變電站電氣設(shè)備詳細(xì)基礎(chǔ)知識(shí)知識(shí)講解

1、1、變電所的作用：變電所是連接發(fā)電廠、電網(wǎng)和電力用戶的中間環(huán)節(jié),主要有 聚集和分配電力、限制操作、升降電壓等功能.2、變電所的構(gòu)成：變壓器、高壓配電裝置、低壓配電裝置和相應(yīng)建筑物.3、變電所分類按作用分類升壓變電所：建在發(fā)電廠和發(fā)電廠附近,將發(fā)電機(jī)電壓升高后與電力系統(tǒng)連接,通過高壓輸電線路將電力送至用戶.降壓變電所：建于電力負(fù)荷中央,將高壓降低到所需各級(jí)電壓,供用戶使用.樞紐變電所：聚集電力系統(tǒng)多個(gè)大電源和聯(lián)絡(luò)線路而設(shè)立的變電所,其高壓側(cè)主要以交換電力系統(tǒng)大功率為主,低壓側(cè)供應(yīng)工礦企業(yè)和居民生活用電等.按治理形式分類有人值班變電所：所內(nèi)有常駐值班員,對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視、維護(hù)、操作、 治理等

2、,此類變電所容量較大.無人值班變電所：不設(shè)常駐值班員,而是由別處的限制中央通過遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備或指 派專人對(duì)變電所設(shè)備進(jìn)行檢查、維護(hù),遇有操作隨時(shí)派人切換運(yùn)行設(shè)備或停、送 電.按結(jié)構(gòu)型式分類屋外變電所：一次設(shè)備布置在屋外.高壓變電所用此方式.屋內(nèi)變電所：電氣設(shè)備均布置在屋內(nèi),市內(nèi)居民密集地區(qū)或污穢嚴(yán)重的地區(qū)、 電壓在110KV以下用此方式.按地理?xiàng)l件分類地上變電所、地下變電所.4、變電所的規(guī)模 按電壓等級(jí)、變壓器總?cè)萘亢透骷?jí)電壓出線回路數(shù)表示.電壓等級(jí)以變壓器的高壓側(cè)額定電壓表示,如 35、110、220、330、500KV變 電所.變壓器總?cè)萘客ǔＲ匀髯儔浩鞯娜萘靠偤蛠肀硎?各級(jí)電壓出線回路數(shù),

3、根據(jù)變電所的容量和工業(yè)區(qū)用戶來確定.如一變電所有 5 條35KV輸電線路、4條110KV輸電線路、3條10KV用戶配電線路,該所共 有出線12回.5、變電所的電氣一次設(shè)備構(gòu)成：變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、架空母線、消弧線圈、并聯(lián)電抗器、電力電容器、調(diào)相機(jī)等設(shè)備.6、變壓器作用：變換電壓,將一種等級(jí)的電壓變換成同頻率的另一種等級(jí)的電壓.變壓器的分類按相數(shù)分：?jiǎn)蜗嘧儔浩?、三相變壓?按用途分：升壓變壓器、降壓變壓器和聯(lián)絡(luò)變壓器.按繞組分：雙繞組變壓器每相各有高壓和低壓繞組、三繞組變壓器每相有高、中、低三個(gè)繞組以及 自耦變壓器高、低壓側(cè)每相共用一個(gè)繞組,從高 壓繞組中間抽頭變壓

4、器結(jié)構(gòu)鐵芯：用涂有絕緣漆的硅鋼片疊壓而成, 用以構(gòu)成耦合磁通的磁路,套繞組的 局部叫芯柱,芯柱的截面一般為梯形,較大直徑的鐵芯疊片間留有油道, 以利散 熱,連接芯柱的局部稱鐵腕.繞組：是變壓器的導(dǎo)電局部,用絕緣材料的銅線或鋁線繞成圓筒形, 然后將圓 筒形的高、低壓繞組同心地套在芯柱上,低壓繞組靠近鐵芯,高壓繞組在外邊, 這樣放置有利于繞組鐵芯間的絕緣.分接開關(guān)：利用改變繞組匝數(shù)的方法來進(jìn)行調(diào)壓. 將繞組引出的假設(shè)干個(gè)抽頭叫 分接頭,用以切換分接頭的裝置稱分接開關(guān)； 分接開關(guān)又分為無載分接開關(guān)和有 載分接開關(guān),無載分接開關(guān)只能在變壓器停電情況下, 才能切換；有載分接開關(guān) 可以在帶負(fù)荷情況下進(jìn)行切

