1、变电站 电 气 设 备简介 第第1 章章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念 了解我国电力工业发展概况 掌握电力系统的基本概念 了解变电站的常见类型 了解常用电气设备 电力系统=发电厂+变电站+输电线路+用户 两大电网公司：国家电网公司和中国南方 电网有限公司 电力系统的发展方向：大容量，超高压， 远距离 变电站的类型 枢纽变电站：枢纽变电站位于电力系统的枢纽点，电压等 级一般为330kV以上，连接多个电源，出现回路多，变电 容量大；全站停电后将造成大面积停电或系统瓦解。 中间变电站：中间变电站位于系统主干环行线或系统主干 线的接口处，电压等级一般为330220kV，汇集23个电 源和若干线
2、路。 地区变电站：地区变电站是某个地区和某个城市的主要变 电站，电压等级一般为220kV。 企业变电站：企业变电站是大、中型企业的专用变电站， 电压等级35220kV，12回进线。 终端变电站：终端变电站位于配电线路的终端，接近负荷 处，高压侧1035kV引入线，经降压后向用户供电。 水电厂 核电厂 工厂 电气化铁路 风力发电机 变 电 所 居民 终端变电所 220kV 110kV 火电厂 枢纽变 电站 110kV 变电站的电气设备及运行 一次系统 二次系统 一次系统:构成电能生产、输送、分配和使用的 系统，称为一次系统。 二次系统:对一次系统进行保护、监控、测量、 控制的系统，称为二次系统。
3、 电气一次系统的设备称为一次设备，电气二 次系统的设备，称为二次设备。 电气设备 一次设备 二次设备 系统 电气一次设备 生产和转换电能的设备 开关电器。用来接通或断开电路。 限流电器 载流导体 补偿设备 仪用互感器 防御过电压设备 绝缘子 接地装置 变电站的电气设备及运行 电气二次设备 测量表计：电压表，电流表，电 能表，录波器等 继电保护和自动装置：各种继电器、 自动装置 操作电器：各类型的操作把手、按 钮等，实现对电路的操作控制。 直流电源设备：蓄电池组、直流发电 机等，共给控制、保护用的直流电源及 厂用直流负荷。 变电站的电气设备及运行 变电站的电气设备及运行 电气设备的额定参数 一、
4、电气设备的额定电压 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。 第一类额定电压是指100伏及以下的额定电压 第二类额定电压是指1001000伏之间的额定电压 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。 第三类额定电压是指1000伏及其以上的电压等级。 变电站的电气设备及运行 一般我们习惯上称 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 220/380
5、伏为低压 变电站的电气设备及运行 我国采用的周围介质额定温度如下： 电力变压器和大部分电器(如断路器、隔离开关、互感器等) 的额定周围空气温度取为40。 敷设在空气中的母线、电缆和绝缘导线等为25。 埋设地下的电力电缆的额定泥土温度为25。 二、电气设备的额定电流 电气设备的额定电流是指周围介质在额定环境温度时， 其绝缘和载流导体及其连接的长期发热温度不超过极限 值所允许长期通过的最大电流值。 变电站的电气设备及运行 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；发电机的原动机只能提供有 功功率，所以一般以有功功率(kW)表示；当其额定容 量用视在功率表示时，需表
6、明功率因数。电动机也多 用有功功率表示。 三、电气设备的额定容量 变电站一次电气设备 变压器 母线 高压断路器 隔离开关 电流互感器 电压互感器 避雷器 电抗器 高压电容器 变电站其他设备 某某220kV变电站变电站SFSZ9-220/120000主变压器主变压器 电气符号：电气符号：TM 主变压器在输变电网络中承担变换电压等级的作用主变压器在输变电网络中承担变换电压等级的作用，利用电磁感应的原理来利用电磁感应的原理来 改变交流电压改变交流电压，升压变压器将低电压变换成能远距离输送的高电压升压变压器将低电压变换成能远距离输送的高电压，降压变降压变 压器将高电压变换成各级用户所需的低电压压器将高
