煤矿供电系统之变电站(简)

1、同煤供电系统同煤供电系统变电站变电站第一章第一章同煤供电系统同煤供电系统概述概述第一章第一章 同煤供电系统概述同煤供电系统概述 标准电力系统图示标准电力系统图示第一章第一章 同煤供电系统概述同煤供电系统概述 一、供电规模一、供电规模 同煤电业公司管辖煤矿供电系统目前共有运行变电站同煤电业公司管辖煤矿供电系统目前共有运行变电站4242座（座（35KV35KV站站3636座、座、110KV110KV站站6 6座）、座）、35110KV35110KV架空线路架空线路570570公里、杆塔公里、杆塔22022202基、基、装机总容量装机总容量1766MVA1766MVA 。系统分别从上级国网公司。系统

2、分别从上级国网公司6 6座座220KV220KV变电站、变电站、4 4座座110KV110KV变电站接入电源，组成变电站接入电源，组成7 7片局域供电网。供电范围覆盖同煤本片局域供电网。供电范围覆盖同煤本部、云冈沟、口泉沟各生产矿厂，塔山、同忻、东周窑、金庄、色连部、云冈沟、口泉沟各生产矿厂，塔山、同忻、东周窑、金庄、色连矿区以及地煤集团等部分煤矿。矿区以及地煤集团等部分煤矿。二、供电模式二、供电模式 全部供电采用降压模式，即电网接入全部供电采用降压模式，即电网接入35110KV35110KV电源，经负荷分电源，经负荷分配、配、1212级降压至级降压至610KV610KV配出，用户根据负荷需求

3、从就近变电站接出配出，用户根据负荷需求从就近变电站接出电源电源。第一章第一章 同煤供电系统概述同煤供电系统概述 三、供电特点三、供电特点 1 1、电网主要服务煤矿，变电站多是根据用户需求（装机容量、电网主要服务煤矿，变电站多是根据用户需求（装机容量、供电距离、负荷类型等）建在煤矿主井口或风井旁；、供电距离、负荷类型等）建在煤矿主井口或风井旁； 2 2、供电的可靠性。所有变电站均设计至少双电源供电，主变、供电的可靠性。所有变电站均设计至少双电源供电，主变压器按一运一备配置；压器按一运一备配置； 3 3、供电的安全性。电网电源虽全部取自国网公司上级站，但、供电的安全性。电网电源虽全部取自国网公司上

4、级站，但相对网内自成系统，根据需要独立运行、灵活调度；相对网内自成系统，根据需要独立运行、灵活调度； 4 4、虽属于企业供电，但执行标准、运作模式完全参照国家标、虽属于企业供电，但执行标准、运作模式完全参照国家标准执行准执行。第一章第一章 同煤供电系统概述同煤供电系统概述 四、电网结构四、电网结构 根据区域和电源点分布，目前同煤电网可分为根据区域和电源点分布，目前同煤电网可分为7 7片局域网络，片局域网络，布置原则主要是以布置原则主要是以110KV110KV变电站为中心，将电压降至变电站为中心，将电压降至35KV35KV后通过架后通过架空线路程辐射状向周边空线路程辐射状向周边35KV35KV变

5、电站供电，变电站供电，35KV35KV变电站再将电压降变电站再将电压降至至10KV10KV（6KV6KV）通过配电系统配出至用户。）通过配电系统配出至用户。 同煤供电系统分同煤供电系统分110KV110KV、35KV35KV、10KV10KV（6KV6KV）三个电压等级，其）三个电压等级，其中中110KV110KV系统采用中性点接地或不接地方式，系统采用中性点接地或不接地方式，35KV35KV系统采用不接地系统采用不接地或间接接地方式、或间接接地方式、1010（6 6）KVKV系统采用中性点不接地方式（角型接系统采用中性点不接地方式（角型接线）。线）。第二章第二章变电站的作用变电站的作用一、电

