变电所所用电系统设计.docx

1、变电所所用电系统设计变电所所用电系统一、所用电的作用：供给变电所主变冷却器系统电源、断路器储能电源、开关机构加热器电源、开关、闸刀端子箱加热器电源、直流系统充电装置电源、检修电源、照明电源以及用于变电所生产、生活等用电。二、所用电的接线方式：1、所用变的接线方式：图1变电所一般都配有二台所用变1所用变和2所用变,1、2所用变分别接于35kV.段母线,或1所用变接35kV段母线运行,2所用变接35kV一条线路运行,有的变电所2所用变可以上35kV段母线,也可以上35kV线路运行,可以翻电源。二台所用变互为备用,以确保所用电供电的可靠性。随着各局对所用电的重视,省公司也有这个要求,系统中220kV

2、以上变电所已出现安装3所用变或者叫临时所用变,接于本变电所以外的10kV线路,作为变电所的应急电源,具体所用变的接线方式见图1。2、所用电的接线方式：所用电系统为单母线分段接线方式,35kV1所用变低压电源经1所用变低压空气开关接入所用电段母线,35kV2所用变低压电源经2所用变低压空气开关接入所用电段母线,所用电.段母线装有联络开关也叫所用电分段开关,因受所用电分段开关短路容量的限制,以及二台所用变分别接于不同的电源1所用变接于35kV母线,2所用变一般接于35kV线路,相互之间相位不同,正常情况下,所用电.段母线分列运行即所用电分段开关断开,接线见图1。3、所用电负载的接线方式：、重要负载

3、采用双电源供电,如主变冷却器电源；加热器电源；开关储能电源；直流充电器电源；自动化监控设备逆变电源、通讯电源等。.采用双回路供电的回路,.段电源之间除有备自投装置外,都装有分段开关或分段闸刀,为防止低压电源.段电源因相位差非同期并列,而引起二台所用变之间造成环流,环流将造成所用变容量不能充分的利用,所用电负载大时,造成所用变过载,发热、严重时,甚至烧坏所用变。因此所用电造成运行情况下,千万不能并列运行。一般运行方式为了保证所用电翻电源操作方便,双电源回路只允许投入段或段电源开关,双回路中的分段开关或分段闸刀合上,这样负载翻电源只需在所用电室进行就可以了,不必到现场。见图2图2、不重要负载采用单

4、电源供电,也称辐射型供电,见图3图3三、所用电重要负载有工作如何做安全措施：见图2所示,假如1主变220kV开关间隔需设备改造,需停用220kV开关储能电源,如何做安全措施：假如设220kV开关储能电源运行在所用电段电源上,则220kV开关段储能电源空开是合上的,段储能电源空开是断开的,220kV开关储能电源分段闸刀是合上的,操作如下：第一步,拉开220kV开关段储能电源空开；第二步,合上220kV开关段储能电源空开；第三步,拉开220kV开关储能电源分段闸刀；第四步,拉开220kV开关段储能电源闸刀。加热器电源也同样如此操作。关键的一点就是值班员要设备熟悉,确切地知道各储能电源开关、.段储能

5、闸刀、分段闸刀安装在那个间隔,否则你的安全措施做起来就比较困难,有些值班员就做不到这一点。完成上述操作后,就可以许可工作票给施工人员。四、所用电的事故处理：当所用电突然失去电源时,不论是所用变故障,还是其它原因,均应优先恢复下列回路供电：、主变冷却器电源；、直流系统充电装置电源；、自动化监控逆变电源、220kV、110kV、35kV开关储能电源；、开关机构箱加热器电源；、通讯电源；、晚上照明电源。1、所用变本身及低压回路故障处理：当判明1或2所用变本体或低压回路故障,应先拉开故障所用变的低压空气开关,然后合上所用电分段开关,再拉开故障所用变母线闸刀,隔离了故障所用变,恢复了所用电供电,最后将故

