變電站功能和設(shè)備類(lèi)型結(jié)構(gòu)及作用

1、201503變電站功能設(shè)備類(lèi)型、結(jié)構(gòu)及作用電力系統(tǒng)電力系統(tǒng) 電力系統(tǒng)是動(dòng)力系統(tǒng)的一部分，把動(dòng)力系統(tǒng)中的熱力、水力部分剝離，余下的部分就是電力系統(tǒng)。因此，電力系統(tǒng)包括發(fā)電設(shè)備，輸變電一次設(shè)備、二次設(shè)備，調(diào)度通信自動(dòng)化設(shè)備和用電設(shè)備。 電力系統(tǒng)的作用是把發(fā)電廠生產(chǎn)的電能通過(guò)升壓變電站、高壓（超高壓、特高壓）輸電線路、降壓變電站及中低壓輸配電設(shè)備輸送到用電客戶。 電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的一部分，除去電力系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)和用電設(shè)備余下的就是電網(wǎng)。所以電網(wǎng)只包括變電站和各種不同電壓等級(jí)的輸電線路。 根據(jù)電壓等級(jí)的高低，電網(wǎng)可分為低壓、高壓、超高壓及特高壓電網(wǎng)。通常把1kV以下的電網(wǎng)稱為低壓電網(wǎng)，1220kV的電網(wǎng)

2、稱為高壓電網(wǎng)，330750kV稱為超高壓電網(wǎng)，750kV以上稱為特高壓電網(wǎng)。變電站的作用及分類(lèi)變電站的作用及分類(lèi) 變電站是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換電壓和分配電能的作用。升壓站升壓站 升壓站主要用于發(fā)電廠將發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電能進(jìn)行升升壓站主要用于發(fā)電廠將發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電能進(jìn)行升壓到系統(tǒng)電壓壓到系統(tǒng)電壓降壓站降壓站降壓站主要用于電力輸送環(huán)節(jié)，將高電壓降為民用電壓降壓站主要用于電力輸送環(huán)節(jié)，將高電壓降為民用電壓開(kāi)關(guān)站開(kāi)關(guān)站 沒(méi)有變壓器的“變電站”叫做開(kāi)關(guān)站，它只有一個(gè)電壓等級(jí)。它的結(jié)構(gòu)類(lèi)似于我們家里的小配電箱：電能通過(guò)一個(gè)額定電流很大的總開(kāi)關(guān)進(jìn)來(lái)，然后經(jīng)過(guò)很多小開(kāi)關(guān)分別輸出到客廳、臥室、廚

3、房等等，這些小開(kāi)關(guān)的分/合相互獨(dú)立 一般來(lái)說(shuō)開(kāi)關(guān)站電壓等級(jí)是10KV及其以上的，其作用就是分配高、中壓電能 開(kāi)關(guān)站開(kāi)關(guān)站系統(tǒng)樞紐變電站系統(tǒng)樞紐變電站 樞紐變電站位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)，它的電壓是系統(tǒng)最高輸電電壓，目前電壓等級(jí)有220kV、330kV(僅西北電網(wǎng))和500kV，樞紐變電站連成環(huán)網(wǎng)，全站停電后，將引起系統(tǒng)解列，甚至整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，因此對(duì)樞紐變電站的可靠性要求較高 樞紐變電站主變壓器容量大，供電范圍廣地區(qū)中間變電站地區(qū)中間變電站 地區(qū)中間變電站位于地區(qū)網(wǎng)絡(luò)的樞紐點(diǎn)，是與輸電主網(wǎng)相連的地區(qū)受電端變電站，任務(wù)是直接從主網(wǎng)受電，向本供電區(qū)域供電。全站停電后，可引起地區(qū)電網(wǎng)瓦解，影響整個(gè)區(qū)域供電