6、能的产生火电厂、热电厂、水电厂、核电站、风电站、太阳能电站第二章第二章 变电站的作用变电站的作用二、电能的传输二、电能的传输n设定需要传输的功率为S，线路电压为U，则线路中的电流 I=S/U 。n损耗的电能以导线发热的形式体现，发热损耗Q=I2R。由此可以得出结论：在传输功率和线路长度一定的情况下（S、R为定值），随着电压U的升高，I不断降低，则输电线路的损耗也会降低。所以，为所以，为了降低电能在线路上的损耗，电厂在电能产生以后，会通过升压站将了降低电能在线路上的损耗，电厂在电能产生以后，会通过升压站将电压增高，然后再通过输电线路将电能传输出去。对于远距离输电，电压增高，然后再通过输电线路将电

7、能传输出去。对于远距离输电，高电压等级的优势非常明显。高电压等级的优势非常明显。n各电压等级供电半径（参考值） 6kv：415km 10kv：620km 35KV：2050KM 110KV：50150KM第二章第二章 变电站的作用变电站的作用第二章第二章 变电站的作用变电站的作用三、电网的构成 我们经常提到电网这个概念，什么是电网呢？网，其实是一组纵横交错并且有交叉点（节点）的线，这些线被节点分成了线段，几条线段及它们的节点组成了“网眼”。 输电线路就是“线”， 变电站就是“节点”， 一个“网眼”上的变电站和线路则形成了我们常说的“环网” 。第二章第二章 变电站的作用变电站的作用四、变电站的作

8、用四、变电站的作用 变电站是电力系统的一部分，其功能是接受和分配电能、控制电变电站是电力系统的一部分，其功能是接受和分配电能、控制电力的流向，变换、调整电压，满足电力系统与用户的需要。力的流向，变换、调整电压，满足电力系统与用户的需要。 在电力系统中变电站是输电和配电的集结点。在电力系统中变电站是输电和配电的集结点。一般用变电站内设备最高电压等级作为变电站的电压标识。一般用变电站内设备最高电压等级作为变电站的电压标识。 配置升压变压器的变电站称为配置升压变压器的变电站称为“升压站升压站”。 没有明确说明的变电站一般均指的是降压变电站。没有明确说明的变电站一般均指的是降压变电站。第二章第二章 变

9、电站的作用变电站的作用第二章第二章 变电站的作用变电站的作用五、变电站分类 1、按照变电站在电力系统中的地位划分 (1)系统枢纽变电站 (2)地区中间变电站 (3)地区终端变电站 2、按照变电站安装位置划分 (1)室外变电站 (2)室内变电站 (3)地下变电站 (4)箱式变电站 (5)移动变电站 3、按照值班方式划分 (1)有人值班变电站 (2)无人值班变电站第二章第二章 变电站的作用变电站的作用第三章第三章变电站的构成变电站的构成第三章第三章 变电站的构成变电站的构成n 从电气技术的角度来讲，变电站由一次设备和二次设从电气技术的角度来讲，变电站由一次设备和二次设备组成。这个说法非常笼统，也非

10、常抽象。从工程和实践备组成。这个说法非常笼统，也非常抽象。从工程和实践的角度来讲，变电站有以下几个部分组成：的角度来讲，变电站有以下几个部分组成：n 主控制楼：主控室、休息室主控制楼：主控室、休息室n 室外土建：设备构架、设备基础、站区道路、电缆沟室外土建：设备构架、设备基础、站区道路、电缆沟n 一次设备：断路器、隔离开关、变压器、母线等一次设备：断路器、隔离开关、变压器、母线等n 二次设备：微机保护、微机测控、操作箱、自动装置二次设备：微机保护、微机测控、操作箱、自动装置n 电源系统：交流系统、直流系统、逆变电源电源系统：交流系统、直流系统、逆变电源n 通信系统：光端机、交换机、通讯管理机通

11、信系统：光端机、交换机、通讯管理机n 环境系统：火灾自动报警、图像监视环境系统：火灾自动报警、图像监视第三章第三章 变电站的构成变电站的构成n 变电站的两个主要指标：电压等级、变压器总容量变电站的两个主要指标：电压等级、变压器总容量n 间隔：为了实现某种功能而配置的电气设备的组合称为间隔：为了实现某种功能而配置的电气设备的组合称为间隔，间隔的名称是以它所要实现的功能命名的。间隔，间隔的名称是以它所要实现的功能命名的。 在下图中，画出了几个间隔的示意。在变电站中，在下图中，画出了几个间隔的示意。在变电站中，最重要的几个间隔有：进线间隔、变压器间隔、出线间最重要的几个间隔有：进线间隔、变压器间隔、

