电气设计丨配电系统的主要电气设备和低压配电系统的接地方式

首先，低压配电系统的接地方式

1. TN系统接线

TN-C系统: 整个系统的中性线N和保护线PE在一个系统中.

TN-S系统: 整个系统的中性线N和保护线PE是分开的.

TN-C-S系统: 系统中某些线路的中性线N和保护线PE在一个内.

2.TT系统:

在中性点直接接地的三相四线系统中，TT系统是一种保护性接地方法. 配电系统的中性线N引出，但电气设备的不带电金属部分通过各自的接地装置直接接地，与系统接地线没有关系. 当发生单相接地或机壳带电故障时，接地设备会形成单相短路电流，从而使故障设备电路中的过电流保护设备工作，快速移除故障设备，降低风险对人体的电击.

3. IT系统

IT系统是在中性点不接地或阻抗接地的三相三线系统中使用的保护性接地方法. 电气设备中不带电的金属零件直接通过接地体接地.

第二，配电系统的主要电气设备

电源和配电系统中负责电能传输和分配的电路称为一次电路，也称为主电路.

用于控制，指示，监视和保护初级电路以及供电和配电系统中电气设备运行的电路称为次级电路，通常称为次级电路. 相应地，供电和配电系统中的电气设备可以分为两类: 一次电路中的所有电气设备都称为一次设备；二次回路中的所有电气设备都称为二次设备.

配电系统的主要电气设备是指主要设备. 根据功能，设备可以分为以下几类.

（1）转换设备: 是指根据系统要求改变电压或电流的设备，例如电力变压器，电压互感器，电流互感器和变流器设备.

（2）控制设备: 指根据系统要求控制电路切换的设备，例如各种高低压开关.

（3）保护设备: 是指用于保护系统免受过电流和过电压影响的设备，例如高低压熔断器和避雷器.

（4）无功补偿设备: 指用于补偿系统中无功功率并提高功率因数的设备，例如并联电容器.

（5）成套配电设备: 是指按照一定线路图的要求将相关的一次设备和二次设备组合为一个的电气设备，例如高低压开关柜，电源和照明配电箱.

供电和配电系统中主要主要设备的图形符号和文本符号如表4-1所示.

三种常用的电力变压器

（1）按相数分类: 三相电力变压器和单相电力变压器.

大多数情况下使用三相电力变压器，低压单相负荷很多的场合也使用单相变压器.

（2）按绕组导电材料分类: 有铜绕组变压器和铝绕组变压器.

当前，通常使用铜绕组变压器.

（3）按绝缘介质分类: 油浸式变压器和干式变压器.

普通油浸式变压器，全密封，干式变压器具有不易燃烧，不爆炸的特点，特别适合在防火，防爆要求高的场所使用. 绝缘形式包括环氧浇铸型和可充气的六氟化硫（SF6）等.

1. 常用变压器容量系列

中国的电流互感器产品容量系列为R10系列，即变压器的容量水平由倍数确定，例如: 100kVA，125 kVA，160 kVA，200 kVA，250 kVA，315 kVA，500 kVA， 630 kVA，800 kVA，1000 kVA，1250 kVA，1600 kVA等.

（小号≤1600；中号1600〜6300；大号8000〜63000；超大号> 63000）

2. 变压器的运行方式

（1）正常运行模式: 额定参数及以下，长期运行；

（2）正常过载运行模式: 当负载超过允许值时，在不影响绝缘和寿命的前提下允许运行一段时间；

（3）事故过载运行方式: 电力系统中发生事故时，为确保供电可靠性，变压器允许短期过载.

四个高压断路器

高压断路器（QF）是具有强大灭弧装置的高压开关设备. 它是电源和配电系统中的重要开关设备. 它可以打开和关闭法线和故障线，主要用于电源分配. 当系统出现故障时，它将与保护装置配合使用，以自动切断系统的短路电流.

1. 高压断路器的分类

高压断路器通常根据灭弧介质进行分类，主要包括:

真空断路器SF6（六氟化硫）断路器

2. 断路器的工作机理

根据断路器合闸时使用的不同能量形式，操作机构可分为以下几种.

