1、第五章 变配电设备安全,概述,第一节 电力用户变配电系统,第二节 配电变压器,第三节 互感器,第四节 高压电器,第五节 继电保护,第六节 变配电所的运行管理,概 述,变配电所担负着从电力系统受电、变压和配电的任务，是企、事业单位供电系统的枢纽。因此，变配电所一旦发生事故将带来重大损失。再则，变配电所装有大量高压设备和低压设备，而且密集度很高，安全问题比较突出。这使得保证变配电设备的安全运行有着特别重要的意义。,第一节 电力用户变配电系统,一、电力系统、电力网的概念,二、用户变配电系统,三、变配电所组成,四、变配电所的安全、技术要求,一、电力系统、电力网的概念,由发电机、升（降）压变压器、输配电2、线路以及用电设备有机地连接起来的整体，称为电力系统。供电可靠性，供电质量合格，安全、经济、合理性，及运行调度的灵活性是对电力系统的基本要求。,在电力系统中，连接各种电压等级的输电线路、各种类型的变、配电所及用户的电缆和架空线路构成的输、配电网络称为电力网。,一、电力系统、电力网的概念,在电力网中，运行的发电机为星形接线时以及在电网中作为供电电源的电力变压器三相绕组为星形接线，我们把三相绕组尾端连接在一起的公共连接点称为中性点，电力网的中性点就是指这些设备中性点的总称。在电力系统中，电力网中性点的接地方式可分为两大类：中性点直接接地的系统称为大电流接地系统；中性点不接地和经消弧线圈接地系统，称为3、小电流接地系统。我国 3-10kv 系统，大多采用中性点不接地运行方式。3-10kV 系统，当单相接地电流大于 30A 时，或者 20kV 及以上系统，当单相接地电流大于 10A 时，采用中性点经消弧线圈接地的运行方式。110kV 及以上系统一般采用中性点直接接地的运行方式。,一、电力系统、电力网的概念,对380/22V低压配电网络，视具体情况采用10kV配电变压器低压侧中性点直接接地，配电变压器低压侧中性点不接地或经高阻抗接地三种运行方式。一般采用中性点直接接地的三相四线制和三相五线制的系统。,中性点的运行方式不同，系统的技术特性和工作条件也不同，因而对运行的可靠性，设备的绝缘及其保护措施的4、影响和要求也不同。系统运行方式是关系到系统的经济和技术等方面的性能并且是由多种因素决定的综合问题。,一、电力系统、电力网的概念,根据我国实际供电水平及用电设备对供电可靠性的要求，用电负荷可分三级。（）一级负荷。突然停电将会造成爆炸、火灾、中毒等导致人身伤亡危险或重大设备损坏且长期难以修复，给国民经济带来重大损失的用电负荷。(2）二级负荷。突然停电将会产生大量废品，大量原材料报废或打乱复杂生产过程，造成大量减产，或将会发生重大设备损坏事故，给国民经济造成较大损失，以及人员密集的重要公共场所的用电负荷。(3）三级负荷。突然停电后影响不大，以及所有不属于一级和二级负荷的其他用电负荷。,一、电力系统、5、电力网的概念,一级负荷要求供电系统无论是正常运行还是发生事故都应保证连续供电。因此，应由两个独立的电源供电，并按生产的需要和允许停电的时间，采用双电源互相自动或手动切换的电气接线方式，或采用双电源分组同时供电的电气接线方式。如果一级负荷不大时，可采用自备发电机等设备作为第二电源。对于二级负荷应由双回路供电。当采用双回路有困难时（如在边远地区），则允许采用专用架空线供电。对于三级负荷则无特殊的供电要求。,二、用户变配电系统,电力用户的变配电系统均处于电力系统中的后段部位，它们犹如人体内众多的分支血管与毛细血管那样，是整个电力系统不可缺少的组成部分。若发电厂以及公用电力网的运行安全可靠，则显然能提6、高对工厂供电的可靠性并提供合格的电力。反之，如果工厂企业内部供用电不够安全，电气事故频发，势必将影响或危及电力系统的正常运行与安全稳定。,用户供电系统中，变电所的作用是接受电能、变换电压和分配电能；而配电所的作用是接受电能和分配电能。两者的区别主要是变电所设有电力变压器，可实行电压变换；配电所则无此设备与功能。实用中，为节省占地和投资，常将变、配电设备设计并安装在同一设施内，故常统称为变配电所。,二、用户变配电系统,1、供电方式及电压确定,供电企业对申请用电的用户提供的供电方式，应从供用电的安全、经济、合理和便于管理出发，依据国家的有关政策和规定、电网的规划、用电需求以及当地供电条件等因素，进7、行技术经济比较，与用户协商确定，原则上对用户用电设备容量在 100kW 及以下或需用变压容器容量在 50kVA 及以下者，可采用低压三相四线制供电，超过上述容量界限的以及特殊情况的，应以高压供电方式。对距离发电厂较近的用户，可采用发电厂直配电供电方式。,二、用户变配电系统,1、供电方式及电压确定,当电力用户需要备用、保安电源时，按用电负荷重要性、用电容量和供电的可靠性，供用双方协商确定。供电企业向有重要负荷的用电单位提供的保安电源，应符合独立电源条件。有重要负荷的用户在取得供电企业供给的保安电源的同时，还应有非电性质的应急措施，以满足安全的需要。,二、用户变配电系统,2、变配电所的主接线形式,8、主接线是指由变配电所的一次设备，即与电力网直接连接的主要高压电气设备组成的主电路接线关系。主接线应根据电压等级、用电负荷的性质等情况，从安全经济和便于运行维护的角度合理选定主接线的形式。变配电所常用的主接线形式有下列几种：,二、用户变配电系统,2、变配电所的主接线形式,(l）线路变压器组式接线。对于中小容量的用户变电所，一般不设母线，采用图 5-1 所示的线路变压器组主接线。这种主接线系统主要特点有：接线简单，使用设备少；投资省，维护简单，操作方便；检修时需要全部停电。,二、用户变配电系统,2、变配电所的主接线形式,(2）单母线式主接线。对于单路供电和双路供电出线回路不多的用户变电所，常采用单9、母线式接线。双电源供电的出线回路较多的，可选用母线分段方式。如图 5 一 2 所示，这种接线的主要特点是接线简单，操作方便、投资省。,二、用户变配电系统,2、变配电所的主接线形式,(3）单母线带旁路主接线。对于出线回路较多的变、配电所常采用单母线加旁路母线的接线方式，如图 5 一 3 所示。这种主接线的特点有：出线断路器故障时，可不停负荷进行检修；供电可靠，运行灵活；适用于出线回路较多的变电所。,二、用户变配电系统,2、变配电所的主接线形式,(4）桥式接线。在电力系统中；对 35kV 及以上的变电所，为节省投资，可采用内桥式接线和外桥式接线，分别如图 5-4和图 5 一 5 所示。,二、用户变10、配电系统,2、变配电所的主接线形式,(5）双母线式主接线。双母线式主接线适用于电力系统中的枢纽变电所和一类负荷的用户，如图 5 一 6 所示。这种主接的特点有：供电容量大；可用于供电回路多的电站；供电可靠性高；运行灵活性大；投资高，操作复杂；占地面积和建设面积大。因此，对用户来说。多用于受电电压 110kV 及以上的变电所。,二、用户变配电系统,3、用户配电系统的基本接线,用户配电系统的基本接线方式有放射式、树干式和环式三种，究竟采用哪种接线方式，要根据负荷对供电可靠性的要求、投资大小、运行维护是否方便以及长远规划等因素，经综合技术经济分析后确定。,二、用户变配电系统,3、用户配电系统的基本接11、线,(1）放射式线路。如图 5 一 7 和图 5 一 8 所示，放射式线路就是从总变配电所的 10kV 母线上直接向车间变配电所或高压用电设备供电，沿线不再接其他负荷。这种配线方式的主要特点有：线路敷设和保护装置简单。操作维护方便，易于实现配电自动化。高压设备多，投资大；供电可靠性不高。,二、用户变配电系统,3、用户配电系统的基本接线,为了提高供电可靠性，可采用双回路放射式线路和具有公共备用线的放射式线路，如图 5 一 9 所示。,二、用户变配电系统,3、用户配电系统的基本接线,(2）树干式线路。是指线路分布像树干一样，既有主干配线，又有分支配线。对于配电线路较长，供电范围大，负荷等级为 级以12、下的用电负荷常采用此类配线方式，如图 5 一 10 和图 5 一 11 所示。这种配线方式的主要特点有：高压电气设备少，投资省；运行可靠性相对较低，检修或故障会造成大面积停电。,二、用户变配电系统,3、用户配电系统的基本接线,(3）环式线路。为提高供电可靠性，把两条串联型树干式线路联络起来，就构成了环式线路，如图 5 一 12 所示。这种接线方式主要特点有：运行灵活，供电可靠性高；运行方式灵活，可开环或闭环运行；投资较高，而且往往会造成迂回供电现象。,实用中选择接线方式时，应注意下列事项：,以上三种用户高、低压配电网的基本接线方式各有优缺点，选用时往往不是单纯地采用哪一种，而应该根据实际情况灵13、活地运用。在考虑高、低压配电网的具体接线时，应尽量避免电能的迂回或倒送。在低压 220/3 80V 配电系统中，常是采用放射式和树干式相组合的混合式线路。当动力和照明等单相用电共用一台配变时其线路应分开，即应各有其低压配电线路，以免影响正常用电和电能计量。,三、变配电所组成,用户变配电所主要可分为户外式和户内式（其他还有地下式、移动式与箱式等）。目前中小型用户 6 一 10kV 变配电所多采用户内式结构。户内式变配电所主要由变压配电室、变压器室、低压配电室三部分组成。此外，有的还设有高压电容器室和值班室。,三、变配电所组成,变配电所内各种配电设备多，既有高压设备，又有低压设备，而且设备的密集度14、高。由于开关设备动作、继电器动作都可能产生电火花或电弧；由于母线、变压器等设备工作时可能产生较高温度；以及由于故障时高压设备可能发生强烈的电弧等等；加之变配电所是企、事业单位的动力枢纽，使得变配电所的工作有较大的风险性。专业电工应充分认识这一点。应当指出，除触电和火灾危险性外，变配电所还有爆炸的危险性。变压器、电容器、断路器、电压互感器、避雷器等设备本身可能发生爆裂或爆炸；蓄电池充电时有可燃气体排放，也存在爆炸隐患等。,四、变配电所的安全、技术要求,1、变配电所位置选择,变配电所安全要求一般包括建筑设计、设备安装、运行管理等方面的要求。,从供电经济性的角度考虑，变配电所应接近负荷中心。从生产角15、度考虑，变配电所不应妨碍生产和厂内运输；变配电所本身设备的运输也应当方便。从安全角度考虑，变配电所应避开易燃易爆炸场所；变配电所宜设在企业的上风侧，并不得设在容易沉积粉尘和纤维的场所；变配电所不应设在人员密集的场所。变配电所的选址和建筑还应考虑到灭火、防蚀、防污、防水、防雨、防振以及防止小动物钻人的要求。,四、变配电所的安全、技术要求,2、建筑要求,高压配电室耐火等级不应低于二级，低压配电室耐火等级不应低于三级。油浸电力变压器室应为一级耐火建筑；对于不易取得钢材和水泥的地区，可以采用三级耐火等级的独立单层建筑。,变电所各间隔的门应向外开启；门的两面都有配电装置时，门应向两个方面开启。门应为非燃16、烧体或难燃烧体材料制做的实体门。长度超过 7m 的高压配电室和长度超过 10m 的低压配电室至少应有两个门。,四、变配电所的安全、技术要求,2、建筑要求,有充油设备的房间与爆炸危险环境或有腐蚀性气体存在的环境毗邻时，墙上、天花板上，以及地板上的孔洞应予封堵。,室内变配电所单台设备油量达到 600kg 者应有贮油坑或挡油设施。贮油坑应能容纳 100%的油；挡油设施应能容纳 20 的油，并能将油排至安全处。室外变配电所单台设备油量达到了 1000kg 者应有挡油设施。,四、变配电所的安全、技术要求,3、间距合格、屏护完好,变配电所各部屏距和屏护应符合要求。