風(fēng)電場(chǎng)一次變壓器

1、風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 捷地減河風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備捷地減河風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備1 變壓器變壓器 1.1 變壓器工作原理變壓器工作原理 1.1.1 變壓器的電壓變換變壓器的電壓變換 變壓器的基本原理變壓器的基本原理是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)一個(gè)電壓等級(jí)的交是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)一個(gè)電壓等級(jí)的交流電能到另一電壓等級(jí)交流電能的變換流電能到另一電壓等級(jí)交流電能的變換 變壓器的核心部件是變壓器的核心部件是鐵心和繞組鐵心和繞組，鐵心用于提供磁路，纏繞于，鐵心用于提供磁路，纏繞于鐵心上的繞組構(gòu)成電路鐵心上的繞組構(gòu)成電路 與電源相連的一側(cè)為與電

2、源相連的一側(cè)為一次繞組一次繞組，與負(fù)荷相連的一側(cè)為，與負(fù)荷相連的一側(cè)為二次繞組二次繞組風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 1.1.2 變壓器的電壓變換變壓器的電壓變換 一次繞組和二次繞組一般一次繞組和二次繞組一般沒有電氣上的連接沒有電氣上的連接，而是，而是通過(guò)鐵心通過(guò)鐵心中的磁場(chǎng)建立聯(lián)系中的磁場(chǎng)建立聯(lián)系。 對(duì)于理想變壓器，感應(yīng)電對(duì)于理想變壓器，感應(yīng)電 壓、電流和繞組匝數(shù)之間壓、電流和繞組匝數(shù)之間 有如下關(guān)系：有如下關(guān)系：1122ENEN1122I NI N每臺(tái)變壓器可以長(zhǎng)期流過(guò)的最大功率，規(guī)定為它自身的每臺(tái)變壓器可以長(zhǎng)期流過(guò)的最大功率，規(guī)定為它自身的額定容量額定

3、容量，以，以kVA來(lái)標(biāo)定。來(lái)標(biāo)定。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 1.2 變壓器的結(jié)構(gòu)變壓器的結(jié)構(gòu) 大多數(shù)電力變壓器均為大多數(shù)電力變壓器均為油浸式變壓器油浸式變壓器，即以油作為絕緣和冷，即以油作為絕緣和冷卻介質(zhì)，所用的油一般為卻介質(zhì)，所用的油一般為礦物油礦物油。 圖3-7 變壓器工作原理示意圖1234567891011121314151、鐵芯2、繞組3、調(diào)壓分接頭4、調(diào)壓機(jī)構(gòu)箱5、高壓側(cè)套管6、低壓側(cè)套管7、高壓側(cè)中性點(diǎn)8、壓力釋放閥門9、瓦斯繼電器10、11、吸濕器12、主變端子箱13、散熱風(fēng)扇14、油箱15、儲(chǔ)油柜油浸式變壓器由油浸式變壓器由其核心部件（

4、即其核心部件（即實(shí)現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)換的鐵心和繞組鐵心和繞組）、）、用于調(diào)整電壓變用于調(diào)整電壓變比的比的分接頭分接頭和分和分接開關(guān)以及接開關(guān)以及油箱油箱和輔助設(shè)備和輔助設(shè)備構(gòu)成。構(gòu)成。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 1.2.1 鐵心鐵心 變壓器鐵心的作用變壓器鐵心的作用是為經(jīng)過(guò)一次繞組和二次繞組的磁通提供是為經(jīng)過(guò)一次繞組和二次繞組的磁通提供低磁阻的磁路低磁阻的磁路 當(dāng)磁通的大小和方向發(fā)生變化時(shí)，鐵心材料的分子重新排布當(dāng)磁通的大小和方向發(fā)生變化時(shí)，鐵心材料的分子重新排布需要消耗一定的能量，這部分損耗與鐵心的磁滯現(xiàn)象有關(guān)，需要消耗一定的能量，這部分損耗與鐵心

5、的磁滯現(xiàn)象有關(guān)，稱為稱為磁滯損耗磁滯損耗 磁通變化時(shí)，鐵心自身也像繞組一樣，會(huì)感應(yīng)出一定的電壓磁通變化時(shí)，鐵心自身也像繞組一樣，會(huì)感應(yīng)出一定的電壓和電流，由于這種電流只在鐵心的各個(gè)小局部循環(huán)，因此被和電流，由于這種電流只在鐵心的各個(gè)小局部循環(huán)，因此被稱為稱為渦流渦流。渦流會(huì)在鐵心材料（具有電阻）上形成有功損耗，。渦流會(huì)在鐵心材料（具有電阻）上形成有功損耗，稱為稱為渦流損耗渦流損耗 鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗統(tǒng)稱為鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗統(tǒng)稱為鐵心損耗鐵心損耗，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱鐵損鐵損風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 1.2.2 鐵心鐵心 為了降低損耗和噪聲，目前為

