项目5变配电所二次回路与自动装置的运行维护

单元5.1变配电所布置方案的选择一、变配电所的设计要求：1.供电可靠，技术先进，保障人身安全，经济合理，维修方便；2.根据工程特点、规模和发展规划，以近期为主，适当考虑发展，正确处理近期建设和远期发展的关系，进行远近结合；3.结合负荷性质、用电容量、工程特点、所址环境、地区供电条件和节约电能等因素，并征求建设单位的意见，综合考虑，合理确定设计方案；4.变配电所采用的设备和元件，应符合国家或行业的产品技术标准，并优先选用技术先进、经济适用和节能的成套设备及定型产品；5.地震基本强度为7度及以上的地区，变配电所的设计和电气设备的安装应采取必要的抗震措施。二、变电所的类型：工厂总降压变电所：用于电源电压为35KV及以上的大中型工厂。独立式高压配电所：用于高压电能（10KV或6KV及以上）的接受和分配。车间变电所车间附设变电所车间内变电所独立变电所杆上变电所露天或半露天变电所地下变电所楼层变电所箱式变电所三、变配电所的所址选择1.尽量接近或深入负荷中心；2.进出线方便；3.设备运输方便、吊装方便；4.不应设在邻近下列场所的地方：1）有剧烈振动或高温的场所2）有爆炸或火灾危险的场所正下方和正上方3）多尘、多水雾(如大型冷却塔)或有腐蚀性气体的场所，如无法远离时，要避免污染源的下风口．4）厕所、浴室、洗衣房、厨房、泵房的正下方及邻近地区和其他经常积水场所和低洼地区。5.高压配电所宜于和邻近的车间变电所合建理由：降低建筑费用，减少系统的运行维护费用。6.高层建筑地下变配电所的位置，宜选择在通风、散热条件较好的场所，且不宜设在最底层。当地下仅有一层时，应采取适当抬高变配电所地面等防水措施，并应避免有洪水或积水从其他渠道淹没变配电所的可能性。7.应考虑企业的发展，使变配电所有扩建的可能，尤其是独立式的变配电所四、变配电所的总体布置方案1.35/10KV的总降压变电所的布置方案：2.10KV高压配电所和附设车间变电所的布置方案3、6~10/0.4KV的车间变电所的布置方案：五、变配电所的结构：1.变压器室和室外变压器台的结构:●变压器室的结构:注意:设备的防护等级用IPXX表示第一位X为防尘指标0：无防护1：防50mm以上固体危害（偶然手接触）2：防12mm以上固体危害（手指大小）3：防2.5mm以上固体危害（细电线等）4：防1.0mm以上固体危害（细电线等）5：可防粉尘危害6：完全防止粉尘危害第二位X为防水指标0：无防护1：可防竖直落水2：防竖直15°以下直接喷水3：防竖直60°以下直接喷水4：防各方向直接喷水5：防各方向低压水喷射6：防各方向高压水喷射7：防止15cm~1m的浸没危害8：防在压力下长期浸没2)耐火等级:可燃油油浸式变压器室的耐火等级应为一级，非燃或难燃介质的电力变压器室的耐火等级不应低于二级。3）变压器室的结构要求：①变压器室的门要向外开；②室内只设通风窗，不设采光窗；③进风窗设在变压器室前门的下方，出风窗设在变压器室的上方，并应有防止雨、雪和蛇、鼠类小动物从门、窗及电缆沟等进入室内的设施；④通风窗的面积，根据变压器的容量、进风温度及变压器中心标高至出风窗中心标高的距离等因素确定；通风窗应采用非燃烧材料。⑤变压器室一般采用自然通风，夏季的排风温度不宜高于45℃，进风和排风的温差不宜大于15℃。4）变压器室的布置方式:按变压器推进方式，分为宽面推进式和窄面推进式两种。5）变压器室的地坪:按通风要求，分为地坪抬高和不抬高两种形式。变压器室的地坪抬高时，通风散热更好，但建筑费用较高。变压器容量在630kV·A及以下的变压器室地坪，一般不抬高。6）变压器室的布置油浸式电力变压器的结构布置图干式变压器的布置●室外变压器台的结构:1）围栏(或墙)的设置①露天或半露天变电所的变压器四周，应设不低于1.7m高的固定围栏(或墙)；②变压器外廓与围栏(墙)的净距不应小于0.8m。