变电站电气设备课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2015/1/7,#,变电站,电 气 设 备,1,第,1,章,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,2,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,基本概念,3,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。,4,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,5,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。,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,6,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,7,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,8,变电站的电气设备及运行,电气设备,的额定参数,一、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,100,1000,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。,9,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,伏为,低压,10,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,。,11,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,12,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,13,某220kV变电站,SFSZ9-220/120000,主变压器 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，利用电磁感应的原理来改变交流电压，升压变压器将低电压变换成能远距离输送的高电压，降压变压器将高电压变换成各级用户所需的低电压。,变压器瓷套管,硬母线,14,220kV,母线 型号,LGJ-300/20,电气符号：WB,母线将各个电气间隔共同连接，其作用是汇集、分配和传送电能，使停送电操作灵活，并可方便母线上所连接的各个电气设备检修与投运。,220kv,母线,龙门架,15,220kV,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。,操作机构箱,灭弧室,16,220kV,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。,支柱绝缘子,隔离开关静触头,隔离开关动触头,三相,联动杆,17,220kV,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。,支柱绝缘子,18,110kV,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。,19,220kV,氧化锌避雷器 型号,Y10W-200/520,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，使在正常工作电压时流过避雷器的电流极小（微安或毫安级）；当过电压作用时，电阻急剧下降，泄放过电压的能量，达到保护的效果。,均压环,避雷器本体,20,10kV,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。,集合式电容器,21,电抗器,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，图中所示的是母线串联电抗器，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。,电抗器,B,相,油浸式电抗器,22,220kV,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,高频电流信号,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。,23,220kV,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,Z,c=1/2f 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。,220kV,结合滤波器 型号,JL-400-5-B8Z,高频成套设备的组成之一。与耦合电容器配合使高压强电与高频设备进一步隔离，并抑制其它频率信号的干扰，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，以利于高频信号的传输。,耦合电容器,结合滤波器,24,220kV,母线电压互感器 型号,JDCF-220W2,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。,25,第,2,章,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。,26,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,27,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,28,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,29,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,30,2.2,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。,31,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补偿。,消弧线圈为可调电感线圈,电感电流,I,L,流过接地点，其总接电流,I,地,=I,L,I,C,调线圈匝数，,使,I,地,=0,I,L,与,I,C,方向相反,I,L,起到抵消,I,C,的作用。,32,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,I,L,=,I,c,，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,33,2.3,中性点直接接地系统,工 作 原 理,随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。,34,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，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,;,35,2.4,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。,36,应用范围,110kv,及以上,直接接地,2060kv I10A,中性点经消弧线圈,310kv I30A,中性点经消弧线圈,1kv,及以下,直接接地,37,第,3,章,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,38,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。,39,3.1,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，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。,40,二、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。,41,三、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）。,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。,42,四、,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除，确保电网中无故障部分的正常运行（,断开短路电流,）。,43,（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,44,（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（,SF,6,）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,45,1.,六氟化硫断路器,46,1,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,SF,6,断路器灭弧室结构和工作示意图,1,静触头；,2,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,SF,6,断路器,47,六氟化硫气体的,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,48,2.,真空断路器,ZN28A-12,户内交流高压真空断路器,ZN12B,型,35kV,户内真空断路器,49,50,常 用 的 真 空 灭 弧 室,陶瓷灭弧室,玻璃灭弧室,真空灭弧室由动静触头、屏蔽罩、波纹管、玻壳,(,玻璃、陶瓷或树脂材料制成的外壳,),等,组成,51,52,真空断路器的特点是,动作快、操作噪音小、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,。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,53,3.,油断路器,油断路器分为,多油断路器,和,少油断路器,两种,SW6-110,少油断路器,54,铝帽,下接线端子,上接线端子,SN10-10,型高压少油断路器,绝缘筒,基座,主轴,框架,油标,断路弹簧,55,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,56,五、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。