第3章输变电系统

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1、回顾：火力发电厂的生产过程三大系统：燃烧系统、汽水系统和电气系统。第三章 输变电系统皖西学院机械与电子工程学院卢承领 主要内容 一次系统和一次设备的基本概念；一次设备的类型；简述母线、断路器、隔离开关、输电线路、TA、TV等一次设备； 各类电气主接线的接线方式、运行特点、检修特点、适用场合（注意各类主接线之间的比较）；（本章重点） 配电装置的基本概念及分类，安全净距的概念及ABCDE值简介；保护接地的基本概念、实现原理及分类。变电站和输电线路包括 变换电压的设备：如变压器。 接通和开断电路的开关电器：如断路器，隔离开关，熔断器等。 防御过电压，限制故障电流的电器：如避雷器、避雷针、避雷线、电抗

2、器。 无功补偿设备：如电力电容器，同步调相机，静止补偿器。 载流导体：如母线，引线，电缆，架空线。 接地装置；如变压器中性点接地、设备外壳接地、防雷接地等。 电气主接线 发电厂和变电所中的一次设备，按照一定规律连接而成的电路，也称电气一次接线或一次系统。 第一节第一节 输变电系统概述输变电系统概述 输电线路第二节第二节 输变电设备输变电设备 架空线路 电缆线路 架空线路主要由导线（一般为钢芯铝绞线）、杆塔、绝缘瓷瓶和线路金具等基本元件组成。 优点： 1）设备简单，造价低。 2）露置空中，易于检修和维护。 3）利用空气绝缘，建造比较容易。 缺点： 1）侵占地面位置，有碍交通。 2）易受环境影响、

3、安全可靠性较差。 3）影响厂区美化 。为了防雷，有些架空线还架设有避雷线。电缆线路 电缆线路与架空线路相比，具有运行可靠，不易受外界影响，不占地面的优点，但同时也具有投资大，敷设维修困难，难于发现和排除故障的缺点。1.电缆的结构电缆主要由导体、绝缘层、护套层和铠装层组成电缆线路由电力电缆和电缆头(包括电缆中间接头和电缆终端头)组成。开关电器是断开或接通电路的电气设备总称开关电器是断开或接通电路的电气设备总称按功能可划分为以下几类（1）仅用于断开或闭合正常正常工作电流的开关电器，如负荷开关，接触器等（2）仅用于断开过负荷过负荷或短路短路电流的开关电器，如熔断器（3）用于断开断开或闭合闭合正常工作

4、电流、短路电流短路电流的开关电器，如交流断路器、直流断路器、低压制动空气断路器等 (4) 不要求断开或闭合电流，只用于检修检修时隔离电压的开关电器，如隔离开关 开关电器高压断路器（circuit-breaker）是带有强力灭弧装置的高压开关设备，是供配电系统中重要的开关设备，它能够开断和闭合正常线路与故障线路，主要用于供配电系统发生故障时与保护装置配合自动切断系统的短路电流。 高压断路器通常按照灭弧介质分类，主要有: 油断路器 真空断路器 SF6（六氟化硫）断路器高压断路器高压断路器(QF)(QF)SN-10SN-10型高压少油断路器型高压少油断路器一相油箱内部结构一相油箱内部结构SN10-1

5、0型断路器 开关电器高压断路器（高压断路器（ QF ）的）的多断口断路器多断口断路器 多断口断路器，由于各个断口间及对地的杂散电容，使得各断口在开断位置的电压及在开断过程中的恢复电压分配不均匀，从而使得各断口的工作条件及开断负担不同，从而降低了整台断路器的开断性能。 解决方法：解决方法：在各断口上并联一个比杂散电容大得多的电容器，使各断口上的电压分配均匀，以提高断路器的开断能力，所以断口并联电容器叫做均匀电容器断路器开断断路器开断 断路器合闸与有潜伏性故障的线路合闸与有潜伏性故障的线路时，要经历一个先合后跳的操作循环，此时，只有断路器的额定关合电流大于短路冲击电流短路冲击电流，才能可靠的开断

