220KV系统的检查、操作及常见异常处理

220KV配电装置的检查、操作及常见异常处理第一章配电装置简介1.1配电装置是根据电气主接线的要求，由开关电器，保护和测量电器，母线和必要的辅助设备组建而成，用于接受和分配电能的装置，它是发电厂和变电所重要的组成部份。1.2配电装置的分类按电器设备装设地点不同，可分为屋内和屋外配电装置。按其组装方式，分为装配式和成套式。电气设备在现场组装的称为装配式配电装置；在制造厂预先将开关电器、互感器等安装成套，然后运至安装地点，这样的配电装置称为成套配电装置。1.2.1屋外配电装置类型屋外配电装置－对具有汇流母线的接线形式，根据电器和母线布置的高度，可分为中型，半高型和高型。中型布置的配电装置，是把所有电器都安装在同一水平面内，并装在一定高度的基础上，以便工作人员能在地面安全地活动。而母线所在的水平面，稍高于电器所在的水平面，这种布置是我国屋外配电装置普遍采用的一种方式。高型和半高型布置的配电装置，其母线和电器分别装在几个不同高度的水平面上，并重叠布置。凡是将一组母线与另一组母线重叠布置的，称为高型配电装置。如果仅将母线与断路器、电流互感器等重叠布置，则称为半高型配电装置。由于高型与半高型配电装置可大量节省占地面积，因此，近年来110kV和220kV配电装置高型和半高型布置得到广泛的应用，但亦因其检修和维护比较麻烦而并不受到运行维护人员的欢迎。1.2..2我厂220KV配电装置简介220kV配电装置选用常规敞开式六氟化硫瓷柱式断路器等户外开关设备，本期工程共9个间隔，预留1个作为下期起动/备用变进线间隔，均经架空线路引接至厂外联和220kV变电站,线路长度约13km。配电装置采用苏州阿海珐高压电气开关有限公司生产的GL314B、GL314F1B型屋外式SF6断路器，高压开关操作机构配用FK3-1、FK3-4型弹簧操动机构；起动备用变进线隔离刀采用苏州阿海珐高压电气开关有限公司生产的SPVT-252/2500作配合。第二章电气一次主接线2.1电气主接线定义：发电厂和变电所中的一次设备(发电机、变压器、母线、断路器、隔离开关、线路等)，按照一定规律连接、绘制成而成的电路，称为电气主接线，也称电气一次接线或一次系统。接线图一般用图形和文字符号，并用单线（局部TA、TV处用三线）绘制而成。2.2电气主接线的基本型式有汇流母线：单母线、单母线分段、双母线、双母线分段及其增设旁路的接线，一倍半断路器接线，变压器母线组接线等。无汇流母线：单元接线、桥形接线、角形接线等。几个基本概念：汇流母线：起汇集和分配电能的作用，也称汇流排。进、出线：进线指电源，出线指线路,也称馈线。2.3双母线接线接线图具有两组母线W1，W2。每一回路经一台断路器和两组隔离开关分别与两组母线连接，母线之间通过母线联络断路器QF（简称母联）连接。运行方式母联QF断开，一组母线工作，另一组母线备用，全部进出线接于运行母线上。母联QF断开，进出线分别接于两组母线，两组母线分裂运行。母联QF闭合，电源和馈线平均分配在两组母线上。（此为正常运行方式）优点检修一组母线，可使回路供电不中断；一组母线故障，部分进出线会暂时停电。供电可靠，调度灵活，又便于扩建。有两组母线后，使运行的可靠性和灵活性大为提高，其特点如下：(1)检修任一组母线时，可把全部电源和负荷线路切换到另一母线。(2)运行调度灵活，通过倒换操作可以形成不同的运行方式。当母联断路器闭合，进出线适当分配接到两组母线上，形成双母线并列运行的状态。有时为了系统的需要，亦可将母联断路器断开(处于热备用状态)，。两组母线各自运行。QFQS2QS1W1W2电源1(3)在特殊需要时，可以用母联与系统进行同期或解列操作。(4)当个别回路需要独立工作或进行试验时，可将该回路单独接到一组母线上进行。第三章主设备介绍3.1高压断路器用途：：在发电厂和变电所中，高压断路器是10KV以上电路中的主要控制设备。在正常运行时，用来接通或断开电路的负荷电流；故障时，用来迅速断开短路电流，切除故障。