12、出线间隔、电压互感器间隔、电容器间隔。隔、电压互感器间隔、电容器间隔。第三章第三章 变电站的构成变电站的构成一、电源系统一、电源系统 变电站作为一个庞大而复杂的电气设备的结合体，它变电站作为一个庞大而复杂的电气设备的结合体，它自身也是一个重要的负荷，这就是所说的站用电。主要分自身也是一个重要的负荷，这就是所说的站用电。主要分为交流和直流两个独立的系统。为交流和直流两个独立的系统。1 1、站用交流系统、站用交流系统1.11.1交流负荷交流负荷 人员用电：生活用电、照明、空调、维修电源等。人员用电：生活用电、照明、空调、维修电源等。 设备用电：电动机构的驱动电机、变压器冷却系统、设备用电：电动机构

13、的驱动电机、变压器冷却系统、配电室温控系统、加热装置等。配电室温控系统、加热装置等。1.21.2交流电源交流电源 变电站的交流电源来自两台所用变压器，其低压侧为变电站的交流电源来自两台所用变压器，其低压侧为380V380V，在供电时可以实现自动互投。，在供电时可以实现自动互投。第三章第三章 变电站的构成变电站的构成第三章第三章 变电站的构成变电站的构成站用交流系统（低压盘）接线图第三章第三章 变电站的构成变电站的构成2 2、站用直流系统、站用直流系统 尽管几率非常小，站用交流系统还是存在全部失压的情况。对于尽管几率非常小，站用交流系统还是存在全部失压的情况。对于某些不能停电的设备，例如微机二次

14、设备、通信系统、断路器的操作某些不能停电的设备，例如微机二次设备、通信系统、断路器的操作回路等，都采用直流系统供电。回路等，都采用直流系统供电。2.12.1直流负荷直流负荷 使用直流系统供电的设备主要包括：各种二次设备、断路器的控使用直流系统供电的设备主要包括：各种二次设备、断路器的控制回路、事故照明系统、直流电机、逆变电源模块、通信系统制回路、事故照明系统、直流电机、逆变电源模块、通信系统DC/DCDC/DC模块。模块。2.22.2直流电源直流电源 目前，变电站采用的直流电源以高频开关模块（直流盘）为主。目前，变电站采用的直流电源以高频开关模块（直流盘）为主。即将输入的交流变换为直流输出（即

15、将输入的交流变换为直流输出（AC/DCAC/DC），高频开关模块配置数量），高频开关模块配置数量原则原则N+1N+1冗余。所谓冗余。所谓N+1N+1冗余就是指：如果计算需要冗余就是指：如果计算需要N N台，实际配置就台，实际配置就为为N+1N+1台，即备用台，即备用1 1台。台。第三章第三章 变电站的构成变电站的构成 交流电源经高频开关模块变换成直流后输出至直流母线，经馈线开交流电源经高频开关模块变换成直流后输出至直流母线，经馈线开关向直流负荷供电、经熔断器对蓄电池进行充电（蓄电池通常处于浮充关向直流负荷供电、经熔断器对蓄电池进行充电（蓄电池通常处于浮充状态），它与直流母线一直处于连接状态。状

16、态），它与直流母线一直处于连接状态。 交流电源若异常消失，高频开关模块输出的直流随即消失，蓄电池交流电源若异常消失，高频开关模块输出的直流随即消失，蓄电池从浮充状态改为放电状态对直流母线提供电源从浮充状态改为放电状态对直流母线提供电源。第三章第三章 变电站的构成变电站的构成2.32.3蓄电池蓄电池 现在使用的蓄电池基本都是阀控免维护铅酸蓄电池。现在使用的蓄电池基本都是阀控免维护铅酸蓄电池。主要技术指标：主要技术指标：n 电压。绝大多数变电站使用的都是电压。绝大多数变电站使用的都是220V220V的直流电源。常规阀控铅酸的直流电源。常规阀控铅酸蓄电池的单只浮充电压为蓄电池的单只浮充电压为2.23