7、电压变换成各级用户所需的低电压。 变压器瓷 套管 硬母线 220kV母线母线 型号型号 LGJ-300/20 电气符号：电气符号：WB 母线将各个电气间隔共同连接母线将各个电气间隔共同连接，其作用是汇集其作用是汇集、分配和传送电能分配和传送电能，使停送电使停送电 操作灵活操作灵活，并可方便母线上所连接的各个电气设备检修与投运并可方便母线上所连接的各个电气设备检修与投运。 220kv 母线 龙门 架 220kV高压断路器高压断路器 型号型号 HPL-245E1 电气符号：电气符号：QF 高压断路器用来开断电力系统正常时的负荷电流和空载电流高压断路器用来开断电力系统正常时的负荷电流和空载电流，还可
8、以与继电还可以与继电 保护与自动装置配合保护与自动装置配合，快速切断短路电流快速切断短路电流。 操作 机构 箱 灭弧室 220kV隔离开关隔离开关 型号型号 GW23A-252DW 电气符号：电气符号：QS 造成明显断开点造成明显断开点，为设备检修创造可靠条件为设备检修创造可靠条件。无灭弧装置无灭弧装置，所以不能开断负所以不能开断负 荷电流和故障电流荷电流和故障电流。 支柱绝 缘子 隔离开关静 触头 隔离开关动 触头 三相 联动 杆 220kV电流互感器电流互感器 型号型号 LB6-220 电气符号：电气符号：TA 电流互感器起到变流和电气隔离作用电流互感器起到变流和电气隔离作用。便于二次仪表
9、测量需要转换为比较统便于二次仪表测量需要转换为比较统 一的电流一的电流。它是电力系统中测量仪表它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回继电保护等二次设备获取电气一次回 路电流信息的传感器路电流信息的传感器，将高电流按比例转换成低电流将高电流按比例转换成低电流。 支柱绝 缘子 110kV母线电压互感器母线电压互感器 型号型号 JDCF-110W 电气符号：电气符号：TV 母线电压互感器把高电压按比例关系变换成母线电压互感器把高电压按比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压或更低等级的标准二次电压，供保护供保护、 计量计量、仪表装置使用仪表装置使用。同时电压互感器可以将高电压
10、与电气工作人员隔离同时电压互感器可以将高电压与电气工作人员隔离，并使二次设并使二次设 备简单化备简单化。 220kV氧化锌避雷器氧化锌避雷器 型号型号 Y10W-200/520 电气符号：电气符号：F 氧化锌避雷器利用氧化锌良好的非线性伏安特性氧化锌避雷器利用氧化锌良好的非线性伏安特性，使在正常工作电压时流过使在正常工作电压时流过 避雷器的电流极小避雷器的电流极小（微安或毫安级微安或毫安级）；当过电压作用时；当过电压作用时，电阻急剧下降电阻急剧下降，泄泄 放过电压的能量放过电压的能量，达到保护的效果达到保护的效果。 均压 环 避雷器本体 10kV电容器成套装置电容器成套装置 电容器型号电容器型
11、号 BAMH2 12/3-6000-1*3W 串联电抗器型号串联电抗器型号 CKDGKL-10-120/415.7-6W 电容器组用于补偿电力系统感性负荷的无功功率电容器组用于补偿电力系统感性负荷的无功功率，以提高功率因数以提高功率因数，改善电改善电 压质量压质量，降低线路损耗降低线路损耗。成套装置中的电抗器可限制合闸涌流和高次谐波成套装置中的电抗器可限制合闸涌流和高次谐波。 集合式 电容器 电抗器电抗器 电抗器在电网中可以限制短路电流和高次谐波电抗器在电网中可以限制短路电流和高次谐波，维持母线有较高残压维持母线有较高残压，图中图中 所示的是母线串联电抗器所示的是母线串联电抗器，作用主要是限制
12、主变低压侧母线短路电流对主变作用主要是限制主变低压侧母线短路电流对主变 绕组的冲击绕组的冲击。 电抗器 B相 油浸式电 抗器 220kV高频阻波器高频阻波器 型号型号 XZK-1000-1.0/31.5-B5 高频成套设备的组成之一高频成套设备的组成之一。线路阻波器是串联在电力输电线上的重要设备线路阻波器是串联在电力输电线上的重要设备，它它 为利用电力线传送高频保护和载波系统的分流信号构成通道；阻止为利用电力线传送高频保护和载波系统的分流信号构成通道；阻止高频电流信高频电流信 号号向分支线传送向分支线传送，并抑制变电站对载波系统的分流影响并抑制变电站对载波系统的分流影响，同时正常地转送工频同时
13、正常地转送工频 电流电流。 220kV耦合电容器耦合电容器 型号型号 WCC220-5H 高频成套设备的组成之一高频成套设备的组成之一。利用电容元件利用电容元件 Zc=1/2f c的通高频的通高频、阻工频特性阻工频特性，使强电使强电 和弱电通过电容器耦合并隔离和弱电通过电容器耦合并隔离，提供高频提供高频 信号通路信号通路，阻止工频电流进入弱电系统阻止工频电流进入弱电系统， 保证人身安全保证人身安全。带有电压抽取装置的耦合带有电压抽取装置的耦合 电容器还可抽取工频电压供保护及重合闸电容器还可抽取工频电压供保护及重合闸 使用使用。 220kV结合滤波器结合滤波器 型号型号 JL-400-5-B8Z
