（建筑電氣工程）工廠電氣系統(tǒng)設(shè)計大全學(xué)習(xí)情境3工廠電氣系統(tǒng)安裝項目1工廠電氣動力系統(tǒng)安裝3.1.1施工技術(shù)準(zhǔn)備1.識圖1）設(shè)計說明（1）設(shè)計依據(jù)按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB50052～95GB50053—94《10kV及以下變電GB50054—95《低壓配電設(shè)計規(guī)范》等的規(guī)定，進行工廠供電設(shè)計必須遵循以下一般設(shè)計原則：a遵守規(guī)程、執(zhí)行政策必須遵守國家的有關(guān)規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源、節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟政策。b安全可靠、先進合理應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進和經(jīng)濟合理，采用效率高、能耗低和性能較先進的電氣產(chǎn)品。c近期為主、考慮發(fā)展應(yīng)根據(jù)工程特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠期發(fā)展的關(guān)系，做到遠、近期結(jié)合，以近期為主，適當(dāng)考慮擴建的可能性。d全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計方案。（2）設(shè)計范圍工廠供電設(shè)計包括變配電所設(shè)計、配電線路設(shè)計和電氣照明等。a變配電所設(shè)計無論工廠總降壓變電所或車間變電所，設(shè)計的內(nèi)容都基本相同。工廠高壓配電所，則除了沒有主變壓器的選擇外，其余的設(shè)計內(nèi)容也與變電所設(shè)計基本相同。變配電所的設(shè)計內(nèi)容應(yīng)包括：變配電所負(fù)荷的計算和無功功率的補償，變配電所所址的選擇，變電所主變壓器臺數(shù)和容量、型式的確定，變配電所主結(jié)線方案的選擇，進出線的選擇，短路計算及開關(guān)設(shè)備的選擇，二次回路方案的確定及繼電保護的選擇與整定，防雷保護與接地和接零的設(shè)計，變配電所電氣照明的設(shè)計等。最后需編制設(shè)計說明書、設(shè)備材料清單及工程概(預(yù))算，繪制變配電所主電路圖、平剖面圖、二次回路圖及其它施工圖紙。b配電線路設(shè)計工廠配電線路設(shè)計分廠區(qū)配電線路設(shè)計和車間配電線路設(shè)計。廠區(qū)配電線路設(shè)計，包括廠區(qū)高壓供配電線路設(shè)計及車間外部低壓配電線路的設(shè)計。其設(shè)計內(nèi)容應(yīng)包括：配電線路路徑及線路結(jié)構(gòu)型式的確定，負(fù)荷的計算，導(dǎo)線或電纜及配電設(shè)備和保護設(shè)備的選擇，架空線路桿位的確定及電桿與絕緣子、金具的選擇，防雷保護與接地和接零的設(shè)計等。最后需編制設(shè)計說明書、設(shè)備材料清單及工程概(預(yù))算，繪制廠區(qū)配電線路系統(tǒng)圖和平面圖、電桿總裝圖及其它施工圖紙。車間配電線路設(shè)計，包括車間配電線路布線方案的確定、負(fù)荷的計算、線路導(dǎo)線及配電設(shè)備和保護設(shè)備的選擇、線路敷設(shè)設(shè)計等。最后也需編制設(shè)計說明書、設(shè)備材料清單及工程概(預(yù))算，繪制車間配電線路系統(tǒng)圖、平面圖及其他施工圖紙。c電氣照明設(shè)計工廠電氣照明設(shè)計，包括廠區(qū)室外照明系統(tǒng)設(shè)計和車間(建筑)內(nèi)照明系統(tǒng)設(shè)計。無論是廠區(qū)室外照明設(shè)計還是車間內(nèi)照明設(shè)計，其內(nèi)容均應(yīng)包括：照明光源和燈具的選擇，燈具布置方案的確定和照度的計算，照明負(fù)荷計算及導(dǎo)線的選擇，保護與控制設(shè)備的選擇等。最后編制設(shè)計說明書、設(shè)備材料清單及工程概(預(yù))算，繪制照明系統(tǒng)圖、平面圖及其它施工圖紙。(3）設(shè)計的程序與要求工廠供電設(shè)計，通常分為擴大初步設(shè)計和施工設(shè)計兩個階段。大型設(shè)計，也有分為初步設(shè)計、技術(shù)設(shè)計和施工設(shè)計三個階段，或分為方案設(shè)計、初步設(shè)計和施工設(shè)計三個階段的。如果設(shè)計任務(wù)緊迫，設(shè)計規(guī)模較小，又經(jīng)技術(shù)論證許可時，也可直接進行施工設(shè)計。a擴大初步設(shè)計擴大初步設(shè)計的任務(wù)，主要是根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，進行負(fù)荷的統(tǒng)計計算，確定工廠的需電容量，選擇工廠供電系統(tǒng)的原則性方案及主要設(shè)備，提出主要設(shè)備材料清單，并編制工程概算，報上級主管部門審批。因此，擴大初步設(shè)計資料應(yīng)包括工廠供電系統(tǒng)的總體布置圖、主電路圖、平面布置圖等圖紙及設(shè)計說明書和工程概算等。為了進行擴大初步設(shè)計，在設(shè)計前必須收集以下資料：a)亡廠的總平面圖，各車間(建筑)的土建平、剖面圖。b)工藝、給水、排水、通風(fēng)、取暖及動力等工種的用電設(shè)備平面布置圖及主要的剖面圖。并附有備用電設(shè)備的名稱及有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)。c)用電設(shè)備對供電可靠性的要求及工藝允許停電的時間。d)全廠的年產(chǎn)量或年產(chǎn)值及年最大負(fù)荷利用小時數(shù)，用以估算全廠的年用電量和最高需電量。e)向當(dāng)?shù)毓╇姴块T收集下列資料：可供的電源容量和備用電源容量；供電電源的電醫(yī)、供電方式(架空線還是電纜，專用線還是公用線)、供電電源回路數(shù)、導(dǎo)線或電纜的型號規(guī)格、長度以及進入工廠的方位；電力系統(tǒng)的短路數(shù)據(jù)或供電電源線路首端的開關(guān)斷流容量；供電電源首端的繼電保護方式及動作電流和動作時限的整定值，電力系統(tǒng)對工廠進線端繼電保護方式及動作時限配合的要求；供電部門對工廠電能計量方式的要求及電費計收辦法；對工廠功率因數(shù)的要求；電源線路廠外部分設(shè)計和施工的分工及工廠應(yīng)負(fù)擔(dān)的投資費用等。f)向當(dāng)?shù)貧庀?、地質(zhì)及建筑安裝等部門收集下列資料：當(dāng)?shù)貧鉁財?shù)據(jù)，如年最高溫度、年平均溫度、最熱月平均最高溫度、最熱月平均溫度以及當(dāng)?shù)刈顭嵩碌孛嫦耾．8～1．om處的土壤平均溫度等，以供選擇電器和導(dǎo)體之用；當(dāng)?shù)睾０胃叨取O端最高溫度與最低溫度等，也是供電器選擇之用；當(dāng)?shù)啬昀妆┤諗?shù)，供設(shè)計防雷裝置之用；當(dāng)?shù)赝寥佬再|(zhì)或土壤電阻率，供設(shè)計接地裝置之用；當(dāng)?shù)爻Ｄ曛鲗?dǎo)風(fēng)向、地下水位及最高洪水位等，供選擇變、配電所所址之用；當(dāng)?shù)卦?jīng)出現(xiàn)過或可能出現(xiàn)的最高地震烈度，供考慮防震措施之用；當(dāng)?shù)仉姎夤こ痰募夹g(shù)經(jīng)濟指標(biāo)及電氣設(shè)備和材料的生產(chǎn)供應(yīng)情況等，供編制投資概算之用。必須注意：在向當(dāng)?shù)毓╇姴块T收集有關(guān)資料的同時，也應(yīng)向當(dāng)?shù)毓╇姴块T提供一定的資料，如工廠的生產(chǎn)規(guī)模、負(fù)荷的性質(zhì)：需電容量及供電的要求等，并應(yīng)與供電部門最后達成供用電協(xié)議。b施工設(shè)計施工設(shè)計是在擴大初步設(shè)計經(jīng)上級主管部門批準(zhǔn)后，為滿足安裝施工要求而進行的技術(shù)設(shè)計，重點是繪制施工圖，因此也稱為施工圖設(shè)計。施工設(shè)計須對初步設(shè)計的原則性方案進行全面的技術(shù)經(jīng)濟分析和必要的計算和修訂，以使設(shè)計方案更加完善和精確，有助于安裝施工圖的繪制。安裝施工圖是進行安裝施工所必需的全套圖紙資料。安裝施工圖應(yīng)盡可能采用國家頒發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)圖樣。施工設(shè)計資料應(yīng)包括施工說明書，各項工程的平、剖面圖，各種設(shè)備的安裝圖，各種非標(biāo)準(zhǔn)件的安裝圖，設(shè)備與材料明細(xì)表以及工程預(yù)算等。施工設(shè)計由于是即將付諸安裝簏工的最后決定性設(shè)計，因此設(shè)計時更有必要深入現(xiàn)場調(diào)查研究，核實資料，精心設(shè)計，以確保工廠供電工程的質(zhì)量。2）負(fù)荷計算由于需要系數(shù)等計算方法前面章節(jié)已作介紹，本部分僅介紹在當(dāng)設(shè)備臺數(shù)較少而容量差別較大時的低壓干線與分支線的負(fù)荷計算中常用的二項式法。(1)用二項法進行負(fù)荷計算二項式法認(rèn)為計算負(fù)荷由兩部分構(gòu)成，一部分是由所有設(shè)備運行時產(chǎn)生的平均負(fù)荷，另一部分是由于大型設(shè)備（容量最大的x臺）的投入產(chǎn)生的負(fù)荷。其中b，c稱為二項式系數(shù)。二項式系數(shù)也是通過統(tǒng)計得到的數(shù)據(jù)。二項式法的基本公式是式中，bPe為表示用屯設(shè)備組的平均功率，其中Pe是用電設(shè)備組的設(shè)備總?cè)萘浚溆嬎惴椒ㄈ缜靶枰禂?shù)法中所述；cPx為表示用電設(shè)備組中x臺容量最大的設(shè)備投入運行時增加的附加負(fù)荷，其中Px，是x臺最大容量的設(shè)備總?cè)萘?