供供 電電 技技 術(shù)術(shù) 2009.9第三講第三講1 2-3 2-3 用戶變電所用戶變電所 一。變電所的作用與組成一。變電所的作用與組成企業(yè)供電系統(tǒng)是由外部送電線路提供電能的，用戶變電所的作用企業(yè)供電系統(tǒng)是由外部送電線路提供電能的，用戶變電所的作用就是向用戶分配電能。就是向用戶分配電能。電壓水平的計算和變壓器分接頭選擇；電壓水平的計算和變壓器分接頭選擇；導(dǎo)線和電纜截面構(gòu)選擇；導(dǎo)線和電纜截面構(gòu)選擇；供電電源的數(shù)量和容量的確定；供電電源的數(shù)量和容量的確定；網(wǎng)路的電壓和結(jié)線方式的選擇；網(wǎng)路的電壓和結(jié)線方式的選擇；用戶變電所是由企業(yè)總降壓變壓器，企業(yè)內(nèi)部高低壓網(wǎng)路和用戶變電所是由企業(yè)總降壓變壓器，企業(yè)內(nèi)部高低壓網(wǎng)路和車間變電站所組成。車間變電站所組成。實際上根據(jù)企業(yè)大小并非所用戶實際上根據(jù)企業(yè)大小并非所用戶的供電系統(tǒng)是統(tǒng)一模式。的供電系統(tǒng)是統(tǒng)一模式。求得計算負(fù)荷后需要解決以下問題：求得計算負(fù)荷后需要解決以下問題：2企業(yè)供電系統(tǒng)的外部送電線路企業(yè)供電系統(tǒng)的外部送電線路：這是企業(yè)與電力系統(tǒng)相聯(lián)絡(luò)的高壓進(jìn)線，從電力系統(tǒng)受電，向這是企業(yè)與電力系統(tǒng)相聯(lián)絡(luò)的高壓進(jìn)線，從電力系統(tǒng)受電，向企業(yè)總降壓變壓器供電。電壓范圍：企業(yè)總降壓變壓器供電。電壓范圍：6 6110KV110KV。低壓配電網(wǎng)路：低壓配電網(wǎng)路：從車間變電站以從車間變電站以380/220V380/220V的電壓向各車間各用電設(shè)備供電的電壓向各車間各用電設(shè)備供電.企業(yè)內(nèi)部高壓網(wǎng)路企業(yè)內(nèi)部高壓網(wǎng)路經(jīng)過一次降壓，以經(jīng)過一次降壓，以610KV610KV電壓向車間變電站或高壓設(shè)備供電電壓向車間變電站或高壓設(shè)備供電.31 1?？偨祲鹤儔浩鳌？偨祲鹤儔浩?進(jìn)線為高壓進(jìn)線為高壓,用電設(shè)備絕大多數(shù)為低壓用電設(shè)備絕大多數(shù)為低壓,必須通過變壓器降壓必須通過變壓器降壓.變壓器降壓程式變壓器降壓程式:來自電網(wǎng)的電壓（若跨越省市地區(qū)的）通常為來自電網(wǎng)的電壓（若跨越省市地區(qū)的）通常為3535100kV,100kV,（若市區(qū)內(nèi)部的）通常為（若市區(qū)內(nèi)部的）通常為6 610kV.10kV.2.2.高低壓開關(guān)高低壓開關(guān)用以電能控制與分配以及監(jiān)視與保護(hù)用以電能控制與分配以及監(jiān)視與保護(hù).4工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)與電力系統(tǒng)比較其特點(diǎn)是供電范圍小，配電距工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)與電力系統(tǒng)比較其特點(diǎn)是供電范圍小，配電距離短，輸送容量小，但電網(wǎng)概念很相似，計算方法也相似。離短，輸送容量小，但電網(wǎng)概念很相似，計算方法也相似。工業(yè)企業(yè)電力網(wǎng)絡(luò)的基本要求工業(yè)企業(yè)電力網(wǎng)絡(luò)的基本要求:其他其他配電系統(tǒng)既要考慮正常生產(chǎn)時配電系統(tǒng)既要考慮正常生產(chǎn)時的負(fù)荷分配的負(fù)荷分配,也要考慮檢修和檢也要考慮檢修和檢查事故時的的負(fù)荷分配查事故時的的負(fù)荷分配.運(yùn)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)盡量簡化電力網(wǎng)絡(luò)的結(jié)線盡量簡化電力網(wǎng)絡(luò)的結(jié)線,減少減少供電層次供電層次.