變電站各類裝置簡介

2022-05-15 21:33:04 字數 4585 閱讀 4786

變壓器變電站是電力系統中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調整電壓的電力設施,它通過其變壓器將各級電壓的電網聯絡起來。

變電站起變換電壓作用的裝置是變壓器,除此之外,變電站的裝置還有開閉電路的開關裝置,匯集電流的母線,計量和控制用互感器、儀表、繼電保護裝置和防雷保護裝置、排程通訊裝置等,有的變電站還有無功補償裝置。 變電站的主要裝置和連線方式,按其功能不同而有差異。

變壓器是變電站的主要裝置,分為雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自耦變壓器即高、低壓每相共用乙個繞組,從高壓繞組中間抽出乙個頭作為低壓繞組的出線的變壓器。電壓高低與繞組匝數成正比電流則與繞組匝數成反比。

變壓器按其作用可分為公升壓變壓器和降壓變壓器前者用於電力系統送端變電站,後者用於受端變電站。變壓器的電莊需與電力系統的電壓相適應。為了在不同負荷情況下保持合格的電壓有時需要切換變壓器的分接頭。

按分接頭切換方式變壓器有帶負荷有載)調壓變壓器和無負荷無載)調壓變壓器。有載調壓變壓器主要用於受端變電站。

電壓互感器和電流互感器。它們的工作原理和變壓器相似它們把高電壓裝置和母線的執行電壓、大電流即裝置和母線的負荷或短路電流)按規定比例變成測量儀表、繼電保護及控制裝置的低電壓和小電流。在額定運**況下電壓互感器二次電壓為l00v/,電流互感器二次電流為5a或1a。

電流互感器的二次繞組經常與負荷相連近於短路,請注意:絕不能讓其開路,否則將因高電壓而危及裝置和人身安全或使電流互感器燒毀。

開關裝置。它包括斷路器、隔離開關、負荷開關、高壓熔斷器等都是斷開和合上電路的裝置。斷路器在電力系統正常運**況下用來合上和斷開電路故障時在繼電保護裝置控制下自動把故障裝置和線路斷開,還可以有自動重合閘功能。

在我國,220kv以上變電站使用較多的是空氣斷路器和六氟化硫斷路器。

隔離開關(刀閘)的主要作用是在裝置或線路檢修時隔離電壓,以保證安全。它不能斷開負荷電流和短路電流,應與斷路器配合使用。在停電時應先拉斷路器後拉隔離開關送電時應先合隔離開關後合斷路器。

如果誤操作將引起裝置損壞和人身**。

負荷開關能在正常執行時斷開負荷電流沒有斷開故障電流的能力,一般與高壓熔斷絲配合用於10kv及以上電壓且不經常操作的變壓器或出線上。

為了減少變電站的占地面積近年來積極發展六氟化硫全封閉組合電器(gis)。它把斷路器、隔離開關、母線、接地開關、互感器、出線套管或電纜終端頭等分別裝在各自密封間中集中組成乙個整體外殼充以六氟化硫氣體作為絕緣介質。這種組合電器具有結構緊湊體積小重量輕不受大氣條件影響,檢修間隔長,無觸電事故和電雜訊干擾等優點,具有發展前765kv已在變電站投人執行。

目前,它的缺點是**貴,製造和檢修工藝要求高。

變電站還裝有防雷裝置,主要有避雷針和避雷器避雷針是為了防止變電站遭受直接雷擊將雷電對其自身放電把雷電流引入大地。在變電站附近的線路上落雷時雷電波會沿導線進入變電站,產生過電壓。另外,斷路器操作等也會引起過電壓。

避雷器的作用是當過電壓超過一定限值時,自動對地放電降低電壓保護裝置放電後又迅速自動滅弧,保證系統正常執行。目前,使用最多的是氧化鋅避雷器。

1.電力系統電壓等級與變電站種類

電力系統電壓等級有220/380v(0.4 kv),3 kv、6 kv、10 kv、20 kv、35 kv、66 kv、110 kv、220 kv、330 kv、500 kv。隨著電機製造工藝的提高,10 kv電動機已批量生產,所以3 kv、6 kv已較少使用,20 kv、66 kv也很少使用。

供電系統以10 kv、35 kv為主。輸配電系統以110 kv以上為主。發電廠發電機有6 kv與10 kv兩種,現在以10 kv為主,使用者均為220/380v(0.

4 kv)低壓系統。

根據《城市電力網規定設計規則》規定:輸電網為500 kv、330 kv、220 kv、110kv,高壓配電網為110kv、66kv,中壓配電網為20kv、10kv、6 kv,低壓配電網為0.4 kv(220v/380v)。

發電廠發出6 kv或10 kv電,除發電廠自己用(廠用電)之外,也可以用10 kv電壓送給發電廠附近使用者,10 kv供電範圍為10km、35 kv為20~50km、66 kv為30~100km、110 kv為50~150km、220 kv為100~300km、330 kv為200~600km、500 kv為150~850km。

2.變配電站種類

電力系統各種電壓等級均通過電力變壓器來轉換,電壓公升高為公升壓變壓器(變電站為公升壓站),電壓降低為降壓變壓器(變電站為降壓站)。一種電壓變為另一種電壓的選用兩個線圈(繞組)的雙圈變壓器,一種電壓變為兩種電壓的選用三個線圈(繞組)的三圈變壓器。

變電站除公升壓與降壓之分外,還以規模大小分為樞紐站,區域站與終端站。樞紐站電壓等級一般為三個(三圈變壓器),550kv /220kv /110kv。區域站一般也有三個電壓等級(三圈變壓器),220 kv /110kv /35kv或110kv /35kv /10kv。

終端站一般直接接到使用者,大多數為兩個電壓等級(兩圈變壓器)110kv /10 kv或35 kv /10 kv。使用者本身的變電站一般只有兩個電壓等級(雙圈變壓器)110 kv /10kv、35kv /0.4kv、10kv /0.

