《城市軌道交通變電所運行與維護》 課件 項目5任務2 城市軌道交通主變電所電氣主接線的識圖分析與設備認知

項目5

變電所電氣主接線的識圖分析與設備認知

任務2

變電所電氣主接線的識圖分析與設備認知【任務描述】兩人一組，分組識讀典型的主變電所電氣主接線圖，分析主變電所正常和非正常運行方式，對照電氣主接線圖，認識主變電所主要的一次設備。01主變電所總體認識主變電所總體認識主變電所的功能：將從城市電網(wǎng)獲取的三相交流110kV高壓降為三相交流35kV或10kV中壓，分別供給沿線的牽引變電所和降壓變電所。城市軌道交通供電系統(tǒng)按一級負荷設計，為保證供電的可靠性，通常設置兩座或兩座以上主變電所。當一座主變電所發(fā)生故障解列時，剩余主變電所應能承擔全線牽引負荷及動力照明一、二級負荷。每個主變電所要求必須有兩路互為備用的獨立進線電源，保證不間斷供電。對于進線電源的容量，要滿足正常和故障要求。正常時，兩路進線電源分列運行，互為備用；當一路電源故障時，另一路電源不應同時受到損壞，其容量應滿足該主變電所全部一、二級負荷供電要求。主變電所總體認識主變電所設置兩臺主變壓器，互為備用。正常時，兩臺主變壓器同時并列運行，各負擔50%的用電負荷；當一臺主變壓器發(fā)生故障時，另一臺主變壓器應能滿足其供電范圍內(nèi)高峰小時牽引負荷和動力照明一、二級負荷的供電要求。02主變電所電氣主接線1.110kV高壓側常見電氣主接線形式主變電所高壓側設置兩路110kV電源進線，可以都是專線，也可以是一路專線、另一路“T”接，并設置兩臺主變壓器，常采用Y，d接線方式。正常時，兩路高壓110kV電源進線及兩臺主變壓器同時供電，并列運行。1.110kV高壓側常見電氣主接線形式（1）線路-變壓器組接線城市軌道交通主變電所為提高供電的可靠性，一般采用兩個線路-變壓器組接線。正常運行時，兩路電源進線同時供電，兩臺主變壓器同時并列運行。線路-變壓器組接線只配置兩個設備單元，這種接線的優(yōu)點是運行可靠，接線簡單，高壓設備少、占地少，所以經(jīng)濟性好。不足之處是當電源線路故障檢修時，變壓器也會被迫停運，影響負荷供電的可靠性。線路-變壓器組接線方式適用范圍：主變電所不設高壓配電裝置，一臺主變壓器退出運行時，其他主變壓器能承擔主變電所供電范圍內(nèi)的全部一、二級負荷。這種接線形式被廣泛應用于城市軌道交通主變電所中。1.110kV高壓側常見電氣主接線形式（2）內(nèi)橋形接線在WL1和WL2進線電源之間通過連接橋相互聯(lián)絡，因連接橋靠近變壓器側，所以構成了內(nèi)橋形接線。連接橋與主變壓器之間設置隔離開關，方便變壓器故障或檢修時進行故障隔離。正常運行時，連接橋斷路器斷開，類似于線路變壓器組接線，兩路進線電源各帶一臺主變壓器。1.110kV高壓側常見電氣主接線形式因內(nèi)橋形接線線路側裝有斷路器，線路的投入和切除非常方便。當一條電源進線發(fā)生故障時，只有該線路側的斷路器跳閘，不影響另一條回路正常工作。但主變壓器故障時，則與故障變壓器同側的線路斷路器和連接橋斷路器均自動跳閘，從而影響了未故障線路的正常運行。內(nèi)橋形接線適用于電源線路較長、線路故障率較高、變壓器不需要經(jīng)常切換的場合。在城市軌道交通供電中，因主變壓器故障概率比線路低，且不需要經(jīng)常切換，所以內(nèi)橋形接線也經(jīng)常應用于城市軌道交通主變電所中。2.中壓側電氣主接線城市軌道交通主變電所中壓側廣泛采用單母線斷路器分段接線方式。（1）正常運行方式在正常情況下，兩路進線WL1和WL2，兩臺主變壓器T1和T2分列運行，分別給中壓側左右兩段母線供電，此時QF1和QF3閉合、QF2和QF4閉合，而母聯(lián)斷路器QF5斷開，兩段中壓母線分列運行，通過饋線側斷路器將中壓電源饋出至牽引變電所和降壓變電所。（2）一路高壓進線或一臺主變壓器故障當一路高壓進線WL1或一臺主變壓器T1故障時，由繼電保護帶動故障所在回路斷路器QF1和QF3自動跳閘，由母聯(lián)備自投裝置帶動母聯(lián)斷路器QF5自動閉合，此時由另一路進線WL2經(jīng)主變壓器T2給左右兩側的中壓母線供電，保障本主變電所范圍內(nèi)的全部一、二級負荷的供電。