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发电厂
国家电网考试发电厂部分背诵提纲，主要内容有电气主接线的形式、特点及倒闸操作、变压器的选择、导线的选择、电力电缆绝缘子套管选择、普通电抗器选择。
编辑于2021-10-30 17:29:14- 电网
- 国家电网发电厂
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电气设备的选择及主接线
电气主接线的形式、特点及倒闸操作
特点
用途
汇集，分配，输送
定义
电气主接线
一次设备的连接电路
电气主接线图
单相图
QF,QS处于断开位置
电气主接线基本要求
可靠性
电力生产的首要任务
评判标准（定性分析）
断路器检修
能否不影响供电
断路器或母线故障
ˊ停运回路数的多少和停电时间的长短
发电，变电所全部停运可能性
灵动性
操作方便性，调度方便性，扩建方便性
经济性
节省一次投资，占地面积少，电能损耗小
主接线基本接线形式
有汇流母线
特点
在进出线数较多时对电能进行汇集和分配的中间环节
缺点
配电装置占地面积大、使用断路器等设备增多母线停电导致整个装置停电
优点
接线简单清晰、运行方便、有利于安装和扩建
单母线类接线
单母线接线
特点
优点
接线简单，操作方便，设备少，经济性好；QS不作为操作电器，仅作隔离电压
缺点
可靠性差
母线或母线隔离开关检修或故障
全厂停电
检修出厂断路器
该回路必须停止工作
调度不方便
适用范围
一般只用在出线回路少，并且没有重要负荷的发电厂和变电站中不能满足I，II类用户的要求
大型火力发电厂厂用电
水电厂厂用电
配置
断路器和隔离开关
用户侧没有电源时
线路侧可不装隔离开关
电源是发动机
发电机与其出口断路器之间可以不装隔离开关
每回线路都要有断路器和隔离开关
接地开关或接地器
缺点
当母线，母线QS检修或故障时，全厂停电
检修出线QF，该回路停电
倒闸操作
定义
电气设备运行，备用，检修，三种状态转换操作
一次设备状态
运行状态
断路器合上
热备用状态
断路器断开，断路器两侧隔离开关合上
冷备用状态
所有断路器、隔离开关均断开，无安全措施
检修状态
所有断路器、隔离开关均断开，有安全措施
停电操作：切除WL2（断电）
断开断路器QF，断线路侧隔离开关QS2，断开母线侧隔离开关QS I
测绝缘
拆地线，断接地开关
送电操作：投入WL2（送电）
拆地线，断开接地开关
测绝缘
合QS21（母线侧）合QS22（线路侧）合QF2
五防
防带负荷拉隔离开关
防带地线合隔离开关
防带电装设地级
防止误拉合断路器
防止误入带电间隔
减小母线故障或检修的停电范围
单母线分段接线
适用范围
中小容量发电厂和变电站的6-10KV接线中
2～3段为宜
特点
优点
可靠性比纯粹单母线有所提高
缺点
每个单母段都相当于一个单母线，仍有可靠性低的方面；任一回路断路器检修，该回路仍必须停止工作（单母线分段不分段都存在）
母线，母线QS故障或检修时，停电范围是原来的一半
从W1，W2分别引出两回馈电线路，给重要客户供电，可靠性高（互为备用）
对可靠性要求不高时，用一个分段QSD代替QFD
假设W1故障，断QF1，QF2，QF3，QF4，打开QSD，合QF3，QF4，WL2可正常运行
负荷不停电检修出线断路器
单母线分段带专用旁路母线
为了解决在检修断路器期间该回路必须停电的问题，可采用加装旁路母线的方法
特点
优点：检修出线断路器不停电
正常工作旁路母线不带电
适用范围
6-10KV一般不设旁路母线
36-60KV可不设旁路母线
110-220KV一般设
作用
不停电检修任一出线断路器正常运行，QFP，QS1P断开，W3不带电
思考
检修QF1，如何操作，WL1不停电
为旁路W3充电，合QS1，QS2，QFP
充电成功
合QS1P（等电位）
断QFP，合QS1P，合QFP
退出QF1：断QF1，QS12，QS11
QF1挂地线，检修
双母线类接线（避免母线检修时停电）
双母线接线
特点
优点
调度灵活
供电可靠
检修一组母线时不停电
一组母线故障
短时停电
扩建方便
缺点
设备多，复杂，经济性差
运行中隔离开关作为操作电器
易误操作
母线回路发生故障时
需短时切除较多电源和负荷
当检修出线断路器时
该回路停电
每回线路有两组母线侧隔离开关
双母线接线有两组母线，并且可以互为备用
