变电站电气设备详细基础知识知识讲解

1、变电所的作用：变电所是连接发电厂、电网和电力用户的中间环节，主要有汇集和分配电力、控制操作、升降电压等功能。

2、变电所的构成：变压器、高压配电装置、低压配电装置和相应建筑物。

3、变电所分类

⑴按作用分类

①升压变电所：建在发电厂和发电厂附近，将发电机电压升高后与电力系统连接，通过高压输电线路将电力送至用户。

②降压变电所：建于电力负荷中心，将高压降低到所需各级电压，供用户使用。

③枢纽变电所：汇集电力系统多个大电源和联络线路而设立的变电所，其高压侧主要以交换电力系统大功率为主，低压侧供给工矿企业和居民生活用电等。

⑵按管理形式分类

①有人值班变电所：所内有常驻值班员，对设备运行情况进行监视、维护、操作、管理等，此类变电所容量较大。

②无人值班变电所：不设常驻值班员，而是由别处的控制中心通过远动设备或指派专人对变电所设备进行检查、维护，遇有操作随时派人切换运行设备或停、送电。

⑶按结构型式分类

①屋外变电所：一次设备布置在屋外。高压变电所用此方式。

②屋内变电所：电气设备均布置在屋内，市内居民密集地区或污秽严重的地区、电压在110KV以下用此方式。

⑷按地理条件分类

地上变电所、地下变电所。

4、变电所的规模

按电压等级、变压器总容量和各级电压出线回路数表示。

电压等级以变压器的高压侧额定电压表示，如35、110、220、330、500KV变电所。

变压器总容量通常以全所主变压器的容量总和来表示。

各级电压出线回路数，根据变电所的容量和工业区用户来确定。如一变电所有5条35KV输电线路、4条110KV输电线路、3条10KV用户配电线路，该所共有出线12回。

5、变电所的电气一次设备构成：变压器、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、架空母线、消弧线圈、并联电抗器、电力电容器、调相机等设备。

6、变压器

⑴作用：变换电压，将一种等级的电压变换成同频率的另一种等级的电压。

⑵变压器的分类

①按相数分：单相变压器、三相变压器。

②按用途分：升压变压器、降压变压器和联络变压器。

③按绕组分：双绕组变压器（每相各有高压和低压绕组）、三绕组变压器（每相有高、中、低三个绕组）以及自耦变压器（高、低压侧每相共用一个绕组，从高压绕组中间抽头）

⑶变压器结构

①铁芯：用涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成，用以构成耦合磁通的磁路，套绕组的部分叫芯柱，芯柱的截面一般为梯形，较大直径的铁芯叠片间留有油道，以利散热，连接芯柱的部分称铁轭。

②绕组：是变压器的导电部分，用绝缘材料的铜线或铝线绕成圆筒形，然后将圆筒形的高、低压绕组同心地套在芯柱上，低压绕组靠近铁芯，高压绕组在外边，这样放置有利于绕组铁芯间的绝缘。

③分接开关：利用改变绕组匝数的方法来进行调压。将绕组引出的若干个抽头叫分接头，用以切换分接头的装置称分接开关；分接开关又分为无载分接开关和有载分接开关，无载分接开关只能在变压器停电情况下，才能切换；有载分接开关可以在带负荷情况下进行切换。

④保护装置：

a、储油柜（油枕）：调节油量，减少油与空气间的接触面，从而降低变压器油受潮和老化的速度。

b、吸湿器（呼吸器）用以保持油箱内压力正常，吸湿器内装有硅胶，用以吸收进入油枕内空气中的水分。

c、安全气道（防爆筒）：它的出口处装有玻璃或薄铁板，当变压器内部发生故障时，油气流冲破玻璃向外喷出，以降低油箱内压力，防止爆破。

d、气体继电器：当变压器内部故障时，变压器油箱内产生大量气体使其动作，切断变压器电源，保护变压器。

e、净油器（热虹吸过滤器）：利用油的自然循环，使油通过吸附剂进行过滤、净化，防止油的老化。

f、温度计：用以测量监视变压器油箱内上层油温，掌握变压器的运行状况。

⑷变压器的冷却

①油浸自冷式ONAN：铁芯和绕组直接浸于变压器箱体的油中，变压器在运行中产生的热量经变压器油传递到油箱壁和散热器管，利用管壁和箱体的辐射和周

围空气对流，把热量带走，从而降低变压器温升。

②油浸风冷式ONAF：为了加快变压器油的冷却，在散热器上装有风扇，以加速空气的对流，使油迅速冷却，达到降低变压器温升的目的。

③强迫油循环风冷或水冷式OFAF：装有特殊油泵，强迫油在散热器内循环，用风扇加速散热器冷却或利用特制设备将水通过散热器将变压器油内热量带走，达到冷却变压器的目的。

7、断路器

⑴断路器的作用：通过断路器将设备投入（接通）或退出（断开）运行。当电气设备或线路发生故障时，由继电保护动作控制断路器，使故障设备或线路从电力系统中迅速切除，保证电力系统内无故障设备的运行。

⑵断路器的构成：开断元件、支持绝缘的元件、传动元件、基座以及操动机构组成。

⑶断路器分类

①按电压等级分类：按电压等级分有高压断路器（10、35、110、220、330、500KV）和低压断路器（400V）。

②按灭弧介质分类：少油式断路器（油仅用来灭弧，带电部分的绝缘用瓷或有机绝缘材料，用油少）、多油式断路器（油既作绝缘，又用来灭弧，用油多）、空气断路器（用压缩空气既作绝缘，又用来灭弧）、真空断路器、六氟化硫断路器（以SF6气体作灭弧和绝缘）以及自动产气和磁吹断路器等。

③按安装环境分类：屋外式和屋内式。

⑷断路器的主要技术参数和运行基本要求

⑴主要技术参数：额定电流、额定电压、额定开断电流、分闸时间、合闸时间以

及动稳定和热稳定电流等。

⑵运行基本要求：工作可靠性、足够的开断能力、满足电力系统要求的分闸时间、能实现重合闸、结构简单、价格低。

8、隔离开关

⑴隔离开关的作用：将电气设备与带电部分隔离开，以保证电气设备能安全地进行检修或故障处理；改变运行方式（如在双母线接线的电路中，可将设备或线路从一组母线切换至另一组母线上）⑵隔离开关的分类

①按安装地点分类：屋内型和屋外型

②按绝缘支柱数目分类：单立柱式、双立柱式、三柱式。

③按用途分类：输配电用、发电机引出线用、变压器中性点接地用和快分用四种。

④按断口两侧闭市接地刀情况分类：单接地、双接地和不接地三种。

⑤按触头运动方式分类：水平旋转式、垂直旋转式、摆动式和插入式。

⑥按现用操动机构分类：手动、电动和气动操作等。

⑦按极数分为单极和三极隔离开关。

⑶对隔离开关的基本要求

①要有明显的断开点，易于鉴别是否与电源断开。

②断开点之间，应有可靠的绝缘，即就有足够的距离，在恶劣的气象条件下或过电压相间闪络的情况下，不致从断开点击穿，以保证检修人员的人身安全。

③运行中应有足够的热稳定和动稳定性，尤其不能因电动力作用而自动断开，否则将会造成重大事故。

④结构就尽量简单，动作可靠，对带有接地刀的隔离开关，必须有闭锁装置，保证先断开隔离开关再合上接地刀或先断开接地刀再合上隔离开关的操作要求。