变电运行基础知识讲座

变电运行基础知识讲座甘肃瓜州干河口西330KV升压站2023/1/151南京理工大学变电运行基本要求

运行工作八句诀.认真监盘、目不转睛；勤于巡视、各点到位。.有功无功、及时调正；经济运行、安全第一。.二票三制、严格执行；报表纪录、正确清楚。.事故处理、正确迅速;三熟三能、精益求精。

运行工三熟三能.熟悉本站各设备；系统的基本原理，.熟悉操作和事故处理，.熟悉安全工作规程和本岗位规程制度，.能正确进行操作和分析运行状况，.能及时发现故障和排除故障，.能掌握一般的维修技能。2023/1/152

课程简介电气设备的功能作用电气设备的巡视维护电气设备的工作原理电力安全工作规程（重点）继电保护及自动装置各元件的保护配置电工基础其他2023/1/153

新员工学习进程认识所有一次、二次设备；清楚其位置，并且知道其功能作用，了解其工作原理；熟悉一次系统图、所用电系统图；熟悉日常维护、巡检工作；熟悉监控系统、五防系统、SVC/SVG系统、通讯远动系统等的操作和维护；熟悉设备的正常倒闸操作；能够正确迅速进行各种事故处理；熟悉所有一次、二次设备的工作原理；会看二次图，会处理一、二次设备故障。2023/1/154干西变监控系统重要信息1、开关状态由红色变为绿色；2、某种保护出口跳闸；3、“控制回路断线”、“HWJ位置状态由合变分”、“操作回路状态由分变合”；4、CT回路、PT回路断线；5、35KV母线接地；6、差流、差压越限；7、气体压力异常报警及闭锁跳合闸回路告警；8、各种保护装置、测控等装置故障告警。2023/1/155变电站的用途及分类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。变电站有升压变电站和降压变电站之分，按照在电力系统中的地位分类有：枢纽变电站、中间变电站、地区变电站、终端变电站。2023/1/156干西变位置示意图.风场1风场2风场3干西变330750新疆兰州桥湾变750变其他变2023/1/157变电站一次/二次设备一次设备主要有：变压器、断路器、隔离开关、接地刀闸、电压/电流互感器、电抗器、电容器、消弧线圈、高低压配电柜、母排、避雷器、避雷针、高压电缆，接地网等。二次设备主要有：控制盘、保护盘、测控盘、计量仪表、测量仪表、综自监控系统、五防系统、通讯系统、视频监视系统、直流系统、二次电缆等。二次设备是为一次设备服务的。2023/1/158

一、变电站一次设备

隔离开关的作用（无灭弧能力）用于隔离电源，将高压检修设备与带电设备断开，使其间有一明显可看见的断开点；隔离开关与断路器配合，按系统运行方式的需要进行倒闸操作，以改变系统运行接线方式；用以接通或断开无负荷电路或小电流电路；（电压互感器、避雷器，励磁电流不超过2A的空载变压器，电流不超过5A的空载线路）；隔离开关主要有插入式和握手式二种。2023/1/159隔离开关的操作顺序输配电线路隔离开关拉闸时：先拉负荷侧，后拉电源侧合闸时：先合电源侧，后合负荷侧母联或旁母隔离开关拉闸时：先拉不带电侧，后拉带电侧合闸时：先合带电侧，后合不带电侧主变中低压侧隔离开关操作拉闸时：先拉变压器侧，后拉母线侧合闸时：先合母线侧，后合变压器侧2023/1/1510隔离开关的误操作危害.开关开关上刀闸下刀闸保护CT

