变电站电气主接线及防误操作装置PPT课件

1、变电站作为电网的结点，主要可以起到变换电压等级，无功补偿，改变系统运行方式，汇集、传输、分配电能的作用。同时，通过变电站的保护、监控、计量、自动化等设备可以实现对电网的监控，电能计量，故障切除，提高电网稳定运行等功能。变电站变电站的作用的作用变电站变电站的分类的分类按作用分：升压站、降压站、开关站、换流站（整流逆变站）按所处位置分：枢纽站、中间站、终端站、地区站、企业站按值班方式分：有人值班站、无人值班站其它分类方法：如敞开式、GIS站第1页/共36页是指发电厂、变电站中将发电机、变压器、断路器、隔离刀闸、互感器、导线等生产、传输、分配电能的一次设备连接组成的电路，也称为一次接线。电气主接线指

2、电气主接线中的设备用标准的图形符号和文字符号表示的电路图。其一般画成单线图（即用单相线表示三相），对局部三相不完全一致的，则画成三相加以区别。电气主接线图第一节第2页/共36页变电站主要一次设备简变电站主要一次设备简介介断路器断路器（开关）具有灭弧功能，其主要作用是在正常的情况下，控制线路和设备的开断与关合，而在电力系统故障时，与保护配合切除故障电流，保证系统正常运行变压器主变压器是变电站最重要的电气设备。一方面通过升压变升压可以实现远距离输电，减小输送电流，降低线损；另一方面为了适应用电设备电压等级和用电安全又需要降压变进行降压。1第3页/共36页接地刀闸接地刀闸的作用是在线路或设备检修时进

3、行接地和放电，以保证检修人员安全。隔离刀闸没有灭弧功能，不能用来拉合负荷电流与故障电流。其主要作用是停电检修时起到隔离作用，形成明显断开点，保证安全。其还与断路器配合通过倒闸来改变运行方式、还可断开小电流和环路电流等。第4页/共36页互感器互感器主要功能：将一次设备的高电压、大电流变换为标准的低电压、小电流。经过变换一方面使得仪表继电保护等二次设备标准化、小巧经济，同时使一次和二次在电气上隔离。名称简称二次额定值电流互感器TA5A,1A电压互感器TV100V,100/ V3第5页/共36页母线其主要起到汇集与分配电能的作用。另外，与刀闸、断路器配合，通过倒闸操作可以改变系统的运行方式。避雷器避

4、雷器是变电站防雷过电压设备的一种，其主要是防止雷电波侵害，同时还能防止内部过电压即操作过电压对设备的侵害。变电站其它的防雷设施还有避雷针、放电间隙等第6页/共36页低压侧无功设备我局变电站大多在变压器低压侧装有补偿电容器，用来对无功的就地补偿。部分变电站，如500kV贤令山站的主变第三绕组侧还装有低压电抗器，以吸收系统无功，达到调节系统电压的目的。名称作用结果电容器补偿无功升压电抗器吸收无功降压第7页/共36页可靠性可靠性：这里要求的可靠性是相对的，具体定量要考虑到设备的可靠性指标、线路、母线的故障率以及有关二次设备的可靠率。一般只定性地比较以下几点：1断路器检修对供电地影响；2设备故障连带影

5、响范围；3全停概率灵活性灵活性：指改变运行方式快捷、方便。体现在：调度操作灵活、设备检修方便、事故处理灵活经济性经济性：在满足可靠性、灵活性要求地同时使供电局的投资少。主要考虑采用简单接线方式减少设备、征地方便。同时要求操作上尽量简单、扩建方便电气主接线的基本要求2第8页/共36页变电站常见的电气主接变电站常见的电气主接线线3单母接线单母接线是最简单的母线接线方式，所有馈线经断路器接于一条汇流母线上，一般用于110kV及以下电压等级。当用110kV电压时一般不超过2回。用于10kV时一般不超过5回。这个也不是绝对的，仅出于可靠性的要求。其优点仅是简单明了、设备少、投资小。缺点可靠性、灵活性都相

