變電站 10 kV PT 及避雷器柜柜型與電氣一次設(shè)計的探討

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變電站 10 kV PT 及避雷器柜柜型與電氣一次設(shè)計的探討

變電站 10 kV PT 及避雷器柜柜型與電氣一次設(shè)計的探討
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ShejiyuFenxi◆設(shè)計與分析
變電站 10 kV PT 及避雷器柜柜型與電氣一次設(shè)計的探討
黃觀學(xué)
(佛山市順德區(qū)威泰電力工程有限公司,廣東佛山528318)
摘 要:詳細介紹了變電站10kVPT及避雷器柜柜型、電氣一次方案及一次元件的設(shè)計方法,重點論述了變電站10kV母線PT設(shè)
計選擇、產(chǎn)生鐵磁諧振的原因及其抑制措施。
關(guān)鍵詞:10kVPT及避雷器;熔斷器;不接地系統(tǒng);消諧裝置
0 引言 臟,變電站一旦發(fā)生事故,其造成的損失是巨大的,故從安全性
及減少因事故造成損失的角度出發(fā),變電站10kV開關(guān)柜型建
作為10kV配電成套裝置的組成部分,與斷路器柜的設(shè)計
議選用KYN。
相比,PT及避雷器柜容易被設(shè)計人員所忽視。但在實際的設(shè)計
1.2 PT及避雷器柜一次方案的設(shè)計
工作中,PT及避雷器柜設(shè)計的合理與否,將直接影響變電站的
變電站KYN柜型的PT及避雷器柜一次方案設(shè)計常見有
安全運行及電氣測量的準確性。因此有必要對變電站10kVPT
如圖1所示3種。方案一與方案二為常用方案,變電站設(shè)計時
及避雷器柜柜型與電氣一次設(shè)計作進一步的探討。
首選方案一。因為方案一的PT與避雷器分別位于不同的手車
1 配電柜柜型及電氣一次方案的設(shè)計 內(nèi)(PT手車和避雷器手車),而PT及避雷器又是變電站中易發(fā)
1.1 柜型的設(shè)計 事故的一次元件,當PT或避雷器發(fā)生事故時,由于它們位于不
我國變電站 10 kV 開關(guān)柜柜型主要有 GG-1A、XGN2、 同的手車內(nèi),因而使事故得到有效隔離,從而有效防止事故影
KYN等。GG-1A為我國20世紀60年代開始生產(chǎn)的早期產(chǎn)品, 響的擴大。方案二可作為容量不大的一般用戶工程選用(主要
由于其體積大、防護等級低,人身安全得不到保障,故從90年 考慮到造價因素)。方案三為早期常用方案,顯然該方案存在較
代中期開始,逐漸被XGN2、KYN所替代。XGN2為箱型固定金 大的安全及損失隱患,不利于事故的預(yù)防及設(shè)備的檢修?!?010
屬封閉開關(guān)柜,其防護等級可達到IP3X,但柜內(nèi)主要元件沒有 年江西贛東北供電公司‘8·19’人身傷亡事故”就是典型的例
相互隔離,一旦柜內(nèi)起火或發(fā)生爆炸,必然殃及整臺甚至整組 子。在該事故中,當?shù)仉娏υO(shè)計院是按方案一設(shè)計的,但開關(guān)設(shè)
柜,從而造成較大的損失。KYN為鎧裝移開式金屬封閉開關(guān) 備制造廠在未征得設(shè)計院同意的情況下,按照其企業(yè)的一貫做
柜,相比GG-1A、XGN2,其重量較輕、體積較小,防護等級更可 法,按方案三生產(chǎn),造成柜內(nèi)結(jié)構(gòu)與柜外一次方案牌不一致。在
達到IP4X。KYN主要由手車室、母線室、電纜室、繼電器室、小 某220kV變電站改造工程消缺工作中,進行更換10kVⅠ段母
