《城市軌道交通變電所運(yùn)行與維護(hù)》 課件 項(xiàng)目5任務(wù)2 城市軌道交通主變電所電氣主接線的識圖分析與設(shè)備認(rèn)知

項(xiàng)目5

變電所電氣主接線的識圖分析與設(shè)備認(rèn)知

任務(wù)2

變電所電氣主接線的識圖分析與設(shè)備認(rèn)知【任務(wù)描述】兩人一組，分組識讀典型的主變電所電氣主接線圖，分析主變電所正常和非正常運(yùn)行方式，對照電氣主接線圖，認(rèn)識主變電所主要的一次設(shè)備。01主變電所總體認(rèn)識主變電所總體認(rèn)識主變電所的功能：將從城市電網(wǎng)獲取的三相交流110kV高壓降為三相交流35kV或10kV中壓，分別供給沿線的牽引變電所和降壓變電所。城市軌道交通供電系統(tǒng)按一級負(fù)荷設(shè)計(jì)，為保證供電的可靠性，通常設(shè)置兩座或兩座以上主變電所。當(dāng)一座主變電所發(fā)生故障解列時(shí)，剩余主變電所應(yīng)能承擔(dān)全線牽引負(fù)荷及動力照明一、二級負(fù)荷。每個(gè)主變電所要求必須有兩路互為備用的獨(dú)立進(jìn)線電源，保證不間斷供電。對于進(jìn)線電源的容量，要滿足正常和故障要求。正常時(shí)，兩路進(jìn)線電源分列運(yùn)行，互為備用；當(dāng)一路電源故障時(shí)，另一路電源不應(yīng)同時(shí)受到損壞，其容量應(yīng)滿足該主變電所全部一、二級負(fù)荷供電要求。主變電所總體認(rèn)識主變電所設(shè)置兩臺主變壓器，互為備用。正常時(shí)，兩臺主變壓器同時(shí)并列運(yùn)行，各負(fù)擔(dān)50%的用電負(fù)荷；當(dāng)一臺主變壓器發(fā)生故障時(shí)，另一臺主變壓器應(yīng)能滿足其供電范圍內(nèi)高峰小時(shí)牽引負(fù)荷和動力照明一、二級負(fù)荷的供電要求。02主變電所電氣主接線1.110kV高壓側(cè)常見電氣主接線形式主變電所高壓側(cè)設(shè)置兩路110kV電源進(jìn)線，可以都是專線，也可以是一路專線、另一路“T”接，并設(shè)置兩臺主變壓器，常采用Y，d接線方式。正常時(shí)，兩路高壓110kV電源進(jìn)線及兩臺主變壓器同時(shí)供電，并列運(yùn)行。1.110kV高壓側(cè)常見電氣主接線形式（1）線路-變壓器組接線城市軌道交通主變電所為提高供電的可靠性，一般采用兩個(gè)線路-變壓器組接線。正常運(yùn)行時(shí)，兩路電源進(jìn)線同時(shí)供電，兩臺主變壓器同時(shí)并列運(yùn)行。線路-變壓器組接線只配置兩個(gè)設(shè)備單元，這種接線的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行可靠，接線簡單，高壓設(shè)備少、占地少，所以經(jīng)濟(jì)性好。不足之處是當(dāng)電源線路故障檢修時(shí)，變壓器也會被迫停運(yùn)，影響負(fù)荷供電的可靠性。線路-變壓器組接線方式適用范圍：主變電所不設(shè)高壓配電裝置，一臺主變壓器退出運(yùn)行時(shí)，其他主變壓器能承擔(dān)主變電所供電范圍內(nèi)的全部一、二級負(fù)荷。這種接線形式被廣泛應(yīng)用于城市軌道交通主變電所中。1.110kV高壓側(cè)常見電氣主接線形式（2）內(nèi)橋形接線在WL1和WL2進(jìn)線電源之間通過連接橋相互聯(lián)絡(luò)，因連接橋靠近變壓器側(cè)，所以構(gòu)成了內(nèi)橋形接線。