变电站一二次系统及其运行.ppt
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单元二单元二变电站一二次系统及其运行变电站一二次系统及其运行新员工培训新员工培训课题一变电站主要电气设备一、变电站电气设备概述一、变电站电气设备概述
(一)一次设备
(一)一次设备开关电器:
开关电器:
如断路器、隔离开关、自动空气开关、接触器、熔断器、闸刀开关等。
它们的作用是在正常运行或事故时,将电路闭合或断开,以满足生产运行和操作的要求。
限制故障电流和防御过电压的电器:
限制故障电流和防御过电压的电器:
如限制短路电流的电抗器相防御过电压的避雷器等。
接地装置:
接地装置:
无论是电力系统中性点的工作接地或是各种安全保护接地,在变电所中,均采用金属接地体埋入地中或连接成接地网组成接地装置。
载流导体:
载流导体:
如母线、电力电缆等。
它们按设计要求,将有关电器设备连接起来。
(二)二次设备
(二)二次设备仪用互感器:
仪用互感器:
如电压互感器和电流互感器,它们将一次电路中的电压和电流降至较低的值,供给仪表和保护装置使用。
测量仪表:
测量仪表:
如电压表、电流表、功率表、功率因数表等,它们用于测量一次电路中的运行参数值。
继电保护及自动装置:
继电保护及自动装置:
它们用以迅速反应电气故障或不正常运行情况,并根据要求进行切除故障或作相应的调节。
直流设备:
直流设备:
如直流发电机组、蓄电池、整流装置等,它们供给保护、操作、信号以及事故照明等。
信号设备及控制电缆等:
信号设备及控制电缆等:
信号设备给出信号或显示运行状态标志,控制电缆用于连接二次设备。
二、变压器二、变压器
(一)铁芯
(一)铁芯铁芯是导磁部件,为减少励磁电流、涡流、滋滞损失和节约材料,采用高导磁硅钢片制成,钢片厚0.350.5mm,两面涂硅钢片漆烘干后,用叠装的方法,即将所钢片分层交错叠置,使每一层的接缝都被邻层的钢片盖上,以构成断面为阶梯形的三柱式铁芯。
铁芯柱为环氧玻璃粘带绑扎,铁轭用包有绝绕的铁轭螺杆夹紧。
(二)绕组
(二)绕组变压器绕组用电解铜线或铝线统制,导线外面包几层高强度绝缘纸,也有用漆包、纱包或丝包线统制的。
按照高低压绕组之间的相对位置不同,绕组可分为同心式或交叠式。
我国多采用同心式,即低压绕组放在里面,高压绕组套在低压绕组外面,同心地套在铁芯柱上。
(三)绝缘套管(三)绝缘套管套管是将变压器绕组的高、低压引线引到油箱外部的部件。
它除了起固定引线的作用外。
主要作为引线对地的绝缘。
所以,套管必须有规定的电气强度和足够的机械强度及良好的热稳定性。
(四)绝缘(四)绝缘绝缘用以承受正常、雷电的过电压,例如,断开空载变压器,过电压可达额定电压的34倍。
1、内绝缘、内绝缘内绝缘指变压器油箱内的绝缘。
内绝缘又可分主绝缘和纵绝缘。
2、外绝缘、外绝缘外绝缘指变压器油箱外的绝缘。
(五)冷却部件(五)冷却部件运行中变压器铁芯和绕组产生的热量,是通过绝缘油经过铁芯和绕组中的油道带出并传至散热器和油箱散发冷却的。
带风扇加强散热的称为油浸风冷式;若还有油泵加强油的循环的称为强迫油循环风冷式。
变压器油箱上部的热油,由潜油泵抽入上集油器,经风扇吹冷的冷却管道,由下集油器回流入油箱中。
串联的冷却管道之间,可安装净油器。
(六)调压装置(六)调压装置变压器的调压装置有两类,无载调压器和有载调压器。
为了防止调压开关切换负荷电流而引起的劣化油渗入变压器本体油中,一般有载调压装置的切换开关装在自身的绝缘简中。
1高压套管;2分接开关;3低压套管;4气体继电器;5防爆管;6储油柜;7油表;8吸湿器;9散热器;10铭牌;11接地螺栓;12油样活门;13放油阀门;14活门;15绕组;16温度传感器;17铁芯;18净油器;19油箱;20变压器油二、断路器二、断路器
(一)作用高压断路器是一种担负着控制与保护双重任务的高压电器。
高压断路器在高压电路中是一种很重要的开关设备。
它在各种规定的使用条件下可以分、合正常的负载电路;在继电保护装置的作用下,可以切断故障电路;有的高压断路器在自动装置的控制下,还可以实现自动重合闸。
