《变配电系统及安全》PPT课件.ppt

1、a,1,第14章 变配电系统及安全,电工作业安全技术,a,2,第14章 变配电系统及安全,深刻理解供配电系统负荷级别分类方法及供电方式。 理解一般供电系统变配电站的构成及其安全维护。 掌握电力系统电气设备的倒闸操作步骤。,a,3,14.1 工厂供电 14.2 变配电站的组成 14.3 变配电站的安全 14.4 倒闸操作 小结,第14章 变配电系统及安全,a,4,14.1 工厂供电,电力系统简介,发电厂、变电站（所）和电力用户由各级电压的电力线路联系起来组成发电、输电、变电、配电和用电的整体,发电,变电,输电,配电,a,5,图1-1 电力系统示意图,1 供配电系统的基本概念,电力系统简介,a,6

2、,1 供配电系统的基本概念,电力系统简介,发电厂:,一次能源二次能源(电能),a,7,1 供配电系统的基本概念,电力系统简介,电力网,电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所,区域电网 范围大，220KV 地方电网 范围小，110KV,输电网 35KV-220KV 配电网 220/380-10KV,a,8,1 供配电系统的基本概念,电力系统简介,变配电所,接电、变电、配电,变电所：,配电所：,接电、配电,降压变电所,升压变电所,一般建在发电厂,一般建在靠近负荷中心的地点,枢纽变电站,地区变电所,用户变配电所,总降压变电所（HSS）,3511010kV,10kV配电所（HDS）,100.4k

3、V变电所,车间变电所STS,a,9,电力负荷的分级,2 负荷级别与供电方式,用户供配电系统概况,一级负荷,中断供电将造成人身伤亡,中断供电将在政治、经济上造成重大损失,如重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料（较稀缺的工农业原料）生产的产品大量报废、国民经济中重点企业（中央各部委指定的大型骨干企业）的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等,例,煤矿、矿井、电炉炼钢、电解槽、特种化工、医院手术室 重要铁路枢纽、重要港口、重要宾馆、电台 高精尖科研部门、军事机关与基地,a,10,电力负荷的分级,用户供配电系统概况,一级负荷,特别重要负荷,工业生产中如：正常电源中断时处理安全停产所必须的应急照明、通

4、讯系统；保证安全停产的自动控制装置等,民用建筑中如：大型金融中心的关键电子计算机系统和防盗报警系统；大型国际比赛场馆的记分系统以及监控系统等；国宾馆、国家级及承担重大国事活动的会堂等,例,在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷,2 负荷级别与供电方式,a,11,电力负荷的分级,用户供配电系统概况,二级负荷,例,中断供电将在政治、经济上造成较大损失者,影响重要用户的正常工作,造成公共场所秩序混乱者,纺织厂、化工厂、铁路、通讯、大型影剧院、大型商场、高层建筑等,三级负荷 不属于一级和二级的电力负荷,2 负荷级别与供电方

5、式,a,12,各级负荷对供电电源的要求,用户供配电系统概况,一级负荷对供电电源的要求,要求由两个（独立）电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏,特别重要的负荷 ：增设应急电源,常用应急电源：,供电网络中独立于正常电源的专门馈电线路,蓄电池,独立于正常电源的发电机组,2 负荷级别与供电方式,a,13,中型用户（1000kVA10000kVA ）,用户供配电系统构成,HDS,电源进线：610kV 两路（一路备用）,母线 （单母线分段制）,高压配电所： 电能集中再分配,车间变电所610/0.4KV,低压联络线 (可靠性要求),一级降压,2 负荷级别与供电方式,a,14,小型用户

6、（1000kVA）,用户供配电系统构成,610kV,220/380V,公共 低压电网,车 间,车 间,车 间,低压 配电室,610kV,220/380V,220/380V,2 负荷级别与供电方式,a,15,3.企业高压供电,工厂电力网络的接线应力求简单、可靠，操作维护方便。工厂电力网络包括厂内高压配电网络与车间低压配电网络，高压配电网络指从总降压变电所或配电所到各个车间变电所或高压设备之间的610kV高压配电网络，低压配电网络指从车间变电所到各低压用电设备的380/220V低压配电网络。 工厂内高低压电力线路的接线方式有三种类型：放射式、树干式及环式。,a,16,高压配电线路的接线方式（放射式

