变电站主要电气设备(培训)

变电站各类设备讲解变电站设备•一、GIS设备•二、变压器•三、断路器•四、隔离开关•五、互感器•六、电容器•七、保护电器•八、继电保护•九、电气主接线•十、低压直流系统一.GIS设备气体绝缘电气设备（GIS）—GasInsulatedSwitchgear•GIS由断路器、隔离开关、接地刀闸、互感器、避雷器、母线、连线和出现终端等部件组合而成，全部封闭在充SF6气体的金属外壳中。•与传统敞开式配电装置相比，GIS具有下列突出优点。1、大大节省占地面积和空间体积。2、运行安全可靠。3、有利于环保，使运行人员不受电场合磁场影响4、安装工作量小、检修周期长。主要由断路器、隔离开关、接地刀闸、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线、套管等设备组成，系户内高压成套输变电设备。概述线路及主变间隔线路（主变）侧PT线路（主变）侧避雷器开关汇控柜开关开关操作机构箱CT刀闸（接地刀闸）概述母联间隔母联开关汇控柜开关操作机构箱开关CT刀闸（接地刀闸）概述PT间隔PT汇控柜PT刀闸（接地刀闸）二.变压器常见的两种变压器：变压器干式变压器油浸式变压器•变压器的主体构造：1、铁芯2、绕组变压器•变压器的结构——铁芯、绕组、分接开关、绝缘、油箱、冷却器、保护装置•变压器的附件：•1-铭牌；2-信号式温度计；•3-吸湿器；4-油标；•5-储油柜；6-安全气道•7-气体继电器；8-高压套管；•9-低压套管；10-分接开关；•11-油箱；12-放油阀门；•13-器身；14-接地板；•15-小车变压器•变压器的结构——铁芯、绕组、分接开关、绝缘、油箱、冷却器、保护装置变压器•变压器的铭牌参数：•每台变压器都有一铭牌，上面标注着型号、额定值及其它数据，便于用户了解变压器的运行性能。电力变压器产品型号SL7－315/10产品编号额定容量315kV·A使用条件户外式额定电压10000/400V冷却条件ONAN额定电流18.2/454.7A短路电压4%额定频率50Hz器身吊重765kg相数三相油重380kg联接组别Yyno总重1525kg制造厂生产日期图1－4电力变压器铭牌示意图•铁芯•绕组•调压分接头•调压机构箱•高压侧套管•低压侧套管•高压侧中性点•压力释放阀•瓦斯继电器•吸湿器•主变端子箱•散热风扇•油箱•储油柜•储油柜•高压侧套管•低压侧套管•油位计•瓦斯继电器•压力释放阀•油温度计•绕组温度计•呼吸器•放油阀•散热风扇•油箱1、铁芯变压器的铁芯是磁路部分。变压器的铁芯采用硅钢片叠制而成。2、绕组绕组是变压器的电路部分，一般用绝缘纸包的铝线或铜线烧制而成。3、绝缘变压器内部主要绝缘材料有变压器油、绝缘纸板、电缆纸、皱纹纸等。4、分接开关变压器调整电压的方法是在其某一侧绕组上设置分接，以切除或增加一部分绕组的线匝，以改变绕组的匝数，从而达到改变电压比的有级调整电压的方法。这种绕组抽出分接以供调压的电路，称为调压电路;变换分接以进行调压所采用的开关，称为分接开关。5、油箱油箱是油浸式变压器的外壳，变压器的器身置于油箱内，箱内灌满变压器油。6、冷却装置变压器的冷却装置是起散热的作用的。自然冷却、风冷、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷7、储油柜(又称油枕)储油柜位于变压器油箱上方，通过气体继电器与油箱相通。当变压器的油温变化时，其体积会膨胀或收缩。储油柜的作用就是保证油箱内总是充满油，并减小油面与空气的接触面，从而减缓油的老化。8、吸湿器为了使储油柜内上部的空气保持干燥，避免工业粉尘的污染，储油柜通过吸湿器与大气相通。吸湿器内装有硅胶，它能吸收空气中的水分。当它受潮到一定程度时，其颜色由蓝色变为粉红色。9、压力释放阀(又称防爆管、安全气道)位于变压器的顶盖上，当变压器内部发生严重故障，而气体继电器失灵时，油箱内部的气体便通过压力释放阀喷出，保护变压器不受严重损害。10、气体继电器位于储油柜与箱盖的联管之间。