在電力系統(tǒng)中，電力以交流電的形式產(chǎn)生、傳輸和分配。電力在遠(yuǎn)離消費(fèi)者負(fù)載的發(fā)電站產(chǎn)生。然后，產(chǎn)生的電力通過(guò)電網(wǎng)傳輸并分配到負(fù)載端。但同樣重要的是要注意，電力是在較低電壓下產(chǎn)生，在較高電壓下傳輸，然后再次以較低電壓分配。這種電壓變化是出于許多技術(shù)和經(jīng)濟(jì)原因。為了在電力系統(tǒng)的許多位置改變此電壓，使用了各種電氣設(shè)備的布置，稱(chēng)為變電站。

一、什么是變電站：

變電站是變壓器、斷路器、隔離器等電氣設(shè)備的系統(tǒng)布置，其設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)是為了改變電源的一些電氣參數(shù)，如電流、電壓、頻率等。在電力系統(tǒng)中，變電站是最重要的部分之一。因?yàn)?，變電站確保了可靠和持續(xù)的電力供應(yīng)。

二、變電站的組成部分：

變電站是由各種電氣無(wú)件通過(guò)系統(tǒng)組合的一個(gè)機(jī)構(gòu)，不同的電氣設(shè)備對(duì)變電站起到不同的功能。

1．電力變壓器：電力變壓器是一種變壓器，用于改變電網(wǎng)中主電源的電壓和電流水平。根據(jù)功能的不同，它可以是升壓電源變壓器或降壓電源變壓器。

2．?dāng)嗦菲鳎?/strong>斷路器是一種電氣開(kāi)關(guān)裝置，用于打開(kāi)和關(guān)閉電力系統(tǒng)中的電源。它還用于在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)隔離和保護(hù)電路。變電站可以有不同種類(lèi)的斷路器，例如空氣斷路斷路器、空氣噴射斷路器、油斷路器、真空斷路器和SF6斷路器。

變電站斷路器的主要目的是切換電網(wǎng)中的電源。

3．電流互感器：電流互感器或CT是一種用于變電站測(cè)量和保護(hù)目的的互感器。它基本上是一種升壓和電流降壓變壓器。

在變電站中，CT用于執(zhí)行以下兩項(xiàng)操作；

計(jì)量CT：用于測(cè)量系統(tǒng)或電力線中流動(dòng)的電流。計(jì)量CT的輸出繞組連接到電流表。

保護(hù)CT：用于在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)啟動(dòng)保護(hù)繼電器以操作斷路器。因此，保護(hù)CT的輸出繞組連接到繼電器。

在這里需要注意的是，電流互感器總是與要測(cè)量電流的電源線串聯(lián)。

4．電位互感器：電位互感器或PT也是一種用于測(cè)量和保護(hù)應(yīng)用的互感器。電位互感器只不過(guò)是一種降壓和升壓互感器，它將高電源電壓降低到可以提供給電壓表或繼電器的低值。電壓互感器始終與要降低和測(cè)量電壓的電源線并聯(lián)。

5．避雷器：避雷器或LA是變電站中使用的一種保護(hù)裝置，用于保護(hù)變壓器和斷路器等昂貴的設(shè)備免受高壓浪涌和尖峰的影響。在電力系統(tǒng)中，高壓浪涌可能是由于雷擊、開(kāi)關(guān)或任何其他異常引起的。

避雷器在要保護(hù)的設(shè)備之前連接。因此，當(dāng)電壓浪涌出現(xiàn)時(shí)，LA會(huì)將其接地并保護(hù)設(shè)備。

6．隔離器：隔離器只不過(guò)是變電站中使用的電氣開(kāi)關(guān)，用于在電氣系統(tǒng)中提供額外的隔離和安全層。它也被稱(chēng)為隔離器。

隔離器基本上是一種零功率設(shè)備，這意味著它只能在空載條件下運(yùn)行。因此，在運(yùn)行隔離器之前，變電站運(yùn)營(yíng)商必須切換電網(wǎng)中的電源。

