变电站一次设备介绍ppt课件.pptx

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1、变电站一次设备（主要）,1,Part,电气接线图：使用电气系统标准图形符号和文字符号表示电气装置中的各元件及其相互联系的工程图。 可分为：一次接线图和二次接线图。,电气一次接线图：即电气主接线图，使用电气系统标准图形符号和文字符号，按主要电气装置实际连接 顺序绘制的工程图，是表示电能输送和电能分配路线的接线图。,一次设备：直接用于生产、输送和分配电能过程的高压电气设备，主要包括发电机、变压器、断路器、 隔离开关、自动开关、接触器、刀开关、母线、输电线路、电力电缆、电抗器、电动机等。,二次设备：对一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护以及为运行、维护人员提供运行工况或生产 指挥信号所需的低压电

2、气设备。如熔断器、按钮、指示灯、控制开关、继电器、控制电缆、 仪表、信号设备、自动装置等。,电气一次接线图简介,主变压器,母,母,母隔离开关,母隔离开关,母线侧接地开关,断路器,电流互感器CT,线路侧接地开关,线路侧隔离开关,断路器侧接地开关,旁母隔离开关,旁母,避雷器,电压互感器（单相电容式电压互感器）,母,母,母隔离开关,母隔离开关,母线侧接地开关,断路器,电流互感器CT,主变侧接地开关,主变侧隔离开关,断路器侧接地开关,旁母隔离开关,旁母,避雷器,线路接线图,主变接线图,母,母,母隔离开关,母隔离开关,母线侧接地开关,PT侧接地开关,避雷器,电压互感器（单相电容式电压互感器）,PT侧接地

3、开关,母线侧接地开关,避雷器,电压互感器（单相电容式电压互感器）,电压互感器接线图（保护间隔/PT间隔）,母,母隔离开关,断路器侧接地开关,断路器,母,断路器侧接地开关,母隔离开关,电流互感器CT,母联/母分（分段）接线图,2,Part,基本概念：变压器是一种改变交流电源的电压、电流而不改变频率的静止电气设备，它具有两个（或几个） 绕组，在相同频率下，通过电磁感应将一个系统的交流电压和电流转换为另一个（或几个）系统 的交流电压和电流而借以传送电能的电气设备。,分类：1、按用途分类：（1）、电力变压器：用于输配电系统的升、降电压（例如：主变、站变等）；（2）、仪用变压器：用于测量仪表和继电保护装

4、置（例如：电流互感器CT、电压互感器PT）；（3）、试验变压器：能产生所需电压，对电气设备进行试验；（4）、特种变压器：如电炉变压器、整流变压器、调整变压器等。,变压器（主变压器）,以下分类主要针对电力变压器：,2、按相数分（1）、单相变压器：用于单相负荷和三相变压器组；（2）、三相变压器：用于三相系统的升、降电压。,3、按冷却介质分（1）、干式变压器：依靠空气对流进行冷却，绕组置于气体中（空气或六氟化硫气体），或是浇注环 氧树脂绝缘；（2）、油浸式变压器：冷却方式一般为自然冷却，风冷却，强迫风冷却等，依靠油作冷却介质，如油 浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环风冷等。,4、按绕组形式分（1

5、）、双绕组变压器：用于连接电力系统中的两个电压等级；（2）、三绕组变压器：一般用于电力系统区域变电站中，连接三个电压等级；（3）、自耦变电压：用于连接不同电压的电力系统，也可做为普通的升压或降后变压器用。,变压器基本结构,1、主变的基本部件（主要针对巡检内容）：、套管； 、套管油位计；、油枕（本体、有载）；、油枕油位计（本体、有载）；、瓦斯继电器； 、压力释放阀；、有载/无载调压机构；、油温温度计；、绕组温度计； 、集气盒； 、吸湿器； 、油流表；、油阀； 、中性点间隙；、中性点接地开关；、中性点电流互感器；、避雷器； 、过桥母排及穿墙套管。,主变压器,套管、套管油位计,1、套管：XXXkV侧