6、了降低損耗和噪聲，目前常用的鐵心材料常用的鐵心材料為晶粒取向電工為晶粒取向電工鋼片、高導(dǎo)磁電工鋼片、磁疇細(xì)化的電工鋼片、非晶合金、鋼片、高導(dǎo)磁電工鋼片、磁疇細(xì)化的電工鋼片、非晶合金、微晶鋼片等高導(dǎo)磁低損耗材料。微晶鋼片等高導(dǎo)磁低損耗材料。 為了為了防止鐵心內(nèi)的渦流循環(huán)防止鐵心內(nèi)的渦流循環(huán)，鐵心疊片上一般帶有高質(zhì)量的，鐵心疊片上一般帶有高質(zhì)量的絕緣涂層絕緣涂層，也可采用附加絕緣層。，也可采用附加絕緣層。 為了充分利用圓形繞組的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)，常將為了充分利用圓形繞組的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)，常將電工鋼帶疊積電工鋼帶疊積成盡可能接近圓形截面的鐵心柱成盡可能接近圓形截面的鐵心柱電工鋼片堆電工鋼片堆疊為鐵心柱疊為

7、鐵心柱的實(shí)物圖的實(shí)物圖風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 1.2.3繞組繞組 變壓器繞組絕大多數(shù)用變壓器繞組絕大多數(shù)用銅銅制成，也有部分采用制成，也有部分采用鋁鋁作為導(dǎo)體材料。作為導(dǎo)體材料。 對(duì)于所有對(duì)于所有容量大于幾千伏安容量大于幾千伏安的變壓器，其繞組導(dǎo)線截面都為的變壓器，其繞組導(dǎo)線截面都為矩矩形形。 在繞組每匝導(dǎo)線內(nèi)部的在繞組每匝導(dǎo)線內(nèi)部的單股導(dǎo)線之間必須相互絕緣單股導(dǎo)線之間必須相互絕緣，每匝導(dǎo)線，每匝導(dǎo)線也要也要與鄰近的線匝絕緣與鄰近的線匝絕緣。這種絕緣就是在導(dǎo)線上沿螺旋方向連。這種絕緣就是在導(dǎo)線上沿螺旋方向連續(xù)包扎的絕緣紙帶，并且至少要包兩層絕緣紙，以

8、便外面一層續(xù)包扎的絕緣紙帶，并且至少要包兩層絕緣紙，以便外面一層絕緣紙能夠覆蓋里面一層絕緣紙的接縫間隙。絕緣紙能夠覆蓋里面一層絕緣紙的接縫間隙。其扁平截面的銅導(dǎo)體按照多股方其扁平截面的銅導(dǎo)體按照多股方式組成了單相繞組，銅導(dǎo)體被紙式組成了單相繞組，銅導(dǎo)體被紙絕緣材料螺旋狀纏繞，以保證繞絕緣材料螺旋狀纏繞，以保證繞組間絕緣。組間絕緣。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 1.2.3 繞組繞組 常用的三相心式鐵心的變壓器，其常用的三相心式鐵心的變壓器，其高低壓繞組同心纏繞于鐵高低壓繞組同心纏繞于鐵心柱上心柱上高壓繞組低壓繞組鐵心考慮到和鐵心的絕考慮到和鐵心的絕緣，以及分

9、接繞組一緣，以及分接繞組一般都接于高般都接于高壓壓繞組，繞組，一般將低壓繞組靠近一般將低壓繞組靠近鐵心布置鐵心布置風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 1.2.3 繞組繞組 低壓繞組低壓繞組通常都繞制通常都繞制在由絕緣材料（合成在由絕緣材料（合成樹脂粘結(jié)紙板）制成樹脂粘結(jié)紙板）制成的硬紙筒上的硬紙筒上 高壓繞組高壓繞組的導(dǎo)線截面的導(dǎo)線截面積比低壓繞組的導(dǎo)線積比低壓繞組的導(dǎo)線截面積要小得多，但截面積要小得多，但高壓繞組的匝數(shù)卻可高壓繞組的匝數(shù)卻可能是低壓繞組匝數(shù)的能是低壓繞組匝數(shù)的很多倍。高壓繞組一很多倍。高壓繞組一般繞制成般繞制成餅式結(jié)構(gòu)餅式結(jié)構(gòu)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電

10、場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 1.3調(diào)壓方式與分接開關(guān)調(diào)壓方式與分接開關(guān) 很多變壓器在運(yùn)行時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變比的調(diào)整，也即對(duì)電壓很多變壓器在運(yùn)行時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變比的調(diào)整，也即對(duì)電壓的調(diào)整。的調(diào)整。調(diào)壓的方式調(diào)壓的方式有有無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓和有載調(diào)壓無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓和有載調(diào)壓 無(wú)激磁調(diào)壓無(wú)激磁調(diào)壓需要在變壓器停電以后，通過(guò)螺栓來(lái)實(shí)現(xiàn)繞組連需要在變壓器停電以后，通過(guò)螺栓來(lái)實(shí)現(xiàn)繞組連接位置的變換。接位置的變換。 有載調(diào)壓方式有載調(diào)壓方式則可以在變壓器帶電運(yùn)行時(shí)通過(guò)有載分接開關(guān)則可以在變壓器帶電運(yùn)行時(shí)通過(guò)有載分接開關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓的調(diào)整。實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓的調(diào)整。 大部分電力變壓器大部分電力變壓器將分接線段設(shè)