在变压器内部发生故障(如绝缘击穿、匝间短路、铁芯事故等)产生气体或油箱漏油等使油面降低时，接通信号或跳闸回路，保护变压器。11、高、低压绝缘套管变压器内部的高、低压引线是经绝缘套管引到油箱外部的，它起着固定引线和对地绝缘的作用。变压器三相绕组接线有两种：1、星形联结记作：“Y”或“y”2、三角形联结记作：“D”或“d”变压器工作原理变压器•变压器的分类：•用途：升压变压器、降压变压器；•相数：单相变压器和三相变压器；•线圈数：双线圈变压器、三线圈变压器和自耦变压器；•铁心结构：心式变压器和组式变压器；•调压方式：无载调压变压器、有载调压变压器；•冷却介质和冷却方式：油浸式变压器和干式变压器等；•容量大小：小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。三.高压开关电器高压断路器开关电器•定义：能够开断、关合、承载运行线路的正常电流，并且能在规定时间内承载、关合或开断规定的异常（短路）电流的电气设备。•正常情况下的分合频率不大，但在特殊情况下应频繁分合（重合闸）•承担的任务：正常工作情况下，开合正常工作电流仅用来断开故障情况下的过负荷电流或短路电流既用来开合正常工作电流，又开合过负荷电流或短路电流只用来在检修时隔离电压断路器是电力系统中任务最繁重、地位最重要、结构最复杂的开关电器。对断路器的基本要求：足够的开断能力尽可能短的动作时间高度的工作可靠性高压断路器的类型按安装地点分—--户内式、户外式按照使用的灭弧介质分—六氟化硫断路器、真空断路器等SF6断路器简介•概念：以SF6气体为灭弧和绝缘介质的断路器。具备开断能力强，开断性能好，单断口电压高的性能。•SF6气体特性：无色无味无毒不易燃烧的惰性气体；密度是空气5.1倍。化学性质稳定不活泼，不易发生反应（高压下可能发生化学变化，产生S或F化合物，有毒，）；灭弧能力理想，介质绝缘强度恢复快，比空气快100倍左右。真空断路器•灭弧介质为真空，绝缘强度高，熄弧时间短。四.高压开关电器隔离开关一、隔离开关的基本知识——隔离开关又名刀闸，是高压电气装置中保证工作安全的开关电器。——高压隔离开关在分闸状态有明显的间隙，并具有可靠的绝缘，在合闸状态能可靠的通过正常工作电流和短路电流。——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。一、隔离开关的基本知识•1．隔离开关的作用——隔离电源：电气设备检修时，用隔离开关将需要检修的电气设备与带电的电源隔离，形成明显可见的断开点，以保证检修人员和设备的安全。——倒换线路或母线：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。——关合与开断小电流电路：关合和开断电压互感器、避雷器电路；等等一、隔离开关的基本知识•2、对隔离开关的基本要求：–具有明显的断点。–应有可靠的绝缘。–操作性能好。–结构简单、动作可靠。–带接地刀闸的隔离开关必须装设连锁机构一、隔离开关的基本知识•3．隔离开关的技术参数和型号–额定电压（kV）–最高工作电压（kV）–额定电流（A）–热稳定电流（kA）–极限通过电流峰值（kA）二、隔离开关的主要结构类型•1、隔离开关的种类–按装设地点可分为户内式和户外式；–按有无接地刀闸可分为带接地刀闸和不带接地刀闸；–按操动机构可分为手动式、电动式；–按用途可分为一般用、快分用和中性点接地用。三柱式•接地隔离开关（地刀）作用：设备检修时，确保设备断电的基础上合上地刀，放掉设备残余电荷，保证检修人员的人身安全。主闸刀与地刀通过机械连锁装置和电气闭锁回路达到主分——地合，地分——主合。几个问题•1、线路停电拉合顺序？•先线路侧，后母线侧。原因？？•2、隔离开关可直接操作的场合•1)电网无故障时拉合PT；•2)无接地故障系统，拉合主变中性点接地开关。五.互感器•互感器电流互感器作用是将交流大电流变成小电流（5A或lA），供电给测量仪表和继电保护装置的电流线圈；电压互感器作用是将交流高电压变成低电压（100V或100/V），供电给测量仪表和继电保护装置的电压线圈。