連接橋與主變壓器之間設(shè)置隔離開關(guān)，方便變壓器故障或檢修時(shí)進(jìn)行故障隔離。正常運(yùn)行時(shí)，連接橋斷路器斷開，類似于線路變壓器組接線，兩路進(jìn)線電源各帶一臺主變壓器。1.110kV高壓側(cè)常見電氣主接線形式因內(nèi)橋形接線線路側(cè)裝有斷路器，線路的投入和切除非常方便。當(dāng)一條電源進(jìn)線發(fā)生故障時(shí)，只有該線路側(cè)的斷路器跳閘，不影響另一條回路正常工作。但主變壓器故障時(shí)，則與故障變壓器同側(cè)的線路斷路器和連接橋斷路器均自動跳閘，從而影響了未故障線路的正常運(yùn)行。內(nèi)橋形接線適用于電源線路較長、線路故障率較高、變壓器不需要經(jīng)常切換的場合。在城市軌道交通供電中，因主變壓器故障概率比線路低，且不需要經(jīng)常切換，所以內(nèi)橋形接線也經(jīng)常應(yīng)用于城市軌道交通主變電所中。2.中壓側(cè)電氣主接線城市軌道交通主變電所中壓側(cè)廣泛采用單母線斷路器分段接線方式。（1）正常運(yùn)行方式在正常情況下，兩路進(jìn)線WL1和WL2，兩臺主變壓器T1和T2分列運(yùn)行，分別給中壓側(cè)左右兩段母線供電，此時(shí)QF1和QF3閉合、QF2和QF4閉合，而母聯(lián)斷路器QF5斷開，兩段中壓母線分列運(yùn)行，通過饋線側(cè)斷路器將中壓電源饋出至牽引變電所和降壓變電所。（2）一路高壓進(jìn)線或一臺主變壓器故障當(dāng)一路高壓進(jìn)線WL1或一臺主變壓器T1故障時(shí)，由繼電保護(hù)帶動故障所在回路斷路器QF1和QF3自動跳閘，由母聯(lián)備自投裝置帶動母聯(lián)斷路器QF5自動閉合，此時(shí)由另一路進(jìn)線WL2經(jīng)主變壓器T2給左右兩側(cè)的中壓母線供電，保障本主變電所范圍內(nèi)的全部一、二級負(fù)荷的供電。03典型的主變電所電氣主接線識圖及運(yùn)行方式分析1.主變電所的電氣主接線結(jié)構(gòu)（1）高壓進(jìn)線側(cè)該主變電所110kV側(cè)采用了兩個(gè)線路-變壓器組接線，兩路電源進(jìn)線分別供兩臺主變壓器，兩臺主變壓器并列運(yùn)行。（2）主變壓器設(shè)置兩臺主變壓器，采用了Y/d接線，功能是將外部電源供給的三相交流110kV電壓變換為三相交流35kV電壓。110kV高壓側(cè)星型繞組中性點(diǎn)采用避雷器加保護(hù)間隙，同時(shí)經(jīng)隔離開關(guān)接地的方式。（3）中壓饋線側(cè)中壓饋線側(cè)采用了單母線斷路器分段接線方式。中壓側(cè)有10路饋出線，分別對稱地接在左右兩側(cè)35kV母線上，供給城市軌道交通沿線的牽引變電所和降壓變電所；另外，有2路饋出線經(jīng)過341和342接1#和2#所用電變壓器，所用電變壓器將三相交流35kV電壓變換為三相交流0.4kV電壓，用于滿足主變電所自身的交直流負(fù)荷用電；有2路饋出線經(jīng)過343和344接1#和2#接地變壓器；有2路饋出線經(jīng)過331和332接1#和2#SVG裝置，用于動態(tài)無功補(bǔ)償，提高功率因數(shù)。2.運(yùn)行方式（1）主變電所正常運(yùn)行方式正常運(yùn)行時(shí)，110kV系統(tǒng)兩路電源同時(shí)供電，兩臺主變壓器同時(shí)運(yùn)行，兩路電源進(jìn)線和主變壓器分列運(yùn)行。