供电系统主要电气设备共83页

4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法
4．长弧切短灭弧法 如图 4–5所示，利用金属片（如钢栅片）将长弧切成若干短弧。当外施电压 (触头间)小于电弧上的电压降时，电弧不能维持而迅速熄灭。低压断路器和部 分刀开关的灭弧罩就是利用这个原理来灭弧的。
4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法 5．粗弧分细灭弧法 将粗弧分成若干平行的细小电弧，增大了接触面，降低电弧的温度，从而使 带电质点的复合和扩散得到加强，使电弧加速熄灭。 6．狭沟灭弧法 如图4-6所示，陶瓷制成的绝缘灭弧栅使电弧在固体介质所形成的狭沟中燃 烧，冷却条件改善，电弧与介质表面接触使带电质点的复合增强，从而加速 电弧的熄灭。如有的熔断器在熔管中充填石英砂，就是利用狭沟灭弧原理。
§ 4.3.3 电力变压器的结构
（1）油箱 箱体、箱盖、散热装置、放油阀 1）箱体 箱体内有绕组、铁心和变压器的油： 变压器油 既有循环冷却和散热作用，又有绝缘作用； 绕组与箱体(箱壁、箱底)有一定的距离，由油箱内的油绝缘。
2）油箱的四种结构： ①散热管油箱 散热管的管内两端与箱体内相通，油受热后，经散热管上端 口流人管体，冷却后经下端口又流回箱内，形成循环，用于1600KV·A及 以下的变压器。 ②带有散热器的油箱 用于2000KV·A以上的变压器。 ③平顶油箱 ④波纹油箱（瓦楞型油箱） (2) 高低压套管 套管为瓷质绝缘管，内有导体，用于变压器一、二次绕组接入和引出端的 固定和绝缘。
§4.3.2 电力变压器的分类及特点
5． 按容量系列分，用 R10系列来确定变压器的容量，即按R10==1.26的倍 数递增，常用的有100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、 1000、1250、1600、2000、2500、3150 KV·A等。 （1）小型变压器 容量在500KV·A以下的变压器； （2）中型变压器 容量在630～6300KV·A之间的变压器； （3）大型变压器 容量在8000 KV·A以上的的变压器； 6．按电压调节方式分 （1）无载调压变压器 一般用于对电压水平要求不高的场所，特别是10KV 及以下的配电变压器； （2）有载调压变压器 在10KV以上的电力系统和对电压水平要求较高的场 所主要采用有载调压变压器； 7．按安装地点分 （1）户内式 （2）户外式

§4.1 概 述
3．按在一次电路中的功能分 （1）变换设备 用来按电力系统工作的要求变换电压或电流的电气设 备，如变压器、互感器等。 （2）控制设备 用于按电力系统的工作要求控制一次电路通、断的电 气设备，如高低压断路器、开关等。 （3）保护设备 用来对电力系统进行过电流和过电压等的保护用电气 设备，如熔断器、避雷器等。 （4）补偿设备 用来补偿电力系统中无功功率以提高功率因数的设备， 如并联电容器等。 （5）成套设备(装置) 按一次电路接线方案的要求，将有关的一次设 备及其相关的二次设备组合为一体的电气装置，如高低压开关柜、低 压配电屏、动力和照明配电箱等。
4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法
4．长弧切短灭弧法 如图 4–5所示，利用金属片（如钢栅片）将长弧切成若干短弧。当外施电压 (触头间)小于电弧上的电压降时，电弧不能维持而迅速熄灭。低压断路器和部 分刀开关的灭弧罩就是利用这个原理来灭弧的。
4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法 5．粗弧分细灭弧法 将粗弧分成若干平行的细小电弧，增大了接触面，降低电弧的温度，从而使 带电质点的复合和扩散得到加强，使电弧加速熄灭。 6．狭沟灭弧法 如图4-6所示，陶瓷制成的绝缘灭弧栅使电弧在固体介质所形成的狭沟中燃 烧，冷却条件改善，电弧与介质表面接触使带电质点的复合增强，从而加速 电弧的熄灭。如有的熔断器在熔管中充填石英砂，就是利用狭沟灭弧原理。
4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法
7．真空灭弧法 将开关触头装在真空容器内，产生的电弧（真空电弧）较小，且在电流第 一次过零时就能将电弧熄灭。真空断路器就是利用这种原理来熄灭电弧的。 8．六氟化硫（SF6）灭弧法 SF6气体具有优良的绝缘性能和灭弧性能，绝缘强度约为空气的3倍，而绝 缘强度的恢复速度约比空气快100倍，可极大的提高开关的断流容量和减少 灭弧所需时间。