6、额定关合电流是为了保证断路器在关合短路电流时的安全，断路器的额定关合电流不应小于短路冲击电流ish 1.高压断路器一般采用多端口结构，通常在每个断口并联电容C，并联电容的作用（ ） A.使弧隙电压的恢复过程由周期性变为非周期性 B.使得电压能均匀地分布在每个断口上 C.可以增大介质强度的恢复速度 D.可以限制系统中的操作过电压 2.为了使断路器各断口上的电压分布接近相等，常在断路器多断口上加装（ ） A.并联电抗B.并联电容C.并联电阻D.并联辅助断口 3.为了保证断路器在关合短路电流时的安全性，其关合电流满足条件（ ） A.应不小于短路冲击电流 B.应不大于短路冲击电流 C.只需大于长期工作

7、电流 D.只需大于通过断路器的短路稳态电流 开关电器高压断路器（高压断路器（ QF ）的基本参数）的基本参数（1）额定电压UN额定电流IN（2）额定开断电流Inbr：额定电压下能正常开断的最大短路电流最大短路电流称为额定开断电流，它表征断路器的开断能力。（3）全开断时间tab 断路器从接到分闸命令起到电弧熄灭的时间为全开断时间。全开断时间=固有分闸时间+电弧燃烧时间（4）合闸时间ton 断路器从接到合闸命令起到主触头刚接触为止的时间 （5）额定动稳定电流（峰值）ies、它表明断路器能承受短路电流电动力作用的能力，此电流又称极限通过电流. （6）热稳定电流It 它表明断路器承受短路电流热效应的能

8、力（7）自动重合闸性能： 互感器互感器包括电流互感器（TA）和电压互感器（TV）21一、电流互感器一、电流互感器 1铁心铁心 2一次绕组一次绕组 3二次绕组二次绕组电流互感器的基本结构原理图电流互感器的基本结构原理图结构特点结构特点一次绕组匝数很少一次绕组匝数很少，而且而且一次绕组导体相当粗一次绕组导体相当粗二次绕组匝数很多，导二次绕组匝数很多，导体较细。体较细。电流互感器的一次电流电流互感器的一次电流I I1 1与其二次电流与其二次电流I I2 2之间之间有下列关系：有下列关系：21221iNIIK IN12)00(12021021/1211221IIIIIIIIIIIiiiNNi即用kkk

9、NNNNNIIk1）电流互感器原理分析）电流互感器原理分析存在数值误差和相位误差。(%)100112IIIkfii 电流互感器运行特点：二次绕组不能开路（电流互感器外壳接地）运行特点：二次绕组不能开路（电流互感器外壳接地）二次接线：单相接线；星形接线；不完全星形接线二次接线：单相接线；星形接线；不完全星形接线A BCAK2K1L1L2ABCAAAABCAwhIaIcIb教材有误 电流互感器电流互感器二次绕组在运行时，（ ）A.允许短路不允许开路 B.允许开路不允许短路C.不允许短路不允许开路 D.允许短路也允许开路25电压互感器电压互感器电压互感器的基本结构原理和接线方案1铁心铁心 2一次绕组

10、一次绕组 3二次绕组二次绕组电压互感器的基本结构原理图电压互感器的基本结构原理图电压互感器的一次电压电压互感器的一次电压U U1 1与与二次电压二次电压U U2 2之间有下列关系：之间有下列关系：11222uNUUK UN2）电压互感器原理分析）电压互感器原理分析122)(2211)(1/2211212121UUIUEEIUuNNu即用KjXRjXREENNUUK存在数值误差和相位误差。(%)100212UUUKfuu 电压互感器 运行特点：二次绕组不能短路二次绕组不能短路 接线方式：rdF1LTVZ2lC1C2至通信设备CU1UC2U3U2电磁式电压互感器接线图电容式电压互感器原理接线图一、

11、电力系统接线和输变电网络接线 电力系统接线 地理接线图：表明各发电厂、变电所的相对地理位置和它们之间的联接关系 电气接线图：表明电力系统中各主要元部件之间和厂所之间的电气联接关系 输变电网络接线 无备用：单回路放射式、干线式和链式网络等，每一负荷只能靠一条线路获得电能，又称开式网络。 有备用：双回路式、单环式、双环式和两端供电式等，每一个负荷点至少可以通过两条线路从不同方向取得电能，又称闭式网络。第二节第二节 电气一次接线电气一次接线二、电气主接线的基本接线形式 有汇流母线：单母线、单母线分段，双母线，双母线分段；增设旁路母线或旁路隔离开关，一倍半（3/2）断路器接线，变压器母线组接线等。 无