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  • 什么是变电站
       
    变电站(substation)是把一些设备组装起来,用以切断或接通、改变或者调整电压,在电力系统中,变电站是输电和配电的集结点,变电站主要分为:升压变电站,主网变电站,二次变电站,配电站。
       
    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。
       
    变电站起变换电压作用的设备是变压器,除此之外,变电站的设备还有开闭电路的开关设备,汇集电流的母线,计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等,有的变电站还有无功补偿设备。 变电站的主要设备和连接方式,按其功能不同而有差异。
       
    变压器是变电站的主要设备,分为双绕组变压器、三绕组变压器和自祸变压器即高、低压每相共用一个绕组,从高压绕组中间抽出一个头作为低压绕组的出线的变压器。电压高低与绕组匝数成正比电流则与绕组匝数成反比。
       
    变压器按其作用可分为升压变压器和降压变压器前者用于电力系统送端变电站,后者用于受端变电站。变压器的电庄需与电力系统的电压相适应。为了在不同负荷情况下保持合格的电压有时需要切换变压器的分接头。
       
    按分接头切换方式变压器有带负荷有载)调压变压器和无负荷无载)调压变压器。有载调压变压器主要用于受端变电站。
       
    电压互感器和电流互感器。它们的工作原理和变压器相似它们把高电压设备和母线的运行电压、大电流即设备和母线的负荷或短路电流)按规定比例变成测量仪表、继电保护及控制设备的低电压和小电流。在额定运行情况下电压互感器二次电压为l00v/,电流互感器二次电流为5a或1a。电流互感器的二次绕组经常与负荷相连近于短路,请注意:绝不能让其开路,否则将因高电压而危及设备和人身安全或使电流互感器烧毁。
       
    开关设备。它包括断路器、隔离开关、负荷开关、高压熔断器等都是断开和合上电路的设备。断路器在电力系统正常运行情况下用来合上和断开电路故障时在继电保护装置控制下自动把故障设备和线路断开,还可以有自动重合闸功能。在我国,220kv以上变电站使用较多的是空气断路器和六氟化硫断路器。
       
    隔离开关(刀闸)的主要作用是在设备或线路检修时隔离电压,以保证安全。它不能断开负荷电流和短路电流,应与断路器配合使用。在停电时应先拉断路器后拉隔离开关送电时应先合隔离开关后合断路器。如果误操作将引起设备损坏和人身伤亡。
       
    负荷开关能在正常运行时断开负荷电流没有断开故障电流的能力,一般与高压熔断丝配合用于10kv及以上电压且不经常操作的变压器或出线上。
       
    为了减少变电站的占地面积近年来积极发展六氟化硫全封闭组合电器(gis)。它把断路器、隔离开关、母线、接地开关、互感器、出线套管或电缆终端头等分别装在各自密封间中集中组成一个整体外壳充以六氟化硫气体作为绝缘介质。这种组合电器具有结构紧凑体积小重量轻不受大气条件影响,检修间隔长,无触电事故和电噪声干扰等优点,具有发展前765kv已在变电站投人运行。目前,它的缺点是价格贵,制造和检修工艺要求高。
       
    变电站还装有防雷设备,主要有避雷针和避雷器避雷针是为了防止变电站遭受直接雷击将雷电对其自身放电把雷电流引入大地。在变电站附近的线路上落雷时雷电波会沿导线进入变电站,产生过电压。另外,断路器操作等也会引起过电压。避雷器的作用是当过电压超过一定限值时,自动对地放电降低电压保护设备放电后又迅速自动灭弧,保证系统正常运行。目前,使用最多的是氧化锌避雷器。
       
    变电站的分类有如下几种:
          1.按照变电站在电力系统中的地位和作用可划分
            (1)系统枢纽变电站。
              枢纽变电站位于电力系统的枢纽点,它的电压是系统最高输电电压,目前电压等级有220kv、330kV(仅西北电网)和500kv,枢纽变电站连成环网,全站停电后,将引起系统解列,甚至整个系统瘫痪,因此对枢纽变电站的可靠性要求较高。
              枢纽变电站主变压器容量大,供电范围广。
            (2)地区一次变电站。
              地区一次变电站位于地区网络的枢纽点,是与输电主网相连的地区受电端变电站,任务是直接从主网受电,向本供电区域供电。全站停电后,可引起地区电网瓦解,影响整个区域供电。电压等级一般采用220kv或330kv。
              地区一次变电站主变压器容量较大,出线回路数较多,对供电的可靠性要求也比较高。
            (3)地区二次变电站。
              地区二次变电站由地区一次变电站受电,直接向本地区负荷供电,供电范围小,主变压器容量与台数根据电力负荷而定。
              全站停电后,只有本地区中断供电。
            (4)终端变电站。
              终端变电站在输电线路终端,接近负荷点,经降压后直接向用户供电,全站停电后,只是终端用户停电。
          2.按照变电站安装位置划分
            (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。
            (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。
          (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。
          (4)箱式变电站
          箱式变电站又称预装式变电站,是将变压器、高压开关、低压电器设备及其相互的连接和辅助设备紧凑组合,按主接线和元器件不同,以一定方式集中布置在一个或几个密闭的箱壳内。箱式变电站是由工厂设计和制造的,结构紧凑、占地少、可靠性高、安装方便,现在广泛应用于居民小区和公园等场所。
          箱式变电站一般容量不大,电压等级一般为3kv~35kv,随着电网的发展和要求的提高,电压范围不断扩大,现已经制造出了132kv的箱式变电站。
          箱式变电站按照装设位置的不同又可分为户外和户内两种类型。
          (5)移动变电站。
          将变电设备安装在车辆上,以供临时或短期用电场所的需要。
          3.按照值班方式划分
          (1)有人值班变电站。
          大容量、重要的变电站大都采用有人值班变电站。
          (2)无人值班变电站。
          无人值班变电站的测量监视与控制操作都由调度中心进行遥测遥控,变电站内不设值班人员。
          4.根据变压器的使用功能划分
          (1)升压变电站。
          升压变电站是把低电压变为高电压的变电站,例如在发电厂需要将发电机出口电压升高至系统电压,就是升压变电站。
          (2)降压变电站。
       与升压变电站相反,是把高电压变为低电压的变电站,在电力系统中,大多数的变电站是降压变电站。