篇一：电力人必备的变配电系统基础知识
变配电系统是变电系统和配电系统的总称。简单说，变电就是将外面引入的电压变成适合你们使用的电压，配电就是将电分配到你单位内部的各个用电点。变配电所当然就是两种功能都能实现的。
其中变电系统的作用主要是通过变压器对一次侧电压进行升高或是降低，再从二次侧输出。升高电压是为了在电能的远距离传输中降低损耗，如500KV高压输电等。降低电压则是为了在客户端相应电压级别负载的使用。如民用的220V，工业上常用的380v,660V,690V,1000V，6KV，10KV等等。变电系统的核心元件是各种电压变比的变压器，总之有电压改变的系统就是变电系统，有变压器的配电室也可称作变电室（站），或俗称叫配电室。至于配电系统也就好理解了，一个用电系统中如果不存在电压的改变，就是配电系统。配电系统的核心元件是各种电流级别的开关。从一个大支路分成若干个小支路，一个大开关下面接驳若干个小开关，分给多个负载使用或再进行更多支路的分配。当然支路的电流会越来越小。配电室也称为开闭所。
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篇二：变配电基础知识
第8章 变配电基础知识
8-1什么是电力系统？什么是电力网？
随着电力事业的飞速发展，电能的应用已极为普及，电灯发光、电动机转动、电炉发热以及电视机那无比美妙的动画和声响效果，都离不开电能。电能一般来自于发电厂的发电机。然而发电厂一般要建立在能源丰富的地方，如火力发电厂要建立在燃料资源丰富的地方；水力发电厂要建立在有大的水位落差的地方；风力发电厂要建立在一年四季风力强劲的地方。可是发电厂距离大城市和用电的负荷中心很远，这就必须设法将电能进行远距离的输送。由于电压等级越高，电能输送的距离越远，所以由发电机发出的电能一般又需经过升压变压器将电压升高。电压升高后的电能再经过输电线路进行远距离的输送。当到达用电负荷中心后再进行配电,而配电又分为高压配电和低压配电，最后将电能送到我们所使用的各种电器和电气设备。
也就是说，由发电、变电、输电、配电和用电这五个环节所组成的电能生产、变换、输送、分配和消费的整体，就叫做电力系统。在电力系统中，这五个环节应环环相扣、时时平衡、缺一不可，又几乎是在同一时刻完成的。
在电力系统中，除发电和用电这两个环节以外的部分，即具有变电、输电和配电三个环节的整体称为电力网。电力网又简称为电网。电力网是连接发电厂和用户的中间环节，是传送和分配电能的装置。电力网是由不同电压等级的输配电线路和变电所组成的，按其功能的不同常分为输电网和配电网两大部分。输电网是由35kV及以上的输电线路和与其连接的变电所组成，是电力系统的主要网络，其作用是将电能输送到各个地区的配电网或直接送给大型企业用户。而配电网则由10kV及以下的配电线路和配电变压器所组成，其作用是将电能馈送至各类电能的用户。
8-2什么是发电？发电厂的类型有哪些？
利用发电动力装置将位能（水的落差）、热能（煤、油、天然气等）、核能、以及风能（风力）、地热能、海洋能（潮汐）、太阳能等一次能源转换为二次能源（电能），用以满足各种各样的电器与电气设备的需要，就称之为发电。具体发电的场所称为发电厂。简单地说，发电厂就是生产电能的工厂。发电厂发出的电压一般为3.15～20kV左右。根据电厂的容量大小及其供电的范围，可分为区域性发电厂、地方性发电厂和自备电厂等。
区域性发电厂大多兴建在水利资源丰富的江河流域或煤矿蕴藏量较大的地方。这类发电厂的
容量大，距离用电负荷中心较远，需要通过超高压输电线路远距离输电。兴建大容量的区域发电厂可以经济合理地利用国家的动力资源。地方性发电厂一般是中小型电厂，往往建在用户附近。而自备电厂则建在大型厂矿的内部作为自备电源。它可以对大型厂矿企业和电力系统起到后备和保证作用。地方性发电厂和自备电厂基本都是火力发电厂，一般采用热、电联合生产的形式。即除了发电以外，还需要向用户供热，这种工厂称为热电厂。