操作簡便操作簡便,運(yùn)行安全靈活運(yùn)行安全靈活不間斷供電的可靠程度不間斷供電的可靠程度.根據(jù)根據(jù)不同電荷級別進(jìn)行投入不同電荷級別進(jìn)行投入.供電可靠性供電可靠性在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的前提下在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的前提下,應(yīng)應(yīng)盡量采用高壓線深入負(fù)荷中心盡量采用高壓線深入負(fù)荷中心.工廠變電所是企業(yè)供電的核心工廠變電所是企業(yè)供電的核心,是否需要建立總降壓變電所和是否需要建立總降壓變電所和配電所和建立變電所的數(shù)量取決于外部電源到工廠的距離配電所和建立變電所的數(shù)量取決于外部電源到工廠的距離,工廠工廠總負(fù)荷和車間的分布情況總負(fù)荷和車間的分布情況,各自相對位置各自相對位置.5 二二.變電所的設(shè)置變電所的設(shè)置 1.1.總降壓變電所和總配電所總降壓變電所和總配電所如果負(fù)荷不大的小型企業(yè)可將總配電所與某個車間變電所合并如果負(fù)荷不大的小型企業(yè)可將總配電所與某個車間變電所合并擴(kuò)充為變配電所。擴(kuò)充為變配電所。進(jìn)線電壓為進(jìn)線電壓為35kV35kV以上以上,一般考慮設(shè)置變電所一般考慮設(shè)置變電所;如果廠內(nèi)沒有高壓如果廠內(nèi)沒有高壓設(shè)備設(shè)備,可以不設(shè)置總降壓變電所。采用可以不設(shè)置總降壓變電所。采用35/0.4kV35/0.4kV變壓器直接供電。變壓器直接供電。變電所用戶供電系統(tǒng)的核心變電所用戶供電系統(tǒng)的核心,變電所的設(shè)置取決于企業(yè)廠房變電所的設(shè)置取決于企業(yè)廠房的布局的布局,負(fù)荷分布負(fù)荷分布,相對位置等因素相對位置等因素.可以設(shè)置可以設(shè)置1 12 2臺變壓器臺變壓器 進(jìn)線電壓為進(jìn)線電壓為1010（6 6）kVkV以上以上,一般考慮設(shè)置變電所一般考慮設(shè)置變電所;如果廠內(nèi)有如果廠內(nèi)有多臺高壓設(shè)備多臺高壓設(shè)備,可以設(shè)置總配電所?？梢栽O(shè)置總配電所。思考思考:弄清變電與配電的區(qū)別弄清變電與配電的區(qū)別.62.2.車間變電所車間變電所(10(10或或6KV)6KV)是否要設(shè)置車間變電所主要取決于車間之間的距離是否要設(shè)置車間變電所主要取決于車間之間的距離,車間之間車間之間的聯(lián)動要求和經(jīng)濟(jì)效果的聯(lián)動要求和經(jīng)濟(jì)效果.車間負(fù)荷小時車間負(fù)荷小時:可以考慮合建一個車間變電所可以考慮合建一個車間變電所;車間負(fù)荷較大時車間負(fù)荷較大時:可以考慮建立獨(dú)立車間變電所可以考慮建立獨(dú)立車間變電所,連帶附近零散負(fù)荷連帶附近零散負(fù)荷;車間負(fù)荷很大時車間負(fù)荷很大時:可以考慮一個建立幾個車間變電所可以考慮一個建立幾個車間變電所.7三三.變電所位置的確定變電所位置的確定動力負(fù)荷動力負(fù)荷照明負(fù)荷照明負(fù)荷基本原則基本原則:接近負(fù)荷中心接近負(fù)荷中心,有色金屬材料消耗少有色金屬材料消耗少,線路電能損線路電能損耗少耗少,另外還適當(dāng)考慮周邊環(huán)境的影響另外還適當(dāng)考慮周邊環(huán)境的影響,進(jìn)出線進(jìn)出線,設(shè)備運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備運(yùn)輸?shù)姆奖惴奖?確定負(fù)荷中心的負(fù)荷指示圖確定負(fù)荷中心的負(fù)荷指示圖根據(jù)廠房布局根據(jù)廠房布局,列出負(fù)荷列出負(fù)荷位置位置,負(fù)荷容量負(fù)荷容量,負(fù)荷性負(fù)荷性質(zhì)質(zhì).1.1.