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熔断时间——电流特性曲线
图2.5 熔断时间——电流特性曲线
2.7 互感器
对高电压和大电流的电气设备,须经过互感器的变换,变成低电压和小电流方可接入测量仪器和监察保护装置。在发电厂及变电所中应用最广的是电流互感器(TA)和电压互感器(TV)。
互感器的作用主要有以下几点:
(1)将一次系统的高电压和大电流变为易于测量的低电压和小电流,并规定为标准数值,即额定电压为100V及额定电流为5A或1A、0.5A。这样,可使测量仪表、保护控制装置标准化、小型化。
(2) 将电气二次设备与一次设备相隔离,既保证了设备和人身的安全,又使接线灵活、安装方便、维修时不必断开一次设备。
(3) 系统运行参数由互感器二次侧采集,易于实现微机监控和远方操作,便于集中控制。
原理和变压器相同,将高电压、大电流变成低电压、小电流,以便提供测量和继电保护装置所需。电压互感器正常时副边负荷很小,负载阻抗很大,近似于开路,当短路
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时,激磁阻抗远远大于负载阻抗,又因为漏抗都很小,所以电流都从漏抗通过,即电流很大,易出事故。电流互感器正常运行时,负载阻抗很小,近似短路,当开路时,副边电流为零,副边电压为激磁电流与激磁阻抗的乘积,即为原边电流与激磁阻抗的乘积,,因为原边电流由一次电路的负载决定,比较大,所以副边电压将达到数千乃至数万伏,产生危险的高压。
本设计选用互感器型号为:LZZBJ9-10C1(电流互感器)和JDZ10-6.3A(电压互感器)
2.8 避雷器
电力系统中的电气设备在运行时除承受正常的工作电压外,有时还会遭受操作过电压和雷电过电压。过电压的数值远远超过工作电压,使设备的绝缘寿命缩短,甚至直接损坏。避雷器是用来限制过电压的一种主要保护电器,广泛用于电能系统中,一般用于保护变压器、旋转电机、电缆、电容器等发、变、用电设备的绝缘,它是变电所、发电厂避雷保护的基本措施之一。
避雷器与被保护电器设备并联,它的放电电压应低于被保护设备耐压值。当线路上有雷电侵入时,首先击穿避雷器对地放电,从而保护了设备的绝缘。
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第3章 高压二次元件
3.1 概述
二次设备一般指对一次设备的工作进行监测、调节、控制、保护以及为运行、维护人员提供运行状况或生产指挥信号所需的低压电气设备。如低压熔断器、控制开关、继电器、控制电缆等。由二次设备间的相互连接,构成对一次设备进行监测、调节、控制和保护的电气回路称为二次回路或二次接线系统。
电源显示线路保护位置指示电气测量电源开关用户质量检测绝缘监视控制系统系统保护 图3.1 电气一次电路、二次回路设备组成及相互关系框图
二次电路作用:控制,测量,保护,信号和通讯
组成:二次元件,导线,端子 特点:低电压,小电流
3.2 二次回路的一般分类
(1) 按电能性质分:直流回路(直流电源需要通过整流装置或专用直流电源,变电站和发电厂多采用),交流回路(交流电源简单经济,可直接由供电系统取得,一般由电压互感器、电流互感器或所用变压器提供);
(2) 按电量分:电流回路,电压回路;
(3) 按功能分:控制、保护、测量、指示、监察、自动装置回路; (4) 按电压高低及负荷属性分:强电回路,弱电回路。 按功能分为以下元件:
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(1) 控制设备:各种主令电器,继电器; (2) 保护设备:各种继电器,熔断器;
(3) 测量设备:各种电量或非电量测量仪表。如电流表,电压表,有功、无功功率表,有功、无功电能表,功率因素表,频率表,压力表,转速表,温度表等;
(4) 监察设备:变配电所监察中性点不接地系统发生单相接地故障的绝缘监察设备,直流系统绝缘监察装置等;
(5) 指示设备:各种信号、音响、指示设备,如信号灯、光字牌、掉牌、电笛、警铃、蜂鸣器等;
(6) 自动装置设备:一般有备用电源自动投入装置(BZT或APD)、自动重合闸装置(ZCH或BCH)、自动按频率减负装置(ZPJH);
(7) 交、直流操作电源的二次回路设备:交直流操作电源回路、铅酸蓄电池直流电源、晶闸管整流操作直流电源等装置的回路设备;
二次回路还包括电流互感器和电压互感器的二次绕组,以及起传输、连接、联结作用的各种控制电缆、导线、连接片、端子和端子排等。
3.3 继电器
继电器是一种根据电量(电压、电流等)或非电量(热、时间、压力、转速等)的变化使触点动作,来通断控制电路,以此来实现自动控制和保护电力拖动装置的电器。继电器一般由感测机构、中间机构和执行机构三部分组成。感测机构把感测到的电量或非电量传给中间机构,将它与预定值(整定值)进行比较,当达到整定值时,中间机构便使执行机构动作,从而接通或断开电路。
继电器主要分类方法:
(1) 按用途可分为控制继电器和保护继电器;
(2) 按工作原理可分为电磁式继电器、热继电器、感应式继电器、机械式继电器、电动式继电器和电子式继电器等;
(3) 按反应的参数(动作信号)可分为电流继电器、电压继电器、时间继电器、压力继电器等;
(4) 按动作时间可分为瞬时继电器(动作时间小于0.05s)和延时继电器(动作时间大于0.15s);
(5) 按输出形式可分为有触点继电器和无触点继电器。
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3.4 主令电器
自动控制系统中用于发送控制指令的电器称作主令电器。主令电器是一种机械操作的控制电器。它对各种电器系统发出控制指令,使继电器和接触器动作,从而改变电气设备的工作状态(如电动机的启动、停车、变速等),以获得远距离控制。
主令电器应用广泛,种类繁多。常用的主令电器有控制按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器等。 3.4.1 控制按钮(SB)
控制按钮是发出控制指令和信号的开关,是一种手动且一般可以自动复位的主令电器。用于对电磁起动器、接触器、继电器及其他电气线路发出指令信号。
它由按钮帽、复位弹簧、动触点、动断静触点、动合静触点和外壳组成,通常制成具有动合触点和动断触点的复式结构。指示灯式按钮内装入信号灯以显示信号。
按钮的结构形式有多种多样,适用于不同的场合:紧急式装有突出的蘑菇形钮帽,以便于紧急操作;指示灯式在透明的按钮内装入信号灯,用作信号显示;钥匙式为了安全起见,需用钥匙插入方可旋转操作。为了表明各个按钮的作用,避免误操作,通常将钮帽做成不同颜色以示区分,其颜色一般有红、绿、黄、蓝、白等。一般以红色表示停止按钮,绿色表示起动按钮。
3.4.2 行程开关(SQ)
依据生产机械的行程发出命令来控制其运行方向或行程长短的主令电器,称为行程开关。
行程开关的种类很多,其主要变化在于传动操作方式和传动头形状的变化。操作方式由瞬动型和蠕动型。头部结构分为直动、滚动直动、杠杆单轮、双轮、滚动摆杆可调式、杠杆可调式以及弹簧杆等。
工作原理与控制按钮类似,只是它用运动部件上的撞块碰撞行程开关的推杆来实现发出控制信号。分合速度不取决于推杆行进速度,而由弹簧刚度和结构决定。各种结构的行程开关,只是传感部件的机构方式不同,而触点地动作原理都是类似的。 3.4.3 万能转换开关(SA)
万能转换开关是一种多挡式并且能对电路进行多种转换的主令电器。它由多组相同
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