8-3什么是变电？变电所的功能有哪些？变电所是如何分类的？
在电力系统中，通过电压变换装置将低电压变换为高电压或将高电压变换为低电压的过程称为变电。它是电力系统中的重要组成部分。
变电所是接受电能、变换电压和分配电能的枢纽，是发电厂和用户间的重要环节。变电所一般由电力变压器、室内外配电装置、继电保护、自动装置以及监控系统等组成。当仅有配电装置用来接受电能和分配电能，无须变压器进行电压的变换时，则称为配电所或开闭站。
变电所有升压和降压之分。升压变电所通常与发电厂连接在一起，在发电厂的电气部分中安装有升压变压器。发电厂的发电机所发出的电能，由于电压较低，远远不能满足输电的要求，为了实现远距离输电的目的，一般采用升压变压器将较低的电压升为高电压，而且其电压等级越高，输电的效率越高、输送的距离越远，一般将发电机发出的低电压通过升压变压器升高为35k～500kV及以上的电压等级作为输电电压。而降压变电所一般设在用电负荷中心，将高压电能适当降压后，供给用户使用。
由于供电范围的不同，变电所可分为一次（枢纽）变电所和二次变电所。工厂企业的变电所可分为总降压变电所（中央变）和车间变电所。一次变电所简称一次变，它是由110kV以上的主要网络受电，将电压降低到35～110kV，供给一个较大区域的用户。一次变通常采用双绕组变压器，也有些采用三绕组变压器将高电压降为两种不同的电压，与相应电压级别的网络连接起来。一次变的供电范围较大，是系统与发电厂连接的枢纽，故有时也称其为枢纽变电所。二次变电所多由35kV～110kV网络一次变受电，有些也由地方性发电厂直接受电。将35kV～110kV电压降为6kV～10kV向一般为数千米范围的用户供电。总降压变电所是对工厂企业供电的枢纽，故又称为中央变电所，它与二次变电所的情况基本相同，也是由一次变单独引出的35kV～110kV网络直接受电经电力变压器降压至3kV～10kV对工厂企业内部供电。对于中、小型企业可一个或多个企
业共设一个总降压变电所。车间变电所是从总降压变电所引出的6kV～10kV厂区高压配电线路受电，将电压降到380V/220V对各类用电设备供电。
8-4什么是输电？
由于发电厂与用电负荷中心一般相距很远，将发电厂发出的电能通过升压变压器升压（变电）至35～500kV后，在高压架空输电线路上进行远距离的输送，直至用电负荷中心的全过程称为输电。输电是电力系统的重要组成部分，它使得电能的开发和利用超越了地域的限制。很长的输电线路有可能经过不同的气候、不同的海拔高度，有可能跨越大山、跨越河流或湖泊、跨越道路或桥梁，有时条件十分恶劣。但电能与其他能源的输送方式相比，具有效益高、损耗小、污染少，且易于调节和控制等特点。另外，高压输电线路还可以将不同地点的发电厂连接起来，构成大规模的联合电力系统，以使得电能的质量进一步提高，同时起到互相支援、互为补充的作用。它已成为现代社会的能源大动脉。按照输送电流的性质来分，有交流输电和直流输电两种。目前较为广泛应用的是交流输电，但近年来直流输电也愈来愈受到人们的重视。按照输电线路的结构来分又有架空线路和直埋敷设两种形式。
8-5什么是配电？
通过高压输电线路的远距离输送，在到达用电负荷中心后，就需要将电能分别配送至各个用户，这一电能的分配过程称为配电。配电又分为高压配电和低压配电。
所谓高压配电的电压通常是指3kV、6kV、10kV、35kV电压等级的配电。通过综合的技术经济指标分析，以10kV电压等级较为合理；但是当用户有大量的6kV高压电动机时，可采用6kV作为配电电压；当有大量的3kV高压电动机时，目前一般也采用10kV作为配电电压，因为3kV作为配电电压不太经济；如果用户距离上级变电站较远时，传统上采用35kV电压等级作为配电电压。随着我国电力工业的迅速发展，用电容量急剧增加，从技术经济指标分析，将逐步取消35kV电压等级。同时也有将10kV电压等级提高为20kV的考虑。
