智能變電站的一次設(shè)備

智能變電站的一次設(shè)備第1頁(yè)/共36頁(yè)主要內(nèi)容電力系統(tǒng)一次設(shè)備的基本概念變電站主要一次設(shè)備介紹變壓器斷路器隔離開(kāi)關(guān)接地開(kāi)關(guān)電容器電抗器互感器常見(jiàn)電壓互感器舉例電子式電壓互感器優(yōu)缺點(diǎn)介紹常見(jiàn)電流互感器舉例電子式電流互感器優(yōu)缺點(diǎn)介紹組合電器（GIS）概念及優(yōu)點(diǎn)變電站一次設(shè)備智能化一次設(shè)備智能化的概念及意義常見(jiàn)的一次設(shè)備智能化簡(jiǎn)介第2頁(yè)/共36頁(yè)變電站一次設(shè)備的概念電力系統(tǒng)是集電力能源的生產(chǎn)、變換、輸送、分配和使用于一體的綜合系統(tǒng)，電力系統(tǒng)的一次設(shè)備直接連接于電力系統(tǒng)的高壓電網(wǎng)中，參與電力能源的生產(chǎn)、變換、輸送、分配和使用。第3頁(yè)/共36頁(yè)變電站主要一次設(shè)備介紹——變壓器

變壓器是電力系統(tǒng)交流電力能源實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換的主要設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)不同電壓等級(jí)的電力能源的相互轉(zhuǎn)換以便于電力系統(tǒng)的連接，優(yōu)化電力能源的傳輸。第4頁(yè)/共36頁(yè)變電站主要一次設(shè)備介紹——常見(jiàn)的幾種斷路器第5頁(yè)/共36頁(yè)變電站主要一次設(shè)備介紹——斷路器斷路器概念：接通或斷開(kāi)電力系統(tǒng)各設(shè)備連接的重要設(shè)備。斷路器特點(diǎn)：它配置有相對(duì)完善的熄滅電弧的裝置，具備斷開(kāi)電力系統(tǒng)的負(fù)荷電流和故障電流能力。斷路器作用：系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)根據(jù)需要改變電力系統(tǒng)的連接關(guān)系，調(diào)節(jié)潮流；系統(tǒng)故障時(shí)斷開(kāi)故障電流切斷故障設(shè)備與系統(tǒng)的電氣連接。第6頁(yè)/共36頁(yè)變電站主要一次設(shè)備介紹——常見(jiàn)的隔離開(kāi)關(guān)第7頁(yè)/共36頁(yè)變電站主要一次設(shè)備介紹——隔離開(kāi)關(guān)隔離開(kāi)關(guān)概念：改變電力系統(tǒng)各設(shè)備連接方式（運(yùn)行方式）的主要設(shè)備。隔離開(kāi)關(guān)特點(diǎn)：它沒(méi)有熄滅電弧的裝置，不具備斷開(kāi)電力系統(tǒng)的大負(fù)荷電流和故障電流能力；斷路器斷開(kāi)回路后、等電位和設(shè)備空載的情況下操作。隔離開(kāi)關(guān)作用：系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)根據(jù)需要改變電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式；斷開(kāi)檢修設(shè)備與系統(tǒng)的電氣連接，形成明顯的斷開(kāi)點(diǎn)，隔離檢修設(shè)備。第8頁(yè)/共36頁(yè)變電站主要一次設(shè)備介紹——常見(jiàn)的接地開(kāi)關(guān)第9頁(yè)/共36頁(yè)變電站主要一次設(shè)備介紹——接地開(kāi)關(guān)接地開(kāi)關(guān)特點(diǎn)：它的一端直接與變電站的接地網(wǎng)相連，另一端（靜觸頭）安裝在帶電設(shè)備上；除了特殊需求，接地開(kāi)關(guān)應(yīng)處于斷開(kāi)狀態(tài)。接地開(kāi)關(guān)的分類(lèi)：系統(tǒng)工作接地開(kāi)關(guān)；設(shè)備檢修接地開(kāi)關(guān)。接地開(kāi)關(guān)的作用：設(shè)備檢修接地開(kāi)關(guān)檢修設(shè)備殘余電荷釋放；形成檢修設(shè)備各個(gè)可能來(lái)電側(cè)的設(shè)備短路接地狀態(tài)，保障檢修人員的人身安全。系統(tǒng)工作接地開(kāi)關(guān)；保護(hù)設(shè)備運(yùn)行安全；優(yōu)化系統(tǒng)的接地網(wǎng)絡(luò)，簡(jiǎn)化繼電保護(hù)配置。第10頁(yè)/共36頁(yè)變電站主要一次設(shè)備介紹——電容器電容器主要作用：無(wú)功功率補(bǔ)償，改善無(wú)功分布,優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及電能質(zhì)量;改善高壓輸電線(xiàn)路運(yùn)行參數(shù)，提高輸電線(xiàn)路功率極限;與電抗器并聯(lián)形成高頻濾波裝置，限制高頻信號(hào)在電力系統(tǒng)的傳播。第11頁(yè)/共36頁(yè)變電站主要一次設(shè)備介紹——電抗器電抗器主要作用：與容器并聯(lián)形成高頻濾波裝置，限制高頻信號(hào)在電力系統(tǒng)的傳播。