《城市轨道交通变电所运行与维护》 课件 项目5任务2 城市轨道交通主变电所电气主接线的识图分析与设备认知

项目5

变电所电气主接线的识图分析与设备认知

任务2

变电所电气主接线的识图分析与设备认知【任务描述】两人一组，分组识读典型的主变电所电气主接线图，分析主变电所正常和非正常运行方式，对照电气主接线图，认识主变电所主要的一次设备。01主变电所总体认识主变电所总体认识主变电所的功能：将从城市电网获取的三相交流110kV高压降为三相交流35kV或10kV中压，分别供给沿线的牵引变电所和降压变电所。城市轨道交通供电系统按一级负荷设计，为保证供电的可靠性，通常设置两座或两座以上主变电所。当一座主变电所发生故障解列时，剩余主变电所应能承担全线牵引负荷及动力照明一、二级负荷。每个主变电所要求必须有两路互为备用的独立进线电源，保证不间断供电。对于进线电源的容量，要满足正常和故障要求。正常时，两路进线电源分列运行，互为备用；当一路电源故障时，另一路电源不应同时受到损坏，其容量应满足该主变电所全部一、二级负荷供电要求。主变电所总体认识主变电所设置两台主变压器，互为备用。正常时，两台主变压器同时并列运行，各负担50%的用电负荷；当一台主变压器发生故障时，另一台主变压器应能满足其供电范围内高峰小时牵引负荷和动力照明一、二级负荷的供电要求。02主变电所电气主接线1.110kV高压侧常见电气主接线形式主变电所高压侧设置两路110kV电源进线，可以都是专线，也可以是一路专线、另一路“T”接，并设置两台主变压器，常采用Y，d接线方式。正常时，两路高压110kV电源进线及两台主变压器同时供电，并列运行。1.110kV高压侧常见电气主接线形式（1）线路-变压器组接线城市轨道交通主变电所为提高供电的可靠性，一般采用两个线路-变压器组接线。正常运行时，两路电源进线同时供电，两台主变压器同时并列运行。线路-变压器组接线只配置两个设备单元，这种接线的优点是运行可靠，接线简单，高压设备少、占地少，所以经济性好。不足之处是当电源线路故障检修时，变压器也会被迫停运，影响负荷供电的可靠性。线路-变压器组接线方式适用范围：主变电所不设高压配电装置，一台主变压器退出运行时，其他主变压器能承担主变电所供电范围内的全部一、二级负荷。这种接线形式被广泛应用于城市轨道交通主变电所中。1.110kV高压侧常见电气主接线形式（2）内桥形接线在WL1和WL2进线电源之间通过连接桥相互联络，因连接桥靠近变压器侧，所以构成了内桥形接线。连接桥与主变压器之间设置隔离开关，方便变压器故障或检修时进行故障隔离。正常运行时，连接桥断路器断开，类似于线路变压器组接线，两路进线电源各带一台主变压器。1.110kV高压侧常见电气主接线形式因内桥形接线线路侧装有断路器，线路的投入和切除非常方便。当一条电源进线发生故障时，只有该线路侧的断路器跳闸，不影响另一条回路正常工作。但主变压器故障时，则与故障变压器同侧的线路断路器和连接桥断路器均自动跳闸，从而影响了未故障线路的正常运行。内桥形接线适用于电源线路较长、线路故障率较高、变压器不需要经常切换的场合。在城市轨道交通供电中，因主变压器故障概率比线路低，且不需要经常切换，所以内桥形接线也经常应用于城市轨道交通主变电所中。2.中压侧电气主接线城市轨道交通主变电所中压侧广泛采用单母线断路器分段接线方式。（1）正常运行方式在正常情况下，两路进线WL1和WL2，两台主变压器T1和T2分列运行，分别给中压侧左右两段母线供电，此时QF1和QF3闭合、QF2和QF4闭合，而母联断路器QF5断开，两段中压母线分列运行，通过馈线侧断路器将中压电源馈出至牵引变电所和降压变电所。（2）一路高压进线或一台主变压器故障当一路高压进线WL1或一台主变压器T1故障时，由继电保护带动故障所在回路断路器QF1和QF3自动跳闸，由母联备自投装置带动母联断路器QF5自动闭合，此时由另一路进线WL2经主变压器T2给左右两侧的中压母线供电，保障本主变电所范围内的全部一、二级负荷的供电。