左图的正确停电操作顺序是：先断开关，再拉开负荷侧下刀闸，后拉开电源侧上刀闸。如果操作时没有先断开关（已经第一步就错了），此时第二步如正确操作，先断负荷侧下刀闸，是带负荷拉刀闸造成弧光短路，本开关的保护就会动作，只跳开本线路开关。如果第二步先操作了电源侧上刀闸，同样是带负荷拉刀闸造成弧光短路将会使上一级开关跳闸，造成事故扩大。送电操作时如误操作也是同样道理。2023/1/1511严禁用隔离开关进行下列操作带负荷分、合操作；配电线路的停送电操作；雷电时，拉合避雷器；系统有接地（中性点不接地系统）或电压互感器内部故障时，拉合电压互感器；系统有接地时，拉合消弧线圈。2023/1/1512隔离开关的巡检瓷质部分应完好不破损；各接头应无松动、发热；刀口应完好合入并接触良好；传动机构应完好；联锁装置应完好；液压机构隔离开关的液压装置应无漏油机构外壳应接地良好。2023/1/1513高压断路器的作用（有灭弧能力）高压断路器（六氟化硫断路器、真空断路器）不仅可以切断和接通正常情况下高压电路中的空载电流和负荷电流，还可以在系统发生故障时与保护装置及自动装置相配合，迅速切断故障电源，防止事故扩大，保证系统的安全运行。本站330KV系统使用的是六氟化硫断路器、35KV系统使用是真空断路器。2023/1/1514

六氟化硫断路器的工作原理

六氟化硫断路器是利用SF6气体作为绝缘介质和灭弧介质的新型高压断路器。纯净的SF6气体是无色、无嗅、不燃、无毒的惰性气体，具有良好的绝缘性能和灭弧性能，其灭弧能力比空气高100倍。六氟化硫断路器是利用高压力的SF6气体，在灭弧室的喷口及触头间形成高压气流来吹灭电弧的，吹弧用的SF6气体压力高达1～1．5MPa。六氟化硫断路器体积小，绝缘强度高，灭弧性能好，检修周期长而且能组成封闭式组合电器。2023/1/1515六氟化硫断路器2023/1/1516六氟化硫断路器的巡检瓷质部分应完好不破损，状态正确；气体压力是否正常（330KV断路器额定压力0.6MPa，35KV主变低压侧断路器额定压力为0.4MPa、35KVSVC断路器额定压力为0.5MPa);机构是否完好；六氟化硫断路器压力低则不能灭弧，并且发出低气压闭锁信号，同时闭锁本断路器跳闸回路，故障时会启动失灵保护断开相关电源侧开关，或启动母差保护。2023/1/1517真空断路器的工作原理及巡检

真空断路器利用高真空中电流流过零点时，等离子体迅速扩散而熄灭电弧，完成切断电流的目的。

真空断路器一般都是安装在柜体内，巡检时注意柜体有无异常、有无异常声音、有无异常气味、开关状态是否正确、柜体上的保护装置是否正常，夜间巡检时注意有无火花放电。2023/1/1518真空断路器结构2023/1/1519变压器的原理和作用变压器是利用电磁感应原理，以相同的频率在两个或多个相互耦合的绕组回路之间传输功率的静止电器（动电生磁、动磁生电）。变压器通过变换（升高或降低）交流电压和电流，传输交流电能变电站常用的电力变压器有：三相双绕组、三相三绕组和三相自耦式三种类型。2023/1/1520变压器的工作原理动电生磁、动磁生电2023/1/1521

两台变压器并列运行的条件

（1）变压比相等；仅允许相差+0.5%;（2）接线组别相同;（3）阻抗电压的百分数相等，仅允许相差+10%;（4）容量比不得超过3:1。变压器并列运行前必须核相；即二台主变的A相对A相之间之间没有电压，B相、C相同样道理。2023/1/1522变压器的主要部件1、器身：包括铁心、绕组、绝缘部件及引线;2、调压装置：即分接开关，分为无励磁调压和有载调压;3、油箱及冷却系统;4、保护装置：包括储油柜、安全气道、吸湿器、气体继电器、净油器和测温装置等;5、绝缘套管。2023/1/1523变压器的外形2023/1/1524变压器的内部结构2023/1/1525变压器的对流散热图2023/1/1526变压器外油式波纹储油柜

