1、變電站的主要一次設(shè)備1變電站主要設(shè)備介紹1主變壓器2變電站主要設(shè)備介紹2隔離開關(guān)斷路器電流互感器電壓互感器避雷器母線（支持式管母、懸吊式管母、軟母）3

1.1主變壓器

變壓器的用途是將電網(wǎng)電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換以便實(shí)現(xiàn)電能傳遞。1.1.1變壓器的分類 按絕緣介質(zhì)的不同可分為：油浸式、SF6氣體絕緣和環(huán)氧樹脂澆注絕緣式。變電站的主變壓器一般都采用油浸式變壓器。

按相數(shù)分類可分為單相變壓器和三相變壓器。一般情況下，只要運(yùn)輸條件許可，在工程設(shè)計(jì)中都選用三相共體變壓器。

4芯式變壓器鐵芯結(jié)構(gòu)（三相三主柱帶兩旁柱）5三相變壓器的器身裝配6220kV三相變壓器油箱及底座出線套管儲(chǔ)油柜散熱器7按變壓器組裝方式的不同可分為三相組合變壓器和現(xiàn)場(chǎng)組裝式變壓器。

通常，220kV變電站大多采用三相共體變壓器，少數(shù)運(yùn)輸困難的工程則采用三相組合式變壓器（如：廣西的城關(guān)變、云南的紫溪變）。500kV變電站一般都采用單相變壓器，云南的個(gè)別工程有選用現(xiàn)場(chǎng)組裝式變壓器（墨江變、永豐變等）。8 220kV變電站的主變壓器容量一般有150MVA、180MVA和240MVA三種。 500kV變電站的主變壓器容量一般有750MVA和1000MVA兩種。9500kV單相變壓器10天生橋二級(jí)水電站500kV殼式組合三相聯(lián)絡(luò)變壓器11龍灘水電站500kV組合三相變壓器12500kV墨江變電站現(xiàn)場(chǎng)組裝式三相變壓器13

現(xiàn)場(chǎng)組裝式變壓器最重件可限制在60t（單相250MVA）以內(nèi)，變壓器本體緊湊，占地面積?。槿_(tái)單相變壓器的50%以下），簡(jiǎn)化附件、簡(jiǎn)化進(jìn)出線設(shè)備。盡管增加了工廠分解與現(xiàn)場(chǎng)組裝工序，且絕緣設(shè)計(jì)需增加10%的裕度，但由于現(xiàn)場(chǎng)組裝式變壓器耗材相對(duì)較少，其價(jià)格介于三相一體與三臺(tái)單相變壓器之間。14

1.1.2現(xiàn)場(chǎng)組裝式變壓器現(xiàn)場(chǎng)組裝過程在變電站安裝現(xiàn)場(chǎng)需搭建一個(gè)15×30m的無(wú)塵凈化、防塵空調(diào)臨時(shí)廠房，配置75t吊車，變壓器的整體組裝工作將在該廠房?jī)?nèi)完成，現(xiàn)場(chǎng)組裝時(shí)間約需40天。組裝的主要步驟如下：15鐵芯拼裝16線圈套裝17插裝上鐵扼18裝配調(diào)壓開關(guān)、引線19總裝配20

《火力發(fā)電廠與變電站設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定：?jiǎn)闻_(tái)容量為125MVA及以上的主變壓器應(yīng)設(shè)置水噴霧滅火系統(tǒng)、合成型泡沫噴霧系統(tǒng)或其他固定式滅火裝置。目前變電站常用合成型泡沫噴霧系統(tǒng)和排油注氮滅火裝置。主變壓器的滅火裝置21合成泡沫噴霧滅火系統(tǒng)圖氮?dú)馄浚▌?dòng)力源）儲(chǔ)液罐管道噴頭22合成泡沫噴霧滅火系統(tǒng)的氮?dú)馄?3合成泡沫噴霧滅火系統(tǒng)的儲(chǔ)液罐24沙田變合成泡沫噴霧滅火系統(tǒng)在試噴25排油注氮滅火裝置消防柜排油管（下端與事故油池連通）注氮管26黃橋變排油注氮滅火裝置消防柜（內(nèi)布置有氮?dú)馄浚┡庞凸埽ㄏ露伺c事故油池連通）注氮管27

1.2斷路器

主要用于開斷負(fù)荷電流以及電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種故障電流。

實(shí)驗(yàn)表明，開關(guān)開斷電路時(shí)，只要電路中電壓大于10~20V，電流大于80~100mA，開關(guān)的觸頭間就會(huì)出現(xiàn)電弧。在大氣中開斷交流100kV、5A的電流，電弧長(zhǎng)度超過7m，電流更大時(shí)，電弧長(zhǎng)達(dá)二三十米，此類電弧統(tǒng)稱開弧，在高壓配電裝置中，如果沒有滅弧裝置而發(fā)生開弧是極其危險(xiǎn)的。281.2.1斷路器的分類