(二)结构
(二)结构高压断路器的结构主要由操动机构、传动机构、绝缘部分、导电部分和灭弧室等组成。
(三)分类(三)分类1、油断路器油只作为灭弧介质和触头间隙的绝缘介质,而带电部分对地之间采用瓷介质或有机绝缘材料作为绝缘介质,这种断路器称少油断路器。
用油量很少、体积小、质量小、节省材料、价格也较低等优点;但由于存在检修时间短、并且有着火和爆炸的危险,所以电力系统实际使用中逐渐被淘汰。
2、六氟化硫断路器、六氟化硫断路器
(1)特点)特点开断容量大,六氟化硫断路器的额定开断电流己达到4063kA,最大电流达到80kA;开断性能好,六氯化硫断路器不仅开断短路电流性能好,而且具有开断空载长线路和空载变压器不重燃、过电压低等性能;电气寿命长,检修周期长,六氟化硫断路器目前已能达到额定电流开断1025次,检修周期已达1020年;断路器灭弧室耐压高,目前已达到单断口耐压245kV、50kA的水平,单断口耐压和开断电流参数均比油或空气断路器为高;较为安全、无火灾危险,六氟化硫是一种惰性化学气体,无色、无臭、无毒、不燃,比空气重5倍;它具内很强的负电性,可以吸附电子形成情性离子的性能。
六氟化硫具有良好的高温导热性及吸附电子的能力,所以其灭弧性能要比中气高100倍。
因此,六氟化硫气体是制造高压断路器和组合电器的良好介质。
(2)自能式六氟化硫断路器灭弧原理)自能式六氟化硫断路器灭弧原理以LW30126型SF6断路器灭弧室结构来说明自能式断路器灭弧过程。
断路器的灭弧室采用了“热膨胀热膨胀+助吹助吹”的自能式灭弧原理:
当开断较大的短路电流时,利用电弧自身的热能加热膨胀室内的SF6气体,从而利用被加热气体的强烈气吹开断电弧;当开断小电感电流、电容电流或额定电流时,因电弧的能量较小,产生的气吹不能够熄灭电弧,所以此时利用辅助压气室压缩SF6气体产生气吹来熄灭电弧。
(3)LW30126六氟化硫断路器结构六氟化硫断路器结构1灭弧室2基座3密度继电器4支架5操动机构6铭牌7分合闸指示3、真空断路器、真空断路器
(1)真空断路器结构真空断路器主要由真空灭弧室、操动机构、相间隔板、传动机构、底架等组成。
真空灭弧室由静触头、动触头、屏蔽罩、外壳、波纹管、保护帽、动导电杆、静导电杆、静端盖扳、动端盖板等组成,如图所示。
1动触杆2波纹管3外壳4动触杆5屏蔽罩6静触头
(2)真空断路器的特点)真空断路器的特点开断能力强,可达50kA;开断后断口间介质恢复速度快,介质不需要更换;触头开距小,10kV级真空断路器的触头开距只有10mm左右,所需的操作功率小,动作快,操作机构可以简化,寿命延长,一般可达20年左右不必检修;熄弧时间短,弧压低,电弧能量小,触头损耗小,开断次数多;动导杆的惯性小,适用于频繁操作;开关操作时,动作噪音小,适用于城区使用;灭弧介质或绝缘介质不用油,没有火灾和爆炸的危险;触头部分为完全密封结构,不会因潮气、灰尘、有害气体等影响而降低其性能。
工作可靠,通断性能稳定;灭弧室作为独立的元件,安装调试简单方便。
在真空断路器的使用年限内,触头部分不需要维修、检查,即使维修检查,所需时间也很短;在密封的容器中熄弧,电弧和炽热气体不外露。
具有多次重合闸功能,适合配电网中应用要求。
三、隔离开关三、隔离开关
(一)隔离开关作用隔离开关没有灭弧装置,不允许开断负荷电流和短路电流,但使用隔离开关可进行下列操作:
隔离电源,用隔离开关把检修的设备与电源可靠地断开,接通或切断电压互感器和避雷器;接通或切断母线和直接与母线相连设备的电容电流;接通或切断变压器中性点的接地线,但当中性点上接有消弧线圈时,只有在系统没有接地故障时才可进行;接通或切断与断路器并联的旁路电流;接通或切断励磁电流不超过2A的空载变压器和电容电流不超过5A的空载线路;用屋外三联隔离开关接通或切断电压10kV及以下、电流15A以下的负荷。
(二)隔离开关类型
(二)隔离开关类型隔离开关种类很多,根据开关闸刀的运动方式可分为水平旋转式、垂直旋转式、摆动式和插入式;根据装设地点可分为户内式和户外式;根据绝缘支柱数目可分为单柱式、双柱式和三柱式等等。
四、互感器四、互感器
