电厂220KV升压站设备介绍

220KV升压站系统概述什么是升压站？

升压站指的是一个使通过的电荷电压变换的整体系统。主要用来升压，目的是减小线路电流借以减小电能的损失。为了便于用户或用电单位的使用，把大电压变小电压，或小电压变大电压的变电设备。其构支架按材质可分为离心杆构支架、钢管构支架、型钢构支架、离心钢管混凝土构支架等。

主要一次设备有变压器、断路器、隔离开关、接地刀闸、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线等。升压站按升高电压的等级分有220kv升压站、330kv升压站、500kv升压站、750KV升压站、直流正负800KV升压站、1000KV升压站。等级越高需要设备的耐压性就越强，设计要求就越高、制造设备费用也越大。升压站一次设备：按电能量流动方向描述为：电能从发电机机端侧到主变压器，通过主变压器升压到电网上之前的这段就属于升压站的范围。电能量依次通过发电机、变压器、隔离开关、断路器、电流互感器最后上电网送至其他受电处。升压站二次回路：保护控制回路、同期回路、直流监视回路、测量和继电保护回路。继电保护一般有线路保护、断路器保护、母线保护、测控同期装置。此外升压站还和DCS，NCS连接用以数据通讯和一次设备控制。220kV系统概述220kV系统主接线方式为双母线接线，设有一台母联开关。全站设有双回进线，分别为1号发电机-变压器组、2号发电机-变压器组；双回220kV出线，分别为京乐Ⅰ线、京乐Ⅱ线，均接入盛乐220kV变电站；一回馈线为启动/备用变压器，为两台发电机组提供启动和备用电源。220kV升压站共七个间隔，由固定端向扩建端依次为1号发变组间隔、母联开关间隔、启备变间隔、母线PT间隔、220kV京乐Ⅰ线间隔、2号发变组间隔、220kV京乐Ⅱ线间隔。其中220kV母线接地刀闸设在母线PT间隔和220kV京乐Ⅰ线间隔之间什么是断路器？高压断路器（或称高压开关）它不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流，而且当系统发生故障时通过继电器保护装置的作用，切断过负荷电流和短路电流，它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力，可分为：油断路器（多油断路器、少油断路器）、六氟化硫断路器（SF6断路器）、压缩空气断路器、真空断路器等。

油断路器多油断路器的油作为灭弧介质和绝缘介质；少油断路器的油仅作灭弧介质，对地绝缘依靠固体介质；可配用电磁、液压、弹簧操动机构；自能式灭弧，开断性能差；运行经验丰富，易于维护；噪声低；油易劣化，需要配油处理装置；需防火、防爆压缩空气断路器结构较复杂；以压缩空气作为灭弧介质和弧隙绝缘介质；操动机构和断路器合为一体，额定电流和开断能力都可以做的较大，适合开断大容量电路；动作快，开断时间短噪声较大，维修周期长，无火灾危险，需要一套压缩空气装置作为气源SF6断路器SF6气体灭弧，对材料、工艺及密封严格要求；额定电流和开断电流可做得很大；开断性能好；断口电压可做的较高；断口开距小噪声低；不检修间隔周期长；运行稳定，安全可靠，寿命长真空断路器体积小，重量轻；灭弧室工艺材料要求高，以真空作为灭弧介质和绝缘介质，且触头不易氧化；可连续多次操作，开断性能好，灭弧迅速运行维护简单，灭弧室不需要检修，无火灾及爆炸危险；噪声低

220kV断路器概述220kV断路器为西门子（杭州）高压开关有限公司生产，全站共六台断路器。断路器型式为三相、单断口、户外瓷柱式，绝缘介质为SF6混合气体（51%SF6；49%CF4）。采用电动弹簧储能操作机构。母联、发变组和启动/备用变压器高压侧断路器型号为3AP1FG，实现三相机械联动；两台出线断路器型号为3AP1FI，能够实现分相操作和三相电气联动。每台断路器提供一套合闸线圈及两套相互独立的分闸线圈，并配两套完全独立的SF6气体压力低闭锁回路。

