智能变电站的一次设备

1、主要主要 内容内容一一电力系统一次设备的基本概念电力系统一次设备的基本概念二二变电站主要一次设备介绍变电站主要一次设备介绍1. 变压器2. 断路器3. 隔离开关4. 接地开关5. 电容器6. 电抗器7. 互感器a.常见电压互感器举例b.电子式电压互感器优缺点介绍c.常见电流互感器举例d.电子式电流互感器优缺点介绍8. 组合电器（GIS）概念及优点三三变电站一次设备智能化变电站一次设备智能化1. 一次设备智能化的概念及意义2. 常见的一次设备智能化简介变电站一次设备的概念变电站一次设备的概念v电力系统是集电力能源的生产、变换、输送、电力系统是集电力能源的生产、变换、输送、分配和使用于一体的综合系

2、统，电力系统的一分配和使用于一体的综合系统，电力系统的一次设备直接连接于电力系统的高压电网中，参次设备直接连接于电力系统的高压电网中，参与电力能源的生产、变换、输送、分配和使用。与电力能源的生产、变换、输送、分配和使用。变电站主要一次设备介绍变电站主要一次设备介绍变压器变压器 变压器是电力系统交流电力能源实现转换的主要设变压器是电力系统交流电力能源实现转换的主要设备，能够实现不同电压等级的电力能源的相互转换以备，能够实现不同电压等级的电力能源的相互转换以便于电力系统的连接，优化电力能源的传输。便于电力系统的连接，优化电力能源的传输。变电站主要一次设备介绍变电站主要一次设备介绍常见的几种断路器常

3、见的几种断路器变电站主要一次设备介绍变电站主要一次设备介绍断路器断路器A.A.断路器概念：断路器概念：l 接通或断开电力系统各设备连接的重要设备。B.B.断路器特点：断路器特点：它配置有相对完善的熄灭电弧的装置，具备断开电力系统的负荷电流和故障电流能力。C.C.断路器作用：断路器作用：u系统正常运行时根据需要改变电力系统的连接关系，调节潮流；u系统故障时断开故障电流切断故障设备与系统的电气连接。变电站主要一次设备介绍变电站主要一次设备介绍常见的隔离开关常见的隔离开关变电站主要一次设备介绍变电站主要一次设备介绍隔离开关隔离开关1.1. 隔离开关概念：隔离开关概念：改变电力系统各设备连接方式（运行

4、方式）的主改变电力系统各设备连接方式（运行方式）的主要设备。要设备。2.2. 隔离开关特点：隔离开关特点：a.a. 它没有熄灭电弧的装置，不具备断开电力系统的它没有熄灭电弧的装置，不具备断开电力系统的大负荷电流和故障电流能力；大负荷电流和故障电流能力；b.b. 断路器断开回路后、等电位和设备空载的情况下断路器断开回路后、等电位和设备空载的情况下操作。操作。3.3. 隔离开关作用：隔离开关作用： 系统正常运行时根据需要改变电力系统的运行方系统正常运行时根据需要改变电力系统的运行方式；式； 断开检修设备与系统的电气连接，形成明显的断断开检修设备与系统的电气连接，形成明显的断开点，隔离检修设备。开点

5、，隔离检修设备。变电站主要一次设备介绍变电站主要一次设备介绍常见的接地开关常见的接地开关变电站主要一次设备介绍变电站主要一次设备介绍接地开关接地开关A.A. 接地开关特点：接地开关特点：它的一端直接与变电站的接地网相连，另一端（静触它的一端直接与变电站的接地网相连，另一端（静触头）安装在带电设备上；头）安装在带电设备上；除了特殊需求，接地开关应处于断开状态。除了特殊需求，接地开关应处于断开状态。B.B. 接地开关的分类：接地开关的分类：1.1. 系统工作接地开关；系统工作接地开关；2.2. 设备检修接地开关。设备检修接地开关。C.C. 接地开关的作用：接地开关的作用：a)a) 设备检修接地开关

6、设备检修接地开关 检修设备残余电荷释放；检修设备残余电荷释放； 形成检修设备各个可能来电侧的设备短路接地状态，保障检形成检修设备各个可能来电侧的设备短路接地状态，保障检修人员的人身安全。修人员的人身安全。b)b) 系统工作接地开关；系统工作接地开关； 保护设备运行安全；保护设备运行安全； 优化系统的接地网络，简化继电保护配置。优化系统的接地网络，简化继电保护配置。变电站主要一次设备介绍变电站主要一次设备介绍电容器电容器v 电容器主要作用：电容器主要作用：1.1. 无功功率补偿，改善无功分布无功功率补偿，改善无功分布, ,优化系优化系统运行状态及电能质量统运行状态及电能质量; ;2.2. 改善高

