變電站電氣主接線及防誤操作裝置PPT課件

1、變電站作為電網(wǎng)的結點，主要可以起到變換電壓等級，無功補償，改變系統(tǒng)運行方式，匯集、傳輸、分配電能的作用。同時，通過變電站的保護、監(jiān)控、計量、自動化等設備可以實現(xiàn)對電網(wǎng)的監(jiān)控，電能計量，故障切除，提高電網(wǎng)穩(wěn)定運行等功能。變電站變電站的作用的作用變電站變電站的分類的分類按作用分：升壓站、降壓站、開關站、換流站（整流逆變站）按所處位置分：樞紐站、中間站、終端站、地區(qū)站、企業(yè)站按值班方式分：有人值班站、無人值班站其它分類方法：如敞開式、GIS站第1頁/共36頁是指發(fā)電廠、變電站中將發(fā)電機、變壓器、斷路器、隔離刀閘、互感器、導線等生產(chǎn)、傳輸、分配電能的一次設備連接組成的電路，也稱為一次接線。電氣主接線指

2、電氣主接線中的設備用標準的圖形符號和文字符號表示的電路圖。其一般畫成單線圖（即用單相線表示三相），對局部三相不完全一致的，則畫成三相加以區(qū)別。電氣主接線圖第一節(jié)第2頁/共36頁變電站主要一次設備簡變電站主要一次設備簡介介斷路器斷路器（開關）具有滅弧功能，其主要作用是在正常的情況下，控制線路和設備的開斷與關合，而在電力系統(tǒng)故障時，與保護配合切除故障電流，保證系統(tǒng)正常運行變壓器主變壓器是變電站最重要的電氣設備。一方面通過升壓變升壓可以實現(xiàn)遠距離輸電，減小輸送電流，降低線損；另一方面為了適應用電設備電壓等級和用電安全又需要降壓變進行降壓。1第3頁/共36頁接地刀閘接地刀閘的作用是在線路或設備檢修時進

3、行接地和放電，以保證檢修人員安全。隔離刀閘沒有滅弧功能，不能用來拉合負荷電流與故障電流。其主要作用是停電檢修時起到隔離作用，形成明顯斷開點，保證安全。其還與斷路器配合通過倒閘來改變運行方式、還可斷開小電流和環(huán)路電流等。第4頁/共36頁互感器互感器主要功能：將一次設備的高電壓、大電流變換為標準的低電壓、小電流。經(jīng)過變換一方面使得儀表繼電保護等二次設備標準化、小巧經(jīng)濟，同時使一次和二次在電氣上隔離。名稱簡稱二次額定值電流互感器TA5A,1A電壓互感器TV100V,100/ V3第5頁/共36頁母線其主要起到匯集與分配電能的作用。另外，與刀閘、斷路器配合，通過倒閘操作可以改變系統(tǒng)的運行方式。避雷器避

4、雷器是變電站防雷過電壓設備的一種，其主要是防止雷電波侵害，同時還能防止內部過電壓即操作過電壓對設備的侵害。變電站其它的防雷設施還有避雷針、放電間隙等第6頁/共36頁低壓側無功設備我局變電站大多在變壓器低壓側裝有補償電容器，用來對無功的就地補償。部分變電站，如500kV賢令山站的主變第三繞組側還裝有低壓電抗器，以吸收系統(tǒng)無功，達到調節(jié)系統(tǒng)電壓的目的。名稱作用結果電容器補償無功升壓電抗器吸收無功降壓第7頁/共36頁可靠性可靠性：這里要求的可靠性是相對的，具體定量要考慮到設備的可靠性指標、線路、母線的故障率以及有關二次設備的可靠率。一般只定性地比較以下幾點：1斷路器檢修對供電地影響；2設備故障連帶影