室外油量 2500kg 的两台变压器之间的17、净距不足 10m 时，中间应加防火墙。室外变压器距建筑物不足 5m 时，变压器投影以外 3m 以内的范围内不得有门窗或通风孔。变配电所的围墙、变配电设备的围栏、变配电所各室的门窗、通风孔的小动物栏网、开关柜的门等屏护装置应保护完好，并应根据需要做上明显的标志（如“止步、高压危险！等），并予上锁。室内充油设备油量 60kg 以下者允许安装在两侧有隔板的间隔内，油量 60 一 600kg 者须装在有防爆隔墙的间隔内，600kg 以上者应安装在单独的间隔内。,四、变配电所的安全、技术要求,4、通风良好,蓄电池室有可燃气体产生，必须有良好的通风；变压器室、电容器室等有较多热量排放，必须有良好的自然通风18、，必要时采取强迫通风。进风口均宜在下方，出风口均宜在上方。,四、变配电所的安全、技术要求,5、保持电气设备正常运行,保持电气设备正常运行包括观察电流、电压、功率因数、油量、油色、温度指示、接点、状态等是否正常，观察设备和线路有无损坏，是否严重脏污以及观察门窗、围栏等辅助设施是否完好；听声音是否正常，注意有无放电声等异常影响；闻有无焦糊味及其它异常气味。,四、变配电所的安全、技术要求,6、完全用具和灭火器材齐全、完好,变配电所应配备可用于带电灭火的灭火器材，如 1211 灭火器、二氧化碳灭火器、干粉灭火器、黄沙等。,四、变配电所的安全、技术要求,7、制度完善,变配电所除应执行与停、送电作业、检修19、值班、巡视相关联的各项制度外，还应建立防火责任制以及岗位制任制等规章制度。,第二节配电变压器,一、配电变压器结构和工作原理,二、变压器铭牌及其技术参数,三、配电变压器的安全条件,第二节配电变压器,变压器是一种静止的电气设备。它利用电磁感应原理，把交流输人电压升高或降低为同频率的交流输出电压。以满足高压送电、低压配电以及其他用途的需要。变压器的种类很多，按照用途通常可分为电力变压器和特种变压器两大类。配电变压器属于电力变压器的一种。它的特点是电压等级一般35kV，容量范围为5-6300kVA。通常，配电变压器低压直接与负载相联。低压侧电压低、供电范围小。配电变压器在电力系统中的地位是非常重要的20、，不仅需要量大，而且要求产品性能好，运行安全可靠。,一、配电变压器结构和工作原理,1、变压器的工作原理,配电变压器的电磁部分由铁心和线圈组成。其基本原理是电生磁和磁生电的作用。如图 5 一 13 所示，当一次边接通电源时，铁心内产生磁通，二次边则产生感应电动势。其基本关系是,式中，U1 和 U2 分别为变压器一次电压和二次电压；I2 和 I1 分别为变压器二次电流和一次电流；E1 和 E2分别为变压器一次感应电动势和二次感应电动势；N1 和 N2 分别为变压器一次绕组和二次绕组匝数。,一、配电变压器结构和工作原理,1、变压器的工作原理,由于变压器一、二次侧的绕组匝数不相等，故可起到变换电压的作21、用。变压器负载运行时一、二次电流与一、二次绕组的匝数成反比，因此变压器也能改变电流。,由于 U1I1=U2I2,表明变压器一、二次绕组的功率基本相等（忽略损耗），这是变压器能够传递功率的道理。三相变压器的工作原理与单相变压器的工作原理相同。,一、配电变压器结构和工作原理,2、变压器的结构,1）中小型油浸式变压器的总体结构，如图 5 一 14 和图 5 一 15 所示，由下列各部件组成：,变压器由以下部分组成：器身（铁芯、绕组、引线和绝缘）、油箱油箱本体（箱盖、箱壁和箱底）、油箱附件（放油阀门、活门、小车、油样活门、接地螺栓、铭牌等）、调压装置（无载分接开关或有载分接开关）、冷却装置（散热器或冷22、却器）、保护装置（储油柜、油位计、安全气道、释放阀、吸湿器、测温元件、净油器、气体继电器等）、出线装置（高、低套管，电缆出线等）。,铁芯和绕组是变压器的基本组成部分。铁芯用以导磁，是变压器的主磁路部分。绕组是变压器的电路部分，依靠电磁感应作用感应电势。,油枕在油箱的顶端，其容积为油箱容积的 8 一 10%，油枕和油箱之间有管子连通。油枕的作用是：减少油和空气的接触，减少变压器油受潮和氧化的机会；变压器油的体积随温度变化而膨胀或缩小时，油枕起着储油和补油的作用，使油面的升降限在油枕内。,油枕装有呼吸器，使油枕上部空间和大气相通。油枕的侧面装有油标，指示变压器在运行时是否充足，同时也能识别油色是否23、正常。,防爆管（又称安全气道），如图 5 一 16 所示。顶部的防爆膜为一定厚度的玻璃或酚醛纸板。当变压器内部发生严重故障时，箱内油的压力骤增，可以冲破顶部的玻璃或酚醛纸板，使油和气体向外喷出，以防止油箱破裂。,气体继电器（俗称瓦斯继电器），装在油箱或油枕的连管中间，如图 5 一 16 所示。当变压器油面降低或气体分解时，轻瓦斯保护动作，发出信号。当变压器内部发生严重故障时，重瓦斯保护动作接通断路器的跳动闸回路，切除电源。另外，利用气体继电器还可以观察故障时分解出的气体颜色及数量，以分析判断变压器内部故障的情况。单台容量400kVA 以上的变压器一般要求安装气体继电器。,吸湿器又叫呼吸器，它的24、作用是使大气与油枕内连通，并排除进入油枕内的空气中的水分及杂质。吸湿器内装有硅胶，用以吸收进人油枕中空气的潮气。呼吸器下端有一个油封装置，使空气不能直接进入油枕内，以减少变压器的受潮和氧化。当硅胶吸潮后颜色由蓝（或白）色变为淡红色，此时表现硅胶已失去吸潮能力，需及时更换新硅胶。变色后的硅胶在 140 高温下烘熔 8h，使水分蒸发，硅胶又会还原成蓝色（或白色），可重新使用。,油浸式变压器一般采用瓷质绝缘套管，干式变压器采用树脂浇铸的套管。高、低压绝缘套管的作用是使高、低压绕组引线与油箱保持良好绝缘，并对引线予以固定。,变压器的调压一般是通过分接开关来实现的。调整分接开关档位可改变绕组匝数，达到调25、压的目的。调压方式分为无载调压和有载调压两类。,一、配电变压器结构和工作原理,2、变压器的结构,2）干式绝缘变压器可分为三类结构形式：,一是高压绕组采用分段圆筒式结构，低压绕组采用多层圆筒式结构，高、低压绕组均采用铜导体、全缠绕、玻璃纤维增强、树脂不加填料、真空状态下浸渍式浇注、在适当温度下固化成型。,二是高压绕组采用分段箔式绕制，加填料树脂浇注形成厚绝缘型。低压绕组为箔式绕制。高、低压绕组采用铜箔或铝箔。低压绕组只作封端，不浇注。,三是高压绕组采用分段绕线式圆筒结构，不加填料树脂浇注，为薄绝缘型。低压绕组采用箔式绕制，只作封端不浇注。,一、配电变压器结构和工作原理,2、变压器的结构,2）干式26、绝缘变压器可分为三类结构形式：,高压绕组采用分段圆筒式结构，降低了层间电压，改善了电压分布，提高了耐受过电压冲击水平。采用玻璃纤维增强，不加填料树脂浇注，提高了工频耐压水平。由于为薄绝缘型，表层绝缘只有 1.5 2.0 mm，因而散热性能好。由于绕组为复合薄绝缘型，其热膨胀系数与铜的热膨胀系数接近，因而具有抗开裂性能。,二、变压器铭牌及其技术参数,铭牌是变压器的简要说明书，标有变压器常用的技术性能数据，是变压器正常运行的依据，下面概要介绍一下变压器铭牌上的有关技术参数和符号。,二、变压器铭牌及其技术参数,1、型号,型号是变压器基本情况的符号说明，由字母和数字组合而成，用以代表该台变压器的产品分27、类、结构特征、用途和各种数据等。变压器型号表示方法如下：,第一位字母表示变压器的相数；第二位字母表示冷却方式；第三位字母表示绕组的材料；第四位角注数字表示设计序号；在横短线后面数字表示变压器的容量（kVA)；斜线后面数字表示高压绕组额定电压等级（kV)；斜线后第二位的字母表示防护代号。,二、变压器铭牌及其技术参数,2、技术参数,在变压器的铭牌上标有很多技术参数，主要的有：,（1）额定电压 UN：指变压器长时间运行时所规定的工作电压。对于三相变压器，额定电压指线电压，单位用 V 或 kV 表示。,(2）额定电流 IN：指变压器在额定容量下允许长期通过的工作电流，可以根据相应绕组的额定容量和额定电28、压算出；对于三相变压器，额定电流指的是线电流，单位用 A 或 kA 表示。,(3）额定容量 SN：是指变压器在额定工况下连续运行时二次侧输出视在功率的保证值，单位用 kVA 表示。对于三相变压器是指三相的总容量。,二、变压器铭牌及其技术参数,2、技术参数,(4）阻抗电压：是指当变压器一、二次的电流均为额定电压时，两侧绕组漏阻抗产生的电压降占额定电压的百分数。它是判断短路电流热稳定和动稳定及确定继电保护整定值的重要依据。,(5）分接范围：又称调压范围，是调节电压的最大、最小值的范围，以百分数表示。,(6）负载损耗：又称铜损耗。是指变压器负载电流流过一、二次绕组时，在绕组电阻上消耗的功率。它包括基29、本铜损耗和附加损耗两部分。,(7）空载损耗：是指变压器在额定电压下，二次侧空载时，一次侧测得的功率。空载损耗实为铁损，包括铁芯产生的磁损耗和涡流损耗。,二、变压器铭牌及其技术参数,2、技术参数,(8）空载电流 Io:当变压器二次侧空载时，在一次侧加额定电压所侧得电流 Io 称空载电流。空载电流与额定电流相比是很小的，约在%10%范围内，但在变压器空载投入的瞬变过程中可达到额定电流的几倍，这可能引起变压器过流保护误动作，应设法避免。,（9）温升：变压器线圈或上层油面的温度与变压器的环境温度之差，称为线圈或上层油面的温升。温升对变压器的寿命影响很大。,（10）接线组别：表明两侧绕组连接方式及对应线30、电压相位关系的标志，就是变压器的接线组别。,三、配电变压器的安全条件,为了保证变压器的安全运行，除必须高质量地装配和安装外，还必须配置可靠的保护装置，还必须加强变压器的运行和维护。,三、配电变压器的安全条件,1、配电变压器的选择和安装,(1)容量和型号的选择,变压器容量应根据各用电设备的负荷特征（如短时过负荷程度及过负荷频率等）、负荷叠加后的峰值、功率因数、三相负荷不平衡状况以及预期的负荷增长程度等情况进行合理的选择。优先选择性能更先进的节能变压器（如 S9 系列产品），以降低运行费用。对电压波动范围要求严的，应优先选用有载调压变压器；对有防火要求的，应选择防灾型变压器；也可根据需要选择安装使31、用方便、结构紧凑、组装成套的组合变电站。,三、配电变压器的安全条件,1、配电变压器的选择和安装,(2）安装方式和安装要求,配电变压器的安装位置应尽量靠近负荷中心。低压线路供电半径不宜超过 500 m，并要考虑进出线方便和节省投资。安装地点不要靠近易燃、易爆、污秽、低洼和有腐蚀性气体的场所。尽量避开学校、集市、广场中心和牲畜棚等地点。,三、配电变压器的安全条件,1、配电变压器的选择和安装,(2）安装方式和安装要求,变压器台分柱式变压器台和落地式变压器台两种。50kVA 及以下的变压器，宜采用单柱式变压器台；63400kVA 的变压器，宜采用双柱式变压器台；400kVA 以上的变压器，宜采用落地式32、变压器台。柱上安装或屋顶安装的配电变压器，其底座距地面不应小于 2.5 m。安装变压器台，变压器台的平面坡度不应大于 1/100。,三、配电变压器的安全条件,1、配电变压器的选择和安装,(2）安装方式和安装要求,安装在室外的落地配电变压器，四周应设置安全围栏，围栏高度不低于 1.8 m，栏条间净距不大于 0.l m，围栏距变压器的外廓净距不应小于 0.8 m，各侧悬挂“有电危险，严禁入内”的警告牌。变压器底座基础应高于当地最大洪水位，但不得低于 0.3 m。安装在室内的配电变压器，室内应有良好的自然通风。