7、压输电线路运行参数，提高输改善高压输电线路运行参数，提高输电线路功率极限电线路功率极限; ;3.3. 与电抗器并联形成高频滤波装置，限与电抗器并联形成高频滤波装置，限制高频信号在电力系统的传播。制高频信号在电力系统的传播。变电站主要一次设备介绍变电站主要一次设备介绍电抗器电抗器v 电抗器主要作用：电抗器主要作用：A. 与容器并联形成高频滤波装置，限制高频信号在电力系统的传播。B. 限制短路电流，保障设备安全。C. 改善高压输电线路运行参数，限制空载过电压。变电站主要一次设备介绍变电站主要一次设备介绍电抗电抗/ /电容器在电力系统的应用电容器在电力系统的应用A. 高频阻波器高频阻波器B. 结合滤

8、波器结合滤波器C. 耦合电容器耦合电容器D. 串联电容器串联电容器E. 并联电抗器并联电抗器F. 无功补偿电容器组无功补偿电容器组变电站主要一次设备介绍变电站主要一次设备介绍互感器互感器A.互感器概念：互感器概念：u 互感器是测量电网电气参数的重要装置，是继电保护、自动装置、计量设备、测量仪表等二次设备感知电力系统运行状态的关键设备。B.互感器作用：互感器作用： 能够将电力系统的大电流高电压转换成变电站二次设备能够使用的小电流低电压信息供二次设备使用。变电站主要一次设备介绍变电站主要一次设备介绍互感器分类互感器分类A.按功能作用：按功能作用： 电流互感器； 电压互感器。B.B. 按工作原理：按

9、工作原理：1.1. 电压互感器：电压互感器：a.a. 电感分压电磁感应式电感分压电磁感应式b.b. 电容分压电磁感应式电容分压电磁感应式c.c. 电容分压电子式电容分压电子式d.d. 电阻分压电子式电阻分压电子式2. 电流互感器：a.a. 电磁感应式（罗氏线圈电流互感器、常规压电电磁感应式（罗氏线圈电流互感器、常规压电磁感应）磁感应）b.b. 光学电子式光学电子式变电站主要一次设备介绍变电站主要一次设备介绍电子式电流互感器举例电子式电流互感器举例v光学电流互感器：光学电流互感器：v 磁旋光效应原理磁旋光效应原理当一束光通过一个磁场后当一束光通过一个磁场后其偏振面就会发生偏转，其偏转角其偏振面就

10、会发生偏转，其偏转角?是对被测电是对被测电流流i i周围磁场强度的线积分成正比。周围磁场强度的线积分成正比。变电站主要一次设备介绍变电站主要一次设备介绍光学电流互感器举例光学电流互感器举例变电站主要一次设备介绍变电站主要一次设备介绍电子式电流互感器举例电子式电流互感器举例v罗氏线圈电流互感器： 采用电磁感应原理，只不过采用了空心线圈采用电磁感应原理，只不过采用了空心线圈（或低功率线圈）。（或低功率线圈）。 它由罗氏线圈、积分器、模数转换、光电转它由罗氏线圈、积分器、模数转换、光电转换等元件组成。罗氏线圈两端产生的感应电换等元件组成。罗氏线圈两端产生的感应电势势e(t)e(t)经过积分器处理后得

11、到与被测电流成经过积分器处理后得到与被测电流成比例的电压信号，经处理、变换后，即可得比例的电压信号，经处理、变换后，即可得到与一次电流成比例的模拟量输出，再模数到与一次电流成比例的模拟量输出，再模数转换、光电转换处理转换为光数字信号输出转换、光电转换处理转换为光数字信号输出至合并单元。至合并单元。变电站主要一次设备介绍变电站主要一次设备介绍电子式电流互感器举例电子式电流互感器举例变电站主要一次设备介绍变电站主要一次设备介绍电子式电流互感器优点电子式电流互感器优点电子式电流互感器的优点：电子式电流互感器的优点：a.a. 电流变换的线性度更好；电流变换的线性度更好；b.b. 频响范围更宽；频响范围

12、更宽；c.c. 没有铁磁畸变和饱和问题；没有铁磁畸变和饱和问题；d.d. 抗干扰性好；抗干扰性好；e.e. 二次开路时不会产生高电压，运行安全性更二次开路时不会产生高电压，运行安全性更高；高；f.f. 采样回路的中间环节少，采样精度高。采样回路的中间环节少，采样精度高。g.g. 负载能力强。负载能力强。h.h. 重量轻便于集成化安装。重量轻便于集成化安装。i.i. 绝缘介质稳定，维护量小；绝缘介质稳定，维护量小；变电站主要一次设备介绍变电站主要一次设备介绍电子式电流互感器存在的问题电子式电流互感器存在的问题存在的问题：存在的问题：v 罗氏线圈互感器电子元件的供能可靠性问题；v 罗氏线圈互感器抗

