变电设计

变电所(substation)，顾名思义，就是改变电压的场所与地方。是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。为保证电能的质量以及设备的安全，在变电所中还需进行电压调整、电流控制以及输配电线路和主要电工设备的保护。按用途可分为电力变电所和牵引变电所（电气铁路和电车用）。在国家标准GB 553-94《1kv及以下变电所设计规范》里面规定的术语定义是“1千伏及以下交流电源经电力变压器变压后对用电设备供电”，符合这个的就是变电所。 一、变电所的含义 变电所(substation)：顾名思义，就是指改变电压的场所与地方。是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。为保证电能的质量以及设备的安全，在变电所中还需进行电压调整、电流控制以及输配电线路和主要电工设备的保护。在国家标准GB 553-94《1kv及以下变电所设计规范》里面规定的术语定义是“1千伏及以下交流电源经电力变压器变压后对用电设备供电”，符合这个的就是变电所。 二、变电所的分类 变电所的分类：1：按照作用分类，有：升压变电所、降压变电所或者枢纽变电所、终端变电所等等。2：按管理形式分类，有：有人值班的变电所、无人值班的变电所。3：按照结构形式室内外分，有：户外变电所、户内变电所。4：按照地理条件分,有：地上变电所、地下变电所。 　　变电所的主要设备构成和连接方式，按其功能和环境不同而会有所差异。 　　三、有关变电所的术语规定与分类定义 在国家标准GB553-94《1kv及以下变电所设计规范》里面规定的术语定义，按变压器装设位置和环境不同，从室内外、户内外来分，变电所定义为： 变电所：“1千伏及以下交流电源经电力变压器变压后对用电设备供电”，符合这个的就是变电所。 露天变电所：变压器位于露天地面之上的变电所； 半露天变电所：变压器位于露天地面之上的变电所，但变压器上方有顶板或挑檐； 附设变电所：变电所的一面或数面墙与建筑物的墙共用，且变压器室的门和通风窗向建筑物外开； 车间内变电所：位于车间内部的变电所，且变压器室的门向车间内开； 独立变电所：为一独立建筑物； 室内变电所：附设变电所，独立变电所和车间内变电所的总称； 贮油池：油流入后不致被外部已燃烧的物质延燃的设施； 挡油设施：使燃烧的油不致外溢的设施。 此外，国家关于其它名词术语定义还有： 终端变电所：单独建造的终端变电所，是用电单位或者用户前端的第一个变电所，变电所出来的电直接就可以供给用户用电设备使用，而不需再次经过变压的。通常是指1千伏降压至38伏的最末一级变电所。 杆上式变电所：安装在一根或者多根电杆上的户外变电所。 预装式变电所（站）：预装的并经过型式试验的成套设备，通常由高压配电装置、变压器、低压配电装置组成，并组合在一个或数个箱体内。又简称为“箱式变”。 　　例如：在我国有些农村地区居民用电，用两根电线杆（或台式）架起来的变压器变电，这既是一个小型简易安装的“露天式变电所”，也是一个“杆上式变电所”，同时也是一个“终端变电所”。 四、变电所的构成及变压器 变电所的构造会因为：“电压等级、户内户外、地上地下、变压器容量”等因素的不同，而体现出构造设备的不同和接线方式的不同。 变压器：是变电所中的中心设备，利用电磁感应的原理。 电力变压器：具有两个或多个绕组的静止设备，为了传输电能，在同一频率下，通过电磁感应将一个系统皎流电压和电流转换为另一系统的电压和电流，通常这些电流和电压的值是不同的。 油浸式变压器：铁芯和绕组都浸入油中的变压器。注：任何绝缘液体（矿物油或其它制品）都看作为油。 干式变压器：铁芯和绕组都不浸入绝缘液体中的变压器。 