5、響范圍；3全停概率靈活性靈活性：指改變運行方式快捷、方便。體現(xiàn)在：調度操作靈活、設備檢修方便、事故處理靈活經(jīng)濟性經(jīng)濟性：在滿足可靠性、靈活性要求地同時使供電局的投資少。主要考慮采用簡單接線方式減少設備、征地方便。同時要求操作上盡量簡單、擴建方便電氣主接線的基本要求2第8頁/共36頁變電站常見的電氣主接變電站常見的電氣主接線線3單母接線單母接線是最簡單的母線接線方式，所有饋線經(jīng)斷路器接于一條匯流母線上，一般用于110kV及以下電壓等級。當用110kV電壓時一般不超過2回。用于10kV時一般不超過5回。這個也不是絕對的，僅出于可靠性的要求。其優(yōu)點僅是簡單明了、設備少、投資小。缺點可靠性、靈活性都相

6、對差。第9頁/共36頁當出線較多時，通過分段斷路器將母線分成23段，通過分段斷路器可以實現(xiàn)各段并列或分裂運行，運行方式靈活許多，電源和負荷盡可能地均分在不同段上，一方面減小了各段負荷交換，同時也提高了母線的可靠性，全停的可能性大大減小。設備方面增加了一臺分段開關，單投資不僅限于一臺開關，還涉及增加相應母線設備，以及二次改造等。另外可靠性要求不高時，分段開關可以改成聯(lián)絡刀閘（如110kV蓮塘站）。單母分段單母分段分段開關第10頁/共36頁雙母接線的特征是出線間隔通過過并列的兩把刀閘接于兩條母線上，這樣最大的好處是母線停電檢修時，出線不停電。因此，對于出線較重要、或是回數(shù)比較多時可以采用此種接線。

7、另外，通過出線母線刀閘在不同母線間轉換可以，可以輕松實現(xiàn)方式變換，同時母聯(lián)斷路器也可以實現(xiàn)母線的并列分裂運行。因此，在穩(wěn)定性、靈活性方面較單母又更進一步了。雙母接線雙母接線母聯(lián)第11頁/共36頁對于雙母線接線，一般饋線較多，母線范圍大，且母線故障影響范圍巨大，為了再進一步提高雙母接線的可靠性，可在兩條母線上增加分段開關。在故障時候減小停電范圍（Q:這里只考慮故障時的影響，不考慮母線檢修時）。一個分段的稱：雙母三分段，兩個分段稱：雙母四分段或雙母雙分段。雙母線接線是一種非?？煽康慕泳€方式，廣泛用于110kV及以上電壓等級，特別是220kV，我局的220kV母線幾乎都是或至少是雙母形式。母聯(lián)分段雙

8、母分段雙母分段第12頁/共36頁雙母線接線特點 :優(yōu)點：可靠、靈活1 母線檢修不影響正常供電;2 檢修任一回路的母線隔離開關時，只影響該回路供電；3 母線故障時，縮小了停電范圍，增加分段后更加明顯；4 通過出線轉換母線刀閘、母聯(lián)分段的分斷可以實現(xiàn)靈活的運行方式；5 擴建方便。另：雙母線制可以特別的在出線間隔因設備故障不能完成停電時，可由母聯(lián)代替完成，而不影響其它出線。如開關失靈或母線刀閘故障。缺點：復雜、投資較多1 一次設備增加較多，現(xiàn)場接線復雜2 相應的二次設備也比較復雜，主要體現(xiàn)在母線保護配置、出線電壓切換、回路接線等方面3 由于設備增加、占地面積擴大等，因而投資較大；4 靈活的倒閘操作也

