變電站主接線講義.ppt課件

1、變電站主接線講義1、概念1.1變電站電氣主接線，是指由變壓器、開(kāi)關(guān)、刀閘、互感器、母線、避雷器等電氣設(shè)備按一定的順序連接，用來(lái)匯集和分配電能的電路，也稱為一次設(shè)備主接線圖。1.2把這種全部由一次設(shè)備組成的電路繪制在圖紙上，就是我們的電氣主接線圖。在電氣主接線圖中，所有的電氣設(shè)備均用國(guó)家和電力行業(yè)規(guī)定的文字和符號(hào)表示，并且按它們的“正常狀態(tài)”畫(huà)出。所謂“正常狀態(tài)”，就是電氣設(shè)備處在所有電路無(wú)電壓及無(wú)任何外力作用下的狀態(tài)，開(kāi)關(guān)和刀閘均在斷開(kāi)位置。1.3需要注意的是，電氣設(shè)備的正常狀態(tài)和正常運(yùn)行方式是兩個(gè)不同的概念，正常狀態(tài)有兩層含義：一是作為電氣主接線圖來(lái)講所包含的上面講到的一層含義，也就是電氣設(shè)

2、備處在所有電路無(wú)電壓及無(wú)任何外力作用下的狀態(tài)，開(kāi)關(guān)和刀閘均在斷開(kāi)位置。另外一層含義，是指設(shè)備的各項(xiàng)功能正常，在額定的電壓、電流作用下能長(zhǎng)期運(yùn)行的一種狀態(tài)。而正常運(yùn)行方式是指在本站設(shè)備或系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下，管轄調(diào)度所規(guī)定的經(jīng)常采用的一種運(yùn)行方式。只要本站設(shè)備正常，就必須按照有關(guān)調(diào)度規(guī)定的方式運(yùn)行，除有管轄權(quán)的調(diào)度以外的其他人員是無(wú)權(quán)改變?cè)O(shè)備的運(yùn)行方式的。與正常運(yùn)行方式相對(duì)應(yīng)的是非正常運(yùn)行方式，這是指因設(shè)備故障、停電檢修、本站或系統(tǒng)事故處理而暫時(shí)改變?cè)O(shè)備的正常運(yùn)行方式。2、對(duì)電氣主接線的要求2.1保證供電的可靠性和電能質(zhì)量。2.2具有運(yùn)行方式上的靈活性和倒閘操作上方便性。2.3具有經(jīng)濟(jì)性。2.4具

3、有發(fā)展和擴(kuò)建的可能性。500kV變電站在電網(wǎng)中的地位非常重要，尤其是全國(guó)“西電東送，南北互供”大電網(wǎng)的逐步建成，它的安全可靠運(yùn)行直接影響到大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此對(duì)500kV變電站一次設(shè)備主接線的要求較高。目前，我國(guó)500kV變電站電氣主接線，采用3/2接線也有個(gè)別500kV變電站采用的是雙母線單分段帶旁路加菱形接線（華東地區(qū)）。隨著我國(guó)電氣設(shè)備制造水平的逐年提高，加上節(jié)約用地和工程經(jīng)濟(jì)性等方面的考慮，目前500kV變電站的電氣主接線基本采用3/2接線方式。3、常用的幾種電氣主接線3.1 220kV部分3.1.1雙母線單分段： 正常運(yùn)行方式：母聯(lián)開(kāi)關(guān)和分段開(kāi)關(guān)全部合上，即三條母線并聯(lián)運(yùn)行，線

4、路開(kāi)關(guān)通過(guò)兩組母線側(cè)刀閘中的一組分別接在三條母線上運(yùn)行。 一個(gè)變電站一次設(shè)備的運(yùn)行方式，都是以調(diào)度規(guī)定的方式運(yùn)行，原則是，屬于電源元件的設(shè)備必須分別接在不同編號(hào)的母線上，平行線路應(yīng)分別接在不同編號(hào)的母線上。3.1.2非正常運(yùn)行方式：任意一條或兩條母線停電檢修，則該母線上所連接的電氣設(shè)備均需要倒至另外的母線上運(yùn)行，以保證供電的連續(xù)性。如母聯(lián)開(kāi)關(guān)、分段開(kāi)關(guān)檢修，母聯(lián)刀閘、分段開(kāi)關(guān)的刀閘或母線PT刀閘檢修，母線設(shè)備更換改造等。任意元件由運(yùn)行轉(zhuǎn)為熱備用、冷備用或檢修狀態(tài)，則該單元包括開(kāi)關(guān)、刀閘、PT、CT、阻波器、結(jié)合濾波器等都必須從系統(tǒng)中退出運(yùn)行。任意元件由運(yùn)行轉(zhuǎn)為熱備用、冷備用或檢修狀態(tài)，有可能使