14、 高频成套设备的组成之一高频成套设备的组成之一。与耦合电容器配合使与耦合电容器配合使 高压强电与高频设备进一步隔离高压强电与高频设备进一步隔离，并抑制其它频并抑制其它频 率信号的干扰率信号的干扰，又能使高频通路的输入阻抗与高又能使高频通路的输入阻抗与高 频电缆的输入阻抗相匹配频电缆的输入阻抗相匹配，以利于高频信号的传以利于高频信号的传 输输。 耦合电 容器 结合滤波 器 220kV母线电压互感器母线电压互感器 型号型号JDCF-220W2 电气符号：电气符号：TV 母线电压互感器把高电压按比例关系变换成母线电压互感器把高电压按比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压或更低等级的标准二次电
15、压， 供保护供保护、计量计量、仪表装置使用仪表装置使用。同时电压互感器可以将高电压与电气工作人同时电压互感器可以将高电压与电气工作人 员隔离员隔离，并使二次设备简单化并使二次设备简单化。 第第2章章 电力系统中性点运行方式电力系统中性点运行方式 了解中性点运行方式的意义及类别 掌握中性点不接地运行方式的特点 及应用 了解中性点经消弧线圈接地及直接 接地运行方式的特点及应用。 基本概念 1、电力系统的中性点是指三相系统做星形连接的变压 器和发电机的中性点。 2、运行方式共三种： 中性点不接地运行方式 中性点经消弧线圈接地运行方式 中性点直接接地运行方式 前两种接地系统统称为 -小电流接地系统 后
16、一种接地系统又称为 -大电流接地系统 3、分析中性点运行方式的目的： 运行方式的不同会影响运行的可靠性、设备的绝 缘、通信的干扰、继电保护等 基本概念 其中：L为消弧线圈 Ck为第k条馈线对地电容 Cf为发生故障线对地电容 分析 当发生单相接地故障时： 电压发生变化: 故障相电压下降（零） 非故障相上升 倍（线电压） 三相的线电压仍保持对称且大小不变，对接 于线电压的电力用户并无影响 2.1中性点不接地系统中性点不接地系统 绝缘水平按线电压设计 故障时，三相系统仍然对称，可以继 续运行2小时，以减少跳闸次数保证连 续供电 因存在接地容性电流，故在接地点有 电弧 结论 2.2中性点经消弧线圈接地
17、系统中性点经消弧线圈接地系统 问题的提出 为什么要采用中性点经消弧线圈接地系统？ 中性点不接地电力网发生 接地故障时， 仍可继续运行2h，但若接地电流值过大， 会产生持续性电弧，危胁设备，甚至产 生三相或二相短路。 所以若在接地处流过一个与接地电容电 流相反的感性电流，减小接地电容电流， 将有利于电弧的熄灭，因而出现了中性 点经消弧线圈接地的运行方式。 工 作 原 理 正常运行时，中性点对地电压为零，消弧线圈中没有 电流通过。 当发生单相接地故障时，中性点电位上升为相电压 (非接地相对地电压升高为线电压) ，消弧线圈有电感 电流通过，且与接地电容电流相互抵消，所以称为电 感电流对接地电容电流的
18、补偿。 消弧线圈为可调电感线圈 电感电流IL流过接地点，其总接电流I地=ILIC调线 圈匝数， 使I地=0 IL与IC方向相反 IL起到抵消IC的作用。 补偿方式及选用 1、全补偿 接地点电容电流为零（不采用） 缺点：由IL=Ic，从设置消弧线圈的目的来看，此方式 最为理想，但实际上是不允许的，因为若感抗与容抗 相等，满足串联谐振条件，容易因不对称形成系统串 联谐振过电压 2、欠补偿 接地点为容性电流（少采用） 缺点：易发展成为全补偿方式 3、过补偿 为感性电流 (采用) 在任何条件下都不会造成完全补偿 注意：电感电流数值不能过大 2.3中性点直接接地系统中性点直接接地系统 工 作 原 理 随
19、着输电电压等级的增高和线路的增长，接 地电流也随之增大，中性点不接地或经消弧线圈 接地的运行方式已经不能满足电力系统的需求。 针对这样的情况，中性点可以采用直接接地 的运行方式，即中性点经过非常小的电阻与大地 连接。 这种接地方式在线路故障时，短路电流很大， 继电保护立即动作，使断路器断开，迅速切除故 障部分。 优点： 1、不外加设备即可消弧; 2、故障时电压不会升高，降低电网对地 绝缘要求，节省造价; 缺点： 1、故障时必须断开故障线路，供电可靠 性降低; 改进：装自动重合闸装置、 加备用电源; 2、电流很大; 改进： 中性点经电抗器接地或仅将系统中的 部分变压器中性点接地; 3、短路电流大
