水泥厂常用电气知识Word文件下载.docx
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解决的办法是在兆欧表的“线路”端子L与被试品间串入一只2DL型高压硅整流二极管，
用以阻止试品对兆欧表放电。
这样既可消除表针的摆动，又不影响测量的准确度。
高压断路器是电力系统最重要的控制和保护设备之一。
真空
断路器是利用高真空度介质的高绝缘强度和这种稀薄气体中电弧生成物具有很高的扩散速度很快来弧的原理制成的。
它具有体积小、重量轻、开断次数多、无油污、维护使用方便等优点。
其主要试验项目有如下。
（1）测量绝缘电阻。
测量应在断路器合闸状态下测量能有效发现断路器的受潮（如拉杆受潮、绝缘子绝缘下降）。
测量时应使用2500V兆欧表。
（2）测量每相导电回路电阻。
断路器导电回路电阻主要是触头的接触电阻，由于被测电阻很小，一般使用双臂电桥。
通过测量可发现在正常工作时是否会产生过热以及在通过短路电流时的遮断性能。
（3）交流耐压。
交流耐压试验是鉴定断路器绝缘度最有效和最直接的方法。
断路器应在合闸状态下，在导电部分对地之间进行耐压试验以检查主绝缘，还应在断路器分闸状态下对真空灭弧室内的动、静触头间进行耐压试验以检查绝缘强度。
在耐压1min内如无闪络、击穿现象，则说明真空室绝缘良好。
（4）测量灭弧室真空度（有条件时）。
简介：
负载曲线的平均负载系数越高，为达到损耗电能越小，要选用损耗比越小的变压器；
负载曲线的平均负载系数越低，为达到损耗电能越小，要选用损耗比越大的变压器。
将负载曲线的平均负载系数乘以一个大于1的倍数，通常可取1-1.3，作为获得最佳效率的负载系数，然后按βb＝（1/R）计算变压器应具备的损耗比。
关键字：
变压器
1、变压器损耗计算公式
（１）有功损耗：
ΔＰ＝Ｐ０＋ＫＴβ２ＰＫ-------（１）（２）无功损耗：
ΔＱ＝Ｑ０＋ＫＴβ２ＱＫ-------（２）（３）综合功率损耗：
ΔＰＺ＝ΔＰ＋ＫＱΔＱ----（３）Ｑ０≈Ｉ０％ＳＮ，ＱＫ≈ＵＫ％ＳＮ
式中：
Ｑ０——空载无功损耗（ｋｖａｒ）
Ｐ０——空载损耗（ｋＷ）
ＰＫ——额定负载损耗（ｋＷ）
ＳＮ——变压器额定容量（ｋＶＡ）
Ｉ０％——变压器空载电流百分比。
ＵＫ％——短路电压百分比
β——平均负载系数
ＫＴ——负载波动损耗系数
ＱＫ——额定负载漏磁功率（ｋｖａｒ）
ＫＱ——无功经济当量（ｋＷ／ｋｖａｒ）
上式计算时各参数的选择条件：
（１）取ＫＴ＝１.０５；
（２）对城市电网和工业企业电网的６ｋＶ～１０ｋＶ
降压变压器取系统最小负荷时，其无功当量ＫＱ＝０．１ｋＷ／ｋｖａｒ；
（３）变压器平均负载系数，对于农用变压器可取β＝２０％；
对于工业企业，实行三班制，可取β＝７５％；
（４）变压器运行小时数Ｔ＝８７６０ｈ，最大负载损耗小时数：
ｔ＝５５００ｈ；
（５）变压器空载损耗Ｐ０、额定负载损耗ＰＫ、Ｉ０％、ＵＫ％，见产品资料所示。
2、变压器损耗的特征
Ｐ０——空载损耗，主要是铁损，包括磁滞损耗和涡流损耗；
磁滞损耗与频率成正比；
与最大磁通密度的磁滞系数的次方成正比。
涡流损耗与频率、最大磁通密度、矽钢片的厚度三者的积成正比。
ＰC——负载损耗，主要是负载电流通过绕组时在电阻上的损耗，一般称铜损。
