市场部培训-电力系统主要设备

1、一、配电网网架与装备典型的一次设备1、主变、配变电力变压器有二种，即升压变压器和降压变压器。升压变压器主要应用在发电场所，向电网输送电力。通过升高电压的方式来减小线路中的电能损耗，可根据公式P=U*I和Q=I2Rt导出。我们常说的变压器是降压变压器，由于高电压的安全性以及设备的结构、成本等原因，我们需要把电网上的高压电转换为低压电供我们日常使用，也就是常说的工频市电。U1*N2=U2*N1主变和配电没有严格的区分，主要是电压等级和容量决定的。一般说来，通常将10KV及以下电压等级的电力变压器，称为配电变压器，而将35KV及以上电压等级的电力变压器称为主变压器。变压器主要性能指标：电压等级、额定

2、容量、空载损耗、空载电流、负载损耗、短路阻抗。变压器作为供电设备的同时自身也是一台用电设备，在上述指标中，空载损耗、空载电流、负载损耗、短路阻抗都是衡量变压器是否节能的重要指标。现在在电网中运行的变压器主要有S7、S9、S11系列，S7系列变压器现已淘汰，主要在一些老、旧变电站少量运行。在变压器的发展过程中，其工作原理并未发生改变，主要是通过材质（铁芯、绕组）和加工工艺的改进来降低变压器的损耗（铁损、铜损）。近年来出现的非晶合金技术，代表着未来变压器的发展方向，采用非晶合金铁芯的变压器比传统硅钢片铁芯变压器的空载损耗、空载电流下降了80%左右。主变压器二次侧有两种形式，双绕组和单绕组。双绕组变

3、压器可同时输出2个电等级，而单绕组变压器只能输出1个电压等级。配电变压器为终端变压器，除一些特殊用途的变压器外，通常只有1个电压等级输出。例如：110KV主变通常可同时输出35KV和10KV两个电压等级，而10KV的配电变压器通常只能输出0.4KV电压。按变压器的结构来分主要分成油浸式变压器和干式变压器。油浸式变压器的铁芯和绕组都密封在一个装满油的金属箱体里，由变压器油充当绝缘和散热的介质，因此变压器油质量以及装油量是否达到规定直接影响系统运行的可靠性。如果想体密封不严就会造成变压器漏油，因此油变需要定期巡检、维护。它的优点是变压器可拆解、可维修。干式变压器顾名思义，变压器为固态结构，整体浇注

4、环氧树脂作为绝缘介质，体积小、重量轻、散热效果好，过载能力强，可做到免维护运行。但它的缺点是一旦变压器绕组出现故障无法维修、且环氧树脂绝缘强度较低，因此无法应用在110KV及以上电压等级的变压器，箱式变电站的配电变压器大量采用干式变压器。110KV油浸式变压器变压器的调压：由于电网线路阻抗阻抗的存在，在输配电过程中会产生电压降。如果压降过大会造成终端用户设备发热甚至烧毁，因此变压器二次侧输出的电压通常略高于额定电压，且此电压是可以调节的，根据不同的线路环境选择不同的分接开关档位。调压的方式可分为有载调压和无载调压。无载调压的分接开关触头容量小、无灭弧措施，因此必须断开变压器的所有负荷就地操作。

5、有载调压变压器可以在系统运行过程中完成电压档位调节，但这种变压器设计结构复杂、成本较高、维护复杂，大多用于35KV及以上的主变，很少用于10KV及以下的配变。变压器的散热方式主要有三种：自然风冷、强迫风冷、强迫水冷。其中，强迫风冷和强迫水冷由于需加装相应的温度自动控制系统，大多应用于大型主变。10KV干式变压器（配电变压器）10KV油浸式变压器（配变）2、 开关类；10KV手车式真空断路器（户内） 10KV侧装式真空断路器（户内）10KV真空断路器（户外） 10KV SF6绝缘真空断路器（户外）10KV户内真空断路器安装现场10KV户外真空断路器安装现场110KV 多油断路器（户外） 35KV

6、 SF6断路器（户外） 断路器安装现场断路器-是指在系统发生过载、短路、欠压的故障时能主动的切断电路，且对自身不会造成严重损伤的开关设备。断路器的这个特点就要求其具有强大的灭弧能力，不会因故障电流产生的高温电弧烧伤触头。目前主要的灭弧方式有气吹冷却、磁吹冷却、消弧栅、旋转电弧、SF6介质灭弧、真空熄弧等方法，其中10KV及以上电压等级的断路器主要采用SF6介质灭弧和真空熄弧两种方式。10KV负荷开关（户内） 10KV SF6负荷开关(户外)负荷开关-是指在系统正常情况下可闭合、切断正常负荷电流的开关设备。负荷开关具备一定的灭弧能力，主要采用压气吹弧和SF6介质灭弧方式。 10KV隔离开关 10

