VCB_信息与通信_工程科技_专业资料。培训讲义 2010.10.28 国内电网情况 电力系统：是由发电机、变压器、电力线路及用电 设备组成的发电、变电、输电、配电和用电等环节的 电能生产、传输、分配和消费的系统。 国内电网从大的来说
培训讲义 2010.10.28 国内电网情况 电力系统：是由发电机、变压器、电力线路及用电 设备组成的发电、变电、输电、配电和用电等环节的 电能生产、传输、分配和消费的系统。 国内电网从大的来说，除台湾外，全国电网分2个， 即国家电网和南方电网。国家电网包括包括华东、华中 、华北、西北、东北等26个省（自治区、直辖市）；南 方电网包括广东、广西、云南、贵州、海南五省电网。 从区域来分，分东北电网，华北电网，华中电网， 华东电网，西北电网，南方电网。 从省一级来分，每个省即一个省网。 中国五大发电集团：中国华能集团公司、中国大唐 集团公司、中国华电集团公司、中国国电集团公司、中 国电力投资集团公司 2 国内电网情况 国内系统电压等级： 220V——日常照明用电电压； 380V(400V)——动力电路电压； 3kV(3.15kV) 6kV(7.2kV) 10kV(12kV) 35kV(40.5kV) 66kV(72.5kV) 110kV(126kV) 220kV(252kV) 330kV(363kV) 500kV(550kV) 750kV(800kV) 配电线路 低压 中压 高压 输电线路 高压线 国内电网情况 国内特殊电网电压： 20kV(24kV)——江苏工业园 (1996年5月份投运) 国家电网公司于2007年下达了“关于推广20kV电压等级的通知”江苏 省于2008年8月起决定在全省13个地市范围内开展20kV电压等级的试点推行。 国内还有许多省市区推广和扩大20kV供电电压，如辽宁省南芬区自2003年起， 决定20kV中压配电电压电网建设。河北省沧州渤海于2007年批准20kV中压配 电网系统的建设。湖北省宜昌白泽化学工业园于2008年开始采用20kV中压配 电系统。上海临港新城经上海交大、上海电力公司等单位的论证，也决定采 用20kV配电电压等级； 25kV(27.5kV)——铁道牵引变电所电压； 将电能从电力系统传送给电力机车的电力装置的总称叫电气化铁路的供 电系统，又称牵引供电系统，主要由牵引变电所和接触网两大部分组成。牵 引变电所将电力系统输电线kV，经馈电、 线将电能送至接触网；接触网沿铁路上空架设，电力机车升弓后便可从其取 得电能，用以牵引列车。 4 国内电网情况 国际，高压指35～220kV，超高压通常指330～1000kV，特 高压指1000kV及以上电压。 国内发电机电压：400V、3.15kV、6.3kV、10.5kV等； 发电厂发出6kV或10kV电，除发电厂自己用之外，也可以用 10kV电压送给发电厂附近用户，10kV供电范围为10Km、35kV为 20~50Km、66kV为30~100Km、110kV为50~150Km、220kV 为100~300Km、330kV为200~600Km、500kV为150~850Km。 国内用电设备电压：220V、380V、3kV、6kV和10kV等； 国内现有电网的电压等级配置大致可分成二大类： 110/220/500kV或110/330kV 10/66/220kV或10/35/110/220kV 5 断路器概述 断路器定义(用途)??断路器是电力系统最重要的开关 电器，它不仅能接通(关合)和分断(开断)运行回路正常 工作电流、过载电流，还能自动分断(开断)电力系统中 短路故障电流。 断路器按电压分类??高压断路器和低压断路器。一般 将3kV以上的成为高压电器（GB1984-2003）。其中高压 断路器又可以分中压断路器（6kV～40.5kV）与高压断路 器（66kV以上）。 110kV断路器 10kV断路器 低压断路器 6 高压断路器概述 高压断路器(或称高压开关)是电站、变电所主要的电 力控制设备,具有灭弧特性,当系统正常运行时,它能切断 和接通线路及各种电气设备的空载和负载电流;当系统发 生故障时,它和继电保护（综合保护）配合,能迅速切断故 障电流,以防止扩大事故范围。因此，高压断路器工作的 好坏，直接影响到电力系统的安全运行； 按灭弧介质分有??油断路器、真空断路器、六氟化硫断 路器、压缩空气断路器等； 按极数分有??