這是一個關(guān)于變電站一次電氣設(shè)備原理介紹ppt，包括了電弧的基本理論，高壓開關(guān)電器，互感器，限流電器，避雷器，導(dǎo)體、母線和電纜，絕緣子，習(xí)題與思考題等內(nèi)容，第三章 主要電氣一次設(shè)備原理發(fā)電廠變電站的主要電氣設(shè)備有：高壓開關(guān)電器、互感器限流限壓設(shè)備、導(dǎo)體等 3-1 電弧的基本理論教學(xué)內(nèi)容掌握電弧的形成及熄滅條件熟悉電弧形成的物理過程、特性掌握交流電弧的特性及熄滅條件掌握開關(guān)電器常用的熄弧方法 3.1.1 電弧的形成和熄滅 一、概述 1、電弧——一種游離的氣體放電現(xiàn)象 開關(guān)電器開斷電路時，觸頭間產(chǎn)生耀眼的白光。 物質(zhì)第四種存在形式： 固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)、等離子態(tài) △電弧的存在代表了電流流通到截止的中間過程，只有當(dāng)電弧熄滅，觸頭間隙成為絕緣介質(zhì)時，電路才算斷開。 ③電弧的氣體放電是自持放電，維持電弧燃燒的電壓很低。在大氣中，1cm長的直流電弧的弧柱電壓僅15~30V，在變壓器油中1cm長的直流電弧的弧柱電壓僅100~220V。 ④電弧是一束游離的氣體，質(zhì)量極輕，極易變形。電弧在氣體或液體的流動作用下或電動力作用下，能迅速移動、伸長或彎曲。二、電弧的形成和維持 1、帶電質(zhì)點的來源 ①電極發(fā)射自由電子： 熱電子發(fā)射——觸頭分離 接觸電阻加大 表面發(fā)熱 發(fā)射電子 強電場發(fā)射——觸頭分離 電場強度加大 電場力拉出 發(fā)射電子 ②弧柱區(qū)的氣體游離，碰撞游離+熱游離 產(chǎn)生大量的電子和離子 2、電弧的形成和維持 三、電弧的熄滅關(guān)鍵是加強去游離作用 去游離——由于復(fù)合和擴散使帶電質(zhì)子減少的過程 介質(zhì)的游離作用→電弧產(chǎn)生 介質(zhì)的去游離作用→電弧熄滅，歡迎點擊下載變電站一次電氣設(shè)備原理介紹ppt。

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第三章 主要電氣一次設(shè)備原理發(fā)電廠變電站的主要電氣設(shè)備有：高壓開關(guān)電器、互感器限流限壓設(shè)備、導(dǎo)體等 3-1 電弧的基本理論教學(xué)內(nèi)容掌握電弧的形成及熄滅條件熟悉電弧形成的物理過程、特性掌握交流電弧的特性及熄滅條件掌握開關(guān)電器常用的熄弧方法 3.1.1 電弧的形成和熄滅 一、概述 1、電弧——一種游離的氣體放電現(xiàn)象 開關(guān)電器開斷電路時，觸頭間產(chǎn)生耀眼的白光。 物質(zhì)第四種存在形式： 固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)、等離子態(tài) △電弧的存在代表了電流流通到截止的中間過程，只有當(dāng)電弧熄滅，觸頭間隙成為絕緣介質(zhì)時，電路才算斷開。 ③電弧的氣體放電是自持放電，維持電弧燃燒的電壓很低。在大氣中，1cm長的直流電弧的弧柱電壓僅15~30V，在變壓器油中1cm長的直流電弧的弧柱電壓僅100~220V。 ④電弧是一束游離的氣體，質(zhì)量極輕，極易變形。電弧在氣體或液體的流動作用下或電動力作用下，能迅速移動、伸長或彎曲。二、電弧的形成和維持 1、帶電質(zhì)點的來源 ①電極發(fā)射自由電子： 熱電子發(fā)射——觸頭分離 接觸電阻加大 表面發(fā)熱 發(fā)射電子 強電場發(fā)射——觸頭分離 電場強度加大 電場力拉出 發(fā)射電子 ②弧柱區(qū)的氣體游離，碰撞游離+熱游離 產(chǎn)生大量的電子和離子 2、電弧的形成和維持 三、電弧的熄滅關(guān)鍵是加強去游離作用 去游離——由于復(fù)合和擴散使帶電質(zhì)子減少的過程 介質(zhì)的游離作用→電弧產(chǎn)生 介質(zhì)的去游離作用→電弧熄滅 當(dāng) 游離>去游離——電弧電流↑ 當(dāng) 游離=去游離——電弧電流不變（穩(wěn)定燃燒） 當(dāng) 游離<去游離——電弧電流↓→（熄滅） 去游離方式有2種： 復(fù)合：正負(fù)離子相互吸引，彼此中和 擴散：弧柱中的帶電質(zhì)點由于熱運動逸出弧柱外 濃度擴散 溫度擴散 四、影響游離和去游離的因素 ①電弧溫度： 熱游離↓→Q↓ 速度↓→復(fù)合加強→Q↓ 使溫度降低的方法有：吹弧、拉長電弧、或與冷卻介質(zhì)表面接觸。 ②電場強度：E↓ →運動速度↓→復(fù)合↑ →Q↓→熱游離↓ ③氣體介質(zhì)的壓力：真空度F↓→自由行程縮短→離子濃度↑→復(fù)合↑ 真空中電子數(shù)目少→磁撞游離↓→擴散↑ ④介質(zhì)特性：包括氣體的介電強度、導(dǎo)熱系數(shù)、熱容量、電負(fù)荷 ⑤電極材料：銅、銀、銅鎢、銀鎢合金 具有熔點高、導(dǎo)熱能力強、熱容量大的特點，可減少熱電子發(fā)射和弧柱中的金屬蒸氣。 3.1.2 交流電弧的特性及熄滅一、交流電弧特性 1、動態(tài)狀安特性曲線： 電弧電壓（Ua ）和電流隨時間不斷變化，每一周期，電流過零2次 Ua—馬鞍形狀 A—燃弧電壓 B—熄弧電壓 2、熱慣性：電弧溫度的變化滯后于電流的變化 二、交流電弧的熄滅 1、弧隙中介質(zhì)強度的恢復(fù)過程U d Ud ——弧隙介質(zhì)能夠承受而不致使弧隙擊穿的最小電壓 過程：電流過零前，θ很高，Rn很小，弧隙為良導(dǎo)電通道 電流過零前后，θ ↓，Rn↑具有一定抗電強度 電流過零后，U d恢復(fù)不是從零開始，而是有一個起始電壓。這種現(xiàn)象稱為交流電路的近陰極效應(yīng)。 2、弧隙電壓的恢復(fù)過程Ur Ur——電壓由熄弧電壓恢復(fù)到外電源電壓的過程。 過程 1、電流過零前，電弧電阻很小，電源電壓大部分降落在線路或負(fù)載的阻抗上。 2、電流過零時，電弧熄滅，最后變?yōu)榻^緣介質(zhì)，電源電壓全部加在弧隙上。 3、交流電弧的熄滅條件：四、交流電弧的滅弧方法 1、提高觸頭的分閘進度 ——迅速拉長電弧，E↓，冷卻與擴散↑ 2、采用多斷口滅弧——拉長迅速↑，行程↓， 滅弧時間↓提高了滅弧能力 3、吹弧——加強冷卻和擴散 橫吹——將電弧吹彎吹長 縱吹——將電弧吹細(xì) 6、磁吹——利用電磁力驅(qū)動和拉長電弧至固體介質(zhì)滅弧罩或金屬柵滅弧罩中 7、高壓氣體介質(zhì)滅弧 ——碰撞游離↓，復(fù)合↑ 8、真空滅弧 ——碰撞游離↓，熱游離↓，擴散↑ 習(xí)題及思考題 3—1 何為電�。亢喪鰯嗦菲饔|頭開斷時斷口電弧的形成過程及由此而確定的基本滅弧方法。 3—2 交流電弧電流有何特點？什么叫介質(zhì)強度恢復(fù)過程？什么叫電壓恢復(fù)過程？熄滅交流電弧的條件是什么？ 3.2 高壓開關(guān)電器開關(guān)電器的分類高壓開關(guān) 、低壓開關(guān) 戶內(nèi) 、戶外 既能開斷正常工作電流又能開斷故障電流——斷路器 只開斷電壓——隔離開關(guān)類 能開斷正常工作電流和過電流——負(fù)荷開關(guān)類 只能開斷故障電流——熔斷器 3.2.1 高壓斷路器一、高壓斷路器１.高壓斷路器的功能 正常工作時開斷與閉合電路 配合繼電保護裝置，自動開斷電網(wǎng)中的短路故障 在跳閘后能夠自動重合閘。 ２.高壓斷路器種類　 油斷路器　 壓縮空氣斷路器　 SF６斷路器　 真空斷路器 少油斷路器 高壓少油斷路器壓縮空氣斷路器 SF6斷路器 SF6斷路器的優(yōu)缺點 ①斷口耐壓高 ②允許開斷次數(shù)多 ③開斷性能好 ④占地面積小 ⑤加工精度高，密封性能好，對水分子與氣體的檢測要求嚴(yán)格真空斷路器真空斷路器斷路器與隔離開關(guān)的配合具有相當(dāng)完善的滅弧裝置，它可以切斷正常的負(fù)荷電流，也可以切斷一定的故障電流。但沒有明顯的斷點，必須借助輔助設(shè)備，才能知道斷路器處于合閘狀態(tài)或斷開狀態(tài)。在電路中，需要與隔離開關(guān)配合運行 隔離開關(guān)隔離開關(guān)隔離開關(guān) 500kV隔離開關(guān) 3.2.3 高低壓熔斷器 1、作用：短路保護或過載保護 缺點：保護性能不穩(wěn)定、需要更換熔體 2、組成： 熔件（熔體）：銅、銀 觸頭、滅弧裝置、絕緣底座 3、工作過程： 汽化過程→發(fā)弧過程→滅弧過程 全開斷時間=熔化時間+發(fā)弧時間+燃弧時間 4、分類之一： 限流型——速度快、高電阻、出現(xiàn)過電壓 非限流型——速度慢、不出現(xiàn)過電壓 5、戶內(nèi)型高壓熔斷路：RN1、RN3——電力變壓器或線路保護 RN2、RN6——電壓互感器保護 6、戶外型高壓熔斷器：RW3跌落式FU、RW10-35型限流型FU 3.2.4 高壓負(fù)荷開關(guān) 用于開合負(fù)載電流及過載電流的開關(guān)電器，具有 一定的滅弧能力，常與熔斷器配合使用。