按其滅弧介質(zhì)不同可以分為少油斷路器、真空斷路器以及SF6斷路器。110kV及以上的斷路器如無(wú)特殊要求,都應(yīng)采用SF6斷路器。35kV戶外配電裝置的斷路器均選用SF6斷路器，戶內(nèi)開關(guān)柜可配真空斷路器，也可配SF6斷路器。10kV一般均配真空斷路器。

29

1.2.1斷路器的分類

按斷路器絕緣的整體結(jié)構(gòu)劃分，SF6斷路器有兩大類：瓷柱式和落地罐式。

瓷柱式SF6斷路器屬于積木式結(jié)構(gòu)，以陶瓷作為對(duì)地的主絕緣介質(zhì)，滅弧斷口位于充SF6氣體的高強(qiáng)度瓷套中，滅弧單元由支持瓷套管支撐。30500kV瓷柱式斷路器滅弧室支持瓷瓶操動(dòng)機(jī)構(gòu)操作平臺(tái)接線端子31220kV瓷柱式斷路器3235kV瓷柱式斷路器33

1.2.1斷路器的分類落地罐式SF6斷路器的主要部件都裝在接地的金屬罐中，出線套管下端裝有套管式電流互感器。由于斷路器采用接地的金屬外殼結(jié)構(gòu)，故其絕緣性能受大氣條件和環(huán)境影響小，且重心低、結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，抗震能力強(qiáng)。在設(shè)備價(jià)格方面罐式斷路器稍稍超出了瓷柱式斷路器加獨(dú)立CT的價(jià)格；

在占地方面則兩者差別不大。落地罐式SF6斷路器在廣西很少使用，主要用于云南工程。34500kV落地罐式斷路器35220kV落地罐式斷路器36

1.3隔離開關(guān)

隔離開關(guān)是一種具有明顯斷開間隙，而沒有滅弧裝置的開關(guān)，主要用于保證電氣設(shè)備的安全檢修；此外，隔離開關(guān)也用于電路的切換操作，如在運(yùn)行中用隔離開關(guān)將電路從工作母線切換到備用母線，投切電壓互感器和避雷器等。

隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，不能開斷負(fù)荷電流和短路電流，只有在斷路器斷開的情況下，才能對(duì)隔離開關(guān)進(jìn)行分合閘操作。

37 1.3.1隔離開關(guān)的分類

戶外隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)形式主要取決于絕緣支柱、斷口形式和運(yùn)動(dòng)方式，變電站常用的隔離開關(guān)有：垂直伸縮式、水平伸縮式（含組合式、雙靜觸頭、三接地）、雙柱水平開啟式、三柱水平旋轉(zhuǎn)開啟式。通常，母線隔離開關(guān)選用垂直伸縮式或水平伸縮式，線路采用水平伸縮式、三柱水平開啟式或雙柱水平開啟式。38垂直伸縮式隔離開關(guān)靜觸頭動(dòng)觸頭支持瓷瓶操動(dòng)機(jī)構(gòu)39水平伸縮式隔離開關(guān)40500kV組合式水平伸縮、雙靜觸頭、三接地隔離開關(guān)雙靜觸頭水平伸縮三接地41雙柱式水平開啟式隔離開關(guān)42三柱式水平開啟式隔離開關(guān)43

1.4電流互感器

是一種專門用作變換電流的設(shè)備，將大電流變成小電流，并起隔離高電壓的作用。1.4.1電流互感器的分類

電流互感器按其絕緣結(jié)構(gòu)可分為干式、油浸式和氣體絕緣三大類。 干式多用于0.5～110kV級(jí)電流互感器。目前220kV及以上的電流互感器基本上均采用氣體絕緣型。油浸式電流互感器則很少使用。

44干式電流互感器45油浸式電流互感器46220kV六氟化硫氣體絕緣型電流互感器47

1.5電壓互感器

是一種將一次線路的高電壓按比例變換為安全的標(biāo)準(zhǔn)電壓，供儀表、保護(hù)和控制裝置使用的設(shè)備。1.5.1電壓互感器的分類

按其工作原理不同可以分為電磁式電壓互感器和電容式電壓互感器。按其絕緣結(jié)構(gòu)可分為干式、油浸式和氣體絕緣三大類。

48

通常，220kV、110kV母線電壓互感器采用六氟化硫氣體絕緣呈容性的電磁式電壓互感器，線路電壓互感器則采用電容式電壓互感器。 35kV電壓互感器一般選用干式呈容性的電磁式電壓互感器。 500kV電壓互感器均選用電容式電壓互感器。

油浸式電壓互感器目前已很少使用。

49電容式電壓互感器剖視圖50500kV電容式電壓互感器51220kV電容式電壓互感器52六氟化硫氣體絕緣呈容性電磁式電壓互感器53六氟化硫氣體絕緣呈容性電磁式電壓互感器5435kV干式呈容性電磁式電壓互感器55

