1、供配供配 电工程电工程2 供配电系统是电力系统的重要组成部供配电系统是电力系统的重要组成部分，也是变配电所设计的第一环节。本分，也是变配电所设计的第一环节。本章重点介绍了供配电系统的电压选择、章重点介绍了供配电系统的电压选择、变电所位置的确定、变配电所的一次设变电所位置的确定、变配电所的一次设备及主接线图以及变电所的布置和结构。备及主接线图以及变电所的布置和结构。本章是本课程的重点，也是从事供电设本章是本课程的重点，也是从事供电设计与运行必备的基础知识。计与运行必备的基础知识。3（1）电力部门所能提供的电源电压。）电力部门所能提供的电源电压。如某一中小型企业，可采用如某一中小型企业，可采用10
2、 kV供电电压，但附近只有供电电压，但附近只有35 kV电源线路，而要取得远处电源线路，而要取得远处10 kV供电电压，投资较大时，则只有采供电电压，投资较大时，则只有采用用35 kV 供电电压。供电电压。（2）企业负荷大小及距离电源线路远近。）企业负荷大小及距离电源线路远近。4 每一级供电电压都有其合理的供电容量和供电距离（见表每一级供电电压都有其合理的供电容量和供电距离（见表4-1），），当负荷较大时，相应的供电距离就会减小，如果企业距离供电电源当负荷较大时，相应的供电距离就会减小，如果企业距离供电电源较远时，为了减少能量损耗，可采用较高的供电电压。较远时，为了减少能量损耗，可采用较高的供
3、电电压。表表4-1各级电压电力线路合理的输送功率和输送距离各级电压电力线路合理的输送功率和输送距离 5（3）企业大型设备的额定电压决定了企业的供电电压。）企业大型设备的额定电压决定了企业的供电电压。例如，某些制药厂或化工厂的大型设备，其额定电压例如，某些制药厂或化工厂的大型设备，其额定电压为为6 kV，则必须采用，则必须采用6 kV电源电压供电。当然也可采用电源电压供电。当然也可采用35 kV或或10kV电源进线，再降成电源进线，再降成6 kV厂内配电电压供电。厂内配电电压供电。在选择供电电压时，必须进行技术经济比较，才在选择供电电压时，必须进行技术经济比较，才能确定应该采用的供电电压，而这一
4、工作通常由能确定应该采用的供电电压，而这一工作通常由有关设计部门去做。有关设计部门去做。我国目前所用的企业供电电压为我国目前所用的企业供电电压为35110kV、10kV、6kV。一般来讲，大中型企业常采用。一般来讲，大中型企业常采用35110kV作供电电压，中小型企业常采用作供电电压，中小型企业常采用10kV、6kV作供电电压，其中，采用作供电电压，其中，采用10kV供电电压是最为常供电电压是最为常见的。见的。6二、二、配电电压配电电压1.高压配电电压高压配电电压 厂内高压配电电压通常采用厂内高压配电电压通常采用10kV或或6kV,一般情况下一般情况下,采采用用10kV作厂内高压配电电压。对于
5、有作厂内高压配电电压。对于有6kV设备的企业，如设备的企业，如化工、制药厂等，若化工、制药厂等，若6kV设备容量较大时，采用设备容量较大时，采用6kV厂内厂内高压配电电压；若高压配电电压；若6kV设备容量较小时，高压配电电压采设备容量较小时，高压配电电压采用用10kV。6kV设备采用设备采用10/6kV变压器供电。变压器供电。如果厂区环境条件允许也可采用如果厂区环境条件允许也可采用35kV作为高压配电电作为高压配电电压深入负荷中心的直配方式压深入负荷中心的直配方式,将将35kV直接降为直接降为380V供电。供电。考虑到企业以后的扩建，这种高压线深入负荷中心的供电考虑到企业以后的扩建，这种高压线
6、深入负荷中心的供电方式，只要从供电线路上引向新负荷点，建立新变电站就方式，只要从供电线路上引向新负荷点，建立新变电站就可以了。可以了。72.低压配电电压低压配电电压 我国规定低压配电电压等级为我国规定低压配电电压等级为380V/220V，但在石油、化工及矿山，但在石油、化工及矿山（井）场所可以采用（井）场所可以采用660V的配电电压。的配电电压。主要考虑在这些场合变电所不能设在主要考虑在这些场合变电所不能设在负荷中心，距离负荷中心较远负荷中心，距离负荷中心较远 返回目录84.1 变配电所的配置变配电所的配置一、变配电所的任务一、变配电所的任务二、变配电所的类型二、变配电所的类型 变电所担负从电
