模块八 电气设备及其布置

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模块八 电气设备及其布置§课题一 高压电气设备§课题二 电气主接线§课题三 配电装置 §课题一 高压电气设备【知识点】 (1)电力生产的基本环节。 (2)电气一次设备,电气二次设备。 (3)常见高压电器设备。 【技能点】 (1)认识、绘制常用设备的符号。 (2)常用高压设备的结构和使用方法。 【任务导入】 在日常生活中,在工、农业生产中到处都要使用电能。电能是从发电厂发出的,电厂一般都远离城市和工厂,电能需要通过一定距离的传输,才能输送到各种用户以供使用。 下一页 §课题一 高压电气设备从发电厂到电能用户间有一个电力传输系统,在这个系统中使用了各种电气设备。本任务是学习了解电能生产与传输的基本环节,学习常用电气设备文字符号和绘制图形符号,认识各种电气设备的结构及工作原理,掌握它们的使用方法。 【相关知识】 一、电力生产的基本环节 电能是由发电厂的发电机发出的,发电厂又称为发电站,是将自然界各种能源转换成电能的工厂。按发电厂所用能源的不同,可分为水力发电厂、火力发电厂、核能发电厂、风力发电厂、地热发电厂以及太阳能发电厂等类型。 上一页 下一页 §课题一 高压电气设备 为了充分利用动力资源,降低发电成本,有必要在有水力资源的地方建造水电厂,在有燃料资源的地方建造火电厂。但这些发电厂往往离用电中心较远,必须用高压输电线路进行远距离输电,我国高压输电线路的电压等级主要有35 kV、(66 kV)、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV、750 kV。 为了提高供电的可靠性、经济性和灵活性,用不同电压等级的电力线路、变电所和用户联系起来,组成一个发电、变电、输电、配电和用电的整体,称为电力系统。其中各种电压等级的电力线路和与其联系的变电所,称为电力网(电网)。 二、一次设备 上一页 下一页 §课题一 高压电气设备 一次设备是指直接参与生产、输送和分配电能的电气设备,它通常包括如下几类: (1)能量转换设备,如发电机、变压器和电动机等。其中发电机和主变压器是电站的心脏,简称主机主变。 (2)开关设备。这类电器用于电路的接通和开断。当电路中通过电流,特别是通过大的短路电流时,需要具备足够的灭弧能力。按作用和结构的不同,开关电器可分为断路器、隔离开关、负荷开关等。 (3)限制过电流或过电压的设备,如熔断器、电抗器和避雷器等。 (封仪用互感器,如电压互感器和电流互感器。可将电路中的电压和电流降至较低的规定值,供给仪表测量或继电保护装置使用。 上一页 下一页 §课题一 高压电气设备 (5)载流体和绝缘体,如母线、电缆和瓷瓶绝缘子等。 三、二次电气设备 二次电气设备是对一次设备进行控制、测量、保护和监视的设备,如仪表、继电保护、自动装置和操作电源等。计算机技术在现代发电厂、变电站中得到了广泛应用,组成了微机监控与保护系统。 四、高压电气设备 1.高压断路器 高压断路器是高压电器中最重要的部分,是电力系统一次设备中控制和保护的关键电器,受它控制和保护的电路,无论在空载、负载或短路故障状态,都应可靠地动作。 上一页 下一页 §课题一 高压电气设备 高压断路器在电网中起两方面的作用:一是控制作用,即根据电网运行的需要,将部分电气设备或线路投人或退出;二是保护作用,即在电气设备或电力线路发生故障时,继电保护自动装置发出跳闸信号,启动断路器将故障部分设备或线路从电网中迅速切除,确保电网中无故障部分的正常运行。 高压断路器的种类较多。按放置场所分类,有户内式和户外式;按灭弧介质分类,有油断路器(其中又有多油式和少油式之分)、空气断路器、真空断路器及六氟化硫断路器等。 高压断路器的型号及表不方法如下例所示: 上一页 下一页 §课题一 高压电气设备 图8-1为GN28-12型真空断路器,适用于户内。其结构也由三大部分组成,即操作机构、电磁系统和构架部分。操作机构有弹簧(CT)和电磁(CD)等形式。电磁系统包括静触头和动触头以及真空灭弧室。 上一页 下一页 §课题一 高压电气设备被真空断路器开断性能好、动作快、体积小、质量轻,没有爆炸和火灾危险,目前在l0 kV~35 kV电力系统中广泛应用。 图8-2为110 kV户外六氟化硫断路器的外形图。六氟化硫具有良好的化学稳定性、热稳定性、卓越的电绝缘性和灭弧性能。在电力行业中六氟化硫主要用作电气绝缘介质和灭弧剂,在保证电气设备运行安全可靠的同时,可使其尽量小型化,降低设备成本。 