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电器在电力系统中的重要作用

【摘要】:发电机G1和G2发出的电能经断路器QF、电流互感器TA和隔离开关QS输送到10 kV的母线上。与此母线连接的有:与熔断器串联着的电压互感器,通向电能传输线路的断路器和接在这些线路中的电流互感器。断路器的作用是在电力系统的正常工作条件下和故障条件下,分别接通与开断电路。电压和电流互感器将高压侧的电压和电流变换为与它们成正比的低电压和小电流,便于安全测量,并为继电保护装置和自动控制线路提供信号。

为实现电能的生产、传输、分配和应用,需要大量的各种各样的高低压电器元件。据统计,每增加1 000 kW的发电能力,就需要10 000台高压断路器、数倍于此数的其他高压电器,以及数以百万计的各种低压电器与之配套。为说明电器在电力系统或控制系统中的作用,下面介绍典型的电网线路,如图1-1所示。

图1-1(a)是高压电网示意图发电机G1和G2发出的电能经断路器QF、电流互感器TA和隔离开关QS输送到10 kV的母线上。此母线经隔离开关和熔断器FU连接电压互感器TV,并经隔离开关、断路器和电抗器连接近处的电能传输线路。此外,10 kV母线还经隔离开关、断路器及电流互感器连接升压变压器TU,后者又经断路器及其两端的隔离开关连接到220 kV的母线上。与此母线连接的有:与熔断器串联着的电压互感器,通向电能传输线路的断路器和接在这些线路中的电流互感器。所有这些线路均通过隔离开关连接到220 kV母线上。另外,10 kV及220 kV的母线还经隔离开关连接避雷器

断路器的作用是在电力系统的正常工作条件下和故障条件下,分别接通与开断电路。熔断器的作用是对线路及其中的设备提供过载和短路保护。隔离开关的作用是在母线与其他高压电器之间建立必要的绝缘间隙,以保障维修时的人身安全。避雷器的作用是为高压线路提供过压保护。电抗器的作用是限制短路电流,以减轻断路器等的工作,并在出现短路故障时使母线电压能维持一定的水平。电压和电流互感器将高压侧的电压和电流变换为与它们成正比的低电压和小电流,便于安全测量,并为继电保护装置和自动控制线路提供信号。

图1-1 电网线路示意

(a)高压电网;(b)低压电网

图1-1(b)是低压电网线路示意图。高压电网输送来的电能经降压变压器TD转换为低压后,通过刀开关QS和低压断路器QF送到中央配电盘母线上。这段线路称为主电路,电能由此或经刀开关和断路器连接动力配电盘的母线,或经刀开关和熔断器FU直接连接负载。两级母线之间的线路称为分支线路,连接负载的线路称为馈电线路。一条馈电线路经熔断器FU2、接触器KM1和热继电器FR1连接负载M1,另一条馈电线路经断路器QF4、接触器KM2和继电器FR2连接负载M2。断路器是一种多功能的保护电器,当线路出现过载、短路、失压或欠压故障时,能自动切断故障线路。刀开关用于维修线路时隔离电源,以保证维修时非故障线路的安全运行。接触器用于正常工作条件下频繁地接通或分断线路,但不能分断短路电流。熔断器主要起过载及短路保护作用,热继电器主要用于电动机的过载保护。

低压线路中还要使用其他种类的电器,如各种控制继电器、主令电器、起动器及调节器等。