7、网接受电能、变换电压、分配电能的任务。配电变电所担负从电网接受电能、变换电压、分配电能的任务。配电所担负从电网接受电能、分配电能的任务。变配电所是供配电系统所担负从电网接受电能、分配电能的任务。变配电所是供配电系统的重要组成部分。的重要组成部分。变电所：受电、变电、配电变电所：受电、变电、配电配电所：受电、配电配电所：受电、配电 变电所按其在供配电系统中的地位和作用分为总降压变电所、独变电所按其在供配电系统中的地位和作用分为总降压变电所、独立变电所、车间变电所、杆上变电所、建筑物及高层建筑物变电所立变电所、车间变电所、杆上变电所、建筑物及高层建筑物变电所等。等。91.总降压变电所总降压变电所
8、一般来讲，企业规模不太大，车间或生产厂房布局比较一般来讲，企业规模不太大，车间或生产厂房布局比较集中，应尽量设一个总降压变电所，这样既节省投资，又集中，应尽量设一个总降压变电所，这样既节省投资，又便于运行维护。便于运行维护。用户是否要设置总降压变电所，是由地区供电电源的用户是否要设置总降压变电所，是由地区供电电源的电压等级和企业负荷大小及分布情况而定。电压等级和企业负荷大小及分布情况而定。对大中型企业，由于负荷较大，往往采用对大中型企业，由于负荷较大，往往采用35KV（或以（或以上）电源进线，一般降压至上）电源进线，一般降压至10kV或或6 kV，再向各车间变，再向各车间变电所和高压用电设备配
9、电，这种降压变电所称为总降压变电所和高压用电设备配电，这种降压变电所称为总降压变电所。电所。102.车间变电所车间变电所 车间变电所主要有以下两种类型的变电所。车间变电所主要有以下两种类型的变电所。（1）车间附设变电所）车间附设变电所 附设变电所是利用车间的一附设变电所是利用车间的一面或两面墙壁，而其变压器面或两面墙壁，而其变压器室的大门朝外开，如图室的大门朝外开，如图4-1所示。车间附设变电所又分所示。车间附设变电所又分内附式（图内附式（图4-1中中1）和外）和外附式（图附式（图4-1中中2）。）。内附式变电所要占用一定的车间面积，但其在内附式变电所要占用一定的车间面积，但其在车间内部，故对
10、车间外观没有影响。外附式变电车间内部，故对车间外观没有影响。外附式变电所在车间的外部，不占用车间面积，便于车间设所在车间的外部，不占用车间面积，便于车间设备的布置备的布置,而且安全性也比内附设变电所要高一些。而且安全性也比内附设变电所要高一些。11变压器室位于车间内的变压器室位于车间内的单独房间内（如图单独房间内（如图4-1中中3），虽然这种车间内变），虽然这种车间内变电所占用了车间内的面电所占用了车间内的面积，但它处于负荷的中积，但它处于负荷的中心，因而可以减少线路心，因而可以减少线路上的电能损耗和有色金上的电能损耗和有色金属消耗量。由于设在车属消耗量。由于设在车间内其安全性要差一些，间内其
11、安全性要差一些，故适用于负荷较大的多故适用于负荷较大的多跨厂房内，在大型冶金跨厂房内，在大型冶金企业中比较多见。企业中比较多见。（2）车间内变电所）车间内变电所123.独立变电所独立变电所图图4-2 独立变电所与车间位置关系独立变电所与车间位置关系 独立变电所为独立建筑，独立变电所为独立建筑，是指整个变电所设在与车间是指整个变电所设在与车间或建筑物有一定距离的单独或建筑物有一定距离的单独区域内，通常是户内式变电区域内，通常是户内式变电所，向周围几个车间或建筑所，向周围几个车间或建筑物供电，或向全厂（或小区物供电，或向全厂（或小区供电供电,如图如图4-2所示。所示。设置独立变电所主要是因为相邻几
12、个车间负荷大，将变电所建到某设置独立变电所主要是因为相邻几个车间负荷大，将变电所建到某一车间不适宜；或由于车间环境的限制，如制药车间、化工车间之一车间不适宜；或由于车间环境的限制，如制药车间、化工车间之间由于管道较多或有腐蚀性气体、易燃易爆气体等环境限制，必须间由于管道较多或有腐蚀性气体、易燃易爆气体等环境限制，必须建立独立变电所；或中小型企业负荷不太大，建立一个全厂独立变建立独立变电所；或中小型企业负荷不太大，建立一个全厂独立变电所，向全厂各车间供电。电所，向全厂各车间供电。适用于用电负荷比较分散，或有防火、防爆、防尘和适用于用电负荷比较分散，或有防火、防爆、防尘和安全管理方面要求的安全管理
13、方面要求的 场所。场所。13变电器安装在室外电杆上变电器安装在室外电杆上，适用于，适用于315KVA及以下及以下变压器，常用于居民区、变压器，常用于居民区、用电负荷小的用电单位。用电负荷小的用电单位。5、成套变电站成套变电站 成套变电站是由电气制造厂家按一定接线方案成套制成套变电站是由电气制造厂家按一定接线方案成套制造，现场装配的变电所。由高压开关设备、电力变压器造，现场装配的变电所。由高压开关设备、电力变压器和低压开关设备三部分组合在一起而构成的配电装置。和低压开关设备三部分组合在一起而构成的配电装置。成套变电站是组合式变电站、箱式变电站和可移动式变成套变电站是组合式变电站、箱式变电站和可移