其大小随负载电流而变化，与负载电流的平方成正比；
（并用标准线圈温度换算值来表示）。
负载损耗还受变压器温度的影响，同时负载电流引起的漏磁通会在绕组内产生涡流损耗，并在绕组外的金属部分产生杂散损耗。
变压器的全损耗ΔＰ=Ｐ０ＰC
变压器的损耗比=ＰC/Ｐ０
变压器的效率=ＰＺ/（ＰＺΔＰ），以百分比表示；
其中ＰＺ为变压器二次侧输出功率。
3、变压器节能技术推广
1）推广使用低损耗变压器；
（１）铁芯损耗的控制
变压器损耗中的空载损耗，即铁损，主要发生在变压器铁芯叠片内，主要是因交变的磁力线通过铁芯产生磁滞及涡流而带来的损耗。
最早用于变压器铁芯的材料是易于磁化和退磁的软熟铁，为了克服磁回路中由周期性磁化所产生的磁阻损失和铁芯由于受交变磁通切割而产生的涡流，变压器铁芯是由铁线束制成，而不是由整块铁构成。
１９００年左右，经研究发现在铁中加入少量的硅或铝可大大降低磁路损耗，增大导磁率，且使电阻率增大，涡流损耗降低。
经多次改进，用０．３５ｍｍ厚的硅钢片来代替铁线制作变压器铁芯。
近年来世界各国都在积极研究生产节能材料，变压器的铁芯材料已发展到现在最新的节能材料——非晶态磁性材料如２６０５Ｓ２，非晶合金铁芯变压器便应运而生。
使
用２６０５Ｓ２制作的变压器，其铁损仅为硅钢变压器的１／５，铁损大幅度降低。
（2）变压器系列的节能效果
上述非晶合金铁芯变压器，具有低噪音、低损耗等特点，其空载损耗仅为常规产品的１／５，且全密封免维护，运行费用极低。
我国Ｓ７系列变压器是１９８０年后推出的变压器，其效率较ＳＪ、ＳＪＬ、ＳＬ、ＳＬ１系列的变压器高，其负载损耗也较高。
８０年代中期又设计生产出Ｓ９系列变压器，其价格较Ｓ７系列平均高出２０％，空载损耗较Ｓ７系列平均降低８％，负载损耗平均降低２４％，并且国家已明令在１９９８年底前淘汰Ｓ７、ＳＬ７系列，推广应用Ｓ９系列。
S11是目前推广应用的低损耗变压器。
S11型变压器卷铁心改变了传统的叠片式铁心结构。
硅钢片连续卷制，铁心无接缝，大大减少了磁阻，空载电流减少了60～80，提高了功率因数，降低了电网线损，改善了电网的供电品质。
连续卷绕充分利用了硅钢片的取向性，空载损耗降低20～35。
运行时的噪音水平降低到30～45dB，保护了环境。
非晶合金铁心的S11系列配电变压器系列的空载损耗较Ｓ９系列降低７５％左右，但其价格仅比Ｓ９系列平均高
出３０％，其负载损耗与Ｓ９系列变压器相等。
开闭所（也有称开关站）可以理解为变电站的延伸，以解决变电站回路数不够且更接近负荷侧。
开闭所仅有开关柜，据需要和负荷大小电气接线可以是二进线4-6出线或4进线8-10出线（均单母分段），出线供各配电站，配电站有环网式（用环网柜）、终端式，配电站带有配变，一般可设二台配变，以提高供电可靠性。
不知这样理解对否。
在一个大的工厂的电力规划中,高压电源是事先规划好的,比如说110KV双电源供电,然后通过变压器转换成35KV或6KV/10KV,这个变电所一般称为主变电所.具体到某个工段或分厂,可能也有高压负载,这时如果纯粹从主变引110KV电源没有必要,就直接引电源至于现场,另设10KV母线段集中现场供电,这时距离现场近,也好管理和计量.开闭所是旧称呼,其实就是一个高压配电室而已.在东北某些老工厂,他们还管低压配电室（也无变压器）叫电磁站,乍一听很迷糊,哈哈.