7、）,高压放射式接线,a,17,高压配电线路的接线方式（树干式）,高压树干式接线,a,18,高压配电线路的接线方式（环式）,高压环式接线,a,19,低压配电线路的接线方式（放射式）,低压放射式接线,a,20,低压配电线路的接线方式（树干式）,低压树干式接线,a,21,低压配电线路的接线方式（环式）,低压环形接线,a,22,14.2 变配电站的组成及接线方式,变配电站的组成： 一般变配电站由高压配电室、低压配电室、值班室、变压器室、电容器室等组成,变电所,a,23,变配电所主接线的基本形式,单母线接线,有母线的主接线, 特点:,简单、清晰、设备少； 运行操作方便且有利于扩建； 可靠性与灵活性不高。

8、若母线故障或检修，会造成全部出线停电。,适于出线回路少的小型变配电所，一般供三级负荷。 10kV配电装置出线回路数不超过5回； 35kV不超3回。, 应用:,变配电站的组成及接线方式,a,24,变配电所主接线的基本形式,单母线接线,有母线的主接线,两路电源进线的单母线可供二级负荷 。,变配电站的组成及接线方式,a,25,变配电所主接线的基本形式,单母线分段接线,有母线的主接线,有两种运行方式：,分段断路器接通运行 ； 分段断路器断开，分段单独运行。, 特点:,简单、清晰、设备少；运行操作方便且有利于扩建。 缩小了母线故障的影响范围，可靠性有所提高。可供一级负荷。,单母线分段接线目前应用广泛。,

9、变配电站的组成及接线方式,a,26,变配电所主接线的基本形式,双母线接线,有母线的主接线, 特点:,可靠性高、运行灵活、扩建方便 。 设备多、操作繁琐、造价高 。,一般仅用于有大量一、二级负荷的大型变配电所 。, 应用:,变配电站的组成及接线方式,a,27,变配电所主接线的基本形式,线路一变压器组单元接线,无母线的主接线,单电源,采用 跌落式熔断器,采用 负荷开关 或 隔离开关,采用 负荷开关和 熔断器配合,采用 断路器和 隔离开关配合,变配电站的组成及接线方式,a,28,变配电所主接线的基本形式,线路一变压器组单元接线,无母线的主接线,户外杆上变电台的典型接线形式，电源线路架空敷设，小容量变

10、压器安装在电杆上。 户外跌落式熔断器FU作为变压器的短路保护，也可用来切除空载运行的变压器。 接线简单经济，但可靠性差，且停电和送电操作程序比较麻烦。 仅适用于500kVA以下的变电所，配电给三级负荷。 随着城市电网改造和城市美化的需要，架空线改为电缆线，户外杆上变电台逐步被预装式变电站或组合式变压器所取代 。,变配电站的组成及接线方式,a,29,变配电所主接线的基本形式,线路一变压器组单元接线,无母线的主接线,变压器的高压侧设置负荷开关，而未设保护装置。 仅适于距上级变配电所较近的车间变电所采用，此时，变压器的保护必须依靠安装在线路首端的保护装置来完成。 当变压器容量较小时，负荷开关也可采用

11、隔离开关代替，但需注意的是，隔离开关只能用来切除空载运行的变压器。,变配电站的组成及接线方式,a,30,变配电所主接线的基本形式,线路一变压器组单元接线,无母线的主接线,变压器的短路保护由熔断器实现，负荷开关除用于变压器的投入与切除外，还可用来隔离高压电源以便变压器的安全检修。 因负荷开关可带负荷操作，所以这种接线较上两种接线灵活，而且价格便宜，在10kV及以下变电所中应用得越来越多。 为避免因熔断器一相熔断造成变压器缺相运行，熔断器配有熔断撞针可作用于负荷开关跳闸。,变配电站的组成及接线方式,a,31,变配电所主接线的基本形式,线路一变压器组单元接线,无母线的主接线,当变压器故障时，继电保护

12、装置动作于断路器QF跳闸。 采用断路器操作简便，故障后恢复供电快，易与上级保护相配合，便于实现自动化。 如果配有自动重合闸装置，供电可靠性会有所提高。 当高压侧采用双电源供电或低压侧有联络线与其他变电所相连时，可用于二级负荷。,变配电站的组成及接线方式,a,32,变配电所主接线的基本形式,线路一变压器组单元接线,无母线的主接线,双回线路一变压器组单元接线,正常运行时，两路电源及主变同时工作，变压器二次侧母联断路器QF3断开运行。一旦任一主变或任一电源进线故障或检修时，主变两侧断路器就在继电保护装置的作用下自动断开，QF3自动投入，即可恢复整个变电所的供电。 双回线路一变压器组单元接线可供一、二