總降壓變電所或總配電所總降壓變電所或總配電所8 根據(jù)不同電壓與負(fù)荷性質(zhì)根據(jù)不同電壓與負(fù)荷性質(zhì),按照負(fù)荷大小按照負(fù)荷大小,采用作圖比例表示負(fù)荷采用作圖比例表示負(fù)荷規(guī)模規(guī)模.有色金屬消耗的體積量有色金屬消耗的體積量:在全廠負(fù)荷分布圖上任選一個坐標(biāo)點(diǎn)在全廠負(fù)荷分布圖上任選一個坐標(biāo)點(diǎn)(x,y)(x,y)作為變電所位置作為變電所位置:負(fù)荷圓直徑負(fù)荷圓直徑:負(fù)荷圓的計算公式負(fù)荷圓的計算公式:9求求有色金屬消耗的體積量有色金屬消耗的體積量:令令:按上述公式計算出變電所位置按上述公式計算出變電所位置,有色金屬消耗最少有色金屬消耗最少,功率功率損耗最小損耗最小.10計算示例計算示例:已知已知,x,x1 1=0.42km,y=0.42km,y1 1=0.84km;=0.84km;x x2 2=0.96km,y=0.96km,y2 2=0.64km.=0.64km.求求:變電所的位置變電所的位置解解:將已知參數(shù)代入公式將已知參數(shù)代入公式:112.10(6)KV2.10(6)KV變電所變電所這類這類變電所的位置應(yīng)深入到低壓負(fù)荷中心變電所的位置應(yīng)深入到低壓負(fù)荷中心,故受到生產(chǎn)工藝和建故受到生產(chǎn)工藝和建筑的約束筑的約束,進(jìn)出線與運(yùn)輸?shù)谋憷赃M(jìn)出線與運(yùn)輸?shù)谋憷?有幾種類型有幾種類型:(1)(1)獨(dú)立變電所獨(dú)立變電所(2)(2)附設(shè)變電所附設(shè)變電所(3)(3)箱式變電所箱式變電所(4)(4)地下變電所地下變電所 缺點(diǎn)是投資大缺點(diǎn)是投資大,通風(fēng)不良通風(fēng)不良.但有利于防空但有利于防空.民用建筑多采用此方式民用建筑多采用此方式.常見于居民住宅區(qū)常見于居民住宅區(qū),廣場廣場,路燈等場合路燈等場合.優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):靈活靈活,體積小體積小,占用土地少占用土地少.在受到廠房限制在受到廠房限制,又力求接近負(fù)荷中心又力求接近負(fù)荷中心,而而利用廠房墻壁或鋼梁進(jìn)行設(shè)置利用廠房墻壁或鋼梁進(jìn)行設(shè)置.受到環(huán)境局限受到環(huán)境局限,負(fù)荷比較分散時考慮的方式負(fù)荷比較分散時考慮的方式.12四四.變壓器的選擇變壓器的選擇 變壓器的臺數(shù)變壓器的臺數(shù),變壓器的變壓器的過載能力和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行過載能力和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是變壓器的選是變壓器的選擇中需要棕合考慮范疇擇中需要棕合考慮范疇.(一一)變壓器的過載能力變壓器的過載能力 正常運(yùn)行時，變壓器負(fù)荷不應(yīng)超過額定容量。但是變壓器并非正常運(yùn)行時，變壓器負(fù)荷不應(yīng)超過額定容量。但是變壓器并非總是在最大允許的負(fù)荷下工作。在不下降壽命指標(biāo)時具有一定的總是在最大允許的負(fù)荷下工作。在不下降壽命指標(biāo)時具有一定的短期超負(fù)荷能力。短期超負(fù)荷能力。有兩種超負(fù)荷運(yùn)行現(xiàn)象。有兩種超負(fù)荷運(yùn)行現(xiàn)象。若在夏季最大運(yùn)行負(fù)荷小于變壓器額定容量若在夏季最大運(yùn)行負(fù)荷小于變壓器額定容量,每降低每降低1%,1%,則在則在冬季可過負(fù)荷冬季可過負(fù)荷1%.1%.但最大負(fù)荷但最大負(fù)荷15%15%。通常夏季處于低負(fù)荷運(yùn)行通常夏季處于低負(fù)荷運(yùn)行,冬季允許一定的過負(fù)荷運(yùn)行冬季允許一定的過負(fù)荷運(yùn)行.溫度是決定負(fù)荷大小的重要因素，因為溫升太高容易引起絕溫度是決定負(fù)荷大小的重要因素，因為溫升太高容易引起絕緣緣加速加速老化。老化。