可燃油油浸变压器室的耐火等级应为一级。变压器外廓距墙壁和门的最小净距不应小于表 5 一 233、 规定,三、配电变压器的安全条件,1、配电变压器的选择和安装,(2）安装方式和安装要求,三、配电变压器的安全条件,1、配电变压器的选择和安装,(2）安装方式和安装要求,为了便于变压器的操作和检修，下列电杆不宜装设变压器：转角、分支电杆，设有高压接户线或高压电缆的电杆；设有线路开关设备的电杆；交叉路口的电杆；低压接户线较多的电杆。变压器的引下线、引上线和母线，一般采用多股绝缘线，其截面应按变压器额定电流选择，但不应小于 16mm2。变压器的高压侧应设防雷装置及跌落式熔断器。跌落式熔断器的装设高度，应便于在地面操作，但距变压器台面的高度不宜低于 2.3 m。各相熔断器间的水平距离，不应小于0.5 34、m。变压器的低压侧应装设低压熔断器。变压器外壳、低压侧中性点和击穿保险器均应接地。,三、配电变压器的安全条件,2、配电变压器的保护装置,(1）熔丝保护,为了保证配电变压器的安全运行，配电变压器的高、低压侧都采用熔丝保护。高压侧装有跌落式熔断器。,三、配电变压器的安全条件,2、配电变压器的保护装置,(1）熔丝保护,跌落式熔断器是一种将隔离开关和熔断器合二为一的设备，结构如图 5 一 17 所示。接开它，就可切断电源；当变压器引线或内部发生短路时，熔丝烧断，使熔丝管自动跌落，切断电源，从而可减轻变压器的损坏程度并使高压线路上的其他变压器能恢复正常运行。,三、配电变压器的安全条件,2、配电变压器的保35、护装置,(1）熔丝保护,为了保证配电变压器的安全运行，配电变压器的高、低压侧都采用熔丝保护。高压侧装有跌落式熔断器。,变压器低压侧也装有熔断器，当低压线路发生短路时，低压侧熔丝熔断，切断故障线路，保护了变压器不致烧坏。,三、配电变压器的安全条件,2、配电变压器的保护装置,(1）熔丝保护,变压器高压侧熔断器的熔丝是根据高压侧的额定电流选择的。其熔丝的额定电流为变压器高压侧额定电流的 1.52.5 倍，即 IFUNl=(1.5 2.5)ITN1,式中:IFUN1 高压侧熔丝的额定电流，A;ITN1 变压器高压侧的额定电流，A;1.5 2.5 系数，当变压器容量在 80kVA 及以下时，取2 2.536、；当变压器容量在 100kVA 及以上时，取 1.5 2。,三、配电变压器的安全条件,2、配电变压器的保护装置,(1）熔丝保护,高压熔丝的熔体通常是铜银合金丝，其规格最小为 3A。当变压器容量在 20kVA 及以下时，其高压侧熔丝可选用 3A 的熔丝。,变压器低压侧的熔丝可按变压器低压侧额定电流来选择，即 IFUN2=ITN2 式中:IFUN2 低压侧熔丝的额定电流，A;ITN2 变压器低压侧的额定电流，A。10 315kVA 配电变压器的高、低压熔丝也可查表选用。,三、配电变压器的安全条件,2、配电变压器的保护装置,(2）防雷保护,雷雨天气，变压器有可能遭受雷电侵袭。雷电电压一般比变压器额定37、电压高得多，足以使变压器的绝缘击穿损坏。因此，配电变压器必须有可靠的防雷保护。变压器的高、低压侧应装设避雷器。在雷电电压侵袭时，避雷器先对地放电，把雷电流泄放到地中，从而可保护变压器免受损害。,三、配电变压器的安全条件,、配电变压器的允许运行方式,（）额定运行方式,油浸变压器属 A 级绝缘，允许最高工作温度为 105。即当环境温度最高为 40 时，允许绕组温升为 65。但由于在油箱顶部测得的温度低于绕组实际温度，因此规定连续运行的变压器油顶层温度不超过 95，可以保证变压器寿命为 20 年。在此基础上，如果温度每增加 8 度，则变压器寿命就要减少一半。,三、配电变压器的安全条件,、配电变压器的38、允许运行方式,（）额定运行方式,在正常使用条件下，通常把变压器一次侧接电源、二次侧开路的运行方式称为空载运行。这种运行方式下，变压器只产生空载损耗（铁损）。应注意及时将长期空载运行的变压器从线路上切除，以达到节能降耗的目的。变压器在负载运行状态下既产生铁损又产生铜损。铁损基本上不随负荷大小变化而变化；而铜损与负载电流的平方成正比。变压器过负荷时，铜损急剧增加，使绕组和油温急剧上升。因此，无特殊情况，应控制变压器不要过负荷运行。在正常情况下，配电变压器可以在各分接头电压下带满负荷连续运行。并允许在 5 过电压下输出额定电流。,三、配电变压器的安全条件,、配电变压器的允许运行方式,（）允许在过负荷39、运行方式,变压器实际运行中，负载率是变化不定的。过负荷所造成的变压器的寿命损失可以用欠负荷所得的寿命盈余来进行补偿的。因此，配电变压器允许有小于 1.5 倍额定电流值的偶发性过负荷，但在此过程中油顶层温度不要超过 115。在过负荷时，应加强巡视，防止发生意外情况。,三、配电变压器的安全条件,、配电变压器的允许运行方式,（）中性线电流限值,配电变压器连接组别宜采用为 Y,yn0 或 D,yn11。配电变压器的三相负荷应尽量平衡，不得仅用一相或两相供电，对于连接组别为 Y,yn0 的配电变压器，中性线电流不应超过低压侧额定电流的 25%；对于连接组别为 D,yn11 的配电变压器，中性线电流不应超40、过低压侧额定电流的 40。,三、配电变压器的安全条件,、变压器试验安全要求,配电变压器的常规试验项目有：绝缘电阻的测量，交流耐压试验，绕组直流电阻测量，电压比测量和联结组标号测定，空载和负载试验，绝缘油电气强度试验等。变压器试验工作中所使用的电源电压由日常生活用电压（380/220V）至 10kV。而试验设备和被试设备可产生几十万伏以上的高电压。因此如何保证试验人员、设备和仪器仪表在此环境下安全、可靠的工作及为重要。,三、配电变压器的安全条件,、变压器试验安全要求,（）必须做好产品的试验技术准备工作,试验技术准备工作台，按有关标准、产品试制鉴定大纲、产品技术条件等有关规定及产品的结构特点，对被41、试产品从工序间试验到其成品试验的每一个项目的试验方法、试验接线、施工加电压的大小、仪器仪表设备的选用等进行试验设计，制订出实施方案，指导试验人员进行具体操作。从而保证了在试验时不会因为不了解产品结构、不熟悉试验要求和选取用仪器设备不当而造成不安全。,三、配电变压器的安全条件,、变压器试验安全要求,（）必须建立应有的安全措施和设施,为了保证试验人员的安全和防止非试验人员闯人试验区而发生事故，必须制订必要的安全规章制度，设置试验区的安全界限标记和危险信号。,三、配电变压器的安全条件,、变压器试验安全要求,（）经常向试验人员进行安技教育,安技教育的目的是，使从事试验工作的人员认识到保证人身、设备、仪42、器、仪表安全的重要意义。在工作中要对安全保持高度警惕，而且要不断提高发现和消除事故隐患的积极性和辨别能力，要做到把事故消除在萌芽之中。,三、配电变压器的安全条件,、变压器试验安全要求,（）要有完善的操作规程和设备维修保养制度,在试验操作过程中，为了保证工作人员、设备的安全，对每项试验中各种设备的操作步骤、方法，以及工作台人员之间的联系方式，都应有明确的条文规定，并贯彻执行。,三、配电变压器的安全条件,、变压器的运行和维护,（）投运前的检查,变压器投人运行前检查的主要项目有：外壳接地是否良好，接地电阻是否合格；油面是否正常；有无渗漏油现象；套管压紧螺栓是否压紧；呼吸孔是否畅通；无励磁调压开关位置43、是否正确；高低压熔丝是否合适；防雷保护是否齐全等。用兆欧表测量变压器绝缘电阻，其电阻值是否在表 5 一 3 所列的允许值范围之内；,三、配电变压器的安全条件,、变压器的运行和维护,（）投运前的检查,三、配电变压器的安全条件,、变压器的运行和维护,（）运行中的检查,为了确保变压器的安全运行，应当定期对运行中的变压器进行检查。检查的主要内容有下列几项：,l)变压器温度是否正常。2）油位、油色是否正常。油位是随气温和负荷变化而变化的，正常油位应在油枕油位计的 1/4 一 3/4 处。同时注意有无渗漏油现象。3）套管是否清洁，有无裂纹、破损和放电现象。4）高低压熔丝是否完好（熔丝熔断的可能原因如表 544、 一 4 所列）。,三、配电变压器的安全条件,、变压器的运行和维护,（）运行中的检查,三、配电变压器的安全条件,、变压器的运行和维护,（）运行中的检查,5）接地装置是否完好无损。6）变压器声音是否正常。变压器正常运行时，由于电流、磁通的变化，铁芯和绕组发生振动，发生“嗡嗡”声。正常时声音是均匀而轻快的，遇有故障，就会发生不正常的声响。变压器不正常声音的原因见表 5 一 5。,三、配电变压器的安全条件,、变压器的运行和维护,（）运行中的检查,三、配电变压器的安全条件,、变压器的运行和维护,（）运行中的检查,配电变压器的运行中，如发现下列故障应立即停电检查：,1）变压器声音很大，内部有爆裂声或放电45、声。2）在正常负荷下，变压器温度不正常，并不断上升；油位急剧升高或动荡。）油枕及防爆装置喷油、冒烟或着火。）严重漏油或油色变黑等。）套管严重破损并有放电现象。,三、配电变压器的安全条件,、配电变压器常见故障及处理方法（见表 5 一 6）,三、配电变压器的安全条件,、配电变压器常见故障及处理方法（见表 5 一 6）,三、配电变压器的安全条件,、配电变压器常见故障及处理方法（见表 5 一 6）,第三节互感器,一、互感器分类和用途,二、互感器结构原理,三、互感器接线方式,四、互感器的安全使用,五、互感器故障处理,一、互感器分类和用途,在电力系统中，由于安全要求和仪表制造等方面的原因，把电工测量仪表和46、保护装置直接接在一次回路中去测量大电流和高电压是不可能的。当测量大电流和高电压时，常常把大电流按一定比值变成小电流，把高压电按一定比值变成低电压，然后再用相应的仪表去测量。这种与测量仪表和保护装置配套使用的变换电流大小及电压高低的设备，称为互感器。,一、互感器分类和用途,互感器根据用途不同，可分为电流互感器和电压互感器两种。由于采用了互感器，测量仪表和保护装置均接在互感器的二次侧，互感器的一、二次绕组之间有足够的绝缘强度，而且通常二次绕组都不一点接地，这就使得二次设备和工作人员与一次高电压之间隔离，从而保证了人身和设备的安全。此外，由于电流互感器二次额定电流一般均为 5A，电压互感受器二次额定47、电压通常为 100V，这就使仪表和继电器制造可以标准化。互感器二次回路接线不受一次系统的限制，可以满足不同测量方式和继电保护装置的需要。互感受器不仅是电力系统广泛应用的设备，也是工矿企业供电系统中不可缺少的重要设备，在工矿企业用户中得到了广泛的应用。,二、互感器结构原理,、电流互感器结构原理,它的构造与普通变压器相似，主要由铁芯、一次绕组和二次绕组等几个主要部分组成。所不同的是电流互感器的一次绕组匝数很少，使用时一次绕组串联在被测线路里，二次绕组匝数较多，与测量仪表和继电器等的电流线圈串联使用。其工作原理如图 5 一 18 所示。,二、互感器结构原理,、电流互感器结构原理,运行中电流互感器一次48、绕组内的电流取决于线路的负载电流，与二次负荷无关（与普通变压器正好相反），由于接在电流互感器二次绕组内的测量仪表和继电器的电流线圈阻抗都很小，所以在电流互感器正常驻运行时，接近于短路状态，相当于一个短路运行的变压器，这是电流互感器与变压器的主要区别。,二、互感器结构原理,、电压互感器结构原理,电压互感器结构与电流互感器类似，主要也由铁芯、一次绕组和二次绕组等几个主要部分组成。所不同的是电压互感器一次绕组匝数较多，使用时并联接于被测电路的两端。