电力系统一次二次设备

电力系统基础知识介绍内容系统概述一次系统二次系统系统概述系统概述系统概述系统概述水电站系统概述火电站系统概述核电站系统概述光伏站系统概述系统概述甘肃酒泉市的千万千瓦级超大型风电基地为我国最主要的风电基地系统概述生物质发电是利用生物质所具有的生物质能进行的发电，是可再生能源发电的一种，包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电。系统概述电力系统——由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。锅炉发电机升压变压器降压变压器电能用户输电线热能用户汽轮机抽汽电力网电力系统动力系统系统概述从图上可以看出，在整个电力系统中，变电站占据着很重要的位置，下面我们来了解下变电站。变电站在电力系统中位置示意图系统概述变电站系统概述•变电站的种类•变电站的分类有如下几种：1．按照变电站在电力系统中的地位和作用可划分为4类：(1)系统枢纽变电站。枢纽变电站位于电力系统的枢纽点，它的电压是系统最高输电电压，目前电压等级有220kV、330kV（仅西北电网）和500kV，枢纽变电站连成环网，全站停电后，将引起系统解列，甚至整个系统瘫痪，因此刑枢纽变电站的可靠性要求较高。枢纽变电站主变压器容量大，供电范围广．(2)地区一次变电站。地区一次变电站位于地区网络的枢纽点，是与输电主网相连的地区受电端变电站，任务是直接从主网受电，向本供电区域供电。全站停电后，可引起地区电网瓦解，影响整个区域供电。电压等级一般采用220kV或330kV。地区一次变电站主变压器容量较大，出线回路数较多，对供电的可靠性要求也比较高。(3)地区二次变电站。地区二次变电站由地区一次变电站受电，直接向本地区负荷供电，供电范围小，主变压器容量与台数根据电力负荷而定。全站停电后，只有本地区中断供电。(4)终端变电站。终端变电站在输电线路终端，接近负荷点，经降压后直接向用户供电，全站停电后，只是终端用户停电。萧山电网220千伏凤凰变电站4号主变压器建成投运，该站变电总容量达到72万千伏安系统概述系统概述•2．按照变电站安装位置划分为5类：(1)室外变电站。室外变电站除控制、直流电源等设备放在室内外，变压器、断路器、隔离开关等主要设备均布置在室外。这种变电站建筑面积小，建设费用低，电压较高的变电站一般采用室外布置。系统概述•(2)室内变电站。室内变电站的主要设备均放在室内，减少了总占地面积，但建筑费用较高，适宜市区居民密集地区，或位于海岸、盐湖、化工厂及其他空气污秽等级较高的地区。系统概述•(3)地下变电站。在人口和工业高度集中的大城市，由于城市用电量大，建筑物密集，将变电站设置在城市大建筑物、道路、公园的地下，可以减少占地，尤其随着城市电网改造的发展，位于城区的变电站乃至大型枢纽变电站将更多的采取地下变电站。这种变电站多数为无人值班变电站。系统概述•(4)箱式变电站。箱式变电站又称预装式变电站，是将变压器、高压开关、低压电器设备及其相互的连接和辅助设备紧凑组合，按主接线和元器件不同，以一定方式集中布置在一个或几个密闭的箱壳内。箱式变电站是由工厂设计和制造的，结构紧凑、占地少、可靠性高、安装方便，现在广泛应用于居民小区和公园等场所。箱式变电站一般容量不大，电压等级一般为3kv“35kv．随着电网的发展和要求的提高，电压范围不断扩大，现已经制造出了132kv的箱式变电站。箱式变电站按照装设位置的不同又可分为户外和户内两种类型。系统概述•(5)移动变电站。将变电设备安装在车辆上，以供临时或短期用电场所的需要。系统概述•3．按照值班方式划分为2类：(1)有人值班变电站。大容量、重要的变电站大都采用有人值班变电站。(2)无人值班变电站。无人值班变电站的测量监视与控制操作都由调度中心进行遥测遥控，变电站内不设值班人员。4．根据变压器的使用功能划分为2类：(1)升压变电站。升压变电站是把低电压变为高电压的变电站，例如在发电厂需要将发电机出口电压升高至系统电压，就是升压变电站。