全國水利行業(yè)職業(yè)技能競賽(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 常和故障情況下，斷路器用于接通和開斷電路。當(dāng)回路發(fā)生短路故障時，依靠繼電保護裝置啟動斷路器迅速切斷短路電流，隔離故障點，以保證其它設(shè)備正常工作。3．5．2對高壓斷路器的基本要求（1） 工作可靠。能在規(guī)定的運行條件下長期可靠地工作，并能在正常和故障情況下準(zhǔn)確無誤地完成關(guān)合和開斷電路的指令。（2） 具有足夠的開斷能力。斷路器的開斷能力是指能夠安全切斷最大短路電流的能力，它主要決定于斷路器的滅弧能力。（3） 動作快速。在電路發(fā)生故障時，快速地切除故障電路，縮短故障時間，減輕對設(shè)備的損害。（4） 結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟合理。在滿足安全、可靠的同時，還應(yīng)考慮到經(jīng)濟性。3．5．3斷路器操動機構(gòu)的分類（1） 手動型操動機構(gòu)是指靠人力合閘、靠彈簧力分閘的操動機構(gòu)。（2） 電磁型操動機構(gòu)是指直接依靠電磁力來合閘的操動機構(gòu)。（3） 液壓型操動機構(gòu)是指用高壓油推動活塞實現(xiàn)合閘與分閘的操動機構(gòu)。（4） 氣壓型操動機構(gòu)是指以壓縮空氣推動活塞實現(xiàn)合閘與分閘的操動機構(gòu)。（5） 彈簧型操動機構(gòu)是以小功率電動機將彈簧拉伸儲能實現(xiàn)合閘與分閘的操動機構(gòu)。3．5．4高壓斷路器的分類根據(jù)安裝地點的不同，斷路器有戶內(nèi)式和戶外式兩種。根據(jù)滅弧介質(zhì)的不同，有油斷路器、真空斷路器、六氟化硫斷路器等。（1） 油斷路器。指采用變壓器油作為滅弧介質(zhì)的斷路器。分為少油斷路器和多油斷路器。多油斷路器的油除了作為滅弧介質(zhì)和觸頭開斷后的絕緣，還作為帶電部分對地的絕緣。少油斷路器的油只作為滅弧介質(zhì)和觸頭開斷后的絕緣，而帶電部分對地的絕緣采用瓷件或其它介質(zhì)。（2） 真空斷路器。指采用真空的高絕緣強度來滅弧的斷路器。特點是觸頭開距小，動作快；燃弧時間短，觸頭燒損影響小；體積小，重量輕；維修工作量小；防火防爆；操作和運行時噪音小；適用于頻繁操作，特別適合于開斷容性負(fù)載電流。 但真空斷路器開斷小電感電流時，有可能產(chǎn)生較高的過電壓，需采取降低過電壓的措施。真空斷路器產(chǎn)生操作過電壓的根本原因是電流截斷和開斷高頻電流。真空斷路器開斷小電感電流時，因真空電弧的截流現(xiàn)象，電流可能在電流過零點前被切斷，由此產(chǎn)生截流過電壓。切斷變壓器的勵磁電流及電機的空載電流時容易發(fā)生危險的截流過電壓。 常用阻容(R－C)串聯(lián)回路、金屬氧化物避雷器等防止或降低真空斷路器產(chǎn)生的過電壓。 （3） SF6斷路器。指利用具有優(yōu)異的滅弧性能和絕緣性能的SF6氣體作為滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)的斷路器。特點是滅弧能力強，絕緣強度高，開斷電流大，燃弧時間短；開斷容性電流時可以無重燃或復(fù)燃，開斷感性電流時可以無截流，過電壓低，電氣壽命長，檢修周期長，適合于頻繁操作。35kV以上電壓等級優(yōu)先選用SF6斷路器，35kV及以下宜選用真空斷路器或SF6斷路器。3．5．5操作原則3．5．5．1斷路器允許斷開、合上額定電流以內(nèi)的負(fù)荷電流及切斷額定遮斷容量以內(nèi)的故障電流。3．5．5．2在進(jìn)行操作的過程中，如遇斷路器跳閘，則應(yīng)暫停操作。3．6 隔離開關(guān)3．6．1隔離開關(guān)一般作為隔離電器之用，它的重要用途是造成明顯的空氣絕緣間隙，使帶電部分與不帶電部分有明顯的斷開點，以便在檢修設(shè)備和線路停電時，斷開電路。