DLT599-1996城市中低压配电网改造技术导则
7开闭所、配电站
7.1为解决高压变电所中压配电出线开关柜数量不足、出线走廊受限，减少相同路径的电缆条数，建设开闭所是必要的。
开闭所应配合城市规划和市政工程同时建设，作为市政建设的配套工程。
7.2开闭所宜建于城市主要道路的路口附近、负荷中心区和两座高压变电所之间，以便加强电网联络，提高供电可靠性。
7.3开闭所可以结合配电站建设，亦可单独建设。
开闭所的接线力求简化，一般采用单母线分段，两路进线，6～10路出线。
开闭所应按无人值班及逐步实现综合自动化的要求设计或留有发展余地。
7.4在新建的住宅区内，应建设地区公用配电室。
配电室可选用负荷开关——熔断器组合电器。
配电室一般装两台变压器，变压器间按630kVA或1000kVA设计，建设初期按设计负荷选装变压器，低压为单母线分段，可装设低压母联断路器并装设自动无功补偿装置。
7.5住宅小区的建筑规划面积累计100～200m2应建一座配电站，大型住宅小区应建设开闭所向若干个配电站供电。
7.6高层建筑内的重要设施如水泵、电梯等应双电源供电。
7.7住宅小区内的中低压线路，宜采用电缆或绝缘线。
7.8在繁华地区及受场地限制无法建设配电室而又不允许安装柱上变压器的处所，可考虑采用箱式变电站。
7.9开闭所、配电站的选址应考虑到设备运输方便，并留有消防通道，设计时应满足防火、通风、防潮、防尘、防毒、防小动物和防噪音等各项要求。
城市电力规划规范》GB50293-1999
2.0.7开关站（开闭所）城网中起接受电力并分配电力作用的配电设施。
7.3.310KV开关站宜与10KV配电所联体建设。
7.3.410KV开关站最大转供容量不宜超过15000KVA。
GIS（gasinsulatedsubstation）是气体绝缘全封闭组合电器的英文简称。
GIS由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中，在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体，故也称SF6全封闭组合电器。
GIS设备自20世纪60年代实用化以来，已广泛运行于世界各地。
GIS不仅
在高压、超高压领域被广泛应用，而且在特高压领域也被使用。
与常规敞开式变电站相比，GIS的优点在于结构紧凑、占地面积小、可靠性高、配置灵活、安装方便、安全性强、环境适应能力强，维护工作量很小，其主要部件的维修间隔不小于20年。
目前，GIS国外生产厂家主要有
ABB、东芝、三菱、日立、西门子、阿尔斯通等，国内生产厂家有西开、沈高、平高等。
我国通过技术引进，消化吸收，目前已掌握500千伏GIS的设计制造技术。
自主研发的1000千伏GIS（包括核心部件灭弧室和操动机构）将完全自主设计制造，预计
2009年6月可提供产品。
GIS制造技术在不断进步和发展，40多年来，各GIS生产厂家围绕着提高经济性和可靠性这两个主要目标，在元件结构、组合形式、制造工艺以及使用和维护方面进行了大量研究、开发。
随着大容量单压式SF6断路器的研制成功和氧化锌避雷器的应用，GIS的技术性能与参数已超过常规开关设备，并且使结构大大简化，可靠性大大提高，为GIS进一步小型化创造了十分有利的条件。
关于GIS安装、试验及设计的思考
1GIS概述
GIS的定义为：
全部或部分采用气体而不采用处于大气
压下的空气作为绝缘介质的金属封闭开关设备。
它是由短路器、母线、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、套管7种高压电器组合而成的高压配电装置，全称为gasinsulatedsubstation。
GIS采用的是绝缘性能和灭弧性能优异的六氟化硫（SF6）气体作为绝缘和灭弧介质，并将所有的高压电器元件密封在接地金属筒中，因此与传统敞开式配电装置相比，GIS具有占地面积小、元件全部密封不受环境干扰、运行可靠性高、运行方便、检修周期长、维护工作量小、安装迅速、运行费用低、无电磁干扰等优点。
经过30多年的研制开发，GIS技术发展很快并迅速被应用于全世界范围内的电力系统。
目前，随着全球电力系统自身的发展以及对系统运行可靠性要求的日益提高，GIS技术必将持续发展，并将成为本世纪高压电器的发展主流。
2GIS的安装