6、对差。第9页/共36页当出线较多时，通过分段断路器将母线分成23段，通过分段断路器可以实现各段并列或分裂运行，运行方式灵活许多，电源和负荷尽可能地均分在不同段上，一方面减小了各段负荷交换，同时也提高了母线的可靠性，全停的可能性大大减小。设备方面增加了一台分段开关，单投资不仅限于一台开关，还涉及增加相应母线设备，以及二次改造等。另外可靠性要求不高时，分段开关可以改成联络刀闸（如110kV莲塘站）。单母分段单母分段分段开关第10页/共36页双母接线的特征是出线间隔通过过并列的两把刀闸接于两条母线上，这样最大的好处是母线停电检修时，出线不停电。因此，对于出线较重要、或是回数比较多时可以采用此种接线。

7、另外，通过出线母线刀闸在不同母线间转换可以，可以轻松实现方式变换，同时母联断路器也可以实现母线的并列分裂运行。因此，在稳定性、灵活性方面较单母又更进一步了。双母接线双母接线母联第11页/共36页对于双母线接线，一般馈线较多，母线范围大，且母线故障影响范围巨大，为了再进一步提高双母接线的可靠性，可在两条母线上增加分段开关。在故障时候减小停电范围（Q:这里只考虑故障时的影响，不考虑母线检修时）。一个分段的称：双母三分段，两个分段称：双母四分段或双母双分段。双母线接线是一种非常可靠的接线方式，广泛用于110kV及以上电压等级，特别是220kV，我局的220kV母线几乎都是或至少是双母形式。母联分段双

8、母分段双母分段第12页/共36页双母线接线特点 :优点：可靠、灵活1 母线检修不影响正常供电;2 检修任一回路的母线隔离开关时，只影响该回路供电；3 母线故障时，缩小了停电范围，增加分段后更加明显；4 通过出线转换母线刀闸、母联分段的分断可以实现灵活的运行方式；5 扩建方便。另：双母线制可以特别的在出线间隔因设备故障不能完成停电时，可由母联代替完成，而不影响其它出线。如开关失灵或母线刀闸故障。缺点：复杂、投资较多1 一次设备增加较多，现场接线复杂2 相应的二次设备也比较复杂，主要体现在母线保护配置、出线电压切换、回路接线等方面3 由于设备增加、占地面积扩大等，因而投资较大；4 灵活的倒闸操作也

9、带来了误操作风险，以及二次方面继电器切换失灵的风险。另：无法避免母线故障造成线路停电第13页/共36页带路：当出线间隔检修时，如开关、CT检修、保护调试等，又为了避免线路停电，通过旁路间隔代替检修原间隔工作。旁路母线区别于主母线，其不具备汇流与分配电能的作用，其仅相当于带路时一条过渡导线的作用。带旁路的接线方式有：单母带旁路接线、双母带旁路接线等旁路接线是一种过时的形式，在上世纪由于电气设备可靠性比较差，特别断路器的可靠性差，加上我国电网不是很完善，旁路对电网稳定起到了一定作用。随着，电气设备技术工艺的进步，特别是SF6断路器取代了原来的少油断路器，可靠性不断提升，二次方面微机取代了一堆继电器

10、，也更加可靠；同时电网的不断加强，变电站普遍采用多电源，如今，一条电源失电，对变电站来讲威胁也不那么可怕了。加上旁路的接线、操作及二次方面都比较复杂，因而面临淘汰。旁路母线旁路母线第14页/共36页双母带旁路单母带旁路第15页/共36页3/2接线接线3/2接线由3台断路器2回出线构成一串，这样每回均分1.5个断路器，也称一个半断路器接线 。3/2接线在稳定性、灵活性方面都比前面几种接线要优越得多。主要体现在：1一台断路器故障不影响出线运行2母线故障对出线几乎没有影响3通过断路器操作就可以实现线路接于不同母线，不需要操作刀闸4运行操作方便简单明了，与双母接线相比，没有倒母得风险。5保护及二次回路

