电气一次设备和电气主接线讲义.docVIP

PAGE PAGE 19 电气一次设备及主接线 第一章 电气设备 第1节 概述 发电厂变电站的电气设备，根据其用途常分为一次设备和二次设备。一次设备是指直接生产、输送和分配电能的设备，包括有生产变换电能的设备（如发电机、变压器），开关设备（如高、低压断路器、隔离开关、接触器等），限流限压设备（如避雷器、电抗器），接地装置，载流导体（如母线、电力电缆等）。二次设备是对一次设备进行控制、测量、监视和保护的电气设备，包括测量表计（如电压表、电流表、功率表），继电保护及自动装置（如各种继电器、端子排），直流设备（如直流发电机、蓄电池）。下面主要针对部分一次设备的作用和工作原理进行介绍。 第2节 母线 在发电厂变电站中，将发电机、变压器和各种电器连接的导线称为母线。母线是电气主接线和各级电压配电装置中的重要环节。它的作用是汇集和分配电能。 母线按所使用的材料可分为铜母线、铝母线和钢母线。 铜母线：具有电阻率低、机械强度高、抗腐蚀性强等特点，是很好的导电材料。但铜的储量少，属贵重金属，一般在含有腐蚀性气体的场合采用。 铝母线：电阻率比铜高，但储量丰富，比重小，加工方便，价格便宜，通常情况下采用铝母线。 钢母线：机械强度高，价格便宜，但钢的电阻率是铜的7倍，用于交流时会有很强的集肤效应，所以仅用于高压小容量回路（如电压互感器）。 母线按其截面形状可分为矩形母线、管形母线和槽形母线。 矩形母线：具有集肤效应系数小、散热条件好、安装简单、连接方便等优点，在35kV及以下的户内配电装置中多采用矩形母线。 管形母线：是空芯导体，集肤效应系数小，且电晕放电电压高。在35kV以上的户外配电装置中广泛采用。 槽形母线：电流分布比较均匀，与同截面的矩形母线相比，具有集肤效应系数小、冷却条件好、金属材料的利用率高、机械强度高等优点。当母线的工作电流很大，每相需要三条以上的矩形母线才能满足要求时，一般采用槽形母线。 第3节 高压断路器 高压断路器是电力系统最重要的控制和保护设备，是开关电器中最完善的一种设备，它的基本功能如下： 1、关合状态下为良导体 2、开断状态下具有良好绝缘 3、能开断额定开断电流以下的电流 4、关合短路电流 5、高的运行可靠性 3.1 高压断路器的类型 高压断路器按安装地点分可分为户内型和户外型两种；按灭弧介质及灭弧原理可分为SF6断路器、真空断路器、油断路器（又分为多油、少油断路器）、空气断路器等。 3.2 高压断路器的基本结构 虽然高压断路器有多种类型，具体结构也不相同，但其基本结构类似。高压断路器的基本结构主要包括： 开断元件：包括断路器的动、静触头以及消弧装置等； 绝缘支柱：用来支撑断路器、绝缘； 基座：支撑和固定断路器； 操动机构：操动断路器分、合闸； 3.3 高压断路器的技术参数 高压断路器通常用下列技术参数表示其技术性能。 1、额定电压： 断路器正常工作时所能承受的电压（kV），决定了断路器的绝缘水平，用UN表示，为保证高压电器有足够的绝缘距离，通常其额定电压越高，其外形尺寸越大； 2、额定电流： 在规定的环境温度下，断路器长期通过的最大工作电流有效值（A），决定了触头、导体等载流部分的截面积，用IN表示。额定电流越大，载流部分的尺寸越大，否则不能满足最高允许温度的要求； 3、额定开断电流： 在额定电压下断路器所能可靠开断的最大短路电流（kA），以短路电流周期分量有效值表示，是衡量断路器开断能力的指标，用Inbr表示；我国规定的高压断路器的额定开断电流为1.6、3.15、6.3、8、10、12.5、16、20、25、31.5、40、50、63、80、100kA等。在电压低于额定电压的情况下，开断电流可以提高，但由于灭弧装置机械强度的限制，开断电流有一极限值。 4、热稳定电流It： 在保证断路器不损坏的条件下，在规定的时间t秒内（产品目录一般给定2s、4s、5s、10s等）允许通过断路器的最大短路电流有效值，它表明断路器承受短路电流热效应的能力，当断路器持续通过t秒时间的It时，不会发生触头熔接或其他妨碍其正常工作的异常现象。 5、动稳定电流ies： 断路器在闭合状态下，允许通过的最大短路电流峰值，又称极限通过电流。它表明断路器承受短路电流电动力效应的能力。当断路器通过这一电流时，不会因电动力作用而发生任何机械上的损坏。 6、短路关合电流iNcl： 如果断路器合闸之前，线路或设备上已存在短路故障，则在断路器合闸过程中，在触头即将接触时即有巨大的短路电流通过（预击穿），要求断路器能承受而不会引起触头熔接和遭受电动力的损坏；而且在关合后，由于继电保护动作，不可避免的又要自动跳闸，此时仍要求能切断短路电流，此参数用来说明断路器关合短路故障的能力，一般等于断路器的动稳定电流； 7、断路器动作时间： 跳闸时间： 断路器接到跳闸指令