【2020注册造价 安装计量 必背总结】第六章 电气自动化控制工程

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第六章 电气和自动化控制工程

第一节 电气工程

一、变配电工程

变配电工程是指为建筑物供应电能、变换电压和分配电能的电气工程。也称变配电所工程。

变电所工程是包括高压配电室、低压配电室、控制室、变压器室、电容器室五部分的电气设备安装工程，

高压配电室：接受电力 低压配电室：分配电力

变电所工程 控制室： 预告信号 尽量靠近 变压器室： 把高压电转换成低压电 没有这项是配电所 电容器室： 提高功率因数

低压配电室要求尽量靠近变压器室 配电所与变电所的区别就是配电所内部没有装设电力变压器。 （一）变电所的类别

（1）总降压变电所。采用35KV（或以上）电源进线，一般降压至10kV或6kV，再向各车间变电所和高压用电设备配电。 （4）杆上变压器。一般用于负荷分散的小城市居民区和工厂生活区和矿山等。变压器容量较小一般在315kV-A及以下 （5）建筑物及高层建筑物变电所。民用建筑中，变压器一律采用干式变压器，高压开关一般采用真空断路器，也可采

用六氟化硫断路器，但通风条件要好，从防火安全角度考虑，一般不采用少油断路器。（13，16） （二）高压变配电设备（重点） 油浸式变压器：油浸自冷式、油浸风冷式、油浸水冷式和强迫油循环冷却式

1.变压器按冷却方式和绕组绝缘分为 干式变压器：浇注式、开启式、充气式（SF6） 2.高压断路器：承担控制和保护双重任务 高压断路器的作用是通断正常负荷电流，并在电路出现短路故障时自动切断电流，保护高压电线和高压电器设备的安全。按其采用的灭弧介质分有油断路器、六氟化硫（SF6）断路器、真空断路器等。

油断路器分为多油和少油两大类，

少油断路器油量较少，仅作灭弧介质。少油断路器和真空断路器目前应用较广，多油断路器很少使用。

（2）高压真空断路器：利用“真空”作为绝缘和灭弧介质， 落地式、悬挂式、手车式三种形式。 它在35kV配电系统及以下电压等级中处于主导地位。

（3）六氟化硫断路器：利用SF6气体作灭弧和绝缘介质的断路器。

SF6断路器灭弧室的结构形式有压气式、自能灭式（旋弧式、热膨胀式）和混合灭弧式（组合如：压气+旋弧式等）

SF6断路器的操作机构主要采用弹簧、液压操作机构 SF6断路器适用于需频繁操作及有易燃易爆危险的场所，要求加工精度高，对其密封性能要求更严 SF6优缺点： 1）无色、无味、无毒且不易燃烧，在150℃以下时，其化学性能相当稳定。 2）不含碳（C）元素，对于灭弧和绝缘介质来说，具有极为优越的特性。 3）不含氧（O）元素，不存在触头氧化问题。

4）具有优良的电绝缘性能，在电流过零时，电弧暂时熄灭后，SF6能迅速恢复绝缘强度，从而使电弧很快熄灭。 5）在电弧的高温作用下，SF6会分解出氟（F2），具有较强的腐蚀性和毒性。 6）能与触头的金属蒸汽化合为一种具有绝缘性能的白色粉末状的氟化物。 3.高压隔离开关

高压隔离开关的主要功能是隔离高压电源，以保证其他设备和线路的安全检修。

结构特点是断开后有明显可见的断开间隙，而且断开间隙的绝缘及相间绝缘是足够可靠的。 高压隔离开关没有专门的灭弧装置，不允许带负荷操作。

它可用来通断一定的小电流，如励磁电流不超过2A的空载变压器、电容电流不超过5A的空载线路以及电压互感器和避雷器等。（04，06，08，09） 4.高压负荷开关

高压负荷开关与隔离开关一样，具有明显可见的断开间隙。 具有简单的灭弧装置，能通断一定的负荷电流和过负荷电流，但不能断开短路电流。（14，16） 高压负荷开关主要有产气式、压气式、真空式和SF6等结构类型，主要用于10kV等级电网。 高压负荷开关适用于无油化、不检修、要求频繁操作的场所。

＊●断路器可以切断工作电流和事故电流，负荷开关能切断工作电流，但不能切断事故电流，

隔离开关只能在没电流时分合闸。送电时先合隔离开关，再合负荷开关。停电时先分负荷开关，再分隔离开关。

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【2020注册造价 安装计量 必背总结】 5.高压熔断器：主要功能是对电路及其设备进行短路和过负荷保护。 （1）RN系列高压熔断器。主要用于3～35kV电力系统短路保护和过载保护。