11、置在高壓繞組上：將分接線段設(shè)置在高壓繞組上： 因?yàn)橐驗(yàn)?1)設(shè)置分接線段的目的是為了補(bǔ)償外施電壓的變化，對(duì)設(shè)置分接線段的目的是為了補(bǔ)償外施電壓的變化，對(duì)于除發(fā)電機(jī)變壓器以外的大多數(shù)電力變壓器而言，其外施電于除發(fā)電機(jī)變壓器以外的大多數(shù)電力變壓器而言，其外施電壓都是加在高壓繞組上的。壓都是加在高壓繞組上的。(2)由于高壓繞組內(nèi)流過(guò)的電流較由于高壓繞組內(nèi)流過(guò)的電流較小，因而需要的分接線尺寸也較小，相應(yīng)分接開關(guān)本身通過(guò)小，因而需要的分接線尺寸也較小，相應(yīng)分接開關(guān)本身通過(guò)的電流也小。的電流也小。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 1.3.1調(diào)壓方式與分接開關(guān)調(diào)壓方式與分接

12、開關(guān) 調(diào)壓的實(shí)現(xiàn)，依賴于調(diào)壓的實(shí)現(xiàn)，依賴于繞組匝數(shù)的變化繞組匝數(shù)的變化，也就是，也就是利用分接繞組利用分接繞組來(lái)調(diào)整原邊和副變的匝數(shù)比來(lái)調(diào)整原邊和副變的匝數(shù)比。 正正/反調(diào)壓結(jié)構(gòu)中高壓分接繞組反調(diào)壓結(jié)構(gòu)中高壓分接繞組的連接如下：的連接如下： 首先按負(fù)極性方式將分接首先按負(fù)極性方式將分接線匝接入繞組中線匝接入繞組中,隨著分接隨著分接位置的上升，分接線匝不位置的上升，分接線匝不斷地從繞組中切除繞后將斷地從繞組中切除繞后將分接線匝按正極性方式接分接線匝按正極性方式接入繞組入繞組采用這種調(diào)壓結(jié)構(gòu)可以減采用這種調(diào)壓結(jié)構(gòu)可以減少分接繞組的實(shí)際尺寸，少分接繞組的實(shí)際尺寸，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高。但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜

13、，成本較高。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 1.3.1調(diào)壓方式與分接開關(guān)調(diào)壓方式與分接開關(guān) 在有載調(diào)壓中，分接位置的變化，需要依靠在有載調(diào)壓中，分接位置的變化，需要依靠分接開關(guān)分接開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)。來(lái)實(shí)現(xiàn)。要求在分接變換過(guò)程中，不切斷負(fù)荷電流；繞組的任何部位要求在分接變換過(guò)程中，不切斷負(fù)荷電流；繞組的任何部位都不出現(xiàn)短路現(xiàn)象都不出現(xiàn)短路現(xiàn)象左圖采用切換開關(guān)的左圖采用切換開關(guān)的電抗式有載調(diào)壓分接電抗式有載調(diào)壓分接開關(guān)開關(guān)，具有兩個(gè)獨(dú)立的選擇開關(guān)和切換開，具有兩個(gè)獨(dú)立的選擇開關(guān)和切換開關(guān)，兩個(gè)開關(guān)機(jī)械連鎖，關(guān)，兩個(gè)開關(guān)機(jī)械連鎖，可以順序操作可以順序操作當(dāng)分接位置由當(dāng)分

14、接位置由1到到2變換時(shí)，首先打開變換時(shí)，首先打開切換開關(guān)切換開關(guān)2，將選擇，將選擇開關(guān)開關(guān)2的分接頭從的分接頭從11切換到切換到10，再閉合，再閉合切換開關(guān)。切換開關(guān)。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 1.4變壓器油變壓器油 油浸式變壓器的變壓器油主要用于油浸式變壓器的變壓器油主要用于散熱和充當(dāng)絕緣介質(zhì)散熱和充當(dāng)絕緣介質(zhì)。 變壓器的有效冷卻很重要。變壓器的有效冷卻很重要。對(duì)大多數(shù)變壓器來(lái)說(shuō)，礦物油是對(duì)大多數(shù)變壓器來(lái)說(shuō)，礦物油是吸收鐵心、繞組熱量，并將其熱量傳遞給自冷或風(fēng)冷外表面吸收鐵心、繞組熱量，并將其熱量傳遞給自冷或風(fēng)冷外表面的最有效介質(zhì)，有時(shí)要借助強(qiáng)迫油循

