1、高、低压供配电 一 次系统的介绍

供配电系统中输送、分配和使用电能的电路，称为一次电路或一次回路，也称为一次系统或主接线。控制、指示、测量和保护一次电路及其中设备运行的电路，称为二次电路或二次回路.也称为二次系统。

工厂供配电系统中的电气设备按所属电路性质分为两大类： 一次电路中所有的电气设备，称为一次设备或一次元件。二次电路中所有的电气设备，称为二次设备或二次元件。二次设备通常接在互感器的两侧，指示表计、计量表计、继电器等。

工厂供配电系统中一次设备包括如下几种类型：

●传输和分配电能，并按要求将有关电气设备连接起来。如架空线路、电缆及母线。

●开关设备：按需要来控制一次电路的通、断。如各种高、低压开关。

●电力变压器、电流互感器、电压互感器等按照电力系统工作的要求来改变电能的电压或电流。

●限制过电流和过电压等的保护设备，用来对电力系统进行过电流和过电压保护的，如熔断器、避雷器、放电间隙等。

●补偿电力系统的无功功率的设备，补偿设备可以提高功率因数，如并联电容器。

●成套设备是按一次电路接线方案的要求，将有关一次设备及二次设备组合为一体的电气装置。如箱型变电站、高压组合电器等。

2 、深入认识供配电系统电气设备

不同的供配电线路所采用的供配电设备及其数量不尽相同，下面介绍几种供电线路常用的电气设备。

1. 深入认识变压器

变压器是利用了电磁感应原理来改变交流电压等级的电气设备，主要是由初级线圈、次级线圈和铁心(磁芯)等部分组成，初级(电源侧)线圈称之为一 次线圈，而加在一次线圈上的电压称之为一次电压。在次级(二次)线圈产生的感应电压为二 次电压。一次电压大于二次电压的变压器为降压变压器， 一次电压小于二次电压的变压器为升 压变压器。隔离变压器的一次电压和二次电压值是相等的。变压器的功能是：电压变换，阻抗 变换，隔离，稳压等。

(1)变压器的基本原理

变压器是变换交流电压、交变电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，在铁芯中产生的交变磁通作用下，两侧绕组分别感应电势E₁ 、E₂,   使次级线圈中感应出电压(或 电流)。

所示为变压器的简单原理结构图，当一个正弦交流电压U₁ 加在初级线圈两端时，导线中就有交变电流i₁ 并产生交变磁通φ,它沿着铁芯穿过初级线圈N₁ 和次级线圈形成闭合的磁 路。在次级线圈N₂ 中感应出互感电势U₂。

(2)变压器的组成部分和分类

铁芯是变压器中主要的磁路部分， 一般采用含硅量较高，表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅  钢片叠装而成；绕组是变压器的电路部分，是用绝缘材料包裹的扁线或漆包圆线绕成。此外，  还包括绝缘支撑部分、变压器油箱和冷却装置、调压装置、引线套管、辅助部分(硅胶吸湿器、 气体继电器及测温装置等)。

变压器按照结构可分为全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、油浸式变压器、箱式 变电器。

按照变压器的用途可以将其分为：

●电力变压器、配电变压器：在电力系统中用来传送和分配电能。

●专用变压器：如电炉变压器、电焊变压器、整流变压器、高压试验变压器及电子电路中 的专用变压器等。

●互感器：用在仪表测量和控制线路中进行电压或电流变换的。

(3)变压器的技术参数

不同类型的变压器有与之相对应的技术要求及相应的技术参数。如电力变压器的主要技术参数有：额定功率、额定电压和电压比、额定频率、工作温度等级、温升、电压调整率、绝缘性能和防潮性能。

(4)电力变压器

电力变压器是变换电压等级、传输电能的电气设备，按照变压器相数可以分为单相变压器、 三相变压器；按照变压器绕组可以分为双绕组、三绕组和自耦变压器等。

电力变压器按照用途可以分为输电变压器、配电变压器、联络用变压器。

3、深入认识输、配电线路

输电线路是将发电厂发电机发出的电能用变压器升压后，再经断路器等控制设备接入电力  输电网络的线路。按结构形式，输电线路分为架空输电线路和电缆线路。按照输送电流的性质， 输电线路分为交流输电线路和直流输电线路。

变压压变电站把电力送到配电变压器或将配电变压器的电力送到用电单位的线路称为配电 线路。常见的高压配电线路电压等级为6kV~35kV;  低压配电线路配电电压不超过1kV。