35kV系統(tǒng)Ⅰ、Ⅱ段母線分列運(yùn)行，分段斷路器300斷開。35kV分段斷路器裝有母聯(lián)備自投裝置，正常時(shí)應(yīng)將方式選擇開關(guān)置于自動位置。通過饋線側(cè)斷路器311、313、315、317、321和312、314、316、318、322將35kVⅠ、Ⅱ段母線的電能輸送至城市軌道交通沿線的牽引變電所和降壓變電所。（2）主變電所非正常運(yùn)行方式當(dāng)一路110kV進(jìn)線電源或者一臺主變壓器故障退出運(yùn)行時(shí)，35kV分段斷路器300母聯(lián)備自投裝置自動投入（即300自動閉合），由另一路進(jìn)線電源和主變壓器同時(shí)供35kVⅠ、Ⅱ段母線運(yùn)行，承擔(dān)本變電所范圍內(nèi)的全部I、II級負(fù)荷供電任務(wù)。04主變電所典型一次設(shè)備認(rèn)知主變電所典型一次設(shè)備認(rèn)知主變電所一次設(shè)備主要包含110kVGIS組合電器、主變壓器、中壓交流開關(guān)柜和所用電變壓器，部分主變電所還裝有接地變壓器、SVG裝置。1.高壓110kVGIS組合電器110kV側(cè)配電裝置常采用戶內(nèi)安裝的GIS組合電器，即SF6全封閉組合電器。GIS組合電器中主要包含斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、互感器、避雷器等，對應(yīng)著主變電所電氣主接線圖中主變壓器之前的所有一次設(shè)備。110kV側(cè)GIS常采用SF6氣體斷路器，配彈簧操動機(jī)構(gòu)。采用GIS，不僅運(yùn)行安全、可靠性高，而且結(jié)構(gòu)緊湊、外型美觀、設(shè)備占用空間小。2.主變壓器主變壓器是城市軌道交通主變電所最主要的電氣設(shè)備，常采用三相油浸式有載調(diào)壓變壓器，選用Y，d接線方式。110kV側(cè)星型繞組中性點(diǎn)常采用避雷器加保護(hù)間隙，同時(shí)經(jīng)隔離開關(guān)接地的方式，左側(cè)為保護(hù)間隙，中間部分為避雷器，右側(cè)為隔離開關(guān)，同時(shí)帶有載調(diào)壓開關(guān)和自動調(diào)壓裝置；35kV或10kV中壓側(cè)采用三角形接線。3.中壓35kV或10kV交流開關(guān)柜中壓側(cè)電壓為35kV時(shí)，常采用GIS，均為三相分箱式。35kV斷路器采用真空斷路器，操動機(jī)構(gòu)為彈簧儲能式或彈簧液壓式，隔離開關(guān)一般采用三工位隔離開關(guān)。3.中壓35kV或10kV交流開關(guān)柜中壓側(cè)電壓為10kV時(shí)，常采用空氣絕緣的金屬鎧裝開關(guān)柜，開關(guān)柜被隔板分成母線室、斷路器手車室、電纜室和繼電器儀表室等不同的功能隔室。根據(jù)斷路器手車的放置位置又可以分為落地式和中置式兩種。4.自用電變壓器自用電變壓器容量較小，一般采用干式變壓器，單獨(dú)放置在戶內(nèi)，用于滿足主變電所自身的交直流負(fù)荷用電。5.接地變壓器（部分主變電所裝設(shè)）接地變壓器的作用是為中性點(diǎn)不接地的一側(cè)系統(tǒng)提供一個(gè)人為的中性點(diǎn)，便于采用消弧線圈或小電阻的接地方式，滿足系統(tǒng)在該側(cè)接地要求。常采用Z型（曲折型）接地變壓器經(jīng)消弧線圈或小電阻接地，電氣主接線圖中，饋出線經(jīng)