五、变电所与变电站的区别　　　变电所(substation)：顾名思义，就是改变电压的场所，是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。 变电站：改变电压的场所。为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低，这种升降电压的工作靠变电站来完成。变电站的主要设备是开关和变压器。 1.开闭所：是全金属密闭，能够在室外运行的1KV电压等级以下的开关柜组合； 2.配电房：电压等级在35KV等级以下，内部安装有开关、互感器、电容器以及相关的保护测量装置；配电所，是指所内只有起开闭和分配电能作用的高压配电装置，而母线上却无主变压器。 3.变电所：一般指电压等级在11KV以下的降压变电站；在国家标准GB553-94《1kv及以下变电所设计规范》里面规定的术语定义是“1千伏及以下交流电源经电力变压器变压后对用电设备供电”，符合这个的就是变电所。 4.变电站：各种电压等级的“升压、降压”变电站。上述四个名称，一个比一个大，变电站大于变电所。 变电所带变压器；开闭所和配电房、配电所应不带变压器。变电所，顾名思义就是变电，主要是高中压变压提供低压电源，变电所通常是指小型的降压变电站，因此小型的降压变电站又称为变电所。 变电站，也是变电，但主要是高压变电中压，或高压变电低一级高压，变电站占地较大，根据不同电压等级及容量不同占地不同。 六、变电所变压器台数的选择 变电所变压器台数应根据“负荷特点和经济运行”等因素不同进行选择，可以装一台，也可以装多台。当符合下列条件之一时适宜装设两台及以上变压器：一、有大量一级或二级负荷；二、季节性负荷变化较大；三、集中负荷较大。 七、用途 送电用变电所 配电用变电所 周波数变换所 电气铁道用变电所 直流送电用变电所 电压阶级 一次变电所 二次变电所 三次变电所 八、变电所的部分设备 .2变压器的分类： ①按相数分：单相变压器、三相变压器。 ②按用途分：升压变压器、降压变压器和联络变压器。 ③按绕组分：双绕组变压器（每相各有高压和低压绕组）、三绕组变压器（每相有高、中、低三个绕组）以及自耦变压器（高、低压侧每相共用一个绕组，从高压绕组中间抽头） 1.3变压器结构： ①铁芯：用涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成，用以构成耦合磁通的磁路，套绕组的部分叫芯柱，芯柱的截面一般为梯形，较大直径的铁芯叠片间留有油道，以利散热，连接芯柱的部分称铁轭。 ②绕组：是变压器的导电部分，用绝缘材料的铜线或铝线绕成圆筒形，然后将圆筒形的高、低压绕组同心地套在芯柱上，低压绕组靠近铁芯，高压绕组在外边，这样放置有利于绕组铁芯间的绝缘。 ③分接开关：利用改变绕组匝数的方法来进行调压。将绕组引出的若干个抽头叫分接头，用以切换分接头的装置称分接开关；分接开关又分为无载分接开关和有载分接开关，无载分接开关只能在变压器停电情况下，才能切换；有载分接开关可以在带负荷情况下进行切换。 ④保护装置： a、储油柜（油枕）：调节油量，减少油与空气间的接触面，从而降低变压器油受潮和老化的速度。 b、吸湿器（呼吸器）用以保持油箱内压力正常，吸湿器内装有硅胶，用以吸收进入油枕内空气中的水分。 c、安全气道（防爆筒）：它的出口处装有玻璃或薄铁板，当变压器内部发生故障时，油气流冲破玻璃向外喷出，以降低油箱内压力，防止爆破。 d、气体继电器：当变压器内部故障时，变压器油箱内产生大量气体使其动作，切断变压器电源，保护变压器。 e、净油器（热虹吸过滤器）：利用油的自然循环，使油通过吸附剂进行过滤、净化，防止油的老化。 f、温度计：用以测量监视变压器油箱内上层油温，掌握变压器的运行状况。 