倒闸操作：先通后断
适用范围
220KV出线数为4回及以上
110KV出线数为6回及以上
35-60KV出线数8回及以上
固定链接方式
QFc闭合W1，W2同时运行，电源和负荷平均分配在两组母线上
减少母线故障短时停电范围
双母线分段接线
缩小母线故障的停电范围
特点
退出故障母线分段再投备用母线短暂停电
负荷不停电检修出线断路器
双母线带旁母路接线
多采用固定连接方式，即双母线同时运行
避免母线故障时停电
一台半断路器接线（3/2接线）可靠性最高
特点
运行可靠性高
隔离开关不作操作开关，只起电气隔离
成本高
适用范围：超高压电网，500KV升降压站
无汇流母线
使用开关电器较少，占地面积小，但只适用于进出线回路少，不再扩建或发展的发电厂或变电站
桥型接线
当只有两台变压器和两条输电线路时，采用桥型接线，使用断路器数目最少
对线路断路器而言
近电源为内挢
变压器的投入和切除较复杂，而线路的授切很方便
适用线路较长，变压器不需要经常切换
火电厂
断路器数目最少
近线路为外桥
变压器的投入和切除较复杂，而变压器的投切很方便
适用线路较短，变压器需要经常切换.有穿越功率
水电厂
角型接线
断路器等于回路数
检修任一台断路器都不致中断供电
一般将电源与馈线回路相互交替布置，四角接线按对角接线，将会提高供电可靠性
角型接线的适用范围
无需扩建（不方便扩建）
110KV及以上配电装置中，不超过六角为宜
中小型水电厂
单元接线
发电机变压器单元接线
无母线
短路电流相对有母线小
发电机出口不装断路器
发电机-变压器单元扩大单元接线
厂用电
定义
电动机及全厂的运行，操作，实验，修配，照明，电焊等用电设备总耗电量
凝汽式火电厂
5%～8%
热电厂
8%～10%
水电厂
0.5%～1%
电压等级
低压厂用电
380/220V
高压厂用电
3KV，6KV，10KV
大型火电厂用电一般采用两级电压，大都为6KV及380/220V
高压厂用电接线
厂用母线按炉分段
高压（3～10KV）厂用电中性点接地方式
接地电容电流＜10A
不接地方式
高电阻接地方式
接地电容电流＞10A
经消弧线圈接地
消弧线圈并联高电阻
一般发电厂多采用中性点经高电阻接地
变压器的选择
主变压器的选择
基本概念
主变
联络变
厂（站）用变
变压器容量和台数的确定
基本原则
5~10年发展规划
输送功率大小
馈线回路数
电压等级
主变容量选择
单元接线主变：10%裕度，厂用电率Kp
具有发电机电压母线主变：最大退出，其他带70%负荷
联络变压器
只选一台，最多不超过两台
额定容量
确保效率，寿命年限
过负荷
正常过负荷
不牺牲寿命
事故过负荷
牺牲寿命
35KV
三相变压器，容量投入运行后（5～10）年规划
一、二级负荷的变电所装设2台主变压器
≥2台主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器保护一、二负荷，≥60%全部符合
三种电压等级，各侧绕组功率≥15%ST可选三绕组变压器
10（6）KV
≥2台变压器
有大量一、二级负荷
季节负荷波动大
集中负荷大
动力、照明共用变压器
变压器绝缘老化程度测定
98℃为基准
绕组每升6℃，年限缩短一半
绕组每降6℃，年限增加一倍
110℃
110-98＝12℃
缩短为正常寿命的¼
86℃
86-98＝-12℃
增加为正常寿命的四倍
等值老化原则
t1
绕组的最交温度＞98℃
缩短寿命
t2
绕组的最交温度＜98℃
增加寿命
相互补偿
百分之一规则
夏天（6.7.8月）变压器的最小负荷＜ST
负荷低，温度低，积累寿命，每低1%
冬天（11.12.1.2）变压器的最小负荷＞ST
负荷高，温度大，消耗寿命，每高1%
事故负荷
牺牲变压器的寿命，保证供电可靠性
变压器绕组最热点的温度≤140℃，负荷电流≤2IN
变压器事故过负荷是以牺牲寿命为代价，保证供电可靠性
相数的选择
≤330KV
三相变压器
750.1000KV
单相变压器组
500KV
需论证
Y/△ Y/Y/△
角形接线：可清除三次电势谐波，三次磁通谐波
无载调压（先考虑）
分接头挡住少，调压范围小，10%
有载调压（后考虑）
分接头挡住多，调压范围大，30%
导线的选择
导体选型
导体材料
铜
导电率高，损耗低，机械强度好，延展性好，抗疲劳强度好，比重大(变压器绕组)
铝
比重小(架空线路)
按允许电压损耗选择（电压质量）
