低压配电系统应用基础知识手册最新版.docx

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低压配电系统应用基础知识手册最新版

低压配电系统应用基础知识手册

1变压器

1.1设计标准

1.GB1094.11-2007《电力变压器第11部分:

干式变压器》

2.GB/T10228-2008《干式电力变压器技术参数和要求》

1.2工作原理

变压器（Transformer）是利用电磁感应的原理来改变交流电压、交变电流和阻抗的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心（磁芯）。

在电器设备和无线电路中，常用作升降电压、匹配阻抗，安全隔离等，主要功能有:

电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压等。

变压器输入侧的线圈称为初级线圈，跨于此线圈的电压称之为一次电压;输出侧的线圈称为次级线圈，跨于此线圈的电压称之为二次电压;表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成的铁芯，是变压器中主要的磁路，其上绕有初级与次级线圈。

当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。

基于铁材的高导磁性，大部分磁通量局限在铁芯里，因此两组线圈可以获得相当高程度的磁耦合，一次/二次电压的比值几乎与初级/次级线圈匝数的比值相同。

1.3分类

1.按相数分:

单相变压器、三相变压器。

2.按冷却方式分:

干式变压器、油浸式变压器。

3.按用途分:

电力变压器、仪用变压器、试验变压器、特种变压器。

4.按绕组形式分:

双绕组变压器、三绕组变压器、自耦变压器。

5.按铁芯形式分:

芯式变压器、壳式变压器、非晶合金变压器。

1.4运行维护

1.防止变压器过载运行;

2.防止变压器工作环境温度过高;

3.防止变压器线圈/铁芯的绝缘老化或受损。

2配电柜

2.1设计标准

1.GB7251.1-2013《低压成套开关设备和控制设备第一部分:

总则》

2.GB7251.2-2013《低压成套开关设备和控制设备第二部分:

成套电力开关和控制设备》

2.2工作原理

配电柜，即输出和分配电能的设备，把上一级电气设备的电能分配给就近负荷或下一级配电柜，并对后端负荷提供保护、监测和控制，是由一个或多个开关设备和相应的控制、测量、信号、保护、调节等电气元件或设备，以及所有内部的电气、机械相互连接和结构部件组装成的一种组合体。

配电柜是定制型产品，通常都需要根据应用场合和功能需求来专门设计，不同配电柜的容量、器件选型、结构尺寸、回路个数等均有可能不同。

2.3分类

1.按位置分:

一级配电柜、二级配电柜、末级配电柜。

2.按结构分:

固定面板式、封闭式、抽屉式配电柜。

3.按用途分:

出线柜、计量柜、联络柜、并机柜、动力设备输入/输出柜、列头柜、照明配电箱等。

2.4运行维护

1.设备外观应完好，无盖板等缺失，门关闭严实，无手可触及的导电部位裸露;

2.配电柜内各电气元件及线路应接触良好，连接可靠;

3.不得有严重发热、烧损等现象。

3无功补偿柜

3.1设计标准

GB/T15576-2008《低压成套无功功率补偿装置》

3.2工作原理

无功补偿柜，是一种向电力供电系统补偿无功功率，提高电网功率因数的设备，从而减少发/供电设备的设计容量，减少投资，并降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。

电容补偿柜是一种比较常见的无功补偿装置，适用于功率因数偏感性的供电系统，主要由柜壳、母线、断路器、隔离开关，热继电器、接触器、电容器、电抗器、功率因数自动补偿控制装置等组成。

静止无功发生器（SVG）是另一种工作原理不同的无功补偿装置，是利用自由换相的电力半导体桥式变流器来进行动态无功补偿的设备。

合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少电网的损耗，使电网质量提高。

反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素。

3.3分类

1.按无功补偿的方式分:

集中补偿、分组补偿、就地补偿。

2.按控制方式分:

定制补偿、自动控制补偿。

3.按控制器的不同分:

功率因数型、无功功率型、无功电流型。

4.按电压等级分:

低压无功补偿装置、高压无功补偿装置。

5.按工作原理分:

电容补偿柜、静止无功发生器SVG、同步调相机、静止无功补偿器SVC。

3.4运行维护

1.防止无功补偿柜的工作环境温度过高;

2.合理设置设备参数，避免电容器频繁投切;

3.关注设备的运行参数，防止系统谐振等问题的出现;

