊、熱處理等)。用電設備分別將電能轉換為機械能、熱能和光能等不同形式的適于生產、生活需要的能量。第一章【電力系統基本知識】第1節【電力系統概述】01為了便于電器制造業的生產標準化和系列化，國家規定了標準電壓等級系列。在設計時，應選擇最合適的額定電壓等級。我國規定的額定電壓，按電壓高低和使用范圍分為三類。第一類額定電壓是100V及以下的電壓等級。第二類額定電壓是100~1000V之間的電壓等級。第三類額定電壓是1000V及以上的高電壓等級。三、電力系統額定電壓第一章【電力系統基本知識】第1節【電力系統概述】01電力線路的額定電壓電力線路(或電網)的額定電壓等級是國家根據國民經濟發展的需要及電力工業的水平，經全面技術經濟分析后確定的。2.用電設備的額定電壓由于用電設備運行時，電力線路上要有負荷電流流過，因而在電力線路上引起電壓損耗，造成電力線路上各點電壓略有不同。3.發電機的額定電壓由于電力線路允許的電壓損耗為±5%，即整個線路允許有10%的電壓損耗，因此為了維護線路首端與末端平均電壓的額定值，線路首端(電源端)電壓應比線路額定電壓高5%，而發電機是接在線路首端的,所以規定發電機的額定電壓高于同級線路額定電壓5%,用以補償線路上的電壓損耗。4.電力變壓器的額定電壓（1）電力變壓器一次繞組的額定電壓，有兩種情況：①當電力變壓器直接與發電機相連，則其一次繞組的額定電壓應與發電機額定電壓相同，即高于同級線路額定電壓5%。②當變壓器不與發電機相連，而是連接在線路上，則可將變壓器看作是線路上的用電設備，因此其一次繞組的額定電壓應與線路額定電壓相同。（2）變壓器二次繞組的額定電壓變壓器二次繞組的額定電壓，是指變壓器一次繞組工作上額定電壓下而二次繞組開路時的電壓，即空載電壓，而變壓器在滿載運行時,二次繞組內約有5%的阻抗電壓降。因此分兩種情況討論：①如果變壓器二次側供電線路很長(例如較大容量的高壓線路)，則變壓器二次繞組額定電壓，一方面要考慮補償變壓器二次繞組本身5%的阻抗電壓降，另一方面還要考慮變壓器滿載時輸出的二次電壓要滿足線路首端應高于線路額定電壓的5%，以補償線路上的電壓損耗。所以,變壓器二次繞組的額定電壓要比線路額定電壓高10%。②如果變壓器二次側供電線路不長(例如為低壓線路或直接供電給高、低壓用電設備的線路),則變壓器二次繞組的額定電壓,只需高于其所接線路額定電壓5%,即僅考慮補償變壓器內部5%的阻抗電壓降。第一章【電力系統基本知識】第1節【電力系統概述】01THANKS城市軌道交通供變電技術

電力系統中的所有電氣設備都必須在一定的電壓和頻率下工作。電氣設備的額定電壓和額定頻率是電氣設備正常工作并獲得最佳經濟效益的條件。因此電壓、頻率和供電的連續可靠是衡量電能質量的基本參數。交流電的電壓質量包括電壓的數值與波形兩個方面。電壓質量對各類用電設備的工作性能、使用壽命、安全及經濟運行都有直接的影響。1.電壓偏移電壓偏移又稱電壓偏差,是指用電設備端電壓與用電設備額定電壓之差對額定電壓的百分數，即電壓偏移是由于供電系統改變運行方式或電力負荷緩慢變化等因素引起的，其變化相對緩慢。我國規定，正常情況下，用電設備端子處電壓偏移的允許值為（1）電動機±5%;（2）照明燈一般場所±5%;在視覺要求較高的場所+5%,-2.5%;（3）其他用電設備無特殊規定時±5%。《電能質量供電電壓允許偏差》(GB12325—1990)規定電力系統在正常運行條件下,用戶受電端供電電壓的允許偏差為:（1）35kV及以上供電和對電壓質量有特殊要求的用戶為額定電壓的+5%~-5%;（2）10kV及以下高壓供電和低壓電力用戶為額定電壓的+7%~-7%;（3）低壓照明用戶為額定電壓的+5%~-10%。2.波形畸變近年來，隨著硅整流、晶閘管變流設備、微機及網絡和各種非線性負荷的使用增加，致使大量諧波電流注入電網，造成電壓正弦波波形畸變，使電能質量大大下降，給供電設備及用電設備帶來嚴重危害，不僅使損耗增加，還使某些用電設備不能正常運行，甚至可能引起系統諧振，從而在線路上產生過電壓，擊穿線路設備絕緣,還可能造成系統的繼電保護和自動裝置發生誤動作，并對附近的通信設備和線路產生干擾。第一章【電力系統基本知識】第2節【供電質量指標】01一、電力系統我國采用的工業頻率(簡稱工頻)為50Hz。當電網低于額定頻率運行時，所有電力用戶的電動機轉速都將相應降低，因而工廠的產量和質量都將不同程度受到影響。頻率的變化還將影響到計算機、自控裝置等設備的準確性。電網頻率的變化對供配電系統運行的穩定性影響很大，因而對頻率的要求比對電壓的要求更嚴格，頻率的變化范圍一般不應超過±0.5Hz。第一章【電力系統基本知識】第2節【供電質量指標】01二、頻率供電的可靠性是衡量供配電質量的一個重要指標，有的把它列在質量指標的首位。衡量供配電可靠性的指標，一般以全年平均供電時間占全年時間的百分數來表示,例如，全年時間為8760h，用戶全年平均停電時間87.6h，即停電時間占全年的1%，則供電可靠性為99%。根據突然中斷供電所造成的損失程度分類，可以分為一級負荷、二級負荷、三級負荷。

