變配電運行知識

目錄

一電力系統(tǒng)簡介二變配電運行常識（一）電力系統(tǒng)的組成

電力系統(tǒng)主要由發(fā)電廠、電力網以及用戶三個部分組成。1、發(fā)電廠

發(fā)電廠的作用是將一次能源轉變成電能。發(fā)電廠使用的一次能源有熱能、水能、核能、風能、太陽能等，根據利用的能量形態(tài)的不同，可以將發(fā)電廠分為火力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠、核能發(fā)電廠、風力發(fā)電廠、太陽能（光伏）電站和其他類型發(fā)電廠。

一電力系統(tǒng)簡介2、電力網

電力網通常是指交流電力網，由電力線路、母線、變壓器、開關等輸送、變換和分配電能的設備所組成，可分為輸電網和配電網。

（1）輸電網用較高的電壓將各個發(fā)電廠與負荷中心進行連接并形成多級較高電壓的網絡。可分為高壓電網（220kV）、超高壓電網（330～750kV）、特高壓電網（1000kV及以上）。

（2）配電網進行電能的分配，用較低電壓的線路連接用戶，也組成多級較低電壓的網絡。按電壓高低可分為低壓電網（1kV以下）、中壓電網（1～10kV）、高壓電網（35～110kV）。

一電力系統(tǒng)簡介3、負荷（用戶）

電力系統(tǒng)的用電負荷，也稱負荷或用戶。包括工業(yè)、農業(yè)、交通運輸等國民經濟負荷和居民生活負荷。異步電動機、少數的同步電動機、電熱、整流和照明等設備組成負荷，它們將電能分別轉換為機械能、熱能、化學能和光能。

一電力系統(tǒng)簡介（二）電力系統(tǒng)的發(fā)展1、電力系統(tǒng)初期概況1831年法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應定律，接著出現(xiàn)了直流發(fā)電機，將其他形式的能轉變?yōu)殡娔?，開始了電能的生產和使用。當時所采用的是低壓直流，主要供給照明用電，供電范圍很小。1882年第一座發(fā)電廠在英國倫敦建成，原始的電力線路輸送的是100V和400V的直流電，同年法國人德普列茨提高了直流輸電電壓，使之達到1500～2000V，輸送功率2kW，輸電距離57km，一般認為這是世界上第一個電力系統(tǒng)，它包含了發(fā)電、輸電和用電。一電力系統(tǒng)簡介1891年出現(xiàn)了三相交流輸電，它由95V、230kW的水輪發(fā)電機，經變壓器升壓至15200V，將功率傳送到178km以外的法蘭克福，然后用兩臺變壓器降壓至112V，分別供給照明負荷和一臺異步電動機驅動的75kW水泵，從而形成了現(xiàn)代電力系統(tǒng)的雛形。一電力系統(tǒng)簡介2、中國電力工業(yè)的發(fā)展和成就

中國的電力工業(yè)至今已有一百多年的歷史，經歷了舊中國艱難曲折的發(fā)展和新中國成立后的快速發(fā)展，目前已進入世界先進水平的行列。2015年底全國裝機總容量達15.1億kW，發(fā)電量5.6萬億kWh，位居世界第一。但我國人均用電量仍然發(fā)展中國家水平，各種能源資源人均占有量低，處于世界80名以后。一電力系統(tǒng)簡介

中國電力能源結構：2015年底全國裝機總容量達15.1億kW，發(fā)電量5.6萬億kWh，位居世界第一。

其中：火電總裝機容量為9.9億kW；水電總裝機容量、發(fā)電量分別為3.2億kW、1.11萬億kWh，均居世界第一；風電總裝機容量為1.29億kW，占全球四分之一；光伏發(fā)電總裝機容量、發(fā)電量分別為4318萬kW、392億kWh，均居世界第一；核電總裝機容量為2608萬kW，在建3203萬kW，規(guī)模居世界第一。

一電力系統(tǒng)簡介3、中國電力工業(yè)發(fā)展的預期

全球氣候變暖對人類生存和發(fā)展帶來嚴重挑戰(zhàn)。大氣中二氧化碳濃度升高帶來全球氣候變化已確定為不爭的事實。為此，以低能耗、低污染、低排放為基礎的經濟模式被稱作“低碳經濟”。近幾年，中國單位國內生產總值能耗逐年降低，大力提倡新能源。目前，我國新能源和可再生能源增長速度最快，水電裝機、核電在建、太陽能利用和光伏發(fā)電均居世界第一位。十二五末非化石能源發(fā)電裝機比重已提高到35%，可再生能源裝機占全球總量的24%。一電力系統(tǒng)簡介

我國的電力工業(yè)已進入了大機組、大電廠、大電網、超高壓、自動化、信息化、智能化和水電、火電、核電、新能源發(fā)電全面發(fā)展的新時期。西電東送、南北互供、全國聯(lián)網已形成。1000kV交流、正負800kV直流特高壓已運行，國產1000MW超超臨界機組已投產；柔性輸電技術取得進展。特別是特高壓、超導、智能電網的興起，中國大力工業(yè)將迎來更大的預期。

一電力系統(tǒng)簡介

（三）中國電力網概況

目前，我國電力網經過多年發(fā)展，額定電壓逐步變高，主網架已經由低壓電網變成高壓電網（220kV）和超高壓電網（500kV）。根據我國地理位置分布，中國電力網有國家電網、南方電網、臺灣電網組成。1、國家電網

有華北電網（北京、天津、河北、冀北、山西、山東）、華東電網（上海、江蘇、浙江、安徽、福建）、華中電網（河南、湖北、湖南、江西、四川、重慶）、東北電網（遼寧、吉林、黑龍江、內蒙古東部）、西北電網（陜西、甘肅、寧夏、青海、新疆、西藏）組成。一電力系統(tǒng)簡介2、南方電網

南方電網（廣東、廣西、云南、貴州、海南）是我國電力體制改革時推出的電力集團股份公司，可市場化運營。3、臺灣電網

現(xiàn)在臺灣省是獨立電網。

一電力系統(tǒng)簡介

（四）電力系統(tǒng)的主要參數1、電壓等級

我國的電壓等級有3、6、10、35、60、110、154、220、330、500、750、1000千伏發(fā)、輸、供、配、用電交流電壓。還有100V以下主要用于對使用者人身安全的動力、照明、蓄電池及其他特殊設備供電的直流6、12、24、48V，交流6、12、24、36V等。100～1000V之間主要用于工業(yè)、民用、照明、普通電器、電動機、動力及控制設備供電。直流110V、220V電壓在發(fā)電廠、變電站的控制、保護、信號及自動裝置回路中廣泛采用。一電力系統(tǒng)簡介2、額定頻率

我國電力系統(tǒng)的額定頻率為50Hz，簡稱工頻，它是電力系統(tǒng)發(fā)電和負荷有功功率理想平衡時由全體發(fā)電機同步轉速決定的交流電壓、電流的頻率。但實際運行中有功功率平衡隨時都有偏差，頻率也隨時都會偏離額定值，我國規(guī)定電力系統(tǒng)正常運行時允許的頻率偏移應不超過±0.2～0.5Hz。一電力系統(tǒng)簡介

（五）電力系統(tǒng)接線圖

電力系統(tǒng)接線圖分電氣接線圖和地理接線圖。1、電氣接線圖

又稱發(fā)電廠、變電站的電氣主接線。是發(fā)電廠、變電站電氣一次設備通過導線連接成的接受和分配電能的電路。表示變電站的母線、發(fā)電機、變壓器、斷路器和電力線路之間的電氣連接關系。典型的電氣主接線形式大致分為有母線和無母線兩類。

（1）有母線的接線形式

包含單母線接線、雙母線接線、雙母線帶旁路母線接線、二分之三斷路器接線。一電力系統(tǒng)簡介

（2）無母線的接線方式

包含橋形接線（內橋接線、外橋接線）、多角形接線（三角形接線、四角形接線）、單元接線（發(fā)電機-變壓器單元接線、線路-變壓器組單元接線）。2、地理接線圖

電力系統(tǒng)地理接線圖主要反映發(fā)電廠、變電站、輸電線路在一定地域內的相對地理位置和它們之間的電氣聯(lián)接關系。一電力系統(tǒng)簡介

（六）電力系統(tǒng)接地方式1、電氣設備接地

電氣設備接地是把電氣裝置和設施的金屬等可導電部分外殼接地，主要目的是保證運行人員安全和設備安全。

我國規(guī)定獨立避雷針接地電阻不應大于10Ω，架空線路桿塔保護接地電阻不應大于30Ω，防靜電引起易燃易爆的儲罐管道接地電阻不應大于30Ω。

一電力系統(tǒng)簡介2、電力系統(tǒng)接地

（1）中性點的接地方式

電力系統(tǒng)接地是指三相交流電力系統(tǒng)星形聯(lián)接變壓器或發(fā)電機定子繞組的中性點與大地之間的電氣連接方式，稱為中性點接地方式，主要目的是滿足電力系統(tǒng)運行和排除故障的需要；分直接接地、經電阻或電抗接地、不接地三種。一電力系統(tǒng)簡介2、電力系統(tǒng)接地

