1、 第三章 工厂变配电所的电气设备 3.1 3.1 电弧的产生及灭弧方法电弧的产生及灭弧方法 3.1.13.1.1电弧的产生、危害及灭弧方法电弧的产生、危害及灭弧方法 1、电弧的产生、电弧的产生 高电场发射高电场发射 热电发射热电发射 碰撞游离碰撞游离 热电游离。热电游离。2、电弧的主要危害：、电弧的主要危害：延长了电路断开的延长了电路断开的时间时间；高温可能烧损开关触头等设备并高温可能烧损开关触头等设备并造成人身伤害，引起造成人身伤害，引起火灾火灾；强烈的弧光可能损伤人的强烈的弧光可能损伤人的视力视力。3、电弧熄灭的条件和方式、电弧熄灭的条件和方式 条件：游离率等于去游离率时条件：游离率等于去
2、游离率时(2)熄灭电弧的方式熄灭电弧的方式 复合复合 正、负带电质点正、负带电质点重新结合为中性质点重新结合为中性质点 扩散扩散 电弧中的带电质点电弧中的带电质点(正离子或自由电子正离子或自由电子)向周围介质中运动，从而使弧区带电向周围介质中运动，从而使弧区带电质点的浓度减小。质点的浓度减小。4、开关电器中常用的灭弧方法、开关电器中常用的灭弧方法 速拉灭弧法；速拉灭弧法；冷却灭弧法；冷却灭弧法；吹弧或吸弧灭弧法：气吹、油吹、电动吹弧或吸弧灭弧法：气吹、油吹、电动力吹和磁吹等方式；力吹和磁吹等方式；长弧切短弧灭弧法；长弧切短弧灭弧法；粗弧分细灭弧法；粗弧分细灭弧法；狭沟灭弧法；狭沟灭弧法；真空灭
3、弧法真空灭弧法；六氟化硫灭弧法。六氟化硫灭弧法。5、电气触头基本要求、电气触头基本要求 满足满足正常负荷的发热要求正常负荷的发热要求 具有足够的具有足够的机械强度机械强度 具有足够的具有足够的动稳定度动稳定度和和热稳定度热稳定度。具有足够的具有足够的断流能力断流能力。3.2 工厂变配电所常用的高、低压设备工厂变配电所常用的高、低压设备 3.2.1工厂变配电所常用的高压电器工厂变配电所常用的高压电器 系统中担负输送、变换和分配电能任系统中担负输送、变换和分配电能任务的电路称为务的电路称为主电路主电路，也叫，也叫一次电路一次电路；一次电路中的所有电气设备，称为一一次电路中的所有电气设备，称为一次设
4、备或次设备或一次元件一次元件 用来控制、指示、监测和保护主电路用来控制、指示、监测和保护主电路（一次电路）及其主电路中设备运行（一次电路）及其主电路中设备运行的电路称为的电路称为二次电路二次电路（二次回路二次回路）二次电路中的所有电气设备，称为二二次电路中的所有电气设备，称为二次设备或次设备或二次元件二次元件。1、高压隔离开关、高压隔离开关 具有具有明显的分断间隙明显的分断间隙，它它没有专门的灭弧装置没有专门的灭弧装置 2、高压负荷开关、高压负荷开关 能通断而产的能通断而产的负荷电流和过负荷电流负荷电流和过负荷电流 只有简单的灭弧装置，因此它只有简单的灭弧装置，因此它不能切不能切断或接通短路电
5、流断或接通短路电流。3、高压断路器、高压断路器 高压断路器具有可靠的灭弧装置。高压断路器具有可靠的灭弧装置。它不仅能通断正常的负荷电流，而且它不仅能通断正常的负荷电流，而且能接通和承担一定时间的短路电流。能接通和承担一定时间的短路电流。能在保护装置作用下自动跳闻，切除能在保护装置作用下自动跳闻，切除短路故障。短路故障。高压断路器分为户内和户外两种，也高压断路器分为户内和户外两种，也可以按断路器采用的灭弧介质分为：可以按断路器采用的灭弧介质分为：压缩空气断路器；压缩空气断路器；油断路器油断路器 真空断路器真空断路器 SF6断路器等多种形式。断路器等多种形式。4、高压熔断器、高压熔断器 3.2.2
6、 电流互感器和电压互感器电流互感器和电压互感器 1）变换功能变换功能把高电压和大电流变把高电压和大电流变换为低电压和小电流，便于连接测量换为低电压和小电流，便于连接测量仪表和继电器。仪表和继电器。（2）隔离隔离作用作用 使仪表、继电器等二使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘。次设备与主电路绝缘。（3）扩大扩大仪表、继电电器等二次设备仪表、继电电器等二次设备的的电流范围电流范围，使仪表、继电器等二次，使仪表、继电器等二次设备的规格统一，利于批量生产。设备的规格统一，利于批量生产。1、电流互感器、电流互感器 电流互感器的接线方案电流互感器的接线方案 一相式接线一相式接线 两相电流和接线（两相两相电
