电力生产概论-第7讲-变电站及电力线路

华北电力大学程瑜[e-mail]第7讲变电站及电力线路变压器在电力系统中起电压变换的功能，它可以从一个电路向另一个电路传递电能的一种电器设备，并将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能。工作原理：电磁感应。一种交流电的电压和电流另一相同频率交流电的电压和电流理想变压器的电压变比：K=U1/U2=N1/N2其中，U1为输入一次绕组的电压，N1为一次绕组的匝数，U2为二次绕组输出的电压，N2为二次绕组的匝数。三相变压器1)铁芯－－磁路。2)绕组－－电路。3)油箱－－绝缘和散热。4)绝缘套管－－高低压引线。5)冷却装置－－加强散热。外观：主要由变压器的箱体、高压绝缘套管、低压绝缘套管、油枕、散热管组成。箱体内是铁芯和绕组，在铁芯上有A、B、C三相绕组，每相绕组又分为高压绕组与低压绕组。左边是高压绕组引出线，右边是低压绕组引出线变压器：外形结构回顾：发电用的动力资源和电能用户往往不在一个地区，需要远距离输送，目前可以采用交流和直流两种输电方式，以交流输电为主。简单电力系统示意（交流输电）输电线路A、B、C三相（1）架空线路A相C相避雷线杆塔B相绝缘子（2）电缆线路◦电缆线路一般敷设在地下（埋在土中、沟道、或管道）或水底，主要由导体、绝缘层和保护包皮构成。在电力系统中起运行控制功能：正常运行时，倒换系统运行方式；系统故障时切除故障；检修时，隔离出检修设备。高压开关设备◦断路器◦隔离开关◦熔断器常见低压开关：◦低压断路器◦低压熔断器◦闸刀开关◦接触器◦……功能：◦正常运行时，用它来倒换运行方式，把设备或线路接入电路或退出运行，起着控制作用；◦当设备或线路发生故障时，能快速切除故障回路、保证无故障部分正常运行，能起保护作用。开断能力◦开关电器开断电路时，触头间产生气体游离放电现象——电弧，只有当电弧熄灭，触头间隙成为绝缘介质时，电路才算断开。◦所谓开断能力，就是指断路器在切断电流时熄灭电弧的能力。(1）真空断路器的特点•利用真空作绝缘与灭弧介质。•触头开距短、燃弧时间短（灭弧容易）•体积小、重量轻、能够防火防爆。(2）真空灭弧室灭弧原理(a)纵剖面图(b)动静触头顶视图(c)电流线和磁场(3)ZN28-12型真空断路器真空灭弧室绝缘子传动机构操动机构(4）ZN63-12型真空断路器(4）8DA型开关柜中的真空断路器1）套管2）顶部法兰3）灭弧室支撑4）真空灭弧室5）电流互感器(6）KYN铠装移开式交流金属封闭开关设备中的真空断路器灭弧室分合闸机构（5）户内VBM5型固封式真空断路器（12kV）(a)总体结构立体图(b)总体结构纵剖图(c)灭弧室(d)高压开关柜（6）VS1真空断路器（3）VM1真空断路器SF6断路器户外三相机械联动SF6断路器（110kV）断路器户外363kV单断口罐式断路器（330kV电网）产气式高压负荷开关带熔丝FKW柱上负荷隔离开关户内式:FN-10型、FN-10R型(R:带有高压熔断器)户外式：FW-10型、FW-35型等。灭弧介质：固体产气式；压气式；油浸式；真空；SF6切断或接通正常的负荷电流；不能切断短路电流。全封闭组合电器中的负荷开关户内式隔离开关转轴支柱绝缘子操作绝缘子静触头刀闸全封闭组合电器中的隔离开关(三位置开关)户外式隔离开关最简单的一种保护电器，仅广泛用于35kV以下电压等级小容量配电装置中；金属熔剂法工作原理：金属熔体，如石英砂，是易于熔断的导体，当通过电流较小时，熔体温度虽上升但不熔化；当电路中发生短路或过负荷时，电流增大，熔体熔断，使电路断开。高压熔断器(10kV)高压熔断器的结构熔断器管下触头灭弧装置RN3系列户内高压限流熔断器RN2系列户内高压限流熔断器户外高压熔断器母线和电缆是用于连接电气设备和汇集分配电能的导体，常用铜和铝作为导电材料。母线是裸导体，电缆是非裸露导线。矩形铜母线槽形铜母线管形铝母线几种常见母线矩形铜母线槽形铜母线管形铝母线•水平布置平放•水平布置立放•垂直布置1）三相交流母线：A相—黄色，B相—绿色，C相—红色。2)交流中性汇流母线：不接地者―褐色；接地者―黄绿相间色条。单芯电缆剖面三芯电缆剖面四芯电缆剖面户内式支持绝缘子户外式支持绝缘子套管绝缘子变电站的作用变电站的主要设备：变压器、断路器和隔离开关变压器的工作原理变压器中铁芯和变压器油的的作用电力线路的种类导线上输送电流的大小与导线截面、导线电阻、线路损耗和线路投资成本间的关系