17、-2.27V2.23-2.27V，通常直流母线电压为，通常直流母线电压为1.051.05倍倍标称电压标称电压1.051.05* *220=231V220=231V，根据电路原理，我们需要，根据电路原理，我们需要2312312.23=103.581032.23=103.58103只蓄电池串联才能得到这个电压。只蓄电池串联才能得到这个电压。n 容量。正常情况下，站用直流负荷都是由高频开关模块供电，在交容量。正常情况下，站用直流负荷都是由高频开关模块供电，在交流系统失压后，所有的直流负荷都由蓄电池组供电。蓄电池容量的流系统失压后，所有的直流负荷都由蓄电池组供电。蓄电池容量的大小决定了蓄电池的放电能力

18、，容量单位是大小决定了蓄电池的放电能力，容量单位是AhAh（安时）。（安时）。n 一般要求直流系统能够在交流消失后持续供电一般要求直流系统能够在交流消失后持续供电2 2小时，所以一组小时，所以一组200 200 AhAh的蓄电池应该能以的蓄电池应该能以100A100A的形式供电的形式供电2 2小时。小时。第三章第三章 变电站的构成变电站的构成3、逆变电源 变电站配备有综自后台机、五防后台机等电脑和打印机，这些设备只能使用交流供电，那么，在交流系统失压的情况它们如何工作呢？ 逆变电源就是用于对这些设备供电的。所谓逆变，就是指“直流交流”的变换。逆变模块进线端为两路：一路交流、一路直流，两路为并联

19、关系。交流可以直接输出，直流经模块转换为交流后与直接输出的交流汇为一处。 后台机等设备在平时由交流输入直接供电，交流消失后由直流系统的蓄电池组经逆变模块供电。第三章第三章 变电站的构成变电站的构成二、一次设备 一次设备是变电站的主体，是电网最重要的组成部分。 变电站的一次设备主要包括变压器、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、电容器等。 第三章第三章 变电站的构成变电站的构成1、电力变压器 变压器是变电站中最重要设备，其利用电磁感应原理完成电压、电流的变换，在不同的电压等级系统，实现功率的不间断传输。 （功率不变，电压比等于匝数比等于电流反比）1.1变压器分类 按绕组形式：双绕组、三绕组

20、和自耦变压器； 按作用：升压变压器和降压变压器； 按分接头切换方式：有载调压和无载调压变压器； 按绝缘介质：充油式、干式、充气式； 按工作性质：特种变压器，例如牵引变压器、接地变压器、电弧炉变压器等；第三章第三章 变电站的构成变电站的构成1.2变压器的组件 铁芯与绕组、外壳、变压器油、分接开关、套管、散热器、油枕、净油器、呼气器、瓦斯继电器、压力释放阀、温度计等。1.3变压器的散热 变压器的绕组和铁芯部分实际上也是一个电阻，在导电和电磁变换的同时自己也会消耗一部分电能，这就是变压器的自身损耗（铜损和铁损），这个损耗以发热的形式表现出来。 散热方式：自冷（自然冷却）、风冷（利用外部风扇加速冷却）

21、、强油风冷（在风冷的基础上利用油泵加速变压器油的流动）n 温度规定： 油浸变压器顶部油温一般不超85（油温比绕组温度高10 ） ， 温升不超55（变压器顶部油温与室温温差）。 干式变压器线圈，一般极限温度105，温升应小于60；第三章第三章 变电站的构成变电站的构成组成部件组成部件外壳外壳铁芯铁芯线圈线圈变压器油枕变压器油枕充油套管充油套管瓦斯继电器瓦斯继电器防爆管防爆管散热器散热器呼吸器呼吸器外壳接地外壳接地分接开关分接开关第三章第三章 变电站的构成变电站的构成1.4 变压器相关要求n 并列条件：A、接线组别相同； B、变比差值不超过0.5%； C、短路电压值不超过10%； D、容量比不超过