03典型的主變電所電氣主接線識圖及運行方式分析1.主變電所的電氣主接線結構（1）高壓進線側該主變電所110kV側采用了兩個線路-變壓器組接線，兩路電源進線分別供兩臺主變壓器，兩臺主變壓器并列運行。（2）主變壓器設置兩臺主變壓器，采用了Y/d接線，功能是將外部電源供給的三相交流110kV電壓變換為三相交流35kV電壓。110kV高壓側星型繞組中性點采用避雷器加保護間隙，同時經(jīng)隔離開關接地的方式。（3）中壓饋線側中壓饋線側采用了單母線斷路器分段接線方式。中壓側有10路饋出線，分別對稱地接在左右兩側35kV母線上，供給城市軌道交通沿線的牽引變電所和降壓變電所；另外，有2路饋出線經(jīng)過341和342接1#和2#所用電變壓器，所用電變壓器將三相交流35kV電壓變換為三相交流0.4kV電壓，用于滿足主變電所自身的交直流負荷用電；有2路饋出線經(jīng)過343和344接1#和2#接地變壓器；有2路饋出線經(jīng)過331和332接1#和2#SVG裝置，用于動態(tài)無功補償，提高功率因數(shù)。2.運行方式（1）主變電所正常運行方式正常運行時，110kV系統(tǒng)兩路電源同時供電，兩臺主變壓器同時運行，兩路電源進線和主變壓器分列運行。35kV系統(tǒng)Ⅰ、Ⅱ段母線分列運行，分段斷路器300斷開。35kV分段斷路器裝有母聯(lián)備自投裝置，正常時應將方式選擇開關置于自動位置。通過饋線側斷路器311、313、315、317、321和312、314、316、318、322將35kVⅠ、Ⅱ段母線的電能輸送至城市軌道交通沿線的牽引變電所和降壓變電所。（2）主變電所非正常運行方式當一路110kV進線電源或者一臺主變壓器故障退出運行時，35kV分段斷路器300母聯(lián)備自投裝置自動投入（即300自動閉合），由另一路進線電源和主變壓器同時供35kVⅠ、Ⅱ段母線運行，承擔本變電所范圍內(nèi)的全部I、II級負荷供電任務。04主變電所典型一次設備認知主變電所典型一次設備認知主變電所一次設備主要包含110kVGIS組合電器、主變壓器、中壓交流開關柜和所用電變壓器，部分主變電所還裝有接地變壓器、SVG裝置。1.高壓110kVGIS組合電器110kV側配電裝置常采用戶內(nèi)安裝的GIS組合電器，即SF6全封閉組合電器。GIS組合電器中主要包含斷路器、隔離開關、接地開關、互感器、避雷器等，對應著主變電所電氣主接線圖中主變壓器之前的所有一次設備。110kV側GIS常采用SF6氣體斷路器，配彈簧操動機構。采用GIS，不僅運行安全、可靠性高，而且結構緊湊、外型美觀、設備占用空間小。2.主變壓器主變壓器是城市軌道交通主變電所最主要的電氣設備，常采用三相油浸式有載調(diào)壓變壓器，選用Y，d接線方式。110kV側星型繞組中性點常采用避雷器加保護間隙，同時經(jīng)隔離開關接地的方式，左側為保護間隙，中間部分為避雷器，右側為隔離開關，同時帶有載調(diào)壓開關和自動調(diào)壓裝置；35kV或10kV中壓側采用三角形接線。3.中壓35kV或10kV交流開關柜中壓側電壓為35kV時，常采用GIS，均為三相分箱式。35kV斷路器采用真空斷路器，操動機構為彈簧儲能式或彈簧液壓式，隔離開關一般采用三工位隔離開關。3.中壓35kV或10kV交流開關柜中壓側電壓為10kV時，常采用空氣絕緣的金屬鎧裝開關柜，開關柜被隔板分成母線室、斷路器手車室、電纜室和繼電器儀表室等不同的功能隔室。根據(jù)斷路器手車的放置位置又可以分為落地式和中置式兩種。4.自用電變壓器自用電變壓器容量較小，一般采用干式變壓器，單獨放置在戶內(nèi)，用于滿足主變電所自身的交直流負荷用電。5.接地變壓器（部分主變電所裝設）接地變壓器的作用是為中性點不接地的一側系統(tǒng)提供一個人為的中性點，便于采用消弧線圈或小電阻的接地方式，滿足系統(tǒng)在該側接地要求。常采用Z型（曲折型）接地變壓器經(jīng)消弧線圈或小電阻接地，電氣主接線圖中，饋出線經(jīng)