15、環(huán)方式。的最有效介質(zhì)，有時(shí)要借助強(qiáng)迫油循環(huán)方式。 在大多數(shù)電氣設(shè)備中，有在大多數(shù)電氣設(shè)備中，有大量不同部件處于不同電位之下大量不同部件處于不同電位之下，因此需要將它們相互絕緣。變壓器常常要在因此需要將它們相互絕緣。變壓器常常要在高于額定電壓下高于額定電壓下短時(shí)間運(yùn)行短時(shí)間運(yùn)行或者或者耐受操作沖擊和雷電沖擊的瞬變過(guò)電壓耐受操作沖擊和雷電沖擊的瞬變過(guò)電壓。 變壓器油必須具備以下特性以滿足要求：變壓器油必須具備以下特性以滿足要求： 低粘度低粘度 低傾點(diǎn)（油的傾點(diǎn)是油能夠流動(dòng)的最低溫度）低傾點(diǎn)（油的傾點(diǎn)是油能夠流動(dòng)的最低溫度） 高閃點(diǎn)高閃點(diǎn) 優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，很高的電氣強(qiáng)度優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，很高的電氣

16、強(qiáng)度風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 1.4.1油箱、儲(chǔ)油柜與附屬設(shè)備油箱、儲(chǔ)油柜與附屬設(shè)備 變壓器油箱變壓器油箱作為鐵心、繞組和介質(zhì)液體的容器作為鐵心、繞組和介質(zhì)液體的容器 油箱絕大部分采用油箱絕大部分采用鋼板制造鋼板制造，其，其頂蓋可以拆除頂蓋可以拆除，箱蓋通常用，箱蓋通常用箱沿固定，箱沿固定，箱蓋通常與水平面有箱蓋通常與水平面有1的斜度的斜度，以防箱蓋外表，以防箱蓋外表面積聚雨水。面積聚雨水。 油箱上必須設(shè)置油箱上必須設(shè)置用于注油或放油的閥用于注油或放油的閥，在需要時(shí)還要增設(shè)油，在需要時(shí)還要增設(shè)油樣閥。在油箱上還要設(shè)計(jì)適量的可拆卸的小蓋板樣閥。在油箱上還

17、要設(shè)計(jì)適量的可拆卸的小蓋板 變壓器油箱必須設(shè)有變壓器油箱必須設(shè)有一個(gè)一個(gè)或多個(gè)安全裝置或多個(gè)安全裝置，以便釋，以便釋放突然升高的內(nèi)部壓力放突然升高的內(nèi)部壓力壓 力 釋 放閥風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 1.4.1油箱、儲(chǔ)油柜與附屬設(shè)備油箱、儲(chǔ)油柜與附屬設(shè)備 變壓器油箱上通常還要設(shè)置變壓器油箱上通常還要設(shè)置其它一些附件其它一些附件： 在箱蓋上設(shè)置在箱蓋上設(shè)置一個(gè)（或幾個(gè)）溫度計(jì)一個(gè)（或幾個(gè)）溫度計(jì)座用于測(cè)量變壓器座用于測(cè)量變壓器頂部油溫度；頂部油溫度； 一塊接線牌或銘牌一塊接線牌或銘牌用于詳細(xì)標(biāo)示變壓器基本參數(shù)；用于詳細(xì)標(biāo)示變壓器基本參數(shù)； 一個(gè)接地端子一個(gè)

18、接地端子用于變壓器主油箱接地。用于變壓器主油箱接地。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備油位計(jì)氣體繼電器低壓側(cè)套管壓力釋放閥溫度計(jì)（油）溫 度 計(jì)（繞組）風(fēng)扇高壓側(cè)套管套管CT放油閥門吸濕器風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 1.5 風(fēng)電場(chǎng)中的變壓器風(fēng)電場(chǎng)中的變壓器 風(fēng)機(jī)出口的變壓器風(fēng)機(jī)出口的變壓器一般歸屬于一般歸屬于風(fēng)電機(jī)組，需要風(fēng)電機(jī)組，需要將電能匯集后將電能匯集后送給升壓站送給升壓站，也稱為，也稱為集電變壓集電變壓器器升壓站中的升壓變壓器升壓站中的升壓變壓器，其功，其功能是能是將風(fēng)電場(chǎng)的電能送給電力將風(fēng)電場(chǎng)的電能送給電力系統(tǒng)系

19、統(tǒng)，因此也被稱為，因此也被稱為主變壓器主變壓器為為滿足風(fēng)電滿足風(fēng)電場(chǎng)和升壓站場(chǎng)和升壓站自身用電需自身用電需求求，還設(shè)置，還設(shè)置有有場(chǎng)用變壓場(chǎng)用變壓器或所用變器或所用變壓器壓器風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 2.1 斷路器斷路器 斷路器是電力系統(tǒng)不可缺少的主要斷路器是電力系統(tǒng)不可缺少的主要控制、保護(hù)設(shè)備控制、保護(hù)設(shè)備，是電力系，是電力系統(tǒng)中最重要的開關(guān)電器，其作用為統(tǒng)中最重要的開關(guān)電器，其作用為切斷電路切斷電路。 為了可以熄滅電路分合時(shí)所產(chǎn)生的電弧，斷路器都裝設(shè)有為了可以熄滅電路分合時(shí)所產(chǎn)生的電弧，斷路器都裝設(shè)有滅弧滅弧裝置裝置 常用的斷路器類型有：常用的斷路

