变电站的主要一次设备.ppt

1、,1、变电站的主要一次设备,变电站主要设备介绍1,主变压器,变电站主要设备介绍2,隔离开关,断路器,电流互感器,电压互感器,避雷器,母线（支持式管母、悬吊式管母、软母）,1.1主变压器 变压器的用途是将电网电压进行转换以便实现电能传递。1.1.1变压器的分类 按绝缘介质的不同可分为：油浸式、SF6气体绝缘和环氧树脂浇注绝缘式。变电站的主变压器一般都采用油浸式变压器。按相数分类可分为单相变压器和三相变压器。一般情况下，只要运输条件许可，在工程设计中都选用三相共体变压器。,芯式变压器铁芯结构（三相三主柱带两旁柱）,三相变压器的器身装配,220kV三相变压器,油箱及底座,出线套管,储油柜,散热器,按

2、变压器组装方式的不同可分为三相组合变压器和现场组装式变压器。通常，220kV变电站大多采用三相共体变压器，少数运输困难的工程则采用三相组合式变压器（如：广西的城关变、云南的紫溪变）。500kV变电站一般都采用单相变压器，云南的个别工程有选用现场组装式变压器（墨江变、永丰变等）。,220kV变电站的主变压器容量一般有150MVA、180MVA和240MVA三种。500kV变电站的主变压器容量一般有750MVA和1000MVA两种。,500kV单相变压器,天生桥二级水电站500kV壳式组合三相联络变压器,龙滩水电站500kV组合三相变压器,500kV墨江变电站现场组装式三相变压器,现场组装式变压器

3、最重件可限制在60t（单相250MVA）以内，变压器本体紧凑，占地面积小（为三台单相变压器的50%以下），简化附件、简化进出线设备。尽管增加了工厂分解与现场组装工序，且绝缘设计需增加10%的裕度，但由于现场组装式变压器耗材相对较少，其价格介于三相一体与三台单相变压器之间。,1.1.2 现场组装式变压器现场组装过程 在变电站安装现场需搭建一个1530m的无尘净化、防尘空调临时厂房，配置75t吊车，变压器的整体组装工作将在该厂房内完成，现场组装时间约需40天。组装的主要步骤如下：,铁芯拼装,线圈套装,插装上铁扼,装配调压开关、引线,总装配,火力发电厂与变电站设计防火规范规定：单台容量为125MV

4、A及以上的主变压器应设置水喷雾灭火系统、合成型泡沫喷雾系统或其他固定式灭火装置。目前变电站常用合成型泡沫喷雾系统和排油注氮灭火装置。,主变压器的灭火装置,合成泡沫喷雾灭火系统图,氮气瓶（动力源）,储液罐,管道,喷头,合成泡沫喷雾灭火系统的氮气瓶,合成泡沫喷雾灭火系统的储液罐,沙田变合成泡沫喷雾灭火系统在试喷,排油注氮灭火装置,消防柜,排油管（下端与事故油池连通）,注氮管,黄桥变排油注氮灭火装置,消防柜（内布置有氮气瓶）,排油管（下端与事故油池连通）,注氮管,1.2 断路器 主要用于开断负荷电流以及电力系统中出现的各种故障电流。实验表明，开关开断电路时，只要电路中电压大于1020V，电流大于80

5、100mA，开关的触头间就会出现电弧。在大气中开断交流100kV、5A的电流，电弧长度超过7m，电流更大时，电弧长达二三十米，此类电弧统称开弧，在高压配电装置中，如果没有灭弧装置而发生开弧是极其危险的。,1.2.1 断路器的分类 按其灭弧介质不同可以分为少油断路器、真空断路器以及SF6断路器。110kV 及以上的断路器如无特殊要求,都应采用SF6 断路器。35kV户外配电装置的断路器均选用SF6断路器，户内开关柜可配真空断路器，也可配SF6断路器。10kV一般均配真空断路器。,1.2.1 断路器的分类按断路器绝缘的整体结构划分，SF6断路器有两大类：瓷柱式和落地罐式。瓷柱式SF6断路器属于积木