22、3：1。n 变压器油试验：A、外观；B、水分；C、酸值；D、闪点；E、介质损耗因数；F、绝缘强度；G、油中溶解气体分析。 绝缘强度：国标是间距2.5mm；66220KV 35KV；35以下 30KVn 变压器试验： A、出厂试验（包括例行试验、形式试验和特殊试验）；B、变压器安装调试，在投运前的交接试验；C、变压器运行中的检测试验（年度预防性试验、非正常状态试验）；D、变压器大修后的试验。 【预防性试验】分为绝缘试验和特性试验。第三章第三章 变电站的构成变电站的构成第三章第三章 变电站的构成变电站的构成第三章第三章 变电站的构成变电站的构成第三章第三章 变电站的构成变电站的构成2、断路器 断路

23、器在电力系统正常运行情况下用来接通和断开电路，故障时在继电保护装置控制下自动把故障设备和线路断开，还有自动重合闸功能。 2.1分类：根据灭弧介质可分为SF6、真空、充油式、空气式等 根据操作机构可分为永磁式、弹簧储能式、电磁式 2.2结构：一般分为两部分，三相独立开关室（灭弧室）、操作机构 2.3工作原理：利用电动/手动操作机构，驱动（转动）拉杆，带动三相导电杆（动触头）直线运动，在充满绝缘介质的封闭开关室内与静触头闭合/断开，完成导电回路的接通/切断，实现断路器的合闸/分闸操作。第三章第三章 变电站的构成变电站的构成2.4电弧的产生：用开关电器断开电路时，如果电路电压不低于 1020伏，电流

24、不小80100mA，电器的触头间便会产生电弧。 2.5电弧的危害：电弧是一束高温电离气体（能导电的电子、离子流），温度高达数千摄氏度，其危害主要表现在对人身与设备上的危害，电弧可对人体产生严重甚至是致命的灼伤，开关电器中的电弧会造成电路短路，瞬间巨大的能量可烧毁设备。2.6灭弧方法： 1、利用气体或油流拉长电弧，使其冷却（横吹、纵吹）； 2、采用多断口（降低每段电压）； 3、利用真空（旋弧式）； 4、利用金属灭弧栅分割电弧，使其电压过零时自动熄灭（磁吹）。第三章第三章 变电站的构成变电站的构成2.4断路器操作机构 A、弹簧储能机构 通过电动机对合闸弹簧储能，合闸释放后对分闸弹簧储能，然后电机再

25、对合闸弹簧储能，这样断路器合闸正常状态下，分合闸弹簧都在储能位置上，满足分合分操作。优点：只有两个状态，储能和不储能，不会有各种闭锁条件。缺点：机械部件多，分散性大，弹簧始终保持一种状态，易出故障。 B、永磁操作机构 其原理同电磁操作机构大体类似，主动轴为永磁材料制成，永磁体周围有电磁线圈。正常情况下电磁线圈不带电，当开关要分闸或合闸时，通过改变线圈的极性利用磁力相吸或排斥的原理，驱动分闸或合闸。虽然这个电流也不小，但开关是通过一个大容量电容来“储能”，动作时通过电容放电来提供大电流。这种机构优点是体积小，传动机械部件少，所以可靠性较弹操机构要好。第三章第三章 变电站的构成变电站的构成C、断路

26、器的主要技术参数l 额定电压与最高电压（标称电压）：最高电压高于系统额定电压的115% ，即： 6KV断路器最高工作电压为7.6KV 10KV断路器最高工作电压为12KV 35KV断路器最高工作电压为40.5KV 110kV断路器最高工作电压为126kV； 220kV断路器最高工作电压252kV。l 额定电流：断路器允许长期通过的电流。l 额定（短路）开断电流：断路器能保证开断的最大短路电流。第三章 变电站的构成第三章第三章 变电站的构成变电站的构成3、隔离开关 隔离开关的作用就是在断路器的两侧形成明显的断开点。其不具备“分/合”大电流的能力，不能带负荷操作。在断路器合闸之前先闭合隔离开关，在

27、断路器分闸之后再断开隔离开关。如果误操作将引起设备损坏和人身事故。 【用途】：l检修设备隔离高压电源：用隔离开关断口的可靠绝缘能力，将需要检修的设备与带电部分相互隔离。l倒换母线：在断口两端接近等电位的条件下，带负荷进行分闸、合闸；变换双母线或其它不长的并联线路的接线方式。l合空载电路：利用隔离开关断口在分开时将电弧拉长和空气的自然熄弧能力，分、合一定长度的母线、空载电缆或架空线路的电容电流（不超过5A），一定容量的变压器的空载励磁电流（不超过2A），以及分、合电压互感器，避雷器和消弧线圈等回路。第三章第三章 变电站的构成变电站的构成第三章第三章 变电站的构成变电站的构成4、电流互感器（TA）