≤10KV配电网，节点多，负荷多，
若电压质量不达标，无功补偿困难
截流量
电晕
＜60KV
不考虑电晕
＞60KV
考虑电晕
扩经导线
分裂导线
软导体
钢芯铝绞线，组合导线
空心导线，扩经导线，分裂导线
半径↗，电抗↙，电晕损耗小
超高压
特高压
导线和电缆截面的选择
允许载流量
经济电流密度选择(积极性)
经济截面
使整体年计算费用最小的理想截面
经济电流密度
对应的经济截面的导线电流密度
机械强度较验导线截面
铜导丝及钢芯铝绞线
25平方毫米
铝合金导线
35平方毫米
电晕条件较验导线截面
110KV及以上
晴天不发生全面电晕条件
热稳定较验
硬导体动稳定较验
软导体不需要动稳定较验
硬导体(母线)
矩形
散热好(室内)
35KV及以下，电流在4000A以下
导体的布置
垂直布置（竖放）
载流量大，机械强度低
水平布置（平放）
载流量小，机械强度高
槽型
散热居中
4000A～8000A
管型
散热差
8000A以上，110KV及以上
封闭母线
电力电缆绝缘子套管选择
电力电缆选择
电压降校验《5%
热稳定校验
支柱绝缘子
承受电动力
承受电压
选择额定电压
不载流
不需要热稳定校验
不选择额定电流
穿墙套管
带导体
不带导体
不较验热稳定性
需较验动稳定性
裸导体选择
选择
材料
截面形状
敷设方式
导体截面的大小
长期发热允许电流：配电装置的汇流母线长期发热允许电流应大于母线最大持续工作电流
经济电流密度：发电机、变压器的连接导体
校验
电晕校验、热动稳定校验、母线共振校验
普通电抗器选择
电压损失较验
互感器选择
电流互感器的选择
一次回路额定电压和电流的选择
电流
额定电流比回路正常电流多1/3 左右
400A及以下
一次绕组多匝式
二次回路额定电流的选择
1A
5A
二次容量选择
热稳定和动稳定校验
动稳定较验
内部动稳定
外部动稳定
多匝式一次绕组主要是承受内部电动力，多匝式由外部电动力决定
热稳定较验
准确级选择
准确级不低于仪表，负载准确级
大容量
0.2级
电压互感器选择
形式选择
110KV
电容式或电磁式
220kv及以上
电容式或电子式
选择额定电压（无电流）
一次绕组额定电压应与安装点电网额定电压相等
开口三角形额定电压的选择：小接地电流100/3V,大接地电流100V
一次侧接于线电压
一次二次电压都不除根号三
一次侧接于相电压
一次二次电压同时除根号三
结构类型、接线方式和准确级
选择容量
高压设备选择
高压断路器的选择
种类选择
大于等于110KV
SF6
小于110KV
真空
额定开断电流的选择（有效值）
指在额定电压下能保证正常开断的最大短路电流
中小型发电厂和变电站
中，慢速断路器
不计非周期分量影响
短路时间较长，非周期分量衰减完毕
中大型发电厂和枢纽变电站
快速保护，高速断路器
考虑非周期分量
短路时间短，非周期分量衰减未结束
短路关合电流选择
在额定电压下能可靠闭合（能立即断开）的短路电流峰值（冲击电流）
短路热稳定和动稳定校验
热稳定
有效值
动稳定
冲击电流
高压隔离开关选择
无需进行额定开断电流和额定短路关合电流的校验
高压熔断器选择
熔体电流不得大于熔管电流
保护电容器应躲过励磁涌流
熔断器开断电流校验
电气设备选择的一般条件
按照正常工作条件选择，并按短路状态来较验热稳定和动稳定
正常工作条件选择
参数选择
系统的标称电压
额定电压
额定电流
额定电流不低于所工作回路最大持续工作电流
出力不变情况下其对应回路额定电流应为1.05 倍
系统的最高工作电压
正常运行电压最高值
电气设备运行最高电压为设备额定电压的1.1~1.15倍
20KV以下系统最高工作电压为1.2倍
环境条件选择
环境温度选择
空气温度≤40℃（以40℃为基准）
空气温度每上升1℃，In（额定电流）减少1.8%
空气温度每降1℃，In增加0.5%
最大不超过20%
普通导体正常最高工作温度不宜超过70℃
海拔≤1000M（以1000M为基准）
每升高100m
允许最高电压下降1%
外绝缘（空气）强度下降1%(升降相同)
海拔每超过1000M，空气温度升降0.3%
海拔↗
设备温度↗（散热性差）
空气温度↙
抵消
风速条件
最大设计风速≤35M/S
取离地面10M高，30年一遇的10min平均最大风速
≥500KV，取离地面10M高，50年一遇的10min平均最大风速
最大设计风速大雨35M/S
在屋外配电装置中采取措施