20、，电磁干扰也大; 改进：设计线路时电力线路在一定距离避免 和通信线路平行，减少可能产生的电磁干扰; 2.4中性点经低阻抗接地系统中性点经低阻抗接地系统 工 作 原 理 由于电缆线路对地电容较大，在以电缆为主 体的35kV、10kV城市电网中，单相接地电容电流 随线路长度的增加而增加。采用消弧线圈补偿的 方式很难有效的灭弧。这时可采用经低阻抗（单 相接地故障瞬时跳闸）接地方式。 采用中性点经低阻抗接地方式运行时，为限 制接地相回路的电流，减少对周围通信线路的干 扰，接地相电流应限制在6001000A范围内。 应用范围 110kv及以上直接接地 2060kv I10A中性点经消弧线圈 310kv
21、I30A中性点经消弧线圈 1kv及以下直接接地 第第3章章 高压开关电器高压开关电器 开关电器中电弧的产生和熄灭 高压断路器 高压隔离开关 高压开关电器高压开关电器 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。 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。 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。 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。 3.1电弧的基本知识电弧的基本知识 电弧实际上也就是开关两个触头之间 空气（或其它绝缘介质）局部被击穿
22、， 形成的一个气体导电通道。 一、什么是电弧 开关电器是用来接通或开断电路的电 气设备，在开关电器触头接通和分开 时，触头间可能出现电弧。 二、电弧的危害 1.开关电器开断电路时，触头虽已分开，但实际并未 真正断开。 2.电弧温度极高, 很容易烧坏开关触头；触头附近的 绝缘物也会遭受破坏；还会引起短路故障、开关电 器爆炸、形成火灾等危害电力系统的安全运行。 3.电弧是一束能导电的气体，它的质量很轻，在电动力、 热力作用下能迅速移动、伸长、弯曲和变形，就很容 易造成飞弧短路和伤人。 三、熄灭交流电弧的方法 1.迅速拉长电弧：提高断路器的分闸速度，采用多 断口结构等（可以降低电弧电压、增大弧隙电压
23、）。 2.吹弧：利用气体或绝缘油吹动电弧，使电弧拉长、 冷却，这是高压断路器的主要熄弧手段。 3.采用真空：减少碰撞游离的可能性，迅速恢复介 质绝缘强度。 4.弧隙并联电阻：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。 5. 提高弧隙介质压力：有利于加强正负离子复合。 四、高压断路器 （一）高压断路器的用途 高压断路器在电网中起两方面的作用：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
24、除，确保电网中无故障部分的正常 运行（断开短路电流）。 （二）高压断路器的基本结构 高压断路器的基本结构：主要包括电路通断元件、 绝缘支撑元件、操动机构及基座等几部分 1-通断元件； 2-绝缘支撑元件； 3-操动机构； 4-基座 断路器基本结构示意图 （三）高压断路器的类型 按安装地点分 户外高压断路器 户内高压断路器 按灭弧介质 及灭弧原理 六氟化硫（SF6）断路器 真空断路器 油断路器 压缩空气断路器等。 多油断路器 少油断路器 1.六氟化硫断路器 1接线端子；2绝缘筒(内有气 缸和触头)；3下接线端子；4 操动机构箱；5小车；6断路 弹簧 SF6断路器灭弧室结构和工作示意图 1静触头；2
25、绝缘喷嘴；3 动触头；4气缸(连同动触头 由操动机构传动)；5压气活 塞(固定)；6电弧 LN2-10型高压SF6断路器 六氟化硫气体的绝缘性能和灭弧性能比其 它灭弧介质明显的优越，六氟化硫断路器 的体积小、开断容量大、开断性能优异、 电寿命长、检修间隔时间长（一般10年不 检修，有的还提出20年不检修）、无噪音 公害、无火灾危险。 特点 2.真空断路器 ZN28A-12户内交流高压真空断路器户内交流高压真空断路器 ZN12B型型35kV户内真空断路器户内真空断路器 常 用 的 真 空 灭 弧 室 陶瓷灭弧室 玻璃灭弧室 真空灭弧室由动静真空灭弧室由动静 触头、屏蔽罩、波触头、屏蔽罩、波 纹管