陶瓷外壳：具有绝缘性能，保护MOV免受外部 环境的影响
引线：连接MOV与外部电路，传递电流
保护电阻：限制MOV的电流，防止过热损坏
PRT SEVEN
电容器是一种储能设备，用于储存电能 电容器的主要功能是滤波、稳压、耦合等 电容器的种类包括电解电容器、陶瓷电容器、薄膜电容器等 电容器的应用广泛，如电力系统、电子设备、通信设备等
保护电气设备免 受雷击损坏
防止雷电引起的 过电压和过电流
限制雷电流对电 气设备的影响
提高供电系统的 可靠性和安全性
氧化锌避雷器：具有优异的 非线性伏安特性，适用于各 种电压等级的电力系统
阀型避雷器：用于保护电力 系统免受雷电过电压和操作 过电压的损害
碳化硅避雷器：具有较高的 耐受电压和通流能力，适用
于高电压等级的电力系统
复合绝缘避雷器：结合了氧 化锌和碳化硅的优点，适用 于各种电压等级的电力系统
避雷器原理：利用金属氧化物半导体 （MOV）的过电压保护特性，将雷电过 电压限制在安全范围内
避雷器结构：主要由金属氧化物半导体 （MOV）、陶瓷外壳、引线、保护电阻等组成
MOV特性：具有非线性电阻特性，当电压 超过一定值时，电阻急剧减小，起到限压作 用
电流
结构：主要由 铁芯、绕组、
外壳等组成
应用：广泛应 用于电力系统、 电气设备、自 动化控制等领
域
作用：将高压系统的电压转换为低压系统的电压，便于测量和控制
结构：主要由铁芯、绕组、绝缘材料等组成 工作原理：利用电磁感应原理，将高压系统的电压转换为低压系统的电 压 应用：广泛应用于电力系统、电气设备、自动化控制等领域
作用：将一次侧的 高电压、大电流转 换为二次侧的低电 压、小电流，以便 于测量和控制

§4.1 概 述
3．按在一次电路中的功能分 （1）变换设备 用来按电力系统工作的要求变换电压或电流的电气设 备，如变压器、互感器等。 （2）控制设备 用于按电力系统的工作要求控制一次电路通、断的电 气设备，如高低压断路器、开关等。 （3）保护设备 用来对电力系统进行过电流和过电压等的保护用电气 设备，如熔断器、避雷器等。 （4）补偿设备 用来补偿电力系统中无功功率以提高功率因数的设备， 如并联电容器等。 （5）成套设备(装置) 按一次电路接线方案的要求，将有关的一次设 备及其相关的二次设备组合为一体的电气装置，如高低压开关柜、低 压配电屏、动力和照明配电箱等。
4.2.2 电弧的产生
1．产生电弧的根本原因 触头间很大电场强度和很高的温度导致触头本身的电子及触头周围介质中 的电子被游离而形成电弧电流。 2．产生电弧的游离方式 （1）高电场发射 强电场把触头表面的电子拉出，形成自由电子并发射到 触头间隙中。 （2）热电发射 触头表面的电子吸收足够的热能而发射到触头间隙中形成 自由电子向间隙四周发射出去。 （3）碰撞游离 高速移动的自由电子碰撞中性质点，使中性质点游离成带 正电的正离子和自由电子。不断的碰撞使触头间隙中正离子和自由电子数 越来越多，形成“雪崩”现象，当离子浓度足够大时，介质被击穿而产生 电弧。 （4）高温游离 电弧形成后的高温，加强了正离子和自由电子的游离。触 头越分开，电弧越大，高温游离也越显著。 注：高电场发射和热电发射的游离方式在触头分开之初占主导作用 碰撞游离和高温游离使电弧持续和发展 它们是互相影响，互相作用的。
（3）瓦斯继电器 容量在800KV·A及以上的油浸式变压器、户内式的变压器容量在400KV·A 及以上安装；其作用是在变压器油箱内部发生故障时进行瓦斯保护。
§ 4.3.3 电力变压器的结构

