變電站主要電氣設備課件(PPT 92頁)

1、變電站主要電氣設備變壓器高壓開關電器互感器補償裝置保護電器繼電保護電主接線配電裝置第1頁，共92頁。一.變壓器第2頁，共92頁。 下圖是我們常見的兩種變壓器：變壓器干式變壓器油浸式變壓器第3頁，共92頁。變壓器的主體構造： 1、鐵芯 2、繞組變壓器變壓器的結構鐵芯、繞組、分接開關、絕緣、油箱、冷卻器、保護裝置第4頁，共92頁。鐵芯鐵芯的作用 是變壓器的主磁路鐵芯的材料 0.350.5mm厚的硅鋼片 鐵芯形式 電力變壓器主要采用芯式結構變壓器第5頁，共92頁。變壓器繞組：繞組是變壓器的電路部分銅或鋁導線包繞絕緣紙以后繞制而成。第6頁，共92頁。繞組是變壓器的電路部分，采用銅線或鋁線繞制而成，原、

2、副繞組同心地套在鐵芯柱上。為便于絕緣，一般低壓繞組在里，高壓繞組在外，但大容量的低壓大電流變壓器，考慮到引出線工藝困難，往往把低壓繞組套在高壓繞組的外面。變壓器第7頁，共92頁。變壓器的附件：1-銘牌； 2-信號式溫度計；3-吸濕器； 4-油標；5-儲油柜； 6-安全氣道 7-氣體繼電器； 8-高壓套管；9-低壓套管； 10-分接開關；11-油箱； 12-放油閥門；13-器身； 14-接地板；15-小車 變壓器變壓器的結構鐵芯、繞組、分接開關、絕緣、油箱、冷卻器、保護裝置第8頁，共92頁。變壓器第9頁，共92頁。變壓器第10頁，共92頁。第11頁，共92頁。變壓器工作原理第12頁，共92頁。變

3、壓器第13頁，共92頁。變壓器油箱是裝器身和變壓器油的，為了便于散熱，有的箱壁上焊有散熱管。變壓器油的作用是絕緣和冷卻。第14頁，共92頁。與電源相連的線圈，接收交流電能，稱為一次繞組;與負載相連的線圈，送出交流電能，稱為二次繞組;同時交鏈一次，二次繞組的磁通量的相量為m ,該磁通量稱為主磁通;變壓器工作原理 變壓器原理圖（圖3-1） 第15頁，共92頁。若一次、二次繞組的電壓、電動勢的瞬時值均按正弦規(guī)律變化，則有不計鐵心損失，根據能量守恒原理可得由此得出一次、二次繞組電壓和電流有效值的關系：令 K=N1/N2，稱為匝比（亦稱電壓比），則變壓器工作原理第16頁，共92頁。變壓器 變壓器的銘牌參

4、數：每臺變壓器都有一銘牌，上面標注著型號、額定值及其它數據，便于用戶了解變壓器的運行性能。電力變壓器產品型號 SL7315/10 產品編號 額定容量 315kVA 使用條件 戶外式額定電壓 10000/400V 冷卻條件 ONAN額定電流 18.2/454.7A 短路電壓 4%額定頻率 50 Hz 器身吊重 765kg相 數 三相 油 重 380kg聯(lián)接組別 Y yno 總 重 1525kg制 造 廠 生產日期 圖14電力變壓器銘牌示意圖 第17頁，共92頁。變壓器工作原理額定容量SN：它是變壓器額定工作條件下輸出能力的保證值，是額定視在功率，單位有：伏安（VA）或千伏安（kVA）或兆伏安（M

5、VA）。一般容量在630kVA以下的為小型電力變壓器；8006300kVA的為中型電力變壓器；800063000kVA為大型電力變壓器；90000kVA及以上的為特大型電力變壓器；第18頁，共92頁。變壓器工作原理變壓器的額定容量、額定電壓、額定電流之間的關系為：單相變壓器：三相變壓器：第19頁，共92頁。變壓器三相繞組接線有兩種： 1、星形聯(lián)結 記作：“Y”或“y” 2、三角形聯(lián)結 記作：“D”或“d”變壓器工作原理第20頁，共92頁。變壓器工作原理例：SCB10型脫硫干式變壓器干式電力變壓器型號及含義SCB101600/6SC:三相固體成型 （環(huán)氧樹脂）B:低壓箔式線圈10:設計序號160