6、套管、XXXkV侧N相套管、XXXkV侧中性点套管；2、油位计：液面型、指针型，针对气体式为SF6表；3、35kV及以下电压等级的套管为干式无表计。,油枕、油枕油位计,1、油枕：分为本体部分和有载部分，有合体式、分体式；2、油位计：液面型、指针型、指示型，需注意有些设备存在温度计（表盘指针式）。,瓦斯继电器,1、瓦斯继电器也称气体继电器；2、与集气盒配套。,压力释放阀,有载/无载调压机构,1、主要针对有载/无载调压机构箱上的有载调压档位、操作次数计数器。,油温温度计、绕组温度计、集气盒、吸湿器、油流表、油阀,中性点间隙、中性点接地开关、中性点电流互感器,1、中性点：XXXkV侧中性点间隙，XX

7、XkV侧中性点接地开关，XXXkV侧中性点电流互感器。,避雷器,1、避雷器：XXXkV侧避雷器，XXXkV侧中性点避雷器；2、避雷器表：泄放电流表、放电计数器。,过桥母排及穿墙套管,1、过桥母排主要针对35kV及以下电压等级的情况。,3,Part,基本概念：能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合在规定的时间内承载和开断异常回路条 件（包括短路条件）下的电流的开关装置。,分类：1、按灭弧介质分类：（1）、油断路器：采用绝缘油作为灭弧介质，利用绝缘油在电弧高温作用下分解产生的高压油气来灭弧；（2）、空气断路器：利用高速流动的压缩空气来灭弧；（3）、真空断路器：用于灭弧的动、静触头封在真

8、空泡内，利用真空作为绝缘介质和灭弧介质；（4）、六氟化硫（SF6）断路器：利用六氟化硫（SF6） 气体作为灭弧介质；（5）、磁吹断路器：利用磁场的作用使电弧熄灭的一种断路器。,断路器,功能：,1、导电功能 在正常的闭合状态时应为良好导体，不仅对正常负荷电流，而且对规定短路电流也能承受其发热和电 动力作用，保持可靠接通状态。,2、绝缘功能 相与相间、相对地间及断口间具有良好绝缘性能，能长期耐受最高工作电压，短时耐受大气过电压及 操作过电压。,3、开断功能 在闭合状态任何时刻，应能在不发生危险过电压条件下，在尽可能短时间内安全开断规定的短路电流。,4、关合功能 在开断状态任何时刻，应能在断路器触头

9、不发生熔焊条件下，在短时间内安全地接通规定的电流。,作用：,1、控制作用 根据需要将部分线路或电器设备投入或退出运行，以改变电网的运行方式或者将部分设备恢复或停止供 电。,2、保护作用 当电网中部分电气设备或线路发生故障时，高压断路器在继电保护的配合下，快速将故障切除。,拓展知识：电弧,电弧是一种气体放电现象，电流通过某些绝缘介质（例如空气）所产生的瞬间火花。电弧是一种自持气体导电（电离气体中的电传导），其大多数载流子为一次电子发射所产生的电子。触头金属表面因一次电子发射（热离子发射、场致发射或光电发射）导致电子逸出，间隙中气体原子或分子会因电离（碰撞电离、光电离和热电离）而产生电子和离子。另

10、外，电子或离子轰击发射表面又会引起二次电子发射。当间隙中离子浓度足够大时，间隙被电击穿而发生电弧。,断路器,1、断路器的基本部件（主要针对巡检内容）：、外观；、分合指示；、储能指示；、六氟化硫（SF6）表；、油位计；、气压（液压）打压表；、动作计数器；、电气指示灯；、旋钮开关。,分合指示、储能指示、六氟化硫（SF6）表,动作计数器、电气指示灯、旋钮开关,4,Part,基本概念：1、隔离开关：在分闸位置能够按照规定的要求提供电气隔离断口的机械开关装置。它能够在正常回路 条件下承载电流，且在异常的回路条件（如短路）下在规定的时间内承载电流。（1）、一般隔离开关只能在电路断开的情况下进行分合闸操作，