7、流和接线（两相V形接线）形接线）两相电流差接线两相电流差接线 三相星形接线三相星形接线 2、电压互感器、电压互感器 一个单相电压互感器的接线。一个单相电压互感器的接线。两个单相电压互感器接成两个单相电压互感器接成VV形。形。三个单相电压互感器或一个三相双三个单相电压互感器或一个三相双绕组电压互感器接成绕组电压互感器接成Y0/Y0形形 三个单相三绕组电压互感器或一个三个单相三绕组电压互感器或一个三相五芯柱式三绕组电压互感器接成三相五芯柱式三绕组电压互感器接成Y0/Y0/形形以上为复习内容以上为复习内容 3.2.3工厂变配电所常用的低压开关电器工厂变配电所常用的低压开关电器 1、低压刀开关和负荷开
8、关、低压刀开关和负荷开关(1)低压刀开关低压刀开关 是最普通的一种低压开关电器。为了能是最普通的一种低压开关电器。为了能在短路或过电流时自动切断电路，刀开在短路或过电流时自动切断电路，刀开关必须与烙断器串联配合使用。关必须与烙断器串联配合使用。刀开关的种类很多，刀开关的种类很多，按其灭弧结构分，有不带灭弧罩和按其灭弧结构分，有不带灭弧罩和带灭弧罩的两种；带灭弧罩的两种；按极数分，有单极、双极和三极三按极数分，有单极、双极和三极三种：种：按操作方式分，有直接手柄操作和按操作方式分，有直接手柄操作和连杆操作两种：连杆操作两种：按用途分，有单投和双投两种。其按用途分，有单投和双投两种。其额定电流等级
9、最大为额定电流等级最大为1500A。1-上接线端子上接线端子2-灭弧栅（灭灭弧栅（灭弧罩）；弧罩）；3-闸刀；闸刀；4-底座；底座；5-下接线端子下接线端子6-主轴；主轴；7-静触头；静触头；8-连杆；连杆；9-操作手柄操作手柄 图图3-21 HD13型低压刀开关外形结构图型低压刀开关外形结构图 将刀开关的闸刀换以将刀开关的闸刀换以RT0型熔断器式刀开型熔断器式刀开关（型），亦称关（型），亦称刀熔开关刀熔开关。低压刀熔开关是一种由低压刀开关和低压低压刀熔开关是一种由低压刀开关和低压熔断器组合的开关电器。它具有刀开关和熔断器组合的开关电器。它具有刀开关和熔断器的双重功能。熔断器的双重功能。最常见
10、的刀熔开关是最常见的刀熔开关是HR13型刀开关，它将型刀开关，它将HD型刀开关的闸刀换以型刀开关的闸刀换以RT0型熔断器的具型熔断器的具有刀形触头的熔管。有刀形触头的熔管。采用这种组合型的开关电器，简化了配电采用这种组合型的开关电器，简化了配电装置结构，经济实用，广泛用于低压配电装置结构，经济实用，广泛用于低压配电屏上。屏上。1-RT0型熔断器型熔断器的熔管的熔管2-刀开关弹性触刀开关弹性触座座3-连杆；连杆；4-操作手柄操作手柄5-配电装置面板配电装置面板图图3-22 HR型刀熔开关结构示意图型刀熔开关结构示意图(2)低压负荷开关低压负荷开关 将刀开关与熔断器串联，装在金属盒将刀开关与熔断器
11、串联，装在金属盒内，就构成低压负荷开关（内，就构成低压负荷开关（HH型），型），亦称铁盒开关。亦称铁盒开关。2、低压断路器、低压断路器 低压断路器即低压自动开关，又称低压电动低压断路器即低压自动开关，又称低压电动空气开关或自动空气断路器。空气开关或自动空气断路器。它具有灭弧能力相当强的灭弧罩。带有多种它具有灭弧能力相当强的灭弧罩。带有多种脱扣器，能够起到过电流、过载、失压、欠脱扣器，能够起到过电流、过载、失压、欠压保护等作用。既能带负荷接通和切断电路，压保护等作用。既能带负荷接通和切断电路，又能在短路、过负荷和低电压（失压）时自又能在短路、过负荷和低电压（失压）时自动跳闸，保护电力线路和电气设
12、备免受破坏。动跳闸，保护电力线路和电气设备免受破坏。配电用低压断路器按结构型式分，有塑型外配电用低压断路器按结构型式分，有塑型外壳式和万能式两大类。壳式和万能式两大类。(1)塑型外壳式低压断路器塑型外壳式低压断路器 塑型外壳式低压断路器，简称塑壳式低压塑型外壳式低压断路器，简称塑壳式低压断路器，原称装置式自动空气断路器，国断路器，原称装置式自动空气断路器，国产型号产型号“DZ”。DZ系列低压断路器为封闭系列低压断路器为封闭式结构，目前使用较多的式结构，目前使用较多的DZ系列低压断路系列低压断路器有器有DZ10、DZ15，推广应用的有，推广应用的有DZ20、DZX10及及C45N、DZ40等。等
