牵引供电系统常用电气设备课件

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1、第2章 牵引供电系统常用电气设备2.1 电力变压器电力变压器 2.2 互感器互感器 2.3 熔断器熔断器 小组成员：曹林涛小组成员：曹林涛 杨昌辉杨昌辉 周超周超冰冰 周利杰周利杰 付松付松 魏优鹏魏优鹏2.1 2.1 电力变压器电力变压器2.1.1 概述概述 电力变压器（文字符号为电力变压器（文字符号为T或或TM）三相变压器额定容量在三相变压器额定容量在5KVA及以上，单相的在及以上，单相的在1KVA及以上的输变电用变压器，均称为电力变压及以上的输变电用变压器，均称为电力变压器。它是供配电系统中最关键的一次设备，主要用器。它是供配电系统中最关键的一次设备，主要用于公用电网和工业电网中，将某一

2、给定电压值的电于公用电网和工业电网中，将某一给定电压值的电能转变为所要求的另一电压值的电能，以利于电能能转变为所要求的另一电压值的电能，以利于电能的合理输送、分配和使用。的合理输送、分配和使用。2.1.2 2.1.2 电力变压器的结构电力变压器的结构1常用三相油浸式电力变压器常用三相油浸式电力变压器如图下图所示如图下图所示如图如图 三相油浸式电力三相油浸式电力变压器的结构变压器的结构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(储油储油柜柜)5油位指示器油位指示器6防爆管防爆管 7瓦斯继电瓦斯继电器器 8高压套管高压套管 9低压低压套管套管 10分接开关分接开关11油箱及散热

3、油管油箱及散热油管 12铁心铁心 13绕组及绝缘绕组及绝缘 14放油阀放油阀 15小车小车 16接地端子接地端子（1）储油柜（油枕）储油柜（油枕）内储有一定的油内储有一定的油作用：补充变压器因油箱渗油和油温变化造成作用：补充变压器因油箱渗油和油温变化造成 的油量下降，当变压器油发生热的油量下降，当变压器油发生热胀冷缩时保持与周围大气压力的平衡胀冷缩时保持与周围大气压力的平衡 （2）吸湿器吸湿器作用：吸收进入油枕内的空气的水分。作用：吸收进入油枕内的空气的水分。（3）净油器）净油器作用：对运行中的变压器油进行过滤净化，延缓变压器油老化的装置。作用：对运行中的变压器油进行过滤净化，延缓变压器油老化

4、的装置。（4）测温装置）测温装置作用：监视变压器油箱内的上层油温，常用的测温装置有水银式温度计、气压式温度作用：监视变压器油箱内的上层油温，常用的测温装置有水银式温度计、气压式温度计和电阻计温度计计和电阻计温度计 （5）油标）油标作用：指示右面的作用：指示右面的 高度，便于运行人员了解油面的高度高度，便于运行人员了解油面的高度 （6）防爆管）防爆管 作用：作用：防止油箱发生爆炸事故。当油箱内部发生严重的短路故障时，油的急剧分解防止油箱发生爆炸事故。当油箱内部发生严重的短路故障时，油的急剧分解产生大量的瓦斯气体，导致油箱内部压力剧增从而使防爆管的出口处玻璃会自行产生大量的瓦斯气体，导致油箱内部压

5、力剧增从而使防爆管的出口处玻璃会自行破裂，释放压力，并使油流向一定方向喷出。破裂，释放压力，并使油流向一定方向喷出。（7）分接开关）分接开关 作用：作用：用于改变变压器的绕组匝数以调节变压器的输出电压。用于改变变压器的绕组匝数以调节变压器的输出电压。2.其结构的作用其结构的作用3环氧树脂浇注的三相干式变压器（树脂绝缘干式变压器）环氧树脂浇注的三相干式变压器（树脂绝缘干式变压器）图下为环氧树脂浇注绝缘的三相干式电力变压器的结构图。图下为环氧树脂浇注绝缘的三相干式电力变压器的结构图。如图如图 环氧树脂浇注绝缘的三环氧树脂浇注绝缘的三相干式电力变压器相干式电力变压器1高压出线套管和接线端子高压出线套

