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1、变电站主接线讲义变电站主接线讲义第1页，共21页，编辑于2022年，星期六1、概念、概念n n1.11.1变电站电气主接线，是指由变压器、开关、刀闸、互变电站电气主接线，是指由变压器、开关、刀闸、互感器、母线、避雷器等电气设备按一定的顺序连接，用感器、母线、避雷器等电气设备按一定的顺序连接，用来汇集和分配电能的电路，也称为一次设备主接线图。来汇集和分配电能的电路，也称为一次设备主接线图。n n1.21.2把这种全部由一次设备组成的电路绘制在图纸上，就是把这种全部由一次设备组成的电路绘制在图纸上，就是我们的电气主接线图。在电气主接线图中，所有的电气设我们的电气主接线图。在电气主接线图中，所有的电
2、气设备均用国家和电力行业规定的文字和符号表示，并且按它备均用国家和电力行业规定的文字和符号表示，并且按它们的们的“正常状态正常状态”画出。所谓画出。所谓“正常状态正常状态”，就是电，就是电气设备处在所有电路无电压及无任何外力作用下的状态，气设备处在所有电路无电压及无任何外力作用下的状态，开关和刀闸均在断开位置。开关和刀闸均在断开位置。第2页，共21页，编辑于2022年，星期六n n1.31.3需要注意的是，电气设备的正常状态和正常运行方式是两个不同的需要注意的是，电气设备的正常状态和正常运行方式是两个不同的概念，正常状态有两层含义：一是作为电气主接线图来讲所包含的上概念，正常状态有两层含义：一
3、是作为电气主接线图来讲所包含的上面讲到的一层含义，也就是电气设备处在所有电路无电压及无任何外面讲到的一层含义，也就是电气设备处在所有电路无电压及无任何外力作用下的状态，开关和刀闸均在断开位置。另外一层含义，是指设力作用下的状态，开关和刀闸均在断开位置。另外一层含义，是指设备的各项功能正常，在额定的电压、电流作用下能长期运行的一种状备的各项功能正常，在额定的电压、电流作用下能长期运行的一种状态。而正常运行方式是指在本站设备或系统正常运行情况下，管辖调态。而正常运行方式是指在本站设备或系统正常运行情况下，管辖调度所规定的经常采用的一种运行方式。只要本站设备正常，就必须按度所规定的经常采用的一种运行
4、方式。只要本站设备正常，就必须按照有关调度规定的方式运行，除有管辖权的调度以外的其他人员是无照有关调度规定的方式运行，除有管辖权的调度以外的其他人员是无权改变设备的运行方式的。权改变设备的运行方式的。n n与正常运行方式相对应的是非正常运行方式，这是指因设备故障、与正常运行方式相对应的是非正常运行方式，这是指因设备故障、停电检修、本站或系统事故处理而暂时改变设备的正常运行方式。停电检修、本站或系统事故处理而暂时改变设备的正常运行方式。第3页，共21页，编辑于2022年，星期六2、对电气主接线的要求、对电气主接线的要求n n2.1保证供电的可靠性和电能质量。n n2.2具有运行方式上的灵活性和倒
5、闸操作上方便性。n n2.3具有经济性。n n2.4具有发展和扩建的可能性。第4页，共21页，编辑于2022年，星期六n n500kV500kV变电站在电网中的地位非常重要，尤其是全国变电站在电网中的地位非常重要，尤其是全国“西电东送，南北互供西电东送，南北互供”大电网的逐步建成，它的安大电网的逐步建成，它的安全可靠运行直接影响到大电网的安全稳定运行。因全可靠运行直接影响到大电网的安全稳定运行。因此对此对500kV500kV变电站一次设备主接线的要求较高。目前，变电站一次设备主接线的要求较高。目前，我国我国500kV500kV变电站电气主接线，采用变电站电气主接线，采用3/23/2接线也有个别