26、、玻壳纹管、玻壳(玻璃、玻璃、 陶瓷或树脂材料制陶瓷或树脂材料制 成的外壳成的外壳)等等组成组成 真空断路器的特点是动作快、操作噪音小、动作快、操作噪音小、 无污染、电气及机械寿命长、体积小、重无污染、电气及机械寿命长、体积小、重 量轻、能防火、防爆、检修方便量轻、能防火、防爆、检修方便。适用于 作发电厂、变电站等输配电系统的控制或 保护开关，尤其适用于开断重要负荷及频 繁操作的场所。 特点 3.油断路器 油断路器分为多油断路器多油断路器和少油断路器两种 SW6-110少油断路器 铝帽 下接线端子 上接线端子 SN10-10型高压少油断路器型高压少油断路器 绝缘筒 基座 主轴 框架 油标 断路
27、弹簧 多油断路器中油作为灭弧介质，以及作为触头在分闸位置 时其间的绝缘，同时油还作为断路器导电部分对地的绝缘。 多油断路器耗油及钢材均多，但使用性能可靠，气候适应 性较强。 少油断路器中利用少量的变压器油作为灭弧介质以及触头间 的绝缘，油不做对地绝缘。少油断路器导电部分对地的绝缘 主要靠电瓷、环氧玻璃布和环氧树脂件。少油断路器耗用钢 材及油量均少，价格较为低廉，曾在电力系统中广泛使用， 目前国内用量仍较大；电压等级一般为220千伏及以下。 特点 五、高压隔离开关五、高压隔离开关 （一）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
28、流或短 路电流。 隔离开关的触头暴露在空气中，在分闸状态时有暴露 在空气中的明显可见的断口，在合闸状态时能可靠地 通过负荷电流和短路电流。 （二）高压隔离开关的主要用途 高压隔离开关是将需要检修的电气设备与带电部 分相互隔离，保证检修工作的安全。在电路中隔离开 关常与断路器串联使用，当电气设备需要停电检修时， 先由具有专门灭弧装置的断路器开断电流，然后在无 电流的情况下断开隔离开关，从而使需要检修的电气 设备与其他带电部分之间有明显可见的断口。 此外，隔离开关也用来进行电路的切换操作以及 开断通过微小电流的电路。这时电弧较弱，随着隔离 开关触头开距的加大，电弧被拉长后自然冷却熄灭。 GN210
29、系列隔离开关 1.动触头 2.拉杆绝缘子 3.拉杆 4.转动轴 5.转动杠杆 6.支持绝缘子 7.静触头 六、高压负荷开关六、高压负荷开关 负荷开关是一种灭弧能力介于隔离开关和断 路器之间的简易开关电器。负荷开关与隔离 开关的主要不同是负荷开关装有简单的灭弧 装置，可以接通和断开电路中的负荷电流。 但负荷开关的灭弧能力远不如断路器，不能 切断短路电流（10kV配网系统中与高压熔断 器配合代替断路器，使用方便，价格合理）。 第第4章章 互感器互感器 电流互感器 电压互感器 一、互感器的用途及作用 互感器是一种特殊变压器，广泛用于配电 装置的交流电工测量和继电保护中。互感 器分为两大类：一类为电流
30、互感器也叫仪 用变流器，用途是将交流大电流变换为标 准的小电流（5安培或1安培），供电给测 量仪表和保护装置的电流线圈；另一类是 电压互感器也叫仪用变压器，用途是将交 流高电压变换为标准的低电压（100伏或 100/ ） 3 二、互感器一、二次绕组与系统的连接方式 电流互感器（CT）一次绕组(N1)串联于被 测量电路(L)中，二次绕组(N2)与测量仪表 (如电流表A、有功功率表W的电流线圈)和 保护装置的继电器电流线圈串联；电压互 感器(PT)一次绕组(N1)并联接于被测电路(L) 中，二次绕组(N2)与测量仪表(如电压表V、 有功功率表W的电压线圈)和保护装置的继 电器电压线圈并联。 A V
31、 V A N1 N1 N2 N2 TA TV 电压互感器 电流互感器 电流互感器 1.将一次系统的电流信息准确地传递到二次侧相关 设备； 2.将一次系统的大电流变换为二次侧的低电压小电 流（标准值），使测量、计量仪表和继电器等装 置标准化、小型化，并降低了对二次设备的绝缘 要求； 3.将二次侧设备以及二次系统与一次系统高压设备 在电气方面很好地隔离，从而保证了二次设备和 人身的安全。 电流互感器大致可分为两类，测量用电流互感器 和保护用电流互感器。 一、测量用电流互感器 测量用电流互感器主要与测量仪表配合，在线路 正常工作状态下，用来测量电流、电压、功率等。 测量用电流互感器主要要求： 1、绝
32、缘可靠， 2、足够高的测量精度， 3、当被测线路发生故障出现的大电流时互感器应 在适当的量程内饱和（如500%的额定电流）以保 护测量仪表。 电流互感器 电流互感器 二、保护用电流互感器 保护用电流互感器主要与继电装置配合，在线路 发生短路过载等故障时，向继电装置提供信号切 断故障电路，以保护供电系统的安全。保护用电 流互感器的工作条件与测量用互感器完全不同， 保护用互感器只是在比正常电流大几倍几十倍的 电流时才开始有效的工作。保护用互感器主要要 求： 1、绝缘可靠， 2、足够大的准确限值系数， 3、足够的热稳定性和动稳定性。 电流互感器 电压互感器 电压互感器是一种电压变换装置。它将高电压变