.当变压器油热胀时，油由油箱流向储油柜；当变压器油冷缩时，油由储油柜流向油箱。

2023/1/1527变压器呼吸器

。2023/1/1528变压器的有载调压原理图.2023/1/1529瓦斯继电器。瓦斯保护是变压器内部故障的主保护。1、轻瓦斯：当变压器有轻微故障时，由油分解的气体上升入瓦斯继电器，气压使油面下降，继电器的开口杯随油面落下，轻瓦斯干簧触点接通发出预告信号，提醒运行人员检查；

2、重瓦斯：当变压器严重内部故障（特别是匝间短路等其他变压器保护不能快速动作的故障）产生的强烈气体推动油流冲击挡板，挡板上的磁铁吸引重瓦斯干簧触点，使触点接通跳闸。瓦斯继电器安装在变压器油枕下的油管中。

2023/1/1530变压器测量绕组温度工作原理变压器绕组温度计的温包插在变压器油箱顶层的油孔内（反映了变压器的最高油温），当变压器负荷为零时，绕组温度计的读数为变压器油的温度。当变压器带上负荷后，通过变压器电流互感器取出的与负荷成正比的电流，经变流器调整后流经嵌装在波纹管内的电热元件。电热元件产生的热量，使弹性元件的位移量增大。因此在变压器带上负荷后，弹性元件的位移量是由变压器顶层油温和变压器负荷电流二者所决定。变压器二次绕组温度计指示的温度是变压器顶层油温与线圈对油的温升之和，反映了被测变压器线圈的最热部位温度。2023/1/1531变压器绕组测温装置原理图2023/1/1532变压器正常巡视检查项目变压器的油温和温度计应正常，储油柜的油位应与温度相对应；变压器各部位无渗油、漏油；套管油位应正常，套管外部无破损裂纹、无严重油污、无放电痕迹及其它异常现象；变压器声响均匀、正常；各冷却器手感温度应相近；压力释放器应完好无损；吸湿器完好，吸附剂干燥，油封油位正常；引线接头应无发热迹象；气体继电器内应无气体；无载分接开关的分接位置及电源指示应正常；检查变压器各部件的接地应完好；各类指示、灯光、信号应正常；各控制箱和二次端子箱、机构箱应关严，无受潮。2023/1/1533互感器互感器的工作原理和变压器一样；电流互感器(二次回路不得开路)；电压互感器(二次回路不得短路)；电流互感器是将大电流变为小电流(5A或1A)，供二次设备使用，（本站380系统为5A;其余均为1A）；电压互感器是将高电压变为低电压（100V），供二次设备使用；本站330KVCT额定压力为0.4MPa、35KVCT额定压力为0.35MPa。

巡视时要注意电压互感器的空开是否正常、注意油位、及外观。2023/1/1534互感器的变比及特性电流互感器变比：KI=IN1/IN2≈N2/N1=KN,特性：电流互感器一次侧电流决定于一次负载，与二次电流无关，运行于短路状态。电压互感器变比：KU=U1N/U2N≈N1/N2=U1/U2=KN，

特性：电压互感器一次侧电压决定于一次电力网，不受二次负载的影响，运行于开路状态。2023/1/1535电流互感器工作原理2023/1/1536电流互感器的接线.ABCAK2K1L1L2ABCAAAABCAKwhIaIcIb2023/1/1537电压互感器接线

铁磁式电压互感器容易产生铁磁共振，破坏他的共振条件，可以采用改变运行方式等方法。2023/1/15382023/1/1539电容式电压互感器分压原理电容式电压互感器不会产生铁磁谐振2023/1/1540避雷设备氧化锌避雷器：在正常工作电压时流过避雷器的电流极小（微安或毫安级）；当雷电过电压时，电阻急剧下降，泄放过电压的能量，达到保护的效果。同时在系统过电压起保护作用。避雷针：是用来保护建筑物等避免雷击的装置，利用金属棒的尖端放电，使云层所带的电和地上的电逐渐中和，从而不会引发事故。