6、接线也有个别500kV500kV变电站采用的是双母线单分段带旁路加菱形接线变电站采用的是双母线单分段带旁路加菱形接线（华东地区）。随着我国电气设备制造水平的逐年提高，（华东地区）。随着我国电气设备制造水平的逐年提高，加上节约用地和工程经济性等方面的考虑，目前加上节约用地和工程经济性等方面的考虑，目前500kV500kV变变电站的电气主接线基本采用电站的电气主接线基本采用3/23/2接线方式。接线方式。第5页，共21页，编辑于2022年，星期六3、常用的几种电气主接线、常用的几种电气主接线3.1 220kV部分部分3.1.1双母线单分段：n n正常运行方式：母联开关和分段开关全部合上，即三条母线
7、并联运行，线路开关通过两组母线侧刀闸中的一组分别接在三条母线上运行。n n 一个变电站一次设备的运行方式，都是以调度规定的方式运行，原则是，属于电源元件的设备必须分别接在不同编号的母线上，平行线路应分别接在不同编号的母线上。第6页，共21页，编辑于2022年，星期六3.1.2非正常运行方式：n n任意一条或两条母线停电检修，则该母线上所连任意一条或两条母线停电检修，则该母线上所连接的电气设备均需要倒至另外的母线上运行，以接的电气设备均需要倒至另外的母线上运行，以保证供电的连续性。如母联开关、分段开关检修，保证供电的连续性。如母联开关、分段开关检修，母联刀闸、分段开关的刀闸或母线母联刀闸、分段开
8、关的刀闸或母线PTPT刀闸检修，刀闸检修，母线设备更换改造等。母线设备更换改造等。n n任意元件由运行转为热备用、冷备用或检修状任意元件由运行转为热备用、冷备用或检修状态，则该单元包括开关、刀闸、态，则该单元包括开关、刀闸、PTPT、CTCT、阻、阻波器、结合滤波器等都必须从系统中退出运波器、结合滤波器等都必须从系统中退出运行。行。第7页，共21页，编辑于2022年，星期六n n任意元件由运行转为热备用、冷备用或检修状态，任意元件由运行转为热备用、冷备用或检修状态，有可能使母线负荷不平衡，而必须暂时调整母线有可能使母线负荷不平衡，而必须暂时调整母线上所接元件的运行方式，那么这种方式也是一种上所
9、接元件的运行方式，那么这种方式也是一种非正常运行方式。非正常运行方式。n n由于扩建、改造而增加了元件，在送电调试过程由于扩建、改造而增加了元件，在送电调试过程中，必须由母联开关或分段开关串带新建元件的中，必须由母联开关或分段开关串带新建元件的开关送电，暂时使得母线改变运行方式，这种方开关送电，暂时使得母线改变运行方式，这种方式也是一种非正常运行方式。如新建线路投产、式也是一种非正常运行方式。如新建线路投产、设备换型改造等。设备换型改造等。n n母联开关串带故障的线路开关或主变中压侧开关母联开关串带故障的线路开关或主变中压侧开关运行运行第8页，共21页，编辑于2022年，星期六3.1.3双母线
10、单分段接线方式的评价双母线单分段接线方式的评价n n优点：运行方式灵活，母线轮流停电检修，或者线路单元优点：运行方式灵活，母线轮流停电检修，或者线路单元母线侧的刀闸检修，都不会中断对用户的供电；相对于母母线侧的刀闸检修，都不会中断对用户的供电；相对于母线不分段而言，当其中一条母线故障，仅仅跳开该母线上线不分段而言，当其中一条母线故障，仅仅跳开该母线上的开关，可以将停电范围压缩在最小范围内；相对于双母的开关，可以将停电范围压缩在最小范围内；相对于双母线单分段带旁路的接线方式而言，其二次回路接线简单，线单分段带旁路的接线方式而言，其二次回路接线简单，倒闸操作较简单，并且占地面积减少，节约了工程投资