3.1.1开关电器的分类：（1）仅用于断开或闭合正常工作电流的开关电器，如高压负荷开关、低压闸刀开关、接触器、磁力启动器等。（2）仅用于断开过负荷电流或短路电流的开关电器，如高、低压熔断器。这种电器，在电路开断后，必须更换部件才能再次使用。（3）用于断开或闭合正常工作电流、短路电流的开关电器；如高压断路器、低压自动空气断路器等。直流断路器。（4）不要求断开或闭合电流，但具备一定的切、合电容电流和环流的能力，只用于检修时隔离电压的开关电器；如隔离开关。3.1.2高压断路器的组成：高压断路器由以下五个部分组成：通断元件，中间传动机构，操动机构，绝缘支撑件和基座。通断元件是断路器的核心部分，主电路的接通和断开由它来完成。主电路的通断，由操动机构接到操作指令后，经中间传动机构传送到通断元件，通断元件执行命令，使主电路接通或断开。通断元件包括有触头、导电部分、灭弧介质和灭弧室等，一般安放在绝缘支撑件上，使带电部分与地绝缘，而绝缘支撑件则安装在基座上。这些基本组成部分的结构，随断路器类型不同而异。弹簧操动机构是利用弹簧预先贮存的能量作为合闸动力，进行断路器的分、合闸操作的。3.1.3高压断路器的分类1.六氟化硫(SF6)断路器采用SF6气体作为灭弧介质的断路器称为SF6断路器。这种断路器具有开断能力强、体积小等特点，但结构较复杂，金属消耗量大，价格较贵。SF6断路器除作为一般开断电器单独使用外，还常与以SF6作绝缘的其他电器组成封闭式组合电器(GIS)，可以大量节省占地面积。SF6断路器常用于110kV电压级及以上的电力系统中。2．油断路器采用油作为灭弧介质的断路器称为油断路器。油断路器中的油除了作为灭弧介质外，还作为触头开断后弧隙的绝缘介质以及带电部分与接地外壳之间的绝缘介质的，称为多油断路器，油只作灭弧介质和触头开断后的弧隙绝缘介质，而带电部分对地之间的绝缘采用瓷介质，则称为少油断路器。3．空气断路器采用压缩空气作为灭弧介质的断路器称为空气断路器。空气断路器具有灭弧能力强、动作迅速等特点，但其结构较复杂，有色金属消耗量较大。4，真空断路器利用真空的高介质强度来灭弧的断路器，称为真空断路器。这种断路器具有灭弧速度快、触头材料不易氧化、寿命长、体积小等特点。3.1.4高压断路器的基本参数1．额定电压及额定电流额定电压UN是指断路器长期工作的标准电压。电力系统在运行中允许土5％UN的电压波动，断路器必须适应在允许电压变化范围内长期工作。断路器还规定了最高工作电压，对额定电压在3～220kV范围内的断路器，其最高工作电压较额定电压高15％左右；对330kV以上者，最高工作电压较额定电压高10％。额定电压的大小影响断路器的外形尺寸和绝缘水平，额定电压越高要求绝缘强度越高、外形尺寸越大、相间距离亦越大。选择断路器时，额定电压是首先应满足的条件之一。额定电流JN是指在额定频率下长期通过断路器且使断路器无损伤、各部分发热不超过长期工作的最高的允许发热温度的电流。我国规定断路器的额定电流为200、400、630、(1000)、1250、(1500)、1600、2000、3150、4000、5000、6300、8000、10000、12500、16000、20000A。额定电流的大小，决定断路器导电部分和触头的尺寸和结构，在相同的允许温升下，电流越大，则要求导电部分和触头的截面积越大，以便减小损耗和增大散热面积。2.额定开断电流INbr断路器在开断操作时，首先起弧的某相电流称为开断电流。在额定电压下，能保证正常开断的最大短路电流称为额定短路开断电流IbrN。它是标志断路器开断能力的一个重要参数。由于开断电流和电压有关，因此在不同的电压下，对同一断路器所能正常开断的最大电流值也不相同。断路器的开断能力既与开断电流有关，又受给定电压的限制，因此以往常采用断流容量这一概念，即把额定条件下的开断能力称为额定断流容量，必须指出：断路器在起弧时的开断电流与熄弧后的工频恢复电压，在时间上并非同时产生，这两者相乘并无具体物理意义，亦不能确切地表征开断能力。