13、。新型低压断路器的品种规格齐全，保护性新型低压断路器的品种规格齐全，保护性能完善，技术先进，体积小，安装、使用能完善，技术先进，体积小，安装、使用方便，广泛应用于低压配电系统中。方便，广泛应用于低压配电系统中。1-牵引杆；牵引杆；2-锁扣；锁扣；3-跳钩；跳钩；4-连杆；连杆；5-操作手柄；操作手柄；6-灭弧室；灭弧室；7-引入线和接线端子引入线和接线端子8-静触头；静触头；9-动触头动触头10-可绕连接条；可绕连接条；11-电磁脱扣器；电磁脱扣器；12-热脱扣器；热脱扣器；13-引出线和接线端子引出线和接线端子14-塑料底座；塑料底座；15-塑壳盖塑壳盖图图3-23 DZ10-250型塑壳式
14、低压断路器型塑壳式低压断路器 DZ10型断路器的操作手柄有三个位置型断路器的操作手柄有三个位置 合闸位置，合闸位置，自由脱扣位置，自由脱扣位置，分闸和再扣位置，分闸和再扣位置，DZ10型断路器内型断路器内装设的电磁脱扣器，作短路保护用；装设的电磁脱扣器，作短路保护用；装设热脱扣器（双金属片式），作过装设热脱扣器（双金属片式），作过负荷保护用。负荷保护用。DZ10型断路器，采用钢片灭弧栅，型断路器，采用钢片灭弧栅，(2)万能式低压断路器万能式低压断路器 万能式低压断路器又称为框架式断路万能式低压断路器又称为框架式断路器。由于其保护方案和操动方式较多，器。由于其保护方案和操动方式较多，装设地点也很
15、灵活，因此有装设地点也很灵活，因此有“万能式万能式”之称，其型号为之称，其型号为“DW”。DW系列系列（框架式）低压断路器。（框架式）低压断路器。图图3-24为为DW系列低压断路器外形图。系列低压断路器外形图。DW系列（框架式）低压断路器为敞开系列（框架式）低压断路器为敞开式结构，其保护方案和操作方式都较式结构，其保护方案和操作方式都较多，因此又称为万能式自动开关。其多，因此又称为万能式自动开关。其灭弧能力较强，断流容量较大，但断灭弧能力较强，断流容量较大，但断路时间较长，在一个周期（路时间较长，在一个周期（0.02s）以）以上。目前使用较多的上。目前使用较多的DW系列低压断路系列低压断路器有
16、器有DW10、DW15，推广应用的低压，推广应用的低压断路器有断路器有DW15X、DW16、DW17（ME开关）、开关）、DW914（AH）等。）等。1-操作手柄；操作手柄；2-自由脱扣机构自由脱扣机构3-失压脱扣器；失压脱扣器；4-脱扣器电流调脱扣器电流调节螺母；节螺母；5-过电流脱扣器过电流脱扣器6-辅助触头；辅助触头；7-灭弧罩灭弧罩图图3-24 DW型万能式低压断路器外形型万能式低压断路器外形 DW10型低压断路器型低压断路器 DW10型断路器的合闸操动方式较多，型断路器的合闸操动方式较多，除直接手柄操动外，还有杠杆操动、除直接手柄操动外，还有杠杆操动、电磁铁操动和电动机操动等方式。其
17、电磁铁操动和电动机操动等方式。其过流脱扣器一般都是瞬时动作的，也过流脱扣器一般都是瞬时动作的，也就是其保护性能为非选择型。就是其保护性能为非选择型。交直流电磁铁合闸操作回路，交直流电磁铁合闸操作回路，如图如图3-25所示，图中断路器的连锁触点所示，图中断路器的连锁触点QF1-2，是用来保证电磁合闸线圈在断路后，是用来保证电磁合闸线圈在断路后不致再次通电。不致再次通电。QF-DW10型低压型低压断路器；断路器；FU-熔断器；熔断器；SB-按钮；按钮；KT-时间继电器时间继电器KO-合闸继电器合闸继电器YO-电磁合闸线圈电磁合闸线圈图图3-25 DW10型低压断路器交直流电磁合闸操作回路型低压断路
18、器交直流电磁合闸操作回路 DW15型低压断路器：按操动方式分，型低压断路器：按操动方式分，有直接手动、电磁铁操动和电动机操有直接手动、电磁铁操动和电动机操动等三种方式。按保护性能分，动等三种方式。按保护性能分，DW15型断路器有选择和非选择型两类。型断路器有选择和非选择型两类。DW15型断路器可装设的脱扣器类型有：型断路器可装设的脱扣器类型有：过电流脱扣器、欠电压脱扣器和分励过电流脱扣器、欠电压脱扣器和分励脱扣器。图脱扣器。图3-26为为DW15-200、400、600型的结构示意图。型的结构示意图。1-分励脱扣器；分励脱扣器；2-手动分闸按钮；手动分闸按钮；3-“分分”“”“合合”指示；指示
19、；4-操作机构操作机构（手柄）（手柄）5-阻熔延时装置；阻熔延时装置；6-热脱扣器或电子脱扣器热脱扣器或电子脱扣器7-速饱和互感速饱和互感器或电压电流变换器；器或电压电流变换器；8-快速电磁铁；快速电磁铁；9-失压脱扣器；失压脱扣器；10-静触头；静触头；11-动触头；动触头；12-主轴；主轴；13-合闸电磁铁；合闸电磁铁；14-灭弧罩灭弧罩图图3-26 DW15-200、400、630型断路器的结构示意图型断路器的结构示意图 3、低压熔断器、低压熔断器 低压熔断器主要实现低压配电系统的低压熔断器主要实现低压配电系统的短路保护和过负荷保护。它的主要缺短路保护和过负荷保护。它的主要缺点是熔体熔断
