第五章工厂变配电所及其一次系统
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《工厂供电(第5版)》习题参考答案
C)
2 0 2 A I 30 179 A，PEN线可选LJ-25；校验电压损耗 U % 4.13% U % 5% ，
第六章 工厂供电系统的过电流保护
6-1 选RT0-100/50型熔断器，熔体电流为50A；配电线选BLV-500-1×6mm2，穿硬塑料管（PC），其内径选为 Ø20mm。 6-2 选DW16-630型低压断路器，脱扣器额定电流为315A，脱扣电流整定为3倍即945A，保护灵敏度达2.65，满足 要求。 6-3 过电流保护动作电流整定为8A，灵敏度为2.7,满足要求。速断电流倍数整定为4.7倍，灵敏度为1.6，也基本满 足要求。 6-4 整定为0.8s。 6-5 反时限过电流保护的动作电流整定为6A，动作时间整定为0.8s；速断电流倍数整定为6.7倍。过电流保护灵敏度 达3.8，电流速断保护灵敏度达1.9，均满足要求。
第十章 工厂的电气照明
10-1 可选12盏灯，均匀矩形布置；纵向每隔3m装一灯，灯距墙1.25m，每排3灯，共4排。该车间一般照明的平均
照度约为60lx。 10-2 查附录表30-4的概算图表，可得N ≈18，而 E a v=60 lx，因此计算得n ≈11，宜选12灯，布置同上。 10-3 按比功率法计算，亦可选灯12盏，布置同上。 10-4 选用BLV-500-1×16型铝芯塑料线。
第二章 工厂的电力负荷及其计算
2-1 负荷计算结果如下表所示： 设备容量 Pe / kW 800 56 856 车间总计 取
K p 0 .9, K q 0 .9 5
设备名称 切削机床 通风机
需要系数 Kd 0.2 0.8 —
计算负荷
co s
tan
P30 / kW 0.5 0.8 — 1.73 0.75 — 160 44.8 204.8 184
工厂供电第五章工厂电力线路
等基本接线方式。 （一）放射式接线
指变配电所高压母线上引出的一回线路 直接向一个车间变电所或高压用电设备供电， 沿线不支接其他负荷。
（二）树干式接线 指由变配电所高压母线上引出的每路高压配电干线
上，沿线支接了几个车间变电所或负荷点的结线方式。 与放射式接线相比， 优点： （1）能减少线路的有色金属消耗量。 （2）采用的高压开关数量少。 （3）无需没高压配电室，投资 较少。 缺点： （1)供电可靠性更低，当高压配电干线发生故障或检修时， 其上的所有 变电所都要停电.
A0≥Aφ
2.保护线（PE线）截面的选择 保护线截面APE要满足短路热稳定度的要求，按
GB50054–95低压配电设计规范规定： （1）当Aφ≤16mm2时
APE≥Aφ
（2）当16mm2＜Aφ≤35mm2时 APE≥16mm2
(3) 当Aφ≥35mm2时 APE≥0.5Aφ
3.保护中性线（PEN线）截面的选择 因为PEN线具有PE线和N线的双重功能，所以选
（三）环式接线 车间变电所的低压侧，通过低压联络线相互联
接成为环式。 环式接线，供电可靠性比较高。任一段线路发
生故障或检修时，都不致造成供电中断，或暂时停 电，一旦切换电源的操作完成，就能恢复供电。
环式接线，可使电能损耗和电压损耗减少，既 节约电能，又提高电压水平。但是环式供电系统的 保护装置及其整定配合相当复杂，如配合不当，容 易发生误动作，反而扩大故障停电的范围。
导线和电缆在通过计算电流时产生的发热高温， 不应 超过其正常运行时的最高允许温度。
2.电压损耗
导线和电缆在通过计算电流时产生的电压损耗, 不应超 过正常运行时允许的电压损耗值。
３.经济电流密度 高压线路及特大电流的低压线路， 一般应按规
指变配电所高压母线上引出的一回线路 直接向一个车间变电所或高压用电设备供电， 沿线不支接其他负荷。
（二）树干式接线 指由变配电所高压母线上引出的每路高压配电干线
上，沿线支接了几个车间变电所或负荷点的结线方式。 与放射式接线相比， 优点： （1）能减少线路的有色金属消耗量。 （2）采用的高压开关数量少。 （3）无需没高压配电室，投资 较少。 缺点： （1)供电可靠性更低，当高压配电干线发生故障或检修时， 其上的所有 变电所都要停电.
A0≥Aφ
2.保护线（PE线）截面的选择 保护线截面APE要满足短路热稳定度的要求，按
GB50054–95低压配电设计规范规定： （1）当Aφ≤16mm2时
APE≥Aφ
（2）当16mm2＜Aφ≤35mm2时 APE≥16mm2
(3) 当Aφ≥35mm2时 APE≥0.5Aφ
3.保护中性线（PEN线）截面的选择 因为PEN线具有PE线和N线的双重功能，所以选
（三）环式接线 车间变电所的低压侧，通过低压联络线相互联
接成为环式。 环式接线，供电可靠性比较高。任一段线路发
生故障或检修时，都不致造成供电中断，或暂时停 电，一旦切换电源的操作完成，就能恢复供电。
环式接线，可使电能损耗和电压损耗减少，既 节约电能，又提高电压水平。但是环式供电系统的 保护装置及其整定配合相当复杂，如配合不当，容 易发生误动作，反而扩大故障停电的范围。
导线和电缆在通过计算电流时产生的发热高温， 不应 超过其正常运行时的最高允许温度。
2.电压损耗
导线和电缆在通过计算电流时产生的电压损耗, 不应超 过正常运行时允许的电压损耗值。
３.经济电流密度 高压线路及特大电流的低压线路， 一般应按规
工厂供电——刘介才-PPT
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突然中断 供电！
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停电！
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对工厂供电的基本要求
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安全 可靠 优质 经济
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第2节 工厂供电系统及发电厂、电力系统与 工厂的自备用电源
一、工厂供电系统概况 中小型工厂的电源进线 电压是6~10kV。电能先从
高压配电所集中，再由 高压配电线路将电能分 送到各车间变电所或由 高压配电线路直接供给 高压用电设备。
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（二）电力系统
将一次能源转换成二次能源系统
电 能 转 换
发电
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电 能 传 输
变电 输电
电 能 分 配
变配电
电 能 利 用
用电
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送电过程：发电机→升压→高压输电线路→降压→配电.
