變電設(shè)備簡介

變電設(shè)備是現(xiàn)代電力系統(tǒng)中不可或缺的核心部分，主要負責(zé)電能的變換、匯集、分配和控制等重要工作。它們安裝在各級變電站（所）內(nèi)，構(gòu)成了電力從發(fā)電廠高效、安全、可靠地輸送到千家萬戶和各類工業(yè)用戶的“中轉(zhuǎn)站”和“調(diào)控樞紐”。

 

變電設(shè)備的主要目標是：

 

1.電壓變換：根據(jù)輸送距離和用電需求，升高或降低電壓等級。

升壓：在發(fā)電廠或樞紐變電站，將發(fā)電機發(fā)出的較低電壓升高到超高壓（UHV）、特高壓（EHV）或高壓（HV），以減小遠距離輸電的損耗。

降壓：在負荷中心或用戶附近，將高壓降低到中壓（MV）或低壓（LV），供用戶安全使用。

2.電能匯集與分配：將多條輸電線路或電源輸入的電能匯集起來，再根據(jù)需要通過多條配電線路分配給不同的用戶區(qū)域。

3.電力系統(tǒng)的控制與保護。

控制：投切線路、調(diào)整電壓、控制無功功率流向，維持系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

保護措施：當系統(tǒng)出現(xiàn)短路、過載或接地等故障時，應(yīng)迅速且準確地切斷故障區(qū)域，以保障設(shè)備安全，隔離故障，確保非故障區(qū)域能夠正常供電。

4.電能質(zhì)量改善：通過無功補償設(shè)備等，改善電壓波形、穩(wěn)定電壓水平，提高供電質(zhì)量。

5.測量與監(jiān)控：實時監(jiān)測系統(tǒng)運行參數(shù)（電壓、電流、功率、頻率等），為運行調(diào)度、故障分析和計費提供依據(jù)。

 

主要變電設(shè)備類別及功能

1.變壓器：

核心功能：通過電磁感應(yīng)原理，實現(xiàn)交流電壓的升高或降低。這是變電站中進行電壓轉(zhuǎn)換的主要設(shè)備。

類型：主變壓器（降壓變壓器）、聯(lián)絡(luò)變壓器（連接不同電壓等級網(wǎng)絡(luò)）、站用變壓器（為站內(nèi)設(shè)備提供低壓電源）等。

關(guān)鍵參數(shù)：額定電壓、額定容量、連接組別、短路阻抗、冷卻方式（油浸、干式）等。

 

2.開關(guān)設(shè)備：

功能：用于在正?；蚬收蠣顟B(tài)下接通、斷開及切換電路，以實現(xiàn)運行方式的切換、設(shè)備檢修的隔離以及故障的排除。

主要類型：

斷路器：具有強大的滅弧能力，不僅能開合正常負載電流，更重要的是能可靠地開斷短路故障電流。這是系統(tǒng)保護的重要執(zhí)行組件。常見類型有：SF6斷路器、真空斷路器、少油斷路器等。

隔離開關(guān)：主要用于在設(shè)備檢修時創(chuàng)建一個明顯可見的斷電點，以確保檢修過程的安全性。不能用于切斷負載電流或短路電流！通常在斷路器斷開后再進行操作。

負荷開關(guān)：能夠連接和斷開正常的負荷電流，通常具備一定的關(guān)合短路電流能力，但無法切斷短路電流。常與熔斷器配合使用于中壓配電系統(tǒng)。

接地開關(guān)：用于將設(shè)備或線路可靠接地，以確保檢修人員的安全。

 

3.補償設(shè)備：

功能：調(diào)節(jié)系統(tǒng)無功功率，維持電壓穩(wěn)定，降低線路損耗，提高系統(tǒng)功率因數(shù)。

主要類型：

并聯(lián)電容器組：發(fā)出無功功率，補償感性無功，提高電壓。

并聯(lián)電抗器：吸收無功功率，補償容性無功，降低過高的電壓（尤其在長線路輕載時）。

靜止無功補償裝置由晶閘管控制的電抗器（TCR）和固定電容器（FC）或晶閘管切換的電容器（TSC）組成，能夠快速、平穩(wěn)地調(diào)節(jié)無功功率輸出，以提供動態(tài)電壓支持。

靜止同步補償器：基于電壓源型變流器（VSC）技術(shù)，功能更強，響應(yīng)更快，能提供動態(tài)無功和有功支持。

 

4.保護與監(jiān)控設(shè)備：

繼電保護裝置：變電站的“安全守護者”。實時監(jiān)測電氣量（電流、電壓、頻率、功率方向等），當檢測到故障或異常時，迅速發(fā)出跳閘指令，驅(qū)動斷路器斷開故障部分。類型繁多，如距離保護、差動保護、過電流保護、零序保護等。

測控裝置：采集并處理開關(guān)位置、電壓、電流、功率、功率因數(shù)等實時數(shù)據(jù)，上傳至監(jiān)控系統(tǒng)，并可接收遙控命令執(zhí)行開關(guān)操作。

監(jiān)控系統(tǒng)：基于計算機技術(shù)（SCADA系統(tǒng)），實現(xiàn)對全站設(shè)備的實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、事件記錄、報警管理、遠程操作、防誤閉鎖等功能，是變電站運行管理的“神經(jīng)中樞”。

 

5.其他輔助設(shè)備：

互感器：

電流互感器：將大電流按比例轉(zhuǎn)換為便于測量和保護使用的小電流（通常5A或1A），同時隔離高壓回路。

電壓互感器是一種將高電壓按比例轉(zhuǎn)換為標準低電壓（通常為100V或100/√3 V）的設(shè)備，主要用于測量、保護和儀表應(yīng)用，同時能夠提供高壓與低壓之間的隔離。

避雷器/浪涌保護器：限制雷電過電壓和操作過電壓，保護設(shè)備絕緣免受損害。

電力電纜/母線：用于站內(nèi)設(shè)備間的電氣連接和電能傳輸。

絕緣子/套管：用于支撐和固定帶電導(dǎo)體，確保導(dǎo)體與地面（或其他結(jié)構(gòu)）之間具有足夠的電氣絕緣強度。

站用電源系統(tǒng)：為站內(nèi)的保護、監(jiān)控、照明和通風(fēng)等設(shè)備提供穩(wěn)定的交流和直流電源，包括不間斷電源（UPS）和蓄電池組。

防誤閉鎖系統(tǒng)：防止運行人員誤操作帶電設(shè)備的重要安全措施。

 

總結(jié)

變電設(shè)備構(gòu)成了一個技術(shù)密集、相互協(xié)同的復(fù)雜系統(tǒng)，其設(shè)計、制造、安裝、調(diào)試和運行維護都要求極高的安全性、可靠性和技術(shù)水平。隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，變電設(shè)備正朝著智能化（狀態(tài)感知、診斷預(yù)警）、數(shù)字化（數(shù)據(jù)驅(qū)動、模型驅(qū)動）、集成化（設(shè)備緊湊、功能融合）和環(huán)保化（低碳、綠色）的方向不斷演進，以滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)對高效、靈活、可靠運行日益增長的需求。它們是確保電力供應(yīng)穩(wěn)定以及支撐經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施。

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