20、后必须更换，会引起短点是熔体熔断后必须更换，会引起短时停电，保护特性和可靠性较差，在时停电，保护特性和可靠性较差，在一般情况下，必须与其他电器配合使一般情况下，必须与其他电器配合使用。用。低压熔断器的类型很多，按结构形式低压熔断器的类型很多，按结构形式分为分为RM系列无填料密闭管式熔断器，系列无填料密闭管式熔断器，RT系列有填料密闭管式熔断器，系列有填料密闭管式熔断器，RC系系列瓷插式熔断器，列瓷插式熔断器，RL系列螺旋式熔断系列螺旋式熔断器，器，NT系列高分断能力熔断器等。系列高分断能力熔断器等。(1)RC1型瓷插式熔断器的结构型瓷插式熔断器的结构简单，价格便宜，更换熔体方简单，价格便宜，更
21、换熔体方便，广泛用于便，广泛用于500V以下的电路以下的电路中，用于保护线路、照明设备中，用于保护线路、照明设备和小容量电动机。和小容量电动机。(2)RL1型螺旋式熔断器的体积小，型螺旋式熔断器的体积小，重量轻，安装面积小，价格低，更重量轻，安装面积小，价格低，更换熔体方便，运行安全可靠，而且换熔体方便，运行安全可靠，而且因熔管内充有石英砂，灭弧能力较因熔管内充有石英砂，灭弧能力较强。广泛用于强。广泛用于500V以下的电路中，以下的电路中，用于保护线路、照明设备和小容量用于保护线路、照明设备和小容量电动机。电动机。(3)RM型熔断器的熔体用锌片冲制型熔断器的熔体用锌片冲制成变截面形状，它的断流
22、能力大，成变截面形状，它的断流能力大，具有快速灭弧和限流作用，保护性具有快速灭弧和限流作用，保护性能好，运行安全可靠。广泛用于发能好，运行安全可靠。广泛用于发电厂和变电所中，作为电动机的保电厂和变电所中，作为电动机的保护和断路器合闸控制回路的保护。护和断路器合闸控制回路的保护。(4)RTO型熔断器熔体由多条冲有网孔型熔断器熔体由多条冲有网孔和变截面的紫钢片并联组成，中部焊和变截面的紫钢片并联组成，中部焊有有“锡桥锡桥”，指示器熔体为康铜丝，指示器熔体为康铜丝，与工作烙体并联。熔管上盖板装有明与工作烙体并联。熔管上盖板装有明显的红色熔断指示器。它具有很高的显的红色熔断指示器。它具有很高的分断能力
23、和良好的安秒特性，在低压分断能力和良好的安秒特性，在低压电网保护中与其他保护电器配合，能电网保护中与其他保护电器配合，能组成具有一定选择性的组成具有一定选择性的 图图3-27 RTO型低压熔断器型低压熔断器(a)熔体熔体:1-栅状铜熔体；栅状铜熔体；2-触刀触刀 (b)熔管熔管:2-触刀；触刀；3-瓷熔管；瓷熔管；4-熔断指示器熔断指示器图图3-27 RTO型低压熔断器型低压熔断器(c)熔断器熔断器:2-触刀；触刀；3-瓷熔管；瓷熔管；4-熔断指示器；熔断指示器；5-端面盖板；端面盖板；6-弹性触座；弹性触座；7-地座；地座；8-接线端子接线端子 图图3-27 RTO型低压熔断器型低压熔断器
24、图图3-27 RTO型低压熔断器型低压熔断器(d)绝缘操作手柄：绝缘操作手柄：9-扣眼；扣眼；10-绝缘拉手手柄绝缘拉手手柄 3.2.4 避雷器避雷器 避雷器在供电系统中作为过电压保护避雷器在供电系统中作为过电压保护用，防止雷电产生的过电压沿线路侵用，防止雷电产生的过电压沿线路侵入交配电所，以免危及被保护设备的入交配电所，以免危及被保护设备的绝缘。绝缘。避雷器与被保护设备并联且位于电源避雷器与被保护设备并联且位于电源侧，其放电电压低于被保护设备的绝侧，其放电电压低于被保护设备的绝缘耐压值。缘耐压值。避雷器的工作原理是当线路上出现危避雷器的工作原理是当线路上出现危及设备绝缘的雷电过电压时，避雷器
25、及设备绝缘的雷电过电压时，避雷器动作，由高阻状态变为低阻状态，使动作，由高阻状态变为低阻状态，使过电压对大地放电，从而保护设备的过电压对大地放电，从而保护设备的绝缘免受破坏。绝缘免受破坏。避雷器的形式有：阀式避雷器、排气避雷器的形式有：阀式避雷器、排气式避雷器、金属氧化物避雷器式避雷器、金属氧化物避雷器(压敏避压敏避雷器雷器)。避雷器的结构及功能在第。避雷器的结构及功能在第9章章有详细介绍。有详细介绍。3.3 电力变压器电力变压器 3.3.1 工厂变电所常用电力变压器的类型工厂变电所常用电力变压器的类型 电力变压器是供配电系统中实现电能输送、电电力变压器是供配电系统中实现电能输送、电压变换，满