单级、二级、三级； 按安装方式分有??固定式、手车式； 按安装场所分类??户内、户外； 按操作方式分有??电动操作和手动操作； 7 油断路器 油断路器??触头在油内分合的断路器。 可分为多油断路器和少油断路器。在多油断路器中，油不 仅作为灭弧介质，而且还作为绝缘介质，因此用油多，体 积大。在少油断路器中，油只作为灭弧介质，因此用油量 少体积小，耗用钢材少。目前已淘汰的断路器。 多油断路器 少油断路器 8 真空断路器 真空断路器??触头在高真空的泡内分合的断路器。 特点：体积小，重量轻，动作快，安全可靠，寿命长，开 断能强、便于维修。是目前中压领域主要使用的断路器。 9 断路器概述 SF6断路器??触头在六氟化硫气体内分合的断路器。 特点：断流能力强、灭弧速度快，电绝缘性能好，检修 周期长。缺点：价格较高。主要是用于投切电容器组用。 10 型号的含义 断路器型号的含义： 我国断路器型号根据国家技术标准的规定，一般由文字符号和数字按以下方式组成： ①②③-④⑤/⑥-⑦ ①—产品字母代号，用下列字母表示：S—少油断路器； D—多油断路器；K—空气断路器；L—六氟化硫断路器； Z—真空断路器；Q—产气断路器；C—磁吹断路器。 ②—装置地点代号；N—户内，W—户外。 ③—设计系列顺序号；以数字1、2、3……表示。 ④—额定电压，kV。 ⑤—其它补充工作特性标志，G—改进型，F—分相操作。 ⑥—额定电流，A。 ⑦—额定短路开断电流，kA。 11 型号的含义 例： 行业通用型号 ZN63A-12E/1250-31.5 Z： 真空断路器 N： 户内 63A： 设计序号 12： 额定电压kV E： 固封极柱 1250： 额定电流A 31.5： 额定短路开断电流kA 12 型号的含义 公司自已专用型号，一般由文字符号和数字按以下方式组成： V N □ □- □ □/ □ - □ 额定短路开断电流 额定电流 单位kA 单位A E：固封极柱(缺省为绝缘筒) GY：高原型 额定电压(最高运行电压) 单位kV d代表单稳态永磁机构（缺省为弹簧机构） 设计序号：1代表40.5 2代表24 3代表12 N:库柏耐吉 V:英文vacuum表示线 型号的含义 例： 公司专用型号 VN3d-12E/1250-31.5 V： vacuum真空 N： nacher 耐吉 3： 设计序号 d： 永磁机构 12： 额定电压kV E： 固封极柱 1250： 额定电流A 31.5： 额定短路开断电流kA 14 型号的含义 型号的含义： 其它 FP4025D FP： 苏州阿海珐生产的六氟化硫断路器型号 40： 额定电压40.5kV（12代表12kV） 25： 额定短路开断电流25kA（31代表31.5kA） D： 额定电流1250A（C：800A E：1600A F：2000A G：2500A） SF1-40.5 SF ： 北京施耐德生产的六氟化硫断路器型号 1： 额定短路开断电流25kA（2代表31.5） 40.5： 额定电压kV 其它： 额定电流2000A 15 断路器的组成 线. 真空灭弧室 操作机构 绝缘部件(支撑件) 线. 传动系统 机架 机构 框架 传动 系统 16 绝缘部件 真空灭弧室 真空灭弧室 ……围绕开关的触头，用以限制电弧空间 位置并加速电弧熄灭的装置。 国产品牌：陕西宝光、成都旭光、贵州宇光、北京京东 方、湖北汉光等； 进口或合资品牌：库柏、西门子（德国）、阿海珐（法 国）、伊顿（美国）； 17 操作机构 操作机构……操作开关设备使它合、分的装置。 分类：电磁操作机构、弹簧操作机构、永磁操作机构等； 电磁 弹簧 永磁 电磁机构缺点：操作电流较大，蓄电磁或直流屏负荷太 大，目前在制造上基本被弹簧机构所替代。 永磁机构特点：结构简单，安全可靠，机构寿命高，免 维护理念，是今后断路器发展的必然趋势。 18 绝缘部件 绝缘部件 ……用于支撑及绝缘带电部件的设备。 空气绝缘 复合绝缘 敞开式 绝缘筒 固封极柱 带电体部分完全 裸露在空气中， 他的绝缘水平随 着空气中的湿度、 灰尘以及运输过 程中磕碰而变化， 并易受小动物 等异物的影响。 将灭弧室保护在 环氧树脂套管内， 这种套管没有完 全把高压带电部 分包起来，里面 还是会受灰尘、 潮气、昆虫等的 影响。 它通过整体浇注 工艺，将灭弧室 及出线端全部包 封起来，这样不 仅缩小整体尺寸， 而且完全不受外 界环境的影响， 提高了绝缘强度。 