4、。電壓等級(jí)一般采用220kV或330kV 地區(qū)中間變電站主變壓器容量較大，出線回路數(shù)較多，對(duì)供電的可靠性要求也比較高。地區(qū)終端變電站地區(qū)終端變電站 地區(qū)終端變電站由地區(qū)中間變電站受電，直接向本地區(qū)負(fù)荷供電，供電范圍小，主變壓器容量與臺(tái)數(shù)根據(jù)電力負(fù)荷而定。全站停電后，只有本地區(qū)中斷供電超高壓遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)地方電力網(wǎng)區(qū)域電力網(wǎng)110kV35kV35kV500kV220kV110kV10 kV水力發(fā)電廠火力發(fā)電廠變電站A：樞紐變電站C：地方變電站D：終端變電站B：中間變電站電氣設(shè)備變電站電氣設(shè)備變壓器變壓器 變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，屬于一種旋轉(zhuǎn)速度為零的電機(jī)。變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，屬于一種旋

5、轉(zhuǎn)速度為零的電機(jī)。電力變壓器在工作時(shí)，可將電能由它的一次側(cè)經(jīng)電磁能量的轉(zhuǎn)電力變壓器在工作時(shí)，可將電能由它的一次側(cè)經(jīng)電磁能量的轉(zhuǎn)換傳輸?shù)蕉蝹?cè)。同時(shí)根據(jù)輸配電的需要將電壓升高或降低換傳輸?shù)蕉蝹?cè)。同時(shí)根據(jù)輸配電的需要將電壓升高或降低 按用途分：按用途分： 升壓變壓器：使電力從低壓升為高壓，然后經(jīng)輸電線路向遠(yuǎn)方升壓變壓器：使電力從低壓升為高壓，然后經(jīng)輸電線路向遠(yuǎn)方輸送；輸送； 降壓變壓器：使電力從高壓降為低壓，再由配電線路對(duì)近處或降壓變壓器：使電力從高壓降為低壓，再由配電線路對(duì)近處或較近處線路供電較近處線路供電 按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分有：按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分有： 油浸式變壓器：冷卻方式一般為自然

6、冷卻，風(fēng)冷卻，強(qiáng)迫風(fēng)冷油浸式變壓器：冷卻方式一般為自然冷卻，風(fēng)冷卻，強(qiáng)迫風(fēng)冷卻等；卻等； 干式變壓器：繞組置于氣體中（空氣或六氟化硫氣體），或是干式變壓器：繞組置于氣體中（空氣或六氟化硫氣體），或是澆注環(huán)氧樹(shù)脂絕緣澆注環(huán)氧樹(shù)脂絕緣變壓器工作原理變壓器工作原理變壓器原邊（初級(jí)）繞組加交流電壓后，流過(guò)原邊繞組的電流在鐵芯中會(huì)產(chǎn)生交變磁通，使原邊和副邊（次級(jí)）繞組發(fā)生電磁聯(lián)系；根據(jù)電磁感應(yīng)原理，交變磁通穿過(guò)這兩個(gè)繞組就會(huì)感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，其大小與繞組匝數(shù)成正比，繞組匝數(shù)多的一側(cè)電壓高，繞組匝數(shù)少的一側(cè)電壓低；變壓器起到變換電壓的目的。變壓器硬母線變壓器瓷套管變壓器黃黃綠綠紅紅代表代表A A、B B、C

7、C三三相相N N代表中性代表中性點(diǎn)點(diǎn)220kV變電站主變變電站主變母線母線 母線的作用母線的作用母線(也稱匯流排)是匯集和分配電流的裸導(dǎo)體，指發(fā)電機(jī)、變壓器和配電裝置等大電流回路的導(dǎo)體，也泛指用于各種電氣設(shè)備連接的導(dǎo)線220kV雙母線接線雙母線接線220kV母線龍門(mén)架220kV變電站變電站220kV母線母線絕緣子高壓斷路器高壓斷路器 高壓斷路器的作用高壓斷路器的作用 高壓斷路器在電網(wǎng)中起兩方面的作用：一是控制作用，即根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行的需要，將部分電氣設(shè)備或線路投入或退出運(yùn)行（開(kāi)閉正常工作電流）；二是保護(hù)作用，即在電氣設(shè)備或電力線路發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)或自動(dòng)裝置發(fā)出跳閘信號(hào)，使斷路器斷開(kāi)，將故障設(shè)備