1.一級負荷一級負荷是指突然中斷供電將會造成人身傷亡或會引起周圍環境嚴重污染的;將會造成經濟上的巨大損失的；將會造成社會秩序嚴重混亂或在政治上產生嚴重影響的。一級負荷應由兩個相互獨立的電源供電。2.二級負荷二級負荷是指突然中斷供電會造成經濟上較大損失的;將會造成社會秩序混亂或政治上產生較大影響的。二級供電負荷最好能有兩個電源供電。3.三級負荷三級負荷是指不屬于上述一類和二類負荷的其他負荷。三級供電負荷對供電無特殊要求。三、可靠性1.運行中星形連接的發電機和變壓器的中性點稱為電力系統的中性點。在電力系統中，當變壓器或發電機的三相繞組為星形連接時,其中性點可有三種運行方式如圖1-3所示，中性點的電位在電網的任何工作狀態下均保持為零。中性點直接接地的主要優點是它在發生一相接地故障時，非故障相地對電壓不會增高，因而各相對地絕緣即可按相對地電壓考慮。一、中性點直接接地方式第一章【電力系統基本知識】第3節【電力系統中性點運行方式】01中性點不接地方式如圖1-4所示。1.正常運行時：1.單相金屬性接地故障時(C相)故障相對地電壓、中性點對地電壓、非故障相對地電壓分別為：二、中性點不接地方式第一章【電力系統基本知識】第3節【電力系統中性點運行方式】01中性點不接地系統單相接地故障的結論:（1）故障相對地電壓降為零；非故障相對地電壓升高為線電壓，且相位相差60°。因此，線路及各種電氣設備的絕緣要按線電壓設計，絕緣投資所占比重加大，顯而易見，電壓等級越高絕緣投資越大。（2）三相之間的線電壓仍然對稱，用戶的三相用電設備仍能照常運行,但允許繼續運行的時間不能超過2h。（3）接地電流在故障處可能產生穩定的或間歇性的電弧。（4）如果接地電流大于30A時，將形成穩定電弧，成為持續性電弧接地，這將燒毀電氣設備和可能引起多相相間短路。（5）如果接地電流大于5A而小于30A，則有可能形成間歇性電弧;間歇性電弧容易引起弧光接地過電壓，其幅值可達(2.5~3)Uφ，將危害整個電網的絕緣安全。（6）如果接地電流在5A以下，當電流經過零值時,電弧就會自然熄滅。消弧線圈是安裝在變壓器或發電機中性點與大地之間的具有氣隙鐵芯的電抗器。單相(C相)金屬性接地故障C相發生接地時，中性點電壓變為-UC，在消弧線圈作用下，產生電感電流(滯后90°),其數值為：2.消弧線圈的補償方式（1）全補償方式：按IL=IC選擇消弧線圈的電感，使接地故障點電流為零，此即全補償方式。（2）欠補償方式：按IL<IC選擇消弧線圈的電感，此時接地故障點有未被補償的電容電流過。（3）過補償方式：按IL>IC選擇消弧線圈的電感，此時接地故障點有剩余的電感電流流過。三、中性點經消弧線圈接地方式第一章【電力系統基本知識】第3節【電力系統中性點運行方式】011.中性點不接地中性點不接地方式單相接地時允許帶故障運行2h，供電連續性好，接地相故障電流為線路及設備的電容電流，但同時非接地相的相電壓升高為原來的3倍,過電壓水平要求高，線路及設備要求有較高的工頻絕緣水平。系統標稱電壓越高，此中接地方式對電氣設備投資的影響越大，不宜用于110kV以上電壓等級。2.中性點經消弧線圈或高電阻接地當接地電容電流超過不接地方式允許值，可采用消弧線圈補償電容電流，使接地電弧瞬間熄滅，以消除弧光間歇接地過電壓。也可采用中性點經高電阻接地，此方式與經消弧線圈的接地方式相比，加速泄放回路中的殘余電荷，促使接地電弧自熄，從而降低弧光間歇過電壓，同時，可提供一定的電流和零序電壓,使接地保護動作。高電阻接地一般多用于大型發電機中性點。3.中性點直接接地或小電阻接地中性點直接接地或小電阻接地方式的單相接地短路電流很大，故障設備或線路需立即切除，降低了供電連續性。但由于過電壓較低，設備和線路的絕緣水平可以選擇低一些，降低了設備造價，特別是在交流高壓系統，經濟效益會比較明顯。110kV及以上電壓等級多采用直接接地或小電阻接地。交流高壓系統的接地方式由當地城市電力部門確定。由于城市軌道交通供電系統中的交流中壓系統均采用電纜，若仍采用消弧線圈接地，需要較大容量的消弧線圈。目前，交流中壓系統的接地方式既有弧線圈接地，也有小電阻接地方式。四、中性點運行方式的選擇第一章【電力系統基本知識】第3節【電力系統中性點運行方式】011.發電廠和變電所的類型有哪些？分別說明發電廠的生產過程和變配電所的作用。2.供電設備、用電設備和電力網的額定電壓之間有何關系?3.供電質量指標主要有哪些?4.電力系統中性點運行方式主要有哪些？各自的應用范圍是什么?5.中性點不接地運行方式中發生單相金屬性接地故障時電壓電流特點是什么？對運行有何要求?復習思考題第一章【電力系統基本知識】第3節【電力系統中性點運行方式】01THANKS城市軌道交通供變電技術

第二章【高壓開關電器】第1節【概述】01一、氣體電弧原理1.電弧的概念2.電弧放電的特征及危害(1)電弧由三部分組成,包括陰極區、陽極區和弧柱區。(3)電弧是一種自持放電現象(4)電弧是一束游離的氣體電弧存在會對電力系統和電氣設備造成危害(1)電弧的存在延長了開關電器開斷故障電路的時間,加重了電力系統短路故障的危害。(2)電弧產生的高溫,將使觸頭表面熔化和汽化,燒壞絕緣材料。對充油電氣設備還可能引起著火、爆炸等危險。(3)由于電弧在電動力、熱力作用下能移動,很容易造成飛弧短路和傷人或引起事故的擴大3.電弧的產生(1)電弧產生的根本原因(2)產生電弧的游離方式①熱電子發射②強電場發射③碰撞游離④熱游離(3)開關電弧形成的過程(2)電弧溫度很高第二章【高壓開關電器】第1節【概述】014.電弧的熄滅(1)電弧的去游離形式①復合②擴散(2)影響去游離的因素①電弧溫度②介質的特性③氣體介質的壓力④觸頭材料5.交流電弧特性和熄滅的條件(1)交流電弧的特性第二章【高壓開關電器】第1節【概述】01(2)交流電弧熄滅的條件①弧隙介質介電強度的恢復②弧隙電壓的恢復過程第二章【高壓開關電器】第1節【概述】01③交流電弧熄滅的條件二、開關電器中常用的滅弧方法1.提高觸頭的分閘速度2.采用多斷口滅弧第二章【高壓開關電器】第1節【概述】013.吹弧吹弧氣流產生的方法有:①用油氣吹弧②用壓縮空氣或六氟化硫氣體吹弧③產氣管吹弧吹弧可分為以下幾種a.縱吹b.橫吹c.縱橫吹第二章【高壓開關電器】第1節【概述】014.短弧原理滅弧常用于低壓開關電器中,其滅弧裝置是一個金屬柵滅弧罩,利用將電弧分為多個串聯的短弧的方法來滅弧第二章【高壓開關電器】第1節【概述】015.利用固體介質的狹縫狹溝滅弧低壓開關電器中也廣泛應用狹縫滅弧裝置。該滅弧裝置的滅弧片是由石棉水泥或陶土制成的。6.用耐高溫金屬材料作觸頭、優質滅弧介質滅弧觸頭材料對電弧中的去游離也有一定影響,用熔點高、導熱系數和熱容量大的耐高溫金屬制作觸頭,可以減少熱電子發射和電弧中的金屬蒸氣,從而減弱了游離過程,有利于熄滅電弧。第二章【高壓開關電器】第1節【概述】01三、高壓開關電器用來關合和開斷電路的電器,稱為開關電器。它包括:①斷路器②隔離開關③熔斷器④負荷開關1.高壓斷路器概述(1)作用一是控制作用二是保護作用(2)高壓斷路器的基本要求①工作可靠②具有足夠的開斷能力③具有盡可能短的切斷時間④具有自動重合閘性能⑤具有足夠的機械強度和良好的穩定性能⑥結構簡單、價格低廉第二章【高壓開關電器】第1節【概述】012.高壓斷路器的類型按安裝地點可分為屋內式和屋外式兩種斷路器幾種類型(1)油斷路器(2)六氟化硫(SF6)氣體斷路器(3)真空斷路器3.高壓斷路器的技術參數(1)額定電壓UN(2)最高工作電壓(3)額定電流IN(4)額定開斷電流INK(5)額定斷流容量SNK額定斷流容量也表征斷路器的開斷能力。在三相系統中,它和額定開斷電流的關系為SNK=√￣UNINK式中UN———斷路器所在電網的額定電壓;INK———斷路器的額定開斷電流。由于UN不是殘壓,故額定斷流容量不是斷路器開斷時的實際容量。3第二章【高壓開關電器】第1節【概述】01(6)關合電流iNcl(7)動穩定電流ies(8)熱穩定電流INt(9)全開斷(分閘)時間t0(10)合閘時間(11)操作循環自動重合閘操作循環:分→θ→合分→t→合分非自動重合閘操作循環:分→t→合分→t→合分第二章【高壓開關電器】第1節【概述】014.開關電器的操動機構(1)能量轉換裝置(2)傳動機構(3)保持與脫扣機構(4)控制系統(5)緩沖裝置(6)閉鎖裝置THANKS城市軌道交通供變電技術

