在电力系统中,电力以交流电的形式产生、传输和分配。电力在远离消费者负载的发电站产生。然后,产生的电力通过电网传输并分配到负载端。但同样重要的是要注意,电力是在较低电压下产生,在较高电压下传输,然后再次以较低电压分配。这种电压变化是出于许多技术和经济原因。为了在电力系统的许多位置改变此电压,使用了各种电气设备的布置,称为变电站。
一、什么是变电站:
变电站是变压器、断路器、隔离器等电气设备的系统布置,其设计和开发是为了改变电源的一些电气参数,如电流、电压、频率等。在电力系统中,变电站是最重要的部分之一。因为,变电站确保了可靠和持续的电力供应。
二、变电站的组成部分:
变电站是由各种电气无件通过系统组合的一个机构,不同的电气设备对变电站起到不同的功能。
1.电力变压器:电力变压器是一种变压器,用于改变电网中主电源的电压和电流水平。根据功能的不同,它可以是升压电源变压器或降压电源变压器。
2.断路器:断路器是一种电气开关装置,用于打开和关闭电力系统中的电源。它还用于在系统发生故障时隔离和保护电路。变电站可以有不同种类的断路器,例如空气断路断路器、空气喷射断路器、油断路器、真空断路器和SF6断路器。
变电站断路器的主要目的是切换电网中的电源。
3.电流互感器:电流互感器或CT是一种用于变电站测量和保护目的的互感器。它基本上是一种升压和电流降压变压器。
在变电站中,CT用于执行以下两项操作;
计量CT:用于测量系统或电力线中流动的电流。计量CT的输出绕组连接到电流表。
保护CT:用于在系统发生故障时启动保护继电器以操作断路器。因此,保护CT的输出绕组连接到继电器。
在这里需要注意的是,电流互感器总是与要测量电流的电源线串联。
4.电位互感器:电位互感器或PT也是一种用于测量和保护应用的互感器。电位互感器只不过是一种降压和升压互感器,它将高电源电压降低到可以提供给电压表或继电器的低值。电压互感器始终与要降低和测量电压的电源线并联。
5.避雷器:避雷器或LA是变电站中使用的一种保护装置,用于保护变压器和断路器等昂贵的设备免受高压浪涌和尖峰的影响。在电力系统中,高压浪涌可能是由于雷击、开关或任何其他异常引起的。
避雷器在要保护的设备之前连接。因此,当电压浪涌出现时,LA会将其接地并保护设备。
6.隔离器:隔离器只不过是变电站中使用的电气开关,用于在电气系统中提供额外的隔离和安全层。它也被称为隔离器。
隔离器基本上是一种零功率设备,这意味着它只能在空载条件下运行。因此,在运行隔离器之前,变电站运营商必须切换电网中的电源。
需要注意的是,隔离器对系统没有任何保护,它只是提供开关功能。
7.总线:在变电站中,母线是连接所有以相同电压运行的电力线的主导体。它是一种公共电导体,直接连接到在同一电压水平下运行的多条线路。
母线可以是铜或铝导体条,通常具有矩形横截面并在恒定电压下工作。
母线用于连接变电站中的输入和输出电力线。因此,母线排充当源和变电站之间以及变电站和负载之间的纽带。
8.绝缘子:绝缘体在变电站中用于将带电部件与人体可触摸部件电气分离。在变电站中,绝缘子有以下两个用途:
为导体和母线提供机械支撑。
防止电流泄漏,并将电流限制在导体上。
绝缘体通常由瓷器制成。然而,许多其他材料,如聚合物、玻璃等,也可用于制造绝缘体。
在典型的变电站中,使用不同类型的绝缘子,例如支柱绝缘子、针式绝缘子、盘式绝缘子、悬挂式绝缘子等。这些绝缘子根据服务要求使用,就像使用支柱绝缘子安装母线一样。
9.计量和指示仪器:这些是变电站中用于监控系统电气参数(如电压、电流、功率、功率因数等)的仪器。这些仪器包括电压表、电流表、瓦特表、电能表、功率因数表等。
10.其他设备:除了上述主要设备外,变电站还可以拥有其他几种设备,例如,
熔断器
接地系统
运营商当前设备
捕浪器
变电站辅助电源
电容器组
反应器等