5、母線負(fù)荷不平衡，而必須暫時(shí)調(diào)整母線上所接元件的運(yùn)行方式，那么這種方式也是一種非正常運(yùn)行方式。由于擴(kuò)建、改造而增加了元件，在送電調(diào)試過(guò)程中，必須由母聯(lián)開(kāi)關(guān)或分段開(kāi)關(guān)串帶新建元件的開(kāi)關(guān)送電，暫時(shí)使得母線改變運(yùn)行方式，這種方式也是一種非正常運(yùn)行方式。如新建線路投產(chǎn)、設(shè)備換型改造等。母聯(lián)開(kāi)關(guān)串帶故障的線路開(kāi)關(guān)或主變中壓側(cè)開(kāi)關(guān)運(yùn)行3.1.3雙母線單分段接線方式的評(píng)價(jià)優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行方式靈活，母線輪流停電檢修，或者線路單元母線側(cè)的刀閘檢修，都不會(huì)中斷對(duì)用戶的供電；相對(duì)于母線不分段而言，當(dāng)其中一條母線故障，僅僅跳開(kāi)該母線上的開(kāi)關(guān)，可以將停電范圍壓縮在最小范圍內(nèi)；相對(duì)于雙母線單分段帶旁路的接線方式而言，其二次回路接

6、線簡(jiǎn)單，倒閘操作較簡(jiǎn)單，并且占地面積減少，節(jié)約了工程投資。缺點(diǎn)：線路單元的開(kāi)關(guān)、出線刀閘、CT、阻波器、結(jié)合濾波器等發(fā)生故障時(shí)，必須中斷對(duì)外供電，3.2 500kV部分一個(gè)半開(kāi)關(guān)接線（或3/2接線）的正常運(yùn)行方式典型的非正常運(yùn)行方式舉例500kV單母線運(yùn)行方式500kV開(kāi)環(huán)運(yùn)行連接在500kV兩臺(tái)開(kāi)關(guān)中間的元件停電。一個(gè)半開(kāi)關(guān)接線（或3/2接線）運(yùn)行方式的評(píng)價(jià)優(yōu)點(diǎn)：有高度的供電可靠性，任意元件均由兩臺(tái)開(kāi)關(guān)供電，其中任意一臺(tái)開(kāi)關(guān)故障或停電檢修，均不會(huì)影響接在這兩臺(tái)開(kāi)關(guān)之間的元件正常運(yùn)行。母線故障或停電檢修，也不會(huì)導(dǎo)致出線停電。運(yùn)行調(diào)度靈活，由于有多環(huán)路供電，大大減少對(duì)外停電的幾率。缺點(diǎn)：二次接線

7、復(fù)雜，如過(guò)電壓、電抗器保護(hù)動(dòng)作或開(kāi)關(guān)失靈時(shí)，收信直跳（加就地判據(jù)）、遠(yuǎn)跳以及失靈保護(hù)等，對(duì)保護(hù)的“四性”要求很高，因而投資大，如果采用組合電器（如GIS），雖然減少了占地面積，但設(shè)備投資較分散式而言還要大。思考：3/2結(jié)線與雙母線結(jié)線比較，各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？從經(jīng)濟(jì)性的角度分析，3/2結(jié)線比雙母線結(jié)線差。兩回出線間隔前者用3臺(tái)開(kāi)關(guān)，而后者只用2臺(tái)。另外前者二次回路的配置較復(fù)雜，自然經(jīng)濟(jì)性就差；從可靠性的角度分析，3/2結(jié)線比雙母線結(jié)線好。任一條母線故障前者不影響線路、主變的送電，而后者整條母線的出線至少要短時(shí)停電；從安全性的角度分析，3/2結(jié)線比雙母線結(jié)線好。母線或開(kāi)關(guān)停電，前者操作較簡(jiǎn)單，而后者