；b、c為二項式系數(shù)。其余的計算負(fù)荷Q30、S30和I30的計算與前述需要系數(shù)法的計算相同但必須注意：按二項式法確定計算負(fù)荷時，如果設(shè)備總臺數(shù)n少于附錄表1中規(guī)定的最大容量設(shè)備臺數(shù)x的2倍(即n<2x)時，其最大容量設(shè)備臺數(shù)x宜適當(dāng)取小，建議取為x=n/2，且按“四舍五入”修約規(guī)則取整數(shù)。例如某機床電動機組只有7臺時，則其x=7／2≈4。如果用電設(shè)備組只有1～2臺設(shè)備時，就可認(rèn)為P30=Pe。對于單臺電動機，則P30=PN／η，式中PN為電動機額定容量，η為其額定效率。在設(shè)備臺數(shù)較少時，cosφ也應(yīng)適當(dāng)取大。由于二項式法不僅考慮了用電設(shè)備組最大負(fù)荷時的平均功率，而且考慮了少數(shù)容量最大的設(shè)備投入運行時對總計算負(fù)荷的額外影響，所以二項式法比較適于確定設(shè)備臺數(shù)較少而容量差別較大的低壓干線和分支線的計算負(fù)荷。但是二項式計算系數(shù)b、c和x的值，缺乏充分的理論根據(jù)，而且這些系數(shù)，也只適于機械加工工業(yè)，其他行業(yè)的這方面數(shù)據(jù)缺乏，從而使其應(yīng)用受到一定局限。例3.1-1已知機修車間的金屬切削機床組，擁有電壓為380V的三相電動機7.5kW3臺；4kW8臺；3kW17臺；1.5kW10臺。試求其計算負(fù)荷。解：由表查得b=0.14，c=0.4，x=5，cosφ=0.5，tanφ=1.73。而設(shè)備總?cè)萘繛椋篜e=120.5kWx臺最大容量的設(shè)備容量為Px=P5=7.5kW×3*-+4kW×2=30.5kW可求得：P30=0.14×120.5kW+0.4×30.5kW=29.1kWQ30=29.1kW×1.73=50.3kvarS30=29.1kW/0.5=58.2kVAI30=88.4A按二項式法計算的結(jié)果比按需要系數(shù)法計算的結(jié)果稍大，特別是在設(shè)備臺數(shù)較少的情況下。供電設(shè)計的經(jīng)驗說明，選擇低壓分支干線或支線時，按需要系數(shù)法計算的結(jié)果往往偏小，以采用二項式法計算為宜。3)尖峰電流的計算(1)概述尖峰電流(peakcurrent)是指持續(xù)時間1～2s的短時最大負(fù)荷電流。尖峰電流主要用來選擇熔斷器和低壓斷路器，整定繼電保護裝置及檢驗電動機自起動條件等。(2)單臺用電設(shè)備尖峰電流的計算單臺用電設(shè)備的尖峰電流就是其起動電流(startingcurrent)，因此尖峰電流為式中IN為用電設(shè)備的額定電流；IST為用電設(shè)備的起動電流；KST為用電設(shè)備的起動電流倍數(shù)；籠型電動機為5～7；繞線型電動機為2～3，直流電動機為1．7，電焊變壓器為3或稍大。(3)多臺用電設(shè)備尖峰電流的計算引至多臺用電設(shè)備的線路上的尖峰電流按下式計算或例3.1-2有一380V三相線路，供電給表所示4臺電動機。試計算該線路的尖峰電流。負(fù)荷資料：表3.1-1參數(shù)電動機M1M2M3M4額定電流／A5．8535．827．6起動電流／A40．635197193．2解：由表3.1-1可知，電動機M4的為最大。取，因此該線路的尖峰電流為：4)短路電流及其計算(1)短路的原因、后果及其形式a短路的原因工廠供電系統(tǒng)要求正常地不間斷地對用電負(fù)荷供電，以保證工廠生產(chǎn)和生活的正常進行。但是由于各種原因，也難免出現(xiàn)故障，而使系統(tǒng)的正常運行遭到破壞。系統(tǒng)中最常見的故障就是短路(shortcircuit)。短路就是指不同電位的導(dǎo)電部分之間的低阻性短接。造成短路的主要原因，是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞。這種損壞可能是由于設(shè)備長：朗運行，絕緣自然老化或由于設(shè)備本身不合格、絕緣強度不夠而被正常電壓擊穿，或設(shè)備絕緣正常而被過電壓(包括雷電過電壓)擊穿，或者是設(shè)備絕緣受到外力損傷而造成短路。工作人員由于未遵守安全操作規(guī)程而發(fā)生誤操作，或者誤將低電壓的設(shè)備接入較高電壓的電路中，也可能造成短路。鳥獸跨越在裸露的相線之間或相線與接地物體之間，或者咬壞設(shè)備導(dǎo)線電纜的絕緣，也是導(dǎo)致短路的一個原因。b短路的后果短路后，短路電流(short—circuitcurrent)比正常電流大得多；在大電力系統(tǒng)中，短路電流可達幾萬安甚至幾十萬安。如此大的短路電流可對供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害，即:a）短路時要產(chǎn)生很大的電動力和很高的溫度，而使故障元件和短路電路中的其他元件損壞。b）短路時電壓要驟降，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常運行。c）短路可造成停電，而且越靠近電源，停電范圍越大，給國民經(jīng)濟造成的損失也越大。d）嚴(yán)重的短路要影響電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，可使并列運行的發(fā)電機組失去同步，造成系統(tǒng)解列。e）單相短路，其電流將產(chǎn)生較強的不平衡交變磁場，對附近的通信線路、電子設(shè)備等產(chǎn)生干擾，影響其正常運行，甚至使之發(fā)生誤動作。由此可見，短路的后果是十分嚴(yán)重的，因此必須盡力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素；同時需要進行短路電流計算，以便正確地選擇電氣設(shè)備，使設(shè)備具有足夠的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，以保證在發(fā)生可能有的最大短路電流時不致?lián)p壞。為了選擇切除短路故障的開關(guān)電器、整定短路保護的繼電保護裝置和選擇限制短路電流的元件(如電抗器)等，也必須計算短路電流。c短路的形式在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路。三相短路，用文字符號點表示，如圖3—1a所示。兩相短路，用表示，如圖3—1b所示。單相短路，用表示，如圖3—1c和d所示。兩相接地短路，是指中性點不接地系統(tǒng)中兩不同相均發(fā)生單相接地而形成的兩相短路，如圖3—1e所示；也指兩相短路后又接地的情況，如圖3—1f所示，都用表示。它實質(zhì)上就是兩相短路，因此也可用表示。圖3.1-1短路的類型(虛線表示短路電流的路徑)上述的三相短路，屬對稱性短路；其它形式的短路，屬非對稱短路。電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的可能性最大，而發(fā)生三相短路的可能性最小。但一般三相短路的短路電流最大，造成的危害也最嚴(yán)重。為了使電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下也能可靠地工作，因此作為選擇檢驗電氣設(shè)備用的短路計算中，以三相短路計算為主。實際上，非對稱短路也可以按對稱分量法分解為對稱的正序、負(fù)序和零序分量法來研究，所以對稱的三相短路分析也是分析研究非對稱短路的基礎(chǔ)。(2)無限大容量電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時的物理過程和物理量a無限大容量電力系統(tǒng)及其三相短路的物理過程無限大容量電力系統(tǒng)(electricpowersystemwithinfinitelygreatcapacity)，指其容量相對于用戶供電系統(tǒng)容量大得多的電力系統(tǒng)，當(dāng)用戶供電系統(tǒng)的負(fù)荷變動甚至發(fā)生短路時，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓能基本維持不變。如果電力系統(tǒng)的電源總阻抗不超過短路電路總阻抗的5％～10％，或電力系統(tǒng)容量超過用戶供電系統(tǒng)容量50倍時，可將電力系統(tǒng)視為無限大容量系統(tǒng)。對一般工廠供電系統(tǒng)來說，由于工廠供電系統(tǒng)的容量遠比電力系統(tǒng)總?cè)萘啃。杩褂州^電力系統(tǒng)大得多，因此工廠供電系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生短路時，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓幾乎維持不變，也就是說可將電力系統(tǒng)視為無限大容量的電源。圖3.1-2示是一個電源為無限大容量的供電系統(tǒng)發(fā)生三相短路的電路圖。圖中RWLXWL。為線路(WL)的電阻和電抗，RL、XL。為負(fù)荷(L)的電阻和電抗。由于三相對稱，因此這一三相短路的電路可用圖b）的等效單相電路圖來分析，分析略。圖3.1-3無限大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路時的電壓、電流曲線圖3.1-3表示出無限大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短路前后電流、電壓的變動曲線。由圖可以看出，短路電流在到達穩(wěn)定值之前，要經(jīng)過一個暫態(tài)過程(或稱短路瞬變過程)。這一暫態(tài)過程是短路非周期分量電流存在的那段時間。從物理概念上講，短路電流周期分量是因短路后電路阻抗突然減小很多倍，而按歐姆定律應(yīng)突然增大很多倍的電流；短路電流非周期分量則是因短路電路含有感抗，電路電流不可能突變，而按楞次定律感生的用以維持短路初瞬間(t=0時)電流不致突變的一個反向衰減性電流。此電流衰減完畢后(一般經(jīng)t≈0．