14、动式变电站的统称。电站的统称。4.杆上变电所杆上变电所14杆上变电所杆上变电所15箱式变电站箱式变电站16 这是民用建筑中经常采用的变电所形式，这是民用建筑中经常采用的变电所形式，变压器一律采用干式变压器，高压开关一般变压器一律采用干式变压器，高压开关一般采用真空断路器，也可采用六氟化硫断路器采用真空断路器，也可采用六氟化硫断路器，但通风条件要好，从防火安全角度考虑，但通风条件要好，从防火安全角度考虑，一般不采用少油断路器。一般不采用少油断路器。5.楼内变电所楼内变电所 高层建筑内，根据规模变电所位置可设在：高层建筑内，根据规模变电所位置可设在：地下室或中间层地下室或中间层地下室和高层地下室和
15、高层地下室、中间层和高层地下室、中间层和高层17 原纽约的世贸中心共原纽约的世贸中心共110层，建筑面积层，建筑面积840000840000平米平米,变压器总容量变压器总容量132000kVA,132000kVA,配置在配置在第第7、41、75、108层。层。日本新宿中心大厦共日本新宿中心大厦共60层，变压器配置在层，变压器配置在地下地下4层和地面层和地面40层。层。840000m2132000kVA18原纽约曼哈顿世贸大楼 19202122232425 它的高度仅次于马来西亚吉隆坡的双塔大厦和它的高度仅次于马来西亚吉隆坡的双塔大厦和美国芝加哥的西尔斯大厦，是目前国内第一、世美国芝加哥的西尔斯
16、大厦，是目前国内第一、世界第三高楼。美国界第三高楼。美国SOMSOM设计事务所主设计。设计事务所主设计。金茂大厦高达金茂大厦高达420.5420.5米，主楼米，主楼8888层、裙房层、裙房6 6层、层、地下室地下室3 3层，占地面积为层，占地面积为2.42.4万平方米，总建筑面万平方米，总建筑面积为积为2929万平方米万平方米。供电供电:35kV:35kV进线进线,2,2*10MVA+210MVA+2*12MVA12MVA共计共计4 4台主变台主变(35/6.3kV).13(35/6.3kV).13台配电变压器台配电变压器(6(6*2500+72500+7*1500kVA).1500kVA).
17、自备柴油发电机自备柴油发电机-3-3台台*1600kW1600kW 垂直运输电梯垂直运输电梯:61:61部部.自动扶梯自动扶梯1818套套,总装机容量总装机容量2840kW2840kW上海金茂大厦上海金茂大厦26272829301变电所位置选择的原则变电所位置选择的原则变电所的位置选择原则：变电所的位置选择原则：应尽可能接近负荷中心，以降低配电系统的电能损耗、电压损应尽可能接近负荷中心，以降低配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量；耗和有色金属消耗量；考虑电源的进线方向，考虑电源的进线方向，偏向偏向电源侧；电源侧；进出线方便；进出线方便；不应防碍企业的发展，要考虑扩建的可能性；不应防碍企
18、业的发展，要考虑扩建的可能性；设备运输方便；设备运输方便；尽量避开有腐蚀性气体和污秽地段，如无法避免，应位于污源尽量避开有腐蚀性气体和污秽地段，如无法避免，应位于污源的上风侧；的上风侧；变电所屋外配电装置与其他建筑物、构筑物之间的防火间距符变电所屋外配电装置与其他建筑物、构筑物之间的防火间距符合规定；合规定；变电所建筑物、变压器及屋外配电装置与附近的冷却塔或喷水变电所建筑物、变压器及屋外配电装置与附近的冷却塔或喷水池之间距离符合规定。池之间距离符合规定。三、变配电所所址的选择三、变配电所所址的选择 变电所的位置选择应根据选择原则经技术、经济比较后确定。变电所的位置选择应根据选择原则经技术、经济
19、比较后确定。31n不应设在有剧烈振动的场所不应设在有剧烈振动的场所32负荷中心可以用负荷指示图或负荷矩的计算法近似确定负荷中心可以用负荷指示图或负荷矩的计算法近似确定（1）负荷指示图）负荷指示图负荷指示图是将电力负荷按一定比例用负荷圆的形式标负荷指示图是将电力负荷按一定比例用负荷圆的形式标示在企业或车间的平面图上。各车间的负荷圆的圆心位于示在企业或车间的平面图上。各车间的负荷圆的圆心位于车间的负荷车间的负荷“重心重心”（负荷中心）。在负荷均匀分布的车（负荷中心）。在负荷均匀分布的车间，负荷中心就是车间的中心，在负荷分布不均匀的车间间，负荷中心就是车间的中心，在负荷分布不均匀的车间内，负荷中心应