6、式结构，以陶瓷作为对地的主绝缘介质，灭弧断口位于充SF6气体的高强度瓷套中，灭弧单元由支持瓷套管支撑。,500kV瓷柱式断路器,灭弧室,支持瓷瓶,操动机构,操作平台,接线端子,220kV瓷柱式断路器,35kV瓷柱式断路器,1.2.1 断路器的分类 落地罐式SF6断路器的主要部件都装在接地的金属罐中，出线套管下端装有套管式电流互感器。由于断路器采用接地的金属外壳结构，故其绝缘性能受大气条件和环境影响小，且重心低、结构稳固，抗震能力强。在设备价格方面罐式断路器稍稍超出了瓷柱式断路器加独立CT 的价格；在占地方面则两者差别不大。落地罐式SF6断路器在广西很少使用，主要用于云南工程。,500kV落地罐

7、式断路器,220kV落地罐式断路器,1.3 隔离开关 隔离开关是一种具有明显断开间隙，而没有灭弧装置的开关，主要用于保证电气设备的安全检修；此外，隔离开关也用于电路的切换操作，如在运行中用隔离开关将电路从工作母线切换到备用母线，投切电压互感器和避雷器等。隔离开关没有灭弧装置，不能开断负荷电流和短路电流，只有在断路器断开的情况下，才能对隔离开关进行分合闸操作。,1.3.1 隔离开关的分类 户外隔离开关结构形式主要取决于绝缘支柱、断口形式和运动方式，变电站常用的隔离开关有：垂直伸缩式、水平伸缩式（含组合式、双静触头、三接地）、双柱水平开启式、三柱水平旋转开启式。通常，母线隔离开关选用垂直伸缩式或水

8、平伸缩式，线路采用水平伸缩式、三柱水平开启式或双柱水平开启式。,垂直伸缩式隔离开关,静触头,动触头,支持瓷瓶,操动机构,水平伸缩式隔离开关,500kV组合式水平伸缩、双静触头、三接地隔离开关,双静触头,水平伸缩,三接地,双柱式水平开启式隔离开关,三柱式水平开启式隔离开关,1.4 电流互感器 是一种专门用作变换电流的设备，将大电流变成小电流，并起隔离高电压的作用。1.4.1 电流互感器的分类 电流互感器按其绝缘结构可分为干式、油浸式和气体绝缘三大类。干式多用于0.5110kV级电流互感器。目前220kV及以上的电流互感器基本上均采用气体绝缘型。油浸式电流互感器则很少使用。,干式电流互感器,油浸式

9、电流互感器,220kV六氟化硫气体绝缘型电流互感器,1.5 电压互感器 是一种将一次线路的高电压按比例变换为安全的标准电压，供仪表、保护和控制装置使用的设备。1.5.1 电压互感器的分类 按其工作原理不同可以分为电磁式电压互感器和电容式电压互感器。按其绝缘结构可分为干式、油浸式和气体绝缘三大类。,通常，220kV、110kV母线电压互感器采用六氟化硫气体绝缘呈容性的电磁式电压互感器，线路电压互感器则采用电容式电压互感器。35kV电压互感器一般选用干式呈容性的电磁式电压互感器。500kV电压互感器均选用电容式电压互感器。油浸式电压互感器目前已很少使用。,电容式电压互感器剖视图,500kV电容式电

10、压互感器,220kV电容式电压互感器,六氟化硫气体绝缘呈容性电磁式电压互感器,六氟化硫气体绝缘呈容性电磁式电压互感器,35kV干式呈容性电磁式电压互感器,1.6 避雷器 是一种能吸收过电压能量、限制过电压幅值的保护设备，保护各种电气设备免遭过电压的损坏。1.6.1 避雷器的分类 按其阀片材料的不同可分为氧化锌避雷器和碳化硅阀式避雷器。由于氧化锌材料具有十分优异的非线性伏安特性，目前变电站的避雷器均采用氧化锌避雷器。,氧化锌避雷器的伏安特性,从上图可以看出，这是一条对称的非线性曲线。当外加电压较低时，流过的电流很小，氧化锌阀片呈高阻状态;当外加电压达到或超过Uc时，氧化锌阀片的阻值急剧下降并迅速

