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500kV变电站主要设备介绍

第一部分 设备的公用参数
一、设备环境条件
根据设备使用当地的具体环境确定，具体是：
1、户外设备环境条件主要分为：海拔高度、环境温度、相对湿度、污秽等级、地震烈度、覆冰厚度。
2、户内设备环境条件主要是环境温度和相对湿度。
二、设备的额定电压
1、我国的电压等级
电压等级分别用“系统标称电压”表示，分别为：1000kV、750kV、500kV、330kV（西北）、220kV、145kV（东北）、110kV、60kV、35kV、10kV、6kV（电厂）、0.4kV
2、设备的额定电压
“设备的额定电压”分别用上述系统的“最高运行电压”表示，分别为：1100kV、800kV、550kV、363kV（西北）、252kV、167kV（东北）、126kV、69kV、40.5kV、11.5kV、6.9kV（电厂）、0.46kV
三、绝缘水平
绝缘水平是指：设备带电部分与不带电部分之间的绝缘能力，主要分为：雷电冲击、操作冲击和工频耐压三种绝缘水平，主要根据相应的国家和行业的标准以及安装地点的使用要求选择。
四、设备的试验要求
各种设备都应该按照国家和行业的标准，通过相关的试验。设备试验主要分为以下几种：型式试验、出厂试验、安装现场的交接试验等。
五、额定频率：50HZ

第二部分 500kV变电站主要一次设备
500kV变电站一般分为三个电压等级，即：500kV、220kV和35kV，下面分别介绍各级电压的一次设备。
一、500kV主变压器
变压器的作用是“改变电压，将各级电压连接起来”。500kV主变压器的主要型式和参数介绍如下：
1、额定容量：750MVA、1000MVA等等
2、绕组容量比：100/100/50等等
3、电压变比500/220/35kV等等
4、短路阻抗
5、空载损耗和负载损耗
6、单相变压器（A、B、C三相共三台），或三相共体变压器（A、B、C三相一台）。多数变电站为三台分相的单相变压器，少量运输条件优越的变电站采用三相共体变压器。
7、调压方式：无载调压（无励磁调压），或有载调压（带励磁调压）；
8、冷却方式：强迫油循环风冷、空气自然冷却，或水循环冷却。
二、500kV高压并联电抗器
高压并联电抗器的作用：“一是限制系统的过电压；二是实现系统的无功补偿”。500kV高压并联电抗器的型式和主要参数介绍如下：
1、额定容量：90Mvar--180Mvar；
2、额定电压：525kV--550kV
3、冷却方式
4、一般500kV高压并联电抗器是三个单相构成，即：三台构成一组。
三、500kV断路器
断路器的作用是：“既可以分合正常工作电流，也可以切断较大的事故短路电流”。500kV断路器的型式和主要参数介绍如下：
1、额定电流（有效值）：3150A、4000A等等
2、额定短路开断电流（有效值）：50kA、63 kA等等
3、额定短时耐受电流（冲击峰值）：125 kA、160 kA等等
4、组合型式：主要分为以下三种：
柱式断路器、罐式断路器、HGIS开关设备、GIS开关设备（后面具体介绍）
四、500kV隔离开关
隔离开关的作用是：“只能不带电流分合，检修时起到隔离作用”。500kV隔离开关的型式和主要参数介绍如下：
1、额定电流（有效值）：2500A、3150A、4000A等等
2、额定短时耐受电流（冲击峰值）：125 kA、160 kA等等
4、型式分类方式很多，主要分为以下几种：
（1）按照分合方式可以分为：垂直分合、水平分合。
（2）按照携带接地开关的方式可以分为：双接地、单接地、不带接地。
（3）两组隔离开关组合成一组时，称为“组合式隔离开关”。
（4）只用于接地的独立“接地隔离开关”是隔离开关的一种。
五、500kV电流互感器
也称为：CT或TA，作用是“通过变流取得较小二次电流，用于二次系统采样”。型式和主要参数介绍如下：
1、额定电流比：1250—2500/1/1/1/1/1/1 A 等等
2、主要型式有：SF6气体电流互感器 和 油浸式电流互感器
3、额定短时耐受电流（冲击峰值）：125 kA、160 kA等等
六、500kV电压互感器
也称为：CVT或TV，作用是“通过变压取得较小二次电压，用于二次系统采样”。型式和主要参数介绍：
1、额定电压比
2、500kV的主要型式是：电容式电压互感器，即：CVT
七、500kV避雷器
目前采用比较多的是“金属氧化物避雷器”，或称为“氧化锌避雷器”，作用是“在系统出现过电压时，起到限制过电压的作用，达到保护其它设备的目的”。主要参数介绍如下：
1、额定电压：444kV和420kV两种。注意：避雷器比较特殊，它的额定电压与上面提及的设备额定电压含义不同。避雷器额定电压是指“非正常情况下短时的过电压能力”，而通常的设备额定电压是指“正常运行的设备最高电压”。
2、雷电冲击残压
3、操作冲击残压
八、500kV的SF6组合电器
1、柱式断路器
是独立的断路器，只具有断路器的功能。
2、罐式断路器
是断路器和电流互感器的组合。
3、HGIS开关设备
是断路器、电流互感器、隔离开关的组合，必要时也可以组合电压互感器和避雷器。只是不同回路的连接仍然采用架空母线连接。
4、GIS开关设备
是断路器、电流互感器、隔离开关的组合，必要时也可以组合电压互感器和避雷器。不同回路的连接采用SF6母线管道连接。
5、柱式断路器、罐式断路器、HGIS开关设备、GIS开关设备，按照这个顺序比较，占地越来越小，可靠性越来越高，但造价也越来越高。
九、220kV主要一次设备
220kV的主要一次设备类型与500kV基本相同，区别只有以下两方面：
1、我国的220kV电压等级一般没有并联电抗器。
2、变压器、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器等设备，220kV与500kV相比，数值上有所不同。
十、35kV主要一次设备
35kV主要一次设备也包括：断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器等，另外还有：并联电抗器（通常为无油的“干式”）、并联电容器设备。
这些设备型式和参数基本没有特殊要求，只是35kV分合无功的断路器，额定电流和断路开断电流较大，还需要通过分合无功补偿的试验，制造和试验难度较大，在国内选型范围有所局限。