母線室等組成,各室相互隔離,主要一次元件分別位于不同室 線PT時,在拉出熔斷器手車并經(jīng)驗電確認PT不帶電后,工作
內(nèi),若柜內(nèi)起火或發(fā)生爆炸,只會影響事故室內(nèi)元件,對相鄰室 人員隨即進入到柜內(nèi)更換PT,由于工作人員誤以為避雷器不
內(nèi)的元件影響相對較小或可避免,有利于縮小事故范圍、減少 帶電而不慎觸摸到避雷器,以致造成2人當場觸電死亡、1人重
停電時間和降低經(jīng)濟損失。同時,由于該柜型具有可移開的功 傷送院救治無效死亡的重大傷亡事故。事故的直接原因是現(xiàn)場
能,當某一主要元件故障或需要檢修時,可將其從柜內(nèi)移出,其 工作人員不按操作規(guī)程操作,未對柜內(nèi)可觸摸的一次元件進行
他元件正常工作,這樣便于故障檢修和日常維護。同樣的配置, 驗電,間接原因是制造廠未按設(shè)計院圖紙施工及設(shè)備驗收單位
KYN的市場價比XGN2要高10%左右,但作為地區(qū)供電的心 未按圖紙驗收??梢娙绻圃鞆S按圖紙(方案一)生產(chǎn),該起事
(3)上位機控制系統(tǒng)由系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)控模塊、系統(tǒng)參數(shù) [參考文獻]
設(shè)置模塊和故障記錄查詢模塊組成。這3個模塊共同實現(xiàn)了上 [1]崔偉清,李艷艷.基于PLC的遠程機械手控制系統(tǒng)[J].機械,
位機控制系統(tǒng)對整個機械手控制系統(tǒng)的監(jiān)測與控制功能。下面 2011(1)
分別對這3個模塊進行簡單說明:1)運行狀態(tài)監(jiān)控模塊:包括 [2]杜玉紅,李修仁.生產(chǎn)線組裝單元氣動搬運機械手的設(shè)計[J].
機械手啟動、運行狀態(tài)顯示及手動/自動的切換。2)系統(tǒng)參數(shù)設(shè) 液壓與氣動,2006(5)
置模塊:系統(tǒng)中設(shè)有參數(shù)設(shè)置按鈕,點擊按鈕將會進入到系統(tǒng) [3]唐立平,馬俊峰.基于PLC的四自由度機械手控制系統(tǒng)設(shè)計[J].
參數(shù)設(shè)定模塊,文本框可以輸入相應(yīng)的各種參數(shù)。點擊保存后, 液壓氣動與密封,2007(4)
[4]鮑燕偉,吳玉蘭.一種通用氣動機械手的控制設(shè)計[J].機床與
系統(tǒng)會把設(shè)定的參數(shù)送入下位機。3)故障記錄查詢模塊:用于
液壓,2006(9)
故障記錄的存儲及查詢。
[5]張建立,張志強,馬勝鋼.基于PLC與組態(tài)王的遠控給煤機的
6 結(jié)語
設(shè)計與應(yīng)用[J].煤礦機械,2010,31(1)
機械手的各個動作和狀態(tài)都由PLC控制,不僅能滿足機械
手手動、半自動、自動等操作方式所需大量按鈕、開關(guān)、位置檢
測點的要求,更可通過觸摸屏等接口元件與計算機組成PLC
收稿日期:2012-03-07
工業(yè)局域網(wǎng),實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信與網(wǎng)絡(luò)控制。因此,基于PLC的機 作者簡介:王旭(1984—),女,山東人,助教,主要從事機電一
械手系統(tǒng)能方便地應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)流水線中。 體化的教學(xué)與科研工作。
機電信息 2012年第18期總第336期 139設(shè)計與分析◆ShejiyuFenxi