（1 1）正常過負(fù)荷）正常過負(fù)荷13日負(fù)荷曲線填充日負(fù)荷曲線填充系數(shù)系數(shù)最大負(fù)荷在下列持續(xù)時間下最大負(fù)荷在下列持續(xù)時間下,變壓器過負(fù)荷的百分?jǐn)?shù)變壓器過負(fù)荷的百分?jǐn)?shù)2h4h6h8h10h12h0.500.600.700.750.800.850.90282317.51411.584242015121073201712.5108.562161410874.5-12107.565.53-765432-表表2-22-2給出填充系數(shù)給出填充系數(shù),最大負(fù)荷持續(xù)時和允許過負(fù)荷百分比的關(guān)系。最大負(fù)荷持續(xù)時和允許過負(fù)荷百分比的關(guān)系。變壓器晝夜負(fù)荷而允許的過負(fù)荷是由變壓器日運(yùn)行負(fù)荷曲變壓器晝夜負(fù)荷而允許的過負(fù)荷是由變壓器日運(yùn)行負(fù)荷曲線的填充系數(shù)和最大負(fù)荷持續(xù)時數(shù)所決定。線的填充系數(shù)和最大負(fù)荷持續(xù)時數(shù)所決定。某臺變壓器最大負(fù)荷某臺變壓器最大負(fù)荷100KVA,100KVA,晝夜平均負(fù)荷為晝夜平均負(fù)荷為68 KVA,68 KVA,則填充則填充系數(shù)系數(shù)0.68(0.68(按按0.70.7查表查表).).變壓器可在超載變壓器可在超載17%17%情況下連續(xù)運(yùn)行情況下連續(xù)運(yùn)行2 2小時小時.14 下表給出變壓器允許的事故急救過負(fù)荷數(shù)值和時間表下表給出變壓器允許的事故急救過負(fù)荷數(shù)值和時間表3-33-3列出變列出變壓器允許的事故負(fù)荷數(shù)值與時間壓器允許的事故負(fù)荷數(shù)值與時間.(2)(2)事故急救過負(fù)荷事故急救過負(fù)荷變壓器正常過負(fù)荷情況下變壓器正常過負(fù)荷情況下,絕緣老化的自然損壞率的絕緣老化的自然損壞率的80%,80%,余量余量20%20%是為了滿足急救過負(fù)荷而儲備是為了滿足急救過負(fù)荷而儲備.當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生故障或并列運(yùn)行變當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生故障或并列運(yùn)行變壓器中一臺發(fā)生故障運(yùn)行時壓器中一臺發(fā)生故障運(yùn)行時,另運(yùn)行變壓器一臺可在另運(yùn)行變壓器一臺可在急救過負(fù)荷急救過負(fù)荷下下運(yùn)行一段時間運(yùn)行一段時間.自然循環(huán)油浸自然循環(huán)油浸式式過負(fù)荷百分?jǐn)?shù)過負(fù)荷百分?jǐn)?shù)306075100200過負(fù)荷時間過負(fù)荷時間/min1204520101.5 干式干式過負(fù)荷百分?jǐn)?shù)過負(fù)荷百分?jǐn)?shù)1020305060過負(fù)荷時間過負(fù)荷時間/min75604518515(二二)變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 磁損耗磁損耗:由于主磁通由于主磁通mm在變壓器在變壓器內(nèi)的有功和無功損耗內(nèi)的有功和無功損耗,mm僅與外加電壓有關(guān)與僅與外加電壓有關(guān)與負(fù)荷電流無關(guān)負(fù)荷電流無關(guān),所以磁損所以磁損耗是一個常數(shù)耗是一個常數(shù).電損耗電損耗:指負(fù)荷電流在變壓器繞組指負(fù)荷電流在變壓器繞組中產(chǎn)生有功功率損耗中產(chǎn)生有功功率損耗 P P和無功功率損耗和無功功率損耗 Q.Q.變壓器的功率損耗可歸納為磁損和電損變壓器的功率損耗可歸納為磁損和電損.電力變壓器的功率損耗概念電力變壓器的功率損耗概念變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件:有功損耗最小有功損耗最小(此時的電能損耗最小此時的電能損耗最小,運(yùn)行費(fèi)用最低運(yùn)行費(fèi)用最低).