变电站各类设备培训讲解课件.pptx

1、变电站各类电气设备培训变电站各类电气设备培训讲解课件讲解课件变电站设备变电站设备 一、一、GISGIS设备设备 二、变压器二、变压器 三、断路器三、断路器 四、隔离开关四、隔离开关 五、互感器五、互感器 六、电容器六、电容器 七、保护电器七、保护电器 八、继电保护八、继电保护 九、电气主接线九、电气主接线 十、低压直流系统十、低压直流系统一一.GIS.GIS设备设备气体绝缘电气设备（气体绝缘电气设备（GISGIS）Gas Insulated SwitchgearGas 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

2、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。 主要由断路器、隔离开关、接地刀闸、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线、套管等设备组成，系户内高压成套输变电设备。概 述线路及主变间隔l 线路（主变）侧PTl 线路（主变）侧避雷器l 开关汇控柜l 开关l 开关操作机构箱l CTl 刀闸（接地刀闸）概述母联间隔l 母联开关汇控柜l 开关操作机构箱l 开关l CTl 刀闸（接地刀闸）概述PT间隔l PT汇控柜l PTl 刀闸

3、（接地刀闸）二二. .变压器变压器常见的两种变压器：变压器干式变压器油浸式变压器 变压器的主体构造： 1、铁芯 2、绕组变压器变压器的结构变压器的结构铁芯、绕组、分接开关、绝缘、油箱、冷却器、保护装置铁芯、绕组、分接开关、绝缘、油箱、冷却器、保护装置 变压器的附件：变压器的附件：变压器变压器的结构变压器的结构铁芯、绕组、分接开关、绝缘、油箱、冷却器、保护装置铁芯、绕组、分接开关、绝缘、油箱、冷却器、保护装置变压器 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

4、用条件 户外式额定电压 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 铁芯绕组调压分接头调压机构箱高压侧套管低压侧套管高压侧中性点压力释放阀瓦斯继电器吸湿器主变端子箱散热风扇油箱储油柜储油柜高压侧套管低压侧套管油位计瓦斯继电器压力释放阀油温度计绕组温度计呼吸器放油阀散热风扇油箱1 1、铁芯、铁芯 变压器的铁芯是磁路部分。变压器的铁芯采用硅钢片叠制而成。变压器的铁芯是磁路部分。变压器的铁芯采

5、用硅钢片叠制而成。2 2、绕组、绕组 绕组是变压器的电路部分，一般用绝缘纸包的铝线或铜线烧制而成。绕组是变压器的电路部分，一般用绝缘纸包的铝线或铜线烧制而成。3 3、绝缘、绝缘 变压器内部主要绝缘材料有变压器油、绝缘纸板、电缆纸、皱纹纸等。变压器内部主要绝缘材料有变压器油、绝缘纸板、电缆纸、皱纹纸等。4 4、分接开关、分接开关 变压器调整电压的方法是在其某一侧绕组上设置分接，以切除或增加一部分变压器调整电压的方法是在其某一侧绕组上设置分接，以切除或增加一部分绕组的线匝，以改变绕组的匝数，从而达到改变电压比的有级调整电压的方法。绕组的线匝，以改变绕组的匝数，从而达到改变电压比的有级调整电压的方法

6、。这种绕组抽出分接以供调压的电路，称为调压电路这种绕组抽出分接以供调压的电路，称为调压电路; ;变换分接以进行调压所采用的变换分接以进行调压所采用的开关，称为分接开关。开关，称为分接开关。5 5、油箱、油箱油箱是油浸式变压器的外壳，变压器的器身置于油箱内，箱内灌满变压器油油箱是油浸式变压器的外壳，变压器的器身置于油箱内，箱内灌满变压器油。6 6、冷却装置、冷却装置变压器的冷却装置是起散热的作用的。变压器的冷却装置是起散热的作用的。自然冷却、风冷、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷自然冷却、风冷、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷7 7、储油柜、储油柜 ( (又称油枕又称油枕) ) 储油柜位于变压器油箱