4.关注电容器的运行状态，若出现鼓胀变形、漏液、过热、三相滤波电流不平衡等问题要及时处理。

4断路器

4.1设计标准

1.GB14048.2-2008《低压开关设备和控制设备第2部分:

断路器》

2.GB17701-2008《设备用断路器》

3.GB1984-2014《高压交流断路器》

4.GB11022-2011《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》

4.2工作原理

断路器（Breaker）是指能够闭合、承载和分断正常回路条件下的电流，并能在规定的时间内承载和分断异常回路条件下的电流的开关装置。

可用来分配电能，控制不频繁起动的电动机，对配电线路及负载进行保护:

当它们发生严重的过载、短路、欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过流/欠压/热继电器及漏电保护器等部分或全部功能的组合，而且在分断故障电流后一般不需要更换零部件。

断路器一般由触头系统、灭弧系统、操作机构、保护装置、外壳等构成，具有多种保护功能（过载、短路、欠电压保护等），以及动作值可调、分断能力高、操作方便、安全等优点，是配电系统中一种使用量大、面广、重要的保护电器。

热磁式低压断路器的工作原理:

主触头靠手动操作或电动合闸，自由脱扣机构将主触头锁在闭合位置上。

过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联，欠电压脱扣器的线圈和主电路并联。

当电路发生短路或严重过载时，过电流脱扣器的衔铁吸合，使自由脱扣机构动作，则主触头断开主电路。

当电路过载时，热脱扣器的热元件发热使双金属片上弯曲，推动自由脱扣机构动作。

当电路欠电压时，欠电压脱扣器的衔铁释放，使自由脱扣机构动作。

分励脱扣器则作为远距离控制用，在正常工作时，其线圈是断电的，在需要远距离控制时，按下起动按钮，使线圈通电，自由脱扣机构动作。

4.3分类

1.按电压等级分:

高压断路器、低压断路器。

2.按极数分:

单极、双极、三极、四极断路器。

3.按安装方式分:

插入式、固定式、抽屉式断路器。

4.按壳体大小和分断能力分:

微型断路器、塑壳断路器、框架断路器。

5.按工作原理分:

热磁式断路器、电子式断路器、电磁液压式断路器。

6.按用途分:

配电用断路器、电动机用断路器。

7.按应用电源类别分:

交流断路器、直流断路器、交直流两用断路器。

4.4运行维护

1.定期检查断路器、电缆和信号线的安装牢固性;

2.定期进行断路器的分合闸、脱扣保护等功能性测试;

3.定期根据实际电流大小，检查配电系统里所有断路器的整定值是否满足负载要求，是否满足上下级选择性保护的要求。

5熔断器

5.1设计标准

1.GB13539.1-2015《低压熔断器》

2.GB/T15166.1-2008《高压交流熔断器》

5.2工作原理

熔断器（Fuse）是当电流超过规定值一段时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开的一种电流保护器。

广泛应用于高低压配电系统和控制系统以及用电设备中，作为短路和过电流的保护器，是应用最普遍的保护器件之一。

熔断器由绝缘底座（或支持件）、触头、熔体等组成，熔体是熔断器的主要工作部分，通常利用金属导体作为熔体串联于电路中，当严重过载或短路电流通过熔体时，因本身发热而熔断。

熔断器结构简单，使用方便，分断能力强、价格低廉，缺点是不能重复利用。

5.3分类

1.按制造等级分:

NT型、NH型。

2.按电压等级分:

高压熔断器、低压熔断器。

3.按结构分:

敞开式、半封闭式、管式、喷射式熔断器。

4.按分断电流范围分:

一般用途（全范围保护）、后备（局部范围保护）熔断器。

5.按使用类别分:

电缆和导体保护、开关电器和电动机保护、半导体保护、电缆和导线保护。

5.4运行维护

1.不同制造等级的熔座和熔芯不可互用;

2.熔断器一般垂直安装，水平安装需降额使用;

3.定期检查熔断器的保护特性与被保护对象的特性是否相适应;

4.定期检查线路中各级熔断器的额定电流是否相匹配;

5.定期检查熔断器外观有无损伤、变形，瓷绝缘部分有无闪烁放电痕迹;

6.定期检查熔断器各接触点是否完好，接触紧密，有无过热现象;

7.定期检查熔断器的熔断信号指示器是否正常。

6隔离器

6.1设计标准

1.GB14048.3-2008《低压开关设备和控制设备第3部分:

