斷路器即高壓開關,它不僅可以切斷或閉合高壓電路中的空載電流和負荷電流,而且當系統(tǒng)發(fā)生故障時,通過繼電器保護裝置的作用,切斷過負荷電流和短路電流。
高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的設備之一,用來在正常情況下接通和斷開電路、在故障情況下能迅速開斷故障電流的開關設備。包括:
● 切斷或閉合高壓線路的空載電流;
● 切斷或閉合高壓線路的負荷電流;
● 切斷或閉合高壓線路的故障電流。
高壓斷路器主要分為多油斷路器、少油斷路器、六氟化硫斷路器、真空斷路器、壓縮空氣斷路器等。它們的特點如下:
實現(xiàn)簡單、價格便宜,但由于用油量大、體積大、檢修工作量大且易發(fā)生爆炸和火災現(xiàn)象。
多油式斷路器是以絕緣油為滅弧介質及主要絕緣介質的高壓斷路器,其結構簡單,工藝要求低,但體積大,用鋼材和絕緣油都比較多。
用油少,油箱結構小而堅固,具有節(jié)省材料、防爆防火等特點。少油斷路器使用安全,使配電裝置大大簡化,體積小,便于運輸。
少油斷路器結構簡單,使用歷史長,運行經(jīng)驗豐富,目前在電力系統(tǒng)中仍處于主導地位,我國生產(chǎn)的20kV以下的少油斷路器為屋內式,35kV及以上為屋外式。
電氣性能好,斷口電壓較高。設備的操作維護和檢修都很方便,檢修周期長,且開斷性能好,占地面積小,特別是SF6全封閉組合電器可大大減少變電所的占地面積。
一般來說,由于SF6絕緣介質本身的優(yōu)良性能,使得SF6斷路器獲得眾多優(yōu)良特性。
● 斷口電壓高。220kV SF6斷路器只需要單個斷口,因而結構簡單,制造、安裝、調試、運行方便;
● 允許斷路次數(shù)多,檢修周期長;
● 開斷性能良好,SF6斷路器開斷電流大,滅弧時間短,無嚴重的截流現(xiàn)象,而且開斷容性電流時不產(chǎn)生重燃;
● 不易著火,運行更安全;
● 占地少;
● 價格高。
以真空作為絕緣和滅弧介質,體積小,重量輕,但對于滅弧室工藝和材料的要求高可連續(xù)多次操作,開斷性能好,動作時間短,且運行維護簡單,可靠性高,適用于配電系統(tǒng)操作多的特點,在35kV及以下系統(tǒng)得到廣泛應用。
空氣斷路器也叫壓縮空氣斷路器。利用預先儲存的壓縮空氣來滅弧。壓縮空氣不僅作為滅弧和絕緣介質,而且還作為傳動的動力。
空氣斷路器短路能力大,動作時間快,尺寸小,重量輕,無火災危險,但結構復雜,價格貴,需要裝設壓縮空氣系統(tǒng)等,主要用于110kV及以上對電氣參數(shù)和斷路時間有較高要求的系統(tǒng)中,以及大型發(fā)電機出口需要很大額定電流與開斷電路的場合。在我國,通常用于110kV及以上的大容量電力系統(tǒng)中,目前已基本上被SF6斷路器取代。
它是將變電站中除變壓器以外的一次設備,包括斷路器、隔離開關、接地開關、電流互感器、電壓互感器、避雷器、母線、進出線套管或電纜終端,按系統(tǒng)布置進行優(yōu)化設計并有機地組合成一整體。
其主要優(yōu)點是占地面積小,占用空間少,運行可靠性高,檢修周期長,不受外界環(huán)境條件的影響,抗震能力強等。主要缺點是價格昂貴。目前已得到越來越多的應用,主要用于110~500kV系統(tǒng)。
1、額定電壓
額定電壓是斷路器長期工作的標準電壓,由于電力系統(tǒng)工作電壓允許有一定的波動,因此斷路器還規(guī)定了最高工作電壓。
表1 斷路器額定電壓與最高工作電壓
測點 | 3 | 6 | 10 | 35 | 110 | 220 | 330 | 500 | 750 |
設備名稱 | 3.5 | 6.9 | 11.5 | 40.5 | 126 | 252 | 363 | 550 | 825 |
選擇斷路器時,應首先選擇其額定電壓。
2、額定電流
額定電流是指斷路器允許的長期工作電流。我國規(guī)定的額定電流為200A、400A、630A、1000A、1600A、2000A、3150A、4000A、5000A、6300A、8000A、12500A、16000A、20000A。
3、額定開斷電流
額定電壓下斷路器能夠開斷的最大電路電流,稱為額定開斷電流。
我國規(guī)定的額定開斷電流為1.6kA、3.15kA、6.3kA、8kA、10kA、12.5kA、16kA、20kA、25kA、31.5kA、40kA、50kA、63kA、80kA、100kA。
4、額定開斷容量
額定開斷容量,用于表征斷路器的開斷能力。
5、額定關合電流
額定關合電流表征斷路器關合能力,其大小為:
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