第二章【高壓開關電器】第2節【SF6斷路器】01一、SF6氣體的特性1.SF6氣體的優良特性其一,SF6氣體熱容量大其二,SF6氣體環境下的電弧能量小其三,SF6氣體分子的負電性強2.SF6氣體的危害及其對策SF6的危害主要體現在兩個方面其一是高溫電弧分解產物和其本身(或分解產物)與接觸介質發生化學反應生成物對生物的毒性作用;其二是六氟化硫(SF6)作為一種溫室氣體對環境的危害對策:(1)必須嚴格控制SF6氣體中的水分(2)由于SF6氣體在滅弧時會產生有毒氣體和粉塵,在排放廢氣和拆開斷路器滅弧部件時,應戴防毒面具、防護手套、長袖工作服,盡量不露出皮膚,處理有毒廢料時應戴防護手套。(3)排出SF6廢氣時,應通過濾罐過濾有毒粉塵后放到大氣中。(4)斷路器部件的拆裝、檢修一般應在干燥、清潔的室內進行,現場檢修時天氣應穩定無雨且空氣濕度不得大于80%。(5)為防止斷路器內部進入潮氣和灰塵,拆卸處理過的部件應馬上用塑料布(袋)包好并系緊。第二章【高壓開關電器】第2節【SF6斷路器】01二、SF6斷路器的結構類型1.落地罐式第二章【高壓開關電器】第2節【SF6斷路器】012.瓷柱式第二章【高壓開關電器】第2節【SF6斷路器】01三、SF6斷路器滅弧室的結構與滅弧過程1.單壓式(壓氣式)滅弧室單壓式滅弧室又稱壓氣式滅弧室2.雙壓式滅弧室單壓式結構簡單,但開斷電流小、行程大,固有分閘時間長,而且操動機構的功率大。近年來,單壓式SF6斷路器采用了大功率液壓機構和雙向吹弧,逐漸取代雙壓式。第二章【高壓開關電器】第3節【高壓真空斷路器】01一、真空間隙與真空電弧1.真空斷路器的概念真空斷路器利用真空度約為10-4Pa(在運行過程中不低于10-2Pa)的高真空作為內絕緣和滅弧介質。真空度就是氣體的絕對壓力與大氣壓的差值,表示氣體稀薄的程度。氣體的絕對壓力值越低,真空度越高2.真空間隙的絕緣性能當真空間隙在某一電壓下擊穿幾次后,由于觸頭表面的毛刺被沖擊掉,觸頭表面光潔度提高,真空間隙在該電壓下就不再擊穿了,擊穿電壓將會升高,這種現象叫真空間隙的老化。這是真空間隙獨具的特點。真空間隙的絕緣強度與很多因素有關,主要與真空間隙的長度真空度、電極材料、電極表面狀態、形狀、大小、施加電壓的波形和頻率等因素有關。3.真空電弧的形成與熄滅(1)真空電弧的形成形成真空電弧主要有三個階段。第一階段,觸頭蒸發形成金屬蒸氣。第二階段,自由電子穿過高溫金屬蒸氣第三階段,形成陰極斑點第二章【高壓開關電器】第3節【高壓真空斷路器】01(2)真空電弧的形態①擴散型電弧②集聚型電弧(3)電弧的熄滅真空電弧的熄滅,主要取決于觸頭的陰極現象、電極發熱程度及離子向弧柱外迅速擴散的作用。第二章【高壓開關電器】第3節【高壓真空斷路器】01二、真空斷路器的分類真空斷路器可分為:①按真空滅弧室的布置方式分為落地式、懸掛式、綜合式和接地箱式等。②按真空滅弧室的外殼分為玻璃外殼式、陶瓷外殼式兩種。③按觸頭形狀分為橫磁吹式、縱磁吹式兩種。真空斷路器由真空滅弧室、絕緣支撐、傳動機構、操作機構、機座(框架)等組成。三、真空滅弧室真空滅弧室是真空斷路器中的核心部件，真空滅弧室的外殼是由絕緣筒、兩端的金屬蓋板和波紋管所組成的密封容器第二章【高壓開關電器】第3節【高壓真空斷路器】01(1)外殼滅弧室中主要部件及各部分的作用(2)波紋管外殼是真空滅弧室的密封容器,它不僅要容納和支持滅弧室內的各種部件,而且當動、靜觸頭在斷開位置時起絕緣作用(3)屏蔽罩用來吸附燃弧時觸頭上蒸發的金屬蒸氣,防止絕緣外殼因金屬蒸氣的污染而引起絕緣強度降低和絕緣破壞，利于熄弧后弧隙介質強度的迅速恢復。屏蔽罩還能起到使滅弧室內部電壓均勻分布的作用(4)觸頭觸頭是真空滅弧室內最為重要的元件,滅弧室的開斷能力和電氣壽命主要由觸頭狀況來決定.分為非磁吹觸頭和磁吹觸頭兩大類第二章【高壓開關電器】第3節【高壓真空斷路器】01用真空斷路器斷開電路時,可能會出現操作過電壓。主要形式(1)截流過電壓(2)切斷電容性負載時的過電壓(3)高頻多次重燃過電壓抑制方法:(1)采用低電涌真空滅弧室。(2)在負載端并聯電容(3)在負載端并聯電阻和電容(4)串聯電感(5)安裝避雷器四、真空斷路器的使用1.操作過電壓及其抑制第二章【高壓開關電器】第3節【高壓真空斷路器】012.真空斷路器優缺點優點：觸頭開距小,動作快;燃弧時間短,觸頭燒損輕;壽命長,適于頻繁操作;體積小,結構緊湊,真空滅弧室不需檢修,維修工作量小;防火、防爆性能好;缺點：制造工藝復雜,造價高;監視真空度變化的簡易裝置尚未解決;開斷小電流時,有可能產生較高的過電壓,需采取降低過電壓的措施。第二章【高壓開關電器】第3節【高壓真空斷路器】01(1)測量動、靜觸頭兩端的絕緣電阻3.真空斷路器真空度檢查(2)耐壓試驗(3)用真空度檢測儀檢查通過定期的檢查、測量,就可以掌握真空度變化的狀況及趨勢,防患于未然,確保斷路器安全可靠的運行THANKS城市軌道交通供變電技術