（2）有效接地

我國規(guī)定110kV及以上電網為中性點接地電網，中性點直接接地和經小電阻或小電抗接地，又稱有效接地或大接地電流方式。這種電網發(fā)生單相接地故障時，非故障相電壓仍為相電壓，故障點經中性點接地支路形成回路，故障電流較大，會立即使繼電保護動作將故障切除。一電力系統(tǒng)簡介2、電力系統(tǒng)接地

（3）非有效接地

我國110kV以下電網為非有效接地又稱小接地電流方式，包括中性點不接地、中性點經消弧線圈接地、中性點經高阻抗接地。這種電網中發(fā)生單相接地故障時，非故障相對地電壓由相電壓上升為線電壓或接近線電壓，中性點電壓上升為接近相電壓；故障電流為分布電容電流（忽略分布電導電流），數值小，此時繼電保護不動作于跳閘，故障可以延時切除。

分布電容電流較大的非有效接地電網發(fā)生單相接地時，接地電弧不能自動熄滅。采用經消弧線圈接地，用電感電流過補償，可避免諧振。一電力系統(tǒng)簡介

（七）電力生產特點和對電力系統(tǒng)基本要求1、電力生產的特點

（1）電能不能大量儲存

電能的生產、輸送、分配和使用是在同一時刻完成的。電力系統(tǒng)中的功率每時每刻都是平衡的。

（2）暫態(tài)過程非常迅速

電能以電磁波的形式傳播，其傳輸速度與光速相同，每秒達30萬km，即使相距幾萬km，發(fā)電、供電、用電都在同一瞬間實現(xiàn)。由于雷擊或開關操作過電壓，暫態(tài)過程只有微秒到毫秒數量級；從發(fā)生故障到系統(tǒng)失去穩(wěn)定通常幾秒時間。為了使設備在故障等暫態(tài)過程中不致?lián)p壞，更為了防止電力系統(tǒng)失去穩(wěn)定或發(fā)生崩潰，電力系統(tǒng)必須裝設各種快速保護裝置和自動控制裝置。一電力系統(tǒng)簡介1、電力生產的特點

（3）電力和國民經濟與人民生活的關系密切

由于電能使用和控制方便，而且能夠遠距離輸送，國民經濟各部門都廣泛使用電能作為生產動力，人民的生活用電也日益增加。如果電能供應不足或突然停電將給國民經濟造成巨大損失，給人民生活帶來影響。另外，電能質量、價格還影響產品的成本，從而影響大多數商品和服務的價格。

一電力系統(tǒng)簡介2、對電力系統(tǒng)運行的基本要求

（1）供電可靠性

電力系統(tǒng)供電的中斷將使生產停頓，生活混亂，甚至危及人身和設備安全，后果嚴重。電力系統(tǒng)為了保持高的供電可靠性，必須有足夠的電源容量和合理布局，電網結構必須合理，部分設備故障或檢修時，不影響對用戶的供電。

對供電可靠性威脅最大的是系統(tǒng)失去穩(wěn)定，必須有保護和提高穩(wěn)定性的措施。一電力系統(tǒng)簡介2、對電力系統(tǒng)運行的基本要求

（2）良好的電能質量

電能質量包括頻率、電壓、波形三方面。我國電力系統(tǒng)頻率偏差一般不超過±0.2～0.5Hz；電壓偏移一般不超過用電設備額定電壓的5%上下；電流諧波含量過高會使波形嚴重畸變，不僅影響設備正常運行，還可能在電力系統(tǒng)中產生局部諧振，對通信造成干擾。波形電壓閃變、跌落還運行計算機等電子設備的運行安全。一電力系統(tǒng)簡介2、對電力系統(tǒng)運行的基本要求

（3）系統(tǒng)運行的經濟性

電能生產的規(guī)模很大，消耗的一次能源在國民經濟一次能源總消耗量中所占比重大，因此提高電力系統(tǒng)運行的經濟性具有極其重要意義。電力系統(tǒng)經濟指標一般是指火電廠的煤耗、廠用電率、電網的網損率。所以要采用高效、節(jié)能的發(fā)電設備，能源之間調度調劑。一電力系統(tǒng)簡介2、對電力系統(tǒng)運行的基本要求

（4）節(jié)能和環(huán)保

環(huán)保問題為人們日益關注。在火電廠生產過程中產生的各種污染物質，包括氧化硫、氧化氮、飛灰、灰渣、廢水等排放量的限制，進行脫硫處理，也成為對電力系統(tǒng)的基本要求。

節(jié)能降耗和污染減排是一項全社會任務，是構建和諧社會的重要因素。所以要優(yōu)化調度、降低綜合線損、用的側管理、建筑節(jié)能等，可再生能源開發(fā)利用。一電力系統(tǒng)簡介（一）變電配電運行工作任務1、正確監(jiān)控設備

變電配電運行人員首要任務是對所管設備進行監(jiān)視監(jiān)控，對設備運行參數（電壓、電流、功率等）會監(jiān)視，對設備出現(xiàn)異常信號會正確判斷。2、能及時巡視發(fā)現(xiàn)設備缺陷

運行人員開展定期巡視，對設備正常、異常運行狀況會判斷，能及時發(fā)現(xiàn)運行中設備的缺陷，使之得到及時停電修理，保證設備運行供電。二變電配電運行常識（一）變電配電運行工作任務3、正確操作設備

正確操作設備是變配電運行人員重要任務。操作是對所管設備進行停送電，即對設備運行狀態(tài)（合閘、分閘等）進行倒閘切換。4、正確維護設備

運行人員能對運行和停電設備進行維護，即對主設備的輔助設施進行保養(yǎng)，對運行設備帶電測試，對備用設備充電切換。二變電配電運行常識（二）變電配電運行規(guī)程制度1、電力安全工作規(guī)程

它是變配電運行人員須執(zhí)行的最重要規(guī)程。主要包含高壓設備巡視的基本要求、保證安全的組織措施和技術措施、線路作業(yè)時變電站和發(fā)電廠的安全措施、在二次回路上工作、在六氟化硫電氣設備上的工作、高壓試驗等。2、變電配電現(xiàn)場運行規(guī)程

這是變配電運行人員現(xiàn)場遵守的基本制度。主要對設備的巡視項目、操作注意事項、維護要求進行規(guī)定，對異常設備處理步驟規(guī)定清楚。二變電配電運行常識（二）變電配電運行規(guī)程制度3、電網調度規(guī)程

它是變配電運行人員須執(zhí)行的重要規(guī)程。適用于所轄電力系統(tǒng)范圍內發(fā)電、輸電、售電、用電、電力監(jiān)管及其它活動中與電力調度有關的行為。電力調度堅持安全第一、預防為主，與各企業(yè)、用戶共同維護電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。電力調度應當符合電力系統(tǒng)運行的客觀規(guī)律和市場經濟規(guī)律的要求，實行統(tǒng)一調度，分級管理，以保障電力系統(tǒng)安全、優(yōu)質、經濟運行。二變電配電運行常識（二）變電配電運行規(guī)程制度4、變配電運行管理制度

有交接班規(guī)定、設備巡視檢查規(guī)定、兩票管理規(guī)定、設備定期試驗輪換規(guī)定等。具體見“變電運維管理規(guī)定”

5、變配電運行管理記錄有運行日志、設備巡視檢查記錄、設備缺陷記錄、運行分析記錄等。具體見“變電運維管理規(guī)定”

二變電配電運行常識路改強2016年3月變配電一次設備目錄

一變配電站的作用和構成二變配電站的電氣一次設備（一）變（配）電站的作用和構成

為了把電力輸送到遠離發(fā)電廠的城鎮(zhèn)、工礦等負荷中心，通常在發(fā)電廠或發(fā)電廠附近建立升壓變電站，將發(fā)電機電壓升高，然后通過輸電線路與電力系統(tǒng)連接。再經降壓變電站的降壓變壓器把電壓降到所需各級電壓，供給用戶使用。因此，變電站是連接發(fā)電廠和電力用戶的中間環(huán)節(jié)，起著升降電壓、匯集和分配電能、控制操作等功能。

變電站通常由變壓器、高低壓配電裝置以及相應的建筑物等構成。一變配電站的作用和構成（二）變（配）電站分類

變電站可按其在電力系統(tǒng)中的作用和地位、管理控制方式及地理條件等進行分類。1、按作用和地位分類

樞紐變電站--位于電力系統(tǒng)樞紐點，電壓等級高（330kV及以上），進出線回路多，容量大，對系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性起著重要的作用。