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电力系统：由各级电压的电力线路将发电 厂、变电所和电力用户联系起来的一个发 电、输电、变电、配电和用电的整体。
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单相短路电流比线路的正常负荷电流大得多， 因此，系统发生单相短路时保护装置应动作于跳闸， 切除短路故障。
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二、低压配电系统的接地型式
我国220/380V低压配电系统，广泛采用中性点直接接 地的运行方式，而且引出有中性线〔N〕，保护线 〔PE〕或保护中性线〔PEN〕。
中性线〔N〕的功能：一是用来接用额定电压为系统 相电压的单相用电设备；二是用来传导三相系统中的 不平衡电流和单相电流；三是减小负荷中性点的电位 偏移。
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低压 ：
单相 220V
三相 380V
高压：
第五章 工厂供电系统电气图
第五章
工厂供电系统电气图
三、电力系统主要电气设备
2．高压断路器 高压断路器在电路正常时，用来接通或切断负荷 电流；在电路发生故障时，用来切断巨大的短路 电流。它是高压开关中最重要、最复杂的一种， 既能切换正常负载，又可排除短路故障，同时承 担着控制和保护双重任务。 断路器具有可靠的灭弧装置，其灭弧能力很强。 常用的油断路器，是利用触头间产生的电弧使油 分解，产生的高压气体对电弧进行吹弧和冷却， 将电弧熄灭。
第五章
工厂供电系统电气图
一、变电与配电
降压变电所可分为三类：
2．终端变电所 终端变电所又称为二次变电站，多位于用电 的负荷中心，高压侧从地区降压变电所受电， 通过变压器把电压降为6～10 kV，向某个市 区或农村城镇供电。其供电范围较小，若全 终端降压变电所停电，只使该部分用户中断 供电。
第五章
第五章
工厂供电系统电气图
三、电力系统主要电气设备
6．成套配电装置 成套配电装置是以断路器为主的成套电器。它 主要用于配电系统，作接受与分配电能之用。 这类装置的各组成元件，按主接线的要求，以 一定顺序布置在一个或几个金属柜内(根据需要 ，在柜内还可装设控制、测量、保护及调整等 没备)。它可满足各种主接线要求，并具有占地 少、安装及运行维护方便、适用于大量生产等 特点。选择成套配电装置要根据主接线确定其 数量，并根据负荷大小和用途来选择成套配电 装置型号、容量和保护方式。
第五章
工厂供电系统电气图
第五章
工厂供电系统电气图
第一节 电力输配电系统
发电厂与用电地区和用户之间有较远的距 离，而且用电设备电压等级与发电厂的电压等 级之间有很大差别。例如家用电器设备、照明 设备的额定电压为220V单相电压；而一般低压 三相电动机的线电压为380V。这样就有一个远 距离高压输电，以及一次和二次变电问题。
工厂变配电所及其一次系统概述
工厂变配电所及其一次系统概述工厂变配电所及其一次系统概述一、引言随着工业的发展，工厂的用电需求日益增加，为了满足这种需求，工厂需要建立具有较高电力供应能力的变配电所及其一次系统。
变配电所是工厂电力系统中的重要组成部分，承担着将高电压输电线路的输电能力转化为低电压供电能力的重要任务。
一次系统则是变配电所中的主要设备，负责将高压电能分配给各个电力用户。
因此，对于工厂变配电所及其一次系统的概述非常重要。
二、工厂变配电所的功能和结构工厂变配电所一般由变电设备室、配电设备室、机房、控制室等组成。
其中变电设备室主要安放变压器、低压配电柜等设备；配电设备室主要安放电力配电系统所需的开关设备、接地阻抗装置等设备；机房主要安放供电设备的监控系统和自动控制系统；控制室主要安放控制设备和操作设备。
工厂变配电所的功能主要包括：1. 转换电能：将来自输电线路的高电压电能通过变压器转换为低电压电能，以供工厂内各个电力用户使用。
2. 配电：将变压器输出的低电压电能通过配电设备按需进行分配，以保证工厂内各个设备、设施均能得到足够的电能供应。
3. 维护电力安全：通过对电力设备的监控和保护，及时排除各类故障，保证工厂电力系统的稳定运行。
工厂变配电所的结构根据所需功率大小和用电情况来设计，一般包括主变压器、进线柜、电容器柜、配电柜、开关柜、控制柜等设备。
这些设备通过电缆和导线等进行互联，构成一个完整的电力系统。
三、工厂一次系统的主要设备1. 主变压器：主变压器是将高电压通过电力变压器变成低电压的设备。
主变压器一般分为高压侧和低压侧两部分，通过变压器的变损进行电能转换。
2. 进线柜：进线柜是主变压器和辅助电源之间的连接设备。
进线柜具有隔离、切断、分段、测量和保护等功能。
3. 电容器柜：电容器柜是用来改善和补偿电力系统的功率因数的设备。
电容器柜通过调整电压和电流的相位差来提高功率因数。
4. 配电柜：配电柜是将主变压器输出的低电压电能分配给工厂内各个用户的设备。
变电所的一次系统PPT课件
•18 18
5.5 互感器
3. 电压互感器的类型和型号 ➢按相数分：有单相和三相两大类； ➢按用途分：有测量用和保护用两大类； ➢按准确度等级分: 有0.2、0.5、1、3、3P、6P等级； ➢按安装地点分：有户内式和户外式； ➢按绝缘介质分：有油浸式和干式（含环氧树脂浇注式）。 电压互感器的型号
•2 2