第二章【高壓開關電器】第4節【直流斷路器】01直流斷路器一般為機械式、單相快速斷路器。1.直流斷路器是一種雙向單極單元。它采用了電磁吹弧、電動操作系統、直接瞬時過流脫扣、間接快速脫扣(用戶可選項)和空氣自然冷卻方式等技術第二章【高壓開關電器】第4節【直流斷路器】01第二章【高壓開關電器】第4節【直流斷路器】012.直流開關柜直流開關柜分固定式和移開式兩種。移開式開關柜就是斷路器固定安裝在可移開的手車上,瑞士賽雪龍公司代表性產品有KMB型、MB型等。KMB或MB直流開關柜是一個集成系統。它適用于輕軌、地鐵以及鐵路多種場合第二章【高壓開關電器】第5節【隔離開關與高壓熔斷器】01一、隔離開關1.隔離開關的用途主要作用:(1)隔離電源(2)隔離開關與斷路器配合進行倒閘操作(3)通斷小電流電路(4)在某些終端變電所中,快分隔離開關與接地開關相配合,代替斷路器的工作。2.隔離開關的技術要求(1)有明顯的斷開點。(2)斷口應有足夠可靠的絕緣強度。(3)具有足夠的動、熱穩定性。(4)結構簡單,分、合閘動作靈活可靠。(5)隔離開關與斷路器配合使用時,應具有機械的或電氣的連鎖裝置,以保證正常的操作順序。(6)主閘刀與接地閘刀之間設有機械的或電氣的連鎖裝置,保證二者之間的動作順序。第二章【高壓開關電器】第5節【隔離開關與高壓熔斷器】013.隔離開關的分類隔離開關種類很多,按不同的分類方法分類如下。(1)按裝設地點的不同分為:戶內式和戶外式兩種。(2)按絕緣支柱數目分為:柱式、雙柱式和三柱式三種。(3)按動觸頭運動方式分為:水平旋轉式、垂直旋轉式、擺動式和插入式等。(4)按有無接地閘刀分為:無接地閘刀、一側有接地閘刀、兩側有接地閘刀三種。(5)按操動機構的不同分為:手動式、電動式、氣動式和液壓式等。(6)按極數分為:單極、雙極、三極三種。(7)按安裝方式分為:平裝式和套管式等第二章【高壓開關電器】第5節【隔離開關與高壓熔斷器】014.國產隔離開關型號與參數5.直流饋線隔離開關第二章【高壓開關電器】第5節【隔離開關與高壓熔斷器】016.三工位隔離開關三工位是指三個工作位置:隔離開關主斷口接通的合閘位置;主斷口分開的隔離位置;接地側的接地位置。二、高壓熔斷器1.熔斷器的作用及種類2.熔斷器的基本結構(1)外殼(又稱熔件管)(2)熔件(又稱保險絲)(3)金屬觸頭及觸頭座(4)支持絕緣子及底座第二章【高壓開關電器】第5節【隔離開關與高壓熔斷器】013.熔斷器的保護特性(1)保護特性的概念(2)影響熔件熔斷時間的主要因素熔斷時間與通過熔件的電流大小有關熔斷時間與熔件的材質有關影響熔斷器保護特性的其他因素①安裝熔件不慎損傷熔件或接觸不良;②熔件老化或質量不高;③熔件長度不等;④不適當的采用材質不同的代用熔件;⑤石英砂的純度、粒度、濕度不合要求等。(3)保護特性的作用第二章【高壓開關電器】第5節【隔離開關與高壓熔斷器】014.熔斷器的主要優缺點熔斷器結構簡單,安裝維修方便熔斷器不能作正常的分、合電路使用5.高壓熔斷器舉例RN5型熔斷器主要由熔管、接觸座支柱絕緣子和底座組成。第二章【高壓開關電器】第5節【隔離開關與高壓熔斷器】01RW3-10型跌落式熔斷器主要作用是作為電力輸電線路和電力變壓器短路和過負荷保護使用THANKS城市軌道交通供變電技術