變壓器是變電所主要耗電設(shè)備變壓器是變電所主要耗電設(shè)備,當(dāng)變電所裝有兩臺以上變壓當(dāng)變電所裝有兩臺以上變壓器時器時,經(jīng)常需要投入或切換經(jīng)常需要投入或切換.那么變電所的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行性能就是指那么變電所的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行性能就是指變壓器的損耗最小的運(yùn)行方式變壓器的損耗最小的運(yùn)行方式.161.1.變壓器的臺數(shù)的選擇原則變壓器的臺數(shù)的選擇原則(1)(1)車間變電所車間變電所:#特殊場合可選用多臺變壓器特殊場合可選用多臺變壓器.如井下變電所遇到運(yùn)輸不如井下變電所遇到運(yùn)輸不方便方便,空間?？臻g。#當(dāng)車間負(fù)荷晝夜變化大向幾個負(fù)荷曲線差異明顯的車間供當(dāng)車間負(fù)荷晝夜變化大向幾個負(fù)荷曲線差異明顯的車間供電電,用一臺變壓器不經(jīng)濟(jì)用一臺變壓器不經(jīng)濟(jì).可以考慮采用兩個容量一大一小可以考慮采用兩個容量一大一小的采用兩個電源變壓器。的采用兩個電源變壓器。#如果車間一二級負(fù)荷比重大則如果車間一二級負(fù)荷比重大則必須必須采用兩個電源變壓器采用兩個電源變壓器,當(dāng)當(dāng)出現(xiàn)故障時可以通過聯(lián)絡(luò)線互相切換出現(xiàn)故障時可以通過聯(lián)絡(luò)線互相切換,保證不斷電保證不斷電.#一般生產(chǎn)車間盡可能用一臺變壓器一般生產(chǎn)車間盡可能用一臺變壓器.17(2)(2)企業(yè)總降壓變電所企業(yè)總降壓變電所:明備用明備用:每臺變壓器按每臺變壓器按100%100%負(fù)荷來選擇負(fù)荷來選擇,其中一臺工作其中一臺工作,另一臺備用另一臺備用.暗備用暗備用:正常運(yùn)行時正常運(yùn)行時,兩臺變壓器各承擔(dān)兩臺變壓器各承擔(dān)50%50%負(fù)荷但按負(fù)荷但按7080%7080%負(fù)荷計算負(fù)荷計算.(3)(3)兩個變壓器互為備用的方式兩個變壓器互為備用的方式企業(yè)大多數(shù)負(fù)荷為三級負(fù)荷企業(yè)大多數(shù)負(fù)荷為三級負(fù)荷,可裝設(shè)一臺變壓器可裝設(shè)一臺變壓器.如企業(yè)一二級負(fù)荷比重大如企業(yè)一二級負(fù)荷比重大,則必須采用兩個變壓器則必須采用兩個變壓器,以做備用以做備用,防防止一臺變壓器出事故或檢修時另一臺變壓器繼續(xù)承擔(dān)一二級負(fù)荷止一臺變壓器出事故或檢修時另一臺變壓器繼續(xù)承擔(dān)一二級負(fù)荷.分期建設(shè)的大型企業(yè)分期建設(shè)的大型企業(yè),存在會引起電網(wǎng)嚴(yán)重波動的設(shè)備可以增設(shè)存在會引起電網(wǎng)嚴(yán)重波動的設(shè)備可以增設(shè)專用變壓器專用變壓器,使得變壓器臺數(shù)增加使得變壓器臺數(shù)增加.182.2.變壓器的容量選擇變壓器的容量選擇 變壓器的額定容量是指在規(guī)定的環(huán)境溫度下變壓器的額定容量是指在規(guī)定的環(huán)境溫度下,露天裝設(shè)的變壓器露天裝設(shè)的變壓器在正常使用期限內(nèi)所能持續(xù)輸?shù)娜萘吭谡Ｊ褂闷谙迌?nèi)所能持續(xù)輸?shù)娜萘?Kv.A)(Kv.A)。根據(jù)國家根據(jù)國家(GB1094-79)(GB1094-79)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定國產(chǎn)變壓器的使用環(huán)境溫度標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定國產(chǎn)變壓器的使用環(huán)境溫度-3030+40,+40,使用壽命使用壽命2525年年.變壓器的使用壽命取決于絕緣的老化程變壓器的使用壽命取決于絕緣的老化程度度,這和環(huán)境溫度的變化以及負(fù)荷大小有密切關(guān)系這和環(huán)境溫度的變化以及負(fù)荷大小有密切關(guān)系.