第二节 电力变压器和互感器
一、电力变压器 (一)概述 １.电力变压器的类型 ２.电力变压器的联结组别 （1） Yyn0联结和Dyn11联结的配电变压器
Yyn0联结的示意图 如图2-1所示。
图２-１ 变压器Ｙｙｎ０联结组
第二节 电力变压器和互感器
Dｙｎ11联结的示意图如图２-2所示。
图２-２ 变压器Ｄｙｎ１１联结组
７—瓦斯继电器 ８—高压出线套管 ９—低压出线套管 １０—分接开关 １１—油箱 １２—变压器油 1
3—铁心 １４—绕组 １５—放油阀 １６—底座(小车) １７—接地端
第二节 电力变压器和互感器 三相树脂浇注绝缘干式电力变压器的外形结构如 图2-5所示。
图２-５ 三相树脂浇注绝缘干式电力变压器 １—高压出线套管 ２—吊环 ３—上夹件 ４—低压出线接线端子 ５—铭牌 ６—树脂浇注绝缘绕组(内为低压，外为高压) ７—上下夹件拉杆 ８—警示标牌(“高压危
行时二次侧电压相量图
第二节 电力变压器和互感器
例２-２ 现有一台Ｓ９—８００／１０型变压器与一台Ｓ９— ２０００／１０型变压器并列运行，均为Ｄｙｎ１１联结。问负荷 达到２８００ｋＶＡ时，上列变压器中哪一台变压器将要过负荷?过 负荷将达到多少?
第二节 电力变压器和互感器
2.电力变压器的正常过负荷
油浸式变压器的正常过负荷 与下列因素有关：
（1）因昼夜负荷不均衡而 允许的过负荷油浸式电力变 压器因昼夜负荷不均衡而允
许的过负荷系数ＫＯＬ，可
根据日负荷填充系数(日负荷 率)β和最大负荷持续时间ｔ 去查图２-６所示曲线求得。
图２-６ 油浸式电力变压器允许过负荷系数 与日负荷率及最大负荷持续时间的关系曲线
第二节 电力变压器和互感器

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任务２. ２ 互感器
• １） 电流互感器的分类 • 电流互感器按一次绕组匝数分有单匝式和多匝式； 按用途分有测量
用和保护用； 按绝缘介质分有油浸式（户外） 和干式（户内）； 按 准确度等级分类， 测量用有０. １、０. ２、０. ３、１、３、５ 级 ， 保护用有５Ｐ 和１０Ｐ 等。 • ２） 电流互感器型号
满油； 减少油与空气的接触面积； 适应绝缘油在温度升高或降低时 体积的变化。 • ８. 瓦斯继电器 • 瓦斯继电器安装在储油柜与变压器的连管中间， 是变压器内部故障 的主保护。
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任务２. １ 电力变压器
• 当变压器内部发生故障产生气体或油箱漏油使油面降低时， 瓦斯继 电器动作， 发出信号； 若事故严重， 可使变压器高、低压侧断路器 同时跳闸。
目和重建项目。 • 1)新建项目。新建项目指根据国民经济和社会发展的近远期规
划，按照规定的程序立项，从无到有的建设项目。有的建设项 目原有规模很小，经扩大建设规模后，其新增加的固定资产价 值超过原有固定资产价值三倍以上的，也算新建项目。
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第一节公路建设项目
• 2)扩建项目。扩建项目是指原有企业、事业单位，为扩大原有产品生 产能力或增加新的产品生产能力或效益而增建的工程项目。
• ９. 分接开关 • 分接开关安装于变压器顶部， 如图２. ５ 所示， 其作用是调整变压
器二次输出电压。 • （１） 调压原理： • 因Ｅ２ ＝４. ４４ｆ Ｎ２Φｍ ≈Ｕ２， 可以看出， 保证变压器主磁通
不变是保证输出电压不变的关键。
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任务２. １ 电力变压器
• 根据Φｍ≈ Ｕ１ /４. ４４ｆ Ｎ１ ， 同时改变Ｕ１ 和Ｎ１， 就可以保证 主磁通不变。

§4.3 电力变压器
4.3.1 概述 电力变压器（文字符号为T或TM） 三相变压器额定容量在5KV·A及以上，单相的在1KV·A及以上的输变电用变压器，均称为电力变压器。它是供配电系统中最关键的一次设备，主要用于公用电网和工业电网中，将某一给定电压值的电能转变为所要求的另一电压值的电能，以利于电能的合理输送、分配和使用。
§4.1 概 述
4.2.1 电弧及其主要危害 电弧— 一种高温、强光的电游离现象，开关电器和线路中一种必然的物理现象，是电流的延续。 1．电弧的主要特征 （1）能量集中，发出高温、强光。 （2）自持放电，维持电弧稳定燃烧所需电压很低。 （3）游离的气体，质轻易变。 2．电弧的危害 （1）延长了电路的开断时间，从而使故障对供配电系统造成更大的损坏。 （2）高温使开关触头变形、熔化，从而导致接触不良甚至损坏。 （3）高温可能造成人员灼伤甚至直接或间接的死亡，强光可能损害人的视力。 （4）引起弧光短路，严重时造成爆炸事故。
§ 4.3.3 电力变压器的结构
（1）油箱 箱体、箱盖、散热装置、放油阀 1）箱体 箱体内有绕组、铁心和变压器的油： 变压器油 既有循环冷却和散热作用，又有绝缘作用； 绕组与箱体(箱壁、箱底)有一定的距离，由油箱内的油绝缘。
(4) 储油柜（油枕） 内储有一定的油 1）作用：补充变压器因油箱渗油和油温变化造成的油量下降，当变压器油发生热胀冷缩时保持与周围大气压力的平衡
4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法
4．长弧切短灭弧法 如图 4–5所示，利用金属片（如钢栅片）将长弧切成若干短弧。当外施电压(触头间)小于电弧上的电压降时，电弧不能维持而迅速熄灭。低压断路器和部分刀开关的灭弧罩就是利用这个原理来灭弧的。
4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法
5．粗弧分细灭弧法 将粗弧分成若干平行的细小电弧，增大了接触面，降低电弧的温度，从而使带电质点的复合和扩散得到加强，使电弧加速熄灭。 6．狭沟灭弧法 如图4-6所示，陶瓷制成的绝缘灭弧栅使电弧在固体介质所形成的狭沟中燃烧，冷却条件改善，电弧与介质表面接触使带电质点的复合增强，从而加速电弧的熄灭。如有的熔断器在熔管中充填石英砂，就是利用狭沟灭弧原理。