if按照系统最大运行方式（具有最小短路阻抗，短路后if最大）
容量
5～10年
开断时间等于主保护时间＋QF固有分闸时间
短路电流热效应计算时间（短路电流持续时间tf）＝继电保护动作时间t1＋QF分闸时间t2
裸导体tf
主保护动作时间+QF的分闸时间
电气设备
后备保护时间+QF的分闸时间
电缆
电动机直馈线
主保护动作时间+QF的分闸时间
其他
后备保护时间+QF的分闸时间
短路情况校验
原则
一般按照三相短路验算，若有更严重则按照最严重情况验算
容量
（5～10）年
接线
最大运行方式
短路点选择
带电抗器回路
一般选电抗器后
母联断路器应考虑当采用母联断路器向备用母线充电时，备用母线故障时，留过备用母线的全部短路电流
热效应计算时间（短路电流持续时间）
电器
后备保护时间
断路器全开断时间
固有分闸时间
燃弧时间
校验开关电器开断能力
实际开断时间
主保护
固有分闸时间
导体
主保护动作时间
断路器全开断时间
稳定性较验
热稳定性
热稳定性较验的要求
当if（短路电流）通过所选的电气设备时，电气设备的额定短时最高温度不超过允许温度
短路切除时间＞1S
非周期分量的影响可忽略不计
动稳定性
电气设备和载流导体能承受短路电流电动力
导线（母线）
三相导体水平布置时受力最大的是中间相
不较验热稳定和动稳定
熔断器
所有熔断器保护
不验算热稳定
有限流作用熔断器保护
限流作用熔断器保护电压互感器
不验算热稳定
不校验动稳定
悬式绝缘子
补充
断路器需要较验最多
电缆不需要较验动稳定性
支柱绝缘子不较验热稳定性
电气设备及限流
电气设备的类型及原理
电气设备分类
电压等级
高压设备（1KⅤ及以上）
低压设备
发电厂类型
火力发电厂
以煤炭石油天然气为燃料的发电厂
化学能→热能→机械能→电能
蒸汽温度越高，压力越大，机组容量越大
主力机型：60万KW，100万KW
火力发电厂类型
中低压
高压
超高压
亚临界
超临界
超超临界
特点
布局灵活
污染大
开停机时间长
动力设备多，运行成本高
建设投资少，工期短（相对水电厂）
不承担调峰，调频，故障备用（相对水电厂）
输出能源分类
凝汽式发电厂
30%～40%
单机容量越大效率越高
生产系统
燃烧系统
煤（锅炉）
热量（水）
水蒸气
汽水系统
水蒸气（冲打）
汽轮机（做功）
发电机
电气系统
发电机（旋转）
生产电能
主变
厂用变
热电厂
60%～70%
用途
发电
供热
特点
近邻负荷
以热定电
一定不会是调频厂
适用于中小型电厂
水力发电厂
势能，动能
机械能
电能
调频
枯水
大型水电厂调频
洪水
中温中压火电厂调频
落差
混合式水电厂
引水式水电厂
堤坝式水电厂
坝后式
落差大，适合高，中水头，大型水电站
河床式
落差小，适合中，低水头，中，小水电站
抽水蓄能水电厂
高峰负荷
水轮机-发电机式
水能-电能
发电厂，削峰
低谷负荷
电动机-水泵方式
电能-水能
用户，填谷
故障备用
调频，调相
黑启动
蓄能
径流调节程度
无调节
上游无大水库
有调节
日调节
水库较小
年调节
水库较大
多年调节
水库很大
核电厂
核裂变能
热能
机械能
电能
慢化剂
重水堆
轻水堆
压水堆（广泛）
安全性高
沸水堆
变电所类型
联系发电厂和负荷的中间环节
变换和分配
枢纽变电站
330 ～ 500 K V
功能
汇集多个大容量发电厂多回大容量联络线
影响
系统解列
中间变电站
220～ 330 K V
功能
交换功率（三绕组变压器）汇集2～3个发电厂
影响
区域解列
地区变电站
110～220KV
功能
某城市，某地区供电
影响
某城市，某地区停电
终端变电站
35～110KV
功能
负荷供电
影响
用户停电
向当地用户供电
开关站
开关站与变电所区别
没有主变压器
进出线属同一电压等级
站用电的电源引自站外
主要功能
一般故障线路切除时阻抗增加不多
输电线路
用开关站将线路分段
线路过长
U始＜U末
安装并联电抗器吸收感性充电功率
降低工频过电压水平和操作过电压水平
可增设主变压器扩建为变电站
电气设备分类
一次设备（主设备）高压
直接参与生产、传输、分配、交换、使用电能的设备
生产和转换电能的设备
发动机
生产电能
变压器
变换电压
电动机
电能转化为机械能
开关电器
负荷开关
隔离开关
熔断器
限流电器
普通电牨器
分裂电抗器
载流导体
软导体：钢芯铝绞线，组合导线，扩经导线，分裂导线，空心导线
硬导体（母线）
矩形
槽型