二次绕组匝数较少，可接通仪表或继电器的电压线圈。其工作原理如图 5 一 19 所示。,二、互感器结构原理,、电压互感器结构原理,运行中的电压互感器，由于二49、次负荷阻抗很大，电流很小，所以电压互感器正常运行时二次回路接近于开路状态。,三、互感器接线方式,、电流互感器接线方式,电流互感器的接线应遵守串联原则，即电流互感器一次侧与被测电路串联，其二次侧和所有仪表及其他负荷串联，在接线时应注意互感器的极性。两个同型号电流互感器的二次绕组可以串联使用，也可以并联使用。两套相同电流互感器的二次绕组串联时，其二次回路内电流不变，变比不变，而互感器的容量增大一倍，准确度也不降低。两套相同的电流互感受器二次绕组并联时，其容量不变，每台互感器的变比不变，但并联后二次电流增加一倍，所以其总变比减为原来的 1/2。当变比过大而负荷电流较小时，二次并联使用可以提高电流测量50、的准确性。,三、互感器接线方式,、电压互感器接线方式,电压互感器的接线应遵守并联原则，即其一次绕组应与被测电路并联，其二次绕组也应与仪表及其他负荷并联，在接线时应注意其极性。三相电压互感器，按其为双绕组和三绕组的不同，分别可以接成V,v 接线、Y,yn 接线和 YN,yn,V 接线方式。三相电压互感器若为双绕组结构，一般都接成 YN,yn 接线，若为三绕组结构，一般都为三相五柱式，接成 YN,yn,v 接线。,四、互感器的安全使用,、互感器使用注意事项,(1）电流互感器使用注意事项,1）选择电流互感器时，其额定电压应等于被测电路的电压，其一次额定电流应大于但应接近被测电路的持续工作电流。同时要51、使用电流互感器的结构、型式和容量满足测量准确度的要求。为了测量准确，二次侧的负荷阻抗不能大于电流互感器的额定负荷阻抗。,2）接线时，一次绕组端子 Ll、L2 串入被测回路，二次线圈的端子 Kl、K2 与测量仪表串联，并注意电流互感器的极性。,四、互感器的安全使用,、互感器使用注意事项,(1）电流互感器使用注意事项,3）电流互感器的铁芯、外壳及二次绕组的每一个级次都有必须有可靠的接地，但每一个级次不允许有两点及两个以上的多点接地。,4）在运行的电流互感器二次回路上工作时，不允许电流互感器二次侧开路。工作时应先将电流互感受器二次侧短接，否则二次侧开路时将会产生数千伏的高压，对二次绝缘构成威胁，对设52、备和人员造成危险。,四、互感器的安全使用,、互感器使用注意事项,(）电压互感器使用注意事项,l）根据被测电压的高低选择电压互感器的额定电压比，选择时应注意和测量仪表配用，还要注意一次系统中性点接地方式和应满足对准确度等级的要求。,2）电压互感器二次侧所接仪表的总容量不得超过电压互感器的额定容量，否则会造成较大的测量误差。,3）接线时，一次绕组与被测电压回路并联，二次绕组与测量仪表及其他负荷并联，此时应注意电压互感器的极性。,四、互感器的安全使用,、互感器使用注意事项,(）电压互感器使用注意事项,4）电压互感器的铁芯、外壳和每一级次都必须可靠接地以确保设备和人身安全。,5）在运行中的电压互器上工53、作时，严禁造成电压互感器的二次侧短路或接地。,6）为防止电力系统谐振，对电压互感器应采取消谐措施，在一次侧中性点加装一次消谐器，或在二次侧开口三角端部接人消谐装置。,四、互感器的安全使用,、电压互感器熔丝保护,电压互感器一次侧装设熔断器，一是为了将故障的电压互感器与电网迅速隔离，不影响电网的安全运行，二是为了保护电压互感器不致因电流过大而烧毁。,在 380V 及以下的低压电网中，一般在电压互感器的一次侧安装熔断器；在较高电压的电网中，电压互感器应经过隔离开关和高压熔断器与系统相连接。高压熔断器用来切断短路电流，正常情况下用隔离开关来切断负荷电流，或当需要更换高压熔断器时，用来将电压互感器与高压54、电网隔离。,四、互感器的安全使用,、电压互感器熔丝保护,对于 110kV 及以上的电压互感器，其一次侧均不采用保护设备，这主要是因为这类互感器绝缘裕度大，内部绕组和绝缘引起的事故可能性较小，外部相间距离大，不易发生短路事故，而且每相电压互感器只承受相电压运行，此外 1 10kV 及以上的电压互感器二次侧都采用低压断路器和快速成熔断器，保护灵敏感度高，不会因二次回路故障而影响电压互感器本身。,由于电压互感器的一次熔丝额定电流为电压互感本身额定电流的数倍以上，因此当电压互感器二次负荷过大时，其一次侧熔丝不易熔断，所以为了防止电压互感器的二次负荷电流过大时烧毁电压互感器，必须在其二次侧出口装设熔断器55、保护，但开口三角绕组的引出回路及星接绕组的中性线上不得装设熔断器。,四、互感器的安全使用,、互感器巡视检查,正常运行时，必须对互感器进行巡视检查，互感器在运行中巡视检查的主要项目有：,(l）外壳应清洁，油位指示正常，无渗、漏油现象。(2）绝缘子及其他绝缘介质有无裂纹，有无缺损及放电现象。(3）一次引线及二次回路接线应紧固，接触良好。(4）内部有无吱吱放电声或其他异声。(5）有无过热冒烟或异味。(6）金属外壳接地线应良好。(7）互感器二次侧仪表指示应正常。,五、互感器故障处理,、电流互感器故障处理,当电流互感器发生下述故障现象时，应向上级汇报，并要求进行停电处理。,(1）严重漏油。(2）内部发出56、焦臭味或冒烟。(3）内部有放电异声或引线与外壳有火花放电现象。(4）一次桩头有过热现象。(5）主绝缘发生击穿并造成高压单相接地故障。,当发现电流互感器二次回路接头有发热、松脱现象，应设法拧紧或用安全工具在电流互感器附近的端子上将其短路。如不能处理，应立即汇报上级将电流互感器停用。,五、互感器故障处理,、电压互感器故障处理,当电压互感器发生下列故障现象时，应向上级汇报，并要求进行停电处理。,(1）严重漏油。(2）内部发出焦臭味或冒烟。(3）内部有异常放电声或引线与外壳有火花放电现象。(4）熔丝连续熔断两次。,五、互感器故障处理,、电压互感器故障处理,当电压互感器发生下列故障现象时，应向上级汇报，57、并要求进行停电处理。,当电压互感器一次侧熔丝熔断时，应拉开电压互感器的隔离开关。详细检查外部有无故障现象，同时检查二次熔丝。若无故障现象，则换好熔丝后再投人运行。若合上隔离开关后熔丝又熔断，则应拉开隔离开关作详细的检查，并报告上级。当电压互感器二次侧熔丝熔断时，必须经检查处理好后才可再投人运行。如有击穿保险装置，而 V 相熔丝又恢复不上，说明击穿熔断器已击穿，应进行处理。,第四节高压电器,一、高压断路器,二、高压隔离开关,三、高压负荷开关,四、高压熔断器,五、母线,六、绝缘子,七、套管,一、高压断路器,、高压断路器的用途、类型及型号,(l）高压断路器也叫高压开关，是发电厂及变电所的重要设备。当58、电力系统正常运行时，它能切断和接通线路及各种电气设备的空载和负荷电流；当电力系统发生故障时，它和继电保护配合，能迅速切除故障电流，以防止扩大事故范围。所以高压断路器同时承担着控制和保护双重任务，大部分断路器能进行快速自动重合闸操作，在排除线路临时性故障后，能及时地恢复正常运行。,一、高压断路器,、高压断路器的用途、类型及型号,(2）高压断路器的类型很多，根据不同的灭弧原理，高压断路器可分为：1）油断路器：是利用油来灭弧的。2）空气断路器：是利用压缩空气来弧的。3）六氟化硫断路器：是利用六氟化硫（SF6）作灭弧介质的。4）磁吹断路器：是利用磁场力来灭弧的。5）真空断路器：是利用真空的高介质强度来59、灭弧的。,一、高压断路器,、高压断路器的用途、类型及型号,(3）目前我国断路器的型号按下面的顺序和代号组成：第 1 单元 产品名称，用字母表示：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真空断路器；C 磁吹断路器。第 2 单元 安装场所，用字母表示：N 户内式；W 户外式。第 3 单元 设计系列序号，用数字表示。第 4 单元 额定电压（kV）。第 5 单元 补充工作特性，用字母表示：G 改进型；F 分相操作。第 6 单元 额定电流（A）。,一、高压断路器,、高压断路器的发展过程,由于电力系统容量不断扩大、电器制造技术的提高和对灭弧理论的深人研究，高压断路器的结构和性60、能都有极大程度地提高。追寻断路器的发展轨迹可以发现：随着电力系统容量与电压等级的变化，高压断路器基本上是按多油少油无油的发展过程而日臻完善的。在运行中，绝缘油可能出现爆炸和火灾事故，而且油断路器的技术性能较之非油断路器略逊一筹，维护保养工作较复杂。近年来非油断路器的发展很快，我国的电力系统中大量使用非油断路器，如磁吹式断路器、真空断路器、六氟化硫断路器等，在一些企业的技术改造、大修中，也以非油断路器替代原来使用多年的老式油断路器。总之，可认为采用非油断路器是发展的必然趋势。,一、高压断路器,、高压断路器的发展过程,(1）油断路器的结构特点,油断路器又叫油开关，有多油和少油之分。多油断路器的油除61、用作灭弧外，还作绝缘用。多油断路器结构简单、制造容易，但用油多，体积较大，现已被淘汰。少油断路器的油作灭弧用，其油量少，体积和重量大为减少，但油断路器有火灾爆炸危险，且维护麻烦，目前也已逐渐被非油断路器替代。,一、高压断路器,、高压断路器的发展过程,(1）油断路器的结构特点,图 5 一 20 示出 SN1010 型高压少油断器的外形结构图。这种断路器由框架、传动部分及油箱等三个部分组成。,一、高压断路器,、高压断路器的发展过程,(）高压油断路器安全要点,l）应根据额定电压、额定电流和额定开断电流等参数正确选用断路器。2）断路器安装时必须保证有足够的安全距离，且安装牢靠，外表清洁完整。3）电气连62、接应可靠且接触良好，无发热松动。4）应无渗透油现象，油位油色正常。5）瓷套管应完整无损，表而清洁，无放电痕迹。6）断路器及其操作机构的联动应正常，无卡阻现象。分、合闸指示正确。调试操作时，辅助开关运行应可靠，触点应无电弧烧损。,一、高压断路器,、高压断路器的发展过程,(）高压油断路器安全要点,7）操作机构箱盖关闭严密。分合闸线圈无焦臭味。二次接线部分无受潮、锈蚀现象。8）油漆应完整，相色标志正确，接地良好。9）运行中禁止使用手动机械分闸，在保护故障不能分闸，必要时为切断故障可以拍跳。绝对不许在带有工作台电压时使用手动机械合闸，以避免因电路故障时引起断路器爆炸和危及人身安全。10）少油断路器外壳63、带电，运行中不得任意打开断路器室外的门或网状遮栏。,一、高压断路器,、高压断路器的发展过程,(）高压油断路器安全要点,11）少油断路器遇有下列情况之一者，应立即停电退出运行。a、套管有严重破损和放电现象。b、灭弧室冒烟。c、内部有异常响声。d、喷油或过热。e、严重漏油已看不见油位。f、桩头熔化、引线熔断等。,一、高压断路器,、高压真空断路器,(）高压真空断路器的结构特点。,继少油断路器之后，近几年来，在 3 一 35KV 供电系统中，真空断路器得到广泛应用。特别是由于其具有可连续多次操作，无火灾及爆炸危险，灭弧室又不需要检修，运行维护量小等优点，在很多地方已取代了少油断路器。但是由于其触头断口64、电压不能做得太高，目前只生产 35KV 及以下电压等级的真空断路器。,如图 5 21 所示为 ZN 1210 型断路器的总体结构图。该断路器由外屏蔽罩式的陶瓷外壳、真空灭弧室、弹簧操作机构和绝缘支撑件组成。,一、高压断路器,、高压真空断路器,(）高压真空断路器安全要点,1）真空断路器应固定牢靠，要保证有足够的安全距离，外表清洁完整。