它们使测量仪表和保护装置标准化和小型化，使测量仪表和保护装置等二次设备与高压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证设备和人身安全。3电流互感器电压互感器电流互感器电压互感器•为什么电压互感器二次侧不允许短路电流互感器二次侧不允许开路呢?电压互感器二次侧短路会产生大电流而烧毁电压互感器。电流互感器在一次侧有电压无电流的情况下二次侧开路不会产生电压，在一次侧有一定量的稳定电流时打开二次侧会产生一定值的电压，但不会很高。但是一次主回路一般都与开关相连，在开关接通或断开主回路电流时，主回路电流会有一个突变过程，根据V=L*di/dt（L是互感器电感量），此时若二次侧开路将会瞬间激发很高电压，容易发生危险。因此电流互感器不允许开路。六.补偿装置补偿装置•作用——补偿电网中的电容、电感参数，或向电网提供无功功率。电容器的接线方式•接线方式分为三角形接线和星形接线–三角形接线：当电容器额定电压按电网的线电压选择时，应采用三角形接线。–星形接线：当电容器额定电压低于电网的线电压时，应采用星形接线。七.保护电器•保护电器–熔断器–避雷器防雷设备与接地装置•过电压概念——电气设备在运行中承受正常的工作电压，但是由于某些原因，系统中某部分的电压可能升高，而且往往大大超过设备的最高允许电压值，这种电压升高就被称为过电压。分类感应雷过电压直击雷过电压中引起的过电压由雷云放电在电力系统—外部过电压故障引起的过电压由电力系统内部操作或—内部过电压防雷设备•防雷设备避雷针与避雷线作用——防止直击雷过电压组成——接闪器、下引线（接地引线）和接地体避雷器作用——防止感应雷过电压、侵入波以及内部过电压感应雷过电压----雷闪击中电气设备附近地面，在放电过程中由于空间电磁场的急剧变化而使未直接遭受雷击的电气设备上感应出的过电压。避雷器避雷针避雷针避雷线避雷线接地装置•工作接地——保证电力系统正常运行所需要的接地。•保护接地——为了人身安全而设置的接地。•防雷接地——针对防雷保护的需要而设置的接地。八.继电保护继电保护•继电保护系统由信号采样元件、处理元件、执行元件组成。对于继电器保护：信号采样元件由电流电压互感器等构成，处理元件由电磁继电器及其电路构成。执行一般都是：断路器跳闸、事故音响、光字牌等。对于微机保护：信号采样由电流电压互感器等构成，处理元件由综合自动化装置等构成。执行一般都是：断路器跳闸、事故音响、光字牌等.变配电站继电保护•⑴继电保护和安全自动装置的基本要求：可靠性、灵敏性、选择性、速动性。•⑵继电保护分类：主保护和后备保护。主保护在发生故障时，首先正确可靠地动作，在最短时间内或不带时限地切除保护范围内的故障。如变压器的差动保护、输电线路的高频保护、距离保护、零序电流保护等。后备保护是当被保护电气设备、输电线路的主保护或断路器失灵时起作用的保护，如变压器、输电线路的过流保护。•⑶安全自动装置：如输电线路自动重合闸装置，站用电备用电源自动投入装置，变电所母线或分段母线备用电源自动投入装置，自动按频率减载装置等。继电保护的作用变配电站继电保护能够在变配电站运行过程中发生故障（三相短路、两相短路、单相接地等）和出现不正常现象时（过负荷、过电压、低电压、低周波、瓦斯、超温、控制与测量回路断线等），迅速有选择性发出跳闸命令将故障切除或发出报警，从而减少故障造成的停电范围和电气设备的损坏程度，保证电力系统稳定运行。变配电站继电保护按保护性质分类•（1）电流速断保护：故障电流超过保护整定值无时限（整定时间为零），立即发出跳闸命令。•（2）电流延时速断保护：故障电流超过速断保护整定值时，带一定延时后发出跳闸命令。•（3）过电流保护：故障电流超过过流保护整定值，故障出现时间超过保护整定时间后发出跳闸命令。•（4）过电压保护：故障电压超过保护整定值时，发出跳闸命令或过电压信号。•（5）低电压保护：故障电压低于保护整定值时，发出跳闸命令或低电压信号•（6）距离保护：根据故障点到保护安装处的距离（阻抗）发出跳闸命令称为距离保护•（7