1.6避雷器

是一種能吸收過電壓能量、限制過電壓幅值的保護(hù)設(shè)備，保護(hù)各種電氣設(shè)備免遭過電壓的損壞。1.6.1避雷器的分類

按其閥片材料的不同可分為氧化鋅避雷器和碳化硅閥式避雷器。由于氧化鋅材料具有十分優(yōu)異的非線性伏安特性，目前變電站的避雷器均采用氧化鋅避雷器。

56氧化鋅避雷器的伏安特性從上圖可以看出，這是一條對(duì)稱的非線性曲線。當(dāng)外加電壓較低時(shí)，流過的電流很小，氧化鋅閥片呈高阻狀態(tài);當(dāng)外加電壓達(dá)到或超過Uc時(shí)，氧化鋅閥片的阻值急劇下降并迅速導(dǎo)通，其工作電流會(huì)增加幾個(gè)數(shù)量級(jí)，從而有效地保護(hù)電氣設(shè)備免遭過電壓損壞。57220kV氧化鋅避雷器均壓環(huán)支持瓷瓶（內(nèi)裝氧化鋅閥片）泄漏電流在線監(jiān)測(cè)儀58

1.7限流電抗器

串接在主變10kV進(jìn)線回路中，主要用于限制短路電流的大小。

5910kV限流電抗器60

1.8母線

變電站的母線主要是用于匯聚和傳輸電能，有支持式管母線、懸吊式管母線、軟母線、跨路管母線、半絕緣銅管母線等5種。

61

1.8.1支持式管母線

62

1.8.2懸吊式管母線

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1.8.3軟母線

64

1.8.4跨路管母線

65

1.8.5半絕緣銅管母線

66

1.9戶內(nèi)成套開關(guān)柜

是一種用于接受和分配電能，并具有對(duì)電路和設(shè)備有保護(hù)、控制和監(jiān)測(cè)功能的電器。

1.9.1戶內(nèi)成套開關(guān)柜的分類

按電壓等級(jí)分有10kV開關(guān)柜和35kV開關(guān)柜兩種。

按主開關(guān)的安裝方式劃分有移開式（中置式、手車式）和固定式兩種。

按開關(guān)柜隔室結(jié)構(gòu)劃分可分為鎧裝型、間隔型和箱型。

67中置式10kV開關(guān)柜68中置式10kV開關(guān)柜斷路器室69中置式10kV開關(guān)柜檢修小車70箱型固定式10kV開關(guān)柜7135kV開關(guān)柜72

1.10并聯(lián)電容器組

用來(lái)改善電力系統(tǒng)的功率因數(shù)、改善電壓質(zhì)量、降低線路損耗、提高系統(tǒng)的有功輸出。 1.10.1并聯(lián)電容器組的分類

按電壓等級(jí)分有10kV并聯(lián)電容器組和35kV并聯(lián)電容器組兩種。

目前，變電站的并聯(lián)電容器組大多采用框架組合式電容器組。

7310kV框架組合式并聯(lián)電容器組7435kV框架組合式并聯(lián)電容器組75

1.11并聯(lián)電抗器

并聯(lián)電抗器與電力系統(tǒng)并聯(lián)，用以抵消系統(tǒng)線路的電容電流，穩(wěn)定系統(tǒng)電壓。

目前，變電站中500kV并聯(lián)電抗器常采用單相油浸式電抗器，35kV常采用干式空心并聯(lián)電抗器。

76500kV油浸式并聯(lián)電抗器7735kV干式空心并聯(lián)電抗器78

1.12站用變壓器 1.12.1站用變壓器的分類

按電壓等級(jí)分有10kV站用變壓器和35kV站用變壓器兩種。

按站用變壓器的絕緣劃分有油浸式和干式兩種。

7935kV油浸式站用變壓器8010kV干式站用變壓器8110kV干式站用變壓器82

1.13氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備（GIS）

GIS是一種采用SF6氣體作為滅弧和絕緣介質(zhì)，將斷路器、電流和電壓互感器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、電流電壓互感器、母線等電氣設(shè)備組合在一起,封閉在金屬外殼內(nèi),充以氣體絕緣，構(gòu)成的電器。

近幾年GIS設(shè)備在一些占地有限制的變電站工程中得到廣泛應(yīng)用，如：科園變、青秀變、蝶山變和振林變等。

GIS可布置在戶內(nèi)及戶外，后者僅設(shè)備外殼涂裝不同外，其余與戶內(nèi)GIS相同。 83220kV戶內(nèi)GIS84

1.14500kVHGIS

HGIS是一種介于常規(guī)敞開瓷柱式電氣設(shè)備（AIS）和氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備（GIS）之間的新型電氣設(shè)備。它將斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、電流電壓互感器等電氣設(shè)備組合在一起,封閉在金屬外殼內(nèi),充以氣體絕緣，構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的單相組合電器,它不帶母線,利用出線套管通過軟導(dǎo)線與敞開式空氣絕緣母線相連接。50