11、。倒闸操作较简单，并且占地面积减少，节约了工程投资。n n缺点：线路单元的开关、出线刀闸、缺点：线路单元的开关、出线刀闸、CTCT、阻波器、结、阻波器、结合滤波器等发生故障时，必须中断对外供电，合滤波器等发生故障时，必须中断对外供电，第9页，共21页，编辑于2022年，星期六3.2 500kV部分部分n n一个半开关接线（或3/2接线）的正常运行方式n n典型的非正常运行方式举例uu500kV500kV单母线运行方式单母线运行方式uu500kV500kV开环运行开环运行uu连接在连接在500kV500kV两台开关中间的元件停电两台开关中间的元件停电。第10页，共21页，编辑于2022年，星期六
12、n n一个半开关接线（或3/2接线）运行方式的评价n n优点：有高度的供电可靠性，任意元件均由两台开关供电，优点：有高度的供电可靠性，任意元件均由两台开关供电，其中任意一台开关故障或停电检修，均不会影响接在这两其中任意一台开关故障或停电检修，均不会影响接在这两台开关之间的元件正常运行。母线故障或停电检修，也不台开关之间的元件正常运行。母线故障或停电检修，也不会导致出线停电。运行调度灵活，由于有多环路供电，大会导致出线停电。运行调度灵活，由于有多环路供电，大大减少对外停电的几率。大减少对外停电的几率。n n缺点：二次接线复杂，如过电压、电抗器保护动作或开关失灵缺点：二次接线复杂，如过电压、电抗器
13、保护动作或开关失灵时，收信直跳（加就地判据）、远跳以及失灵保护等，对保护时，收信直跳（加就地判据）、远跳以及失灵保护等，对保护的的“四性四性”要求很高，因而投资大，如果采用组合电器（如要求很高，因而投资大，如果采用组合电器（如GISGIS），虽然减少了占地面积，但设备投资较分散式而言），虽然减少了占地面积，但设备投资较分散式而言还要大。还要大。第11页，共21页，编辑于2022年，星期六n n思考：思考：思考：思考：3/23/2结线与双母线结线比较，各有什么优缺点？结线与双母线结线比较，各有什么优缺点？结线与双母线结线比较，各有什么优缺点？结线与双母线结线比较，各有什么优缺点？n n从经济性的
14、角度分析，从经济性的角度分析，从经济性的角度分析，从经济性的角度分析，3/23/2结线比双母线结线差。两回出线间隔前者结线比双母线结线差。两回出线间隔前者结线比双母线结线差。两回出线间隔前者结线比双母线结线差。两回出线间隔前者用用用用3 3台开关，而后者只用台开关，而后者只用台开关，而后者只用台开关，而后者只用2 2台。另外前者二次回路的配置较复杂，自台。另外前者二次回路的配置较复杂，自台。另外前者二次回路的配置较复杂，自台。另外前者二次回路的配置较复杂，自然经济性就差；然经济性就差；然经济性就差；然经济性就差；n n从可靠性的角度分析，从可靠性的角度分析，从可靠性的角度分析，从可靠性的角度分
15、析，3/23/2结线比双母线结线好。任一条母线故障结线比双母线结线好。任一条母线故障结线比双母线结线好。任一条母线故障结线比双母线结线好。任一条母线故障前者不影响线路、主变的送电，而后者整条母线的出线至少要短前者不影响线路、主变的送电，而后者整条母线的出线至少要短前者不影响线路、主变的送电，而后者整条母线的出线至少要短前者不影响线路、主变的送电，而后者整条母线的出线至少要短时停电；时停电；时停电；时停电；n n从安全性的角度分析，从安全性的角度分析，从安全性的角度分析，从安全性的角度分析，3/23/2结线比双母线结线好。母线或开关停结线比双母线结线好。母线或开关停结线比双母线结线好。母线或开关