根据国际电工委员会(1EC)的规定，现只把额定开断电流作为表征开断能力的唯一参数。而断流容量这一名词已经不再使用了。3．关合能力(makingcapacity)当电力系统未带电时已经存在短路故障，断路器一合闸就会有短路电流流过，这种故障称为“预伏故障”，这种操作，专业术语称为“带故障合闸”。当断路器“带故障合闸”时，在动、静触头接触前(可能尚距几毫米)就会发生击穿，这种现象称为“预击穿”，随之出现短路电流，这给断路器关合提出了特殊要求，它会影响动触头合闸速度及触头的接触压力，当操动机构合闸功率不足时，甚至出现触头弹跳、熔化、焊接以至断路器爆炸等事故，这远比在合闸状态下通过极限电流的情况更为严重。衡量断路器关合短路故障能力的参数为额定短路关合电流ｉmc。其数值以关合操作时，瞬态电流第一个大半波峰值来表示，制造部门对关合电流一般取额定开断电流IbrN的1.8X√2倍，即imc＝1．8√2IbrN＝2.55IbrN断路器关合短路电流的能力除与灭弧装置性能有关外，还与断路器操动机构的合闸功的大小有关。因此，在选择断路器的同时，应选择与之匹配的操动机构，方能保证足够的关合能力。4．耐受性能断路器在开断短路故障时，短路电流也将流过动、静触头，因此，要求断路器不致因发热和电动力的冲击而损坏，即断路器应有足够的耐受短路电流作用的能力，简称为耐受能力。(1)额定热稳定电流和额定热稳定电流的持续时间：断路器在合闸位置，在规定的时间内可能经受的额定短路开断电流即为“额定热稳定电流”，用It表示，故It＝IbrN。其规定的时间即为“额定热稳定时间”。额定热稳定时间在《断路器技术条件》中规定：330kV及以下为4s；500kV及以上为3s。It通过断路器时，各零部件的温度不应超过短时发热最高允许温度，且不致出现触头熔接或软化变形，以及其他妨碍正常运行的异常现象。(2)额定动稳定电流：在规定的使用条件下，断路器在合闸位置时所能经受的最大电流峰值称为额定动稳定电流iam。它与额定关合电流imc不同的是，iam是断路器处于合闸位置时通过的短路电流，而imc则是断路器在关合过程中所产生的短路电流。额定动稳定电流也是以短路电流的第一个大半波峰值电流来表示，且iam＝imc＝2.55IbrN显然，额定动稳定电流反映了断路器承受由于短路电流产生的电动力的耐受性能，它决定于断路器的导电部分和绝缘支持件的机械强度以及触头的结构形式。5．操作性能全开断时间：这是指断路器接到分闸命令瞬间起到电弧熄灭为止的时间，全开断时间由两部分组成，即tt＝t1+t2式中：t1称为固有分闸时间，是指从断路器接到分闸命令瞬间到所有各相的触头都分离的时间间隔；t2称为燃弧时间，是指某一相首先起弧瞬间到所有相电弧全部熄灭的时间间隔。全开断时间tt是说明断路器开断过程快慢的主要参数。它直接影响故障对设备的损坏程度、故障范围、传输容量和系统的稳定性。合闸时间ton。断路器从接到合闸命令起到主触头刚接触为止的时间。电力系统大部分对合闸时间要求不高，但要求三相合闸同期性好，且合闸时间稳定。6.自动重合闸性能架空线路的短路大多是瞬时性故障，当短路电流切断后，故障原因就迅速消除。为了提高供电的可靠性，输电线路一般装有自动重合闸装置。自动重合闸性能是断路器应具有固有的特性，其操作循环为：分—Q—合分—t—合分式中Q—称为无电流间隔时间，指断路器开断故障电流从电弧熄灭到电路重新接通的时间，一般为0.3S或0.5S，反映了断路器内介质强度恢复的快慢。t—强送电时间，一般为180S，是指重合后故障未消除，断路器又跳闸，需经时间t后，人工强送电一次。我厂高压断路器参数.设备名称：瓷柱式单断口断路器252kVSF6断路器。技术参数：额定电压：252kV。额定频率：50Hz。额定电流：4000A额定短路开断电流：50kA(有效值)。额定短路关合电流：125kA(峰值)。额定短时耐受(热稳定)电流：50kA(有效值)。额定短