2）相邻变压器的距离设置①变压器底部距地面不应小于0.3m，相邻变压器外廓之间的净距不应小于1.5m；②当露天或半露天变压器供给一级负荷用电时，相邻的可燃油油浸式变压器的防火净距不应小于5m；③若小于5m，应设置防火墙，防火墙应高出油枕顶部，且墙两端应大于挡油设施两侧各0.5m。3）86D266图集中的一个露天变电所的变压器台结构图。2.高低压配电室的结构:单元5.2高压电力线路的继电保护按GB50062-1992《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》规定：对3~66KV电力线路，应装相间短路保护、单相接地保护和过负荷保护故障类型三相短路两相短路两相短路接地单相接地短路其他故障故障次数172891131932故障百分比1.14%1.88%6.12%88.7%2.16%2002年我国220kV电网输电线路故障统计表一、概述作为线路的相间短路保护，主要采用带时限的过电流保护和瞬时动作的电流速断保护。相间短路保护动作于断路器的跳闸机构，使断路器跳闸，切除短路故障部分。作为单相接地保护，一般有两种方式：1）绝缘监视装置，装设在变配电所的高压母线上，动作于信号；2）有选择性的单相接地保护（零序电流保护），亦动作于信号，但当危及设备和人身安全时，则动作于跳闸。对可能经常过负荷的电缆线路，按GB50062-1992规定，应装设过负荷保护，动作于信号。二、带时限的过电流保护1.定时限过电流保护：与变压器的定时限过电流保护原理和整定完全相同2.反时限过电流保护：常开触点先闭合，常闭触点后断开，为何？1）动作电流的整定：IKKKKILireWrelOPmax取1.3，其它参数与定时限相同2）动作时间的整定：由于GL型电流继电器的时限调节机构是按10倍动作电流的动作时间来标度的，而实际通过继电器的电流一般不会恰恰为动作电流的10倍，因此，必须根据继电器的动作特性曲线来整定。3.定时限与反时限过电流保护的比较定时限过电流保护优点：动作时间较为准确，容易整定，误差小。缺点：所用继电器的数目较多，接线复杂，继电器触点容量小，需直流操作电源，投资大，且靠近电源处保护动作时间长，而此时的短路电流又较大，故对设备的危害较大。反时限过电流保护优点：继电器数量大为减少，故接线简单，只用一套GL系列继电器就可实现速断保护和过电流保护，且触点容量大，可直接接通断路器的跳闸线圈，适用于交流操作。缺点：动作时间的整定和配合比较麻烦，且误差大，尤其是瞬动部分，难配合，且短路电流小时，其动作时间可能很长，延长了故障持续时间。3.过电流保护的灵敏度及提高灵敏度的措施——低电压闭锁保护5.1min)2(minSIKIKSPOPikWP1)过电流保护的灵敏度：取被保护线路末端在系统最小运行方式下的两相短路电流当过电流保护作后备保护时，如满足上式有困难时，可取1.22)低电压闭锁的过电流保护：IKKKKIireWrelOP30因其值比线路可能出现的最大冲击电流小，所以整定值小，故灵敏度大KUKKKUUuNurerelOP)63.0~57.0(min电压继电器的动作电压值整定：母线最低工作电压，取（0.85~0.95）UN保护装置的可靠系数，可取1.2低电压继电器的返回系数，可取1.25三、电流速断保护：与变压器的速断保护同四、中性点不接地系统的单相接地保护：绝缘监测装置有选择的单相接地保护装置适用于高压出线较多的供电系统中，但一般供电用户的高压线路不长，很少采用注意电缆头的接地线必须穿过电流互感器的铁芯单相接地保护动作电流的整定：对架空线路：)(..)(KIIKIiCkdqlkrelEOP可靠系数。保护装置不带时限时，其值取4~5；带时限时，其值取1.5~2.正常运行的不平衡负荷电流在零序电流互感器输出端反映的不平衡电流为其他线路接地时，在本线路的电容电流.350lUINC线路额定电压（KV）线路长度（Km）对电缆线路：10)(lUIIKKINCCirelEop单相接地保护的灵敏度校验：2.1)(IKIISEOPiCCP与被保护电路有电气联系的总电网电容电流项目5.