負(fù)荷開關(guān)特點： 1）具有可見斷點 2）有簡易滅弧裝置，可以切斷負(fù)荷電流 3）具有保護功能，如過負(fù)荷保護，但不能切斷短路電流 4）與高壓熔斷器配合使用，可起到切斷短路電流的作用負(fù)荷開關(guān)的作用： 在10kV回路中，可以作為小容量變壓器的進線開關(guān)、電力電容器的主開關(guān)、電壓互感器的主開關(guān)。 3.3 互感器互感器的作用將一次側(cè)的高電壓大電流變換成二次側(cè)的標(biāo)準(zhǔn)的低電壓、小電流，使二次側(cè)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。將二次側(cè)與高電壓隔離，保證設(shè)備和人身安全。使二次側(cè)可以使用低壓小截面控制電纜傳送電壓、電流信號。 3.3.1 電流互感器一、電流互感器的結(jié)構(gòu)特點一次側(cè)匝數(shù)很少，二次側(cè)匝數(shù)多。一次繞組電流完全取決于負(fù)荷電流。正常工作時，二次側(cè)負(fù)荷阻抗很小，接近短路狀態(tài)。一次側(cè)與被測回路串聯(lián)，二次側(cè)繞組與儀表電流線圈串聯(lián)。電流互感器的等值電路和相量圖二、電流互感器的誤差電流誤差 ： 角誤差 ：δi為I1與I2 之間的夾角。電流互感器的誤差與互感器鐵心材料、結(jié)構(gòu)、一次側(cè)電流、二次側(cè)負(fù)載等因素有關(guān)。三、電流互感器的準(zhǔn)確級和額定容量 準(zhǔn)確級 ：在規(guī)定的二次負(fù)荷變化范圍內(nèi)，一次電流為額定值時的最大電流誤差 電流互感器有0.2、0.5、1、3、5P、10P等準(zhǔn)確度級，可供不同的測量和保護場合使用。不同準(zhǔn)確級的電流互感器有不同的額定二次負(fù)荷。 電流互感器的額定容量 電流互感器在額定二次電流和額定二次阻抗下運行時，二次線圈輸出的容量。 由于電流互感器的二次電流為標(biāo)準(zhǔn)值（5A或1A），其容量也常用額定二次阻抗來表示。因電流互感器的誤差和二次負(fù)荷有關(guān)，同一臺電流互感器使用在不同準(zhǔn)確級時，會有不同的額定容量。電流互感器二次側(cè)所接的負(fù)載的阻抗之和不能超過互感器的額定二次阻抗值。四、電流互感器的運行注意事項二次側(cè)必須有一端接地。防止一、二次側(cè)絕緣損壞，高壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備安全；接線時要注意極性。電流互感器一、二次側(cè)的極性端子，都用字母表明極性。一次側(cè)串接在線路中，二次側(cè)的繼電器或測量儀表串接。電流互感器運行時二次側(cè)不允許開路。 電流互感器二次側(cè)開路五、電流互感器二次接線方式 低壓電流互感器 3.3.2 電壓互感器 3.3.2 電壓互感器電磁式電壓互感器工作原理與電力變壓器相同。 一、結(jié)構(gòu)類型：　電磁式（包括普通的電磁式電壓互感器，及串級式電壓互感器）；　電容分壓式； 二、運行注意事項：　　電壓互感器工作時，二次側(cè)有一端必須可靠接地，運行中二次側(cè)不允許短路。 電壓互感器的的等值電路三、電壓互感器誤差和準(zhǔn)確級 測量誤差： 電壓誤差 角誤差：二次電壓相量 與一次電壓相量 之間的夾角 ，并規(guī)定 超前于 時相位差 為正，反之為負(fù)。　　電壓互感器測量誤差與空載電流、二次負(fù)載等因素有關(guān)。準(zhǔn)確級：電壓互感器的準(zhǔn)確級用最大允許誤差表示。有0.1、0.2、0.5、１、3、3P、6P等準(zhǔn)確級，分別用在不同的測量與保護場合。四、電容式電壓互感器的工作原理 隨著電力系統(tǒng)輸電電壓的增高，電磁式電壓互感器的體積越來越大，成本隨之增高，普遍采用電容式電壓互感器。 電容式電壓互感器實質(zhì)上是一個電容分壓器，在被測裝置的相和地之間接有電容 和 ，按反比分壓， 上的電壓為 電容式電壓互感器誤差 電容式電壓互感器的誤差是由空載電流、負(fù)載電流以及阻尼器的電流流經(jīng)互感器繞組產(chǎn)生壓降而引起的，其誤差由空載誤差 、 ，負(fù)載誤差 、 和阻尼器負(fù)載電流產(chǎn)生的誤差 、 等幾部分組成，即 電容式電壓互感器的誤差除受一次電壓、二次負(fù)荷和功率因數(shù)的影響外，還與電源頻率有關(guān)。 