变电站交直流系统、一次系统及五防演示幻灯片.ppt

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电源设备。直流系统是一个独立的电源，它不受发电机、厂用电及系统运行方式的影响，并在外部交流电中断的情况下，保证由后备电源蓄电池继续提供直流电源的重要设备。,直流系统的用电负荷极为重要，对供电的可靠性要求很高。直流系统的可靠性是保障变电站安全运行的决定性条件之一。,2,控制回路用直流为什么比用交流可靠？,1、输出电压稳定。,2、单个直流屏有二路交流输入（自动切换），加上蓄电池，相当于有三个电源供电。,3、假如用交流电源，当系统发生短路故障，电压会因短路而降低，使二次控制电压也降低，严重时会因电压低而使断路器跳不开！,3,二、直流系统的组成及各部件的作用,1、直流系统的基本概念,（1）直流母线：直流电源屏内的正、负极主母线。,（2）合闸母线：直流电源屏内供断路器电磁合闸机构等动力负荷的直流母线。,（3）直流馈线：直流馈线屏至直流小母线和直流分电屏的直流电源电缆。,（4）均衡充电：用于均衡单体电池容量的充电方式，一般充电电压较高，常用作快速恢复电池容量。,（5）浮充电：保持电池容量的一种充电方法，一般电压较低，常用来平衡电池自放电导致的容量损失，也可用来恢复电池容量。,4,二、直流系统的组成及各部件的作用,（6）正常充电：蓄电池正常的充电过程，即由均充电转到浮充电的过程。,（7）定时均充：为了防止电池处于长期浮充电状态可能导致电池单体容量不平衡，而周期性地以较高的电压对电池进行均衡充电。,（8）限流均充：以不超过电池充电限流点的恒定电流对电池充电。,（9）恒压均充：以恒定的均充电压对电池充电。,5,合母与控母的区别,1、控制母线提供持续的，较小负荷的直流电源；而合闸母线提供瞬时较大的电源。在合闸时电流较大，会造成母线电压的短时下降。,2、控母电压一般为220V，合母电压为240V。,6,控制电源系统,站用电交,流电源,UPS电源,系统,直流通信电,源系统,直流操作电,源系统,动,力,、,照,明,微机,监控,、,事故,照明,提供断路,器的分、,合电源及,各类高低,压设备的,直流用电,载波,机、,交换,机,变电站站用控制电源系统拓扑图,7,交直流一体化设计理念,传统电源系统,一体化电源系统,节约成本,8,统一监控平台,高速以太网,综自监控,UPS,电源系统,直流电源系统,通信电源系统,MODBUS,一体式触摸式监控器,IEC61850,规约,UPS,电源系统,直流电源系统,通信电源系统,综自监控,UPS,电源通信规约,直流电源通信规约,通信电源通信规约,9,减少传统变电站交、直流系统用两个,ATS,的模式。,一体化监测与诊断系统提供了实时在线监测系统，使得报警及维护更加及时，保证电力系统的稳定性。,共享直流操作电源的蓄电池组，取消传统,UPS,和通信电源,的蓄电池组和充电单元，减少维护工作量。,对防雷单元统一优化配置，针对,UPS,和,DC/DC,的直流输入,进行优化设计和,EMI,处理，满足,EMC,要求。,统一了通信协议，使得交直流系统后台的管理更加方便化。,建立智能监测与诊断系统，保证了变电站交直流电源系统大的可靠运行。,10,ATS,ATS,充电器,一路交流,二路交流,UPS,电源系统,直流电源系统,通信电源系统,站用电源系统,站内交流设备,直流用电设备,通信电源设备,综自后台,UPS,监控模块,直流监控模块,通信监控模块,11,间隔层,站控层,高速以太网,一体化触摸式监控器,电力专用,UPS,电源,通信电源,直流操作电源,站用电源,MODBUS,DCBUS,ACBUS,站用变,AC220V,DC220/DC110V,DC48V,AC380/220V,综自监控,IEC61850,12,ATS,一路交流,二路交流,交流站用设备,直流站用设备,通信设备,ACBUS,综自监控,IEC61850,高速以太网,交流屏,逆变电源屏,直流充电屏,通信电源屏,DCBUS,此为双向并网有源逆变过程,监控模块,监控模块,监控模块,MODBUS,交直流一体化电源监控装置,13,二 系统介绍,直流系统屏面布置图,返回,14,二组充电机二组蓄电池带降压装置,15,直流电源系统组成,按功能单元划分直流电源一般可分为以下几个部分 ：,系统监控单元,交流配电部分,高频充电模块,蓄电池组,降压单元,硅链,馈线输出开关等,16,直流系统原理框图,17,直流系统连接图,18,系统监控,19,绝缘及蓄电池检测,：,通过绝缘巡检单元及,蓄电池巡检单元对相,关量进行检测。