2s)，短路電流達到穩(wěn)定狀態(tài)。(3)三相短路電流的計算a概述進行短路電流計算，首先要繪出計算電路圖，如圖3—4所示。在計算電路圖上，將短路計算所需考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號，然后確定短路計算點。短路計算點要選擇得使需要進行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流通過。接著，按所選擇的短路計算j點繪出等效電路圖，如圖3—5所示，并計算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來，并標(biāo)明其序號和阻抗值，一般是分子標(biāo)序號，分母標(biāo)阻抗值(既有電阻又有電抗時，用復(fù)數(shù)形式R+jx來表示)。然后將等效電路化簡。對于工廠供電系統(tǒng)來說，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)作無限大容量電源，而且短路電路也比較簡單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出其等效總阻抗。最后計算短路電流和短路容量。短路電流計算的方法，常用的有歐姆法(又稱有名單位制法)和標(biāo)幺制法(又稱相對單位制法)。短路計算中有關(guān)物理量一般采用以下單位。電流單位為“干安”(kA)，電壓單位為“千伏”(kV)，短路容量和斷流容量單位為“兆伏安”(MV·A)，設(shè)備容量單位為“千瓦”(kW)或“千伏安”(kV·A)，阻抗單位為“歐姆”(Q)等。但本書計算公式中各物理量除個別經(jīng)驗公式或簡化公式外，一律采用國際單位制(SI制)的單位“安”(A)“伏”(V)“瓦”(w)、“伏安”(V·A)“歐”(Q)等。因此后面導(dǎo)出的各個公式一般不標(biāo)注物理量的單位。如果采用工程上常用的單位來計算，則須注意所用公式中各物理量單位的換算系數(shù)。b采用歐姆法進行短路計算歐姆法，因其短路計算中的阻抗都采用有名單位“歐姆”而得名。在無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時，其三相短路電流周期分量有效值可按下式計算：式中，Uc為短路點的短路計算電壓(或稱為平均額定電壓)。由于線路首端短路時其短路最為嚴(yán)重，因此按線路首端電壓考慮，即短路計算電壓取為比線路額定電壓UN高5％，按我國電壓標(biāo)準(zhǔn)，Uc有o．4、o．69、3．15、6．3、10．5、37……kV等；Z∑、R∑、X∑分別為短路電路的總阻抗[模]、總電阻和總電抗值。在高壓電路的短路計算中，通?？傠娍惯h比總電阻大，所以一般可只計電抗，不計電阻。在計算低壓側(cè)短路時，也只有當(dāng)短路電路的R∑>X∑/3時才需計及電阻。如果不計電阻，則三相短路電流的周期分量有效值為三相短路容量為下面講述供電系統(tǒng)中各主要元件如電力系統(tǒng)、電力變壓器和電力線路的阻抗計算。至于供電系統(tǒng)中的母線、線圈型電流互感器的一次繞組、低壓斷路器的過電流脫扣線圈及開關(guān)的觸頭等的阻抗，相對來說很小，在短路計算中一般可略去不計。在略去上述的阻抗后，計算所得的短路電流自然稍有偏大；但用稍偏大的短路電流來校驗電氣設(shè)備，倒可以使其運行的安全性更有保證。a)電力系統(tǒng)的阻抗電力系統(tǒng)的電阻相對于電抗來說，很小，一般不予考慮。電力系統(tǒng)的電抗，可由電力系統(tǒng)變電所高壓饋電線出口斷路器(參看圖3—4)的斷流容量SOC來估算，這SOC就看作是電力系統(tǒng)的極限短路容量SK。因此電力系統(tǒng)的電抗為式中，UC為高壓饋電線的短路計算電壓，但為了便于短路電路總阻抗的計算，免去阻抗換算的麻煩，此式的UC可直接采用短路點的短路計算電壓；SOC為系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量，可查有關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本；如只有開斷電流IOC數(shù)據(jù)，則其斷流容量這里UN為其額定電壓。b)電力變壓器的阻抗(a)變壓器的電阻RT可由變壓器的短路損耗△Pt近似地計算。故式中，UC為短路點的短路計算電壓；SN為變壓器的額定容量；△Pk為變壓器的短路損耗，可查有關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本。(b)變壓器的電抗Xt可由變壓器的短路電壓(即阻抗電壓)UK％近似地計算。因故式中，UK％為變壓器的短路電壓(阻抗電壓UZ％)百分值，可查有關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本c)電力線路的阻抗(a)線路的電阻RWL可由導(dǎo)線電纜的單位長度電阻R。值求得，即式中，R。為導(dǎo)線電纜單位長度的電阻，可查有關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本；l為線路長度。(b)線路的電抗XWL。可由導(dǎo)線電纜的單位長度電抗x。值求得，即式中，X。為導(dǎo)線電纜單位長度的電抗，可查有關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本；l為線路長度。如果線路的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)不詳時，x。可按下表1.1-2取其電抗平均值，因為同一電壓的同類線路的電抗值變動幅度一般不大。電力線路每相的單位長度電抗平均值(Ω／km)表3.1-2線路結(jié)構(gòu)線路電壓6-10kV220/380V架空線路O．38O．32電纜線路O．08O．066求出短路電路中各元件的阻抗后，就化簡短路電路，求出其總阻抗，然后計算短路電流周期分量磴。其他短路物理量的計算公式見第三節(jié)第二節(jié)。必須注意：在計算短路電路的阻抗時，假如電路內(nèi)含有電力變壓器，則電路內(nèi)各元件的阻抗都應(yīng)統(tǒng)一換算到短路點的短路計算電壓去。阻抗等效換算的條件是元件的功率損耗不變。由和△Q=U2／X可知，元件的阻抗值與電壓平方成正比，因此阻抗換算的公式為式中，R、X和UC算后元件的電阻、電抗和短路點的短路計算電壓。就短路計算中考慮的幾個主要元件的阻抗來說，只有電力線路的阻抗有時需要換算，例如計算低壓側(cè)的短路電流時，高壓側(cè)的線路阻抗就需要換算到低壓側(cè)。而電力系統(tǒng)和電力變壓器的阻抗，由于它們的計算公式中均含有u：，因此計算阻抗時，公式中U。直接代以短路點的計算電壓，就相當(dāng)于阻抗已經(jīng)換算到短路點一側(cè)了。5)工廠變配電所及其一次系統(tǒng)本節(jié)首先介紹工廠變配電所的任務(wù)、類型及開關(guān)觸頭間電弧產(chǎn)生和熄滅的基本知識，然后重點講述變配電所的一次設(shè)備和主電路圖，對一次設(shè)備著重介紹其功能、結(jié)構(gòu)特點、基本原理及其選擇，對主電路圖著重闡述其基本要求及一些典型電路的分析，最后講述工廠變配電所的所址選擇、布置、結(jié)構(gòu)、安裝圖及運行維護等知識。本章是本課程的重點，也是從事工廠供電設(shè)計與運行必備的基礎(chǔ)知識。（1）工廠變配電所的任務(wù)和類型a變配電所的任務(wù)變電所(tansformersubstation)擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電，經(jīng)過變壓，然后配電的任務(wù)。配電所(distributionsulbstation)擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電，然后直接配電的任務(wù)。顯然，變配電所是工廠供電系統(tǒng)的樞紐，在工廠中占有特殊重要的地位。b變配電所的類型工廠變電所分總降壓變電所(heads‘tep—downsubstation)和車間變電所(shoptrans一。formersubstation)。一般中小型工廠不設(shè)總降壓變電所。車間變電所按其主變壓器的安裝位置來分，有下列類型：a)車間附設(shè)變電所變壓器室的一面墻或幾面墻與車間的墻共用，變壓器室的大門朝車間外開。如果按變壓器室位于車間的墻內(nèi)還是墻外，還可圖3.1-4車間變電所的類型進一步分為內(nèi)附式1、2-內(nèi)附式3、4-外附式5-車間內(nèi)式6-露天（或半露天）式(如圖3.1-4中的

7-獨立式1．2)和外附式(如圖3.1-4中的3、4)。b)車間內(nèi)變電所變壓器室位于車間內(nèi)的單獨房間內(nèi)，變壓器室的大門朝車間內(nèi)開(如圖3.1-4中的5)。c)露天變電所變壓器安裝在室外抬高的地面上(如圖3.1-4中的6)。如果變壓器的上方設(shè)有頂板或挑檐的，則稱為半露天變電所。d)獨立變電所整個變電所設(shè)在與車間建筑物有一定距離的單獨建筑物內(nèi)(如圖3.1-4中的7)。外墻e)桿上變電臺變壓器安裝在室外的電桿上，又稱柱上變電所。f）地下變電所整個變電所設(shè)置在地下。g）樓上變電所整個變電所設(shè)置在樓上。6）電弧(1)產(chǎn)生電弧的根本原因開頭觸頭在分?jǐn)嚯娏鲿r之所以會產(chǎn)生電弧，根本的原因在于觸頭本身及觸頭周圍的介質(zhì)中含有大量可被游離的電子。這樣，當(dāng)分?jǐn)嗟挠|頭之間存在著足夠大的外施電壓的條件下，就有可能強烈電離而產(chǎn)生電弧。(2)產(chǎn)生電弧的游離方式a熱電發(fā)射當(dāng)開關(guān)觸頭分?jǐn)嚯娏鲿r，陰極表面由于大電流逐漸收縮集中而出現(xiàn)熾熱的光斑，溫度很高，因而使觸頭表面分子中外層電子吸收足夠的熱能而發(fā)射到觸頭間隙中去，形成自由電子。b高電場發(fā)射開關(guān)觸頭分?jǐn)嘀?，電場強度很大。在這種高電場的作用力，觸頭表面的電子可被強拉出來，使之進入觸頭間隙，也形成自由電子。c碰撞游離當(dāng)觸頭間隙存在著足夠大的電場強度時，其中的自由電子以相當(dāng)大的動能向陽極移動，在移動中碰撞到中性質(zhì)點，就可能使中性質(zhì)點中的電子游離出來，從而使中性質(zhì)點變成帶電的正離子和自由電子。