1、变电站的主要一次设备

注氮管
排油管（下端与 事故油池连通）
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10~20V，电流大于80~100mA，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。
芯式变压器铁芯结构（三相三主柱带两旁柱）
油箱及底座
散热器
出线套管
储油柜
按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
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。 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。
GIS是一种采用SF6气体作为灭弧和绝缘介 质，将断路器、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。
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。
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。
《火力发电厂与变电站设计防火规范》规
定：单台容量为125MV 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。
管道
氮气瓶 喷头 储液罐 （动力源）
注氮管
排油管（下端与 事故油池连通） 消防柜
消防柜（内布 置有氮气瓶）
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。
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。
1.13 气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）
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。
操作平台 操动机构
灭弧室
接线端子 支持瓷瓶
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
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。
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。
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。
操动机构
动触头 支持瓷瓶
静触头
三接地
水平伸缩
双静触头
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0.5～110kV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。
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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。
1.11 并联电抗器 并联电抗器与电力系统并联，用以抵消系
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。
主变压器
隔离开关 避雷器
电压互感器 母线（支持式管母、 悬吊式管母、软母） 电流互感器 断路器
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。
泄漏电流在 线监测仪
支持瓷瓶（内装 氧化锌阀片）
均压环
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。
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
1.2.1 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
油浸式电压互感器目前已很少使用。
1 油压计 2 膨胀膜 3 电容单元 4 绝缘油 5 瓷绝缘子 6 密封件 7 外壳 8 低压端子箱/中性(N)和高频(HF)端子 9 串联电感 10 中压互感器 11 铁磁谐振效应阴尼电路
注释 耦合电容只包括 1 至 6 项。它安装在 钢基座上。HF 和 N 型位于基座之下。
50%以下），简化附件、简化进出线设备。
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 配置75t吊车，变压器的整体组装工作将
15×30m的无尘净化、防尘空调临时厂房，
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：
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。
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。
现场组装式变压器最重件可限制在 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 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
1.15 小结
变电站一次主要设备包括：
1、主变压器 3、隔离开关 5、电压互感器 7、限流电抗器 9、户内成套开关柜 11、并联电抗器 14、HGIS 2、断路器 4、电流互感器 6、避雷器 8、母线 10、并联电容器组 12、站用变压器
13、气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）