,模块监视,：读取高频模块电压、电流数据、控制充电电压、电流,模拟量、开关量,：,合闸、控制母线电压、电流、熔断器熔断、开关跳闸、避雷器击穿等,系统监控单元：,对本系统提供全方位的监控,系统监控单元,20,交流缺相，过,欠压,母线过欠,压,蓄电池过,欠压,正,负母线对地电压降低,母线绝缘降低,模块通讯故障,模块故障,开关状态数字信号,熔丝故障,馈线脱扣,防雷器故障,绝缘故障,直流系统故障,上 位 机,交流输入电压,电流,母线电压,电流,蓄电池电压,电流,单只电池电压,正,负母线对地电压,正,负母线对地电阻,电池室环境温度等信号量,充电模块开,关机，,均,浮充状态,开关状态等状态量,集,中,监,控,单,元,熔芯熔断,开关跳闸,防雷器击穿,监控器故障,直流设备故障,充电模块故障,绝缘监测仪故障等开关量,系统监控单元,21,2.1,交流配电单元,2.,各单元工作原理,22,2.1,交流配电单元,正常运行时，三相交流电处于相对平衡的状态，三相交流电中心点与零线之间无电势差，内部继电器,J1,不动作，交流故障监测单元内的告警继电器,J3,的线圈通过,J1,的常闭接点接于零线与火线间，同时,LED,发光管点亮，指示交流电源正常。当交流任一相发生缺相或三相严重不平衡时，三相交流电中心点与零线之间产生电势差，内部继电器,J1,得电动作，其常闭接点断开，使得内部继电器,J3,线圈失电，,J3,常闭接点闭合，发出故障告警信号，同时,LED,熄灭，指示交流电源故障。,23,雷击分为直击雷和感应雷两种，线路直接遭雷击时，电缆中流过很大电流，同时引起数千伏的过电压直接加到线路装置和电源设备上，持续时间达若干微秒，直接危害用电设备。感应雷通过雷云之间或雷云对地的放电，在附近的电缆或用电设备上产生感应过电压，危害用电设备的安全。因此必须要在交流配电单元入口加装防雷器。,目前我司直流电源柜设有,C,级及,D,级防雷，,C,级防雷设在交流配电单元入口，选用的防雷器为世界名牌防雷产品，通流量,40kA,，动作时间小于,25ns,，,D,级防雷设在充电模块内，通流量为,10kA,，动作时间小,25ns,，可以有效地将雷电引入大地，将雷电的危害降至最小。当防雷器故障时,C,级防雷器的工作状态窗口由绿变红,提醒更换防雷模块,防雷模块插拔方便,易于更换。,2.2,防雷保护,24,雷击浪涌吸收器具有防雷和抑制电网瞬间过压双重功能，最大通流量,40KA,，动作时间小于,25ns,。由下图可见，相线与相线之间，相线与零线之间的瞬间干扰脉冲均可被压敏电阻和气体放电管吸收。因此，其功能优于单纯的防雷器。,2.3,雷击浪涌吸收器,25,1,、模块系列最全,2,、单模块功能最全,3,、单模块功率因数最高,4,、单模块输出功率最大,5,、独有电压、电流显示功能,2.4,充电模块,序号,额定输出电流,额定输出电压,220V,系列,110V,系列,48V,系列,1,5A,ATC230M05,2,10A,ATC230M10,ATC115M10,4,20A,ATC230M20,ATC115M20,5,25A,ATC230M25,6,30A,ATC48M30,7,40A,ATC115M40,8,50A,ATC48M50,26,充电模块,27,高频开关电源模块原理图,软起动,E,M,I,滤,波,全,桥,变,换,直,流,输,出,原边,检测控制,辅助电源,PWM,脉宽,控制,信号调节,输出测量,故障保护,微机管理,面,板,通讯接口,(,RS,232,),集中控制及均流接口,C,D,A,B,28,高频开关电源由以下几个部分组成：,主电路,从交流电网输入、直流输出的全过程，包括：,原边检测控制电路：监视交流输入电网的电压，实现输入过压、欠压、缺相保护功能及软启动的控制。,EMI,输入滤波器：其作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。,软启动：消除开机浪涌电流。