16、停结线比双母线结线好。母线或开关停电，前者操作较简单，而后者要使线路或主变继续供电，通常要电，前者操作较简单，而后者要使线路或主变继续供电，通常要电，前者操作较简单，而后者要使线路或主变继续供电，通常要电，前者操作较简单，而后者要使线路或主变继续供电，通常要进行倒母线、代路的复杂操作；进行倒母线、代路的复杂操作；进行倒母线、代路的复杂操作；进行倒母线、代路的复杂操作；第12页，共21页，编辑于2022年，星期六3.3、110kV部分：部分：n n单母带旁单母带旁n n单母单分段单母单分段n n双母带旁双母带旁n n思考：为什么现在思考：为什么现在220kV、110kV电网中逐电网中逐步淘汰旁路
17、？步淘汰旁路？第13页，共21页，编辑于2022年，星期六4、N1原则原则n nN N1 principle 1 principle（摘自百度百科）（摘自百度百科）n n判定电力系统安全性的一种准则。又称单一故障安全准则。判定电力系统安全性的一种准则。又称单一故障安全准则。按照这一准则按照这一准则,电力系统的电力系统的N N个元件中的任一独立元件（发电机、个元件中的任一独立元件（发电机、输电线路、变压器等）发生故障而被切除后，应不造成因其他输电线路、变压器等）发生故障而被切除后，应不造成因其他线路过负荷跳闸而导致用户停电；不破坏系统的稳定性，不出线路过负荷跳闸而导致用户停电；不破坏系统的稳定性
18、，不出现电压崩溃等事故。当这一准则不能满足时，则要考虑采用增现电压崩溃等事故。当这一准则不能满足时，则要考虑采用增加发电机或输电线路等措施。加发电机或输电线路等措施。n nN N1 1原则与可靠性分析相比较原则与可靠性分析相比较,它的计算简便它的计算简便,不需搜集元不需搜集元件停运率等大量原始数据，是一种极为简便的安全检查准则，在件停运率等大量原始数据，是一种极为简便的安全检查准则，在欧美一些电力公司得到了广泛应用。但对欧美一些电力公司得到了广泛应用。但对“独立元件独立元件”的定义不的定义不尽相同，如有的公司规定为一输电元件（线路或变压器）和一发尽相同，如有的公司规定为一输电元件（线路或变压器
19、）和一发电机组，或者两台发电机组。中国某些电力部门在电网规划中也电机组，或者两台发电机组。中国某些电力部门在电网规划中也采用了采用了N N1 1原则，一般规定一个独立元件为一台发电机组，原则，一般规定一个独立元件为一台发电机组，或一条输电线路，或一台变压器。判断线路是否过负荷，通或一条输电线路，或一台变压器。判断线路是否过负荷，通常使用线路发热条件的载流量极限值。常使用线路发热条件的载流量极限值。第14页，共21页，编辑于2022年，星期六5、倒闸操作、倒闸操作n n5.1 5.1 倒闸操作倒闸操作 我们知道，变电站电气设备分为四种状态，即运行状态、热备我们知道，变电站电气设备分为四种状态，即
20、运行状态、热备用状态、冷备用状态、检修状态。这四种状态是可以相互倒换的，用状态、冷备用状态、检修状态。这四种状态是可以相互倒换的，这种使电气设备从一种状态转换到另外一种状态的过程，就叫做这种使电气设备从一种状态转换到另外一种状态的过程，就叫做倒闸操作倒闸操作,其目的是改变系统运行方式或设备使用状态。倒闸操作其目的是改变系统运行方式或设备使用状态。倒闸操作必须根据调度管辖范围，实行分级管理。必须根据调度管辖范围，实行分级管理。n n5.2 5.2 解、合环操作解、合环操作 将环状运行的电网解开，变为非环状的电网就是解环操作。解将环状运行的电网解开，变为非环状的电网就是解环操作。解环操作应先检查解