26、足不同电压等级负荷要求的核心器压变换，满足不同电压等级负荷要求的核心器件，使用最多的是三相油浸式电力变压器和环件，使用最多的是三相油浸式电力变压器和环氧树脂浇注式干式变压器。工厂变电所内的电氧树脂浇注式干式变压器。工厂变电所内的电力变压器属于直接向用电设备供电的配电变压力变压器属于直接向用电设备供电的配电变压器，容量等级现均采用器，容量等级现均采用R10系列，电力变压器系列，电力变压器的绕组导体材质有铜绕组和铝绕组，低损耗的的绕组导体材质有铜绕组和铝绕组，低损耗的铜绕组变压器现在得到了广泛使用。铜绕组变压器现在得到了广泛使用。电力变压器按调压方式可分为无载调电力变压器按调压方式可分为无载调压和
27、有载调压两大类，工厂变电所中压和有载调压两大类，工厂变电所中大多采用无载调压方式的变压器。大多采用无载调压方式的变压器。变压器按绕组绝缘方式及冷却方式可变压器按绕组绝缘方式及冷却方式可分为油浸式、干式和充气式等。分为油浸式、干式和充气式等。变压器按用途可分为普通式、全封闭变压器按用途可分为普通式、全封闭式、防雷式。图式、防雷式。图3-28为一般三相油浸为一般三相油浸式电力变压器的结构图。式电力变压器的结构图。图图3-28 三相油浸式电力变压器的外观和结构三相油浸式电力变压器的外观和结构-(a)外观图外观图 图图3-28 三相油浸式电力变压器的外观和结构三相油浸式电力变压器的外观和结构-(b)结
28、构图结构图1-信号温度计；信号温度计；2-铭牌；铭牌；3-吸湿器；吸湿器；4-油枕；油枕；5-安全气道；安全气道；7-气体继电器；气体继电器；8-高压套管；高压套管；9-低压套管；低压套管；10分接开关；分接开关；11-油箱；油箱；12-铁心；铁心；13-绕组；绕组；14-放油阀；放油阀；15小小车；车；16-接地端子接地端子 一般工厂变电所采用的中、小型变压一般工厂变电所采用的中、小型变压器多为油浸自冷式，干式变压器常用器多为油浸自冷式，干式变压器常用在宾馆、楼宇、大厦等场所，一般安在宾馆、楼宇、大厦等场所，一般安装在地下变配电所内和箱式变电所内。装在地下变配电所内和箱式变电所内。随着高层楼
29、宇的兴建，干式变压器应随着高层楼宇的兴建，干式变压器应用越来越广泛。用越来越广泛。3.3.2 工厂变电所中变压器的选择工厂变电所中变压器的选择 选择变压器时，必须对负载的大小、性质选择变压器时，必须对负载的大小、性质作深入的了解，然后按照设备功率的确定作深入的了解，然后按照设备功率的确定方法选择适当的容量。为了降低电能损耗，方法选择适当的容量。为了降低电能损耗，变压器应该首选低损耗节能型。当厂区配变压器应该首选低损耗节能型。当厂区配电母线电压偏差不能满足要求时，总降压电母线电压偏差不能满足要求时，总降压变电所可选用有载调压变压器。车间变电变电所可选用有载调压变压器。车间变电所一般采用普通变压器
30、。变压器容量的确所一般采用普通变压器。变压器容量的确定除考虑正常负荷外，还应考虑到变压器定除考虑正常负荷外，还应考虑到变压器的过负荷能力和经济运行条件。的过负荷能力和经济运行条件。1、电力变压器的额定容量、电力变压器的额定容量 电力电力变压器的额定容量，是指它在电力电力变压器的额定容量，是指它在规定的环境温度条件下，户外安装时，规定的环境温度条件下，户外安装时，在规定的使用年限（在规定的使用年限（20年）内所能连续年）内所能连续输出的最大视在功率（输出的最大视在功率（KVA）。）。变压器的使用年限，主要取决于变压器变压器的使用年限，主要取决于变压器绕组绝缘的老化速度，而绝缘的老化速绕组绝缘的老
31、化速度，而绝缘的老化速度又取决于绕组最热点的温度。度又取决于绕组最热点的温度。变压器的绕组导体和铁心，一般可以变压器的绕组导体和铁心，一般可以长期经受较高的温升而不致损坏。但长期经受较高的温升而不致损坏。但绕组长期受热时，其绝缘的弹性和机绕组长期受热时，其绝缘的弹性和机械强度要逐渐减弱，这就是绝缘的老械强度要逐渐减弱，这就是绝缘的老化现象。化现象。绝缘老化严重时，就会变脆、裂纹和绝缘老化严重时，就会变脆、裂纹和脱落。试验表明，在规定的环境温度脱落。试验表明，在规定的环境温度条件下，如果变压器绕组最热点的温条件下，如果变压器绕组最热点的温度一直维持度一直维持95，则变压器可持续安，则变压器可持续
