[科普中國]-變電所

定義

電力網(wǎng)中的線路連接點(diǎn)，用以變換電壓、交換功率和匯集、分配電能的設(shè)施。變電所中有不同電壓的配電裝置，電力變壓器，控制、保護(hù)、測量、信號和通信設(shè)施，以及二次回路電源等。有些變電所中還由于無功平衡、系統(tǒng)穩(wěn)定和限制過電壓等因素，裝設(shè)并聯(lián)電容器、并聯(lián)電抗器、靜止無功補(bǔ)償裝置、串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置、同步調(diào)相機(jī)等。

基本要求變電所基本要求主要有： ①根據(jù)電力網(wǎng)規(guī)劃明確變電所的類型和作用，以及遠(yuǎn)期和近期建設(shè)規(guī)模(包括線路回路數(shù)和變壓器容量)，使變電所的建設(shè)能起到加強(qiáng)電力網(wǎng)的作用和滿足供電的需要。②變電所的建設(shè)要求少占土地，不占或少占耕地，并盡量利用荒地。在配電裝置布置和變電所總平面布置上， 都要采取少占土地的措施。③根據(jù)變電所的類型、建設(shè)規(guī)模和在電力網(wǎng)中的作用確定電氣主接線，以提高供電可靠性，并要盡量采用簡單的電氣主接線，以降低建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用。④變電所中的設(shè)施須能滿足運(yùn)行安全和檢修方便的要求，凡容易發(fā)生誤操作的電氣設(shè)備均需裝設(shè)閉鎖裝置，以保證人員和設(shè)備的安全。

變電所的分類變電所的分類：1：按照作用分類，有：升壓變電所、降壓變電所或者樞紐變電所、終端變電所等等。2：按管理形式分類，有：有人值班的變電所、無人值班的變電所。3：按照結(jié)構(gòu)形式室內(nèi)外分，有：戶外變電所、戶內(nèi)變電所。4：按照地理?xiàng)l件分,有：地上變電所、地下變電所。 1 變電所的主要設(shè)備構(gòu)成和連接方式，按其功能和環(huán)境不同而會有所差異。

在國家標(biāo)準(zhǔn)GB50053-94《10kv及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》里面規(guī)定的術(shù)語定義，按變壓器裝設(shè)位置和環(huán)境不同，從室內(nèi)外、戶內(nèi)外來分，變電所定義為：

變電所：“10千伏及以下交流電源經(jīng)電力變壓器變壓后對用電設(shè)備供電”，符合這個(gè)的就是變電所。

露天變電所：變壓器位于露天地面之上的變電所；

半露天變電所：變壓器位于露天地面之上的變電所，但變壓器上方有頂板或挑檐；

附設(shè)變電所：變電所的一面或數(shù)面墻與建筑物的墻共用，且變壓器室的門和通風(fēng)窗向建筑物外開；

車間內(nèi)變電所：位于車間內(nèi)部的變電所，且變壓器室的門向車間內(nèi)開；

獨(dú)立變電所：為一獨(dú)立建筑物；

室內(nèi)變電所：附設(shè)變電所，獨(dú)立變電所和車間內(nèi)變電所的總稱；

貯油池：油流入后不致被外部已燃燒的物質(zhì)延燃的設(shè)施；

擋油設(shè)施：使燃燒的油不致外溢的設(shè)施。

此外，國家關(guān)于其它名詞術(shù)語定義還有：

終端變電所：單獨(dú)建造的終端變電所，是用電單位或者用戶前端的第一個(gè)變電所，變電所出來的電直接就可以供給用戶用電設(shè)備使用，而不需再次經(jīng)過變壓的。通常是指10千伏降壓至380伏的最末一級變電所。

桿上式變電所：安裝在一根或者多根電桿上的戶外變電所。

預(yù)裝式變電所（站）：預(yù)裝的并經(jīng)過型式試驗(yàn)的成套設(shè)備，通常由高壓配電裝置、變壓器、低壓配電裝置組成，并組合在一個(gè)或數(shù)個(gè)箱體內(nèi)。又簡稱為“箱式變”。

例如：在我國有些農(nóng)村地區(qū)居民用電，用兩根電線桿（或臺式）架起來的變壓器變電，這既是一個(gè)小型簡易安裝的“露天式變電所”，也是一個(gè)“桿上式變電所”，同時(shí)也是一個(gè)“終端變電所”。

主要設(shè)施變電所主要設(shè)施包括配電裝置、電力變壓器、控制設(shè)備、保護(hù)自動(dòng)裝置、通信設(shè)施與補(bǔ)償裝置等。

