变电站的主要一次设备
变电站主要一次设备及其状态检修
探讨变电站主要一次设备及其状态检修摘要：变电站作为电网的重要组成部分，担负着电网汇集电源、分配电能及升降电压作用，而变电站中的一次设备对整个电网系统安全运行具有很重要作用，其一次设备主要有变压器、发电机、母线及断路器等，对这些设备实施状态检修是很有必要的。
关键词：变电站；主要；一次设备；状态检修中图分类号： tm63 文献标识码： a 文章编号：随着我国社会经济发展，对我国电网系统安全运行要求越来越高，尽量运用最低成本，保证电力网络安全输电能力，原有计划检修已不能满足现代电力生产发展的要求，加强一次设备状态检修，可节省大量检修费用，有效延长设备使用寿命，提高输配电安全性，大大降低一次设备检修成本及风险。
一、变电站主要一次设备1.变压器、电流互感器及电压互感器变压器作为变电站主要设备，可把某一数值的交变电压转化为同一频率其它数值的交变电压，还能转换交流电数值、阻抗及相位等，尽管种类繁多，可工作原理相同。
电流互感器及电压互感器的工作原理与变压器是相似的，将大电流及高电压按照规定的比例变为继电保护、测量仪表及控制设备小电流与低电压。
2.高低压的开关设备这种一次设备主要包含隔离开关、断路器及高压熔断器等，其中隔离开关指的是高压隔离开关，一般是额定电压高于1kv的隔离开关，这种电器在高压开关电器的使用是较多的，它的主要作用是在线路与设备检修的时候，将电压隔离，以确保安全。
通常隔离开关是没有灭弧能力的，不能自行断开短路与负荷电流的，需要配合断路器方能使用。
在停电的时候，要先断开断路器，然后隔离开关；在送电的时候，就应先闭上隔离开关，然后闭上断路器。
通常断路器具有关闭、开断与承载回路电流的作用，还能关闭规定时间承载与开端异常的回路情况。
高压熔断器为最简单保护器，主要用来保护设备免遭过载及短路电流损害，其负荷开关可在正常的运行条件下断开负荷电流，可并不能断开故障电流，通常跟高压熔断丝相配合，用在高于10kv以上的电压上，或者不常操作的出线及变压器上。
变电站一次二次设备基础知识
变电站一次二次设备基础知识1. 变电站简介变电站是电力系统中的重要组成部分，用于将高压电能转换为低压电能，以便供应给用户使用。
变电站主要包括一次设备和二次设备。
一次设备主要用于变电站电能的转换和传输，而二次设备主要用于监测、保护和控制变电站的运行。
2. 一次设备一次设备是指用于接受和传输高压电能的设备。
一次设备通常包括变压器、断路器、电缆和电抗器等。
2.1 变压器变压器是一种用于将高压电能转换为低压电能（或反之）的设备。
变压器主要由高压线圈、低压线圈和铁芯组成。
变压器通过电磁感应原理，将输入的电能以一定的转换比例转换为输出的电能。
变压器在变电站中起到电能转换和电压调整的作用。
2.2 断路器断路器是一种用于在电路中打开、关闭和保护电流的设备。
断路器可以通过手动或自动方式进行操作。
在变电站中，断路器主要用于切断电路，以便进行维护和检修工作，或在电路发生故障时快速切除电流，以保护设备和人员的安全。
2.3 电缆电缆是一种用于传输电能或信号的导线。
在变电站中，电缆通常用于连接变压器、断路器和其他设备。
电缆通过接头连接在一起，以确保电能的顺畅传输。
不同类型的电缆适用于不同的电压等级和电流负载。
2.4 电抗器电抗器是一种用于调节电流和电压的装置。
电抗器可以在电路中提供电感或电容，并通过改变电路的阻抗来控制电流或电压的大小。
在变电站中，电抗器通常用于稳定电压变化，保证供电的稳定性。
3. 二次设备二次设备用于监测、保护和控制变电站的运行。
二次设备通常包括保护装置、测量仪表和控制装置等。
3.1 保护装置保护装置用于监测电网中的异常情况，并采取措施保护设备和人员的安全。
保护装置可以监测电流、电压、频率等参数，并在检测到异常情况时触发断路器或其他措施，以切断电路或采取其他保护措施。
3.2 测量仪表测量仪表用于监测电网中的电压、电流、功率等参数，以便了解电网的运行状态。
测量仪表可以提供实时数据和历史记录，帮助电力工程师进行设备维护和故障诊断。
变电站一次设备分类
变电站一次设备分类变电站是电力系统中的重要组成部分，用于将高压电能转换为低压电能，使其能够被家庭、企业等使用。
变电站一次设备是变电站中最基础的设备，主要包括变压器、断路器、隔离开关、电容器等。
一、变压器变压器是变电站中最重要的设备之一，用于将高压电能通过变压器的绕组转换为低压电能，使其能够被家庭、企业等使用。