7、KV隔离开关隔离开关-是指在系统回路中产生一个明显、可视、安全的断口，保障维护检修人员的人身安全。其本身无灭弧能力，因此在闭合、断开此设备时必须严格执行操作顺序，以免造成事故。10KV隔离开关安装现场110KV隔离开关110KV隔离开关安装现场3、 电容器/电抗器油浸式高压电容器 滤波电抗器高压电抗器电容器+电抗器成套设备 电容器根据用途不同可分为多种：并联电容器。原称移相电容器。主要用于补偿电力系统感性负荷的无功功率，以提高功率因数，改善电压质量，降低线路损耗。串联电容器。串联于工频高压输、配电线路中，用以补偿线路的分布感抗，提高系统的静、动态稳定性，改善线路的电压质量，加长送电距离和增大输

8、送能力。耦合电容器。主要用于高压电力线路的高频通信、测量、控制、保护以及在抽取电能的装置中作部件用。断路器电容器。原称均压电容器。并联在超高压断路器断口上起均压作用，使各断口间的电压在分断过程中和断开时均匀，并可改善断路器的灭弧特性，提高分断能力。电热电容器。用于频率为4024000赫的电热设备系统中，以提高功率因数，改善回路的电压或频率等特性。脉冲电容器。主要起贮能作用，用作冲击电压发生器、冲击电流发生器、断路器试验用振荡回路等基本贮能元件。直流和滤波电容器。用于高压直流装置和高压整流滤波装置中。标准电容器。用于工频高压测量介质损耗回路中，作为标准电容或用作测量高压的电容分压装置。电抗器分类

9、：限流电抗器。串联于电力电路中，以限制短路电流的数值。并联电抗器。一般接在超高压输电线的末端和地之间，起无功补偿作用。通信电抗器。又称阻波器。串联在兼作通信线路用的输电线路中，用以阻挡载波信号，使之进入接收设备。 消弧电抗器。又称消弧线圈。接于三相变压器的中性点与地之间，用以在三相电网的一相接地时供给电感性电流，以补偿流过接地点的电容性电流，使电弧不易起燃，从而消除由于电弧多次重燃引起的过电压。滤波电抗器。与电容器构成对某种频率能发生共振的电路，以消除电力电路某次谐波的电压或电流。电炉电抗器。与电炉变压器串联，限制其短路电流。起动电抗器。与电动机串联，限制其起动电流。 4 导线、电缆、铜排10

10、KV户外架空绝缘线 10KV电力电缆铜排 铜排的安装5、 避雷器、熔断器、结缘、金具、塔、杆 10KV氧化锌避雷器（户内） 110KV氧化锌避雷器（户外）雷电是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象，是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观又令人生畏的自然现象。雷电发生时，云层间或云层对地的电压可达百万伏特以上、放电电流可达数万安培以上。如果雷电落到电力线路或设备上将对电系统的一二次设备造成重大损失。避雷器是电力系统中保护电力设备免受瞬时过电压危害，又能截断续流，不致引起系统接地短路的电器装置。避雷器根据工作原理不同可分为很多种类，现在应用最广、使用率最高的当属氧化锌避雷器。氧化锌避雷

11、器属于自恢复型设备，它一端接于系统中另一端可靠接地。在系统正常运行情况下，氧化锌避雷器电阻趋近于无穷大。当系统遭受雷击，系统电压瞬间增大，当电压达到氧化锌避雷器阀值后其迅速由高阻态变为低阻态，系统对地短路，抑制了系统电压、电流升高。当雷电冲击消失后，避雷器迅速恢复高阻态，系统正常运行。避雷器在系统中安装示意图10KV户内熔断器 10KV户内弹起式熔断器 10KV户外跌落式熔断器10KV跌落式熔断器安装现场熔断器是一种过电流保护电器。熔断器主要由熔体和熔管两个部分及外加填料等组成。使用时，将熔断器串联于被保护电路中，当被保护电路的电流超过规定值，并经过一定时间后，由熔体自身产生的热量熔断熔体，使

12、电路断开，起到保护的作用。熔断器具有反时延特性，当过载电流小时，熔断时间长；过载电流大时，熔断时间短。弹起式熔断器安装在一个弹簧片导体上，熔丝拉紧安装在另一固定导体上，当系统故障，熔丝熔断后弹簧片释能将熔断器迅速弹开，系统断开。避免了熔丝不完全熔断造成的电路虚接，同时起到熔断指示作用。跌落式熔断器主要安装在架空线路，在起到保护作用的同时还兼具隔离开关作用。在系统检修时，使用绝缘操作棒拉开熔断器即可在系统中形成安全的断开点。在系统故障时，熔丝熔断，熔断器在重力作用下自行跌落，起到保护作用及熔断指示作用。绝缘子、金具等一次二次接口1、 电流/电压互感器；10KV穿心式电流互感器（户内） 10KV串