,整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，以供下一级变换。,全桥变换：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分，频率越高，体积、重量与输出功率之比越小。,输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。,控制电路,一方面从输出端取样，经与设定标准进行比较，然后去控制逆变器，改变其频率或脉宽，达到输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保护措施。,检测电路,除了提供保护电路中正在运行中各种参数外，还提供各种显示仪表数据。,辅助电源,提供所有单一电路的不同要求电源。,29,全桥相移,ZVZCS,软开关技术采用恒频控制、对称性结构，在大功率变换器中得到了广泛的应用，在高频大功率变换器中，全桥相移,ZVZCS,技术是理想的软开关方案。,软开关技术,30,浮充电压,2.25Vn,均充电压,2.35Vn,浮充电流,0.1C10,纹波系数,0.5,n:,系统电池只数,蓄电池充电电压、电流选择关系到蓄电池的寿命，影响着整组直流系统的可靠运行。,电池充电参数整定,31,充电装置采用,N+1,个高频开关电源模块并联工作。模块数量可按如下公式选择：,NInIj+Ic10,In,一台充电模块的额定电流,Ij,直流系统经常性负荷,Ic10,蓄电池组恒流充电电流，阀控式铅酸电池为,0.1C,10,例如：直流电源系统电压等级为,220VDC,，蓄电池容量为,300Ah,，经常性负荷为,5A,（最大经常性负荷不超过,7A,）。,充电电流,(0.1C10300AH)+,最大经常性负荷,(,约,7A)=37A,。选用,20A,电源模块,2,台即可满足负荷需求,(N=2),再加一个备用模块共,3,个电源模块并联即可构成所需系统。,充电模块配置原则,32,智能化程度高，任一充电模块故障时能自动将其关闭，其余模块重新均分负载,当系统中所有变送器均故障时，仍可正确地控制整个系统,与充电模块等下级设备采用数字通讯方式，输入、输出电气隔离设计,提供完全隔离的,RS232/RS422,接口供远程监控使用，四遥功能可采用任意通讯规约,提供双串口可同时与,DCS,和本站监控系统通讯,200,条汉字显示历史记录，,500,条储存记录,同时有,UPS,监控器、交流监控器，触摸型监控器、真彩屏幕监控器等,2.5,集中监控器,33,集中监控器原理框图,34,显示蓄电池电压和充放电电流,显示蓄电池环境温度，实现温度补偿,手动,/,自动均充,蓄电池过、欠压报警,蓄电池管理,35,温度补偿系数一般设定为负的,3,5mV/,单只电池。即当环境温度高于电池厂家设定值时，充电电压降低,V,；反之，则充电电压升高,V,。温度变化后充电电压变化,V,计算如下：,V,nKcT,n,蓄电池组电池个数,Kc,温度补偿系数，一般取,-3mV,T,温度较基准温度一般为,25,的变化。,温度补偿充电电压计算,36,运行模式说明,1.,浮充模式,正常运行时，直流系统工作在浮充电状态，主要是提供经常性负荷工作电源及补偿蓄电池放电损失的电能。浮充电工作方式运行时，集中监控器可根据检测到的环境工作温度来调节充电机的输出电压，以达到对蓄电池浮充电电压温度补偿的要求。浮充电压温,度补偿系数由监控器设定。本系统在浮充电工作方式运行时，集中监控器可根据检测到的环境工作温度来调节充电机的输出电压，以达到对蓄电池浮充电电压温度补偿的要求。浮充压温度补偿系数由监控器设定。,2.,均充模式,定时均充,自动均充,37,定时均充功能,定时均充程序：以整定的充电电流进行稳流充电，当电压逐渐上升到均充电压整定值时，自动转为稳压充电，当达到预设时间时转为浮充运行。均充时间可通过键盘任意设定。,38,当下述的条件之一成立时，系统自动启动均充：,系统连续浮充运行超过设定的时间,(3,个月,),；,交流电源故障，蓄电池放电超过十分钟。,自动均充电程序：以整定的充电电流进行稳流充电，当电压逐渐上升到均充电压整定值时，自动转为稳压充电，当充电电流小于,0.01C10A,后,延时一定时间后（出厂设定值为,15,分钟），自动转为浮充运行。