1.4变压器的冷却： ①油浸自冷式：铁芯和绕组直接浸于变压器箱体的油中，变压器在运行中产生的热量经变压器油传递到油箱壁和散热器管，利用管壁和箱体的辐射和周围空气对流，把热量带走，从而降低变压器温升。 ②油浸风冷式：为了加快变压器油的冷却，在散热器上装有风扇，以加速空气的对流，使油迅速冷却，达到降低变压器温升的目的。 ③强迫油循环风冷或水冷式：装有特殊油泵，强迫油在散热器内循环，用风扇加速散热器冷却或利用特制设备将水通过散热器将变压器油内热量带走，达到冷却变压器的目的。 断路器分类： ①按电压等级分类：按电压等级分有高压断路器（1、35、11、22、33、5KV）和低压断路器（4V）。 ②按灭弧介质分类：少油或断路器（油仅用来灭弧，带电部分的绝缘用瓷或有机绝缘材料，用油少）、多油式断路器（油既作绝缘，又用来灭弧，用油多）、空气断路器（用压缩空气既作绝缘，又用来灭弧）、真空断路器、六氟化硫断路器（以SF6气体作灭弧和绝缘）以及自动产气和磁吹断路器等。 ③按安装环境分类：屋外式和屋内式。 断路器的主要技术参数和运行基本要求： ⑴主要技术参数：额定电流、额定电压、额定开断电流、分闸时间、合闸时间以及动稳定和热稳定电流等。 ⑵运行基本要求：工作可靠性、足够的开断能力、满足电力系统要求的分闸时间、能实现重合闸、结构简单、价格低。 绝缘子的分类： ①按用途分：高压绝缘子：电站电器绝缘子和线路绝缘子。 低压绝缘子用于低压架空线路、低压布线、通信线路等。 ②按主绝缘材料分：瓷绝缘子、玻璃绝缘子、有机材料绝缘子和复合绝缘子。 ③按结构分：A型、B型和高压套管。高压套管供导线穿过墙壁、箱壳等，并使导体与墙壁、箱、壳等绝缘。高压套管分充液套管、充气套管、油浸纸套管和电容套管等。 九、变电所的维护要点 1、高压绝缘套管、支柱绝缘子表面的维护 多雾、尘污及积污绝缘子上有积雪，会降低支柱绝缘子的绝缘性能，其表面会发生闪络，严重者还会发生高压电对地的短路事故，直接影响供用电。 维护高压绝缘套管、支柱绝缘子表面的清洁，可用毛巾（绝对禁止采用棉纱纱头）揩擦绝缘子去除尘污，之后再刷涂一层绝缘硅胶油。 2、隔离开关操作机构的维护 户外式隔离开关经常受到风、霜、雨、雪、雾的影响，工作环境差。因此，对户外式隔离开关的要求较高，一般应具有破冰能力和较高的机械强度。若操作机构不灵活，或操作者在寒冷的天气下操作不利索，将会造成“要断电一时断不了”的危急局面，很可能会使事故进一步蔓延扩大。 操作机构应操作灵活，重视隔离开关日常的维护保养，要做到：①轴承座密封，座内润滑脂清洁，无杂质侵入，保证良好的润滑状态；②转轴及其手动操作箱内机构运转灵活，无障碍卡阻；③交叉连杆联动机构调整适当，联动灵活。 3、跌落式高压熔断器防止误跌落 冬季风大，对于装配不良、操作马虎、未合紧的熔断器，一遇大风，稍受振动就会造成误跌落。因此，在装配时应注意适当调整熔丝管两端钢套距离，使之能与固定部分的尺寸相配合；操作时应试合数次，观察配合情况，可用绝缘棒触及操作环并轻微晃动数次，检验确定合紧便可。 4、变压器运行中的正常油位与补油 变压器油枕上装有油位表，用来监视油位是否正常。油位的高低除了与变压器运行温度、负荷轻重、油箱渗漏等情况有关外，还与环境的温度有密切的关系。冬季户外气温低，往往使油位低于油位表的低限刻度，油位不正常时，应及时加油。对运行中的变压器补油，应注意补油前将重瓦斯保护改接至信号装置，防止误跳闸；补油后要检查瓦斯继电器，及时放出气体，24 h无问题才能将重瓦斯保护投入。禁止从变压器下部放油阀补油，以防止变压器底部污物进入变压器体内。 十、防雷措施 1）采用避雷针或避雷线对变压器作防直击雷保护； 2）采用阀型避雷器对变压器作防雷电侵入波保护； 3）利用变压器工作接地兼作避雷针和避雷器的防雷措施； 4）将配电室进、出线处架空线绝缘子铁脚与变电所工作接地体相连接作防雷电侵入波保护。