2）电气连接应可靠且接触良好，无发热松动。3）真空断路器与其操作机构的联动应正常，无卡阻，分、合闸指示正确，辅助开关动作应准确可靠，触点无电弧烧损。,一、高压断路器,、高压真空断路器,(）高压真空断路器安全要点,4）灭弧室的真空度应符合产品的技术规定。用工频耐压法检65、查真空灭弧室的真空度，每年进行一次，如果断路器操作频繁，则操作 2000 次后应进行一次检查。运行中应随时监视灭弧室，当真空管内壁有红色或乳白色辉光出现或屏蔽罩表现光泽由亮逐渐变暗，则表明管内真空度已降低；应通过工频耐压法验证是否允许继续使用，如有异常现象应立即更换。5）绝缘部件、瓷件应完整无损。6）触头的开距及超行程应符合规定值，如开距超过规定范围及超行程小于规定值时，必须要求进行调整。7）油漆应完整、相色标志正确，接地良好。,一、高压断路器,、六氟化硫断路器,(）六氟化硫断路器的结构特点,六氟化硫断路器是利用 SF6 气体作为绝缘介质和灭弧介质的断路器。由于 SF6 气体的独特优点，SF666、 断路器已成为超高压和特高压唯一有发展前途的断路器。目前在 66kV 及以上电压的配电装置中，六氟化硫断路器得到广泛采用。在 10kV 配电网络中，户外柱上中压六氟化硫断路器也多有应用。六氟化硫断路器的特点是体积小、质量轻、开断性能好、运行稳定、安全可靠、寿命长。但是六氟化硫断路器对工艺及密封要求甚严，对材质、气体质量要求很高。,如图 5 22 所示为 LN21OSF6 断路器单相结构示意图。,一、高压断路器,、六氟化硫断路器,(）六氟化硫断路器的结构特点,SF6 气体是无色、无臭、不燃烧、无毒的惰性气体，它的比重是空气的 5.1 倍，与普通空气相比，其绝缘能力约高 2.5 3 倍，灭弧能力则67、高近百倍。因此采用 SF6 作电器的绝缘介质或灭弧介质，既可大大缩小电器外形尺寸，减少占地面积，又可利用简单的灭弧结构达到很大的开断能力。但 SF6 气体的电气性能受电场的均匀程度及水分等杂质的影响特别大，故对 SF6 断路器的密封结构、元件结构及 SF6 气体本身质量的要求相当严格。,一、高压断路器,、六氟化硫断路器,(）气体检漏及含水量检测,1)SF6 气体检漏。SF6 气体的泄漏主要是在断路器的密封面、焊缝和管路接头等处。对 SF6 气体进行检漏须使用专用检漏仪。测量漏气量应在断路器充 SF6 气体至额定压力后24h 进行，对于装配部件的双层密封处的检漏应挂瓶 33 min，测量 0.668、 MPa 气体漏气率应小于 2.57 x 10-7 MPacm3/s;0.4MPaSF6 气体漏气率应小于 1.71 x 10-7 MPacm3/s,如果发生较大量 SF6 气体泄漏，操作人员则不能停留在离泄漏点 10 m 以内的区域。如果电器内部发生故障，在容器内会存在 SF6 电弧分解物。打开外壳进行清除及检修工作时，必须使用防毒面具并穿好保护工作服。,一、高压断路器,、六氟化硫断路器,(）气体检漏及含水量检测,2)SF6 含水量检测。SF6 断路器对 SF6 的纯度及含水量都有严格要求。我国规定，运行中断路器内 SF6 气体的水分含量，在机械特性试验后不应超过 150 PPm（体积比）。69、在正常运行和内部闪络的情况下，会生成多种 SF6 分解产物，大气中的水分也会渗入气体绝缘中，从而增加了 SF6 气体的含水量。有些活性杂质，如 HF、S02 等对气体绝缘中的各种构件会产生腐蚀作用；某些分解产物还具有毒性，一旦泄漏出来会污染环境，影响工作人员的健康；过量的水分还会使气体绝缘设备的绝缘强度下降，甚至导致内部闪络事故。因此，掌握 SF6 气体的检漏，含水量的检测具有重要意义。,一、高压断路器,、六氟化硫断路器,(）气体检漏及含水量检测,3）检漏与测定的作用。通过定期对 SF6 断路器 SF6 气体的检漏和水分的测定，可以做到：在 SF6 气压降低到闭锁压力之前，及时发现漏气现象及漏70、气点，以便采取措施进行处理；能够定量的计算出漏气量，判断 SF6 气体对断路器正常运行的影响程度；通过定期检查巡视，还可以发现结构是否变形，瓷套有无破损，气体压力表是否生锈和损坏，SF6 气体管路和阀门有无变形等异常现象。,一、高压断路器,、六氟化硫断路器,(）六氟化硫断路器安全要点,l）六氟化硫断路器应固定牢靠，要保证有足够的安全距离，外表清洁完整。2）电气连接应可靠且接触良好，无发热松动。3）六氟化硫断路器与其操作机构的联动应正常，无卡阻，分、合闸指示正确。4）气体检漏及含水量检测应符合产品的技术规定。5）在检修六氟化硫断路器时，要采取一些特别的防护措施，以确保人身安全。6）绝缘部件、瓷件71、应完整无损。相色标志正确，接地良好。,一、高压断路器,、六氟化硫全封闭组合电器（GIS),六氟化硫全封闭组合电器，简称 GIS,即整个变电所除了变压器之外，所有一次设备都被装在封闭的内充 SF6 气体的金属壳之中，使整个变电所的体积大为缩小。GIS 的出现使电力系统变电设备的结构为之一新。,GIS 的最大特点是相当于一个开关站，占地面积特别小，体积也小，不受环境影响，运行可靠，配置灵活简单，检修周期长。它广泛应用于城市供电、发电厂、大型工矿、石油化工、铁道等到高压输变电系统工程中的，特别是在利用边远地区水力资源和原子能发电方面，超高压 GIS 更显示出无与伦比的优越性。如图 523 所示为六氟72、化硫全封闭组合电器的总体结构实例。,一、高压断路器,、高压断路器操作机构,断路器的操作机构，是用来使断路器跳闸、合闸，并维护断路器在合闸状态的设备。操作机构的类型有手动操动机构、电磁操动机构、弹簧操动机构、气动操动机构及液压操动机构等。,一、高压断路器,、高压断路器操作机构,(1）操动机构型号,一、高压断路器,、高压断路器操作机构,(2）操动机构的主要组成部件及其功能,操动机构的主要组成部件有：操动机构、传动机构、提升机构、缓冲器、信号器等，各部件的功能分述如下：,一、高压断路器,、高压断路器操作机构,(2）操动机构的主要组成部件及其功能,）操动机构：将电能或人力能转变成电磁能、弹簧位能、重力73、位能、气体缩能、并使能量转换成使机构动作的机构能。2）传动机构：连接操动机构与提升机构的中间环节。3）提升机构：带动断路器动触头按一定轨迹运动。通常为直线机构或近似直线机构。4）缓冲器：使动作过程即将结束时的动能有控制地释放出来并转化为其他形式的能量，以保证在制动过程中吸收危及设备正常运行的冲击力。有时也用于改变动作过程中的速度特征。5）信号器：表明分、合闸位置的机构指示器。,一、高压断路器,、高压断路器操作机构,(）操动机构安全要点,1）操动机构应固定牢靠，外表清洁完整。2）电气连接应可靠且接触良好。3）操动机构与断路器的联动应正常，无卡阻现象；分、合闸指示正确；压力开关、辅助开关动作应准确74、可靠，触点应无点弧烧损。4）操动机构箱的密封垫应完整，电缆管口、洞口应予以封闭。5）油漆应完整，接地应良好。,二、高压隔离开关,、高压隔离开关的结构、用途和类型,(）结构特点,隔离开关又称闸刀，它没有专用的灭弧装置，故不能用来接通和切断负荷电流及短路电流。但应具有足够的热稳定性和动稳定性，尤其不能因电动力的作用而自动断开，否则将引起严重事故。为了保证操作的安全，还应设备与接地闸刀、断路器等的联动装置。如图 5 24 所示为 GN8 10/600 型隔离开关的外形。,二、高压隔离开关,、高压隔离开关的结构、用途和类型,(）隔离开关的主要用途是：,1）隔离电源。将电气设备与带电的电源隔离，以保证被75、隔离的电气设备与电源之间有明显的断开点，断开点间应具有可靠的绝缘。2）改变运行方式。在双母线的电路中，利用隔离开关将电气设备或供电线路从一组母线切换到另一组母线上去。3）接通或断开小电流电路，如电压互感器、避雷器等电路。,二、高压隔离开关,、高压隔离开关的结构、用途和类型,(）隔离开关的类型,隔离开关的型式有很多，可以按不同的原则进行分类，主要有户内式和户外式的，有手动、电动和气动的，有带接地开关和不带接地开关的。隔离开关的型号含义如下：,二、高压隔离开关,、隔离开关的操作机构,变电所配电装置中装设的隔离开关，一般都配有操作机构。应用操作机构来操作隔离开关，可提高工作的安全性（因操作手柄与隔离76、开关相隔一定距离），并使隔离开关的操作简化，还可实现其操作机构与断路器操作机构之间的相互闭锁，以防止误操作。隔离开关的操动机构分有手动杠杆操作机构、手动蜗轮操作机构、电动操作机构和气动操作机构等。当隔离开关采用电动或气动操作机构时，可能实现远距离控制和自动控制。现在变电所中较广泛地采用的是手动操作机构。虽然其结构简单、价格低廉，但在隔离开合闸操作后，必须检查触头的接触情况，所以即便采用远距离控制，也并不能免去运行人员做以上工作。,二、高压隔离开关,、隔离开关安全要点,隔离开关在运行中，其温度不应超过 70 接头和触头不应有过热现象，可采用变色漆或示温蜡片进行监视。隔离开关的操作：,(1）在手动77、合上隔离开关时，应迅速果断，但在合闸行程终了时，不能用力过猛，以防损坏支持绝缘子或合闸过。,(2）使用隔离开关切断小容量变压器的空载电流，切断一定长度的架空线路、电缆线路的充电电流，解环操作等，均会产生一定长度的电弧，均会产行一定长度的电弧，此时应迅速拉开隔离开关，以便尽快灭弧。,二、高压隔离开关,、隔离开关安全要点,隔离开关在运行中，其温度不应超过 70 接头和触头不应有过热现象，可采用变色漆或示温蜡片进行监视。隔离开关的操作：,(3）操作隔离开关前应注意检查断路器的分、合位置，严防带负荷操作隔离开关。合闸操作后，应检查接触是否紧密；拉闸操作后，应检查每相是否均已在断开位置。操作完毕后。应将78、隔离开关的操作把手锁住。,二、高压隔离开关,、隔离开关安全要点,隔离开关在运行中，其温度不应超过 70 接头和触头不应有过热现象，可采用变色漆或示温蜡片进行监视。隔离开关的操作：,(4）操作中若发生带负荷误合隔离开关时，即使合错，甚至在合闸时发生电弧，也不准将将隔离开关再拉开，因为带负荷拉隔离开关，将造成三相弧光短路事故。若发生错拉隔离开关时，在刀片刚离开固定触头时，这时应立即合上，可以消灭电弧，避免事故。但如隔离开关刀片已离开固定触头，则不得将误拉的隔离开关再合上。,三、高压负荷开关,、高压负荷开关的结构、用途和类型,高压负荷开关具有简单的灭弧装置，通常可用来开断和并合电网的负荷电流，但是它79、不能开断电网的短路电流，这是负荷开关和断路器的主要区别。,高压负荷开关相当于隔离开关与简单灭弧装置的组合，比隔离开关的开断能力大得多。如将高压负荷开关与高压熔断器串联一体，在负荷小的工业企业中可代替断路器工作。,高压负荷开关按灭弧介质和形式，分为产气式、压气式、真空和六氟化硫等。常用的高压户内式负荷开关有 FN210 及 FN310 压气式负荷开关（如图 5-25)，户内负荷开关常用的有 FW5 型产气式负荷开关。除了产气式和压气式负荷开关外，目前真空负荷开关和六氟化硫负荷开关在 1035kV 户内配电装置中已有较多采用。由于真空负荷开关或六氟化硫负荷开关没有明显断开点，因此必须在电源侧安装隔80、离开关。如采用手车柜，因具有隔离插头，可不必另装隔离开关。,三、高压负荷开关,2、高压负荷开关安全要点,（1）应根据制造厂规定进行检查或修理。（2）分、合闸位置、速度、行程、起程等应符合规定，接地线应紧固，接地应良好。（3）绝缘子应无损伤，触头接触应良好。机构传动应无卡阻现象。