所谓低压配电的电压等级通常是指 380/220V和 660/380V电压等级的配电。在我国传统上采用380/220V的三相四线制的配电方式。这种配电方式可以供出光（照明）、力（动力）合一的混合负载。但是随着用电容量的不断增大，在煤炭部门已经升压为660/380V，冶金、化工部门也正在进行测算。
8-6工厂变配电所的作用有哪些？车间变电所是如何分类的？
为了减少损耗、加大输电距离和供电的容量，一般都尽量采用高压或超高压输电，然而由电力系统引来的高压或超高压电能是不能直接应用于各种低电压的电气设备和生产机械的。因此必须设立工厂变、配电所。工厂变电所担负着由电力系统受电、经过变换电压后再分配到各个用电部门的任务，而工厂配电所则由较低电压的电网受电，然后再分配到各个用电部门。不难看出，工厂变电所的作用是接受电能、变换电压和分配电能，而工厂配电所的作用只是接受电能和分配电能。一般工厂变电所属于降压变电所，分为总降压变电所和车间变电所。对于大型工厂企业通常受电电压为35kV～110kV，经过总降压变电所后将电压降为6kV～10kV分别馈送至多个车间变电所。总降压变电所一般设在室外。中小型工厂企业一般只设车间变电所。
车间变电所按照变压器安装位置的不同可分为：
（1） 附设式变电所 这种变电所利用车间的一面或两面墙作为车间变电所的
公用墙，变压器的大门向着车间外开。根据变压器位于车间的墙内或墙外又分为内附式和外附式。
（2） 独立变电所 这种变电所设在和车间建筑无直接联系的独立建筑物内。
主要用于负荷分散或防火、防爆、防尘要求较高或环境条件受限制的场合。
（3） 车间内变电所 变压器设在车间内部，可以做到距离用电负荷中心较近，
特别适用于建筑物的跨度较大、设备配置较为稳定以及有一般环境要求的场合。这种变电所需要占用较大的空间，但近年发展起来的干式变压器和全封闭组合电器，可以使得变电所实现小型化，这就使得车间内变电所的应用日益受到人们的欢迎。
（4） 地下变电所 这种变电所适用于车间生产面积受到限制，又希望变电所
距离用电负荷中心较近的场合。这种变电所宜采用干式变压器或全封闭组合电器。
（5） 户外变电所 这种变电所安装于户外露天地面上，简单经济，一般常用
于小型工厂。但其安全性和可靠性均较差，且有碍观瞻，同时受到环境条件的限制。
（6） 箱式变电站 这种变电站是近年发展起来的一种新型的变电站。它把各
种变配电装置以高压室、变压器室和低压室的间隔箱体在生产厂家预制成几个分体，运输到现场后进行简单的组装即可。它使得工期短、见效快、安装方便、无须占用建筑物等优点。
8-7电力系统有哪些特点？对电力系统的基本要求是什么？大规模联合电力系统有哪些优点？
电力系统中在电能的生产、变换、输送、分配和应用的过程中具有以下特点：
（1） 电能的生产、变换、输送、分配和应用，几乎是在同一时刻完成的。也就是说电能不能大量的储存（在近年来国内外已有较大规模的抽水蓄能电站）；
（2） 电能的生产与国民经济系系相关，与人民生活密不可分；
（3） 电力系统的过渡过程非常短暂，必须采用各种自动装置；
（4） 电力系统是随着用电容量的增加而不断发展的。
根据电力系统所具有的特点，对其提出以下基本要求：
（1） 电力系统中应选用高质量的电气元件，以保证供电的可靠性；
（2） 电力系统应具有较高的运行管理水平；
（3） 应随时保证良好的电能质量；
（4） 要有足够的经济性；
（5） 应能最大限度地满足不同用户对用电需求。
随着用电容量的不断扩大，各个电力系统之间通过联络线并网，以形成大