20、器類型有：油斷路器、真空斷路器和油斷路器、真空斷路器和SF6斷路器斷路器等等風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 2.1.1油斷路器油斷路器 油斷路器油斷路器的觸頭浸在油中，觸頭分合時(shí)電弧能量中除一小部的觸頭浸在油中，觸頭分合時(shí)電弧能量中除一小部分通過(guò)分通過(guò)傳導(dǎo)、輻射傳導(dǎo)、輻射等方式向四周散出外，大部分能量使四周等方式向四周散出外，大部分能量使四周的油的油蒸發(fā)和分解蒸發(fā)和分解，在電弧周圍形成，在電弧周圍形成氣泡氣泡。 氣泡體積受到周圍油的慣性力和油箱壁的限制，氣泡壓力是氣泡體積受到周圍油的慣性力和油箱壁的限制，氣泡壓力是比較高的，因此電弧是處在壓力較高、導(dǎo)熱性很好

21、的氣體包比較高的，因此電弧是處在壓力較高、導(dǎo)熱性很好的氣體包圍之中，使電流過(guò)零后弧隙介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)很快，電弧容易熄圍之中，使電流過(guò)零后弧隙介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)很快，電弧容易熄滅。滅。 利用電弧自身能量熄滅電弧的方法稱為利用電弧自身能量熄滅電弧的方法稱為自能式滅弧自能式滅弧。利用其。利用其它能量熄滅電弧的方法稱為它能量熄滅電弧的方法稱為外能式滅弧外能式滅弧。絕大多數(shù)油斷路器絕大多數(shù)油斷路器都采用自能式滅弧，如多油斷路器都采用自能式滅弧，如多油斷路器 按照絕緣結(jié)構(gòu)的不同，油斷路器可分為按照絕緣結(jié)構(gòu)的不同，油斷路器可分為多油斷路器和少油斷多油斷路器和少油斷路器兩種路器兩種風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主

22、要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 2.2真空斷路器真空斷路器 利用利用真空作為觸頭間的絕緣與滅弧介質(zhì)真空作為觸頭間的絕緣與滅弧介質(zhì)的斷路器稱為的斷路器稱為真空斷真空斷路器路器，真空斷路器中的電弧和氣體電弧有明顯的不同。，真空斷路器中的電弧和氣體電弧有明顯的不同。 （1）真空的概念）真空的概念 真空真空一般指的是氣體稀薄的空間。一般指的是氣體稀薄的空間。真空的程度以氣體的絕對(duì)真空的程度以氣體的絕對(duì)壓力值來(lái)表示，壓力越低稱之真空度越高。壓力值來(lái)表示，壓力越低稱之真空度越高。凡是絕對(duì)壓力低凡是絕對(duì)壓力低于正常大氣壓力的狀態(tài)都可稱為真空狀態(tài)。于正常大氣壓力的狀態(tài)都可稱為真空狀態(tài)。絕對(duì)壓力等于零絕對(duì)壓力等于

23、零的空間稱為的空間稱為絕對(duì)真空絕對(duì)真空，才是真正的真空或理想真空。才是真正的真空或理想真空。 真空的程度以氣體的真空的程度以氣體的絕對(duì)壓力值絕對(duì)壓力值來(lái)表示，來(lái)表示，壓力越低稱之真空壓力越低稱之真空度越高。度越高。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 2.2.1真空斷路器真空斷路器 （3）真空斷路器的基本結(jié)構(gòu)）真空斷路器的基本結(jié)構(gòu) 真空斷路器的結(jié)構(gòu)與其它斷路器大致相同，主要由真空斷路器的結(jié)構(gòu)與其它斷路器大致相同，主要由操動(dòng)機(jī)構(gòu)、操動(dòng)機(jī)構(gòu)、支撐用的絕緣子和真空滅弧室支撐用的絕緣子和真空滅弧室組成。組成。 絕緣子真空滅弧室操作機(jī)構(gòu)定導(dǎo)電桿靜法蘭盤磁管屏蔽罩觸頭磁管波紋

24、管導(dǎo)向套動(dòng)導(dǎo)電桿動(dòng)法蘭盤(a) 真空斷路器結(jié)構(gòu)原理圖(b) 真空滅弧室剖面圖真空滅弧室的外真空滅弧室的外殼由玻璃或陶瓷殼由玻璃或陶瓷制成，動(dòng)觸頭運(yùn)制成，動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)時(shí)的密封靠波動(dòng)時(shí)的密封靠波紋管。紋管。 動(dòng)、靜觸頭的外動(dòng)、靜觸頭的外周裝有屏蔽罩周裝有屏蔽罩風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 2.2.2真空斷路器真空斷路器 （4）真空斷路器的特點(diǎn)）真空斷路器的特點(diǎn) 真空斷路器的特點(diǎn)：真空斷路器的特點(diǎn)： 真空斷路器的真空斷路器的機(jī)械壽命和電氣壽命都很高機(jī)械壽命和電氣壽命都很高。通常機(jī)械壽命和。通常機(jī)械壽命和開合負(fù)載電流的壽命都可達(dá)到一萬(wàn)次以上。開合負(fù)載電流的壽命都可達(dá)

