变电站一、二次设备的工作原理
变电站一次设备结构及原理
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超高压局新进员工一次设备讲义
变压器组成部分及基本原理
500kV电压等级变压器一般 使用单相自耦变压器， 220kV及以下一般使用三相 三绕组变压器。冷却型式主 要为强迫油循环风冷。
湖南省湖电南力省电公力司公超司高超压高管压理管局理局
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SF6断路器
超高压局新进员工一次设备讲义
一般来说,SF6断路器主要由三部分组成：三个垂直瓷瓶 单元，每一单元有一个气吹式灭弧室；弹簧操作机构及其单箱 控制设备；一个支架及支持结构。每个灭弧室通过与三个灭弧 室共连的管子填充SF6气体。我省常用有LW6B/10B， LW25/15,LW29/46等……
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变电站电气设备图片
超高压局新进员工一次设备讲义
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变电站一次主设备
超高压局新进员工一次设备讲义
按电压等级可分为高压电器和低压电器；
按所起的作用不同，电气设备可分为一次 设备和二次设备两大类。
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变电站各组成设备的作用及原理
电磁辐射与防护研究实验室/第二章 变电站的各组成设备的作用以及工作原 理2.1 变压器的分类、组成材料、构造以及工作原理2.1.1 变压器简介 变压器的功能主要有： 电压变换、 电流变换、 阻抗变换、 隔离、 稳压 （磁饱和变压器） 、 自耦变压器、高压变压器（干式和油浸式）等。
变压器常用的铁芯形状一般有 E 型和 C 型 铁芯、XED 型、ED 型、CD 型。
变压器按用途可以分为：配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合式变压器、 干式变压器、单相变压器、电炉变压器、整流变压器、电抗器、抗干扰变压器、防雷变 压器、箱式变电器、试验变压器、转角变压器、大电流变压器、励磁变压器。
变压器的最基本型式，包括两组绕有导线之线圈，并且彼此以电感方式称合一起。
当一交流电流(具有某一已知频率)流于其中之一组线圈时， 于另一组线圈中将感应出具 有相同频率之交流电压，而感应的电压大小取决于两线圈耦合及磁交链之程度。
一般指连接交流电源的线圈称之为“一次线圈”(Primary coil)；而跨于此线圈的 电压称之为“一次电压” 。
在二次线圈的感应电压可能大于或小于一次电压，是由一次 线圈与二次线圈间的「匝数比」所决定的。
因此，变压器区分为升压与降压变压器两种。
大部份的变压器均有固定的铁芯，其上绕有一次与二次的线圈。
基于铁材的高导磁 性，大部份磁通量局限在铁芯里，因此，两组线圈藉此可以获得相当高程度之磁耦合。
在一些变压器中，线圈与铁芯二者间紧密地结合，其一次与二次电压的比值几乎与二者 之线圈匝数比相同。
因此， 变压器之匝数比， 一般可作为变压器升压或降压的参考指标。
由于此项升压与降压的功能，使得变压器已成为现代化电力系统之一重要附属物，提升 输电电压使得长途输送电力更为经济，至于降压变压器，它使得电力运用方面更加多元 化，可以这样说，没有变压器，现代工业实无法达到目前发展的现况。
电子变压器除了体积较小外，在电力变压器与电子变压器二者之间，并没有明确的 分界线。
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。
培训资料一次设备二次设备ppt课件
第四节 变电站的互感器
▪ 互感器是按比例变换电压互感器（简称CT，文 字符号为TA）或电流互感器（简称PT，文字 符号为TV）的设备。互感器的功能是将高电压 或大电流按比例变换成标准低电压或标准小电 流（5A或1A，均指额定值），以便实现测量 仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小 型化；互感器还可用来隔开高电压系统，以保 证人身和设备的安全。本节就无人值班变电站 的互感器的工作原理、接线方式以及其新技术 进行介绍和分析。
▪
故越级，扩大事故范围；如储能电机损坏，
3）导电回路：与灭弧室的动端及 静端连接构成电流通道。
则真空开关无法实现分合闸。