電容式電壓互感器用于110～500kV中性點直接接地系統(tǒng)。五、電壓互感器二次接線方式 低壓電壓互感器 3.4 限流電器限流電器的作用增加電路的短路阻抗，從而達到限制短路電流的目的。常用的設(shè)備有：限流電抗器和分裂變壓器 一、限流電抗器：作用：限制電力設(shè)備的短路電流、能維持母線電壓、將短路容量加以限制，以選擇輕型斷路器和小截面的電纜。設(shè)置位置分段電抗器、出線電抗器、在變壓器負(fù)荷側(cè)串聯(lián)電抗器 限流電抗器并聯(lián)電抗器 并聯(lián)電抗器應(yīng)用于電力系統(tǒng)，通常安裝在高壓長距離輸電線的始端升壓站、中間聯(lián)絡(luò)站以及高壓直流輸電的換流站中，并聯(lián)連接于變電站66KV及以下的低壓回路。具有補償電網(wǎng)無功功率、降低電網(wǎng)損耗、提高輸電能力以及抑制電網(wǎng)諧振過電壓、防止發(fā)電機自勵磁、消除空載長線電容效應(yīng)和高壓電纜電容效應(yīng)、抑制工頻過電壓等眾多功能，可節(jié)約 能源、提高電力系統(tǒng)的 運行穩(wěn)定性和可靠性。并 聯(lián)電抗器與并聯(lián)電容器、 大功率晶閘管和微機控制 系統(tǒng)組成靜止無功補償裝 置，可對電力系統(tǒng)的無功 功率進行適時動態(tài)調(diào)節(jié)。 二、分裂變壓器： 1、作用分裂變壓器，能在正常工作和低壓側(cè)短路時，使變壓器呈現(xiàn)不同的電抗值，從而起到限制短路電流的作用。 2、結(jié)構(gòu)分裂變壓器是一種多繞組變壓器，它是將普通的雙繞組變壓器的低壓繞組分裂成額定容量相等的兩個完全對稱的繞組。 3.5 避雷器 （１） 1. 功能： 用來限制過電壓的一種主要保護電器，是發(fā)電廠變電所防雷保護的基本保護措施之一。 2. 工作原理： 避雷器與被保護設(shè)備并聯(lián)，當(dāng)線路上有雷電侵入時，首先擊穿避雷器對地放電，從而保護設(shè)備絕緣。 感應(yīng)雷的防護分流：采用避雷器來限制雷電過電壓波，將雷電流分流入地。避雷器結(jié)構(gòu)類型放電間隙避雷器；閥形避雷器；氧化鋅避雷器；空氣間隙避雷器 閥型避雷器由裝在密封瓷套中的間隙（又稱火花間隙）和非線性電阻（又稱閥片）串聯(lián)�；鸹ㄩg隙將帶電部分與閥片隔開，閥片電阻值與流過的電流有關(guān)，電流愈大電阻愈小。有普通型和磁吹型兩類。電阻閥片由金剛砂（SiC）和結(jié)合劑燒結(jié)而成，稱為碳化硅閥片主要應(yīng)用在變電所的高壓防雷，特點是通流量大，但是反應(yīng)時間比較長，目前普通閥型避雷器已淘汰。磁吹型避雷器還是電力系統(tǒng)常見的高壓防雷產(chǎn)品。 氧化鋅避雷器 閥片以氧化鋅（ZnO）與少量金屬氧化物燒結(jié)而成單基片避雷器 雙基片避雷器 多基片避雷器能量分配的問題，如果在一個避雷器里使用3個或3個以上的基片，那么其每個基片的啟動電壓和內(nèi)阻要做到非常近似。因為在高電壓大電流狀態(tài)下即使是1歐姆的電阻差別也會使氧化鋅基片造成能量分配的不均衡，那么就會有某一片損壞而其他沒有損壞或者很少損壞， 特點就是反應(yīng)時間短可在ns級 氧化鋅避雷器 3.6 導(dǎo)體、母線和電纜一、 母線 1、母線是有多條引出線的節(jié)點。匯集，分配和傳送電能 2、母線種類和材料有： 軟母線：鋼芯鋁絞線 硬母線：①銅——導(dǎo)電率高、機械強度高、抗腐蝕性能好 ②鋁——導(dǎo)電率較低、截面大、重量輕、耐腐蝕性能差 ③鋼——導(dǎo)電率差、趨膚效應(yīng)嚴(yán)重、損耗較大 封閉母線：分箱式、共箱式 3、截面形狀 矩形母線：在同截面下，周長要長，冷卻條件好耗金屬要少 菱形與管形母線：可防止產(chǎn)生電暈，散熱面小 4、母線的布置 △母線三相導(dǎo)體排列方式：水平排列、豎直排列、角形排列 ↑ （各相之間的相對關(guān)系） 軟母線 硬母線 △母線的放置法： 平放、立放 （母線與空間的相對關(guān)系） △安裝方式： 平裝——機械抗彎強度高，對流散熱效果差 立裝——對流散熱效果好，機械抗彎強度高差 （母線與絕緣子的相互關(guān)系） 綜合布置方式：豎排立放平裝、平排平放平裝 豎排平放立裝、平排立放立裝 5、母線的著色 硬母線刷漆：直流、交流 目的： ①區(qū)別相序 ②增加輻射散熱、載流量提高12%～15% ③防腐蝕作用 低壓封閉母線高壓封閉母線 二、電力電纜 