柳林变电站实践

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1、郑州轻工业学院 企业实践培养环节 郑州轻工业学院 电气信息工程学院 国家电网公司 郑州柳林集控中心 实践 变电站实践环节培养目标标 培养： 电力工程运行与管理能力 电力工程初步设计能力 看懂电力工程 的主要技术 图纸、资料 熟悉变电站 的运行、安 全保障、管 理体系等 掌握电力工 程初步设计 的内容、步 骤、方法 熟悉变电站的 构成、主要设 备及布置 变电站实践主题 一 变电站概况 二 变电站电气主接线 三 主要电气设备配置与选择 四 配电装置型式选择及布置 五 变电站自动化系统 六 变电站的运行与管理制度 一 变电站概况 v国家电网公司郑州柳林集控中心原名郑州 柳林变电站，投运于1986年。

2、变电站为郑 州市东北部地区负荷供电。 v该变电站有220/110/10kV三个电压等级， 220kV有6回进出线，110kV有12回进出线 。 v入站介绍 v思考： v柳林集控中心在电网中的地位是什么？有 哪些特点？ 最高电压330500kV，进出线较多。 最高电压一般为110220kV，进出线 较多。 最高电压35110kV，只有两回进出 线。 变电站 的地位 及特点 枢纽变电 站 地区（中间 ）变电站 终端变电 站 二 变电站电气主接线 v1.主变压器选择 v台数：为了保证供电的可靠性，变电所一般装设2 台主变压器； v主变压器型式的选择 ： 相数：三相 绕组数：三绕组 调压方式：有载调压

3、 冷却方式：油浸风冷 中性点接地方式：110kV及以上侧直接接地 10kV侧不接地 v主变压 器图片1 v主变压 器图片2 v主变压 器图片3 v主变压 器图片4 v主变压 器图片5 v主变压 器图片6 v主变压 器图片7 v主变压 器图片8 v主变压 器图片9 主变压变压 器铭铭牌部分数据 v主变压器型号：SFSZ10-180000/220 22081.25% /121/10.5kV v联接组号：YNyn0d11 v额定容量： 180/180/60 MVA v短路阻抗电压 比% HV/MV HV/LV MV/LV 参考容量 MVA 180 180 180 v2. 220kV侧电气主接线选择

4、v220kV侧有6回进出线，初期采用少油断路 器，为了检修线路断路器时不停电，选择 双母线分段接线带旁路母线接线。 v后来采用可靠性高、检修周期长的SF6断路 器 ，拆除了旁路母线 。 v目前接线方式为： 双母线三分段接线 v双母线三分段接线 v用分段断路器将双母 线中的一组母线分为 两段，两个分段分别 经过母联断路器与另 一组母线相连的接线 ，称为双母线三分段 接线； v双母线三分段接线可以三个分段同时工作 ，电源和负荷均分在三段上，一段母线故 障时，停电范围约为1/3； v也可把上面一组母线作为备用母线，下面 两段分别经一台母联断路器与备用母线相 连。电源、线路分别接于两个分段上，分 段断

5、路器QFd合上，两台母联断路器均断开 ，相当于分段单母线运行。这种方式具有 单母线分段和双母线接线的特点，而且有 更高的可靠性和灵活性。 v3. 110kV侧电气主接线选择 v110kV侧有12回进出线，初期采用少油断 路器，为了检修线路断路器时不停电，选 择双母线分段接线带旁路母线接线。 v后来采用可靠性高、检修周期长的SF6断路 器 ，但仍保留了旁路母线 。 v目前接线方式为： 双母线带旁路母线接线 500kV枢纽变电纽变电 所电电气主接线线示例 500kV为为 3/2接线线 220kV为为双母线 带旁路母线接线 v4. 10kV侧电气主接线选择 v每台主变压 器10kV侧分列运行，只有四

6、组 10kV并联补偿电容器和一回站用变压器， 不带其它负荷。故采用单母线接线。 三 主要电气设备配置与选择 v1.主要电气设备 配置 见电 气工程手册或相关教材 v断路器 v隔离开关 v接地刀闸 v电压 互感器 v电流互感器 v避雷器 v主要电气设备图 片1 v主要电气设备图 片2 v2.主要电气设备 的选择 v正确选择电气设备是使电力系统达到安全 、经济运行的重要条件 。电气设备要可靠 的工作，必须按正常工作条件及环境条件 进行选择，并按短路状态来校验。 v v1）额定电压： vUN为电 气设备 的额定电压 ，UNs为电 网的 额定电压 。 v2）额定电流 ： v电气设备的额定工作电流 IN