5.5 互感器
图5-37为电流互感器的原理接线图。
电流互感器的一次电流I1与二次电流I2之 间的关系为
I1
N2 N1
I2
Ki I2
式中，Ki为电流互感器的变流比，Ki IN1 IN2。 图5-37 电流互感器
原理接线图
2．电流互感器的误差
电流互感器的简化等效电路和相量图如图5-38所示。
X和x为同名端。如果一次电压的方向由A指向X，则二次
电压的方向由a指向x。
电压互感器的接线方式（见图5-51）
•22 22
图5-51 电压互感器的接线方式
a）单相式接线 b）V/V形接线 c）Y0/Y0形接线
d）Y0/Y0/（开口三角）形接线
•23 23
5.5 互感器
✓单相式接线（见图5-51a）：可测量一个线电压。 ✓V/V形接线（见图5-51b）：可测量三个线电压。 ✓Y0/Y0形接线（见图5-51c）：可测量电网的线电压，并可 供电给接相电压的绝缘监视电压表。 ✓Y0/Y0/ ∆ （开口三角）形接线（见图5-51d）：接成Y0的 二次绕组，接绝缘监视电压表；接成开口三角形的辅助二 次绕组，构成零序电压过滤器。
5. 电压互感器的使用注意事项 ➢电压互感器在工作时二次侧绝对不允许短路； ➢电压互感器的二次侧必须有一端接地。
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第五章 变电所的一次系统
5.5 互感器
3. 电压互感器的类型和型号 ➢按相数分：有单相和三相两大类； ➢按用途分：有测量用和保护用两大类； ➢按准确度等级分: 有0.2、0.5、1、3、3P、6P等级； ➢按安装地点分：有户内式和户外式； ➢按绝缘介质分：有油浸式和干式（含环氧树脂浇注式）。 电压互感器的型号
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5.5 互感器
图5-37为电流互感器的原理接线图。
电流互感器的一次电流I1与二次电流I2之 间的关系为
I1
N2 N1
I2
Ki I2
式中，Ki为电流互感器的变流比，Ki IN1 IN2。 图5-37 电流互感器
原理接线图
2．电流互感器的误差
电流互感器的简化等效电路和相量图如图5-38所示。
X和x为同名端。如果一次电压的方向由A指向X，则二次
电压的方向由a指向x。
电压互感器的接线方式（见图5-51）
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图5-51 电压互感器的接线方式
a）单相式接线 b）V/V形接线 c）Y0/Y0形接线
d）Y0/Y0/（开口三角）形接线
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5.5 互感器
✓单相式接线（见图5-51a）：可测量一个线电压。 ✓V/V形接线（见图5-51b）：可测量三个线电压。 ✓Y0/Y0形接线（见图5-51c）：可测量电网的线电压，并可 供电给接相电压的绝缘监视电压表。 ✓Y0/Y0/ ∆ （开口三角）形接线（见图5-51d）：接成Y0的 二次绕组，接绝缘监视电压表；接成开口三角形的辅助二 次绕组，构成零序电压过滤器。
5. 电压互感器的使用注意事项 ➢电压互感器在工作时二次侧绝对不允许短路； ➢电压互感器的二次侧必须有一端接地。
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第五章 变电所的一次系统
工厂变配电所及其一次系统
（2）星形接线。可测量三相负荷电流，监视各 相负荷的不对称情况。除了用于重要的高压线路 外，还广泛用于220/380V三相四线制的线路中.
（3）不完全星形接线，或称两相式接线。流过 公共线的电流等于A、C两相电流的向量和，广泛 用于三相负荷平衡或不平衡电路中.
5、电流互感器的接线
电流互感器接线时，必须注意标注在电流互 感器端子上的符号和极性。通常用字母L1与L2表 示原绕组端子，副绕组端子用K1和K2表示。原边 电流从L1流向L2时，副边电流从K1流出经测量仪 表流回K2，则L1与K1，L2与K2分别为同极性端子。
当熔件通过的电流等于额定电流时，熔件长期不 熔断；通过1.3倍额定电流时,熔断时间约1小时左右； 通过的电流越大，熔断时间越短，呈反时限特性。 熔断器熔断时间与通过电流的关系曲线，称为熔断 器的保护特性曲线，由制造厂给出。
1、高压熔断器
在工厂变配电系统中，对容量较小且不太重要的 负荷，可以使用高压熔断器作为配电线路及变压 器、电压互感器的过载和短路保护，即经济又可 满足一定程度的可靠性。高压熔断器不仅要满足 额定电压、电流的要求，而且短路电流不能超过 熔断器的最大开断电流。主要类型有： RN型户 内高压管型熔断器 、RW型户外高压跌落式熔断 器。
第五章 工厂变配电所及其一次系统
5.1 工厂变配电所的作用和类型 5.2 电气设备中的电弧问题及对触头的要求 5.3 高压一次设备
5.4 低压一次设备 5.5 电压互感器和电流互感器 5.6 工厂变配电所的一次主接线 5.7 工厂变配电所的布置与结构 5.8 工厂变配电所的运行管理
5.1 变配电所的作用和类型
一、变、配电所的作用
变配电站是电力系统变换电压、接受和分配电能、
控制电力的流向和调整电压的设施。
（3）不完全星形接线，或称两相式接线。流过 公共线的电流等于A、C两相电流的向量和，广泛 用于三相负荷平衡或不平衡电路中.