變壓器容量選擇首先滿足計算負(fù)荷下能長期可靠運(yùn)行變壓器容量選擇首先滿足計算負(fù)荷下能長期可靠運(yùn)行單臺變壓器單臺變壓器：兩臺并列運(yùn)行變壓器兩臺并列運(yùn)行變壓器：S SNTiNTi：變壓器額定容量；變壓器額定容量；ScSc1 1，Sc2Sc2：一級，二級負(fù)荷的計算：一級，二級負(fù)荷的計算 負(fù)荷。負(fù)荷。192-202-20某工廠某工廠35kV35kV總降壓變電所，擬選用兩臺等容量變壓器，已知總降壓變電所，擬選用兩臺等容量變壓器，已知工廠總計算負(fù)荷為工廠總計算負(fù)荷為5000KVA5000KVA，其中一，二級負(fù)荷容量為，其中一，二級負(fù)荷容量為3000KVA3000KVA，試選擇變壓器的容量。試選擇變壓器的容量。解：根據(jù)（解：根據(jù)（2-362-36）公式：）公式：其中，其中，ScSc1 1+Sc+Sc2 2=3000KVA=3000KVA在并列運(yùn)行時（暗備用）按全部最大容量的在并列運(yùn)行時（暗備用）按全部最大容量的70%70%來考慮，則來考慮，則選擇變壓器的容量：選擇變壓器的容量：所以每臺變壓器的容量：所以每臺變壓器的容量：5000*70%=3500KVA5000*70%=3500KVA，符合規(guī)定。，符合規(guī)定。20五五.變電所主要電氣設(shè)備及其作用變電所主要電氣設(shè)備及其作用 2 2。高壓開關(guān)的二次電氣設(shè)備：。高壓開關(guān)的二次電氣設(shè)備：包括開關(guān)的操作控制系統(tǒng)，繼電包括開關(guān)的操作控制系統(tǒng)，繼電器保護(hù)系統(tǒng)，測量與通信系統(tǒng)。器保護(hù)系統(tǒng)，測量與通信系統(tǒng)。為了便于維修，必須用配電開關(guān)為了便于維修，必須用配電開關(guān)把各饋出線用開關(guān)柜分列。把各饋出線用開關(guān)柜分列。（3 3）配置各用電設(shè)備的饋出線及相）配置各用電設(shè)備的饋出線及相 應(yīng)操作開關(guān)；應(yīng)操作開關(guān)；（2)2)操作安全操作安全,供電安全供電安全,設(shè)備安全設(shè)備安全;根據(jù)變電所的功能：根據(jù)變電所的功能：（1 1）靈活的負(fù)荷控制與配置；）靈活的負(fù)荷控制與配置；1 1。高電壓開關(guān)柜為變電所的主要一次電氣設(shè)備：。高電壓開關(guān)柜為變電所的主要一次電氣設(shè)備：變電所的電氣設(shè)備分為一次設(shè)備和二次設(shè)備。變電所的電氣設(shè)備分為一次設(shè)備和二次設(shè)備。21高壓開關(guān)是指用于電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、電能轉(zhuǎn)換和消耗高壓開關(guān)是指用于電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、電能轉(zhuǎn)換和消耗起通斷、控制或保護(hù)等作用起通斷、控制或保護(hù)等作用,主要包括高壓斷路器、隔離開關(guān)與接主要包括高壓斷路器、隔離開關(guān)與接地開關(guān)等地開關(guān)等.高壓自動重合與分段器，高壓操作機(jī)構(gòu)、高壓防爆配電高壓自動重合與分段器，高壓操作機(jī)構(gòu)、高壓防爆配電裝置和高壓開關(guān)柜等幾大類。裝置和高壓開關(guān)柜等幾大類。高壓斷路器高壓斷路器隔離開關(guān)隔離開關(guān)降壓變壓器降壓變壓器電流互感器電流互感器避雷器避雷器1.1.高壓開關(guān)柜高壓開關(guān)柜:22 關(guān)于電弧與滅弧關(guān)于電弧與滅弧 在了解開關(guān)電器的結(jié)構(gòu)和工作在了解開關(guān)電器的結(jié)構(gòu)和工作情況之前情況之前,首先來看看其是如何首先來看看其是如何產(chǎn)生和熄滅的。產(chǎn)生和熄滅的。作用：電弧是高溫高導(dǎo)電率的作用：電弧是高溫高導(dǎo)電率的游離氣體，它不僅對觸頭有很游離氣體，它不僅對觸頭有很大的破壞作用，而且使斷開電大的破壞作用，而且使斷開電路的時間延長。路的時間延長。