变电站设备 第一篇_变电站主要设备
输变电系统是一系列电气设备组成的。发电站发出的强大电能只有通过输变电系统才能输送到电力用户。
图1-2给出了变电站主要设备的示意图。图中除了所示的变压器、导线、绝缘子、互感器、避雷器、隔离开关和断路器等电气设备外，还有电容器、套管、阻波器、电缆、电抗器和继电保护装置等，这些都是输变电系统中必不可缺的设备。
图1-2 变电站主要设备示意图
1—变压器；2—导线；3—绝缘子；4—互感器；5—避雷器；6—隔离开关；7—断路器 下面，对输变电系统的主要电气设备及其功能进行简单介绍。
（1）输变电系统的基本电气设备主要有导线、变压器、开关设备、高压绝缘子等。
1）导线。导线的主要功能就是引导电能实现定向传输。导线按其结构可以分为两大类：一类是结构比较简单不外包绝缘的称为电线；另一类是外包特殊绝缘层和铠甲的称为电缆。电线中最简单的是裸导线，裸导线结构简单、使用量最大，在所有输变电设备中，它消耗的有色金属最多。电缆的用量比裸导线少得多，但是因为它具有占用空间小、受外界干扰少、比较可靠等优点，所以也占有特殊地位。电缆不仅可埋在地里，也可浸在水底，因此在一些跨江过海的地方都离不开电缆。电缆的制造比裸导线要复杂得多，这主要是因为要保证它的外皮和导线间的可靠绝缘。输变电系统中采用的电缆称为电力电缆。此外，还有供通信用的通信电缆等。
2）变压器。变压器是利用电磁感应原理对变压器两侧交流电压进行变换的电气设备。为了大幅度地降低电能远距离传输时在输电线路上的电能损耗，发电机发出的电能需要升高电压后再进行远距离传输，而在输电线路的负荷端，输电线路上的高电压只有降低等级后才能便于电力用户使用。电力系统中的电压每改变一次都需要使用变压器。根据升压和降压的不同作用，变压器又分为升压变压器和降压变压器。例如，要把发电站发出的电能送入输变电系统，就需要在发电站安装变压器，该变压器输入端（又称一次侧）的电压和发电机电压相同，变压器输出端（又称二次侧）的电压和该输变电系统的电压相同。这种输出电压比输入电压高的变压器即为升压变压器。当电能送到电力用户后，还需要很多变压器把输变电系统的高电压逐级降到电力用户侧的
220V（相电压）或380V（线电压）。这种输出端电压比输入端电压低的变压器即为降压变压器。除了升压变压器和降压变压器外，还有联络变压器、隔离变压器和调压变压器等。例如，几个邻近的电网尽管平时没多少电能交换，但有时还是希望它们之间能够建立起一定的联系，以便在特定的情况下互送电能，相互支援。这种起联络作用的变压器称为联络变压器。此外，两个电压相同的电网也常通过变压器再连接，以减少一个电网的事故对另一个电网的影响，这种变压器称为隔离变压器。
3）开关设备。开关设备的主要作用是连接或隔离两个电气系统。高压开关是一种电气机械，其功能就是完成电路的接通和切断，达到电路的转换、控制和保护的目的。高压开关比常用低压开关重要得多，复杂得多。常见的日用开关才几两重，而高压开关有的重达几十吨，高达几层楼。这是因为它们之间承受的电压和电流大小很悬殊。按照接通及切断电路的能力，高压开关可分为好几类。最简单的是隔离开关，它只能在线路中基本没有电流时，接通或切断电路。但它有明显的断开间隙，一看就知道线路是否断开，因此凡是要将设备从线路断开进行检修的地方，都要安装隔离开关以保证安全。断路器也是一种开关，它是开关中较为复杂的一种，它既能在正常情况下接通或切断电路，又能在事故下切断和接通电路。除了隔离开关和断路器以外，还有在电流小于或接近正常时切断或接通电路的负荷开关。电流超过一定值时切断电路的熔断器以及为了确保高压电气设备检修时安全接地的接地开关等都属于高压开关。
4）高压绝缘子。高压绝缘子是用于支撑或悬挂高电压导体，起对地隔离作用的一种特殊绝缘件。由于电瓷绝缘子的绝缘性能比较稳定，不怕风吹、日晒、雨淋，因此各种高压输变电设备（尤其是户外使用的），广泛采用高压电瓷作为绝缘，如：架空导线必须通过绝缘子挂在电线杆上才能保证绝缘，一条长500km的 330kV输电线路大约需要14万个绝缘子串。高压绝缘子的另一大类是高压套管，当高压导线穿过墙壁或从变压器油箱中引出时，都需要高压套管作为绝缘。除了高压电瓷作为绝缘子外，基于硅橡胶材料的合成绝缘子也获得了广泛应用。