RN1型用于电力变压器和电力线路短路保护； RN2型用于电压互感器的短路保护 （2）RW系列高压跌落式熔断器。主要作为配电变压器或电力线路的短路保护和过负荷保护。 6.互感器

互感器是电流互感器和电压互感器的合称。

互感器的主要功能是：使仪表和继电器标准化，降低仪表及继电器的绝缘水平，简化仪表构造，保证工作人员的安全，

避免短路电流直接流过测量仪表及继电器的线圈。（05，09）

（1）电流互感器。变换电流的设备，它由一次绕组、铁芯和二次绕组组成。

其结构特点是：一次绕组匝数少且粗，二次绕组匝数很多，导线较细。

一次绕组串接在一次电路中，二次绕组与仪表、继电器电流线圈串联，电流线圈阻抗很小， 工作时电流互感器二次回路接近短路状态。 1）电流互感器种类 串 绕 线 ②按一次绕组匝数分为单匝（包括母线式、芯柱式、套管式）和多匝（包括线圈式、绕环式、串级式） 2）电流互感器使用注意事项：

①电流互感器在工作时二次绕组侧不得开路 ②电流互感器二次绕组侧有一端必须接地 ③电流互感器在接线时，必须注意其端子的极性 （2）电压互感器：是变换电压的设备，它由一次绕组，二次绕组，铁芯组成（14）。

一次绕组并联在线路上，一次绕组匝数较多，二次绕组的匝数较少，相当于降压变压器。

二次绕组的额定电压为100V，仪表、继电器的电压线圈与二次绕组并联，这些线圈的阻抗很大， 工作时二次绕组近似于开路状态。 2）电压互感器使用注意事项：

①电压互感器在工作时一、二次绕组侧不得开路 ②电压互感器二次绕组侧有一端必须接地 ③电压互感器在接线时，必须注意其端子的极性 7.避雷器

避雷器类型有：保护间隙避雷器、管型避雷器、阀型避雷器、氧化锌避雷器，

氧化锌避雷器具有良好的非线性、动作迅速、残压低、通流容量大、无续流、结构简单、可靠性高、耐污能力强等优点（13,15、17）。是传统碳化硅阀型避雷器的更新换代产品，在电站及变电所中得到广泛的应用 8.高压开关柜

高压开关柜按结构形式可分为固定式（G）、移开式（手车式，Y）两类。

GG-1A（F） XGN KYN YN KYN系列高压开关柜：（金属封闭铠装移开户内式高压开关柜）：是户内成套配电装置，用于发电厂送电、电业系统和工矿企业变电所受电、配电、实现控制、保护、检测，还可以用于频繁启动高压电动机 按功能分有馈线柜、电压互感器柜、高压电容器柜（GR-1型）、电能计量柜（PJ系列）、高压环网柜（HXGN型）

高压变配电设备作用对比 名称 高压断路器 高压隔离开关 高压负荷开关 高压熔断器 互感器

可用来通断一定的小电流 通断一定的负荷电流和过负荷电流， 进行短路和过负荷保护 避免短路电流直接流过测量仪表及继电器的线圈 作用 通断正常负荷电流，短路故障时自动切断电流 不允许带负荷操作 但不能断开短路电流 备注 第页

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【2020注册造价 安装计量 必背总结】 （三）低压变配电设备：指在1000V及以下的设备，这些设备在供配电系统中一般安装在低压开关柜内或配电箱内。 1.低压熔断器： 用于低压系统中设备及线路的过载和短路保护。 低压断路器：触头、灭弧装置、转动机构和脱扣器等部分组成 低压断路器能带负荷通断电路，又能在短路、过负荷、欠压或失压的情况下自动跳闸的一种开关设备。 按灭弧介质分有空气断路器和真空断路器，

按用途分配电、电动机保护、照明、漏电保护等几类， 按结构形式分万能式和塑壳式。 万能式低压断路器又称框架式自动开关。它是敞开装设在金属框架上的，其保护和操作方案较多，装设地点很灵活, 故有“万能式”或“框架式”之名。它主要用作低压配电装置的主控制开关。（13） 2. 低压熔断器的分类及用途

主要类型 主要型号 RL系列 （有限流特性） 有填料封闭管式 RT系列 （有限流特性） RS系列 （有较强限流特性） 自复式 RZ1型 用途 用于低压电网、配电设备中，作短路保护和防止连续过载之用 用于500V以下导线和电缆及电动机控制线路 用于要求较高的导线和电缆及电气设备的过载和短路保护 适用于线路晶闸管元件及成套装置短路保护 与断路器配合使用 无填料封闭管式 RM系列（无限流特性） 注：R-熔断器，M-封闭管式，L-螺旋式，T-有填料式，S-快速式，Z-自复式 3.低压配电屏和配电箱