這些游離出來的帶電質(zhì)點在電場力的作用下，繼續(xù)參加碰撞游離，結(jié)果使觸頭間介質(zhì)中的離子數(shù)越來越多，形成“雪崩”現(xiàn)象。當(dāng)離子濃度足夠大時，介質(zhì)擊穿而發(fā)生電弧。d熱游離電弧的溫度很高，表面溫度達3000～4000℃，弧心溫度可高達10000℃。在這樣的高溫下，電弧中的中性質(zhì)點可游離為正離子和自由電子(據(jù)研究，一般氣體在9000～10000℃時發(fā)生游離，而金屬蒸氣在4000℃左右即發(fā)生游離)，從而進一步加強了電弧中的由于上述幾種游離方式的綜合作用，使得觸頭在帶電開斷時產(chǎn)生電弧并得以維持。(3)電弧的熄滅a熄滅電弧的條件要使電弧熄滅，必須使觸頭間電弧中的去游離率大于游離率，即其中離子消失的速率大于離子產(chǎn)生的速率。b熄滅電弧的去游離方式a)正負(fù)帶電質(zhì)點的“復(fù)合”復(fù)合就是正、負(fù)帶電質(zhì)點重新結(jié)合為中性質(zhì)點。這與電弧中的電場強度、混度及電弧截面等有關(guān)。電弧中的電場強度越弱，電弧的溫度越低，電弧截面越小，則帶電質(zhì)點的復(fù)合越強。此外，復(fù)合與電弧接觸的介質(zhì)性質(zhì)也有關(guān)。如電弧接觸的表面為固體介質(zhì)，則由于較活潑的電子先使介質(zhì)表面帶一負(fù)電位，帶負(fù)電位的介質(zhì)表面就吸引電弧中的正離子而造成強烈的復(fù)合。b)正負(fù)帶電質(zhì)點的“擴散”擴散就是電弧中的帶電質(zhì)點向周圍介質(zhì)中擴散開去，從而使電弧區(qū)域的帶電質(zhì)點減少。擴散的原因，一是由于電弧與周圍介質(zhì)的溫度差，另一是由于電弧與周圍介質(zhì)的離子濃度差。擴散也與電弧截面有關(guān)。電弧截面越小，離子擴散也越強。上述帶電質(zhì)點的復(fù)合和擴散，都使電弧中間的離子數(shù)減少，即去游離增強，從而有助于電弧的熄滅。(4)對電氣觸頭的基本要求電氣觸頭是開關(guān)電器中極其重要的部件。開關(guān)電器工作的可靠程度，與觸頭的結(jié)構(gòu)和狀況有著密切的關(guān)系。為了更好地理解高低壓開關(guān)電器的結(jié)構(gòu)原理，這里先談?wù)剬﹄姎庥|頭的基本要求。a滿足正常負(fù)荷的發(fā)熱要求正常負(fù)荷電流(包括過負(fù)荷電流)長期通過觸頭時，觸頭的發(fā)熱溫度不應(yīng)超過允許值。為此，觸頭必須接觸緊密良好，盡量減小或消除觸頭表面的氧化層，盡量降低接觸電阻。b具有足夠的機械強度能經(jīng)受規(guī)定的通斷次數(shù)而不致發(fā)生機械故障或損壞。c具有足夠的動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度在可能發(fā)生的最大的短路沖擊電流通過時，觸頭不致因電動力作用而損壞；并在可能最長的短路時間內(nèi)通過短路電流時所產(chǎn)生的熱量，不致使觸頭過度燒損或熔焊。d具有足夠的斷流能力在開斷所規(guī)定的最大負(fù)荷電流或短路電流時，觸頭不應(yīng)被電弧過度燒損，更不應(yīng)發(fā)生熔焊現(xiàn)象。為了保證觸頭在閉合時盡量減少觸頭電阻，而在通斷時又使觸頭能經(jīng)受電弧高溫的作用，因此有些開關(guān)的觸頭分為工作觸頭和滅弧觸頭兩部分。工作觸頭采用導(dǎo)電性好的銅(或鍍銀)觸頭，滅弧觸頭則采用耐高溫的銅鎢等合金觸頭。通路時，電流主要由工作觸頭通過。通斷電流時，電弧基本上在滅弧觸頭間產(chǎn)生，不致使工作觸頭燒損。7)動力配電系統(tǒng)圖圖3.1-5動力配電箱系統(tǒng)圖以進線引自變配電室的一個總動力配電箱進行說明：該箱進線引自變配電室的500A回路，導(dǎo)線采用BV聚氯乙烯絕緣銅芯線，3根185mm2作為相線，兩根95mm2作為N線與PE線，穿直徑100mm的鋼管，埋地敷設(shè)。接入型號為HD12-600/41的刀開關(guān)（其中600表示額定電流，4表示4極，1表示帶滅弧室）后分為四條回路：AP1、APd1、AP3和備用回路。AP1回路裝設(shè)型號為TSM21-400L/3300-315A的斷路器，導(dǎo)線為BV聚氯乙烯絕緣銅芯線。該箱還設(shè)有N線排和PE線排。3.1.2主要材料準(zhǔn)備1)高壓一次設(shè)備(1)概述變配電所中承擔(dān)輸送和分配電能任務(wù)的電路，稱為一次電路(primarycircuit)或一次回路，亦稱主電路、主結(jié)線(主接線)。一次電路中所有的電氣設(shè)備，稱為一次設(shè)備(primaryequip—ment)或一次元件。凡用來控制、指示、監(jiān)測和保護一次設(shè)備運行的電路，稱為二次電路(see()ndarycircuit)或二次回路，亦稱副電路、二次結(jié)線(二次接線)。二次電路通常接在互感器的二次側(cè)。二次電路中的所有電氣設(shè)備，稱為二次設(shè)備(secondaryeqtfipment)或二次元件。一次設(shè)備按其功能來分，可分為以下幾類。a變換設(shè)備其功能是按電力系統(tǒng)工作的要求來改變電壓或電流，例如電力變壓器、電流互感器、電壓互感器等。b控制設(shè)備其功能是按電力系統(tǒng)工作的要求來控制一次電路的通、斷，例如各種高低壓開關(guān)。c保護設(shè)備其功能是用來對電力系統(tǒng)進行過電流和過電壓等的保護，例如熔斷器和避雷器等。d補償設(shè)備其功能是用來補償電力系統(tǒng)的無功功率，以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，例如并聯(lián)電容器。e成套設(shè)備它是按一次電路結(jié)線方案的要求，將有關(guān)一次設(shè)備及：二次設(shè)備組合為一體的電氣裝置，例如高壓開關(guān)柜、低壓配電屏、動力和照明配電箱等。本節(jié)只介紹一次電路中常用的高壓熔斷器、高壓隔離開關(guān)、高壓負(fù)荷開關(guān)、高壓斷路器及高壓開關(guān)柜等。(2)高壓熔斷器熔斷器(fuse，文字符號為FU)是一種當(dāng)所在電路的電流超過規(guī)定值并經(jīng)一定時間后，使其熔體(fuse—element)熔化而分?jǐn)嚯娏?、斷開電路的一種保護電器。熔斷器的功能主要是對電路及電路設(shè)備進行短路保護，但有的也具有過負(fù)荷保護的功能。工廠供電系統(tǒng)中，室內(nèi)廣泛采用RNl、RN2型高壓管式熔斷器，室外則廣泛采用Rw4、RWlo(F)等型跌開式熔斷器。高壓熔斷器全型號的表示和含義如下：aRNl和RN2型戶內(nèi)高壓熔斷器’RNl型與RN2型的結(jié)構(gòu)基本相同，都是瓷質(zhì)熔管內(nèi)充石英砂填料的密閉管式熔斷器。RNl型主要用作高壓線路和設(shè)備的短路保護，也能起過負(fù)荷保護的作用，其熔體要通過主電路的電流，因此其結(jié)構(gòu)尺寸較大，額定電流可達100A。而RN2型只用作高壓電壓互感器一次側(cè)的短路保護。由于電壓互感器二次側(cè)全部接阻抗很大的電壓線圈，致使它接近于空載工作，其一次側(cè)電流很小，因此RN2型的結(jié)構(gòu)尺寸較小，其熔體額定電流一般為0.5A。圖3.1-6是RNl、RN2型高壓熔斷器的外形結(jié)構(gòu)，圖3.1-7是其熔管剖面示意圖。由圖3.1-7可知，熔斷器的工作熔體(銅熔絲)上焊有小錫球。錫是低熔點金屬，過負(fù)荷時錫球受熱首先熔化，包圍銅熔絲，銅錫的分子互相滲透而形成熔點較銅的熔點低的銅錫合金，使銅熔絲能在較低的溫度下熔斷，這就是所謂“冶金效應(yīng)”(metallurgiealeffeet)。它使得熔斷器能在不太大的過負(fù)荷電流或較小的短路電流時動作，提高了保護的靈敏度。又由圖可知，這種熔斷器采用幾根熔絲并聯(lián)，以便在它們?nèi)蹟鄷r能產(chǎn)生幾根并行的電弧，利用粗弧分細(xì)滅弧法來加速電弧的熄滅。而且這種熔斷器的熔管內(nèi)是充填有石英砂的，熔絲熔斷時產(chǎn)生的電弧完全在石英砂內(nèi)燃燒，因此滅弧能力很強，能在短路后不到半個周期即短路電流未達沖擊值i其所保護的電壓互感器不必考慮短路沖擊電流的影響，因此這種熔斷器屬于“限流”熔斷器(cur”rentlimitingfuse)。當(dāng)短路電流或過負(fù)荷電流通過熔體時，工作熔體熔斷后，指示熔體也相繼熔斷，其紅色的熔斷指示器彈出，如圖3.1-7中虛線所示，給出熔斷的指示信號。bRw4和Rwlo(F)型戶外高壓跌開式熔斷器運行時是封閉的，可以防止雨水浸入。在分?jǐn)嘈〉亩搪冯娏鲿r，由于上端封閉形成單端排氣，使管內(nèi)保持足夠大的壓力，這樣有利于熄滅小的短路電流所產(chǎn)生的電弧。而在分?jǐn)啻蟮亩搪冯娏鲿r，由于管內(nèi)產(chǎn)生的氣壓大，使上端薄膜沖開而形成兩端排氣，這樣有助于防止分?jǐn)啻蟮亩搪冯娏鲿r可能造成的熔管爆裂，從而有效地解決了自產(chǎn)氣熔斷器分?jǐn)啻笮」收想娏鞯拿?。Rwlo一10(F)型跌開式熔斷器是在一般跌開式熔斷器的靜觸頭上加裝簡單的滅弧室，因而能帶負(fù)荷操作。這種負(fù)荷型跌開式熔斷器有推廣應(yīng)用的趨向。跌開式熔斷器依靠電弧燃燒使產(chǎn)氣管分解產(chǎn)生的氣體來熄滅電弧，即使是負(fù)荷型跌開式熔斷器加裝有簡單的滅弧室，其滅弧能力都不強，滅弧速度不快，不能在短路電流到達沖擊值之前熄滅電弧，因此屬“非限流”熔斷器。(3)高壓隔離開關(guān)高壓隔離開關(guān)(high—voltagedis—conneclfor，文字符號為QS)的功能主要是隔離高壓電源，以保證其它設(shè)備和線路的安全檢修。因此它的結(jié)構(gòu)有如下特點，即斷開后有明顯可見的斷開間隙，而且斷開間隙的絕緣及相間絕緣都是足夠可靠的，能充分保證人身和設(shè)備的安全。但是隔離開關(guān)沒有專門的滅弧裝置，因此不允許帶負(fù)荷操作。然而可用來通斷一定的小電流，如勵磁電流不超過2A的空載變壓器、電容電流不超過5A的空載線路以及電壓互感器和避雷器電路等。