▪ 4）传动机构：把操动机构的运动
▪ 3.4 处理方法 ▪ （1） 调整行程开关位置，实现电机准
传输至灭弧室，实现灭弧室的合、 分闸操作。
确断电；
▪ 5）绝缘支撑：绝缘支持件将各功
（1）真空断路器功能部件 ▪ 真空断路器按其结构的功能可分为
六个部分：
▪ （3） 行程开关损坏，储能电机不能停 ▪ 1）支架：安装各功能组件的架体。
止运转。 ▪ 3.3 故障危害
▪ 2）真空灭弧室：实现电路的关合 与开断功能的熄弧元件。
▪
在合闸储能不到位的情况下，若线路 发生事故，而断路器拒分闸，将会导致事
▪ 1、真空断路器 ▪ 真空断路器是指触头在真空中关合、
变电站一次二次设备基础知识PPT教案
的开关，禁止使用手动就地机械分闸或手动就地操作按
钮分闸；开关有下列情况之一者，应进行停电检修：有
异常声响或发热严重；事故跳闸后喷油严重、油色发黑；
开断一次超过额定遮断短路容量的故障电流；开断故障
电流次数超过规定；气体压力或操作油压力低于规定值；
禁止将存在着拒绝分闸或严重缺油漏油漏气的开关投入
运行；操作人员操作开式和外桥式两 种，缺点：主变停电操 作非常复杂；刀闸与开 关之间联锁复杂；运行 方式及主变保护配合不 当时，极易造成全站失 压事故。 优点：工作可靠、灵活， 使用电器少，装置简单 清晰，建造费用低，也 比较容易发展，因其只在330kV变电站中使用，在另 外的老师的授课内容中将会详细的讲解，故在此不多作介绍。
1号、2号主变分列运行。 10 kV系统采用单母线分段接线方式，211母联开关热备用：10 kVⅠ段母线带1号接地变、1号电容器、
3号电容器、111安一、113安三、115安五、117安七、119安九、162安十一、163安十三、133安西开、 135安宏开、137安伟开、139安岛开、123中环广场、125安骡北运行；10kVⅡ段母线带2号接地变、2 号电容器、4号电容器、112安二、114安四、116安六、118安八、162安十二、128安都开、136安骡南、 138安钟开、14力变压器
（SZ10--50000/110,三相、有载调压，第
一位：相数；第二位：冷却方式自冷不
表示，第三位：线圈材质铜线圈不表示、
是否有载调压，几组线圈双线圈不表示。
P代表强油循环、D代表强油导向循环）
基本原理：利用电磁感应原理，借助具
有不同匝数的一、二次绕组之间的磁偶
无分合闸指示器者必须两点以上检查。开关和刀闸应装
电力系统一次二次设备
在欧美等发达国家中，它已占到配变的40~50%。在我国，约占到50%左右。从产量上来看，我国自1989年第二次城网改造会议之后，干式变压器的产量有了显著的增长，从20世纪90年代起，每年大致以20%左右的速度递增
常见一次设备
1.安全，防火，无污染，可直接运行于负荷中心; 2.采用国内先进技术，机械强度高，抗短路能力强，局部放电小，热稳定性好，可靠性高，使用寿命长; 3.低损耗，低噪音，节能效果明显，免维护; 4.散热性能好，过负载能力强，强迫风冷时可提高容量运行; 5.防潮性能好，适应高湿度和其他恶劣环境中运行; 6.干式变压器可配备完善的温度检测和保护系统。采用智能信号温控系统，可自动检测和巡回显示三相绕组各自的工作温度，可自动启动、停止风机，并有报警、跳闸等功能设置; 7.体积小，重量轻，占地空间少，安装费用低。
系统概述
(2)室内变电站。 室内变电站的主要设备均放在室内，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。
系统概述
(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。
萧山电网220千伏凤凰变电站4号主变压器建成投运，该站变电总容量达到72万千伏安
系统概述
系统概述
2．按照变电站安装位置划分为5类： (1)室外变电站。 室外变电站除控制、直流电源等设备放在室内外，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。
变电站三相一次通流
变电站三相一次通流、二次通压技术及设备一、主要内容变电站三相一次通流、二次通压技术主要用于验证新建变电站内“电流、电压二次回路” 的变比、极性、相位、相序的正确性，通过此项试验，可以将变电站投运过程中容易出现的电流、电压二次回路接线错误、回路开路、回路短路等问题解决在前，以保证变电站投运后稳定、可靠运行。
扩建变电站也可以使用。
见图1，是实现这一技术的主设备，使用可控硅技术，设备重量轻、功率大、精度高。