中間變電站--在系統(tǒng)中起交換功率或使高壓長距離輸電線路分段的作用；同時降壓向所在地區(qū)用戶供電。電壓等級多為220kV，若全站停電會引起區(qū)域網絡解列。一變配電站的作用和構成

地區(qū)變電站--是一個地區(qū)或城市的主要變電站，其最高電壓等級為110kV或220kV。

終端變電站--位于輸電線路終端，一般經降壓后直接向用戶供電，其最高電壓一般不超110kV。2、按管理形式分類

有人值班變電站--站內設有常駐值班人員，對設備進行監(jiān)視、維護、操作、管理等，容量一般較大。

無人值班變電站--不設常駐值班人員，在運維班或監(jiān)控中心進行遙控操作，特殊情況派人到站進行檢查、維護、切換設備及進行停送電操作。一變配電站的作用和構成3、按結構型式分類

屋外變電站--其主要電氣一次設備布置在屋外，多數站采用。

屋內變電站--電氣設備均布置在屋內，這類變電站多位于市區(qū)居民密集地區(qū)或污穢嚴重地區(qū)，電壓等級一般在110kV以下。

地下變電站--因受地理條件限制，電氣設備建在地下屋內，供電線路采用電纜線路。一變配電站的作用和構成（三）變（配）電站規(guī)模

變電站規(guī)模一般以電壓等級、變壓器總容量和出線回路數來表示。

電壓等級通常以變壓器的高壓側額定電壓表示，如35,110,220,330,500kV變電站等。

變壓器總容量，通常以全站主變壓器容量之和來表示。

出線回路數，根據變電站的容量、工業(yè)區(qū)用戶和電壓等級來確定，如某一變電站有35kV輸電線路5條、110kV輸電線路3條、10kV用戶配電線路7條，該變電站就共有出線15回。一變配電站的作用和構成

發(fā)電廠和變電站的電氣設備，分一次設備和二次設備。其中直接生產、輸送和分配電能的設備是一次設備。（一）變壓器1、變壓器的工作原理

變壓器的工作原理是電磁感應原理，即“電生磁”、“磁生電”的一種具體應用。

2、變壓器的作用變壓器主要作用是變換電壓等級，即將一種等級的電壓變換成另一種等級的電壓，利于電能的傳輸和使用。二變配電站的電氣一次設備3、變壓器的分類

（1）變壓器按相數分，有單相變壓器和三相變壓器。受制造和運輸條件限制，大容量變壓器可制成單相變壓器，由3臺單相變壓器組成三相運行。

（2）按用途分，有升壓變壓器、降壓變壓器和聯(lián)絡變壓器。

（3）按繞組分，有雙繞組變壓器（每相有高壓和低壓繞組）、三繞組變壓器（每相有高、中、低壓三個繞組）、自耦變壓器（高、中壓側每相共用一個繞組，從高壓繞組中間抽頭）。

（4）按鐵芯型式分，有心式變壓器和殼式變壓器。二變配電站的電氣一次設備3、變壓器的分類

（4）按鐵芯型式分，有心式變壓器和殼式變壓器。

（5）按有無絕緣油分，有油浸式變壓器和干式變壓器。4、變壓器的銘牌和技術數據

電力變壓器的銘牌標定著變壓器的額定技術數據，如額定容量、額定電壓、額定電流、負載損耗、質量等，這些技術數據對變壓器的運行人員來說是必須掌握的。

電力變壓器產品型號標注有一定規(guī)范，見圖。二變配電站的電氣一次設備二變配電站的電氣一次設備

（1）額定容量

在額定電壓和額定電流下連續(xù)運行時，變壓器所能輸出的視在功率值稱為額定容量，單位kVA。

計算公式

單相Ｓ?=Ｕ?Ｉ?×10￣3kVA

三相Ｓ?=√3￣Ｕ?Ｉ?×10￣3kVA

（2）額定電壓

系指變壓器長期運行時所能承受的工作電壓，單位kV。電力變壓器的高壓側都有分接抽頭，抽頭之間的電壓稱為分接級電壓，銘牌上的Ｕ?值指中間抽頭的額定電壓值。二變配電站的電氣一次設備

（3）額定電流

在額定電壓和額定容量下，變壓器允許長期工作通過的電流，稱為額定電流，單位A。

計算公式

單相Ｉ?=Ｓ?／Ｕ?

（A）三相Ｉ?=Ｓ?／√3ˉＵ?

(A)（４）空載電流當變壓器一次繞組加額定電壓，二次繞組開路空載時，一次繞組中通過的電流，稱為空載電流，即勵磁電流，以Ｉo的百分值標定，即

Ｉo%=Ｉo／Ｉ?1×100%二變配電站的電氣一次設備

變壓器的空載電流是一個重要的技術參數，其與變壓器的容量和鐵芯的材料有關，通常容量越大的變壓器，Ｉo%越小。從空載電流的大小，可判斷變壓器下述性能：1）判斷鐵芯質量的高低。例如節(jié)能型變壓器SL7-50/10，Ｉo%=2.8%，而同等容量的高能耗變壓器SJL--50/10，Ｉo%=8%。整個SL7系列變壓器，空載電流Ｉo%通常在4%以下，可見其鐵芯材質是良好的。

二變配電站的電氣一次設備

2）判斷切除空載變壓器的過壓倍數。切除空載變壓器時，空載電流被強迫切斷，一次繞組儲存的磁場能量要轉換成斷口處電容的電場能量，作用在斷口處的電壓與Ｉo有關。有時在變壓器一次繞組和斷路器之間裝設閥型或氧化鋅避雷器，作為操作過電壓保護。

（5）空載損耗

當變壓器一次繞組在額定電壓作用下，二次繞組開路時，變壓器所產生的損耗，以W或kW為單位。它實際包括三部分：一次繞組中的銅損；磁滯損失；渦流損失。后兩種損失合稱為變壓器鐵損，因銅損值較小，故空載損耗又稱為變壓器鐵損。二變配電站的電氣一次設備

（6）短路電壓

短路電壓又稱阻抗電壓，將變壓器二次繞組短路，一次繞組兩端緩慢加壓，當二次繞組中短路電流等于額定電流時，此時一次繞組施加的電壓值稱為短路電壓，常以對一次額定電壓比值的百分數表示。即

Ｕｋ1%=Ｕｋ1/Ｕe1×100%

短路電壓對討論變壓器并列運行、突然短路有重要意義。二變配電站的電氣一次設備

（7）短路損耗

短路損耗是變壓器二次繞組短路，在一次繞組額定分接頭處通入額定電流時，變壓器的有功功率損耗，單位W或kW表示。包括兩部分：

一、二次繞組的銅損；鐵芯中的損耗。因此時二次繞組短路，一二次繞組流過額定電流，短路電壓Ｕｋ1遠小于Ｕe1。因

Ｕｋ1=4.44ｆΝ1φｋ

則φｋ<<φe,此時鐵損很小，可略去，短路損耗可近似等于一二次繞組在額定狀態(tài)下的銅損。二變配電站的電氣一次設備

（8）接線組別

變壓器同一側繞組是按照一定形式進行連接的。變壓器繞組連接方式由三相繞組的連接順序、繞組纏繞方向、繞組端頭的標志三個因素決定，連接方式直接影響三相變壓器高、中、低壓側線電壓的相位關系。三相變壓器可以連接成星形、三角形和曲折形，通常采用星形、三角形兩種連接方法，用Y，D表示。

將變壓器按高壓、中壓、低壓繞組連接的順序組合起來就是繞組的連接組別。工程上采用鐘向法，即把360°分成12等份，每30°就構成一種接線組別，共有12組接線組別。我國常用有Y,yn0;Y,d11和YN,d11三種。二變配電站的電氣一次設備

（9）溫升

變壓器繞組或上層油面的溫度與變壓器周圍環(huán)境的溫度之差，稱為變壓器繞組和上層油面的溫升。

變壓器銘牌上標定的溫升是限值，國家標準規(guī)定，當變壓器安裝地點的海拔高度不超過1000m時，繞組溫升限值65℃，上層油面溫升限值為55℃，因此，周圍環(huán)境溫度不超過40℃時，變壓器運行的上層油面溫度不應超過95℃，為保證變壓器油和絕緣在長期使用下不致迅速劣化變質，變壓器上層油面溫度不宜經常超過85℃。5、變壓器的構造和作用