,自动均充功能,39,控母一段：,220.3 V 3.50 A,菜单,控母一段：,246.0 V 0.00 A,蓄电池一：,245.8 V 20.4 A,充电机一：,246.0 V 24.5 A,故障,下页,当系统出现故障时，在屏幕右侧会弹出故障字样，按功能键则可查看详细内容。若故障内容在主屏内则相应项会反白显示并闪烁。,显示操作,40,在此菜单中可以控制充电机的开关机、均,/,浮充状态以及均,/,浮充时间。,一组充电机控制：,充电机：开机,/,浮充,*,浮充定时：,090,天,*,均充定时：,10,：,00,*,均充延时：,00,：,15,返回,转换,下页,若系统含有二组充电机，通过下页键，对二组充电机进行控制设置。,充电机控制操作,41,绝缘监测仪用于监测直流系统电压及其绝缘情况，在直流电压过、欠压或直流系统绝缘强度降低等异常情况下发出声光告警，并将对应告警信息发至集中监控器。该装置安装在馈线柜上，支路巡检的传感器,分别装在每回馈线开关的抽屉内,各馈线开关的引出线穿过传感器的中心孔。该装置监测正负直流母线的对地电压和绝缘电阻，当正、负直流母线的对地绝缘电阻低于设定的报警值时，自动启动支路巡检功能。支路巡检采用直流有源,CT,，不需向母线注入信号。每个,CT,内含,CPU,，被检信号直接在,CT,内部转换为数字信号，由,CPU,通过串行口上传至绝缘监测仪主机。支路检测精度高和抗干扰能力强。采用智能型,CT,所有支路的漏电流检测同时进行,支路巡检速度高。,2.6,绝缘监测仪,型号：,WJY3000A,型微机绝缘监测仪,尺寸：,483115272(mm),重量：,6kg,42,a.,单端接地：,可得接地电阻,b.,平衡接地：,不能直接求解,（,1,）平衡电桥法,母线检测原理,43,（,2,）不平衡电桥法,a.K,1,闭合,K,2,断开，测,V,1,V,2,即可求得接地电阻,R,x,、,R,y,b.K,1,断开,K,2,闭合，测,V,1,V,2,44,两种检测方法性能比较,平衡电桥检测,不平衡电桥检测,优点,平衡电桥法属于静态测量，即测量正负母线对地的静态直流电压，母线对地电容的大小不影响测量精度,由于不受接地电容的影响，检测速度快。,任何接地方式均能准确检测,缺点,双端接地时，测量误差较大；,不能检测平衡接地。,在测量过程中，需要正负母线分别对地投电阻，因此母线对地电压是变化的。为了获得准确的测量结果，每次投入电阻后需要延时，待母线对地电压稳定后，再测量，因此检测速度慢；,受母线对地电容的影响,45,采用直流法 采用直流有源,CT,，不需注入交流信号。当出现接地时，直流,CT,将直流漏电流变换为电信号,优点：,a,无需向母线注入交流信号；,b,受接地电容的影响小；,c,能识别接地母线的极性；,d,能测量双端接地；缺点：,a,成本高于交流,CT,；,b,环境温度和工作电压的波动影响测量精度。,主机内部,R1,R2,RX,RY,+KM,-KM,支路检测原理,46,WJY3000A,型绝缘监测仪与传统的绝缘检测仪对比表,WJY3000A,型微机绝缘监测仪,传统绝缘监测仪,不对母线注入交流信号，不会对母线的运行产生不良的影响,一般对母线注入,510V,低频交流信号，对母线的正常运行会产生一定的影响,直流,CT,，消除了母线对地电容的影响,母线对地电容对,CT,采样的有效值影响大,可检测母线正负同时接地及正负平衡接地,一般不能检测正负同时接地，特别是正负平衡接地,检测精度较高：母线电压：,1%,，母线对地电阻：,2%,，支路对接地电阻：,5%,精度较低,检测范围大：母线电压：,0300V,，母线接地电阻：,0999.99K,，支路电阻：,099.99K,母线接地电阻：,020100K,，支路对地电阻：,01030K,每个,CT,内置数字信号处理器，直接对漏电流进行数字化。消除了在信号传输过程中因受到干扰而产生的测量误差,因,CT,与主机采样模块连线较长，受到的干扰较大，因而测量误差也较大,CT,采用串行总线与主机进行通信，因而,CT,与主机的连线较少。,每个,CT,至少与主机有一条连线。,检测速度快：母线检测,1-2,秒，支路检测,12,分钟，并且不受支路多少的影响,检测速度较慢：母线检测,12,分，支路检测一般每条,2060,秒。