9、帶來了誤操作風險，以及二次方面繼電器切換失靈的風險。另：無法避免母線故障造成線路停電第13頁/共36頁帶路：當出線間隔檢修時，如開關、CT檢修、保護調試等，又為了避免線路停電，通過旁路間隔代替檢修原間隔工作。旁路母線區(qū)別于主母線，其不具備匯流與分配電能的作用，其僅相當于帶路時一條過渡導線的作用。帶旁路的接線方式有：單母帶旁路接線、雙母帶旁路接線等旁路接線是一種過時的形式，在上世紀由于電氣設備可靠性比較差，特別斷路器的可靠性差，加上我國電網(wǎng)不是很完善，旁路對電網(wǎng)穩(wěn)定起到了一定作用。隨著，電氣設備技術工藝的進步，特別是SF6斷路器取代了原來的少油斷路器，可靠性不斷提升，二次方面微機取代了一堆繼電器

10、，也更加可靠；同時電網(wǎng)的不斷加強，變電站普遍采用多電源，如今，一條電源失電，對變電站來講威脅也不那么可怕了。加上旁路的接線、操作及二次方面都比較復雜，因而面臨淘汰。旁路母線旁路母線第14頁/共36頁雙母帶旁路單母帶旁路第15頁/共36頁3/2接線接線3/2接線由3臺斷路器2回出線構成一串，這樣每回均分1.5個斷路器，也稱一個半斷路器接線 。3/2接線在穩(wěn)定性、靈活性方面都比前面幾種接線要優(yōu)越得多。主要體現(xiàn)在：1一臺斷路器故障不影響出線運行2母線故障對出線幾乎沒有影響3通過斷路器操作就可以實現(xiàn)線路接于不同母線，不需要操作刀閘4運行操作方便簡單明了，與雙母接線相比，沒有倒母得風險。5保護及二次回路

11、方面雖然，與雙母接線相比有所區(qū)別，但總體相對不是那么復雜。6特別的，當斷路器失靈時，可通過正常串的互聯(lián)，等電位操作刀閘將故障斷路器退出，很方便。3/2接線由于增加了斷路器等設備，因而投資增加。主要用于500kV電壓等級。第16頁/共36頁 電氣主接線其它形式：如線變壓器接線，橋接線，四邊形接線，雙開關接線，4/3開關接線等，不常見（略）第17頁/共36頁變電站電氣設備編號原則簡變電站電氣設備編號原則簡介介4500kV設備編號原則：開關的編號：如5031開關 ，為第三串1母側邊開關。類推5032為第三串中間開關，5033為第三串2母側邊開關5 0 3 1電壓等級所在串數(shù)開關位置刀閘的編號：刀閘按

12、所屬開關來編，并以靠母線方面加以區(qū)別。如：50511指的是5051開關1M側刀閘， 50512指的是5051開關2M側刀閘。5 0 5 1 1電壓等級所在串數(shù)開關位置就近母線第18頁/共36頁地刀的編號：地刀編號末尾是以7作為標識開關地刀編號在就近刀閘的編號后加7，如503317是指5033開關50331刀閘側的地刀，5033另一側地刀就是503327。5 0 3 3 1 7開關編號刀閘就近母線地刀標識線路地刀編號是在線路所屬的邊開關編號后加67，如：清遠局賢令山站的503167是指500kV桂山乙線線路地刀。這里5031就是桂山乙線靠1M的邊開關，桂山乙線還和2變高共用一個聯(lián)絡5032開關。

13、5 0 3 1 6 7桂山乙線邊開關編號線路地刀標識母線地刀編號：由4位數(shù)字組成，如5227，指2M上的2地刀5 2 2 7電壓等級標識母線地刀號第19頁/共36頁220kV線路開關為4位數(shù)字組成，首位2代表電壓等級出線間隔內刀閘、地刀均以所屬開關規(guī)則編號。母線刀閘編號：為開關編號母線編號組成，如21561開關為220kV山陽甲線靠1M側刀閘，21562為靠2M側刀閘。線路刀閘編號：為開關編號4組成，如220kV山陽甲線線路刀閘編號為21564開關側地刀編號：為開關編號B0CT側地刀編號：為開關編號C0線路側地刀編號：為開關編號401M2M21562215612156B021562156C02