20、偏向负荷集中的一侧。内，负荷中心应偏向负荷集中的一侧。2负荷中心确定负荷中心确定负荷圆的半径负荷圆的半径r，由车间的计算负荷，由车间的计算负荷 得得230PK r30PrK式中式中K为负荷为负荷圆的比例圆的比例（kW/mm2）。）。33图图4-3某企业负荷某企业负荷指示图。由负荷指指示图。由负荷指示图结合变电所所示图结合变电所所址选择的其他条件，址选择的其他条件，最后择其最佳方案，最后择其最佳方案，确定变配电所的位确定变配电所的位置。置。图图4-3 企业负荷指示图企业负荷指示图 34（2）负荷功率矩法确定负荷中心）负荷功率矩法确定负荷中心321PPPPPi总负荷总负荷 设有负荷设有负荷P1、P
21、2、P3，分布如图，分布如图4-4所示。所示。它们在任选的直角坐标系中的坐标分别为它们在任选的直角坐标系中的坐标分别为P1（x1，y1）、）、P2（x2，y2）、）、P3（x3，y3）。）。现假设总负荷现假设总负荷的负荷中心位于坐标的负荷中心位于坐标P（x，y）处。处。需要指出由于负荷中心原则并不是确定变电所位置的需要指出由于负荷中心原则并不是确定变电所位置的惟一因素，且负荷中心也是会随机变动的，大多数工厂惟一因素，且负荷中心也是会随机变动的，大多数工厂变电所的位置都是靠近负荷中心偏向电源侧。变电所的位置都是靠近负荷中心偏向电源侧。负荷中心的坐标为：负荷中心的坐标为：）（24)()(iiiii
22、iPyPyPxPx返回目录3637 在大气中开断电路时，如果电源电压超过在大气中开断电路时，如果电源电压超过20V20V，被开断的电流超过被开断的电流超过8080100mA100mA，在开关触头间通，在开关触头间通常会产生一团温度极高、发出强光和能够导电的常会产生一团温度极高、发出强光和能够导电的近似圆柱形的气体近似圆柱形的气体这就是电弧。这就是电弧。一、概述一、概述1.1.什么是电弧什么是电弧38损损 电弧的产生，一方面使电路仍旧保持导通电弧的产生，一方面使电路仍旧保持导通状态，延迟了电路的开断；另一方面，温度状态，延迟了电路的开断；另一方面，温度高达高达10000，将烧损开关的触头，并可能
23、造，将烧损开关的触头，并可能造成短路及破坏开关电器的绝缘，在最严重的成短路及破坏开关电器的绝缘，在最严重的情况下，甚至可能引起开关电气的爆炸和火情况下，甚至可能引起开关电气的爆炸和火灾。因此，在开关电器中要采取措施使电弧灾。因此，在开关电器中要采取措施使电弧不产生，或者产生后使电弧存在的时间尽量不产生，或者产生后使电弧存在的时间尽量缩短，以减轻其危害的程度。缩短，以减轻其危害的程度。392 2、特征：、特征：电弧的能量集中，温度极高，亮度很强电弧的能量集中，温度极高，亮度很强例：例：10kV10kV断路器断开断路器断开20kA20kA的电流，电弧功率达的电流，电弧功率达到到1 1万万kWkW以
24、上以上电弧由阴级区，阳极区和弧柱区组成。电弧由阴级区，阳极区和弧柱区组成。弧柱处温度最高，可达弧柱处温度最高，可达600060007000 7000 到到1 1万万度以上度以上,在弧柱周围温度较低，亮度明显减弱的在弧柱周围温度较低，亮度明显减弱的部分叫弧焰，电流几乎都从弧柱内部流过。部分叫弧焰，电流几乎都从弧柱内部流过。弧 柱阳 极 区阴 极 区40 4142气体、等离子体、金属的状态简图气体、等离子体、金属的状态简图 43 在弧光放电过程中，电极表面少数点上有在弧光放电过程中，电极表面少数点上有局部较集中的电流，同时因开关触头分离后，局部较集中的电流，同时因开关触头分离后，触头间接触压力及接
25、触面积逐渐减小，接触触头间接触压力及接触面积逐渐减小，接触电阻也随之增加，会使电极表面有相应高温，电阻也随之增加，会使电极表面有相应高温，从而造成其中的电子获得很大的动能后逸出从而造成其中的电子获得很大的动能后逸出到周围空间。这种现象称为热电子发射，其到周围空间。这种现象称为热电子发射，其强弱程度与阴极的材料及表面温度有关，是强弱程度与阴极的材料及表面温度有关，是气体介质中带电质点产生的主要原因之一气体介质中带电质点产生的主要原因之一。44 在断路器触头分开的最初瞬间，触头在断路器触头分开的最初瞬间，触头电极的表面受到外加电压所形成的强电电极的表面受到外加电压所形成的强电场的作用，金属电极表面