32、安全运行全运行20年。但如果变压器绕组温度年。但如果变压器绕组温度升高到升高到120时，则变压器只能运行时，则变压器只能运行2年，如图年，如图3-29所示。所示。图图3-29 变压器老化图示变压器老化图示 2、电力变压器的正常过负荷能力、电力变压器的正常过负荷能力 变压器在正常运行时，负荷不应超过变压器在正常运行时，负荷不应超过其额定容量。但是，变压器并非总在其额定容量。但是，变压器并非总在最大负荷下运行，在许多时间内变压最大负荷下运行，在许多时间内变压器的实际负荷远小于额定容量。器的实际负荷远小于额定容量。因此，变压器在不降低规定使用寿命因此，变压器在不降低规定使用寿命的条件下具有一定的短期
33、过负荷能力。的条件下具有一定的短期过负荷能力。变压器的过负荷能力，分正常过负荷变压器的过负荷能力，分正常过负荷能力和事故过负荷能力两种。能力和事故过负荷能力两种。变压器在正常运行时带额定负荷可连变压器在正常运行时带额定负荷可连续运行续运行20年。由于昼夜负荷变化和季年。由于昼夜负荷变化和季节性负荷差异而允许的变压器过负荷，节性负荷差异而允许的变压器过负荷，称为正常过负荷。这种过负荷系数的称为正常过负荷。这种过负荷系数的总数，对室外变压器不超过总数，对室外变压器不超过30，对，对室内变压器不超过室内变压器不超过20。变压器的正常过负荷时间是指在不影变压器的正常过负荷时间是指在不影响其寿命、不损坏
34、变压器的各部分绝响其寿命、不损坏变压器的各部分绝缘的情况下允许过负荷的持续时间。缘的情况下允许过负荷的持续时间。允许变压器正常过负荷倍数及允许过允许变压器正常过负荷倍数及允许过负荷的持续时间参见附表负荷的持续时间参见附表3-1。电力油浸式变压器允许的正常过负荷电力油浸式变压器允许的正常过负荷包括以下两部分：包括以下两部分：(1)由于昼夜负荷不均匀而允许的变压由于昼夜负荷不均匀而允许的变压器过负荷器过负荷 可根据典型日负荷曲线的填充系数可根据典型日负荷曲线的填充系数（即日负荷率）（即日负荷率）和最大负荷持续时间和最大负荷持续时间t，如图，如图3-30所示，即可得变压器的允所示，即可得变压器的允许
35、过负荷系数许过负荷系数KoL（1）。）。(2)由于夏季欠负荷而在冬季允许的变由于夏季欠负荷而在冬季允许的变压器过负荷压器过负荷 如果夏季的平均日负荷曲线中的最大如果夏季的平均日负荷曲线中的最大负荷凡低于变压器容量负荷凡低于变压器容量N.T时，则每时，则每低低1，变压器在冬季可过负荷，变压器在冬季可过负荷1（1规则）。但此项过负荷不得超过规则）。但此项过负荷不得超过15，即此项过负荷系数为，即此项过负荷系数为 KoL（2）=1+(N.T-SM)/N.T 1.15 （3-2）以上两项过负荷可同时考虑，即变压以上两项过负荷可同时考虑，即变压器在冬季最大正常过负荷系数为器在冬季最大正常过负荷系数为 K
36、oL=KoL（1）+KoL（2）-1 （3-3）图图3-30变压器过负荷关系曲线变压器过负荷关系曲线 3、电力变压器的事故过负荷能力、电力变压器的事故过负荷能力 当电力变压器在事故状态下（例如两台并列运行当电力变压器在事故状态下（例如两台并列运行的变压器在一台被切除时），为了保证重要负荷的变压器在一台被切除时），为了保证重要负荷的继续供电，可允许短时间较大幅度的过负荷运的继续供电，可允许短时间较大幅度的过负荷运行。这种过负荷即事故过负荷。行。这种过负荷即事故过负荷。变压器事故过负荷倍数及允许时问，可参照附表变压器事故过负荷倍数及允许时问，可参照附表3-2执行。若过负荷的倍数和时间超过允许值时，
37、执行。若过负荷的倍数和时间超过允许值时，则应按规定减少变压器的负荷。则应按规定减少变压器的负荷。变压器的事故过负荷能力是以牺牲变压器的寿命变压器的事故过负荷能力是以牺牲变压器的寿命为代价的。为代价的。4、主变压器台数的选择原则、主变压器台数的选择原则(1)满足用电负荷对供电可靠性的要求满足用电负荷对供电可靠性的要求 对供有大量一、二级负荷的变电所应采用对供有大量一、二级负荷的变电所应采用两台变压器，对只有二级负荷的变电所，两台变压器，对只有二级负荷的变电所，也可只采用一台变压器，并在低压侧架设也可只采用一台变压器，并在低压侧架设与其他变电所的联络线。与其他变电所的联络线。(2)对季节性负荷或昼