根据用途的不同，变压器可以分为发电厂变压器、变电站变压器、隔离变压器等。
发电厂变压器主要用于将发电机产生的电能转换为高压电能，传输到变电站，而隔离变压器则用于隔离电源和负载，保护人员和设备的安全。
二、断路器断路器是变电站中最重要的保护设备之一，用于在电路发生故障时切断电源，保护电力系统和设备的安全。
根据断路器的工作方式，可以将其分为空气断路器、油浸断路器、SF6气体断路器等。
空气断路器是最常用的一种断路器，主要用于低压和中压电路，而油浸断路器和SF6气体断路器主要用于高压电路。
三、隔离开关隔离开关是变电站中非常重要的设备之一，主要用于将电路隔离，使其可以进行维护和检修。
隔离开关可以分为手动隔离开关、电动隔离开关等。
手动隔离开关主要用于低压电路，而电动隔离开关则主要用于中压和高压电路。
四、电容器电容器是一种用于存储电能的设备，主要用于提高电力系统的功率因数和稳定电压。
电容器可以分为固定电容器和可调电容器。
固定电容器主要用于中小型变电站，而可调电容器则主要用于大型变电站，以满足不同负载的需求。
变电站一次设备包括了变压器、断路器、隔离开关、电容器等，这些设备都是变电站中最基础的设备，是保障电力系统正常运行的重要组成部分。
在变电站的建设和运维过程中，需要对这些设备进行严格的管理和维护，以确保其长期稳定运行。
变电站主要一次设备
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电力变压器
电力变压器 电力变压器作用： 实现电网的电压等级变换，是变电所主要设备。 变压器类型 电力变压器绕组的绝缘和冷却方式是影响变压器使用的主要因素。 一般按变压器绕组的绝缘和冷却方式进行分为油浸式、干式两种形式。 油浸式变压器： 以油为变压器绕组的绝缘和冷却方式，散热较好，性价比较适中，但防火、防爆性能较差。 干式变压器：以环氧树脂为变压器绕组的绝缘和冷却方式（用环氧树脂浇注变压器绕组）散热稍差，价格高，但防火、防爆性能好，在现代建筑中的应用日益增多。
高压隔离开关
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高压隔离开关的作用
作用：
GN8—10／600型 高压隔离开关 1—上接线端子 2—静触头 3—闸刀 4—套管绝缘子 5—下接线端子 6—框架 7—转轴 8—拐臂 9—升降绝缘子 10—支柱绝缘子
高压隔离开关的操作
谢 谢 ！
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电流互感器的作用
电流互感器基本图例 使用电流互感器的注意事项 二次回路应连接可靠，不能安装熔断器或开关因为电流互感器二次绕组侧匝数较多，一旦开路，将会在二次侧感应出高压，危急人身和设备安全。 二次回路应可靠接地 因为电流互感器一次侧为高电压，要求二次回路应可靠接地，以防一、二次绕组间的绝缘击穿，造成人身伤害和设备毁坏。
干式变压器
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。
作的导体，专用于变电所内变压器和配电线路之间相连接的电气设备。 作用：在电气原理上，母线是一条允许流过大电流的导体，起汇集、分配、传输电能的作用。电力母线也称“汇流排”。
变电站一次主设备
第二章变电站一次主设备变电站中凡直接用来接受与分配电能以及与改变电能电压相关的所有设备，均称为一次设备或主设备。
由于大都承受高电压，故也多属高压电器或设备。
它们包括主变压器、断路器、隔离刀闸、母线、互感器、电抗器、补偿电容器、避雷器以及进出变电所的输配电线路等。
由一次设备连接成的系统称电气一次系统或电气主接线系统。
第一节电力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。
电力变压器在系统中工作时，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。
故它在电能的生产输送和分配使用的全过程中，作用十分重要。
整个电力系统中，变压器的容量通常约为发电机容量的3倍以上。
变压器在变换电压时，是在同一频率下使其二次侧与一次侧具有不同的电压和电流。
由于能量守恒，其二次侧与一次侧的电流与电压的变化是相反的，即要使某一侧电路的电压升高时，则该侧的电流就必然减小。
变压器并不是也决不能将电能的“量”变大或变小。
