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电力工程基础
第5章变电所的一次系统
制作孙丽华
第5章变电所的一次系统
n5.1电气设备概述
n5.2高低压开关电器
n5.3高低压保护电器和限流电器
n5.4电力变压器
n5.5互感器
n5.6高低压成套配电装置
n5.7电气主接线
n5.8电气设备的选择
n5.9变电所的总体布置
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5.1电气设备概述
n一次系统（一次回路）：担负电能的输送和分
配任务的系统。
一次系统中的所有电气设备，称为一次设备。
n二次系统（二次回路）：对一次系统进行监视、
控制、测量和保护作用的系统。
二次系统中的所有电气设备，称为二次设备。
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一次设备按其功能可分为以下几类：
Ø变换设备：如电力变压器、电流互感器、电压互
感器等。
Ø开关设备：如断路器、隔离开关、负荷开关等。
Ø保护设备：如熔路器、避雷器、电抗器等。
Ø无功补偿设备：如电力电容器、静止补偿器等。
Ø成套配电装置：如高压开关柜、低压配电屏等。
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5.2高低压开关电器
一、开关电器的灭弧原理
1．电弧的产生：是触头间中性质点被游离的结果。
产生电弧的游离方式有：
ü高电场发射
ü热电发射
ü碰撞游离
ü热游离
2．电弧的熄灭
电弧熄灭的条件：使触头间电弧中的去游离率大于游离
率，即使离子消失的速度大于离子产生的速度。
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去游离的主要方式有：
ü复合：指正、负带电质点重新结合为中性质点。
ü扩散：指电弧中的带电质点向周围介质扩散开去。
3．交流电弧的特性与熄灭
n交流电弧的特性
图5-1交流电弧的伏安特性及电弧电流、电压波形
a）伏安特性b）电流、电压波形图
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n交流电弧的熄灭
交流电弧过零后，弧隙中同时存在着两个对立的过程：
Ø弧隙介质强度的恢复过程：弧隙的绝缘能力由熄弧后的较
低值逐渐向正常值恢复的过程，取决于灭弧介质和灭弧装置
的结构；
Ø弧隙电压的恢复过程：弧隙电压从熄弧电压经电磁振荡逐
渐恢复到电源电压的过程，取决于电路参数和负荷性质。
如果暂态恢复电压高于弧隙介质强度，将发生弧隙击穿，
电弧将会重燃；称为电击穿，如果暂态恢复电压低于弧隙介
质强度，电弧就不会重燃，电路开断成功。
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4．开关电器中常用的灭弧方法
Ø速拉灭弧法；
Ø冷却灭弧法；
Ø吹弧灭弧法（图5-2）；
图5-2吹弧方式
a）横吹b）纵吹
1—电弧2—触头
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Ø长弧切短灭弧法（图5-3）；
Ø粗弧分细灭弧法；
Ø狭缝灭弧法（图5-4）；
Ø采用多断口灭弧；
Ø采用新型介质（SF6、真空）灭弧。
图5-3长弧切短灭弧原理图5-4狭缝灭弧原理
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二、高压断路器
1.高压断路器的用途和基本
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