变电站功能和设备类型结构及作用

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地区中间变电站
地区中间变电站位于地区网络的枢纽点，是与输电主网 相连的地区受电端变电站，任务是直接从主网受电，向 本供电区域供电。全站停电后，可引起地区电网瓦解， 影响整个区域供电。电压等级一般采用220kV或330kV 地区中间变电站主变压器容量较大，出线回路数较多， 对供电的可靠性要求也比较高。
变电站功能 设备类型、结构及作用
2018.1.18
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电力系统是动力系统的一部分，把动力 系统中的热力、水力部分剥离，余下的 部分就是电力系统。因此，电力系统包 括发电设备，输变电一次设备、二次设 备，调度通信自动化设备和用电设备。 电力系统的作用是把发电厂生产的电能 通过升压变电站、高压（超高压、特高 压）输电线路、降压变电站及中低压输 配电设备输送到用电客户。
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高压隔离开关
隔离开关 动触头 隔离开关 静触头
支柱绝 缘子
A\B\C 三相联动杆
220kV隔离开关 型号 GW23A-252DW 电气符号：QS 造成明显断开点，为设备检修创造可靠条件。无灭弧装置，所以不能开 断负荷电流和故障电流。
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隔离开关的分类
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隔离开关的分类-按有无接地闸刀可分为
电压互感器是利用电磁感应原理工作的，类似于一 台降压变压器 互感器的高压绕组与被测电路并联，低压绕组与测 量仪表电压线圈并联 由于电压线圈内阻抗很大，电压互感器运行时，相 当于一台空载变压器 二次侧不能短路，否则绕组被烧毁
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220kV变电站220kV电压互感器
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220kV变电站220kV电流互感器
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高压熔断器
熔断器是最简单和最早使用的一种保护电器，它串接在 电路中，当电路发生过负荷或发生短路时，过负荷电流 或短路电流流过熔体，熔体被迅速加热熔断，切断故障 电流，从而保护了电路中其它电气设备 熔断器的工作原理是：熔断器串联接入被保护电路中， 当电路发生过负荷或短路，电流增大时，熔体温度上升 超过熔点而熔断并迅速熄灭电弧，切断电路
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电力系统
电网是电力系统的一部分，除去电力系统中的发电机和用 电设备余下的就是电网。所以电网只包括变电站和各种不 同电压等级的输电线路。 根据电压等级的高低，电网可分为低压、高压、超高压及 特高压电网。通常把1kV以下的电网称为低压电网，1～ 220kV的电网称为高压电网，330～750kV称为超高压电网， 750kV以上称为特高压电网。
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变电站的作用及分类
变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换电压和 分配电能的作用。
1、作用 • 升压站 • 降压站 • 开关站(换 2、地位 • 枢纽变 3、等级 • • • • • • 1000KV 750KV 500KV 330KV 220KV 110KV 等
• 中间变
耦合电容器组
220kV耦合电容器 型号 WCC220-5H 高频成套设备的组成之一。利用 电容元件Zc=1/2πf c的通高频、 阻工频特性，使强电和弱电通过 电容器耦合并隔离，提供高频信 号通路，阻止工频电流进入弱电 系统，保证人身安全。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使用。
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电流互感器（TA）
支柱绝 缘子
220kV电流互感器 型号 LB6-220 电气符号：TA 电流互感器起到变流和电气隔离作用。便于二次仪表测量需要转换 为比较统一的电流。它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设 备获取电气一次回路电流信息的传感器，将高电流按比例转换成低 电流。 Page 46
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变压器
变压器瓷 套管 硬母线
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变压器
N代表中性 点 黄绿红代 表A、B、C 三相
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220kV变电站主变
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母线
母线的作用
母线(也称汇流排)是汇集和分配电 流的裸导体，指发电机、变压器和 配电装置等大电流回路的导体，也 泛指用于各种电气设备连接的导线
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开关站
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系统枢纽变电站
枢纽变电站位于电力系统的枢纽点，它的电压是系统最 高输电电压，目前电压等级有220kV、330kV(仅西北电 网)和500kV，枢纽变电站连成环网，全站停电后，将引 起系统解列，甚至整个系统瘫痪，因此对枢纽变电站的 可靠性要求较高 枢纽变电站主变压器容量大，供电范围广
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220kV双母线接线
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220kV 母线
龙门 架
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220kV变电站220kV母线
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高压断路器
高压断路器的作用
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除，确保电网 中无故障部分的正常运行（断开短路电流）
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220kV变电站高压绝缘子
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并联电容器
并联电容器的作用
（1）提高供用电系统及负荷的功率因数； （2）改善电压质量； （3）降低电网的功率损耗； （4）提高设备供电能力； （5）减少设备容量并节省投资
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集合式 电容器
10kV电容器成套装置 电容器型号 BAMH2 12/√3-6000-1*3W 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，以提高功率因 数，改善电压质量，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。 Page 55
电流互感器工作原理
电流互感器是按电磁感应原理工作的，其结果与普通 变压器相似 它的一次绕组匝数很少，串联在电路里，其电流的大 小取决于线路的负载电流，由于接在二次侧的电流线 圈的阻抗很小，所以电流互感器正常运行时，相当于 一台短路运行的变压器 利用一、二次绕组不同的匝数比
就可以将系统的大电流变为小电流来测量
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地区终端变电站
地区终端变电站由地区中间变电站受电，直接向本地区 负荷供电，供电范围小，主变压器容量与台数根据电力 负荷而定。全站停电后，只有本地区中断供电

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超高压远距 离输电网 变电站A：枢纽 500kV 220kV
区域电力网 变电站C：地方 110kV
地方电力网
变电站D：终端 10 kV