2023/1/1541阀型避雷器的工作原理阀型避雷器中的碳化硅电阻具有非线性特性，在正常电压时，其阻值很大，过电压时其阻值随之变小。阀式避雷器在正常的工频电压作用下火花间隙不被击穿，但在雷电波过电压下，避雷器的火花间隙被击穿；巨大的电流顺利通过电阻流入大地。2023/1/1542电抗器电抗器是导线绕成螺线管形式，称空心电抗器；有时为了让这只螺线管具有更大的电感，便在螺线管中插入铁心，称铁心电抗器。并联电抗器是并联连接在系统上的电抗器，主要用以补偿电容电流。在超高压远距离输电系统中，用以补偿长距离输电线路的电容性充电电流，防止系统出现端电压升高，降低系统操作过电压，以维持系统电压稳定，提高系统传输能力和效率。串联电抗器通常也称为阻尼电抗器，它是与电容器组或密集型电容器组串联连接在一起的电抗器，用以限制开关操作时的涌流。2023/1/1543电抗器结构干式无铁芯油冷铁芯式2023/1/1544高电压并联电容器

高电压并联电容器，通常为油浸式，主要由元件、绝缘件、连接件、出线套管和箱壳等组成，在有的电容器内部还设有放电电阻和熔丝，在1000kvar以上的电容器中常设有油补偿装置和放电线圈。电容器的功用就是无功补偿。通过无功就地补偿，可减少线路能量损耗；减少线路电压降，改善电压质量；提高功率因数，增加输变电设备的输电能力。

2023/1/1545消弧线圈消弧线圈是一个具有铁芯的可调电感线圈，他装设于变压器或发电机的中性点。当发生单相接地故障时，可形成一个与接地电流的大小接近相等但方向相反的电感电流，这个电流与电容电流可互相补偿，最终使接地点的电流变得很小或等于零，从而消除了接地处的电弧也不会出现谐振过电压现象。2023/1/1546变压器中性点经消弧线圈接地.2023/1/1547电力系统的接地方式110KV及以上的系统采用中性点直接接地（大电流接地系统），单相接地时中性点的电位为零，非故障相对地电压接近相电压。单相接地短路时；电流很大，甚至会超过三相短路电流。35KV及以下的系统采用中性点不接地（小电流接地系统），单相接地时中性点的电位为相电压，非故障相对地电压为线电压,单相接地电容电流为正常运行时相对地电容电流的3倍,可以采用消弧线圈补偿。中性点的运行方式主要取决于单相接地时电气设备绝缘要求及供电可靠性。

2023/1/1548变电站接地系统主接地网：110KV及以上的变电站接地电阻不大于0.5欧；35KV及以下的变电站不大于4欧；避雷针接地系统；且是独立的；线路终端接地应该与站内的主接地网有二点连接；（线路避雷接地线；内部是通讯光缆）通讯系统接地；远动系统接地；变电站建筑物接地。2023/1/1549电力线路的主要故障类型单相接地；在小电流接地系统，接地相电压为零，其他二相电压升高至线电压，会产生零序分量；二相短路；电压降低；电流会超过二倍以上的相电流（与电源点有关）；会产生负序分量；三相短路；电压降低；电流很大，（与电源点有关）。2023/1/1550充氮灭火装置的工作原理