11、方面虽然，与双母接线相比有所区别，但总体相对不是那么复杂。6特别的，当断路器失灵时，可通过正常串的互联，等电位操作刀闸将故障断路器退出，很方便。3/2接线由于增加了断路器等设备，因而投资增加。主要用于500kV电压等级。第16页/共36页 电气主接线其它形式：如线变压器接线，桥接线，四边形接线，双开关接线，4/3开关接线等，不常见（略）第17页/共36页变电站电气设备编号原则简变电站电气设备编号原则简介介4500kV设备编号原则：开关的编号：如5031开关 ，为第三串1母侧边开关。类推5032为第三串中间开关，5033为第三串2母侧边开关5 0 3 1电压等级所在串数开关位置刀闸的编号：刀闸按

12、所属开关来编，并以靠母线方面加以区别。如：50511指的是5051开关1M侧刀闸， 50512指的是5051开关2M侧刀闸。5 0 5 1 1电压等级所在串数开关位置就近母线第18页/共36页地刀的编号：地刀编号末尾是以7作为标识开关地刀编号在就近刀闸的编号后加7，如503317是指5033开关50331刀闸侧的地刀，5033另一侧地刀就是503327。5 0 3 3 1 7开关编号刀闸就近母线地刀标识线路地刀编号是在线路所属的边开关编号后加67，如：清远局贤令山站的503167是指500kV桂山乙线线路地刀。这里5031就是桂山乙线靠1M的边开关，桂山乙线还和2变高共用一个联络5032开关。

13、5 0 3 1 6 7桂山乙线边开关编号线路地刀标识母线地刀编号：由4位数字组成，如5227，指2M上的2地刀5 2 2 7电压等级标识母线地刀号第19页/共36页220kV线路开关为4位数字组成，首位2代表电压等级出线间隔内刀闸、地刀均以所属开关规则编号。母线刀闸编号：为开关编号母线编号组成，如21561开关为220kV山阳甲线靠1M侧刀闸，21562为靠2M侧刀闸。线路刀闸编号：为开关编号4组成，如220kV山阳甲线线路刀闸编号为21564开关侧地刀编号：为开关编号B0CT侧地刀编号：为开关编号C0线路侧地刀编号：为开关编号401M2M21562215612156B021562156C02

14、15640第20页/共36页第21页/共36页第二节“五防”的要求：1防止误入带电间隔2防止带负荷拉合隔离刀闸3防止带接地刀（接地线）合隔离刀闸4防止带电合（挂）接地刀（接地线）5防止误分合断路器三同时：防误装置应与主设备同时设计、同时施工、同时投入使用变电站防误操作闭锁装置：为满足五防要求，在电气设备及其自动化控制系统上安装的对电气设备操作流程、操作回路、操作位置进行闭锁和提示的装置。主要包括：机械连锁、电磁闭锁、电气闭锁、微机防误闭锁装置、变电站自动化系统五防子系统等。第22页/共36页机械联锁：成套的隔离刀闸装置都按有关生产要求设计有地刀和刀闸的机械联锁。同时，目前机械联锁也仅限于成套刀

15、闸与地刀之间的闭锁。可靠性高。第23页/共36页电气闭锁：在设备的控制回路上，通过串入关联的电气设备的位置接点，或者有压继电器的接点组成闭锁逻辑，当条件不满足时断开控制回路以达到闭锁的功能。HAFA1GWSBKYHAFHA微机监控系统KSDL1GD1ZKAII N1TABK21G1GDS N1G机构箱电源及空气开关远方监控操作就地端子箱操作就地机构箱操作停止操作1GD电磁锁回路隔离开关控制闭锁回路DG1GDL1G第24页/共36页 电气闭锁局限性：其只能对开关、刀闸、地刀进行闭锁，对误入间隔和接地线无能为力。 电气闭锁的可靠性主要取决与各辅助接点的可靠性。 电磁锁回路：与电气闭锁类似，也是通过

16、在电气回路上串入辅助接点来实现闭锁逻辑，不过当回路通的时候，开放的不是控制回路，而是电磁锁。只有电磁锁解锁后才能进行相应的下一步操作。第25页/共36页微机五防闭锁微机五防采用计算机技术，通常主要由主机、模拟屏、电脑钥匙、机械编码锁和电气编码锁等功能元件组成。依靠闭锁逻辑和现场锁具实现对断路器、隔离开关、接地开关、地线、遮拦、网门或开关柜门的闭锁。模拟屏电脑钥匙（挂锁）机械编码锁电气编码锁第26页/共36页编码锁示例第27页/共36页微机五防实现流程微机五防实现流程操作任务五防主机传送电脑钥匙在后台操作模拟操作是否操作结束回传是否操作结束否否结束是是根据操作任务和操作票，在五防机模拟屏上按照操