断路器操作机构提供自动脱扣及防跳装置，自动脱扣允许断路器在任何位置跳闸，防跳装置防止断路器在故障工况时多次分合造成设备损坏。什么是隔离开关？隔离开关是一种主要用于“隔离电源、倒闸操作、用以连通和切断小电流电路”，无灭弧功能的开关器件。隔离开关在分位置时，触头间有符合规定要求的绝缘距离和明显的断开标志；在合位置时，能承载正常回路条件下的电流及在规定时间内异常条件（例如短路）下的电流的开关设备。一般用作高压隔离开关，即额定电压在1kV以上的隔离开关，它本身的工作原理及结构比较简单，但是由于使用量大，工作可靠性要求高，对变电所、电厂的设计、建立和安全运行的影响均较大。隔离开关的主要特点是无灭弧能力，只能在没有负荷电流的情况下分、合电路。词条介绍了隔离开关的功能、特点、类型、应用、防误改进、维护、常见问题等特点：1.在电气设备检修时，提供一个电气间隔，并且是一个明显可见的断开点，用以保障维护人员的人身安全。2.隔离开关不能带负荷操作：不能带额定负荷或大负荷操作，不能分、合负荷电流和短路电流。3.一般送电操作时：先合隔离开关，后合断路器或负荷类开关；断电操作时相反。4.选用时和其它的电气设备相同，其额定电压、额定电流、动稳定电流、热稳定电流等都必须符合使用场合的需要。隔离开关的作用是断开无负荷电流的电路.使所检修的设备与电源有明显的断开点，以保证检修人员的安全,隔离开关没有专门的灭弧装置不能切断负荷电流和短路电流，所以必须在电路在断路器断开电路的情况下才可以操作隔离开关。分类：1.按支撑柱分类可分为单柱式隔离开关、双柱式隔离开关、三柱式隔离开关。其中单柱式隔离开关在架空母线下面直接将垂直空间用作断口的电气绝缘，因此，具有的明显优点，就是节约占地面积，减少引接导线，同时分合闸状态特别清晰。在超高压输电情况下，变电所采用单柱式隔离开关后，节约占地面积的效果更为显著。三柱式隔离开关随占地面积最大，但有最高的稳定性。2.按开启方式分类可分为水平开启式、垂直开启式两种220kV隔离开关概述220kV隔离开关由苏州阿尔斯通高压电气开关有限公司生产，隔离开关三相联动，可以电动和手动操作；220kV接地刀闸三相联动，手动操作。隔离开关和接地刀闸之间设置机械闭锁，在隔离开关、接地刀闸和断路器之间设置电气闭锁。隔离开关由静触头、动触头、支持瓷瓶、操作机构和控制箱等组成。220kV隔离开关共有4种型式共21组，分别为：SPO2T-252/3150双柱折臂水平开启式双接地隔离开关2组；SXT-252/3150/2500单柱折臂垂直开启式单接地隔离开关，其中额定电流3150A隔离开关4组，额定电流2500A隔离开关5组；SX-252/3150/2500单柱折臂垂直开启式不接地隔离开关，其中额定电流3150A隔离开关2组，额定电流2500A隔离开关3组；STA-252接地隔离刀闸5组。220kV两组母线、两组母线电压互感器侧、出线开关两侧和馈电侧、发变组出口开关两侧、启备变出口开关两侧、母联开关两侧各装有一组接地刀闸。什么是电压互感器？电压互感器（Potentialtransformer简称PT，Voltagetransformer也简称VT）和变压器类似，是用来变换线路上的电压的仪器。但是变压器变换电压的目的是为了输送电能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安为计算单位；而电压互感器变换电压的目的，主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电，用来测量线路的电压、功率和电能，或者用来在线路发生故障时保护线路中的贵重设备、电机和变压器，因此电压互感器的容量很小，一般都只有几伏安、几十伏安，最大也不超过一千伏安。工作原理：电压互感器的基本结构和变压器很相似，它也有两个绕组，一个叫一次绕组，一个叫二次绕组。两个绕组都装在或绕在铁心上。两个绕组之间以及绕组与铁心之间都有绝缘，使两个绕组之间以及绕组与铁心之间都有电气隔离。电压互感器在运行时，一次绕组N1并联接在线路上，二次绕组N2并联接仪表或继电器。因此在测量高压线路上的电压时，尽管一次电压很高，但二次却是低压的，可以确保操作人员和仪表的安全，若二次侧断路会感应相当大的短路电流，严重威胁安全运行和操作人员的安全，故电压互感器二次侧严禁短路。1、按安装地点可分为户内式和户外式35kV及以下多制成户内式；35kV以上则制成户外式。2、按相数可分为单相和三相式35kV及以上不能制成三相式。3、按绕组数目可分为双绕组和三绕组电压互感器，三绕组电压互感器除一次侧和基本二次侧外，还有一组辅助二次侧，供接地保护用。4、按绝缘方式可分为干式、浇注式、油浸式和充气式。干式电压互感器结构简单、无着火和爆炸危险，但绝缘强度较低，只适用于6kV以下的户内式装置；浇注式电压互感器结构紧凑、维护方便，适用于3kV～35kV户内式配电装置；油浸式电压互感器绝缘性能较好，可用于10kV以上的户外式配电装置；充气式电压互感器用于SF6全封闭电器中。5、按工作原理电磁式电压互感器：是利用电磁感应原理按比例变换电压或电流的设备。电容式电压互感器：电容式电压互感器（CVT）是由串联电容器分压，再经电磁式互感器降压和隔离，作为表计、继电保护等的一种电压互感器，电容式电压互感器还可以将载波频率耦合到输电线用于长途通信、远方测量、选择性的线路高频保护、遥控、电传打字等。电子式电压互感器[5]