当变压器发生火灾时，故障变压器上火探测器达到动作温度，使探测器动作发出信号，装置如处于自动运行状态（即控制单元触摸屏面板上的运行状态处于自动状态），则在接收到重瓦斯动作信号及温感火灾探测器动作信号后装置立即启动；装置如处于手动运行状态（即控制单元上触摸屏面板的运行状态处于手动状态），则在观察到火灾时、按控制单元触摸屏面板上的手动启动按钮后装置立即启动。装置启动后、首先快速排油阀打开使变压器油箱顶部部分热油通过排油管排出，释放压力，防止二次燃爆；同时断流阀关闭切断油枕至油箱的补油回路、防止火上烧油；排油数秒后，充氮阀打开时氮气从油箱底部注入搅拌，强制热冷油的混合，进行热交换，使油温降至闪点以下，同时充分稀释空气中的含氧量，达到迅速灭火的目的。之后连续充氮10min以上，使变压器充分冷却，防止复燃。充氮灭火压力运行中不应该低于10Mpa。

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冲氮灭火装置运行中的一些维护注意点

1)如本装置退出运行，除切断电源外，必须将排油及充氮重锤机械锁定开关关闭氮瓶瓶阀

2)在变压器运行期间，必须避免从底部大流量取油样；应控制其流量<40L/min,防止断流阀关闭，断流阀一旦关闭，只能人工操作解除！雨天禁止打开接线盒进行工作。

3)在非调试运行时，禁止变动手柄位置；断流阀手柄已锁定在运行状态。

4)在最终解除排油及充氮重锤的机械锁定前，应仔细检查排油及充氮重锤的支撑机构处在可靠闭锁状态，控制单元触摸屏面板上只有【系统投入】【系统退出】【油阀关】【氮阀关】四种信号显示；如出现其他信号，应排除后才能解除机械闭锁！

5)运行中出现报警信号时必须首先确认报警类别，然后把运行方式切换到“退出”状态后切断电源，消除报警因素后按投运步骤重新投入运行！

6)将运行方式切换到‘退出’状态后再切换至‘手动’或‘自动’状态，可消除本装置的‘重瓦斯动作’自保持信号。2023/1/1552二、电力安全工作规程电气设备分为高压和低压两种：

高压电气设备：对地电压在1000V及以上者；低压电气设备：对地电压在1000V以下者。所谓运用中的电气设备：系指全部带有电压、一部分带有电压或一经操作即带有电压的电气设备。2023/1/1553高压设备发生接地时

室内不得接近故障点4m以内，室外不得接近故障点8m以内。进入上述范围人员应穿绝缘靴，接触设备的外壳和构架时，应戴绝缘手套。

2023/1/1554倒闸操作的基本要求

停电拉闸操作应按照断路器(开关)--负荷侧隔离开关(刀闸)--电源侧隔离开关(刀闸)的顺序依次进行，送电合闸操作应按与上述相反的顺序进行，严禁带负荷拉合隔离开关(刀闸)。

2023/1/1555事故处理的要求1、尽速限制事故的发展，解除对人身和设备安全的威胁，并消除或隔离事故的根源。2、用一切可能的方法保持设备继续运行，首先保证所用电源和对重要用户的供电，如发生间断，则应尽快优先恢复；如通讯中断应尽快恢复通讯。3、尽快对已停电的设备恢复供电。4、根据事故的严重程度；向调度、上级领导汇报，直至启动事故预案。2023/1/1556

应以设备实际位置为准，无法看到实际位置时，可通过设备机械位置指示、电气指示、仪表及各种遥测、遥信信号的变化，且至少应有两个及以上指示已同时发生对应变化，才能确认该设备已操作到位。

在发生人身触电事故时，为了抢救触电人，可以不经许可，即行断开有关设备的电源，但事后应立即报告调度和上级部门。

电气设备操作后的位置检查2023/1/1557下列各项工作可以不用操作票1、事故应急处理；2、拉合断路器(开关)的单一操作；

上述操作在完成后应作好记录，事故应急处理应保存原始记录。

2023/1/1558在运用中的高压设备上工作分为三类

1、全部停电的工作，系指室内高压设备全部停电(包括架空线路与电缆引入线在内)，并且通至邻接高压室的门全部闭锁，以及室外高压设备全部停电(包括架空线路与电缆引入线在内)。