低压配电屏和配电箱都是成套配电装置，在低压配电系统中作动力和照明配电之用，两者没有实质的区别。区别在于：低压配电屏结构尺寸较大，开关电器较多，一般装设在变电所的低压配电室内，而低压配电箱结构尺寸较小，开关电器不多，通常安装在靠近低压用电设备的车间或其他建筑的进线处。 （1）低压配电屏。也称低压配电柜，有固定式、抽屉式和组合式三类。

其中组合式配电屏安装灵活方便，但价格昂贵。固定式配电屏比较价廉，因此一般中小型工厂多采用固定式。

（2）低压配电箱。按用途分有动力配电箱和照明配电箱。

动力配电箱主要用于对动力设备配电，也可以兼向照明设备配电。

照明配电箱主要用于照明配电，也可以给一些小容量的单相动力设备包栝家用电器配电。（14） 低压配电箱按安装方式有靠墙式、悬挂式和嵌入式。

【例题】高压供电系统中，能在有负荷下接通或断开电路，并在系统发生短路故障时，能迅速切断短路电流的开关设备为（ ）A.隔离开关 B.断路器 C.负荷开关 D.熔断器 二、变配电工程安装

（一）变压器的检查和安装 1.变压器安装之前的检查

2.器身检查： 当满足下列条件之一时，可不进行器身检查： （1）制造厂规定可不进行器身检查者；

（2）容量为1000kV·A及以下，运输过程中无异常情况者；

（3）就地生产、仅作短途运输的变压器，且在运输过程中无紧急制动、剧烈振动、冲击、严重颠簸等异常情况者。 3.变压器干燥

新装电力变压器及油浸电抗器不需干燥的条件是变压器及电抗器注入合格绝缘油后，符合下列要求：（04，06，10） （1）绝缘油电气强度及含水量试验应合格。 （2）绝缘电阻及吸收比（或极化指数）应合格。

（3）介质损耗角的正切值（tanδ（%））合格，电压等级在35KV?A以下或容量在4000kV·A以下者不作要求。 4.变压器安装： 分室外、柱上、室内等三种场所。 （1）室外安装。变压器、电压互感器、电流互感器、避雷器、隔离开关、断路器一般都装在室外，

只有测量系统及保护系统开关柜、盘、屏等安装在室内。 装有继电器的变压器安装应使其顶盖沿着气体断路器气流方向以1%～1.5%的升高坡度就位。

（2）柱上安装。变压器安装高度为离地面2.5m以上，台架采用槽钢制作，

变压器外壳、中性点和避雷器三者合用一组接地引下线接地装置。 接地极根数和土壤的电阻率有关，每组一般2～3根。（09）

（3）室内安装。这种安装方式适合于小容量变压器的安装。

变压器安装时要求变压器中性点、外壳及金属支架必须可靠接地。（12）

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（二）油断路器安装

油断路器在运输吊装过程中不得倒置、碰撞或受到剧烈振动。多油断路器在运输时应处于合闸状态。 （三）隔离开关与负荷开关安装

隔离开关安装在墙上的支架上，也可直接安装在墙上。

额定电流在600A以下的隔离开关装在支架上，在600A以上的隔离开关装在墙上。 负荷开关安装与隔离开关相同，可直接安装在墙上，也可安装在墙的支架上。 （四）避雷器安装

阀型避雷器应垂直安装。

管型避雷器可倾斜安装，在多污秽地区安装时，还应增大倾斜角度。 磁吹阀型避雷器组装时，其上下节位置应符合产品出厂编号，切不可互换 （五）漏电保护器的安装（11）

（1）漏电保护器应安装在进户线小配电盘上或照明配电箱内。安装在电度表之后，熔断器（或胶盖刀闸）之前。

对于电磁式漏电保护器，也可装于熔断器之后。

（2）所有照明线路导线，包括中性线在内，均须通过漏电保护器。 （3）电源进线必须接在漏电保护器的正上方，出线接在下方 上进下出 （4）安装漏电保护器后，不能拆除单相闸刀开关或瓷插、熔丝盒等。

（6）漏电保护器在安装后带负荷分、合开关三次，不得出现误动作；再用试验按钮试验三次。 （7）运行中的漏电保护器，每月至少用试验按钮试验一次。 （六）高压开关柜安装

高压开关柜在地坪上安装，有螺栓连接固定和点焊焊接固定方法。 （七）母线安装

裸母线分硬母线和软母线两种。硬母线又称汇流排，软母线包括组合软母线。

母线按材质可分为铝母线，铜母线和钢母线等三种，

按形状可分为带形、槽形、管形和组合软母线四种。（15） 母线安装，其支持点的距离要求如下：

低压母线不得大于900mm，高压母线不得大于700mm。

低压母线垂直安装，且支持点间距无法满足要求时，应加装母线绝缘夹板。 母线的连接有焊接和螺栓连接两种。（16）焊接采用氩弧焊 母线的安装不包括支持绝缘子安装和母线伸缩接头的制作、安装。 凡是高压线穿墙敷设时，必须应用穿墙套管。