21、环点的有功、无功潮流，确保解环后系统各部环操作应先检查解环点的有功、无功潮流，确保解环后系统各部分电压在规定的范围内，不超过系统稳定和设备容量的限额。合分电压在规定的范围内，不超过系统稳定和设备容量的限额。合环操作就是合上网络内某台开关，将网络改为环路运行，因此，环操作就是合上网络内某台开关，将网络改为环路运行，因此，合环操作必须相位相同，操作前应考虑合环点两侧的相角差和电合环操作必须相位相同，操作前应考虑合环点两侧的相角差和电压差，确保合环后系统稳定和设备不超名牌运行。压差，确保合环后系统稳定和设备不超名牌运行。第15页，共21页，编辑于2022年，星期六n n5.3 5.3 变压器操作变压
22、器操作 变压器投运时，一般先从电源侧对其充电，后和上负荷侧开变压器投运时，一般先从电源侧对其充电，后和上负荷侧开关，也就是在高压侧停（送）电，中压侧解（合）环，在此之关，也就是在高压侧停（送）电，中压侧解（合）环，在此之前应将低压侧的负荷停电或转移，变压器停电操作顺序与此相前应将低压侧的负荷停电或转移，变压器停电操作顺序与此相反。向空载变压器充电时，充电开关必须有完备的保护，并且反。向空载变压器充电时，充电开关必须有完备的保护，并且有足够的灵敏度，同时还要考虑励磁涌流对保护的影响，非电有足够的灵敏度，同时还要考虑励磁涌流对保护的影响，非电量保护在变压器送电前应将其出口跳闸压板退出，只投信号。量
23、保护在变压器送电前应将其出口跳闸压板退出，只投信号。500KV500KV主变的中性点在送点前必须牢固接地，冷却器应在充电主变的中性点在送点前必须牢固接地，冷却器应在充电前半小时启动运行。前半小时启动运行。n n5.4 5.4 开关的操作开关的操作 开关合闸前，应检查有关保护已按规定加用，合闸后应检查开开关合闸前，应检查有关保护已按规定加用，合闸后应检查开关三相均已合上，三相电流基本平衡。用旁路开关代其他开关运关三相均已合上，三相电流基本平衡。用旁路开关代其他开关运行前，应先将旁路开关保护按所代开关的保护定值整定并加用，行前，应先将旁路开关保护按所代开关的保护定值整定并加用，确认旁路开关三相均已
24、合上后，才能断开被代路开关。如果开关确认旁路开关三相均已合上后，才能断开被代路开关。如果开关的遮断容量不能满足安装点短路容量，该开关的单相重合闸必须的遮断容量不能满足安装点短路容量，该开关的单相重合闸必须停用。停用。第16页，共21页，编辑于2022年，星期六5.5 刀闸的操作刀闸的操作 刀闸的操作必须在开关三相断开后进行，允许用刀闸的操作必须在开关三相断开后进行，允许用刀闸进行以下操作：刀闸进行以下操作：n n拉、合无故障的拉、合无故障的PTPT和避雷器（无缺陷和无雷雨时）。和避雷器（无缺陷和无雷雨时）。n n用刀闸拉、合变压器中性点（只对小电流接地系统而言，用刀闸拉、合变压器中性点（只对小
25、电流接地系统而言，并且在该系统无接地故障发生时才能如此操作）。并且在该系统无接地故障发生时才能如此操作）。n n拉、合经开关或刀闸闭合的旁路电流（在拉、合经开拉、合经开关或刀闸闭合的旁路电流（在拉、合经开关闭合的旁路电流时，先将开关的操作电源退出）。关闭合的旁路电流时，先将开关的操作电源退出）。n n拉、合一个半开关接线方式的母线环流（同样，开关跳闸拉、合一个半开关接线方式的母线环流（同样，开关跳闸电源要退出）。电源要退出）。第17页，共21页，编辑于2022年，星期六n n思考：运行中隔离开关刀口过热，触头熔化粘连时应如何处理？n n（1 1）立即向当值调度员申请将负荷倒出后，停电处理，）立