三、变电站的分类:
根据分类,变电站可以分为不同的类型。变电站的一些主要分类如下-
1.根据服务要求设置变电站类型:
发电变电站;
变电站;
开关变电站;
功率因数校正变电站;
变频变电站;
转换变电站。
2.基于建设的变电站类型:
室内变电站;
室外变电站;
地下变电站;
杆式变电站。
四、不同类型变电站的特点:
1.发电变电站:位于发电站中用于开关和升压应用的变电站称为发电变电站。这些变电站以较低电压从发电机接收电力,并以较高电压将其发送到输电线路。发电变电站的主要部件包括升压变压器、断路器、CT、PT、隔离器、电容器组和许多其他辅助设备。
2.变电站:为改变电源电压水平而设计的变电站称为变电站。在这些变电站中,升压或降压变压器是主要部件。因此,变电站接收某个电压的电力,并以不同的电压将其向前发送。我们在周围看到的大多数变电站都是变电站。
3.开关变电站:开关变电站也称为开关站。这些变电站不改变电压水平,只执行电源的开关操作。因此,在开关式变电站中,输入和输出电源的电压电平是相同的。
4.功率因数校正变电站:为提高供电功率因数而设计的变电站称为功率因数校正变电站。这些变电站通常安装在输电线路的接收端。在这些变电站中,电容器组或同步电容器是主要的功能部件。
5.变频变电站:旨在改变供电频率的变电站称为变频变电站。变频变电站的主要部件是变频器,可以是电子或机电设备。这些变电站通常用于连接两个在不同频率水平下运行的电网。
6.转换变电站:旨在将交流电源转换为直流电源(反之亦然)的变电站称为转换变电站。转换变电站的主要部件是整流器(将交流电转换为直流电)和逆变器(将直流电转换为交流电)。这些变电站通常位于HVDC电力线的发送端和接收端。
7.室内变电站:完全设置在建筑物内的变电站称为室内变电站。由于一些技术和经济原因,室内变电站的设计电压高达11kV。但是,如果变电站现场的空气不纯净或受到污染,则可以为高达66kV的电压建造这些变电站。
8.室外变电站:当变电站的设备(如变压器、断路器、隔离器等)安装在露天/室外环境中,而不是安装在建筑物内时,称为室外变电站。这些变电站可以针对任何电压等级进行安装。由于这些变电站不需要太多的土建工作,因此安装起来更经济。
9.地下变电站:地下变电站是一种所有功能都建在地下的变电站。这种类型的变电站通常建在人口稠密的地区,没有空间进行设备安装和建筑施工,而且土地成本非常高。地下变电站的尺寸通常保持尽可能小,使用的变压器是风冷式的,而不是油冷式的。
10.杆式变电站:杆式变电站通常用于配电目的。这些变电站有一个H极,上面安装了所有必要的设备,例如变压器、保险丝和断路器。这些变电站通常用于高达33kV的电压。杆式变电站最显着的优势是它们是最便宜的变电站类型。
结论:
在本文中,我们解释了变电站的基础知识、变电站使用的主要设备以及不同类型的变电站。变电站是变压器、断路器、隔离器、导体等电气设备的系统布置,可用于电压转换或电力切换。变电站是电力系统的关键部件之一,因为它提供了一种控制电力的有效方式。
与变电站相关的常见问题解答
1.为什么叫变电站?
它被称为变电站,因为它没有自己的电源,例如交流发电机。相反,它从发电站接收电力,因此它被认为是发电站的子部分,称为变电站。
2.变压器和变电站有什么区别?
变压器是变电站中用于电压转换的电气元件,而变电站是各种电气元件的布置,用于电力的切换和转换。
3.变电站的三个主要部分是什么?
典型的变电站有以下三个主要部分:
变压器;
断路器;
隔振器。
4.什么是11kV变电站?
11kV变电站是一种以某种电压水平接收电力并以11kV进一步输送电力的变电站。
5.变电站的4项功能是什么?
将电源电压从一个级别更改为另一个级别。切换电源线中的电源、测量系统中的电流、电压、功率、能量、功率因数等电气参数、提高系统的功率因数。