（1）手动机构（CS型）. 指用人力关闭的操作机制.

（2）电磁机构（CD型）. 指用电磁铁关闭的操作机构.

（3）弹簧机构（CT型）. 指利用人力或电动机使弹簧储能器实现闭合的弹簧闭合操作机构.

（4）电动机机构（CJ型）. 指用电动机关闭和打开的操作机构.

（5）液压机构（CY型）. 指使用高压油推动活塞实现关闭和打开的操作机构.

（6）气动机构（CQ型）. 指使用压缩空气推动活塞以实现关闭和打开的操作机构.

五种其他高压开关柜

1. 高压隔离开关（QS）

2. 高压负载开关（QL）

3. 高压保险丝（FU）

1. 高压隔离开关的作用

1. 隔离电源，以确保检查和维修的安全；

2. 跳闸操作，改变操作方式；

3. 打开和关闭小电流. 主要操作如下:

（1）打开和关闭避雷器，电压互感器和空载母线；

（2）分，合励磁电流不超过2A的空载变压器;

（3）断开电容器电流不超过5A的空载线路.

与断路器一起使用时，必须严格遵守操作顺序，即在切断电源时，应先断开断路器，然后再断开隔离开关；通电后，应先闭合隔离开关，然后再闭合断路器.

2. 高压隔离开关的分类和型号

高压隔离开关根据安装位置可分为室内型和室外型；根据绝缘柱的数量，可分为单柱型，双柱型和三柱型. 闸门可分为非接地叶片闸门，一侧接地叶片闸门和两侧接地叶片闸门. 按运行机制划分

用于手动，电动，气动和液压类型.

高压隔离开关的完整模型的表示和含义如下:

3. 高压负荷开关的功能

高压负载开关具有简单的灭弧装置，因此它可以接通和关断某些负载电流和过载电流，但不能切断短路电流. 必须与高压保险丝串联使用，以借助保险丝切断短路故障. 断开负载开关后，它与隔离开关之间有明显的断开间隙. 因此，负载开关还具有隔离电源和确保安全维护的功能.

4. 高压保险丝

高压保险丝是人为地安装在电源和配电网络中的最弱组件. 当其所在的电路中发生短路或长期过载时，由于过热而将其熔化，并且在熔化过程中产生的电弧将通过灭弧介质被熄灭，最后电路将被破坏. 保护电源电路和其他电气设备.

高压熔断器的完整模型的表示和含义如下:

六. 电流互感器（TA），电压互感器（TV）

从基本结构和原理来看，变压器是一种特殊的变压器.

变压器的作用:

（1）将初级电路中的大电流和高压变为次级设备使用的小电流和低压.

（2）标准化和小型化测量仪器.

（3）将辅助设备与一次侧电气隔离，以确保设备和人员的安全.

1. 电流互感器

电流互感器将主电路的大电流转换为小电流，以进行计量和继电保护. 电流互感器次级侧的额定电流通常为5A或1A.

使用电流互感器的注意事项:

①严禁在电流互感器的二次侧开路；

②电流互感器的二次侧必须接地；

③注意电流互感器次级绕组的极性.

电流互感器完整模型的表示和含义如下:

电流互感器的某些术语

◇额定电流比: 额定电流比是指一次额定电流与二次额定电流之比. 额定电流比通常以小数形式表示，例如100 / 5A.

◇精度等级: 电流互感器的电流转换总是存在一定的误差，因此要根据额定工作条件下产生的变压比误差来指定精度等级.

测量水平误差: 示例0.5的含义，CT比误差不允许超过5％.

保护水平误差: 当CT初级电流倍增时，磁芯已磁饱和，并且励磁电流急剧增加，导致CT误差增大. 发生短路故障时，客观地存在这种现象. 确保继电器保护装置短路为了可靠地运行，要求保护CT能够更准确地反映当前情况. 因此，保护​​CT需要一个最大允许误差值. 5P20的含义: 当电流增加到20倍时，CT误差不超过5％.

◇电流互感器的动态和热稳定性:

所谓的稳定性是指CT承受系统短路时不受短路电流引起的电力和热量的损害的能力.

动态稳定电流: 当线路发生短路时，CT可以承受的无机机械损伤的最大电流峰值.