7、上方，通过气体继电器与油箱相通。储油柜位于变压器油箱上方，通过气体继电器与油箱相通。当变压器的油温变化时，其体积会膨胀或收缩。储油柜的作用就是保证油箱内总是当变压器的油温变化时，其体积会膨胀或收缩。储油柜的作用就是保证油箱内总是充满油，并减小油面与空气的接触面，从而减缓油的老化。充满油，并减小油面与空气的接触面，从而减缓油的老化。8 8、吸湿器、吸湿器 为了使储油柜内上部的空气保持干燥，避免工业粉尘的污染，储油柜通过吸湿为了使储油柜内上部的空气保持干燥，避免工业粉尘的污染，储油柜通过吸湿器与大气相通。吸湿器内装有硅胶，它能吸收空气中的水分。当它受潮到一定程度器与大气相通。吸湿器内装有硅胶，它能

8、吸收空气中的水分。当它受潮到一定程度时，其颜色由蓝色变为粉红色。时，其颜色由蓝色变为粉红色。9 9、压力释放阀、压力释放阀 ( (又称防爆管、安全气道又称防爆管、安全气道) ) 位于变压器的顶盖上，当变压器内部发生严重故障，而气体继电器失灵时，油位于变压器的顶盖上，当变压器内部发生严重故障，而气体继电器失灵时，油箱内部的气体便通过压力释放阀喷出，保护变压器不受严重损害。箱内部的气体便通过压力释放阀喷出，保护变压器不受严重损害。 1010、气体继电器、气体继电器位于储油柜与箱盖的联管之间。在变压器内部发生故障位于储油柜与箱盖的联管之间。在变压器内部发生故障 ( (如绝缘如绝缘击穿、匝间短路、铁芯

9、事故等击穿、匝间短路、铁芯事故等) )产生气体或油箱漏油等使油面降低时产生气体或油箱漏油等使油面降低时，接通信号或跳闸回路，保护变压器。，接通信号或跳闸回路，保护变压器。1111、高、低压绝缘套管、高、低压绝缘套管 变压器内部的高、低压引线是经绝缘套管引到油箱外部的，它起变压器内部的高、低压引线是经绝缘套管引到油箱外部的，它起着固定引线和对地绝缘的作用。着固定引线和对地绝缘的作用。n变压器三相绕组接线变压器三相绕组接线有两种：有两种： 1 1、星形联结星形联结 记作：“Y”或“y” 2 2、三角形联结、三角形联结 记作：“D”或“d”变压器工作原理变压器 变压器的分类： 用途用途：升压变压器、

10、降压变压器； 相数相数：单相变压器和三相变压器； 线圈数线圈数：双线圈变压器、三线圈变压器和自耦变压器； 铁心结构铁心结构：心式变压器和组式变压器； 调压方式调压方式：无载调压变压器、有载调压变压器； 冷却介质和冷却方式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。三三. . 高压开关电器高压开关电器 高压断路器高压断路器开关电器开关电器 定义：能够开断、关合、承载开断、关合、承载运行线路的正常电流，并且能在规定时间内承载、关合或开断规定的异常（短路）电流的电气设备。 正常情况下的分合频率不大，但在特殊情况下应频繁分合（重

11、合闸） 承担的任务：l 正常工作情况下，开合正常工作电流正常工作情况下，开合正常工作电流l 仅用来断开故障情况下的过负荷电流或短路电流仅用来断开故障情况下的过负荷电流或短路电流l 既用来开合正常工作电流，又开合过负荷电流或既用来开合正常工作电流，又开合过负荷电流或短路电流短路电流l 只用来在检修时隔离电压只用来在检修时隔离电压断路器断路器l 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。l 对断路器的基本要求：基本要求：足够的开断能力足够的开断能力尽可能短的动作时间尽可能短的动作时间高度的工作可靠性高度的工作可靠性l 高压断路器的高压断路器的类型类型按安装地点分按安装地点分 -户内

12、式、户外式户内式、户外式按照使用的灭弧介质分按照使用的灭弧介质分 六氟化硫断路六氟化硫断路器、真空断路器器、真空断路器等等SF6断路器简介 概念：以SF6气体为灭弧和绝缘介质的断路器。具备开断能力强，开断性能好，单断口电压高的性能。 SF6气体特性：无色无味无毒不易燃烧的惰性气体；密度是空气5.1倍。化学性质稳定不活泼，不易发生反应（高压下可能发生化学变化，产生S 或F化合物，有毒，）；灭弧能力理想，介质绝缘强度恢复快，比空气快100倍左右。真空断路器 灭弧介质为真空，绝缘强度高，熄弧时间短。四四. . 高压开关电器高压开关电器 隔离开关隔离开关一、隔离开关的基本知识一、隔离开关的基本知识隔离