(一)电流互感器1、电流互感器的工作原理铁芯、一次绕组、二次绕组、引出线,绝缘结构等构成。
电流互感器一、二次绕组串在回路中;电流互感器的一次绕组匝数很少,只有几匝,二次绕组的匝数比一次绕组多,十几匝至几百匝不等。
一次绕组中通过的电流是被测电路的电流,其大小不决定于电流互感器及其二次负载,只决定于被测电路的负荷状态。
电流互感器的二次侧与测量仪表和继电器等的电流线圈串联使用,二次负载的阻抗很小。
接近于短路状态,相当于一个短路运行的变压器。
电流互感器不能开路,开路将导致铁芯过热而烧毁,并在二次侧产生高电压造成人员触电。
(二)CT接线
(二)电磁式电压互感器
(二)电磁式电压互感器1、工作原理、工作原理结构由一次和二次绕组、铁芯、引出线、以及绝缘结构等构成,二次额定电压100V。
电压互感器并联在主回路中。
电压互感器一次绕组匝数多,二次绕组匝数少。
电压互感器和电流互感器不同,在运行时二次侧不允许短路,如果出现短路,会产生短路电流,将电压互感器烧坏。
为了安全起见,电压互感器一、二次侧允许装设熔断器。
当出现过载或短路故障时,熔丝迅速熔断,以保证电压互感器不致烧坏。
2、电压互感器的接线方式五、避雷器五、避雷器氧化锌避雷器是目前国际最先进的过电压保护器。
由于其核心元件电阻片主要采用氧化锌配方制作,与传统碳化硅避雷器相比,大大改善了电阻片的伏安特性,提高了过电压通流能力,从而带来避雷器特征的根本变化。
当避雷器在正常工作电压下,流过避雷器的电流仅有微安级,当遭受过压时,避雷器优异的非线性伏安特性发挥作用,流过避雷器的电流瞬间增大到数千安培以下,避雷器处于导通状态,释放过电压能量,从而有效地限制了过压对输变电设备的侵害。
ZnO避雷器具有许多优点:
可以做成无间隙。
在正常工作电压下,流过氧化锌片的电流只有几十微安,不会烧坏阀片,所以无需串联间隙来隔离工作电压SiC阀片在工作电压下要流过几十安或几百安电流,不得不串联间隙。
由于无间隙,解决了SiC避雷器因串联间隙所带来的一系列问题,如污秽、内部气压变化使间隙放电电压不稳定。
无续流。
由于在正常工作电压下流过ZnO的电流极小,相当于绝缘体,所以不存在工频续流。
而SiC阀片却不同,它不仅要吸收过电压的能量,还要吸收工频续流的能量。
ZnO避雷器因无续流只需吸收过电压的能量,动作负载轻,所以在大电流长时间重复冲击后持性稳定。
保护性能优越。
虽然10kA下加避雷器的残压值与SiC避雷器的相差不多。
但ZnO阀片具有优异非线性伏安持性,还有进一步降低残压的潜力。
SiC避雷器只在间隙放电后才开始泄放雷电流的能量,而ZnO避雷器在过电压的全部过程中都流过电流,吸收过电压能量,抑制过电压的发展。
由于没有间隙,ZnO避雷器没有间隙的放电时延,而且在陡波下伏秒特性的上翘又比SiC的低得多,因而陡波响应特性得到显著改善,特别适合像SF6组合电器那样伏秒特性十分平坦的设备的保护。
在伏安特性的非线性区,加阀片具有很小的正温度系数,可忽略温度变化对其保护特性的影响。
通流容量大。
ZnO阀片单位而积通流容量要比SiC阀片的大44.5倍,又无串联间隙烧伤的制约,因此可用来限制操作过电压。
由于无间隙且通流容量大,ZnO避雷器体积小,重量轻,结构简单,运行维护方便,使用寿命长。
由于无续流,故也可以使用于直流输电系统。
氧化锌避雷器具有一系列的优点,发展潜力很大,是避雷器发展的主要方向,正逐步取代传统的带间隙的SiC避雷器,也是未来特高压系统关键的过电压保护装置。
课题二课题二变电站典型接线及布置变电站典型接线及布置一、一、500kV变电站典型接线及布置变电站典型接线及布置500kV变电所一般采用自耦变压器,高压侧为500kV,中压侧为220kV。
低压侧35kV接成三角形,以消除三次谐波,主要用于无功补偿及所用电,不与电网联系,电压一般为35kV、20kV或其它电压。
二、二、220kV变电站典型接线及布置变电站典型接线及布置220kV变电所一般位
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- 变电站 一二 系统 及其 运行