第二课-变电站电气设备及其运行

变电站设备及运行7/12/2011（一）变电站的作用1.作用2.组成（二）变电站的类型（1）枢纽变电站（2）中间变电站（3）地区变电站（4）终端变电站（5）用户变电站7/12/2011一、变电站概述当主要功率方向是由变压器的低压侧流向变压器的高压侧时，称为升压变电站；而当主要功率方向是由变压器的高压侧流向变压器的低压侧时，称为降压变电站。系统枢纽变电站处于电力系统枢纽位置，汇集有多个大电源，也就是多个大型发电厂发出的电力均通过高压或超高压输电线路送至枢纽变电站。一般为500千伏或330千伏的电压等级。中间变电站其电压等级多为220～330千伏，高压侧以交换功率为主或使高压长距离输电线路分段。另外，中间变电站也降压向所在地区用户供电。全站停电时，将引起区域电网解列。地区变电站是一个地区或城市的主要变电站，最高电压一般为110～220千伏。如发生全站停电事故，将会造成地区电网的瓦解，影响整个地区的供电。终端变电站处于输电线路终端，一般经降压后直接向用户供电，电压一般为110千伏及以下。全站停电时，仅使其所供的用户中断供电。变电站（一般也称为变电所）是联系发电厂和电力用户的中间环节，起着转换电压、集中和分配电能的作用。变电站由变压器、配电装置、控制及信号装置、继电保护及自动装置以及所需的建筑物和构筑物等组成。用户变电站是用户接受、转换和分配电能的中心，用户变电站都是降压变电站。根据它服务的对象可分为：工厂企业变电站、矿山（井下）变电站、（铁道）牵引变电站、农村变电站、一般单位变电站等。（一）变电站的运行组织（二）变电站运行管理制度（三）工作票制度（四）操作票制度（五）运行交接班制度（六）巡回检查制度（七）设备缺陷管理制度（八）设备定期试验与轮换制度（九）运行分析制度7/12/2011二、变电站的运行管理电气运行是指电力系统在发电、供电、配电、用电过程中，运行值班人员对发供电设备进行监视、控制、调节和操作，使发供电设备正常运行；同时对设备运行状况进行分析，在故障情况下处理事故，保证电力系统安全、稳定、优质、经济运行。变电运行管理的任务是保证变电站的安全运行和经济运行。变电站运行分两类：一类是有人值班；另一类是无人值班。在有人值班的变电站中，变电运行值班实行8小时或6小时轮换值班制度。每一运行值班单位由值班长、主值班员、副职班员、值班助手等组成。无人值班的变电站，是由专门的控制中心值班人员监控。控制中心实行8小时或6小时轮换值班制度，每值设置值班人员2～3人，监视、控制多个无人值班变电站。变电站电气运行管理制度主要有：工作票制度、操作票制度、交接班制度、巡回检查制度、设备缺陷管理制度、设备定期试验与切换制度和运行分析制度等。为了确保现场检修工作的人身和设备安全，防止各类事故的发生，对电气设备进行检修时，均应填写工作票。为了保证运行操作的准确可靠，防止误操作，运行操作前必须认真填写操作票，操作人必须根据操作票所填写的操作项目及顺序进行操作。为了保证安全经济运行，各岗位应认真做好交接班工作。为了保证设备安全运行、及时发现和消除设备缺陷及隐患，运行值班员应按规定进行定期和不定期的对电气设备进行巡视检查。运行中的电气设备发生异常，虽能继续使用，但影响安全运行称为缺陷。加强和搞好缺陷管理工作是设备健康、安全的重要保证。变电站发现设备缺陷后，应遵循设备缺陷管理制度进行处理。为了保证备用设备的完好性，确保运行设备故障时备用设备能可靠投入工作，必须对设备定期进行试验与切换。运行分析是确保变电站安全、经济运行的一项重要工作，通过对各运行参数、运行记录和设备运行状况的全面分析，及时采取相应措施，消除设备缺陷，提出防止事故发生的对策，并为设备技术改进、运行操作改进以及合理安排运行方式提供依据。发电厂和变电站从电气上可分为一次系统和二次系统。构成电能生产、输送、分配和使用的系统，称为一次系统；对一次系统进行保护、监控、测量、控制的系统，称为二次系统。