25、到一萬(wàn)次以上。 真空滅弧室密封問題特別重要真空滅弧室密封問題特別重要，否則就會(huì)導(dǎo)致開斷失敗，造，否則就會(huì)導(dǎo)致開斷失敗，造成事故成事故 真空滅弧室工作狀態(tài)與外界大氣條件無(wú)關(guān)，不會(huì)在開斷短路真空滅弧室工作狀態(tài)與外界大氣條件無(wú)關(guān)，不會(huì)在開斷短路電流時(shí)產(chǎn)生噴油、排氣給外界帶來(lái)污染，無(wú)須檢修；開斷過(guò)電流時(shí)產(chǎn)生噴油、排氣給外界帶來(lái)污染，無(wú)須檢修；開斷過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生很高的壓力，爆炸危險(xiǎn)性??；開斷短路電流時(shí)程中不會(huì)產(chǎn)生很高的壓力，爆炸危險(xiǎn)性??；開斷短路電流時(shí)也沒有很大的噪聲也沒有很大的噪聲風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 2.3 SF6斷路器斷路器 （1）SF6氣體簡(jiǎn)介氣體簡(jiǎn)

26、介 六氟化硫（六氟化硫（SF6）是目前高壓電器中使用的是目前高壓電器中使用的性能最優(yōu)良的滅弧性能最優(yōu)良的滅弧和絕緣介質(zhì)和絕緣介質(zhì)。 SF6常以常以液態(tài)液態(tài)保存于鋼瓶中，保存于鋼瓶中，使用時(shí)減壓放出呈氣態(tài)沖入電氣使用時(shí)減壓放出呈氣態(tài)沖入電氣設(shè)備內(nèi)設(shè)備內(nèi)。 無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒，不會(huì)燃燒，化學(xué)性能穩(wěn)定，常溫下和其無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒，不會(huì)燃燒，化學(xué)性能穩(wěn)定，常溫下和其他材料不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。但在電弧的高溫作用下，他材料不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。但在電弧的高溫作用下，SF6的分的分解物解物SF4、S2F2、SF2、SOF2、SO2F2、SOF4、HF等都具有等都具有強(qiáng)烈的腐蝕性和毒性。安裝有強(qiáng)烈的腐蝕性和毒性。安裝

27、有SF6電器的場(chǎng)所應(yīng)裝設(shè)合適的電器的場(chǎng)所應(yīng)裝設(shè)合適的通風(fēng)設(shè)備。通風(fēng)設(shè)備。 風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 2.3.1 SF6斷路器斷路器 （2）SF6斷路器基本類型斷路器基本類型 按照結(jié)構(gòu)不同，按照結(jié)構(gòu)不同，SF6斷路器可分為斷路器可分為瓷柱式與罐式瓷柱式與罐式兩種。兩種。 罐式斷路器的罐式斷路器的滅弧室安裝在與地滅弧室安裝在與地電位相連的金屬罐體內(nèi)電位相連的金屬罐體內(nèi)。高電壓。高電壓下，每相需要將多個(gè)滅弧室串聯(lián)下，每相需要將多個(gè)滅弧室串聯(lián)裝在同一罐體內(nèi)。裝在同一罐體內(nèi)。瓷柱式斷路器的瓷柱式斷路器的滅弧室裝在絕緣滅弧室裝在絕緣支柱上支柱上，通過(guò)串聯(lián)滅弧室，并

28、將，通過(guò)串聯(lián)滅弧室，并將它們安裝在適當(dāng)高度的絕緣支柱它們安裝在適當(dāng)高度的絕緣支柱上，便可獲得任意的電壓額定值。上，便可獲得任意的電壓額定值。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備2.3.2 SF6斷路器斷路器（4）風(fēng)電場(chǎng)中的斷路器及其操作機(jī)構(gòu)舉例）風(fēng)電場(chǎng)中的斷路器及其操作機(jī)構(gòu)舉例圖為圖為風(fēng)電場(chǎng)中常用的風(fēng)電場(chǎng)中常用的35kV35kV真空斷路器及其機(jī)構(gòu)箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)的真空斷路器及其機(jī)構(gòu)箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)的 實(shí)物圖實(shí)物圖。操作機(jī)構(gòu)為彈簧機(jī)構(gòu)，可以看到分合位置指示，彈簧壓力表操作機(jī)構(gòu)為彈簧機(jī)構(gòu)，可以看到分合位置指示，彈簧壓力表及手動(dòng)分合按鈕及接線端子排等基本元件。及手動(dòng)分合按鈕及接線端