28、 电流互感器的作用是将流经一次设备的大电流转换成二次设备使用的小电流，其工作原理相当于一个阻抗很小的变压器。电流互感器的一次绕组与一次主电路串联，二次绕组串联接负荷。l 一次线圈串联在电路中，并且匝数很少，因此，一次线圈中的电流完全取决于被测电路的负荷电流，而与二次电流无关。l 电流互感器二次线圈所接仪表和继电器的电流线圈阻抗都很小，所以正常情况下，电流互感器在近于短路状态下运行。l 电流互感器的变比一般为X/5A。它的含义是：首先，X不小于该设备可能出现的最大长期负荷电流，如此即可保证一般情况下TA二次侧电流不大于5A；其次，被保护设备发生短路故障时，在短路电流不使TA饱和的情况下，TA二次

29、侧电流依然可以按照此变比从一次电流进行折算。l 在一次配电装置距离控制室较远时，为了增加电流互感器的二次允许负荷，减小连接电缆的导线截面及提高精确等级，多选用二次侧额定电流为1A的电流互感器。第三章第三章 变电站的构成变电站的构成l 电流互感器用于三种回路：保护回路、测量回路和计量回路，而这三种回路对电流互感器的准确级要求是不同的。 测量、计量级二次绕组着重于精度，误差要小，一般0.5级以下； 保护级二次绕组着重于抗饱和能力，即在发生短路故障时，短路电流超过一次额定电流许多倍的情况下，电流互感器一次侧电流与二次侧电流的比值仍在一定允许误差范围。l 电流互感器精度等级10P30：30倍额定电流时

30、复合误差不超10%。 0.2S：额定电流时复合误差不超0.2%， S：轻载负荷，比不带S复合误差更小，主要针对20%额定电流以下。l 在星形接线中，电流互感器二次侧中性点必须接地、一点接地。l 用于差动保护的各电流互感器的二次侧接地点一般选在保护屏上；用于其余保护和测量、计量的电流互感器均是在现场接地。第三章第三章 变电站的构成变电站的构成l 电流互感器二次不允许开路 电流互感器二次侧开路后，一次侧电流仍然不变，二次侧电流等于零，则二次电流产生的去磁磁通也消失了。这时，一次电流全部变成励磁电流，使互感器铁芯饱和，磁通也很高，将产生以下后果： (1)由于磁通饱和，其二次侧将产生数千伏高压，且波形

31、改变，对人身和设备造成危害。 (2)由于铁芯磁通饱和，使铁芯损耗增加，产生高热，会损坏绝缘。 (3)将在铁芯中产生剩磁，使互感器比差和角差增大，失去准确性（剩磁一旦产生很难去除）。第三章第三章 变电站的构成变电站的构成复匝式复匝式单匝式单匝式电容屏绝缘型电容屏绝缘型倒立式倒立式第三章第三章 变电站的构成变电站的构成5、电压互感器（TV） l 电压互感器是将电力系统的一次高电压按一定的变比，转换为适合仪表或继电器使用的额定电压为100V的变换设备。其工作原理与变压器基本相同。电压互感器的一次绕组并联接在主电路上，二次绕组并联接负荷。l 变电站用TV均采用星形-星形-开口三角接线。开口三角处平时无

32、电压，故障时有零序电压。l 电压互感器在正常运行中，二次负载阻抗很大，电压互感器是恒压源，内阻抗很小，容量很小，一次绕组导线很细，当互感器二次发生短路时，一次电流很大，若二次熔丝选择不当，保险丝不能熔断时，电压互感器极易被烧坏。所以，电压互感器二次侧是不允许短路。第三章第三章 变电站的构成变电站的构成油浸式三相五柱式油浸式三相五柱式干式三相五柱式干式三相五柱式电容式电容式第三章第三章 变电站的构成变电站的构成6、无功补偿（电容器） 电力系统的负荷如电动机、电焊机、感应电炉等用电设备，除了消耗有功功率外，还要“吸收”无功功率。另外变压器等也需要无功功率，假如所有无功电力都由发电机供应的话，不但不