需要注意的是，隔離器對(duì)系統(tǒng)沒(méi)有任何保護(hù)，它只是提供開(kāi)關(guān)功能。

7．總線：在變電站中，母線是連接所有以相同電壓運(yùn)行的電力線的主導(dǎo)體。它是一種公共電導(dǎo)體，直接連接到在同一電壓水平下運(yùn)行的多條線路。

母線可以是銅或鋁導(dǎo)體條，通常具有矩形橫截面并在恒定電壓下工作。

母線用于連接變電站中的輸入和輸出電力線。因此，母線排充當(dāng)源和變電站之間以及變電站和負(fù)載之間的紐帶。

8．絕緣子：絕緣體在變電站中用于將帶電部件與人體可觸摸部件電氣分離。在變電站中，絕緣子有以下兩個(gè)用途：

為導(dǎo)體和母線提供機(jī)械支撐。

防止電流泄漏，并將電流限制在導(dǎo)體上。

絕緣體通常由瓷器制成。然而，許多其他材料，如聚合物、玻璃等，也可用于制造絕緣體。

在典型的變電站中，使用不同類(lèi)型的絕緣子，例如支柱絕緣子、針式絕緣子、盤(pán)式絕緣子、懸掛式絕緣子等。這些絕緣子根據(jù)服務(wù)要求使用，就像使用支柱絕緣子安裝母線一樣。

9．計(jì)量和指示儀器：這些是變電站中用于監(jiān)控系統(tǒng)電氣參數(shù)（如電壓、電流、功率、功率因數(shù)等）的儀器。這些儀器包括電壓表、電流表、瓦特表、電能表、功率因數(shù)表等。

10．其他設(shè)備：除了上述主要設(shè)備外，變電站還可以擁有其他幾種設(shè)備，例如，

熔斷器

接地系統(tǒng)

運(yùn)營(yíng)商當(dāng)前設(shè)備

捕浪器

變電站輔助電源

電容器組

反應(yīng)器等

三、變電站的分類(lèi)：

根據(jù)分類(lèi)，變電站可以分為不同的類(lèi)型。變電站的一些主要分類(lèi)如下-

1．根據(jù)服務(wù)要求設(shè)置變電站類(lèi)型：

發(fā)電變電站；

變電站；

開(kāi)關(guān)變電站；

功率因數(shù)校正變電站；

變頻變電站；

轉(zhuǎn)換變電站。

2．基于建設(shè)的變電站類(lèi)型：

室內(nèi)變電站；

室外變電站；

地下變電站；

桿式變電站。

四、不同類(lèi)型變電站的特點(diǎn)：

1．發(fā)電變電站：位于發(fā)電站中用于開(kāi)關(guān)和升壓應(yīng)用的變電站稱(chēng)為發(fā)電變電站。這些變電站以較低電壓從發(fā)電機(jī)接收電力，并以較高電壓將其發(fā)送到輸電線路。發(fā)電變電站的主要部件包括升壓變壓器、斷路器、CT、PT、隔離器、電容器組和許多其他輔助設(shè)備。

2．變電站：為改變電源電壓水平而設(shè)計(jì)的變電站稱(chēng)為變電站。在這些變電站中，升壓或降壓變壓器是主要部件。因此，變電站接收某個(gè)電壓的電力，并以不同的電壓將其向前發(fā)送。我們?cè)谥車(chē)吹降拇蠖鄶?shù)變電站都是變電站。

3．開(kāi)關(guān)變電站：開(kāi)關(guān)變電站也稱(chēng)為開(kāi)關(guān)站。這些變電站不改變電壓水平，只執(zhí)行電源的開(kāi)關(guān)操作。因此，在開(kāi)關(guān)式變電站中，輸入和輸出電源的電壓電平是相同的。

4．功率因數(shù)校正變電站：為提高供電功率因數(shù)而設(shè)計(jì)的變電站稱(chēng)為功率因數(shù)校正變電站。這些變電站通常安裝在輸電線路的接收端。在這些變電站中，電容器組或同步電容器是主要的功能部件。