29、子排等基本元件。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備2.3.3 SF6斷路器斷路器為為風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站中風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站中220kV220kV的的SFSF6 6斷路器及其操作箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷路器及其操作箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)。220kV220kV以上需要分相操作，因此每相斷路器都有操作箱及操作機(jī)以上需要分相操作，因此每相斷路器都有操作箱及操作機(jī)構(gòu)。構(gòu)。該斷路器采用彈簧操作機(jī)構(gòu)，可以看到相關(guān)的分合位置指示、該斷路器采用彈簧操作機(jī)構(gòu)，可以看到相關(guān)的分合位置指示、SFSF6 6壓力指示、分合開關(guān)，接線端子等等。壓力指示、分合開關(guān)，接線端子等等。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一

30、次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 2.4隔離開關(guān)隔離開關(guān) 隔離開關(guān)在電力生產(chǎn)中常被稱為隔離開關(guān)在電力生產(chǎn)中常被稱為刀閘刀閘，是最常見的高壓開關(guān)。，是最常見的高壓開關(guān)。 與斷路器最根本的區(qū)別在于，它與斷路器最根本的區(qū)別在于，它沒有專用的滅弧裝置沒有專用的滅弧裝置，結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因而簡(jiǎn)單，因而不能用來(lái)分合大電流電路不能用來(lái)分合大電流電路。 當(dāng)電氣設(shè)備需要檢修的時(shí)候，由斷路器斷開電路，安裝在斷當(dāng)電氣設(shè)備需要檢修的時(shí)候，由斷路器斷開電路，安裝在斷路器和電氣設(shè)備之間的隔離開關(guān)再拉開，路器和電氣設(shè)備之間的隔離開關(guān)再拉開，在電氣設(shè)備和斷路在電氣設(shè)備和斷路器之間形成明顯的電壓斷開點(diǎn)器之間形成明顯的電壓斷開點(diǎn)，從而保

31、證了檢修的安全。，從而保證了檢修的安全。 此外，隔離開關(guān)常用來(lái)進(jìn)行電力系統(tǒng)運(yùn)行方式改變時(shí)的此外，隔離開關(guān)常用來(lái)進(jìn)行電力系統(tǒng)運(yùn)行方式改變時(shí)的倒閘倒閘操作操作。例如，發(fā)電廠或變電所中常見的倒母操作和旁帶操作。例如，發(fā)電廠或變電所中常見的倒母操作和旁帶操作。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 2.4.1隔離開關(guān)隔離開關(guān) 隔離開關(guān)在電力生產(chǎn)中常被稱為隔離開關(guān)在電力生產(chǎn)中常被稱為刀閘刀閘，是最常見的高壓開關(guān)。，是最常見的高壓開關(guān)。 與斷路器最根本的區(qū)別在于，它與斷路器最根本的區(qū)別在于，它沒有專用的滅弧裝置沒有專用的滅弧裝置，結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因而簡(jiǎn)單，因而不能用來(lái)分合大電流

32、電路不能用來(lái)分合大電流電路。 當(dāng)電氣設(shè)備需要檢修的時(shí)候，由斷路器斷開電路，安裝在斷當(dāng)電氣設(shè)備需要檢修的時(shí)候，由斷路器斷開電路，安裝在斷路器和電氣設(shè)備之間的隔離開關(guān)再拉開，路器和電氣設(shè)備之間的隔離開關(guān)再拉開，在電氣設(shè)備和斷路在電氣設(shè)備和斷路器之間形成明顯的電壓斷開點(diǎn)器之間形成明顯的電壓斷開點(diǎn)，從而保證了檢修的安全。，從而保證了檢修的安全。 此外，隔離開關(guān)常用來(lái)進(jìn)行電力系統(tǒng)運(yùn)行方式改變時(shí)的此外，隔離開關(guān)常用來(lái)進(jìn)行電力系統(tǒng)運(yùn)行方式改變時(shí)的倒閘倒閘操作操作。例如，發(fā)電廠或變電所中常見的倒母操作和旁帶操作。例如，發(fā)電廠或變電所中常見的倒母操作和旁帶操作。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)

33、電場(chǎng)主要一次設(shè)備3.1互感器互感器 3.1.1互感器簡(jiǎn)介互感器簡(jiǎn)介 在風(fēng)電場(chǎng)和電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，需要監(jiān)視其運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)在風(fēng)電場(chǎng)和電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，需要監(jiān)視其運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)電氣一次系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的最直接反映就是電氣一次系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的最直接反映就是電流和電壓電流和電壓。 互感器正是起互感器正是起電壓和電流變換作用電壓和電流變換作用的傳感器。它的傳感器。它將一次系統(tǒng)將一次系統(tǒng)的高電壓、大電流按照比例變成標(biāo)準(zhǔn)的低電壓和小電流提供的高電壓、大電流按照比例變成標(biāo)準(zhǔn)的低電壓和小電流提供給二次系統(tǒng)中的測(cè)量設(shè)備和繼電保護(hù)裝置給二次系統(tǒng)中的測(cè)量設(shè)備和繼電保護(hù)裝置使用。這樣二次系使用。這樣二次系統(tǒng)可以采用功耗小、精

