工厂与电力系统的联络变电站及其变压器需求

电力系统的变电站可分为两大类：①发电厂的变电站，称为发电厂的升压变电站，其作用是将发电厂发出的有功功率及无功功率送入电力网，因此其使用的变压器选升压型，低压为发电机额定电压，高、中压主分接头电压为电网额定电压的110%；②电力网的变电站，一般选用降压型变压器，即作为功率受端的高压主分接头电压为电网额定电压，功率送端中、低压主分接头电压为电网额定电压的110%。具体选择应根据电力网电压调节计算来确定。变电站在电力系统中位置示意如图1-4所示，外观如图1-5所示。

图1-4　变电站在电力系统中位置示意图

电力网的变电站可分为三种：

（1）枢纽变电站。其主要作用是联络本电力系统中的各大电厂与大区域或大容量的重要用户，并实施与远方其他电力系统的联络，是实现联合发、输、配电的枢纽，因此其电压最高，容量最大，是电力系统的最上层变电站。

（2）区域变电站。其主要作用是对一个大区域供电，因此其高压进线来自枢纽变电站或附近的大型发电厂，其中、低压对多个小区域负荷供电，并可能接入一些中、小型电厂。区域变电站是电力系统的中层变电站。

（3）配电变电站。其主要作用是对一个小区域或较大容量的工厂供电，是电力系统最下层的变电站。其低压出线分布于该小区，沿途接入小容量变压器，降压供给小容量的生产和生活用电。工厂内则下设车间变电站对各车间供电。

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图1-5　220kV一次变电站外观

（a）220kV变电站户外布置；（b）220kV变电站进线布置

重要的工厂可能设自备电厂，该电厂也接入配电变电站的低压母线。正常运行时自备电厂除供给本厂负荷外还可能有剩余功率对外输出，这时该变电站实际上为自备电厂的升压变电站。当自备电厂停运时，外部电力系统经该变电站将功率送入，这时该变电站为一降压变电站，因此常称此种变电站为工厂与电力系统的联络变电站，考虑功率的双向传送，其变压器可按需要选用有载调压变压器。

1.变电站一次电气设备

一次设备主要包括：改变电压的设备，如变压器；接通或断开电路的开关电器，如断路器、隔离开关、自动空气开关、接触器、熔断器、刀闸开关等，它们的作用是在正常运行或发生事故时，将电路闭合或断开，以满足生产运行和操作的要求；限制故障电流和防御过电压的电器，如限制短路电流的电抗器和防御过电压的避雷器等；接地装置，无论是电力系统中性点的工作接地还是各种安全保护接地，在发电厂和变电站中均采用金属接地体埋入地中或连接成接地网组成接地装置；载流导体，如母线、电力电缆等。它们按设计要求，将有关电气设备连接起来。

2.变电站二次电气设备

在发电厂与变电站中，除上述一次设备外，还有一些辅助设备，它们的任务是对一次设备进行测量、控制、监视和保护等，这些设备称为二次设备。

二次设备主要包括：仪用互感器，如电压互感器和电流互感器，它们将一次电路中的电压和电流降至较低的值，供给仪表和保护装置使用；测量仪表，如电压表、电流表、功率表、功率因数表等，它们用于测量一次电路中的运行参数值；继电保护及自动装置，它们用以迅速反映电气故障或不正常运行情况，并根据要求进行切除故障或作相应的调节；直流设备，如直流发电机组、蓄电池、整流装置等，它们供给保护、操作、信号及事故照明等设备的直流用电；信号设备及控制电缆等，信号设备给出信号或显示运行状态标志，控制电缆用于连接二次设备。