变电所

[拼音]：biandiansuo

[外文]：substation

电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所（见图）。

为了保证电能的质量以及设备的安全，在变电所中还进行电压调整、潮流控制以及输配电线路和主要电工设备的保护。变电所通常指独立的电力变电所及电气铁路变电所，不包括各种发电厂的厂用变电所。

分类

变电所的分类方法有多种，可以按布置方式、用途、电压等级和它在电力系统中的地位等分类。按布置方式可分为户外式、户内式、封闭式、移动式几大类。按户内布置又可分为地上变电所和地下变电所。按用途可分为电力变电所和电气铁路用变电所，前者又可分为输电变电所、配电用变电所和变频所。按电压等级可分为中压变电所(60千伏及以下)、高压变电所(110～220)千伏、超高压变电所（330～765）千伏和特高压变电所（1000千伏及以上）。按其在电力系统中的地位可分为枢纽变电所、中间变电所和终端变电所。

组成

变电所主要由主接线，主变压器，高、低压配电装置，继电保护和控制系统，所用电和直流系统，远动和通信系统、必要的无功功率补偿装置和主控制室等组成。其中，主接线、主变压器、高低压配电装置属于一次系统，继电保护和控制系统、直流系统、远动和通信系统等属于二次系统。

主接线

变电所的最重要组成部分。它主宰着变电所的功能、建设投资、运行质量、维护条件和供电可靠性。一般分为单母线、双母线、一个半断路器接线和环形接线几种基本形式。在这些基础上，还可按主母线和分段的数量、旁路的设置、一串结构中断路器多少、变压器回路是否直接联到母线等因素，派生出一些类似的主接线。

（1）单母线：一种最简单的主接线形式。所需设备和占用空间少，因而投资少，适用于中小城市和110千伏及以下变电所。为提高可靠性和便于检修，常用分段开关装置分成若干个区段。

（2）双母线：由两组规格相同的母线组成。变电所的进出线和主变压器都通过各自的一个断路器和两组隔离开关分别与任一组母线相联接。这种双母线接线是运用最广泛的主接线。对于母线电压较高，进出线回路很多，供电可靠性要求高的大容量变电所，需采用三母线主接线，或者采用双母线多分段主接线。

（3）一个半断路器接线：变电所每两个主要元件（如变压器与线路或线路与线路）与 3个断路器和相应的隔离开关，串接在两组主母线之间，每个元件或回路平均由一个半断路器来控制开或合。这种主接线的基本特点是，任一母线或3个断路器中任何一个需检修，都可随时退出运行，而不影响回路的供电或受电。其可靠性高于双母线。

（4）环形接线：又称多角形接线。变电所内所有断路器和相应的隔离开关与母线串接成一个封闭环形，在每两个断路器之间，引接进出线路或变压器。

继电保护与控制

变电所的继电保护分为系统保护和元件保护两类。前者指输电线路保护和母线保护，后者指变压器保护、电抗器保护及无功补偿装置保护。它们都经历了单个机电式继电器保护、电磁式组合继电器保护、分离元件晶体管保护、集成电路保护以及计算机式保护等的发展过程。此外，微波保护、光纤保护等各种新型保护已开始在220千伏、500千伏系统中采用。

变电所的控制方式一般可分为直接控制和选控两大类。直接控制方式采用一对一的控制按钮，优点是操作简单，直观性强；缺点是控制装置占地面积较大。直接控制又分为强电控制和弱电控制两种。对于控制对较多的变电所，如果采用直接控制方式，则控制盘数量太多，控制监视面太大，已经不能满足运行要求，此时需采用选控方式。选控方式具有控制容量大、控制集中、控制屏占地面积较小等优点；缺点是直观性较差，中间转换环节多。

其他组成部分

包括在正常运行和检修时给变电所的电工设备、机械设备供电的所用电系统；给变电所的继电保护、自动化、信号装置、通信装置、电气设备的操作回路和事故照明提供直流电的直流系统；为了满足电力系统各种运行方式下电压调整和对无功功率的需要而装设的可调分头的变压器和无功功率补偿装置；为了满足变电所与调度所之间的通信联系而装设的通信和远动装置。变电所的通信分为电力线载波通信和微波通信。

变电所总体布置

直接关系到变电所的建设投资和生产运行、检修的方便与否。通常按变电、配电装置和进出线方向的相互关系分为对侧出线、垂直出线和并列出线3种基本方式。

（1）对侧出线:主变压器布置在变电所的中间位置，高低压配电装置分别在它的两侧，朝着相反的方向进出线。这是应用得最广泛的一种布置方式，适用于进出线走廊互相平行的变电所。

（2）垂直出线：主变压器和高低压配电装置的相对位置和对侧出线相同，只是高低压进出线方向互相垂直。适用于进出线走廊相互垂直的各种变电所。

（3）并列出线：各级配电装置并排布置在一侧，进出线都在同一方向，而主变压器布置在另一侧。这种方式仅适用于地形比较特殊、出线走廊受到严格限制的变电所。

设备选择与所址选择

变电所的先进性、经济性和可靠性，在很大程度上取决于设备的性能及其合理配置。变电所主变压器的选择应遵循：

（1）一般变电所装设2～3台（组）主变压器，对110～220千伏级，当仅有一个电源时，亦可只装1台；

（2）330千伏及以下，主变压器一般采用三相变压器，容量按投入 5～10年的预期负荷选择；

（3）在装有2台及以上主变压器的变电所中，当一台断开时，其余主变压器的容量应能满足一级和二级负荷的需要；

（4）具有3种电压的变电所，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器额定容量的15％以上，或低压侧虽无负荷但需装设无功补偿设备时，均宜选用三绕组变压器；

（5）选用变压器接线组别时，应综合考虑继电保护、通信干扰和系统发展的因素。变电所高压断路器的选择原则是：

（1）6～220千伏级，一般可用少?投下菲鳎?

（2）110～220千伏级，当少油断路器不能满足开断容量或开断时间要求时，宜选用六氟化硫断路器(SF₆断路器)；

（3）330～500千伏级，应采用SF₆断路器，高寒地区可采用SF₆混氮式断路器或空气断路器。超高压避雷器的选择应符合限制内过电压的要求。隔离开关选型应适合设备布置方式和当地环境条件、气象条件（地震烈度、空气污秽等级、覆冰厚度、风速等）。

变电所所址选择除应考虑尽量靠近电网枢钮点或负荷中心外，还应考虑：

（1）不占或少占农田；

（2）便于出线，尽量避免输电线路相互交叉，以及出线走廊对通信和信号线造成的危险与干扰；

（3）地震问题（地区标准烈度8度及以上地区一般不宜建设大型变电所）、空气污秽条件以及噪声、静电感应对周围造成的环境问题。

参考文章

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