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变电站交流系统

 猫二哥 2017-11-26
 

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50HzPower


相比于直流系统,变电站交流系统的应用层面较为广泛:小至加热、照明;大至主变风机、闸刀电机以及断路器的储能。


同时,交流系统也为站内直流负荷的正常工作,起着至关重要的作用。在变电站直流系统中讲到,正常情况下,变电站直流负荷由站用交流电通过整流模块进行供能。


由此可见,变电站交流系统虽然依托于外部电源输入(取自站内低压母线),但其重要程度依然不可忽视。


本篇推送将针对变电站交流系统的依赖性与重要性,讨论交流系统的组成以及交流系统常见异常的处理手法。


交流系统组成


交流系统额定电压为380/220V,采用三相四线制,频率50Hz,低压侧中性点采用直接接地方式。


变电站用交流系统的组成部分主要包括:站用变压器、框架断路器、交流进线电源屏及馈线屏、馈线及用电元件等。为提高可靠性,变电站交流系统一般采用双电源供电。即两台站用变压器位于不同段低压(35kV/10kV)母线,分别向两段交流低压(380V)小母线供电。交流系统结构如下图所示。


站用交流系统结构图

其中,红色方框内表示站用变压器;蓝色方框内表示交流进线电源屏及馈线屏;紫色方框内表示馈线及用电元件;QF1、QF2、QF3表示框架式断路器。QF11、QF21、QF12、QF22为低压交流空开。


站用变压器


站用变压器主要分为:油浸式变压器、干式变压器、接地变压器。


油浸式站用变压器为三相一体式,一般为自然油循环冷却。可以实现有载调压,其档位的调整一般由运行人员手动完成。该类变压器运行维护较为复杂。


干式站用变压器一般是装设于10kV(35kV)高压室,分为自然冷却和风机冷却两种。干式站用变压器均采用无载调压式。


接地变压器又称补偿所变。除了为交流系统功能之外,还在其高压侧采用Y型接线,人为引出中性点,并经消弧线圈接地。多用于10kV(35kV)系统单相接地时,补偿接地点的电容电流,从而消除接地点电弧。注:(消弧线圈就是用来补偿中性点绝缘系统发生接地故障时产生的容性电流的单相电抗器)


近年来,随着城市配网改造的深入,架空线路多由电缆替代,低压系统发生单相接地时,流经接地点的容性电流大大增加。为此,考虑到经济性与可维护性,新投运变电站一般采用干式接地变压器。


交流进线电源屏及馈线屏


交流进线电源屏起着交流电源控制及监视作用,主要包含两组主备自动切换装置(ATS)以及交流母线的电流电压监视器。馈线屏则起着分配交流电源的功能,并监视各个馈线的空开状态。


所用变低压侧开关的互锁你真的了解吗推送中,对框架式断路器的互锁(QFI、QF2、QF3)做了详细介绍。实质上,为了防止交流系统的环网运行,1ATS(2ATS)不可能同时处于AB位置。


根据1ATS和2ATS工作模式的不同,站用变压器的工作模式可以分为互为备用和一主一备。互为备用即1ATS处于A位置,2ATS处于B位置;一主一备即1ATS处于A(B)位置,2ATS处于A(B)位置。


馈线及用电元件


馈线主要为变电站内的一、二次设备及相关生产活动,提供持续可靠的操作或动力电源,主要包括以下几类:


1)直流系统用交流电源;

2)交流操作电源(包括电动隔离开关操作用交流电源等);

3)主变压器强迫油循环风冷系统用交流电源;

4)UPS逆变电源用交流电源;

5)主变有载调压装置用交流电源;

6)设备加热、驱潮、照明用交流电源;

7)检修电源箱、试验电源屏用交流电源;

8)SF6监测装置用交流电源;

9) 配电室正常及事故排风扇电源;

10)生活、照明等交流电源。


交流系统典型异常

站用交流母线全部或者部分失压


当监控系统发出站用变交流母线失压信息,站用交流母线电源进线断路器跳闸,低压侧电流、功率显示为零。站用交流电源柜电压、电流仪表指示为零,低压断路器失压脱扣动作,馈线支路电流为零。说明站用交流母线全部失压,此时应采取以下措施:


1)检查系统失电引起站用电消失,拉开站用变低压侧断路器。

2)若有外接电源的备用站用变,投入备用站用变,恢复站用电系统。

3)汇报上级管理部门,申请使用发电车恢复站用电系统。

4)检查蓄电池工作情况,短时无法恢复时,切除非重要负荷。


当出现站用交流一段母线失压,处理方法略有不同,主要按以下步骤进行处理:


1)检查站用变高压侧断路器无动作,高压熔断器无熔断。

2)检查主变压器冷却设备、直流系统及 UPS 系统等重要负荷运行情况。

3)检查站用变低压侧断路器确已断开,拉开故障段母线所有馈线支路低压断路器,查明故障点并将其隔离。

4)合上失压母线上无故障馈线支路的备用电源开关(或并列开关),恢复失压母线上各馈线支路供电。

5)无法处理故障时,联系检修人员处理。


低压断路器跳闸、熔断器熔断


当馈线支路低压断路器跳闸、熔断器熔断。及时检查故障馈线回路,未发现明显故障点时,可合上低压断路器或更换熔断器,试送一次。试送不成功且隔离故障馈线后,或查明故障点但无法处理,联系检修人员处理。


自动转换开关自动投切失败


当进行交流电源主备切换试验或者一路交流电源失电时,自动转换开关面板显示失电、闭锁等信息,自动转换开关自动投切失败,造成部分或者全部交流失去,此时应按以下步骤处理:


1)检查监控系统告警信息,检查自动转换开关所接两路电源电压是否超出控制器正常工作电压范围。

2)若自动转换开关电源灯闪烁,检查进线电源有无断相、虚接现象。

3)检查自动转换开关安装是否牢固,是否处于自动位置。

4)若自动转换无法修复,应采用手动切换,联系检修人员更换自动切换装置。

5)若手动仍无法正常切换电源,应转移负荷,联系检修人员处理。

结束语

本篇推送介绍了变电站交流系统的组成和结构,并介绍了变电站交流系统常见异常的处理手法。


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