变配电所二次回路的设计与施工单元5.3二次回路的设计与施工一、二次回路及其操作电源一）、概述二次回路：是指用来控制、指示、监测和保护一次电路运行的电路，亦称二次系统，包括控制系统、信号系统、监测系统、继电保护和自动化系统等。按电源性质分：直流回路、交流回路按用途分：断路器控制(操作)回路、信号回路、测量和监视回路、继电保护和自动装置回路等。二次回路的操作电源是供高压断路器分、合闸回路和继电保护和自动装置、信号回路、监测系统及其他二次回路所需的电源。因此对操作电源的可靠性要求很高，容量要求足够大，尽可能不受供电系统运行的影响。二次回路功能示意图二）、直流操作电源(a)由蓄电池组供电的直流操作电源1．铅酸蓄电池采用铅酸蓄电池组作操作电源，工作可靠；但由于正极板充电至70%时开始析出氧气，负极板充电至90%时开始析出氢气，有爆炸危险，而且随着气体带出硫酸蒸气，有强腐蚀性，一般工厂供电系统中不予采用。阀控密封式铅酸蓄电池2．镉镍蓄电池镉镍蓄电池由正极板、负极板、电解液组成。正极板为氢氧化镍[Ni(OH)3]或三氧化镍（Ni2O3），负极板为镉（Cd），电解液为氢氧化钾（KOH）或氢氧化钠（NaOH）等碱溶液。它在放电和充电时的化学反应式为单独采用硅整流器来作直流操作电源，在交流供电系统电压降低或电压消失时，将严重影响直流系统的正常工作，因此宜采用有电容储能的硅整流电源，在交流供电系统电压降低或消失时，由储能电容器对继电保护和跳闸回路供电，使其正常动作，如下图所示。硅整流电容储能式直流电源在工程中应用较广(b)由整流装置供电的直流操作电源采用镉镍蓄电池组作操作电源，除了工作可靠外，还有其大电流放电性能好，功率大，机械强度高，使用寿命长，腐蚀性小，无需专用房间来装设，应用比较普遍。储能电容器C1、C2对继电保护供电三)、交流操作电源对采用交流操作的断路器，应采用交流操作电源，取自变压器或互感器。所有保护继电器、控制设备、信号装置及其他二次元件均应采用交流型式。采用交流操作电源，可使二次回路简化，投资减少，维护方便，但是它不适于比较复杂的继电保护、自动装置及其他二次回路。交流操作电源广泛用于中小工厂变配电所中断路器采用手动操作或弹簧操作及继电保护采用交流操作的场合。四）．继电保护的交流操作方式(1)直接动作式直接利用断路器手动操作机构内的过流脱扣器（跳闸线圈）YR作为过电流继电器，正常运行时，流过YR的电流较小，YR不会动作，当线路发生短路时，流过YR的电流超过动作值，使断路器跳闸。电流继电器的常闭触点将YR短路，正常运行时，YR中无电流通过，当线路发生故障时，KA动作，使YR的短路分流支路去掉。使YR动作于断路器跳闸。(2)去分流跳闸的操作方式(3)速饱和变流器式正常时，KA的常开触点断开，YR中无电流通过，当线路发生短路故障时，KA动作，常开触点闭合，YR通电，使QF跳闸。图8-5所用变压器接线位置及供电系统示意图高压断路器控制回路：指控制(操作)高压断路器分、合闸的回路。电磁操作机构只能采用直流操作电源，弹簧操作机构和手动操作机构可交直流两用，但一般采用交流操作电源。二、高压断路器的控制和信号回路断路器位置信号用来显示断路器正常工作的位置状态。一般是红灯(符号RD)亮，表示断路器在合闸位置；绿灯(符号GN)亮，表示断路器在分闸位置。事故信号用来显示断路器在事故情况下的工作状态。一般是红灯闪光，表示断路器自动合闸；绿灯闪光，表示断路器自动跳闸。此外还有事故音响信号和光字牌等。预告信号是在一次设备出现不正常状态时或在故障初期发出的报警信号。值班员可根据预告信号及时处理。断路器控制回路的基本要求如下：高压断路器控制回路的要求1．能手动和自动合闸与跳闸。2．能监视控制回路操作电源及跳、合闸回路的完好性；应对二次回路短路或过负荷进行保护。3．断路器操作机构中的合、跳闸线圈是按短时通电设计的，在合闸或跳闸完成后，应能自动解除命令脉冲，切断合闸或跳闸电源。4．应具有防止断路器多次合、跳闸的“防跳”措施。5．应具有反映断路器状态的位置