14、15640第20頁/共36頁第21頁/共36頁第二節(jié)“五防”的要求：1防止誤入帶電間隔2防止帶負荷拉合隔離刀閘3防止帶接地刀（接地線）合隔離刀閘4防止帶電合（掛）接地刀（接地線）5防止誤分合斷路器三同時：防誤裝置應與主設備同時設計、同時施工、同時投入使用變電站防誤操作閉鎖裝置：為滿足五防要求，在電氣設備及其自動化控制系統(tǒng)上安裝的對電氣設備操作流程、操作回路、操作位置進行閉鎖和提示的裝置。主要包括：機械連鎖、電磁閉鎖、電氣閉鎖、微機防誤閉鎖裝置、變電站自動化系統(tǒng)五防子系統(tǒng)等。第22頁/共36頁機械聯(lián)鎖：成套的隔離刀閘裝置都按有關生產(chǎn)要求設計有地刀和刀閘的機械聯(lián)鎖。同時，目前機械聯(lián)鎖也僅限于成套刀

15、閘與地刀之間的閉鎖?？煽啃愿摺５?3頁/共36頁電氣閉鎖：在設備的控制回路上，通過串入關聯(lián)的電氣設備的位置接點，或者有壓繼電器的接點組成閉鎖邏輯，當條件不滿足時斷開控制回路以達到閉鎖的功能。HAFA1GWSBKYHAFHA微機監(jiān)控系統(tǒng)KSDL1GD1ZKAII N1TABK21G1GDS N1G機構箱電源及空氣開關遠方監(jiān)控操作就地端子箱操作就地機構箱操作停止操作1GD電磁鎖回路隔離開關控制閉鎖回路DG1GDL1G第24頁/共36頁 電氣閉鎖局限性：其只能對開關、刀閘、地刀進行閉鎖，對誤入間隔和接地線無能為力。 電氣閉鎖的可靠性主要取決與各輔助接點的可靠性。 電磁鎖回路：與電氣閉鎖類似，也是通過

16、在電氣回路上串入輔助接點來實現(xiàn)閉鎖邏輯，不過當回路通的時候，開放的不是控制回路，而是電磁鎖。只有電磁鎖解鎖后才能進行相應的下一步操作。第25頁/共36頁微機五防閉鎖微機五防采用計算機技術，通常主要由主機、模擬屏、電腦鑰匙、機械編碼鎖和電氣編碼鎖等功能元件組成。依靠閉鎖邏輯和現(xiàn)場鎖具實現(xiàn)對斷路器、隔離開關、接地開關、地線、遮攔、網(wǎng)門或開關柜門的閉鎖。模擬屏電腦鑰匙（掛鎖）機械編碼鎖電氣編碼鎖第26頁/共36頁編碼鎖示例第27頁/共36頁微機五防實現(xiàn)流程微機五防實現(xiàn)流程操作任務五防主機傳送電腦鑰匙在后臺操作模擬操作是否操作結束回傳是否操作結束否否結束是是根據(jù)操作任務和操作票，在五防機模擬屏上按照操

17、作順序一次模擬操作。模擬完畢，可以選擇在監(jiān)控后臺遠方操作或是在現(xiàn)場操作，如在現(xiàn)場操作，則需要傳送操作任務到電腦鑰匙。操作人員攜帶電腦鑰匙剩余到現(xiàn)場核對鎖碼操作。當選擇后臺操作則只需將操作任務傳送給后臺，不用傳送到電腦鑰匙。當后臺與現(xiàn)場交替操作時，則可以通過電腦鑰匙回傳，將剩余步驟回傳給主機，再發(fā)送至后臺。反之也可以先在后臺操作完畢再傳送到電腦鑰匙。第28頁/共36頁 微機防誤裝置評價：其可以實現(xiàn)真正的“五防功能，但其實現(xiàn)有賴于現(xiàn)場人員對規(guī)章制度的遵守。無票操作、操作任務錯誤、或者解鎖操作，都直接影響到閉鎖功能。而相對于其它防誤裝置而言，微機防誤裝置的可靠性相對較差，主要受主機死機、程序數(shù)據(jù)丟失

