变电站主要电气设备课件.ppt

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1、变电站主要电气设备,变压器高压开关电器互感器补偿装置保护电器继电保护电主接线配电装置,1,一.变压器,2,下图是我们常见的两种变压器：,变压器,干式变压器,油浸式变压器,3,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,4,铁芯铁芯的作用 是变压器的主磁路铁芯的材料 0.350.5mm厚的硅钢片 铁芯形式 电力变压器主要采用芯式结构,变压器,5,变压器,绕组：绕组是变压器的电路部分铜或铝导线包绕绝缘纸以后绕制而成。,6,绕组是变压器的电路部分，采用铜线或铝线绕制而成，原、副绕组同心地套在铁芯柱上。为便于绝缘，一般低压绕组在里，高压

2、绕组在外，但大容量的低压大电流变压器，考虑到引出线工艺困难，往往把低压绕组套在高压绕组的外面。,变压器,7,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,8,变压器,9,变压器,10,11,变压器工作原理,12,变压器,13,变压器,油箱是装器身和变压器油的，为了便于散热，有的箱壁上焊有散热管。变压器油的作用是绝缘和冷却。,14,与电源相连的线圈，接收交流

3、电能，称为一次绕组;与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次绕组;同时交链一次，二次绕组的磁通量的相量为m,该磁通量称为主磁通;,变压器工作原理,变压器原理图（图3-1）,15,若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按正弦规律变化，则有不计铁心损失，根据能量守恒原理可得由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关系：令 K=N1/N2，称为匝比（亦称电压比），则,变压器工作原理,16,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 SL7315/10 产品编号 额定容量 315kVA 使用条件 户外式额定电压

4、 10000/400V 冷却条件 ONAN额定电流 18.2/454.7A 短路电压 4%额定频率 50 Hz 器身吊重 765kg相 数 三相 油 重 380kg联接组别 Y yno 总 重 1525kg制 造 厂 生产日期 图14电力变压器铭牌示意图,17,变压器工作原理,额定容量SN：它是变压器额定工作条件下输出能力的保证值，是额定视在功率，单位有：伏安（VA）或千伏安（kVA）或兆伏安（MVA）。一般容量在630kVA以下的为小型电力变压器；8006300kVA的为中型电力变压器；800063000kVA为大型电力变压器；90000kVA及以上的为特大型电力变压器；,18,变压器工作原

5、理,变压器的额定容量、额定电压、额定电流之间的关系为：单相变压器：三相变压器：,19,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,20,变压器工作原理,例：SCB10型脱硫干式变压器干式电力变压器型号及含义SCB101600/6SC:三相固体成型（环氧树脂）B:低压箔式线圈10:设计序号1600kVA:额定容量6kV:额定高压电压,21,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、

6、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。,22,变压器工作原理,变压器日常巡视检查应包括以下内容：1)油温应正常，应无渗油、漏油，储油柜油位应与温度相对应。2)套管油位应正常，套管外部应无破损裂纹、无严重油污、无放电痕迹及其它异常现象。3)变压器音响应正常。4)散热器各部位手感温度应相近，散热附件工作应正常。5)吸湿器应完好，吸附剂应干燥。6)引线接头、电缆、母线应无发热迹象。7)压力释放器、安全气道及防爆膜应完好无损。8)分接开关的分接位置及电源指示应正常。9)气体继电器内应无气体。10)各控制箱和二次端子箱

7、应关严，无受潮。11)干式变压器的外表应无积污。12)变压器室不漏水，门、窗、照明应完好，通风良好，温度正常。13)变压器外壳及各部件应保持清洁。,23,二.高压开关电器,高压断路器,24,开关电器,主要用来闭合与开断正常电路和故障电路或用来隔离高压电源。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,25,高压断路器,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、

8、户外式按照使用的灭弧介质分-油断路器、压缩空气断路器、六氟化硫断路器、真空断路器等,26,SF6断路器的结构类型,1.瓷柱式SF6断路器,1-并联电容；2-端子；3-灭弧室瓷套；4-支持瓷；5-合闸电阻；6-灭弧室；7-绝缘拉杆；8-操动机构箱,结构特点：灭弧室安装在高强度瓷套中，用空心瓷柱支承和实现对地绝缘。灭弧室和绝缘瓷柱内腔相通，充有相同压力的SF6气体，通过控制柜中的密度继电器和压力表进行控制和监视。穿过瓷柱的绝缘拉杆把灭弧室的动触头和操动机构的驱动杆连接起来，通过绝缘拉杆带动触头完成断路器的分合操作。,优点：系列性强，结构简单，用气量少，单断口电压高、开断电流大、运动部件少，价格相对