管型
散热性
好（屋内）
居中
差
发热和电动力
概述
长期发热
短时发热
最高允许温度：导体的正常最高允许温度一般不超过70 ℃
大电流附近钢结构发热：导线周围钢结构磁滞和涡流损耗
互感器
一次回路
高电压
大电流
二次回路
低电压
小电流
补偿设备
调相机
电容器
消弧线圈（过补偿）
单元接线中的发电机是欠补偿
电抗器
串联
限制短路电流
并联
限制过电压
滤波（串联谐振）
接地装置
工作接地
保护接地
防雷接地
绝缘子
防御过电压设备
避雷器
正常运行没有电流流过，U＞U整定值。
过电压作用
考点
短路后，U↓，短路电流不经过避雷器。不校验短路：动力稳定性×，热稳定性X
放电间隙：间断点，丨N
二次设备（辅助设备）低压
监视、测量、控制、调节、保护以及运行、维护人员所需的辅助设备
测量表计
绝缘监察装置
直流设备
直流发电机组
蓄电池
硅整流装置
控制和信号装置
QF的控制按钮
合闸：绿色
分闸：红色
QF的位置信号灯
合闸位置：红色
分闸位置：绿色
继电保护和自动装置
反应电气的故障，不正常运行状态
瓦斯保护
故障
跳闸
不正常状态
报警
开关电器（断路器，隔离开关，熔断器）
特性
基本要求
具有足够的开断能力
短的动作时间（使得电弧变小）
高速断路器
中速断路器
低速断路器
全开断时间（衡量分闸速度快慢）
因有分闸时间
燃弧时间（非灭弧时间）
高的工作可靠性
绝缘安全可靠
足够动，热稳定性
功能
正常运行，检修时接通，断开线路（控制）
故障时切除故障（保护）
功能完善
型号
最后一个数字
额定开断电流
熄灭电弧
电弧
一种气体游离的放电现象
产生原因
碰撞电离
产生条件
开断电源电压＞10～20V，电流大于80～100mA
游离
电子不断增多
使电子从围绕原子核运行的轨道中脱离出来成为自由电子
游离过程的四种形式
热电子发射
强电场发射（弧隙间最初产生电子的原因）
碰撞游离（形成电弧的主要原因）
热游离（电弧自持燃烧的主要原因）
电弧产生过程中，同时进行带电质点游离和去游离过程
平衡
电弧稳定燃烧
电弧形成与维持过程（游离过程）
电弧产生和维持是触头间中性质点被游离的结果
特点
能量集中，温度很高，亮度很强
良导体
交流电弧
特性
交流电过零，电弧自然熄灭
近阴极效应
熄灭
熄灭过程
弧隙电压恢复过程
断路器加装并联电阻（小电阻）
使断路器弧隙电压恢复过程为非周期性
断路器串联电容越小越有利于熄弧
恢复电压上升速度越低
介质恢复过程
熄灭条件
绝缘>电压
熄灭措施
利用灭孤介质
油，压缩空气，SF6，真空
利用多断口熄弧
优点
电弧分割为多个小电弧段
加速了弧隙电阻增大
每个断口电压降低
缺点
电压分配不均
并联均压电容
原因
拉长电弧，冷却电弧，去游离作用加强
U→U/2，有利于灭弧
利用特殊金属材料做触头
常用触头材料
铜、钨合金和银，钨合金…
提高断路器触头的分离速度
利用灭弧介质或电流磁场吹动拉长与冷却电弧
横吹
效果更好
纵吹
提高介质强度恢复速度
去游离
异号带电电子质点相互中和，成为中性质点的过程
自由电子越来越少
使弧道中带电离子减少
复合去游离
正负吸引，电荷中和
加快复合方法
拉长电弧
冷却电弧
加大介质压力，提高介质密度
扩散去游离
自由电子和正离子从电弧区移出，到达电弧区域外，并且冷却复合的过程
形式
浓度差扩散
温度差扩散
高速冷气吹弧
游离＝去游离
电弧稳定燃烧
游离＞去游离
电弧继续燃烧
游离＜去游离
电弧熄灭（灭弧条件）
各种开关设备的用途
断路器（QF）
分类
油QF
少油
看不见动静触头
多油
安全性差
≥110KV，被SF6QF代替
10KV，被真空QF取代
压缩空气QF（真空断路器）
特点
开断能力强，开断时间短，结构复杂，价格昂贵
高压断路器灭弧基本方法
利用灭弧介质：空气、油、SF6、真空
采用特殊金属材料作灭弧触头
利用气体或油吹动电弧
利用多断口灭弧
拉长电弧并增大断路器触头的分离速度
高压断路器种类
油断路器
压缩空气断路器
SF6断路器
SF6基本特性
20℃，0.75Mpa，液化-40℃
最高使用温度180℃
真空QF（35kV及以下广泛使用）
原理结构：绝缘击穿过程中起重要作用的是电击过程和金属蒸汽
特点
触头开距小，灭弧室小，动作速度快，时间短，适用于频繁操作的场合
操作过电压
截流
切空变过压原因
切断容性负荷时过电压
高频多次重燃过电压
缺点
灭弧太快
过电压