7、不应小于正常工 作时的最大负荷电流 Imax，即 v3）环境条件 v电气设备选择还需要考虑电气装置所处的位 置（屋内或屋外）、环境温度、海拔高度以 及有无防尘、防腐、防火、防爆等要求。 v当实际环境条件不同于额定环境条件时， 电气设备的长期允许工作电流Ial应作校正 。经综合校正后的长期允许工作电流Ial不 得低于所在回路的各种可能运行方式下的 最大持续工作电流Imax，即 v式中：K为电气设备的综合校正系数，与环 境温度、日照、海拔、安装条件等有关， 可查阅手册。 v3. 主要电气设备 的校验 v为保证电气设备在短路故障时不至于损坏， 应按通过电气设备的最大短路电流校验电气 设备的动、热稳定

8、性和开关设备的开断能力 。 v1）开关设备开断能力校验 v断路器和熔断器等电气设备，均担负着切断 短路电流的任务，因此必须具备在通过最大 短路电流时能够将其可靠切断的能力，所以 选用此类设备时必须使其开断能力大于通过 它的最大短路电流或短路容量，即 INbr Ikmax 或 SNbr Sk v式中：INbr和SNbr分别为制造厂提供的最大 开断电流（kA）和开断容量（MVA）； Ikmax和Sk分别为安装地点的最大三相短路电 流（kA）和三相短路容量（MVA）。 v短路电流的计算条件应考虑工程的最终规 模及最大运行方式下；一般情况下，有 Ikmax= Ik” v2) 电气设备热稳定校验 v电气

9、设备的种类多，结构复杂，其热稳定 性通常由制造厂给出的热稳定时间t 秒内的 热稳定电流It来表示。一般t的时间有1s、 4s、5s。t和It可从产品技术数据表中查得 。 v校验电气设备热稳定应满足下式 v式中：It为电气设备在t秒时间内的热稳定试 验电流（A）； v t为电气设备的热稳定试验时间（s）。 vI为三相稳态短路电流（A）； vtima为短路电流通过电气设备的时间，等于 继电保护动作时间（取后备保护动作时间 ）和开关开断电路的时间（包括电弧持续 时间）之和。对于地方变电所和工业企业 变电所，断路器全部分闸时间可取0.2s。 v3）电气设备动稳定校验 v一般电气设备动稳定校验条件为 v

10、式中：ies为电气设备允许通过的动稳定电 流的峰值（A）；ish为三相短路冲击电流的 峰值（A）。 v实习 要求： v了解各电压侧 主要电气设备 的型号规格 四 配电装置型式选择及布置 1 配电装置的分类 2 配电装置的布置要求 3 配电装置的安全净距 4 各类配电装置的特点 5 屋内、外配电装置布置 6 变电站配电装置型式选择及总体布置 1 配电装置的分类 AIS 空气绝缘的敞开式配电装置，其母线裸露 ，直接与空气接触. 特点是外绝缘距离大，占地面积大，但投 资少，安装简单，可视性好。 GIS H-GIS 包括母线在内的所有配电设备都装在充有 六氟化硫气体的金属壳体内。占地面积很 小，可靠性

11、高，维护工作量很小，但投资 大，对运行维护的技术性要求很高。 母线为敞开式，其它配电设备均为六 氟化硫气体绝缘配电装置。 因为母线 故障极少，故变电站可靠性也很高， 而成本较GIS稍低，其它特点类似GIS 。 （1）从电气设备的绝缘方式来看，常见的高压配电 装置的型式有三种： 空气绝缘的敞开式配电装置 六氟化硫气体绝缘全封 闭配电装置 混合式配电装置 v（ 2）按电气设备的安装地点分为： v屋内配电装置：全部设备都安装在屋内 。 v屋外配电装置：全部设备都安装在屋外 露天场地。 v（3）按电气设备的组装方式可分为： v装配式配电装置：电气设备在现场(屋 内或屋外)组装。 v成套式配电装置：制造