高壓隔離開關(guān)按安裝地點，分戶內(nèi)式和戶外式兩大類。圖3.1-9是(3N8型戶內(nèi)高壓隔離開關(guān)的外形。高壓隔離開關(guān)全型號的表示和含義如下：(4)高壓負(fù)荷開關(guān)高壓負(fù)荷開關(guān)(high—voltageloadswitch，文字符號為QL)，具有簡單的滅弧裝置，因而能通斷一定的負(fù)荷電流和過負(fù)荷電流，但它不能斷開短路電流，因此它必須與高壓熔斷器串聯(lián)使用，以借助熔斷器來切斷短路故障。負(fù)荷開關(guān)斷開后，與隔離開關(guān)一樣，具有明顯可見的斷開間隙，因此，它也具有隔離電源、保證安全檢修的功能。高壓負(fù)荷開關(guān)的類型較多，這里著重介紹一種應(yīng)用最多的戶內(nèi)壓氣式高壓負(fù)荷開關(guān)。圖3.1-10是FN3—10RT型戶內(nèi)壓氣式負(fù)荷開關(guān)的外形結(jié)構(gòu)圖。上半部為負(fù)荷開關(guān)本身，很像一般隔離開關(guān)，實際上它也就是在隔離開關(guān)的基礎(chǔ)上加一個簡單的滅弧裝置。負(fù)荷開關(guān)上端的絕緣子就是一個簡單的滅弧室，它不僅起支持絕緣子作用，而且內(nèi)部是一個氣缸，裝有由操動機構(gòu)主軸傳動的活塞，其作用類似打氣筒。絕緣子上部裝有絕緣噴嘴和弧靜觸頭。當(dāng)負(fù)荷開關(guān)分閘時，在閘刀一端的弧動觸頭與絕緣子上的弧靜觸頭之間產(chǎn)生電弧。由于分閘時主軸轉(zhuǎn)動而帶動活塞，壓縮氣缸內(nèi)的空氣而從噴嘴往外吹弧，使電弧迅速熄滅。當(dāng)然分閘時還有電弧迅速拉長及本身電流回路的電磁吹弧作用。但總的來說，負(fù)荷開關(guān)的滅弧斷流能力是很有限的，只能斷開一定的負(fù)荷電流及過負(fù)荷電流。負(fù)荷開關(guān)絕不能配以短路保護裝置來自動跳閘，其熱脫扣器只用于過負(fù)荷保護。這種負(fù)荷開關(guān)一般配用CS2等型。手動操作機構(gòu)進行操作。高壓負(fù)荷開關(guān)全型號的表示和含義如下：(5)高壓斷路器高壓斷路器(high—voltagecircuit_breaker’，文字符號為QF)的功能是，不僅能通斷正常負(fù)荷電流，而且能接通和承受一定時間的短路電流，并能在保護裝置作用下自動跳閘，切除短路故障。高壓斷路器按其采用的滅弧介質(zhì)分，有油(oil)斷路器、六氟化硫(SF6)斷路器、真空。型號中c-“操”作機構(gòu)；s一“手”動；2一設(shè)計序號。(vacHum)斷路器以及壓縮空氣斷路器、磁吹斷路器等。其中應(yīng)用最廣的是油斷路器。油斷路器按其油量多少和油的功能，又分為多油(high—o訂content)和少油(10w—oilcon—tent)兩大類。多油斷路器的油量多，其油一方面作為滅弧介質(zhì)，另一方面又作為相對地(外殼)甚至相與相之間的絕緣介質(zhì)。少油斷路器的油量很少(一般只幾千克)，其油只作為滅弧介質(zhì)。一般6～35kV戶內(nèi)配電裝置中均采用少油斷路器。下面重點介紹我國目前廣泛應(yīng)用的SNlo一10型戶內(nèi)少油斷路器，并簡介應(yīng)用日益廣泛的六氟化硫斷路器和真空斷路器。高壓斷路器全型號的表示和含義如下：aSNl0-10型高壓少油斷路器SNl0-10型少油斷路器是我國統(tǒng)一設(shè)計、推廣應(yīng)用的一種新型少油斷路器。按其斷流容量(capacityofopencircuit，符號SOC)分，有I、Ⅱ、Ⅲ型。SNlo～10I型，S300MV·A；Ⅱ型，S500MV·A；Ⅲ型，S。一750MV·A圖3.1-11是SNlo一10型高壓少油斷路器的外形圖，其一相油箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剖面圖如圖3.1-12所示。這種少油斷路器由框架、傳動機構(gòu)和油箱等三個主要部分組成。油箱是其核心部分。油箱下部是由高強度鑄鐵制成的基座。操作斷路器導(dǎo)電桿(動觸頭)的轉(zhuǎn)軸和拐臂等傳動機構(gòu)就裝在基座內(nèi)?；喜抗潭ㄖ虚g滾動觸頭。油箱中部是滅弧室。外面套的是高強度絕緣筒。油箱上部是鋁帽。鋁帽的上部是油氣分離室。鋁帽的下部裝有插座式靜觸頭。插座式靜觸頭有3～4片弧觸片。斷路器合閘時，導(dǎo)電桿插入靜觸頭，首先接觸的是其弧觸片。斷路器跳閘時，導(dǎo)電桿離開靜觸頭，最后離開的是其弧觸片。因此，無論斷路器合閘或跳閘，電弧總在弧觸片與導(dǎo)電桿端部弧觸頭之間產(chǎn)生。為了使電弧能偏向弧觸片，在滅弧室上部靠弧觸片一側(cè)嵌有吸弧鐵片，利用電弧的磁效應(yīng)使電弧吸往鐵斷路器跳閘時，導(dǎo)電桿向下運動。當(dāng)導(dǎo)電桿離開靜觸頭時，產(chǎn)生電弧，使油分解，形成氣泡，導(dǎo)致靜觸頭周圍的油鋼珠上升堵住中心孔。這時電圖3.1-11SN10-10型高壓少油斷路器弧在近乎封閉的空間內(nèi)燃燒，從而使滅弧室內(nèi)的油壓迅速增大。當(dāng)導(dǎo)電桿繼續(xù)向下運動，相繼打開一、二、三道滅弧溝及下面的油囊時，油氣流強烈地橫吹和縱吹電弧。同時由于導(dǎo)電桿向下運動，在滅弧室形成附加油流射向電弧。由于油氣流的橫吹與縱吹以及機械運動引起的油吹的綜合作用，從而使電弧迅速熄滅。而且這種斷路器跳閘時，導(dǎo)電桿是向下運動的，導(dǎo)電桿端部的弧根部分總與下面的新鮮冷油接觸，進一步改善了滅弧條件，因此它具有較大的斷流容量。這種少油斷路器，在油箱上部設(shè)有油氣分離室，其作用是使滅弧過程中產(chǎn)生的油氣混合物旋轉(zhuǎn)分離，氣體從油箱頂部的排氣孔排出，而油滴則附著內(nèi)壁流回滅弧室。SNl0-10等型少油斷路器可配用CS2等型手動操作機構(gòu)、CDlo等型電磁操作機構(gòu)或cT7等型彈簧儲能操作機構(gòu)o。手動操作機構(gòu)能手動和遠距離跳閘，但只能手動合閘，其結(jié)構(gòu)簡單，可交流操作。電磁操作機構(gòu)能手動和遠距離跳、合閘，但需直流操作，且合閘功率大。彈簧儲能操作機構(gòu)亦能手動和遠距離跳、合閘，而且操作電源交、直流均可，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價較高。如需實現(xiàn)自動合閘或自動重合閘，則必需采用電磁操作機構(gòu)或彈簧操作機構(gòu)。由于采用交流操作電源較為簡單經(jīng)濟，因此彈簧操作機構(gòu)的應(yīng)用越來越廣。b高壓六氟化硫斷路器六氟化硫(SF6)斷路器，是利用SF6氣體作滅弧和絕緣介質(zhì)的一種斷路器。SF6是一種無色、無味、無毒且不易燃的惰性氣體，在150℃以下時，化學(xué)性能相當(dāng)穩(wěn)定。但它在電弧的高溫作用下要分解，分解出的氟有較強的腐蝕性和毒性，且能與觸頭的金屬蒸氣化合為一種具有絕緣性能的白色粉末狀的氟化物。因此這種斷路器的觸頭一般都設(shè)計成具有自動凈化的作用。然而由于上述的分解和化合作用所產(chǎn)生的活性雜質(zhì)，大部分能在電弧熄滅后幾個微秒的極短時間內(nèi)自動還原，而且殘余雜質(zhì)可用特殊的吸附劑(如活性氧化鋁)清除，因此對人身和設(shè)備都不會有什么危害。SF6不含碳元素(C)，這對于滅弧和絕緣介質(zhì)來說，是極為優(yōu)越的特性。上述油斷路器是用油作滅弧和絕緣介質(zhì)的，而油在電弧高溫作用下要分解出碳，使油中的含碳量增高，從而降低了油的絕緣和滅弧性能。因此油斷路器在運行中要經(jīng)常注意監(jiān)視油色，適時分析油樣，必要時要更換新油。而SF6斷路器就無此麻煩。SF6又不含氧元素(0)，因此它不存在觸頭氧化的問題。因此SF6斷路器較之空氣斷路器，其觸頭的磨損較少，使用壽命增長。SF6除具有上述優(yōu)良的物理、化學(xué)性能外，還具有優(yōu)良的電絕緣性能。在300kPa下，其絕緣強度與一般絕緣油的絕緣強度大體相當(dāng)。特別優(yōu)越的是SF6在電流過零時，電弧暫時熄滅后，具有迅速恢復(fù)絕緣強度的能力，從而使電弧難以復(fù)燃而很快熄滅。SF6斷路器的結(jié)構(gòu)，按其滅弧方式分，有雙壓式和單壓式兩類。雙壓式具有兩個氣壓系統(tǒng)，壓力低的作為絕緣，壓力高的作為滅弧。單壓式只有一個氣壓系統(tǒng)，滅弧時，SF6的氣流靠壓氣活塞產(chǎn)生。單壓式結(jié)構(gòu)簡單，我國現(xiàn)在生產(chǎn)的LNl、LN2型SF。斷路器均為單壓式。SF6斷路器滅弧室的工作(圖3.1-15)。斷路器的靜觸頭和滅弧室中的壓氣活塞是相對固定不動的；跳閘時裝有動觸頭和絕緣噴嘴的氣缸由斷路器操動機構(gòu)通過連桿帶動，離開靜觸頭，造成氣缸與活塞的相對運動，壓縮SFSF6斷路器與油斷路器比較，具有下列優(yōu)點：斷流能力強，滅弧速度快，電絕緣性能好，檢修周期(間隔時間)長，適于頻繁操作，而且沒有燃燒爆炸危險。但缺點是：要求加工精度很高，對其密封性能要求更嚴(yán)，因此價格比較昂貴。型號中“c”一操作機構(gòu)，“s”～手動式，“D”一電磁式，“T”一彈簧儲能式，后邊數(shù)字～設(shè)計序號。SF6斷路器主要用于需頻繁操作及有易燃易爆危險的場所，特別是用作全封閉式組合電器。SF6斷路器配用CDlo等型電磁操作機構(gòu)或CT7等型彈簧操作機構(gòu)。c高壓真空斷路器高壓真空斷路器，是利用“真空”(氣壓為10_2～10一6Pa)滅弧的一種斷路器，其觸頭裝在真空滅弧室內(nèi)。由于真空中不存在氣體游離的問題，所以這種斷路器的觸頭斷開時很難圖3.1-16真空滅弧室的結(jié)構(gòu)發(fā)生電弧。但是在感性電路中，滅弧速度過快，瞬問切從而使電路出現(xiàn)過電壓，這對供電系統(tǒng)是不利的。因此，這“真空”不能是絕對的真空，實際上能在觸頭斷開時因高電場發(fā)射和熱電發(fā)射產(chǎn)生一點電弧，這電弧稱之“真空電弧，它能在電流第一次過零時熄滅。這樣，燃弧時間既短(至多半個周期)，又不致產(chǎn)生很高的過電壓。真空斷路器的滅弧室結(jié)構(gòu)圖如圖3.1-16所示。真空滅弧室的中部，有一對圓盤狀的觸頭。在觸頭剛分離時，由于高電場發(fā)射和熱電發(fā)射而使觸頭間發(fā)生電弧。電弧溫度很高，可使觸頭表面產(chǎn)生金屬蒸氣。