SF6QF（110KV及以上广泛使用）
SF6
特点
无色无味无毒惰性
高温电弧作用下产生有毒
呈电负性
作用
绝缘灭弧
灭弧能力是同等条件空气的100倍，电气强度是空气的2.5倍
看不见动静触头
参数
额定电流
长期允许通过的最大电流有效值
额定电压
长期正常工作线电压有效值
额定峰值耐受电流
承受短路电流电动力作用的能力
瞬时值
开断电流
额定开断电流Inbr
在一定Un，QF能够安全无损地进行开断的最大电流
QF：Inbr≥开断瞬间的短路电流同期分量有效值
Inbr
周期分量
中慢速QF
非周期分量＜20%周期分量（已衰减）
周期分量+非周期分量
快速QF（开断能力＜0.1s）
非周期分量≥20%周期分量（未衰减）
开断空载，负荷，断路电流
短路关合电流
额定关合电流
QF能够可靠接通的最大电流
重合间
Incl≥短路电流最大冲击值
热稳定电流（累积效应）
动作稳定电流（瞬时效应）
分闸时间
固有分闸时间
燃弧时间
合闸时间
负荷开关
低配版的断路器
开断空载电流，负荷电流，过负荷电流
一般与高压熔断器配合使用
具有简单的灭弧装置，能切断额定负荷电流和一定的过电流，但不能切断短路电流
隔离开关（QS）
特点
无灭弧装置，无灭弧作用，不能接通断开
故障电流
正常运行工作电流
有电压，无负荷电流下开合电路
开断极小电流
能看见断口
隔离电压、倒闸操作、分合小电流
操作原则
先通后断
送电
先通QS，后通QF
停电
先断QF，后断QS
用途
隔离电压，形成一个明显并且可靠的间断点（推荐检修电器）
QS配合QF进行倒闸操作（操作电器）尽量避免
接通断开小电流回路（电压互感器，避雷器，励磁电流≤2A的空载变压器，电容电流≤5A的空载线路）
电压等级低，电流小的情况，QS替代QF，提高经济型
熔断器（FU）
结构
熔体，熔管，外壳
保护作用
过载电流，断路电流，
无控制
额定值
额定电压
额度开断电流
可靠切断的最大短路电流
最大开断电流
极限断路电流
额定电流
底座
熔体额定电流
熔断器额定电流≥熔体额定电流
分类
限流式FU
短路未流未达到冲击值之前熄灭电弧
保护电压互感器
额定电压＝网路额定电压
无限流式FU
不能在短路未流未达到冲击值之前熄灭电弧
额定电压≥网络电压
热稳定性差
RW
熔断器
户外
线路
RN
熔断器
户内
电压互感器
灭弧能力
限流式FU＞无限流式FU
开断能力
无限流式FU
冲击电流有效值Ish
限流式FU
I"（短路电流周期分量有效值）
高压真空接触器
频繁接通和切断正常电流
限流措施
其他电气设备
限流电抗器
结构分类
普通电抗器
分裂电抗器
选择
Un≥Uns
Un
所选电抗器的稳定电压
Uns
电抗器所安装地点电网额定电压
In≥Imax
In
所选电抗器额定电流
Imax
最大持续动作电流
电压损耗较验
AU%≤5%UN
线压较验
未装设速断保护
Aur%≥（60～70）%Un
利于负荷恢复
自启动
短路较验
热稳定较验
Ir²tr≥Qk
Ir
热稳定电流
tr
热稳定时间
Qk
短路电流热效应
动稳定较验
ids≥ish
ish
短路冲击电流
ids
动稳定电流
限流电抗器选择
普通电抗器选择
选择额定电压和额定电流
普通选择电抗百分数
所在回路短路电流限制到不大于断路器额定开断电流
电压损失校验，不大于额定电压的5%
校验母线残压，不低于额定电压60%~70%
分裂电抗器的选择和校验
分裂电抗器电抗百分值确定
电压波动校验
短路时残压及电压偏移校验
热稳定和动稳定校验
不需校验
母线分段电抗器
厂用电电抗器
装有无延时保护的出线电抗器
选择适当的主接线运行方式
限流本质：增大系统阻抗
采用单元接线，限流
变压器分列运行
双回路转为单回路
合理地断开环网
闭环→开环
加装串联的限流电抗器
按安装地点
母线电抗器（装设在母线分段上）
结构
普通电抗器
6～10KV配电装置
分裂电抗器
正常运行时电抗是普通1/4
限制发电厂内部的短路电流
线路电抗器（电缆断路器的外侧）
维持母线电压Ur%≥（60～70）%UN
限流if，可送轻型QF，减小S电缆，节省资源
电抗器接在QF外侧
优先考虑加装母线电抗器
真题
线路发生短路，出线电抗器作用
限制if
维持母线电压
互感器原理
电流互感器（CT）
特点
互感器
测量仪表、继电保护和自动装置等二次设备获取电气一次回路信息的传感器
用途
隔离
一次回路大电流→二次回路小电流。5V，1A
保护接地