12、厂预先将各单元 电路的电气设备装配在封闭或半封闭的 金属柜中，构成单元电路的分间。 2 配电装置的布置要求 v节约用地。 v保证运行安全和巡视、操作方便。 v配电装置布置要整齐清晰，在运行中应满足对人 身和设备的安全要求，例如保证各种电气安全净 距，有必要的保护接地、防误操作的闭锁装置、 必要的标志、遮栏；有防火、防爆和蓄油、排油 等措施。使配电装置一旦发生事故时，能将事故 限制到最小范围和最低程度，并使运行人员在正 常操作和处理事故的过程中不致发生意外情况。 v安装、运输、维护和检修方便。 v便于分期建设和扩建。 v配电装置的布置应该做到整齐清晰，各个间隔之 间要有明显的界限，对同一用途的同

13、类设备，尽 可能布置在同一中心线上(指屋外)，或处于同一 标高(指屋内)。 v所谓间隔，是指配电装置中的一个电气回路(进、 出线，分段、母联断路器等)的连接导线及电器设 备所占据的范围。在装配式屋内配电装置中，是 用砖、混凝土或石棉水泥板做成的分间；在成套 式配电装置中，一个开关柜就是一个间隔。屋外 配电装置的间隔没有实体界线，但各间隔的区分 也很明显。 v架空出线间隔的排列应根据出线走廊规划 的要求，尽量避免线路交叉，并与终端塔 的位置相配合。当配电装置为单列布置时 ，应考虑尽可能不在两个以上相邻间隔同 时引出架空线。 v各级电压配电装置各回路的相序排列应尽 量一致。一般为面对出线方向自左至

14、右、 由远到近、从上到下按U、V、W（A、B、 C）相顺序排列。对硬导体应涂色，U、V 、W（A、B、C）相色标志分别为：黄色 ，绿色，红色。对绞线一般只标明相别。 3 配电装置的安全净距 v配电装置各部分之间，为确保人身和设备 的安全所必须的最小电气距离，称为安全 净距。安全净距分A、B、C、D、E五类。 最基本的是带电部分至接地部分之间及不 同相的带电部分之间的最小安全净距，即A 值 。 vA值通过计 算和试验 确定，在这一距离下 ，无论是正常最高工作电压 或出现内、外 过电压时 ，都不致使空气间隙击穿。空气 间隙在耐受不同形式的电压时 ，具有不同 的电气强度，即A值不同。 v一般地说，2

15、20kV及以下的配电装置，大气 过电压(雷击或雷电感应引起的过电压)起主 要作用； v330kV及以上的配电装置，内部过电压(开 关操作、故障、谐振等引起的过电压)起主 要作用。 v另外，空气的绝缘强度随海拔的升高而下 降，当海拔超过1000m时，A值需作相应修 正(增加)。 v配电装置安全净距表 4 各类配电装置的特点 v1)屋外配电装置的特点： v优点是：安全净距大，便于带电 作业；土 建工程量和费用较少，建设周期短，扩建 较方便。 v其缺点是占地面积大；维护 、巡视和操作 在室外进行，并受外界气象条件影响；设 备受气象及外界有害气体影响较大，运行 条件较差，须加强绝缘 ，设备 价格较高。

16、 v2)屋内配电装置的优点是：安全净距小并 可分层布置，占地面积小；维护 、巡视和 操作在室内进行，不受外界气象条件影响 ，比较方便；设备 受气象及外界有害气体 影响较小，可减少维护 工作量；缺点是建 筑投资大。 v3)成套配电装置的优点是：结构紧凑，占 地面积小；运行可靠性高，维护 方便；安 装工作量小，建设周期短，而且便于扩建 和搬迁；缺点是消耗钢材较多，设备 造价 较高。 5 屋内、外配电装置布置 v1）屋内配电装置母线布置 v屋内装配式配电装置采用硬母线，常用的 有矩形和管型两种，前者用于35kV及以下 的配电装置中，后者用于110kV及以上的配 电装置中。硬母线一般采用支持绝缘子安 装在支架或墙壁上。 v母线通常装在配电装置的上部，一般可采 用水平布置方式。 v2）屋外配电装置的母线有软母线和硬母线 两种。 v常用的软母线有钢芯铝绞线、扩径软管母 线和分裂导线，三相呈水平布置，用悬式 绝缘子悬挂在母线构架上。软母线可选用 较大的挡距(一般不超过三个间隔宽度)，但 挡距越大，导线弧垂也越大，因而，导线 相间及对地距离就