电气工程学

变电站使用的电气设备

任何变电站中使用的电气设备取决于以下因素:

  • 电力变电站的类型-无论是发电站、变电站、开关变电站等。
  • 变电站的设计,
  • 服务要求
  • 所需保护程度

然而,一般来说,任何一个典型的变电站都有以下主要设备

  • 发电机(发电机只在发电的地方出现,即只在发电站出现)
  • 光电隔离器或(隔离开关)
  • 汇流排
  • 断路器
  • 电力变压器
  • 仪表变压器(电流和潜在的变压器)
  • 绝缘子
  • 反应堆
  • 避雷器避雷器
  • 计量和指示仪器(如电压表、电流表等)
  • 各种各样的设备(如保险丝,辅助用品等)

根据单线图,一个典型的变电站布局如下图所示:

发电机

发电机是最重要的设备之一。它通过把原动机的机械能转换成电的形式来发电。它的工作原理是电磁感应。

发电机由基本上两个称为定子和转子的重要部件组成。定子是固定部分,而转子是旋转部件。定子由定子芯组成,在其上缠绕3-pH电绕组。转子通过主要动器通过轴旋转(例如:汽轮机)。该旋转转子携带现场绕组或磁铁,其产生旋转磁通量。这种旋转磁通量与定子绕组相似,并在定子绕组中引起EMF。因此,生成电力,然后在需要的任何地方传输。

隔离器或隔离开关:

在变电站中,通常需要断开系统的一部分以进行一般的维护和维修。这是由一个隔离开关或隔离器来完成的。隔离器本质上是一个刀形开关,设计用来在空载下打开电路。换句话说,隔离开关只有在它们所连接的线路不携带电流时才会起作用。它们还有助于负载的重新分配。

汇流排

它们就像电气接点,从输入的传输线收集电,然后再分配到输出的传输线。变电站的所有重要设备都连接到母线上,因此母线保护是最重要的。如果在母线上发生任何故障,那么变电站中与它相连的所有其他设备都可能受到影响,因此它们必须尽快被触发。

一个变电所可以有一个以上的母线。有几种母线布置可用于一个变电站。具体布置的选择取决于各种因素,如系统电压、变电站位置、可靠性、成本等。

断路器

断路器是一种保护装置,用于在故障状态下断开电路。它基本上是一种自动开关,当继电器检测到故障状态时,它使断路器动作,断路器必须在最短的时间内断路,以便迅速消除故障源。一旦故障恢复,断路器可以再次手动或远程使电路。

断路器也用于在正常情况下打开电路。然而,隔离器不能用于在正常情况下打开电路。这是因为它没有规定熄灭在打开操作期间产生的电弧。因此,使用断路器是必不可少的。最重的占空比断路器必须中断超过100 ka的短路电流

电力变压器

在输配电过程中,需要提高或降低电压,以保证输配电的正常进行,同时保证电力损耗最小。这项工作是在电力变压器的帮助下完成的。电力变压器在变电站中用来升压或降压。

升压变压器使电压升高。它有时也被称为输电变压器。它是用来提高发电电压到一个高值(如132千伏或220千伏或更高)传输电力。

降压变压器降压或降低电压。它有时也称为配电变压器。它用于将电压从132千伏或220千伏降至11千伏、22千伏或33千伏。除电站外,后续各变电站均采用降压变压器逐步降低供电电压,最终以使用电压交付。

仪表变压器

子站中的线在高电压下运行,并携带数千个安培的电流。测量仪器和保护装置设计用于低电压(通常为110 V)和电流(约5A)。因此,如果直接安装在电源线上,它们就不会令人满意地工作。通过在电源线上安装仪器变压器来克服这种困难。这些仪器变压器的功能是将电源线中的电压或电流传输到方便的值,这些值对于测量仪器和继电器的操作而方便。有两种类型的仪表变压器viz。

  • 电流互感器(比较温度)
  • 变压器(p)

(一)电流互感器(C.T.)

基本上是一个升压变压器的电流互感器,其缩小到已知比率的电流。该变压器的主要主机包括一个或多个厚线与线串联连接。次级由大量的细电线组成,并为测量仪器提供电流,并继承电流,电流是线路中电流的恒定分数。假设在100/5a的电流互感器连接到测量电流。如果线路中的电流为100a,则次级中的电流为5a。

(2)电压互感器。

它本质上是一个降压变压器,降压到一个已知的比率。这种变压器的一次变压器由跨越线路的大量细线匝组成。二次绕组由几个匝组成,它为测量仪器和继电器提供电压,这个电压是线路电压的已知分数。假设一个额定电压为66kV/110V的电压互感器连接到电源线上。如果线路电压是66kV,那么通过二次的电压将是110伏。

绝缘子

塔楼支撑架空传输线和母线。由于塔架处于地电位。衬里必须与塔架结构绝缘。架空线绝缘体用于将线导体彼此电和支撑结构电隔离。用于制造绝缘体的最常用材料是玻璃和瓷器。有几种类型的绝缘体(例如引脚类型,悬架类型,应变类型,后绝缘体等),它们在子站中的使用将取决于服务要求

反应堆

在大容量装置中,短路电流可以达到如此高的值,除非使用某种方法来限制它们,否则安装的电气设备很难承受如此高的电流水平。为此目的,在给定装置的每一阶段引入称为电抗器的辅助感应装置。

反应器也用于功率因数校正。如果传输线具有低功率因数的负载,则反应器将在接收端连接以校正功率因数。

避雷器

闪电避雷器是另一个在变电站​​中安装的重要保护装置以及架空传输线。顾名思义,它可以保护电网免受闪电的破坏性影响。

闪电避雷器有两个端子高压端子和一个接地端子。高压端子通常连接到开销线或待保护的设备。接地端子通过低电阻的路径连接。在高压和接地端子之间存在空气或高电阻材料。该材料可防止正常电力被重定向到地面。然而,当雷击时它具有非常高的电流,只有这种高电流可以通过高电阻的区域,从而将撞击转移起来。

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