规模的联合电力系统。它的主要优点是：
（1） 各个电力系统之间可以互相支援，减低负荷的峰谷差，从而可以减少
装机容量；
（2）可减少各个电力系统的备用容量；
（3）联合电力系统便于安装大容量机组；
（4）便于开发和利用大型动力资源；
（5）可以提高供电的可靠性；
（6） 可以提高电能质量；
（7） 可以提高运行的经济性。
8-8什么是电气设备的额定电压？我国交流电力网和电气设备的额定电压标准是如何规定的？
篇三：变电站基础知识汇总
变电站基础知识汇总
1.电力系统电压等级与变电站种类
电力系统电压等级有220/380V(0.4 kV)，3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。随着电机制造工艺的提高，10 kV电动机已批量生产，所以3 kV、6 kV已较少使用，20 kV、66 kV也很少使用。供电系统以10 kV、35 kV为主。输配电系统以110 kV以上为主。发电厂发电机有6 kV与10 kV两种，现在以10 kV为主，用户均为220/380V(0.4 kV)低压系统。
根据《城市电力网规定设计规则》规定：输电网为500 kV、330 kV、220 kV、110kV，高压配电网为110kV、66kV，中压配电网为20kV、10kV、6 kV，低压配电网为0.4 kV(220V/380V)。发电厂发出6 kV或10 kV电，除发电厂自己用(厂用电)之外，也可以用10 kV电压送给发电厂附近用户，10 kV供电范围为10Km、35 kV为20~50Km、66 kV为30~100Km、110 kV为50~150Km、220 kV为100~300Km、330 kV为200~600Km、500 kV为150~850Km。
2.变配电站种类
电力系统各种电压等级均通过电力变压器来转换，电压升高为升压变压器(变电站为升压站)，电压降低为降压变压器(变电站为降压站)。一种电压变为另一种电压的选用两个线圈(绕组)的双圈变压器，一种电压变为两种电压的选用三个线圈(绕组)的三圈变压器。变电站除升压与降压之分外，还以规模大小分为枢纽站，区域站与终端站。枢纽站电压等级一般为三个(三圈变压器)，550kV /220kV /110kV。区域站一般也有三个电压等级(三圈变压器)，220 kV /110kV /35kV或110kV /35kV /10kV。终端站一般直接接到用户，大多数为两个电压等级(两圈变压器)110kV /10 kV或35 kV /10 kV。用户本身的变电站一般只有两个电压等级(双圈变压器)110 kV /10kV、35kV /0.4kV、10kV /0.4kV，其中以10kV /0.4kV为最多。
3.变电站一次回路接线方案
1)一次接线种类
变电站一次回路接线是指输电线路进入变电站之后，所有电力设备(变压器及进出线开关等)的相互连接方式。其接线方案有：线路变压器组，桥形接线，单母线，单母线分段，双母线，双母线分段，环网供电等。
2)线路变压器组
变电站只有一路进线与一台变压器，而且再无发展的情况下采用线路变压器组接线。
3)桥形接线
有两路进线、两台变压器，而且再没有发展的情况下，采用桥形接线。针对变压器，联络断路器在两个进线断路器之内为内桥接线，联络断路器在两个进线断路器之外为外桥接线。
4)单母线
变电站进出线较多时，采用单母线，有两路进线时，一般一路供电、一路备用(不同时供电)，二者可设备用电源互自投，多路出线均由一段母线引出。
5)单母线分段
有两路以上进线，多路出线时，选用单母线分段，两路进线分别接到两段母线上，两段母线用母联开关连接起来。出线分别接到两段母线上。