开关、隔离器、隔离开关以及熔断器组合电器》

2.GB1985-2014《高压交流隔离开关和接地开关》

3.GB/T25091-2010《高压直流隔离开关和接地开关》

6.2工作原理

隔离器（Disconnector），是指只能接通/分断“可忽略的电源”但有一定载流能力的开关电器，主要用于隔离电源、倒闸操作、连通和切断小电流电路等场合。

它的工作原理及结构比较简单，主要特点是无灭弧能力，通常需要配合保护装置使用。

隔离器断开后可以建立可靠的绝缘间隙，将需要检修的设备或线路与电源用一个明显断开点隔开，但它的触头通常敞露并没有灭弧装置，因此不能用来切断负荷电流或短路电流，否则断开点将产生强烈电弧，并很难自行熄灭，甚至可能造成飞弧（相对地或相间短路），烧损设备，危及人身安全。

6.3分类

1.按电压等级分:

低压隔离器、高压隔离器。

2.按安装方式分:

户外隔离器、户内隔离器。

3.按极数分:

单极、多极隔离器。

4.按切换功能和位置分:

单投、双投隔离器。

5.按操纵方式分:

中央手柄式、侧面操作式、带连杆机构式隔离器;

6.按结构分:

刀形隔离器、旋转隔离器、凸轮隔离器。

6.4运行维护

1.检查绝缘件是否破损、清洁，是否有闪络痕迹;

2.检查触头是否清洁，是否存在变形、氧化、过热痕迹;

3.检查并清洁操作机构和传动机构，并进行润滑;

4.检查各个机构和底座是否牢固。

7负荷开关

7.1设计标准

1.GB14048.3-2008《低压开关设备和控制设备第3部分:

开关、隔离器、隔离开关以及熔断器组合电器》

2.GB3804-2004《3.6kV~40.5kV高压交流负荷开关》

7.2工作原理

负荷开关（Loadswitch）是一种介于断路器和隔离器之间的开关电器，具有简单的灭弧装置，能切断额定负荷电流和一定的过载电流，但不能切断短路电流。

负荷开关相比隔离器，结构设计有一定变化，主要是增强了灭弧和耐受能力，结构比较简单，使用方便，价格合理。

将负荷开关与熔断器配合使用，负荷开关合分工作电流，熔断器开断短路电流，可以在一定程度上代替断路器。

7.3分类

1.按电压等级分:

高压负荷开关、低压负荷开关。

2.按结构组成分:

负荷开关、负荷开关熔断器组。

3.按灭弧方式分:

灭弧片式、固体产气式、压气式、压缩空气式、SF6式、油浸式、真空式负荷开关。

7.4运行维护

1.检查负荷开关合闸时是否接触良好，连接部位是否过热;

2.检查绝缘件是否脏污、破损、有闪络痕迹;

3.检查转动机构动作到位，无卡阻。

8接触器

8.1设计标准

1.GB14048.4-2010《低压开关设备和控制设备第4-1部分接触器和电动机起动器机电式接触器和电动机起动器（含电动机保护器）》

2.GB17885-2016《家用及类似用途机电式接触器》

3.GB21518-2008《交流接触器能效限定值及能效等级》

8.2工作原理

接触器（Contactor）是指利用线圈流过电流产生磁场，使触头闭合，以达到控制负载的电器。

可以频繁的接通和切断交/直流主回路与大电流控制电路，而且具有低电压释放保护作用，控制容量大，适用于频繁操作和远距离控制，是自动控制系统中的重要元件之一，广泛应用于电力、配电与用电场合。

接触器主要由接点系统、电磁操动系统、辅助触点、灭弧罩、支架和外壳（或底架）组成。

它的工作原理是:

当接触器线圈通电后，线圈电流会产生磁场，产生的磁场使静铁芯产生电磁吸力吸引动铁芯（又称衔铁），并带动辅助触点动作，两者是联动的。

当线圈断电时，电磁吸力消失，动铁芯在释放弹簧的作用下释放，分断回路，并使辅助触点复原。

8.3分类

1.按应用电源类别分:

交流接触器、直流接触器。

2.按工作原理分:

电磁式接触器、永磁式接触器、半导体接触器。

3.按灭弧方式分:

空气接触器、真空接触器。

8.4运行维护

1.检查绝缘件是否破损、清洁，是否有闪络痕迹;

2.检查铁芯是否清洁，是否存在氧化和过热痕迹;

3.清洁并润滑动作机构;

4.检查底座是否牢固。