26、的电子就会在场的作用，金属电极表面的电子就会在电场力的作用下被拉出，即发生了所谓电场力的作用下被拉出，即发生了所谓强电场发射。金属表面发射电子的数量强电场发射。金属表面发射电子的数量决定于极间电场强度的高低。当电场强决定于极间电场强度的高低。当电场强度超过度超过107V/cm时，即使金属表面温度不时，即使金属表面温度不高，其电子发射量也会显著增加。高，其电子发射量也会显著增加。45 当有一定强动能的电子撞击到某种气体的当有一定强动能的电子撞击到某种气体的中性质点时，可使其间电子被释放出来，游中性质点时，可使其间电子被释放出来，游离成正离子和新的自由电子。被撞击的电子离成正离子和新的自由电子。被
27、撞击的电子和原来的电子又会在电场作用下向阳极作加和原来的电子又会在电场作用下向阳极作加速运动，获得足够动能后，又将撞击其它中速运动，获得足够动能后，又将撞击其它中性质点，产生更多的自由电子和正离子，使性质点，产生更多的自由电子和正离子，使带电质点浓度迅速增加。这一游离过程即称带电质点浓度迅速增加。这一游离过程即称为碰撞游离。为碰撞游离。46电场游离（碰撞游离）示意图电场游离（碰撞游离）示意图47 在高温下，气体分子和原子热运动在高温下，气体分子和原子热运动加快，它们互相碰撞，在温度足够高时加快，它们互相碰撞，在温度足够高时会撞击产生离子和自由电子，这种现象会撞击产生离子和自由电子，这种现象称为
28、热游离称为热游离。热电子发射强电场发射 加速磁撞游离 电弧温度热游离电弧得以维持介质击穿产生电弧48 复合复合扩散扩散直接复合直接复合间接复合间接复合（主要形式主要形式）高浓度高浓度低浓度低浓度 A+eA A+eA-A-+A+2A491 1 5051 电弧中存在的游离与去游离这二个性质相反过电弧中存在的游离与去游离这二个性质相反过程的强弱对比就决定了电弧最终发展趋势，即当程的强弱对比就决定了电弧最终发展趋势，即当游离强于去游离时，电弧就会发生并燃烧激烈；游离强于去游离时，电弧就会发生并燃烧激烈；若去游离与游离过程达到平衡，电弧就会稳定燃若去游离与游离过程达到平衡，电弧就会稳定燃烧；而在去游离占
29、有优势时，电弧的燃烧即将减烧；而在去游离占有优势时，电弧的燃烧即将减弱并最终熄灭弱并最终熄灭游离速度去游离速度=越燃越旺越燃越旺稳定燃烧稳定燃烧最终熄灭最终熄灭5253 在电弧产生后只要抓住有利时机，采取合理措在电弧产生后只要抓住有利时机，采取合理措施去减弱热游离而加强去游离，就将加速促成电施去减弱热游离而加强去游离，就将加速促成电弧熄灭。弧熄灭。54()hhUf iUfUhabih(0)hhUi 55弧柱阴极区区极阴Un=阴极区电压+弧柱区电压+阳极区电压hU2、电弧电压分布图：电弧电压分布图：56U=阴极区电压阴极区电压U阴极区阴极区+弧柱区弧柱区UH+阳极区阳极区U阳极区阳极区U阴极区阴
30、极区大小与大小与in无关，在空气中无关，在空气中U=811VU阳极区阳极区I30 一般：一般：I1N=(1.21.5)I30 准确度选择的原则：计量用的电流互感器的准确度选准确度选择的原则：计量用的电流互感器的准确度选0.20.20.50.5级，测量用的电流互感器的准确度选级，测量用的电流互感器的准确度选1.01.03.03.0级。为了保证准确度误差不超过规定值，互感器二级。为了保证准确度误差不超过规定值，互感器二次侧负荷次侧负荷S S2 2应不大于二次侧额定负荷应不大于二次侧额定负荷S S2N2N ，所选准确度，所选准确度才能得到保证。才能得到保证。NS24 4）.电流互感器准确度选择及校验
31、电流互感器准确度选择及校验296准确度校验公式为：准确度校验公式为：S S2 2 SS2N2N二次回路的负荷二次回路的负荷S S2 2取决于二次回路的阻抗取决于二次回路的阻抗Z Z2 2的值，即：的值，即：222222()NNiWLXCSIZIZRR222()iNWLXCSSIRR式中，式中，S Si i、Z Zi i为二次回路中的仪表、继电器线圈的额定负为二次回路中的仪表、继电器线圈的额定负荷荷(VA)(VA)和阻抗和阻抗();R();RXCXC为二次回路中所有接头、触点的为二次回路中所有接头、触点的接触电阻，一般取接触电阻，一般取0.10.1；R RWLWL为二次回路导线电阻为二次回路导线