隨著觸頭的分開和電弧電流的減小，觸頭間的金屬蒸氣密度也逐漸減小。當(dāng)電弧電流過零時，電弧暫時熄滅，觸頭周圍的金屬離子迅速擴散，凝聚在四周的屏蔽罩上，以致在電流過零后只幾個微秒的極短日,-tN內(nèi)，觸頭間隙實際上又恢復(fù)了原有的高真空度。因此，當(dāng)電流過零后雖很快加上高電壓，觸頭間隙也不會再次擊穿，也就是說，真空電弧在電流第一次過零時就能完全熄滅。真空斷路器具有體積小、重量輕、動作快、壽命長、安全可靠和便于維護檢修等優(yōu)點，但價格較貴，主要適用于頻繁操作的場所。(6)高壓開關(guān)柜高壓開關(guān)柜(high—voltageswitchgear)是按一定的線路方案將有關(guān)一、二次設(shè)備組裝而成的一種高壓成套配電裝置，在發(fā)電廠和變配電所中作為控制和保護發(fā)電機、變壓器和高壓線路之用，也可作為大型高壓交流電動機的起動和保護之用，其中安裝有高壓開關(guān)設(shè)備、保護電器、監(jiān)測儀表和母線、絕緣子等。高壓開關(guān)柜有固定式和手車式(移開式)兩大類型。在一般中小型工廠中，普遍采用較為經(jīng)濟的固定式高壓開關(guān)柜。我國現(xiàn)在大量生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用的固定式高壓開關(guān)柜主要為GG一1A(F)型。這種防誤型開關(guān)柜裝設(shè)了防止電氣誤操作和保障人身安全的閉鎖裝置，即所謂“五防”——防止誤跳、誤合斷路器．防止帶負(fù)荷拉、合隔離開關(guān)，防止帶電掛接地線，防止帶接地線合隔離開關(guān)，防止人員誤入帶電間隔。手車式(又稱移開式)高壓開關(guān)柜的特點是，高壓斷路器等主要電氣設(shè)備是裝在可以拉出和推入開關(guān)柜的手車上的。斷路器等設(shè)備需檢修時，可隨時將其手車?yán)?，然后推入同類備用手車，即可恢?fù)供電。因此采用手車式開關(guān)柜，較之采用固定式開關(guān)柜，具有檢修安全、供電可靠性高等優(yōu)點；但價格較貴。圖3.1-18是GC口一10(F)型手車式高壓開關(guān)柜的外形結(jié)構(gòu)圖。為了采用IEC標(biāo)準(zhǔn)，我國于80年代后期設(shè)計生產(chǎn)了KGN口一10(F)等型固定式金屬鎧裝開關(guān)柜及KYN口一10(F)等型移開式金屬鎧裝開關(guān)柜和JYN口一10(F)等型移開式金屬封閉間隔型開關(guān)柜。老系列的高壓開關(guān)柜全型號的表示和含義如下：(7)高壓一次設(shè)備的選擇高壓一次設(shè)備的選擇，必須滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下工作的要求，同時設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運行維護方便，投資經(jīng)濟合理。電氣設(shè)備按正常條件下工作選擇，就是要考慮電氣裝置的環(huán)境條件和電氣要求。環(huán)境條件是指電氣裝置所處的位置(室內(nèi)或室外)、環(huán)境溫度、海拔高度以及有無防塵、防腐、防火、防爆等要求。電氣要求是指電氣裝置對設(shè)備的電壓、電流、頻率(一般為50FIz)等方面的要求；對一些斷路電器如開關(guān)、熔斷器等，還應(yīng)考慮其斷流能力。電氣設(shè)備按短路故障條件下工作選擇，就是要按最大可能的短路故障時的動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度進行校驗。對熔斷器和裝有熔斷器保護的電壓互感器，不必進行短路動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的校驗。對電力電纜，由于其機械強度足夠，所以也不必進行短路動穩(wěn)定度的校驗。2)電力變壓器(1)電力變壓器的主要功能和分類電力變壓器(power’trans{oI‘met’，文字符號為T或TM)，是變電所中最關(guān)鍵的一次設(shè)備，其主要功能是將電力系統(tǒng)中的電能電壓升高或降低，以利于電能的合理輸送、分配和使用。電力變壓器按功能分，有升壓變壓器和降壓變壓器兩大類。工廠變電所都采用降壓變壓器。終端變電所的降壓變壓器，也稱配電變壓器。電力變壓器按容量系列分，有R8容量系列和R10容量系列兩大類。所謂R8容量系列，是指容量等級是按R8一影l(fā)o≈1．33倍數(shù)遞增的。我國老的變壓器容量等級采用此系列，如容量100kV·A、135kV·A、180kV·A、240kV·A、320kV·A、420kV·A、560kV·A、750kV·A、1000kV·A等。所謂R10容量系列，是指容量等級是按R10一桫10≈1．26倍數(shù)遞增的。R10系列的容量等級較密，便于合理選用，是IEC推薦采用的，我國新的變壓器容量等級采用此系列，如容量100kV·A、125kV·A、160kV·A、200kV·A、2．50kV·A、315kV·A、400kV·A、500kV·A、630kV·A、800kV·A、1000kV·A等。電力變壓器按相數(shù)分，有單相和三相兩大類。工廠變電所通常都采用三相電力變壓器。電力變壓器按調(diào)壓方式分，有無載調(diào)壓(又稱無激磁調(diào)壓)和有載調(diào)壓兩大類。工廠變電所大多采用無載調(diào)壓變壓器。電力變壓器按繞組導(dǎo)體材質(zhì)分，有銅繞組變壓器和鋁繞組變壓器兩大類。工廠變電所過去大多采用鋁繞組變壓器，但低損耗的銅繞組變壓器現(xiàn)在得到了越來越廣泛的應(yīng)用。電力變壓器按繞組型式分，有雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自耦變壓器。工廠變電所大多采用雙繞組變壓器。電力變壓器按繞組絕緣及冷卻方式分，有油浸式、干式和充氣式(SF。)等變壓器。其中油浸式變壓器，又有油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式、油浸水冷式和強迫油循環(huán)冷卻式等。工廠變電所大多采用油浸自冷式變壓器。電力變壓器按用途分，有普通電力變壓器、全封閉變壓器和防雷變壓器等。工廠變電所大多采用普通電力變壓器。(2)電力變壓器的容量和過負(fù)荷能力a電力變壓器的額定容量和實際容量電力變壓器的額定容量(銘牌容量)，是指它在規(guī)定的環(huán)境溫度條件下，室外安裝時，在規(guī)定的使用年限(一般規(guī)定為20年)內(nèi)所能連續(xù)輸出的最大視在功率(單位為kV·A)。變壓器的使用年限，主要取決于變壓器繞組絕緣的老化速度，而絕緣的老化速度又取決于繞組最熱點的溫度。變壓器的繞組導(dǎo)體和鐵心，一般可以長期經(jīng)受較高的溫升而不致?lián)p壞。但繞組長期受熱時，其絕緣的彈性和機械強度要逐漸減弱，這就是絕緣的老化(ageing)現(xiàn)象。絕緣老化嚴(yán)重時，就會變脆，容易裂紋和剝落。試驗表明：在規(guī)定的環(huán)境溫度條件下，如果變壓器繞組最熱點的溫度一直維持95℃，則變壓器可連續(xù)運行20年。如果其繞組溫度升高到120℃時，則變壓器只能運行2．2年。這說明繞組溫度對變壓器的使用壽命有著極大的影響。繞組溫度不僅與變壓器負(fù)荷大小有關(guān)，而且受周圍環(huán)境溫度的影響。按GBl094—96《電力變壓器》規(guī)定，電力變壓器正常使用的環(huán)境溫度條件為：最高氣溫為+40℃，最高日平均氣溫為+30℃，最高年平均氣溫為+20℃，最低氣溫對戶外變壓器為一30℃，對戶內(nèi)變壓器為一5℃。油浸式變壓器頂層油的溫升，規(guī)定不得超過周圍氣溫55℃。如按規(guī)定的最高氣溫+40℃計，則變壓器頂層油溫不得超過+95℃。如果變壓器安裝地點的環(huán)境溫度超過上述規(guī)定溫度最大值中的一個，則變壓器頂層油的溫升限值應(yīng)予降低。當(dāng)環(huán)境溫度超過規(guī)定的溫度不大于5℃時，頂層油的溫升限值應(yīng)降低5℃；超過溫度不大于10℃時，頂層油的溫升限值應(yīng)降低10℃。因此變壓器的實際容量較之其額定容量要相應(yīng)地有所降低。反之，如果變壓器安裝地點的環(huán)境溫度比規(guī)定的環(huán)境溫度低，則從繞組絕緣老化程度減輕而又保證變壓器使用年限不變來考慮，變壓器的實際容量較之其額定容量可以適當(dāng)提高，也就是說，某些時候變壓器可允許一定的過負(fù)荷。一般規(guī)定，如果變壓器安裝地點的年平均氣溫O1℃，變壓器的容量應(yīng)相應(yīng)減小1％。因此變壓器的實際容量(即出力)應(yīng)計入一個溫度校正系數(shù)‰。對室外變壓器，其實際容量為對室內(nèi)變壓器，由于散熱條件較差，故變壓器室的出風(fēng)口與進風(fēng)口間有大約15℃的溫差，從而使處在室中間的變壓器環(huán)境溫度比戶外溫度大約要高出8℃，因此其容量還要減少8％，故室內(nèi)變壓器的實際容量為(3)變電所主變壓器臺數(shù)和容量的選擇a變電所主變壓器臺數(shù)的選擇選擇主變壓器臺數(shù)時應(yīng)考慮下列原則：a)應(yīng)滿足用電負(fù)荷對供電可靠性的要求。對供有大量一、二級負(fù)荷的變電所，宜采用兩臺變壓器，以便當(dāng)一臺變壓器發(fā)生故障或檢修時，另一臺變壓器能對一、二：級負(fù)荷繼續(xù)供電。對只有二級而無一級負(fù)荷的變電所，也可以只采用一臺變壓器，但必須在低壓側(cè)敷設(shè)與其它變電所相聯(lián)的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源。b)對季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動較大而宜于采用經(jīng)濟運行方式。的變電所，也可考慮采用兩臺變壓器。c)除上述情況外，一般車間變電所宜采用一臺變壓器。但是負(fù)荷集中而容量相當(dāng)大的變電所，雖為三級負(fù)荷，也可以采用兩臺或以上變壓器。d)在確定變電所主變壓器臺數(shù)時，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余地。