变电站基础知识

继电保护装置
• 继电保护装置按照用 途可分为：线路保护、 母线保护、开关保护、 变压器保护。无论保 护哪种电气设备，都 是以快速断开断路器 切断故障电流保护电 气设备。 • 通常从保护装置动作 到断路器断开大约 20ms左右。
综合自动化
• 综合自动化 通过断路器、 刀闸的辅助接点的通或断 读取设备的分合状态，将 电流互感器二次侧、电压 互感器二次侧统统接入并 且数字化反馈到监控室后 台机和调度中心。需要操 作设备时，通过监控室后 台机操作，数字信号发送 至测控装置，由测控装置 向接通断路器和刀闸的控 制回路。并且部分报表数 据由监控室的后台机自动 生成。
变电站设备巡检内容
• 各充气设备的气压、充油设备的油压、油 位（有的充油设备没有油压只有油位，例 如变压器）运行设备的声音：有间歇性的 声音，有无部件松动的震动，避雷器的泄 漏电流；红外测温时各部件温度，隔离开 关动静触头接触点和各接头是最容易发热 的地方。
变电站设备巡检注意事项
• 最重要的就是注意人身安全，与带电设备 保持足够的安全距离，尤其是35kV及以下 电压等级的设备，设备与人体距离。其次 就是不要误碰运行中的设备，误碰设备会 造成人员责任事故。
五防操作内容
• • • • • • • 五防：防止带负荷拉合隔离开关 防止带电合接地刀闸（或装设接地线） 防止带接地线（接地刀闸在合位）送电 防止误拉合开关 防止误入带电间隔 五防一般是通过机械闭锁、电气闭锁、逻辑闭锁实现的 。 若要操作任何一个高压设备，均需要在五防屏（五防主机）模拟操作， 模拟操作结束后使用五防的电脑钥匙操作每一个设备。五防电脑钥匙 装有类似于读码器，每个设备有个独立的编码，模拟操作的过程和实 际操作不对应时将无法继续操作。五防逻辑在变电站投运前就已经写 入五防主机。 • 机械闭锁很好理解，最典型的就是刀闸和接地刀闸为同架构时相互间 有机械闭锁。 • 电气闭锁是指使用开关或者刀闸辅助接点通或断，控制被闭锁设备控 制回路的通或断。断路器不受其他任何设备闭锁。
阻波器
• 阻波器 纯电感电气设备，串联在输 电线路两端，阻止高频谐波进入站 内设备。配备高频保护的线路才会 有阻波器，随着光纤保护的普及， 母线只有在较老的变电站才能见到， 新投运的变电站的线路保护基本都 是光纤通讯。
比较容易混淆的设备
上图的电流互感器和左上的电压互感 器，左下的避雷器有个明显的区别， 设备上端的接线方式有区别。电流互 感器是串联在回路中的，两个接点电 流留过设备。而电压互感器和避雷器 只有一接点正常运行时电流很小很小 可以忽略不计。避雷器有个明显的特 征每一支避雷器都有一个在线监测仪， 检测仪上有些漏电流和动作次数。电 压互感器一定要有一个油箱。
设备接头发热的处理流程
• 1、需要看到底发热到多少度，规程规定高 于80℃就不合格，实际工作中除了绝对温 度外还有一个参考值，三相电流基本平衡， 三相温差大于10℃就不太正常了。 • 2、如果设备接头温度只有100多点，那上 报缺陷，由生技部做停电计划； • 3、如果设备接头都快300℃甚至都发红了， 拍张照片，汇报调度需要立即停电。
运行人员巡检时的巡检内容，以及 对巡检时间的要求
• 巡视目前分为全面巡视和正常巡视：正常巡视相 对于全面巡视内容少一些，正常巡视还分持卡巡 视和非持卡巡视：持卡巡视是每天或者每两天一 次（每个公司规定有区别）记录设备的油温、油 位、气压、油压……、等。非持卡巡视只是不用 记录，理论上也是需要每个设备都巡视到位。 全 面巡视还需要记录断路器动作次数等必须动作才 会有变化不会因为环境变化而变化的数值。 巡视 时间是每天的7点、10点、15点、21点，如果遇 到法定节假日还要增加节日特巡；雨雪天气、高 温严寒天气都要增加特巡；新设备投运，设备大 修后72小时内两小时一次巡视一次。
电抗器 站内低压用电 电容器 母线 阻波器 继电保护装置 综合自动化 故障录播器 直流系统
断路器（开关）
• 具有灭弧 装置，能 够快速断 开负荷电 流或故障 电流 。 • 在图中可 以明显看 到灭弧室 两端引线。
隔离开关（刀闸）
• 左图为35kV隔离开关，左 下图为220kV隔离开关，下 图为500kV隔离开关。 • 220kV和500KV隔离开关结 构基本相同，只有支持绝 缘瓷瓶高度和动静触头间 的距离不同。
变压器
• 需要远距离输送时为 了降低损耗，需要升 高电压；在用电地降 压至用电客户所需要 的电压。升压和降压 都需要变压器。依靠 电磁感应输出不同的 电压。
电流互感器（CT）
• 右侧图片为500kV电流 互感器，上端圆柱体 中充满SF6绝缘气体， 防止绕组对外壳放电。 中间略细圆柱体为复 合绝缘材料，最下端 有一SF6气体压力表， 用来监视内部气体压 力是否正常。
站内低压用电及直流系统
