风电场电气一次设备培训讲解课件.ppt

1、一次设备培训课件一次设备培训课件 一次系统培训一次系统培训 丁一丁一 一、设备命名准则n1、母线：单母线，称1号母线（#1M）；单母线分段，分别称1号、2号母线（1M、2M）。n2、断路器：断路器编号110kV、220kV网络采用三位数字表示、第一位为电压等级（110千伏用1表示，220千伏用2表示）。n2.1母联断路器：用被联结的两条母线编号组成，小数在前，大数在后。例：35kV1、2号母线间的联络断路器为312，其中第一位3代表35kV电压等级，第二位1为35kV段母线，第三位2为35kV段母线。n2.2出线断路器：出线断路器从51起，按出线间隔顺序编号。如220kV出线从固定端第一个间隔

2、开关为251，依次为252、253（当出线数超过9时，改为60，61继续编号。）例：川国线出线断路器编号为251，川德线为252。n2.3主变压器断路器：按主变序号从01起编号，如201、202分别为1#主变和2主变220kV侧断路器，同理301、302分别为1#主变和2主变35kV侧断路器。n2.4隔离开关编号：2.4.1母线隔离开关由所属断路器+母线号四位数组成。如3121表示35kV母联断路器至1号母线侧隔离开关。其中312为35kV母联断路器编号，1代表35kV段母线。同理2511表示220kV母线断路器至1号母线侧隔离开关。2.4.2线路出线隔离开关、主变压器的主变隔离开关。用“断路

3、器号+6”组成。如出线断路器251 其线路侧隔离开关为2516；1#主变压器断路器为201，其主变侧隔离开关为2016。2.4.3电压互感器隔离开关 由“电压等级+母线号+9”组成。如220KV段母线电压互感器隔离开关为219。n2.5接地刀闸：2.5.1.接地刀闸除以下各项特殊规定外，均按隶属关系由“隔离开关号+7”组成。如25117为对应2511隔离刀闸的接地刀闸。2.5.2线路出线上线路侧的接地刀闸，由“隔离开关号+隔离开关组别7”组成。如出线断路器251，出线隔离开关为2516，其线路侧第一组接地刀闸为251617，断路器侧接地刀闸为25167。2.5.3母线上的接地刀闸，由“电压等级

4、+母线号+组别7”组成。如220kV的接地刀闸为2117。2.5.4 主变压器中性点接地隔离开关，以“电压等级+主变压器序号+0”组成。如1#主变220kV侧中性点接地隔离开关为210。2.5.5电压互感器等元件的接地隔离开关，分别在该元件隔离开关编号之后加“7”表示。如1#母线的电压互感器隔离开关219与互感器之间的接地刀闸为2197，靠母线侧的接地隔离开关视为母线接地隔离开关，编号同本条2.5.3，为2117。高压开关是指额定电压kV及以上，主要用于开断和关合导电回路的电器。高压开关设备是高压开关与其相应的控制、测量、保护、调节装置以及辅件、外壳和支持等部件及其电气和机械的联结组成的总称。

5、是电力系统一次设备中唯一的控制和保护设备；是接通和断开回路，切除和隔离故障的重要控制设备。高压开关设备主要包括高压断路器、负荷开关、隔离开关、接地开关、熔断器、重合器、交流金属封闭开关设备（开关柜）、预装式变电站、气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)、组合电器等。(1)断路器：能够关合、承载、开断运行回路正常电流，并能在规定时间内关合、承载及开断规定的过负荷电流（包括短路电流）的开关设备。交流高压断路器是电力系统中最重要的开关设备，它担负着控制和保护的双重任务。如果断路器不能在电力系统发生故障时迅速、准确、可靠地切除故障，就会使事故扩大，造成大面积的停电或电网事故。因此，高压断路器的好坏、性能是

6、决定电力系统安全的重要因素，高压断路器的发展也直接影响到电力系统的发展。(2)隔离开关：在分闸位置时，触头间有符合规定要求的绝缘距离和明显的断开标志；在合闸位置时，能承载正常回路条件下的负荷电流及在规定时间内异常条件下（例如短路）的电流的开关设备。当回路电流“很小”时，或者当隔离开关每极的两接线端之间的电压在关合和开断前后无显著变化时，隔离开关具有关合和开断回路电流的能力。(3)接地开关：用于将回路接地的一种机械式开关装置。在异常条件下（如短路）可在规定时间内承载规定范围内的异常电流；但在正常回路条件下，不要求承载电流。某些接地开关可有关合短路电流的能力。接地开关可与隔离开关组装在一起。(4)