单母线分段运行方式比较多。一般为一路主供，一路备用(不合闸)，母联合上，当主供断电时，备用合上，主供、备用与母联互锁。备用电源容量较小时，备用电源合上后，要断开一些出线。这是比较常用的一种运行方式。
对于特别重要的负荷，两路进线均为主供，母联开关断开，当一路进线断电时，母联合上，来电后断开母联再合上进线开关。
单母线分段也有利于变电站内部检修，检修时可以停掉一段母线，如果是单母线不分段，检修时就要全站停电，利用旁路母线可以不停电，旁路母线只用于电力系统变电站。
6)双母线
双母线主要用于发电厂及大型变电站，每路线路都由一个断路器经过两个隔离开关分别接到两条母线上，这样在母线检修时，就可以利用隔离开关将线路倒在一条件母线上。双母线也有分段与不分段两种，双母线分段再加旁路断路器，接线方式复杂，但检修就非常方便了，停电范围可减少。
4.变配电站二次回路
1)二次回路种类
变配电站二次回路包括：测量、保护、控制与信号回路部分。测量回路包括：计量测量与保护测量。控制回路包括：就地手动合分闸、防跳联锁、试验、互投联锁、保护跳闸以及合分闸执行部分。信号回路包括开关运行状态信号、事故跳闸信号与事故预告信号。
2)测量回路
测量回路分为电流回路与电压回路。电流回路各种设备串联于电流互感器二次侧(5A)，
电流互感器是将原边负荷电流统一变为5A测量电流。计量与保护分别用各自的互感器(计量用互感器精度要求高)，计量测量串接于电流表以及电度表，功率表与功率因数表电流端子。保护测量串接于保护继电器的电流端子。微机保护一般将计量及保护集中于一体，分别有计量电流端子与保护电流端子。
电压测量回路，220/380V低压系统直接接220V或380V，3KV以上高压系统全部经过电压互感器将各种等级的高电压变为统一的100V电压，电压表以及电度表、功率表与功率因数表的电压线圈经其端子并接在100V电压母线上。微机保护单元计量电压与保护电压统一为一种电压端子。
3)控制回路
(1)合分闸回路
合分闸通过合分闸转换开关进行操作，常规保护为提示操作人员及事故跳闸报警需要，转换开关选用预合-合闸-合后及预分-分闸-分后的多档转换开关。以使利用不对应接线进行合分闸提示与事故跳闸报警，国家已有标准图设计。采用微机保护以后，要进行远分合闸操作后，还要到就地进行转换开关对位操作，这就失去了远分操作的意义，所以应取消不对应接线，选用中间自复位的只有合闸与分闸的三档转换开关。
(2)防跳回路
当合闸回路出现故障时进行分闸，或短路事故未排除，又进行合闸(误操作)，这时就会出现断路器反复合分闸，不仅容易引起或扩大事故，还会引起设备损坏或人身事故，所以高压开关控制回路应设计防跳。防跳一般选用电流启动，电压保持的双线圈继电器。电流线圈串接于分闸回路作为启动线圈。电压线圈接于合闸回路，作为保持线圈，当分闸时，电流线圈经分闸回路起动。如果合闸回路有故障，或处于手动合闸位置，电压线圈起启动并通过其常开接点自保持，其常闭接点马上断开合闸回路，保证断路器在分闸过程中不能马上再合闸。防跳继电器的电流回路还可以通过其常开接点将电流线圈自保持，这样可以减轻保护继电器的出口接点断开负荷，也减少了保护继电器的保持时间要求。
有些微机保护装置自己已具有防跳功能，这样就可以不再设计防跳回路。断路器操作机构选用弹簧储能时，如果选用储能后可以进行一次合闸与分闸的弹簧储能操作机构(也有用于重合闸的储能后可以进行二次合闸与分闸的弹簧储能操作机构)，因为储能一般都要求10秒左右，当储能开关经常处于断开位置时，储一次能，合完之后，将储能开关再处于断开位置，可以跳一次闸;跳闸之后，要手动储能之后才能进行合闸，此时，也可以不再设计防跳
回路。
(3)试验与互投联锁与控制
对于手车开关柜，手车推出后要进行断路器合分闸试验，应设计合分闸试验按钮。进线与母联断路，一般应根据要求进行互投联锁或控制。
(4)保护跳闸