第二章【高壓開關電器】第6節【彈簧操動機構】01彈簧操動機構是一種以彈簧儲能(壓縮儲能和拉伸儲能兩種類型)機械桿件傳遞操作功的一種操動機構第二章【高壓開關電器】第6節【彈簧操動機構】01彈簧操動機構內部結構工作原理示意第二章【高壓開關電器】第6節【彈簧操動機構】01工作原理敘述如下:分閘時:磁鐵1勵磁,分閘鉤子2脫離,分閘彈簧3釋放能量,斷路器4分閘。合閘時:合閘電磁鐵5勵磁,合閘鉤子6脫離,合閘彈簧7釋放能量,分閘彈簧3受到壓縮儲存能量,斷路器4合閘。合閘后,機構自動進行儲能,過程如下:電動機8通電工作,合閘彈簧7受到壓縮儲存能量。壓縮到位后通過限位開關切斷電動機8受電回路。彈簧操動機構的額定操作順序如下:(1)斷路器處在分閘位,分合閘彈簧均未儲能;(2)起動電動機(約7s)或手動對合閘彈簧儲能;(3)按合閘按鈕使合閘彈簧釋放能量,驅使斷路器合閘(≤0.08s)并通過機械傳動裝置對分閘彈簧儲能;(4)斷路器合閘后自動起動電動機對合閘彈簧儲能;(5)按分閘按鈕使分閘彈簧釋放能量驅使斷路器分閘(≤0.04s);(6)按合閘按鈕使斷路器合閘。此后,操動機構按(3)→(4)→(5)→(6)的動作順序循環動作。彈簧操動機構初次使用前,要進行分、合閘,手動電動儲能的性能試驗第二章【高壓開關電器】第7節【液壓操動機構】01一、CY3型液壓機構的基本結構及各部作用CY3型液壓機構自成一獨立部分,它通過伸出機構箱的活塞桿與斷路器本體的水平拉桿相連,其余部件均封閉在機構箱內部，由油泵、儲壓器、閥系統、工作缸系統、控制板組成第二章【高壓開關電器】第7節【液壓操動機構】014.工作缸系統1.油泵電動油泵是機構的能量轉換裝置,它將電能轉換成油的位能,為液壓系統提供一定數量和一定壓力的高壓油2.儲壓器儲壓器是液壓機構的能源,屬于充氣活塞式結構,由鋼制儲壓筒、活塞、活塞桿、充氣逆止閥、帽蓋和密封圈等組成3.閥系統閥系統是機構的控制、傳動系統,使高壓油經特制的油路和閥門進入工作缸,以驅動工作缸中活塞運動.由油箱、分合閘按鈕、濾油器、加熱器、分合閘電磁閥、放油閥等部分組成。合閘電磁閥由合閘一級閥、逆止閥、合閘二級閥和合閘二級閥活塞及相應的油路等組成。分閘電磁閥由兩個單向球閥及相應的油路組成。工作缸是機構的執行元件和能量轉換器主要由工作缸、活塞及桿、油封、導向支架、輔助轉換開關等組成。第二章【高壓開關電器】第7節【液壓操動機構】011.分閘狀態5.控制板用于監視、控制系統的油壓,保證機構可靠動作二、工作原理儲壓器內的氮氣已儲壓到額定值高壓油經油路進入合閘二級閥,使其關閉,堵塞油路;高壓油經油路進入合閘一級閥，使其關閉,堵塞油路;高壓油經另一油路送入工作缸左側,使活塞移至最右位置,斷路器處于分閘狀態。高壓油經工作缸左側進入放油閥,使其關閉,堵塞放油回路。高壓油經放油閥進入電接點壓力表,使其顯示正常油壓。2.合閘過程按下合閘按鈕,電磁鐵線圈通電,電磁鐵鐵芯向下沖擊,推動桿向下運動,堵塞放油回路，打開合閘一級閥,從油路來的高壓油經合閘一級閥進入逆止閥,進入油路。從油路高壓油使合閘二級閥活塞向下運動,堵塞放油回路,打開合閘二級閥,使從油路高壓油進入油路,進入工作缸右側,推動活塞迅速向左運動,使斷路器合閘，油路中的高壓油進入分閘電磁閥,使球閥堵塞放油回路。合閘按鈕返回,YC失電,打開放油回路。壓力差使合閘一級閥關閉,逆止閥也復位關閉。油路保持正常工作壓力,不能復位,斷路器維持在合閘狀態。第二章【高壓開關電器】第7節【液壓操動機構】013.分閘過程按下分閘按鈕分閘電磁鐵線圈YT通電,鐵芯向下運動,推動桿打開球閥,使油路高壓油經球閥、油路放入油箱。活塞上部的高壓力消失,變為常壓。分閘時,節流孔的作用是限制高壓油經管道從分閘電磁閥泄掉,以縮短分閘電磁閥動作的時間。CY3型液壓機構的分、合閘都是利用液壓油傳遞能量來實現的,因此它所操縱的斷路器中不再裝設分閘彈簧。三、CY3型液壓操動機構維修調整要點1.檢修機構時,應十分注意機構的清潔度2.環境溫度過低時,應起動加熱器,以保證液壓油的流動性,否則將影響斷路器分、合閘速度及密封的可靠性3.正常情況下,油泵每天起動一次,若起動次數過多,說明高壓油路滲油加快、密封損壞要及時修理4.儲壓器的壓力是微動開關ST的位置保證的,壓力表的讀數僅供參考。5.斷路器在正常運行中,若機構失壓,除合閘保持彈簧起作用外,可采用機械閉鎖工具(如卡板)卡在水平連桿的接頭上,使斷路器維持在合閘狀態,再檢修機構第二章【高壓開關電器】第7節【液壓操動機構】01(1)液壓系統內存有氣體時,會使機構的速度、時間特性不穩定,油泵打油時間長。(2)檢查儲壓器中預充氮氣的壓力。(3)檢查儲壓器活塞桿行程,一般為(182±3)mm。(4)檢查壓力控制系統,調整各微動開關,使之能按規定壓力可靠分合。(5)油泵打壓時間(從零壓升到規定停止壓力)不應超過3min。(6)在零壓時起動油泵,當油壓達到氮氣預壓力時,按分、合閘按鈕就可實現慢分、慢合,慢分、慢合操作用于檢查工作缸活塞動作是否平穩,并測量工作活塞行程是否為(132±1)mm。(7)進行電動快速分、合閘操作,檢查電磁閥系統工作的可靠性。(8)機構應進行密封檢查。(9)機構應進行高壓強度檢查。7.開關在合閘位置,打開放油閥,工作缸活塞桿伸出長度的縮短應不超過2mm,否則說明合閘保持彈簧的拉力不夠,應予以調整。8.檢修應按檢修工藝及標準進行。6.機構的空載調試應注意下列事項第二章【高壓開關電器】第8節【彈簧儲能液壓機構】01彈簧儲能液壓操動機構是一種以彈簧儲能,液壓傳遞的一種操動機構。具有機構、緊湊、重量輕、與斷路器組裝簡單方便、部件少、噪聲低、免維修等優點第二章【高壓開關電器】第8節【彈簧儲能液壓機構】01工作原理第二章【高壓開關電器】第8節【彈簧儲能液壓機構】011.儲能過程液壓泵與高壓儲油箱之間裝有逆止閥,防止停泵時壓力下降2.合閘過程工作活塞頂端側的面積大于工作活塞桿側的面積,所以活塞頂端側的壓力大于活塞桿側的壓力,此壓力差推動工作活塞運動到合閘位置。碟形彈簧按照切換操作需要的油量釋放張力。這些油量能立即由液壓泵補充。在系統壓力一直維持的時候,工作活塞停留在合閘位置,機械閉鎖由壓力控制,防止萬一失壓狀態下出現慢分3.分閘過程分閘電磁閥,轉換閥切換到初始位置,即堵塞住高壓油路,接通低壓油路,工作活塞桿側的高壓與工作活塞頂端的低壓形成壓力差,工作活塞即運動到分閘位置。第二章【高壓開關電器】第9節【電動操動機構】01電動機操動機構是高壓隔離開關配套用的一種操動機構。通過二級齒輪變速和蝸輪蝸桿減速,在無載流情況下操作高壓隔離開關,以切換線路,并對電器設備與帶電的高壓線路進行電氣隔離第二章【高壓開關電器】第9節【電動操動機構】01電動機構采用交直流兩用電動機驅動,通過機械變速傳動系統,將動力傳遞給機構輸出軸,安裝時借助鋼管等與隔離開關相連接,以實現驅動隔離開關分、合閘。該機構主要由電動機、機械減變傳遞系統、電氣控制系統和箱殼組成。電氣控制部分包括控制按鈕(分、合、停各一個)、直流(或交流)接觸器、輔助開關、電阻、延時繼電器及速斷保險等。電動機為整流子電動機。機械減速、變速系統包括行星輪系、齒輪機構、蝸輪蝸桿機構、平面四聯機構,在蝸桿端部設有方頭,以便手動搖柄插入進行手動操作,當手動搖柄插入時,自動切斷電源,保證安全。THANKS城市軌道交通供變電技術