特點：鋪設(shè)在地下，結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小、走向和布置靈活、不影響環(huán)境、現(xiàn)場施工簡便結(jié)構(gòu)： 電纜芯線：鋁芯或銅芯、圓形或扇形截面 絕緣層：各芯線絕緣\相間絕緣\芯線對地絕緣 密封護套：鉛色、鉛包 保護層：鋼帶、鋼絲疊加、瀝青防腐層分類 油浸紙絕緣電纜、聚氯乙烯絕緣電纜、 交聯(lián)聚氯乙烯絕緣電纜、橡皮絕緣電纜電纜頭--電纜與電纜、架空線、電機、電器等連接時要用電纜頭 分類 ：終端頭：環(huán)氧樹脂型、干包型 中間接頭：電纜與電纜的連接電力電纜 3.7 絕緣子絕緣子絕緣子絕緣子絕緣子主要電氣設(shè)備小結(jié)習(xí)題與思考題 3-3 高壓斷路器的作用是什么？其常見類型有哪些？ 3-4 隔離開關(guān)的作用是什么？ 3-4 電壓互感器與電流互感器各有何作用，運行時有何特點？為什么工作時，電磁型電流互感器二次側(cè)不能開路，而電壓互感器不能短路？第三章 主要電氣一次設(shè)備原理發(fā)電廠變電站的主要電氣設(shè)備有：高壓開關(guān)電器、互感器限流限壓設(shè)備、導(dǎo)體等 3-1 電弧的基本理論教學(xué)內(nèi)容掌握電弧的形成及熄滅條件熟悉電弧形成的物理過程、特性掌握交流電弧的特性及熄滅條件掌握開關(guān)電器常用的熄弧方法 3.1.1 電弧的形成和熄滅 一、概述 1、電弧——一種游離的氣體放電現(xiàn)象 開關(guān)電器開斷電路時，觸頭間產(chǎn)生耀眼的白光。 物質(zhì)第四種存在形式： 固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)、等離子態(tài) △電弧的存在代表了電流流通到截止的中間過程，只有當(dāng)電弧熄滅，觸頭間隙成為絕緣介質(zhì)時，電路才算斷開。 ③電弧的氣體放電是自持放電，維持電弧燃燒的電壓很低。在大氣中，1cm長的直流電弧的弧柱電壓僅15~30V，在變壓器油中1cm長的直流電弧的弧柱電壓僅100~220V。 ④電弧是一束游離的氣體，質(zhì)量極輕，極易變形。電弧在氣體或液體的流動作用下或電動力作用下，能迅速移動、伸長或彎曲。二、電弧的形成和維持 1、帶電質(zhì)點的來源 ①電極發(fā)射自由電子： 熱電子發(fā)射——觸頭分離 接觸電阻加大 表面發(fā)熱 發(fā)射電子 強電場發(fā)射——觸頭分離 電場強度加大 電場力拉出 發(fā)射電子 ②弧柱區(qū)的氣體游離，碰撞游離+熱游離 產(chǎn)生大量的電子和離子 2、電弧的形成和維持 三、電弧的熄滅關(guān)鍵是加強去游離作用 去游離——由于復(fù)合和擴散使帶電質(zhì)子減少的過程 介質(zhì)的游離作用→電弧產(chǎn)生 介質(zhì)的去游離作用→電弧熄滅 當(dāng) 游離>去游離——電弧電流↑ 當(dāng) 游離=去游離——電弧電流不變（穩(wěn)定燃燒） 當(dāng) 游離<去游離——電弧電流↓→（熄滅） 去游離方式有2種： 復(fù)合：正負(fù)離子相互吸引，彼此中和 擴散：弧柱中的帶電質(zhì)點由于熱運動逸出弧柱外 濃度擴散 溫度擴散 四、影響游離和去游離的因素 ①電弧溫度： 熱游離↓→Q↓ 速度↓→復(fù)合加強→Q↓ 使溫度降低的方法有：吹弧、拉長電弧、或與冷卻介質(zhì)表面接觸。 ②電場強度：E↓ →運動速度↓→復(fù)合↑ →Q↓→熱游離↓ ③氣體介質(zhì)的壓力：真空度F↓→自由行程縮短→離子濃度↑→復(fù)合↑ 真空中電子數(shù)目少→磁撞游離↓→擴散↑ ④介質(zhì)特性：包括氣體的介電強度、導(dǎo)熱系數(shù)、熱容量、電負(fù)荷 ⑤電極材料：銅、銀、銅鎢、銀鎢合金 具有熔點高、導(dǎo)熱能力強、熱容量大的特點，可減少熱電子發(fā)射和弧柱中的金屬蒸氣。 3.1.2 交流電弧的特性及熄滅一、交流電弧特性 1、動態(tài)狀安特性曲線： 電弧電壓（Ua ）和電流隨時間不斷變化，每一周期，電流過零2次 Ua—馬鞍形狀 A—燃弧電壓 B—熄弧電壓 2、熱慣性：電弧溫度的變化滯后于電流的變化 二、交流電弧的熄滅 1、弧隙中介質(zhì)強度的恢復(fù)過程U d Ud ——弧隙介質(zhì)能夠承受而不致使弧隙擊穿的最小電壓 過程：電流過零前，θ很高，Rn很小，弧隙為良導(dǎo)電通道 電流過零前后，θ ↓，Rn↑具有一定抗電強度 電流過零后，U d恢復(fù)不是從零開始，而是有一個起始電壓。