13、级负荷。,变配电站的组成及接线方式,a,33,变配电所主接线的基本形式, 桥式接线,无母线的主接线,内桥,外桥,变配电站的组成及接线方式,a,34,变配电所主接线的基本形式, 桥式接线,无母线的主接线,内桥,内桥接线运行特点是：电源线路投入和切除时操作简便，变压器故障时操作较复杂。 内桥接线适于电源线路较长、变压器不需经常切换操作的情况。,变配电站的组成及接线方式,a,35,变配电所主接线的基本形式, 桥式接线,无母线的主接线,外桥,外桥接线运行特点正好和内桥接线相反，电源线路投入和切除时操作较复杂，变压器故障时操作简便。 外桥接线适于电源线路较短、变压器需经常切换操作的情况。 当系统中有穿越

14、功率通过变电所高压侧时或两回电源线路接入环形电网时，也可采用外桥式接线。,变配电站的组成及接线方式,a,36,变配电所主接线的基本形式, 桥式接线,无母线的主接线,桥式接线比分段单母线结构简单，减少了断路器的数量，造价低，有一定的可靠性与灵活性，易发展。桥式接线广泛用于35110kV变电所中，但由于其操作不便，不适于10kV及以下变电所采用。,变配电站的组成及接线方式,a,37,变配电所主接线典型方案,一路供电电源、一台变压器的10kV变电所,电源 进线,电能 计量,电压 测量,主变 保护,变压器,低压 进线,无功 补偿,低压 出线,变压器一次侧采用线路一变压器组单元接线，二次侧采用单母线接线

15、。,高压开关柜采用HXGN10-12固定式环网开关柜。,低压开关柜采用GGD2型低压固定式开关柜 。,变压器采用SCB10低损耗双绕组干式变压器 。,变配电站的组成及接线方式,a,38,变配电所主接线典型方案,一路供电电源、一台变压器的10kV变电所,电源 进线,电能 计量,电压 测量,主变 保护,变压器,低压 进线,无功 补偿,低压 出线,设专用电能计量柜，柜中设专用的、精度等级为0.2级的CT与PT。 注：该互感器不得与保护、测量回路共用。,高压侧设置电压测量柜以测量、监视电压，并提供交流操作电源。,变压器的控制及保护采用负荷开关与熔断器组合电器，而未采用高压断路器，以降低投资和简化二次接

16、线 。,变配电站的组成及接线方式,a,39,变配电所主接线典型方案,一路供电电源、一台变压器的10kV变电所,电源 进线,电能 计量,电压 测量,主变 保护,变压器,低压 进线,无功 补偿,低压 出线,低压进线总开关和低压出线开关均采用低压断路器，可带负荷操作且恢复供电快。,变电所的负荷无功补偿采用低压母线集中补偿方式，选用低压成套无功自动补偿装置，与其他低压开关柜并排安装。,变配电站的组成及接线方式,a,40,高压侧线路一变压器组，低压侧单母线接线,a,41,变配电所主接线典型方案,一路供电电源、两台或以上变压器的10kV变电所, 10kV侧采用单母线接线。,高压开关柜采用KYN 28-12

17、(Z)型户内金属铠装移开式开关柜，柜内配置真空断路器。,高压侧设有专用电能计量柜和电压测量柜。,变配电站的组成及接线方式,a,42,变配电所主接线典型方案,一路供电电源、两台或以上变压器的10kV变电所, 低压侧采用单母线分段接线。, 低压开关柜采用GCK低压抽出式柜。,两台变压器为互为备用运行方式，正常运行时，低压母联断路器断开。,变配电站的组成及接线方式,a,43,一路供电电源、两台或以上变压器的10kV变电所,a,44,变配电所主接线典型方案,两路供电电源的10kV变电所, 高压侧采用单母线接线。,两路电源均设置电能计量柜。,备用电源的投人方式可采取手动投入，也可采取自动投入。,变配电站