第三章【互感器】第1節【概述】01一、互感器與系統的連接互感器用在各種電壓等級的交流回路中。電流互感器的原繞組(一次繞組)串聯于一次電路,而副繞組(二次繞組)與測量儀表或繼電器的電流線圈串聯。電壓互感器的原繞組并聯于一次電路內,而副繞組與測量儀表或繼電器的電壓線圈并聯。第三章【互感器】第1節【概述】01二、互感器的作用1.將電信號變成規定范圍內小信號。2.將二次設備與一次系統高壓設備實行電氣隔離,且互感器二次繞組接地,保證了二次設備和人身安全三、互感器的類型互感器包括電流互感器和電壓互感器。電流互感器有光電式和電磁式兩種,電壓互感器有光電式、電磁式和電容分壓式。第三章【互感器】第2節【電磁型電流互感器】01一、電流互感器工作原理電流互感器是一種小容量特殊變壓器,正常運行時存在磁勢平衡方程為第三章【互感器】第2節【電磁型電流互感器】01二、電流互感器的誤差1.電流誤差(比值差)電流誤差是指以電流互感器副邊測量的二次電流值乘以額定電流比與一次側實際電流之差對一次電流實際值的百分比,即2.角誤差(相角誤差)電流互感器的角誤差是指二次電流相量i2

旋轉180°以后,與一次電流相量間的夾角δ。規定旋轉后的二次電流相量超前于一次相量時,角誤差δ為正,反之為負。角誤差對功率型測量儀表和繼電器以及反映相位的保護裝置會有影響。3.復合誤差在穩態情況下,電流互感器的二次電流瞬時值乘以額定電流比與一次電流瞬時值之差的有效值對一次電流有效值的百分數第三章【互感器】第2節【電磁型電流互感器】014.影響電流互感器誤差的因素(1)電流互感器的磁路構造、鐵芯材質(產品本身的誤差)(2)一次電流對電流互感器誤差的影響(應用條件造成的誤差)(3)二次負載及功率因數的影響(應用條件造成的誤差)5.減小電流互感器誤差的一般方法誤差的一般方法(1)“削減匝數”法。(2)設計時,在串級式電流互感器鐵芯上增加平衡繞組、連耦繞組,抵消漏磁,減小誤差。(3)增大鐵芯磁導率,減小激磁電流。(4)正確選擇電流互感器,使其工作在標準條件下。三、電流互感器的技術參數1.電流互感器的準確度級2.保護級電流互感器的10%誤差曲線3.電流互感器的額定容量第三章【互感器】第2節【電磁型電流互感器】01四、電流互感器的接線1.電流互感器的極性2.電流互感器的接線方式(1)一相式接線(單相接線)(2)兩相V形接線(3)兩相電流差接線(4)三相星形接線第三章【互感器】第2節【電磁型電流互感器】01五、電流互感器結構互感器的基本組成部分是繞組、鐵芯、絕緣物和外殼套管式電流互感器單匝式電流互感器的一次繞組由單根直導體構成,采用絕緣套、充油絕緣套、充油電容絕緣套、SF6絕緣套、環氧等第三章【互感器】第2節【電磁型電流互感器】012.充油式電流互感器第三章【互感器】第2節【電磁型電流互感器】013.SF6氣體電流互感器適用于110kV、50Hz電力系統中作電流、電能測量及繼電保護用。主要由軀殼、高強度瓷套、底座、一次導電桿、二次繞組等部分組成優點:電場分布均勻,局部放電量低。倒立式結構,氣體絕緣,抗動熱穩定電流能力大。絕緣性能穩定,無老化現象。維護簡便,運行安全,無爆炸及火災可能。第三章【互感器】第2節【電磁型電流互感器】01六、電流互感器的型號第三章【互感器】第2節【電磁型電流互感器】01七、電流互感器的配置原則(1)每條支路的電源側均裝設足夠數量的電流互感器,供該支路測量、保護使用滿足下列要求:①一般應將保護與測量用的電流互感器分開。②盡可能將電能計量儀表互感器與一般測量用互感器分開,前者必須使用0.5級互感器,并應使正常工作電流在電流互感器額定電流的2/3左右。③保護用互感器的安裝位置應盡量擴大保護范圍,盡量消除主保護的不保護區。④大接地電流系統一般三相配置以反應單相接地故障;小電流接地系統發電機、變壓器支路也應三相配置以便監視不對稱程度,其余支路一般配置于A、C相。(2)為了減輕內部故障時發電機的損傷,用于自動調節勵磁裝置的電流互感器應布置在發電機定子繞組的出線側(3)配備差動保護的元件,應在元件各端口配置電流互感器,當各端口屬于同一電壓級時,互感器變比應相同,接線方式相同。(4)為了防止支持式電流互感器套管閃絡造成母線故障,電流互感器通常布置在斷路器的出線或變壓器側。第三章【互感器】第2節【電磁型電流互感器】01八、電流互感器的使用注意事項電流互感器的接線應保證正確性。2.電流互感器二次側所接負載是測量儀表、繼電器的電流線圈等,它們匝數少、阻抗小,通過的電流非常大,因此電流互感器在正常運行狀態下近似于短路狀態。3.電流互感器的二次繞組絕對不允許開路。4.電流互感器的二次側必須可靠接地,但接地點只允許有一個。THANKS城市軌道交通供變電技術