在电力的转换过程中，因变压器本身要消耗一定能量，所以输入变压器的总能量应等于输出的能量加上变压器工作时本身消耗的能量。
由于变压器无旋转部分，工作时无机械损耗，且新产品在设计、结构和工艺等方面采取了众多节能措施，故其工作效率很高。
通常，中小型变压器的效率不低于95%，大容量变压器的效率则可达80%以上。
一、电力变压器分类及工作原理（一）电力变压器的分类根据电力变压器的用途和结构等特点可分如下几类：（1）按用途分有：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负荷供电）。
（2）按相数分有：单相变压器；三相变压器。
（3）按绕组分有：单绕组变压器（为两级电压的自耦变压器）；双绕组变压器；三绕组变压器。
（4）按绕组材料分有：铜线变压器；铝线变压器。
（5）按调压方式分有：无载调压变压器；有载调压变压器。
变电站设备讲解
三、高压断路器
1、作用
（1）控制作用: 正常时接通、断开负荷电流。
（2）保护作用：故障时接通、断开短路电流。
2、符号 QF，DL
油：灭弧介质
3、类型 空 SF6气：：
真空： 磁吹：
4、技术参数
（1）额定电压（2）额定电流（3）额定开断电流
（4）动稳定电流（5）热稳定电流（6）关合电流
（7）全开断时间（8）操作循环
（3）额定开断电流。在额定电压下，规定的时间内断路 器能可靠切断的最大电流的有效值，称为额定开断电 流电I流k，为它：表1.6示、断3.路15器、的6.3断、路8、能1力0、。1我2.国5、规1定6、额2定0、开2断5、 31.5、40、50、63、80、100kA等
（4）动稳定电流。断路器在闭合位置时，所能通过的最 大短路电流，称为动稳定电流，亦称额定峰值耐受电 流，它表明断路器在冲击短路电流作用下，承受电动 力的能力。这个值的大小由导电及绝缘等部分的机械 强度所决定
2、二次设备
对一次设备进行测量、监视、保护、控制的设备。
（1）测量表计 （2）绝缘监察装置 （3）控制和信号装置 （4）继电保护装置 （5）自动装置 （6）直流电源设备 （7）塞流线圈（高频阻波器）
3、电气接线和配电装置的概念
（1）电气主接线（一次接线）
一次设备按预期的生产流程所连接形成的电路。
就是这种气体分子或原子生成负离子的倾向性强。由电 弧电离所产生的电子，被SF6气体和由它分解产生的卤族分子 和原子强烈的吸附，因而带电粒子的移动性显著降低，并由 于负离子与正离子极易复合还原为中性分子和原子。因此， 弧隙空间导电性的消失过程非常迅速。弧隙电导率很快降低， 从而促使电弧熄灭。
(3) 真空断路器的灭弧原理
变电站的主要一次设备
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目录
变电站的定义和作用
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变电站的定义：变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。
变电站的作用：变电站的主要作用是变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压，以确保电力系统的稳定运行和满足用户的需求。同时，变电站也是电力系统中重要的监控和保护设施，可以监测和控制电力系统的运行状态，及时发现和处理故障，保障电力系统的安全和稳定。
母线：用于汇集和分配电能，确保设备之间的连接和运行稳定。
电流互感器和电压互感器：用于将高电压或大电流转换为低电压或小电流，以便于测量和保护设备的正常运行。
变压器是一种利用电磁感应原理改变交流电压的设备变压器的主要功能是将一种电压的交流电能转换成另一种电压的交流电能变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成 变压器的种类变压器的种类电力变压器：用于电力系统中的升压和降压仪用变压器：用于测量仪器和保护装置中特种变压器：用于特定场合，如整流、矿用、试验等 变压器的结构变压器的结构铁芯：由硅钢片叠成，构成磁路线圈：绕在铁芯上，形成初级和次级线圈绝缘材料：保证线圈之间的绝缘 变压器的原理变压器的原理当一次线圈接上交流电源时，产生交变磁场交变磁场在二次线圈中产生感应电动势感应电动势的大小与线圈匝数成正比，从而实现了电压的变换