6、障所用变改检修低压侧三相短路接地,高压侧验电无压后,挂接地线一付。2、1或2所用变高压熔丝熔断处理：应立即汇报局调,将故障所用变停役改检修,具体操作：1、拉开故障所用变低压空气开关；2、合上所用电分段开关；3、拉开故障所用变高压侧闸刀母线闸刀或线路闸刀,也有的是跌落式高压熔丝；、在故障所用变高低压侧分别验电接地故障所用变改检修；、由当值值班员调换同规格、同型号的高压熔丝；注：调换高压熔丝应戴绝缘手套、穿绝缘靴,戴护目眼镜。调换结束,汇报局调,将进行复役操作；复役操作步骤：、拆除所用变高低压侧接地线；、合上所用变高压侧闸刀母线闸刀或线路闸刀,也有的是跌落式高压熔丝；、拉开所用电分段开关；、合上所

7、用变低压空气开关。3、一台所用变停役,另一台所用变故障处理：此种情况,如装由3所用变,应立即启用3所用变,使其恢复所用电正常运行,其操作步骤如下：1、拉开故障所用变低压空气开关；2、将临时电源双投闸刀合向3所用变电源侧；3、合上3所用变低压电源开关；4、合上所用电分段开关；5、拉开故障所用变高压侧闸刀母线闸刀或线路闸刀,也有的是跌落式高压熔丝；6、在故障所用变高低压侧分别验电接地故障所用变改检修。如没有安装3所用变的,应立即恢复停役的所用变,其操作步骤如下：1、拉开故障所用变低压空气开关；2、拉开故障所用变高压侧闸刀母线闸刀或线路闸刀,或是跌落式高压熔丝；3、拆除停役的所用变高低压侧接地线；4

8、、合上停役的所用变高压侧闸刀母线闸刀或线路闸刀,或是跌落式高压熔丝；5、合上停役的所用变低压侧空气开关；6、合上所用电分段开关。4、接于35kV线路运行的2所用变该所用变母线、线路可翻电源线路故障,2所用变失电处理：图4线路故障处理这里不再讨论,主要是讨论所用电处理。接于2所用变的线路故障,将造成2所用变失电,也就是所用电段母线失电,应立即汇报调度,将35kV2所用变由线路运行改为母线运行,具体翻电源的操作步骤如下：1、拉开2所用变低压空气开关；2、拉开2所用变线路闸刀；3、合上2所用变母线闸刀；4、合上2所用变低压空气开关。当该35kV线路故障消除,恢复造成运行后,应及时将2所用变恢复到线路

9、运行,作为本所所用电的备用电源,防止本所35kV母线故障时,所用电全部失去,特别时主变冷却器电源失去20分钟后,若投跳的话,使主变三侧开关跳闸,造成扩大事故。变、配电安全一、变电所常见事故原因变电所常见的事故一般是由以下原因引起的：1误操作。2继电保护装置出现三误误碰、误接线、误整定。3开关机构失灵、接点发热、瓷瓶闪络。4开关、电流互感器、电压互感器或电容器发生爆炸。5电缆绝缘损坏。6室内设备用于室外而损坏。二、变、配电所特殊巡视应检查的项目变、配电所特殊巡视应检查以下几项：1大风来临前检查周围有无杂物,要防止杂物被风吹到设备上；刮风时注意风向及相间和对地距离是否过小。2雷电后检查绝缘有无放电

10、痕迹,避雷器、避雷针是否放电,雷电计数器是否动作。3雾天、雨天和下雪天应注意瓷绝缘放电情况。4重负荷时检查触头、接头有无过热现象。5出现异常情况时,检查电压、电流是否正常和继电保护动作情况。6夜间熄灯巡视,检查绝缘有无放电闪络现象和接点是否过热发红。三、变、配电所突然断电的处理变、配电所一旦突然断电,应按以下步骤进行处理：首先拉开有关电源开关,然后对变、配电所内部设备和进线端巡视检查一遍。如果确认断电原因非本所引起,可采取以下措施：1双电源受电时,按倒闸操作的有关规定,切换备用电源受电；如果是单电源受电,可与供电局联系,等候来电。2如果发现本所设备有故障迹象,应迅速拉开有关的断路器和刀闸,断开