SF6气体绝缘强度高、灭弧能力强、触头烧损轻微、检修周期长、开断容量大,额定开断短路电流可达40kA~63 kA,最大的可达到80 kA,断开大电流时灭弧快、不重燃,不会有火灾危险。断开小电感电流和小电容电流时,灭弧特性好,恢复电压不高,过电压值很小,不易产生操作过电压。 上一页 下一页 §课题一 高压电气设备操作所需操动能量小,操作机构体积小,分、合闸特性好。SF6断路器在各电压等级都得到了广泛的采用。 2.高压隔离开关 高压隔离开关是用来将高压电路中需停电的部分与带电部分可靠地分离开来,并留有可见间隙,以保证停电时检修人员的安全。高压隔离开关的动、静触头是敞露的,没有灭弧装置。所以不能用它来切断工作电流和短路电流。在同一高压电路中隔离开关与断路器串联在一起,配合操作。接通电路时,必须先合隔离开关,再合断路器,用断路器接通电路的电流。断开电路时,应先断开断路器,再打开隔离开关,由断路器切断电路电流。若操作顺序反了,即为误操作,会造成严重事故。 上一页 下一页 §课题一 高压电气设备 隔离开关还可以用于某些电路的切换操作,以改变电厂或变电所的运行方式。它也可以用来直接断开或接通电压互感器、避雷器和励磁电流小于2A的空载变压器等电路。 隔离开关的种类很多,其型号表不方式如下例所示: 上一页 下一页 §课题一 高压电气设备 隔离开关由操作机构、支持绝缘子和框架、动静触头等部分组成。UW8、UW13系列中性点隔离开关,是交流50 Hz户外装置,供在无载荷的情况下,分、合变压器中性点连线之用,UW8-35、60、110U/400G型用CS8-5手力操动机构操作;UW13-35、63、110-126/630型用电动操动机构或CS17-G型手力操动机构操作。GW4高压隔离开关,是双柱水平开启式,供高压线路在无载荷的情况下分合电路之用,GW5系列隔离开关呈V形,几种常用的隔离开关外形如图8-3所示。 3.高压熔断器 高压熔断器是一种结构简单、价格较低的保护电器。 上一页 下一页 §课题一 高压电气设备它与被保护电气设备串联,当电路发生短路故障或严重过载时,大电流的热效应将熔断器的熔体熔断,切断电路,从而保护接在其后的电气设备。在35 kV以下的高压电路中,常用熔断器作为电压互感器和小容量变压器的保护电器。高压熔断器由熔体、连接熔体的触头和熔管(外壳)等部分组成。熔体常用镀锡铜线或银线制成。熔断器的种类有很多,按放置场所可分为户内和户外式;按动作方式可分为固定式与自动跌落式;按工作特性又可分为有限流作用和无限流作用两种。几种常用的熔断器外形如图8-4所示。 高压熔断器型号的表不方式如下所示。 上一页 下一页 §课题一 高压电气设备 4.互感器 互感器包括电压互感器和电流互感器,它是一次系统和二次系统间的联络元件,用以分别向测量仪表、继电器的电压线圈和电流线圈供电,正确反映电气设备的正常运行和故障情况。 电流互感器按安装方式可分为穿墙式、支持式、装人式;按绝缘可分为干式、浇注式、油浸式;按一次绕组匝数可分为单匝式和多匝式。 电压互感器按安装地点的不同,可分为户内式和户外式;按相数的不同,可分为单相式和三相式; 上一页 下一页 §课题一 高压电气设备按绝缘方式的不同,可分为干式、浇注式、油浸式、SF6气体绝缘等。几种常用互感器外形如图8-5所示。 5.载流导体、绝缘子 载流导体的作用是传输、汇集和分配电能,分为母线和电缆两类。 母线也称为汇流排,指发电机、变压器和配电装置等大电流回路的裸导体,也泛指用于各种电气设备连接的导线。母线有软、硬之分。软母线一般采用钢芯铝绞线,用悬式绝缘子将其两端拉紧固定。软母线在拉紧时存在适当的弧垂,工作时会产生横向摆动,软母线的线间距离大,常用于屋外配电装置。硬母线按截面形状可分为矩形、槽形或管形等,一般采用支柱绝缘子来固定,其线间距离小,广泛用于屋内、外配电装置。 上一页 下一页 §课题一 高压电气设备 电缆可分为电力电缆(一次电缆)、控制电缆(二次电缆)、通信电缆。 电力电缆是传送和分配电能的一种特殊电线,具有防潮、防腐、防损伤的特点;走向和布置极为灵活方便;现场施工简便,它在电站及厂矿配电应用得非常广泛。各种电力电缆在基本结构上,均由导电芯线、绝缘层、密封护套和保护层等主要部分组成。电缆按电压高低可分为高压电缆和低压电缆;按使用环境可分为空气中敷设电缆、直埋电缆、水下电缆等;按芯线数量可分为单芯、双芯、三芯、四芯电力电缆;按密封护套材料可分为铅包、铝包、塑料包、橡套电缆等。几种母线和电缆线的结构如图8-6所示。 上一页 下一页 §课题一 高压电气设备 绝缘子又名瓷瓶
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