這種現(xiàn)象稱為交流電路的近陰極效應(yīng)。 2、弧隙電壓的恢復(fù)過程Ur Ur——電壓由熄弧電壓恢復(fù)到外電源電壓的過程。 過程 1、電流過零前，電弧電阻很小，電源電壓大部分降落在線路或負(fù)載的阻抗上。 2、電流過零時，電弧熄滅，最后變?yōu)榻^緣介質(zhì)，電源電壓全部加在弧隙上。 3、交流電弧的熄滅條件：四、交流電弧的滅弧方法 1、提高觸頭的分閘進度 ——迅速拉長電弧，E↓，冷卻與擴散↑ 2、采用多斷口滅弧——拉長迅速↑，行程↓， 滅弧時間↓提高了滅弧能力 3、吹弧——加強冷卻和擴散 橫吹——將電弧吹彎吹長 縱吹——將電弧吹細(xì) 6、磁吹——利用電磁力驅(qū)動和拉長電弧至固體介質(zhì)滅弧罩或金屬柵滅弧罩中 7、高壓氣體介質(zhì)滅弧 ——碰撞游離↓，復(fù)合↑ 8、真空滅弧 ——碰撞游離↓，熱游離↓，擴散↑ 習(xí)題及思考題 3—1 何為電��？簡述斷路器觸頭開斷時斷口電弧的形成過程及由此而確定的基本滅弧方法。 3—2 交流電弧電流有何特點？什么叫介質(zhì)強度恢復(fù)過程？什么叫電壓恢復(fù)過程？熄滅交流電弧的條件是什么？ 3.2 高壓開關(guān)電器開關(guān)電器的分類高壓開關(guān) 、低壓開關(guān) 戶內(nèi) 、戶外 既能開斷正常工作電流又能開斷故障電流——斷路器 只開斷電壓——隔離開關(guān)類 能開斷正常工作電流和過電流——負(fù)荷開關(guān)類 只能開斷故障電流——熔斷器 3.2.1 高壓斷路器一、高壓斷路器１.高壓斷路器的功能 正常工作時開斷與閉合電路 配合繼電保護裝置，自動開斷電網(wǎng)中的短路故障 在跳閘后能夠自動重合閘。 ２.高壓斷路器種類　 油斷路器　 壓縮空氣斷路器　 SF６斷路器　 真空斷路器 少油斷路器 高壓少油斷路器壓縮空氣斷路器 SF6斷路器 SF6斷路器的優(yōu)缺點 ①斷口耐壓高 ②允許開斷次數(shù)多 ③開斷性能好 ④占地面積小 ⑤加工精度高，密封性能好，對水分子與氣體的檢測要求嚴(yán)格真空斷路器真空斷路器斷路器與隔離開關(guān)的配合具有相當(dāng)完善的滅弧裝置，它可以切斷正常的負(fù)荷電流，也可以切斷一定的故障電流。但沒有明顯的斷點，必須借助輔助設(shè)備，才能知道斷路器處于合閘狀態(tài)或斷開狀態(tài)。在電路中，需要與隔離開關(guān)配合運行 隔離開關(guān)隔離開關(guān)隔離開關(guān) 500kV隔離開關(guān) 3.2.3 高低壓熔斷器 1、作用：短路保護或過載保護 缺點：保護性能不穩(wěn)定、需要更換熔體 2、組成： 熔件（熔體）：銅、銀 觸頭、滅弧裝置、絕緣底座 3、工作過程： 汽化過程→發(fā)弧過程→滅弧過程 全開斷時間=熔化時間+發(fā)弧時間+燃弧時間 4、分類之一： 限流型——速度快、高電阻、出現(xiàn)過電壓 非限流型——速度慢、不出現(xiàn)過電壓 5、戶內(nèi)型高壓熔斷路：RN1、RN3——電力變壓器或線路保護 RN2、RN6——電壓互感器保護 6、戶外型高壓熔斷器：RW3跌落式FU、RW10-35型限流型FU 3.2.4 高壓負(fù)荷開關(guān) 用于開合負(fù)載電流及過載電流的開關(guān)電器，具有 一定的滅弧能力，常與熔斷器配合使用。負(fù)荷開關(guān)特點： 1）具有可見斷點 2）有簡易滅弧裝置，可以切斷負(fù)荷電流 3）具有保護功能，如過負(fù)荷保護，但不能切斷短路電流 4）與高壓熔斷器配合使用，可起到切斷短路電流的作用負(fù)荷開關(guān)的作用： 在10kV回路中，可以作為小容量變壓器的進線開關(guān)、電力電容器的主開關(guān)、電壓互感器的主開關(guān)。 3.3 互感器互感器的作用將一次側(cè)的高電壓大電流變換成二次側(cè)的標(biāo)準(zhǔn)的低電壓、小電流，使二次側(cè)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。將二次側(cè)與高電壓隔離，保證設(shè)備和人身安全。使二次側(cè)可以使用低壓小截面控制電纜傳送電壓、電流信號。 3.3.1 電流互感器一、電流互感器的結(jié)構(gòu)特點一次側(cè)匝數(shù)很少，二次側(cè)匝數(shù)多。一次繞組電流完全取決于負(fù)荷電流。正常工作時，二次側(cè)負(fù)荷阻抗很小，接近短路狀態(tài)。