變壓器的構造見圖，由幾部分組成：

（1）芯體

芯體包括變壓器的鐵芯、繞組、絕緣、引線、分接開關等。

（2）油箱

油箱包括油箱本體和附件。

（3）出線裝置

包括高壓、中壓、低壓套管。

（4）保護裝置

包括油枕、油表、呼吸器、防爆管、測溫元件、氣體繼電器等。二變配電站的電氣一次設備

（5）冷卻裝置

包括散熱器、冷卻器等。

變壓器各部件的作用分述如下

（1）鐵芯

鐵芯是變壓器的磁路部分，分鐵芯柱和鐵軛兩部分，一二次繞組繞在鐵芯柱上，鐵軛將其連起來成閉合磁路。為了提高磁路的導磁系數和降低鐵芯內的渦流損耗，鐵芯通常采用厚度0.35mm的硅鋼片，表面涂絕緣漆，分層迭裝。鐵芯在運行中必須單點可靠接地。二變配電站的電氣一次設備

（2）繞組

繞組是變壓器的電路部分，一般用絕緣紙包的鋁線或銅線繞成。高壓繞組、低壓繞組之間的相對位置不同，可構成同心式和交疊式繞組。

同心式指高、低壓繞組同心地套在鐵芯柱上，由于低壓繞組對鐵芯的絕緣要求低，故將其布置在靠鐵芯的內層。

交疊式是搞、低壓繞組沿鐵芯柱高度方向交疊地排列，為減少絕緣距離，通常低壓繞組靠近鐵軛。大容量變壓器的高壓繞組多采用連續(xù)式，連續(xù)式繞組的盤與盤之間有橫向油道，起絕緣、冷卻、散熱作用。二變配電站的電氣一次設備

（3）油箱與變壓器油

油箱是油浸式變壓器的外殼，箱內注滿變壓器油，變壓器芯體浸泡在油中。變壓器油要求十分純凈，不能含水分和雜質，如酸、堿、硫、灰塵、纖維等。變壓器油的作用是起絕緣、冷卻、散熱作用。水分會降低絕緣、腐蝕金屬、降低散熱，必須采取措施減少油與空氣的接觸。

（4）絕緣套管

變壓器的引出線從油箱內穿過油箱蓋時，須經過絕緣套管，以使帶電的引線和接地油箱絕緣。絕緣套管一般是瓷質的，結構取決于電壓等級。二變配電站的電氣一次設備1）10kV以下的為單體瓷質絕緣套管2）60kV及以下的采用瓷質充油式絕緣套管，管內充的油和變壓器本體相連通，頂部有一放氣螺孔。3）110kV及以上采用全封閉油浸紙絕緣電容式套管。它是套管的銅制芯管上包有絕緣紙和錫箔，分層纏成線垂形。管內注變壓器油或電纜油，自身密封，不與變壓器箱體相通。其下側可采用套管用裝入式電流互感器，供測量和保護。這種型式套管具有絕緣好、尺寸小、重量輕等優(yōu)點。二變配電站的電氣一次設備

（5）油枕、呼吸器和防爆管1）油枕：變壓器在運行中鐵芯和繞組發(fā)熱，使油溫增加，油的體積要因此而膨脹。設置油枕，為變壓器提供了膨脹室，縮小了油與空氣的接觸面積，延緩油吸潮和氧化速度，防止油膨脹時箱體受高壓爆炸。油枕使油面高度超過箱蓋和套管高度，使套管充滿變壓器油，增加了引出線的絕緣。

油枕上裝有油位表，監(jiān)視變壓器油面變化。2）呼吸器：油枕內裝有與外界連通的管子，管子下端裝有呼吸器。呼吸器內有硅膠，能吸潮變色；呼吸器下端是油封，使空氣不能直接經呼吸器進入油枕。二變配電站的電氣一次設備

（5）油枕、呼吸器和防爆管3）防爆管或壓力釋放器：800kVA以上的變壓器都裝設保護裝置。中小型變壓器裝設防爆管，大型變壓器采用壓力釋放器。它們都與箱體相通，當變壓器內部發(fā)生短路故障時，溫度升高，油被分解產生氣體，呼吸器排放不及，箱體內壓力增大，氣體和油將沖破防爆玻璃或釋放器，降低箱內壓力，保護油箱。

（6）冷卻裝置

變壓器運行中，因鐵芯和繞組有鐵損、銅損和附加損耗，變成熱能使變壓器溫度升高，所以必須冷卻，冷卻方式有：二變配電站的電氣一次設備1）油浸自冷式。分平板式箱壁冷卻、管式散熱器。2）油浸風冷式。當變壓器容量超過5000kVA時，因其熱量大，自然冷卻不能滿足，需裝上冷卻風扇，加速散熱器中油的冷卻。3）強迫油循環(huán)冷卻。分風冷、水冷和導向冷三種。

強迫油循環(huán)風冷是用潛油泵將油箱中上層熱油抽出，經散熱管風扇冷卻，由泵打入油箱底部，從而冷卻鐵芯和繞組，反復形成油循環(huán)。

二變配電站的電氣一次設備

強迫油循環(huán)水冷的原理與強迫油循環(huán)風冷一樣，用冷水代替風扇。

強迫油循環(huán)導向冷卻是潛油泵送入鐵芯、繞組間的油道中，使熱量直接被一定流速的冷油帶走，潛油泵抽出上層熱油，經水冷卻器冷卻后送入箱底，形成循環(huán)。二變配電站的電氣一次設備6、變壓器電壓的調整

變壓器電壓調整通過分接開關進行，因調壓分無勵磁調壓和有載調壓，分接開關就有無載、有載分接開關兩種。

無勵磁調壓是變壓器不帶任何負載，在停電無勵磁情況下，變換繞組的分接頭，以實現(xiàn)調壓。

有載調壓是在變壓器不停電情況下，帶有負載時變換繞組分接頭，實現(xiàn)調壓。通常采用電阻式組合型有載分接開關。其電路分調壓電路、選擇電路、過渡電路。二變配電站的電氣一次設備7、變壓器的運行規(guī)定

變壓器必須根據其銘牌所示的技術規(guī)范運行，運行電壓一般不應高于分接頭額定電壓的105%。（1）主變運行油溫標準

控制主變的運行油溫是確保變壓器正常運行和其絕緣強度，防止絕緣油劣化的基本措施。對運行中的油浸式主變，監(jiān)視其上層油溫不超規(guī)定值。

變壓器正常運行時，上層油溫不超過85℃，若超過應采取措施啟動備用冷卻器或轉移負荷，此時最高不應超過95℃。二變配電站的電氣一次設備

（2）變壓器負載運行規(guī)定

1）正常周期性負載的運行：變壓器在額定使用條件下，全年可按額定電流運行，允許在平均相對老化率小于或等于1的情況下，周期性超額定電流運行。2）長期急救周期性負載的運行：此時，平均相對老化率可大于1，甚至遠大于1將在不同程度上縮短變壓器的壽命，應盡量這種運行機會；必須采用時，應盡量縮短額定電流運行時間，降低倍數，有條件可投入備用冷卻器。3）短期急救負載的運行：此時，相對老化率遠大于1，繞組熱點溫度可能達到危險程度。這時應投入所有冷卻器，盡量壓縮負載、減少時間，一般不超0.5小時。二變配電站的電氣一次設備

（3）變壓器并列運行條件1）繞組接線組別相同；2）變比相等，允許相差±0.5%；3）阻抗電壓相等，相差不超過10%；4）容量之比不大于3。8、變壓器的巡視檢查

（1）變壓器正常運行檢查項目1）檢查油枕和充油套管的油位、油色是否正常，器身及套管有無滲油、漏油現(xiàn)象。2）根據溫度表指示檢查變壓器上層油溫是否正常。3）檢查變壓器音響是否正常。正常運行時內部發(fā)出均勻的“嗡嗡”電磁聲。二變配電站的電氣一次設備4）檢查瓷套管應清潔、無破損裂紋和打火放電現(xiàn)象。5）檢查冷卻器組數按規(guī)定運行，分布合理，油泵運轉正常，無漏油現(xiàn)象。6）引線接頭接觸是否良好，紅外測溫測量接觸處溫度不超70℃。7）檢查呼吸器通暢，硅膠變色不超一半，油封內的油浸過呼吸嘴。

8）壓力釋放器指示桿未突出，無噴油痕跡。

9）瓦斯繼電器與油枕間連接閥門應打開，內無氣體充滿油。

10）檢查其鐵芯接地良好，鉗形表測量不大于0.5A。

11）有載調壓分接開關位置正確，機構與遠控指示一致。二變配電站的電氣一次設備

（2）變壓器特殊巡視內容1）氣溫驟變時，檢查油枕油位和瓷套管油位是否有明顯下降，各側連接引線是否有斷股或接頭發(fā)紅現(xiàn)象。2）大風、雷雨、冰雹后，檢查引線擺動情況及有無斷股，設備上有無雜物，瓷套管有無放電痕跡及破裂現(xiàn)象。3）濃霧、小雨雪時，瓷套管有無表面閃絡放電，各接頭在雨中和雪后有無水蒸氣或立即熔化現(xiàn)象。

