薛家湾220kv变电站实习报告

薛家湾220kv变电站---认识实习报告

学院：机电工程学院

班级：10级电气

姓名：

日期：2012年11月13日

前言

薛家湾220kv变电站于1992 年10月14日投运，占地面积为43272平方米，分为220kv、110kv、10kv三个电压等级。其中，220kv、110kv系统的主接线形式为双母线带旁路接线，10kv系统采用单母分段的接线形式。初期建设规模为220kv出现三回，110kv出现4回，63000kvA主变1台，随着电网及地方经济的不断发展，现拥有220kv出线8回,110kv出线11回，10kv出线10回，单台容量为120000kvA的主变3台，无功补偿容量为10800kvar的大型变电站。

薛家湾变电站220kv系统连接着准格尔电厂、准能矸石电厂、长胜220kv 变电站，同时与宁格尔500kv变电站及大路220kv变电站联网。110kv系统以辐射状向14个110kv变电站提供电源，担负着准格尔旗、呼市清水河县、准格尔煤田地区工农业及居民生活用电的供电任务。同时为准大、淮东、伊泰及官牛犋四条电气化铁路提供电源，在内蒙古西部电网中占有重要地位。

薛家湾220kV 变电站是连接 220kV跨区域主网架与 220kV 省内网架的主要枢纽。本次实习主要包括薛家湾220kV 变电站一、二次设备的学习，是由工人师傅带领我们到现场参观一些设备以及讲解一些相关知识，重点通过现场参观设备以及阅读图纸，使我们对变电站的电力系统的整体运行以及继电保护、自动装置等二次设备有一个全面深入的认识和了解，增强对本专业知识的理解能力与

实践能力。

一、实习目的

实习的目的是理论联系实际，增强学生对社会、国情和专业背景的了解；使学生拓宽视野，巩固和运用所学过的理论知识，培养分析问题、解决问题的实际工作能力和创新精神；培养劳动观念，激发学生的敬业、创业精神，增强事业心和责任感；本次实习在学生完成部分专业课程学习后进行，通过本次实习，使学生所学的理论知识得以巩固和扩大，增加学生的专业实际知识；为将来从事专业技术工作打下一定的基础；进一步培养学生运用所学理论知识分析生产实际问题的能力。

二、实习前期准备

2.1变电所的相关知识

变电所是联系发电厂和电力用户的中间环节，起着电压变换和分配电能的作用。根据变电所在电力系统中的地位和作用不同，变电所可分为枢纽变电所、中间变电所、区域变电所和终端变电所。

①枢纽变电所枢纽变电所位于电力系统的枢纽点，汇集有多个电源（发电厂或其他电力网），连接电力系统的高压和中压，电压等级在330kV以上，负责向区域变电所和中间变电所供电。

②中间变电所中间变电所位于枢纽变电所和区域变电所之间，使长距离输电线路分段，起功率交换作用。它一般汇集2~3路电源，电压等级在220~330kV之间。

③区域变电所区域变电所负责向某一地区城市供电，高压侧电压等级一般为110kV或220kV，低压侧电压等级一般为110 kV或35 kV。

④终端变电所终端变电所在输电线路的终端，直接向电力用户供电，高压侧电压一般为110 kV。

2.2变电站主接线的学习

薛家湾220kv变电站分为220kv、110kv、10kv三个电压等级。其中，220kv、110kv 系统的主接线形式为双母线带旁路接线，10kv系统采用单母分段的接线形式。现拥有220kv出线8回,110kv出线11回，10kv出线10回，单台容量为120000kvA 的主变3台，无功补偿容量为10800kvar的大型变电站。

2.3主要设备的学习

主要设备的学习包括站内主变压器、母线、断路器、隔离、电压互感器、电流互感器、避雷器，内容涉及到设备的型号、参数、性能、接线方式及站内的配置情况。首先是从设备的解剖图了解设备的内部结构，并结合设备的型号去了解设

备的具体性能，然后通过设备的具体接线方式，可以了解到设备的具体运行方式，最后通过全站的配置情况，我们可以了解到一个变电站的整体一次构架，从而达到全面的一个认知。

2.4二次系统的学习

2.4.1 继电保护

对于变电站的继电保护学习，我首先从变电站的整体继电保护配置入手，熟悉各种设备的相关保护种类。按设备分可以分成线路保护、主变保护、开关保护、电抗器保护、电容器保护等。如果从保护功能分可以按保护功能分类，有短路故障保护和异常运行保护。前者又可分为主保护、后备保护和辅助保护；后者又可分为过负荷保护、失磁保护、失步保护、低频保护、非全相运行保护等。按保护动作原理分类，有过电流保护、低电压保护、过电压保护、功率方向保护、距离保护、差动保护、高频（载波）保护等。这样，自己对变电站的继电保护有了一个整体的认识。然后自己还针对每一种保护，分别对其测量元件、逻辑环节和执行输出进行详细学习，并重点学习了其中的逻辑环节，从根本上回顾了自己本专业的继电保护知识，从实际应用中纠正自己对一些片面感性认知与错误，加深了自己对变电站继电保护的理解及应用能力。