3．6．2操作原則3．6．2．1禁止用隔離開關(guān)拉合帶負(fù)荷設(shè)備或帶負(fù)荷線路。3．6．2．2允許使用隔離開關(guān)進(jìn)行下列操作：（1） 拉合無故障的電壓互感器及避雷器。（2） 在系統(tǒng)無故障時，拉合變壓器中性點接地開關(guān)。（3） 拉、合勵磁電流不超過2A的空載變壓器和電容電流不超過5A的無負(fù)荷線路。3．6．2．3電壓互感器停電操作時，先斷開二次空氣開關(guān)（熔斷器），后拉開一次隔離開關(guān)。送電操作順序相反。3．6．2．4操作中發(fā)生帶負(fù)荷拉、合隔離開關(guān)時：⑴即使發(fā)生錯合，甚至在合閘時產(chǎn)生電弧，也不準(zhǔn)將隔離閘刀再拉開；⑵如果發(fā)生錯拉隔離開關(guān)，則不允許再合上；3．7 母線、電纜3．7．1母線3．7．1．1母線的用途母線是匯集和分配電流的裸導(dǎo)體，在正常的運行中，通過的功率大，在發(fā)生短路故障時承受很大的熱效應(yīng)和電動力效應(yīng)。母線有軟、硬之分。軟母線一般采用鋼芯鋁絞線，由于在拉緊時存在適當(dāng)?shù)某诙龋ぷ鲿r會產(chǎn)生橫向擺動，因此軟母線的線間距離要大，常用于屋外配電裝置。硬母線采用矩形、槽形或管形截面的導(dǎo)體，多數(shù)只作橫向約束，而沿縱向可以伸縮，硬母線的相間距離小，廣泛用于屋內(nèi)、外配電裝置。母線的材料有銅、鋁和鋼。銅的電阻率低，機械強度高，防腐性能好，便于接觸連接，是優(yōu)良的導(dǎo)電材料。鋁的比重只有銅的30%，導(dǎo)電率約為銅的62%。鋼母線價廉，機械強度好，焊接簡便，但電阻率為銅的7倍，且集膚效應(yīng)嚴(yán)重，若常載工作電流則損耗太大，常用于電壓互感器、避雷器回路引接和接地網(wǎng)的連接線。3．7．2電纜3．7．2．1電力電纜的用途電纜結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間遠(yuǎn)比母線小，走向和布置靈活方便，在無外界嚴(yán)重?fù)p傷和破壞的條件下運行可靠性高。電纜的導(dǎo)體散熱條件不如裸母線好，大電流大截面時的金屬材料利用率較低，故載流量有限。3．7．2．2電力電纜的一般結(jié)構(gòu)各種電力電纜在基本結(jié)構(gòu)上，均由導(dǎo)電芯線、絕緣層、密封護套和保護層等主要部分組成。（1） 導(dǎo)電芯線。有銅芯線和鋁芯線。（2） 絕緣層。絕緣層的材料有橡皮絕緣、聚氯乙烯絕緣、聚乙烯絕緣和交聯(lián)聚乙烯絕緣等。（3） 密封護套。作用是保護絕緣層，材料一般有鉛、鋁或塑料等。具有密封護套是電纜區(qū)別于絕緣電線的標(biāo)志。（4） 保護層。作用是保護密封護套，并使電纜具有必要的機械強度。保護層的主體鋼帶鎧裝。3．7．2．3電力電纜的類型（1） 按電壓高低有高壓電纜和低壓電纜（1000V及以下）（2） 按使用環(huán)境有空氣中敷設(shè)電纜、直埋電纜與水下電纜等。（3） 按芯數(shù)有單芯、雙芯、三芯、四芯、五芯等。（4） 按密封護套有鉛包、鋁包、塑料包或橡套電纜。（5） 按保護層有裸鋼帶、鋼絲鎧裝電纜和帶麻被層的鋼帶、鋼絲鎧裝電纜等。（6） 按絕緣材料有橡皮絕緣、塑料絕緣。3．8 互感器互感器的作用是：（1） 將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓和小電流，使測量儀表和保護裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化、結(jié)構(gòu)輕巧，便于在屏內(nèi)安裝。（2） 使二次設(shè)備與高電壓部分隔離。且互感器二次側(cè)均接地，從而保證了二次設(shè)備和人身的安全。