灭弧原理 灭弧原理： 断路器配用的真空灭弧室具有极高 的真空度。断路器在系统中，在正 常分闸或短路开断时，动触头在操 作机构的力的带动下，动、静触头 分离并在其间产生电弧，由于动、 静触头的特殊设计，在动静触头间 产生适宜的磁场，控制电弧在触头 表面均匀，移动燃烧，并维持低的 电弧电压，当电弧电流自然过零 时，残留的离子、电子和蒸气电磁 场作用下，很快复合或凝聚在触头 表面和屏蔽罩上。灭弧室断口的绝 缘强度很快恢复，从而使电弧熄 灭，达到分断目的。 20 主要参数 订货时主要参数： 额定电压（kV）：12、24、40.5 额定电流（A）：630、1250、1600、2000、2500、 3150、4000、5000 开断电流（kA）：20、25、31.5、40、50 相间距：12kV：150、210、230、250、275 24kV：210、275 40.5kV：280、300、350、460 安装方式：手车式、固定式 其它特殊要求：如使用场所、内部配置等 21 主要参数 使用场所： 高海拨场所： 标准规定断路器正常使用的海拨高度为1000米； 投切电容器场所： A：针对断路器内部使用的灭弧室做老炼处理。 B：整台断路器向第三方试验站委托老练试验。 发电机出口： 根据具体的技术参数来评定。 22 附件配置 断路器内部附件配置： 防跳继电器……防止开关跳跃。 闭锁电磁铁……防止断路器在失电状态下动作。 过流电磁铁……通过二次保护来实现过流脱扣。通 常可以带2只或3只，电流规格有2.5A、3.5A、5A。 失压电磁铁……通过二次保护来实现失压脱扣。 （很少使用） 其它：固定式断路器要考虑机械联锁。 23 公司生产断路器的型号 12kV断路器： 1）CE系列 模块化机构 固封极柱 2）VN3系列 模块化机构 固封极柱 3）ZN63A-12 弹簧机构 4）ZN65-12 弹簧机构 24 公司生产断路器的型号 24kV断路器： 1）VN2系列 固封极柱 弹簧机构 2）VS1-24 弹簧机构 25 公司生产断路器的型号 27.5kV断路器： 1）VN1-27.5 主要用于：牵引变电所的 功能是将三相的110KV 高压交流电变换为两个单 相27.5KV的交流电，然 后向铁路上、下行两个方 向的接触网（额定电压为 25KV）供电，其间通过 断路器（或负荷开关）的 操作，实行双边（或单边） 供电。 26 公司生产断路器的型号 35kV断路器： 1）VN1系列 弹簧机构 固封极柱 2）ZN85-40.5 弹簧机构 3）ZN85B-40.5 弹簧机构 4）ZN12-40.5 弹簧机构 27 公司生产断路器的型号 35kV断路器： 5）ZN23-40.5 弹簧机构 6）FP40□-40.5 弹簧机构 7）SF1/SF2-40.5 弹簧机构 28 安装方式 断路器的安装方式： A. 母线室 C. 电缆室 B. 断路器手车室 D.继电器仪表室 图四 开关设备结构示意图 手车式 固定式 29 非标手车 非标类手车……通常公司所指的意思是除断路器手车以外的手车。 如隔离手车、计量手车、PT手车、变压器手车、熔断器手车、接地 手车、验电手车、避雷器手车等；每一种移开式开关柜中所用的非 标手车也基本上不一致。 30 隔离手车 隔离手车……作用同隔离开关；用于移开式开关柜中，而 隔离开关用于固定柜中。 隔离手车 31 电压互感器手车 计量手车……作用电路用电量的计量，手车上一 般装熔断器以及计量精度高的PT（电压互感器）， 此类手车通常做防窃电处理。 计量手车 PT手车 PT手车（电压互感器手车）……作用测量电路中 的电压及保护输出，手车上一般装熔断器以及精 度一般的PT（电压互感器），也可以带一组避雷 器，形式样子等同计量手车。 32 非标手车 熔断器手车……作用起短路保护作用；手车上一般装熔 断器（有保护电压互感器的、也有保护变压器的）。 熔断器手车 33 非标手车 变压器手车……作用变压。手车上装熔断器及变压器， 这类手车较少，因为变压器通常体形较大，更多时候 装于开关柜内再加一台熔断器手车。 变压器手车 34 非标手车 接地手车……作用接地。一般用于些开关柜内没办 法装接地开关的柜子，停电时使用。 接地手车 35 非标手车 验电手车……作用配合验电。 