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变电站的主要设备
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02
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避雷器：用于保护设备免受雷电和操作过电压的损害。
断路器：用于切断或接通电流，确保设备在故障或维护时能够安全停运。
变压器：用于将高电压转换为低电压或将低电压转换为高电压，以满足不同电压等级的需求。
《变电站一次设备》课件
电流互感器：用于测量电流，将 大电流转换为小电流
工作原理：电磁感应原理
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电压互感器：用于测量电压，将 高电压转换为低电压
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应用领域：电力系统、电气设备、 自动化控制等
变压器的运行状态：正常、异常、 故障
变压器的故障处理：断电、检查、 维修
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变压器的维护方法：定期检查、 清洁、更换零件
电流互感器：用 于测量电流，确 保其正常运行
电压互感器：用 于测量电压，确 保其正常运行
运行维护：定期 检查、清洁、更 换老化部件
故障处理：及时 处理故障，确保 设备安全运行
故障类型：过热、 过载、短路、接 地等
故障原因：设备 老化、维护不当、 操作失误等
故障处理：切断电 源、检查故障点、 更换损坏部件等
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变压器的安全操作：遵守操作规 程，注意安全距离
运行状态：正常、故障、检 修等
断路器的作用：控制电路通 断，保护设备安全
维护方法：定期检查、清洁、 润滑等
故障处理：根据故障现象，采 取相应措施，如更换损坏部件、
调整参数等
隔离开关的作用：用于断开和闭合电路，保证电气设备的安全运行 隔离开关的分类：手动隔离开关、电动隔离开关、气动隔离开关等 隔离开关的维护：定期检查、清洁、润滑等，确保其正常运行 隔离开关的故障处理：及时发现并处理故障，确保电气设备的安全运行
预防措施：定期检 查、维护、更换老 化部件、加强操作 培训等
故障类型：过载、短路、接地故障等 故障处理：切断电源、检查故障原因、更换损坏部件等 预防措施：定期检查、维护、更换老化部件等 安全操作：遵守操作规程，确保人身安全 培训与教育：加强员工培训，提高故障处理能力 技术更新：采用新技术、新设备，提高设备可靠性
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瓷柱式SF6断路器属于积木式结构， 以陶瓷作为对地的主绝缘介质，灭弧 断口位于充SF6气体的高强度瓷套中， 灭弧单元由支持瓷套管支撑。
操操动作机平构 台
灭弧室 接线端子
支持瓷瓶
1.2.1 断路器的分类
落地罐式SF6断路器的主要部件都装在接地 的金属罐中，出线套管下端装有套管式电流互感 器。由于断路器采用接地的金属外壳结构，故其 绝缘性能受大气条件和环境影响小，且重心低、 结构稳固，抗震能力强。在设备价格方面罐式断 路器稍稍超出了瓷柱式断路器加独立CT 的价格； 在占地方面则两者差别不大。落地罐式SF6断路 器在广西很少使用，主要用于云南工程。
管道 喷氮头气瓶 （动力源） 储液罐
注氮管
排油管（下端与 事故油池消连防通柜）
消防柜（内布 置有氮气瓶）
注氮管
排油管（下端与 事故油池连通）
1.2 断路器
主要用于开断负荷电流以及电力系统中出 现的各种故障电流。
实验表明，开关开断电路时，只要电路中 电压大于10~20V，电流大于80~100mA，开关 的触头间就会出现电弧。在大气中开断交流 100kV、5A的电流，电弧长度超过7m，电流更 大时，电弧长达二三十米，此类电弧统称开弧， 在高压配电装置中，如果没有灭弧装置而发生 开弧是极其危险的。
1.1.2 现场组装式变压器现场组装过程
在变电站安装现场需搭建一个 15×30m的无尘净化、防尘空调临时厂房， 配置75t吊车，变压器的整体组装工作将 在该厂房内完成，现场组装时间约需40天。
组装的主要步骤如下：