4kv,其中以10kv /0.4kv為最多。

1)一次接線種類

變電站一次迴路接線是指輸電線路進入變電站之後,所有電力裝置(變壓器及進出線開關等)的相互連線方式。其接線方案有:線路變壓器組,橋形接線,單母線,單母線分段,雙母線,雙母線分段,環網供電等。

2)線路變壓器組

變電站只有一路進線與一台變壓器,而且再無發展的情況下採用線路變壓器組接線。

3)橋形接線

有兩路進線、兩台變壓器,而且再沒有發展的情況下,採用橋形接線。針對變壓器,聯絡斷路器在兩個進線斷路器之內為內橋接線,聯絡斷路器在兩個進線斷路器之外為外橋接線。

4)單母線

變電站進出線較多時,採用單母線,有兩路進線時,一般一路供電、一路備用(不同時供電),二者可裝置用電源互自投,多路出線均由一段母線引出。

5)單母線分段

有兩路以上進線,多路出線時,選用單母線分段,兩路進線分別接到兩段母線上,兩段母線用母聯開關連線起來。出線分別接到兩段母線上。

單母線分段執行方式比較多。一般為一路主供,一路備用(不合閘),母聯合上,當主供斷電時,備用合上,主供、備用與母聯互鎖。備用電源容量較小時,備用電源合上後,要斷開一些出線。

這是比較常用的一種執行方式。

對於特別重要的負荷,兩路進線均為主供,母聯開關斷開,當一路進線斷電時,母聯合上,來電後斷開母聯再合上進線開關。

單母線分段也有利於變電站內部檢修,檢修時可以停掉一段母線,如果是單母線不分段,檢修時就要全站停電,利用旁路母線可以不停電,旁路母線只用於電力系統變電站。

6)雙母線

雙母線主要用於發電廠及大型變電站,每路線路都由乙個斷路器經過兩個隔離開關分別接到兩條母線上,這樣在母線檢修時,就可以利用隔離開關將線路倒在一條件母線上。雙母線也有分段與不分段兩種,雙母線分段再加旁路斷路器,接線方式複雜,但檢修就非常方便了,停電範圍可減少。

1)二次迴路種類

變配電站二次迴路包括:測量、保護、控制與訊號迴路部分。測量迴路包括:

計量測量與保護測量。控制迴路包括:就地手動合分閘、防跳聯鎖、試驗、互投聯鎖、保護跳閘以及合分閘執行部分。

訊號迴路包括開關執行狀態訊號、事故跳閘訊號與事故預告訊號。

2)測量迴路

測量迴路分為電流迴路與電壓迴路。電流迴路各種裝置串聯於電流互感器二次側(5a),電流互感器是將原邊負荷電流統一變為5a測量電流。計量與保護分別用各自的互感器(計量用互感器精度要求高),計量測量串接於電流錶以及電度表,功率表與功率因數表電流端子。

保護測量串接於保護繼電器的電流端子。微機保護一般將計量及保護集中於一體,分別有計量電流端子與保護電流端子。

電壓測量迴路,220/380v低壓系統直接接220v或380v,3kv以上高壓系統全部經過電壓互感器將各種等級的高電壓變為統一的100v電壓,電壓表以及電度表、功率表與功率因數表的電壓線圈經其端子並接在100v電壓母線上。微機保護單元計量電壓與保護電壓統一為一種電壓端子。

3)控制迴路

(1)合分閘迴路

合分閘通過合分閘轉換開關進行操作,常規保護為提示操作人員及事故跳閘報警需要,轉換開關選用預合-合閘-合後及預分-分閘-分後的多檔轉換開關。以使利用不對應接線進行合分閘提示與事故跳閘報警,國家已有標準圖設計。採用微機保護以後,要進行遠分合閘操作後,還要到就地進行轉換開關對位操作,這就失去了遠分操作的意義,所以應取消不對應接線,選用中間自復位的只有合閘與分閘的三檔轉換開關。

(2)防跳迴路

當合閘迴路出現故障時進行分閘,或短路事故未排除,又進行合閘(誤操作),這時就會出現斷路器反覆合分閘,不僅容易引起或擴大事故,還會引起裝置損壞或人身事故,所以高壓開關控制迴路應設計防跳。防跳一般選用電流啟動,電壓保持的雙線圈繼電器。電流線圈串接於分閘迴路作為啟動線圈。

電壓線圈接於合閘迴路,作為保持線圈,當分閘時,電流線圈經分閘迴路起動。如果合閘迴路有故障,或處於手動合閘位置,電壓線圈起啟動並通過其常開接點自保持,其常閉接點馬上斷開合閘迴路,保證斷路器在分閘過程中不能馬上再合閘。防跳繼電器的電流迴路還可以通過其常開接點將電流線圈自保持,這樣可以減輕保護繼電器的出口接點斷開負荷,也減少了保護繼電器的保持時間要求。

有些微機保護裝置自己已具有防跳功能,這樣就可以不再設計防跳迴路。斷路器操作機構選用彈簧儲能時,如果選用儲能後可以進行一次合閘與分閘的彈簧儲能操作機構(也有用於重合閘的儲能後可以進行二次合閘與分閘的彈簧儲能操作機構),因為儲能一般都要求10秒左右,當儲能開關經常處於斷開位置時,儲一次能,合完之後,將儲能開關再處於斷開位置,可以跳一次閘;跳閘之後,要手動儲能之後才能進行合閘,此時,也可以不再設計防跳迴路。

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