33、 换为低电压，以便用低压量值反映高压量值的变 化。 1)一般电压互感器按用途分:测量用和保护用 2)按相数分:单相和三相 3)按变换原理分: 电磁式电压互感器(PT) 电容式电压互感器(CVT) 4)按绕组个数分:双绕组电压互感器,其低压侧只有 一个二次绕组的电压互感器;三绕组电压互感器,有 两个分开的二次绕组的电压互感器;四绕组电压互 感器,有三个分开的二次绕组的电压互感器. JSJW-10 JZW-24 电压互感器 第第5章章 电抗器、电力电容器电抗器、电力电容器 电抗器 电抗器是依靠线圈的感抗作用来阻碍电流变 化的电器，在电路中主要用作限流、稳流、 无功补偿、移相等。 电力电容器 电力电
34、容器主要用于电力系统和电工设备。任 意两块金属导体，中间用绝缘介质隔开，就 可以构成一个电容器。 电抗器 电抗器的分类和作用 按相数分：单相和三相电抗器 按冷却装置种类分：干式和油浸电抗 器 按结构特征分：空心式电抗器、铁心 式电抗器 按安装地点分：户内型和户外型电抗 器 按用途分： 1)并联电抗器:一般接在超高压输电线 的末端和地之间，起无功补偿作用。 2）限流电抗器:串联于电力电路中， 以限制短路电流的数值 电抗器常用的符号 LKGK（L）系列干式空心滤波电抗器电抗器 3）滤波电抗器:在滤波器中与 电容器串联或并联用来限制电 网中的高次谐波。 4）消弧电抗器:又称消弧线 圈，接在三相变压器
35、的中性 点和地之间，用以在三相电 网的一相接地时供给电感性 电流，补偿流过中性点的电 容性电流，使电弧不易持续 起燃，从而消除由于电弧多 次重燃引起的过电压。 消弧线圈 电抗器 阻波器 5）通信电抗器:又称阻波器， 串联在兼作通信线路用的输电 线路中，用来阻挡载波信号， 使之进入接收设备，以完成通 信的作用 6）电炉电抗器:和电炉变压 器串联，用来限制变压器的 短路电流 中频电炉用电抗器 7）起动电抗器:和电动机串联， 用来限制电动机的起动电流。 电抗器 QKSG起动电抗器 电力电容器 一、电力电容器的种类和作用 电力电容器主要用于电力系统和电工设备。任意两块金 属导体，中间用绝缘介质隔开，就
36、可以构成一个电容器。 电容器电容的大小，由其几何尺寸和两极板间绝缘介质的 特性来决定。当电容器在交流电压下使用时，常以其无功 功率表示电容器的容量，单位为乏或千乏。 并联电容器：又称为移相电容器。主要用来补偿电力系统 感性负载的无功功率，以提高系统的功率因数，改善电能 质量，降低线路损耗；还可以直接与异步电机的定子绕组 并联，构成自激运行的异步发电装置。 串联电容器：又叫做纵向补偿电容器，串联于工频高压 输、配电线路中，主要用来补偿线路的感抗，提高线路末 端电压水平，提高系统的动、静态稳定性，改善线路的电 压质量，增长输电距离和增大电力输送能力。 电力电容器 耦合电容器：主要用于高压及超高压输
37、电线路的载波通 信系统，同时也可作为测量、控制、保护装置中的部件。 均压电容器：又叫断路器电容器，一般并联于断路器的 断口上，使各断口间的电压在开断时分布均匀。 脉冲电容器：主要起贮能作用，用作冲击电压发生器、 冲击电流发生器、断路器试验用振荡回路等基本贮能元件。 电力电容器 二、电力电容器的无功补偿二、电力电容器的无功补偿 补偿容量的配置原则： 全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡 无功补偿的原理 在交流电路中，由电源供给负载的电功率有两种； 一种是有功功率，一种是无功功率。 有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率， 也就是将电能转换为其他形式能量（机械能、光 能、热能）的电功率。 无
38、功功率比较抽象，它用于电路内电场与磁场 的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场 的电功率。它不对外作功，而是转变为其他形 式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建 立磁场，就要消耗无功功率。 无功补偿的基本原理是：把具有容性功率负荷 的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能 量在两种负荷之间相互交换。这样，感性负荷 所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功 率补偿。 电力电容器 第第6章章 母线、绝缘子、电力电缆母线、绝缘子、电力电缆 一、母线：在发电厂和变电站的各级电 压配电装置中，将发电机、变压器等大型 电气设备与各种电器装置连接的导体。 母线的作用：汇集、分配和传送电能 母线包括：一次