二變配電站的電氣一次設備

（2）變壓器特殊巡視內容4）過負荷時，應檢查負荷電流、油溫油位變化，檢查聲音是否正常，接頭是否發(fā)熱，冷卻器投入足夠，防爆膜、壓力釋放器是否動作過。5）變壓器發(fā)生短路或穿越性故障時，應檢查變壓器有無噴油，油色是否變黑，油溫是否正常，電氣連接部分有無發(fā)熱、熔斷，瓷質外絕緣有無破裂，接地引下線有無燒斷。6）新投入或大修后投入運行后，4小時內，每小時檢查一次，除了正常巡視項目外，應檢查聲音是否正常，有無內部放電現(xiàn)象；油位變化應正常；冷卻器閥門全打開。二變配電站的電氣一次設備9、變壓器的故障分析處理

大中型變電站的主變壓器都有較完備的變化裝置，主變故障時其瓦斯、差動等主保護動作跳閘，切除故障變壓器。

（1）變壓器瓦斯保護動作后的處理1）輕瓦斯動作處理：當輕瓦斯動作后，報出光子牌信號。此時應匯報調度，檢查主變油溫、油位及聲音，用2支注射器抽取瓦斯繼電器內氣體，一支送化驗室分析，一支現(xiàn)場點燃判定是否可燃，如可燃應申請停運試驗，不可燃應繼續(xù)運行監(jiān)視。二變配電站的電氣一次設備2）重瓦斯動作后處理

當主變重瓦斯動作跳閘后，會出現(xiàn)音響、報出光子牌信號，三側開關跳閘，電流為零。此時應解除音響，匯報調度，全面檢查主變外部，有無噴油、冒煙、著火和嚴重漏油等，觀察油色、油溫、油位變化；檢查瓦斯繼電器二次接線是否正確；拉開三側開關刀閘，做好安措待測試；檢查氣體性質是否可燃；對主變取油樣進行色譜分析；對其進行絕緣測試。二變配電站的電氣一次設備

（2）變壓器差動保護動作后的處理

當主變差動動作時，會出現(xiàn)音響、報出光子牌信號，三側開關跳閘，電流為零。此時應解除音響，匯報調度，檢查主變差動保護區(qū)內的套管、導線、接頭等有無放電和燒傷痕跡，主變油色、油溫、油位有無異常；檢查二次回路接線是否正確；測量主變絕緣和直流電阻是否正常；對主變取油樣進行色譜分析；如差動回路誤接線，裝置因穿越性故障誤動，須對差動保護全面校驗。

若主變突發(fā)著火，應立即斷開三側開關進行滅火，如火災擴大應打開事故放油閥，進行放油滅火。二變配電站的電氣一次設備10、變壓器檢修、試驗

（1）變壓器檢修項目、周期1）變壓器大修項目、周期

大修項目：器身鐵芯、線圈、絕緣、引線檢查；檢修箱蓋、油枕、套管等；檢修冷卻裝置，控制箱和閥門；檢查處理穿芯螺桿、接地線；清洗油箱內外附件；更換密封膠墊，消除滲漏油；處理絕緣油（過濾或更換）；檢修分接開關；檢查處理呼吸器、凈油器；檢驗測溫、儀表、信號和保護裝置；進行必要的測量和試驗。

大修周期：投運后5年修1次，以后每10年1次；全封閉變壓器試驗結果有必要時；運行主變承受出口短路后考慮提前大修；有載調壓分接開關達到廠家操作次數后，應將切換開關取出檢修。二變配電站的電氣一次設備2）小修項目、周期

小修項目：檢查套管；清掃外殼、套管和冷卻裝置，處理滲漏油缺陷；檢查呼吸器、凈油器，更換干燥劑；檢修冷卻器潛油泵、風扇、電機；檢驗溫度計；檢查處理防爆筒玻璃或壓力釋放器；檢查處理油枕膠囊、瓦斯繼電器；進行規(guī)定的測量試驗。

小修周期：每年小修1次。

近幾年，變壓器采用狀態(tài)檢修，可根據其運行狀態(tài)確定，故大修、小修周期不完全符合。二變配電站的電氣一次設備

（2）變壓器試驗項目

1）主要的絕緣試驗項目：繞組絕緣電阻、吸收比的測定；繞組連通套管的泄漏電流試驗；繞組連通套管的介損試驗；繞組連通套管的直流電阻試驗；電容套管末屏絕緣及介損試驗；絕緣油試驗。2）新投產及大修后試驗項目：檢查各分接頭位置上的繞組連同套管的直流電阻；檢查所有分接頭的變壓比；檢查三相接線組別；測量繞組連同套管的絕緣電阻吸收比；繞組連同套管的交流耐壓試驗；繞組連套管的局部放電試驗；測量與鐵芯絕緣的各緊固件及鐵芯接地線引出套管對外殼的絕緣電阻；絕緣油試驗；有載調壓切換裝置的檢查試驗；沖擊合閘試驗。二變配電站的電氣一次設備3）主變故障后試驗項目：根據大修規(guī)定進行試驗，還補充以下項目。額定電壓下空載電流和空載損耗測量；額定電流下的短路電壓和短路損耗測量；局部放電試驗；感應耐壓試驗或操作波試驗。二變配電站的電氣一次設備（二）互感器

電力系統(tǒng)應用的高壓互感器分電壓互感器和電流互感器。其用途是與電氣儀表和繼電保護自動裝置配合測量高電壓回路的電壓、電流及電能等參數，隔離高電壓，保障工作人員與設備安全。1、電壓互感器

（1）電壓互感器工作原理

電壓互感器是將電力系統(tǒng)的高電壓變成一定標準的低電壓（100V等）的電氣設備。從結構上講是一種小容量、大電壓比的降壓變壓器，基本原理與變壓器相同。但是它不輸送電能，僅作為測量和保護用的標準電源。二變配電站的電氣一次設備

（2）電壓互感器特點1）電壓互感器二次回路的負載是計量表計、繼電保護及自動裝置的電壓線圈，其阻抗很大，二次工作電流小，相當于變壓器空載運行。2）電壓互感器二次繞組不能短路。短路后二次回路阻抗變很小，會產生很大的短路電流，造成繼電保護誤動，甚至燒毀互感器。

此外，電壓互感器二次繞組及零序電壓繞組的一端須接地，防止一次側線路發(fā)生故障時，在二次感應出高電壓，危及儀表、繼電器和人身安全。一般是中性點接地或b相接地。二變配電站的電氣一次設備

（3）電壓互感器的分類及結構

電壓互感器的分類：1）按安裝地點分為戶內、戶外電壓互感器。2）按相數分為單相式和三相式，35kV及以下多為三相式。3）按繞組分為雙繞組和三繞組。4）按絕緣方式分干式、澆注式、油浸式和充氣式。電壓互感器的結構：

可分為普通式和串級式兩種。

普通式就是二次繞組和一次繞組相互耦合，與普通的變壓器一樣，常用于35kV及以下。二變配電站的電氣一次設備

串級式就是一次繞組有幾個單元串聯(lián)而成，最后一個單元接地，二次繞組只與最后一個單元耦合。用于110kV及以上電壓互感器，通常采用單相瓷箱式結構。

電容式電壓互感器是組合式單柱結構，由瓷套外殼、經高真空浸油處理的電容芯子、充滿瓷套的絕緣油，上下節(jié)串聯(lián)組合而成。二變配電站的電氣一次設備

（4）電壓互感器的接線方式

電壓互感器有以下幾種常見接線：見圖1）一臺單相電壓互感器，用于測量某一相間電壓（35及以下電網）或相對地電壓（110及以上中性點直接接地電網）。2）兩臺單相接成V--V形，它能測量各相間電壓，但不能測量相電壓。廣泛用于20kV以下中性點不接地或經高阻抗接地的電網。3）一臺三相三柱電壓互感器接線，只能測量相間電壓，Y/Y0方式。

二變配電站的電氣一次設備4）一臺三相五柱式電壓互感器，一、二次繞組均接成星形，且高壓側中性點接地，為Y0/Y0/?形式，用于3～15kV電網中?？蓽y量各相間電壓和相對地電壓，其第三繞組接成開口三角形，供保護和接地信號用。5）用三臺單相三繞組電壓互感器構成Y0/Y0/?的接線方式，廣泛應用于35～330kV電網中。二變配電站的電氣一次設備

（5）電壓互感器的運行規(guī)定1）電壓互感器允許在額定容量下長期運行，60kV及以下的，其一次側裝設熔斷器，110kV及以上的一次側不裝熔斷器；電壓互感器二次側裝設熔斷器或低壓斷路器。2）電壓互感器運行電壓不超過其額定電壓的110%。3）在電壓互感器本體上或底座上進行工作，要把其一次側、二次側都拉開，有明顯斷開點。4）油浸式電壓互感器應裝設油位計和呼吸器，全封閉式或帶金屬膨脹器的，有滲漏油應及時處理。5）高壓側熔斷器的額定電流（一般0.5A）和遮斷容量應足夠；二次熔絲電流應大于負荷電流1.5倍。二變配電站的電氣一次設備

