2 變電所功能和主接線圖認知

1、變電所功能和主接線圖認知一、 什么是變電所 變電所(substation)就是電力系統(tǒng)中對電能的電壓和電流進行變換、集中和分配的場所。為保證電能的質(zhì)量以及設備的安全，在變電所中還需進行電壓調(diào)整、潮流（電力系統(tǒng)中各節(jié)點和支路中的電壓、電流和功率的流向及分布）控制以及輸配電線路和主要電工設備的保護。按用途可分為電力變電所和牽引變電所（電氣鐵路和電車用）。圖1.牽引變電所二、 牽引變電所的功能 牽引變電所的功能是將三相的110KV(或220KV)高壓交流電變換為兩個單相的27.5KV的交流電，然后向鐵路上、下行兩個方向的接觸網(wǎng)(額定電壓為25KV)供電，牽引變電所每一側(cè)的接觸網(wǎng)都被稱做供電臂。該兩臂

2、的接觸網(wǎng)電壓相位是不同的，一般是用分相絕緣器隔離開來。相鄰變電所間的接觸網(wǎng)電壓一般是同相的BFQ，期間除也用分相絕緣器隔離外，還設置了分區(qū)亭，通過分區(qū)亭斷路器或隔離開關的操作，實行雙邊(或單邊)供電。 三、 變電所的組成 變電所由主接線，主變壓器，高、低壓配電裝置，繼電保護和控制系統(tǒng)，所用電和直流系統(tǒng)，遠動和通信系統(tǒng)，必要的無功功率補償裝置和主控制室等組成 。其中 ，主接線、主變壓器、高低壓配電裝置等屬于一次系統(tǒng)；繼電保護和控制系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、遠動和通信系統(tǒng)等屬二次系統(tǒng)。主接線是變電所的最重要組成部分。它決定著變電所的功能、建設投資、運行質(zhì)量、維護條件和供電可靠性。一般分為單母線、雙母線、一個

3、半斷路器接線和環(huán)形接線等幾種基本形式。主變壓器是變電所最重要的設備，它的性能與配置直接影響到變電所的先進性、經(jīng)濟性和可靠性。一般變電所需裝23臺主變壓器；330 千伏及以下時，主變壓器通常采用三相變壓器，其容量按投入5 10年的預期負荷選擇。此外，對變電所其他設備選擇和所址選擇以及總體布置也都有具體要求 。變電所繼電保護分系統(tǒng)保護（包括輸電線路和母線保護）和元件保護（包括變壓器、電抗器及無功補償裝置保護）兩類。變電所的控制方式一般分為直接控制和選控兩大類。前者指一對一的按紐控制。對于控制對較多的變電所，如采用直接控制方式，則控制盤數(shù)量太多，控制監(jiān)視面太大，不能滿足運行要求，此時需采用選控方式。

4、選控方式具有控制容量大、控制集中、控制屏占地面積較等優(yōu)點；缺點是直觀性較差，中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)多。四、 牽引變電所接線線路分析圖2.牽引變電所主要接線圖l 牽引變電所主要接線牽引變電所(包括分區(qū)亭、開閉所，AT所等)，為了完成接受電能，高壓和分配電能的工作，其電氣接線可分為兩大部分：一次接線(主接線)和二次接線。 主接線是指牽引變電所內(nèi)一次主設備(即高壓、強電流設備)的聯(lián)接方式，也是變電所接受電能、變壓和分配電能的通路。它反映了牽引變電所的基本結(jié)構(gòu)和功能。 二次接線是指牽引變電所內(nèi)二次設備(即低電壓、弱電流的設備)的聯(lián)接方式。其作用是對主接線中的設備工作狀態(tài)進行控制，監(jiān)察、測量以及實現(xiàn)繼電保護與運動

5、化等。二次接線對一次主設備的安全可靠運行起著重要作用。 主接線是根據(jù)變電所的容量規(guī)模、性能要求、電源條件及配電出線的要求確定的，其基本主接線型式有：單母線分段接線、勞旁路母線的單母線分段接線、雙母線接線、橋式接線、雙T式(即分支式)接線等。圖3.牽引變電所10KV降壓變電所電氣設計實物圖與接線圖l 牽引變電所接線部份1、開閉所 所謂開閉所，是指不進行電壓變換而用開關設備實現(xiàn)電路開閉的配電所，一般有兩條進線，然后多路饋出向樞紐站場接觸網(wǎng)各分段供電。 進線和出線均經(jīng)過斷路器，以實現(xiàn)接觸網(wǎng)各分段停、供電靈活運行的目的。又由于斷路器對接觸網(wǎng)短路故障進行保護，從而可以縮小事故停電范圍。 圖4開閉所2、分

6、區(qū)亭 分區(qū)亭設于兩個牽引變電所的中間，可使相鄰的接觸網(wǎng)供電區(qū)段(同一供電臂的上、下行或兩相鄰變電所的兩供電臂)實現(xiàn)并聯(lián)或單獨工作。圖5分區(qū)亭如果分區(qū)廳兩側(cè)的某一區(qū)段接觸網(wǎng)發(fā)生短路故障，可由供電的牽引變電所饋電線斷路器及分區(qū)亭斷路器，在繼電保護的作用下自動跳閘，將故障段接觸網(wǎng)切除，而非故障段的接觸網(wǎng)仍照常工作，從而使事故范圍縮小一半。 3、AT所 牽引網(wǎng)采用AT供電方式時，在鐵路沿線每隔10km左右設置一臺自耦變壓器AT，該設置處所稱做AT所。 圖6AT所4、牽引變電所變壓器 牽引變電所內(nèi)的變壓器，根據(jù)用途不同，分為主變壓器(牽引變壓器)、動力變壓器、自耦變壓器(AT)、所用變壓器幾種；根據(jù)接線

7、方式不同，又有單相變壓器、三相變壓器、三相-二相變壓器等。盡管變壓器的類型、容量、電壓等級千差萬別，但其基本原理都是一樣的，其作用都是變換電壓，傳輸電能，以供給不同的電負荷。 主變壓器是牽引變電所內(nèi)的核心設備，擔負著將電力系統(tǒng)供給的110KV或220KV的三相電源變換成適合電力機車使用的27.5KV的單相電。由于牽引負荷具有極度不穩(wěn)定、短路故障多、諧波含量大等特點，運行環(huán)境比一般電力負荷惡劣的多， 因此要求牽引變壓器過負荷和抗短路沖擊的能力要強，這也是牽引變壓器區(qū)別于一般電力變壓器的特點。 動力變壓器一般是給本所以外的非牽引負荷供電，電壓等級一般為27.5/10KV，容量從幾百至幾千KVA不等。 自耦變壓器(AT)是AT供電的專用變壓器，自身阻抗很小，一般沿牽引網(wǎng)每1020km設一臺，用以降低線路阻抗，提高網(wǎng)壓水平及減少通信干擾。 所用變壓器(又稱自用電變壓器)是給本所的二次設備、檢修設備以及日常生活、照明負荷供電的設備，電壓一般為27.5/0.4KV或27.5/0.23KV，容量從幾十至幾百KVA不等。圖7牽引變電所變壓器