7、负荷开关：能在正常的导电回路条件或规定的过负荷条件下关合、承载、开断电流；也能在异常的导电回路条件下（如短路），在规定时间承载电流的开关设备。如果需要，也可具有关合短路电流的能力。高压负荷开关 高压负荷开关具有简单的灭弧装置，因而能通断一定的负荷电流和过负荷电流，但不能断开短路电流，因而它必须与高压熔断器串联使用，借助熔断器来切除短路故障。3.高压断路器 高压断路器具有相当完善的灭弧装置，因此它不仅能通断正常负荷电流，而且能通断一定的短路电流。他还能在继电保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。高压断路器按其采用的灭弧介质分，有油断路器、SF6断路器、真空断路器等类型。(5)重合器：能够按照规定

8、的顺序，在导电回路中进行开断和重合操作，并在其后自动复位、分闸闭锁或合闸闭锁的自具（不需要外加能源）控制保护功能的开关设备。可以自动按照设定的动作循环进行关合操作且有自具功能的断路器，操作顺序由本身自带的控制器完成，自备电源。一般动作顺序由电流一时间曲线确定。(6)分段器：一种能够自动判断线路故障和记忆线路故障电流开断的次数，并在达到整定的次数后在无电压或无电流下自动分闸的开关设备。分段器自动进行故障隔离，一般没有灭弧功能。某些分段器可具有关合短路电流（自动重关合功能）及开断、关合负荷电流的功能，但无开断短路电流的功能。(7)金属封闭开关设备(Metal-enclosed Switchgear

9、)：除进出线外，其余完全被接地金属外壳封闭的开关设备。它包括铠装式金属封闭开关设备、间隔式金属封闭开关设备和箱式金属封闭开关设备。铠装式金属封闭开关设备是指主要组成部件（如每一台断路器、互感器、母线等）分别装在接地的用金属隔板隔开的隔室中的金属封闭开关设备。间隔式金属封闭开关设备与铠装式金属封闭开关设备一样，其某些元件也分装在单独的隔室内，但具有一个或多个符合一定防护等级的非金属隔板。箱式金属封闭开关设备是指除铠装式、间隔式金属封闭开关设备以外的金属封闭开关设备。(8)气体绝缘金属封闭开关设备（GIS，Gas Insulated Metal-enclosed Switchgear：为封闭式组合

10、电器。至少有一部分采用高于大气压的气体（不采用处于大气压下的空气）作为绝缘介质的金属封闭开关设备。(9)组合电器(GIS，Gas Insulated Switchgear)是将SF。断路器和其他高压电器元件（主变压器除外），按照所需要的电气主接线安装在充有一定压力(o3o4MPa)的SF6气体金属壳体内所组成的一套变电站设备称为气体绝缘变电站，有时也可称为气体绝缘开关设备全封闭组合电器。(10)复合电器(HGIS，Hybrid GIS)是一种新型的组合电器，它将断路器、一个或多个隔离开关、TA、TV以及它们的控制系统组合在一起。这种组合装置能够方便用于室内或室外安装，它是一个独立完整的进、出线

11、间隔，是由以上多个模块组装到一起且各相均有自己的独立气室。HGIS是介于GIS和敞开式开关设备之间的组合电器；例如汇流母线采用敞开式，而其他电器采用GIS;是一种混合技术气体绝缘开关设备。(11)信息技术（智能）开关设备(ITS，Information Technology Switchgear)是将断路器、隔离开关、接她开关、光电式电压电流互感器布置在一个外壳内的复合高压开关设备，应用了相位控制装置、复合传感技术、数字在线监测技术和网络技术的高压开关设备。二、隔离开关作用 1 隔离电压隔离电压 在无电流的电路上用隔离开关分断电路，形成明显的断口，将停电设备与带在无电流的电路上用隔离开关分断电

12、路，形成明显的断口，将停电设备与带电部分隔离，构成明显可见的空气绝缘间隙，保证人身、设备安全。电部分隔离，构成明显可见的空气绝缘间隙，保证人身、设备安全。2 切合小电流切合小电流 靠断口分开时将电弧拉长以及电弧在空气中的自然去游离作用，隔离开关具靠断口分开时将电弧拉长以及电弧在空气中的自然去游离作用，隔离开关具有一定的切合小电流的能力。隔离开关一般可用来进行以下操作：有一定的切合小电流的能力。隔离开关一般可用来进行以下操作：A、在无接地示警指示时，拉开或合上电压互感器；、在无接地示警指示时，拉开或合上电压互感器；B、在无雷击时，拉开或合上避雷器；、在无雷击时，拉开或合上避雷器；C、接通或切断空