18、的组成及接线方式,a,45,变配电所主接线典型方案,两路供电电源的10kV变电所,低压主接线仍采用单母线分段接线形式 。,低压进线柜放置在中间，而低压出线柜则放置在两侧，以便于扩建时添加出线柜。,变配电站的组成及接线方式,a,46,变配电所主接线典型方案,10kV配电所电气主接线,变电所由两路外供电源供电，采用单母线分段接线。,变配电站的组成及接线方式,a,47,变配电所的规章制度和值班制度,变配电所的值班制度,用户变配电所的值班制度，有轮班制、在家值班制和无人值班制等。,采用在家值班制和无人值班制，可以节约人力，减少运行费用，但需要有一定的物质条件，如有较完善的监测信号系统或自动装置等，才能

19、确保变配电所的安全运行。,当前，我国一般工厂变配电所仍以三班轮换的值班制度为主，即全天分为早、中、晚三班，而值班人员则分为若干组，轮流值班，全年都不间断。这种值班制度对于确保变配电所的安全运行有很大的好处，但人力耗用较多 。,一些小型工厂的变配电所和大中型工厂的一些车间变电所，则往往采用无人值班制，仅由工厂的维修电工或工厂总变配电所的值班电工每天定期巡视检查 。,有高压设备的变配电所，为保证安全，一般应不少于两人值班。当室内高压设备的隔离室设有遮栏，遮栏的高度在1.7m以上，安装牢固并加锁者，且室内高压开关的操作机构用墙或金属板与该开关隔离或装有远方操作机构者，可由单人值班。单人值班时，不得单

20、独从事修理工作 。,14.3 变配电站安全,a,48,变配电所的规章制度和值班制度,变配电所值班员职责,遵守变配电所值班工作制度，坚守岗位，做好安全保卫工作，确保变配电所的安全运行。 积极钻研本职工作，认真学习和贯彻有关规程，熟悉变配电所的设备和结线及其运行维护方法和倒闸操作要求，掌握安全用具和消防器材的使用方法及触电急救法，了解变配电所现在的运行方式、负荷情况及负荷调整、电压调节等措施。 监视所内各种设备的运行情况，定期巡视检查，按照规定抄报各种运行数据，记录运行日志。发现设备缺陷和运行不正常时，及时处理，并做好有关记录，以备查考。 按上级调度命令进行操作，发生事故时进行紧急处理，并做好有关

21、记录，以备查考。 保管所内各种资料图表、工具仪器和消防器材等，并做好和保持所内设备和环境清洁卫生。 按规定进行交接班。值班员未办好交接手续时，不得擅自离开岗位。在处理事故时，一般不得交接班。接班的值班员可在当班的值班员要求和主持下，协助处理事故。如事故一时难于处理完毕，在征得接班的值班员同意或上级同意后，可进行交接班。,变配电站安全,a,49,变配电所的规章制度和值班制度,当值的值班运行人员工作的主要内容,监视仪表、控制屏、光字牌信号、事件记录器（运行监控系统）和信号继电器的各种信号告警、掉牌及设备运行状况。 及时记录和汇报各种事故、异常告警信号和掉牌。 正确处理各种事故和设备异常情况。 正确

22、接受和执行调度下达的各项操作命令。 负责接传有关生产调度的联系电话。 根据调度的要求向调度汇报当值运行情况和设备运行状态。 根据调度命令的要求和当值值班长的安排完成设备的倒闸操作。 审核并办理工作票的开、收、完工手续。 对设备的修、试、校工作进行验收和事故处理。 按照规定巡视运行设备。 负责抄表和核对电量，填写有关运行记录和运行日志。 定期启动备用设备运行和设备轮换运行的切换。 负责日常和定期的设备运行维护工作。 负责做好主控制室和专责设备场所的清洁卫生工作 。,变配电站安全,a,50,变配电所的规章制度和值班制度,运行监盘人员的职责,设备的电气运行参数（如有功功率、无功功率、电流、电压和频率

23、等）。 热工和水工运行参数（如温度、压力和流量等）。 各种运行监视信号指示等,所谓运行监盘是指运行值班人员在变电所的中央主控制室或某一特定的位置，对全所的运行设备或某一特定的设备运行状态进行连续性的监视，并根据其运行状况按照有关规定要求做出相应的处理。,运行监盘的监视范围有：,监视的内容有：设备的运行状况和设备的运行参数是否正常（如设备有无过负荷、过电压等）,监视的手段有：,设备运行参数监测仪表（如功率表、电流表、电压表和温度表等）。 监视信号显示系统（如信号指示器和信号继电器、告警光字牌系统等）。 运行状况监控系统（如运行方式监控系统、事件顺序记录系统等）。,变配电站安全,a,51,变配电所