《火力发电厂与变电站设计防火规范》规 定：单台容量为125MV A及以上的主变压器应 设置水喷雾灭火系统、合成型泡沫喷雾系统或 其他固定式灭火装置。目前变电站常用合成型 泡沫喷雾系统和排油注氮灭火装置。
芯式变压器铁芯结构（三相三主柱带两旁柱）
油箱及底座
散热器
出线套管 储油柜ห้องสมุดไป่ตู้
按变压器组装方式的不同可分为三相 组合变压器和现场组装式变压器。
通常，220kV变电站大多采用三相共 体变压器，少数运输困难的工程则采用三 相组合式变压器（如：广西的城关变、云 南的紫溪变）。500kV变电站一般都采用 单相变压器，云南的个别工程有选用现场 组装式变压器（墨江变、永丰变等）。
1.3 隔离开关
隔离开关是一种具有明显断开间隙，而没 有灭弧装置的开关，主要用于保证电气设备的 安全检修；此外，隔离开关也用于电路的切换 操作，如在运行中用隔离开关将电路从工作母 线切换到备用母线，投切电压互感器和避雷器 等。
隔离开关没有灭弧装置，不能开断负荷电 流和短路电流，只有在断路器断开的情况下， 才能对隔离开关进行分合闸操作。
操动机构
动触支头持瓷瓶
静触头
三接地 水平伸缩 双静触头
1.4 电流互感器
是一种专门用作变换电流的设备，将大电 流变成小电流，并起隔离高电压的作用。
1.4.1 电流互感器的分类
电流互感器按其绝缘结构可分为干式、油浸 式和气体绝缘三大类。
干式多用于0.5～110kV级电流互感器。目前 220kV及以上的电流互感器基本上均采用气体 绝缘型。油浸式电流互感器则很少使用。
1.2.1 断路器的分类
按其灭弧介质不同可以分为少油断路器、真 空断路器以及SF6断路器。110kV 及以上的断 路器如无特殊要求, 都应采用SF6 断路器。 35kV户外配电装置的断路器均选用SF6断路器， 户内开关柜可配真空断路器，也可配SF6断路 器。10kV一般均配真空断路器。
1.2.1 断路器的分类
主变压器
隔避离雷开器关
电母压线互（感支器持式管母、 电悬流断吊互路式感器管器母、软母）
1.1主变压器
变压器的用途是将电网电压进行转换以便 实现电能传递。
1.1.1变压器的分类
按绝缘介质的不同可分为：油浸式、SF6气 体绝缘和环氧树脂浇注绝缘式。变电站的主变 压器一般都采用油浸式变压器。
按相数分类可分为单相变压器和三相变压 器。一般情况下，只要运输条件许可，在工程 设计中都选用三相共体变压器。
注释
耦合电容只包括 1 至 6 项。它安装在 钢基座上。HF 和 N 型位于基座之下。
1.6 避雷器
是一种能吸收过电压能量、限制过电压幅 值的保护设备，保护各种电气设备免遭过电压 的损坏。
220kV变电站的主变压器容量一般有 150MVA、180MVA和240MVA三种。
500kV变电站的主变压器容量一般有 750MVA和1000MVA两种。
现场组装式变压器最重件可限制在 60t（单相250MVA）以内，变压器本体紧 凑，占地面积小（为三台单相变压器的 50%以下），简化附件、简化进出线设备。 尽管增加了工厂分解与现场组装工序，且 绝缘设计需增加10%的裕度，但由于现场 组装式变压器耗材相对较少，其价格介于 三相一体与三台单相变压器之间。
1.3.1 隔离开关的分类
户外隔离开关结构形式主要取决于绝缘支柱 、断口形式和运动方式，变电站常用的隔离开 关有：垂直伸缩式、水平伸缩式（含组合式、 双静触头、三接地）、双柱水平开启式、三柱 水平旋转开启式。
通常，母线隔离开关选用垂直伸缩式或水平 伸缩式，线路采用水平伸缩式、三柱水平开启 式或双柱水平开启式。
35kV电压互感器一般选用干式呈容性 的电磁式电压互感器。
500kV电压互感器均选用电容式电压 互感器。
油浸式电压互感器目前已很少使用。
1 油压计 2 膨胀膜 3 电容单元 4 绝缘油 5 瓷绝缘子 6 密封件 7 外壳 8 低压端子箱/中性(N)和高频(HF)端子 9 串联电感 10 中压互感器 11 铁磁谐振效应阴尼电路
1.5 电压互感器
是一种将一次线路的高电压按比例变换为 安全的标准电压，供仪表、保护和控制装置使 用的设备。
1.5.1 电压互感器的分类
按其工作原理不同可以分为电磁式电压互 感器和电容式电压互感器。 按其绝缘结构可分 为干式、油浸式和气体绝缘三大类。
通常，220kV、110kV母线电压互感 器采用六氟化硫气体绝缘呈容性的电磁式 电压互感器，线路电压互感器则采用电容 式电压互感器。