中工国际输变电行业对内培训资料(上)XXXX.pdf
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1、变电站基础知识讲座 电力系统中变电站作用 变电站的主体设备,当前水平.中工EPC变电站项目的开发阶段、签约、实施、竣工阶段应如何运作220kV枢纽变电站G水电站升压变电站15.75kVG火电厂升压变电站20kV 220kV 220kV35kV35kV区域变电站10kV用户变电站10kV0.38kV用电设备0.38kV用电设备110kV区域变电站10kV用户变电站10kV110KV110KV配电系统配电系统输电系统电力系统的结构-变电站发挥枢纽中心作用当准备要参加变电站项目首先了解什么?变电站内几个电压等级,频率 主变压器的型式,容量,调压方式,冷却方式 变电站高/中/低压侧的母线接线方式.各有
2、多少馈出线,变电站的最高电压侧的系统短路容量(MVA).变电站是新建还是扩建.收集.变电站的现场条件:如气候,气温,湿度,海拔,地震烈度,盐雾,风力,雷电日,日照强度.收集变电站的地址条件.软,硬基(地耐力),水文,给排水条件,进出线通道条件,道路.中国与欧美电力系统电压等级区别 欧美地区3.3,6.6,11,(24),33,66,(115),132,(138),230,330,500,750(加拿大),1150(苏联)中国东北3.3,6.6,35,66.110,220,500.中国西北:3.3,6,6.35,110,220,330,500.中国其他:3.3,6.6,11,35,110,220
3、,500 将准备上750KV.1050KV 中国直流:500KV变电站系统按电压等级划分1.特超高压 1000KV2.超高压 330-750KV3.高压 35-220KV4.中压 1-10 KV5.低电压 0.6-1KV6.安全电压 36V中国与欧美电力系统频率不同要注意 美国,加拿大,南美,日本东部,阿联酋等60HZ.中国,欧英,俄国等50Hz 电力系统频牢不同要注意 IEC标准在72.5KV以下对变压器、断路器和隔离刀闸实验参数不一样.电机转速不同 继保各级电压输送负荷是有距离的.电压 KV 输送负荷(KW)距离(KM)经济负荷矩(KW-KM)61 0 0-1 2 0 01 010 200
4、-2000 15 3000-1200035 1000-1000040 3000-15000110 10000-5000050-150 60000-160000220 100000-200000200-300 200000-1500000电力系统中变电站作用是把电压升高,降低诈用,人们广泛使用的是低压配电380/220V 交流电压越高,线路中导体内电流越小,送电量越多,送电越远、线路损耗越少、电气设备等的有色金属投资也就越少.交流电压越高,变电站内设备绝缘、保护、监测、自动化技述要求越高,越复杂.投资就越大.综合考虑这些因素,对应一定的输送功率和输送距离都有一个最为经济、合理的的输电电压.为保证
5、产品生产的标准化和系列化,国际电工委员会(IEC)提供了可选择采用的电压系列的推荐值 如 33KV 36KV 35KV 40.5KV 66KV 72.5KV 110KV 126KV 132KV 145KV 220KV 245KV 230KV 252KV 330KV 363KV 400KV 420KV 500KV 550KV变电站的分类 按电压等级分类 按行业分(供电部门内分升、降压、配电。其它行业如治金炼钢,电介炼铝,)按结线方式分。单母,内外桥、单母分段.双母线,双母带傍路,一个半母线,环型母线.户内式户外式 按交、直流分类按交流超高压:500/220/11kv变电站高压中型户外式变电站Th
6、e 220/110KVSubstation高压英制国家变电站.The 132/33KV Substation is outdoor in Kenya高压英制国家单相自耦式变电站The 230/132KV(7X90MW)Substation is outdoor in Pakistan高压/中压法制国家变电站 The 33/12KV Substation is outdoor in Guinea户内式110KV GIS 变电站在俄国欧姆斯克按变电站用途划分 发电厂的升压变电站(主变22.5%调压)电力网内的变,降压变电站(主变调压OPLC)企业型终端变配电站(主变不调压或调压)按户内,户外 户外