（2）输变电的保护设备主要有互感器、继电保护装置、避雷器等。
1）互感器。互感器的主要功能是将变电站高电压导线对地电压或流过高电压导线的电流按照一定的比例转换为低电压和小电流，从而实现对变电站高电压导线对地电压和流过高电压导线的电流的有效测量。对于大电流、高电压系统，不能直接将电流和电压测量仪器或表计接入系统，这就需要将大电流、高电压按照一定的比例变换为小电流、低电压。通常利用互感器完成这种变换。互感器分为电流互感器和电压互感器，分别用于电流和电压变换。由于它们的变换原理和变压器相似，因此也称为测量变压器。互感器的主要作用：① 互感器可将测量或保护用仪器仪表与系统一次回路隔离，避免短路电流流经仪器仪表，从而保证设备和人身安全；② 由于互感器一次侧和二次侧只有磁联系，而无电的直接联系，因而降低了二次仪表对绝缘水平的要求；③ 互感器可以将一次回路的高压统一变为100V或100/3V的低电压，将一次回路中的大电流统一变为5A的小电流。这样，互感器二次侧的测量或保护用仪器仪表的制造就可做到标准化。
2）继电保护装置。继电保护装置是电力系统重要的安全保护系统。它根据互感器以及其他一些测量设备反映的情况，决定需要将电力系统的哪些部分切除和哪些部分投入。虽然继电保护装置很小，只能在低电压下工作，但它却在整个电力系统安全运行中发挥重要作用。
3）避雷器。避雷器主要用于保护变电站电气设备免遭雷击损害。变电站主要采用避雷针及避雷器两种防雷措施。避雷针的作用是不使雷直接击打在电气设备上。避雷器主要安装在变电站
输电线路的进出端，当来自输电线路的雷电波的电压超过一定幅值时，它就首先动作，把部分雷电流经避雷器及接地网泄放到大地中，从而起到保护电气设备的作用。
（3）其他电力设备。除了上述设备外，变电站一般还安装有电力电容器和电力电抗器。
1）电力电容器。电力电容器的主要作用是为电力系统提供无功功率，达到节约电能的目的。主要用来给电力系统提供无功功率的电容器，一般称为移相电容器；而安装在变电站输电线路上以补偿输电线路本身无功功率的电容器称为串联电容器，串联电容器可以减少输电线路上的电压损失和功率损耗，而且由于就地提供无功功率，因此可以提高电力系统运行的稳定性。在远距离输电中利用电容器可明显提高输送容量。
2）电力电抗器。电力电抗器与电力电容器的作用正好相反，它主要是吸收无功功率。对于比较长的高压输电线路，由于输电线路对地电容比较大，输电线路本身具有很大的无功功率，而这种无功功率往往正是引起变电站电压升高的根源。在这种情况下安装电力电抗器来吸收无功功率，不仅可限制电压升高，而且可提高输电能力。电力电抗器还有一个很重要的特性，那就是能抵抗电流的变化，因此它也被用来限制电力系统的短路电流。
变电站设备 第二篇_变电站设备作用
变压器
变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。
变电站起变换电压作用的设备是变压器，除此之外，变电站的设备还有开闭电路的开关设备，汇集电流的母线，计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等，有的变电站还有无功补偿设备。 变电站的主要设备和连接方式，按其功能不同而有差异。
变压器是变电站的主要设备，分为双绕组变压器、三绕组变压器和自祸变压器即高、低压每相共用一个绕组，从高压绕组中间抽出一个头作为低压绕组的出线的变压器。电压高低与绕组匝数成正比电流则与绕组匝数成反比。
变压器按其作用可分为升压变压器和降压变压器前者用于电力系统送端变电站，后者用于受端变电站。变压器的电庄需与电力系统的电压相适应。为了在不同负荷情况下保持合格的电压有时需要切换变压器的分接头。
按分接头切换方式变压器有带负荷有载)调压变压器和无负荷无载)调压变压器。有载调压变压器主要用于受端变电站。