6、管和接线端子 2吊环吊环 3上夹件上夹件 4低压低压出线接线端子出线接线端子 5铭牌铭牌6环氧树脂浇注绝缘绕组环氧树脂浇注绝缘绕组 7上下夹件拉杆上下夹件拉杆 8警示标警示标牌牌 9铁心铁心 10下夹件下夹件11小车小车 12三相高压绕组三相高压绕组间的连接导体间的连接导体 13高压分接高压分接头连接片头连接片（1）结构特点：）结构特点：1）高低压绕组各自用环氧树脂浇注，并同轴套在铁心柱上；）高低压绕组各自用环氧树脂浇注，并同轴套在铁心柱上；2）高低压绕组间有冷却气道，使绕组散热；）高低压绕组间有冷却气道，使绕组散热；3）三相绕组间的连线也由环氧树脂浇注而成，使所有带电部分）三相绕组间的连线也

7、由环氧树脂浇注而成，使所有带电部分都不暴露在外。都不暴露在外。（2）容量）容量 30KVA到几千到几千KVA，最高可达上万，最高可达上万KVA。（3）高压侧电压有高压侧电压有6、10、35KV；低压侧电压为低压侧电压为230/400V。注：我国生产的干式变压器有注：我国生产的干式变压器有SC系列和系列和SG系列等。系列等。2.2 2.2 互感器互感器1互感器互感器电流互感器和电压互感器的统称，又称仪用变压器或测量电流互感器和电压互感器的统称，又称仪用变压器或测量互感器。互感器。2作用：根据变压器的变压、变流原理将一次电量（电压、电流）转作用：根据变压器的变压、变流原理将一次电量（电压、电流）转

8、变为同类型的二次电量，该二次电量可作为二次回路中测量仪表、保变为同类型的二次电量，该二次电量可作为二次回路中测量仪表、保护继电器等设备的电源或信号源护继电器等设备的电源或信号源3主要功能：主要功能：（1）变换功能）变换功能 将一次回路的大电压和大电流变换成适合仪表、继电器工作的小电压将一次回路的大电压和大电流变换成适合仪表、继电器工作的小电压和小电流。和小电流。（2）隔离和保护功能）隔离和保护功能 作为一、二次电路之间的中间元件，不仅使仪表、继电器等二次设备作为一、二次电路之间的中间元件，不仅使仪表、继电器等二次设备与一次主电路隔离，提高了电路工作的安全性和可靠性，而且有利于与一次主电路隔离，

9、提高了电路工作的安全性和可靠性，而且有利于人身安全。人身安全。（3）扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围）扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围 通过改变互感器的变比，可以反应任意大小的主回路电压和电流值，通过改变互感器的变比，可以反应任意大小的主回路电压和电流值，便于二次设备制造规格统一和批量生产。互感器的二次侧的电流或电便于二次设备制造规格统一和批量生产。互感器的二次侧的电流或电压额定值统一规定为压额定值统一规定为5A（1A）及）及 100V。2.2.1 电流互感器电流互感器简称简称CT，文字符号，文字符号TA，是变换电流的设备。，是变换电流的设备。基本原理基本原理电流互感器的基本结构和原理

10、如图电流互感器的基本结构和原理如图4-13所示，所示，3.结构特点：结构特点：（1）一次绕组匝数少，二次绕组匝数多）一次绕组匝数少，二次绕组匝数多（2）一次绕组导体较粗，二次绕组导体细）一次绕组导体较粗，二次绕组导体细（3）一次绕组串接在一次电路中，二次绕组与仪表、继电器电流线圈串联，）一次绕组串接在一次电路中，二次绕组与仪表、继电器电流线圈串联，形成闭合回路。由于这些电流线圈阻抗很小，工作时电流互感器的二次形成闭合回路。由于这些电流线圈阻抗很小，工作时电流互感器的二次回路接近短路状态。回路接近短路状态。4.电流互感器的变流比用电流互感器的变流比用Ki表示表示式中，式中，I1N 一次侧额定电流