13、开关又名刀闸，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。一、隔离开关的基本知识一、隔离开关的基本知识 1隔离开关的作用隔离电源隔离电源：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与开断小电流电路：关合和开断电压互感器、避雷器电路；等等一、

14、隔离开关的基本知识一、隔离开关的基本知识 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。 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一、隔离开关的基本知识一、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）二、隔离开关的主要结构类型二、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； 按用途可分为一般用、快分用和中性点接地用。三三柱式 接地隔

15、离开关（地刀） 作用：设备检修时，确保设备断电的基础上合上地刀，放掉设备残余电荷，保证检修人员的人身安全。主闸刀与地刀通过机械连锁装置和电气闭锁回路达到主分地合，地分主合。几个问题 1、线路停电拉合顺序？ 先线路侧，后母线侧。原因？ 2、隔离开关可直接操作的场合 1)电网无故障时拉合PT； 2)无接地故障系统，拉合主变中性点接地开关。五. 互感器 互感器互感器 电流互感器作用是将交流大电流变成小电流（电流互感器作用是将交流大电流变成小电流（5A5A或或lAlA），供电给测量仪表和继电保护装置的电流线圈；），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电压互感

16、器作用是将交流高电压变成低电压（100V100V或或100/ V100/ V），供电给测量仪表和继电保护），供电给测量仪表和继电保护装置的电压线圈。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。互感器二次侧均接地，从而保证设备和人身安全。3l电流互感器l电压互感器电流互感器电流互感器电压互感器电压互感器 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? 电压互感器二次侧短路会产生大电流而烧

17、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。 六. 补偿装置补偿装置补偿装置 作用补偿电网中的电容、电感参数，或向电网提供无功功率。电容器的接线方式 接线方式分为三角形接线和星形接线三角形接线：当电容器额定电压按电网的线电压选择时，应采用三角形接线。星形接线：当电容器额定电压低于电网

18、的线电压时，应采用星形接线。七. 保护电器 保护电器 熔断器 避雷器防雷设备与接地装置防雷设备与接地装置 过电压l 概念概念电气设备在运行中承受正常的工作电压，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，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。值，这种电压升高就被称为过电压。l 分类分类感感应应雷雷过过电电压压直直击击雷雷过过电电压压中中引引起起的的过过电电压压由由雷雷云云放放电电在在电电力力系系统统外外部部过过电电压压故故障障引引起起的的过过电电压

19、压由由电电力力系系统统内内部部操操作作或或内内部部过过电电压压防雷设备防雷设备 防雷设备防雷设备l 避雷针与避雷线避雷针与避雷线 作用作用防止直击雷过电压防止直击雷过电压 组成组成接闪器、下引线（接地引线）和接地体接闪器、下引线（接地引线）和接地体l 避雷器避雷器 作用作用防止感应雷过电压、侵入波以及内部过电压防止感应雷过电压、侵入波以及内部过电压感应雷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 。避雷器避雷针避雷针避雷针避雷针避雷线避雷线避雷线避雷线接地装置接地装置 工作接地工作接地保证电力系统正常运行所需要

20、的接地。 保护接地保护接地为了人身安全而设置的接地。 防雷接地防雷接地 针对防雷保护的需要而设置的接地。 八. 继电保护继电保护 继电保护系统由信号采样元件、处理元件、执行元件组成。对于继电器保护：信号采样元件由电流电压互感器等构成，处理元件由电磁继电器及其电路构成。执行一般都是：断路器跳闸、事故音响、光字牌等。对于微机保护：信号采样由电流电压互感器等构成，处理元件由综合自动化装置等构成。执行一般都是：断路器跳闸、事故音响、光字牌等. 变配电站继电保护 继电保护和安全自动装置的基本要求：可靠性、灵敏性、选择性、速动性。 继电保护分类：主保护和后备保护。主保护在发生故障时，首先正确可靠地动作，在

21、最短时间内或不带时限地切除保护范围内的故障。如变压器的差动保护、输电线路的高频保护、距离保护、零序电流保护等。 后备保护是当被保护电气设备、输电线路的主保护或断路器失灵时起作用的保护，如变压器、输电线路的过流保护。 安全自动装置：如输电线路自动重合闸装置，站用电备用电源自动投入装置，变电所母线或分段母线备用电源自动投入装置，自动按频率减载装置等。继电保护的作用 变配电站继电保护能够在变配电站运行过程中发生故障（三相短路、两相短路、单相接地等）和出现不正常现象时（过负荷、过电压、低电压、低周波、瓦斯、超温、控制与测量回路断线等），迅速有选择性发出跳闸命令将故障切除或发出报警，从而减少故障造成的停