產(chǎn)生：電弧當(dāng)用開關(guān)電器斷開電流時產(chǎn)生：電弧當(dāng)用開關(guān)電器斷開電流時,如果電路電壓不低于如果電路電壓不低于10201020伏伏,電流不小于電流不小于80100mA80100mA，電器的觸頭間便會產(chǎn)生電弧。，電器的觸頭間便會產(chǎn)生電弧。在兩極間產(chǎn)生強(qiáng)烈而持久的氣體放電現(xiàn)象在兩極間產(chǎn)生強(qiáng)烈而持久的氣體放電現(xiàn)象叫電弧。叫電弧。23開關(guān)觸頭分離時開關(guān)觸頭分離時,觸頭間距離很小觸頭間距離很小,電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度E E很高很高(E=U/d)(E=U/d)。當(dāng)。當(dāng)電場強(qiáng)度超過電場強(qiáng)度超過3 310106 6V/mV/m時時,陰極表面的電子就會被電場力拉出而形陰極表面的電子就會被電場力拉出而形成觸頭空間的自由電子。這種游離方式稱為強(qiáng)電場發(fā)射。成觸頭空間的自由電子。這種游離方式稱為強(qiáng)電場發(fā)射。觸頭間電弧燃燒的間隙稱為觸頭間電弧燃燒的間隙稱為弧隙弧隙。電弧形成后，弧隙間的高溫電弧形成后，弧隙間的高溫 使陰極表面的電子獲得足夠使陰極表面的電子獲得足夠 的能量而向外發(fā)射，形成熱的能量而向外發(fā)射，形成熱 電場發(fā)射。同時在高溫的作電場發(fā)射。同時在高溫的作 用下用下(電弧中心部分維持的電弧中心部分維持的 溫度可達(dá)溫度可達(dá)1000010000以上以上)。兩個電極在一定電壓下由氣態(tài)帶電粒子，如電子或離子，維持兩個電極在一定電壓下由氣態(tài)帶電粒子，如電子或離子，維持導(dǎo)電的現(xiàn)象。激發(fā)試樣產(chǎn)生光譜。導(dǎo)電的現(xiàn)象。激發(fā)試樣產(chǎn)生光譜。24氣體中性質(zhì)點(diǎn)的不規(guī)則熱運(yùn)動速度增加。當(dāng)有足夠動能的中性質(zhì)氣體中性質(zhì)點(diǎn)的不規(guī)則熱運(yùn)動速度增加。當(dāng)有足夠動能的中性質(zhì)點(diǎn)相互碰撞時點(diǎn)相互碰撞時,被游離形成電子和正離子被游離形成電子和正離子,該種現(xiàn)象稱為該種現(xiàn)象稱為熱游離熱游離。氣體電弧的電極之間有明亮的斑點(diǎn)，溫度足以將觸頭金屬氣體電弧的電極之間有明亮的斑點(diǎn)，溫度足以將觸頭金屬材料汽化，熱游離度大，電流密度大（材料汽化，熱游離度大，電流密度大（104A/cm2104A/cm2）。）。電位梯度分陰極區(qū)，陽極區(qū)，弧柱區(qū)。電位梯度分陰極區(qū)，陽極區(qū)，弧柱區(qū)。25危害危害：滅弧方法：滅弧方法：在開斷電路的瞬間（燃弧時間在在開斷電路的瞬間（燃弧時間在020ms020ms內(nèi)）將電內(nèi)）將電弧弧熄滅。主熄滅。主要目的是將能導(dǎo)電的弧柱間隙轉(zhuǎn)換為能耐壓的絕緣間隙。要目的是將能導(dǎo)電的弧柱間隙轉(zhuǎn)換為能耐壓的絕緣間隙。1 1。用機(jī)械的方法拉長電。用機(jī)械的方法拉長電弧弧2 2。用金屬片將電。用金屬片將電弧弧分割成分割成很多串聯(lián)的短很多串聯(lián)的短弧弧，提高冷，提高冷卻條件卻條件 非控制下產(chǎn)生的非控制下產(chǎn)生的電電弧弧對輸電系統(tǒng)對輸電系統(tǒng),配電系統(tǒng)配電系統(tǒng)以及以及電子設(shè)備電子設(shè)備造造成成損壞損壞。例如，在配。例如，在配電線路電線路中，中，開關(guān)觸點(diǎn)間產(chǎn)開關(guān)觸點(diǎn)間產(chǎn)生的生的電弧會融化電弧會融化開關(guān)觸點(diǎn)。開關(guān)觸點(diǎn)。因此在因此在電氣系統(tǒng)中力求電氣系統(tǒng)中力求防止，或者消除防止，或者消除電電弧弧。263 3。用磁場將電。用磁場將電弧弧趕到耐趕到耐弧弧材料中進(jìn)行冷卻；材料中進(jìn)行冷卻；4 4。借助外力，用高速流體吹。借助外力，用高速流體吹弧??；27(2)(2)高壓斷路器（開關(guān)）高壓斷路器（開關(guān)）常見的斷路器常見的斷路器:油斷路器油斷路器,空氣斷路器空氣斷路器,SF,SF6 6斷路器斷路器.