：由连接到传输系统和二次转换器的一个或多个电压或电流传感器组成的一种装置，用以传输正比于被测量的量，供给测量仪器、仪表和继电保护或控制装置。220kV电压互感器概述220kV电压互感器由上海MWB互感器有限公司生产，结构型式为：户外、单相、油浸式瓷套互感器。220kV母线装设TEMP-220-10000pF三相电容式电压互感器，用于测量、继电保护、自动装置和同期并列。220kV出线馈电侧C相装有TEMP-220-5000pF单相电容式电压互感器，用于测量、同期并列及合环。每台电容式电压互感器由：电容分压器、中间电压互感器、电抗器和阻尼器组成。什么是电流互感器？电流互感器

是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次侧绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中。因此它经常有线路的全部电流流过，二次侧绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的二次侧回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。电流互感器是把一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量，若二次侧开路将感应超高电压，损毁设备威胁操作人员安全，二次侧不可开路。220kV电流互感器概述220kV电流互感器由江苏ABB精科互感器有限公司生产，型式为户外、单相式。220kV出线回路、发变组进线回路、启备变馈线回路及母联开关回路装设型号为LVQB(T)-220WSF6气体绝缘电流互感器，用于测量、继电保护和自动装置。220kVSF6气体绝缘电流互感器由壳体、器身（一、二次绕组）、瓷套和底座组成。总体结构为倒立式，器身固定在壳体顶部，壳体上方装有压力释放装置；一次绕组和二次绕组均装在壳体内，壳体与一次回路等电位，通过瓷套与底座绝缘；一次绕组从二次绕组中间穿过，它们之间用SF6气体进行绝缘，二次绕组通过绝缘件固定在壳体内；二次绕组引线通过瓷套内的金属屏蔽管与底座内的二次接线端子相连，用于连接测量或保护用负载。底座内设置有吸附剂、二次接线盘及SF6指针式密度继电器等氧化锌避雷器是具有良好保护性能的避雷器。利用氧化锌良好的非线性伏安特性，使在正常工作电压时流过避雷器的电流极小（微安或毫安级）；当过电压作用时，电阻急剧下降，泄放过电压的能量，达到保护的效果。这种避雷器和传统的避雷器的差异是它没有放电间隙，利用氧化锌的非线性特性起到泄流和开断的作用。氧化锌避雷器是七十年代发展起来的一种新型避雷器，它主要由氧化锌压敏电阻构成。