架空输、配电线路由线路杆塔、导线、绝缘子、线路金具、拉线、杆塔基础、接地装置等 部分构成，架设于地面之上。

除了架空线路还有电缆线路。随着现代城市的规模越来越大，城市中的架空线路正在逐步 地被电缆取代，现有的架空线路正在逐步改造为电缆线路，为城市腾出空间。

4、 深入认识断路器

断路器是电力系统中最重要的电气设备之一。断路器具有完备的灭弧装置，正常运行的时 候，用来接通和开断负荷电流，在电气一次系统中，还可以用来改变一次系统运行方式(投入母线联络开关)。在电气系统及出现不正常工作状态及故障时，用来断开短路电流，切除故障电路。

固定式断路器

手车式低压断路器           

断路器符号

断路器及电路符号

(1)断路器的分类

●按操作方式分：有电动操作、储能操作和手动操作。

●按结构分：有万能式和塑壳式。

●按使用类别分：有选择型和非选择型。

●按灭弧介质分：有油浸式、真空式和空气式。

●按动作速度分：有快速型和普通型。

●按极数分：有单极、二极、三极和四极等。

●按安装方式分：有插入式、固定式和抽屉式等。

目前，在电力系统中使用的高压断路器根据采用不同的灭弧介质主要有少油式断路器、六 氟化硫断路器、真空断路器、压缩空气断路器等。多油断路器和少油断路器因为维护量大、结 构复杂及环保等原因正在被逐渐的淘汰。

断路器按其使用范围分为高压断路器和低压断路器， 一般将1kV 以上的称为高压断路器。 低压断路器也被称为自动开关(例如俗称的“空气开关”)。低压断路器既具有手动开关作用， 又具有失压、欠压、过载和短路保护的电气设备。低压断路器可用来分配电能，不频繁地启动 异步电动机，对电源、用户线路及电动机等电气设备进行保护，当发生严重的过载或者短路及 欠压等故障时能自动断开电源，所以在实际中得到了广泛的应用

(2)断路器的基本特性参数

●额定工作电压(Ue):   断路器在正常(连续)工作情况下的电压。

●额定电流 (In):  断路器在制造厂家规定的环境温度下连续、正常工作所能承受的最大 电流值。电流通过部分的发热不会超过规定的温度限值。

●额定短路分断能力(Icn):  断路器的额定短路分断电流是断路器能够正常分断而不会被 损害的最高电流值。

●额定运行短路分断能力(Ics):  断路器的额定分断能力分为额定极限短路分断能力和额 定运行短路分断能力两种。

5、深入认识隔离刀闸

隔离刀闸也叫做隔离开关，是一种在电路中起隔离作用的开关电气设备，工作原理和结构比较简单，在电气系统中应用很多。图为高压隔离刀闸及接线。

隔离刀闸没有专门的灭弧装置，不能切断负荷电流和短路电流，在发电厂和变配电中主要是与断路器配合使用的，或是操作母线上的避雷器和电压互感器。中性点直接接地的普通变压器，均应通过隔离刀闸接地。使需要停电或检修的设备与电源有明显的断开点，以保证检修人员的安全。

隔离开关与断路器、负荷开关的区别：

●负荷开关是可以带负荷分断的，有自灭弧功能，但它的开断容量很小很有限。

●隔离开关一般是不能带负荷分断的，结构上没有灭弧罩，也有能分断负荷的隔离开关， 只是结构上与负荷开关相比简单一些。

●负荷开关和隔离开关，都可以形成明显断开点，大部分断路器不具隔离功能，手车式断 路器和抽屉式断路器具有隔离功能。

●隔离开关不具备保护功能，负荷开关一般装设熔断器保护，具有速断和过流保护功能。

●断路器的开断容量可以在制造过程中做的很高。主要是依靠加电流互感器配合二次设备 来保护。可具有短路保护、过载保护、漏电保护等功能。

6、深入认识电压互感器、电流互感器

互感器是一种专用的变压器，分为电流互感器和电压互感器两种。互感器在电力系统中的 作用是：将一次设备运行时的大电流转换为小电流(二次侧电流为1A 和 5A),   或将一次的高 等级电压变为较低的电压等级，便于二次设备的标准化、小型化，节省设备投资。

电流互感器、电压互感器与电路符号。

7、深入认识避雷器

避雷器是一种能释放过电压能量、限制过电压幅值的电气设备，可以保护其它电气设备免受过电压损坏的电气设备，如图5-10所示，电气系统运行时过电压主要有两种情况：雷电造成的大气过电压和操作时产生的过电压(如操作空载电容器等)。避雷器能释放雷电产生的或释放电气系统操作产生的过电压能量，保护电气设备免受短时过电压的危害，当电气系统电压水平正常后，避雷器又能够恢复正常对地绝缘状态，不会造成电气系统接地短路的故障。

避雷器通常接于带电导线与地之间，与被保护设备并联。当过电压值达到规定的动作电压时，避雷器立即对地导通，释放能量，限制过电压幅值，保护设备绝缘；电压值正常后，避雷器又迅速恢复原状，以保证系统正常供电。