8、或線路從電網(wǎng)中迅速切除，確保電網(wǎng)中無(wú)故障部分的正常運(yùn)行（斷開(kāi)短路電流）滅弧室滅弧室操作機(jī)構(gòu)箱操作機(jī)構(gòu)箱高壓斷路器 高壓斷路器的類(lèi)型高壓斷路器的類(lèi)型SF6SF6斷路器采用具有優(yōu)良的滅弧能力和絕緣能力的斷路器采用具有優(yōu)良的滅弧能力和絕緣能力的SF6SF6氣體作為氣體作為滅弧介質(zhì)。滅弧介質(zhì)。優(yōu)點(diǎn)：具有開(kāi)斷能力強(qiáng)、動(dòng)作快、體積小等優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：具有開(kāi)斷能力強(qiáng)、動(dòng)作快、體積小等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)：金屬消耗多，價(jià)格較貴。缺點(diǎn)：金屬消耗多，價(jià)格較貴。SF6SF6氣體泄露與空氣作用生成有氣體泄露與空氣作用生成有毒的低氟化硫，危害人體健康。毒的低氟化硫，危害人體健康。用途：用途： 110kV110kV以上的高壓系統(tǒng)。以上

9、的高壓系統(tǒng)。SF6斷路器類(lèi)型“Y”“Y”布置布置“T”“T”布置布置“I”“I”布置布置各種斷路器各種斷路器SF6斷路器類(lèi)型落地罐式斷路器落地罐式斷路器220kV線路斷路器及端子箱線路斷路器及端子箱110kV線路斷路器及端子箱線路斷路器及端子箱220kV變電站變電站220kV斷路器斷路器高壓高壓隔離開(kāi)關(guān)隔離開(kāi)關(guān)的主要作的主要作用用1 1隔離電源：隔離電源：隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)點(diǎn)明顯可見(jiàn)，隔離開(kāi)關(guān)隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)點(diǎn)明顯可見(jiàn)，隔離開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸頭和靜觸頭斷開(kāi)后，兩者之間的距離應(yīng)大于的動(dòng)觸頭和靜觸頭斷開(kāi)后，兩者之間的距離應(yīng)大于被擊穿時(shí)所需的距離，以保證安全。被擊穿時(shí)所需的距離，以保證安全。2 2倒閘操作：倒閘操作：

10、運(yùn)行、備用、檢修時(shí)用來(lái)配合斷路器運(yùn)行、備用、檢修時(shí)用來(lái)配合斷路器協(xié)同完成倒閘操作。如倒母線操作。協(xié)同完成倒閘操作。如倒母線操作。3 3分、合小電流：分、合小電流：隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置，因此僅隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置，因此僅能用來(lái)分、合只有電壓沒(méi)有負(fù)荷電流的電路。能用來(lái)分、合只有電壓沒(méi)有負(fù)荷電流的電路。否則在隔離開(kāi)關(guān)的觸頭間形成強(qiáng)大電弧，危及設(shè)備和否則在隔離開(kāi)關(guān)的觸頭間形成強(qiáng)大電弧，危及設(shè)備和人身安全，造成重大事故。人身安全，造成重大事故。一般只能在斷路器已將電路斷開(kāi)的情況下，才能接通一般只能在斷路器已將電路斷開(kāi)的情況下，才能接通斷開(kāi)。但隔離開(kāi)關(guān)也具有一定的分、合小電流的能力。斷開(kāi)。但隔離開(kāi)關(guān)也具有

11、一定的分、合小電流的能力。如：能用來(lái)分、合電壓互感器、避雷器或分、合變壓如：能用來(lái)分、合電壓互感器、避雷器或分、合變壓器的接地中性點(diǎn)；分、合勵(lì)磁電流不超過(guò)器的接地中性點(diǎn)；分、合勵(lì)磁電流不超過(guò)2A2A的空載變的空載變壓器；關(guān)合電容電流不超過(guò)壓器；關(guān)合電容電流不超過(guò)5A5A的空載線路等。的空載線路等。隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)觸頭隔離開(kāi)關(guān)靜觸頭支柱絕緣子ABC三相聯(lián)動(dòng)桿高壓隔離開(kāi)關(guān)高壓隔離開(kāi)關(guān)隔離開(kāi)關(guān)的分類(lèi)隔離開(kāi)關(guān)的分類(lèi)隔離開(kāi)關(guān)的分類(lèi)-按有無(wú)接地閘刀可分為按有無(wú)接地閘刀可分為接地刀閘隔離開(kāi)關(guān)的分類(lèi)隔離開(kāi)關(guān)的分類(lèi)-帶接地閘刀帶接地閘刀隔離開(kāi)關(guān)的分類(lèi)隔離開(kāi)關(guān)的分類(lèi)-按每極支撐絕緣子數(shù)目分為按每極支撐絕緣子數(shù)目分為隔離