5、換.保護(hù)裝置：a、儲(chǔ)油柜油枕：調(diào)節(jié)油量,減少油與空氣間的接觸面,從而降低變壓器油 受潮和老化的速度.b、吸濕器呼吸器用以保持油箱內(nèi)壓力正常,吸濕器內(nèi)裝有硅膠,用以吸收進(jìn)入油枕內(nèi)空氣中的水分.c、平安氣道防爆筒：它的出口處裝有玻璃或薄鐵板,當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故 障時(shí),油氣流沖破玻璃向外噴出,以降低油箱內(nèi)壓力,預(yù)防爆破.d、氣體繼電器：當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時(shí),變壓器油箱內(nèi)產(chǎn)生大量氣體使其動(dòng)作, 切斷變壓器電源,保護(hù)變壓器.e、凈油器熱虹吸過濾器：利用油的自然循環(huán),使油通過吸附劑進(jìn)行過濾、 凈化,預(yù)防油的老化.f、溫度計(jì)：用以測(cè)量監(jiān)視變壓器油箱內(nèi)上層油溫,掌握變壓器的運(yùn)行狀況.變壓器的冷卻油浸自冷式ONA

6、N :鐵芯和繞組直接浸于變壓器箱體的油中,變壓器在運(yùn)行 中產(chǎn)生的熱量經(jīng)變壓器油傳遞到油箱壁和散熱器管,利用管壁和箱體的輻射和周圍空氣對(duì)流,把熱量帶走,從而降低變壓器溫升 油浸風(fēng)冷式ONAF:為了加快變壓器油的冷卻,在散熱器上裝有風(fēng)扇,以加速空氣的對(duì)流,使油迅速冷卻,到達(dá)降低變壓器溫升的目的.強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷或水冷式 OFAF:裝有特殊油泵,強(qiáng)迫油在散熱器內(nèi)循環(huán),用風(fēng)扇加速散熱器冷卻或利用特制設(shè)備將水通過散熱器將變壓器油內(nèi)熱量帶走,達(dá)到冷卻變壓器的目的.7、斷路器斷路器的作用：通過斷路器將設(shè)備投入接通或退出斷開運(yùn)行.當(dāng)電氣設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí),由繼電保護(hù)動(dòng)作限制斷路器,使故障設(shè)備或線路從電力系統(tǒng)中

7、迅速切除,保證電力系統(tǒng)內(nèi)無故障設(shè)備的運(yùn)行.斷路器的構(gòu)成：開斷元件、支持絕緣的元件、傳動(dòng)元件、基座以及操動(dòng)機(jī)構(gòu)組成.斷路器分類按電壓等級(jí)分類：按電壓等級(jí)分有 高壓斷路器10、35、110、220、330、500KV 和低壓斷路器400V.按滅弧介質(zhì)分類：少油式斷路器油僅用來滅弧,帶電局部的絕緣用瓷或有機(jī)絕緣材料,用油少、多油式斷路器油既作絕緣,又用來滅弧,用油多、空氣斷路器用壓縮空氣既作絕緣,又用來滅弧、真空斷路器、六氟化硫斷路器以SF6氣體作滅弧和絕緣以及自動(dòng)產(chǎn)氣和磁吹斷路器等.按安裝環(huán)境分類：屋外式和屋內(nèi)式.斷路器的主要技術(shù)參數(shù)和運(yùn)行根本要求主要技術(shù)參數(shù)：額定電流、額定電壓、額定開斷電流、分

8、閘時(shí)間、合閘時(shí)間以及動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定電流等.運(yùn)行根本要求：工作可靠性、足夠的開斷水平、滿足電力系統(tǒng)要求的分閘時(shí)間、能實(shí)現(xiàn)重合閘、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低.8、隔離開關(guān)隔離開關(guān)的作用：將電氣設(shè)備與帶電局部隔離開,以保證電氣設(shè)備能平安地進(jìn) 行檢修或故障處理；改變運(yùn)行方式如在雙母線接線的電路中,可將設(shè)備或線路 從一組母線切換至另一組母線上隔離開關(guān)的分類按安裝地點(diǎn)分類：屋內(nèi)型和屋外型按絕緣支柱數(shù)目分類：?jiǎn)瘟⒅健㈦p立柱式、三柱式.按用途分類：輸配電用、發(fā)電機(jī)引出線用、變壓器中性點(diǎn)接地用和快分用四種.按斷口兩側(cè)閉市接地刀情況分類：?jiǎn)谓拥亍㈦p接地和不接地三種.按觸頭運(yùn)動(dòng)方式分類：水平旋轉(zhuǎn)式、垂直旋轉(zhuǎn)式、擺動(dòng)式和插入