34、度高的標(biāo)準(zhǔn)化、小型化的元件和設(shè)備。統(tǒng)可以采用功耗小、精度高的標(biāo)準(zhǔn)化、小型化的元件和設(shè)備。 互感器分為互感器分為電流互感器（電流互感器（CT）和電壓互感器（）和電壓互感器（PT）。 電流互感器串接于一次系統(tǒng)的電路中，將電流互感器串接于一次系統(tǒng)的電路中，將大電流變?yōu)樾‰娏鞔箅娏髯優(yōu)樾‰娏鳎欢妷夯ジ衅鞑⒔佑谝淮蜗到y(tǒng)的電路中，將而電壓互感器并接于一次系統(tǒng)的電路中，將高電壓變換為低高電壓變換為低電壓電壓。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備3.1.2 電流互感器（電流互感器（CT）（1）CT的原理性結(jié)構(gòu)的原理性結(jié)構(gòu) 電流互感器的基本組成，包括電流互感器的基本組成，包括鐵心

35、、一次繞組、二次繞組鐵心、一次繞組、二次繞組由于是大電流變小電流，一次繞組的匝數(shù)很少由于是大電流變小電流，一次繞組的匝數(shù)很少導(dǎo)體的截面形狀可以制成導(dǎo)體的截面形狀可以制成圓形、管形、槽型圓形、管形、槽型。電流互感器二次側(cè)采用圓截面的銅漆包線，纏繞于鐵心之上。電流互感器二次側(cè)采用圓截面的銅漆包線，纏繞于鐵心之上。1231 一次繞組2 鐵心3 二次繞組風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備3.1.3CT的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)電流互感器二次繞組的標(biāo)記方法：電流互感器二次繞組的標(biāo)記方法：P2S1S2P1當(dāng)當(dāng)二次繞組抽頭較多時(shí)二次繞組抽頭較多時(shí)，二次端，二次端子依次標(biāo)記為：子依次標(biāo)記為：

36、S1、S2、S3、P2S1S3P1S2當(dāng)當(dāng)有多個(gè)二次繞組時(shí)有多個(gè)二次繞組時(shí)，各繞組的，各繞組的出頭相應(yīng)標(biāo)記為：出頭相應(yīng)標(biāo)記為：1S1、1S2、2S1、2S2、3S1、3S2、P21S12S2P11S22S1端子標(biāo)志一經(jīng)標(biāo)定，就決定了電流互感器的極性。端子標(biāo)志一經(jīng)標(biāo)定，就決定了電流互感器的極性。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 3.1.4CT的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 所謂的所謂的減極性原則減極性原則是指，當(dāng)互感器的一次繞組和二次繞組同是指，當(dāng)互感器的一次繞組和二次繞組同時(shí)由同名端（極性側(cè)）注入電流時(shí)候，所產(chǎn)生的磁通在鐵心時(shí)由同名端（極性側(cè)）注入電流時(shí)候，所產(chǎn)生的磁通在鐵心中

37、相互疊加中相互疊加 當(dāng)一次繞組的極性側(cè)輸入電流時(shí)，二次繞組的同名端會(huì)輸出當(dāng)一次繞組的極性側(cè)輸入電流時(shí)，二次繞組的同名端會(huì)輸出電流電流風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備3.1.5CT的開路電壓的開路電壓二次開路會(huì)產(chǎn)生不良后果二次開路會(huì)產(chǎn)生不良后果：出現(xiàn)的高電壓將危及人身及設(shè)備安全；出現(xiàn)的高電壓將危及人身及設(shè)備安全；鐵心高度飽和將在鐵心中產(chǎn)生較大的剩磁；鐵心高度飽和將在鐵心中產(chǎn)生較大的剩磁；長(zhǎng)時(shí)間作用可能造成鐵心過(guò)熱。長(zhǎng)時(shí)間作用可能造成鐵心過(guò)熱。因此，因此，電流互感器在使用中必須與二次負(fù)荷可靠連接電流互感器在使用中必須與二次負(fù)荷可靠連接。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 4.1 電壓互感器（電壓互感器（PT） 按照按照安裝地點(diǎn)安裝地點(diǎn)，電壓互感器可分為，電壓互感器可分為戶內(nèi)式和戶外式戶內(nèi)式和戶外式。 按照按照相數(shù)相數(shù)，電壓互感器可分為，電壓互感器可分為單相式和三相式單相式和三相式。 按按每相繞組數(shù)目每相繞組數(shù)目，電壓互感器可分為，電壓互感器可分為雙繞組和三繞組式雙繞組和三繞組式。 按按絕緣方式絕緣方式，電壓互感器可分為，電壓互