11、值；一次侧额定电流值；I2N 二次侧额定电流值；二次侧额定电流值；N1 一次一次绕组匝数；绕组匝数；N2 二次绕组匝数；变流比二次绕组匝数；变流比Ki一般表示成如一般表示成如1005A的形式。的形式。1.原理原理变电所中装设的电流互感器，由于一次主电路电流很大，所以电流互感器变电所中装设的电流互感器，由于一次主电路电流很大，所以电流互感器一次绕组匝数极少，绕组截面粗，直接串接于主回路中；二次绕组外接测一次绕组匝数极少，绕组截面粗，直接串接于主回路中；二次绕组外接测量仪表和继电保护装置的电流绕组，负荷阻抗极小。所以电流互感器相当量仪表和继电保护装置的电流绕组，负荷阻抗极小。所以电流互感器相当于一

12、台容量很小、工作状态近似副边短路的变压器，结构上也类似变压器。于一台容量很小、工作状态近似副边短路的变压器，结构上也类似变压器。2.组成：一次绕组、铁心、二次绕组组成：一次绕组、铁心、二次绕组电流互感器类型电流互感器类型1）按一次电压分）按一次电压分 高压高压 低压低压2）按一次绕组匝数分）按一次绕组匝数分 单匝单匝(包括母线式、芯柱式、套管式包括母线式、芯柱式、套管式)多匝式多匝式(包括线圈式、线环式、串级式包括线圈式、线环式、串级式)。3）按用途分）按用途分 测量用测量用保护用保护用4）按准确度级分）按准确度级分 测量用电流互感器有测量用电流互感器有0.1，0.2，0.5，1，3，5等级，

13、等级，保护用电流互感器一般为保护用电流互感器一般为5P和和10P两级。两级。5）按绝缘介质类型分）按绝缘介质类型分 油浸式、环氧树脂浇注式、干式、油浸式、环氧树脂浇注式、干式、SF6气体绝缘等；气体绝缘等；6）按铁心分）按铁心分 同一铁心和分开（两个）铁心两种。同一铁心和分开（两个）铁心两种。说明说明 高压电流互感器通常有两个不同准确度级的铁心和二次绕组，分别高压电流互感器通常有两个不同准确度级的铁心和二次绕组，分别接测量仪表和继电器。测量用的电流互感器铁心在一次电路短路时易接测量仪表和继电器。测量用的电流互感器铁心在一次电路短路时易于饱和，以限制二次电流的增长倍数，保护仪表。保护用的电流互感

14、于饱和，以限制二次电流的增长倍数，保护仪表。保护用的电流互感器铁心在一次电路短路时不应饱和，二次电流与一次电流成比例增长，器铁心在一次电路短路时不应饱和，二次电流与一次电流成比例增长，以保证保护灵敏度的要求。以保证保护灵敏度的要求。2.2.2 电压互感器电压互感器简称简称PT，文字符号，文字符号TV。是变换电压的设备。是变换电压的设备。1基本原理和结构基本原理和结构 电压互感器的基本结构原理如图电压互感器的基本结构原理如图4-19所示所示图图4-19 电压互感器的基本结构和接线电压互感器的基本结构和接线1铁心铁心 2一次绕组一次绕组 3二次绕组二次绕组1.原理原理 变电所中装设的电压互感器，由

15、于一次主电路电压很高，所以一次绕组匝变电所中装设的电压互感器，由于一次主电路电压很高，所以一次绕组匝数较多，直接并联于一次电路中；二次绕组匝数较少，直接和测量仪表及数较多，直接并联于一次电路中；二次绕组匝数较少，直接和测量仪表及继电保护装置的电压绕组相连，负荷阻抗很大。因此，电压互感器相当于继电保护装置的电压绕组相连，负荷阻抗很大。因此，电压互感器相当于一台容量很小、工作状态近似副边开路的变压器，结构上也类似变压器一台容量很小、工作状态近似副边开路的变压器，结构上也类似变压器2.组成组成 1)一次绕组一次绕组 2)二次绕组二次绕组 3)铁心铁心3.结构特点结构特点 1）一次绕组并联在主回路中，