8、要使線路或主變繼續(xù)供電，通常要進(jìn)行倒母線、代路的復(fù)雜操作；3.3、110kV部分：?jiǎn)文笌詥文竼畏侄坞p母帶旁思考：為什么現(xiàn)在220kV、110kV電網(wǎng)中逐步淘汰旁路？4、N1原則N1 principle （摘自百度百科）判定電力系統(tǒng)安全性的一種準(zhǔn)則。又稱單一故障安全準(zhǔn)則。按照這一準(zhǔn)則,電力系統(tǒng)的N個(gè)元件中的任一獨(dú)立元件（發(fā)電機(jī)、輸電線路、變壓器等）發(fā)生故障而被切除后，應(yīng)不造成因其他線路過(guò)負(fù)荷跳閘而導(dǎo)致用戶停電；不破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，不出現(xiàn)電壓崩潰等事故。當(dāng)這一準(zhǔn)則不能滿足時(shí)，則要考慮采用增加發(fā)電機(jī)或輸電線路等措施。 N1原則與可靠性分析相比較,它的計(jì)算簡(jiǎn)便,不需搜集元件停運(yùn)率等大量原始數(shù)據(jù)，是一

9、種極為簡(jiǎn)便的安全檢查準(zhǔn)則，在歐美一些電力公司得到了廣泛應(yīng)用。但對(duì)“獨(dú)立元件”的定義不盡相同，如有的公司規(guī)定為一輸電元件（線路或變壓器）和一發(fā)電機(jī)組，或者兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組。中國(guó)某些電力部門(mén)在電網(wǎng)規(guī)劃中也采用了N1原則，一般規(guī)定一個(gè)獨(dú)立元件為一臺(tái)發(fā)電機(jī)組，或一條輸電線路，或一臺(tái)變壓器。判斷線路是否過(guò)負(fù)荷，通常使用線路發(fā)熱條件的載流量極限值。 5、倒閘操作5.1 倒閘操作 我們知道，變電站電氣設(shè)備分為四種狀態(tài)，即運(yùn)行狀態(tài)、熱備用狀態(tài)、冷備用狀態(tài)、檢修狀態(tài)。這四種狀態(tài)是可以相互倒換的，這種使電氣設(shè)備從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另外一種狀態(tài)的過(guò)程，就叫做倒閘操作,其目的是改變系統(tǒng)運(yùn)行方式或設(shè)備使用狀態(tài)。倒閘操作必須根據(jù)

10、調(diào)度管轄范圍，實(shí)行分級(jí)管理。 5.2 解、合環(huán)操作 將環(huán)狀運(yùn)行的電網(wǎng)解開(kāi)，變?yōu)榉黔h(huán)狀的電網(wǎng)就是解環(huán)操作。解環(huán)操作應(yīng)先檢查解環(huán)點(diǎn)的有功、無(wú)功潮流，確保解環(huán)后系統(tǒng)各部分電壓在規(guī)定的范圍內(nèi)，不超過(guò)系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備容量的限額。合環(huán)操作就是合上網(wǎng)絡(luò)內(nèi)某臺(tái)開(kāi)關(guān)，將網(wǎng)絡(luò)改為環(huán)路運(yùn)行，因此，合環(huán)操作必須相位相同，操作前應(yīng)考慮合環(huán)點(diǎn)兩側(cè)的相角差和電壓差，確保合環(huán)后系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備不超名牌運(yùn)行。5.3 變壓器操作 變壓器投運(yùn)時(shí)，一般先從電源側(cè)對(duì)其充電，后和上負(fù)荷側(cè)開(kāi)關(guān)，也就是在高壓側(cè)停（送）電，中壓側(cè)解（合）環(huán)，在此之前應(yīng)將低壓側(cè)的負(fù)荷停電或轉(zhuǎn)移，變壓器停電操作順序與此相反。向空載變壓器充電時(shí)，充電開(kāi)關(guān)必須有完備的保