，（4）检修时必须在切断电源的情况下，做好安全措施后，方准作业。,四、高压熔断器,1、高压熔断器的结构、用途和类型,高压熔断器在供电系统中，主要用于容量较小而且不太重要的输、配电线路及电力变压器、电压互感器等电气设备的过负荷及短路保护。目前国外高压熔断器使用电压达138kV，最大开断电流达80kA；我国最高使用电压达6081、kV而最大开断电流达50kA。,高压熔断器一般由熔丝管，熔体，灭弧填充物，动静触坐，绝缘支持物及指示器等组成。熔断器的动作具有反时限特性，通过熔体的短路电流愈大，熔体的熔断时间愈短。,根据灭弧方式，高压熔断器可分为限流型和喷泄型；根据使用环境不同可分为户内式和户外式，如图 5 一 26 所示为 RN 型户内高压管形熔断器。,户外跌落式熔断器结构图可见图 5 一 17。国外还有充液（浸油）式、真空式、SF6 式等。,四、高压熔断器,2、高压熔断器的选择,选择高压熔断器的要求如下：,(l）熔断器的型号应符合所使用的环境条件，如用在户外的就不能选择户内式的；限流式高压熔断器一般不宜使用在运行电压低于82、熔断器额定电压的电网中，以避免熔断器熔断截流时产生过电压。跌落式熔断器在灭弧时，会喷出大量游离气体，并发出很大响声，故一般只在室外使用。,(2）熔断器的额定电压和电流不能小于工作电压和电流；高压熔断器熔管的额定电流应小于或等于熔体的额定电流。,(3）作为变压器的过负荷保护时，熔断器的熔体额定电流应等于或稍大于变压的额定电流。,四、高压熔断器,2、高压熔断器的选择选择,高压熔断器的要求如下：,(4）作为分支线路保护时，熔断器的熔体额定电流按实际负荷电流选择。,(5）按照熔断器的保护特性选择熔体可获得熔断器动作的选择性。,(6）高压熔断器熔体的额定电流应按保护熔断特性选择，并应满足保护的可靠性、选83、择性和灵敏度的要求。,(7）选择熔体时，应保证前后两级熔断器之间、熔断器与电源侧继电保护之间、以及熔断器与负荷侧继电保护之间动作的选择性。,四、高压熔断器,3、高压熔断器安全要点,(l）正确选用高压熔断器。,(2）对运行中的高压熔断器应经常检查接触是否良好，有无破损及熔体熔断现象，若发现熔体熔断时，则要查明原因，不可随意加大熔体容量。,(3）更换熔断器的熔管（丝），一般应在不带电情况下进行，若需带电更换，则应使用绝缘工具，并按照有关防护要求进行。,(4)10kV 系统中大量使用的跌落式熔断器，运行中经常出现接触点温升过高，熔体熔断后熔管不能自动跌落而烧毁熔管等情况。因此，应加强接触点的温升检查84、。,四、高压熔断器,3、高压熔断器安全要点,(5）跌落式熔断器不得安装有导电性粉尘、有腐蚀性气体、有易燃易爆危险，以及有剧烈振动的环境。其下方和邻近处不得有易燃物品。,(6）跌落式熔断器正确的操作顺序是拉闸时先拉开中相，再拉开下风侧边相，最后拉开上风侧边相；合闸时先合上风侧边相，再合下风侧边相，最后合中相。,(7）安装跌落式熔断器应注意安装牢固，接触良好，熔丝管向下倾斜 2030角，以便熔断时能向下跌落；熔丝管长度适当，合闸后动触头应被静触头鸭嘴扣住 2/3 以上，以防止误掉闸；熔丝管也不能过长而顶住鸭嘴，使熔断时不能跌落；熔丝额定电流不得大于熔丝管的额定电流；各相熔断器应在同一水平线上；相邻85、熔断器之间的间距不得小于 0.7m，对地面高度不得小于 4.5m。,五、母线,1、母线的用途和类型,在发电厂或变电所各级电压的配电装置中，将发电机、变压器与各种电器连接起来的导线称为母线。母线的用途是汇集、分配和传送电能。母线大都采用矩形或圆形截面的裸导线或绞线。由于母线在运行中有巨大的电动率通过，短路时承受着很大的电动力和发热效应，因此须经过计算分析和比较，合理选取用母线材料、截面形状和截面积，以符合安全经济运行的要求。在配电装置中的母线通常采用铝材、铜材，某些部分如接地装置中也可采用钢材。,五、母线,1、母线的用途和类型,母线着色能使工作人员便于识别相序或直流极性，还可增加辐射能力，有利于86、散热，允许负荷电流提高 1215；钢母线着色还能防锈蚀。母线的涂色规定见表 5 一 9。,五、母线,2、母线安全要点,母线的正常运行是指母线的额定条件，能够长期、连续地汇集和传输额定功率的工作状态。母线的电压等级安全取决于支持绝缘子的绝缘水平。因此，母线在正常运行时，绝缘子和悬式绝缘子应完好无损，无放电现象。软母母弧垂应符合要求，相间距离应符合规程规定，无断股、散股现象。硬母线应平、直，不应弯曲，各种电气距离应满足规程要求，母排上的示温蜡片应无融化；连接处应无发热，伸缩应正常。,六、绝缘子,1、绝缘子的用途和类型,绝缘子也叫瓷瓶，广泛用于发电厂和变电所有户内、户外配电装置、变压器、开关电器以及87、输、配电线路中，用它来支持和固定带电导体并与地绝缘，或作为带电导体之间的绝缘。因此要求绝缘子具有足够的机构强度和绝缘性能，并能在恶劣环境（高温、潮湿、多尘埃、污垢等）下安全运行。,绝缘子的类型有多种，按装设地点，可分为户内式和户外式两种。按具体用途，可分为电站绝缘子、电器绝缘子和线路绝缘子三种。图 5 一 27 所示为支持绝缘子外形。,六、绝缘子,2、绝缘子安全要点,(1）瓷表面应光洁发亮，不得有裂纹、掉釉、破损等现象。,(2）铁件应无裂纹、歪斜、锈蚀等现象，表面的镀锌或油漆应完好，铁瓷粘合部分应牢固。,(3）悬式绝缘子组合时，连接金具的螺栓、穿钉及弹簧销子等必须完整，开口销子末端应分开，耐张88、绝缘子串的碗口应向上，弹簧销子的弹力应充足。,六、绝缘子,2、绝缘子安全要点,(6）交流耐压试验合格。,(7）在多灰尘和有害气体的地区，应对绝缘子加强清扫和制定防污措施。,(4）绝缘子串的球头和碗口的接合应灵活自如，不得卡死。,(5）垂直绝缘子串应保护垂直状态，个别情况下不应超过 5 倾斜角。,七、套管,1、套管的用途和类型,穿墙套管用于变电所配电装置作引导导电部分穿过建筑物墙壁或电气设备箱壳，使导电部分与地绝缘及起支持作用。穿墙套管分户内与户外两类，按结构型式又分为铜导体穿墙套管和铝排穿墙套管。,七、套管,2、套管安全要点,(1）安装套管的孔径应比嵌入部分大 5mm 以上，混凝土安装板的最大89、厚度不得超过 50mm。,(2）额定电流在巧 1500A 及以上的穿墙套管直接固定在钢板上时，套管周围不形成闭合磁路。,(3）穿墙套管垂直安装时，法兰应向上，水平安装时，法兰应在外。,七、套管,2、套管安全要点,(4)600A 及以上母线穿墙套管端部的金属夹板（紧固件除外）应采用非磁性材料。它与母线之间应有金属相连，接触应稳固，金属夹板厚度不应小于 3mm，当母线为两片及以上时，母线的各片之间应予以固定。,(5）充油套管水平安装时，其储油柜及取油样管路应无渗漏，油位指示清晰，注油和取样阀位置应装设于巡回监视侧，注人套管内的油必须合格。,(6）套管接地端子及不用的电压抽取端子应可靠接地。,第五节90、 继电保护,一、继电保护的任务,二、对继电保护的要求,三、继电器的用途、分类和图形符号,四、变电所常用继电保护装置,五、继电保护自动装置的巡视检查,六、继电保护装置与自动装置异常运行及事故处理,七、微机保护及变电所综合自动化,一、继电保护的任务,继电保护的任务是，当电气设备或线路发生短路故障时，能自动迅速地将故障设备从电力系统切除；或及时针对各种不正常的运行状态发生报警信号通知运行值班人员处理，把事故尽可能限制在最小范围内。当正常供电的电源因故突然中断时，通过继电保护和自动装置还可以迅速投入备用电源，使重要设备能继续获得供电。电气设备在运行中，由于外力破坏、内部绝缘击穿，以及过负荷、误操作等原91、因，可能造成电气设备故障或异常工作状态。电气设备故障最多见的是短路，其中包括三相短路、两相短路、大电流接地系统的单相接地短路，以及变压器、电机类设备的内部线圈匝间短路。,二、对继电保护的要求,电气设备发生短路故障时，产生很大的短路电流；电网电压下降；电气设备过热烧坏；充油设备的绝缘油在电弧作用下分解产生气体，出现喷油甚至着火；导线被烧断，供电被迫中断；特别严重时电力系统的稳定运行被破坏，发电厂的发电机被迫解列。针对电气设备发生故障时的各种形态及电气量的变化，设置了各种继电保护方式：电流过负荷保护、过电流保护、电流速断保护、电流方向保护、低电压保护、过电压保护、电流闭锁电压速断保护、差动保护、距92、离保护、高频保护等，此外还有非电气量的瓦斯保护等。为了能正确无误而又迅速地切除故障，对继电保护有如下要求：,二、对继电保护的要求,1、选择性,当系统发生故障时，继电保护装置应该有选择地切除故障部分，非故障部分应能继续运行，使停电范围尽量缩小。继电保护动作的选择，可以通过正确地整定电气动作值和上下级保护的动作时限来达到互相配合。一般上下级保护的时限差取 0.30.7s，用得较多的是 0.5s。,二、对继电保护的要求,2、快速性,快速切除故障，可以把故障部分控制在尽可能轻微的状态，减少系统电压因短路故障而降低的时间，提高电力系统运行的稳定性。但快速性有时会与选择性发生矛盾，这时就要通过选取各种保护93、配合方式以达到确保选择性基础上的令人满意的快速性。,二、对继电保护的要求,3、灵敏性,继电保护动作的灵敏性是指继电保护装置对其保护范围内故障的反应能力，即继电保护装置对被保护设备可能发生的故障和不正常运行方式应能灵敏地感受和灵敏地反映。上、下级保护之间灵敏性必须配合，这也是保证选择性的条件之一。,二、对继电保护的要求,4、可靠性,继电保护动作的可靠性是指需要动作时不拒动，不需要动作时不误动，这是继电保护装置正确工作的基础。为保证继电保护装置具有足够的可靠性，应力求接线方式简单、继电器性能可靠、回路触点尽可能最小。还必须注意安装质量，并对继电保护装置按时进行维修和校验。,三、继电器的用途、分类和94、图形符号,1、继电器的用途和分类,继电器是组继电保护装置的基本元件，当其输入达到低于一定值时便动作，并通过执行元件发出信号或动作于跳闸。继电器的种类很多，按其结构原理可分为电磁型、感应型、磁电型、整流型、极化型及晶体管等；按继电器反应（物理）量的性质可分为：电流、电压、功率方向、阻抗及周波继电器等；按其反应量的增大或减少又可分为过量继电器和低量继电器，如反应电流超过整定值而动作的继电器称过电流继电器而反应电压低于整定值而动作的继电器则称为低压电继电器。,三、继电器的用途、分类和图形符号,2、继电器的图形符号,继电器的旧图形符号常用一个方块，上面配以小半圆表示，方块里表示继电器的线圈或其他动作元95、件，半圆里则表示继电器的触点。新颁布的国家标准对继电器的图形有了新的规定，即取消了半圆，文字符号也作出了相应的新规定。,四、变电所常用继电保护装置,1、10kV 变配电所的继电保护装置,10kV 变配电所常用的继电保护装置有过电流保护、电流速断保护、变压器瓦斯保护和低电压保护，现分述如下。,四、变电所常用继电保护装置,1、10kV 变配电所的继电保护装置,(1）过电流保护,电气设备发生短路事故时将产生很大的短路电流，利用这一特点可以设置过电流保护（常简称过流保护）和电流速断保护。过流保护的动作电流是按照避开被保护设备（包括线路）的最大工作电流来整定的。考虑到可能由于某种原因会出现瞬间电流波动，96、为避免频繁跳闸，过流保护一般都具有动作时限。为了使上、下级各电气设备继电保护动作具有选择性，过流保护在动作时间上整定上采取阶梯原则，即位于电源侧的上一级保护的动作时间要比下级保护时间长。因此，过电流保护动作的快速性受到一定限制。