16、二次绕组并联二次回路中的仪表、继电一次绕组并联在主回路中，二次绕组并联二次回路中的仪表、继电器等的电压线圈，由于这些二次绕组的电压线圈阻抗很大，电压互感器工器等的电压线圈，由于这些二次绕组的电压线圈阻抗很大，电压互感器工作时二次绕组接近于开路状态。作时二次绕组接近于开路状态。2）一次绕组匝数较多，二次绕组的匝数较少，相当于降压变压器。一次绕组匝数较多，二次绕组的匝数较少，相当于降压变压器。3）一次绕组的导线较细，二次绕组的导线较粗。一次绕组的导线较细，二次绕组的导线较粗。二次侧额定电压一般为二次侧额定电压一般为100V，用于接地保护的电压互感器二次侧额定电压，用于接地保护的电压互感器二次侧额定

17、电压为（为（100/）V，辅助二次绕组则为（，辅助二次绕组则为（100/3）V。4.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：式中，式中，U1N 电压互感器一次绕组额定电压电压互感器一次绕组额定电压;U2N 电压互感器二次绕组额电压互感器二次绕组额定电压定电压;N1 一次绕组的匝数一次绕组的匝数;N2 二次绕组的匝数二次绕组的匝数;变压比变压比Ku通常表示成通常表示成如如100.1kV的形式。的形式。注：电压互感器有单相和三相两类，在成套装置内，采用单相电压互感器较为注：电压互感器有单相和三相两类，在成套装置内，采用单相电压互感器较为常见。常见。1电压互感器的类型电压互感器的类型

18、 类型类型按绝缘介质分按绝缘介质分 油浸式、干式（含环氧树脂浇注式）油浸式、干式（含环氧树脂浇注式）按使用场所分按使用场所分 户内式、户外式户内式、户外式按相数分按相数分 三相式、单相式三相式、单相式 按电压分按电压分 高压（高压（1KV以上）、低压（以上）、低压（0.5KV及以下）及以下）按绕组分按绕组分 三绕组、双绕组三绕组、双绕组按用途分按用途分 测量用的其准确度要求较高，规定为测量用的其准确度要求较高，规定为0.1、0.2、0.5、保护用的准确度较低，一般有保护用的准确度较低，一般有3P级和级和6P级，其中用于小接地级，其中用于小接地系统电压互感器系统电压互感器(如三相五心柱式如三相五

19、心柱式)的辅助二次绕组准确度级的辅助二次绕组准确度级规定为规定为6P级；级；按结构原理分按结构原理分 电容分压式、电磁感应式电容分压式、电磁感应式2.3 2.3 熔断器熔断器1 1种类种类（1 1）高压熔断器）高压熔断器（2 2）低压熔断器）低压熔断器2 2熔断器熔断器 文字符号文字符号FUFU定义：定义：用于过电流保护的最为简单和常用的电器。用于过电流保护的最为简单和常用的电器。功能：功能：当通过的电流超过规定值并经过一定的时间后熔体（熔丝或熔当通过的电流超过规定值并经过一定的时间后熔体（熔丝或熔片）熔化而分断电流，断开电路来完成短路保护和过负荷保护功能。片）熔化而分断电流，断开电路来完成短

20、路保护和过负荷保护功能。熔断器的体积很小，但却能分断很高的短路电流。熔断器的体积很小，但却能分断很高的短路电流。3 3过电流的概念过电流的概念 是短路和过负荷的统称，是输配电线路中时常出现的一种故障。当电是短路和过负荷的统称，是输配电线路中时常出现的一种故障。当电路通过的实际电流超过其规定条件下的额定值，即是过电流，简称过路通过的实际电流超过其规定条件下的额定值，即是过电流，简称过流。流。（1 1）过负荷电流）过负荷电流 超过额定值相对不多的一种电流。因此，过负荷只超过额定值相对不多的一种电流。因此，过负荷只要不是过大，持续时间不是过长，或过于频繁，一般对系统的影响不要不是过大，持续时间不是过