故是可以避免的,這再次驗證了PT及避雷器柜一次方案的設(shè) 件具有一定的電阻值,而且采用滅弧能力較強的石英砂作為填
計是何等重要。 料,是一種限流熔斷器。這種熔斷器在熔斷過程中會產(chǎn)生超過
熔斷器額定電壓數(shù)倍的電壓。為了將過電壓限制在允許的范圍
內(nèi),應(yīng)選擇與系統(tǒng)額定電壓(10kV)相對應(yīng)電壓等級的熔斷器。
其額定電流一般為0.5A;三相斷流容量根據(jù)短路點的短路電
流而定,一般選擇的最大斷流容量不低于200MVA。
2.4 避雷器(過電壓保護器)的設(shè)計
PT及避雷器柜中的避雷器(過電壓保護器),主要是用于母
(方案一) (方案二) (方案三) 線過電壓保護。根據(jù)10kV系統(tǒng)中性點不接地的運行特點,母線
圖1 PT及避雷器柜一次方案 過電壓保護避雷器建議選擇YH5WZ-17/45,額定電壓17kV,
2 主要一次電器元件的設(shè)計選擇 雷電沖擊電流下殘壓45kV,2ms方波通流容量不小于400A,
并應(yīng)配帶放電監(jiān)測儀,用于監(jiān)測避雷器過電壓放電次數(shù)及泄漏
2.1 PT的設(shè)計
電流的大小,以便實時監(jiān)測過電壓的情況。但對新型避雷器(過
PT是PT及避雷器柜的關(guān)鍵一次元件,其為變電站10kV
電壓保護器),要選用經(jīng)過一段時間運行證明為安全可靠的,才
系統(tǒng)提供:(1)電壓測量。(2)繼電保護需要的電壓參數(shù),如母線
能用到變電站的設(shè)計中,否則容易釀成重大事故。如2005年河
絕緣、過電壓、欠電壓、備自投等。變電站10kV系統(tǒng)母線PT二
北某220kV變電站事故,是由于設(shè)計人員沒有經(jīng)過調(diào)研,而是
次側(cè)一般設(shè)3個繞組:計量/測量/保護,一二次側(cè)電壓比為
聽從避雷器廠家銷售人員的推薦而相信HBP-10系列過電壓
(10/姨3)/(0.1/姨3)/(0.1/姨3)/(0.1/3)kV,準確等級為
保護器性能是優(yōu)良、可靠的(當時HBP-10剛推出,產(chǎn)品制造工
0.2/0.5/5P,容量根據(jù)二次負載容量而定。
藝尚不成熟),從而在變電站設(shè)計中采用了該種集合式過電壓
在我國,10kV系統(tǒng)大多采用中性點不接地的運行方式。當
保護器。2005年7月12日變電站投入運行,13日凌晨2點,值
線路發(fā)生單相接地等故障時,造成電壓互感器電壓升高,三相
班人員發(fā)現(xiàn)10kVPT及避雷器柜發(fā)出刺激性氣味并伴隨大量
鐵芯受到不同的激勵而呈現(xiàn)不同程度的飽和,中性點偏移而產(chǎn)
濃煙冒出,接著1#主變10kV側(cè)主進斷路器跳閘。經(jīng)安監(jiān)部門
生零序電壓。由于線路故障電流不斷增大,導(dǎo)致電壓互感器鐵
與電力部門的事故分析,該起事故是由于過電壓保護器外絕緣
芯逐漸飽和,當滿足ωL=1/ωC時,即具備諧振條件,產(chǎn)生諧振
被擊穿,造成相間短路而引發(fā)的重大停電事故。河北省電力部
過電壓。從而引發(fā)電磁式PT鐵磁諧振,使得PT一次側(cè)熔斷器
門針對該起事故,專門制訂了“關(guān)于在變電站如何選用三相集
熔斷,嚴重時甚至燒壞PT,這樣容易導(dǎo)致系統(tǒng)低電壓保護誤
合式過電壓保護器的防范事故措施”。
動,電能計量損失,部分繼電保護失靈,嚴重威脅電網(wǎng)的安全運
3 結(jié)語
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