支路检测受支路多少影响较大,成功解决环路问题,不能解决环路问题,对于两段供电系统，接地仪可以自动识别由哪段供电。并正确找出接地支路,不能识别，不能正常检测,检测支路数不受限制，并且不影响速度,检测支路较少，对检测速度影响较大,对母线运行可保存最长一个月的运行曲线，对判断接地产生的原因极为有用,无此功能,47,普通型：采用分级自动调压并且有手动调节功能，调压精度由用户选定,微机型：同时配备主硅链和副硅链，主硅链负责对母线电压的精调，副硅链用于防止母线失压，当主硅链故障时,CPU,能实时地将硅链运行状态上报集中监控器（即双硅链方案）。,2.7,硅链降压装置,48,一般日常巡检按如下步骤进行：,巡检流程,表计显示数值,指示灯,系统监控单元,高频模块,开关位置,调压功能试验,49,检查光字牌，确认是否,有告警指示,检查所有,表计，查看指示值是,否在正常范围内？,表计显示、告警信号灯,50,能正常唤醒，无花屏、死机现象。,界面、数据显示正常，和表计指示值无明显偏差。,能正常进入各分界面，可正常启动均充、浮充转换。,检查步骤,系统监控单元检查,51,顺时针调整面,板上调压转换开关，母线电压,应逐档升高，并能听到继电器,吸合声响。,调压功能检查,调压开关,降压硅链,继电器,52,高频充电模块,模块正常显示输出电压或输出电流,无报警,风扇正常运转,模块无明显噪音或发出异响,巡查步骤,53,确认所有需,投在“合位”的馈电,开关均在“合位”,馈电开关工作位置检查,54,蓄电池,蓄电池巡查步骤查,外观巡查,表面清洁无积尘,蓄电池桩头附近无渗液锈蚀、溶解,蓄电池壳体无明显膨鼓变形,温 度,蓄电池温升正常，不发烫,电压偏差,蓄电池间无明显压差。,55,附：蓄电池电压允许偏差表,蓄电池类型：阀控蓄电池,标 称 电 压,2,6,12,运行中的电压偏差,0.05,0.15,0.3,开路电压偏差极限,0.03,0.04,0.06,放电终止电压,1.80,5.40,10.80,正常浮充电电压,2.232.28,6.706.84,13.513.80,正常均充电电压,2.302.35,6.907.05,13.814.10,充电电压的温度补偿,基准温度为,25,每下降,1,单体,2V,蓄电池充电电压提高,3-5mV,56,系统巡检,季检查,因受运行的环境影响，充电模块上的灰尘吸附情况也不一致，,季检时应视模块上灰尘吸附情况做模块灰尘清扫。,年度检查,充电模块本身的数码管显示可能会因运行的温度和时间的影响导致漂移，所以应每年对模块的数码管显示校验一次。具体操作见,充电模块说明书。,注：,集中监控器充电机电压、电流值是由充电机电压、电流表计,通过串口传输过去的，所以充电机本身的数码管显示不准并不会影响系统的正常运行。,特殊检查,如果系统在正常运行中发生故障（系统内部的装置故障），,在故障排除或更换元器件后应做相应的功能告警试验，以保证系统的正常运行。,57,大修检查,在设备大修停运期间，应对系统进行全面的检查，以保证下一周期的正常运行。具体如下：,对设备进行全面的清洁清扫，以防止因灰尘堆积导致系统的绝缘降低。,检查电气连接是否紧固，包括母线的连接螺栓、二次回路的连接端子、接地铜排的连接等。,对充电模块重新校调。,对表计重新校调。,对系统信号、报警保护功能试验。,配合蓄电池的充放电试验检验系统的充电程序。,绝缘监测仪的功能试验。,停运设备的特殊维护,设备停运请将设备的所有开关断开，并关好前门和后门。如果,停运的时间的时间较长，请注意屏内加热除湿。,58,变电站防误闭锁装置及其管理,59,防误闭锁装置的作用,防误闭锁装置是保证倒闸操作正确实施的重要措施之一。在电力系统中广泛应用防误闭锁装置，对防止电气误操作事故起到了很大作。所以，凡有可能引起误操作的高压电气设备，均应装设防误闭锁装置。,60,五防概念,防止误分、误合开关,防止带负荷拉、合刀闸或手车触头,防止带电挂接地线,(,合接地刀闸,),防止带地线（接地闸刀）合闸送电,防止误入带电设备间隔,五 防,61,1.,功能要求,“,五防,”,功能除,“,防止误分、误合断路器,”,现阶段因技术原因可采取提示性措施外，其余四防功能必须采取强制性防止电气误操作的措施。,从目前使用的防误装置来看，都不能完全满足五防要求，尤其对五防功能中的“防止带电挂接地线”这一功能，都不能很好解决，有待于进一步完善。