7、式变电站(SF6断路器,真空断路器,)户内式变电站(GIS and GAS)半户外式变电站输配电系统的负荷是分1级.2级.3级 一级负荷对电源的要求:普通一级负荷应由两个电源供电,且当其中一个电源发生故障时,另一个电源不应同时受到损坏.满足一级负荷电源的要求:电源来自两个不同的发电厂。电源来自两个不同的区域变电站,且区域变电站的进线电压不低于35kV。电源来自一个区域变电站、一个自备发电设备。变电站内的主要设备,目前制作水平 主变压器.Main transformer.(TR)(STR)断路器 Circuit Breaker 隔离刀闸 Switchgear(Disconnectors)避雷器
8、Arrester Lightning 电压互感器 Voltage Transformer 电流互感器 Current Transformer 接地刀闸 Earthing Switches 直流设备 DC Equipment 站用变压器及低压配电盘 35KV以下,STR200-600KVA,ONAN.电缆 Cable(XLPE)and 光缆OPGW or ADSS 接地网 Earthing 主变压器.Main transformer.(TR)(站用变STR)国内可生产500KV以下50Hz 60Hz各种变压器.保变,新主疆特变电工(沈变,衡变),西安特变,常变,正泰集团.其它.合资.ABB合肥,
9、重庆.晓星(安微)变压器.调压方式.德国MR and 中国华明等 冷却方式.ONAN/ONAF/ONDF等 损耗(一般计入投标价中)BCT由电力系统决定 运行方式,并联否,考虑同期性.主变压器.Main transformer.(TR)(STR)电力变压器的分类1.按照单台变压器的相数来区分,可以分为三相变压器和单相变压器。在三相电力系统中,一般应用三相变压器,当容量过大且受运输条件限制时,在三相电力系统中也可以应用三台单相式变压器组成变压器组。2.按照绕组的多少来分,可分为双绕组变压器和三绕组变压器。通常的变压器都为双绕组变压器,即在铁芯上有两个绕组,一个为原绕组,一个为副绕组。三绕组变压器
10、为容量较大的变压器(在5600千伏安以上),用以连接三种不同的电压输电线。在特殊的情况下,也有应用更多绕组的变压器。3.按照绝缘和冷却条件来分,可分为油浸式变压器和干式变压器。为了加强绝缘和冷却条件,变压器的铁芯和绕组都一起浸入灌满了变压器油的油箱中。干式变压器有不易燃烧、不易爆炸的特点,适合在防火、防爆要求高的场合使用。绝缘形式有环氧浇注式、SF6充气式等。500KV/230KV 340MVA Transformer降压变压器500/230KV用SF6套管出线230/132/33KV 240MVA降压主变强油循环主变ONAN/ODAF230/132/33KV 274MVA户外运行的132/3
11、3/11KV 23MVA变压器变压器内部结构变压器厂内生产设备干式变压器(广东顺德,正泰)干式变压器的选择干式变压器除了按照电压等级和容量来选择以外还要考虑变压器的冷却方式、防护等级、是否有温控设备、过载能力和出线方式。这些因素将直接影响干式变压器的成本。防火性好,广泛用于核电厂、大型热电厂,及高层建筑,医院、艺术馆等干式变压器的冷却方式干式变压器冷却方式分为自然空气冷却(AN)和强迫空气冷却(AF)。自然空冷时,变压器可在额定容量下长期连续运行。强迫风冷时,变压器输出容量可提高50%。适用于断续过负荷运行,或应急事故过负荷运行;由于过负荷时负载损耗和阻抗电压增幅较大,处于非经济运行状态,故不
12、应使其处于长时间连续过负荷运行。站用干式变压器投标中、施工时必须关注大型主变压器的运输主变压器的运输 主变超重,超长,过山洞,过高速公路,过桥涵.要加固.(选择运输线路)防大上,下坡.急弯。软基,(选气侯),防大雨,防大风,防大雪天.海运中要加装位移测示议.一般变压器油仅在油箱内盖住线包为适.充氮运输.固定牢。其它易埙的变压器附件及套管等装集装箱.行车速度一般30KM以下,前边有排障车,后有应急车.(前呼后应).超高超长处应挂明显标示.主车配有车台.大型主变压器现场安装:投运中的大型主变压器变电站内主要设备断路器Circuit Breaker 在变电站内或线路中发生径短路和正常带负荷分切时使用