9、式.按現(xiàn)用操動(dòng)機(jī)構(gòu)分類：手動(dòng)、電動(dòng)和氣動(dòng)操作等.按極數(shù)分為單極和三極隔離開關(guān).對(duì)隔離開關(guān)的根本要求要有明顯的斷開點(diǎn),易于鑒別是否與電源斷開.斷開點(diǎn)之間,應(yīng)有可靠的絕緣,即就有足夠的距離,在惡劣的氣象條件下或過 電壓相間閃絡(luò)的情況下,不致從斷開點(diǎn)擊穿,以保證檢修人員的人身平安.運(yùn)行中應(yīng)有足夠的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定性, 尤其不能因電動(dòng)力作用而自動(dòng)斷開,否 那么將會(huì)造成重大事故.結(jié)構(gòu)就盡量簡(jiǎn)單,動(dòng)作可靠,對(duì)帶有接地刀的隔離開關(guān),必須有閉鎖裝置,保證先斷開隔離開關(guān)再合上接地刀或先斷開接地刀再合上隔離開關(guān)的操作要求.9、互感器互感器是將高電壓和大電流變換成適合儀表或保護(hù)裝置使用的低電壓和電流.作用：互感器與測(cè)

10、量?jī)x表配合,對(duì)設(shè)備和線路的電壓、電流、功率等進(jìn)行測(cè)量.互感器與繼電器或保護(hù)裝置配合,對(duì)電氣設(shè)備、電力系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行保護(hù).互感器能使測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)裝置與電氣設(shè)備的高電壓隔離, 保證運(yùn)行值班員的人身平安和二次設(shè)備的平安.將電路的電壓、電流變換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)值,以利儀表、繼電器等二次設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化.互感器的分類電壓互感器的類型a、電磁式電壓互感受器：?jiǎn)蜗喔墒?、三芯五柱式、單相油浸式及用?jí)油浸式等.b、電容式電壓互感器：?jiǎn)蜗嘤徒?它由電容分壓器和電磁單元構(gòu)成.電流互感器的類型干式電流互感器：貫穿式、母線式、支持式三種,用于發(fā)電機(jī)回路及開關(guān)柜中.油浸式電流互感器,多用于屋外配電裝置.用級(jí)式電流互感器,幾個(gè)

11、中間電流互感器相互串聯(lián)而成.次箱式電容型電流互感受器10、消弧線圈：主要用于中性點(diǎn)不直接接地的電力系統(tǒng)中,當(dāng)發(fā)生單相金屬性接地故障時(shí),補(bǔ)償接地電容電流,使其值在允許的范圍內(nèi).消弧線圈是一個(gè)帶有鐵芯的電感線圈,鐵芯具有間隙,以使得到較大的電感電流,線圈的接地側(cè)有假設(shè)干個(gè)抽頭,以便在一定的范圍內(nèi)分級(jí)調(diào)節(jié)電感的大小. 消弧線圈一般接于變壓器或發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn).11、并聯(lián)電抗器作用；削弱空載或輕載線路中的電容效應(yīng),降低工頻過電壓； 同時(shí)利用其中性點(diǎn)經(jīng)小電抗接地來補(bǔ)償潛供電流,加速潛供電弧的熄滅.12、電力電容器并聯(lián)補(bǔ)償電容器主要用于增加無功功率以及提升受電端電壓水平.串聯(lián)補(bǔ)償電容器用于220KV及以上的

12、電力系統(tǒng)中,可以提升線路的輸送容量、系統(tǒng)穩(wěn)定性和合理分布并聯(lián)線間電容等.在 110KV及以下的系統(tǒng)中,可以改善 線路電壓水平,提升配電網(wǎng)絡(luò)輸送水平.靜止補(bǔ)償器由電容器和可控飽和電抗器組成,兼有調(diào)相機(jī)及電容器的優(yōu)點(diǎn).13、調(diào)相機(jī)：實(shí)際上它是一個(gè)空載運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī), 裝于負(fù)荷中央的變電所, 用以補(bǔ)充無功功率、改善功率因數(shù).14、母線發(fā)電廠和變電所中各級(jí)電壓配電裝置的母線、 各種電器之間的連接用導(dǎo)線以及 發(fā)電機(jī)、變壓器等電氣設(shè)備與相應(yīng)的配電裝置之間的連接導(dǎo)線稱母線.作用：匯流、分配、傳輸電力.母線通常采用鋁材；持續(xù)電流較大時(shí),而且位置又狹窄的變壓器出線端以及環(huán) 境對(duì)鋁有腐蝕時(shí),選用銅材；110KV

13、及以上的配電裝置,當(dāng)采用硬導(dǎo)線時(shí),必 須有足夠的力學(xué)強(qiáng)度和平安系數(shù),一般常用鋁鈕合金材料.導(dǎo)線體的截面形狀矩形母線：在35KV以上的屋外配電裝置,大多數(shù)采用矩形截面母線,矩形母 線散熱較好.圓形線圈：35KV以上的屋外配電裝置中,大多數(shù)采用圓形截面母線.由于圓形截面導(dǎo)線無電場(chǎng)集中的現(xiàn)象,不會(huì)引起電暈.在 110KV及更高電壓的屋外配 電裝置中,一般采用鋼芯鋁芯鋁絞線或管形母線.大電流母線：對(duì)于大容量發(fā)電機(jī),因工作電流很大,可采用多條矩形母線來增 加載流量.每條的截面相同,用母線厚度相同的距離,以利散熱.當(dāng)每相三條矩 形母線不能滿足要求時(shí),可采用槽形母線.水內(nèi)冷母線：載流水平比普通母線高幾倍,用