38、夜负荷变动较大的变对季节性负荷或昼夜负荷变动较大的变电所，可考虑采用两台主变压器。电所，可考虑采用两台主变压器。(3)一般的三级负荷只采用一台主变压器。一般的三级负荷只采用一台主变压器。(4)考虑负荷的发展，应留有安装第二台主考虑负荷的发展，应留有安装第二台主变压器的空间。变压器的空间。5、主变压器容量的选择（略，自学）、主变压器容量的选择（略，自学）3.3.3变压器的运行维护和故障检修变压器的运行维护和故障检修（略，自学）（略，自学）3.4 工厂变配电所的电气主接线工厂变配电所的电气主接线 3.4.1 对电气主接线的基本要求对电气主接线的基本要求 工厂变配电所的电气主接线，是指按工厂变配电所
39、的电气主接线，是指按照一定的工作顺序和规程要求连接变照一定的工作顺序和规程要求连接变配电一次设备的一种电路形式。主电配电一次设备的一种电路形式。主电路图又称为一次电路图、主接线图、路图又称为一次电路图、主接线图、一次接线图。一次接线图。由于电力系统为三相对称系统，所以由于电力系统为三相对称系统，所以电气主接线图通常以单线图来表示，电气主接线图通常以单线图来表示，使其简单清晰。它直观地表示了变电使其简单清晰。它直观地表示了变电所的结构特点、运行性能、使用电气所的结构特点、运行性能、使用电气设备的多少及其前后安排等，对变配设备的多少及其前后安排等，对变配电所安全运行、电气设备选择、配电电所安全运行
40、、电气设备选择、配电装置布置和电能质量等都起着决定性装置布置和电能质量等都起着决定性作用。作用。工厂变配电所主接线方案的确定必须工厂变配电所主接线方案的确定必须综合考虑综合考虑安全性、可靠性、灵活性、安全性、可靠性、灵活性、经济性经济性等多方面的要求。等多方面的要求。（1）安全性：）安全性：符合国家标准和有关技符合国家标准和有关技术规范的要求，能充分保证人身和设术规范的要求，能充分保证人身和设备的安全。备的安全。（2）可靠性：）可靠性：应根据负荷的等级，满应根据负荷的等级，满足负荷在各种运行方式下对负荷供电足负荷在各种运行方式下对负荷供电可靠性的要求。可靠性的要求。（3）灵活性和方便性：灵活性
41、和方便性：能适应系统所能适应系统所需要的各种运行方式，操作维护简便，需要的各种运行方式，操作维护简便，在系统故障或设备检修时，保证非故障在系统故障或设备检修时，保证非故障和非检修回路继续供电。能适应负荷的和非检修回路继续供电。能适应负荷的发展，要考虑最终接线的实现以及在场发展，要考虑最终接线的实现以及在场地和施工等方面的可行性。地和施工等方面的可行性。（4）经济性：在满足以上要求的前提）经济性：在满足以上要求的前提下，尽量使主结线简单，投资少，运下，尽量使主结线简单，投资少，运行费用低。行费用低。主接线图常用的图形符号如附表主接线图常用的图形符号如附表3-4所所示。（插入示。（插入P6附表附表
42、3-4）3.4.2 主接线的基本接线方式主接线的基本接线方式 1单母线主接线单母线主接线 母线也称汇流排，即汇集和分配电能母线也称汇流排，即汇集和分配电能的硬导线。母线的色标：的硬导线。母线的色标：A相相黄色；黄色；B相相绿色绿色;C相相红色，红色，母线的排列规律：从上到下母线的排列规律：从上到下ABC;对着对着来电方向，从左到右来电方向，从左到右ABC。设置母线可以方便地把电源进线和多设置母线可以方便地把电源进线和多路引出线通过开关电器连接在一起，路引出线通过开关电器连接在一起，以保证供电的可靠性和灵活性。以保证供电的可靠性和灵活性。单母线主接线方式如图单母线主接线方式如图3-31所所示，每
43、路进线和出线中都配置示，每路进线和出线中都配置有一组开关电器。有一组开关电器。图图3-31单母线主接线图单母线主接线图 断路器用于切断和关合正常的负断路器用于切断和关合正常的负荷电流，并能切断短路电流。荷电流，并能切断短路电流。隔离开关有两种作用：靠近母线隔离开关有两种作用：靠近母线侧的称母线隔离开关，用于隔离母线侧的称母线隔离开关，用于隔离母线电源和检修断路器；靠近线路侧的称电源和检修断路器；靠近线路侧的称线路侧隔离开关，用于防止在检修断线路侧隔离开关，用于防止在检修断路器时从用户端反送电。防止雷击过路器时从用户端反送电。防止雷击过电压沿线路侵入，保护维修人员安全。电压沿线路侵入，保护维修人
44、员安全。单母线接线简单，使用设备少，配电单母线接线简单，使用设备少，配电装置投资少，但可靠性、灵活性较差。装置投资少，但可靠性、灵活性较差。当母线或母线隔离开关故障或检修时，当母线或母线隔离开关故障或检修时，必须断开所有回路，造成全部用户停必须断开所有回路，造成全部用户停电。电。这种接线适用于单电源进线的一般中、这种接线适用于单电源进线的一般中、小型客量的用户，电压力小型客量的用户，电压力610kV级。级。2、单母线分段接线、单母线分段接线 单母线分段的接线方式如图单母线分段的接线方式如图3-32所示。所示。3-32单母线分段主接线单母线分段主接线 这种接线方式引入线有两条回路，母这种接线方式
