智能变电站组成基础培训.ppt

1、变电站的组成一、电网的组成（电力系统）a)发电企业火力发电；常规发电，占总的发电量80，主要是燃煤机组，部分有烧天然气和燃油机组。水力发电；占总的比例13.8-15.5核能发电；占总的比例3.5-4.5风力发电；占总的比例0.8-0.9其他发电；占总的比例0.5-0.8 b)电网企业；也是由不同的电网行业组成；输电;电压等级一般为；220KV/330KV/500KV/750KV.把电力从电力产地输送到相对较远的用户。输电距离一般都在200KM以上。配电；电压等级一般为；110KV/66KV/35KV/10KV.把从输电电网得到的电能进行必要的调配，满足用户与电网之间的需要。配电距离一般在20-

2、150KM范围。供电；电压等级一般为；35KV/10KV/0.4KV.多为10KV/0.4KV。他是最直接电力营销单位。直接参于电力与用户之间的管理。供电距离一般在10KM以内。调峰发电厂；由于电网的负荷不是恒定的，有峰谷之差，高峰时或网内某一电厂出现突发事故停机，电网就要缺少电力，为了保证电力与用户需要，电网就要启用一些备用发电厂。这些发电厂一般由电网控制，来调节电网的峰谷差。所以叫调峰发电厂。这些发电厂多为燃油或燃气轮机，起动并网时间短，几分到十几分钟即可并网发电。抽水蓄能发电厂；（也属调峰电厂）也是调峰发电厂的一种。在电网低谷时启动电动抽水泵把下游的水抽到上游水库存起来，到电网高峰时，需

3、要给电网补充电能时，打开水库放水带动水轮发电机发电补充电网。c)用户一级用户（负荷）；突然停电会给用户造成重大经济损失设备损坏或人员伤亡的用户。如；大型矿山、大型钢铁厂等等。对一级用户必须有两个独立的电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证对全部一级用户不间断供电。二级用户（负荷）；突然停电会给用户造成重大经济损失。一般制造企业；大型商场等等。对于二级负荷一般要有两个独立的电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证对全部或大部分二级用户的供电。三级用户（负荷）；其他小工业用户，民用用户等等。对于三级负荷一般只需一个电源供电。二.变电站的种类 1.变电站类型划分;（1)升压型变电站；把某种电压升高

4、到另一种电压，进行输送。多用在发电厂的升压变电站。（2）降压型变电站；把某种电压降低适合于用户使用的电压进行配送。一种电压变为另一种电压选用两个线圈的(绕组）双圈变压器。一种电压变为两种电压的选用三个线圈的三圈变压器。变电站除升压与降压之分外还以规模大小、电压等级分为不同的变电站。如；枢纽变电站、区域变电站、终端变电站和开闭所、箱式变电站、车间变电站、其他专业性变电站。枢纽变电站；电压等级比较高，多为三圈变压器；电压等级一般为；500KV/220KV/110KV.一般枢纽变电站汇集多个大电源，进行系统功率交换和以中压供电。全所停电后，将使系统稳定破坏，电网瓦解。造成大面积停电。区域变电站;电压

5、等级也比较高，多为三圈变压器；一般区域变电站地区重要变电站，有的也叫中心变电站，向终端变电站和分支变电站供电，也可直接向用户供电。电压等级一般为；220KV/110KV/35KV.或110KV/35KV/10KV.；、电压等级的划分用户电压等级；（很少）配电电压等级；35KV.66KV.110KV输电电压等级；220KV以上的如；330KV.500KV.750KV.等电压等级不同他的供电半径距离不同。一般为；10KV为；10KM以内35KV;20-50KM66KV;30-100KM110KV;50-150KM220KV;100-300KM330KV;200-600KM500KV;150-850

6、KM还有不同行业使用的其他电压等级。如；冶炼、铁路、矿山等等。；终端变电站；一般直接接到用户，大多数两个电压等级及两圈变压器；110KV/35KV或35KV/10KV.用户本身的变电站；一般只有两个电压等级及双圈变压器；110KV/10KV;35KV/10KV;10KV/0.4KV;其中10KV/0.4KV为最多。10KV的开闭所；只有配电作用没有改变电压的作用，及没有变压器。箱式变电站等。还有其他行业用处的专业性的变电站等等。如；冶炼行业用的整流型变电站；地铁专用变电站、工矿变电站等等。不管什么类型的变电站其主要组成为；馈电线（进线、出线）和母线，断路器，隔离开关（接地开关），电力变压器（主

7、变),站用变，电压互感器 TV(PT),电流互感器TA（CT),避雷器/针.接地网等等三 变电站的作用 变电站是电力系统的一部分其功能是变换电压等级、汇集配送电功能，以满足电力系统与用户的需要。电是一种特殊产品，既；产供销瞬间完成。发电厂是产的功能，变电站起到供销的功能。发电厂的升压变电站把发电机出口电压升到所需要的电压，经必要的输电线路把电能输送到较远的地方的降压变电站把电压降到用户所使用的电压等级以满足用户的需要。变电站是把一些电气设备组装起来，用以切断或接通必要的设备形成系统的完整性，改变或调整电压，满足系统的需要。在电力系统中变电站是输电和配电的集结点。变电站是电力系统中变换电压、接受