11、或接通及断开符合规定的小电流电路。（2）、它没有专门的灭弧装置，不能用来开断负荷电流和短路电流，隔离开关通常与断路器配合使用。2、接地开关：用于将回路接地的一种机械式开关装置。（1）、在异常条件（如短路）下，可在规定时间内承载规定的异常电流；但在正常回路条件下，不要求承 载电流。（2）、有些接地开关还可具有关合短路电流或开合和承载感应电流的能力。,隔离开关和接地开关,隔离开关的作用：,1、隔离电源，保证安全 隔离开关的主要用途是保证检修装置时工作的安全。在需要检修的部分和其它带电部分之间，用隔离 开关构成足够大的明显可见的空气绝缘间隔。隔离开关的断口在任何状态下都不能发生火花放电，因 此它的断

12、口耐压一般比其对地绝缘的耐压高出10%15%。必要时应在隔离开关上附设接地刀闸，供 检修时接地用。,2、倒闸操作 即用隔离开关将电气设备或线路从一组母线切换到另一组母线上。,3、分、合小电流 隔离开关没有灭弧装置，不能开断或闭合负荷电流和短路电流。但具有一定的分、合小电感电流和电 容电流的能力。,隔离开关的基本要求：,（1）、分开后应具有明显的断开点，易于鉴别设备是否与电网隔开。（2）、断开点之间应有足够的绝缘距离，以保证在过电压及相间闪络的情况下，不致引起击穿而危及工 作人员的安全。（3）、有足够的动热稳定、机械强度、绝缘强度。（4）、跳、合闸时的同期要好，要有最佳的跳合闸速度，以尽可能降低

13、操作过电压。（5）、应结构简单动作可靠。（6）、带有接地刀闸的隔离开关必须装设联锁机构，以保证隔离开关的正确操作。,隔离开关的分类：,按装设地点,户内式,户外式,按极数,单极,三级,按有无接地开关,带接地开关,不带接地开关,按动作方式,旋转式,插入式,刀闸式,按操作机构,手动式,液压式,电动式,按绝缘支柱数目,单柱式,三柱式,双柱式,隔离开关、接地开关,触头、连杆,5,Part,基本概念：电流互感器和电压互感器的统称。将高电压变成低电压、大电流变成小电流，用于量测或保护的设 备。,互感器,1、电流互感器（CT）：将大电流变成小电流的互感器。在正常使用情况下，其比差和角差都应在允许范围内。,分类

14、：（1）、按用途分：、测量用；、保护用。（2）、按绝缘介质分：、干式；、浇筑式；、油浸式；、气体式。,特点：（1）、电流互感器一次绕组串联在电力线路中，匝数较少，二次绕组与二次负荷的电流线圈串联，匝数较多。（2）、电流互感器二次可以短路，但不得开路。,2、电压互感器（PT）：将高电压变成低电压的互感器。在正常使用情况下，其比差和角差都应在允许范围内。,分类：（1）、按绕组数目分：、双绕组；、三绕组。（2）、按绝缘介质分：、干式；、浇筑式；、油浸式；、气体式。（3）、按工作原理分：、电磁式；、电容式；、电子式。,特点：（1）、电压互感器一次绕组并联在电力线路中，匝数较多，而二次绕组与测量仪表或继

15、电器电压线圈并联， 匝数较少。（2）、电压互感器二次可以开路，但不得短路。,互感器的作用：（1）、把高电压和大电流按比例地变换成低电压（100V或100/3V）和小电流（5A或1A），以便提供测量 和继电保护所需的信号，并使测量仪表和继电保护装置标准化、小型化；（2）、把高电压（一次）部分与低电压（二次）部分相互隔离，且互感器二次侧均接地，以保证运行人员和 设备的安全。,互感器,1、互感器的基本部件（主要针对巡检内容）：、外观；、油位计；、六氟化硫（SF6）表。,油位计、六氟化硫（SF6）表,6,Part,基本概念：均为一种变压器，可参见变压器介绍。,站用变（接地变）,1、接地变压器：一种接到