11、导通，其工作电流会增加几个数量级，从而有效地保护电气设备免遭过电压损坏。,220kV氧化锌避雷器,均压环,支持瓷瓶（内装氧化锌阀片）,泄漏电流在线监测仪,1.7 限流电抗器 串接在主变10kV进线回路中，主要用于限制短路电流的大小。,10kV限流电抗器,1.8 母线 变电站的母线主要是用于汇聚和传输电能，有支持式管母线、悬吊式管母线、软母线、跨路管母线、半绝缘铜管母线等5种。,1.8.1 支持式管母线,1.8.2 悬吊式管母线,1.8.3 软母线,1.8.4 跨路管母线,1.8.5 半绝缘铜管母线,1.9 户内成套开关柜 是一种用于接受和分配电能，并具有对电路和设备有保护、控制和监测功能的电器

12、。1.9.1 户内成套开关柜的分类 按电压等级分有10kV开关柜和35kV开关柜两种。按主开关的安装方式划分有移开式（中置式、手车式）和固定式两种。按开关柜隔室结构划分可分为铠装型、间隔型和箱型。,中置式10kV开关柜,中置式10kV开关柜断路器室,中置式10kV开关柜检修小车,箱型固定式10kV开关柜,35kV开关柜,1.10 并联电容器组 用来改善电力系统的功率因数、改善电压质量、降低线路损耗、提高系统的有功输出。1.10.1并联电容器组的分类 按电压等级分有10kV并联电容器组和35kV并联电容器组两种。目前，变电站的并联电容器组大多采用框架组合式电容器组。,10kV框架组合式并联电容器

13、组,35kV框架组合式并联电容器组,1.11 并联电抗器 并联电抗器与电力系统并联，用以抵消系统线路的电容电流，稳定系统电压。目前，变电站中500kV并联电抗器常采用单相油浸式电抗器，35kV常采用干式空心并联电抗器。,500kV油浸式并联电抗器,35kV干式空心并联电抗器,1.12 站用变压器1.12.1 站用变压器的分类 按电压等级分有10kV站用变压器和35kV站用变压器两种。按站用变压器的绝缘划分有油浸式和干式两种。,35kV油浸式站用变压器,10kV干式站用变压器,10kV干式站用变压器,1.13 气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）GIS是一种采用SF6气体作为灭弧和绝缘介质，将断路

14、器、电流和电压互感器、隔离开关、接地开关、电流电压互感器、母线等电气设备组合在一起,封闭在金属外壳内,充以气体绝缘，构成的电器。近几年GIS设备在一些占地有限制的变电站工程中得到广泛应用，如：科园变、青秀变、蝶山变和振林变等。GIS可布置在户内及户外，后者仅设备外壳涂装不同外，其余与户内GIS相同。,220kV 户内GIS,1.14 500kV HGIS HGIS是一种介于常规敞开瓷柱式电气设备（AIS）和气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）之间的新型电气设备。它将断路器、隔离开关、接地开关、电流电压互感器等电气设备组合在一起,封闭在金属外壳内,充以气体绝缘，构成一个独立的单相组合电器,它不带母线,利用出线套管通过软导线与敞开式空气绝缘母线相连接。500kV六盘水变电站采用了HGIS设备。,500kV HGIS设备,1.15 小结 变电站一次主要设备包括：1、主变压器2、断路器 3、隔离开关4、电流互感器 5、电压互感器6、避雷器 7、限流电抗器8、母线 9、户内成套开关柜10、并联电容器组 11、并联电抗器12、站用变压器 13、气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）14、HGIS,