6、0kVA:額定容量6kV:額定高壓電壓 第21頁，共92頁。變壓器變壓器的分類：用途：升壓變壓器、降壓變壓器；相數：單相變壓器和三相變壓器；線圈數：雙線圈變壓器、三線圈變壓器和自耦變壓器；鐵心結構：心式變壓器和組式變壓器；調壓方式：無載調壓變壓器、有載調壓變壓器；冷卻介質和冷卻方式：油浸式變壓器和干式變壓器等；容量大?。盒⌒妥儔浩?、中型變壓器、大型變壓器和特大型變壓器。第22頁，共92頁。變壓器工作原理 變壓器日常巡視檢查應包括以下內容： 1)油溫應正常，應無滲油、漏油，儲油柜油位應與溫度相對應。 2)套管油位應正常，套管外部應無破損裂紋、無嚴重油污、無放電痕跡及其它異?，F(xiàn)象。 3)變壓器音響

7、應正常。 4)散熱器各部位手感溫度應相近，散熱附件工作應正常。 5)吸濕器應完好，吸附劑應干燥。 6)引線接頭、電纜、母線應無發(fā)熱跡象。 7)壓力釋放器、安全氣道及防爆膜應完好無損。 8)分接開關的分接位置及電源指示應正常。 9)氣體繼電器內應無氣體。 10)各控制箱和二次端子箱應關嚴，無受潮。 11)干式變壓器的外表應無積污。 12)變壓器室不漏水，門、窗、照明應完好，通風良好，溫度正常。 13)變壓器外殼及各部件應保持清潔。第23頁，共92頁。二. 高壓開關電器 高壓斷路器第24頁，共92頁。開關電器主要用來閉合與開斷正常電路和故障電路或用來隔離高壓電源。承擔的任務：正常工作情況下，開合正

8、常工作電流僅用來斷開故障情況下的過負荷電流或短路電流既用來開合正常工作電流，又開合過負荷電流或短路電流只用來在檢修時隔離電壓第25頁，共92頁。高壓斷路器是電力系統(tǒng)中任務最繁重、地位最重要、結構最復雜的開關電器。對斷路器的基本要求：足夠的開斷能力盡可能短的動作時間高度的工作可靠性 高壓斷路器的類型按安裝地點分 -戶內式、戶外式按照使用的滅弧介質分 - 油斷路器、壓縮空氣斷路器、六氟化硫斷路器、真空斷路器等第26頁，共92頁。SF6斷路器的結構類型 1.瓷柱式SF6斷路器 1-并聯(lián)電容；2-端子；3-滅弧室瓷套；4-支持瓷；5-合閘電阻；6-滅弧室；7-絕緣拉桿；8-操動機構箱結構特點：滅弧室安

9、裝在高強度瓷套中，用空心瓷柱支承和實現(xiàn)對地絕緣。滅弧室和絕緣瓷柱內腔相通，充有相同壓力的SF6氣體，通過控制柜中的密度繼電器和壓力表進行控制和監(jiān)視。穿過瓷柱的絕緣拉桿把滅弧室的動觸頭和操動機構的驅動桿連接起來，通過絕緣拉桿帶動觸頭完成斷路器的分合操作。優(yōu)點：系列性強，結構簡單，用氣量少，單斷口電壓高、開斷電流大、運動部件少，價格相對便宜，運行可靠性高和檢修維護工作量小。缺點：重心高，抗震能力較差，且不能加裝電流互感器，使用場所受到一定限制?！癐”形布置 一般用于220kV及以下的單柱單斷口斷路器 “Y”形布置 一般用于220kV及以上的單柱雙斷口斷路器 “T”形布置 一般用于220kV及以上特