b變電所主變壓器容量的選擇a)只裝一臺主變壓器的變電所主變壓器容量ST(設(shè)計中，一般可概略地當(dāng)作其額定容量SN．T)應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計算負(fù)荷S5T≥S30b)裝有兩臺主變壓器的變電所每臺變壓器的容量ST(一般可概略地當(dāng)作SN．t)應(yīng)同時滿足以下兩個條件：(a)任一臺變壓器單獨運行時，宜滿足總計算負(fù)荷S60％～70％9的需要，即5r=(O．6～0．7)S30(b)任一臺變壓器單獨運行時，應(yīng)滿足全部一、二級負(fù)荷Ssoc-+ST≥．$30(I+I)c車間變電所主變壓器的單臺容量上限車間變電所主變壓器的單臺容量，一般不宜大于1000kV·A(或1250kV·A)。這一方面是受以往低壓開關(guān)電器斷流能力和短路穩(wěn)定度要求的限制；另一方面也是考慮到可以使變壓器更接近于車間負(fù)荷中心，以減少低壓配電線路的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量。現(xiàn)在我國已能生產(chǎn)一些斷流能力更大和短路穩(wěn)定度更好的新型低壓開關(guān)電器如DWl5、ME等型低壓斷路器及其它電器，因此如車間負(fù)荷容量較大、負(fù)荷集中且運行合理時，也可以選用單臺容量為1250(或1600)～2000kV·A的配電變壓器，這樣能減少主變壓器臺數(shù)及高壓開關(guān)電器和電纜等。對裝設(shè)在二層以上的電力變壓器，應(yīng)考慮垂直與水平運輸對通道及樓板荷載的影響。如采用干式變壓器時，其容量不宜大于630kV·A。對居住小區(qū)變電所內(nèi)的油浸式變壓器單臺容量，不宜大于630kV·A。這是因為油浸式變壓器容量大于630kV·A時，按規(guī)定應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護，而該變壓器電源側(cè)的斷路器往往不在變壓器附近，因此瓦斯保護很難實施，而且如果變壓器容量增大，供電半徑相應(yīng)增大，勢必造成供電末端的電壓偏低，給居民生活帶來不便，例如日光燈啟動困難、電冰箱不能啟動等。d適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展應(yīng)適當(dāng)考慮今后5～10年電力負(fù)荷的增長，留有一定的余地，同時要考慮變壓器的正常過負(fù)荷能力。最后必須指出：變電所主變壓器臺數(shù)和容量的最后確定，應(yīng)結(jié)合變電所主結(jié)線方案的選擇，對幾個較合理方案作技術(shù)經(jīng)濟比較，擇優(yōu)而定。3)電流互感器和電壓互感器(1)概述電流互感器(currenttransformer，簡稱CT，文字符號為TA)又稱儀用變流器。電壓互感器(voltagetransfor’met’，或potentialtransformer，簡稱PT，文字符號為TV)又稱儀用變壓器。它們合稱為互感器(transformeI‘)。從基本結(jié)構(gòu)和工作原理來說，互感器就是一種特殊變壓器?；ジ衅鞯墓δ苤饕牵篴用來使儀表、繼電器等二次設(shè)備與主電路絕緣這既可避免主電路的高電壓直接引入儀表、繼電器等二次設(shè)備，又可防止儀表、繼電器等二次設(shè)備的故障影響主電路，提高一、二次電路的安全性和可靠性，并有利于人身安全。b用來擴大儀表、繼電器等二次設(shè)備的應(yīng)用范圍例如用一只5A的電流表，通過不同變流比的電流互感器就可測量任意大的電流。同樣，用一只100V的電壓表，通過不同變壓比的電壓互感器就可測量任意高的電壓。而且，由于采用互感器，可使二次儀表、繼電器等設(shè)備的規(guī)格統(tǒng)一，有利于這些設(shè)備的批量生產(chǎn)。(2)電流互感器a基本結(jié)構(gòu)原理和結(jié)線方案電流互感器的基本結(jié)構(gòu)原理圖如圖3.1-20所示。它的結(jié)構(gòu)特點是：一次繞組匝數(shù)很少，有的型式電流互感器還沒有一次繞組，利用穿過其鐵心的一次電路作為一次繞組(相當(dāng)于匝數(shù)為1)，且一次繞組導(dǎo)體相當(dāng)粗；而二次繞組匝數(shù)很多，導(dǎo)體較細(xì)。工作時，一次繞組串接在一次電路中，而二次繞組則與儀表、繼電器等的電流線圈相串聯(lián)，形成一個閉合回路。由于這些電流線圈的阻抗很小，因此電流互感器工作時二次回路接近于短路狀態(tài)。二次繞組的額定電流一般為5A系：電流互感器在三相電路中有如圖3.1-21所示的四種常見的結(jié)線方案。a)一相式結(jié)線(見圖3.1-21a)電流線圈通過的電流，反應(yīng)一次電路相應(yīng)相的電流，通常用于負(fù)荷平衡的三相電路如低壓動力線路中，供測量電流或接過負(fù)荷保護裝置之用。b）兩相V形結(jié)線(見圖3.1-21b)這種結(jié)線也稱為兩相不完全星形結(jié)線。在繼電保護裝置中，這種結(jié)線稱為兩相兩繼電器結(jié)線或兩相的相電流結(jié)線。在中性點不接地的三相三線制電路中(如6～lokV高壓電路中)，廣泛用于測量三相電流、電能及作過電流繼電保護之用。由圖4～41的相量圖可知，兩電流為J。+J。一～J圖3.1-20電流互感器未接電流互感器那一相的相電流。1-鐵心2-一次繞組3-二次繞c）兩相電流差結(jié)線(見圖3.1-21c)這種結(jié)線也稱為兩相交叉結(jié)線。由圖4—42的相量圖可F倍。這種結(jié)線適于中性點不接地的三相三線制電路中(如6～10kV高壓電路中)供作過電流繼電保護之用，也稱為兩相一．繼電器結(jié)線。d）三相星形結(jié)線(見圖3.1-21d)這種結(jié)線中的三個電流線圈，正好反應(yīng)各相的電流，廣泛用在負(fù)荷一般不平衡的三相四線制系統(tǒng)如TN系統(tǒng)中，也用在負(fù)荷可能不平衡的三相三線制系統(tǒng)中，作三相電流、電能測量及過電流繼電保護之用。b電流互感器的類型和型號電流互感器的類型很多。按一次繞組的匝數(shù)分，有單匝式(包括母線式、芯柱式、套管式)和多匝式(包括線圈式、線環(huán)式、串級式)。按一次電壓分，有高壓和低壓兩大類。按用途分，有測量用和保護用兩大類。按準(zhǔn)確度級分，測量喟電流互感器有0.1、0.2、0.5、1、3、5等級，保護用電流互感器有5P和10P兩級。高壓電流互感器多制成不同準(zhǔn)確度級的兩個鐵心和兩個二次繞組，分別接測量儀表和繼電器，以滿足測量和保護的不同要求。電氣測量對電流互感器的準(zhǔn)確度要求較高。且要求在短路時儀表受的沖擊小，因此測量用電流互感器的鐵心在一次電路短路時應(yīng)易于飽和，以限制二次電流的增長倍數(shù)。而繼電保護用電流互感器的鐵心則在一次電流短路時不應(yīng)飽和，使二次電流能與一次短路電流成比例地增長，以適應(yīng)保護靈敏度的要求。圖3.1-22是戶內(nèi)高壓LQJ一10型電流互感器的外形圖。它有兩個鐵心和兩個二次繞組，分別為0.5級和3級、0.5級用于測量，3級用于繼電保護。圖3.1-23是戶內(nèi)低壓LMZJl一o．5型(500～800／5A)的外形圖。它不含一次繞組，穿過其鐵心的母線就是其一次繞組(相當(dāng)于1匝)。它用于500V及以下的配電裝置中。以上兩種電流互感器都是環(huán)氧樹脂或不飽和樹脂澆注絕緣的，較之老式的油浸式和干式電流互感器的尺寸小，性能好，安全可靠，因此現(xiàn)在生產(chǎn)的高低壓成套配電裝置中大都采用這類新型電流互感器。電流互感器全型號的表示和含義如下：(3)電壓互感器a基本結(jié)構(gòu)原理和結(jié)線方案電壓互感器的基本結(jié)構(gòu)原理圖如圖3.1-24所示。它的結(jié)構(gòu)特點是：一次繞組匝數(shù)很多，而二次繞組匝數(shù)很少，相當(dāng)于降壓變壓器。工作時，一次繞組并聯(lián)在一次電路中，而二次繞組并聯(lián)儀表、繼電器的電壓線圈。由于這些電壓線圈的阻抗很大，所以電壓互感器工作時二次繞組接近于空載狀態(tài)。二次繞組的額定電壓一般為100V。電壓互感器的一次電壓U。與其二次電壓U。之間有下關(guān)系：其額定一、二次電壓比，即K。=U。N／U：N，例如10000V／100V。電壓互感器在三相電路中有如圖3.1-25所示的四種常見的結(jié)線方案a)一個單相電壓互感器的結(jié)線(見圖3.1-25a)供儀表、繼電器接于一個線電壓。b)兩個單相電壓互感器接成V／V形(見圖3.1-25b)供儀表、繼電器接于三相三線制電路的各個線電壓，它廣泛應(yīng)用在工廠變配電所的6～10kV高壓配電裝置中。圖3.1-24電壓互感器c)三個單相電壓互感器接成Y。／25c)供電給要求線電壓的儀表、繼電器，并供電給接相電壓的絕緣監(jiān)視電壓表。由于小接地電流系統(tǒng)在一次側(cè)發(fā)生單相接地時，另兩相電壓要升高到線電壓，所以絕緣監(jiān)視電壓表不能接入按相電壓選擇的電壓表，而要按線電壓選擇，否則在發(fā)生單相接地時，電壓表可能被燒毀。d)三相單相三繞組電壓互感器或一個三相五芯柱三繞組電壓互感器接成Y。／Yo／△(開口三角)形(見圖3.1-25d)其接成Y。的二次繞組，供電給需線電壓的儀表、繼電器及絕緣監(jiān)視用電壓表，與圖3.1-25c：的二次結(jié)線相同。接成△(開口三角)形的輔助二次繞組，接電壓繼電器。一次電壓正常工作時，由于三個相電壓對稱，因此開口三角形兩端的電壓接近于零。當(dāng)某一相接地時，開口三角形兩端將出現(xiàn)近100V的零序電壓，使電壓繼電器動作，發(fā)出信號。b電壓互感器的類型和型號電壓互感器按相數(shù)分，有單相和三相兩類。按絕緣及其冷卻方式分，有干式(含環(huán)氧樹脂澆注式)和油浸式兩類。圖3.1-26是應(yīng)用廣泛的單相三繞組、環(huán)氧樹脂澆注絕緣的戶內(nèi)JDZJ一10型電壓互感器外形圖。電壓互感器全型號的表示和含義如下：c電壓互感器的使用注意事項a)電壓互感器在工作時其二次側(cè)不得短路由于電壓互感器一、二次側(cè)都是在并聯(lián)狀態(tài)下工作的，如發(fā)生短路，將產(chǎn)生很大的短路電流，有可能燒毀互感器，甚至影響一次電路的安全運行。