2、部分停电的工作，系指高压设备部分停电，或室内虽全部停电，而通至邻接高压室的门并未全部闭锁

3、不停电工作系指：

1)工作本身不需要停电并且没有偶然触及导电部分的危险；

2)许可在带电设备外壳上或导电部分上进行的工作。

在高压设备上工作，应至少由两人进行，并完成保证安全的组织措施和技术措施。2023/1/1559电气设备上安全工作的组织措施

1、工作票制度；

2、工作许可制度；

3、工作监护制度；

4、工作间断、转移和终结制度。2023/1/1560电气设备上安全工作的技术措施1、停电；2、验电；3、接地；4、悬挂标示牌和装设遮栏(围栏)。2023/1/1561线路作业时变电站和发电厂的安全措施

线路的停、送电均应按照值班调度员或线路工作许可人的指令执行。严禁约时停、送电。停电时，应先将该线路可能来电的所有断路器(开关)、线路隔离开关(刀闸)、母线隔离开关(刀闸)全部拉开，手车开关应拉至试验或检修位置，验明确无电压后，在线路上所有可能来电的各端装设接地线或合上接地刀闸。在线路断路器(开关)和隔离开关(刀闸)操作把手上均应悬挂“禁止合闸，线路有人工作!”的标示牌，在显示屏上断路器(开关)和隔离开关(刀闸)的操作处均应设置“禁止合闸，线路有人工作!”的标记。

2023/1/1562触电急救

1、迅速脱离电源；

2、心肺复苏法：触电伤员呼吸和心跳均停止时，应立即按心肺复苏法支持生命的三项基本措施，正确进行就地抢救。

a.通畅气道；

b.口对口(鼻)人工呼吸；

c.胸外接压(人工循环)。2023/1/1563三、变电站二次系统对一次设备进行监察，测量，控制，保护，调节的辅助设备，称为二次设备。包括：1测量表计，如电压表、电流表、功率表、电能表用于测量电路中的电器参数。2绝缘监察装置3控制和信号装置4继电保护及自动装置，如继电器、自动装置等，用于监视一次系统的运行状况，迅速反应异常和事故，然后作用于断路器，进行保护控制。5直流电源设备，如蓄电池组、直流发电机、硅整流装置等，供给控制保护用的直流电源及用直流负荷和事故照明用电等。2023/1/1564变电站综合自动化

变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。2023/1/1565监控系统网络示意图.开关保护

测控盘保护盘故障录波直流系统规约转换服务器A服务器B远动A远动B后台A后台B后台C工程师站通讯设备各风场

省调网调

电能系统2023/1/1566继电保护及自动装置继电保护的基本任务是：当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。对继电保护的四个基本要求；1.选择性；2.速动性;3.灵敏性;4.可靠性。自动装置：按照预先的设定，系统对各方面的要求，自动完成预定功能的装置。

2023/1/1567看二次图基础知识1、当断路器在合位时；其辅助常开接点闭合、常闭接点打开，当断路器在分位时其辅助常闭接点闭合、常开接点打开。

2、中间继电器或接触器的线圈带电动作时，其常开接点闭合、常闭接点打开，当线圈失电时；其常闭接点闭合、常开接点打开，其他继电器类似。

2023/1/1568互感器的极性3、电流互感器的极性：

如图是减极性，如一次电流方向不变、二次方向相反，就是加极性。电压互感器的极性与此图原理一样。2023/1/1569变电站的二次接线1.原理接线图.原理接线图：是用来表示继电保护、测量仪表和自动装置等工作原理的一种二次接线图。特点：二次回路中的元件及设备以整体形式表示，同时将相互联系的电气部件和连线画在同一张图上，给人以明确的整体概念。说明：QS-隔离开关、QF-断路器、KA-电流继电器、KT-时间继电器、KS-信号继电器。