§4.3.2 电力变压器的分类及特点
5． 按容量系列分，用 R10系列来确定变压器的容量，即按R10==1.26的倍 数递增，常用的有100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、 1000、1250、1600、2000、2500、3150 KV·A等。 （1）小型变压器 容量在500KV·A以下的变压器； （2）中型变压器 容量在630～6300KV·A之间的变压器； （3）大型变压器 容量在8000 KV·A以上的的变压器； 6．按电压调节方式分 （1）无载调压变压器 一般用于对电压水平要求不高的场所，特别是10KV 及以下的配电变压器； （2）有载调压变压器 在10KV以上的电力系统和对电压水平要求较高的场 所主要采用有载调压变压器； 7．按安装地点分 （1）户内式 （2）户外式
4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法
4．长弧切短灭弧法 如图 4–5所示，利用金属片（如钢栅片）将长弧切成若干短弧。当外施电压 (触头间)小于电弧上的电压降时，电弧不能维持而迅速熄灭。低压断路器和部 分刀开关的灭弧罩就是利用这个原理来灭弧的。
4.2.4 开关电器中常用的灭弧方法 5．粗弧分细灭弧法 将粗弧分成若干平行的细小电弧，增大了接触面，降低电弧的温度，从而使 带电质点的复合和扩散得到加强，使电弧加速熄灭。 6．狭沟灭弧法 如图4-6所示，陶瓷制成的绝缘灭弧栅使电弧在固体介质所形成的狭沟中燃 烧，冷却条件改善，电弧与介质表面接触使带电质点的复合增强，从而加速 电弧的熄灭。如有的熔断器在熔管中充填石英砂，就是利用狭沟灭弧原理。
§ 4.3.3 电力变压器的结构
2．常用三相油浸式电力变压器 如图4-7所示
图4-7 三相油浸式电力变压器 的结构
1—信号温度计 2—铭牌 3—吸 湿器 4—油枕(储油柜) 5—油位 指示器

• 结构复杂、价格昂贵。
第二十页，共80页。
第三节 高压开关设备
• 开关设备 ：用用来接通和断开电路的设备， 以保证用电设备和检修人员的安全。
• 高压开关设备： 定义：用于额定电压在3KV以上电压输配电 线路的开关设备。 种类：高压隔离开关、高压负荷开关、高 压断路器等。
第二十一页，共80页。
一、高压隔离开关（QS）
第四十页，共80页。
真空断路器
• 动静触点在真空状态下的灭弧室内工作，由 于只有极少量的介质被击穿而导电，因此绝 缘性能和灭弧性能都特别好。触点开距小、 动作快、燃烧时间短、灭弧迅速，所以外形 尺寸和重量可以大大减少，检修方便，使用 安全。
• 适用于频繁操作的高压电动机、小型电弧 炼钢炉变压器。
• 缺点：工艺复杂，提高技术参数不容易， 主要制成三相10KV户内型。
时间（S）、最高工作电压（KV)、 热稳定电流（KA）和动稳定电流 （KA）
第四十五页，共80页。
对断路器的基本要求
• 1 工作可靠
• 2 具有足够短路能力 • 3 具有尽可能短的开断时间
• 4 结构简单 • 5 价格低。
第四十六页，共80页。
第四十七页，共80页。
第四节 低压开关设备
• 定义：主要用于IKV以下的电路中的开关
功能：能通断一定的负荷电流和 过负荷电流，不能断开短路电流
，与高压熔断器配合使用，消
除过电流和短路故障。
第二十八页，共80页。
第二十九页，共80页。
FN3—10RT型高压负荷开关
• 户内型、10KV、设计序号为3、
• 带热脱扣器和熔断器型高压负荷开关
• FN5-10D型：
闸刀中部装有灭弧管，灭弧馆内有整 套灭弧装置，灭弧性能更优良。