,62,防误基本规则一,合负荷侧刀闸时，应确认电源侧的刀闸已经合好，拉电源侧刀时，应确认负荷侧的刀闸已经断开,1,3,2,等电位允许操作刀闸。,与该刀闸直接相连的开关在断开位置,为了防止带负荷拉合刀闸，在拉合隔离刀闸时必须保证：,63,在挂接地线（合接地刀）时，应保证接地点的任何方向都有断开的隔离刀闸。,防 误,规 则,规则二,合刀闸（或开关）时应保证所有与刀闸（或开关）两侧相连的地线和接地刀闸都在断开位置。,规则三,64,电气防误操作规定,在设备的电动操作控制回路中串联以闭锁回路控制的接点或锁具，在设备的手动操控部件上加装受闭锁回路控制的锁具，同时尽可能按技术条件的要求防止走空程操作。,国家电网公司防止电气误操作安全管理规定,65,电气设备（断路器、隔离开关、接地开关等）有一个重要特点：同一设备可在多处操作，即可在远方操作（集控中心）、站控层操作（主控室、测控柜）、间隔层操作（汇控箱、端子箱）、设备层操作（操作机构箱）。,无论设备处在哪一层操作控制,都应具备防误闭锁功能。,Title in here,远方,操作,Title in here,间隔层,操作,Title in here,站控层,操作,Title in here,设备层,操作,66,设备机械联锁,程序锁闭锁,电气连锁式防误闭锁装置,微机“五防”系统闭锁,67,变电站常用的防误闭锁装置有：设备机械联锁、程序锁闭锁、电气连锁式防误闭锁装置（电气闭锁、）微机闭锁等。,1、设备机械联锁,设备机械闭锁是最基本的防误闭锁方式，它主要是利用设备的机械传动部位的互锁来实现，靠机械结构制约而达到闭锁目的的一种闭锁 装置，即当一元件操作后另一件就不能操作。,（机械闭锁只能在隔离开关与本处的接地开关或者是在断路器与本处的接地开关间实现闭锁）,68,各种防误闭锁方式及其特点,1,、机械闭锁,主刀和地刀均在分闸位置，二者互不闭锁。,69,主刀和地刀均在分闸位置，二者互不闭锁。,70,主刀和地刀均在分闸位置，二者互不闭锁。,71,主刀合，闭锁开关侧地刀,72,主刀闸合上后,接地刀闸被,机械闭锁,73,主刀闸合上后,被接地刀闸,机械闭锁,74,主刀合闸，带动连杆,闭锁线路侧地刀,特 点：,实现闭锁的前提是,一体化设备,75,机械闭锁的优点：简单可靠、易于实现。,缺点：只能实现简单的防误功能，对于结构上独立的设备，如户外高压断路器与隔离开关之间就无法使用。,76,2.程序锁闭锁,主要是利用一把钥匙按顺序打开多把锁，或多把钥匙有机组合按顺序打开多把锁这一原理来实现的。,就是各操作设备装设程序锁，利用钥匙随程序传递或置换而达到先后开锁操作的要求，国内生产的程序锁分为两大类：即有弹子程序锁和无弹子程序锁。有弹子锁采用钥匙置换法。无弹子程序锁又分为2种，一种采用转换角度走步法，一把钥匙走到底；另一种采用钥匙置换法。,77,程序锁闭锁,优点：比机械连锁灵活，可用于结构独立的设备间的闭锁，而且结构简单，易于安装，不需要二次回路，节约投资，比较经济。,缺点：1.使用不够方便，经常因调试不当而难以开启，延误操作时间。,2.对于复杂操作，如220kV双母线倒母线、旁路带路操作等、由于程序太多，难以实施。,78,3、,电气连锁式防误闭锁装置,电气连锁式防误闭锁装置是利用电磁锁和断路器、隔离开关、接地开关及设备网门等设备的辅助开关来实现的。每个电磁锁的控制回路中都串入相关断路器、隔离开关、接地开关的辅助开关的触点，以控制电磁锁的打开与否，从而达到防误的目的。,79,电磁锁,户内（柜门）电磁锁,户外电磁锁,通过相应的辅助接点，,接通或断开需闭锁元件,的电磁锁电源。从而,达到闭锁目的。,80,单元接线图,电磁锁接线图,一体化设备，,采取机械闭锁,1GD,地刀受单元开关,及,2G,刀闸闭锁，二者,均断开时回路,接通,。,81,单元接线图,电磁锁接线图,一体化设备，,采取机械闭锁,特点,：,装置原理简单，实现便捷，,非同一体的开关设备之间就可,实现闭锁；电磁锁不能满足,密封要求而受潮锈蚀，,使闭锁常常失灵。,1GD,地刀受单元开关,及,2G,刀闸闭锁，二者,均断开时回路,接通,。,82,3,、电气逻辑闭锁,利用相关,的辅助接点接入需闭锁的刀闸、地刀等电动操作回路上，从而实现设备之间的相互闭锁。