32、电阻297SLRCWL式中，式中，为导线的导电率，为导线的导电率，铜线铜线=53m/=53m/（mmmm2 2），），铝线铝线=32m/=32m/（mmmm2 2）；）；S S为导线截面（为导线截面（mmmm2 2）；）；L Lc c为导为导线的计算长度（线的计算长度（m m）。设互感）。设互感器到仪表单向长度为器到仪表单向长度为l l1 1，则：，则：一相式接线形接线两相星形接线11123lVllLc298 为保证在短路时互感器变比误差不超过为保证在短路时互感器变比误差不超过10%10%，一般生产厂家都提供一次侧电流对其额定电流的一般生产厂家都提供一次侧电流对其额定电流的倍数（倍数（I I1
33、 1/I/I1N1N）与最大允许的二次负荷阻抗的关系）与最大允许的二次负荷阻抗的关系曲线，简称曲线，简称10%10%误差曲线，如图误差曲线，如图4-114-11所示。所示。保护用互感器的准确度选保护用互感器的准确度选10P10P级，其复合误差限级，其复合误差限值为值为10%10%。为了正确反映一次侧短路电流的大小，。为了正确反映一次侧短路电流的大小，二次电流与一次电流成线性关系，也需要校验二二次电流与一次电流成线性关系，也需要校验二次负荷。次负荷。通常是按电流互感器接入位置的最大三相短路通常是按电流互感器接入位置的最大三相短路电流来确定电流来确定I I1 1/I/I1N1N值，从相应互感器的值
34、，从相应互感器的1010曲线中曲线中找出横坐标上允许的二次阻抗找出横坐标上允许的二次阻抗Z Z2.al2.al，使接入二次，使接入二次侧的总阻抗侧的总阻抗Z Z2 2不超过不超过Z Z2.al2.al，则互感器的电流误差，则互感器的电流误差保证在保证在1010以内。以内。299电流互感器电流互感器10%10%误差曲线误差曲线 300（1 1）按照保护装置类型计算流过电流互感器的一次电）按照保护装置类型计算流过电流互感器的一次电流倍数；流倍数；（2 2）根据电流互感器的型号、变比和一次电流倍数，）根据电流互感器的型号、变比和一次电流倍数，在在10%10%误差曲线上确定电流互感器的允许二次负荷；误
35、差曲线上确定电流互感器的允许二次负荷；（3 3）按照对电流互感器二次负荷最严重的短路类型，）按照对电流互感器二次负荷最严重的短路类型，计算电流互感器的实际二次负荷；计算电流互感器的实际二次负荷；（4 4）比较实际二次负荷与允许二次负荷。如实际二次）比较实际二次负荷与允许二次负荷。如实际二次负荷小于允许二次负荷，表示电流互感器的误差不超过负荷小于允许二次负荷，表示电流互感器的误差不超过10%10%，如实际二次负荷大于允许二次负荷，则应采取下述，如实际二次负荷大于允许二次负荷，则应采取下述措施，使其满足措施，使其满足10%10%误差：误差：电流互感器电流互感器10%10%误差曲线校验步骤如下：误差
36、曲线校验步骤如下：增大连接导线截面或缩短连接导线长度，以减小实增大连接导线截面或缩短连接导线长度，以减小实际二次负荷；际二次负荷；选择变比较大的电流互感器，减小一次电流倍数，选择变比较大的电流互感器，减小一次电流倍数，增大允许二次负荷。增大允许二次负荷。3015)5)电流互感器动稳定和热稳定校验电流互感器动稳定和热稳定校验 厂家的产品技术参数中都给出了电流互感器动厂家的产品技术参数中都给出了电流互感器动稳定倍数稳定倍数K Keses和热稳定倍数和热稳定倍数K Kt t，因此，按下列公式，因此，按下列公式分别校验动稳定和热稳定度即可。分别校验动稳定和热稳定度即可。31tNimaK I tIt 3
37、12shesNK Ii302电压互感器简称电压互感器简称PT，是变换电压的设备。，是变换电压的设备。文字符号为文字符号为TV，单相式电压互感器图形符号单相式电压互感器图形符号为为1.工作原理工作原理 电压互感器的基本电压互感器的基本结构原理如图结构原理如图4-18所示，它由一次绕所示，它由一次绕组、二次绕组、铁组、二次绕组、铁芯组成芯组成 .TV303 一次绕组并联在线路上，一次绕组匝数较多，二次绕一次绕组并联在线路上，一次绕组匝数较多，二次绕组的匝数较少，相当于降低变压器。二次绕组的额定电压组的匝数较少，相当于降低变压器。二次绕组的额定电压一般为一般为100V。二次回路中，仪表、继电器的电压