一次側(cè)與被測回路串聯(lián)，二次側(cè)繞組與儀表電流線圈串聯(lián)。電流互感器的等值電路和相量圖二、電流互感器的誤差電流誤差 ： 角誤差 ：δi為I1與I2 之間的夾角。電流互感器的誤差與互感器鐵心材料、結(jié)構(gòu)、一次側(cè)電流、二次側(cè)負(fù)載等因素有關(guān)。三、電流互感器的準(zhǔn)確級和額定容量 準(zhǔn)確級 ：在規(guī)定的二次負(fù)荷變化范圍內(nèi)，一次電流為額定值時的最大電流誤差 電流互感器有0.2、0.5、1、3、5P、10P等準(zhǔn)確度級，可供不同的測量和保護場合使用。不同準(zhǔn)確級的電流互感器有不同的額定二次負(fù)荷。 電流互感器的額定容量 電流互感器在額定二次電流和額定二次阻抗下運行時，二次線圈輸出的容量。 由于電流互感器的二次電流為標(biāo)準(zhǔn)值（5A或1A），其容量也常用額定二次阻抗來表示。因電流互感器的誤差和二次負(fù)荷有關(guān)，同一臺電流互感器使用在不同準(zhǔn)確級時，會有不同的額定容量。電流互感器二次側(cè)所接的負(fù)載的阻抗之和不能超過互感器的額定二次阻抗值。四、電流互感器的運行注意事項二次側(cè)必須有一端接地。防止一、二次側(cè)絕緣損壞，高壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備安全；接線時要注意極性。電流互感器一、二次側(cè)的極性端子，都用字母表明極性。一次側(cè)串接在線路中，二次側(cè)的繼電器或測量儀表串接。電流互感器運行時二次側(cè)不允許開路。 電流互感器二次側(cè)開路五、電流互感器二次接線方式 低壓電流互感器 3.3.2 電壓互感器 3.3.2 電壓互感器電磁式電壓互感器工作原理與電力變壓器相同。 一、結(jié)構(gòu)類型：　電磁式（包括普通的電磁式電壓互感器，及串級式電壓互感器）；　電容分壓式； 二、運行注意事項：　　電壓互感器工作時，二次側(cè)有一端必須可靠接地，運行中二次側(cè)不允許短路。 電壓互感器的的等值電路三、電壓互感器誤差和準(zhǔn)確級 測量誤差： 電壓誤差 角誤差：二次電壓相量 與一次電壓相量 之間的夾角 ，并規(guī)定 超前于 時相位差 為正，反之為負(fù)�！　‰妷夯ジ衅鳒y量誤差與空載電流、二次負(fù)載等因素有關(guān)。準(zhǔn)確級：電壓互感器的準(zhǔn)確級用最大允許誤差表示。有0.1、0.2、0.5、１、3、3P、6P等準(zhǔn)確級，分別用在不同的測量與保護場合。四、電容式電壓互感器的工作原理 隨著電力系統(tǒng)輸電電壓的增高，電磁式電壓互感器的體積越來越大，成本隨之增高，普遍采用電容式電壓互感器。 電容式電壓互感器實質(zhì)上是一個電容分壓器，在被測裝置的相和地之間接有電容 和 ，按反比分壓， 上的電壓為 電容式電壓互感器誤差 電容式電壓互感器的誤差是由空載電流、負(fù)載電流以及阻尼器的電流流經(jīng)互感器繞組產(chǎn)生壓降而引起的，其誤差由空載誤差 、 ，負(fù)載誤差 、 和阻尼器負(fù)載電流產(chǎn)生的誤差 、 等幾部分組成，即 電容式電壓互感器的誤差除受一次電壓、二次負(fù)荷和功率因數(shù)的影響外，還與電源頻率有關(guān)。 電容式電壓互感器用于110～500kV中性點直接接地系統(tǒng)。五、電壓互感器二次接線方式 低壓電壓互感器 3.4 限流電器限流電器的作用增加電路的短路阻抗，從而達到限制短路電流的目的。常用的設(shè)備有：限流電抗器和分裂變壓器 一、限流電抗器：作用：限制電力設(shè)備的短路電流、能維持母線電壓、將短路容量加以限制，以選擇輕型斷路器和小截面的電纜。設(shè)置位置分段電抗器、出線電抗器、在變壓器負(fù)荷側(cè)串聯(lián)電抗器 限流電抗器并聯(lián)電抗器 并聯(lián)電抗器應(yīng)用于電力系統(tǒng)，通常安裝在高壓長距離輸電線的始端升壓站、中間聯(lián)絡(luò)站以及高壓直流輸電的換流站中，并聯(lián)連接于變電站66KV及以下的低壓回路。具有補償電網(wǎng)無功功率、降低電網(wǎng)損耗、提高輸電能力以及抑制電網(wǎng)諧振過電壓、防止發(fā)電機自勵磁、消除空載長線電容效應(yīng)和高壓電纜電容效應(yīng)、抑制工頻過電壓等眾多功能，可節(jié)約 能源、提高電力系統(tǒng)的 運行穩(wěn)定性和可靠性。