(2)降压变电站。与升压变电站相反，是把高电压变为低电压的变电站，在电力系统中，大多数的变电站是降压变电站。一次设备一次系统概述•一次设备：直接生产、转换、分配电能的设备。1生产和转换电能的设备：同步发电机，变压器，电动机2开关电器：断路器，隔离开关，熔断器3限流电器：串联电抗器4载流导体：母线，架空线和电缆5补偿设备：调相机，电力电容器，消弧线圈，并联电抗器6互感器7防御过电压设备：避雷线，避雷器，避雷针8绝缘子9接地装置常见一次设备变压器（Transformer）用途：——电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压（电流）变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压（电流）的设备。当一次绕组通以交流电时，就产生交变的磁通，交变的磁通通过铁芯导磁作用，就在二次绕组中感应出交流电动势。二次感应电动势的高低与一二次绕组匝数的多少有关，即电压大小与匝数成正比。主要作用是传输电能，因此，额定容量是它的主要参数。额定容量是一个表现功率的惯用值，它是表征传输电能的大小，以kVA或MVA表示，当对变压器施加额定电压时，根据它来确定在规定条件下不超过温升限值的额定电流。常见一次设备组成部件外壳铁芯线圈变压器油枕充油套管瓦斯继电器防爆管散热器呼吸器外壳接地分接开关常见一次设备电力变压器分类按电压等级分：1000KV,750KV,500KV,330KV,220KV,110KV,66KV,35KV,20KV,10KV,6KV等②按绝缘散热介质分：干式变压器，油浸式变压器，其中干式变压器又分为：SCB环氧树脂浇注干式变压器和SGB10非包封H级绝缘干式变压器。③按铁芯结构材质分:硅钢叠片变压器，硅钢卷铁芯变压器，非晶合金铁芯变压器。④按设计节能序列分:SJ,S7,S9,S11,S13,S15。⑤按相数分：单相变压器，三相变压器特种变压器分裂变压器，脉冲变压器，炉变变压器，自藕变压器常见一次设备•干式变压器广泛用于局部照明、高层建筑、机场，码头CNC机械设备等场所，简单的说干式变压器就是指铁芯和绕组不浸渍在绝缘油中的变压器。冷却方式分为自然空气冷却(AN)和强迫空气冷却(AF)。自然空冷时，变压器可在额定容量下长期连续运行。强迫风冷时，变压器输出容量可提高50%。适用于断续过负荷运行，或应急事故过负荷运行;由于过负荷时负载损耗和阻抗电压增幅较大，处于非经济运行状态，故不应使其处于长时间连续过负荷运行。常见一次设备•在欧美等发达国家中，它已占到配变的40~50%。在我国，约占到50%左右。从产量上来看，我国自1989年第二次城网改造会议之后，干式变压器的产量有了显著的增长，从20世纪90年代起，每年大致以20%左右的速度递增常见一次设备•1.安全，防火，无污染，可直接运行于负荷中心;•2.采用国内先进技术，机械强度高，抗短路能力强，局部放电小，热稳定性好，可靠性高，使用寿命长;•3.低损耗，低噪音，节能效果明显，免维护;•4.散热性能好，过负载能力强，强迫风冷时可提高容量运行;•5.防潮性能好，适应高湿度和其他恶劣环境中运行;•6.干式变压器可配备完善的温度检测和保护系统。采用智能信号温控系统，可自动检测和巡回显示三相绕组各自的工作温度，可自动启动、停止风机，并有报警、跳闸等功能设置;•7.体积小，重量轻，占地空间少，安装费用低。一次设备•(1)节能低噪:低损耗硅钢片，阶梯步迭铁心接缝，箔式绕组结构，噪声研究的深入，环境保护要求，计算机优化设计等新材料、新工艺、新技术的引入及其发展，将使未来的干式变压器更加节能、更加宁静。然而，对于单纯靠材料的投入来降低铁损或铜损，我们认为是不可取的。•(2)高可靠性:电气产品，尤其是变压器，其运行可靠性是特别重要的。在电磁场理论及其计算、波过程、浇注工艺、热点温升、局放机理、质保体系、可靠性工程等方面进行大量的基础研究，积极进行可靠性认证，进一步提高干式变压器的可靠性，将是人们的不懈追求。