第二部分 500kV变电站主要二次设备
变电站二次设备一般为户内设备，主要包括：监控系统、继电保护、电能量计费系统、站内通信系统、站内电源系统、消防监控系统、站内视频系统等。下面分别介绍：
一、变电站监控系统
监控系统的作用主要是“变电站运行情况的监视和控制”。可以监视站内的电流、电压、功率、开关设备的分合位置，也可以在主控室控制操作所有的开关设备。
监控系统的主要构成如下：
1、测控单元
也称为“I/O单元”，或称为“A/D转换单元”。作用是将“从电流互感器和电压互感器取得的模拟量”，转换成“数字量”，送入监控系统的计算机网络。测控单元的物理形态一般是由几面柜子组成，标准柜体：高2200宽800厚600毫米。
2、后台监控单元
后台监控单元一般安装在主控室，通过计算机实现监控功能，其物理形态一般是几面标准柜子，若干台计算机的主机和显示器。后台主要功能分单元包括：操作工作站、继电保护工作站、五防工作站、远动工作站等。
3、测控单元和后台监控单元一般由“高速计算机网络（以太网）”连接，物理形态由光缆和智能接点组成。
二、继电保护
继电保护的作用是：“当一次系统发生故障时，快速动作于断路器，将故障点从运行系统快速切除”。继电保护装置主要有以下几种类型：
1、按照保护对象分类可以分成：线路保护、变压器保护、并联电抗器保护、母线保护、断路器保护、电容器保护、站用电保护等等。
2、故障录波器、保护及故障录波管理子站、保护试验电源等。
3、各种继电保护的物理形态是标准柜子。
三、电能量计费系统
主要作用是：实现不同投资方的电网之间的“电量计费”。主要构成包括：
1、高精度电能表，也称为：“关口表”。
2、电能量采集器，用于从关口表收集电量数据上传到主控室和站外远方的调度部门和计费的有关单位。
四、站内通信系统
主要作用是“实现站内各位置之间和站内与站外有关单位的电话通讯”。主要由调度交换机和电话机组成。
注意：站内通信设备应该区别于系统通信设备。
五、站内电源系统
主要作用是：“向站内各种设施提供电源”。站内电源系统种类很多，主要分为以下几种：
1、站用交流电源
为站内提供380/220V交流电源。主要由站用变压器和380/220V配电屏组成。
2、站用直流电源
为站内必要的设施提供更可靠的220V或110V直流电源。主要由直流屏和电力蓄电池组成。
3、通信专用直流电源
为站内通信设备提供更可靠的48V专用直流电源。主要由直流屏、高频开关电源和通信蓄电池组成。
4、UPS不间断电源
由于监控、保护、计量、通信等均为计算机设备，为此需要增加计算机系统专用的UPS不间断交流电源。
六、消防监控系统
是一套专门用于消防的监视控制系统，消防对象主要是电气设备和站内建筑物的防火。该系统需要得到公安消防部门的认可和验收。
七、站内视频系统
也称为：“站内工业电视”，主要用于“站内运行监视和治安保卫监视”。在站内场地和围墙安装摄像头，在主控室可以随时监视。

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