,四、变电所常用继电保护装置,1、10kV 变配电所的继电保护装置,(1）过电流保护,过流保护的动作时限有两种实现办法，一种是采用时间继电器，其动作时间一经整定后就可固定不变，即构成定时限过电流保护；另一种是动作时间随电流的大小而变化，电流越大动作时间越短。由这种继电器构成的过电流保护装置称为反时限过电流保护。,四、变电所常用继电保护装置,1、10kV 变配电所的继电保97、护装置,(2）电流速断保护,电流速断保护是按照被保护设备的短路电流来整定的，它并不依靠下级保护的整定时间差别来求得选择性，因此可以实现快速跳闸、切除故障。,电流速断保护为了防止越级动作，其动作电流要选得大于被保护设备（线路）末端的最大短路电流，因此在被保护设备的末端有一段保护不到的死区。这时就必须依靠过电流保护作为后备。,四、变电所常用继电保护装置,1、10kV 变配电所的继电保护装置,(3）限时电流速断保护,由于瞬时电流速断保护动作迅速、但不能保护线路的全长，而过电流保护能保护线路的全长，但动作却不迅速。特别是当被保护线路本来就不长，如果再去掉一段死区，速断保护所能保护的范围就很小，这就失去98、了其价值。如果这时过流保护的时间又较长，则为了实现快速切除故障，可采用带时限的电流速断保护，即限时电流速断保护。,带时限电流速断保护的动作时限比下一段线路瞬时动作的速断保护大一个时间阶差，因此一般取 0.5s。其动作电流应大于下一段线路瞬时速断保护的动作电流。,四、变电所常用继电保护装置,1、10kV 变配电所的继电保护装置,(4）低电压保护,反映电压降低而动作的继电保护称低电压保护。在中小型变配电所和车间变配电所中常使用失压跳闸装置，也称无压释放装置或简称“失压线圈”，它也属低电压保护。低电压保护常用于以下三种场合：,四、变电所常用继电保护装置,1、10kV 变配电所的继电保护装置,(4）低99、电压保护,l）因事故等原因，当电源电压突然剧烈降低或瞬间消失时，为了保证重要负荷的电动机的自起动，对不重要的电动机装设低电压保护工作于跳闸；,2）对不准自起动的电动机以及由于生产工艺条件和技术保安要求，不允许失去电源后再自起动的电动机，应装设低电压保护动作于跳闸；,3)10kV 配电线路由于事故等原因瞬间跳闸后，为了减少自动重合闸动作合闸时线路上变压器的激磁涌流，以防止激磁涌流过大引起线路继电保护第二次跳闸而使重合闸动作失败，对一般用电负荷装设低电压保护，在线路失压后动作于跳闸。,四、变电所常用继电保护装置,1、10kV 变配电所的继电保护装置,(5）瓦斯保护,瓦斯保护的作用：当变压器内部出现100、多相短路、匝间短路、匝间与铁芯或外皮短路、铁芯故障、油面下降或漏油等异常情况时，将变压器断开；不使故障继续扩大，从而达到保护变压器的作用。一般当变压器容量在 800kVA 及以上时，才装设瓦斯保护。,10kV 变配电所所采用的继电保护除了上面介绍的几种外，有的双电源变电所还采用备用电源自动投人装置。,五、继电保护自动装置的巡视检查,1、运行中的继电保护和自动装置，应每班巡视检查一次；无人值班时，至少每周一次，并随变配电装置一同巡视检查。,2、检查表计是否正确完好。,3、检查各种灯光、音响信号设备：监视灯、指示灯是否正确，光字牌灯泡是否完好，试验警铃、蜂鸣器是否完好，保护动作后信号继电器是否掉牌101、。,4、检查各操作部件：小熔断器、小刀闸、切换开关、压板、连接片是否都在正确位置并且接触良好。,五、继电保护自动装置的巡视检查,5、二次设备的维护检查：值班员应定期清扫二次线、端子排、表盘、继电器外壳，但要严防误碰设备。巡视检查各二次接线端、继电器接点、线圈外观是否正常。,6、若断路器自动跳闸，要检查保护动作情况，并查明原因。试送时，将所有保护装置的信号复归。,7、定期做重合闸试验。,六、继电保护装置与自动装置异常运行及事故处理,1、运行中的继电保护装置出现异常情况，值班人员应加强巡视，并采用果断措施立即处理，对有碍于安全运行的则应立即报告主管部门或负责人。,2、继电保护装置动作，使断路器跳闸102、，应通知该回路的用电单位，并做记录。电源进户总断路器因继电保护装置动作而跳闸，应通知供电部门。,3、凡因保护装置动作而引起断路器跳闸者，应检查保护装置动作情况并查明原因。恢复送电前必须将保护装置的所有掉牌信号全部复归。以上作业必须有两人进行，并做好监护和核查。,4、发现表针指示异常，如电流冲击、电压下降等，应立即检查信号装置（如光字牌等）,判断是否发生故障。,六、继电保护装置与自动装置异常运行及事故处理,5、变压器的差别保护装置动作，经检查判断，是由于引线故障或电流互感器及二次回路等原因造成，则经过处理修复后，变压器应继续投人使用。,6、变压器瓦斯保护装置动作后，如不能明显判定是变压器内部故障103、时，则应立即收集所在继电器内聚积的气体，并判定其性质。,7、运行中的晶体管式保护装置突然失去直流电源时，应将该装置的出口压板解除，待查出原因并恢复供电时，并能正常工作后，方可投人压板继续运行。,8、处理故障时，一般应为两人，并做好详尽记录，同时应遵守安全操作规程。处理事故必须遵照继电保护原理接线图。,七、微机保护及变电所综合自动化,1、微机型继电保护装置,继电保护在电力系统中起着重要的作用，它能及时切除故障，保障电网的安全连续运行。继电保护装置在经历了电磁型、整流型、晶体管型、集成电路（静态）型保护的发展阶段之后，现已进入了采用微型计算机技术的数字式保护（俗称微机型继电保护）装置的发展阶段。微104、机型继电保护装置的主要优点如下：,七、微机保护及变电所综合自动化,1、微机型继电保护装置,(l）维护调试方便：微机型保护实际上就是一台微型计算机，各种复杂的保护功能均是靠软件来实现的。一般只要用几个简单的操作就可以检验出微机的硬件是否完好，或者说如果微机硬件有故障，将会立即表现出来：如果硬件完好，对于成熟的软件，只要程序和设计时一样，就必然能够达到设计的要求，这就用不着逐项进行各项模拟实验来检验每一种功能是否正确。况且，微机型保护装置具有自诊断功能，一旦发生异常便会发出警报。通常只要通电后无警报，就可确认装置完好，所以对于微机型保护几乎可以不用调试，从而大大减轻了运行维护工作量。,七、微机保护105、及变电所综合自动化,1、微机型继电保护装置,(2）可靠性高：计算机在程序指挥下，有极强的综合分析能力和判断能力，因而它可以实现常规保护办不到的自动纠错，即它可以自动地识别和排除干扰，防止由于干扰而造成的误动作。,(3）灵活性大：由于计算机是一种可编程序的智能化装置，所以通过不同的预编程序的存储芯片的置换可以较容易的进行程序修改，以适应运行情况的变化和不同使用条件的需要。,七、微机保护及变电所综合自动化,1、微机型继电保护装置,(4）易于获得附加功能：应用微型计算机后，如果配置一台打印机或者其他显示设备，便可以在系统发生故障后提供多种信息，例如保护各部分在动作顺序和动作时间记录，故障类型和相别及106、故障前后电压和电流的波形记录等。对于线路距离保护，还可以提供故障点的位置，这将有助于对事故的分析和正确处理。,七、微机保护及变电所综合自动化,1、微机型继电保护装置,(5）经济性好：在分析微机保护的优点时，经济性是最重要的因素，数字硬件的价格在一直下降，而电磁性继电器的价格在同期内却一直上升。而且，微型计算机保护是一个可编程序的装置，它能实现多种功能，这样在经济性方面显得更优于常规保护。,(6）保护性能得到很好的完善：微机保护使很多原有型式的继电保护中存在技术问题可找到新的解决办法，例如对于距离保护的允许过渡电阻能力、距离保护如何区别振荡和短路、主变压器差别保护如何识别励磁涌流和内部故障等问题107、都有许多新的解决办法。,七、微机保护及变电所综合自动化,2、变电所综合自动化系统,变电所自动化是指应用自动控制技术和信息处理与传输技术，通过计算机硬软件系统组成自动装置代替人工对变电所进行监控、测量、运行操作的一种自动化系统。,变电所综合自动化是指变电所的二次设备（包括控制、信号、测量、保护、自动装置、远动装置），利用微机及网络技术，经过功能的重新组合和优化设计，对变电所执行自动监控、测量、运行操作及其协调的一种综合性的自动化系统。,七、微机保护及变电所综合自动化,2、变电所综合自动化系统,无人值班变电所是指无固定值班人员在所内进行日常监视与操作的变电所。但其各种电气设备的检修和调试等工作，仍108、需由电业部门的专业人员承担；另外变电所的治安保卫人员也不能排除。根据已建成投运的无人值班变电所的实际情况看，这种变电所可以提高运行的可靠性，提高劳动生产率以及降低变电所的综合投资等优点。,第六节变配电所的运行管理,一、变配电所运行管理的特点和内容,四、设备巡视检查制度,五、倒闸操作及监护制度,六、变配电所的技术管理,七、变配电所的安全管理,二、变配电所交接班制度,三、变配电值班制度,一、变配电所运行管理的特点和内容,、变配电所运行管理的特点,加强变配电所的运行管理，是整个供电管理的重要组成部分，也是保证电网和主要供电设备安全运行的前提条件。其主要特点有：,一、变配电所运行管理的特点和内容,、变109、配电所运行管理的特点,(l）必须贯彻“安全第一，预防为主，综合治理”的安全生产方针，严格执行企业和班组的各项规章制度，严格执行安全工作规程，精心维护设备，确保不断地向用户安全供电。,(2）对人员的技术素质要求较高，特别是运行值班工，处于生产第一线，接触自动化程度高、技术复杂的电气设备，更应加强培训，学习业务，熟悉设备，积累经验。同时要保护运行队伍的相对稳定。,（3）变配电所一般远离城镇，工作条件艰苦，生活单调枯燥，因此要求运行人员要有较高的政治素质。,一、变配电所运行管理的特点和内容,、变配电所运行管理的内容,为了保证变配电所的安全运行，必须把运行管理工作纳人正常化、制度化、科学化的轨道。其主110、要工作内容有：,(l）制订严格的运行人员岗位责任制，使人人明确工作职责、内容和要求。,(2）制订和健全变电运行管理制度，如交接班、巡视检查、定期切换试验等制度。,(3）加强技术管理等基础工作，以提高职工的业务技术素质和班组管理水平。,一、变配电所运行管理的特点和内容,、变配电所运行管理的内容,(4）加强安全管理，明确各自责任，保证安全运行。,(5）加强运行设备的维护保养，不断提高设备的完好率。,(6）做好职工思想工作，关心职工生活，不断提高运行人员的福利待遇，创造和改善工作场所的条件和环境，充分调动运行人员的积极性。,二、变配电所交接班制度,、交接班管理制度的严肃性。,严肃认真地做好交接班工作111、是变电所安全生产的重要保证。也是保证工作连续性的一项重要措施。任何时候、任何情况下都不得有丝毫马虎和草率。为此，在执行交接班制度时应注意以下几点：,二、变配电所交接班制度,、交接班管理制度的严肃性。,(l）变电值班人员应按排定的轮值班表进行上、下班进行交接，交接班内容应按交接班制度进行。未办理完毕交接班手续，任何人不得擅自离岗。,(2）进行重大操作或事故处理时不得进行交接班。接班人可以协助交班人进行操作和事故处理，但必须服从交班值班长的指挥和安排。直到情况允许下，在经对方值班长同意后，方可进行交接班。当交接双方签字后在交班人员还未离开时发生事故，应由接班者负责组织处理。,(3）为了保证交接班的112、质量，做到交清接明，防止扯皮和混乱及仓促交接而导致异常，正常情况下交班人在交班前15 min 左右，不进行一、二次设备的倒闸操作和办理第一种工作票许可和终结手续。