（6）電壓互感器的巡視檢查1）電壓互感器的瓷瓶是否清潔完整，有無裂紋、放電現(xiàn)象；2）油位、油色是否正常，有無漏油現(xiàn)象。3）內部聲音是否正常。4）高壓引線接頭連接是否良好，有無過熱，二次回路電纜、導線有無破損。5）二次側和外殼接地是否良好。6）檢查波紋金屬膨脹器運行狀況，油位應在20℃上下。7）端子箱是否清潔、受潮，箱門是否關好。二變配電站的電氣一次設備

（7）電壓互感器的故障分析處理

1）電壓互感器響聲異常：內部有劈啪聲，說明內部故障，應立即停用；系統(tǒng)諧振或單相接地，會出現(xiàn)較高的“哼哼”聲。

2）內部故障過熱產生高溫，油位上升，膨脹漏油；運行異常使熔斷器連續(xù)熔斷2-3次。

3）電壓互感器內發(fā)生臭味或冒煙，說明連接部位松動或高壓側絕緣損傷。

4）繞組、引線與外殼間有火花放電，說明繞組內部絕緣損壞或連接部位接觸不良。

5）電壓互感器因密封老化引起嚴重漏油故障，處理時禁止用刀閘或取下高壓保險的方法停用故障PT，應用高壓斷路器切除所在母線。二變配電站的電氣一次設備2、電流互感器

電流互感器是將高壓系統(tǒng)中的電流或低壓系統(tǒng)中的大電流變成一定量標準的小電流（5A或1A）的電氣設備。

（1）電流互感器的基本原理

電流互感器是接近于短路運行的變壓器，基本原理與變壓器相似，只是取電流變換，其一次繞組串聯(lián)在線路。

（2）電流互感器的特點

電流互感器不同于變壓器的特點二變配電站的電氣一次設備1）電流互感器二次回路負荷是計量、保護、自動裝置的電流線圈，阻抗小，相當于變壓器短路運行，一次電流由線路負荷決定，二次電流只隨一次電流變化而變化，所以能測量電流。2）電流互感器二次繞組絕對不允許開路運行。二次側一端必須接地，以防止一二次絕緣擊穿時危及儀表和人身安全。

（3）電流互感器的分類和結構

電流互感器的分類：1）按安裝地點分為戶內、戶外式、裝入式（套管式）。二變配電站的電氣一次設備2）按安裝方法分為穿墻式、支持式。3）按絕緣分為干式、澆注式、油浸式、充氣式等。4）按一次繞組匝數分為單匝式和多匝式。

電流互感器的結構：

電流互感器一次繞組串聯(lián)于電網中，通過電流大，導線截面大，匝數較少。其結構主要以一次繞組的結構不同而不同。電流互感器結構有U字形和8字形（鏈形）結構。因8字形線圈電場不均勻，只用于35～110kV電壓級。220kV及以上電壓等級電流互感器一般采用U形結構，U字形繞組電容式結構，主絕緣全包在一次繞組上，電場分布均勻，被廣泛應用。二變配電站的電氣一次設備

（4）電流互感器的接線

電流互感器的接線有幾種常見接線，見圖：1）單相接線：用在三相三線系統(tǒng)中，當各相負荷平衡時，可在一相中裝電流互感器，測量一相的電流。2）星形接線：可測量三相負荷電流，監(jiān)視每相負荷不對稱情況。3）不完全星形接線：可用來測量平衡負荷和不平衡負荷的三相系統(tǒng)各相電流。圖中是只取A、C兩相電流時，用二元件功率表接線，流過公共導線上的電流為A、C兩相電流的向量和，即-Ｉb二變配電站的電氣一次設備

（5）電流互感器的運行規(guī)定1）電流互感器的負荷電流應補超過其額定值的110%。2）電流互感器運行中二次回路始終閉合，二次繞組不允許開路。3）油浸式電流互感器應裝設封閉的金屬膨脹器或微正壓裝置。4）二次繞組至少有一個端子可靠接地，屬于保護接地。5）電流互感器與電壓互感器的二次回路不允許互相連接。二變配電站的電氣一次設備

（6）電流互感器的巡視檢查、故障分析1）電流互感器的巡視項目：瓷套管是否清潔無破損裂紋、放電；油色、油位是否正常；連接處是否良好無松動、過熱、放電現(xiàn)象；有無滲漏油；金屬膨脹器指示正常；聲音、氣味正常；接地線良好無松動現(xiàn)象；端子箱清潔無受潮，二次端子接觸良好無開路放電現(xiàn)象。2）電流互感器正常工作時近于短路狀態(tài)，運行聲音極小，故障時會出現(xiàn)異常聲音、其它現(xiàn)象。二變配電站的電氣一次設備

二次回路短路時，電流表、功率表指示為零或減少，保護誤動或不動。此時應保持負荷不變，停用可能誤動的保護裝置，進行處理，否則停電處理。

二次回路開路時，故障點端子排會擊穿冒火。應檢查互感器二次回路端子接觸是否良好，立即恢復。

檢查充油型電流互感器密封、油位是否正常。膨脹器導向指示急劇上升，系內部短路或決議過熱，應申請停電處理。油位急劇下降，可能是嚴重漏油引起，應匯報調度，讓檢修人員停電處理。二變配電站的電氣一次設備

（7）互感器的試驗項目

電壓互感器、電流互感器合稱互感器，檢修試驗項目相同。1）互感器的檢修項目：繞組、鐵芯檢查處理；絕緣件是否良好，末屏或二次接地可靠；更換絕緣密封件及附件；絕緣油處理；密封試驗、電氣試驗；外殼油漆。2）互感器的試驗項目：測量繞組的絕緣電阻；繞組套管對外殼的交流耐壓試驗；測量介質損失；測量直流電阻；絕緣油試驗化驗；檢查接線組別及引出線極性；檢查變比；局部放電試驗。二變配電站的電氣一次設備(三）高壓斷路器

高壓斷路器是電力系統(tǒng)中重要的控制和保護設備，不管系統(tǒng)處于什么狀態(tài)，它都應可靠動作。其控制作用是根據電網運行需要投入或切除部分電力設備和線路；保護作用是電力設備或線路發(fā)生故障時，通過繼電保護及自動裝置作用于斷路器，將故障部分從電網中迅速切除，以保證電網非故障部分的正常運行。二變配電站的電氣一次設備1、高壓斷路器的基本原理

高壓斷路器通斷電路是由操動機構經過傳動機構驅動兩個金屬觸頭（通常稱動、靜觸頭）的接觸和分開進行的，且必須保證可靠地熄滅電弧。2、高壓斷路器的結構

盡管斷路器種類繁多，結構復雜，總體可由導電回路、滅弧室、絕緣部分、操動機構、傳動機構、外殼及支撐部分組成。

二變配電站的電氣一次設備3、高壓斷路器的分類

根據不同的滅弧原理，高壓斷路器可分為多油斷路器、少油斷路器、壓縮空氣斷路器、真空斷路器、SF6斷路器。

SF6氣體因在常溫下無色、無毒、不燃、不臭，絕緣性能優(yōu)良，是空氣的3倍，不會老化變質，不溶于水和變壓器油，不與氧、氮、鋁等許多物質反應，熄弧后絕緣強度恢復快，比空氣快100倍，因此，SF6斷路器被廣泛應用，且可把多種設備組合在一起，成全封閉組合電器（GIS）。但它有缺點：SF6在電弧和電暈作用下產生劇毒的低氧化物，可引起絕緣結構材料損壞；分解受水分及電場不均勻影響大，故要求純度高；在低溫時易液化。二變配電站的電氣一次設備4、高壓斷路器的參數