33、经济，而且电压质量低劣，影响用户使用。 电力电容器在正弦交流电路中能“发”出无功功率，假如把电容器并接在负荷（电动机），或输电设备（变压器）上运行，那么，负荷或输电设备需要的无功功率，正好由电容器供应。 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，提高系统供电能力。l 目前无功补偿方式有两种： A、静态补偿：根据功率因数，投切固定容量的电容器组于电网中 B、动态补偿：与自动化装置配合，对电网功率因数变化，能在2秒以内反应并投切的补偿装置。第三章第三章 变电站的构成变电站的构成l 动态补偿方式： A、自动投切电容器组； B、自动调整电容器组端头电

34、压； C、电容器组、磁控电抗器全部投入，自动调整并联电抗器电感值，平衡电网中的电容量（SVC); D、利用高频电源调相功能，可根据需要输出容性或感性无功（SVG）；l 动态补偿的优点：反应快，补偿效果好，特别适用于负载波动剧烈的场合。通常还有分补功能，可以对不平衡的负载做良好的补偿。 动态补偿的不足：价格高，可靠性还不够，自身耗能很大。在负载比较稳定的场合没有优势。l 静态补偿的优点：技术成熟，价格低廉，工作可靠，在一般场合补偿效果良好，所以使用较广泛。 静态补偿的不足：反应慢，对于负载波动大的设备无法补偿。静态补偿因成本限制，通常没有分补功能。第三章第三章 变电站的构成变电站的构成耦合电容器

35、和高频阻波器（静态补偿）耦合电容器和高频阻波器（静态补偿）第三章第三章 变电站的构成变电站的构成动态补偿动态补偿第三章第三章 变电站的构成变电站的构成三相分散式并联电容器组三相分散式并联电容器组l星形接线星形接线l角形接线角形接线第三章第三章 变电站的构成变电站的构成7、接地 在电力系统中，将设备和用电装置的中性点、外壳或支架与接地装置用导体作良好的电气连接叫做接地。l 种类：保护接地、工作接地、安全接地等。 l 接地网：在变电站建设之前，将很多的钢材连接成网状，埋在变电站的地下，这就是“接地网”。所有需要接地的金属部分用接地扁钢与地网焊接在一起，即视为接地。l 变电站内一切带电设备的不带电外

36、壳或者构架必须接地。例如变压器的外壳、隔离开关的金属支架、开关柜的外壳等。l 接地电阻值：小电流接地系统小于4欧姆 大电流接地系统0.5欧姆 防雷接地小于10欧姆（独立接地）第三章第三章 变电站的构成变电站的构成避雷器避雷针接地接地网第三章第三章 变电站的构成变电站的构成8、组合电器 GIS是气体绝缘全封闭组合电器的英文简称。GIS由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中，在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体，故也称SF6全封闭组合电器。 与常规敞开式变电站相比，GIS的优点在于结构紧凑、占地面积小、可靠性高、配置灵活

37、、安装方便、安全性强、环境适应能力强，维护工作量很小，其主要部件的维修间隔不小于20年。 目前，它的缺点是价格贵，制造和检修工艺要求高，一旦出现故障短时间无法恢复。第三章第三章 变电站的构成变电站的构成第三章第三章 变电站的构成变电站的构成第三章第三章 变电站的构成变电站的构成第三章第三章 变电站的构成变电站的构成第三章第三章 变电站的构成变电站的构成五、二次设备 二次设备（二次系统）：对一次设备进行保护、控制、测量、计量、通讯的设备。 1、工作原理：通过一些电压、电流变换设备和一些位置、刻度指示装置将变电站所有一次设备的工作状况实时反映出来，并利用一些继电器和自动装置根据预先设计的功能，自动