电气一次系统的设备称为电气一次设备，电气二次系统的设备，称为电气二次设备。7/12/2011三、电气设备概述电气一次设备主要有以下几种。①生产和转换电能的设备：包括同步发电机、变压器及电动机等。②开关电器：用来接通或断开电路的电气设备，如断路器、隔离开关、负荷开关及熔断器等。③限流电器：用来限制短路电流的电气设备，如限流电抗器等。④载流导体：包括裸导线和电力电缆。⑤补偿设备：包括调相机、电力电容器、消弧线圈、并联电抗器等。⑥仪用互感器：包括电压互感器及电流互感器。⑦防御过电压设备：包括避雷线(架空地线)、避雷针、避雷器。⑧绝缘子：用来支持和固定载流导体，并使载流导体与地绝缘，或使装置中不同电位的载流导体间绝缘。⑨接地装置：用来保证电力系统正常工作或保护人身安全。前者称工作接地，后者称保护接地。7/12/2011（一）电气设备的额定电压1.第一类额定电压2.第二类额定电压3.第三类额定电压（二）电气设备的额定电流（三）电气设备的额定容量7/12/2011四、电气设备的额定参数额定电压就是国家规定的电气设备标准的电压等级，是电气设备设计时所依据的电压值。在这一电压下工作时，电气设备的技术经济性能能够达到最佳状态，保证可靠长期运行。100伏及以下的额定电压，主要用于安全动力、照明、蓄电池及其他特殊设备。100～1000伏之间的额定电压，其应用最广、数量最多，如电动机、工业、民用、照明、普通电器、动力及控制设备等都采用此类电压。1000伏及其以上的电压等级。电力系统的发、供、输、配、用电都采用该电压等级。国家规定额定电压为1000伏以下电气设备称为低压设备，1000伏及以上的电气设备称为高压设备。我国国家标准规定电力系统的额定电压等级有：220V、380V、3千伏、6千伏、10千伏、35千伏、110千伏、220千伏、330千伏、500千伏、750千伏、1000千伏等。以上电压等级中220V为单相交流电，其余均为三相交流线电压值。一般我们习惯上称220/380伏为低压，将3千伏～35千伏称为中压，110千伏、220千伏称为高压，330千伏、500千伏称为超高压，700千伏、1000千伏称为特高压。电气设备的额定电流是指周围介质在额定温度时，其长期发热温度不超过极限值所允许长期通过的最大电流有效值。额定容量的规定条件与额定电流相同。变压器额定容量用视在功率(kVA)表示；发电机一般以有功功率(kW)表示；当其额定容量用视在功率表示时，需表明功率因数；电动机也多用有功功率表示。（一）什么是电弧（二）电弧的危害1.开关电器开断电路时，电弧不熄灭，触头就没有真正分开。2.电弧温度极高,很容易烧坏设备和附近的绝缘。3.质量很轻，在电动力、热力作用下容易造成飞弧短路和伤人。（三）现代开关采用的熄灭交流电弧的方法1.迅速拉长电弧2.吹弧3.采用真空4.弧隙并联电阻5.提高弧隙介质压力7/12/2011五、电弧的基本知识我们在通断有负荷的电力开关时时，会看到在开关的两个触头之间有火花产生，这个火花就是电弧。提高断路器的分闸速度，采用多断口结构等利用气体或绝缘油吹动电弧，使电弧拉长、冷却减少碰撞游离的可能性，迅速恢复介质绝缘强度主要用来提高断路器的熄弧能力。通常在220千伏及以上线路断路器上使用有利于加强正负离子复合根据开关电器在电路中担负的任务不同，可以分为下列几类：①仅用来在正常工作情况下，断开和闭合正常工作电流的开关电器，如高压负荷开关。②仅用来断开故障情况下的过负荷电流或短路电流的开关电器，如高压熔断器。③既用来断开和闭合正常工作电流，也用来断开和闭合过负荷电流或短路电流的开关电器，如高压断路器。④不要求断开或闭合电流，只用来对被检修的电气设备隔离电压的开关电器，如隔离开关等。7/12/2011六、高低压开关电器（一）高压断路器(1)高压断路器的用途(2)高压断路器的基本结构(3)高压断路器的类型7/12/2011一是控制作用，即根据电网运行的需要，将部分电气设备或线路投入或退出运行（开闭正常工作电流）；二是保护作用，即在电气设备或电力线路发生故障时，继电保护或自动装置发出跳闸信号，使断路器断开，将故障设备或线路从电网中迅速切除，确保电网中无故障部分的正常运行（断开短路电流）。