17、作顺序一次模拟操作。模拟完毕，可以选择在监控后台远方操作或是在现场操作，如在现场操作，则需要传送操作任务到电脑钥匙。操作人员携带电脑钥匙剩余到现场核对锁码操作。当选择后台操作则只需将操作任务传送给后台，不用传送到电脑钥匙。当后台与现场交替操作时，则可以通过电脑钥匙回传，将剩余步骤回传给主机，再发送至后台。反之也可以先在后台操作完毕再传送到电脑钥匙。第28页/共36页 微机防误装置评价：其可以实现真正的“五防功能，但其实现有赖于现场人员对规章制度的遵守。无票操作、操作任务错误、或者解锁操作，都直接影响到闭锁功能。而相对于其它防误装置而言，微机防误装置的可靠性相对较差，主要受主机死机、程序数据丢失

18、、电脑钥匙故障、编码锁锈蚀等。这里，我们常说的解锁主要是针对微机五防系统来讲的。解锁包括正常解锁、事故解锁。对于解锁操作，供电单位是有严格规定的。第29页/共36页6.5防误装置的操作解锁管理正常操作解锁应由操作人员向变电运行部门负责人申请，由变电运行部门负责人安排除现场操作人和监护人外的其他人员（原则上应是五防专责人）到现场核实，确认装置缺陷确实导致无法操作后方可执行解锁。事故操作解锁应由操作人员在确认操作无误，并由站长或当值值班负责人审核批准后进行解锁操作，但事后变电运行部门必须将相关情况汇报供电局生技部、安监部和调度部门。解锁操作的全过程应加强监护，并做好相应的安全措施。解锁操作完毕后立

19、即将解锁用具放回原处。广东电网公司防止电气误操作闭锁装置管理规定对解锁管理的要求第30页/共36页变电站间隔层五防的实现变电站间隔层五防的实现随着变电站综合自动化水平的提高，无人职守站的出现。在远端（如调度中心、集控站）遥控站内设备的情况也越来越频繁，远端的操作员机如果没有防误闭锁功能，则造成误操作的风险很大。目前解决办法是采用在变电站间隔层实现实时防误闭锁。实现方法简介：在变电站站控层编辑闭锁逻辑，由间隔层监控设备进行下载 ，测控装置根据本身间隔的设备位置，再根据闭锁逻辑条件进行判断实现本间隔内的闭锁，测控也可以和其它测控经过间隔层数据通讯实现联锁 。在站控层进行逻辑编写是出于维护方便，而在

20、间隔层进行逻辑判断是因其对现场闭锁条件有相对好的实时性。 测控装置输出闭锁接点，即断开有关控制回路来实现闭锁功能。 第31页/共36页五防闭锁逻辑7.2 通用闭锁逻辑的要求断路器通用闭锁逻辑:无条件分合闸。隔离开关通用闭锁逻辑:对于双母线类接线，只有母联断路器及其两侧隔离开关合上时才允许倒母线。除倒母线外，断路器间隔内的隔离开关应在断路器分闸后才能分合闸。合隔离开关时，隔离开关两侧接地开关应分开、接地线应拆除，包括经断路器、主变、接地变/站变、电缆等连接的接地开关及接地线。旁路断路器间隔的旁路隔离开关，必须旁路断路器分开，旁路母线接地开关分开的状态下才能合闸。非旁路断路器间隔的旁路隔离开关，必须在旁路断路器分开、旁路母线上所有接地开关分开、所在间隔线路侧接地开关（主变各侧接地开关）在分开的状态下才能合闸。母线接地开关合上或母线接上接地线后，母线上的各隔离开关、小车均不能合上。小车的位置规则与隔离开关规则一致。补充：对于线路刀闸与母线刀闸之间的闭锁是出于反措的要求。第32页/共36页接地开关（接地线）通用闭锁逻辑:接地开关无条件分闸。主变中性点