26、即向当值调度员申请将负荷倒出后，停电处理，如不能倒负荷则应设法减负荷，并加强监视。如不能倒负荷则应设法减负荷，并加强监视。n n（2 2）如果是双母线侧隔离开关发生熔化粘连，应该）如果是双母线侧隔离开关发生熔化粘连，应该用倒母线的方法将负荷倒出，然后停电处理。用倒母线的方法将负荷倒出，然后停电处理。第18页，共21页，编辑于2022年，星期六5.6 线路操作线路操作 n n5.6.1 220kV5.6.1 220kV及以上线路停、送电操作时，都应考虑电压及以上线路停、送电操作时，都应考虑电压和潮流的变化，特别注意使非停电线路不过负荷运行，和潮流的变化，特别注意使非停电线路不过负荷运行，使线路输
27、送的功率不超过稳定极限，停送电线路的末端使线路输送的功率不超过稳定极限，停送电线路的末端电压不超过允许值。对长线充电时，应防止发电机自励电压不超过允许值。对长线充电时，应防止发电机自励及线路末端电压的上升，使非停电线路的保护不误动。及线路末端电压的上升，使非停电线路的保护不误动。n n5.6.2 5.6.2 对线路充电时，充电线路的开关必须至少有一对线路充电时，充电线路的开关必须至少有一套完备的继电保护，充电端必须有变压器中性点接套完备的继电保护，充电端必须有变压器中性点接地，以提高保护灵敏度。地，以提高保护灵敏度。n n5.6.3 5.6.3 检修后相位可能发生变化的线路必须校对相位，检修后
28、相位可能发生变化的线路必须校对相位，防止短路故障的发生。防止短路故障的发生。第19页，共21页，编辑于2022年，星期六5.7 500kV并联电抗器操作并联电抗器操作n n5.7.1 并联电抗器送电前，其保护（含非电量出口跳闸保护）、远方跳闸装置必须正常加用。n n5.7.2 必须先投电抗器，再送500kV线路，也就是线路不能脱离电抗器单独运行。n n5.7.3 电抗器停电时，必须先将其所在的500kV线路停电后才能退出电抗器。第20页，共21页，编辑于2022年，星期六n n思考：讲述双母线结线进行倒母线操作应注意的事项？思考：讲述双母线结线进行倒母线操作应注意的事项？思考：讲述双母线结线进
29、行倒母线操作应注意的事项？思考：讲述双母线结线进行倒母线操作应注意的事项？n n倒母线操作前，应将母联开关控制电源退出，然后倒母线操作前，应将母联开关控制电源退出，然后将母差、失灵保护由双母线改为单母线的方式运行；将母差、失灵保护由双母线改为单母线的方式运行；n n运行中的线路、主变用刀闸倒母线操作，必须遵循运行中的线路、主变用刀闸倒母线操作，必须遵循“先合先合后拉后拉”的原则，而对于在热备用状态的线路或主变，的原则，而对于在热备用状态的线路或主变，则可采用则可采用“先拉后合先拉后合”的方式进行；的方式进行；n n重新投入母联开关控制电源前，应检查经倒母线操作的重新投入母联开关控制电源前，应检查经倒母线操作的线路、主变的保护、测量、计量装置电压互感器二次的线路、主变的保护、测量、计量装置电压互感器二次的切换情况，检查母差、失灵保护的刀闸位置切换情况；切换情况，检查母差、失灵保护的刀闸位置切换情况；n n倒母线操作完毕后，应尽快投入母联开关控制电源，倒母线操作完毕后，应尽快投入母联开关控制电源，恢复母差、失灵保护的双母运行方式。恢复母差、失灵保护的双母运行方式。第21页，共21页，编辑于2022年，星期六