（1）額定電壓：保證斷路器正常長期工作的電壓。

（2）額定電流：斷路器可長期工作的最大電流。

（3）開斷電流：斷路器在給定電壓下正常開斷的最大短路電流。

（4）熱穩(wěn)定電流：斷路器所承受短路電流熱效應的能力，一般按4秒時間通過熱穩(wěn)定電流。

（5）額定動穩(wěn)定電流：用來表征斷路器承受短路電流電動力能力，指在關合狀態(tài)下，能通過不妨礙其正常工作的最大短路電流瞬時值。

二變配電站的電氣一次設備4、高壓斷路器的參數

（6）分閘時間：斷路器接到分閘命令起，到電弧熄滅止所經歷的時間為全分閘時間。（固有分閘+熄弧時間）

（7）合閘時間：斷路器接到合閘命令起，到觸頭剛接觸的時間止所經歷的時間。5、高壓斷路器操動機構

有手動操動機構，電磁操動機構，電動機構，氣動機構，彈簧操動機構，液壓操動機構。二變配電站的電氣一次設備5、高壓斷路器的運行

（1）高壓斷路器允許按其額定電壓和額定電流長期運行。

（2）斷路器的負荷電流一般不應超過額定值，事故時過負荷不超10%，時間不超4小時。

（3）安裝地點的相同短路容量不應大于其銘牌規(guī)定的開斷容量，有短路時能滿足熱、動穩(wěn)定要求。

（4）嚴禁將拒絕跳閘的斷路器投入運行。

（5）嚴禁對運行中的斷路器慢合慢分試驗。

（6）斷路器跳閘后應進行細致檢查，若綠燈不亮而紅燈已熄滅，應立即取下控制保險防止跳閘線圈燒壞。二變配電站的電氣一次設備

（7）高壓斷路器無論哪種類型操動機構，均應經常保持足夠的操作能源。

（8）采用電磁式操動機構的斷路器，禁止用手動杠桿或千斤頂帶電合閘操作。液壓或氣動機構的斷路器，壓力異常導致分合閘閉鎖時，不準擅自解除閉鎖進行操作。

（9）斷路器的金屬外殼及底座應有明顯的接地標志并可靠接地。

（10）斷路器的分合閘指示器應易于觀察且指示正確。二變配電站的電氣一次設備6、斷路器的巡視檢查

（1）油斷路器的巡視內容：檢查油位、油色是否正常；有無滲漏油現(xiàn)象；有無放電和異常聲音；接頭有無過熱；紅綠指示燈、機械指示、負荷電流與實際相符；瓷質絕緣完好，無破損裂紋、放電現(xiàn)象。（2）SF6斷路器的巡視內容：檢查SF6壓力正常，在0.4～0.6MPa范圍；各部通道有無異常、異味；絕緣套管無裂紋放電和臟污；連接接頭無過熱現(xiàn)象。（3）空氣斷路器的巡視檢查：空氣壓力是否正常；空氣系統(tǒng)閥門法蘭、通道、儲氣筒等處無明細漏氣；空壓機運轉正常無異常聲音；絕緣拉桿完整；絕緣套管無裂紋放電和臟污；連接接頭無過熱現(xiàn)象。二變配電站的電氣一次設備6、斷路器的故障分析處理

（1）斷路器異常運行分析處理1）響聲不正常：可能是套管或瓷柱破損放電、內部起泡放電、二次接線接觸不良放電、連接部位燒紅放電等，應視其程度判準部位，匯報調度緊急停電。2）接觸發(fā)熱：因開斷容量不足、過負荷、切除短路電流、機構合閘不到位，引起動靜觸頭接觸不良發(fā)熱，也會因引線接觸氧化、螺栓松動發(fā)熱。應申請轉移負荷、停電處理。3）大量漏油：因密封老化漏油。此時注意不許在斷路器嚴重缺油、無油時分閘。應立即轉移負荷，利用旁路開關或上一級開關斷開，停電處理。二變配電站的電氣一次設備4）內部其它故障：可能會因本體內部或操動機構故障引起斷路器異常運行。應根據程度處理，必要時停電處理。

（2）斷路器故障分析處理1）合閘失靈：根據紅綠燈指示判斷操作電源、合閘回路是否正常?？刂票ｋU、合閘線圈、防跳繼電器、機構回路故障均會導致合閘失靈。查出故障原因應立即處理，否則應通知檢修人員處理。2）分閘失靈：正常操作拒分，可根據紅燈指示判斷操作電源是否正常；檢查分閘線圈、機構壓力或回路故障。后臺監(jiān)控機上不能分閘時，應檢查閉鎖回路、分閘程序、測控屏是否正常。二變配電站的電氣一次設備7、斷路器的檢修、試驗

（1）斷路器檢修項目1）斷路器本體：導電系統(tǒng)、滅弧裝置分解檢修；中間機構箱分解；支持瓷套、提升桿分解；主軸、傳動裝置分解；分閘緩沖器分解；放油閥、排氣裝置、油位計分解；絕緣油過濾；操動機構及拉桿分解；跳閘試驗；整體清掃、除銹、刷漆。2）（電磁、液壓、彈簧）機構：分合閘部件分解；工作缸、信號缸維修；儲壓筒、儲能彈簧維修；端子及二次回路檢查試驗；密封檢查；分合閘試驗；機構清掃、除銹、刷漆。二變配電站的電氣一次設備

（2）斷路器試驗項目

絕緣拉桿的絕緣電阻及工頻耐壓測量；本體直流泄漏電流試驗；交流耐壓試驗；每相導電回路電阻測量；測量分合閘時間和速度；并聯(lián)電容器試驗；SF6氣體微水測量；檢測SF6密封性能等。二變配電站的電氣一次設備(四）隔離開關

隔離開關又名隔離刀閘（簡稱刀閘），是高壓開關的一種。1、隔離開關的基本原理

隔離開關沒有專用的滅弧裝置，不能用來切斷負荷電流和短路電流，但它具有電動力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，不因短路電流通過而自動分開或燒壞觸頭。隔離開關由操動機構驅動本體閘刀分、合，分閘后有明顯的電路斷開點。2、用途

（1）隔離電源。它使需停電工作的設備與帶電部分可靠隔離，確保了工作人員的安全。二變配電站的電氣一次設備

（2）分合無阻抗的并聯(lián)支路。雙母線方式，設備倒換母線運行；斷路器合位時，分合與其并列的旁路刀閘。

（3）接通或斷開小電流電路。分合電壓互感器、避雷器，無接地的消弧線圈與中性點接地刀；分合電容電流不超5A的空載線路及勵磁電流不超2A的空載變壓器；分合10kV以下15A以內的負荷電流及70A以內的環(huán)流。

二變配電站的電氣一次設備3、隔離開關的類型、結構

隔離開關有以下類型：

（1）按絕緣支柱數目分為單柱、雙柱、三柱式。

（2）按刀閘運行方式分為水平旋轉、垂直旋轉、擺動、插入式。

（3）按有無接地刀分為帶接地閘刀、無接地閘刀式。（4）按操動機構不同分為手動、電動、氣動、液壓式。

（5）按極數可分為單極、三極式。

（6）按使用特性分為母線型、穿墻套管型。

（7）按使用地點分為戶內、戶外式。二變配電站的電氣一次設備

隔離開關基本由下列各部分組成：

（1）接線端。連接母線或設備。

（2）觸頭。動、靜觸頭或兩個可動觸頭。

（3）絕緣子。支持絕緣子、操作絕緣子。

（4）傳動機構。接受操動機構的力，用拐臂、連桿、軸齒輪、操作絕緣子等傳給觸頭，實現(xiàn)分合閘。（5）操動機構。通過傳動裝置，控制刀閘分合并供給操動力。

（6）支持底座。將上述各部件組合固定。

常用的隔離開關有：GN1-10、GN6-10T戶內式；GW4-110、GW4-220雙柱，GW5-110DＶ型，GW6-220GD單柱，GW7-220單極三柱戶外式。二變配電站的電氣一次設備4、隔離開關的運行、巡視

（1）隔離開關運行技術規(guī)定：允許在額定電流、額定電壓下長期運行；導體連接頭溫度不應超過70℃；嚴禁帶負荷進行分、合閘操作；滿足熱穩(wěn)定要求；分閘狀態(tài)安全距離明顯。

（2）隔離開關巡視內容：瓷絕緣是否完整無裂紋放電現(xiàn)象；操動機構不變形、銹蝕、開焊等；閉鎖裝置完好，銷子鎖牢；接地刀閘接觸良好；合閘時觸頭接觸良好，不發(fā)熱；通過短路電流后絕緣子無破損放電痕跡和熔化現(xiàn)象。二變配電站的電氣一次設備5、隔離開關的異常運行分析處理

（1）隔離開關接觸發(fā)熱：原因是壓緊彈簧、螺栓松動、表面氧化等。處理時，雙母線方式可倒換另一母線刀閘運行，后拉開發(fā)熱刀閘；單母線的，應匯報調度，減少負荷，轉移負荷，有旁路的用旁路代運行，無旁路要監(jiān)視溫度，停電處理。

（2）瓷瓶裂紋破損：不嚴重的可繼續(xù)運行；破損嚴重有放電時，應停電處理。

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（3）拒分、拒合：查找原因處理，禁止盲目操作。如防誤閉鎖裝置問題，應檢查程序，消缺后進行。若操動機構問題，應消除，不能電動的改手動。

（4）隔離開關本身傳動機械故障：停電處理。

（5）操作時，發(fā)現(xiàn)刀刃與刀嘴接觸部分有抵觸時，不能強行進行，否則會造出支持瓷瓶的破壞，應停用進行處理。二變配電站的電氣一次設備6、隔離開關的檢修