13、断路器.额定容量MVA or KVA.不是电机用kW.为什么?!短路切断容量MVA 如.40-50KA/Uh=220KV/Umax=252KV,31.5KA/110KV.25-31.5KA/35KV.25KA/11Kv SF6灭弧1050KV以下,比多油,少油强,真空灭弧用于110KV以下.但灭弧时电升分离产生有毒气体.冲击耐压水平(绝缘)爬距 25mm/kv and 3mm/kv 操作开关110V/220V DC 弹簧操作,液压或汔动,手动.当前SF6断路器生产厂家情况及使用条件 SF6户外断路器分立式(平高,西高,上开,正泰,北开,北京华东电气,湖开).,卧式(西高,沈高开),75035K
14、V全系列生产,出口.抗震.GIS SF6全组合电器,500-110KV,平高,西高,上开,正泰,北开,北京华东电气).比国外产品便宜.AREVA SF6 400KV 170KV 及230KV(60Hz)价格比中国便宜(用这级别中国不生产.)注意使用条件.如海拨高度(,污秽,盐雾(爬距).低温(-50度)SF6液化.积雪高度.复冰.雷电,日照.220KV 双断口和单断口SF6断路器230KV 40KA 3150A户外式SF6断路器(三相分开操作式)35KV 1000A 31.5KA SF6断路器10KV 真空断路器400V 低压三相断路器(MCCB,MCB)户外式SF6 GIS组合断路器(500
15、-110)KV户内式SF6 GIS组合开关(500-110KV)变电站内投运中的GIS SF6断路器GIS SF6 SubstationOutdoor SF6 CB OF 230KV SUBSTATION IN BANGLADESH 运行中断路器132/33KV SUBSTATION in KENYA隔离刀闸 Switchgear(Disconnectors0 隔离刀闸是不可以带负荷分断及故障时切断故障短路电流。只可检修断路器、主变、CVT时拉开,造成明显断路点,保证设备,人身安全用.带接地开关是检修时接地用.中间分断式,中间旋转两断口式,上举式.,(可手,交直流电动)但可分段励磁电流2A以下
16、的空载变压器、电力电容器,5A以下空载线路和电压互感器、避雷器等当前国内生产厂家及注意事宜 平高,西高,北开,沈开,湖开,正泰,上开等750-35KV全系列生产.型式:两柱中间开断式,三柱中间转动两断口,上举剪式,V型等 无和带单或双接地刀闸 电动/手动 220v 110v DC 使用条件:海拔高度、爬距25mm/kv 31mm/kv 注意验收。220kv and145Kv 隔离刀闸 SWGW-16/17 and-7 252kv/126kv隔离刀闸110KV,66KV,35KV隔离刀闸220KV隔离刀闸运行在变电站中避雷器 Arrester Lightning 避雷器是保护变电站内设备免被雷击
17、损坏,他是由无间隙氧化锌制造.他放电曲线在被保护的设备之下,雷电波侵入时它提前放电.5A 10A两种.一般500110KV多用10A.而10KV以下5A为多.放电间隙.,避雷器220KV变电站内运行的带均压环避雷器电压互感器 Voltage Transformer 将高电压降为可检测的100V(欧美110V)精确度0.2级,0.5级 1级 P保护级 爬距 25mm/kv 31mm/kv TH PT or CVTPT or CVT电流互感器 Current Transformer 将电路中流过电流变成5A or 1A线性可量测.与电压互感器组成对有功kW和无功kVAr的计量.精度0.2级0.5级
18、1级 p级 爬距25mm/kV 31mm/kV TH 极性电流互感器CT接地刀闸 Earthing Switches中压成套配电装置中压成套配电装置的特点:成套配电装置一般应用于35-12kV以下配电网所以又常称为中(高)压开关柜、中(高)压配电柜或中(高)压配电屏。它可分为固定式开关柜、手车式开关拒。固定式开关柜的断路器用螺栓固定安装在柜内,断路器两侧有隔离开关。常见的型号有GGIA、KGN,GIS,GAS等。手车式开关柜的断路器安装在一个小车上,小车上下端有两个插头,开关柜内相应位置有两个插槽,这两对插接件相当于隔离开关的作用。柜内有自锁装置保证断路器闭合时,接插件被锁死不能抽出;常见的型