保护跳闸出口经过连接片接于跳闸回路，连接片用于保护调试，或运行过程中解除某些保护功能。
(5)合分闸回路
合分闸回路为经合分闸母线为操作机构提供电源，以及其控制回路，一般都应单独画出。
4)信号回路
(1)开关运行状态信号由合闸与分闸指示两个装于开关柜上的信号灯组成：经过操作转换开关不对应接线后接到正电源上。采用微机保护后，转换开关取消了不对应接线，所以信号灯正极可以直接接到正电源上。
(2)事故信号有事故跳闸与事故预告两种信号，事故跳闸报警也要通过转化开关不对应后，接到事故跳闸信号母线上，再引到中央信号系统。事故预告信号通过信号继电器接点引到中央信号系统。采用微机保护后，将断路器操作机构辅助接点与信号继电器的接点分别接到微机保护单元的开关量输入端子，需要有中央信号系统时，如果微机保护单元可以提供事故跳闸与事故预告输出接点，可将其引到中央信号系统。否则，应利用信号继电器的另一对接点引到中央信号系统。
(3)中央信号系统为安装于值班室内的集中报警系统，由事故跳闸与事故预告两套声光报警组成，光报警用光字牌，不用信号灯，光字牌分集中与分散两种。采用变电站综合自动化系统后，可以不再设计中央信号系统，或将其简化，只设计集中报警作为计算机报警的后备报警。
5.变配电站继电保护
1)变配电站继电保护的作用
变配电站继电保护能够在变配电站运行过程中发生故障(三相短路、两相短路、单相接地等)和出现不正常现象时(过负荷、过电压、低电压、低周波、瓦斯、超温、控制与测量回路断线等)，迅速有选择性发出跳闸命令将故障切除或发出报警，从而减少(本文来自：WWW.xiaocaoFanwEn.cOM 小草范文网:变配电基础知识)故障造成的停电范围和电气设备的损坏程度，保证电力系统稳定运行。
2)变配电站继电保护的基本工作原理
变配电站继电保护是根据变配电站运行过程中发生故障时出现的电流增加、电压升高或降低、频率降低、出现瓦斯、温度升高等现象超过继电保护的整定值(给定值)或超限值后，在整定时间内，有选择的发出跳闸命令或报警信号。
根据电流值来进行选择性跳闸的为反时限，电流值越大，跳闸越快。根据时间来进行选择性跳闸的称为定时限保护，定时限在故障电流超过整定值后，经过时间定值给定的时间后才出现跳闸命令。瓦斯与温度等为非电量保护。
可靠系数为一个经验数据，计算继电器保护动作值时，要将计算结果再乘以可靠系数，以保证继电保护动作的准确与可靠，其范围为1.3~1.5。
发生故障时的最小值与保护的动作值之比为继电保护的灵敏系数，一般为1.2~2，应根据设计规范要进行选择。
3)变配电站继电保护按保护性质分类
(1)电流速断保护：故障电流超过保护整定值无时限(整定时间为零)，立即发出跳闸命令。
(2)电流延时速断保护：故障电流超过速断保护整定值时，带一定延时后发出跳闸命令。
(3)过电流保护：故障电流超过过流保护整定值，故障出现时间超过保护整定时间后发出跳闸命令。
(4)过电压保护：故障电压超过保护整定值时，发出跳闸命令或过电压信号。
(5)低电压保护：故障电压低于保护整定值时，发出跳闸命令或低电压信号。
(6)低周波减载：当电网频率低于整定值时，有选择性跳开规定好的不重要负荷。
(7)单相接地保护：当一相发生接地后对于接地系统，发出跳闸命令，对于中性点不接地系统，发出接地报警信号。
(8)差动保护：当流过变压器、中性点线路或电动机绕组，线路两端电流之差变化超过整定值时，发出跳闸命令称为纵差动保护，两条并列运行的线路或两个绕组之间电流差变化超过整定值时，发出跳闸命令称横差动保护。
(9)距离保护：根据故障点到保护安装处的距离(阻抗)发出跳闸命令称为距离保护。
(10)方向保护：根据故障电流的方向，有选择性的发出跳闸命令称为方向保护。
(11)高频保护：利用弱电高频信号传递故障信号来进行选择性跳闸的保护称为高频保护。