16、无中性点的系统，以对该系统提供一个人工的中性点的三相变压器，还可附带地对 局部的辅助电网供电。,分类：1、按绝缘介质分：、干式；、油浸式。,基本部件（主要针对巡检内容）：组件与主变压器基本一致，根据电压等级的不同相比主变压器内容有所减少，室外的配套内容可增加一项：跌落式熔断器。,站用变（接地变）,站用变（接地变）,7,Part,基本概念：一种能释放过电压能量、限制过电压幅值的设备。当过电压出现时，避雷器两端子间的电压不超过 规定值，使电气设备免受过电压损坏；过电压作用后，又能使系统迅速恢复正常状态。,避雷器,分类：1、按发展先后分：、保护间隙；、管型；、阀型；、磁吹阀型；、金属氧化物型。变电站

17、用：金属氧化物型-氧化锌避雷器。,基本部件（主要针对巡检内容）：、外观；、泄放电流表；、放电计数器。,避雷器,8,Part,基本概念：1、电容器：由两片接近并相互绝缘的导体制成的电极组成的储存电荷和电能的器件。,电容器组、电抗器(消弧线圈),（1）、分类（电力电容器）：、并联电容器（移相电容器）；、串联电容器；、耦合电容器；、断路器电容器（均压电容器）；、电热电容器；、脉冲电容器；、直流和滤波电容器；、标准电容器。,（2）、并联电容器（移相电容器）：利用并联电容器的容性无功来补偿感性无功功率，使电网输送的无功功率减小，达到提高功率因数、提高电能质量、减少电能损耗和提高电网输送电能的目的。,2、

18、电抗器：电力系统中用于限制短路电流、无功补偿和移相等的电感性高压电器。,分类：（1）、按用途分（主要部分）： 、并联电抗器； 、串联电抗器；、调谐电抗器；、进线电抗器；、限流电抗器；、阻尼电抗器；、消弧线圈；、平波电抗器；、直流控制的饱和电抗器。,3、消弧线圈：接在不接地系统的中性点与地之间的单相电抗器。用于补偿单相接地故障时的对地电容工频电 流。,电容器组,电抗器（消弧线圈）,干式空心并联电抗器,油浸式并联电抗器,电抗器（消弧线圈）,限流电抗器,通信电抗器（阻波器）,9,Part,基本概念：1、成套开关柜：是一种用于接受和分配电能，并具有对电路和设备有保护、控制和监测功能的电器。,配电装置室

19、（高压室）,分类：（1）、按结构分：、铠装式；、间隔式；、箱式。（2）、按绝缘介质分： 、空气式； 、六氟化硫（SF6）式。（3）、按断路器的置放分： 、中置式； 、落地式； 、固定式。,基本部件（主要针对巡检内容）：、分合指示；、储能指示；、保护装置；、操显装置；、旋钮开关；、压板；、电气指示。,配电装置室（高压室）,配电装置室（高压室）,10,Part,基本概念：继电保护室主要为二次保护装置屏柜，还含有配电装置屏柜、通信屏柜等。,继电保护室,基本部件（主要针对巡检内容）：、保护装置；、操显装置；、旋钮开关；、压板；、电气指示；、空气开关。,继电保护室,11,Part,基本概念：、通信室；、

20、0.4kV配电室（380V配电室）；、蓄电池室；、主控室；、水泵房。,通信室及其它,通信室、主控室,12,Part,基本概念：1、气体绝缘金属封闭开关设备和控制设备（GIS设备）： 又称封闭式组合电器，至少有一部分采用高于大气压的气体作为绝缘介质的金属封闭开关设备和控制设备。 英文：gas insulatedmetal-enclosed switchgear and controlgear（GIS） 。,GIS/HGIS设备,（1）、六氟化硫（SF6）的特性、物理特性： 是一种无色、无臭、无毒、不燃的稳定气体，化学式SF，分子量为146.07，在20和0.1MPa时密度为6.1kg/m3，约为