11、故障设备,检查电源开关拒动原因,并立即报告供电局。在未断开或无法断开故障设备时,不得启用备用电源。3所内若有小发电机组,可启动小发电机,但绝对禁止向系统倒送电。四、变、配电所内发生误操作的处理变、配电所内一旦发生误操作,应针对不同情况按以下方法进行处理：1若误拉或误碰断路器引起跳闸,对无并列关系的断路器可立即自行合上后再汇报领导；对有并列关系的断路器不可任意合闸,应汇报供电局,按调度员的通知处理。2若误合备用断路器,可立即拉闸再汇报领导。3若误拉或误合隔离刀闸,应立即停止操作,并检查设备有无损坏后再汇报领导。五、对变电所的所用电的安全要求对变电所的所用电有以下安全要求：1为了提高变电所所用电的

12、可靠性,35千伏及其以上变电所,凡是用交流电操作的,宜装两台所用变压器：一台装在10千伏母线上,另一台在35千伏进线上。一般变电所也可只装一台所用变压器。2当发生事故,正常照明电源被切断时,应急照明应能自动投入,改由蓄电池或其他完好独立的电源供电。3有两路进线的变、配电所,应装有备用电源自动投入装置,以保持全所停电时的所用电源。六、对配电装置的安全要求配电装置,是指接受和分配电能的电气设备,它包括控制电器断路器、隔离开关、负荷开关等、保护电器熔断器、继电器和避雷器等、测量电器电流互感器、电压互感器、电流表、电压表等,以及母线和载流导体等。对配电装置一般有以下几项安全要求：1具有良好的电气特性和

13、绝缘性能,动作灵敏,工作可靠性高。2在过负荷或短路时,能承受大电流所产生的机械应力和高温的作用,即能够满足动稳定度和热稳定度的要求。3由两路和两路以上电源供电时,各路电源主进线与联络开关之间应安装联锁装置受供电部门调度者除外。410千伏室内成套设备的隔离开关和相应的断路器之间应装设联锁装置。5配电装置的相色排列应符合以下规定：同一配电装置内各回路和相序排列应一致；硬母线应涂色,其色别为：A相黄色,B相绿色,C相红色,零线黑色；软母线应标明相别。6配电装置间隔内的导线布置,应留有悬挂临时接地线的位置,该处不应涂相色漆。7配电装置的布置和导体、电器、构架的选择,应满足在正常运行、检修、短路过电压情

14、况下的要求,并不应危及人身安全和周围设备。8在积雪、覆冰严重地区,应采取措施防止冰雪引起事故。9在空气污秽地区,室外配电装置中的电气设备和绝缘子,应根据污秽情况采取加强外绝缘、防尘、防腐等措施,并应便于清扫。10周围环境温度低于绝缘油或其他液态绝缘介质、润滑油、仪表和继电器等的允许最低温度时,应在室外充油器的底部、操作箱内和配电装置室内装设电热装置。七、对主变压器停送电的操作顺序的规定主变压器停送电的操作顺序是：停电时先停负荷侧,后停电源侧,送电时与上述顺序相反。这是因为：1在多电源的情况下,先停负荷侧可有效地防止变压器反充电。如果先停电源侧,遇有故障时可能造成保护装置误动或拒动,延长故障切除

15、时间,并可能扩大故障范围。2当负荷侧母线电压互感器还有低周减载装置而未装电流闭锁装置时,一旦先停电源侧,由于负荷中大型同步电动机的反馈,低周减载装置可能误动作。3从电源侧逐级向负荷侧送电,如有故障,便于确定故障范围,及时作出判断和处理,可避免故障扩大。八、主变压器差动保护动作的原因及处理主变压器差动保护动作跳闸的原因是：1主变压器及其套管引出线发生短路故障。2保护二次线发生故障。3电流互感器短路或开路。4主变压器内部故障。处理的原则是：1检查主变压器外部套管及引线有无故障痕迹和异常现象。2如经过第1项检查,未发现异常,但本站所曾有直流不稳定接地隐患或曾带直流接地运行,则考虑是否有直流两点接地故