,83,外部联锁,操作,1G,刀闸时，要求,DL,、,01G,及,031G,断开。,84,特点：,二次回路复杂，安装、维护工作量大，对辅助开关的工艺要求高。,实现的基本条件是电动操作的设备机构上（防止带负荷拉、合刀闸,;,防止带地刀合闸,;,防止带刀闸合地刀）。,刀闸辅助开关,85,电气连锁式防误闭锁装置,优点：解决了机械连锁式防误装置所不能实现的结构独立的设备间的闭锁问题。,缺点：投资大需要很多控制电缆，并需要增加辅助切换开关的触点数目。,接线比较复杂，可靠性差，特别是当一个电磁锁回路中串入的辅助切换开关触点较多时，常会因触点接触不良而影响电磁锁的正常工作，回路中串入的触点越多，可靠性越差。,86,4、微机闭锁,微机型防误操作闭锁装置主要是由电脑模拟盘、电脑钥匙、电编码开锁、机械编码锁几部分组成。其可以检验和打印操作票，能对所有一次设备的操作强制闭锁。,87,4,、微机防误闭锁,目前的微机防误闭锁装置主要分为三种类型：,离线式微机防误闭锁装置,在线式微机防误闭锁装置,综合式微机防误闭锁装置,88,离线式微机防误闭锁装置,由三部分组成,防误主机,电脑钥匙,现场锁具,89,操作流程,特点,：,防误主机不能在线跟踪操作的执行情况,在操作方式切换频繁的情况下，电脑钥匙需,要多次回传，操作较烦琐,投资小，可靠性高，结构简单,现场锁具无需敷设电缆,90,综合式微机防误闭锁装置,由四部分组成,现场锁具,防误主机,电脑钥匙,监控系统,91,操作流程,特点,：,遥控操作时，防误主机通过通讯接口对监控系,统执行“软解锁,”。,就地操作时，通过电脑钥匙解锁操作，防误主,机可通过监控系统在线跟踪操作的执行情况，,但无法在线防护操作步骤。,除部分设备采用在线方式闭锁外，其他设备仍,采用离线锁具加电脑钥匙的闭锁方案,模拟预演,防误主机,逻辑判断,正确,错误,现场操作,写票,完成操作,开放本步,骤,”,软闭锁,”,遥控操作,回传设,备状态,显示正确,操作条件,条件满足完,成本步操作,传输钥匙,现场操作,监控系统,操作命令,设备变位,92,4,、五防系统与监控系统工作框图,预演正确,执行操作,发送解锁,命令,开放闭锁,接点,发送操作,命令,遥控接点,闭合,控制回路接通,93,回传设,备状态,模拟预演,防误主机,逻辑判断,正确,错误,显示正确,操作条件,条件满足,完成操作,监控系统,操作命令,按步骤,执行操作,分布式控制器,接受解锁命令,遥控闭锁,继电器解锁,遥控闭锁,接点预先闭合,下一步骤,与,测控装置,接受命令,被控设备,操作变位,特点,：,遥控闭锁继电器对操作回路实现,”,硬闭锁,”,遥控闭锁继电器与就地操作的电编码锁,一体化设计,操作的全过程可在防误主机上完整显示,遥控操作,94,近控操作,模拟预演,防误主机,逻辑判断,正确,错误,写票,回传设,备状态,显示正确,操作条件,监控系统,传输,电脑钥匙,现场操作,被控设备,操作变位,完成操作,95,96,4,二次插座的机械联锁,当手车处于工作位置时，控制回路二次插座不能脱开。,5,活门的机械闭锁,当手车从试验位置进入到工作位置，活门自动打开，当手车退至试验位置时活门自动关闭。,97,变电站一次设备,第一节 变电站的主变压器,一、变压器的原理及分类,1,、变压器的原理,变压器是一种通过改变电压而传输交流电能的静止感应电器。它有一个共用的铁芯和与其交链的几个绕组，且它们之间的空间位置不变。当某一个绕组从电源接受交流电能时，通过电感生磁、磁感生电的电磁感应原理改变电压（电流），在其余绕组上以同一频率、不同电压传输出交流电能。因此，变压器的主要结构就是铁芯和绕组。铁芯和绕组组装了绝缘和引线之后组成变压器的器身。器身一般在油箱或外壳之中，再配置调压、冷却、保护、测温和出线等装置，就成为变压器的结构整体。,2,、变压器的分类,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。,98,35kV,站的三相主变压器,99,35kV,站的三相主变压器,100,一、变压器的用途,变压器是利用电磁感应原理进行电压变换的电气设备。电力变压器是指用于电力系统中的变压器，其主要作用是进行电压变换，将一个电压等级变换成同一频率的另一个电压等级。在电力系统中，由于电源点和负荷中心之间存在一定的距离，需要通过输电线路将电能输送过去。