13、载母线和空载状态的低压电抗器等；、接通或切断空载母线和空载状态的低压电抗器等；D、接通或切断励磁电流不超过、接通或切断励磁电流不超过2A的空载变压器；的空载变压器；E、接通或切断电容电流不超过、接通或切断电容电流不超过5A的空载线路；的空载线路；F、接通或切断变压器中性点的接地线，当中性点有消弧线圈时，只有在系、接通或切断变压器中性点的接地线，当中性点有消弧线圈时，只有在系统无故障时才可进行；统无故障时才可进行；G、接通或切断不大的环流。、接通或切断不大的环流。3 切换电路切换电路 改变一次系统的运行方式。常用隔离开关配合断路器，协同操作来完成，如改变一次系统的运行方式。常用隔离开关配合断路器

14、，协同操作来完成，如旁母代路操作旁母代路操作隔离开关的结构1 导电部分 导电部分通过支持绝缘子固定在底座上，用于关合和断开电路，主要包括导电部分通过支持绝缘子固定在底座上，用于关合和断开电路，主要包括由操作绝缘子带动而转动的刀闸（动触头或导电杆）、固定在底座上的静触头由操作绝缘子带动而转动的刀闸（动触头或导电杆）、固定在底座上的静触头和用来连接母线或设备的接线端。刀闸常由两条或多条平行的铜板或铜管组成，和用来连接母线或设备的接线端。刀闸常由两条或多条平行的铜板或铜管组成，铜板的厚度和条数由隔离开关的额定电流决定。对电压等级较高的隔离开关，铜板的厚度和条数由隔离开关的额定电流决定。对电压等级较高

15、的隔离开关，由于对地距离较高，为了便于母线和电气设备的检修，隔离开关还带有接地刀由于对地距离较高，为了便于母线和电气设备的检修，隔离开关还带有接地刀闸，用其来代替接地线，而且还要在两者之间装设机械闭锁装置，以保证操作闸，用其来代替接地线，而且还要在两者之间装设机械闭锁装置，以保证操作顺序的正确性。顺序的正确性。1.1 刀闸开断类型 双侧开断水平插入式 垂直伸缩式 中央开断式水平伸缩式2 绝缘部分 隔离开关的绝缘主要有两种：对地绝缘、断口绝缘。对地绝缘一般是由支柱绝隔离开关的绝缘主要有两种：对地绝缘、断口绝缘。对地绝缘一般是由支柱绝缘子和操作绝缘子等构成。它们通常采用瓷质绝缘子，有的也采用环氧树

16、脂或缘子和操作绝缘子等构成。它们通常采用瓷质绝缘子，有的也采用环氧树脂或环氧玻璃布板等作绝缘材料。具有明显可见的间隙断口的绝缘，通常以空气为环氧玻璃布板等作绝缘材料。具有明显可见的间隙断口的绝缘，通常以空气为绝缘介质。隔离开关断开后，断口间的击穿电压必须大于相对地之间的击穿电绝缘介质。隔离开关断开后，断口间的击穿电压必须大于相对地之间的击穿电压，这样当电路中发生危险的过电压时，首先是相对地发生放电，从而避免触压，这样当电路中发生危险的过电压时，首先是相对地发生放电，从而避免触头间的断口先被击穿，保证检修人员安全。头间的断口先被击穿，保证检修人员安全。3 传动部分 操动机构通过传动装置控制刀闸分

17、、合。传动机构接受操动机构的操作力，操动机构通过传动装置控制刀闸分、合。传动机构接受操动机构的操作力，用拐臂、连杆、轴齿轮、操作绝缘子等传给触头实现分、合闸。可根据运行用拐臂、连杆、轴齿轮、操作绝缘子等传给触头实现分、合闸。可根据运行需要，采取需要，采取三相联动三相联动或分相操动方式或分相操动方式 3.1 机械闭锁 刀闸在合位时，地刀被机械闭锁地刀在分位时，刀闸不被机械闭锁刀闸在分位时，地刀不被机械闭锁三、SF6断路器断路器的分类断路器的分类1按灭弧介质的不同分类(1)油断路器：指触头在变压器油（断路器油）中开断，利用变压器油（断路器油）作为灭弧介质的断路器。多油：灭弧介质与对地、相间绝缘都用