电压互感器和电流互感器。它们的工作原理和变压器相似它们把高电压设备和母线的运行电压、大电流即设备和母线的负荷或短路电流)按规定比例变成测量仪表、继电保护及控制设备的低电压和小电流。在额定运行情况下电压互感器二次电压为l00V/，电流互感器二次电流为5A或1A。电流互感器的二次绕组经常与负荷相连近于短路,请注意:绝不能让其开路，否则将因高电压而危及设备和人身安全或使电流互感器烧毁。【变电站设备】
开关设备。它包括断路器、隔离开关、负荷开关、高压熔断器等都是断开和合上电路的设备。断路器在电力系统正常运行情况下用来合上和断开电路故障时在继电保护装置控制下自动把故障设备和线路断开，还可以有自动重合闸功能。在我国，220kV以上变电站使用较多的是空气断路器和六氟化硫断路器。
隔离开关（刀闸)的主要作用是在设备或线路检修时隔离电压，以保证安全。它不能断开负荷电流和短路电流，应与断路器配合使用。在停电时应先拉断路器后拉隔离开关送电时应先合隔离开关后合断路器。如果误操作将引起设备损坏和人身伤亡。
负荷开关能在正常运行时断开负荷电流没有断开故障电流的能力，一般与高压熔断丝配合用于10kV及以上电压且不经常操作的变压器或出线上。
为了减少变电站的占地面积近年来积极发展六氟化硫全封闭组合电器(GIS)。它把断路器、隔离开关、母线、接地开关、互感器、出线套管或电缆终端头等分别装在各自密封间中集中组成一个整体外壳充以六氟化硫气体作为绝
缘介质。这种组合电器具有结构紧凑体积小重量轻不受大气条件影响，检修间隔长，无触电事故和电噪声干扰等优点，具有发展前765kV已在变电站投人运行。目前，它的缺点是价格贵，制造和检修工艺要求高。
变电站还装有防雷设备，主要有避雷针和避雷器避雷针是为了防止变电站遭受直接雷击将雷电对其自身放电把雷电流引入大地。在变电站附近的线路上落雷时雷电波会沿导线进入变电站，产生过电压。另外，断路器操作等也会引起过电压。避雷器的作用是当过电压超过一定限值时，自动对地放电降低电压保护设备放电后又迅速自动灭弧，保证系统正常运行。目前，使用最多的是氧化锌避雷器。
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。【变电站设备】
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。
（12）过负荷：运行电流超过过负荷整定值（一般按最大负荷或设备额定功率来整定）时，发出过负荷信号。
（13）瓦斯保护：对于油浸变压器，当变压器内部发生匝间短路出现电气火花，变压器油被击穿出现瓦斯气体冲击安装在油枕通道管中的瓦斯继电器，故障严重，瓦斯气体多，冲击力大，重瓦斯动作于跳闸，故障不严重，瓦斯气体少，冲击力小，轻瓦斯动作于信号。
（14）温度保护：变压器、电动机或发电机过负荷或内部短路故障，出现设备本体温度升高，超过整定值发出跳闸命令或超温报警信号。
（15）主保护：满足电力系统稳定和设备安全要求，出现故障后能以最快速度有选择性的切除被保护设备或线路的保护。
（16）后备保护：主保护或断路器拒动时，用来切除除故障的保护。主保护拒动，本电力系统或线路的另一套保护发出跳闸命令的为近后备保护。当主保护或断路器拒动由相邻（上一级）电力设备或线路的保护来切除故障的后备保护为远后备保护。
（17）辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能，或当主保护和后备保护检修退出时而增加的简单保护。
（18）互感器二次线路断线报警：电流互感器或电压互感器二次侧断线会引起保护误动作，
变电站设备 第三篇_500kV变电站主要设备
500kV变电站主要设备介绍【变电站设备】
第一部分 设备的公用参数
一、设备环境条件
根据设备使用当地的具体环境确定，具体是：
1、户外设备环境条件主要分为：海拔高度、环境温度、相对湿度、污秽等级、地震烈度、覆冰厚度。
2、户内设备环境条件主要是环境温度和相对湿度。
