发电厂变电站仿真软件实训报告

北方名族大学实训报告

内容:发电厂及变电站仿真软件实训

报告人:丁凯

学院:电气信息工程学院

专业:电气工程及其自动化

班级:081  学号:20080333

实训地点:7号楼500教室

指导教师姓名:张新闻、冯翼

实训日期:2010.12.19-2010.12.24

 

        

目录

1.实训目的…………………………………3

2.实训准备…………………………………3

3.实训要求…………………………………2

4.实训内容…………………………………4

5.实训结果(结果分析)……………………

6.实训心得

 

第二篇:变电站仿真实习

2、实习目的

变电站仿真实习是一个实践环节,通过实习加深对变电所得认识并巩固加强自身的专业知识。实习内容包括模拟正常运行的各种操作及模拟电网及变电站各种电气设备的故障和不正常运行方式。其中正常运行各种操作有:线路,主变的切除和投入;线路、主变停运并检修的各种操作及安全技术措施;母线倒闸操作;旁路代替线路开关的操作;消弧线圈、电容器的投入和切除;有载调压变压器分接头的调整;主变压器冷却器的投切;联络线合环和解列操作等。模拟电网及变电站各种电气设备的故障和不正常运行方式有:电网故障、线路及母线故障;变压器故障;保护回路故障;直流回路故障;控制信号回路典型故障等。

二、实习的内容

本次仿真实习共涉及杨家窑站、马集站、周营子站、顺义站和上花园站等五个变电站。现就这五个站的实习内容一一进行介绍。

1、 杨家窑站

(1)   杨家窑站简介

杨家窑为一个110KV变电站,共有110kV。35kV和10kV三个电压等级。110kV单母线分段,四条进线,母联开关并未投入运行,两台三绕组变压组。10kV单母线分段,10kV母线上有并联的电容无功补偿装置以及若干负荷,母联开关处于开位。35kV单母分段,母联开关并未投入运行。

(2)   现场巡视

巡视各种设备,认识各种设备,并初步了解设备的作用。了解一次接线图上的哥各种数字颜色的作用。了解变电站的一次设备包括哪些各部件的功能。

2、 马集站

(1)   马集站简介

马集站是一座110kV变电站。共有110kV,35kV和10kV三个电压等级。110kV采用内桥型接线方式,35kV采用单母分段加旁路的接线方式,分段开关并未投入,10kV采用单母分段,母联开关并未投入运行,处于断开状态。

(2)   现场巡视

观察桥型接线方式,并体会其优点;认识各种设备,并了解互感器的作用

(3)   故障练习

  1T处故障,119,301,201开关全跳。145,245,345开关自动合闸。10kV两组电容器组欠电压保护动作,所以开关断开将电容器组切除。

3、 周营子站

(1)周营子站简介

周营子站是一座220kV变电站,共有220kV,110kV和10kV三个电压等级。220kV采用双母线的接线方式,双母线母联开关均投入运行。#1和#2两台变压器均为三绕组有载调压变压器,分别接在#5和#4母线上,110kV母线采用双母线的接线方式,双母线母联开关均投入运行,10kV采用单母线分段的接线方式,两段母线独立运行。

(3)   巡视设备

   巡视设备检查220kV站和110kV站的不同点,巡视一次设备了解各种设备的功能作用。

(4)   操作演练

检修220kV#4号变电站的母线要求各用户不停电

开2219—4隔离开关,合2219—5隔离开关;开2202—4隔离开关,合2202—5隔离开关。开2245母联开关,开2245—4和2245—5隔离开关,合224—71接地刀闸。对#4母线验电,装设围栏,挂牌。检修完毕后按相反的顺序操作,恢复#4母线的供电,拆除围栏和摘牌。