39、设备部分的主母线和设 备连接线、站用电部分的交流母线、直流 系统的直流母线、二次部分的小母线等。 矩形母线 圆形母线 母线 二、电力电缆 电力电缆同架空线路一样, 也是输送和分配电能的一种电 力线路。 电力电缆与架空线路相比有许多优点: 1) 供电可靠。不受外界的影响, 不会像架空线那样, 因 雷击、风害、挂冰、风筝和鸟害等造成断线、短路或接地 等故障。机械碰撞的机会也较少。 2) 不占地面和空间。一般的电力电缆都是地下敷设, 不 受路面建筑物的影响, 适合城市与工厂使用。 3) 地下敷设, 有利人身安全。 4) 不使用电杆, 节约木材、钢材、水泥。同时使城市市 容整齐美观, 交通方便。 5)
40、 运行维护简单, 节省线路维护费用。 由于电力电缆有以上优点, 因此得到越来越多的地方使用。 不过电力电缆的价格贵, 线路分支难, 故障点较难发现, 不便及时处理事故, 电缆接头工艺较复杂 三、绝缘子 一、绝缘子的作用和分类 作用：支持和固定裸载流导体，并使裸载流导体与地 绝缘，或使装置中处于不同电位的载流导体之间绝缘。 分类： 1.按额定电压分 高压绝缘子（用于1000V以上的装置中） 低压绝缘子（用于1000V及以下的装置中） 2.按安装地点分 户内式：绝缘子安装在户内，绝缘子表面无伞裙。 户外式：绝缘子安装在户外，绝缘子表面有较多和较 大的伞裙，以增长沿面放电距离，并能在雨天阻断水流，
41、使其能在恶劣的气候环境中可靠的工作。 3. 按结构形式分 支柱式、套管式及盘形悬式 高压线路盘形悬式瓷绝缘子绝缘子（普通型） 高压线路横担绝缘子绝缘子 高压线路蝶式瓷绝缘子绝缘子 第第7章章 电气主接线 一、电气主接线概述一、电气主接线概述 电气电气主系统与电气主接线图主系统与电气主接线图 电气电气主接线中的电气设备和主接线方式主接线中的电气设备和主接线方式 二、电气主接线的基本要求二、电气主接线的基本要求 三、对变电所电气主接线的具体三、对变电所电气主接线的具体要求要求 电气主系统与电气主接线图 1. 电气主系统电气主系统 电气主接线是由多种电气设备通过连接线，按其功能 要求组成的接受和分配
42、电能的电路，也称电气一次接线或 电气主系统。 2. 电气主接线图电气主接线图 用规定的设备文字和图形符号将各电气设备，按连接 顺序排列，详细表示电气设备的组成和连接关系的接线图， 称为电气主接线图。 电气主接线图一般画成单线图电气主接线图一般画成单线图 。 电气主接线概述 电气主接线中的电气设备和主接线方式电气主接线中的电气设备和主接线方式 1. 电气主接线中的电气设备电气主接线中的电气设备 电气主接线中的主要电气设备包括：电力变压器、断 路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母 线、接地装置以及各种无功补偿装置等。 2. 主接线方式主接线方式 有汇流母线：有汇流母线：单母线接线和双
43、母线接线单母线接线和双母线接线 (1)单母线接线单母线接线:简单单母线接线、单母线分段接线、单母线带旁 路母线接线；单母线分段带旁路母线接线。 (2)双母线接线双母线接线:简单双母线接线、双母线带旁路母线接线、 双母线分段接线、一台半断路器接线。 无汇流母线：无汇流母线：内桥接线、外桥接线、单元接线和角形接线等。 电气主接线的基本要求电气主接线的基本要求 电气主接线的选择正确与否对电力系统的安全、经济运 行，对电力系统的稳定和调度的灵活性，以及对电气设备的 选择，配电装置的布置，继电保护及控制方式的拟定等都有 重大的影响。在选择电气主接线时，应满足下列基本要求。 1. 保证必要的供电可靠性和电
44、能的质量；保证必要的供电可靠性和电能的质量； 2. 具有一定的运行灵活性；具有一定的运行灵活性； 3. 操作应尽可能简单、方便；操作应尽可能简单、方便； 4. 应具有扩建的可能性；应具有扩建的可能性； 5. 技术上先进，经济上合理。技术上先进，经济上合理。 电气主接线的基本接线形式电气主接线的基本接线形式 一、单母线接线一、单母线接线 单母线分段接线单母线分段接线 单母线带旁路母线接线单母线带旁路母线接线 单母线分段带旁路母线接线单母线分段带旁路母线接线 二、双母线接线二、双母线接线 双母线接线双母线接线 双母线分段和带旁路母线的接线方式双母线分段和带旁路母线的接线方式 用母联断路器兼作旁路断