每一块压敏电阻从制成时就有它的一定开关电压（叫压敏电压），在正常的工作电压下（即小于压敏电压）压敏电阻值很大，相当于绝缘状态，但在冲击电压作用下（大于压敏电压），压敏电阻呈低值被击穿，相当于短路状态。然而压敏电阻被击后，是可以恢复绝缘状态的；当高于压敏电压的电压撤销后，它又恢复了高阻状态。因此，如在电力线上安装氧化锌避雷器后，当雷击时，雷电波的高电压使压敏电阻击穿，雷电流通过压敏电阻流入大地，可以将电源线上的电压控制在安全范围内，从而保护了电气设备的安全。氧化阀片式避雷器

防雷设备与接地装置概述避雷针是防止雷击的设施。避雷针高出被保护设备和建筑，将雷电吸引到避雷针上将雷电电流安全的导入大地，保护了电气设备和建筑物的安全。避雷线是保护架空线路和防止雷电波侵入变电站设备的防雷装置，避雷线防止雷电直击近区线路、防止雷电波直接入侵厂区而损坏电气设备。220kV避雷器由南阳金冠电气有限公司生产，型式为户外型，单相、无间隙。发变组进线侧、启变馈线侧、220kV母线电压互感器母线侧均装设型号为Y10W-200/496金属氧化物避雷器。金属氧化物避雷器由瓷绝缘套、绝缘油、金属阀片、压力释放装置和放电计数器组成。接地装置（接地网）是采用铜覆钢材质。是防雷设备的重要组成部分，它不仅能够安全的引导雷电流导入大地，而且能使雷电流导入大地时能均匀的分布出去。220kV母线和导线概述母线的主要作用是汇集和分配电能，分为软母线和硬母线两类。盛乐热电220kV母线为软母线，材质为钢芯铝绞线。220kV线路导线材质为双分裂耐热铝合金导线为什么升压站到处是瓷瓶和均压环？全与绝缘有关什么是GIS，全称Gasinsulatedswichgear意为六氟化硫气体全封闭组合电器。六氟化硫气体是世界上目前最优良的绝缘介质和灭弧介质，它无色无味无嗅无毒不燃烧，常温常压下，化学性能稳定，与传统绝缘油相比，性能好的多。分子结构是全对称八面体，硫原子居中，六角是氟原子。本身无毒，但重量是空气5倍，泄露是会将空气排出，所以室内GIS要加装风机。GIS是最先进的电气设备，特点有占地面积小，电场分布均匀，技术性能优良，绝缘性能灭弧性能极佳，受外界环境干扰小等等优点。但造价非常昂贵。问题：为什么京秦热电要采用GIS设备？升压站380V交流电源系统概述网控楼设置380V继保小室MCC一段，电源取自380V公用PCA、B段。380V继保小室MCC向继电保护小室试验电源屏、继电保护小室工作电源、事故照明切换屏、升压站照明箱、检修箱等提供电源。升压站内设两个交流配电箱，电源取自1号机组380V保安PCB段和公用PCB段，给升压站内隔离开关、断路器提供交流电源。网控交流不停电电源（UPS）概述网控交流不停电电源（UPS）系统为深圳市正昌时代电气工程有限公司产品，网控楼设置一套6kVA的UPS电源，型号为GTSI-6K，主输入为三相、输出为单相，旁路输入电源为单相AC220V，直流备用电源输入由网控直流系统供电。正常情况由交流电源经整流、逆变输出合格的交流电供电给负载，事故情况由直流系统逆变供电。网控UPS装置由整流器、逆变器、静态转换开关、隔离变压器、手动旁路开关、逆止二极管、旁路隔离变压器、旁路调压器和配电柜等组成。网控UPS主要向PMU设备柜、故障录波器，远方电量计费系统、保护及故障信息远传采集柜、保护室火灾自报区域控制器等负荷供电。