4、 上花园站

(1)上花园站简介

上花园站是一座220kV变电站,共有220kV,110kV和35kV三个电压等级。220kV采用双母线带旁路的接线方式,双母线母联开关均投入运行。#1和#2两台变压器均为三绕组有载调压变压器,分别接在#5和#4母线上,#6母线为旁路母线,#1变压器中性点不接地而#2变压器中性点直接接地。110kV母线采用双母线带旁路的接线方式,双母线母线开关均投入运行,35kV采用单母线分段的接线方式,两段母线独立运行。

(2)巡视设备

     巡视设备,发现此变电站有避雷针。

(3)故障演习

220kV侧5电压互感器出线冒烟现象,2246断路器A相瓷瓶有裂痕。120—2的接地线出现断裂现象,2215—5隔离开关的接地线生锈了。

(3)操作演练

①检修#4母线

合2210—5,开2210—4;合2217—5,开2217—4;合2216—5,开2216—4;合2202—5,开2202—4,合2214-4;合225-72和225-73接地刀闸;对#4母线验电,装设围栏验电,挂牌。检修完毕后按照相反的操作,恢复#4母线的供电。拆除围栏和摘牌。

②用旁路母线代替上侯Ⅱ号线的倒闸操作

 合2246断路器检查旁路母线是否带电,断开2211,开2211—2,合2202-5,开2202-2合2211-17接地刀闸合2202-47旁路母线带电。

5、顺义站

(1)顺义站简介

顺义站是一座500kV变电站,共有500kV和66kV三个电压等级,500kV母线采用3/2的接线方式。220kV采用双母线分段的接线形式。66kV供所用电和无功补偿。

(2)设备巡视

在一次设备区进行巡视,认识了现场的断路器,隔离开关,电压互感器,载泼器,母线等设备。观察了一台半路器接线,双母线分段的一次设备连接方式。

(3)故障演习

#1变压器冒蒸气,500kV侧接线主板发红,220kV侧瓷瓶破碎,接地刀闸接地线生锈了

(3)操作演练

①检修#1母线

开5011断路器,开5011—2隔离开关,接5011—27接地开关,断5011—1隔离开关,合5011—17接地开关,同理操作5021,5031,5041,5051,5061.5071断路器

②#1主变故障需进行抢修

开5011—2.5011—1隔离开关,合5011—27接地刀闸,合—57接地刀闸,断601—2,合601—27,601—17接地刀闸,断2201—5,2201—2合2201—47.2201—17接地刀闸

③对220kV侧#4母线甲进行检修

合2214—5.分2214—4;合2218—5分2218—5;合2210—5分2203—4;分2244。分2244—4合2244—47甲,2237—47乙断2245分2245—5合2245—47,2245—57合224甲—73,224甲—71接地刀闸

三、实验结果

1、对变电站的主要电气设备进一步认识

变电站的一次设备一般主要有变压器,断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器和接地刀闸、避雷器。特殊的还有并联电抗器和串联电容器等,

(1)   变压器

本次实习中的变压器均为三绕组有载调压变压器。有载调压就是不断开电源,让变压器在正常工作状态下,带负载调节分接头开关。它的原理是,在开关的动触头从一档尚未完全离开时,接通过渡电路(由过渡电阻限制两档之间的电流),以保证变压器不失电,当动触头达到另一档后,再断开过渡电路,调节就完成了。有载调压开关除了过渡电阻外还必须有良好的灭弧功能。变压器的功能是将电压升高或者降低以满足输配电需要。

(2)   断路器

高压断路器的主要作用是,在正常运行情况下控制各种电力线路和设备的开断和关合,在电力系统发生故障时自动切除电力系统的短路电流,以保证电力系统的正常运行。断路器的功能是接通或断开电路的正常工作电流,过负荷电流或者短路电流,配有灭弧装置,是电力系统中最重要的控制和保护电器。