三相一次通流、二次通压装置（简称“通流设备”），包括两项功能，一：提供连续可调三相对称大电流；二：提供连续可调三相对称小电压，电压电流之间的夹角可调。
满足模拟变电站带负荷运行要求。
图 2 是一次通流原理示意图，借助大地，使一次设备流过合适大小的三相对称电流，模拟系统运行，可以全面检查所有电流二次回路接线、变比、相位、相序是否符合设计要求，可以顺带验证一次设备相位相序安装的正确性。
二次通压接入点可以是电压互感器的二次输出接线盒处，将电压接线拆出，计量、保护组电压回路三相一一对应并接，接入三相对称试验电压(60V)，模拟系统运行，可以完整检查电压互感器二次线是否存在问题，包括短路、开路、错误相序相位等。
图 1 三相一次通流、二次通压装置图 2 一次通流示意图二、技术性能指标1. 三相电流输出范围：并联模式（0-300A，电压0-10V）串联模式（0～150A，电压0～20V）2. 测量电流0－400A3. 电流准确度 2.5％4. 三相电压输出范围：0－60 伏，电流 1.0A5. 电压准确度0.5％6. 移相范围：0°－360°7. 相位准确度：±1°8. 显示方式：LCD 数字显示9. 电源：AC 三相四线220V，50HZ三、技术经济效益分析开展这项试验工作后，可以杜绝电流互感器因二次回路开路烧毁的事故；可以杜绝电压互感器因二次回路短路烧毁的事故；可以大大缩减变电站启动投产所需时间。
500kV变电站一次二次设备介绍电力系统
REB103母差保护（用于一条母线）
500kV母线配置REB103型母差保护，其差动继 电器回路由下列主要元件构成：a、差动回路变流 器Tmd ；b、SR起动继电器（作为开启元件或闭 锁元件）；c、DR动作继电器（动作电压UDZ> 制动电压US时，DR带电）；SR与DR旳接点串接 至出口，只有SR、DR都有电时，保护才干出口动 作，这么可防止任一种继电器误动引起跳闸；d、 AR断线继电器（经5s延时闭锁保护出口，并发告 警信号）；e、制动电阻RS1+ RS2(建立制动电 压)；f、动作电阻RDZ建立动作电压。中间变流 器Tmo与可变电阻及稳压二极管构成限压保护回 路。
一、500kV变电站一次接线简介： 1、一种半开关旳接线
老站或发电厂：因为当初电网联络单薄旳缘故和 强调输电旳可靠性，装配线刀，并配置双套短线 保护（正常运营时短线保护停用或放信号位置）， 当线路或主变停役时，要求合环运营，有增强联 络旳意义。（瓶窑站、兰亭站、秦山核电站）。
新站：因为500kV电网已较此前有很大旳发展， 网络联络大大加强，尤其是上海地域500kV系统 已实现了双环网，不再装配线刀，不配置短线保 护，线路或主变停役时，不要求合环运营。（天 一站、乔司站、台南站、河姆站）。
很显然，此时保护可靠动作。
内部故障时，CT有时也会饱和，但保护能在CT饱 和前抢先动作。（利用负载旳CT其二次侧等效一种 大电抗，电流不能突变）
5、距离保护、过激磁保护、过负荷保护简介
一、 A1 CT1
A2 CT2
A3 CT3
母线
SR
Tmd
Tmo
AR
Rz1
Rz2
整流器
RDZ
DR
RD11
RS1
RS2
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变电站一次设备的基本工作原理
一：高压断路器（开关）
高压断路器是电力系统中改变运行方式，开合和关闭正常运行的电路，能开断和关合负荷电流、空载长线路或电容器组等容性负荷电流，以及能开断空载变压器电感性负荷电流的重要电气主设备之一。
与继电保护装置配合，在电网发生故障时，能快速将故障从电网上切除。
与自动重合闸配合能多次关合和断开故障设备，以保证电网设备瞬时故障时，能及时切除故障和恢复供电，提电网供电的可靠性。
二、隔离开关（刀闸）
高压隔离开关在结构上没有专门的灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流或短路电流。
回路断路器拉开停电后，可以拉开隔离开关使停电设备与高压电网有一个明显的断开点，保证检修设备与带电设备进行可靠隔离，可缩小停电范围并保证人身安全。
带接地开关的隔离开关，与隔离开关在机械上互相闭锁，可有效地杜绝在检修工作中发生带电合接地开关的恶性事故。
三、电压互感器
电压互感器相当于开路运行的变压器，将高低压降为二次回路的标准电压，供继自装置、仪表、计量装置使用。
有单相和三相两种。
四、电流互感器
电流互感器把大电流按一定比例变为小电流，提供各种仪表使用和继电保护用的电流，并将二次系统与高电压隔离。
它不仅保证了人身和设备的安全，也使仪表和继电器的制造简单化、标准化，提高了经济效益。