13、接式电流互感器10KV开合式电流互感器（户内） 10KV开合式电流互感器（户外架空）10KV单相户内电压互感器 10KV户外油浸式单相电压互感器电流互感器和电流互感器工作原理与变压器相同，在系统中主要起变流（压）和电气隔离作用。电流（压）互感器是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路电流（压）信息的传感器，电流（压）互感器将高电流（压）按比例转换成低电流（压），电流（压）互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等。同时，由于电流（压）互感器本身具有良好的耐压和绝缘性能，从而避免了测量装置直接接入高压系统引起的一系列问题。 110KV油浸式电流互感器 110KV油浸式

14、电压互感器110KV电压互感器安装现场2、 开关端子箱（排）；端子排 端子箱端子排和端子箱是应用在二次系统的附属设备，为方便安装、维护和检修而设置，两台关联设备或两个关联系统均通过端子排连接。这样，任意设备故障维修与其关联设备依然可在系统中正常运行。二次设备 1、 保护微机综合保护装置熔断器是最早应用同时也是最常用的保护装置。由于其结构简单、安装方便、成本低，无论在强电系统还是弱电系统熔断器仍是现在最常用的保护手段。但熔断器保护存在着保护功能单一、可靠性低的缺点。于是人们开始研究电力系统故障的不同特点，有针对性的采取措施，保护电力系统及设备免遭损害并降低对相邻地区供电的影响。最早替代熔断器的保

15、护装置就是电磁式保护装置，即继电器保护装置。通过大量功能不同的继电器的组合实现对系统故障的区分保护。因在其电力系统保护发展过程中所起的重要作用以及划时代的意义，所以把电力系统的保护称为继电保护，并一直沿用至今。随着电子技术、计算机技术、通信技术的飞速发展，继电保护装置又发展出晶体管式继电保护装置、集成电路继电保护装置以及现在的微机继电保护装置。微机保护装置就是通过监视系统中电流、电压以及其它设备的信号（模拟量、开关量、数字量等），完成对系统运行工况的分析，当电力系统发生故障或异常工况时针对不同的故障采取最适当的措施来保证系统的正常运行。微机保护装置区别于其他监控设备的最大的特点就是“自主”，当

16、故障发生时其可以在无人员干预的情况下控制断路器动作，完成对故障的隔离，因此要求微机保护装置具有：灵敏性、可靠性、快速性、选择性。根据应用环境的不同，危机综合保护装置又可分为：变压器微机保护装置、馈线微机保护装置、母线微机保护装置、电动机微机保护装置、电容器微机保护装置等等。 2、 测控、监视 单元网络仪表单元网络仪表是系统运行工况的监视设备，可完成全电量测量（电压、电流、有功、无功、频率、功率因数、谐波、电能等）、遥信数据的采集和遥控功能，主要作为系统内部统计、考核使用。 3、 计量高精度数字式电能表 高精度数字式电能表主要用作关口计量，作为电力公司向用户收取电费的依据，可实现多种计量方式，如

17、：峰、谷、平分时计费；正反向双向计费等。 4、 检测与自控设备（ 温度控制器、 无功补偿、 VQC）温度传感器（热电阻）温度控制器热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定，广泛应用于工业测温。它是利用物质在温度变化时，其电阻也随着发生变化的特征来测量温度的。其配合温度控制器使用，由温度控制器为其提供激励电压，通过检测线路中电流可反映温度的实时变化。电力系统中温度控制器最典型的应用就是变压器温度控制，在变压器上加装散热风扇，当变压器温度超过设定限值后，温度控制器控制散热风扇启动，加快散热。无功补偿控制仪 电容投切接触器 无涌流电容投切器在交流电路中，电压与电流之

18、间的相位差()的余弦叫做功率因数，用符号cos表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值。一般具有电感或电容性负载的电路功率因数都小于1。功率因数是电力系统的一个重要的技术数据。功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大， 从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。所以，供电部门对用电单位的功率因数有一定的标准要求。在实际的电力系统中，大部分的负载都是感性负载，如电动机、变压器等。无功功率补偿控制仪可准确检测系统功率因数，并根据系统功率因数的实时值投切无功补偿电容。电容投切接触器专为电容投切设计，由于在电容器投切时瞬间充电电流很大，很容

19、易造成开关触头烧毁。因此在接触器上加装限流辅助触点，辅助触头行程小于主触头，因此在接触器吸合时辅助触头先行闭合，回路经过限流电阻先行导通，电容完成预充电充电后主触头闭合。 无涌流电容投切器采用自带控制电路，选用快速型电磁开关或晶闸管。当系统功率因数过低，无功补偿控制仪控制无涌流电容投切器投入电容，无涌流电容投切器接到命令后自动检测系统电压，控制触点动作，实现电流零点投切。a点：无涌流投切器接到动作命令；b点：当A相电压幅值为零时，A相投入；c点：当A、B相电压幅值相等时，B相投入；10KV故障指示器 10KV故障指示器安装现场线路故障指示器是应用在输配电线路、电力电缆及开关柜进出线上，用于指示故障电流流通的装置。一旦线路发生故障，巡线人员可借助指示器的报警显