第三章【互感器】第3節【電壓互感器】01一、電磁型電壓互感器1.電磁型電壓互感器工作原理2.電磁式電壓互感器的誤差(1)電壓誤差(2)角誤差①一次電壓的影響②二次負荷及功率因數的影響3.電磁式電壓互感器的結構與型號(1)電磁式電壓互感器的分類①按安裝地點可分為戶內式和戶外式。②按相數可分為單相式和三相式③按每相繞組數可分為雙繞組和三繞組式④按絕緣可分為干式、澆注式、油浸式、串級油浸式和電容式等第三章【互感器】第3節【電壓互感器】01(2)電磁式電壓互感器的結構類型①35kV及以下的電壓互感器②(110~220)kV電壓互感器二、電容式電壓互感器1.電容式電壓互感器工作原理2.電容式電壓互感器的誤差電容式電壓互感器的誤差由空載誤差,負載誤差和阻尼器負載電流產生的誤差等幾部分組成。第三章【互感器】第3節【電壓互感器】013.電容式電壓互感器的優缺點結構簡單、重量輕、體積小、占地少、成本低,且電壓越高效果越顯著。電容式電壓互感器的缺點是:輸出容量越小,誤差越大,暫態特性不如電磁式電壓互感器。三、電壓互感器的準確度級和額定容量1.電壓互感器的準確度級2.電壓互感器的額定容量四、電壓互感器接線方式第三章【互感器】第3節【電壓互感器】01五、電壓互感器的配置電壓互感器配置原則應滿足測量、保護、同期和自動裝置的要求;保證在運行方式改變時,保護裝置不失壓、同期點兩側都能方便地取壓。2.電壓互感器配置方案(1)母線(2)線路(3)發電機(4)變壓器第三章【互感器】第3節【電壓互感器】01六、新型互感器特點:高低壓間沒有直接的電磁聯系,使絕緣結構大為簡化;測量過程中不需要消耗很大能量;測量范圍寬,暫態相應快,準確度高;二次繞組數量增多,滿足多重保護需要;重量輕、成本低。新型互感器按高、低壓部分的耦合方式,可分為無線電電磁波耦合、電容耦合和光電耦合式,其中光電式互感器性能最佳,研制工作進展很快。光電式互感器的原理：利用石晶材料的磁電效應和電場效應,將被測的電壓、電流信號轉換成光信號,經光通道傳播,由接收裝置進行數字化處理將接收到的光波轉變成電信號,并經過放大,供儀表和繼電器使用。THANKS城市軌道交通供變電技術

第四章【干式變壓器與整流機組】第1節【干式變壓器】01一、干式變壓器結構與原理干式變壓器外觀結構如圖所示。第四章【干式變壓器與整流機組】第1節【干式變壓器】01（1）結構干式變壓器主要由線圈、鐵芯、器身和輔件構成,其基本工作原理與普通油浸變壓器一樣。繞組結構基本上與油浸式變壓器相同,多采用圓筒式,較大容量的干式變壓器繞組可采用餅式。干式變壓器在繞組外加上非油絕緣介質,以增加線圈的絕緣性能,環氧樹脂澆注干式變壓器就是采用難燃、阻燃的環氧樹脂作為絕緣材料,以澆注的方式與繞組一起固化,從而減少變壓器線圈的體積。

第四章【干式變壓器與整流機組】第1節【干式變壓器】01(2)溫控、溫顯系統

(3）溫升及過載能力

對于干式變壓器的壽命,《干式電力變壓器負載導則》指出,干式變壓器的壽命與其絕緣因熱老化引起的損壞有關。

第四章【干式變壓器與整流機組】第1節【干式變壓器】01二、干式變壓器的運行與維護(1)干式變壓器的使用條件

環境溫度不高于40℃,海拔不超過1000m,若環境溫度高于40℃或海拔超過1000m時,應按GB6450的有關規定作適當的定額調整。

(2)干式變壓器的檢修

①日常巡檢

第四章【干式變壓器與整流機組】第1節【干式變壓器】01②周期檢修

③故障維修

干式變壓器的使用壽命長,正常情況下可以達到30~50年,在壽命周期內基本不用考慮故障維修。

第四章【干式變壓器與整流機組】第2節【整流機組】01一、牽引變電所的整流機組結構與原理

(1)整流機組接線選擇的考慮

在考慮變壓器的連結組別時,一個重要的因素就是考慮高次諧波的影響。

(2)Dy11d0-Dy1d2聯結法

第四章【干式變壓器與整流機組】第2節【整流機組】01(3)整流機組的輸出波形

第四章【干式變壓器與整流機組】第2節【整流機組】01二、整流機組的運行與維護

1.日常巡視

第四章【干式變壓器與整流機組】第2節【整流機組】012.周期性維護檢修

整流器的維護檢修周期一般為一年,對于運行環境較惡劣特別是灰塵較大的整流器應該適當縮短。

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第五章【電氣主接線】第1節【電氣主接線概述】01一、電氣主接線的概念變電所的電氣主接線是指由斷路器、隔離開關、互感器、避雷器、主變壓器、母線和電纜等高壓一次設備,按一定的順序連接起來用于表示接受和分配電能的電路。

二、電氣主接線圖

主接線圖一般用單線圖表示。單線圖是表示三相相同的交流電氣裝置中一相連接順序的圖,當三相不完全相同時,則用多線圖表示。

第五章【電氣主接線】第1節【電氣主接線概述】01三、電氣主接線的基本要求

1.保證必要的供電可靠性和保證電能質量

(1)斷路器檢修時能否不影響供電;

(2)斷路器或母線故障以及母線檢修時,盡量減少停運的回路數和停運時間,并要保證對重要用戶的供電;

(3)盡量避免發電廠、變電所全部停運的可能性;

(4)大機組、超高壓電氣主接線應滿足可靠性的特殊要求。

2.具有一定的靈活性和方便性

3.具有一定的經濟性

第五章【電氣主接線】第1節【電氣主接線概述】01四、電氣主接線分類

母線是接受和分配電能的裝置,是電氣主接線和配電裝置的重要環節。電氣主接線一般按有無母線分類,即分為有母線和無母線兩大類。

五、電氣主接線中開關電器的配置原則

六、電氣設備的運用狀態

電氣設備的運用狀態有運行狀態、熱備用狀態、冷備用狀態和檢修狀態。

第五章【電氣主接線】第1節【電氣主接線概述】01七、倒閘操作注意事項

(1)明確主接線倒閘作業前后的運行方式,特別掌握電源的供電情況和各開關設備的通斷情況。

(2)明確倒閘操作中相應的繼電保護及自動裝置調整和轉換。

(3)停電時,從負荷側開始,先分斷負荷側開關,后分電源側開關;送電時,先合電源側開關,后合負荷側開關。這樣使開合的電流最小,萬一發生操作失誤,可以將影響面降到最小。

(4)隔離開關與斷路器串聯時,隔離開關應先合后分。隔離開關與斷路器并聯時,隔離開關應先分后合,隔離開關無論是分閘還是合閘都是在斷路器閉合狀態下進行,從而保證了隔離開關不帶負荷操作。