限制短路電流，保障設(shè)備安全。改善高壓輸電線(xiàn)路運(yùn)行參數(shù)，限制空載過(guò)電壓。第12頁(yè)/共36頁(yè)變電站主要一次設(shè)備介紹——電抗/電容器在電力系統(tǒng)的應(yīng)用高頻阻波器結(jié)合濾波器耦合電容器串聯(lián)電容器并聯(lián)電抗器無(wú)功補(bǔ)償電容器組第13頁(yè)/共36頁(yè)變電站主要一次設(shè)備介紹——互感器互感器概念：互感器是測(cè)量電網(wǎng)電氣參數(shù)的重要裝置，是繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、計(jì)量設(shè)備、測(cè)量?jī)x表等二次設(shè)備感知電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的關(guān)鍵設(shè)備?；ジ衅髯饔茫耗軌?qū)㈦娏ο到y(tǒng)的大電流高電壓轉(zhuǎn)換成變電站二次設(shè)備能夠使用的小電流低電壓信息供二次設(shè)備使用。第14頁(yè)/共36頁(yè)變電站主要一次設(shè)備介紹——互感器分類(lèi)按功能作用：電流互感器；電壓互感器。按工作原理：電壓互感器：電感分壓電磁感應(yīng)式電容分壓電磁感應(yīng)式電容分壓電子式電阻分壓電子式電流互感器：電磁感應(yīng)式（羅氏線(xiàn)圈電流互感器、常規(guī)壓電磁感應(yīng)）光學(xué)電子式第15頁(yè)/共36頁(yè)變電站主要一次設(shè)備介紹——電子式電流互感器舉例光學(xué)電流互感器：磁旋光效應(yīng)原理——當(dāng)一束光通過(guò)一個(gè)磁場(chǎng)后其偏振面就會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，其偏轉(zhuǎn)角?是對(duì)被測(cè)電流i周?chē)艌?chǎng)強(qiáng)度的線(xiàn)積分成正比。第16頁(yè)/共36頁(yè)變電站主要一次設(shè)備介紹——光學(xué)電流互感器舉例第17頁(yè)/共36頁(yè)變電站主要一次設(shè)備介紹——電子式電流互感器舉例羅氏線(xiàn)圈電流互感器：采用電磁感應(yīng)原理，只不過(guò)采用了空心線(xiàn)圈（或低功率線(xiàn)圈）。它由羅氏線(xiàn)圈、積分器、模數(shù)轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換等元件組成。羅氏線(xiàn)圈兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)e(t)經(jīng)過(guò)積分器處理后得到與被測(cè)電流成比例的電壓信號(hào)，經(jīng)處理、變換后，即可得到與一次電流成比例的模擬量輸出，再模數(shù)轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換處理轉(zhuǎn)換為光數(shù)字信號(hào)輸出至合并單元。第18頁(yè)/共36頁(yè)變電站主要一次設(shè)備介紹——電子式電流互感器舉例第19頁(yè)/共36頁(yè)變電站主要一次設(shè)備介紹——電子式電流互感器優(yōu)點(diǎn)電子式電流互感器的優(yōu)點(diǎn)：電流變換的線(xiàn)性度更好；頻響范圍更寬；沒(méi)有鐵磁畸變和飽和問(wèn)題；抗干擾性好；二次開(kāi)路時(shí)不會(huì)產(chǎn)生高電壓，運(yùn)行安全性更高；采樣回路的中間環(huán)節(jié)少，采樣精度高。負(fù)載能力強(qiáng)。重量輕便于集成化安裝。絕緣介質(zhì)穩(wěn)定，維護(hù)量?。坏?0頁(yè)/共36頁(yè)變電站主要一次設(shè)備介紹——電子式電流互感器存在的問(wèn)題存在的問(wèn)題：羅氏線(xiàn)圈互感器電子元件的供能可靠性問(wèn)題；羅氏線(xiàn)圈互感器抗干擾問(wèn)題；光學(xué)互感器工作光源壽命問(wèn)題；光學(xué)互感器光源系統(tǒng)溫度穩(wěn)定性問(wèn)題；光學(xué)互感器磁光感應(yīng)元件安裝位置對(duì)測(cè)量精度影響大，設(shè)備運(yùn)輸要求高。第21頁(yè)/共36頁(yè)變電站主要一次設(shè)備介紹——常見(jiàn)電壓互感器舉例電容分壓式電磁型互感器第22頁(yè)/共36頁(yè)變電站主要一次設(shè)備介紹——常見(jiàn)電壓互感器舉例電容分壓式電子互感器第23頁(yè)/共36頁(yè)變電站主要一次設(shè)備介紹——電子式電壓互感器優(yōu)點(diǎn)電子式電壓互感器的優(yōu)點(diǎn)：采用0-5V的小信號(hào)輸出，便于與數(shù)字電路進(jìn)行接口。光數(shù)字信號(hào)傳輸，不存在傳輸?shù)碾妷簱p耗，精度更高。電壓變換的線(xiàn)性度更好，頻響范圍更寬；不存在鐵磁畸變和飽和問(wèn)題。光數(shù)字信號(hào)輸出沒(méi)有二次短路燒壞電壓互感器的問(wèn)題，運(yùn)行可靠性更高。設(shè)備重量輕便于集成化安裝。