9、便宜，运行可靠性高和检修维护工作量小。缺点：重心高，抗震能力较差，且不能加装电流互感器，使用场所受到一定限制。,“I”形布置 一般用于220kV及以下的单柱单断口断路器“Y”形布置 一般用于220kV及以上的单柱双断口断路器“T”形布置 一般用于220kV及以上特别是500kV的单柱双断口断路器,27,SF6断路器的结构类型,瓷柱式SF6断路器,28,SF6断路器的结构类型,2.罐式SF6断路器,1套管；2支持绝缘子；3电流互感器；4静触头；5动触头；6喷口工作缸；7检修窗；8绝缘操作杆；9油缓冲器；10合闸弹簧；11操作杆,结构特点：灭弧室安装在接地的金属罐中，高压带电部分用绝缘子支持，对箱

10、体的绝缘主要靠SF6气体。绝缘操作杆穿过支承绝缘子，把动触头与机构驱动轴连接起来，在两个出线套管的下部都可安装电流互感器。,优点：结构重心低，抗震性能好，灭弧断口间电场较好，断流容量大，可以加装电流互感器，还能与隔离开关、接地开关、避雷器等融为一体，组合成复合式开关设备。借助于套管引线，基本上不用改装就可以用于全封闭组合电器之中。缺点：罐体耗用材料多，用气量大，系列性差，难度较大，造价比较昂贵。,29,SF6断路器的结构类型,罐式SF6断路器,30,少油断路器,110kV少油断路器,220kV少油断路器,31,断路器就地操作箱,32,二.高压开关电器,隔离开关,33,一、隔离开关的基本知识,隔

11、离开关又名隔离刀闸，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。,34,一、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；电容电流；空载电力线路；空载变压器等。,35,一、隔离开关

12、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。具有足够的热稳定、动稳定。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,36,一、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）,37,一、隔离开关的基本知识,产品名称：G隔离开关,安装地点；N户内型，W户外型,设计序号,额定电压（kV）,补充特性：C瓷套管出线，D带接地刀闸；K快分型，G改进型，T统一设计,额定电流（A）,例如：GN1910/630，表示户内隔离开关，设计序号19，额定电压10kV，额定电流6

13、30A。,高压隔离开关的型号主要由以下六个单元组成：,38,一、隔离开关的基本知识,4隔离开关的原理结构导电部分：绝缘部分：操动机构：传动机构：支持底座：,包括触头、闸刀、接线座。主要起传导电路中的电流，关合和开断电路的作用。,包括支持绝缘子和操作绝缘子。实现带电部分和接地部分的绝缘。,通过手动、电动、气动、液压向隔离开关的动作提供能源。,由拐臂、联杆、轴齿或操作绝缘子组成。接受操动机构的力矩，将运动传动给触头，以完成隔离开关的分、合闸动作。,将导电部分、绝缘子、传动机构、操动机构等固定为一体，并使其固定在基础上。,39,一、隔离开关的基本知识,5、隔离开关的操动机构1.手动操动机构 杠杆式用

14、于额定电流小于3000A的隔离开关；蜗轮式用于额定电流大于3000A的隔离开关。2.电动操动机构,由电动机、机械减速传动系统、电气控制系统及箱壳组成。可进行远方控制，也可就地电动控制或利用手柄进行人力操作。,40,二、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；按极数可分为单极和三极；按绝缘支柱数目可分为单柱式、双柱式和三柱式；按动作方式可分为闸刀式、旋转式、插入式；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、液压式；按用途可分为一般用、快分用和中性点接地用。,41,二、隔离开关的主要结构类型,2.户内高压隔离开关 GN1910系

15、列插入式户内高压隔离开关,三相共底架结构，主要由静触头、基座、支柱绝缘子、拉杆绝缘子、动触头组成。三相平行安装。,静触头,拉杆绝缘子,支柱绝缘子,动触头,转轴,基座,42,二、隔离开关的主要结构类型,GN2212隔离开关,GN235隔离开关,GN2740隔离开关,43,二、隔离开关的主要结构类型,GN3010型隔离开关,44,二、隔离开关的主要结构类型,3户外式隔离开关按支柱绝缘子数目可分为双柱式、三柱式和单柱式。（1）双柱式隔离开关GW4110型隔离开关,双柱单断口水平旋转式结构，广泛用于10220kV配电装置中。,45,二、隔离开关的主要结构类型,绝缘支柱,底座,轴承座,导电闸刀,触头,交

16、叉连杆,接线端子,挠性导体,46,二、隔离开关的主要结构类型,GW4-252III完善化改进型隔离开关GW4-126,145III完善化改进型隔离开关GW4-40.5高压隔离开关,47,二、隔离开关的主要结构类型,GW5110D隔离开关,开关由底座、棒式支柱绝缘子、导电闸刀、左右触头和传动部分等组成，也称为V型隔离开关。根据需要该隔离开关可配装接地闸刀，广泛用于35110kV电压等级中。,底座,棒式绝缘支柱,导电闸刀,接线端子,支承座,接地刀闸,48,二、隔离开关的主要结构类型,GW11252型隔离开关,双柱水平伸缩式结构，闸刀水平伸缩，分合状态清晰，便于巡视。隔离开关制成单极形式，由三个单极