,二、变配电所交接班制度,、交接班的基本程序和责任划分：,(1）准备交接。交班者应在交班前半小时左右做好准备工作，主要做好本班工作小结、设备巡视情况登录、各种记录检查整理，执行或未执行的操作票、工作票及调度任务票整理归类存放，工作台面物品整理摆放整齐，主控室和继保室及开关室卫生清扫，工器具及各种钥匙整理等项工作。接班人员要在规定的时间提前进所。,二、变配电所交接班制度,、交接班的基本程序和责任划分：,(2）交待情况。交班负责人应向接班113、人员口头交待现场运行方式、倒闸操作情况、发生异常和事故及处理情况、本班发现的设备缺陷和消除情况、设备修试情况、保证工作及定值更改情况，执行的两票及记录情况、上级指示和通知、下一班将要进行的操作和注意事项、钥匙和小工具及备品配件等。接班人员在认真听取交班人员的汇报以后应认真查阅各种记录、资料和两票等。,二、变配电所交接班制度,、交接班的基本程序和责任划分：,(3）巡视检查。接班值班长应分配巡视人员在认真核对一次系统模拟图后，对所内的一、二次设备进行一次全面巡回检查，并按照定期切换试验制规定的项目，进行交接班切换试验，一次设备巡视人员应重点检查新发现的缺陷情况和检修现场所布置的安全措施。接班值班长114、应重点对照运行日志，了解设备的运行情况、修试变更情况、继保及自动装置动作情况及各种记录资料情况等。并且认真听取本班巡视人员的汇报。,二、变配电所交接班制度,、交接班的基本程序和责任划分：,(4）履行手续。接班人员在进行详细全面地检查并认为确无问题后，交接双方在交接班记录簿上签名，并且交接值班佩带标志，交接班工作方告结束。,(5）交接责任划分。若因交班者记录不清或不全，导致接班后发生异常，交班者负主要责任，接班者负次要责任。若因接班者检查马虎不细导致发生问题，则完全由接班者负责。如果在交接班期间发现或发生问题，则由交接人员负责处理和记录，并向所长汇报，经分析论证后处理。,三、变配电值班制度,、值115、班要求,值班人员必须熟现场规程和电气设备，并经当地电业部门培训考核合格，取得 电工进网作业许可证。单独值班人员或值班负责人还应具有一定实际工作经验，单人值班时不得单独从事修理工作。变电所内的高压设备符合下列条件者，方可由单人值班：,三、变配电值班制度,、值班要求,(l）室内高压设备的隔离室装设了遮栏，遮栏的高度在 1.7m 以上且安装牢固并加锁者。(2）室内高压断路器（开关）的操作机构用墙或金属板与该断路器（开关）隔离，或装有远方操作机构者。无论高压设备带电与否、值班人员不得单独移开或越过遮栏进行工作。若必须移开遮栏时，应有监护人在场，并符合以下安全距离规定：10kV 及以下为 0.7m;20116、35kV 为 l.0m;60l10kV 为 l.5m;220kV 为 3.Om。,三、变配电值班制度,、值班制度的主要内容,(l）变配电所值班人员必须不断地认真学习，结合实际，熟悉现场所有电气设备及各项规程与规章制度。,(2）坚守岗位，严守纪律，服从调度，执行命令。值班时不闲谈，不喝酒，不做任何与值班无关的事情。,(3）果断正确地处理出现的异常情况、故障或事故，及时记录并向上级汇报与请示。,(4)35kV 及以上的工厂变电所一般应有两人或以上值班，负责人值班或单独的值班人员应具备相当的实际工作经验和应变能力。,三、变配电值班制度,、值班制度的主要内容,(5）值班时认真监视各种仪表，按时进行巡回117、检查设备运行情况，切勿疏忽或稍有懈怠。,(6）记录当值时间内设备的运行状态，包括设备操作，设备异常及故障情况、检修工作等，填好运行日志。,(7）记录与处理好当值内上级下达的任务，并及时向有关方面汇报联系。,(8）根据生产及季节特点，在高峰负荷及雷雨或冰雪天气，应特别加强监视与巡视。,三、变配电值班制度,、值班制度的主要内容,(9）根据现场实际情况和以往经验教训，积极做好事故预想，认真做好反事故措施。,(10）严格变配电所出入制度，及时登记进出人员姓名、职务、事由与时间。,(11）管理好各种安全用具及仪表工具，并做好规定的定测试或维护保养等工作。,(12）搞好值班维护地段的设备清洁与环境卫生工作118、。,四、设备巡视检查制度,1、变配电所的值班人员对设备应经常进行巡视检查。巡视检查分为定期巡视、特殊巡视和夜间巡视三种，其含义是：定期巡视，值班员每天按现场运行规程的规定时间和项目，对运行的备用的设备及周围环境进行定期检查。特殊巡视，对特殊情况下增加的巡视。如在设备过负荷或负荷有显著变化时，新装、检修或停运后的设备投人运行，运行中出现可疑现象及特殊天气时的巡视。夜间巡视，其目的在于发现接点过热和绝缘污秽放电情况，一般在高峰负荷期和阴雨无月的夜间进行。,四、设备巡视检查制度,2、巡视检查要精力集中，注意安全。巡视高压设备时，不得移开或越过遮栏，也不准进行其他工作。,3、巡视中若发现设备有异常情况119、，无论电气设备带电与否，未得主管领导批准，值班人员不准擅自接近导体进行修理或维护工作。,4、高压室的钥匙至少应有 3 把，由值班人员负责保管并按值移交；一把专供值班员使用，一把专供紧急时使用，剩余的可以借给予许可单独巡视高压设备的人员和工作负责人使用，但必须登记签名，当日交回。,四、设备巡视检查制度,5、巡视配电装置进人高压室时，应该随手将门关上并锁好。,6、高压设备发生接地时，在室内不得接近故障点 4m 以内；在室外不得接近故障点 8m 以内。进入上述范围的人员必须穿绝缘鞋；接触设备外壳或构架时应戴绝缘手套。,7、雷雨天气需巡视室外高压设备时，应穿绝缘鞋，同时不准靠近避雷针和避雷器。,8、巡120、视中发现的缺陷要记人记录簿内，重设备缺陷应立即向主管领导汇报。,五、倒闸操作及监护制度,1、倒闸操作必须根据值班调度员或值班负责人命令，受令人复诵无误后执行。发布命令应准确、清晰、使用正规操作术语和设备双重名称（设备名称和编号）。发令人使用电话发布命令前先和受令人互报姓名，发令全过程和听令报告时都要作好记录或使用录音电话。倒闸操作由操作人填定操作票。单人值班者，操作票由发令人用电话向值班员传达，值班员应根据传达的命令填写操作票、复诵无误并在“监护人”签名填人发令人名字。每张操作票只能填写一个操作任务。,五、倒闸操作及监护制度,2、停电拉闸操作必须按照开关、负荷侧刀闸、母线侧刀闸顺序依次操作，送121、电合闸的，顺序与此相反。如变压器需要停电时，应先停低压，后停高压；送电时先送高压，后送低压。严防带负荷拉合隔离开关（刀闸）。为防止误操作，高压电气设备都应加装防止误操作的闭锁位置。,3、下列项目应填入操作票内：应拉合的开关和刀闸；检查开关和刀闸的位置；检查负荷分配；检查负荷分配；装拆接地线；安装或拆除控制回路、电压互感器回路的保险器；切换保护回路和检验是否确无电压等。,五、倒闸操作及监护制度,4、操作票应用钢笔或圆珠笔填写，票面应清楚整洁，不得任意涂改。操作人和监护人应根据模拟图板或接线图核对所填写的操作项目并分别签名，然后经值班负责人审核签名。,5、操作前核对设备名称、编号和位置，操作中应认122、真执行监护复诵制。必须按操作顺序操作，每操作完一项，做一个记号“，全部操作完毕后进行复查。,6、倒闸操作必须由两人执行，其中一个对设备较为熟悉者作监护。单人值班的变配电所倒闸操作可由一人执行。特别重要和复杂的倒闸操作，由熟悉的值班员操作，值班负责人或主管负责人监护。,五、倒闸操作及监护制度,7、操作中发生疑问时，不准擅自更改操作票，不准随意解除闭锁装置。应立即向值班负责人或主管负责人报告，弄清楚后再进行操作。,8、用绝缘棒拉合刀闸或经传动机构拉合刀闸和开关，均应戴绝缘手套；雨天操作室外高压设备时，绝缘棒应有防雨罩，还应穿绝缘靴。接地网电阻不符合要求的，晴天也应穿绝缘靴；雷电时，禁止进行倒闸操作123、；凡登杆进行倒闸操作，操作人员应戴安全帽并使用安全带。,9、装卸高压可熔保险器，应戴护目眼睛和绝缘手套，必要时使用绝缘夹钳，并站在绝缘垫或绝缘台上。,五、倒闸操作及监护制度,l0、电气设备停电后，即使是事故停电，在未拉开有关刀闸和做好安全措施以前，不得触及设备或进人遮栏，以防突然来电。,11、开关的遮断容量如不能满足电网要求，则必须将操作机构用墙或金属板与该开关隔开，并设远方控制，重合闸装置必须使用。,12、在发生人身触电事故时，为了解救触电者，可以不经许可，自行断开有关设备的电源，但事后必须立即报告上级。,五、倒闸操作及监护制度,13、下列各项工作可以不用操作票：事故处理 拉合开关的单一操作124、；拉开接地刀闸或拆除全变配电所仅有的一组接地线。但上述操作均应记人操作记录簿内。,14、操作票应先编号，按照编号顺序使用。作废的操作票应注意“作废”字样。已操作的要注（或盖章）“已执行”字样。上述操作票要保存 3 个月。,六、变配电所的技术管理,变配电所的值班人员和电气负责人应掌握设备调度的划分情况，设备正常的运行方式和可能出现的几种主要运行方式，设备运行、操作的注意事项，继电保护、自动装置的有关运行规定，消防、通风、排水系统的情况。,六、变配电所的技术管理,、变配电所需要建立的规程、制度：,电气安全工作规程；电气运行操作规程；电气设备使用规程；电气设备维护规程；电气设备检修规程；电气事故处理125、规程；岗位责任制度；电气设备缺陷管理制度；临时电气线路管理制度；,工作票、操作票管理制度；变、配电所防火制度；电工管理、培训、考核制度；交接班制度；巡视检查制度；门禁制度；调荷节电管理制度；电气设备验收制度。,六、变配电所的技术管理,、变配电所应健全的技术资料：,本单位变配电系统单线接线图；操作模拟图板；变配电所平面布置图；本单位主要用电设备分布图；变配电线路路径图；电气装置隐蔽工程竣工图；直流系统图；电气设备二次接线图；,六、变配电所的技术管理,、变配电所应健全的技术资料：,变配电所运行记录；变配电所运行日志；变配电所运行巡视检查记录；变配电所运行开关跳闸记录；变配电所运行避雷器放电记录；电126、气设备检修记录；电气设备试验记录；电气设备缺陷及处理记录；,六、变配电所的技术管理,、变配电所应健全的技术资料：,安全用具管理记录；电工技术培训及考核记录；人身和设备事故分析记录；电气设备技术档案；供用电协议文件；运行分析记录；事故预想及反事故演习记录；调度操作命令记录；紧急限电予位表。,七、变配电所的安全管理,变电所是电网发、供、配的重要中间环节，它的安全运行与否对整个国民经济和工农业生产及人民生活用电关系重大，同时对供电部门本身的经济效益也将产生极其重要的影响。因此，变电所在任何时候，任何情况下，都要毫不动摇地坚持“安全第一、预防为主”的工作方针，始终把安全运行放在各项工作的首位。坚持不懈127、地抓好安全第一的思想教育，不断提高运行人员执行 电业安全工作规程 和各种安全生产规章制度的自觉性，增强职工安全生产的主人翁责任感。保障变配电所安全运行的措施有：,七、变配电所的安全管理,1、坚持不懈地采用多种形式，强化安全教育,(l）组织好 电力安全工作规程 经常性的学习和讨论，认真做好运行人员每年度一次的 电力安全工作规程 考试工作。(2）做好安全与运行分析，一般情况下每月一次。(3）始终不渝地抓好变配电所的安全活动，做到定期组织、内容充实、形式多样。(）扎实抓好安全知识培训，不断提高运行人员的安全技术素质。,七、变配电所的安全管理,2、制订安全生产责任制，进行安全的全方位管理。,3、制定与执行安全生产的组织措施和技术措施。,4、制订与执行电气安全用具的保管制度。,