五、无功补偿
并联电容器、并联电抗器都是电网中的无功补偿装置，目的在于平衡系统无功，同时使电网电压保持在要求的范围内。
其中电容器向系统提供容性无功，以补偿系统中电动机等的感性无功；电抗器向系统提供感性无功，以补偿系统中长距离输电线路等产生的容性无功。
六、消弧线圈的作用
小电流接地系统单相接地时，其接地电流为一电容电流，而消弧线圈为一电感线圈，其产生的电感电流可以补偿接地的电容电流，以减小故障点电流使电弧自行熄灭。
消弧线圈的三种补偿方式
（1）完全补偿：消弧线圈的电感电流完全补偿接地时的电容电流。
由于此时感抗等于容抗，将可能激发起谐振。
所以这种方式不可取。
（2）欠补偿：消弧线圈的电感电流不足以补偿接地时的电容电流。
在这种运行方式下，如果有线路跳闸，可能会形成完全补偿，因而也是应该避免的。
（3）过补偿方式：即使有线路跳闸，也不会形成完全补偿。
所以在实际运行中多采用这种运行方式。
六、交直流系统
变电站的站用电交流系统是保证变电站安全可靠地输送电能的一个必不可少的环节，站用电交流系统为主变压器提供冷却电源、消防水喷淋电源，为断路器提供储能电源，为隔离开关提供操作电源，为硅整流装置提供变换用电源，另外站用电还提供站内的照明、生活用电以及检修、施工等电源。
如果站用电失却将严重影响变电站设备的正常运行，甚至引起系统停电和设备损坏事故。
因此，运行人员必须十分重视站用电交流系统的安全运行，熟悉站用电系统及其运行操作。
变电站内的直流系统是独立的电源系统，直流系统为变电站内的控制系统、继电保护、信号装置、自动装置提供电源；同时能供给事故照明用电。
七、母线：母线的作用是汇集、分配和交换电能。
八、故障录波器
故障录波器用于电力系统，可在系统发生故障时，自动地、准确地记录故障前、后过程的各种电气量的变化情况，通过对这些电气量的分析、比较，对分析处理事故、判断保护是否正确动作、提高电力系统安全运行水平均有着重要作用。
（一）线路保护
1，扎1一号线线路保护都有哪些？定值是多少？限时时间？
答：距离I段投入0.79Ω，0S，距离II段投入1.49Ω，0.3S，距离III段投入17.0Ω，1.2S，距离II段加速投入，过流I段投入51.0A，0S，过流II段投入20.5A，0.3S，过流III段投入5.0A，10S，过流加速段投入20.5A，0S
2，距离保护的作用原理及保护范围？
距离保护是反映被保护线路始端电压和线路电流得比值而工作的一种保护，这个比值被称为测量阻抗Zj。
当测量阻抗小于预先规定的整定阻抗ZZd时，保护动作。
保护范围：
距离保护Ⅰ段——保护到线路80～85％全长；
距离保护Ⅱ段——保护到线路全长；
距离保护Ⅲ段——保护到
相邻线路全长，作为远后备保护
（二）变压器保护
1，变压器非电量保护有哪些？定值？
答：重瓦斯，轻瓦斯，温度保护，
重瓦斯定值1.0米/秒，轻瓦斯250~300毫升，有载瓦斯1.0米/秒。
非电量保护中，本体重瓦斯及有载瓦斯跳闸，其它绕组过温、压力释放等发信号。
2，主变后备保护有哪些投入？
主变高压侧后备保护：过流III段经复压闭锁，间隙保护方式，过负荷I段投入，起动风冷I段投入，过载闭锁调压投入，TV断线保护投退原则，过流保护经III侧复压闭锁。
主变低压侧后备保护：过流I段经复压闭锁，过流II段经复压闭锁，过流III段经复压闭锁，过流IV段经复压闭锁，过流V段经复压闭锁，过负荷投入，零序电压报警投入，过流保护经I侧复压闭锁。
3，差动保护范围？
答：保护范围：主变高压侧CT到主变低压侧CT之间。
4，重瓦斯保护原理？
当变压器内部发生严重故障时，油箱内产生大量的气体，会有很强烈的油流冲击挡板，瓦斯继电器的重瓦斯触点闭合，发出瞬时跳闸命令，跳开变压器两侧断路器。
（一般整定在1m/s左右）
5，主变主保护都有哪些？
差动速断投入，比率差动投入，工频变化量差动保护投入，三次谐波闭锁投入。
（三）厂用变保护
厂用变保护都有哪些？定值？限时？
答：厂用变保护定值：过流I段投入5.0A，0S，过流II段投入0.5A1.0S，过流III段投入0.5A，1.0S，投重瓦斯跳闸，投非电量1跳闸，投非电量2跳闸，过负荷报警定值0.3A，8S。
（四）小接地电流系统中，为什么单相接地保护在多数情况下只是用来发信号，而不动作于跳闸?
答案：小接地电流系统中，一相接地时并不破坏系统电压的对称性，通过故障点的电流仅为系统的电容电流，或是经过消弧线圈补偿后的残流，其数值很小，对电网运行及用户的工作影响较小。
为了防止再发生一点接地时形成短路故障，一般要求保护装置及时发出预告信号，以便值班人员酌情处理。