变电一次设备及系统

课程名称：课程编码：培训对象：开发人：认证时间：王晓玲变电一次设备及系统非电专业新员工2013年8月变电一次设备及系统电力系统电力系统基本知识变电一次设备及系统电力系统概念•由发电机、升、降压变电站、输配电线路和电力用户组成的电能的生产、输送、分配和使用的各环节合称电力系统•由升、降压变电站和输配电线路组成。的电能的输送、分配的环节称为电力网。•电力系统再加上火力发电厂的热力部分、水利发电厂的水力部分、核电厂的原子反应堆部分称为动力系统。变电一次设备及系统发电机发出的电升高电压等级输送的原因•1.减少电能损耗•2.减少电压损失•3.提高输电线路输送容量•4.延长输电线路输送距离•5.减小空中走廊的占地面积变电一次设备及系统建立同一动力系统的特点•1.合理利用各类自然资源•2.减少备用机组的容量•3.为大容量机组的使用提供条件•4.错峰率高•5.提高系统供电的可靠性•6.提高系统运行的稳定性变电一次设备及系统变电一次设备及系统•发电厂的主要任务：将其他形式的能量转变为电能。•变电站的主要任务是变换电压、集中和分配电能、控制电能的流向、对电压进行调整和补偿。变电一次设备及系统变电站的类型变电站按其在电力系统中的地位和作用不同可以分为四种•枢纽变电站：在系统中处于枢纽地位，其作用是汇集多个大电源和大容量联络线，交换系统间巨大的功率潮流，输送大量电能。•开关站（开闭站）：是为系统的稳定性要求而设的，其作用是将长距离输电线路分段，以降低工频过电压，提高系统运行的稳定性，提高供电能力和送电质量。•地区变电站：区域电网中处于枢纽地位，其作用主要是为地区或中小城市分配电能。•终端变电站：为用户提供供电的变电站，电压等级较低，接线简单。•换流站：整流站，逆变站变电一次设备及系统电力系统的额定电压等级我国目前电力网的额定电压：•交流：380/220V、3kV、6kV、10kV、35kV、60kV、110kV、220kV、330kV、500kV和750kV、1000kV。直流：±500kV、±660kV、±800kV、±1000kV±电力系统基本知识变电一次设备及系统1．保证供电可靠：供电的连续性。2．保证电能质量•（1）电压。1）35kV及以上电压供电的，电压允许偏差为额定电压的±5%。2）10kV及以下三相供电电压允许偏差为标称电压±7%3）220V单相供电电压允许偏差为标称电压的+7%、-10%•（2）频率。我国工频交流电的额定频率为50Hz，其容许偏差为±0.2Hz。•（3）波形。电力系统的供电电压的波形为正弦波，波形的畸变率不超过5%。电力系统生产要求变电一次设备及系统什么是电气设备？什么是变电一次设备？电力系统基本知识变电一次设备及系统电气设备类型电气设备是一种控制电能的器具。•（1）电气设备按电压等级可分为高压电器和低压电器。（1000V)•（2）电气设备按在电能生产、输送、分配、使用过程中所起的作用可分为一次设备和二次设备。一次设备是指直接生产、输送、分配和使用电能的设备。二次设备是对一次设备和系统的运行状况进行测量、控制、保护和监察的设备。•（3）电气设备按照安装地点不同可分为户内设备和户外设备两种。变电一次设备及系统电力系统基本知识指出图中哪些部分构成了一个完整的电力系统？哪些部分属于电力网？电力负荷又在哪里？变电一次设备及系统变压器基本知识变压器基本知识变电一次设备及系统变压器基本知识变电一次设备及系统变压器是一种静止的电器，利用电磁感应原理，在输送功率不变的前提下把某一种等级的交流电压、电流变换成同频率的另一种等级的电压、电流，以供生产、生活使用。变压器基本知识变压器的定义变电一次设备及系统发电机的端口电压为10KV～20KV，要把大功率的电能从发电厂输送到远方用户去，就需用升压变压器升高电压（如110KV、220KV、500KV等）进行输电。用户的用电设备绝缘水平较低，一般只能承受6KV以下的电压，所以用户端必须装设降压变压器。