•(3)环保特性认证:以欧洲标准HD464为基础，开展干式变压器的耐气候(C0、C1、C2)、耐环境(E0、E1、E2)、耐火(F0、F1、F2)特性的研究与认证。•(4)大容量:配电变压器容量通常在2,500KVA以下。随着城市用电负荷不断增加，城网区域性变电所越来越深入城市中心区、居民小区、大中型厂矿等负荷中心，35KV大容量的区域•(5)多功能组合及智能化:从单一只具变电功能的变压器，向带有强迫风冷、保护外壳、功率计量、计算机接口、封闭母线、各种低压侧向出线等多功能组合式变压器发展;引入TTU智能化接口，具有数据处理、状态控制、状态显示等功能，从而使变压器成为一种多功能智能化、随时处于最佳运行状态的电气设备。•(6)多领域发展:从以配电变压器为主，向发电厂励磁变、厂用变、轨道交通牵引整流变、大电流电炉变、核电站、船用、采油平台用等特种变压器及多用途多领域发展。近几年顺特电气已在诸多领域中研发并批量生产了这些特殊产品。•(7)多材料、多品种:在我国，环氧树脂真空浇注干式变压器占据着主导市场。常见一次设备•油浸式变压器的器身(绕组及铁芯)都装在充满变压器油的油箱中，油箱用钢板焊成。中、小型变压器的油箱由箱壳和箱盖组成，变压器的器身放在箱壳内，将箱盖打开就可吊出器身进行检修。•一般升压站的主变都是油浸式的，变比20KV/500KV，或20KV/220KV，一般发电厂用于带动带自身负载(比如磨煤机，引风机，送风机、循环水泵等)的厂用变压器也是油浸式变压器，它的变比是20KV/6KV。•油浸式变压器采用全充油的密封型。波纹油箱壳体以自身弹性适应油的膨胀是永久性密封的油箱，油浸式变压器已被广泛地应用在各配电设备中。常见一次设备•优点•1、变压器油绝缘性能好、导热性能好,同时变压器油廉价。•2、能够解决变压器大容量散热问题和高电压绝缘问题。•缺点•1、变压器油具有可燃性,当遇到火焰时可能会燃烧、爆炸•2、变压器油对人体有害•3、变压器油需定期检查•4、油浸式变压器抗短路能力差•5、油浸式变压器密封性能不良且宜老化,在运行场所渗漏油严重,影响设备安全运行,同时影响环境•6、油浸式变压器绝缘等级低,按A级绝缘设计、制造常见一次设备•分裂式绕组变压器是指每相由一个高压绕组与两个或多个电压和容量均相同的低压绕组构成的多绕组电力变压器。分裂变压器正常的电能传输仅在高、低压绕组之间进行，而在故障时则具有限制短路电流的作用。一次设备•与普通变压器相比，分裂变压器有如下特点:•(1)限制短路电流的作用显著。当分裂绕组一个支路短路时，短路电流经过半穿越阻抗。半穿越阻抗等于高压绕组和一个分支短路阻抗之和，等于一加上四分之一倍的分裂系数，乘以穿越阻抗。也就是说半穿越阻抗比穿越阻抗大了四分之一分裂系数倍的穿越阻抗，也就是比普通变压器的短路阻抗大，所以短路电流小。•(2)有利于电动机自起动条件的改善。分裂变压器的穿越阻抗比普通变压器的短路阻抗小，所以流过起动电流时变压器的电压降要小些，允许电动机起动容量大些。•(3)当分裂绕组一个支路发生短路故障时，另一个支路的母线电压降很小，即残压较高，这是分裂变压器的主要优点。•分裂变压器的主要缺点是造价较高。常见一次设备•炉变变压器•主要应用在冶金行业中常见一次设备断路器（CircuitBreakers）用途：接通或切断负载按操作方式分：有电动操作、储能操作和手动操作。按结构分：有万能式和塑壳式。按灭弧介质分：有油浸式、真空式和空气式。按动作速度分：有快速型和普通型。按极数分：有单极、二极、三极和四极等。按安装方式分：有插入式、固定式和抽屉式等。按照操作机构不同：分为电磁机构，弹簧储能机构，永磁机构高压断路器(或称高压开关)是发电厂、变电所主要的电力控制设备，具有灭弧特性,当系统正常运行时，它能切断和接通线路以及各种电气设备的空载和负载电流;当系统发生故障时,它和继电保护配合，能迅速切断故障电流,以防止扩大事故范围。因此，高压断路器工作的好坏,直接影响到电力系统的安全运行；常见一次设备常见一次设备隔离开关（Switchgear）用途：——检修设备隔离