远距离输送的电能一般是三相正弦交流电，输送的功率可用,P=3UI,计算。从公式可以看出当输送同样功率的电能时，电压越高，则电流越小，这样就可以选用截面较小的导线，节省有色金属。在输送的过程中，电流通过导线会产生一定的功率损耗和电压降，如果电流减小，功率损耗和电压降会随着电流的减小而降低。所以，提高输送电压后，选择适当的导线，不仅可以提高输送功率，而且可以降低线路中的功率损耗并改善电压质量。,101,但是，电压越高绝缘费用也随之增大，因此要根据输送功率和输送距离选择合适的电压等级。当输送距离较远且输送功率较大时，线路一般采用较高的电压等级，这就需要在电源侧经升压变压器将电压升高，而到了用电侧，为了适应用电设备和安全用电的需要，又需要经降压变压器将电压降低。可见，电力变压器在电能的输送、分配和使用中具有重要意义，是电力系统中的重要电气设备。,变压器的用途,102,电力系统示意图,103,变压器的原理图,一次绕组,二次绕组,铁芯,U,1,U,2,二、变压器的工作原理,104,变压器的基本工作原理就是电磁感应原理。如上图所示：一个单相变压器的两个互相绝缘的绕组，绕在一个铁芯上。电源侧绕组称为一次绕组，负载侧绕组称为二次绕组。当交流电压加在一次绕组后，交流电流入该绕组并产生励磁作用，在铁芯中产生交变磁通，这个交变的磁通量不但穿过一次绕组，同时也穿过二次绕组，分别在两个绕组中产生感应电动势,E1,和,E2,。电势的大小与匝数成正比。变压器的一次绕组与二次绕组匝数不同，这样就起到了变压作用。,变压器的工作原理,105,2.,分接开关,1.,高压套管,4.,瓦斯继电器,3.,低压套管,6.,油枕,5.,防爆管,8.,吸湿器,7.,油位表,10.,铭牌,9.,散热器,12.,油样活门,11.,接地螺栓,14.,阀门,13.,放油阀门,16.,温度计,15.,绕组,18.,净油器,17.,铁芯,20.,变压器油,19.,油箱,三、,变压器的结构和组成,106,铁芯,铁芯在电力变压器中是重要的组成部件之一。它由高导磁的硅钢片叠积和钢夹件夹紧而成，铁心具有两个方面的功能。,在原理上，铁心是构成变压器的磁路。它把一次电路的电能转化为磁能，又把该磁能转化为二次电路的电能，因此，铁心是能量传递的媒介体。,在结构上，它是构成变压器的骨架。在它的铁心柱上套上带有绝缘的线圈，并且牢固地对它们支撑和压紧。,107,电力变压器正常运行时，铁芯必须有一点可靠接地。若没有接地，则铁芯对地的悬浮电压，会造成铁芯对地断续性击穿放电，铁芯一点接地后消除了形成铁芯悬浮电位的可能，但铁芯出现,两点以上接地,时，铁芯间的不均匀电位就会在接地点之间形成环流，并造成铁芯多点接地发热的故障。变压器的铁芯接地故障会造成铁芯局部过热，严重时，铁芯局部温升增加，轻瓦斯动作，甚至将会造成重瓦斯动作而跳闸的事故。烧熔的局部铁芯片间的短路故障，使铁损变大，严重影响变压器的性能和正常工作。,铁芯接地,108,绕组,绕组是变压器最基本的组成部分，它与铁芯合称电力变压器本体，是建立磁场和传输电能的电路部分。,变压器高低压绕组的排列方式，是由多种因素决定的。但就大多数变压器来讲，是把低压绕级布置在高压绕组的里边。,这主要是从绝缘方面考虑的。理论上，不管高压绕组或低压绕组怎样布置，都能起变压作用。但因为变压器的铁芯是接地的，由于低压绕组靠近铁芯，从绝缘角度容易做到。如果将高压绕组靠近铁芯，则由于高压绕组电压很高，要达到绝缘要求，就需要很多的绝缘材料和较大的绝缘距离。这样不但增大了绕组的体积，而且浪费了绝缘材料。,再者，由于变压器的电压调节是靠改变高压绕组的抽头，即改变其匝数来实现的，因此把高压绕组安置在低压绕组的外边，引线也较容易。,109,绕组,110,油箱,油箱是油浸变压器的外壳，大都采用碳素钢材，器身就放置在此油箱内，箱内灌满了变压器油。变压器油起两种作用：一方面作为绝缘介质起绝缘作用；另一方面作为散热媒介，即通过变压器油的循环，将绕组产生的热量带给散热器、冷却器进行冷却。油箱要求有一定的机械强度，除了满足变压器在运行时的各种要求外，还应满足变压器在检修和运输中的要求。按变压器容量大小，有箱式和钟罩式两种。,箱式油箱：适用于中小型变压器，这种变压器油箱的上部箱盖可以打开。其充油后的总质量相对大型