正常運(yùn)行時用于通斷負(fù)荷電流正常運(yùn)行時用于通斷負(fù)荷電流,線路故障時線路故障時,用來切斷短路用來切斷短路電流電流.斷路器應(yīng)具備滅弧能力斷路器應(yīng)具備滅弧能力.少油斷路器少油斷路器:將滅弧室和觸頭安裝在瓷套等絕緣筒內(nèi)將滅弧室和觸頭安裝在瓷套等絕緣筒內(nèi).(a)(a)油斷路器油斷路器28(b)(b)空氣斷路器空氣斷路器在持有觸頭的滅弧室里利用噴口將外部的壓縮空氣約束成氣流在持有觸頭的滅弧室里利用噴口將外部的壓縮空氣約束成氣流,使之產(chǎn)生高速氣體使之產(chǎn)生高速氣體,在觸頭分離瞬間吹走電弧能量在觸頭分離瞬間吹走電弧能量.空氣斷路器的絕緣與開斷性能較好空氣斷路器的絕緣與開斷性能較好,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜但結(jié)構(gòu)復(fù)雜.29(c)(c)真空斷路器真空斷路器作為斷路器作為斷路器,用于發(fā)電機(jī)保護(hù)斷路器的特大容量真空斷路器（短用于發(fā)電機(jī)保護(hù)斷路器的特大容量真空斷路器（短路開斷電流高達(dá)路開斷電流高達(dá)636380kA80kA）,標(biāo)準(zhǔn)型真空斷路器（短路開斷電流標(biāo)準(zhǔn)型真空斷路器（短路開斷電流252550kA50kA）,經(jīng)濟(jì)型真空斷路器（經(jīng)濟(jì)型真空斷路器（161625kA25kA）,頻繁型真空斷路器頻繁型真空斷路器（操作次數(shù)（操作次數(shù)5 56 6萬次）萬次）。真空斷路器發(fā)展很快，的原因很多，但有兩條是基本的：真空斷路器發(fā)展很快，的原因很多，但有兩條是基本的：真空滅弧室技術(shù)的進(jìn)步；真空滅弧室技術(shù)的進(jìn)步；是操動機(jī)構(gòu)技術(shù)的進(jìn)步。是操動機(jī)構(gòu)技術(shù)的進(jìn)步。真空滅弧室是真空斷路器的心臟。真空滅弧室是真空斷路器的心臟。觸頭材料從觸頭材料從CuBiCuBi轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成CuCrCuCr，提高了，提高了開斷能力，并降低了截流值，同時磁開斷能力，并降低了截流值，同時磁場從橫磁場轉(zhuǎn)向縱磁場，提高了開斷場從橫磁場轉(zhuǎn)向縱磁場，提高了開斷能力，減少了觸頭的燒損。能力，減少了觸頭的燒損。30(c)SF(c)SF6 6斷路器斷路器利用六氟化硫利用六氟化硫 (SF6)SF6)氣體作為滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)的一種斷路氣體作為滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)的一種斷路器。簡稱器。簡稱 SF6SF6斷路器。斷路器。六氟化硫用作斷路器中滅弧介質(zhì)始于六氟化硫用作斷路器中滅弧介質(zhì)始于2020世紀(jì)世紀(jì)5050年代初。由于這年代初。由于這種氣體的優(yōu)異特性，使這種斷路器單斷口在電壓和電流參數(shù)方面種氣體的優(yōu)異特性，使這種斷路器單斷口在電壓和電流參數(shù)方面大大高于壓縮空氣斷路器和油斷路器。大大高于壓縮空氣斷路器和油斷路器。在在60607070年代年代,SF6,SF6斷路器已斷路器已廣泛用于超高壓大容量廣泛用于超高壓大容量電力電力系統(tǒng)系統(tǒng)中。中。8080年代初已研制成年代初已研制成功功363363千伏單斷口、千伏單斷口、550550千伏千伏雙斷口和額定開斷電流達(dá)雙斷口和額定開斷電流達(dá)8080、100 100 千安的千安的SF6SF6斷路器。斷路器。31(2)(2)負(fù)荷開關(guān)負(fù)荷開關(guān):負(fù)荷開關(guān)負(fù)荷開關(guān),顧名思義就是能切斷負(fù)荷電流的開關(guān)顧名思義就是能切斷負(fù)荷電流的開關(guān),要區(qū)別于高壓斷要區(qū)別于高壓斷路器，負(fù)荷開關(guān)沒有滅弧能力路器，負(fù)荷開關(guān)沒有滅弧能