二、设备的额定电压
1、我国的电压等级
电压等级分别用“系统标称电压”表示，分别为：1000kV、750kV、500kV、330kV（西北）、220kV、145kV（东北）、110kV、60kV、35kV、10kV、6kV（电厂）、0.4kV
2、设备的额定电压
“设备的额定电压”分别用上述系统的“最高运行电压”表示，分别为：1100kV、800kV、550kV、363kV（西北）、252kV、167kV（东北）、126kV、69kV、40.5kV、11.5kV、
6.9kV（电厂）、0.46kV
三、绝缘水平
绝缘水平是指：设备带电部分与不带电部分之间的绝缘能力，主要分为：雷电冲击、操作冲击和工频耐压三种绝缘水平，主要根据相应的国家和行业的标准以及安装地点的使用要求选择。
四、设备的试验要求
各种设备都应该按照国家和行业的标准，通过相关的试验。设备试验主要分为以下几种：型式试验、出厂试验、安装现场的交接试验等。
五、额定频率：50HZ
第二部分 500kV变电站主要一次设备
500kV变电站一般分为三个电压等级，即：500kV、220kV和35kV，下面分别介绍各级电压的一次设备。
一、500kV主变压器
变压器的作用是“改变电压，将各级电压连接起来”。500kV主变压器的主要型式和参数介绍如下：
1、额定容量：750MVA、1000MVA等等
2、绕组容量比：100/100/50等等
3、电压变比500/220/35kV等等
4、短路阻抗
5、空载损耗和负载损耗
6、单相变压器（A、B、C三相共三台），或三相共体变压器（A、B、C三相一台）。多数变电站为三台分相的单相变压器，少量运输条件优越的变电站采用三相共体变压器。
7、调压方式：无载调压（无励磁调压），或有载调压（带励磁调压）；
8、冷却方式：强迫油循环风冷、空气自然冷却，或水循环冷却。
二、500kV高压并联电抗器
高压并联电抗器的作用：“一是限制系统的过电压；二是实现系统的无功补偿”。500kV高压并联电抗器的型式和主要参数介绍如下：
1、额定容量：90Mvar--180Mvar；
2、额定电压：525kV--550kV
3、冷却方式
4、一般500kV高压并联电抗器是三个单相构成，即：三台构成一组。
三、500kV断路器
断路器的作用是：“既可以分合正常工作电流，也可以切断较大的事故短路电流”。500kV断路器的型式和主要参数介绍如下：
1、额定电流（有效值）：3150A、4000A等等
2、额定短路开断电流（有效值）：50kA、63 kA等等
3、额定短时耐受电流（冲击峰值）：125 kA、160 kA等等
4、组合型式：主要分为以下三种：
柱式断路器、罐式断路器、HGIS开关设备、GIS开关设备（后面具体介绍） 四、500kV隔离开关
隔离开关的作用是：“只能不带电流分合，检修时起到隔离作用”。500kV隔离开关的型式和主要参数介绍如下：
1、额定电流（有效值）：2500A、3150A、4000A等等
2、额定短时耐受电流（冲击峰值）：125 kA、160 kA等等
4、型式分类方式很多，主要分为以下几种：
（1）按照分合方式可以分为：垂直分合、水平分合。
（2）按照携带接地开关的方式可以分为：双接地、单接地、不带接地。
（3）两组隔离开关组合成一组时，称为“组合式隔离开关”。
（4）只用于接地的独立“接地隔离开关”是隔离开关的一种。
五、500kV电流互感器
也称为：CT或TA，作用是“通过变流取得较小二次电流，用于二次系统采样”。型式和主要参数介绍如下：
1、额定电流比：1250—2500/1/1/1/1/1/1 A 等等
2、主要型式有：SF6气体电流互感器 和 油浸式电流互感器
3、额定短时耐受电流（冲击峰值）：125 kA、160 kA等等
六、500kV电压互感器
也称为：CVT或TV，作用是“通过变压取得较小二次电压，用于二次系统采样”。型式和主要参数介绍：
1、额定电压比
2、500kV的主要型式是：电容式电压互感器，即：CVT