因此電壓互感器的一、二次側(cè)都必須裝設(shè)熔斷器以進行短路保護。b）電壓互感器的二次側(cè)有一端必須接地這與電流互感器二次側(cè)接地的目的相同，也是為了防止一、二次繞組的絕緣擊穿時，一次側(cè)的高電壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備的安全。c）電壓互感器在連接時，也要注意其端子的極性我國規(guī)定，單相電壓互感器的一次繞組端子標(biāo)以A、X，二次繞組端子標(biāo)以a、x，端子A與a、x與x各為對應(yīng)的“同名端”或“同極性端。三相電壓互感器，按照相序，一次繞組端子分別標(biāo)以A、X，B、Y，C、z，二次繞組端子分別標(biāo)以a、xb、y，c、z，端子A與a、B與b、C與c、X與x、Y與y、z與z各為對應(yīng)的“同名端”或“同極性端。3.1.3主要施工工具與機具準(zhǔn)備3.1.4施工安全技術(shù)措施施工單位承擔(dān)控制和管理施工生產(chǎn)進度，成本、質(zhì)量、安全等目標(biāo)的責(zé)任的同時，必須負(fù)責(zé)進行安全管理，落實安全生產(chǎn)責(zé)任制，使工程項目安全管理貫穿于施工的全過程，交叉于各項專業(yè)技術(shù)管理。其重點是進行人的不安全行為與物的不安全狀態(tài)的控制。主要包括以下幾項措施內(nèi)容。1.落實安全生產(chǎn)制度，實施責(zé)任管理1）建立各級人員安全生產(chǎn)責(zé)任制度，明確各級人員的安全職責(zé)。抓制度落實，抓責(zé)任落實，定期檢查安全責(zé)任落實情況。2）建立、完善以項目經(jīng)理為首的安全生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)組織。有組織、有領(lǐng)導(dǎo)的開展安全管理活動，承擔(dān)組織、領(lǐng)導(dǎo)安全生產(chǎn)的責(zé)任。3）施工項目應(yīng)通過有關(guān)部門的安全生產(chǎn)資質(zhì)審查，并得到認(rèn)可。一切從事生產(chǎn)管理與操作的人員，依照其從事的生產(chǎn)內(nèi)容，分別通過企業(yè)、施工項目的安全審查，取得安全操作認(rèn)可證，持證上崗。特種作業(yè)人員，除經(jīng)企業(yè)的安全審查外，還需按規(guī)定參加安全操作考核，取得監(jiān)察部“持證上崗。施工現(xiàn)場出現(xiàn)特種作業(yè)無證操作現(xiàn)象時，施工項目主要負(fù)責(zé)人必須承擔(dān)管理責(zé)任。4）施工項目負(fù)責(zé)施工生產(chǎn)中物的狀態(tài)審驗與認(rèn)可，承擔(dān)物的狀態(tài)漏驗、失控的管理責(zé)任。5）一切管理、操作人員均需與施工項目簽訂安全協(xié)議，向施工項目做出保證。6）安全生產(chǎn)責(zé)任落實情況的檢查，應(yīng)認(rèn)真、詳細(xì)的記錄，作為分配、補償?shù)脑假Y料之一。2．項目安全教育與訓(xùn)練1）一切管理、操作人員應(yīng)具有一定的基本條件與較高的素質(zhì)。具有合法的勞動手續(xù)。臨時性人員經(jīng)正式簽定勞動合同，接受入場教育后，才可進入施工現(xiàn)場和勞動崗位；2）沒有癡呆、健忘、精神失常、癲癇、腦外傷后遺癥、心血管疾病、暈眩、以及不適于從事操作的疾病；3）沒有感官缺陷，感性良好。有良好的接受、處理、反饋信息的能力；4）具有適于不同層次操作所必須的文化水平；5）輸入的勞務(wù)，必須具有基本的安全操作素質(zhì)，經(jīng)過正規(guī)訓(xùn)練、考核，輸入手續(xù)完備。6）安全教育、訓(xùn)練，包括知識、技能、意識三個階段的教育。7）安全知識教育。使操作者了解、掌握生產(chǎn)操作過程中，潛在的危險因素及防范措施；8）安全技能訓(xùn)練。使操作者逐漸掌握安全生產(chǎn)技能，獲得完善化、自動化的行為方式；9）安全意識教育。在于激勵操作者自覺堅持實行安全技能。10）安全教育的內(nèi)容隨實際需要而確定。11）入場前應(yīng)完成三級安全教育。對新工人、學(xué)徒工、學(xué)習(xí)生的入場三級安全教育，重點在一般安全知識、生產(chǎn)組織原則、生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)紀(jì)律方面，強調(diào)操作的非獨立性。對季節(jié)工、農(nóng)民工的三級安全教育，產(chǎn)生產(chǎn)組織原則、環(huán)境、紀(jì)律、操作標(biāo)準(zhǔn)為主。在規(guī)定的時間內(nèi)安全技能不能達到熟練的，應(yīng)及時解除勞動合同，取消勞動資格；12）結(jié)合施工生產(chǎn)的變化，適時進行安全知識教育。一般每十天組織一次較合適；13）結(jié)合生產(chǎn)組織安全技能訓(xùn)練，干什么訓(xùn)練什么，反復(fù)訓(xùn)練，分步驗收；14）安全意識教育，應(yīng)隨安全生產(chǎn)的形勢變化，確定階段教育內(nèi)容。如抓住典型事故案例，進行增強安全意識的認(rèn)識，接受事故教訓(xùn)的教育；15）受季節(jié)自然影響時，針對由于這種變化而出現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)境、作業(yè)條件的變化所進行的教育，其目的在于增強安全意識、控制人的行為，盡快適應(yīng)變化，減少人為失誤；16）采用新技術(shù)、使用新設(shè)備、新材料、推行新工藝之前；應(yīng)對有關(guān)人員進行安全知識、技能、意識的全面安全教育，激勵操作者實行安全技能的自覺性。17）加強教育管理，增強安全教育效果。18）教育內(nèi)容全面，重點突出、系統(tǒng)性強，抓住關(guān)鍵反復(fù)教育；19）反復(fù)實踐，養(yǎng)成自覺采用安全操作方法的習(xí)慣；20）使每個受教育的人，了解自己的學(xué)習(xí)成果。鼓勵受教育者樹立堅持安全操作方法的信心，養(yǎng)成安全操作的良好習(xí)慣；21）告訴受教育者怎樣做才能保證安全，而不是不應(yīng)該做什么；22）獎勵促進，鞏固學(xué)習(xí)成果；23）進行各種形式，不同內(nèi)容的安全教育，應(yīng)把教育的時間、內(nèi)容等，清楚的記錄在安全教育記錄本或記錄卡上。3．安全檢查安全檢查是發(fā)現(xiàn)不安全行為和不安全狀態(tài)的重要途徑，是消除事故隱患，落實整改措施，防止事故傷害，改善勞動條件的重要方法。1）安全檢查的內(nèi)容主要是查思想、查管理、查制度、查現(xiàn)場、查隱患、查事故處理。（1）施工項目的安全檢查產(chǎn)自檢形式為主，是對項目工程操作人員，生產(chǎn)全部過程、各個方位全面安全狀況的檢查。檢查的重點以勞動條件、生產(chǎn)設(shè)備、現(xiàn)場管理、安全衛(wèi)生設(shè)施以及生產(chǎn)人員的行為為主。發(fā)現(xiàn)危及人的安全因素時，必須果斷的消除；（2）各級生產(chǎn)組織者，應(yīng)在全面安全檢查中，透過作業(yè)環(huán)境狀態(tài)和隱患，對照安全和生產(chǎn)方針、政策、檢查對安全生產(chǎn)認(rèn)識的差距；（3）對安全管理的檢查，主要是：安全生產(chǎn)是否提到議事日程上，各級安全責(zé)任人是否堅持做到安全計劃、安全布置、安全檢查、安全總結(jié)、安全評比內(nèi)容，即“五同時；業(yè)務(wù)職能部門、人員、是否在各自業(yè)務(wù)范圍內(nèi)，落實了安全生產(chǎn)責(zé)任。專職安全人員是否在位、在崗；安全教育是否落實，教育是否到位；工程技術(shù)、安全技術(shù)是否結(jié)合為統(tǒng)一體；作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化實施情況；安全控制措施是否有力，控制是否到位，有哪些有效管理措施；事故處理是否符合規(guī)則，是否堅持“三不放過”的原則。（4）安全檢查的組織。建立安全檢查制度，制度要求的規(guī)模、時間、原則、處理、報償全面落實；成立第一責(zé)任人為首，業(yè)務(wù)部門人員參加的安全檢查組織；安全檢查必須做到有計劃、有目的、有準(zhǔn)備、有整改、有總結(jié)、有處理；（5）安全檢查的準(zhǔn)備思想準(zhǔn)備。發(fā)動全員開展自檢，自檢與制度檢查結(jié)合，形成自檢自改，邊檢邊改的局面。使全員在發(fā)生危險因素方面得到提高，在消除危險因素中受到教育，從要全檢查中受到鍛煉；業(yè)務(wù)裝備。確定安全檢查的目的步驟、方法、安排檢查日程，分析事故資料，確定檢查重點。4.文明施工措施1）文明施工文明施工，系指科學(xué)、合理、行之有效的方法和措施，對建設(shè)工程施工的全過程，全方位進行組織與管理，使之呈現(xiàn)出有條不紊、整潔明快，高效安全的施工狀態(tài)。施工順序合理，具有良好的裝飾施工現(xiàn)場秩序，水電及施工通道通暢。強調(diào)文明施工其意義在于強化施工現(xiàn)場管理，改變以往普遍存在于工程施工現(xiàn)場的那種“臟、亂、差”現(xiàn)象和“高消耗、低效益、事故多”的狀況，加快裝飾工程施工現(xiàn)場管理標(biāo)準(zhǔn)化步伐，推進文明工地建設(shè)的進程。文明施工的責(zé)任人是裝飾工程施工企業(yè)的項目經(jīng)理，管理具體實施人是工長、工地質(zhì)安員、材料員、后勤管理員等，工長在其中起著重大作用。（1）現(xiàn)場場容管理施工現(xiàn)場有規(guī)范和科學(xué)的施工組織設(shè)計，合理的裝飾施工平面布置圖，現(xiàn)場施工管理制度健全，文明施工措施落實，領(lǐng)導(dǎo)掛帥，責(zé)任明確，定人定崗，檢查考核項目明確；施工現(xiàn)場大門整齊，出入口設(shè)門衛(wèi)，大門兩側(cè)標(biāo)牌整潔美觀，四周廣告標(biāo)語醒目，“門前三包”落實，現(xiàn)場圍墻、圍笆、圍網(wǎng)規(guī)距成線；施工現(xiàn)場“