热稳定电流: CT在1S以内的一次电流的有效值，可承受短路电流的热效应而不受损坏.

动态稳定电流通常是热稳定电流的2.5倍.

2. 电压互感器

电压互感器可以扩展测量范围，相当于降压变压器. 它由缠绕在同一铁芯上的两个或三个相互绝缘的线圈组成，次级侧的额定电压为100V.

使用变压器的注意事项:

①使用变压器时，二次侧不能短路.

②为安全起见，变压器的次级侧必须一端接地.

完整的变压器模型的表达和含义如下:

10 /√3/ 0.1 /√3/ 0.1 / 3

前10 /√3是初级相电压，因为线路电压是10KV，所以与相电压存在√3关系，即5.773KV，即相电压.

中间

0.1 /√3是次级电压，次级线路电压是0.1KV，因此相电压是0.0577KV.

最后的0.1 / 3是将三重零序电压更改为100v的开口三角形的比率. 次级输出线电压为100V. 通常情况下，打开三角形的打开电压为零（三相平衡，矢量和为零）. 当发生单相接地短路时，仅将其他两相的电压矢量相加. 开口处的电压是正常的两相线电压，当然是100V.

0.56P是三个绕组的精度，50 / 50VA是绕组容量

初级元件电压互感器

电压互感器的作用:

电压互感器称为仪表互感器. 它是一种将高压变为低压的仪器. 为了使仪器标准化，其次级额定电压为100V.

电压互感器可分为全绝缘和半绝缘

完全绝缘: 在测试过程中可以进行工频耐压测试，包括相-相型和相-地型；

半绝缘: 在测试过程中，无法进行工频耐压测试，但可以进行次级侧感应耐压. 只有一种相接地类型.

变压器相关参数介绍:

（1）准确度

PT可以按精度分为测量级别电流互感器符号旁的3是什么意思，测量级别和保护级别. 根据家庭供电和配电的需要，PT通常被评定为测量等级0.2，0.5被评定为测量等级，3P和6P为防护等级. 基本含义如下:

0.2级应用中的误差为±0.2％

0.5级应用中的误差为±0.5％

1.0级应用程序中的误差为±1.0％

3P级应用中的误差为±3％

6P级应用中的误差为±6％

（2）额定绝缘水平

对于10KV的变压器，常用参数表示为12/42 / 75KV，具体含义如下: 最大工作电压为12KV，工频耐受电压为42KV，雷电冲击耐受电压为75KV

（3）额定电压比

相10 / 0.1KV

对地10 /√3，0.1 /√3

电压互感器型号示例:

JDZ9-1010 / 0.1KV 0.5级

在三绕组电压互感器中，次级绕组包括两组基本绕组和辅助绕组. 其中，基本绕组为Y型连接电流互感器符号旁的3是什么意思，用于为测量仪器和继电保护装置供电，可以提供相电压和线电压. 辅助绕组连接成一个空心三角形. 在正常情况下，系统三相电压的相量之和等于零，因此空心三角形上的电压近似等于零. 当初级系统中的一个相接地时，三角形的开口电压会明显升高. 如果在三角形三角形的两端都连接了电压继电器，则增加的电压值将使其动作并发出接地警报. 因此，辅助绕组的作用被用来构成地面监测.

（a）: 单相变压器的接线用于对称的三相电路，并且仪器或继电器可以连接两次.

（b）: 两个单相电压互感器的V / V连接可以测量相线电压，而不能测量相电压.

（c）: 以Y0 / Y0形状连接了三个单相电压互感器，可以为需要进行线路电压测量的仪器或继电器以及需要相电压的绝缘监测电压表供电.

（d）: 三相五芯柱式变压器连接为Y0 / Y0 /Δ（空心三角形），如图（d）所示. 连接Y0形次级线圈以为仪器，继电器和绝缘监测电压表供电. 辅助次级线圈连接成一个三角形，为绝缘监测电压继电器供电. 当三相系统正常工作时，三相电压达到平衡，空心三角形两端的电压为零. 当某一相接地时，在开口三角形的两端会出现零序电压，因此绝缘监控电压继电器会工作并发出信号.

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