故从发电、输电、配电到用电，需经过3～5次变换电压，以提高输电配电的效率、变压器容量一般为发电机容量的4～6倍。变压器基本知识变压器的用途变电一次设备及系统变压器在电力系统中的作用：(1)变压器升高电压是为了远距离输电。因为输送一定功率的电能时，电压愈高，线路中的电流就愈小，所以线路的电压降落和功率损耗就愈小。(2)用变压器降压是为了满足用户用电的需要。变压器基本知识变电一次设备及系统(一)按用途分类1.电力变压器；2.调压变压器；3.测量变压器；4.特殊变压器（试验变压器、焊接变压器）5.整流变压器；6.电炉变压器。(二)按相数分类1.单相变压器；2.三相变压器；3.多相变压器(三)按绕组数目分类1.自耦变压器；2.双绕组变压器；3.三绕组变压器。(四)按冷却方式分类1.干式（自冷）变压器；2.油浸自冷变压器；3.油浸风冷变压器；4.油浸强油风冷变压器；5.气体（SF6）冷却变压器。(五)按中性点绝缘分类1.全绝缘变压器；2.半绝缘变压器变压器基本知识变压器的分类变电一次设备及系统双绕组变压器变压器基本知识变电一次设备及系统三绕组变压器变压器基本知识变电一次设备及系统变压器基本知识三绕组变压器变电一次设备及系统变压器是通过电磁感应将一侧的电能传递到另一侧的，所以必须具有电路和磁路两大部分。作为电路的是两个（或几个）匝数不同且彼此绝缘的绕组；作为磁路的是一个闭合铁芯。绕组套装在铁芯上，与铁芯之间是绝缘的。变压器工作原理变压器基本知识变压器工作原理AXaxLZ1I1E2E2U2IN1N2Φ1U变电一次设备及系统电力变压器的主要结构：器身、油箱、保护装置、冷却装置、出线装置变压器基本知识基本结构(一)器身1.铁芯铁芯是变压器的磁路部分，又是变压器机械骨架，由硅钢片叠装制成。运行中的铁芯必须单点可靠接地，一般在低压侧接地。变电一次设备及系统2.绕组变压器基本知识绕组是变压器的电路部分，一般用纱包和纸包的绝缘扁（圆）铜（铝）导线绕成。调整变压器一二次绕组的匝数比可以调压。3.分接开关为了调整变压器的输出电压，电力变压器的高压绕组一般都有抽头，这些抽头连接到固定在油箱盖上的分接开关。改变一次侧匝数，可调整二次侧输出电压，调节范围为额定电压的±5%。分有载调压和无载调压。分接头设置在高压侧，是因为高压绕组套在最外面，便于引出分接头;另外，高压侧电流相对也较小，分接头的引线及分接开关载流部分的导体截面也小，开关触点也易制造。变电一次设备及系统变压器基本知识变电一次设备及系统变压器基本知识变电一次设备及系统4.器身绝缘变压器基本知识变电一次设备及系统1.油箱油箱和底座是油浸变压器的支持部件和外壳。油的作用(１)绝缘作用；(２)起冷却作用。2.油枕（储油柜）保证变压器油箱内充满油，减少油和空气的接触面积，从而减缓变压器油受潮和老化的速度。•(１）防止油箱胀裂——夏天油温高，油膨胀时油箱的油可上升到油枕里去，避免油箱胀裂；•(２)防止油质变坏——冬天油温低，油的体积收缩时，油枕的油可下来充满油箱，防止空气将氧气和水分带入油箱内腐蚀油质，氧气能使油变酸性而腐蚀线圈绝缘，水分能使线圈绝缘受潮变坏。变压器基本知识储油柜(二)油箱和保护装置油浸变压器的器身浸在充满变压器油的油箱里变电一次设备及系统3.吸湿器变压器基本知识变电一次设备及系统吸湿器（又称呼吸器），储油柜通过它与空气连通。变压器基本知识吸湿器内装硅胶，硅胶便吸收进入油中空气的水分。0.5-1%的硅胶。变电一次设备及系统4.净油器•净油器（又称热虹吸净油器、温差滤油器）变压器运行过程中，当油温变化上下流动时，净油器中的吸湿剂除去变压器油因氧化而产生酸质、氧化物、水份，以改善运行中变压器油的性能。变电一次设备及系统变压器基本知识5.油位表变电一次设备及系统油位计变压器基本知识变电一次设备及系统油位计元件•油位计用来检测储油柜中的油位。