12、開(kāi)關(guān)的分類(lèi)隔離開(kāi)關(guān)的分類(lèi)-帶接地的帶接地的V型隔離開(kāi)型隔離開(kāi)關(guān)關(guān)220kV母線側(cè)隔離合位母線側(cè)隔離合位220kV母線側(cè)隔離分位母線側(cè)隔離分位110kV母線側(cè)隔離合位母線側(cè)隔離合位110kV母線側(cè)隔離分位母線側(cè)隔離分位220kV變電站變電站220kV隔離開(kāi)關(guān)隔離開(kāi)關(guān)互感器互感器 互感器是一種特殊的變壓器 互感器分電壓互感器和電流互感器兩大類(lèi)，它們是供電系統(tǒng)中測(cè)量和保護(hù)用的重要設(shè)備 電壓互感器是將系統(tǒng)的高電壓改變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的低電壓 (l00或100/3V) 電流互感器是將高壓系統(tǒng)中的電流或低壓系統(tǒng)中的大電流改變?yōu)榈蛪旱臉?biāo)準(zhǔn)小電流 (5A或lA)。支柱絕緣子電流互感器（電流互感器（TA） 電流互感器是按

13、電磁感應(yīng)原理工作的，其結(jié)果與普通變壓器相似 它的一次繞組匝數(shù)很少，串聯(lián)在電路里，其電流的大小取決于線路的負(fù)載電流，由于接在二次側(cè)的電流線圈的阻抗很小，所以電流互感器正常運(yùn)行時(shí)，相當(dāng)于一臺(tái)短路運(yùn)行的變壓器 利用一、二次繞組不同的匝數(shù)比 就可以將系統(tǒng)的大電流變?yōu)樾‰娏鱽?lái)測(cè)量電流互感器工作原理電流互感器工作原理電壓互感器（電壓互感器（TV） 電壓互感器是利用電磁感應(yīng)原理工作的，類(lèi)似于一臺(tái)降壓變壓器 互感器的高壓繞組與被測(cè)電路并聯(lián)，低壓繞組與測(cè)量?jī)x表電壓線圈并聯(lián) 由于電壓線圈內(nèi)阻抗很大，電壓互感器運(yùn)行時(shí)，相當(dāng)于一臺(tái)空載變壓器 二次側(cè)不能短路，否則繞組被燒毀電壓互感器工作原理電壓互感器工作原理220kV變電站變電站220kV電壓互感器電壓互感器220kV變電站變電站220kV電流互感器電流互感器高壓熔斷器高壓熔斷器 熔斷器是最簡(jiǎn)單和最早使用的一種保護(hù)電器，它串接在電路中，當(dāng)電路發(fā)生過(guò)負(fù)荷或發(fā)生短路時(shí)，過(guò)負(fù)荷電流或短路電流流過(guò)熔體，熔體被迅速加熱熔斷，切斷故障電流，從而保護(hù)了電路中其它電氣設(shè)備 熔斷器的工作原理是：熔斷器串聯(lián)接入被保護(hù)電路中，當(dāng)電路發(fā)生過(guò)負(fù)荷或短路，電流增大時(shí)，熔體溫度上升超過(guò)熔點(diǎn)而熔斷并迅速熄滅電弧，切斷電路 220kV變電站高壓絕緣子變電站高壓絕緣子并聯(lián)電容器并聯(lián)電容器 并聯(lián)電容器的作用并聯(lián)電容器的作用（1）提高供用電系統(tǒng)及負(fù)荷的功率因數(shù)；（2）改善電壓質(zhì)量；（3）降低電