配電裝置交換功率和匯集、分配電能的電氣裝置的組合設(shè)施。它包括有母線、斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器、電流互感器和避雷器等。配電裝置是按照變電所電氣主接線的要求進(jìn)行布置的， 其布置方式有屋外式和屋內(nèi)式兩種，屋外式布置中又有中型、半高型和高型等不同型式。6～10 kV配電裝置通常采用屋內(nèi)式， 35 kV配電裝置可以根據(jù)具體情況采用屋內(nèi)式或屋外式，110 kV及以上配電裝置通常采用屋外式。在污穢地區(qū)或場地狹窄處， 110～220 kV配電裝置則采用屋內(nèi)式。氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(GIS)則同時(shí)具有占地少和防污穢等優(yōu)點(diǎn)， 它也有屋內(nèi)式和屋外式兩種。

電力變壓器變換電壓的設(shè)備。它連接著不同電壓的配電裝置，習(xí)慣稱為變電所的主變壓器。凡降低電壓向地區(qū)或用戶供電的變壓器稱作降壓變壓器; 凡升高電壓向電力網(wǎng)送電的變壓器稱作升壓變壓器。變電所中有兩種或三種電壓的配電裝置時(shí)， 則分別采用雙繞組或三繞組降壓變壓器。在發(fā)電廠中，發(fā)電機(jī)均連接在升壓變壓器的低壓繞組上。當(dāng)單臺發(fā)電機(jī)容量大于200 MW時(shí)，需采用雙繞組升壓變壓器;當(dāng)單臺發(fā)電機(jī)容量小于100 MW時(shí)，可以采用雙繞組變壓器或三繞組變壓器。當(dāng)不同電壓配電裝置之間需交換功率時(shí)，可以采用聯(lián)絡(luò)變壓器。聯(lián)絡(luò)變壓器一般為自耦變壓器或雙繞組變壓器， 如果需要從聯(lián)絡(luò)變壓器取得自用電電源時(shí)，則需采用三繞組變壓器，從其低壓繞組上引接自用電電源。變電所自用電源也可以直接從自耦變壓器的低壓繞組上引接。

控制、測量、信號、保護(hù)和自動(dòng)裝置它們是保證電氣設(shè)備安全運(yùn)行的監(jiān)控和保護(hù)手段。控制有一對一控制和選線控制等方式， 其電源有強(qiáng)電 (110～220V) 和弱電 (48 V及以下) 之分。保護(hù)有主設(shè)備保護(hù)和線路保護(hù)、母線保護(hù)幾類。測量有常規(guī)測量和選擇測量兩類，可顯示各種所需的電氣計(jì)量。信號有聲響信號和燈光信號兩種，也有強(qiáng)電和弱電之分。當(dāng)電氣設(shè)備出現(xiàn)不正常運(yùn)行情況時(shí)， 自動(dòng)裝置就能及時(shí)自動(dòng)完成保證安全運(yùn)行的操作， 例如備用電源自動(dòng)投入裝置和自動(dòng)重合器等。上述各種設(shè)施一般設(shè)在變電所主控制樓(室)內(nèi)。330 kV及以上的變電所一般建有主控制樓，通常為三層建筑物;220 kV及以下的變電所一般建設(shè)單層主控制室; 無人值班變電所一般只建設(shè)簡易的控制小室?？刂坪捅Ｗo(hù)設(shè)施均由變電所二次回路電源供電。二次回路電源包括有蓄電池直流電源、復(fù)式整流電源、電容儲能電源和交流二次電源幾種。220 kV及以上變電所中采用蓄電池直流電源，110 kV及以下不重要的變電所中通常采用其他種類的二次回路電源。

通信設(shè)施有微波通信、載波通信和光纖通信幾種。330 kV及以上變電所中通常設(shè)置微波通信、載波通信和光纖通信，220 kV及以下變電所中只設(shè)載波通信和光纖通信。在變電所中一般不建單獨(dú)的通信樓，通信設(shè)施放在主控制樓 (室) 的通信室內(nèi)。

補(bǔ)償裝置電力網(wǎng)內(nèi)無功功率要求就地平衡。為了平衡變電所供電范圍內(nèi)的無功功率， 在變電所內(nèi)裝設(shè)并聯(lián)電容器組或同步調(diào)相機(jī); 為了補(bǔ)償遠(yuǎn)距離輸電線路的充電功率，需要在變電所內(nèi)裝設(shè)并聯(lián)電抗器;為了增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性，提高線路輸電能力，有時(shí)還需要在變電所中裝設(shè)串聯(lián)電容器組。

變電所的維護(hù)要點(diǎn)1****、高壓絕緣套管、支柱絕緣子表面的維護(hù)

多霧、塵污及積污絕緣子上有積雪，會降低支柱絕緣子的絕緣性能，其表面會發(fā)生閃絡(luò)，嚴(yán)重者還會發(fā)生高壓電對地的短路事故，直接影響供用電。

維護(hù)高壓絕緣套管、支柱絕緣子表面的清潔，可用毛巾（絕對禁止采用棉紗紗頭）揩擦絕緣子去除塵污，之后再刷涂一層絕緣硅膠油。

2**、隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)的維護(hù)**

戶外式隔離開關(guān)經(jīng)常受到風(fēng)、霜、雨、雪、霧的影響，工作環(huán)境差。因此，對戶外式隔離開關(guān)的要求較高，一般應(yīng)具有破冰能力和較高的機(jī)械強(qiáng)度。若操作機(jī)構(gòu)不靈活，或操作者在寒冷的天氣下操作不利索，將會造成“要斷電一時(shí)斷不了”的危急局面，很可能會使事故進(jìn)一步蔓延擴(kuò)大。