8、和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，他通过将各级电压的电网联系起来。四变电站的组成五 变电站主要是有；设备及安装工程、建筑工程（土建）、其他项目工程等。1.设备及安装工程；包括两部分；既一次部分（设备）、二次部分（设备）。2.（1）一次部分（设备）；一次设备是指直接参加发、输、配电能在系统中使用的电气设备；包括；发电机、变压器、电力电缆、输电线路、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、阻波器、避雷器、接地网等等。由这些设备连接在一起构成的电路，称之为一次接线或称组接线。3.（2）二次部分（设备）；二次设备是指对一次设备的工况或指挥信号所需要的电气设备；这些设备为；测量仪表、继电

9、保护、控制及信号、自动装置、通讯系统、控制电缆等等。还有部分辅助系统；如站用电源系统、UPS系统、直流电源系统、计算机监控系统、远动系统等等。这些设备，通常由电流互感器和电压互感器的二次绕组的出线以及直流电源，按着一定的要求连接一起构成的电路，称之为二次接线或二次回路。（有的把远动系统单独拿出来，另算一个系统）4.（3）设备安装；电气设备安装包含一、二次设备的本体就位放线、组装连接、线号制作、电缆放线连接、电缆头制作封堵、紧固找整、设备二次灌浆、设备标识牌悬挂、设备单体试验（有的把单体试验单独立项）、保护系统保护定值的输入、各压板的头退等等。5.（4）联合调试（试车）；电气设备安装完毕后，并经

10、单体试验合格，6.可进行没带电前的分项启动，各分项合格并与调度对调一致后，由相关调度 7.下令进行分项带电试运行和全站带电投入运行。变电站规定试运行24小时后根据现场实际情况用户决定是否接收。（发电厂试运行分两种一种为72小时另一种为168小时。根据机组大小而定）2.建筑工程（土建）（1）主建筑工程；主建筑工程包含；控制间、设备间、生活配套设施等等。（2）设备基础；各类设备的基础、预埋件的预埋（如设备带有预埋件应有设备厂家提供预埋件）、电缆沟渠、电缆沟渠内各类支架、主变事故油池油井等等。（3）配电装置构架系统；避雷针、避雷塔 等等。（4 ）照明系统（含变电站内室外照明）、采暖、通风系统、给、排

11、水系统等等。（5）变电站围墙、站内道路、绿化等等。3变电站其他设备（项目）4（1）安全监视系统；有各类监视探头、图像监控等等组成。作用是监视其他人员不经批准进入站内区域或进入带电区域等等。5（2）消防监视系统；是有消防系统和消防监视系统组成，消防系统有消防水泵、消防稳压水泵、消防喷淋装置、消防管阀系统、水井（库）系统、消防控制系统、干粉灭火器、沙箱等等。监视系统由各类烟感、温感、感温电缆、感温线、报警装置、监视装置、控制装置等等组成。各类变电站配置的消防系统不太统一。但都要经消防主管部门审批消防方案，由专业施工部门施工，由消防部门专门验收。6 (3)远动通讯系统；光纤通讯、电力线载波机通讯、微

12、波通讯等。现在国外常规使用比较多的是；电力线载波机通讯系统。7 接线方式有两种；其一：相地接线，一端只需要一套阻波器、一套耦合电容器即可。我国330KV以下电网基本采用此类接线，并与电容式电压互感器配合使用，节省了一套耦合电容器。其缺点；衰减较大，在耦合相发生接地故障时安全性较差。8 另一种接线为：相相接线，一端需要两套阻波器和耦合电容器。优点为；衰减较小，线路故障时安全性高。国内多在500KV以上电网上使用。9 线路 阻波器；线路 阻波器串联在输电线路上，需要通过正常线路上的工频电流，并能阻止高频信号通过，即对高频信号呈现高阻抗，而对工频电流基本不呈现阻抗。选择；按其额定连续电流（A)选择和

13、额定短时电流（KA)选择。10 部分国外项目采用相-相接线的比较多些。五 变电站的形式 变电站有；室内型、室外型、地下型。另分；常规的AIS型(敞开式空气绝缘）开关设备、GIS型（封闭式六氟化硫气体绝缘）开关设备、HGIS型（半气体绝缘开关装置）开关设备。都是以高压系统而确定的。1AIS型；2 该型变电站的高压设备全部安装于空气中。(见图一)为一进线和主变间隔的断面图，断路器为双列布置普通型。（还有中型、中高型、田子型、品子型，根据断路器的布置可分单列、双列型）。3 特点；4 高压设备、母线等都暴露在空气中便于查看设备的运行情况，安装繁琐，设备经常受到风吹雨淋容易腐蚀，维护量大。占地面积大。投