16、障。如果有,则应及时消除短路点,然后对变压器重新送电。3如果进行第2项检查,未发现直流接地故障,但出口中间继电器线圈两端有电压,同时差动继电器接地均已返回,则可能是差动跳闸回路和保护二次线短路所致,应及时消除短路点,然后试送电。4检查高低压电流互感器有无开路或端子接触不良现象,发现问题及时处理,然后向变压器恢复送电。5如果上述检查未发现故障或异常,则可初步判断为变压器内部故障,应停止运行,等待试验,如果是引出线故障,则应及时更换引出线。6如果差动保护和瓦斯保护同时动作跳闸,应首先判断为变压器内部故障,按重瓦斯保护动作处理。九、变压器采用的保护方式大型变压器一般采用以下几种保护方式：1过电流保护

17、保护外部相间短路,并作为瓦斯保护和差动保护或电流速断保护的后备保护。2差动保护、电流速断保护保护变压器绕组或引出线各相的相间短路、大接地电流系统的接地短路以及绕组匝间短路。3瓦斯保护保护变压器内部短路和油面降低的故障。4零序电流保护保护大接地电流系统的外部单相接地短路。5过负荷保护保护对称过负荷,仅作用于信号。十、变压器的纵联差动保护及其原理所谓变压器的纵联差动保护,是指由变压器的一次和二次电流的数值和相位进行比较而构成的保护。纵联差动保护装置,一般用来保护变压器线圈及引出线上发生的相间短路和大电流接地系统中的单相接地短路。对于变压器线圈的匝间短路等内部故障,通常只作后备保护。纵联差动保护装置

18、由变压器两侧的电流互感器和继电器等组成,两个电流互感器串联形成环路,电流继电器并接在环路上。因此,流经继电器的电流等于两侧电流互感器二次侧电流之差。在正常情况下或保护范围外发生故障时,两侧电流互感器二次侧电流大小相等,相位相同,因此流经继电器的差电流为零,但如果在保护区内发生短路故障,流经继电器的差电流不再为零,因此继电器将动作,使断路器跳闸,从而起到保护作用。十一、三相差动保护与两相差动保护对于所有升压变压器和15000千伏安以上的降压变压器,一律采用三相三继电器差动保护。对于10000千伏安以下的降压变压器,采用两相三继电器接线,但对其中Y/接线的双线圈变压器来说,如果灵敏度足够,可采用两

19、相继电器差动保护。对于单独运行的7500千伏安以上的降压变压器,当无备用电源时,采用三相三继电器差动保护。十二、变压器的极限温度变压器的极限温度主要取决于绕组绝缘材料的耐热性能。油浸式变压器绕组间的绝缘材料,一般采用电缆纸或其他纸质材料,属A级绝缘,而热温度为105。干式变压器常采用玻璃纤维绝缘材料,属B级绝缘,耐热温度为130。如果绝缘材料的温度超过其极限温度亦即变压器的极限温度,则变压器的寿命便会急剧缩短,甚至会烧毁。在变压器的运行中,其绕组的中部偏上部位有一个最热区,所以变压器的上层油温高于中下层。如果上层油温不超标,就能保证变压器正常运行。由于上层油温与最热区温度之间通常有10左右的温

20、差,所以一般规定上层油温不得超过95,在实际运行中常按85掌握。变压器的实际温度与环境温度的差值称为变压器的温升。我国变压器制造标准规定环境温度为40,按照这一标准,变压器的最高温升不得超过55。变压器各部分的温升极限值为：线圈65；铁芯70；油上层55。如果环境温度低于40,变压器温升可适当提高。十三、变压器的使用寿命变压器在额定电压和额定负载下能长期正常运行的时间,称为变压器的使用寿命。制造变压器的材料有金属材料和绝缘材料两大类。金属材料一般能耐较高温度而不损坏,但绝缘材料在温度超过某一定值后会很快老化损坏,所以温度是影响变压器使用寿命的主要因素之一。变压器的寿命在一定意义上可以说就是绝缘

21、材料的寿命。绝缘材料长期在电场和高温作用下,逐渐失去原有的机械性能和绝缘性能的现象,称为老化。老化速度主要取决于下列因素：1绝缘所处的温度。2绝缘材料的含潮率。3对于油浸式变压器,还要考虑油内所溶解的氧气。以上三个因素决定着变压器的使用寿命。实践和研究表明,如果绕组能连续维持95温度,可以保证变压器具有20年的使用寿命。根据温度与寿命的关系,还可引出一个所谓8定则：以上述温度下的寿命为基础,绕组温度每升高8,变压器的使用寿命就缩短1/2。十四、变压器的分接开关的作用及倒换时的要求用户对电源电压的要求,总是希望能稳定一些。实际上,电压过高或过低,对用电设备都会产生不利影响。而电力系统的电压是随运