38、线圈与二次绕组并联，二次回路中，仪表、继电器的电压线圈与二次绕组并联，这些线圈的阻抗很大，工作时二次绕组近似于开路状态。这些线圈的阻抗很大，工作时二次绕组近似于开路状态。电压互感器的变压比用电压互感器的变压比用Ku表示表示 2121NNUUKNNu式中，式中，U1N、U2N分别为电压互感器一次绕组和二次绕组额定电压，分别为电压互感器一次绕组和二次绕组额定电压，N1、N2为一次绕组和二次绕组的匝数。变压比为一次绕组和二次绕组的匝数。变压比Ku通常表示成如通常表示成如10/0.1kV的形式。的形式。304一相式接线采用一个单相电压互感器如图所示。供仪表和继一相式接线采用一个单相电压互感器如图所示。
39、供仪表和继电器测量一个线电压，如用作做备用线路的电压监视。电器测量一个线电压，如用作做备用线路的电压监视。两相式接线又叫两相式接线又叫V-V形接线，采用两个单相电压互感器如图形接线，采用两个单相电压互感器如图b所所示。供仪表和继电器测量三个线电压。示。供仪表和继电器测量三个线电压。2 电压互感器的接线方式电压互感器的接线方式 305Y0/Y0形接线采用三个单相电压互感器如图形接线采用三个单相电压互感器如图4-19c所所示。供仪表和继电器测量三个线电压和相电压。在小电流示。供仪表和继电器测量三个线电压和相电压。在小电流接地系统中，这种接线方式中的测量相电压的电压表应按接地系统中，这种接线方式中的
40、测量相电压的电压表应按线电压选择。线电压选择。306采用三个单相三绕组电压互感器或一个三相五芯柱式电采用三个单相三绕组电压互感器或一个三相五芯柱式电压互感器接成压互感器接成Y0/Y0/形形(图图d)。其中一组二次绕组接成。其中一组二次绕组接成Y0，供测量三个线电压和三个相电压；另一组绕组（零序，供测量三个线电压和三个相电压；另一组绕组（零序绕组）接成开口三角形，接电压继电器，当线路正常工作绕组）接成开口三角形，接电压继电器，当线路正常工作时，开口三角两端的零序电压接近于零，而当线路上发生时，开口三角两端的零序电压接近于零，而当线路上发生单相接地故障时，开口三角两端的零序电压接近单相接地故障时，
41、开口三角两端的零序电压接近100V，使电压继电器动作，发出信号。使电压继电器动作，发出信号。307 电压互感器按绝缘介质分，有油浸式、环氧树脂浇注式电压互感器按绝缘介质分，有油浸式、环氧树脂浇注式两大主要类型；两大主要类型；按使用场所分，有户内式和户外式；按相数来分，有按使用场所分，有户内式和户外式；按相数来分，有三相和单相两类。三相和单相两类。3 电压互感器的种类和型号电压互感器的种类和型号308 在高压系统中还有电容式电压互在高压系统中还有电容式电压互感器、气体电压互感器、电流电压感器、气体电压互感器、电流电压组合互感器等。组合互感器等。图图JSW-10型电压互感器外形结构型电压互感器外形
42、结构 JSW-10型电压互感器型电压互感器本型产品为油箱式结构，适用于额定频本型产品为油箱式结构，适用于额定频率为率为50Hz、10kv的中性点非有效接地的中性点非有效接地电力系统中，供电气测量和继电保护之电力系统中，供电气测量和继电保护之用。用。铁心为三相五柱式，由条形硅钢片叠铁心为三相五柱式，由条形硅钢片叠装而成，装而成，A、B、C三相线圈分别套在铁三相线圈分别套在铁心心柱上，每相的线圈均由一次绕组、心心柱上，每相的线圈均由一次绕组、二次绕组及剩余电压绕组构成同心宝塔二次绕组及剩余电压绕组构成同心宝塔式。器身固定于油箱中，绕组引出线经式。器身固定于油箱中，绕组引出线经高、低压瓷套引出。高、
43、低压瓷套引出。309图图JSW-10型电压互感器外形结构型电压互感器外形结构 310JDZJ-10型电压型电压互感器互感器广泛采用环广泛采用环氧树脂浇注氧树脂浇注绝缘的干式绝缘的干式互感器。互感器。例：例：JDZJ10为单相三为单相三绕组环氧树绕组环氧树脂浇注绝缘脂浇注绝缘电压互感电压互感器器,10kV。311互感器互感器高压预付费计量控制装置高压预付费计量控制装置 JLSJW-6、10型高型高压组合式互感器压组合式互感器 313电压互感器在接线时，必须注意其端子的极性电压互感器在接线时，必须注意其端子的极性 4 电压互感器使用注意事项电压互感器使用注意事项 电压互感器一次侧短路时会造成供电线
44、路短路，二次回路中，由电压互感器一次侧短路时会造成供电线路短路，二次回路中，由于阻抗较大近于开路状态，发生短路时，有可能造成电压互感器于阻抗较大近于开路状态，发生短路时，有可能造成电压互感器烧毁。因此，电压互感器一、二次侧都必须装设熔断器进行短路烧毁。因此，电压互感器一、二次侧都必须装设熔断器进行短路保护。保护。电压互感器在工作时，其一、二次侧不得短路电压互感器在工作时，其一、二次侧不得短路电压互感器二次侧有一端必须接地电压互感器二次侧有一端必须接地 这样做的目的是为了防止一、二次绕组的绝缘击穿时，一次侧这样做的目的是为了防止一、二次绕组的绝缘击穿时，一次侧的高压窜入二次回路中，危及设备及人身