18、油的落地罐式油断路器。结构简单，性能可靠 。体积大，消耗材料多。少油：仅在触头间的绝缘和灭弧介质用油，而对地绝缘采用固体绝缘件的油断路器。体积小，用油少。燃弧时间长，动作慢，检修周期短。(2)压缩空气断路器：以压缩空气作为灭弧介质和绝缘介质的断路器，弧所用的空气压力一般在10134052kPa 的范围内。应用应用：由于出现了结构简单、灭弧性能良好和电寿命长的六氟化硫断路器，使得压缩空气断路器的使用范围缩小。但北欧等一些高寒地区，由于SF6气体液化和开断能力降低（降低20左右）等原因，有些国家在高压、超高压电网中还在使用压缩空气断路器。此外，大容量发电机断路器，要求开断容量大，动作迅速，现在还广

19、泛应用压缩空气断路器。(3)SF6断路器：以SF6气体作为灭弧介质，或兼作绝缘介质的断路器。(4)真空断路器：指触头在真空中开断，利用真空作为绝缘介质和灭弧介质的断路器，真空断路器需求的真空度在10-4 Pa以上。灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空而得名；真空断路器其具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点，在配电网中应用较为普及。真空断路器是310kV，50Hz三相交流系统中的户内配电装置。另外还有磁吹断路器、固体产气断路器等类型。2按装设地点的不同分类(1)户外式（）：是指具有防风、雨、雪、污秽、凝露、冰及浓霜等性能，适于安装在露天使用的高压开关设备。(2)户内式（

20、）：是指不具有防风、雨、雪、污秽、凝露、冰及浓霜等性能，适于安装在建筑物内使用的高压开关设备。3按断路器的总体结构和其对地的绝缘方式不同分类(1)绝缘子支持型（又称绝缘子支柱式、支柱式）。这一类型断路器的结构特点是安置触头和灭弧室的容器（可以是金属筒也可以是绝缘筒）处于高电位，靠支持绝缘子对地绝缘，它可以用串联若干个开断元件和加高对地绝缘的方法组成更高电压等级的断路器。(2)接地金属箱型（又称落地罐式、罐式）。其特点是触头和灭弧空装在接地金属箱中，导电回路由绝缘套管引入，对地绝缘由SF6气体承担。4按断路器在电力系统中工作位置的不同分类(1)发电机断路器。它主要用来切断发电机母线的短路故障。发

21、电机断路器主要有3种类型：少油型、压缩空气型和SF型。少油型用于短路电流较小的回路，另两种断路器的开断能力很强。(2)输电断路器。工作于35kV及以上的输电系统中的断路器，这类断路器要求能进行自动重合闸，而且由于系统稳窟的需要应有较短的开断时间和自动重合闸的无电流间隔时间(O2s)。此外输电断路器还要求有切断近区故障和空载长线的能力，如果是作为联络用断路器则还需要考虑失步开断能力。失步开断：失步开断就是该开关断开时开关的两端成为二个独立的系统，往往一端联接着的是一小发电机或者小系统，断开后两侧的相位自由漂移，开关端口间的恢复电压最大可能达到2倍过电压，假如开关断开后极间的绝缘恢复速度跟不上恢复

22、电压的上升速度，开关极间就可能造成重新击穿，这对开关来说可能是致命的。(3)配电断路器。工作于35kV以下的配电系统中，其额定电压为6kV，额定电流为2001250A，额定开断电流小，从保证供电的可靠性出发。这类断路器仍有自动重合闸要求，又因它对系统稳定的影响较小，自动重合闸的无电流间隔时间可以取得大些(05s)，对开断时间的要求也可适当放宽。5按SF6高压断路器的灭弧室结构特点分类单压式SF6断路器(1)定开距型。定开距灭弧室的构造是两个固定的金属喷嘴保持不变的开距，动触桥与绝缘材料制成的压气室一起运动，当动触桥金属离开喷嘴时，压气室内的高压力气体经电弧、喷嘴向外排出。(2)变开距型。变开距就是灭弧室内的触头开距，随压气室向下运动而逐渐加长，绝缘喷嘴通常采用聚四氟乙烯材料。6按照断路器所用操作能源能量形式的不同分类操动机构(1)手动机构：指用人力合闸的机构。(2)直流电磁机构：指靠直流螺管电磁铁合闸的机构。(3)弹簧机构：指用事先由人力或电动机储能的弹簧合闸的机构。(4)液匪机构：指以高压油推动活塞实现合闸与分闸的机构。(5)液压弹簧机构：指用碟簧作为贮能介质、液压油作为传动介质。(6)气动机构：指以压缩空气推动活塞使断路器分、合闸的机构。(7)电动操动机构：用电子器件控制的电动机去直接操作断路器操动杆。