大修內容：操動機構分解檢修，涂潤滑油；各部連桿分解調整；轉動部分分解檢修、加油；導電回路解體；瓷瓶清掃、檢查及連接線螺栓緊固；三相同期調整；各部鐵件除銹、油漆；防誤閉鎖裝置檢修。

二變配電站的電氣一次設備(五）電抗器、電容器1、電抗器

（1）電抗器分類

電抗器有限流電抗器、分裂電抗器、油浸電抗器。1）限流電抗器：限流電抗器的作用是限制短路電流，按安裝地點分為母線電抗器和線路電抗器，一般制成干式，在6-35kV中應用。

母線電抗器裝在發(fā)電機電壓母線、母線分段、變壓器低壓出口處，與斷路器串聯(lián)，百分電抗值為8%-12%。

線路電抗器串聯(lián)在線路中，限制短路電流。二變配電站的電氣一次設備2）分裂電抗器：為限流短路電流和維持母線殘壓，要求電抗器的電抗較大，為了減少電抗器中的電壓損失，要求電抗器的電抗越小越好。為解決這一矛盾，采用分裂電抗器。

分裂電抗器中間有抽頭，可連接兩個分支。3）油浸電抗器：與變壓器結構相同，變電站中，多用在與并聯(lián)電容器串聯(lián)，組成諧振回路。目前，在超高壓500kV及以上系統(tǒng)中，采用大型油浸電抗器并聯(lián)在線路末端，用來吸收容性無功控制電壓過高、降低操作過電壓。二變配電站的電氣一次設備

（2）電抗器的運行、巡視及維護1）電抗器運行：按銘牌要求運行，電壓不得超過額定電壓的10%，工作電流不應大于額定電流，環(huán)境溫度超35℃時，工作電流應低于額定電流；夏天室溫過高，應加強通風或減少負荷；分裂電抗器一般不得單臂運行，為保證母線電壓質量，兩臂中電流方向相反，大小盡量一致。

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（2）電抗器的運行、巡視及維護

2）電抗器巡視項目：接頭是否接觸良好無過熱；周圍是否清潔無雜物，無磁性物體；支持瓷瓶無裂紋，安裝牢固；室內空氣流通，無漏雨；檢查其振動和噪聲。發(fā)生短路后，檢查是否位移；絕緣子是否松動扭傷；引線無彎曲；水泥柱無破碎；有無放電聲和焦氣味。

3）電抗器異常處理：運行中電抗器有均勻的“嗡嗡”聲，如內部故障，聲音異常。充油式嚴重漏油或絕緣子破損、內部損壞、開關跳閘，應停電處理。二變配電站的電氣一次設備2、消弧線圈

（1）消弧線圈作用1）作用：消弧線圈是一個具有鐵芯的可調電感線圈，接于變壓器或發(fā)電機的中性點與大地之間。當發(fā)生單相接地故障，消弧線圈產生一個與接地電流大小相近、方向相反的電感電流，對接地電流起補償作用，使接地點電流減少或接近于零，消除接地電弧及其危害。2）補償方式：全補償、欠補償、過補償。我國采用的是接近諧振的過補償。二變配電站的電氣一次設備

（2）消弧線圈安裝位置1）裝設在變壓器中性點上：消弧線圈與避雷器并聯(lián)，通過刀閘接于變壓器中性點上，消弧線圈內部有PT和CT，有可調的分接頭。2）采用專用接地變壓器：如變壓器無中性點或中性點未引出，應裝設專用接地變。一般裝在變壓器低壓側不接地系統(tǒng)，容量與消弧線圈配合。

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（3）消弧線圈運行、巡視維護1）消弧線圈的運行要求：正常運行，應監(jiān)視其電壓、電流、溫度；監(jiān)視中性點位移電壓，長時間允許值不得超過額定電壓的15%，操作過程1小時內的值不得超過額定電壓的30%；當單相接地時，應監(jiān)視儀表和信號變化，判斷接地相，匯報調度；尋找接地線路使消弧線圈帶負荷運行，其上層油溫不超過95℃為限；消弧線圈有故障需立即停電，不能用刀閘切除帶故障的消弧線圈。二變配電站的電氣一次設備

2）消弧線圈的巡視項目：上層油溫、油位是否正常，油色是否發(fā)黑；隔離開關、套管、絕緣子是否清潔無破損裂紋；油箱清潔無滲漏油；各部引線牢固，外殼接地和中性點接地良好；正常運行無聲音，接地時有嗡嗡聲；油枕呼吸器內硅膠無變色；瓦斯繼電器玻璃清潔無滲油；指示信號正常。3）消弧線圈異常處理：當消弧線圈發(fā)生防爆管噴油、嚴重漏油、響聲異常放電、套管破裂放電、著火等故障，應需立即通過高壓斷路器切除或用主變停電切除。當消弧線圈溫度超過極限、分接開關接觸不良、接地引線折斷、刀閘嚴重接觸不良，應立即停電。二變配電站的電氣一次設備3、電容器

（1）電容器的作用

電容器分為串聯(lián)電容器、并聯(lián)電容器，都用于改善電力系統(tǒng)的電壓質量和提高輸電線路輸電能力。

串聯(lián)電容器串聯(lián)在線路中，利用容抗補償線路感抗，提高線路末端電壓，改善系統(tǒng)潮流分布，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和線路輸送能力。

并聯(lián)電容器并聯(lián)在系統(tǒng)母線上，提供感性無功，改善系統(tǒng)運行的功率因數，提高母線電壓水平。

并聯(lián)電容器應用廣泛、數量多。二變配電站的電氣一次設備

（2）并聯(lián)電容器的結構

箱式電容器主要由油箱、膨脹器、器身、芯子（電容元件）、出線套管等組成。

集合式電容器有單相和三相兩種，也稱密集型電容器。由油箱、器身、油枕、出線套管等組成。

（3）并聯(lián)電容器組的接線方式

高壓并聯(lián)電容器組最常用的基本接線為星形、雙星形。二變配電站的電氣一次設備

（4）并聯(lián)電容器的保護

內熔絲保護，外熔絲保護，不平衡電壓保護，相電壓差動保護，中性點不平衡電流保護，橋式差電流保護。

（5）電力電容器運行維護1）運行要求：電容器各相容量應相等；應在額定電壓和額定電流下運行；電容器不可帶殘留電荷合閘，須經充分放電后可合閘；電容器室通風良好，運行溫度不超允許值。二變配電站的電氣一次設備2）允許運行方式：允許運行電壓不宜超過額定電壓的1.05倍，最高不超1.1倍；允許運行電流最大不超額定電流的1.3倍，三相電流差不超額定電流的5%；允許運行的環(huán)境溫度須與電容器溫度適應，外殼溫度不超55℃。3）電容器的維護：經常巡視，每天不少于一次；保護動作后，不許強行試送，應查明原因，試驗后送電；處理故障電容器時，應合上接地充分放電后，方可接觸電容器；對外部熔斷器定期檢查、更換。二變配電站的電氣一次設備（六）母線、絕緣子、電纜1、母線

（1）母線作用

母線在發(fā)電廠、變電站中，匯集、分配、傳送電能，是構成電氣主接線的主要設備。

（2）母線的分類

按所用材料分為銅母線、鋁母線；按截面形式分為圓形、矩形、槽形、管形等。

（3）布置方式

常見的有水平布置、垂直布置兩種。二變配電站的電氣一次設備

（4）母線的著色

母線著色是為識別相序、散熱。1）直流母線：正極--赭色，負極--藍色；2）交流母線：A相-黃色，B相-綠色，C相-紅色。3）中性點：不接地中性線--白色，接地中性線--紫色帶黑色橫條。2、絕緣子

（1）絕緣子的作用

絕緣子又名瓷瓶，被廣泛用于戶內外配電裝置和輸電線路中，用來支持和固定帶電導體，使導體與地絕緣、導體間的絕緣。要求絕緣子必須有足夠的電氣強度和機械強度，在高溫潮濕環(huán)境運行。二變配電站的電氣一次設備

（2）絕緣子的分類

絕緣子按裝設地點分為戶內、戶外；按用途分為電站絕緣子、電器絕緣子、線路絕緣子。

（3）絕緣子的結構

絕緣子由絕緣體和金屬配件構成。

絕緣體有電瓷、玻璃、玻璃鋼、有機復合材料等制成。絕緣瓷件的外表面涂有一層棕色、白色或藍色的硬質瓷釉，以提高絕緣子的絕緣和機械性能。

金屬配件與瓷件大多用水泥膠合劑膠合在一起，作用是把絕緣子固定在接地架上，把導體固定在絕緣子上。二變配電站的電氣一次設備

（4）絕緣子的運行維護1）巡視項目：外表檢查清潔無放電；瓷質無裂紋