变电站设计项目设计方案

变电站设计项目

第1章电力系统及变电站概述

1.1电力系统概述

随着社会、经济和科学的发展，电能被越来越广泛的应用于工农也生产以及人民的日常生活中。电能可以方便的转化为其它形式的能源，并且电能的分配和输送易于实现，可以输送到需要它的工作场合和生活场合。

为了安全、经济地发供电，满足国民经济和人民生活的需要，由发电机、变压器、输配电线路和电力用户的电器装置连接而成的整体，它完成了发电、输电、变电、配电、用电的任务，这就是电力系统。电力系统加上热力发电厂中的热能动力装置、热能用户和水电厂的水能动力装置，也就是加上锅炉、汽轮机、水库、水轮机以及原子能发电厂的反应堆等，称为动力系统。电力系统中各种电压的变电站及输配电线路组成的统一体，称为电力网。

1.2 变电站概述

变电站是汇集电源、升降电压和分配电力的场所，是发电厂和用户联系的中间环节。变电站按照其升降电压的不同分为升压变电站和降压变电站两大类。升压变电站是为了减少电能在运输过程中的损耗，将发电厂发出的电升压后输送到远方，这种变电站通常与发电厂联系在一起；降压变电站与负荷中心比较靠近，将高压电通过变压器转变为适合的低压电。

总的来说变电站的总体布置合理，便于设备的操作、搬运、检修和巡视，当然也要便于未来的扩建性。

根据负荷允许停电程度的不同，可以将负荷分为三个等级，也就是一级负荷、二级负荷和三级负荷。等级不同，对电力系统供电可靠性与稳定性的要求也不同。

一级负荷是指将造成人身伤亡或引起对周围环境严重污染对工业将造成经济的巨大损失，如重要的大型的设备损坏，重要产品或用重要原料生产的产品大量报废，还可能引起社会秩序混乱或严重的政治影响；二级负荷是指回造成较大的经济损失，产品大量报废或减产，还可能引起社会秩序的混乱或较严重的政治影响；三级负荷指造成的损失不大或者直接的经济损失。负荷的等级不同，对供电的要求也不同。对于一级负荷，必须有两个独立电源供电，且任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不间断供电；对二级负荷，一般要有两个独立电源供

电，且一个电源失去后，能保证全部或大部分二级负荷供电；对于三级负荷一般只需要一个电源供电。

1.3 变电站的分类

1.3.1按照变电站在电力系统中的地位和作用

（1）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，供电围广。

（2）地区一次变电站

地区一次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。

地区一次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。

（3）地区二次变电站

地区二次变电站由地区一次变电站受电，直接向本地区负荷供电，供电围小，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。

（4）终端变电站

终端变电站在输电线路终端，接近负荷点，经降压后直接向用户供电，全站停电后，只是终端用户停电。

1.3.2按照变电站安装位置

（1）室外变电站

室外变电站除控制、直流电源等设备放在室外，变压器、断路器、隔离开关等主要设备均布置在室外。这种变电站建筑面积小，建设费用低，电压较高的变电站一般采用室外布置。

（2）室变电站

室变电站的主要设备均放在室，减少了总占地面积，但建筑费用较高，适宜市区居民密集地区，或位于海岸、盐湖、化工厂及其他空气污秽等级较高的地区。

（3）地下变电站

在人口和工业高度集中的大城市，由于城市用电量大，建筑物密集，将变电站设置在城市大建筑物、道路、公园的地下，可以减少占地，尤其随着城市电网改造的发展，位于城区的变电站乃至大型枢纽变电站将更多的采取地下变电站。这种变电站多数为无人值班变电站。

（4）箱式变电站

箱式变电站又称预装式变电站，是将变压器、高压开关、低压电器设备及其相互的连接和辅助设备紧凑组合，按主接线和元器件不同，以一定方式集中布置在一个或几个密闭的箱壳。

箱式变电站是由工厂设计和制造的，结构紧凑、占地少、可靠性高、安装方便，现在广泛应用于居民小区和公园等场所。箱式变电站一般容量不大，电压等级一般为3kv～35kv，随着电网的发展和要求的提高，电压围不断扩大，现已经制造出了132kv的箱式变电站。

箱式变电站按照装设位置的不同又可分为户外和户两种类型。

（5）移动变电站

将变电设备安装在车辆上，以供临时或短期用电场所的需要。

1.3.3按照值班方式

（1）有人值班变电站

大容量、重要的变电站大都采用有人值班变电站。

（2）无人值班变电站

无人值班变电站的测量监视与控制操作都由调度中心进行遥测遥控，变电站不设值班人员。

1.3.4根据变压器的使用功能

（1）升压变电站

升压变电站是把低电压变为高电压的变电站，例如在发电厂需要将发电机出口电压升高至系统电压，就是升压变电站。

（2）降压变电站

与升压变电站相反，是把高电压变为低电压的变电站，在电力系统中，大多数的变电站是降压变电站。

1.4变电站主要设备组成

发电厂和变电站中安装的各种电气设备，其主要任务是启停机组、调整负荷、切换设备和线路、监视主要设备的运行状态、发生异常故障时及时处理等。根据电气设备的作用不同，可将电气设备分为一次设备和二次设备。

1．一次设备：通常把生产、变换、输送、分配和使用电能的设备称为一次设备。

主要包括：生产和转换电能的设备，如发电机等；接通或断开电路的开关设备，如断路器、隔离开关、负荷开关，熔断器、接触器等；限制故障电流和防御过电压的保护电器，如电抗器和避雷器等；载流导体，如裸导线和电缆等；接地装置。

2．二次设备：把对一次设备和系统的运行进行测量、控制、监视、和保护的设备称为二次设备。

主要包括：仪用互感器，如电压互感器和电流互感器；测量表计，如电压表、电流表、功率表和电能表等；继电保护及自动装置；直流电源设备；操作电器、信号设备及控制电缆。

1.4.1变压器

电力变压器是发电厂变电站中的重要元件之一。主变压器是变换电压的主要设备，一般可分为降压变压器和升压变压器。变压器由单相变压器和三相变压器。在运输等条件允许的情况下一般使用经济上有利的三相变压器，单相变压器仅在高电压、大容量的500KV变电站等由于受到搬运上的限制而被采用。

1.4.2输电线和开关设备

在变电站汇集着许多集中和分配电力的输配电线，与主变压器一起接在母线上，在每一条线路的引出口除装设断路器和隔离开关。断路器通常用于电路的送出、停止或切换，当输、配电设备发生事故时则用来自动切断。

隔离开关用于输、配电线路时，变压器和断路器等进行保护，检修时把他们从回路中断开，有时用来切换母线环。

1.4.3控制装置与互感器

控制装置是变电站的中枢神经，通过它值班员监视设备的运行状态，根据需要进行设备的操作以及联合互感器进行电压、电流和功率的测量。

互感器主要测量于仪器：将高电压、大电流转换成低电压、小电流进行测量。

1.4.4避雷器