「干貨」變電站基礎知識匯總
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「干貨」變電站基礎知識匯總
1.電力系統電壓等級與變電站種類
電力系統電壓等級有220/380V(0.4kV)，3kV、6kV、10kV、20kV、35 kV、66 kV、110 kV 根據《城市電力網規(guī)定設計規(guī)則》規(guī)定：輸電網為500 kV、330 kV 發(fā)電廠發(fā)出6 kV 或10 kV 電 2.變配電站種類 電力系統各種電壓等級均通過電力變壓器來轉換，電壓升高為升壓變壓器 (變電站為升壓站)，電壓降低為降壓變壓器(變電站為降壓站)。一種電壓變?yōu)榱硪环N電壓的選用兩個線圈(繞組)的雙圈變壓器，一種電壓變?yōu)閮煞N電壓的選用三個線圈(繞組)的三圈變壓器。 變電站除升壓與降壓之分外，還以規(guī)模大小分為樞紐站，區(qū)域站與終端站。樞紐站電壓等級一般為三個(三圈變壓器)，550kV/220kV/110kV。區(qū)域站一般 也有三個電壓等級(三圈變壓器)，220kV/110kV/35kV或110kV/35kV /10kV。終端站一般直接接到用戶，大多數為兩個電壓等級(兩圈變壓器)110kV /10kV 或35kV/10kV。用戶本身的變電站一般只有兩個電壓等級(雙圈變壓器)110kV/10kV、35kV/0.4kV、10kV/0.4kV，其中以10kV/0.4kV為最多。 3.變電站一次回路接線方案 1)一次接線種類 變電站一次回路接線是指輸電線路進入變電站之后，所有電力設備(變壓器 及進出線開關等)的相互連接方式。其接線方案有：線路變壓器組，橋形接線 2)線路變壓器組 變電站只有一路進線與一臺變壓器 組接線 3)橋形接線 有兩路進線、兩臺變壓器，而且再沒有發(fā)展的情況下，采用橋形接線。針對 變壓器，聯絡斷路器在兩個進線斷路器之內為內橋接線，聯絡斷路器在兩個進線斷路器之外為外橋接線。 4)單母線 變電站進出線較多時，采用單母線，有兩路進線時，一般一路供電、一路備 用(不同時供電)，二者可設備用電源互自投，多路出線均由一段母線引出。5)單母線分段 有兩路以上進線，多路出線時，選用單母線分段，兩路進線分別接到兩段母 線上，兩段母線用母聯開關連接起來。出線分別接到兩段母線上。 單母線分段運行方式比較多。一般為一路主供，一路備用(不合閘)，母聯合 上，當主供斷電時，備用合上，主供、備用與母聯互鎖。備用電源容量較小時，備用電源合上后，要斷開一些出線。這是比較常用的一種運行方式。 對于特別重要的負荷，兩路進線均為主供，母聯開關斷開，當一路進線斷電 時，母聯合上，來電后斷開母聯再合上進線開關 單母線分段也有利于變電站內部檢修 6)雙母線 雙母線主要用于發(fā)電廠及大型變電站 離開關分別接到兩條母線上 4.變配電站二次回路 1)二次回路種類 變配電站二次回路包括：測量、保護、控制與信號回路部分。測量回路包括： 計量測量與保護測量?div id="d48novz" class="flower left"> 2)測量回路 測量回路分為電流回路與電壓回路。電流回路各種設備串聯于電流互感器二 次側(5A)，電流互感器是將原邊負荷電流統一變?yōu)?A測量電流。計量與保護分 別用各自的互感器(計量用互感器精度要求高)，計量測量串接于電流表以及電度 表，功率表與功率因數表電流端子。保護測量串接于保護繼電器的電流端子。微機保護一般將計量及保護集中于一體 電壓測量回路 3)控制回路 (1)合分閘回路 合分閘通過合分閘轉換開關進行操作，常規(guī)保護為提示操作人員及事故跳閘報警需要 (2)防跳回路 當合閘回路出現故障時進行分閘 這時就會出現斷路器反復合分閘 接點馬上斷開合閘回路 的電流回路還可以通過其常開接點將電流線圈自保持 有些微機保護裝置自己已具有防跳功能 (3)試驗與互投聯鎖與控制 對于手車開關柜 按鈕。進線與母聯斷路 保護跳閘出口經過連接片接于跳閘回路，連接片用于保護調試 (5)合分閘回路 合分閘回路為經合分閘母線為操作機構提供電源，以及其控制回路 應單獨畫出 4)信號回路 (1)開關運行狀態(tài)信號由合閘與分閘指示兩個裝于開關柜上的信號燈組成： 經過操作轉換開關不對應接線后接到正電源上。采用微機保護后 (2)事故信號有事故跳閘與事故預告兩種信號 開關不對應后 (3)中央信號系統為安裝于值班室內的集中報警系統 5.變配電站繼電保護 1)變配電站繼電保護的作用 變配電站繼電保護能夠在變配電站運行過程中發(fā)生故障(三相短路、兩相短 路 2)變配電站繼電保護的基本工作原理 變配電站繼電保護是根據變配電站運行過程中發(fā)生故障時出現的電流增加 電壓升高或降低 根據電流值來進行選擇性跳閘的為反時限，電流值越大，跳閘越快。