5、电流互感器的接线
电流互感器接线时，必须注意标注在电流互 感器端子上的符号和极性。通常用字母L1与L2表 示原绕组端子，副绕组端子用K1和K2表示。原边 电流从L1流向L2时，副边电流从K1流出经测量仪 表流回K2，则L1与K1，L2与K2分别为同极性端子。
当熔件通过的电流等于额定电流时，熔件长期不 熔断；通过1.3倍额定电流时,熔断时间约1小时左右； 通过的电流越大，熔断时间越短，呈反时限特性。 熔断器熔断时间与通过电流的关系曲线，称为熔断 器的保护特性曲线，由制造厂给出。
1、高压熔断器
在工厂变配电系统中，对容量较小且不太重要的 负荷，可以使用高压熔断器作为配电线路及变压 器、电压互感器的过载和短路保护，即经济又可 满足一定程度的可靠性。高压熔断器不仅要满足 额定电压、电流的要求，而且短路电流不能超过 熔断器的最大开断电流。主要类型有： RN型户 内高压管型熔断器 、RW型户外高压跌落式熔断 器。
第五章 工厂变配电所及其一次系统
5.1 工厂变配电所的作用和类型 5.2 电气设备中的电弧问题及对触头的要求 5.3 高压一次设备
5.4 低压一次设备 5.5 电压互感器和电流互感器 5.6 工厂变配电所的一次主接线 5.7 工厂变配电所的布置与结构 5.8 工厂变配电所的运行管理
5.1 变配电所的作用和类型
一、变、配电所的作用
变配电站是电力系统变换电压、接受和分配电能、
控制电力的流向和调整电压的设施。
《工厂供配电技术》教学大纲6
《工厂变配电技术》教案大纲课程编号：课程类别：考试课课时：110 开课学期：一．教案大纲说明<一）课程性质与目的本课程是我系电气技术、电气工程专业的专业基础课。
主要内容包括：工厂的电力负荷和无功补偿，短路电流极其计算，工厂电力线路，工厂变配电所极其一次系统，电力变压器，工厂供电系统的保护，电气安全、防雷与接地，工厂的电气照明，电气绝缘预防性实验，以及实验技能等。
<二）课程的基本要求本课程的任务主要是讲述中小型工厂内部的电能供应和分配问题，并讲述电气照明，使学生初步掌握中小型工厂供电系统和电气照明运行维护及基本计算所需的基本理论和基本知识，为今后从事工厂供电技术工作奠定一定的基础。
<三）本课程的重点<1）加强能力的培养，特别是培养学生基础计算的能力、分析问题的能力和实验动手能力。
<2）加强理论联系实际的教案。
<四）本课程与其他相关课程的关系<1）前导课程“电工基础”、“电子技术”、“自动检测与转换技术”等课程来培养学生分析电路的基本能力。
<2）后续课程“电力电子技术”、“自动控制技术”、“PLC技术”等课程打下专业基础。
二．课时分配<一）理论课时分配<二）实验课时分配三．课程内容及要求第一章概述教案目标：1．明确工厂供配电的意义、要求及本课程的任务。
2．了解典型的各类工厂供电系统及发电厂、电力系统和工厂自备电源的基础知识。
3.掌握电力系统的电压和电能质量问题。
4.了解电力系统的中性点运行方式及低压配电系统的接地形式。
教案重点：电力系统的电压和电能质量问题；对供电系统的认识及各个部分的作用；电压等级的分类和设备额定值得概念；电力系统中性点的运行方式。
教案内容：1．工厂供电的意义及要求2．工厂供电系统的有关知识3．电力系统的电压4．电力系统的中性点运行方式5. 工厂供电设计的一般知识第二章工厂的电力负荷和无功补偿教案目标：1．熟悉工厂电力负荷的分级及有关概念。
工业企业供电KV变电所
高压双电源互为备用旳备用电源自动投入电路
WL1 WL2－电源进线 QF1、QF2－断路器 TV1 、TV2－电压互感器（其二次电压相 序a 、b 、c） SA1 、SA2－控制开关 KV1～KV4－电压继电器 KT1、KT2－时间继 电器KM1、KM2—中间继电器 KS1~KS4—信号继电器YR1、YR2—跳闸线圈 YO1、 YO2—合闸线圈 RD1、RD2—红色指示灯 GN1、GN2—绿色指示灯
G－固定式 Y－移开式
N－户内型
高压开关柜
型式特征 安装场所
断路器操 动机构
D－电磁式 T－弹簧式
一次线路方案 编号
额定电压（kV）
设计序号
微机保护测控屏
▪ 微机测控保护屏可应用于35kV及下列电压 等级旳变（配）电所，为所内各高压设备 提供智能化、网络化旳测量、保护和控制 功能，同步可与上级主站进行实时通讯， 实现变（配）电所旳综合自动化
变电所旳操作电源
▪ 变电所旳操作电源是供高压断路器跳、合 闸回路和继电保护装置、信号回路、监测 系统及其他二次回路所需旳电源。所以要 求操作电源可靠性高，容量足够大，尽量 不受供电系统运营旳影响。
直流操作电源
▪ 直流操作电源有由蓄电池组供电旳电源和 由整流装置供电旳电源两种
▪ 蓄电池主要有铅酸蓄电池和镉镍蓄电池两 种
➢ 闪光小母线
▪ 向闪光信号回路供电旳母线电源称为闪光小母线一般文字符号用WF表达。
➢ 报警小母线
▪ 向事故音响报警回路供电旳母线电源称为报警小母线，一般文字符号用WAS 表达。
➢ 信号小母线
▪ 向信号回路供电旳母线电源称为信号小母线一般文字符号用WS表达。 ▪ 高压配电电源旳二次小母线应用场合见诸节中各二次回路展开图。
工厂变配电所及其一次系统
工厂变配电所及其一次系统一、概述工厂变配电所是指为满足工业生产过程中对电能的需求而建立的电力配电设施。
它负责接收高压输电线路的电能，并将其变压、配电至工业设备的一次电气系统中。
一次系统是指电力系统中的最高电压等级的电气系统，通常为工厂内部的输电设备、配电设备和终端设备等。
本文将重点介绍工厂变配电所及其一次系统的组成、功能和运行原理，以帮助读者对工厂电气系统有更深入的了解。
二、工厂变配电所的组成工厂变配电所一般由以下几个主要组成部分组成：1.变电设备：包括变压器、断路器、隔离开关等。
变压器用于将高压电能变换为适合工厂内部使用的低压电能，断路器和隔离开关用于对电路进行控制和隔离。
2.配电设备：包括配电箱、开关柜、开关插座等。
配电箱用于将低压电能分别供应给不同的电路，开关柜用于对电路进行监控和保护，开关插座用于连接和断开电路。
3.电力负荷：包括工业设备、照明设备、动力设备等。