为了保证GIS安装的顺利进行，在施工设计阶段，设计人员需要认真考虑以下两个方面的问题，否则会给GIS的安装带来许多困难。
首先是GIS的起吊方式。
目前户内GIS的安装及起吊的荷载条件大多采用电动单梁桥式起重机。
起重机起吊速度有两档，低速档主要用于设备就位时的调整。
两档协调应用。
如公伯峡330kVGIS工程、棉花滩220kVGIS工程及一些电压等级更高的电站均采用这种起吊方式，实践证明是行之有
效的。
其次是GIS设备基础的预埋方式。
通常GIS的载荷条件、留孔及预埋要求均由制造商提供，但基础的预埋方式是由设计方根据制造商提供的基本资料来确定的。
目前较常用的基础预埋件有槽钢和螺栓两类。
其中预埋螺栓的施工较简单，但调节性差，若螺栓遇到楼板钢筋，则需要调整螺栓位置，并在需要与之连接固定的设备支架上重新开孔，然后对开孔进行防锈处理。
而预埋槽钢则不存在上述问题，因此应用较多。
上述两方面应在设计中注意。
在GIS安装期间，往往需要设计方代表在现场，此时设计人员应该了解GIS安装过程中的三大要素：
即清洁度、密封性和真空度。
因为GIS的结构特点决定了安装过程本身就是控制GIS运行后质量的最后一个关键阶段。
大量的安装实践证明，保证清洁度是GIS总装和现场安装中最首要的任务。
国内GIS安装现场的场地情况通常较差，为了防止起灰尘，安装前第一次清洁时应在场地洒水并用水揩净，在空气静止48h后才开始安装。
作为电极的铝管在加工过程中难免会存在着表面毛刺和铝屑，这些微粒都是耐压实验中放电的来源，因此要特别注意保证铝导体的清洁。
这就要求一方面强化对导体加工过程的清洁检查，防止出现死区；
另一方面在总装前制造商应增加导体振动清洁的
新手段，尽量把空心体内部死角的残留物清理出来，或者对安装前的导体做类似局部放电试验以检查出残留的铝屑和金属丝。
某些国产GIS产品由于管理不严，出厂时GIS内还残留有杂物，加之许多安装现场管理不严，灰尘漫天，更增加了确保清洁度的难度，所以必须严格要求，精心施工。
万家寨GIS就是因为GIS内杂物引起试验时三次放电，不得不又拆开进行局部清理，既增加了工作量，又影响了工期，这个教训值得引以为戒。
密封性是GIS绝缘的关键，SF6气体泄露会造成GIS致命的故障。
因此密封性检查应贯穿于整个制造和安装的始终。
密封效果主要取决于罐体焊接质量，其次是密封圈的制造、安装调整情况。
除上述两个关键因素外，真空度的要求是总装和安装过程中的第三个控制因素，是控制SF6含水量的重要保证措施，它不仅能减少SF6气体本身的水分，也可减少罐内其它物体（绝缘体、密封体）内所含的水分，一般要求在充入SF6气体之前真空度要达到133Pa，再继续抽真空30min。
水分对GIS运行的影响关键在于：
如果没有将SF6气体控制在0℃以下，则在温度变化时绝缘体表面会形成凝露，所附着的水珠和SF6电弧产物发生反应生成HF等低氟化物，从而导致沿面的绝缘材料和金属表面劣化。
如果将SF6露点的允许值控制在较低值，则在温度变化时绝缘体表面凝结的不是水珠
而是冰晶，它对绝缘性能几乎没有影响。
因此，在IEC及国际上均有规定：
充入GIS的新气体在额定密度下其露点不应超过－5℃。
3GIS的试验
GIS的试验包括型式试验、出厂试验及现场试验。
其中型式试验是检验产品的正确性，验证GIS装置的各项性能；
出厂试验是在每一间隔上进行的，以检验加工过程中是否存在缺陷；
现场试验是检查GIS配电装置在包装、运输、储存和安装过程中是否出现异常现象行之有效的监测方法，是GIS在投运之前必须进行的，也是前两种试验无法替代的。
试验结果表明：
（1）现场绝缘试验中往往会发生零件松动、脱落、导电表面刮伤；
（2）强烈的振动造成绝缘子开裂；
（3）安装错位引起电极表面缺陷；
（4）安装过程中造成导电微粒进入；
（5）由于疏忽将工具遗忘在装置内；
（6）原来潜伏在装置内的导电微粒在工厂试验时未能检测出来，后来在运输和安装过程中被振荡出来或漂浮在装置内等。
这些因素都会导致绝缘故障。
这些绝缘缺陷一般分为两大类：
一是由自由微粒和灰尘诱发的绝缘事故，称为活动绝缘缺陷（A类）；
二是由于安装运输中的意外造成的固定绝缘缺陷（B类）。
据统计，SF6设备的绝缘事故有都发生在未进行现场耐压试验的设备上。
加拿大安大略水电局的运行经验表明，GIS的事故不仅多发生在未做现场绝缘试验的设备上，
而且多发生在安装后投入运行的最初4个月内，这类事故约占总事故的67%。