03典型的主变电所电气主接线识图及运行方式分析1.主变电所的电气主接线结构（1）高压进线侧该主变电所110kV侧采用了两个线路-变压器组接线，两路电源进线分别供两台主变压器，两台主变压器并列运行。（2）主变压器设置两台主变压器，采用了Y/d接线，功能是将外部电源供给的三相交流110kV电压变换为三相交流35kV电压。110kV高压侧星型绕组中性点采用避雷器加保护间隙，同时经隔离开关接地的方式。（3）中压馈线侧中压馈线侧采用了单母线断路器分段接线方式。中压侧有10路馈出线，分别对称地接在左右两侧35kV母线上，供给城市轨道交通沿线的牵引变电所和降压变电所；另外，有2路馈出线经过341和342接1#和2#所用电变压器，所用电变压器将三相交流35kV电压变换为三相交流0.4kV电压，用于满足主变电所自身的交直流负荷用电；有2路馈出线经过343和344接1#和2#接地变压器；有2路馈出线经过331和332接1#和2#SVG装置，用于动态无功补偿，提高功率因数。2.运行方式（1）主变电所正常运行方式正常运行时，110kV系统两路电源同时供电，两台主变压器同时运行，两路电源进线和主变压器分列运行。35kV系统Ⅰ、Ⅱ段母线分列运行，分段断路器300断开。35kV分段断路器装有母联备自投装置，正常时应将方式选择开关置于自动位置。通过馈线侧断路器311、313、315、317、321和312、314、316、318、322将35kVⅠ、Ⅱ段母线的电能输送至城市轨道交通沿线的牵引变电所和降压变电所。（2）主变电所非正常运行方式当一路110kV进线电源或者一台主变压器故障退出运行时，35kV分段断路器300母联备自投装置自动投入（即300自动闭合），由另一路进线电源和主变压器同时供35kVⅠ、Ⅱ段母线运行，承担本变电所范围内的全部I、II级负荷供电任务。04主变电所典型一次设备认知主变电所典型一次设备认知主变电所一次设备主要包含110kVGIS组合电器、主变压器、中压交流开关柜和所用电变压器，部分主变电所还装有接地变压器、SVG装置。1.高压110kVGIS组合电器110kV侧配电装置常采用户内安装的GIS组合电器，即SF6全封闭组合电器。GIS组合电器中主要包含断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器等，对应着主变电所电气主接线图中主变压器之前的所有一次设备。110kV侧GIS常采用SF6气体断路器，配弹簧操动机构。采用GIS，不仅运行安全、可靠性高，而且结构紧凑、外型美观、设备占用空间小。2.主变压器主变压器是城市轨道交通主变电所最主要的电气设备，常采用三相油浸式有载调压变压器，选用Y，d接线方式。110kV侧星型绕组中性点常采用避雷器加保护间隙，同时经隔离开关接地的方式，左侧为保护间隙，中间部分为避雷器，右侧为隔离开关，同时带有载调压开关和自动调压装置；35kV或10kV中压侧采用三角形接线。3.中压35kV或10kV交流开关柜中压侧电压为35kV时，常采用GIS，均为三相分箱式。35kV断路器采用真空断路器，操动机构为弹簧储能式或弹簧液压式，隔离开关一般采用三工位隔离开关。3.中压35kV或10kV交流开关柜中压侧电压为10kV时，常采用空气绝缘的金属铠装开关柜，开关柜被隔板分成母线室、断路器手车室、电缆室和继电器仪表室等不同的功能隔室。根据断路器手车的放置位置又可以分为落地式和中置式两种。4.自用电变压器自用电变压器容量较小，一般采用干式变压器，单独放置在户内，用于满足主变电所自身的交直流负荷用电。5.接地变压器（部分主变电所装设）接地变压器的作用是为中性点不接地的一侧系统提供一个人为的中性点，便于采用消弧线圈或小电阻的接地方式，满足系统在该侧接地要求。常采用Z型（曲折型）接地变压器经消弧线圈或小电阻接地，电气主接线图中，馈出线经