10、別是500kV的單柱雙斷口斷路器 第27頁，共92頁。SF6斷路器的結構類型瓷柱式SF6斷路器第28頁，共92頁。SF6斷路器的結構類型2.罐式SF6斷路器1套管；2支持絕緣子；3電流互感器；4靜觸頭；5動觸頭；6噴口工作缸；7檢修窗；8絕緣操作桿；9油緩沖器；10合閘彈簧；11操作桿結構特點：滅弧室安裝在接地的金屬罐中，高壓帶電部分用絕緣子支持，對箱體的絕緣主要靠SF6氣體。絕緣操作桿穿過支承絕緣子，把動觸頭與機構驅動軸連接起來，在兩個出線套管的下部都可安裝電流互感器。優(yōu)點：結構重心低，抗震性能好，滅弧斷口間電場較好，斷流容量大，可以加裝電流互感器，還能與隔離開關、接地開關、避雷器等融為一體

11、，組合成復合式開關設備。借助于套管引線，基本上不用改裝就可以用于全封閉組合電器之中。缺點：罐體耗用材料多，用氣量大，系列性差，難度較大，造價比較昂貴。第29頁，共92頁。SF6斷路器的結構類型罐式SF6斷路器第30頁，共92頁。少油斷路器110kV少油斷路器220kV少油斷路器第31頁，共92頁。斷路器就地操作箱第32頁，共92頁。二. 高壓開關電器 隔離開關第33頁，共92頁。一、隔離開關的基本知識隔離開關又名隔離刀閘，是高壓電氣裝置中保證工作安全的開關電器。高壓隔離開關在分閘狀態(tài)有明顯的間隙，并具有可靠的絕緣，在合閘狀態(tài)能可靠的通過正常工作電流和短路電流。沒有專門的滅弧裝置，不能用來開斷負

12、荷電流和短路電流，隔離開關通常與斷路器配合使用。第34頁，共92頁。一、隔離開關的基本知識1隔離開關的作用隔離電源：電氣設備檢修時，用隔離開關將需要檢修的電氣設備與帶電的電源隔離，形成明顯可見的斷開點，以保證檢修人員和設備的安全。倒換線路或母線：用隔離開關將電氣設備或線路從一組母線切換到另一組母線上。關合與開斷小電流電路：關合和開斷電壓互感器、避雷器電路；電容電流；空載電力線路；空載變壓器等。第35頁，共92頁。一、隔離開關的基本知識2、對隔離開關的基本要求： 具有明顯的斷點。 應有可靠的絕緣。 具有足夠的熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定。 操作性能好。 結構簡單、動作可靠。 帶接地刀閘的隔離開關必須裝設連鎖機

13、構第36頁，共92頁。一、隔離開關的基本知識3隔離開關的技術參數和型號額定電壓（kV）最高工作電壓（kV）額定電流（A）熱穩(wěn)定電流（kA）極限通過電流峰值（kA）第37頁，共92頁。一、隔離開關的基本知識 123456產品名稱：G隔離開關 安裝地點；N戶內型，W戶外型 設計序號 額定電壓（kV） 補充特性：C瓷套管出線，D帶接地刀閘；K快分型，G改進型，T統(tǒng)一設計 額定電流（A） 例如：GN1910/630，表示戶內隔離開關，設計序號19，額定電壓10kV，額定電流630A。高壓隔離開關的型號主要由以下六個單元組成： 第38頁，共92頁。一、隔離開關的基本知識4隔離開關的原理結構導電部分：絕緣

14、部分：操動機構：傳動機構：支持底座：包括觸頭、閘刀、接線座。主要起傳導電路中的電流，關合和開斷電路的作用。包括支持絕緣子和操作絕緣子。實現(xiàn)帶電部分和接地部分的絕緣。通過手動、電動、氣動、液壓向隔離開關的動作提供能源。由拐臂、聯(lián)桿、軸齒或操作絕緣子組成。接受操動機構的力矩，將運動傳動給觸頭，以完成隔離開關的分、合閘動作。將導電部分、絕緣子、傳動機構、操動機構等固定為一體，并使其固定在基礎上。導電部分支持底座絕緣部分傳動機構操動機構第39頁，共92頁。一、隔離開關的基本知識5、隔離開關的操動機構1.手動操動機構 杠桿式用于額定電流小于3000A的隔離開關； 蝸輪式用于額定電流大于3000A的隔離開