工业设备是工厂生产过程中主要的电力负荷，照明设备用于提供照明，动力设备用于提供机械动力。
4.控制设备：包括继电器、传感器、控制器等。
继电器用于对电路进行远程控制，传感器用于感知电路的状态，控制器用于对电路进行自动化控制。
三、工厂变配电所的功能工厂变配电所具有以下几个主要功能：1.电能接收和变压：工厂变配电所作为电力系统的接入点，负责接收高压输电线路传输的电能，并将其变压为适合工业设备使用的低压电能。
2.电能配电和分配：工厂变配电所将变压后的低压电能通过配电设备分别供应给不同的电路，满足工业设备、照明设备和动力设备等的电能需求。
3.电路控制和保护：工厂变配电所通过断路器、隔离开关和开关柜等设备对电路进行控制和保护，确保电路正常运行并防止电路过载、短路等故障。
4.故障诊断和维修：工厂变配电所配备了继电器、传感器和控制器等设备，可以对电路状态进行监测和诊断，一旦发现故障，及时采取措施修复。
四、工厂变配电所的运行原理工厂变配电所的运行原理可以概括为以下几个步骤：1.电能接收：工厂变配电所通过高压输电线路接收来自电力系统的高压电能。
变电所的一次系统
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六、低压断路器（低压自动开关或空气开关）
功能：既能带负荷通断电 路，又能在线路发生短路、 过负荷、低电压（或失压） 等故障时自动跳闸。
1. 低压断路器的工作原理 过流脱扣器： 用于短路或 过负荷保护； 失压（欠压）脱扣器：用 于失电压或欠电压保护；
图5-16 低压断路器的动作原理图
1—主触头 2—跳钩 3—锁扣 4—分励脱扣器 5—失压脱扣器 6—过流脱扣器 7—热脱扣器 8—加热电阻 9、10—脱扣按钮 31
1．电弧的产生：是触头间中性质点被游离的结果。
产生电弧的游离方式有：
高电场发射
热电发射 碰撞游离 热游离 2．电弧的熄灭 电弧熄灭的条件：使触头间电弧中的去游离率大于游离
率，即使离子消失的速度大于离子产生的速度。
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去游离的主要方式有： 复合：指正、负带电质点重新结合为中性质点。 扩散：指电弧中的带电质点向周围介质扩散开去。
图5-4 狭缝灭弧原理
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二、高压断路器
1. 高压断路器的用途和基本结构 用途：不仅能通断正常负荷电流，而且能通断一定的短路 电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。 结构：开断元件、支撑元件、传动元件、基座及操动机构 结构特点：具有相当完善的灭弧结构。 2. 对高压断路器的基本要求 绝缘应安全可靠；
图5-8和图5-9分别为ZN28A-12型户内式和ZW32-12型 户外式真空断路器的外形结构。其它型号的外形结构
12
图5-11 ZN28A-12型真空断路器
图5-12 ZW32-12型户外高压真空断路
优点：体积小、重量轻、动作快、寿命长、操作噪声小、 安全可靠、便于维护。
缺点：价格较贵。
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高压断路器的型号：
工厂变配电所及其一次系统介绍
这与电流互感器二次侧接地的目的相同，也是为了防止一、二次绕组 绝缘击穿时一次侧的高电压窜入二次侧而危及人身和设备的安全。
（3） 电压互感器在连接时要注意其端子的极性
电压互感器在连接时一定要注意端子的极性，否则其二次侧所接仪表 、继电器中的电压就不是预想的电压而影响正确测量，乃至引起保护 装置的误动作。
电压互感器的一次电压U1与其二次电压U2之间 有下列关系： U1≈N1/N2U2≈KUU2
←电压互感器 1铁心,2一次绕组,3二次绕组
2.电压互感器的分类
按相数分，有单相、三相三芯柱和三相五芯柱式； 按绕组分，有双绕组式和三绕组式；
按绝缘与其冷却方式分，有干式（含环氧树脂浇注式）、油浸式和充气式 （SF6）；
第四章 工厂变配电所及其一次系统
本章主要内容：
工厂变配电所任务和类型 电力变压器 电流互感器和电压互感器 高压、低压一次设备结构、原理及选择 变配电所主接线图的分析
第一节 工厂变配电所的任务和类型
一、变配电所的任务
变电所：受电、变压、配电的任务 配电所：受电、配电的任务
二、变配电所的类型
工厂变电所：总降压变电所
分类
（1）按功能分：升压变压器和降压变压器； （2）按相数分：单相和三相变压器； （3）绕组导体的材料：铜绕组和铝绕组；
铜绕组电阻率小，但价格贵；铝绕组的电阻率大，但是价格便 宜 ； （4）冷却方式和绕组绝缘分：油浸式和干式；
（5）按用途分：普通变压器和特种变压器； （6）调压方式：无载调压变压器和有载调压变压器；
（一）、电弧的产生
触头在分断电流时，触头本身及触头周围的介质中含有 大量可被游离的电子，在外加电压足够大时，产生强烈的电 游离而发生电弧。
1、产生电弧的游离方式：
（3） 电压互感器在连接时要注意其端子的极性
电压互感器在连接时一定要注意端子的极性，否则其二次侧所接仪表 、继电器中的电压就不是预想的电压而影响正确测量，乃至引起保护 装置的误动作。
电压互感器的一次电压U1与其二次电压U2之间 有下列关系： U1≈N1/N2U2≈KUU2
←电压互感器 1铁心,2一次绕组,3二次绕组
2.电压互感器的分类
按相数分，有单相、三相三芯柱和三相五芯柱式； 按绕组分，有双绕组式和三绕组式；
按绝缘与其冷却方式分，有干式（含环氧树脂浇注式）、油浸式和充气式 （SF6）；
第四章 工厂变配电所及其一次系统
本章主要内容：
工厂变配电所任务和类型 电力变压器 电流互感器和电压互感器 高压、低压一次设备结构、原理及选择 变配电所主接线图的分析
第一节 工厂变配电所的任务和类型
一、变配电所的任务
变电所：受电、变压、配电的任务 配电所：受电、配电的任务
二、变配电所的类型
工厂变电所：总降压变电所
分类