高压断路器按安装地点分为户内和户外两种型式；按灭弧介质及灭弧原理不同可分为六氟化硫（SF6）断路器、真空断路器、油断路器（又分为多油、少油断路器）和压缩空气断路器等电路通断元件绝缘支撑元件操动机构及基座①六氟化硫断路器②真空断路器③油断路器④压缩空气断路器7/12/2011（4）高压断路器运行维护①断路器巡视检查项目1)断路器的分、合位置指示应正确（与当时实际的运行工况相符）。2)断路器不过热（如示温蜡片不熔化，变色漆不变色）。3）断路器内部无异常声响(漏气声、振动声、放电声)。4）套管、支持绝缘子洁净、无裂痕，无放电声和电晕放电。5)引线的连接部位接触良好无过热，引线驰度适中。6)断路器接地部分完好。7)断路器环境良好。户外断路器栅栏完好，设备附近无杂草和杂物，防雨帽无鸟窝；户内配电装置室的门窗、通风及照明应良好。8)油断路器的油位在正常允许的范围之内，油色透明无碳黑悬浮物，无渗、漏油痕迹，放油阀门关闭紧密。9）六氟化硫断路器每日定时记录SF6气体压力和温度。10）真空断路器灭弧室无异常。7/12/2011②断路器的正常维护工作1)不带电部分应定期清扫。2)配合其他设备的停电机会，进行转动部位检查，清扫瓷瓶（即绝缘子）积存的污垢及处理缺陷。3)按设备使用说明书规定对机构添加润滑油。4)油断路器根据需要补充油或放油。5)检查合闸电源熔丝是否正常，核对容量是否相符。7/12/2011(5)高压断路器的操作①断路器经检修恢复运行，操作前应检查检修中为保证人身安全所设置的措施(如接地线等)是否全部拆除，防误操作闭锁装置是否正常。②长期停运的断路器在重新投入运行前应通过远方控制方式进行2～3次操作，操作无异常后方能投入运行。③操作前应检查控制回路、辅助回路、控制电源及操动机构均正常。④操作中应同时监视有关电压、电流、功率等表计的指示及红绿灯的变化，操作把手不应返回太快。7/12/2011（二）高压隔离开关(1)高压隔离开关的结构高压隔离开关是一种没有专门的灭弧装置的开关设备，灭弧能力非常弱。因此，不能用来开断负荷电流或短路电流。(2)高压隔离开关的主要用途①隔离电源②进行电路的切换操作③开断通过微小电流的电路。7/12/2011(3)高压隔离开关运行操作的若干问题①隔离开关与断路器配合使用时，两者之间必须有机械的或电气的联锁，保证隔离开关必须在断路器切断电流之后才能分闸；并且只有在隔离开关合闸之后，断路器才能合闸。②操作隔离开关时应注意与断路器的操作顺序送电时，先合母线（电源）侧的隔离开关，再合线路（负荷）侧的隔离开关，最后合上断路器；断电时，操作顺序相反。7/12/2011③合隔离开关的操作要领1）迅速果断，但在合闸终了时用力不可太猛，以避免发生冲击。2）当合闸开始时如发生电弧，则应迅速合上隔离开关，禁止再往回拉。3）操作完应检查是否合好（即隔离开关动触头应完全进入固定触头）并检查接触良好。④拉隔离开关的操作要领1）拉闸开始时应慢而谨慎，当动触头离开固定触头时应迅速，特别是切允许小电流时，拉闸应迅速果断，以便消弧。2）错拉隔离开关时：在动触头刚离固定触头便发生电弧时应立即合上，可以熄弧；若隔离开关已拉开则不许再合上。⑤运行中处于合闸位置的隔离开关，触头处应接触紧密并无发热现象。⑥处于分闸位置的隔离开关，静触头与动触头间的距离应符合安全距离。如果太小，可能发生闪络，使得检修中的装置带电造成事故。7/12/2011(4)高压隔离开关的巡视检查①检查隔离开关本体如：三相触头在合闸时应同期到位，无错位或不同期到位现象。②检查触头系统如：触头应平整光滑，无脏污、锈蚀、变形；动、静触头间应接触良好，无因接触不良而引起过热发红或局部放电现象。③检查各支持绝缘子如：绝缘子应清洁、完整无破损、无裂纹、无电晕放电现象及闪络痕迹。④检查操作机构如：操作机构各部件应