38、对采集到的状态、数据等信息进行分析、逻辑判断，发出相应动作指令。 2、主要作用： A、帮助值班人员完成对全站设备实时监控； B、根据继电保护原理实现全站设备的保护功能； 第三章第三章 变电站的构成变电站的构成3、二次设备的分类3.1以继电器为主的传统二次系统l 全部系统由各类型继电器、指示表计、灯光音响等设备组成，通过各种类型继电器及外围二次接线回路的组合实现继电保护的逻辑判断、执行和系统监测。l 特点：二次系统庞大、接线复杂、维护工作量大、可靠性不高、自检功能少、无记忆功能。l 组成： 控制回路：通过操作钥匙、分合闸线圈、辅助开关等进行断路器的电动操作； 保护回路：通过各类继电器的组合逻辑判

39、断设备的不正常工作状态，启动继电保护、执行断路器操作，将故障部分从电网切除； 信号回路：与保护回路配合，将启动、执行的保护类别通过灯光、音响的形式表现出来，提醒值班人员； 测量回路：通过各类指示表计将全站设备用行情况呈现出来。例如电压、电流、功率、功率因数等。 计量回路：有功、无功用电量累计。第三章第三章 变电站的构成变电站的构成3.2以微机装置为主的综合自动化二次系统 全部系统由分散（或组屏）安装的以计算机技术为核心的单装置组成，装置按功能设计配置硬件及保护程序，任意装置可独立采集信息、独立逻辑运算、独立执行指令，同时具备通讯功能，可实时将自身状况等信息通过局域网传输至监控系统。l 特点：继

40、电保护功能强大、外部二次接线少、维护简单、可靠性高、任意装置具有自检、记忆、通讯功能。自动化程度高，通过通讯网络系统可实现远方“四遥”功能（遥测、遥控、遥信、遥调）。l 单装置组成： 电源插件：为装置内部各功能回路提供不同电压等级的电源； 交流采集插件：变换装置采集到的模拟量（电压、电流量）； CPU插件：将变换后的模拟量和采集到的位置量等进行模/数转 换，后经CPU运算实现继电保护功能； 通讯插件：进行单装置和远方监控系统的实时通讯； I/O插件：外部信号开入分析和内部信号的开出执行； 显示插件：利用完善的人机对话功能，显示采集的实时信息、 告警记录、事故报告，进行参数的设定、设置；第三章第

41、三章 变电站的构成变电站的构成l 二次系统的组成： 微机保护装置：实现继电保护功能，每一个含断路器的间隔都会配置属于自己的微机保护装置。 微机测控装置：每一个含断路器的间隔都要配置一台微机测控装置。（测，就是指测量，包括电流、电压以及各种信号等；控，就是指控制，微机测控用于对断路器及本间隔进行手动控制）。 操作箱：每一台断路器要配置一台操作箱，用于执行微机保护和微机测控发出的对断路器的操作指令。 公用测控装置：对不需单独配置测控装置的站用公共系统设备 的测控（站用电源、直流电源、隔离开关位置、PT并列、零序电压等等）。 后台系统：利用通讯网络实现全站一、二次系统的远方监测、监控、设定以及记录查

42、询。 远动系统：利用远动装置和通讯网络将变电站的信息上传调度，在调度实现远方监测、监控、设定以及记录查询。第三章第三章 变电站的构成变电站的构成4、二次设备的布置（1）集中式 站内全部二次设备集中组屏安装于主控制室。 优点：便于值班人员巡视，且距离高压带电一次设备较远，二次回路上的工作相对安全。 缺点：主控制室占地较大，二次回路接线过长不经济，中间环节多，出现故障不易查找。（2）分散式 站内大多二次设备就地安装（靠近一次设备），主控制室只保留信号系统、测量系统。 优点：主控制室占地小，二次回路接线简单，可靠性相对较高。 缺点：不利于值班人员巡视。（3）集中与分散式相结合 高压侧进出线、变压器等重要负荷的二次设备集中组屏，安装于主控制室，低压侧配出线路二次设备分散就地安装。 以上三种方式均能满足运行要求，具体采用根据现场情况和二次设备种类而定。第三章第三章 变电站的构成变电站的构成第三章第三章 变电站的构成变电站的构成第三章第三章 变电站的构成变电站的构成中、低压配电柜中、低压配电柜-保护装置分散安装保护装置分散安装第三章第三章 变电站的构成变电站的构成六、继电保