36 电气符号 常用电气符号： 断路器 隔离开关 负荷开关 接地开关 熔断器 电压互感器 避雷器 变压器 电流互感器 高压带电显示 接地 37 元器件 元器件： 接地开关 熔断器 电压互感器 38 元器件 元器件： 避雷器 过电压保护器 变压器 电流互感器 39 元器件 元器件： 传感器及带电显示装置 40 方案 41 非标手车 熔断器手车 42 配柜情况 10kV开关柜 柜型 尺寸（W*H*L） 650*2300*1500（1660） KYN28A 敷铝锌板 800*2300*1500（1660） 1000*2300*1500（1660） KYN18C KYN100 钢板 800*2200*1650（1800） 1000*2200*1650(1800) 900*2300*950 XGN66 ZKS5 钢板 敷铝锌板 950*2300*950 配本公司断路器 VS1-12、VN3系列 VS1-12、VN3系列、ZN65 VS1-12、VN3系列、ZN65 ZN65-12、ZN12 ZN65-12、ZN12 VS1-12、VN3系列 VS1-12、VN3系列 ABB的VD4 西门子3AH 系列 ABB的VD4、 华电VEP、 伊顿W-VACX 其用断路器 相距 150mm 210mm 275mm 210mm 250mm 210mm 210mm 275mm 1100*2650*1200 XGN2 钢板 1200*2650*1200 VS1-12、VN3系列、ZN65、 ZN28 VS1-12、VN3系列、ZN65、 ZN28 210mm 备注 电流小于1250A以下 电流小于1600A及以下 2000A及以上，也可用小电流 电流小于1250A以下 1600A及以上，也可用小电流 适用于630A电流 适用于1250A电流 适用于1600A及以上面谈 电流小于1600A及以下 2000A及以上，也可用小电流 ABB的VD4 275mm 43 配柜情况 24kV开关柜 柜型 尺寸（W*H*L） 配本公司断路器 其用断路器 相距 备注 800*2370*1760 KYN28A 敷铝锌板 1000*2370*1760 VN2系列 VD4、HD4 VN2系列 210mm 电流小于1250A以下 275mm 1600A及以上，也用小电流 44 配柜情况 35kV开关柜 柜型 ASN1 敷铝锌板 KYN61 钢板 敷铝锌板 尺寸（W*H*L） 1200（1400）*2400*2600 1200（1400）*2400*2600 1400（1200）*2600*2800 配本公司断路器 VN1系列 ZN85C系列 ZN85-40.5 PF-40.5 其用断路器 VD4、HD4 LN2 相距 280mm 280mm 300mm 300mm 备注 用于设计选型 用于常规类 柜体高度可以用2800，同样 ZN85也可以用3000柜深， 但影响价格。 只有此种尺寸 1400*2600*3000 1400*2600*3000 1400*2800*2800 SF-40.5 ZN85B-40.5 PF-40.5 SF-40.5 ZN12-40.5、ZN23-40.5 ZN23-40.5、ZN12-40.5 PF-40.5、SF-40.5 ZN85-40.5、ZN85B-40.5 ZN23-40.5、ZN12-40.5 PF-40.5、SF-40.5 ZN85-40.5、ZN85B-40.5 西门子3AH4 300mm 300mm 300mm 300mm 350mm 460mm 460mm 460mm 460mm 460mm 460mm 常根据方案加深 常根据方案加深 常根据方案加深 常根据方案加深 常根据方案加深 常根据方案加深 KYN61B 敷铝锌板 KYN10钢板 GBC 钢板 1400*2800*2800 1400*2800*3000 1400*2625*2400 1800*2500*2000 1800*2500*2000 1800*2500*2000 1800*2925*2500 JYN1 钢板 XGN□ 钢板 1800*2925*2500 1800*2925*2500 2000*3800*3200 2000*3800*3200 ZN12-40.5、ZN23-40.5 PF-40.5、SF-40.5 460mm 460mm 45 行业知名品牌 ABB集团位列全球500强企业，集团总部位于瑞士苏黎世。 