表6.1.2 母线排列次序及涂漆的颜色（06，08，13） 排列次序 相序 涂漆颜色 垂直布置 水平布置 引下线 A 黄 上 内 左 B 绿 中 中 中 C 红 下 外 右 N 黑 下 最外 最右 （7）封闭式母线，直线段距离超过80m时，每50～60m应设置膨胀节。（10） 三、电气线路工程安装 1.架空线路

（1）架空线路的敷设

架空导线间距不小于300mm,靠近混凝土杆的两根导线间距不小于500mm. 上下两层横担间距：直线杆为600mm，转角杆为300mm 广播线、通信电缆与电力同杆架设时应在电力线下方，二者垂直距离不小于1.5m 低压电杆杆距宜为30-45m

（2）横担。横担应架设在电杆的靠负载一侧。

建筑工地临时供电的杆距一般不大于35m,线间的距离不得小于0.3m。（10） （3）架空线： 架空导线对地必需保证安全距离，不得低于 情况 安全距离 跨铁路、河流 7.5 交通要道、居民区 6 4

人行道、非居民区 5 乡间小道 4 第页

【2020注册造价 安装计量 必背总结】 横担的最小垂直距离（m） 排列方式 高压与低压 低压与低压 直线杆 1.2 0.6 减半 分支或转角杆 1.0 0.3 2.电缆安装

电缆安装前要进行检查。

1kV以上的电缆要做直流耐压试验，1kV以下的电缆用500V摇表测绝缘，检查合格后方可敷设（12，16）。 当对纸质油浸电缆的密封有怀疑时，应进行潮湿判断。

直埋电缆、水底电缆应经直流耐压试验合格，充油电缆的油样试验合格。 （1）电缆敷设的一般技术要求。

1）在三相四线制系统，必须采用四芯电力电缆， 不应采用三芯电缆另加一根单芯电缆或电缆金属保护套等作中性线的方式。 在三相系统中，不得将三芯电缆中一芯接地运行。（11）

2）并联运行的电力电缆，应采用相同型号、规格及长度的电缆。以防负荷分配不按比例，从而影响运行。 3）电缆敷设时，在电缆终端头与电源接头附近均应留有备用长度，以便在故障时提供检修。

直埋电缆尚应在全长上留少量裕度，并做波浪形敷设，以补偿运行时因热胀冷缩而引起的长度变化。 （2）电缆安装方法

1）电缆在室外有直接埋地敷设。埋设深度一般为0.7m（设计有规定的按设计规定深度埋设），

经过农田的电缆埋设深度不应小于1m， 埋地敷设的电缆必须是铠装且有防腐保护层，裸钢带铠装电缆不允许埋地敷设。（15）

多根电缆同沟敷设时，10KV以下电缆平行距离为170mm。10KV以上电缆平行距离为350mm（05）

直埋电缆在直线段每隔50～100m处、电缆接头处、转弯处、进入建筑物等处应设置明显的方位标志或标桩。

直埋电缆回填土前，应经隐蔽工程验收合格，并分层夯实。 2）电缆在室内外电缆沟内敷设。分为无支架和有支架敷设

无支架敷设是将电缆直接敷设在电缆沟底上，沟顶盖水泥盖板。有支架敷设是将电缆支架安装在电缆沟内的两侧（双侧支架）或一侧（单侧支架），然后将电缆托在支架上。

支架又分角钢支架、槽钢支架（装配式支架）、预制钢筋混凝土支架等三种（04） 3）电缆沿支架敷设。

4）电缆沿墙吊挂敷设和卡设。挂钩间距：电力电缆1m，控制电缆0.8m，挂钩不超过3层 5）电缆沿柱卡设。适用于电缆穿钢管沿柱垂直敷设。 6）电缆穿导管敷设。指整条电缆穿钢管系设。

先将管子敷设好（明设或暗设），再将电缆穿入管内，每一根管内只允许穿一根电缆， 要求管道的内径等于电缆外径的1.5～2倍，管子的两端应做喇叭口。

交流单芯电缆不得单独穿入穿入钢管内。敷设电缆管时应有0.1%的排水坡度。（12,16） 7）电缆沿钢索卡设。固定电缆卡子的距离：水平敷设：电力电缆750mm，控制电缆600mm

垂直敷设：电力电缆1500mm，控制电缆750mm.

此法一般用于软电缆

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