15、關。2.電動操動機構 由電動機、機械減速傳動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)及箱殼組成。 可進行遠方控制，也可就地電動控制或利用手柄進行人力操作。第40頁，共92頁。二、隔離開關的主要結構類型 1、隔離開關的種類按裝設地點可分為戶內式和戶外式；按極數可分為單極和三極；按絕緣支柱數目可分為單柱式、雙柱式和三柱式；按動作方式可分為閘刀式、旋轉式、插入式；按有無接地刀閘可分為帶接地刀閘和不帶接地刀閘；按操動機構可分為手動式、電動式、液壓式；按用途可分為一般用、快分用和中性點接地用。第41頁，共92頁。二、隔離開關的主要結構類型2.戶內高壓隔離開關 GN1910系列插入式戶內高壓隔離開關 三相共底架結構，主要由靜觸

16、頭、基座、支柱絕緣子、拉桿絕緣子、動觸頭組成。三相平行安裝。靜觸頭拉桿絕緣子支柱絕緣子動觸頭轉軸基座第42頁，共92頁。二、隔離開關的主要結構類型GN2212隔離開關GN235隔離開關GN2740隔離開關第43頁，共92頁。二、隔離開關的主要結構類型GN3010型隔離開關第44頁，共92頁。二、隔離開關的主要結構類型3戶外式隔離開關按支柱絕緣子數目可分為雙柱式、三柱式和單柱式。（1）雙柱式隔離開關GW4110型隔離開關 雙柱單斷口水平旋轉式結構，廣泛用于10220kV配電裝置中。第45頁，共92頁。二、隔離開關的主要結構類型絕緣支柱底座軸承座導電閘刀觸頭交叉連桿接線端子撓性導體第46頁，共92

17、頁。二、隔離開關的主要結構類型GW4-252III完善化改進型隔離開關GW4-126,145III完善化改進型隔離開關GW4-40.5高壓隔離開關第47頁，共92頁。二、隔離開關的主要結構類型GW5110D隔離開關 開關由底座、棒式支柱絕緣子、導電閘刀、左右觸頭和傳動部分等組成，也稱為V型隔離開關。根據需要該隔離開關可配裝接地閘刀，廣泛用于35110kV電壓等級中。 底座棒式絕緣支柱導電閘刀接線端子支承座接地刀閘第48頁，共92頁。二、隔離開關的主要結構類型GW11252型隔離開關 雙柱水平伸縮式結構，閘刀水平伸縮，分合狀態(tài)清晰，便于巡視。隔離開關制成單極形式，由三個單極組成一臺三相隔離開關。

18、絕緣支柱底座導電閘刀操動機構靜觸頭傳動裝置第49頁，共92頁。二、隔離開關的主要結構類型（2） GW7220型三柱式隔離開關絕緣支柱底座傳動裝置導電閘刀靜觸頭操動機構 采用三柱雙斷口水平旋轉開啟式結構。第50頁，共92頁。二、隔離開關的主要結構類型（3）單柱式隔離開關GW6220GD型單柱式隔離開關 隔離開關每極具有兩個瓷柱，即支持瓷柱和操作瓷柱。 由于只有一個支持瓷柱，故稱為單柱式。 靜觸頭固定在架空硬母線或懸掛在架空軟母線上。動觸頭固定在導電折架上。第51頁，共92頁。二、隔離開關的主要結構類型底座操動瓷柱支持瓷柱導電折架傳動裝置動觸頭靜觸頭接地開關第52頁，共92頁。220KV線路刀閘系

19、列第53頁，共92頁。斷路器與隔離開關110kv少油斷路器35kv隔離開關第54頁，共92頁。三. 互感器第55頁，共92頁?；ジ衅?電流互感器 電壓互感器 電流互感器作用是將交流大電流變成小電流（5A或lA），供電給測量儀表和繼電保護裝置的電流線圈； 電壓互感器作用是將交流高電壓變成低電壓（100V或100/ V），供電給測量儀表和繼電保護裝置的電壓線圈。 它們使測量儀表和保護裝置標準化和小型化，使測量儀表和保護裝置等二次設備與高壓部分隔離，且互感器二次側均接地，從而保證設備和人身安全。 第56頁，共92頁。電流互感器35電流互感器電流互感器第57頁，共92頁。電壓互感器第58頁，共92頁。