22、电范围和电气设备的损坏程度，保证电力系统稳定运行。变配电站继电保护按保护性质分类（1）电流速断保护：故障电流超过保护整定值无时限（整定时间为零），立即发出跳闸命令。（2）电流延时速断保护：故障电流超过速断保护整定值时，带一定延时后发出跳闸命令。（3）过电流保护：故障电流超过过流保护整定值，故障出现时间超过保护整定时间后发出跳闸命令。（4）过电压保护：故障电压超过保护整定值时，发出跳闸命令或过电压信号。（5）低电压保护：故障电压低于保护整定值时，发出跳闸命令或低电压信号（6）距离保护：根据故障点到保护安装处的距离（阻抗）发出跳闸命令称为距离保护（7）单相接地保护：当一相发生接地后对于接地系统，发

23、出跳闸命令，对于中性点不接地系统，发出接地报警信号。（8）差动保护：当流过变压器、中性点线路或电动机绕组，线路两端电流之差变化超过整定值时，发出跳闸命令称为纵差动保护，两条并列运行的线路或两个绕组之间电流差变化超过整定值时，发出跳闸命令称横差动保护。（9）方向保护：根据故障电流的方向，有选择性的发出跳闸命令称为方向保护。（10）高频保护：利用弱电高频信号传递故障信号来进行选择性跳闸的保护称为高频保护。（11）过负荷：运行电流超过过负荷整定值（一般按最大负荷或设备额定功率来整定）时，发出过负荷信号。（12）瓦斯保护：对于油浸变压器，当变压器内部发生匝间短路出现电气火花，变压器油被击穿出现瓦斯气体

24、冲击安装在油枕通道管中的瓦斯继电器，故障严重，瓦斯气体多，冲击力大，重瓦斯动作于跳闸，故障不严重，瓦斯气体少，冲击力小，轻瓦斯动作于信号。（13）温度保护：变压器、电动机或发电机过负荷或内部短路故障，出现设备本体温度升高，超过整定值发出跳闸命令或超温报警信号。（14）自动重合闸：对于一些瞬时性故障（雷击、架空线闪路等）故障迅速切除后，不会发生永久性故障，此时再进行合闸，可以继续保证供电。继电保护发出跳闸命令断路器跳开后马上再发出合闸命令，称为重合闸。微机保护装置微机保护的优点：(1)可靠性高： (2)精度高，速度快，功能多： (3)灵活性大： (4)维护调试方便，硬件种类少，线路统一，外部接线

25、简单，减少了维护工作量，保护调试与整定利用输入按键或上方计算机下传来进行，调试简单方便。(5)经济性好，性能价格比高，使变配电站测量、控制与保护部分的综合造价降低。高可靠性与高速度，可以减少停电时间，节省人力，提高了经济效益。九. 电气主接线电气设备的符号电气设备的符号 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。电气设备的符号电气设备的符号电气设备的符号电气设备的符号电气设备的符号电气

26、设备的符号 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，并依次连接起来的单线图单线图，称电气主接线图。电气主接线电气主接线 十. 低压直流系统站用电站用电 站用电的作用： 供给变电所主变冷却器系统电源、断路器储能电源、开关机构加热器电源、开关、闸刀端子箱加热器电源、直流系统充电装置电源、检修电源、照明电源以及用于变电所生产、生活等用电。 接线方式： 一般配有二台站用变，为单母线分段接线方式，1站用变电源经1站用变低压空气开关接入站用电段母线，2站用变电源经2站用变低压空气开关接入站用电段母线，站用电、段母线装有联络开关，、段母线分列运行站用电站用电 低压负荷接线方式： 重要负载采用双电源供电，如主变冷却器电源；加热器电源；开关储能电源；直流充电器电源；自动化监控设备逆变电源、通讯电源等。 不重要负载采用单电源供电，也称辐射型供电直流系统直流系统 一、直流系统的主要作用 直流系统在变电站中为控制、信号、继电保护、自动装置及事故照明等提供可靠的直流电源。它还为操作提供可靠的操作电源。直流系统的可靠与否，对变电站的安全运行起着至关重要的作用，是变电站安全运行的保证。 二、接线方式 单母线分段，设联络开关。