网控直流系统概述网控直流系统配置两段220V直流母线，单母线分段运行，两组直流母线间设有联络开关，具有防止两组蓄电池并联运行的闭锁功能，设有充电母线和配电母线。每组蓄电池有104只，容量为300Ah。2组蓄电池配3组充电装置接于充电母线上。备用充电装置可在两段充电母线之间切换，任一台充电装置退出运行时手动投入备用充电装置。直流系统采用浮充电运行方式，正常由微机控制型高频开关给直流负载供电，同时对蓄电池组浮充电。当直流系统交流电源失去时，蓄电池能独立给直流负载供电，保证直流系统用电设备的可靠而连续地工作。每台高频开关电源分别由两路交流电源供电，两路交流电源能实现电源自动切换。220V直流系统由高频开关电源模块、集中监控器、微机直流绝缘监测仪、蓄电池及直流馈线柜等组成。网控直流系统向220kV系统配电装置的控制、信号、继电保护、自动装置、事故照明切换屏及网控UPS等负荷供电网络计算机监控系统(NCS)概述网络计算机监控系统(NCS)采用南京南瑞继保工程技术有限公司生产的PCS-9700变电站自动化系统，NCS系统主要功能包括：设备控制和操作、系统监视和报警、实时数据采集与处理、统计计算、打印记录、人机接口、卫星同步时钟、系统在线自诊断、远动和专家系统等。PCS-9700变电站自动化系统由站控层、网络层和间隔层三部分组成。NCS系统控制采用分层控制方式，控制功能分为三种：站控层控制，间隔层控制，后备手动控制。操作命令优先级为：后备手动控制→间隔层控制→站控层控制，任何时间只允许一种控制方式有效，选择方式以硬接点方式输入NCS。NCS系统能根据操作员输入的命令实现断路器、隔离开关的正常倒闸操作和其他必要的操作。所有操作控制均经防误闭锁，站控层实现面向整个网络升压站电气设备的综合操作闭锁功能，间隔层实现各电气间隔设备的操作闭锁功能，各种操作均设权限等级管理。NCS系统另配置一套微机五防闭锁装置，五防闭锁装置与监控系统进行实时通讯，实现信息共享和在线自动对位功能，对所有操作进行实时有效闭锁。NCS系统中220kV出线和母联断路器有同期功能，同期功能分检无压方式和检同期方式。防误闭锁装置概述微机防误闭锁装置RCS9200由南京南瑞继保电气有限公司生产，与NCS系统联合实现升压站设备的防误闭锁操作。五防系统由五防主机、电脑钥匙和编码锁具三大部分组成。是升压站倒闸操作票的智能处理系统，它根据电力系统对倒闸操作的“五防”要求和现场设备的状态，按照规则进行判断，开出完全实用的包括一、二次设备操作项目的倒闸操作票。220kV断路器或隔离开关的远方摇控操作由微机防误闭锁装置的五防主机和NCS系统操作员站主机联合完成。220kV断路器或隔离开关进行远方摇控操作的流程：五防主机进行开具操作票→操作票生成后由五防主机下传到电脑钥匙→电脑钥匙通过间隔层测控装置将需要进行遥控操作的断路器或隔离开关信号传送到操作员站主机→在操作员站主机上进行断路器或隔离开关的远方分、合闸→操作员站主机远方操作执行监护复诵制，操作人、监护人根据各自操作权限确认后“遥控执行”→操作员站主机操作完毕后通过间隔层测控装置将信号回传至五防主机，遥控操作完成→电脑钥匙回传。220kV系统继电保护和自动装置概述220kV线路保护配置两套光纤纵联电流差动保护。一套主保护为南京南瑞继保工程技术有限公司生产的RCS-