20、為什么電壓互感器二次側不允許短路 電流互感器二次側不允許開路呢? 電壓互感器二次側短路會產生大電流而燒毀電壓互感器。 電流互感器在一次側有電壓無電流的情況下二次側開路不會產生電壓，在一次側有一定量的穩(wěn)定電流時打開二次側會產生一定值的電壓，但不會很高。但是一次主回路一般都與開關相連，在開關接通或斷開主回路電流時，主回路電流會有一個突變過程，根據V=L*di/dt（L是互感器電感量），此時若二次側開路將會瞬間激發(fā)很高電壓，容易發(fā)生危險。因此電流互感器不允許開路。 第59頁，共92頁。四. 補償裝置第60頁，共92頁。補償裝置作用補償電網中的電容、電感參數，或向電網提供容性或感性無功功率。分類串聯(lián)補

21、償和并聯(lián)補償。補償裝置串聯(lián)補償裝置和并聯(lián)補償裝置第61頁，共92頁。補償設備第62頁，共92頁。5第63頁，共92頁。第64頁，共92頁。五. 保護電器第65頁，共92頁。保護電器熔斷器避雷器第66頁，共92頁。防雷設備與接地裝置過電壓 概念電氣設備在運行中承受正常的工作電壓， 但是由于某些原因，系統(tǒng)中某部分的電壓可能升高，而且往往大大超過設備的最高允許電壓值，這種電壓升高就被稱為過電壓。分類第67頁，共92頁。防雷設備防雷設備避雷針與避雷線作用防止直擊雷過電壓組成接閃器、下引線（接地引線）和接地體避雷器作用防止感應雷過電壓、侵入波以及內部過電壓感應雷過電壓-雷閃擊中電氣設備附近地面，在放電過

22、程中由于空間電磁場的急劇變化而使未直接遭受雷擊的電氣設備上感應出的過電壓 。第68頁，共92頁。避雷針避雷針第69頁，共92頁。避雷線避雷線第70頁，共92頁。避雷器第71頁，共92頁。安裝在750kV蘭州東變電站的撫順電瓷制造有限公司750kV氧化鋅避雷器避雷器第72頁，共92頁。避雷器第73頁，共92頁。1000KV特高壓避雷器 西瓷 撫瓷 廊坊第74頁，共92頁。接地裝置工作接地保證電力系統(tǒng)正常運行所需要的接地。保護接地為了人身安全而設置的接地。防雷接地 針對防雷保護的需要而設置的接地。 儀控接地為了穩(wěn)定電位、防止干擾而設置的接地。第75頁，共92頁。六. 繼電保護第76頁，共92頁。當

23、發(fā)生故障時，作用于斷路器跳閘，自動切除故障元件；當出現(xiàn)異常情況時發(fā)出信號。繼電保護的作用第77頁，共92頁。自動裝置的作用用來實現(xiàn)發(fā)電廠的自動并列、發(fā)電機自動調節(jié)勵磁、電力系統(tǒng)頻率自動調節(jié)、按頻率啟動水輪機組；實現(xiàn)發(fā)電廠或變電站的備用電源自動投入、輸電線路自動重合閘及按事故頻率自動減負荷等。 第78頁，共92頁。七. 電氣主接線第79頁，共92頁。電氣設備的符號 圖形符號是用于表示電氣圖中電氣設備、裝置、元器件的一種圖形和符號。 文字符號是電氣圖中電氣設備、裝置、元器件的種類字母和功能字母代碼。文字符號的字母應采用大寫的拉丁字母。文字符號分為基本文字符號和輔助文字符號兩種。 主要電氣設備的圖形和文字符號如表所示。第80頁，共92頁。電氣設備的符號第81頁，共92頁。電氣設備的符號第82頁，共92頁。電氣設備的符號第83頁，共92頁。一次設備按預期的生產流程所連成的電路，稱為電氣主接線。主接線表明電能的生產、匯集、轉換、分配關系和運行方式，是運行操作、切換電路的依據，又稱一次接線、一次電路主系統(tǒng)或主電路。用國家規(guī)定的圖形和文字符號表示主接線中的各元件，并依次連接起來的單線圖，稱電氣主接線圖。某火電