13、干扰问题；v 光学互感器工作光源寿命问题；v 光学互感器光源系统温度稳定性问题；v 光学互感器磁光感应元件安装位置对测量精度影响大，设备运输要求高。变电站主要一次设备介绍变电站主要一次设备介绍常见电压互感器举例常见电压互感器举例v 电容分压式电磁型互感器电容分压式电磁型互感器变电站主要一次设备介绍变电站主要一次设备介绍常见电压互感器举例常见电压互感器举例v 电容分压式电子互感器电容分压式电子互感器变电站主要一次设备介绍变电站主要一次设备介绍电子式电压互感器优点电子式电压互感器优点电子式电压互感器的优点：电子式电压互感器的优点： 采用0-5V的小信号输出，便于与数字电路进行接口。 光数字信号传输

14、，不存在传输的电压损耗，精度更高。 电压变换的线性度更好，频响范围更宽； 不存在铁磁畸变和饱和问题。 光数字信号输出没有二次短路烧坏电压互感器的问题，运行可靠性更高。 设备重量轻便于集成化安装。变电站主要一次设备介绍变电站主要一次设备介绍电子式电压互感器问题电子式电压互感器问题电子式电压互感器的问题：电子式电压互感器的问题： 采用0-5V的小信号输出，抗干扰能力差。 采用0-5V的模拟小信号输出，不能长距离传输； 模数及A/D转化元件需要供能，受供能可靠性影响。 模数及A/D转化元件与互感器一体化设计，电子元件工作环境恶劣，影响设备稳定；变电站主要一次设备介绍变电站主要一次设备介绍新型组合式一

15、次设备新型组合式一次设备GISGIS变电站主要一次设备介绍变电站主要一次设备介绍GISGIS优点优点变电站主要一次设备介绍变电站主要一次设备介绍GISGIS优点优点A.A. 结构紧凑，占用空间小，节省占地。结构紧凑，占用空间小，节省占地。B.B. 模块化设计，运输方式灵活，现场安装、调模块化设计，运输方式灵活，现场安装、调试周期短；试周期短；C.C. 内部元件设备密封于高压内部元件设备密封于高压SF6SF6气体中，不受外气体中，不受外部环境的影响，运行稳定可靠，维护工作量部环境的影响，运行稳定可靠，维护工作量极小。极小。D.D. 元件设备集中安装便于进行在线监测。元件设备集中安装便于进行在线监

16、测。E.E. 全部设备均采用电动操作机构，便于实现远全部设备均采用电动操作机构，便于实现远程自动控制。程自动控制。F.F. 各设备间除设置机械连锁外还设置操作电气各设备间除设置机械连锁外还设置操作电气回路连锁回路，操作安全性好。回路连锁回路，操作安全性好。变电站一次设备智能化变电站一次设备智能化一次设备智能化概念一次设备智能化概念1.1. 一次设备的智能化就是在常规变电站运行监一次设备的智能化就是在常规变电站运行监控系统的基础上增加监测反映设备运行状态控系统的基础上增加监测反映设备运行状态和健康状况在线监测系统。和健康状况在线监测系统。2.2. 在线监测系统主在线监测系统主IEDIED（监测主

17、机）接收各监测（监测主机）接收各监测子子IEDIED设备数据，完成数据分析、诊断、存储设备数据，完成数据分析、诊断、存储功能，并将数据及诊断结果上传监控主站功能，并将数据及诊断结果上传监控主站。变电站一次设备智能化变电站一次设备智能化一次设备智能化意义一次设备智能化意义A.A. 在常规变电站运行监控的基础上完善了变在常规变电站运行监控的基础上完善了变电站设备的监控措施；电站设备的监控措施；B.B. 提高了变电站一次设备的监控质量；提高了变电站一次设备的监控质量；C.C. 为设备状态检修和变电站远方巡视提供技为设备状态检修和变电站远方巡视提供技术依据。术依据。变电站一次设备智能化变电站一次设备智

18、能化常见设备智能化举例常见设备智能化举例断路器智能化断路器智能化a.a. 分合闸线圈监测：分合闸波形数据；分合闸时分合闸线圈监测：分合闸波形数据；分合闸时间数据；三相同期数据；间数据；三相同期数据；b.b. 触头机械特性监测：行程曲线数据；分合闸速触头机械特性监测：行程曲线数据；分合闸速度数据；度数据；c.c. 储能电机监测：储能电机运行电流数据；储能储能电机监测：储能电机运行电流数据；储能电机运行状态数据；电机运行状态数据；d.d. 气室局部放电监测：监测最大放电量、单位时气室局部放电监测：监测最大放电量、单位时间放电次数和放电相位间放电次数和放电相位e.e. SF6SF6密度微水监测。密度微水监测。变电站一次设备智能化变电站一次设备智能化常见设备智能化举例常见设备智能化举例避雷器智能化： 避雷器泄漏电流避雷器泄漏电流 避雷器放电次数避雷器放电次数变电站一次设备智能化变电站一次设备智能化常见设备智能化举例常见设备智能化举例变压器智能化：1.1. 变压器油在线监测：变压器油在线监测：H2H2、COCO、CH4CH4、C2H6C2H6、C2H4C2H4和和C2H2C2H2、CO2CO2和微水数据和微水数据2.2. 局放在线