• 变电站本身也需要电能消耗的， 室内外照明、空调、办公设备 等正常用电，部分设备储能电 机用电，变压器冷却器用电， 均需要220V或380V交流电。 • 完全不能停用、对供电可靠性 要求非常高的回路都使用直流 电，例如断路器的控制回路， 要保证无论何时都要能工作， 保护装置的工作电源、事故照 明等。目前变电站设计直流蓄 电池组在全站失去交流电的情 况下能供给直流用电设备几小 时的电能。
变电站运行维护
• 变压器冷却器切换、消防工器具检查、安 全工器具检查、防汛工器具检查、蓄电池 检查、变压器高抗取油样检查、设备红外 测温、锁具维护检查、低压电器绝缘试 验…… ，总而言之很繁琐。
变电站运行维护工作如何评价
• 运行维护工作的好坏取决于设备健康水平， 一切运行维护都为了设备健康做工作 。
变电站接线方式
• 大致分为3/2接线、双母双分段接线、单母 线分段接线、单母线接线方式。
3/2接线
ห้องสมุดไป่ตู้
上图共有3串，其中最下方一串为完整串，其余两串 不完整串、随着变电站扩建逐步实现完整串接线。 3/2接线方式的特点是任何一个刀闸或开关或电流互 感器或母线故障，都不会影响对外供电。
双母双分段
从上图看出任何一个线路间隔若-1或-2刀闸出现故 障尚可倒母线运行，但是若其他设备故障只能停 电。
易发生缺陷的设备
• 一座新变电站投运时基本是零缺陷的，易发生缺 陷的设备： 1、纯国产设备例如：长清站和聊城站的隔离开 关（长清站220kV隔离开关已基本更换完毕，实 在没法用了，直流电阻过大容易发热，操作过程 中卡瑟，曾经出现过操作过程中零部件掉下来的 情况。）聊城站一组主变：全都是渗油问题。 2、运行10年以上的电气设备由于风吹日晒密封 部件老化也会产生渗漏。
电压互感器（PT、CVT）
• 右图是一支220kV电容式 电压互感器，简称CVT。 主要功能是将一次高电压 按照一定比率变为低电压。 • 上下两节瓷瓶中有两个串 联电容，进入方形油箱前 已经变为比较低的电压， 进入油箱后，由两个绕组 电磁感应获得所需要的电 压。 • 在PT中是没有电容的，高 电压直接通过绕组电磁感 应出低电压，绕组体积很 大，油箱也相应大很多。
变电站电压等级、规模大小各异， 运行维护工作内容是否完全一致
• 不同规模不同电压等级的变电站运行维护 内容大同小异，大规模高电压等级的变电 站由于对可靠性要求更高，维护的频率相 对比低电压等级的变电站高一些。低电压 等级变电站由于输送电能电压低，输送相 同功率的电能需要更大的电流，对于110kV 及以下电压等级的出线尤其是直供用电大 户的线路红外测温更多一些。
巡视判断设备异常的依据
• 气压、油压、有味、油温、油位、油渗漏、 噪音、温度；机器人红外测温已经比较成 熟，尤其是夜间没有阳光时干扰因素少。 不知道机器人对压力表有位计的读数识别 怎么样。噪音尤其是变压器运行时肯定会 发出声音，正常声音和异常声音的对比？
红外测温关注重点
• 电流比较大的设备；运行中的电抗器、电 容器，电抗器、电容器一旦投运即为满负 荷运行。
变电运行维护简介
输变电体系架构
• 由于考虑线损和输送能力的问题，目前输 变电主网架逐渐发展为已500kV及以上电压 等级的输电线路为主，跨地市的220kV线路 已不多见，前些天看新闻中国已经有27kV 变1000kV的升压变压器，也就是说电厂发 电机出口母线可以直接升压至1000kV进行 长距离输送。
变电站内调试机器人
• 员工去变电站调试变电巡检机器人，从人身安全和电网安 全角度考虑，室外可以考虑站前区（主控楼外非设备区的 地方），若需要去设备区调试电压等级越高的地方越安全， 只要需要调试的设备不超过人身高就是安全的（设备带电 部分基本都在上方）。所有锁住的护栏、遮拦不要翻越。 需要越过未锁的护栏或遮拦最好问一下运行人员是否可以 进入。 • 在室内调试设备的话，理论上讲除了监控室和通讯机房、 保护室、高压电气设备室、蓄电池室都是安全的，防止低 压触电（正常使用的220V电源），和运行人员协商，监 控室、会议室、接待室、站长室、值休室这类房间是最适 合工作的，仓库、安全工具室、走廊……这些地方基本没 有空调。
巡视过程中关注的设备与数据
• 气压、油压、油位、油温、线圈温度、断 路器动作次数、设备外壳内有无积水、呼 吸器内的硅胶是否受潮；冬季还要检查设 备的取暖设备（电气设备若有取暖设备通 常设定为0℃启动、10℃停止，温度过低影 响电气设备可靠动作）
设备厂家在变电站内工作注意事项
• 首先与设备保持足够的安全距离，尤其是 35kV及以下电压等级的设备，这些设备安 全距离短，容易发生意外。
避雷器
• 左图为 500kV避雷 器，右图为 220kV避雷 器；因电压 等级高一些， 需要更大的 安全距离， 所以500kV 避雷器瓷瓶 比220kV避 雷器瓷瓶多 一节。
母线
• 母线是汇集电能分配 电能的地方，同一电 压等级的所有电源、 负荷接到同一母线上， 容量越大的电网受波 动越小，电压更稳定。
变电站电气设备简介
2011.03
变电站存在的意义
• 1、将电能升压或降压，方便输送或使用 升压——为了降低输送电能的损耗 降压——为了用户能够使用 • 2、将多路电源汇集再分配至广大用户，增 强供电可靠性。