45、安全，通常将公共端接的高压窜入二次回路中，危及设备及人身安全，通常将公共端接地。地。314 电压互感器一次绕组（三相）两端分别标成电压互感器一次绕组（三相）两端分别标成A、X，B、Y，C、Z，对应的二次绕组同名端分别为，对应的二次绕组同名端分别为a、x，b、y，c、z，单相电压，单相电压互感器只标互感器只标A、X和和a、x（或（或1a、1x等），在接线时，若将其中等），在接线时，若将其中的一相绕组接反，二次回路中的线电压将发生变化，会造成测量的一相绕组接反，二次回路中的线电压将发生变化，会造成测量误差和保护的动作（或误信号）。误差和保护的动作（或误信号）。5 5 电压互感器选择电压互感器选择
46、电压互感器的一二次侧均有熔断器保护，所以不需要电压互感器的一二次侧均有熔断器保护，所以不需要校验短路动稳定和热稳定。校验短路动稳定和热稳定。电压互感器的二次绕组的准确级规定为电压互感器的二次绕组的准确级规定为0.1 0.1、0.20.2、0.50.5、1 1、3 3五个级别，保护用的电压互感器规定为五个级别，保护用的电压互感器规定为3P3P级级和和6P6P级，用于小电流接地系统电压互感器（如三相五芯级，用于小电流接地系统电压互感器（如三相五芯柱式）的零序绕组准确级规定为柱式）的零序绕组准确级规定为6P6P级。级。315 计量用电压互感器准确度选计量用电压互感器准确度选0.50.5级以上，测量用
47、的准级以上，测量用的准确度选确度选1.01.03.03.0级，保护用的准确度为级，保护用的准确度为3P3P级和级和6P6P级。级。电压互感器的选择：电压互感器的选择：2 2电压互感器的额定电压应不低于装设点线路额定电压互感器的额定电压应不低于装设点线路额定电压电压 1 1按装设点环境及工作要求选择电压互感器型号按装设点环境及工作要求选择电压互感器型号U1NUN线线3 3按测量仪表对电压互感器准确度要求选择并校验准按测量仪表对电压互感器准确度要求选择并校验准确度确度316 为了保证准确度的误差在规定的范围内，二次侧负荷为了保证准确度的误差在规定的范围内，二次侧负荷S S2 2应不大于电压互感器二
48、次侧额定容量，即应不大于电压互感器二次侧额定容量，即 S S2 2SS2N2N 222iiQPSiiiSPcosiiiSQsin式中式中:为仪表、继电为仪表、继电器电压线圈消器电压线圈消耗的总有功功耗的总有功功率和总无功功率和总无功功率。率。317例例4-4 4-4 例例4-14-1总降变电所总降变电所10kV10kV母线配置三只单相母线配置三只单相三绕组电压互感器，采用三绕组电压互感器，采用Y Y0 0/Y/Y0 0/接法，作母线接法，作母线电压、各回路有功电能和无功电能测量及母线绝电压、各回路有功电能和无功电能测量及母线绝缘监视用。电压互感器和测量仪表的接线如图缘监视用。电压互感器和测量仪
49、表的接线如图4-34-3所示。该母线共有四路出线，每路出线装设三相所示。该母线共有四路出线，每路出线装设三相有功电度表和三相无功电度表及功率表各一只，有功电度表和三相无功电度表及功率表各一只，每个电压线圈消耗的功率为每个电压线圈消耗的功率为1.5VA;1.5VA;母线设四只电母线设四只电压表，其中三只分别接于各相，作绝缘监视，另压表，其中三只分别接于各相，作绝缘监视，另一只电压表用于测量各线电压，电压线圈消耗的一只电压表用于测量各线电压，电压线圈消耗的功率均为功率均为4.5VA4.5VA。电压互感器。电压互感器 侧电压继电器线侧电压继电器线圈消耗功率为圈消耗功率为2.0VA2.0VA。试选择电
50、压互感器，校验试选择电压互感器，校验其二次负荷是否满足准确度要求。其二次负荷是否满足准确度要求。318电压互感器和测量仪器的接线图电压互感器和测量仪器的接线图 319解：根据要求查附录表解：根据要求查附录表8 8，选三只，选三只JDZJ-10JDZJ-10型电压互感器电型电压互感器电压比为压比为10000/10000/：100/:100/V100/:100/V，0.50.5级二次绕组级二次绕组（单相）额定负荷为（单相）额定负荷为50VA50VA。除三只电压表分别接于相电压外，其余设备的电压线圈均除三只电压表分别接于相电压外，其余设备的电压线圈均接于接于ABAB或或BCBC线电压间，可将其折算成