5．變頻變電站：旨在改變供電頻率的變電站稱(chēng)為變頻變電站。變頻變電站的主要部件是變頻器，可以是電子或機(jī)電設(shè)備。這些變電站通常用于連接兩個(gè)在不同頻率水平下運(yùn)行的電網(wǎng)。

6．轉(zhuǎn)換變電站：旨在將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源（反之亦然）的變電站稱(chēng)為轉(zhuǎn)換變電站。轉(zhuǎn)換變電站的主要部件是整流器（將交流電轉(zhuǎn)換為直流電）和逆變器（將直流電轉(zhuǎn)換為交流電）。這些變電站通常位于HVDC電力線的發(fā)送端和接收端。

7．室內(nèi)變電站：完全設(shè)置在建筑物內(nèi)的變電站稱(chēng)為室內(nèi)變電站。由于一些技術(shù)和經(jīng)濟(jì)原因，室內(nèi)變電站的設(shè)計(jì)電壓高達(dá)11kV。但是，如果變電站現(xiàn)場(chǎng)的空氣不純凈或受到污染，則可以為高達(dá)66kV的電壓建造這些變電站。

8．室外變電站：當(dāng)變電站的設(shè)備（如變壓器、斷路器、隔離器等）安裝在露天/室外環(huán)境中，而不是安裝在建筑物內(nèi)時(shí)，稱(chēng)為室外變電站。這些變電站可以針對(duì)任何電壓等級(jí)進(jìn)行安裝。由于這些變電站不需要太多的土建工作，因此安裝起來(lái)更經(jīng)濟(jì)。

9．地下變電站：地下變電站是一種所有功能都建在地下的變電站。這種類(lèi)型的變電站通常建在人口稠密的地區(qū)，沒(méi)有空間進(jìn)行設(shè)備安裝和建筑施工，而且土地成本非常高。地下變電站的尺寸通常保持盡可能小，使用的變壓器是風(fēng)冷式的，而不是油冷式的。

10．桿式變電站：桿式變電站通常用于配電目的。這些變電站有一個(gè)H極，上面安裝了所有必要的設(shè)備，例如變壓器、保險(xiǎn)絲和斷路器。這些變電站通常用于高達(dá)33kV的電壓。桿式變電站最顯著的優(yōu)勢(shì)是它們是最便宜的變電站類(lèi)型。

結(jié)論：

在本文中，我們解釋了變電站的基礎(chǔ)知識(shí)、變電站使用的主要設(shè)備以及不同類(lèi)型的變電站。變電站是變壓器、斷路器、隔離器、導(dǎo)體等電氣設(shè)備的系統(tǒng)布置，可用于電壓轉(zhuǎn)換或電力切換。變電站是電力系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一，因?yàn)樗峁┝艘环N控制電力的有效方式。

與變電站相關(guān)的常見(jiàn)問(wèn)題解答

1．為什么叫變電站？

它被稱(chēng)為變電站，因?yàn)樗鼪](méi)有自己的電源，例如交流發(fā)電機(jī)。相反，它從發(fā)電站接收電力，因此它被認(rèn)為是發(fā)電站的子部分，稱(chēng)為變電站。

2．變壓器和變電站有什么區(qū)別？

變壓器是變電站中用于電壓轉(zhuǎn)換的電氣元件，而變電站是各種電氣元件的布置，用于電力的切換和轉(zhuǎn)換。

3．變電站的三個(gè)主要部分是什么？

典型的變電站有以下三個(gè)主要部分：

變壓器；

斷路器；

隔振器。

4．什么是11kV變電站？

11kV變電站是一種以某種電壓水平接收電力并以11kV進(jìn)一步輸送電力的變電站。

5．變電站的4項(xiàng)功能是什么？

將電源電壓從一個(gè)級(jí)別更改為另一個(gè)級(jí)別。切換電源線中的電源、測(cè)量系統(tǒng)中的電流、電壓、功率、能量、功率因數(shù)等電氣參數(shù)、提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。