14、于水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)繞組中.15、絕緣子絕緣子作用：用來支持導(dǎo)線,并使其絕緣的器件.絕緣子的分類按用途分：高壓絕緣子：電站電器絕緣子和線路絕緣子.低壓絕緣子用于低壓架空線路、低壓布線、通信線路等.按主絕緣材料分：瓷絕緣子、玻璃絕緣子、有機(jī)材料絕緣子和復(fù)合絕緣子.按結(jié)構(gòu)分：A型、B型和高壓套管.高壓套管供導(dǎo)線穿過墻壁、箱殼等,并使 導(dǎo)體與墻壁、箱、殼等絕緣.高壓套管分充液套管、充氣套管、油浸紙?zhí)坠芎碗?容套管等.16、變電所二次回路的概念組成：變電所的電氣二次回路由測(cè)量?jī)x表、監(jiān)察裝置、信號(hào)裝置、限制和同步 裝置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置等組成.作用：保證電氣一次設(shè)備平安、可靠運(yùn)行的重要組成局部.任務(wù)：監(jiān)視電

15、氣一次設(shè)備和電力系統(tǒng)的工作狀況、限制電氣一次設(shè)備,并在電 氣一次設(shè)備及電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),能使故障局部迅速退出運(yùn)行或給值班員提供 信號(hào),以便采取舉措及時(shí)處理.17、測(cè)量和監(jiān)視：為保證電氣設(shè)備平安經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,必須裝設(shè)測(cè)量?jī)x表以及記錄 型儀表、同步設(shè)置、絕緣監(jiān)察裝置,這些儀表和裝置與電壓互感器、電流互感器 的二次繞組相連接.18、信號(hào)回路、事故信號(hào)：當(dāng)電氣一次設(shè)備或電力系統(tǒng)發(fā)生事故時(shí), 如任何一臺(tái)斷路器因故 障引起掉閘后,隨即發(fā)出音響信號(hào)和閃光信號(hào),提醒運(yùn)行人員,采取舉措進(jìn)行處 理.事故信號(hào)要具重復(fù)動(dòng)作的性質(zhì).、預(yù)告信號(hào)：變電所設(shè)備發(fā)生不正常運(yùn)行和異常運(yùn)行時(shí), 必須發(fā)出預(yù)告音響信 號(hào),同時(shí)發(fā)出光字信

16、號(hào),通知運(yùn)行值班員電氣設(shè)備發(fā)生了異常運(yùn)行狀況, 或提示 運(yùn)行人員注意設(shè)備有可能引起事故.19、操作電源：變電所中,對(duì)斷路器或其他電氣設(shè)備遠(yuǎn)距離限制,對(duì)操作、信 號(hào)、繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置等運(yùn)行,要有專用電源供電,此電源為直流電源.蓄電池組直流系統(tǒng)：由蓄電池組、充電機(jī)和浮充電機(jī)等組成一套獨(dú)立的直流系 統(tǒng).它擔(dān)負(fù)變電所全部電氣設(shè)備的操作電源、 信號(hào)電源、繼電保護(hù)裝置和自動(dòng)裝 置的電源等到.當(dāng)變電所內(nèi)交流電源消失時(shí),還供應(yīng)事故照明及重要設(shè)備的電源. 硅整流電容儲(chǔ)能直流系統(tǒng)：采用硅整流器裝置,從交流系統(tǒng)獲得的直流電源, 要求有可靠的交流電源.當(dāng)發(fā)生故障時(shí),交流電壓下降,從而使直流系統(tǒng)電壓也 下降,嚴(yán)重時(shí)引起繼電保護(hù)裝置拒絕動(dòng)作. 為了讓保護(hù)裝置可靠動(dòng)作和保證故障 設(shè)備的斷路器跳閘,利用電容儲(chǔ)能裝置釋放電能,使保護(hù)可靠地動(dòng)作.復(fù)式整流直流系統(tǒng)：采用復(fù)式整流裝置和硅整流電容儲(chǔ)能裝置作為直流電源, 節(jié)省了建設(shè)投資費(fèi)用,缺點(diǎn)是當(dāng)交流電源全部消失時(shí),不失去操作電源的危險(xiǎn).20、繼電保護(hù)及平安自動(dòng)裝置繼