（1）按功能分：升压变压器和降压变压器； （2）按相数分：单相和三相变压器； （3）绕组导体的材料：铜绕组和铝绕组；
铜绕组电阻率小，但价格贵；铝绕组的电阻率大，但是价格便 宜 ； （4）冷却方式和绕组绝缘分：油浸式和干式；
（5）按用途分：普通变压器和特种变压器； （6）调压方式：无载调压变压器和有载调压变压器；
（一）、电弧的产生
触头在分断电流时，触头本身及触头周围的介质中含有 大量可被游离的电子，在外加电压足够大时，产生强烈的电 游离而发生电弧。
1、产生电弧的游离方式：
【大学课件】工厂变配电所及其一次系统
当分断的触头间存在足够大的外施电压的 条件下，而且电路电流也达到最小生弧电 流，其间的介质就会强烈游离形成电弧。 （外因〕
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3.常用灭弧方法 速拉灭弧法 冷却灭弧法 吹弧灭弧法 长弧吹短灭弧法 粗弧分细灭弧法 狭沟灭弧法 真空灭弧法
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第四章 工厂变配电所及其一次系统
内容简介 变配电所的任务、类型及开关触点间电弧
产生和熄灭的基本知识 变配电所的一次 设备和主电路图 变配电所的所址选择、布置、结构、安装
图
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第一节工厂变配电所的任务和类型 第二节 电气设备中的电弧问题及对触头的要求
第三节 高压一次设备 第四节 低压一次设备
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（二）类型： 1.户内型（ GN 〕 三相刀闸同一底座。 2.户外型（ GW〕单柱式、双柱式、三柱式。
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（三）选择 1.首先按安装地点选择户内型或户外型。 2.结合工作条件确定额定值，校验动、稳定
2.凡 用来控制、指示、测量一次设备运行的电路称 二次回路（电路、接线)。二次回路通常接在互感 器的二次侧，二次电路的电气设备称二次设备或 二次元件。
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二、 高压熔断器（FU） 是一种简单的保护电器.由熔体、熔体
管和接触导电等部分组成。 （一）功能 1.主要对电流和电路中的设备进行短路保
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3.常用灭弧方法 速拉灭弧法 冷却灭弧法 吹弧灭弧法 长弧吹短灭弧法 粗弧分细灭弧法 狭沟灭弧法 真空灭弧法
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第四章 工厂变配电所及其一次系统
内容简介 变配电所的任务、类型及开关触点间电弧
产生和熄灭的基本知识 变配电所的一次 设备和主电路图 变配电所的所址选择、布置、结构、安装
图
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第一节工厂变配电所的任务和类型 第二节 电气设备中的电弧问题及对触头的要求
第三节 高压一次设备 第四节 低压一次设备
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（二）类型： 1.户内型（ GN 〕 三相刀闸同一底座。 2.户外型（ GW〕单柱式、双柱式、三柱式。
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（三）选择 1.首先按安装地点选择户内型或户外型。 2.结合工作条件确定额定值，校验动、稳定
2.凡 用来控制、指示、测量一次设备运行的电路称 二次回路（电路、接线)。二次回路通常接在互感 器的二次侧，二次电路的电气设备称二次设备或 二次元件。
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二、 高压熔断器（FU） 是一种简单的保护电器.由熔体、熔体
管和接触导电等部分组成。 （一）功能 1.主要对电流和电路中的设备进行短路保
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工厂变配电所及其一次系统课件
一次系统故障的处理流程与措施
01
处理流程
发现故障、报告、现场检查、判 断故障原因、采取措施处理、恢 复供电。
安全措施
02
03
预防措施
确保工作人员安全，遵循操作规 程，使用安全用具，避免误操作。
加强设备巡检、定期维护保养、 及时更换损坏部件、提高员工技 能水平。
THANKS
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一次系统故障的分类与原因分析
01
02
03
短路故障
短路故障分为三相短路、 两相短路和单相短路，主 要原因是绝缘损坏、误操 作或设备缺陷。
断路故障
断路故障包括开路、接触 不良和熔断器熔断等，原 因可能包括设备老化、过 载、接触不良等。
接地故障
接地故障包括单相接地和 多相接地，主要原因是设 备绝缘损坏、线路断线等。
按照操作规程进行操作，先进行 模拟操作，确认无误后再进行实
际操作。
操作过程中应密切关注设备运行 状态，及时发现并处理异常情况。
一次系统操作的注意事项与安全措施
操作人员应经过专业培训，熟悉设备 操作规程。
操作时应遵循停送电制度，确保用电 安全。
操作时应穿戴防护用品，确保人身安 全。
04
CATALOGUE
运行
变配电所需保持正常运行状态，确保电力供应的稳定性和可 靠性。
管理
包括设备维护、检修、安全检查等方面的管理，以及运行数 据的记录和分析。
02
CATALOGUE
工厂变配电所的一次系统
一次系统的组成与功能
组成
工厂变配电所的一次系统主要由变压器、高压开关柜、低压开关柜、母线、电 缆等组成。