11、護(hù)，并且有足夠的靈敏度，同時(shí)還要考慮勵(lì)磁涌流對(duì)保護(hù)的影響，非電量保護(hù)在變壓器送電前應(yīng)將其出口跳閘壓板退出，只投信號(hào)。500KV主變的中性點(diǎn)在送點(diǎn)前必須牢固接地，冷卻器應(yīng)在充電前半小時(shí)啟動(dòng)運(yùn)行。5.4 開(kāi)關(guān)的操作 開(kāi)關(guān)合閘前，應(yīng)檢查有關(guān)保護(hù)已按規(guī)定加用，合閘后應(yīng)檢查開(kāi)關(guān)三相均已合上，三相電流基本平衡。用旁路開(kāi)關(guān)代其他開(kāi)關(guān)運(yùn)行前，應(yīng)先將旁路開(kāi)關(guān)保護(hù)按所代開(kāi)關(guān)的保護(hù)定值整定并加用，確認(rèn)旁路開(kāi)關(guān)三相均已合上后，才能斷開(kāi)被代路開(kāi)關(guān)。如果開(kāi)關(guān)的遮斷容量不能滿足安裝點(diǎn)短路容量，該開(kāi)關(guān)的單相重合閘必須停用。5.5 刀閘的操作 刀閘的操作必須在開(kāi)關(guān)三相斷開(kāi)后進(jìn)行，允許用刀閘進(jìn)行以下操作：拉、合無(wú)故障的PT和避雷

12、器（無(wú)缺陷和無(wú)雷雨時(shí)）。用刀閘拉、合變壓器中性點(diǎn)（只對(duì)小電流接地系統(tǒng)而言，并且在該系統(tǒng)無(wú)接地故障發(fā)生時(shí)才能如此操作）。拉、合經(jīng)開(kāi)關(guān)或刀閘閉合的旁路電流（在拉、合經(jīng)開(kāi)關(guān)閉合的旁路電流時(shí)，先將開(kāi)關(guān)的操作電源退出）。拉、合一個(gè)半開(kāi)關(guān)接線方式的母線環(huán)流（同樣，開(kāi)關(guān)跳閘電源要退出）。思考：運(yùn)行中隔離開(kāi)關(guān)刀口過(guò)熱，觸頭熔化粘連時(shí)應(yīng)如何處理？（1）立即向當(dāng)值調(diào)度員申請(qǐng)將負(fù)荷倒出后，停電處理，如不能倒負(fù)荷則應(yīng)設(shè)法減負(fù)荷，并加強(qiáng)監(jiān)視。（2）如果是雙母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)發(fā)生熔化粘連，應(yīng)該用倒母線的方法將負(fù)荷倒出，然后停電處理。5.6 線路操作5.6.1 220kV及以上線路停、送電操作時(shí)，都應(yīng)考慮電壓和潮流的變化，特別

13、注意使非停電線路不過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，使線路輸送的功率不超過(guò)穩(wěn)定極限，停送電線路的末端電壓不超過(guò)允許值。對(duì)長(zhǎng)線充電時(shí)，應(yīng)防止發(fā)電機(jī)自勵(lì)及線路末端電壓的上升，使非停電線路的保護(hù)不誤動(dòng)。5.6.2 對(duì)線路充電時(shí)，充電線路的開(kāi)關(guān)必須至少有一套完備的繼電保護(hù)，充電端必須有變壓器中性點(diǎn)接地，以提高保護(hù)靈敏度。5.6.3 檢修后相位可能發(fā)生變化的線路必須校對(duì)相位，防止短路故障的發(fā)生。5.7 500kV并聯(lián)電抗器操作5.7.1 并聯(lián)電抗器送電前，其保護(hù)（含非電量出口跳閘保護(hù)）、遠(yuǎn)方跳閘裝置必須正常加用。5.7.2 必須先投電抗器，再送500kV線路，也就是線路不能脫離電抗器單獨(dú)運(yùn)行。5.7.3 電抗器停電時(shí)，必須先將其所在的500kV線路停電后才能退出電抗器。思考：講述雙母線結(jié)線進(jìn)行倒母線操作應(yīng)注意的事項(xiàng)？倒母線操作前，應(yīng)將母聯(lián)開(kāi)關(guān)