一般油枕上油位计标有“-30℃”、“+20℃”、“+40℃”，其中“-30℃”在变压器安装环境最低温度为“-30℃”时空载的油位刻度，“+20℃”为是环境为“+20℃”时的满载油位，“+40℃”，为环境温度为最高“+40℃”时的满载油位，可根据油位高低判断是否加放油。变电一次设备及系统6.测温元件•测温元件的作用是指示变压器上层油温和当上层油温达到一定值时发出信号或起动冷却风扇。变电一次设备及系统其他结构变压器基本知识测温装置变电一次设备及系统7.压力释放阀变压器基本知识油压过高时，膜盘顶起溢油。变电一次设备及系统8.瓦斯保护作用变压器基本知识安装在油箱和油枕的联管中间。当变压器内部发生故障产生大量气体时，气体继电器动作，接通控制回路，从而及时发出信号或自动跳闸。变电一次设备及系统（三）套管变压器基本知识变压器套管是将绕组的高、低压引线引到箱外的绝缘装置，它是引线对地（外壳）的绝缘，又担负着固定引线的作用。1)纯瓷式-10kV及以下(小容量变压器)。2)充油式-60kV及以下（排气）(中容量的变压器)。3)电容式-110kV及以上(大容量的变压器)。变电一次设备及系统变压器基本知识变电一次设备及系统变压器基本知识变电一次设备及系统变压器基本知识变电一次设备及系统变压器基本知识变电一次设备及系统（四）冷却装置变压器基本知识变电一次设备及系统变压器基本知识变电一次设备及系统变压器的型号包括说明结构性能特点的基本代号和额定容量、额定电压。数字代表意义是：斜线左边代表额定容量（kVA）；右边代表高压侧额定电压（kV）。变压器基本知识变压器的铭牌变电一次设备及系统•1.额定容量ＳＮ•额定容量是指在额定运行条件下变压器视在功率，单位（kVA）。•2.额定电压UN•Ｕ１Ｎ—变压器在额定运行条件下，规定加到一次侧绕组的电压叫做一次额定电压，单位（V或kV）。•Ｕ２Ｎ—变压器二次侧空载而一次侧加上额定电压时对应的二次侧端电压，叫做二次额定电压。变压器基本知识变压器的额定值变电一次设备及系统•3.额定电流IN•变压器额定电流是根据额定容量和额定电压计算出的线电流。Ｉ１Ｎ、Ｉ２Ｎ，单位（A或kV）。•4.短路电压ＵＫ•短路电压也叫阻抗电压，做变压器短路试验达到额定电流时的外加电压的百分数来表示。变压器基本知识变电一次设备及系统•5.空载电流Ｉ０•变压器空载运行时，流过电源侧绕组的电流，一般以额定电流的百分数来表示。•6.额定温升•是变压器油或绕组允许最高温度减去最高环境温度（40℃），一般规定上层油温升不能超过55℃。变压器基本知识变电一次设备及系统•7.连接组别•是表示两侧三相绕组连接方法和两侧对应线电势的相位关系，用钟表形式表示。•8.额定频率fN•我国规定为50赫兹。变压器基本知识变电一次设备及系统高压断路器高压断路器（QF）是发电厂、变电站最重要的控制电器。高压断路器变电一次设备及系统关合功能断路器功能绝缘功能导电功能开断功能高压断路器变电一次设备及系统高压断路器的功能•(1)导电功能。在正常的闭合状态时应为良好导体，不仅对正常负荷电流，而且对规定短路电流也能承受其发热和电动力作用，保持可靠接通状态。•(2)绝缘功能：相与相间、相对地间及断口间具有良好绝缘性能，能长期耐受最高工作电压，短时耐受大气过电压及操作过电压。•(3)开断功能：闭合状态任何时刻，能在不发生危险过电压条件下，在尽可能短时间内安全开断规定的短路电流。•(4)关合功能：在开断状态任何时刻，应能在断路器触头不发生熔焊条件下，在短时间内安全地接通规定的电流。变电一次设备及系统控制高压断路器的作用保护控制保护高压断路器变电一次设备及系统断路器的作用•(1)控制作用：根据需要将部分线路或电器设备投入或退出运行，以改变电网的运行方式或者将部分设备恢复或停止供电。•(2)保护作用：当电网中部分电气设备或线路发生故障时，高压断路器在继电保护的配合下，快速将故障切除。变电一次设备及系统高压断路器的类型1．按安装地点分类：户内和户外2．按灭弧介质分类（1）油断路器：采用绝缘油作为灭弧介质，利用绝缘油在电弧高温作用下分解产生的高压油气来灭弧高压断路器变电一次设备及