(5)隔離開關帶接地刀閘時,送電時應先斷接地閘刀,后合主刀閘;停電時應先斷主刀閘,后合接地刀。否則造成接地短路。

第五章【電氣主接線】第1節【電氣主接線概述】01八、變電所的類型

第五章【電氣主接線】第2節【常見電氣主接線】01一、橋形接線

1.概述

2.內橋接線

3.外橋接線

4.雙斷路器橋型接線

當只有兩臺主變壓器和兩條電源進線線路時,可以采用如圖5-2所示的接線方式。這種接線稱為橋式接線。

第五章【電氣主接線】第2節【常見電氣主接線】01二、單母線接線

1.單母線接線

種接線的優點是接線簡單,投資少;操作方便,容易擴建。缺點如下:檢修母線或母線隔離開關,全廠(所)停電;(2)母線或母線隔離開關故障,全廠(所)停電;(3)檢修出線斷路器,該回路停電。因此,這種接線只適用于小容量和用戶對供電可靠性要求不高的發電廠或變電所中。為了克服以上缺點,可采用母線分段和加旁路母線的措施。因此,這種接線只適用于小容量和用戶對供電可靠性要求不高的發電廠或變電所中。為了克服以上缺點,可采用母線分段和加旁路母線的措施。

第五章【電氣主接線】第2節【常見電氣主接線】012.單母線分段接線(1)單母線隔離開關分段接線

二、單母線接線

(2)單母線斷路器分段接線

第五章【電氣主接線】第2節【常見電氣主接線】01(3)單母線帶旁路母線接線

(4)單母線帶旁路母線分段接線

第五章【電氣主接線】第2節【常見電氣主接線】01三、單元接線

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第六章【成套配電裝置】第1節【配電裝置概述】01一、概述配電裝置應滿足的基本要求是:

(1)設計應符合國家技術經濟政策,滿足有關規程要求。

(2)設備選擇合理,技術性能可靠。

(3)布置整齊、清晰、有足夠的安全距離保證人身和設備安全,操作、巡視、檢修方便。

(4)在保證安全、可靠的條件下,力求降低造價,減少工程量和占地面積。

(5)留有發展擴建的余地。

第六章【成套配電裝置】第1節【配電裝置概述】01配電裝置的各種結構尺寸,是綜合考慮到設備外形尺寸、檢修維護和搬運的安全距離、電氣絕緣距離等因素決定的。各種間隔距離中最基本的是空氣中不同相的帶電部分之間或各帶電部分對接地部分之間的空間最小安全凈距,在國家標準中稱為A值。在此距離下,無論是處于正常或最高工作電壓之下,或處于內

外過電壓下,空氣間隙均不致被擊穿。二、配電裝置的最小安全凈距第六章【成套配電裝置】第1節【配電裝置概述】01二、配電裝置的最小安全凈距第六章【成套配電裝置】第1節【配電裝置概述】01（二）第六章【成套配電裝置】第1節【配電裝置概述】01（三）第六章【成套配電裝置】第2節【GIS組合電器】01一、概述

GIS是由斷路器、隔離開關、接地開關、互感器、避雷器、母線、連接件等單元,封閉在接地的金屬體內組成,其內部充有一定壓力并有優異滅弧和絕緣能力的SF6氣體。由于GIS既封閉又組合,故占地面積小,占用空間少,基本不受外界環境影響,不產生噪聲和無線電干擾,運行安全可靠,且維護工作量少,在城網建設和改造工程中,得到廣泛的應用。它的突出優點是:

(1)最大限度地縮小整套配電裝置的占地面積和空間體積,結構十分緊湊。(110~220)kVGIS占地面積僅為敞開式變電站(AIS)的1/10,這在人口高度集中的大都市和密集的負荷中心,顯得更為重要。

(2)全封閉的電器結構,不受污染、雨雷、塵沙及鹽霧等各種惡劣自然環境條件的影響,減少了設備事故的可能性,特別適合工業污染和氣候惡劣以及高海拔地區。

(3)安裝方便。因GIS已向三相共箱化、復合化和智能化方向發展,一般由整件或若干單元組成,可大大縮短安裝工期。

第六章【成套配電裝置】第2節【GIS組合電器】01二、地鐵變電所GIS結構

1.中壓圓筒形GIS

第六章【成套配電裝置】第2節【GIS組合電器】01二、地鐵變電所GIS結構

2.中壓柜型GIS開關柜工作狀態第六章【成套配電裝置】第2節【GIS組合電器】01二、地鐵變電所GIS結構

3.中壓柜型GIS開關柜結構

第六章【成套配電裝置】第2節【GIS組合電器】01二、地鐵變電所GIS結構

4.中壓柜型GIS柜頂插接式母線

第六章【成套配電裝置】第2節【GIS組合電器】01二、地鐵變電所GIS結構

5.中壓柜型GIS開關柜的一次接線方案

第六章【成套配電裝置】第2節【GIS組合電器】01二、地鐵變電所GIS結構

6.中壓柜型GIS出線柜的內部結構示意圖

第六章【成套配電裝置】第2節【GIS組合電器】01二、地鐵變電所GIS結構

7.中壓柜型GIS進線柜的內部結構示意圖

第六章【成套配電裝置】第2節【GIS組合電器】01三、GIS開關柜運行管理

1.SF6氣體管理

(1)壓力(密度)管理

(2)水分管理

(3)純度管理

2.對開關柜內各主元件,如斷路器、負荷開關、熔斷器、隔離開關、接地開關、避雷器、互感器等仍需按各自特性進行巡視檢查。

3.各測控、保護裝置除各自運行良好外,還需保證與SCADA系統通信正常。

4.開關柜巡視的一般檢查項目。THANKS城市軌道交通供變電技術

第六章【成套配電裝置】第3節【AIS組合電器】01一、固定式高壓開關柜

固定式高壓開關柜的柜內所有電器部件(包括其主要設備如斷路器、互感器和避雷器等)都固定安裝在不能移動的臺架上。固定式開關柜具有構造簡單,制造成本低,安裝方便等優點;但內部主要設備發生故障或需要檢修時,必須中斷供電,直到故障消失或檢修結束后才能恢復供電,因此固定式高壓開關柜一般用在企業的中小型變配電所和負荷不是很重要的場所。

第六章【成套配電裝置】第3節【AIS組合電器】01一、固定式高壓開關柜

高壓環網柜是為適應高壓環形電網的運行要求設計的一種專用開關柜。高壓環網柜主要采用負荷開關和熔斷器的組合方式,正常電路通斷操作由負荷開關實現。而短路保護由具有高分斷能力的熔斷器來完成。這種負荷開關加熔斷器的組合柜與采用斷路器的高壓開關柜相比,體積和重量都明顯減少,價格也便宜很多。

1.HXGN系列固定式高壓環網柜

第六章【成套配電裝置】第3節【AIS組合電器】01一、固定式高壓開關柜

1.HXGN系列固定式高壓環網柜

第六章【成套配電裝置】第3節【AIS組合電器】01一、固定式高壓開關柜

2.XGN系列的箱型固定式金屬封閉高壓開關柜

第六章【成套配電裝置】第3節【AIS組合電器】01二、手車式(移開式)高壓開關柜

1.KYN系列金屬鎧裝移開式高壓開關柜

第六章【成套配電裝置】第3節【AI