19、号有GC、KYN、JYN等。成套户内式中压(铠装移动式封闭开关柜 11-40.5kV 50Hz 额定电流1250A-2000A短路电流 25-31.5KA特点.断路器,继保,测控装在柜内,断路器可抽出检修.户内中置式11kV开关柜面版上继保和仪表变电站内直流操作系统 大中型变电站内人均采用直流操作系统.安全,可靠,稳定.一般110V or 220V DC.容量200Ah or 300Ah.充电方式 电池:镍镉电池,免维护电池.自动化直流设备220v、110V、48v DC Equipment 充电器DC110-220V直流系统图220v 110v 48v 蓄电池(200-300AH)Power
20、 Optical Cable-All DielectricSelf-Supporting Optical Cable(ADSS)Power Optical Cable-Optical FiberComposite Ground Wire(OPGW)接地网 Earthing 主接地网.防雷电,防操作过电压,防设备漏电,危及人身及设备安全.中国国内习惯用镀锌钢材作主接地网,不好!国外习惯用铜材作主接地网,耐腐.接地网测变电站土壤电阻率后设计主接地网一般规定变电站主接地网1-0.5欧姆以下.独立避雷针要用独立接地网。一般规定10欧姆以下变电站中央控制及继保楼变电站中央控制及继保楼变电站内主控室一次设
21、备电缆夹层变电站内户外钢结构Outdoor Steel Construction in 132/33kV SUBSTATION变电站内户外箱体设备变电站内电缆沟 Outdoor Cable Cannelin SUBSTATION变电站电气二次设备电力自动化系统相当电脑作用电力自动化系统是建立在计算机技术、现代通讯技术、电力系统理论和自动控制技术上的综合系统工程。当前计算机网络技术和数字通讯技术进步突飞猛进,使电力自动化系统设备更新很快,不断有新的技术和设备出现。国内厂家情况 许继,南自,南瑞,北京德威特电力自动化,深圳华力特,阿继,国外 AREVA(MICOM),ABB,Sinmens,GE
22、等 国外工程中电力设备常涉及旧老设备和新设备的对接问题 标准和规范变电站内自动化的主要内容:进线、馈线的监控,监测,保护、远动操作,通汛传输 变压器的巡检,监控,监测,保护,通汛传输 调度员仿真调度系统.GPS对时钟,事故记录 SCADA and RTU 及RS232/485,光纤,A/D转换口,网络,CPU 及显示器,打字机 PLC and OPGW通讯方式 规约IEC870-5-101、103、104、105 and IEC60185旧式变电站内电气二次设备第三世界许多变电站内旧电磁式继电保护和操控柜仍在运用中现代计算机在变电站内调控系统中应用主机兼操作员工作站变压器保护GPSGPS对时信
23、息管理机132kV线路保护母线保护 33kV线路保护调度A调度B变电站变电站自控自控,保护保护,计量计量,通讯系统中心室通讯系统中心室The 110-500kV Substation DCSMIS主干网采用100M 光纤自愈式环型以太网远方工程师当地监控主站远动主站调度在线监测Internet防火墙工程师站路由器WXH-801(2)独立网关WMH-800WBH-801WXH-821 FCK-801家庭办公Corporate Network站控层网络层间隔层现代计算机变电站调控系统图旧新变电站结合处的问题 旧变电站多为电磁式仪表,继电器 新变电站采用数字式SCADS,A/D,I/O方式,接入光缆
24、.1.造成无法传接老设备信息.电磁式如何加I/O.,A/D 2.交流供电容量,直流电池及充电器容量,开关数量.3.GPS对时老站无法接入,另立系统.4.主控室扩建,出线走廊.室内外构架.5.电缆沟扩建,是否更换原有己老化电缆.6.电磁干拢和接地扩建 在老站加入一个BAY时,改造费用,应考虑项目较多,费用较高变电站内的电力系统的通讯电力线载波通信:PLC是利用高压电力线、中压电力线或低压配电线作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。近年来,高压电力线载波技术突破了仅限于单片机应用的限制,已经进入了数字化时代。光纤通讯:以光纤OPGW或ADSS作为电力自动化和语音的通道介质的通讯方式
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