21、空气密度的5倍。在常温常压下为气态，其临界温度为45.6，常压下升华点温度为-63.8。六氟化硫分子结构呈八面体排布，键合距离小、键合能高，因此其稳定性很高。,六氟化硫（SF6）气体在0.29Mpa压力时，绝缘强度与变压器油相当，其灭弧能力是空气的100倍，是目前应用最广泛的电气绝缘气体。,、化学特性： 六氟化硫（SF6）气体不溶于水和变压器油，在炽热的温度下，它与氧气、氩气、铝及其它许多物质不发生作用。但在电弧和电晕的作用下，六氟化硫（SF6）气体会分解，产生低氟化合物，这些化合物会引起绝缘材料的损坏，且这些低氟化合物是剧毒气体。 在电弧高温作用下，很少量的六氟化硫（SF6）会分解为有强烈的

22、腐蚀性和毒性的SF4、S2F2、SF2、SOF2、SO2F2、SOF4和HF等，但在电弧过零值后，很快又再结合成SF6 。因此，长期密封使用的SF6 ，虽经多次灭弧作用，也不会减少或变质。电弧分解物的多少与SF6中所含水份有关，因此，把水份控制在规定值下是十分重要的。常用活性氧化铝或活性炭、合成沸石等吸附剂，清除水分和电弧分解产物。 六氟化硫（SF6）气体混入空气时，会使绝缘强度下降，因此断路器及其贮气设备应保持密封。,（2）、GIS设备的特点、小型化（体积小） 因采用绝缘性能卓越的六氟化硫气体做绝缘和灭弧介质，所以能大幅度缩小变电站的体积，实现小型化。、可靠性高 由于带电部分全部密封于惰性S

23、F6气体中，大大提高了可靠性。、安全性好 带电部分密封于接地的金属壳体内，因而没有触电危险。SF6气体为不燃烧气体，所以无火灾危险。、杜绝对外部的不利影响 因带电部分以金属壳体封闭，对电磁和静电实现屏蔽，噪音小，抗无线电干扰能力强。、安装周期短、维护方便，检修周期长,GIS的典型结构,断路器CB,汇控柜和断路器CB机构箱,母线M,母线M,隔离开关DS,电流互感器TA（CT）,隔离开关DS和接地开关ES（DES）,隔离开关DS机构箱,机构箱,隔离开关DS和接地开关ES（DES）,机构箱,快速接地开关FES,电压互感器TV（PT）,电缆终端CSE,避雷器表计,避雷器LA,GIS的典型结构,GIS的

24、典型结构展示,1、线路间隔,GIS的典型结构展示,1、线路间隔,GIS的典型结构展示,2、保护间隔（PT）,GIS的典型结构展示,3、母联间隔,GIS设备,1、110kV室外GIS设备,GIS设备,1、220kV室外GIS设备和500kV室内GIS设备,GIS设备,1、基本部件（主要针对巡检内容）：、断路器分合指示；、断路器储能指示；、断路器油位计；、断路器气压表；、隔离开关分合指示；、接地开关分合指示；、各气室的六氟化硫（SF6）表；、避雷器表计（泄放电流表、放电计数器）；、操作计数器；、汇控柜。,GIS设备,GIS设备,GIS设备,GIS设备,2、混合式气体绝缘金属封闭开关设备（HGIS设

25、备）： 由户外开关设备和气体绝缘金属封闭开关设备混合构成的开关设备。其中断路器及其相关的隔离开关等设备为气体绝缘金属封闭开关设备，母线等相关部分为户外开关设备。 英文：hybrid gas insulated metal enclosed switchgear（HGIS） 。,HGIS设备,（1）阐述： HGIS是一种介于常规敞开瓷柱式电气设备（AIS）和气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）之间的新型电气设备。它将断路器、隔离开关、接地开关、电流电压互感器等电气设备组合在一起, 封闭在金属外壳内, 充以气体绝缘，构成一个独立的单相组合电器, 它不带母线, 利用出线套管通过软导线与敞开式空气绝缘母线相连接。,HGIS设备,谢谢大家,