17、组成一台三相隔离开关。,绝缘支柱,底座,导电闸刀,操动机构,静触头,传动装置,49,二、隔离开关的主要结构类型,（2）GW7220型三柱式隔离开关,绝缘支柱,底座,传动装置,导电闸刀,静触头,操动机构,采用三柱双断口水平旋转开启式结构。,50,二、隔离开关的主要结构类型,（3）单柱式隔离开关GW6220GD型单柱式隔离开关 隔离开关每极具有两个瓷柱，即支持瓷柱和操作瓷柱。由于只有一个支持瓷柱，故称为单柱式。静触头固定在架空硬母线或悬挂在架空软母线上。动触头固定在导电折架上。,51,二、隔离开关的主要结构类型,底座,操动瓷柱,支持瓷柱,导电折架,传动装置,动触头,静触头,接地开关,52,220K

18、V线路刀闸系列,53,断路器与隔离开关,110kv少油断路器,35kv隔离开关,54,三.互感器,55,互感器 电流互感器 电压互感器,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。,56,电流互感器,35电流互感器,电流互感器,57,电压互感器,58,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

19、?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。,59,四.补偿装置,60,补偿装置,作用补偿电网中的电容、电感参数，或向电网提供容性或感性无功功率。分类串联补偿和并联补偿。补偿装置串联补偿装置和并联补偿装置,61,补偿设备,62,5,63,64,五.

20、保护电器,65,保护电器熔断器避雷器,66,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,67,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。,68,避雷针,避雷针,69,避雷线,避雷线,70,避雷器,71,安装在750kV兰州东变电站的抚顺电

21、瓷制造有限公司750kV氧化锌避雷器,避雷器,72,避雷器,73,1000KV特高压避雷器,西瓷 抚瓷 廊坊,74,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。仪控接地为了稳定电位、防止干扰而设置的接地。,75,六.继电保护,76,当发生故障时，作用于断路器跳闸，自动切除故障元件；当出现异常情况时发出信号。,继电保护的作用,77,自动装置的作用,用来实现发电厂的自动并列、发电机自动调节励磁、电力系统频率自动调节、按频率启动水轮机组；实现发电厂或变电站的备用电源自动投入、输电线路自动重合闸及按事故频率自动减负荷等

22、。,78,七.电气主接线,79,电气设备的符号,图形符号是用于表示电气图中电气设备、装置、元器件的一种图形和符号。文字符号是电气图中电气设备、装置、元器件的种类字母和功能字母代码。文字符号的字母应采用大写的拉丁字母。文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号两种。主要电气设备的图形和文字符号如表所示。,80,电气设备的符号,81,电气设备的符号,82,电气设备的符号,83,一次设备按预期的生产流程所连成的电路，称为电气主接线。主接线表明电能的生产、汇集、转换、分配关系和运行方式，是运行操作、切换电路的依据，又称一次接线、一次电路主系统或主电路。用国家规定的图形和文字符号表示主接线中的各元件，并依次

23、连接起来的单线图，称电气主接线图。某火电厂的电气主接线图如图所示。,电气主接线,84,85,八.配电装置,86,按主接线图，由母线、开关设备、保护电器、测量电器及必要的辅助设备组建成接受和分配电能的电工建筑物，称为配电装置。配电装置是发电厂和变电站的重要组成部分。配电装置按电气设备的安装地点可分为：（1）屋内配电装置。全部设备都安装在屋内。（2）屋外配电装置。全部设备都安装在屋外（即露天场地）。,配电装置,87,按电气设备的组装方式可分为装配式配电装置。电气设备在现场（屋内或屋外）组装。成套式配电装置。制造厂预先将各单元电路的电气设备装配在封闭或不封闭的金属柜中，构成单元电路的分间。成套配电装

24、置大部分为屋内型，也有屋外型。按电压等级分类10kV配电装置、35kV配电装置、110kV配电装置、220kV配电装置、500kV配电装置等。,配电装置分类,88,配电装置,89,配电装置,母线排,KV配电柜,90,气体绝缘电气设备（GIS）Gas Insulated Switchgear,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。,91,气体绝缘管道输电线亦可称为气体绝缘电缆（GIC），它与充油电缆相比具有如下优点：1、电容量小。2、损耗小。3、传输容量大。气体绝缘变压器（GIT）与传统的油浸变压器相比，有以下主要优点：1、GIT是防火防爆型变压器 2、GIT的噪声小于油浸变压器 3、气体介质不会老化，简化了维护工作,92,