互感器二次绕组必需一点接地
作用
电气隔离、变换
一次侧电流大小取决于一次侧负载大小与性质，与二次侧无关
一次绕组与电路串联，二次绕组与表计串联
一次绕组匝数少
一次绕组阻抗小，
额定容量
在额定二次电流和额定二次阻抗下运行时，二次绕组输出容量
二次侧
二次侧电流大小和二次回路负载无关，仅由一次侧电流决定
二次侧额定电流一般为5A或1A
1A
110KV及以上
距离远
阻抗小
带负载能力更强
5A
35KV及以下
二次侧绕组近似短路工作状态，严禁开路
二次开路影响
二次侧产生高电压
二次电压变为尖顶波
磁感应强度骤增，会引起铁芯和绕组过热
铁芯中会产生剩磁，使准确级变低，增大误差
二次侧不可设熔断器，自动开关
二次绕组和外壳应可靠接地
误差
比差
电流误差
角差
相位差
仅对功率型设备有影响
准确级
测量级.
保护级
影响测量误差因素
铁芯结构尺寸
减小磁路长度
增大铁芯横截面积
高导磁率硅钢片
增大励磁电坑，减小励磁电流
运行参数
一次电流影响
在额定值最小，偏离额定值会增大
尽量在额定一次电流附近运行，过载会产生很大误差
二次侧负载过载时，误差增大
二次功率因素角增大，电流误差增大，相位误差减小
子主题
匝数补偿
二次侧绕组匝数比额定少几匝，只影响电流比差，不改变角差
电流误差和相位误差决定于互感器铁芯及二次绕组的结构、互感器的运行状态（二次负荷）
电流互感器准确级
在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，误差的最大值时电压
测量
应留一定裕度.
额定电流高1/3
电流互感器准确级不得低于所供仪表准确级
保护
稳态保护(P)
5P20
一次侧短路电流不超过额定电流20倍时，测量误差不超过5 %
暂态保护（TP)
高压和超高压，一次系统时间常数大
系统主保护是在故障暂态过程中发生
比p类的铁心截面大很多信
TPX
没有空气间隙
易饱合
主保护一般不用，可用于后备保护
TPY
小空气间隙
超高压，大机组保护大泛应用
TPZ
较大气隙
重合闸
接线
减极性标志法
极性：减极性连接一次流入、二次流出
单项式连接
三相对称系统
节省电流互感器
两相电流差接线方式
中性点不接地系统
两相不完全星形接线
中性点不接地系统
无法测量单相接地
三相Y形接线方式
中性点不接地系统
不采用
中性点直接地系统
二次绕组串并联
电压互感器（TV）
特点
接线原则
减极性接线原则
避免铁芯饱合
一次侧
一次绕组阻抗大，匝数多
一次绕组与电路并联
二次负载不影响一次电压.
100V
一次绕组是相间电压连接
二次侧
100/√3
一次绕组是相对地连接
二次负荷为测量仪表和继电器电压线圈，阻抗很大，电流很小，正常工作接近短路
二次绕组与表计并联
注意事项
运行中二次侧不可短路，若短路，则电流过大损坏二次设备（要设断路器）
二次绕组装设FU（熔断器），二次绕组必须有一点接地，不可多点接地
磁通波形→平顶波，出现尖顶波电动势，数千，上万伏
危及绝缘，烧毁设备
铁芯，绕组过热
准确级下降
TV是降压变，I1＜I2≈0，不选择In。动稳定性差，热稳定性差
误差
影响因素
励磁电流
内阻抗
二次负荷大小
功率因素cosy
准确级
最大电压误差百分数
接线方式
测量电压
线电压
相电压
短路时零序电压
单相式电压互感器接线
可测线电压100V，相电压100/根号3
110 kv及以上中性点接地系统时，测量相对地用压
35kV及以下中性 点不接地系统时，只能测量相间电压（无大地作参考点）
三相式结构
电压互感器的V-V型接法（不完全三角形）
20KV及以下，中性点不接地，经消弧线圈接地
只能测线电压
不能测相对地电压
只可测线电压，节省一台电压互感器
一台三相三柱式电压互感器
20 kv及以下
一次侧中性点不允许接地
只能测线电压，不能测量相电压，也不能用作绝缘监护
一台三相五柱式电压互感器（电压互感器的YN，yn开口三角接法）
即可测线电压，又可测相电压，辅助二次绕组接成开口三角形
一次侧中性点允许接地
三台单相TV
一次侧中性点允许接地
可测量相对地电压
可绝缘检测
可测量线电压
可测量零序电压（开口△绕组）
YN/YN/开口△
电压互感器的配置
母线
工作及备用母线都装一组CT
旁路母线除外
其他电气设备
电容器
用途
串联
分压
补偿线路感抗
110KV及以下
改善电压质量
220 KU及以上
提高稳定性
并联.