24、的送电和停电操作,电气设备的停、送电操作,停电操作时，先停一次设备，后停保护、自动装置；送电操作时，先加用保护、自动装置，后投入一次设备。电气设备操作过程是事故发生率比较高的阶段，要求发生事故时能及时断开断路器，使故障设备退出运行，因此，保护及自动装置在一次设备操作过程中要始终加用（操作过程中容易误动的保护及自动装置除外） 。,设备停电时，先断开该设备各侧断路器，然后拉开各侧断路器两侧隔离开关；设备送电时，先推上该设备各断路器两侧隔离开关，最后合上该设备断路器。其目的是为了有效地防止带负荷拉合隔离开关 。,设备送电时，合隔离开关及断路器的顺序是从电源侧逐步送向负荷侧；设备停电时，与设备送电顺序

25、相反 。,变配电站安全,a,52,变配电所的送电和停电操作,线路停、送电操作顺序和操作时的注意事项,线路停送电操作顺序是：断开线路两端断路器，拉开线路侧隔离开关，拉开母线侧隔离开关，在线路上可能来电的各端合上接地开关（或挂接地线） 。,线路送电操作顺序是：拉开线路各端接地隔离开关（或拆除接地线），合上线路两侧母线侧隔离开关及线路侧隔离开关，合上断路器 。,注意事项：,勿使空载时末端电压升高至允许值以上； 投入或切除空载线路时，勿使电网电压产生过大波动； 勿使发电机在无负荷情况下投入空载线路产生自励磁,变配电站安全,a,53,变配电所的送电和停电操作,变压器停送电操作时的注意事项,变压器充电时应

26、投入全部继电保护 。,为保证系统稳定，充电前先降低相关线路的有功功率 。,变压器在充电状态下及停、送电操作时，必须将其中性点接地开关推上 。,两台变压器并列运行，在倒换中性点接地开关时，应先将原来接地的中性点接地开关推上，再拉开另一台变压器中性点接地开关，并考虑零序电流保护的切换 。,220kV变压器高、低压侧均有电源送电时应由高压侧充电，低压侧并列；停电时先在低压侧解列 。,变压器并列运行须满足并列运行条件 。,变配电站安全,a,54,14.4 倒闸操作,倒闸操作 电气设备通常有三种状态，分别为运行、备用（包括冷备用及热备用）和检修。电气设备由于周期性检查、试验或处理事故等原因，需操作断路器

27、隔离开关等电气设备来改变电气设备的运行状态，这种将设备由一种状态转变为另种状态的过程就叫倒闸，所进行的操作称为倒闸操作。 倒闸操作是电气值班人员及电工的项经常性的重要工作,其操作、验电和挂地线是倒闸操作的基本功。倒闸操作有正常情况下的操作和有事故情况下的操作两种。在正常情况下应严格执行“倒闸操作票”制度,a,55,1 ）倒闸操作步骤 （1）接受主管人员的预发命令。在接受预发命令时，要停止其他工作，并将记录内容向主管人员复诵，核对其正确性口对枢纽变电所等处的重要倒闸操作应有两个人同时听取和接受主管人员的命令。 （2）填写操作票。值班人员根据主管人员的预发令，核对模拟图和实际设备，参照典塑掸作票在

28、操作票上逐项认真填写操作项目。操作票里应填入如下内容应拉合的开关和刀闸，检查开关和刀闸的位置；检查负载分配；装拆接地线；安装或拆除控制回路、电压互感器回路的熔断器；切换保护回路并检验是否确实没有电压。,倒闸操作,a,56,（3）审查操作票。操作票填写完毕后，写票人自己应进行核对，认为确定无误后，再交监护人审查。监护人应对操作票的内容逐项审查，对上一班预填的操作票，即使不是在本班执行，也要按规定进行审查。审查中若发现错误，应由操作人重新填写。 （4）接受操作命令。在主管人员发布操作任务或命令时，监护人和操作人应同时在场，仔细听清主管人员发布的命令，同时要核对操作票 l 几的任务与主管人员所发布的是否完全致，并由监护人按照填写好的操作票向发令人复诵，经双方核对无误后，在操作票上填写发令时间并由操作人和监护人签名。这样，这份操作票才合格可用。,倒闸操作,a,57,（7） 唱票操作。当操作人准备就绪时，监护人按照操作票上的顺序高声唱票，每次只准唱步。严禁凭记忆不看操作票唱票严禁看编