并 聯(lián)電抗器與并聯(lián)電容器、 大功率晶閘管和微機控制 系統(tǒng)組成靜止無功補償裝 置，可對電力系統(tǒng)的無功 功率進行適時動態(tài)調(diào)節(jié)。 二、分裂變壓器： 1、作用分裂變壓器，能在正常工作和低壓側(cè)短路時，使變壓器呈現(xiàn)不同的電抗值，從而起到限制短路電流的作用。 2、結(jié)構(gòu)分裂變壓器是一種多繞組變壓器，它是將普通的雙繞組變壓器的低壓繞組分裂成額定容量相等的兩個完全對稱的繞組。 3.5 避雷器 （１） 1. 功能： 用來限制過電壓的一種主要保護電器，是發(fā)電廠變電所防雷保護的基本保護措施之一。 2. 工作原理： 避雷器與被保護設(shè)備并聯(lián)，當(dāng)線路上有雷電侵入時，首先擊穿避雷器對地放電，從而保護設(shè)備絕緣。 感應(yīng)雷的防護分流：采用避雷器來限制雷電過電壓波，將雷電流分流入地。避雷器結(jié)構(gòu)類型放電間隙避雷器；閥形避雷器；氧化鋅避雷器；空氣間隙避雷器 閥型避雷器由裝在密封瓷套中的間隙（又稱火花間隙）和非線性電阻（又稱閥片）串聯(lián)。火花間隙將帶電部分與閥片隔開，閥片電阻值與流過的電流有關(guān)，電流愈大電阻愈小。有普通型和磁吹型兩類。電阻閥片由金剛砂（SiC）和結(jié)合劑燒結(jié)而成，稱為碳化硅閥片主要應(yīng)用在變電所的高壓防雷，特點是通流量大，但是反應(yīng)時間比較長，目前普通閥型避雷器已淘汰。磁吹型避雷器還是電力系統(tǒng)常見的高壓防雷產(chǎn)品。 氧化鋅避雷器 閥片以氧化鋅（ZnO）與少量金屬氧化物燒結(jié)而成單基片避雷器 雙基片避雷器 多基片避雷器能量分配的問題，如果在一個避雷器里使用3個或3個以上的基片，那么其每個基片的啟動電壓和內(nèi)阻要做到非常近似。因為在高電壓大電流狀態(tài)下即使是1歐姆的電阻差別也會使氧化鋅基片造成能量分配的不均衡，那么就會有某一片損壞而其他沒有損壞或者很少損壞， 特點就是反應(yīng)時間短可在ns級 氧化鋅避雷器 3.6 導(dǎo)體、母線和電纜一、 母線 1、母線是有多條引出線的節(jié)點。匯集，分配和傳送電能 2、母線種類和材料有： 軟母線：鋼芯鋁絞線 硬母線：①銅——導(dǎo)電率高、機械強度高、抗腐蝕性能好 ②鋁——導(dǎo)電率較低、截面大、重量輕、耐腐蝕性能差 ③鋼——導(dǎo)電率差、趨膚效應(yīng)嚴(yán)重、損耗較大 封閉母線：分箱式、共箱式 3、截面形狀 矩形母線：在同截面下，周長要長，冷卻條件好耗金屬要少 菱形與管形母線：可防止產(chǎn)生電暈，散熱面小 4、母線的布置 △母線三相導(dǎo)體排列方式：水平排列、豎直排列、角形排列 ↑ （各相之間的相對關(guān)系） 軟母線 硬母線 △母線的放置法： 平放、立放 （母線與空間的相對關(guān)系） △安裝方式： 平裝——機械抗彎強度高，對流散熱效果差 立裝——對流散熱效果好，機械抗彎強度高差 （母線與絕緣子的相互關(guān)系） 綜合布置方式：豎排立放平裝、平排平放平裝 豎排平放立裝、平排立放立裝 5、母線的著色 硬母線刷漆：直流、交流 目的： ①區(qū)別相序 ②增加輻射散熱、載流量提高12%～15% ③防腐蝕作用 低壓封閉母線高壓封閉母線 二、電力電纜 特點：鋪設(shè)在地下，結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小、走向和布置靈活、不影響環(huán)境、現(xiàn)場施工簡便結(jié)構(gòu)： 電纜芯線：鋁芯或銅芯、圓形或扇形截面 絕緣層：各芯線絕緣\相間絕緣\芯線對地絕緣 密封護套：鉛色、鉛包 保護層：鋼帶、鋼絲疊加、瀝青防腐層分類 油浸紙絕緣電纜、聚氯乙烯絕緣電纜、 交聯(lián)聚氯乙烯絕緣電纜、橡皮絕緣電纜電纜頭--電纜與電纜、架空線、電機、電器等連接時要用電纜頭 分類 ：終端頭：環(huán)氧樹脂型、干包型 中間接頭：電纜與電纜的連接電力電纜 3.7 絕緣子絕緣子絕緣子絕緣子絕緣子主要電氣設(shè)備小結(jié)習(xí)題與思考題 3-3 高壓斷路器的作用是什么？其常見類型有哪些？ 3-4 隔離開關(guān)的作用是什么？ 3-4 電壓互感器與電流互感器各有何作用，運行時有何特點？為什么工作時，電磁型電流互感器二次側(cè)不能開路，而電壓互感器不能短路？VEn紅軟基地

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