(3)   隔离开关

  隔离开关是高压开关设备的一种,在结构上,隔离开关没有专门的灭弧装置,因此不能用来拉合符合电流和短路电流。正常分开位置时,隔离开关两端之间有符合安全要求的可见绝缘距离,在电网中,主要用途有:①设备检修时隔离开关用来隔离有电和无电部分,形成明显的断点,以保证工作人员和设备的安全;②隔离开关和断路器相配合,进行倒闸操作时,可以改变系统接线的运行方式,方便线路和设备进行检修。其主要功能是检修设备时隔离电压。进行电路的切换工作及接通或开断小电流电路,一般在有电路断开的情况下才能操作其主要作用是电气隔离

(4)   电压互感器

 电压互感器作为电压交换装置跨接于高压与零线之间,将电压转换成各种设备和仪表的工作电压。电压互感器的主要用途是:①供用电量结算用,要求有0、2级的准确等级,但输出容量不大;②用作继电保护的电源信号源,要求准确等级一般为0、5级和3p,输出容量一般较大;③用作合闸或者重合闸检查同期、检查无压信号,要求准确等级一般较高一般为1、0或者3、0级,输出容量较大。现如今电压互感器按工作原理可分为电磁式和电容分压式两种。电磁史电压互感器容量较小,其工作特点是:一次绕组并接在电路中,其匝数很多,阻抗很大,因而它的接入对被测电路没有影响;二次绕组所接测量仪表和继电器的电压线圈阻抗很大,因而电压互感器近于空载状态下运行。电压互感器接线时的注意事项:①为了人身和设备的安全,电压互感器的二次绕组必须有一点接地;②极性端是判断电压互感器实际接线。现代电力系统中,电压互感器的目前大量系统中都使用电容式电压互感器。

(5)   电流互感器

电流互感器的主要用途是将交流大电流变成小电流,供电给测量仪表和继电保护装置的电流线圈。电流互感器的二次侧额定电流为5A或1A以便于选用监测设备。目前电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器,它的工作原理与变压器相似。其特点是:一次绕组串联在被测电路中,且匝数很少,故一次绕组中的电流完全取决于被测电路中的负荷电流,而于二次电流大小无关;二次绕组所接仪表与继电器的阻抗很小,所以正常情况下,电流互感器近于短路状态下运行。电流互感器接线注意事项:①电流互感器二次侧回路不准开路。为防止电流互感器二次回路开路,当互感器在运行中需拆除连接的仪表时,必须先短接其二次绕组。

(6)   避雷器

避雷器是变电站内保护电气设备免雷电冲击波袭击的设备。当雷电冲击波沿线路传入变电站,超过避雷器保护水平时,避雷器首先放电,将雷电幅值限制在被保护设备雷电冲击水平以下,使电气设备受到保护

(7)   高压电抗器和并联的电容器

 超高压交流输电线路中有大量的容性充电功率,100km长的500kv线路容性充电功率约为100—120M。为同样长度的220kV线路的6—7倍。如此大的容性充电功率给电网的安全运行带来了许多麻烦。因此,在超高压输电线路上一般要装设并联高压电抗器。

2、对各种电气主接线方式的进一步认识

发电厂和变电站主接线的基本环节是电源和出线,母线是联接电源和出线的中间环节,起着汇集和分配电能的作用。采用母线可使接线简单清晰,运行方便,有利于安装和扩建,但配电装置占地面积大,使用的开关电器多。而无汇流母线的接线使用开关电器少,占地面积小,适用于出线回路少的场所。因此,主接线形式的基本形式可以概括为两大类:有汇流母线的接线形式和无汇流母线的接线形式。我们实验中的变电站均采用有汇流母线的接线形式:

(1)   单母线分段

杨家窑变电站采用的是单母分段的接线方式,原因是出线回路数增多时,单母线供电不够可靠,而需用断路器将母线分段,成为单母线分段接线。单母线分段接线的适用范围:适用于6-10kV配电装置出线16回及以下,35-60kV配电装置出线4-8回,110-220kV配电装置少于4回时。

单母线分段接线的优点是:

1)   用断路器把母线分段后,可进行分段检修,对于重要用户,可从不同段引出两个回路,使重要用户有两个电源供电。

2)   当一段母线故障时,分段断路器自动将故障切除,保证正常段母线不间断供电,故障时停电范围小。

单母线分段接线的缺点是:

1)   当一段母线或母线侧隔离开关故障或检修时,该母线上的所有回路都要在检修期间停电。

2)   当出线为双回路时,常使架空线路出现交叉跨越。

3)   扩建时需两个方面均衡扩建。

(2) 增设旁路母线的接线

马集站36kV侧采用的是单母分段带旁路的接线方式。从图中可以看出旁路母线适用于出线回路多,断路器停电检修机会多;多数线路为向用户单供,不允许停电,及接线条件不允许断路器停电检修。其优点是:可靠性和灵活性高,供电可靠。其缺点是:接线较为复杂,且操作复杂,投资较多。

    6-10kV配电装置供电负荷小,供电距离短,且一般可在网络中取得备用电源,故一般不设旁路母线;35-60kV配电装置,多为重要用户,为双回路供电,有机会停电检修断路器,所以一般也不设旁路母线;采用单母线分段式或双母线的110-220kV配电装置一般设置旁路母线,设置旁路母线后,每条出线或主变间隔均装设旁路隔离开关,这样一来,检修任何断路器都不会影响供电,将会大幅度提高供电可靠性。

(3) 双母线接线及其分段

周营子站220kV侧和110kV侧采用的是双母线接线可靠性明显提高,为了避免单母线分段在母线或母线阳离开关故障或枪修时,连接在该段母线的回路都要在检修期间长时间停电,而发展成双母线。这种接线,每一回路都通过一台断路器和两纽隔离开关连接到两组母线上。母线1和母线2都是工作母线两组母线同时工作,并通过母线联络断路器并联运行。电源和引出线适当的分配在两组母线上。

与单母线分段主接线相比,双母线具有下述优点:

1)   轮流检修母线而不致引起供电中断。

2)   检修任一母线隔离开关仅使本回路断开。

3)   在工作母线发生故障时,通过备用母线能迅速恢复供电。

4)   调度灵活,各个电源和备回路的负荷可以任意分配到某一组母线上,因而可以灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。

5)   扩建方便,双母线接线向左右任意一个方向顺延扩建,均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配。在扩建施工时也不会引起原有元件的停电。当有双回线路时可以顺序布置,而不致象单母分段为连接不同母线段而导致出线的交叉跨越。

6)   便于试验,在个别回路需要单独进行试验时,可将该同路分开,单独接至一组母线上。

但它与单母线分段相比,却增加了母线长度和使每回路增加了一组母线隔离开关,还位配咆装只架构增加,占地面积增大,投资增多。当母线故障或检修时,隔离开关作为倒换操作电器,容易误操作。

双母线接线的适用范围:

1)   出线带电抗器的6~10kV配电装置;

2)   35~60kV 配电装置当出线回数超过8回时,或连接电源较多、负荷较大时,可采用双母线;

3)   110~220kV配电装置当出线回数超过5回时,一般采用双母线。

采用双母线分段时,装设两台母联兼旁路的断路器。当连接的进出线回路数在l1回及以下时,母线不分段。它的适用范围:

4)   当配电装置的进线和出线总数为12~16回时,在一组母线上设置分段断路器。

1)   当配电装置的进出线总数达到17回以上时,在两组母线上设置分段断路器。

(4) 桥型接线

桥形接线接连接桥断路器的位置可分为内桥和外桥两种接线。

马集站110kV侧采用的是内桥型接线

内桥形接线的特点是连接桥断路器接在内侧,其它两台断路器接在线路上。因此,线路的投入和切除比较方便,并且当线路发生短路故障时,仅故障线路的断路器断开,不影响其它回路远行。但是变压器故障时,则与该变压器连接的两台断路器都要断开,从而影响了另一回未故障线路的远行。由于变压器是很可靠的设备,故障率远较线路为少,一般也不经常切换,因此系统中应用内桥形接线较多,以利于线路的运行操作,保证变电所和升压站的安全供电。

五、附录

上花园站接线图

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