功能
主要负责电能的接受、分配和传输，同时实现电气设备的控制、保护和监测等 功能。
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第五章工廠变配电所及其一次系统
（7）热稳定电流 指断路器承受短路电流热效应的能力。是指制造厂给定 的在某规定时间内，断路器各部件的发热温度不超过短 时最高允许温度所允许的最大短路电流。 （8）合闸时间 对有操动机构的断路器，自合匝线圈加电压（即发出合 闸信号）起，到断路器接通时为止所需要的时间。
第五章工廠变配电所及其一次系统
高压断路器又叫高压开关，是工厂变配电系统中的 关键设备之一。
灭弧性能是高压断路器基本的性能，是评价高压断路 器的重要指标。
根据灭弧介质不同，高压断路器可分为油断路器、 高压断路器、真空断路器、六氟化硫断路器等。
第五章工廠变配电所及其一次系统
2、 高压断路器的特性参数
（ 1）额定电压 指断路器正常工作时允许施加的电压级别
（1） 热电发射：开关触头分断电流——触头面积变小—— 触头发热——表面电子形成自由电子。
（2）强电场发射开关触头分断——电场加大——表面形成 自由电子。
（3）碰撞游离：自由电子移动——碰撞中性质点——形成新 的自由电子——形成电弧
（4）热游离：温度高——自由电子增加——产生热游离。
第五章工廠变配电所及其一次系统
3、户内少油式断路器
少油式断路器是当前最常用的一种断路器。其特点是绝 缘油只作触头间的绝缘和灭弧介质，导电部分之间及其 对地绝缘，利用空气和固体绝缘材料来实现，因而用油 量少，具有体积小，结构简单坚固，使用安全和简化配 电装置等特点。我国生产的少油式断路器有户内少油式 （SN系列）和户外少油式（SW系列）两类。户内少油 式断路器已有10余种型号。当前工厂变配电系统中应用 最广的主要是SN10-10型户内少油式断路器。型号的意 义是：S（少油）、N（户内式）、10（设计序号为10） -10、（额定电压为10kV）。
第五章工廠变配电所及其一次系统
（3）额定电流 指断路器可以长期通过的最大工作电流。断路器长期通 过额定电流时，其各部分的发热温度不超过允许值 . （4）额定断路电流 指断路器在额定电压下能可靠切断的最大电流。它表明 断路器的灭弧能力。
第五章工廠变配电所及其一次系统
（5）额定断流容量 是表征断路器灭弧能力的参数，它是以额定断路电流为 基础推算出在额定电压时的断流容量。 . （6）稳定电流 指断路器在冲击短路电流的作用下承受电动力的能力 。 是生产厂家在设计制造时确定的。一般以额定电流幅值 的倍数表示。
3.电弧的熄灭
中性气体分子的游离，是产生电弧和维持电弧的必要 条件。
电弧的去游离方式有复合和扩散两种。复合是使两个 带异号电荷的质点相聚在一起，使异号电荷中和。
第五章工廠变配电所及其一次系统
4、 熄灭电弧的措施
在高、低压开关中广泛采用的灭弧措施为： (1)加快触头的分离速度迅速拉长电弧 (2)将长电弧分成几个短电弧 (3)利用气体纵向或横向吹动电弧 吹弧的基本 方式有横吹和纵吹两种。 (4)使电弧在周围介质中移动 (5)利用固体介质的狭缝或狭沟灭弧
第五章工廠变配电所及其一次系统
4、六氟化硫断路器
六氟化硫断路器是利用SF6气体作绝缘和灭弧介质的高 压断路器。由于它具有较好的电气性能，运行可靠、稳 定，易于向高压大容量发展，可达到较先进的技术经济 指标，近20年已在国外电网中广泛应用。近年来我国以 生产10kV以上各种电压的SF6断路器，并逐步推广应用。
（9）分闸时间 指自分闸线圈加上电压（即发出分闸信号）起，到断路 器触头断开至三相电弧完全熄灭时为止所需要的全部时 间。分闸时间包括断路器的有分闸时间（从跳闸线圈通 电到灭弧触头刚分离）和电弧熄灭时间。一般分闸时间 为0.06-0.12s。分闸时间小于0.06s的断路器称为快速 断路器。
第五章工廠变配电所及其一次系统
第五章工廠变配电所及其一次系统
二、隔离开关
5.2 电气设备中的电弧问题及对触头的要求
一、电弧的危害 烧损触头、引起火灾和爆炸事故、损伤人的视力
二、电弧的产生与熄灭
1、开关断开时电弧的产生
由于存在着大量导电的自由电子和正离子，在电路电压 的作用下，失去绝缘性能而导电，被称为“击穿”，形 成电弧。
第五章工廠变配电所及其一次系统
2、电弧的产生过程
第五章 工厂变配电所及其一次系统
5.1 工厂变配电所的作用和类型 5.2 电气设备中的电弧问题及对触头的要求 5.3 高压一次设备
5.4 低压一次设备 5.5 电压互感器和电流互感器 5.6 工厂变配电所的一次主接线 5.7 工厂变配电所的布置与结构 5.8 工厂变配电所的运行管理
第五章工廠变配电所及其一次系统
第五章工廠变配电所及其一次系统
三、对电弧触头的要求
1、满足正常负荷的发热要求。 2、具有足够的机械强度。能经受规定的通断次数，
不发生机械故障。 3、具有足够的动稳定度、热稳定度。 4、具有足够的断流能力。触头不烧损，不发生熔
焊现象。
第五章工廠变配电所及其一次系统
5.3 高压一次设备
一、高压断路器 1、高压断路器的定义
（2）最高工作电压 由于输电线路存在电压损失，线路首端的初始电压高于 额定电压，这样断路器就有可能在高于额定电压的情况 下长期工作。因此，在设计制造中就给断路器规定了一 个最高工作电压。按国家规定，额定电压在220kV及以 下的电气设备，最高工作电压为额定电压的1.15倍； 330kV及以上的电气设备为1.1倍
5.1 变配电所的作用和类型
一、变、配电所的作用
变配电站是电力系统变换电压、接受和分配电能、
控制电力的流向和调整电压的设施。
二、变、配电所的分类： 车间变电所按变压器的安装位置可分为： 1、独立变电所： 2、附设变电所： 3、车间内变电所： 4、地下或梁架上变电所： 5、户外变电所：
第五章工廠变配电所及其一次系统
第五章工廠变配电所及其一次系统
5、真空断路器
真空断路器是以气体分子极少，不易游离而且绝缘强度 很高的真空空间作为灭弧介质的新型开关电器。我国已 成批生产户内ZN型3-10kV系列的真空断路器。