14、资相对少些。2GIS型；全封闭式组合电气是把各类高压电气设备封闭在 密封的容器内，具有高可靠性，低维护量，占地面积少，安装方便快捷之优点。不足之处是；价格昂贵，投资比较大。然而，过高的集成度，使得一 但某个设备出现问题，则整个变电站都必须要停运处理，必然的扩大了事故影响范围，损失也较大。另；环境温度低于-20度的地区，应附加电热加温装置，防止SF6气体低温液化。由于存在以上优点，现在城市化加快，土地越来越紧张，GIS型的变电站还是越来越背采用。该型变电站国内基本采用室内布置，采用一个主体建筑即可；采用多层布置，各种电缆布置在地下底层，一层布置中压开关柜、补赏电容器、接地变、站用变等设备，二层布

15、置GIS设备及二次设备间、监控室、值班室、办公室等。主变布置在紧靠中压配电室侧。节省占地面积建筑物又少。城市中的变电站基本都采用此类型。3HGIS型（半气体绝缘开关装置）；HGIS的原理与GIS基本相同，区别在于HGIS只将断路器、隔离开关、接地开关、CT等集成一组模快，整体封闭于充满绝缘气体的容器中。而对发生事故机率极低的母线设备、避雷器等设备，则采用常规的方式（敞开式）进行布置。因而使得现场接线清晰、简洁、紧凑，安装及维护检修方便，运行可靠性相对提高。造价和占地面积介于AIS和GIS型之间。现年来以得到大力推广。成熟的HGIS产品主要有；意大利ABB公司的PASS型、德国西门子公司的HIS

16、型、法国阿尔斯通的GIM型、日本三菱公司的MITS型。我国国内，目前也已有许多设备生产厂家开始与欧洲公司合作，陆续面向国内电网推出了相应的HGIS产品。六变电站的主接线形式 变电站的主接线是根据各变电站的地位及主要性、电压等级、容量及规模大小等而确定的。但是总的原则是；一可靠性、二灵活性、三经济性。6-220KV电压等级的高压配电装置的基本接线及适用范围。一单母线接线；（1）优点；接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。（2）缺的；不够灵活可靠，任一元件故障或检修，均需使整个配电装置停电。（3）适用范围；一般只使用一发电机或一台主变的以下三种情况；1）6-10KV配电装置的

17、出线回路数不超过五回。2）35-63KV配电装置的出线回路数不超过三回。3）110-220KV配电装置的出线回路数不超过两回。二单母线分段接线 （1）优点；1）用断路器把母线分段后对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。2）当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。（2）缺的；1）当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间停电。2）当出线为双回路时，常使架空线路出现交差跨越。3）扩建时需向两个方向均衡扩建。（3）适用范围；1）6-10KV配电装置的出线回路数为6回及以上时。2）35-63KV配电装置的出线回

18、路数为4-8回时。3）110-220KV配电装置的出线回路数为3-4回时。三双母线接线 （1）优点；1）供电可靠。2）调度灵活。3）扩建方便。4）便于试验。（2）缺的；1）增加一组母线和使每回路需要增加一组母线隔离开关。2）当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电气，容易误操作。需加连锁装置。（3）适用范围；当出线回路数或母线上电源较多、输送和窜越功率较大、母线故障后要求迅速恢复供电、母线或母线设备检修时不允许影响对用户的供电、系统运行调度对接线的灵活性有一定要求时采用。1）6-10KV配电装置,当短路电流较大、出线需要带电抗器时。2）35-63KV配电装置,当出线回路数超过8回时；或链接的

19、电源较多、负荷较大时。3）110-220KV配电装置出线回路数为5回及以上时；或当110-220KV配电装置，在系统中居重要地位，出线回路数为4回以上时。四双母线分段接线 当220KV进出线回路数甚多时，双母线需要分段。分段原则是：（1）当进出线回路数为10-14回时，在一组母线上用断路器分段。（2）当进出线回路数为15回及以上时，两组母线均用断路器分段。（3）在双母线分段接线中，均装设两台母联兼旁路断路器。（4）为了限制220KV母线短路电流或系统解列运行的要求，可根据需要将母线分段。五增设旁路母线或旁路隔离开关的接线 此种接线有；单母线带旁路、双母线带旁路。也有忧缺点。六变压器-线路单元接

20、线 各有忧缺点。七侨形接线 分内桥和外侨接线 各有忧缺点。八3-5角形接线 各断路器互相链接而闭合成环形，对于大电厂、高电压变电站，从而保证了供电的可靠性。但接线比较复杂，继电保护配置也比较复杂，有的回路连着三台断路器。我国个别水电厂使用此方案，后期没有推广。九其他接线 在个别大型电厂和枢纽变电站及超高压为了可靠性还有采用一台半断路器等接线。此种接线比较复杂，继电保护配置也比较复杂，造价也高，但供电性可靠高等优点。对于大型发电厂、超高压变电站由于所在系统中的地位重要，供电容量大、范围广，一旦发生事故可能使系统稳定破坏，甚至瓦解，造成巨大损失。为此，对大型发电厂、超高压变电站的主接线，要求可靠性高。所以它们接线方式、保护配置都比较复杂。我国330500KV超高压配电装置采用比较多的为；双母线三分段（或四分段）带旁路母线接线，一台半断路器接线，变压器-母线接线等。