七、500kV避雷器
目前采用比较多的是“金属氧化物避雷器”，或称为“氧化锌避雷器”，作用是“在系统出现过电压时，起到限制过电压的作用，达到保护其它设备的目的”。主要参数介绍如下：
1、额定电压：444kV和420kV两种。注意：避雷器比较特殊，它的额定电压与上面提及的设备额定电压含义不同。避雷器额定电压是指“非正常情况下短时的过电压能力”，而通常的设备额定电压是指“正常运行的设备最高电压”。
2、雷电冲击残压
3、操作冲击残压
八、500kV的SF6组合电器
1、柱式断路器
是独立的断路器，只具有断路器的功能。
2、罐式断路器
是断路器和电流互感器的组合。
3、HGIS开关设备
是断路器、电流互感器、隔离开关的组合，必要时也可以组合电压互感器和避雷器。只是不同回路的连接仍然采用架空母线连接。
4、GIS开关设备
是断路器、电流互感器、隔离开关的组合，必要时也可以组合电压互感器和避雷器。不同回路的连接采用SF6母线管道连接。
5、柱式断路器、罐式断路器、HGIS开关设备、GIS开关设备，按照这个顺序比较，占地越来越小，可靠性越来越高，但造价也越来越高。
九、220kV主要一次设备
220kV的主要一次设备类型与500kV基本相同，区别只有以下两方面：
1、我国的220kV电压等级一般没有并联电抗器。
2、变压器、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器等设备，220kV与500kV相比，数值上有所不同。
十、35kV主要一次设备
35kV主要一次设备也包括：断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器等，另外还有：并联电抗器（通常为无油的“干式”）、并联电容器设备。
这些设备型式和参数基本没有特殊要求，只是35kV分合无功的断路器，额定电流和断路开断电流较大，还需要通过分合无功补偿的试验，制造和试验难度较大，在国内选型范围有所局限。
第二部分 500kV变电站主要二次设备
变电站二次设备一般为户内设备，主要包括：监控系统、继电保护、电能量计费系统、站内通信系统、站内电源系统、消防监控系统、站内视频系统等。下面分别介绍：
一、变电站监控系统
监控系统的作用主要是“变电站运行情况的监视和控制”。可以监视站内的电流、电压、功率、开关设备的分合位置，也可以在主控室控制操作所有的开关设备。
监控系统的主要构成如下：
1、测控单元
也称为“I/O单元”，或称为“A/D转换单元”。作用是将“从电流互感器和电压互感器取得的模拟量”，转换成“数字量”，送入监控系统的计算机网络。测控单元的物理形态一般是由几面柜子组成，标准柜体：高2200宽800厚600毫米。
2、后台监控单元
后台监控单元一般安装在主控室，通过计算机实现监控功能，其物理形态一般是几面标准柜子，若干台计算机的主机和显示器。后台主要功能分单元包括：操作工作站、继电保护工作站、五防工作站、远动工作站等。
3、测控单元和后台监控单元一般由“高速计算机网络（以太网）”连接，物理形态由光缆和智能接点组成。
二、继电保护
继电保护的作用是：“当一次系统发生故障时，快速动作于断路器，将故障点从运行系统快速切除”。继电保护装置主要有以下几种类型：
1、按照保护对象分类可以分成：线路保护、变压器保护、并联电抗器保护、母线保护、断路器保护、电容器保护、站用电保护等等。
2、故障录波器、保护及故障录波管理子站、保护试验电源等。
3、各种继电保护的物理形态是标准柜子。
三、电能量计费系统
主要作用是：实现不同投资方的电网之间的“电量计费”。主要构成包括：
1、高精度电能表，也称为：“关口表”。
2、电能量采集器，用于从关口表收集电量数据上传到主控室和站外远方的调度部门和计费的有关单位。
四、站内通信系统
主要作用是“实现站内各位置之间和站内与站外有关单位的电话通讯”。主要由调
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