第24頁(yè)/共36頁(yè)變電站主要一次設(shè)備介紹——電子式電壓互感器問(wèn)題電子式電壓互感器的問(wèn)題：采用0-5V的小信號(hào)輸出，抗干擾能力差。采用0-5V的模擬小信號(hào)輸出，不能長(zhǎng)距離傳輸；模數(shù)及A/D轉(zhuǎn)化元件需要供能，受供能可靠性影響。模數(shù)及A/D轉(zhuǎn)化元件與互感器一體化設(shè)計(jì)，電子元件工作環(huán)境惡劣，影響設(shè)備穩(wěn)定；第25頁(yè)/共36頁(yè)變電站主要一次設(shè)備介紹——新型組合式一次設(shè)備GIS氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備（GasInsulatedmetal-enclosedSwitchgear，簡(jiǎn)稱(chēng)GIS）將斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、母線(xiàn)、互感器、避雷器、套管、電纜終端、油氣套管等主要元件組合封閉在接地的金屬殼體內(nèi)，并充以一定壓力的SF6氣體作為絕緣介質(zhì)和滅弧介質(zhì)。第26頁(yè)/共36頁(yè)變電站主要一次設(shè)備介紹——GIS優(yōu)點(diǎn)第27頁(yè)/共36頁(yè)變電站主要一次設(shè)備介紹——GIS優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，節(jié)省占地。模塊化設(shè)計(jì)，運(yùn)輸方式靈活，現(xiàn)場(chǎng)安裝、調(diào)試周期短；內(nèi)部元件設(shè)備密封于高壓SF6氣體中，不受外部環(huán)境的影響，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，維護(hù)工作量極小。元件設(shè)備集中安裝便于進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。全部設(shè)備均采用電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，便于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。各設(shè)備間除設(shè)置機(jī)械連鎖外還設(shè)置操作電氣回路連鎖回路，操作安全性好。第28頁(yè)/共36頁(yè)變電站一次設(shè)備智能化——一次設(shè)備智能化概念一次設(shè)備的智能化就是在常規(guī)變電站運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加監(jiān)測(cè)反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和健康狀況在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主IED（監(jiān)測(cè)主機(jī)）接收各監(jiān)測(cè)子IED設(shè)備數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)分析、診斷、存儲(chǔ)功能，并將數(shù)據(jù)及診斷結(jié)果上傳監(jiān)控主站。第29頁(yè)/共36頁(yè)變電站一次設(shè)備智能化——一次設(shè)備智能化意義在常規(guī)變電站運(yùn)行監(jiān)控的基礎(chǔ)上完善了變電站設(shè)備的監(jiān)控措施；提高了變電站一次設(shè)備的監(jiān)控質(zhì)量；為設(shè)備狀態(tài)檢修和變電站遠(yuǎn)方巡視提供技術(shù)依據(jù)。第30頁(yè)/共36頁(yè)變電站一次設(shè)備智能化——常見(jiàn)設(shè)備智能化舉例斷路器智能化分合閘線(xiàn)圈監(jiān)測(cè)：分合閘波形數(shù)據(jù)；分合閘時(shí)間數(shù)據(jù)；三相同期數(shù)據(jù)；觸頭機(jī)械特性監(jiān)測(cè)：行程曲線(xiàn)數(shù)據(jù)；分合閘速度數(shù)據(jù)；儲(chǔ)能電機(jī)監(jiān)測(cè)：儲(chǔ)能電機(jī)運(yùn)行電流數(shù)據(jù)；儲(chǔ)能電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)；氣室局部放電監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)最大放電量、單位時(shí)間放電次數(shù)和放電相位SF6密度微水監(jiān)測(cè)。第31頁(yè)/共36頁(yè)變電站一次設(shè)備智能化——常見(jiàn)設(shè)備智能化舉例避雷器智能化：避雷器泄漏電流避雷器放電次數(shù)第32頁(yè)/共36頁(yè)變電站一次設(shè)備智能化——常見(jiàn)設(shè)備智能化舉例變壓器智能化：變壓器油在線(xiàn)監(jiān)測(cè)：H2、CO、CH4、C2H6、C2H4和C2H2、CO2和微水?dāng)?shù)據(jù)局放在線(xiàn)監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)最大放電量、單位時(shí)