操作機(jī)構(gòu)應(yīng)操作靈活，重視隔離開關(guān)日常的維護(hù)保養(yǎng)，要做到：①軸承座密封，座內(nèi)潤滑脂清潔，無雜質(zhì)侵入，保證良好的潤滑狀態(tài)；②轉(zhuǎn)軸及其手動(dòng)操作箱內(nèi)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，無障礙卡阻；③交叉連桿聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)整適當(dāng)，聯(lián)動(dòng)靈活。

3**、跌落式高壓熔斷器防止誤跌落**

冬季風(fēng)大，對于裝配不良、操作馬虎、未合緊的熔斷器，一遇大風(fēng)，稍受振動(dòng)就會造成誤跌落。因此，在裝配時(shí)應(yīng)注意適當(dāng)調(diào)整熔絲管兩端鋼套距離，使之能與固定部分的尺寸相配合；操作時(shí)應(yīng)試合數(shù)次，觀察配合情況，可用絕緣棒觸及操作環(huán)并輕微晃動(dòng)數(shù)次，檢驗(yàn)確定合緊便可。

4**、變壓器運(yùn)行中的正常油位與補(bǔ)油**

變壓器油枕上裝有油位表，用來監(jiān)視油位是否正常。油位的高低除了與變壓器運(yùn)行溫度、負(fù)荷輕重、油箱滲漏等情況有關(guān)外，還與環(huán)境的溫度有密切的關(guān)系。冬季戶外氣溫低，往往使油位低于油位表的低限刻度，油位不正常時(shí)，應(yīng)及時(shí)加油。對運(yùn)行中的變壓器補(bǔ)油，應(yīng)注意補(bǔ)油前將重瓦斯保護(hù)改接至信號裝置，防止誤跳閘；補(bǔ)油后要檢查瓦斯繼電器，及時(shí)放出氣體，24 h無問題才能將重瓦斯保護(hù)投入。禁止從變壓器下部放油閥補(bǔ)油，以防止變壓器底部污物進(jìn)入變壓器體內(nèi)。

防雷措施1）采用避雷針或避雷線對變壓器作防直擊雷保護(hù)；

2）采用閥型避雷器對變壓器作防雷電侵入波保護(hù)；

3）利用變壓器工作接地兼作避雷針和避雷器的防雷措施；

4）將配電室進(jìn)、出線處架空線絕緣子鐵腳與變電所工作接地體相連接作防雷電侵入波保護(hù)。2

發(fā)展過程與趨勢1949年前，中國只有東北地區(qū)有少數(shù)154、220 kV變電所。1949年后， 隨著電力建設(shè)的發(fā)展，各地區(qū)都相繼建設(shè)了220 kV電力系統(tǒng)，并于1972年在西北地區(qū)建成了330 kV變電所，1981年在華中地區(qū)建成了第一座500 kV變電所。國際上，美國、加拿大、蘇聯(lián)等國均已建成750(765)kV變電所，蘇聯(lián)并于1985年建成第一個(gè)1150 kV輸電工程，日本的1000 kV變電所也已于1992年建成。

隨著用電負(fù)荷的不斷增長和負(fù)荷密度的加大， 變電所的電壓等級和容量不斷提高， 不僅變壓器單臺容量增大，臺數(shù)也在增加，對供電可靠性的要求也越來越高。同時(shí)由于環(huán)境方面的要求，變電所所址選擇、線路走廊都越來越困難， 因此要求變電所既可靠又盡量少占用地。有些情況下，如大城市中心區(qū)變電所往往要考慮建于地下。為盡量滿足這些要求，發(fā)展趨勢是：首先簡化電壓層次，用高電壓深入負(fù)荷密集地區(qū)，如將220kV直接降至35 kV或以下的電壓，以減少變電所數(shù)量、建設(shè)投資和電能損耗。其次是在設(shè)備方面向高可靠性和小型化、智能化方向發(fā)展，并力求其備防潮、防火性能和適應(yīng)環(huán)境溫度變化的要求，以及盡量延長設(shè)備的檢修周期和減少檢修工作量，達(dá)到免維修的要求，如各種電壓等級的氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備的使用已日益廣泛。由于設(shè)備可靠性的提高，變電所的主接線和輔助設(shè)施也逐步趨于簡化和典型化，為變電所小型化、智能化、少占用地、甚至建設(shè)地下變電所創(chuàng)造條件，并配合系統(tǒng)中的遙控、遙測等手段，以及所內(nèi)自動(dòng)化設(shè)施如設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、事故順序記錄、故障錄波、重要參數(shù)制表打印等，使變電所實(shí)現(xiàn)無人值班。3