21、长，或过于频繁，一般对系统的影响不大。大。（2 2）短路电流）短路电流 可达额定电流的十多倍甚至几十、上百倍从而产生相可达额定电流的十多倍甚至几十、上百倍从而产生相当严重的后果，须设法避免和防护。当严重的后果，须设法避免和防护。2.3.1 2.3.1 高压熔断器高压熔断器注：对于注：对于“自爆式自爆式”熔断器，在熔断器，在“R”前面加字母前面加字母“B”1.作用作用 在输配电系统中，对容量小且不太重要的负荷，广泛采用高压熔断在输配电系统中，对容量小且不太重要的负荷，广泛采用高压熔断器作为高压输配电线路、电力变压器、电压互感器和电力电容器等电气设器作为高压输配电线路、电力变压器、电压互感器和电力

22、电容器等电气设备的短路和过负荷保护。备的短路和过负荷保护。户内广泛采用户内广泛采用RN系列的高压管式限流熔断器系列的高压管式限流熔断器户外则广泛使用户外则广泛使用RW4、RW10F等型号的高压跌开式熔断器，或等型号的高压跌开式熔断器，或RW10-35型型的高压限流熔断器。的高压限流熔断器。2高压熔断器的全型号的表示和含义如下：高压熔断器的全型号的表示和含义如下：图图2 熔管内部结构剖面图熔管内部结构剖面图1金属管帽金属管帽 2瓷熔管瓷熔管 3工作工作熔体熔体 4指示熔体指示熔体 5锡球锡球 6石英砂填料石英砂填料 7熔断指示器熔断指示器(熔断熔断后弹出状态后弹出状态)图图1 RN1及及RN2型

23、熔断器外形型熔断器外形1瓷熔管瓷熔管 2金属管帽金属管帽 3弹性弹性触座触座4熔断指示器熔断指示器5接线端子接线端子 6瓷瓷绝缘子绝缘子7铸铁底座铸铁底座 2.3.22.3.2 低压熔断器低压熔断器1.功能功能 主要是具有低压配电系统的短路保护功能，有的也能实现过负主要是具有低压配电系统的短路保护功能，有的也能实现过负荷保护。荷保护。2.主要缺点主要缺点 熔体熔断后须更换，引起短时停电，保护特性和可靠性相熔体熔断后须更换，引起短时停电，保护特性和可靠性相对较差，在一般情况下，须与其他电器配合使用。对较差，在一般情况下，须与其他电器配合使用。3.种类种类 插入式（插入式（RC型）、螺旋式（型）、

24、螺旋式（RL型）、无填料密闭管式（型）、无填料密闭管式（RM型）型）、有填料封闭管式（、有填料封闭管式（RT型）、引进技术生产的有填料管式型）、引进技术生产的有填料管式gF、aM系列、高分断能力的系列、高分断能力的NT型等。型等。4.国产低压熔断器的全型号的表示和含义如下：国产低压熔断器的全型号的表示和含义如下：注：上述型号不注：上述型号不适用于引进适用于引进技术生产的技术生产的熔断器，如熔断器，如NT、gF、aM等。等。RC1系列瓷插式熔断器系列瓷插式熔断器1）结构结构 如图如图4-28所示为所示为RC1A型的结型的结构构2)特点：结构简单，特点：结构简单，价格低，使用方便，价格低，使用方便，断流容量小，动作误断流容量小，动作误差大，差大，3)应用：在应用：在500V以以下的线路末端，作不下的线路末端，作不重要负荷的电力线路、重要负荷的电力线路、照明设备和小容量的照明设备和小容量的电动机的短路保护用。电动机的短路保护用。如居民区、办公楼、如居民区、办公楼、农用负荷等要求不高农用负荷等要求不高的供配电线路末端的的供配电线路末端的负荷。负荷。