3．8．1電流互感器3．8．1．1工作特點 廣泛使用的是電磁式電流互感器，它的工作原理和變壓器相似，是按電磁感應(yīng)的原理工作的。與普通變壓器相比，電流互感器有如下特點：（1） 一次繞組串聯(lián)在電路中，并且匝數(shù)很少，因此一次繞組中的電流完全取決于被測電路的負(fù)荷電流，而與二次電流大小無關(guān)。（2） 二次繞組所接儀表的電流線圈阻抗很小，所以正常情況下，電流互感器在近似于短路的狀態(tài)下運行。（3） 運行中的電流互感器二次回路不允許開路，否則會在開路的兩端產(chǎn)生高電壓，危及人身安全或使電流互感器發(fā)熱損壞。（4） 一、二次側(cè)回路均不得裝設(shè)熔斷器。（5） 電流互感器運行中的容量不得超過其銘牌上所標(biāo)的規(guī)定值。為了防止絕緣損壞時高壓串入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備安全，電流互感器二次繞組一端及鐵芯必須接地。 ①電流互感器的二次額定電流有5A和1A兩種，一般弱電系統(tǒng)用1A，強電系統(tǒng)用5A，當(dāng)配電裝置離控制室較遠(yuǎn)時，也可考慮用1A。 ②二次繞組的數(shù)量取決于測量裝置、保護裝置和自動裝置的要求。3．8．1．2準(zhǔn)確度用于電能計量的電流互感器，；用于電流、電壓測量的，準(zhǔn)確度不應(yīng)低于1級，非重要回路可用3級。用于繼電保護回路的電流互感器，應(yīng)用10P（或5P）級，同時應(yīng)校驗額定10%倍數(shù)，以保證過電流時誤差不超過規(guī)定值。3．8．2電壓互感器3．8．2．1工作特點電壓互感器也是一種特殊的變壓器，一次側(cè)并聯(lián)接入電網(wǎng)。二次側(cè)并聯(lián)接入儀表和繼電器等的電壓繞組，其阻抗都非常大，故所帶負(fù)荷很小，致使電壓互感器正常工作狀態(tài)接近變壓器空載狀態(tài)。和普通變壓器一樣，電壓互感器的二次側(cè)負(fù)載不允許短路，否則有被燒毀的危險，故一般在其二次側(cè)裝設(shè)熔斷器或自動開關(guān)作保護。電壓互感器運行中的容量不得超過其銘牌上所標(biāo)的規(guī)定值。3．8．2．2準(zhǔn)確度用于電能計量的電壓互感器，；用于電壓測量的，準(zhǔn)確度不應(yīng)低于1級，用于繼電保護不應(yīng)低于3級。第四章 電氣設(shè)備布置4．1 泵站電氣設(shè)備總體布置4．1．1配電裝置布置的基本原則泵站電氣設(shè)備布置的主要任務(wù)是：根據(jù)電氣主接線，泵站的自然環(huán)境、地形、地質(zhì)條件，對泵房、主變壓器及開關(guān)站相對位置作技術(shù)性的合理布置。一般要求如下： ⑴主接線決定配電裝置布置的前提。 ⑵配電裝置的布置應(yīng)根據(jù)泵站的地形、地貌、地質(zhì)條件，因地制宜利用地形，并有利于主要電氣設(shè)備之間的電氣連接和安全運行。 ⑶配電裝置的高壓裸帶電體應(yīng)對運行、檢修、維護等現(xiàn)場工作人員保持可靠的隔離。此外，還應(yīng)顧及在裝置發(fā)生爆炸、飛弧、火災(zāi)和濃煙等故障情況下，現(xiàn)場人員的安全。 ⑷為了便于操作、巡視和運行管理，減少土建工程量，節(jié)省投資，降壓變泵站應(yīng)盡量靠近主泵房、高壓配電室。 ⑸主變壓器布置，應(yīng)考慮設(shè)備的搬運通道、消防通道，同時應(yīng)符合防火規(guī)范的要求。4．1．2配電裝置的類型按工作環(huán)境的不同，配電裝置分為屋內(nèi)式和屋外式兩大類型。 4．1．2．1屋內(nèi)配電裝置屋內(nèi)配電裝置的結(jié)構(gòu)型式與電氣主接線、電壓等級和采用的電氣設(shè)備的型式密切有關(guān)。