增加容量
向电力系统提供感性无功功率
提高电网电压
接线
△（低压）
可靠性低
Y型（高压）
并联电容器回路串联电抗器
仅用于限制合闸涌流
电抗率宜0.1%～1%（单一）
抑制谐波
5次以上
4.5%～5%
3次以上
12%～ 13%
4.5%～5%和12%混装
配电装置及变压器
安全净距
最小安全净距
无论在正常最高工作电压或出线内部过电压，外部过电压时都不致空气间隙被击穿
A1
带电部分至接地部分最小安全净距
相对地
A2
不同相带电导体间最小安全净距
线电压
B1
带电部分至珊装遮拦间的距离和可移动设备的外围在移动中离带电裸导体的距离
B2
带电部分至网状遮拦之间安全净距
C
无遮拦裸地导体至地面垂直高度
地点
屋内
≤35KV，≥110KV配电装置（市区，污染区，海边）
屋外
≥110KV（电压等级高，安全距离大，占地面积大）
组装方式
配装式：≥35KV屋外，低压厂用系统
屋内配电（U小）
占地面积小
维护工作量小，不受气候影响
污秽空气对电器影响小
投资大，建设周期长（缺点）
屋外配电（≥110KV）
土建工作量和费用较小，建设周期短
扩建方便
相邻设备距离大，便于带电作业
占地面积大（缺点）
受外界环境影响大，尤其是不良气候
成套式：3～35KV屋内，低压厂用电系统
占地面积小
建设周期短，便于扩建，搬迁
可靠性高，维护方便
耗用铜材多，造价高（缺点）
安全净距
空气中的最小容许电气距离
空气中带电部分与接地部分（检修人员）之间的最小距离
空气中不同相带电部分之间的最小距离
屋内的配电装置
6～10KV
单层式：成套设备（屋内）→无出线电抗器
二层式（广泛）
第一层：QF线路QS，TV，电抗器
第二层：母线，母线QS
三层式
第一层：电抗器，线路QS
第二层：QF，TV
第三层：母线，母线QS
35KV：单层式→成套设备（手车式QF，起到了旁路母线的作用）
110.220KV
单层式→成套设备（GIS）SF6全封闭组合电器
有出线电抗器的情况（电缆）
屋外配电装置
中型
同一水平面，母线稍高
半高型
节省30%位置
高型
节省 50% 位置
成套配电装置
低压配电屏
高压开关柜
手车式
固定式
SF6组合电器
SF6部分封闭式组合电器（HGIS)
断路器
隔离开关
接地开关
电流互感器
特点
比GIS便宜
SF6全封闭式组合电器（GIS）
断路器
接地开关
电流互感器
隔离开关
避雷器
母线
电压互感器
特点
优点
安全可靠
安装量少
外壳有屏蔽作用
占地面积和空间少
检修周期长，维护工作量少
缺点
造价高
工艺要求高
金属消耗量大
自耦变压器特点和运行方式
自耦变压器经济效应非常显著
缺点
中压电路绝缘应按较高压设计
电抗较小，
应用
110 KV及以上中性点直接接地系统中广泛应用
参数
标准容量
额定容量
变压器的温升
绕组温升max，铁芯次之
变压器寿命
机械强度降至15%～20 %
高温是促使变压器油老化的直接原因
热老化定律
温度升6度，寿命少一半
温度降6度，寿命多一倍.
变压器过负荷
负荷能力
百分之一原则
绕组最高温度不超过140度
负荷电流不超过额定电流两倍
正常过负荷
不牺牲正常寿命
事故过负荷
牺牲部分寿命
并联运行
优点
供电可靠性
减少能量消耗
减小备用容量
理想状态
没有平衡电流
负荷分配与额定容量成正比（希望）
负荷电流的相位相互一致
要求
变比相同。误差≤±0.5％
短路阻抗标幺值相等。误差≤±10％
绕组联结组相同