22、行方式和负荷的增减而变动的。因此,通常在变压器上安装分接开关,根据系统电压的变动进行适当调整,从而送到用电设备上的电压保持相对稳定。分接开关也叫调压开关,通常有无载调压和有载调压两种。分接开关多为三档,大型变压器有五档或更多。普通变压器为无载调压。倒换分接开关时,应首先将变压器从高、低压电网中退出运行,然后拆除各侧引线和地线,最后进行倒换操作。由于分接开关的接触部分在运行中可能烧蚀,或者长期浸入油中产生氧化膜造成接触不良,所以在倒换之后还应测量各相的电阻。对大型变压器尤应做好这项测量工作。装有有载调压装置的变压器,无须退出运行就可进行倒换,但也要定期进行检查。十五、两台变压器并列运行必须具备的

23、条件两台变压器如果要并列运行,必须具备以下条件：1电压比相同,其最大差值不得超过0.5%。2接线组别相同。3百分阻抗相等,其最大差值不得超过10%。如果电压比相差过大,则在并列运行时将产生环流,影响变压器的出力。如果接线组别不同,则会造成短路或很大的环流。例如,单数组别与双数组别的变压器如一台/Y-11与一台Y/Y-12并列,环流会烧坏变压器。百分阻抗相差过大,则并列运行的变压器的负荷,不能按其容量比例合理分配,阻抗小的变压器带的负荷大,也影响变压器的出力。此外,根据运行经验,两台并列运行的变压器,其容量比不宜超过3：1。通常,两台变压器并列运行前,必须进行核相,否则,会造成相间短路。十六、电

24、源电压高于变压器额定电压的危害如果电源电压高于变压器额定电压,则对变压器本身及其负荷都会产生不良后果。通常,变压器在额定电压下运行时,铁芯中的磁通密度已接近饱和状态。如果电源电压高于额定电压,则励磁电流将急剧增大,功率因数随之降低。此外,电压过高还可能烧坏变压器的绕组。当电源电压超过额定电压的105%时,变压器绕组电势的波形就会发生较大的畸变,其中含有较多的高次谐波分量,会使电势最大值增高,从而损坏绕组绝缘。另一方面,电源电压过高,变压器的输出电压也会相应增大,这不但会导致用电设备过负荷、过电压,而且还将降低用电设备的寿命,严重时甚至击穿绝缘,烧坏设备。因此,为了保证变压器和用电设备安全运行,

25、规定变压器的输入电压,即电源电压不得大于变压器额定电压的105%。十七、新装或大修后的大型变压器投入运行前应验收的项目大型变压器投入运行前的验收项目包括：1本体无缺陷,外表整洁,无渗、漏油和油漆脱落等现象。2绝缘试验合格,无遗漏试验项目。3各部油位正常,各截门的开闭位置正确；油的简化试验和绝缘强度试验均合格。4外壳有良好的接地装置,接地电阻合格。5分接开关位置符合电网运行要求。有载调压装置和电动、手动操作机构均正常,控制盘上的指示与实际位置相符。6基础牢固稳定,走轮有可靠的止动装置。7保护测量信号和控制回路的接线均正确。8冷却风扇通电试运行良好,风扇自启动装置定值正确。9呼吸器装有合格的干燥剂

26、,无堵塞现象。10各引线的线间距离合格,接头紧固良好,并贴有试温蜡片。11防雷保护符合规程要求。12防爆管内部无存油,玻璃完整,呼吸小孔的螺丝位置正确。13变压器的坡度合格。14变压器的相位和接线组别均能满足电网运行要求,相位漆色标示正确、明显。15温度表和测温回路完整良好。16套管油封的放油小截门和瓦斯放气截门均无堵塞现象。17变压器上无遗留物,临近的临时设施都已拆除,永久设施已布置完毕,现场已清扫。18蓄油、排油设施符合要求。19冷却器蝶阀处于打开状态。20有瓦斯继电器者信号接点和分闸接点的动作及接线均正确。十八、对新装或大修后的主变压器要测定其大盖和油枕连接管的坡度变压器的瓦斯继电器侧一