第一年事故率为0.53次/年•间隔，之后为
0.06次/年•间隔。
北美地区的调查报告认为，GIS运行后头一年事故率为4次/所•年，一年以后为0.1次/所•年。
因此，GIS经工厂装配、运输和现场安装之后，在投运前进行绝缘试验是十分必要的。
4GIS外壳接地问题
GIS的外壳接地方式有两种，一种是一点接地方式，另一种是多点接地方式。
一点接地方式是在GIS外壳的每个分段中一端绝缘，另一端用一点接地的方式。
在结构上，串联的壳体之间一般是在法兰盘处绝缘，对地之间是在壳体支座处缘绝缘。
这种接地方式的优点是：
因为长时间没有外壳电流通过，故即使电流额定值大，外壳的温升也较低，损耗也较小；
因为没有电流流入基础部位，故土建钢筋中没有温升。
当然它的缺点也很突出，即事故时不接地端外壳感应电压较高，外界的磁场也较强，当导体中流过的电流较大时，往往会使外壳钢筋发热，由于只有一根接地线，因此可靠性较差。
目前国内GIS设计一般不采用这种外壳接地方式。
多点接地方式是在GIS的某个分段内，用导体连接外壳和大地，并且采用两点以上的多点接地。
一般在结构上，串联的法兰盘之间不设绝缘，设备的支座不绝缘，并用固定螺栓导通，接地线也装于壳体。
多点接地的优点很多：
外部
磁漏少，感应过电压低；
由于GIS外壳有两点以上的接地点，因而可大大提高其可靠性及安全性；
不需要使用绝缘法兰等绝缘层，施工方便；
外壳和导体电流几乎抵消，因此外部磁场较小，使钢构发热和流过控制电缆外皮的感应电流都很小。
由于外壳中有感应电流流过，因此外壳中的温升和损耗比一点接地方式大。
但电站GIS工程中外壳损耗本身不大，因此在工程中可以忽略补给。
例如：
广州抽水蓄能电站GIS外壳的功率损耗为2.43～3.79W/（m•ph），可以略去不计。
5GIS设计中有待完善的工作
根据近年来GIS工程的设计经验，笔者认为在设计标准化中尚有一些空白点亟待解决。
因为设计标准是整个设计过程的依据，设备接口标准是制造商的制造依据。
首先是伸缩节的设置问题，尤其是在选用进口GIS设备时对伸缩节的技术要求。
伸缩节主要是用来吸收GIS母线热胀冷缩、基础伸缩缝的位移、设备间的安装调整以及地震和操作引起的位移量，因此主要配置在母线与各设备、变压器进线、线路出线的连接等位置。
而在水电站的厂房中，厂坝间的伸缩缝很多，每条伸缩缝的伸缩量无法准确测出，因此在GIS的招标设计中应对伸缩节提出较高的要求。
如果采用进口GIS设备，国外厂家对伸缩节的看法不一，某些厂家认为完全可以满足设计要求的水平位移和垂直位移，而有的厂家认为土建伸缩缝与伸缩节关系不大。
我国国标规定“制造厂应根据使用的目的、允许的位移量等来选定伸缩节的结构”，“在GIS分开的基础间允许的相应位移（不均匀下沉）应由制造厂和用户商定”。
为了确保在与外商的技术谈判中有据可依，更为了确保GIS设备运行的安全可靠性，在我国的标准中应增加伸缩节方面的量化计算和要求。
其次是GIS接地线的材料和尺寸。
这往往是与GIS外商谈判中讨论较多的问题。
国外制造商都主张GIS室采用铜接地网和铜接地引线，因为铜的导电性和耐腐蚀性优于钢，但由于铜本身成本以及焊接成本都很高，因此我国电站大多采用钢接地网和钢接地线。
目前国内超高压GIS均采用铜接地引线。
铜引线与钢接地网之间的连接需采用特殊方式，以防止钢与铜直接接触发生化学腐蚀现象。
另外，国外厂家根据GIS的热稳定电流来计算接地线截面，并有具体的计算公式和曲线，计算的参数包括接地的短路电流、故障的持续时间、接地线相应的允许温升值，其中接地线熔断相应的允许温升值起决定作用，有些厂家采用的允许温升值为100℃，这样选出的接地线截面就小一些，而有些厂家采用的允许温升值为200℃，这样选出的接地线截面就大一些。
我国的规范要求采用流经接地线的短路电流、导体的热稳定系数、故障持续时间进行接地导体的截面计算，因此，常常会出现接地截面不符合制造商要求的情况。
对此我国规范中应就接地线的规格和尺寸作出相关规定。
上述问题是在GIS设计过程中不可避免的，也是亟待完善的，只有尽快制定出相应的标准，才可以保证设计质量和产品质量，并尽可能减少设计中的不完善环节及运行中的隐患。
在标准制定之前，希望广大设计人员能了解这些问题，在设计过程中予以充分考虑，并借鉴其它电站的解决措施，尽可能保证设计质量。
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