3．分、合小电流：隔离开关没有灭弧装置，因此仅 能用来分、合只有电压没有负荷电流的电路。 否则在隔离开关的触头间形成强大电弧，危及设备 和人身安全，造成重大事故。 一般只能在断路器已将电路断开的情况下，才能接 通断开。但隔离开关也具有一定的分、合小电流的 能力。
如：能用来分、合电压互感器、避雷器或分、合变 压器的接地中性点；分、合励磁电流不超过2A的空 载变压器；关合电容电流不超过5A的空载线路等。
110 kV
变电站B： 中间
35kV
35kV ~ 水力发电厂 ~ 火力发电厂
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变电站电气设备
电气设备可根据它们在电力生产中不同的作用分成一次设备和二次设备。
一次设备是指直接参加发、输、配电能的系统中使用的电气设备，如发电 机、变压器、电力电缆、输电线、断路器、隔离开关、电流互感器、电压 互感器、避雷器等 由这些设备连接在一起构成的电路，称之为一次接线或称主接线 二次设备是指对一次设备的工况进行监测、控制、调节、保护，为运行人 员提供工况或者生产指挥信号所需要的电气设备，如测量仪表、继电器、 控制及信号器具、自动装置等 这些设备，通常由电流互感器和电压互感器的二次绕组的出线以及直流回 路，按着一定的要求连接在一起构成的电路，称之为二次接线或二次回路
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变压器工作原理
变压器原边（初级）绕组 加交流电压后，流过原边 绕组的电流在铁芯中会产 生交变磁通，使原边和副 边（次级）绕组发生电磁 联系；根据电磁感应原理， 交变磁通穿过这两个绕组 就会感应出电动势，其大 小与绕组匝数成正比，绕 组匝数多的一侧电压高， 绕组匝数少的一侧电压低； 变压器起到变换电压的目 的。
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隔离开关的分类-带接地闸刀
接地刀闸
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隔离开关的分类-按每极支撑绝缘子数目分为
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隔离开关的分类-带接地的V型隔离开关
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220kV母线侧隔离合位
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220kV母线侧隔离分位
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110kV母线侧隔离合位
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110kV母线侧隔离分位
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电压互感器（TV）
110kV母线电压互感器 型号 JDCF-110W 电气符号：TV 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，供保护、 计量、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员隔离，并使二次设 备简单化。
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电压互感器工作原理
• 地区变 • 终端变
流站)
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升压站
升压站主要用于发电厂将发电机组发出的电能进行升 压到系统电压
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降压站
降压站主要用于电力输送环节，将高电压降为民用电压
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开关站
没有变压器的“变电站”叫做开关站，它只有一个电压 等级。它的结构类似于我们家里的小配电箱：电能通过 一个额定电流很大的总开关进来，然后经过很多小开关 分别输出到客厅、卧室、厨房等等，这些小开关的分/合 相互独立 一般来说开关站电压等级是10KV及其以上的，其作用 就是分配高、中压电能
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220kV变电站220kV隔离开关
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互感器
互感器是一种特殊的变压器 互感器分电压互感器和电流互感器两大类，它们是供电 系统中测量和保护用的重要设备
电压互感器是将系统的高电压改变为标准的低电压 (l00 或100/√3V)
电流互感器是将高压系统中的电流或低压系统中的大电 流改变为低压的标准小电流 (5A或lA)。
各种断路器
SF6断路器类型
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落地罐式断路器
SF6断路器类型
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220kV线路断路器及端子箱
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110kV线路断路器及端子箱
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220kV变电站220kV断路器
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高压隔离开关的主要作用
1．隔离电源：隔离开关断开点明显可见，隔离开关 的动触头和静触头断开后，两者之间的距离应大于 被击穿时所需的距离，以保证安全。 2．倒闸操作：运行、备用、检修时用来配合断路器 协同完成倒闸操作。如倒母线操作。
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高压断路器
灭弧室
操作机构箱
220kV高压断路器 型号 HPL-245E1 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，还可以 与继电保护与自动装置配合，快速切断短路电流。 Page 25
高压断路器的类型
户内高压断路器 按安装地点分 户外高压断路器 六氟化硫（SF6）断路器 按灭弧介质及 灭弧原理 真空断路器 油断路器
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220kV变电站10kV电容器组
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并联电抗器
并联电抗器是用来吸收电缆线路的充电容性无功的，可以 通过调整并联电抗器的数量来调整运行电压。
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高频阻波器
220kV高频阻波器 型号 XZK-1000-1.0/31.5-B5 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，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；阻止高频信号向分支线传送，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电流。
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变压器
变压器是一种静止的电气设备，属于一种旋转速度为零的电机。 电力变压器在工作时，可将电能由它的一次侧经电磁能量的转换 传输到二次侧。同时根据输配电的需要将电压升高或降低 按用途分：
升压变压器：使电力从低压升为高压，然后经输电线路向远方输 送；
降压变压器：使电力从高压降为低压，再由配电线路对近处或较 近处线路供电 按冷却介质和冷却方式分有： 油浸式变压器：冷却方式一般为自然冷却，风冷却，强迫风冷却 等； 干式变压器：绕组置于气体中（空气或六氟化硫气体），或是浇 注环氧树脂绝缘
多油断路器
少油断路器
压缩空气断路器等
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SF6断路器采用具有优良的灭弧能力和绝缘能力的 SF6气体作为 灭弧介质。 优点：具有开断能力强、动作快、体积小等优点。 缺点：金属消耗多，价格较贵。SF6气体泄露与空气作用生成有 毒的低氟化硫，危害人体健康。 用途： 110kV以上的高压系统。
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