第五章工廠变配电所及其一次系统
6、断路器的操动机构
操动系统主要由合闸动力的操动机构和传递动力的传动 机构两部分组成。
（7）热稳定电流 指断路器承受短路电流热效应的能力。是指制造厂给定 的在某规定时间内，断路器各部件的发热温度不超过短 时最高允许温度所允许的最大短路电流。 （8）合闸时间 对有操动机构的断路器，自合匝线圈加电压（即发出合 闸信号）起，到断路器接通时为止所需要的时间。
第五章工廠变配电所及其一次系统
高压断路器又叫高压开关，是工厂变配电系统中的 关键设备之一。
灭弧性能是高压断路器基本的性能，是评价高压断路 器的重要指标。
根据灭弧介质不同，高压断路器可分为油断路器、 高压断路器、真空断路器、六氟化硫断路器等。
第五章工廠变配电所及其一次系统
2、 高压断路器的特性参数
（ 1）额定电压 指断路器正常工作时允许施加的电压级别
（1） 热电发射：开关触头分断电流——触头面积变小—— 触头发热——表面电子形成自由电子。
（2）强电场发射开关触头分断——电场加大——表面形成 自由电子。
（3）碰撞游离：自由电子移动——碰撞中性质点——形成新 的自由电子——形成电弧
（4）热游离：温度高——自由电子增加——产生热游离。
第五章工廠变配电所及其一次系统
3、户内少油式断路器
少油式断路器是当前最常用的一种断路器。其特点是绝 缘油只作触头间的绝缘和灭弧介质，导电部分之间及其 对地绝缘，利用空气和固体绝缘材料来实现，因而用油 量少，具有体积小，结构简单坚固，使用安全和简化配 电装置等特点。我国生产的少油式断路器有户内少油式 （SN系列）和户外少油式（SW系列）两类。户内少油 式断路器已有10余种型号。当前工厂变配电系统中应用 最广的主要是SN10-10型户内少油式断路器。型号的意 义是：S（少油）、N（户内式）、10（设计序号为10） -10、（额定电压为10kV）。
第五章工廠变配电所及其一次系统
（3）额定电流 指断路器可以长期通过的最大工作电流。断路器长期通 过额定电流时，其各部分的发热温度不超过允许值 . （4）额定断路电流 指断路器在额定电压下能可靠切断的最大电流。它表明 断路器的灭弧能力。
第五章工廠变配电所及其一次系统
（5）额定断流容量 是表征断路器灭弧能力的参数，它是以额定断路电流为 基础推算出在额定电压时的断流容量。 . （6）稳定电流 指断路器在冲击短路电流的作用下承受电动力的能力 。 是生产厂家在设计制造时确定的。一般以额定电流幅值 的倍数表示。
3.电弧的熄灭
中性气体分子的游离，是产生电弧和维持电弧的必要 条件。
电弧的去游离方式有复合和扩散两种。复合是使两个 带异号电荷的质点相聚在一起，使异号电荷中和。
第五章工廠变配电所及其一次系统
4、 熄灭电弧的措施
在高、低压开关中广泛采用的灭弧措施为： (1)加快触头的分离速度迅速拉长电弧 (2)将长电弧分成几个短电弧 (3)利用气体纵向或横向吹动电弧 吹弧的基本 方式有横吹和纵吹两种。 (4)使电弧在周围介质中移动 (5)利用固体介质的狭缝或狭沟灭弧
第五章工廠变配电所及其一次系统
4、六氟化硫断路器
六氟化硫断路器是利用SF6气体作绝缘和灭弧介质的高 压断路器。由于它具有较好的电气性能，运行可靠、稳 定，易于向高压大容量发展，可达到较先进的技术经济 指标，近20年已在国外电网中广泛应用。近年来我国以 生产10kV以上各种电压的SF6断路器，并逐步推广应用。
（9）分闸时间 指自分闸线圈加上电压（即发出分闸信号）起，到断路 器触头断开至三相电弧完全熄灭时为止所需要的全部时 间。分闸时间包括断路器的有分闸时间（从跳闸线圈通 电到灭弧触头刚分离）和电弧熄灭时间。一般分闸时间 为0.06-0.12s。分闸时间小于0.06s的断路器称为快速 断路器。
第五章工廠变配电所及其一次系统
第五章工廠变配电所及其一次系统
二、隔离开关
5.2 电气设备中的电弧问题及对触头的要求
一、电弧的危害 烧损触头、引起火灾和爆炸事故、损伤人的视力
二、电弧的产生与熄灭
1、开关断开时电弧的产生
由于存在着大量导电的自由电子和正离子，在电路电压 的作用下，失去绝缘性能而导电，被称为“击穿”，形 成电弧。
第五章工廠变配电所及其一次系统
2、电弧的产生过程
第五章 工厂变配电所及其一次系统
5.1 工厂变配电所的作用和类型 5.2 电气设备中的电弧问题及对触头的要求 5.3 高压一次设备
5.4 低压一次设备 5.5 电压互感器和电流互感器 5.6 工厂变配电所的一次主接线 5.7 工厂变配电所的布置与结构 5.8 工厂变配电所的运行管理
第五章工廠变配电所及其一次系统
第五章工廠变配电所及其一次系统
三、对电弧触头的要求
1、满足正常负荷的发热要求。 2、具有足够的机械强度。能经受规定的通断次数，
不发生机械故障。 3、具有足够的动稳定度、热稳定度。 4、具有足够的断流能力。触头不烧损，不发生熔
焊现象。
第五章工廠变配电所及其一次系统
5.3 高压一次设备
一、高压断路器 1、高压断路器的定义
（2）最高工作电压 由于输电线路存在电压损失，线路首端的初始电压高于 额定电压，这样断路器就有可能在高于额定电压的情况 下长期工作。因此，在设计制造中就给断路器规定了一 个最高工作电压。按国家规定，额定电压在220kV及以 下的电气设备，最高工作电压为额定电压的1.15倍； 330kV及以上的电气设备为1.1倍
5.1 变配电所的作用和类型
一、变、配电所的作用
变配电站是电力系统变换电压、接受和分配电能、
控制电力的流向和调整电压的设施。
二、变、配电所的分类： 车间变电所按变压器的安装位置可分为： 1、独立变电所： 2、附设变电所： 3、车间内变电所： 4、地下或梁架上变电所： 5、户外变电所：
第五章工廠变配电所及其一次系统
第五章工廠变配电所及其一次系统
5、真空断路器
真空断路器是以气体分子极少，不易游离而且绝缘强度 很高的真空空间作为灭弧介质的新型开关电器。我国已 成批生产户内ZN型3-10kV系列的真空断路器。
第五章工廠变配电所及其一次系统
6、断路器的操动机构
操动系统主要由合闸动力的操动机构和传递动力的传动 机构两部分组成。