高中物理第4章远距离输电第3节电能的远距离传输变电站概述素材鲁科版选修3_2.doc

2变电站概述电力系统由发电厂变电站线路和用户组成变电站是联系发电厂和用户的中间环节起着变换和分配电能的作用变电站根据他在电力系统中的地位可分为下列四类：枢纽变电站：位于电力系统的枢纽店连接电力系统的高压和中亚的几个部分汇集多个电源点电压为330~500kV及以上的变电站称为枢纽变电站。全站停电后将引起系统解列甚至出现瘫痪。中间变电站：高压侧以交换潮流为主起系统交换功率的作用或使长距离输电线路分段一般汇集2~3个电源点电压为220~500kV同时又降压供给当地用电这样的变电站主要起中间环节的作用所以叫中间变电站。全站停电后将引起区域网解列。地区变电站：高压侧一般为110~220kV对地区用户供电为主的变电站这是一个地区或城市的变电站全站停电后仅使该区域中断供电。终端变电站：在输电线路的终端接近负荷点高压侧多为110kV经降压后直接向用户供电即为终端变电站全站停电后只是用户受到损失。变电站的构成变电站主要由一次设备和二次设备构成一次设备主要包括变压器母线高压开关设备互感器防雷设备补偿设备等二次设备主要包括交直流、UPS一体化智能站内电源系统通信网络组建及全站同步时钟系统保护测控、计量系统合并单元、智能终端系统智能辅助控制系统等。一次设备变压器：变压器是变电站的中心设备连接几个电压等级起着变换电压和传输能量的作用。变压器一般为三相三绕组结构也有部分变压器采用自耦变压器其中第三绕组为三角形接线。1、铁芯绕组：是变压器的主要部件称为器身分别构成了磁路和电路按照电磁感应原理实现变换电压和传输能量的功能。2、油箱、储油柜：变压器的器身装在充满变压器油的油箱内变压器油有绝缘和散热作用而储油柜骑着储油和补油的作用确保邮箱内充满油并减小了油与空气的接触面减缓油的老化速度。3、绝缘套管：变压器绕组的引出线从油箱内部引导箱外时必须经过绝缘套管使引线与邮箱绝缘绝缘套管主要由中心导电杆和瓷套组成其结构主要取决于电压等级10~35kV一般用空心充气套管60kV采用瓷质冲油套管110kV及以上采用电容式冲油套管绝缘套管不但起着绝缘作用二期负担着固定引线的作用。4、呼吸器：从储油柜上部用一铁管引下连通大道一个呢装干燥剂的玻璃容器构成的呼吸器是储油柜与外部的通道当储油柜内的空气随变压器油的体积膨胀或缩小时排出或吸入的空气都经过呼吸器呼吸器的干燥剂吸收空气中的水分从而减缓油的劣化速度。5、冷却器：直接装配在变压器油箱壁上帮助变压器讲铁芯和绕组产生的热量散发出去变压器的冷却方式包括油浸自冷式油浸风冷式强迫油循环风冷式。6、压力释放阀：当变压器的内部发生严重故障而产生大量气体时油箱内压力迅速增加为了防止变压器发生爆炸油箱上安装压力释放阀。7、气体继电器：又称瓦斯继电器是变压器的一种保护装置安装在油箱与储油柜的连接管道中当变压器的内部发生故障时产生的气体和油流迫使气体继电器的动作。8、分接开关：变压器常用改变绕组匝数的方法来调压一般从变压器的高压绕组引出若干抽头称为分接头用以切换分接头的装置称为分接开关分接开关安装在油箱内其控制箱在油箱外有载调压分解开关内的变压器油是完全独立的他也有配套的油箱气体继电器呼吸器。变压器的绝缘分为内绝缘和外绝缘内绝缘是指油箱内的各部分绝缘外绝缘是指套管上部对地和彼此之间的绝缘。变压器的内部构件接地：变压器铁芯以及铁芯夹件必须接地否则在运行中容易产生悬浮电位造成局部放电铁芯和夹件接地一般由引线引出到油箱外也有在内部接地不引出箱外的另外对星形接线绕组的中性点也引出接地。二、高压开关设备1、高压断路器是变电站的重要设备既用来断开或闭合正常工作电流也用来断开短路电流高压断路器主要由导流部分绝缘部分灭弧部分和操作机构几部分组成常用的分类方式是按灭弧介质来分如SF6断路器真空断路器油断路器目前使用最广泛的是SF6断路器和真空断路器操作机构应用最多的是液压机构气动机构弹簧储能机构2、高压隔离开关主要由导电部分绝缘部分操作机构三部分组成比断路器少了灭弧部分。隔离开关的主要用途：设备检修时用来隔离有点部分和无电部分形成明显的断开点隔离开关和断路器相配合进行倒闸操作以改变运行方式。可用来开断小电流电路和旁路电流。3、互感器互感器是联系一次二次设备系统的中间设备能按一定的比例将高电压和大电流降低提供给测量计量继电器保护及自动装置使用互感器包括电流互感器和电压互感器。同一母线上的电压基本相同所以电压互感器一般按母线安装而每间隔的电流各不相同所以电流互感器按间隔安装。电流互感器将一次的大电流变换为标准的小电流（5A或1A）按安装方式可分为穿墙式支持式和套管式。按绝缘可分为干式浇筑式油浸式和气体绝缘式。按以此绕组可分为单匝式和多匝式。电流互感器的二次侧严禁开路备用的二次绕