VC线线 行业知名品牌 厦门华电 VEP固封型真空断路器 AMS开关柜 AMS开关柜 VEP固封型线 行业知名品牌 常州森源（常州伊顿森源开关有限公司） ，原VS1断路器主要开发厂家，VS1总销量全国第二。 3AS2固封型真空断路器 吉林永大，生产永磁机构断路器 VS1线永磁式真空断路器 YWL永磁式线永磁式线 行业知名品牌 其它一些用于10kV中置柜内断路器的型号及厂家。 施耐德EV12真空断路器 富士HS真空断路器 常州明及VBM断路器 东芝VK真空断路器 伊顿W-VACX真空断路器 比利时EIB公司VB5线kV开关柜、断路器的型号及厂家。 常州太平洋KYN58-40.5中置柜 常州太平洋ZN48A真空断路器 福州天宇ZN91真空断路器 江苏东源VED4真空断路器 江苏东源ZN92-40.5真空断路器 ABB 公司ZS3.2开关柜 50 行业知名品牌 27.5kV断路器的型号及厂家。 宁波天安VT10-27.5真空断路器 宁波伟隆ZNT2-27.5线 其它控制器件： 隔离开关……隔离开关是在高压电气装置中保证工 作安全的开关电器，结构简单，没有灭弧装置，不能用 来接通和断开负荷电流电路。隔离开关的作用为：隔离 电源，倒闸操作，接通和切断小电流电路。 负荷开关……具有简单的灭弧装置，因而能通断一 定的负荷电流和过负荷电流。但不能断开短路电流，因 此它常与高压熔断器串联使用。以便用熔断器来切除短 路故障。 52 真空接触器与真空断路器有何区别？ 真空接触器容量小,灭弧能力不如断路器,但操作能 量小.一般用于负荷容量不大,适合频繁操作.但开关故障 电流能力有限,一般配合高压熔断器使用,即F-C组合. 真空断路器容量相对大,灭弧能力强,一般不频繁操 作,但是可以与保护配合切断故障电流. 从出现故障时开关动作时间上考虑，由于接触器主 回路中直接接入熔断器，熔断器的动作时间快于断路器 ，因此在有此场合，如保护变压器及重要设备，接触器 的可靠性更高一点。 53 标准 常用标准： GB1984 中华人民共和国国家标准《交流高压断路器》 JB3855 中华人民共和国机械行业标准 《3.6~ 40.5kV 户内交流高压线 中华人民共和国电力行业标准《交流高压断路 器订货技术条件》 DL403 中华人民共和国电力行业标准《12kV~ 40.5kV 高压真空断路器订货技术条件》 IEC60056 国际电工委员会标准 54 技术参数 技术参数注解表: 额定电压……在规定的使用和性能以条件下能连续运行的最高电压 ，并以它决定开关设备的有关试验条件。 额定电流……在规定的使用和性能的条件下，开关设备主回路能够 连续承载的电流数值。 额定频率……在规定的正常使用和性能条件下能连续运行的电网频 率数值。 工频耐受电压……按规定的条件和时间进行试验时设备。耐受的工 频电压标准值(有效值)。 雷电冲击耐受电压……在耐压试验时，设备绝缘能耐受的操作(雷电) 冲击电压的标准值。 额定短时耐受电流额定热稳定电流……在规定的使用和性能条件 下，在确定的短时间内开关在闭合位置所能承载电流有效值。 55 技术参数 技术参数注解表: 额定峰值耐受电流额定动稳定电流……在规定的使用和性能条件 下，开关在闭合位置所能耐受的额定短时耐受电流第一个大半 坡的峰值电流。 额定短路开断电流……在规定条件下，断路器能保证正常开断的最 大短路电流。 额定短路关合电流……在额定电压以及规定使用和性能条件下，开 关能保证正常关合的最大短路峰值电流。 额定短路持续时间额定热稳定时间……机械时开关在闭合位置所 能承载其额定短时耐受电流的时间间隔。 额定操作顺序……具有规定时间间隔的一连串规定的操作。 额定单个电容器组开断电流……在规定条件下，开断单个电容器组 时的开断电流。 56 技术参数 技术参数注解表: 额定背对背电容器组开断电流……在规定条件下，当开关电源测接 有一个或几个并联电容器组时，开断电容器组的开断电流。 合闸时间……处于分闸位置的开关，从合闸回路通电起到所有及触 头都按触瞬间的时间间隔。 分闸时间……从开关分闸操作起瞬间(接到分闸指令瞬间)起到所有极 的触头分离瞬间为止的时间间隔。 机械寿命……在不更换零件及规定的机械特性条件下，验证开关设 备能够承受规定的分合空载操作次数的试验。 平均分闸速度……开关合过程中，动触头的平均运动速度。 平均合闸速度……开关分过程中，动触头的平均运动速度。 57