根據時 間來進行選擇性跳閘的稱為定時限保護，定時限在故障電流超過整定值后，經過 時間定值給定的時間后才出現跳閘命令。瓦斯與溫度等為非電量保護。可靠系數為一個經驗數據，計算繼電器保護動作值時 可靠系數，以保證繼電保護動作的準確與可靠 1.2~2 3)變配電站繼電保護按保護性質分類 (1)電流速斷保護：故障電流超過保護整定值無時限(整定時間為零)，立即發(fā) 出跳閘命令 (2)電流延時速斷保護：故障電流超過速斷保護整定值時 (3)過電流保護：故障電流超過過流保護整定值 (4)過電壓保護：故障電壓超過保護整定值時，發(fā)出跳閘命令或過電壓信號 負荷 (7)單相接地保護：當一相發(fā)生接地后對于接地系統，發(fā)出跳閘命令 (8)差動保護：當流過變壓器、中性點線路或電動機繞組，線路兩端電流之 差變化超過整定值時，發(fā)出跳閘命令稱為縱差動保護，兩條并列運行的線路或兩個繞組之間電流差變化超過整定值時，發(fā)出跳閘命令稱橫差動保護。 (9)距離保護：根據故障點到保護安裝處的距離(阻抗)發(fā)出跳閘命令稱為距離 保護。 (10)方向保護：根據故障電流的方向，有選擇性的發(fā)出跳閘命令稱為方向保 護。 (11)高頻保護：利用弱電高頻信號傳遞故障信號來進行選擇性跳閘的保護稱 為高頻保護。 (12)過負荷：運行電流超過過負荷整定值(一般按最大負荷或設備額定功率來整定)時，發(fā)出過負荷信號。 (13)瓦斯保護：對于油浸變壓器，當變壓器內部發(fā)生匝間短路出現電氣火花，變壓器油被擊穿出現瓦斯氣體沖擊安裝在油枕通道管中的瓦斯繼電器，故障嚴重，瓦斯氣體多，沖擊力大，重瓦斯動作于跳閘，故障不嚴重，瓦斯氣體少，沖擊力小，輕瓦斯動作于信號。 (14)溫度保護：變壓器、電動機或發(fā)電機過負荷或內部短路故障，出現設備 本體溫度升高，超過整定值發(fā)出跳閘命令或超溫報警信號。 (15)主保護：滿足電力系統穩(wěn)定和設備安全要求，出現故障后能以最快速度 有選擇性的切除被保護設備或線路的保護。 (16)后備保護：主保護或斷路器拒動時，用來切除除故障的保護。主保護拒動，本電力系統或線路的另一套保護發(fā)出跳閘命令的為近后備保護。當主保護或斷路器拒動由相鄰(上一級)電力設備或線路的保護來切除故障的后備保護為遠 后備保護。 (17)輔助保護：為補充主保護和后備保護的性能 (18)互感器二次線路斷線報警：電流互感器或電壓互感器二次側斷線會引起 保護誤動作，所以在其發(fā)生斷線后應發(fā)出斷線信號。(19)跳閘回路斷線：斷路器跳閘回路斷線后，繼電保護發(fā)出跳閘命令斷路器 也不能跳開，所以跳閘回路斷線時應發(fā)出報警信號。(20)自動重合閘：對于一些瞬時性故障(雷擊、架空線閃路等)故障迅速切除 后，不會發(fā)生永久性故障，此時再進行合閘，可以繼續(xù)保證供電。繼電保護發(fā)出跳閘命令斷路器跳開后馬上再發(fā)出合閘命令，稱為重合閘。 重合閘一次后不允許再重合的稱為一次重合閘，允許再重合一次的稱為二次 重合閘(一般很少使用)。有了重合閘功能之后，在發(fā)生故障后，繼電保護先不考 慮保護整定時間，馬上進行跳閘，跳閘后，再進行重合閘，重合后故障不能切除，然后再根據繼電保護整定時間進行跳閘，此種重合閘為前加速重合閘。 發(fā)生事故后繼電保護先根據保護整定時間進行保護跳閘，然后進行重合閘， 重合閘不成功無延時迅速發(fā)出跳閘命令，此種重合閘稱為后加速重合閘。 (21)備用電源互投：兩路或多路電源進線供電時，當一路斷電，其供電負荷可由其它電源供電，也就是要進行電源切換，人工進行切換的稱為手動互投。自動進行切換的稱為自動互投。互投有利用母聯斷路器進行互投的(用于多路電源進行同時運行)和進線電源互投(一路電源為主供，其它路電源為熱備用)等多種形式 (22)同期并列與解列：對于多電源供電的變電站或發(fā)電廠要聯網或上網時必 須滿足同期并列條件后才能并網或上網 4)變電站繼電保護按被保護對象分類 (1)發(fā)電機保護 發(fā)電機保護有定子繞組相間短路，定子繞組接地 機外部短路，對稱過負荷 (2)電力變壓器保護 電力變壓器保護有繞組及其引出線相間短路 繞組匝間短路 (3)線路保護 線路保護根據電壓等級不同，電網中性點接地方式不同，輸電線路以及電纜 或架空線長度不同，分別有：相間短路、單相接地短路、單相接地、過負荷等。(4)母線保護 發(fā)電廠和重要變電所的母線應裝設專用母線保護。(5)電力電容器保護 電力電容器有電容器內部故障及其引出線短路，電容器組和斷路器之間連接線短路，電容器組中某一故障電容切除后引起的過電壓、電容器組過電壓，所連接的母線失壓 (6)高壓電動機保護 高壓電動機有定子繞組相間短路 子繞組低電壓 6.微機保護裝置 1)微機保護的優(yōu)點 (1)可靠性高：一種微機保護單元可以完成多種保護與監(jiān)測功能。代替了多 種保護繼電器和測量儀表 (2)精度高