27、般有两个坡度：一个是沿瓦斯继电器方向变压器大盖的的坡度,应为11.5%,该坡度要求在安装变压器时从底部垫好；另一个则是变压器油箱到油枕连接管的坡度,应为24%这个坡度是由制造厂家设计并在制造时就保证的。这两个坡度有两种作用：一是为了防止在变压器内贮存空气；二是为了在发生故障时便于使气体迅速可靠地冲入瓦斯继电器,保证瓦斯继电器正确动作。十九、变压器投入运行前要进行冲击合闸试验对变压器进行冲击合闸试验的目的有两个：1拉开空载变压器时,有可能产生操作过电压。在电力系统中性点不接地或经消弧线圈接地时,过电压幅值可达44.5倍相电压；在中性点直接接地时,可达3倍相电压。为了检查变压器绝缘强度能否承受全电

28、压或操作过电压,需做冲击试验。2带电投入空载变压器时,会产生励磁涌流,其值可达68倍额定电流。励磁涌流开始衰减较快,一般经0.51秒即减到0.250.5倍额定电流值,但全部衰减时间较长,大容量的变压器可达几十秒。由于励磁涌流产生很大的电动力,为了考核变压器的机械强度,同时考核励磁涌流衰减初期能否造成继电保护装置误动作,需做冲击试验。通常,对新装的变压器应进行5次冲击试验,大修的变压器则进行3次。二十、瓦斯继电器新安装或大修后的变压器,在加油、滤油过程中,稍不注意就会将空气带入变压器的油箱内。投运前如果未将空气及时排出,则在变压器投运后,由于油温上升,油箱内的油将形成对流,将空气赶出油面,从而使

29、瓦斯继电器动作。通常,内部存有的气体越多,瓦斯断电器的动作越频繁。在投运初期,如果发现瓦斯继电器动作频繁,应根据变压器的音响、温度、油面以及加油、滤油情况进行综合分析。如果变压器运行正常,则可判定为进入空气所致。否则应取气体做点燃试验,以判断变压器本身是否存在故障以及故障性质,从而及时采取相应措施予以消除,避免故障扩大,保证变压器安全运行。二十一、变压器的过电压在额定电压下运行的变压器,电压幅值是一定的。如果由于某种原因,变压器的电压幅值超过了额定电压幅值,则变压器便遭受过电压。变压器产生过电压的原因有以下几种：1大气过电压由于雷电直击输电线路或杆塔,或者由于大气中雷雨云放电而在输电线上感应出

30、的过电压。2操作过电压由于变压器或线路上的断路器合、拉闸所引起的过电压。3故障过电压系统中发生单相短路或间歇电弧接地而产生的过电压。无论哪种过电压,作用的时间都很短暂,仅为几十微秒。操作过电压和故障过电压的数值一般为额定相电压的24.5倍,而大气过电压可达额定相电压的812倍。2.5倍以下的过电压,变压器一般是能够承受的。超过2.5倍,无论哪种过电压都可能损坏变压器的绝缘。二十二、变压器过电压的破坏方式及预防变压器过电压的破坏方式有以下两种：1击穿绕组之间、绕组与铁芯之间或绕组与油箱之间的绝缘,造成绕组短路或接地。2在同一绕组内将与匝间或段与段间的绝缘击穿,造成匝间短路。通常,大气过电压同时造成以上两种破坏。因此,在电力系统中常采用避雷器来保护变压器。防止过电压损坏变压器的方法是：在变压器中,除了应加强高压绕组对地的绝缘外,还应特别加强首端和末端附近两个匝间的绝缘,或者采用静电环和静电屏使绕组的第一匝和头几匝的电压分布均匀。对35千伏以上的变压器,还应尽量采用中性点接地系统来防止过电压造成损坏。二十三、空载变压器拉、合闸次数过多对变压器的影响空载变压器拉闸时,空载电流急剧下降,铁芯中的磁场很快消失,线圈中会因磁场的迅