18、、電腦鑰匙故障、編碼鎖銹蝕等。這里，我們常說的解鎖主要是針對微機五防系統(tǒng)來講的。解鎖包括正常解鎖、事故解鎖。對于解鎖操作，供電單位是有嚴格規(guī)定的。第29頁/共36頁6.5防誤裝置的操作解鎖管理正常操作解鎖應由操作人員向變電運行部門負責人申請，由變電運行部門負責人安排除現(xiàn)場操作人和監(jiān)護人外的其他人員（原則上應是五防專責人）到現(xiàn)場核實，確認裝置缺陷確實導致無法操作后方可執(zhí)行解鎖。事故操作解鎖應由操作人員在確認操作無誤，并由站長或當值值班負責人審核批準后進行解鎖操作，但事后變電運行部門必須將相關情況匯報供電局生技部、安監(jiān)部和調度部門。解鎖操作的全過程應加強監(jiān)護，并做好相應的安全措施。解鎖操作完畢后立

19、即將解鎖用具放回原處。廣東電網(wǎng)公司防止電氣誤操作閉鎖裝置管理規(guī)定對解鎖管理的要求第30頁/共36頁變電站間隔層五防的實現(xiàn)變電站間隔層五防的實現(xiàn)隨著變電站綜合自動化水平的提高，無人職守站的出現(xiàn)。在遠端（如調度中心、集控站）遙控站內設備的情況也越來越頻繁，遠端的操作員機如果沒有防誤閉鎖功能，則造成誤操作的風險很大。目前解決辦法是采用在變電站間隔層實現(xiàn)實時防誤閉鎖。實現(xiàn)方法簡介：在變電站站控層編輯閉鎖邏輯，由間隔層監(jiān)控設備進行下載 ，測控裝置根據(jù)本身間隔的設備位置，再根據(jù)閉鎖邏輯條件進行判斷實現(xiàn)本間隔內的閉鎖，測控也可以和其它測控經(jīng)過間隔層數(shù)據(jù)通訊實現(xiàn)聯(lián)鎖 。在站控層進行邏輯編寫是出于維護方便，而在

20、間隔層進行邏輯判斷是因其對現(xiàn)場閉鎖條件有相對好的實時性。 測控裝置輸出閉鎖接點，即斷開有關控制回路來實現(xiàn)閉鎖功能。 第31頁/共36頁五防閉鎖邏輯7.2 通用閉鎖邏輯的要求斷路器通用閉鎖邏輯:無條件分合閘。隔離開關通用閉鎖邏輯:對于雙母線類接線，只有母聯(lián)斷路器及其兩側隔離開關合上時才允許倒母線。除倒母線外，斷路器間隔內的隔離開關應在斷路器分閘后才能分合閘。合隔離開關時，隔離開關兩側接地開關應分開、接地線應拆除，包括經(jīng)斷路器、主變、接地變/站變、電纜等連接的接地開關及接地線。旁路斷路器間隔的旁路隔離開關，必須旁路斷路器分開，旁路母線接地開關分開的狀態(tài)下才能合閘。非旁路斷路器間隔的旁路隔離開關，必須在旁路斷路器分開、旁路母線上所有接地開關分開、所在間隔線路側接地開關（主變各側接地開關）在分開的狀態(tài)下才能合閘。母線接地開關合上或母線接上接地線后，母線上的各隔離開關、小車均不能合上。小車的位置規(guī)則與隔離開關規(guī)則一致。補充：對于線路刀閘與母線刀閘之間的閉鎖是出于反措的要求。第32頁/共36頁接地開關（接地線）通用閉鎖邏輯:接地開關無條件分閘。主變中性點