45、引入线有两条回路，母线分成二段，即线分成二段，即I段和段和11段。每一回路段。每一回路连到一段母线段，并把引出线均分到连到一段母线段，并把引出线均分到每段母线上。两段母线用母线分段接每段母线上。两段母线用母线分段接线单母线分段便于分段检修母线，减线单母线分段便于分段检修母线，减小母线故障影响范围，提高了供电的小母线故障影响范围，提高了供电的可靠性和灵活性。母线可分段运行，可靠性和灵活性。母线可分段运行，也可不分段运行。这种接线适用于双也可不分段运行。这种接线适用于双电源进线的比较重要的负荷，电压为电源进线的比较重要的负荷，电压为610kV级。级。3、单母线带旁路接线、单母线带旁路接线 单母线带
46、旁路接线方式如图单母线带旁路接线方式如图3-33所示，增加了一条母线和一组联所示，增加了一条母线和一组联络用开关电器，增加了多个线路络用开关电器，增加了多个线路侧隔离开关。侧隔离开关。图图3-33单母线带旁路母线主接线单母线带旁路母线主接线 这种接线适用于配电线路较多、负载这种接线适用于配电线路较多、负载性质较重要的主变电所或高压配电所。性质较重要的主变电所或高压配电所。该运行方式灵活，检修设备时可以利该运行方式灵活，检修设备时可以利用旁路母线供电，减少停电。用旁路母线供电，减少停电。4、双母线接线、双母线接线 双母线接线方式如图双母线接线方式如图3-34所示，其中所示，其中两段母线互为备用。
47、该接线适用于负两段母线互为备用。该接线适用于负载较重要的用户，运行可靠性和灵活载较重要的用户，运行可靠性和灵活性都较好。它适用于电压为性都较好。它适用于电压为610kV级。级。图图3-34 双母线主接线双母线主接线 5、桥式主接线、桥式主接线 桥式主接线有内桥主接线和外桥主接桥式主接线有内桥主接线和外桥主接线两种，如图线两种，如图3-35(a)、(b)所示。所示。(a)内桥式主接线内桥式主接线 (b)外桥式主接线外桥式主接线 图图3-35 桥式主接线桥式主接线(a)内桥式主接线内桥式主接线 (b)外桥式主接线外桥式主接线 图图3-35 桥式主接线桥式主接线(a)内桥式主接线内桥式主接线 (b)
48、外桥式主接线外桥式主接线 图图3-35 桥式主接线桥式主接线 内桥式接线适用于内桥式接线适用于35kV及及35kV以上以上的电源的电源线路较长和变压器不需要经线路较长和变压器不需要经常操作常操作的系统中。可供一、二级负的系统中。可供一、二级负荷使用。荷使用。外桥式接线适用于外桥式接线适用于35kV及及35kV以上以上的的电源线路较短而变压器需要经常电源线路较短而变压器需要经常操作操作的系统中。可供一、二级负荷的系统中。可供一、二级负荷使用。使用。3.4.3 车间变电所的电气主接线车间变电所的电气主接线 车间变电所是将车间变电所是将610kV的电压降为的电压降为380220V的电压，直接供给用电
49、设的电压，直接供给用电设备的终端变电所。从车间变电所的电备的终端变电所。从车间变电所的电源进线情况来看，有下列两种情况：源进线情况来看，有下列两种情况：（1）工厂有总降压变电所或高压配电工厂有总降压变电所或高压配电所时，所时，车间变电所的电源进线上的开车间变电所的电源进线上的开关电器、保护装置和测量仪表等，一关电器、保护装置和测量仪表等，一般都安装在高压配电线路的首端，而般都安装在高压配电线路的首端，而车间变电所通常只设变压器室和低压车间变电所通常只设变压器室和低压配电室，高压侧大多不装开关或只装配电室，高压侧大多不装开关或只装简单的隔离开关、熔断器（室外为跌简单的隔离开关、熔断器（室外为跌落
50、式熔断器）、避雷器等，如图落式熔断器）、避雷器等，如图3-36所示。所示。图图3-36 车间变电所高压侧主接线车间变电所高压侧主接线 从图从图3-36可以看出，凡是架空进线，可以看出，凡是架空进线，都需安装避雷器以防止雷电过电压侵都需安装避雷器以防止雷电过电压侵入变电所破坏电气设备。如果变压器入变电所破坏电气设备。如果变压器侧为架空线加一段引人电缆进线时，侧为架空线加一段引人电缆进线时，变压器高压侧仍需安装避雷器。变压器高压侧仍需安装避雷器。（2）工厂无总降压变电所或总配电所时，工厂无总降压变电所或总配电所时，车间变电所高压侧的开关电器、保护装置车间变电所高压侧的开关电器、保护装置和测量仪表等