,57,（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。,58,59,GN210,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,60,六、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）。,61,第,4,章 互感器,电流互感器,电压互感器,62,一、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,/,）,63,二、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。,64,A,V,V,A,N,1,N,1,N,2,N,2,TA,TV,电压互感器,电流互感器,65,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。,66,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,67,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。,68,电流互感器,69,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,(,P,T),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,.,70,JSJW-10,JZW-24,电压互感器,71,第,5,章,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。,72,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,73,LKGK,（,L,）系列干式空心滤波,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,74,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,75,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。,76,电力电容器,耦合电容器,：主要用于高压及超高压输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。,77,电力电容器,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。,78,无功功率,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,79,第,6,章,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。,80,矩形母线,圆形母线,母线,81,二、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),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,82,三、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，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,83,高压线路盘形悬式瓷,绝缘子,（普通型,）,高压,线路横担,绝缘子,高压线路蝶式,瓷,绝缘子,84,第,7,章,电气主接线,一、电气主接线概述,电气,主系统与电气主接线图,电气,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,三、对变电所电气主接线的具体,要求,85,电气主系统与电气主接线图,1.,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,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 。,电气主接线概述,86,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,有汇流母线：,单母线接线和双母线接线,(1),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,:,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：,内桥接线、外桥接线、单元接线和角形接线等。,87,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能的质量；,2.,具有一定的运行灵活性；,3.,操作应尽可能简单、方便；,4.,应具有扩建的可能性；,5.,技术上先进，经济上合理。,88,电气主接线的基本接线形式,一、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,二、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,用母联断路器兼作旁路断路器几种形式,三、桥形接线,89,单母线接线,各电源和出线都接在同一条公共母线上。,电源：,在发电厂是发电机或变压器 ；在变电所是变压器或高压进线回路。,母线,断路器,母线隔离开关,线路隔离开关,90,1.,主母线的作用,汇集和分配电能的作用,2.,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；靠近线路一侧的隔离开关叫线路,隔离开关。,3.,操作程序,送电,操作,:,QS,B,QS,L,QF,停电操作,:,QF QS,L,QS,B,注意：严禁带负荷拉刀闸,91,单母线接线,特点,1.,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,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.,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，,110,220,出线不超过,2,回。,92,单母线分段接线,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,2,3,段。,分段断路器,93,单母线分段接线,特点,1.,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电，提高了供电的可靠性。,2.,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。,94,双母线不分段接线,1.,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：,(1),一组母线工作、一组母线备用的运行方式。,(2),两组母线同时运行的方式,95,3.,双母线接线的优点：,(1),可轮流检修母线而不影响正常供电,(2),检修任一母线侧隔离开关时，只影响该回路供电,(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,(4),可利用母联断路器替代引出线断路器工作,(5),运行方式灵活，便于扩建,96,双母线带旁母接线,97,桥形接线,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。,98,桥形接线,接线图,99,第,7,章 配电装置,一,、配电装置概述,二、屋内配电装置,三,、屋外配电装置,四、成套配电装置,100,配电装置概述,一、,配电装置的定义,配电装置是发电厂和变电所的重要组成部分。它按主接线的要求，由开关电器、保护和测量电器、载流导体及必要的辅助设备,(,包括安装布置电气设备的构架、基础、房屋和通道等,),组成，用来接受和分配电能，是一种电工建筑物。,二、,配电装置设计基本要求,1,）安全可靠（运行、检修人员安全）；,2,）设备布置清晰，便记忆，便于运行、检修（,误操作少,）；,3,）防震、防污；,4,）易于扩建；,5,）经济（投资省、占地少）。,101,配电装置按电气设备安装地点的不同，可分为屋内和屋外配电装置。,按组装方式可分为装配式和成套式配电装置。电气设备在现场组装的称为装配式配电装置；在制造厂预先将开关电器、互感器等安装成套，然后运至安装地点的，称为成套式配电装置。,配电装置概述,102,屋,内配电装置,一、特点,占地小，方便运行操作、维护、巡视，不受外界影响，房屋投资大。,（,35KV,及以下一般宜屋内；污秽地区,110KV,也可屋内，严重污秽地区,220KV,也可屋内）,二、分类,按布置形式分,表达图有,103,屋,外配电装置,一、特点,土建量小、费用小、时间短；,便于扩建；,占地大；,受外界影响大、运行条件差。,二、屋外配电装置设备的布置原则,按母线高度布置分,104,成套,配电装置,一、定义,将各种典型支路的开关电器、电流互感器或一组母线所需要接入的电压互感器、避雷器安装在全封闭或半封闭的金属柜中。,二,、分类,1,低压配电屏,PGL,系列低压配电屏结构示意图,1,母线及绝缘框；,2,闸刀开关；,3,低压断路器；,4,电流互感器；,5,电缆头；,6,继电器,低压配电屏（柜）：电压等级为,380/220V,，主要用作发电厂低压厂用配电屏。我国目前生产地主要有固定式,PGL,型和金属封闭抽出式,GCK,型,105,第,8,章,操作电源,变电站的操作电源，是作为继电保护及自动装置、信号设置，控制及调节设备的工作电源及断路器的跳、合闸电源。变电站主要采用直流操作电源。,106,概 述,一、操作电源的基本要求,(1),保证供电的可靠性，最好装设独立的直流操作电源，如蓄电池操作电源，以免交流系统故障时，影响操作电源的正常供电。,(2),具有足够的容量，能满足各种工况的对功率的要求。,(3),具有良好的供电质量。正常运行时，操作电源母线电压波动范围小于正负,5%,额定值；事故时母线电压不低于,90%,额定值；失去浮充电源后，在最大负载下的直流电压不低于,80%,额定值；,(4),波纹系数小于,5%,。,(5),使用寿命、维护工作量、设备投资、布置面积合理,。,107,操作电源,二、操作电源的分类,按电源性质,交流操作电源,直流操作电源,独立操作电源,非独立操作电源,蓄电池直流电源,电源变换式直流电源,复式整流直流电源,硅整流电容储能直流电源,按电压等级,220V,110V,48V,24V,用于强电回路,用于弱电回路,108,谢谢各位！,Thank You !,109,