45、路器几种形式用母联断路器兼作旁路断路器几种形式 三、桥形接线三、桥形接线 单母线接线单母线接线 各电源和出线都接在各电源和出线都接在 同一条公共母线上。同一条公共母线上。 电源：电源：在发电厂是发在发电厂是发 电机或变压器电机或变压器 ；在变电；在变电 所是变压器或高压进线所是变压器或高压进线 回路。回路。 母线 断路器 母线 隔离 开关 线路 隔离 开关 1.主母线的作用主母线的作用 汇集和分配电能的作用 2.开关电器的配置开关电器的配置 (1)每一回路都配置一台断路器； (2)隔离开关配置在断路器的两侧，以使断路器检修时能 形成隔离电源的明显断口。靠近母线一侧的隔离开关 叫母线隔离开关；靠
46、近线路一侧的隔离开关叫线路 隔离开关。 3.操作程序操作程序 送电送电操作操作:QSBQSLQF 停电操作停电操作:QF QSLQSB 注意：严禁带负荷拉刀闸注意：严禁带负荷拉刀闸 单母线接线单母线接线特点特点 1. 单母线接线的优点单母线接线的优点 简单、清晰、设备少、投资小、运行操作方便，有利于扩 建和采用成套配电装置。 2. 单母线接线的主要缺点单母线接线的主要缺点 母线或母线隔离开关检修时，连接在母线上的所有回路都 将停止工作；当母线或母线隔离开关上发生短路故障或断路器 靠母线侧绝缘套管损坏时，所有断路器都将自动断开，造成全 部停电；检修任一电源或出线断路器时，该回路必须停电。 3.
47、单母线接线对出线的要求单母线接线对出线的要求 单母线接线方式，10kV出线一般不超过5回，35出线不超 过5回，110220出线不超过2回。 单母线分段接线单母线分段接线接线图接线图 出线回路数增多时，可用断 路器或隔离开关将母线分段， 成为单母线分段接线，如图所示。 根据电源的数目和功率，母线可 分为23段。 分段 断路 器 单母线分段接线单母线分段接线特点特点 1. 单母线分段接线的优点单母线分段接线的优点 该接线方式由双电源供电，故供电可靠性高，同时具有 接线简单、操作方便、投资少等优点。当一段母线发生故障 时，分段断路器或隔离开关将故障切除，保证正常母线不间 断供电，不致使重要的用户停
48、电，提高了供电的可靠性。 2. 单母线分段接线的缺点单母线分段接线的缺点 当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，必须断开接 在该分段上的全部电源和出线，这样就减少了系统的发电 量，并使该段单回路供电的用户停电；任一出线断路器检修 时，该回路必须停止工作。 双母线不分段接线双母线不分段接线 1. 双母线接线简述双母线接线简述 两组母线，一组为工作母线，一组为备用母线。每一电 源和每一出线都经一台断路器和两组隔离开关分别与两组母 线相连，任一组母线都可以作为工作母线或备用母线。两组 母线之间通过母线联络断路器（简称母联断路器）连接。 2.双母线的运行方式：双母线的运行方式： (1)一组母线工作、一
49、组母线备用的运行方式。 (2)两组母线同时运行的方式 1QF nQF 电源I电源II QFj QSjII QSjI 1QSIInQSII L1Ln I II 1QSInQSI 1QSLnQSL 1QS1QS2QS2QS QFI QFII 3.双母线接线的优点：双母线接线的优点： (1)(1)可轮流检修母线而不影响正常供电可轮流检修母线而不影响正常供电 (2)(2)检修任一母线侧隔离开关时，只影响该回路供电检修任一母线侧隔离开关时，只影响该回路供电 (3)(3)工作母线发生故障后，所有回路短时停电并能迅速恢复供电工作母线发生故障后，所有回路短时停电并能迅速恢复供电 (4)(4)可利用母联断路器替
50、代引出线断路器工作可利用母联断路器替代引出线断路器工作 (5)(5)运行方式灵活，便于扩建运行方式灵活，便于扩建 双母线带旁母接线双母线带旁母接线 桥形接线桥形接线概述概述 当只有两台主变压器和两条电源进线线路时，可以采用 如图所示的接线方式。这种接线称为桥式接线，可看作 是单母线分段接线的变形，即去掉线路侧断路器或主变压器 侧断路器后的接线，也可看作是变压器线路单元接线的变 形，即在两组变压器线路单元接线的升压侧增加一横向联 接桥臂后的接线。 桥式接线的桥臂由断路器及其两侧隔离开关组成，正常 运行时处于接通状态。根据桥臂的位置又可分为内桥接线、 外桥接线和双断路器桥形接线三种形式。 桥形接线