該類配電裝置要求建造特殊的房屋，但節(jié)約用地，設(shè)備運行條件好，尤其在污穢區(qū)可大大減輕設(shè)備受污穢的程度。此外，也改善了運行人員的工作條件，無需在惡劣的氣候條件下進(jìn)行露天巡視和操作。（1） 屋內(nèi)低壓成套配電裝置適用于額定電壓在500V以下，作動力、照明及配電設(shè)備的電能轉(zhuǎn)換、分配與控制之用。低壓成套配電裝置的型式較多，就結(jié)構(gòu)而言，主要有固定式和抽屜式。（2） 屋內(nèi)高壓成套配電裝置① 固定式高壓開關(guān)柜。② 手車式高壓開關(guān)柜。泵站的610kV高壓配電裝置，優(yōu)先采用成套高壓開關(guān)柜，并設(shè)置單獨的高壓配電室。 4．1．2．2屋外配電裝置屋外配電裝置布置主要有：中型、半高型、高型三種。（1）中型布置是將電氣設(shè)備用支架布置在離地面一定高度的同一水平面上，且與母線、跳線成三層不同高程。由于帶電部分對地保持了必要的高度，操作人員能夠安全地在地面進(jìn)行操作、維護。缺點是占地面積大。中型布置采用較多，有較成熟的運行經(jīng)驗。（2）半高型布置是將斷路器和隔離開關(guān)分別放在兩層，操作設(shè)備都放在地面層。由于這種布置形式將設(shè)備在空間上重疊，因而節(jié)省了占地面積，但上面設(shè)備檢修時會對下面設(shè)備安全運行造成威脅。（3）高型布置是將兩組母線上下重疊布置，母線隔離開關(guān)對應(yīng)地放在各層母線上，而斷路器等較重要的設(shè)備則放在地下，因此占地面積最小，約為中型布置的一半。缺點是運行維護不便，上層設(shè)備檢修會對下層設(shè)備有影響。上述類型的選用主要取決于電壓等級、地形條件和環(huán)境等因素，通常35kV及以下采用屋內(nèi)式，35kV以上采用屋外式。4．1．3主變場地的布置4．1．3．1進(jìn)出線方式（1） 電纜進(jìn)出線（2） 硬母線進(jìn)出線（3） 跳線架空拉線出線。用架空拉線掛接至變壓器附近，再由拉線向變壓器出線套管跳線。4．1．3．2主變的防火和防爆（1） 事故排油和儲油池 總油量超過100kg的屋內(nèi)油浸電力變壓器，一般裝設(shè)在單獨的防爆間內(nèi)，并應(yīng)設(shè)置貯油設(shè)施或擋油設(shè)施。擋油設(shè)施應(yīng)按容納20%油量設(shè)計，并應(yīng)有將事故油排至安全處的設(shè)施，當(dāng)事故油無法排至安全處時，應(yīng)設(shè)置能容納100%油量的貯油設(shè)施。總油量超過1000kg的屋外油浸電力變壓器應(yīng)設(shè)置能容納100%油量的貯油池，或20%油量的貯油池和擋油墻。貯油池和擋油墻的長、寬尺寸，可按設(shè)備外廓尺寸每邊相應(yīng)大1m計算。（2） 防火隔墻 油重均為2500kg以上的屋外油浸變壓器之間無防火墻時，其最小防火凈距應(yīng)符合以下的規(guī)定:35kV及以下為5m,110kV為8m。當(dāng)屋外油浸變壓器之間防火間距不能滿足要求時，需設(shè)置防火墻，防火墻的高度不應(yīng)低于變壓器油枕的頂端高度。當(dāng)火災(zāi)危險類別為丙、丁、戊類的生產(chǎn)建筑物外墻距屋外油浸變壓器外廓5m以內(nèi)時，在變壓器高度以上3m的水平線以下及外廓兩側(cè)各加3m的外墻范圍內(nèi)，不應(yīng)有門、窗或通風(fēng)孔。當(dāng)建筑物外墻距變壓器外廓為10m以內(nèi)時，可在外墻上設(shè)防火門，并可在變壓器高度以上設(shè)非燃燒性的固定窗。4．1．3．3干式變壓器的布置 干式變壓器無須布置在單獨的封閉小間內(nèi)，但應(yīng)設(shè)防護圍欄或防護等級不低于IP2X的防護圍罩。第五章 過電壓保護與接地5．1 過電壓保護泵站的過電壓包括內(nèi)部過電壓和