第3章电力系统主设备元件(3-3).ppt

第三节高压开关电器,关合和开断电路,作用,保证电力系统安全、可靠运行方便地实现维护和检修根据需要灵活地变更运行方式,分类,高压断路器负荷开关熔断器隔离开关接地开关,分类,高压断路器,隔离开关接地开关熔断器负荷开关,一、开关电弧的产生和熄灭,气体、等离子体、金属的状态简图,（一）开关电弧的形成,带电质点产生的几种途径和过程,强电场发射,热电子发射,电场游离,热游离,,初期阶段产生带电粒子,,维持电弧的主要形式,,介质击穿，开始弧光放电,带电质点的消失（去游离）,复合,扩散,,表面复合,空间复合,,直接复合,间接复合,（主要形式）,高浓度→低浓度,T↓→热游离↓→去游离↑,Ae→A,Ae→A-A-A→2A,（二）开关电弧的熄灭（交流）,介质强度与恢复电压,交流电弧的特点,每半个周期要经过零值一次,交流电弧在第一次自然过零后的重燃问题,介质强度与恢复电压,介质强度Ud瞬态恢复电压Utr,介质强度与恢复电压,熄弧措施,加速断口介质强度的恢复速度并提高其数值,采用绝缘性能高的介质使电弧迅速拉长采用灭弧装置来加强电弧的冷却,二、高压断路器,系统对高压断路器的基本要求在关合状态时应为良导体在开断状态具有良好的绝缘性能快速开断额定开断电流及各种故障电流快速关合处于短路状态下的电路短时间内连续多次开断和关合短路电流高压断路器的额定电压,（一）高压断路器的组成和分类,开断部分导电和触头系统以及灭弧室操动和传动部分绝缘部分,重点,组成,,1.高压断路器的结构,,接地金属箱型,绝缘子支持型,DW8-35型多油断路器,接地金属箱型结构示意图,断口,金属箱,绝缘套管,操动机构,接地金属箱型,在套管上装设电流互感器,箱盖,电流互感器,电容套管,触头系统,电压信号,绝缘子支持型,绝缘子支持型结构示意图,SW2-63型少油断路器,开断元件,支持瓷瓶,操动机构,断路器的积木组合方式,SW2-63型少油断路器每相单柱单断口,SW2-110型少油断路器每相单柱双断口,断路器的积木组合方式,SW2-220型少油断路器每相双柱四断口,断路器的积木组合方式示意图,2.高压断路器的分类（按灭弧介质）,油断路器压缩空气断路器六氟化硫断路器真空断路器固体产气断路器,√√√,（二）油断路器,油中电弧的熄灭,电弧高温,,油汽化、分解,,包围在电弧周围的高压力气泡,介质强度恢复快,容易熄弧,,油断路器的分类,灭弧室,,多油,少油,,自能式,外能式,,吹弧方式,,纵吹,横吹,纵横吹,,,油断路器灭弧室的工作原理,自能纵吹,1－静触头；2－灭弧室；3－动触头；4－油；5－电弧；6－气泡；7－止逆阀,自能横吹,1－静触头；2－灭弧室；3－动触头；4－油；5－电弧；6－气泡；7－止逆阀；8－横吹弧道口,自能灭弧室的工作过程,封闭泡阶段→气吹阶段→回油阶段（准备好下一次动作）,外能吹弧,静触头,动触头,活塞,唧筒,电弧,绝缘筒,熄弧性能比较,自能式开断大电流开断微小电流临界开断电流（此时燃弧时间最长）外能式开断小电流,典型的油断路器,DW19-40.5型多油断路器,1－导电杆；2－绝缘套管；3－灭弧装置；4－横担；5－传动机构；6－提升杆；7－电流互感器；8－油箱；9－箱盖；10－变压器油,多油断路器的结构原理,户内式SN10-10少油断路器,上引出线,绝缘筒,下引出线,支持瓷瓶,绝缘拉杆,支架,户内式少油断路器的结构外型,户外式SW2-110型少油断路器,户外式少油断路器的结构外型,灭弧室,机构箱,支持瓷瓶,底座,多断口少油断路器的均压问题,断口1,断口2,断口在开断位置的电压分配开断过程中的恢复电压分配,假定CdC0,结论断口的电压分布不均匀,均压措施,采用均压电容每个灭弧室外面并联一个比Cd和C0大得多的电容C,几十pF,1000～2000pF,并联均压电容,断口,并联电容,油断路器小结,优点结构简单，价格便宜缺点检修周期短维护工作量大潜在火灾危险被六氟化硫断路器取代的趋势（110kV及以上系统）被真空断路器取代的趋势（10kV电力系统）,外形性能结构应用方式,断路器与互感器继电器联合应用,高压断路器与普通低压开关的区别,,SW7-126少油断路器,