2.4.2 自动化系统

电站计算机监控系统，是以计算机作为处理各类变电设备信号的基础平台，监控系统主要功能包括实时数据采集处理、监视与报警、控制与操作、统计计算、事件顺序记录、数据库管理、人机接口、记录和制表打印、时钟同步、防误闭锁及同期、在线自诊与冗余管理、与继电保护装置和其他智能设备的通信、与调度端的通信及远方诊断等。计算机监控系统能完成对整个变电所电气设备的监测、控制及远动信息传送等各种功能。通过对变电站的自动化系统学习，自己能对站内的自动化整体上有了一个全面的理解。站内监控系统采用南瑞继保的分散式微机监控系统。按安装地点和功能，该系统包括两部分：主控楼内的站控层和继电保护室内的间隔层。网络结构为开放式分层、分布式结构。站控层通过光纤与间隔层相连。该系统的网络全部采用光纤或屏蔽双绞线以太网组网，网络拓扑结构采用总线型。站控层监控网络按双以太网配置，且按全站终期规模配置。间隔层也采用双以太网，间隔层网络采用具备以太网接口的测控单元直接挂在以太网上，通过以太网直接与站控层设备通讯。

2.5图纸的阅读

在实习期间，我详细阅读了主变的二次系统接线图、开关分合闸回路图、CVT 二次接线图及保护的逻辑图等其他图纸。通过阅读图纸能对设备的可以了解设备的具体运行情况，比如说主变的冷却系统图的阅读，可以了解到当油温达65℃及以上、高压绕组温升达到75℃及以上或者负载大于 75%额定负载时辅助冷却器将启动，而整体启动的实现过程均能通过二次图纸反映出来。假如启动过程中发生故障，也可以通过二次图的排查方法，可以快速查找到故障点。总之，在整个阅读图纸的过程中，我学会了识别常用的各种图纸符号，掌握排查故障的基本方法，熟悉使用各种基本仪器使用技巧。

三. 实习内容

3.1 内容与形式：

搜集整理变电站主要一、二次设备以及变电站运行方面的相关知识和资料。搜集整理220KV变电站特点方面资料。熟悉变电站电气主接线、主要电气设备构成，了解电气设备的布置，了解电气运行的有关知识。实地考察薛家湾220KV 变电站的主接线、主要电气设备（包括主变压器、主要一次设备、二次设备、进出线情况等）电气设备布置方式、变电站主要运行控制方式、变电站的通讯方式等，参观考察过程中要求作好笔记。将搜集学习到的相关知识与薛家湾变电站的实践相结合，对理论知识进行深化理解，总结收获。运用所学知识，对生产实际中存在的问题作出一定的分析，进一步提高分析问题和解决问题的能力。

3.2 220KV变电站的突出特点：

为了把电能送到较远的用电地区，需将电能经升压变压器把电压升高，通过高压输电线路送到用电地区，再经降压变压站的变压器把电压降低后分配使用。所以，变电站的主要任务是变换电压，集中和分配电能，控制电能的流向和调整电压。我国通过技术经济比较及总结多年的运行经验，得出了各级额定电压与输送及送电距离的关系。一般，220KV电压级输送功率为100~150MW，送电距离为200~300KM，由此可见，220KV电压级最适合作为省级电网的主要输电线路的电压。由于我市用电量较大所以主要是取用220KV变电站来分配电能。

3.3 220KV变电站电气主接线

电气主接线是发电厂和变电所电气部分的主体，它反映各设备的作用、连接方式和回路间的相互关系。对电气主接线的基本要求，概括地说包括可靠性、灵活性、和经济性三个方面。

3.4 220KV变电站的主要电气设备

220 kV变电站的主要电气设备有主变压器、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、电抗器和、电容器等。

3.4.1 主变压器

220kV变压器：变压器是借助于电磁感应，以相同的频率在两个或多个相互耦合的绕组回路之间传输功率的静止电器。变压器通过变换（升高或降低）交流电压和电流，传输交流电能。因此，变压器也可称作是没有运动功能部件的电气设备。

3.4.2断路器

高压断路器的主要作用是，在正常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地切除电力系统的短路电流，以保证电力系统的正常运行。在我国220KV断路器大部分是使用六氟化硫断路器。

3.4.3 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，因此不能用来拉合负荷电流和短路电流，。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，其主要用途有：①设备检修时，隔离开关用来隔离有电和无电部分，形成明显的开断点，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，以改变系统接线的运行方式。其只要作用是电气隔离。

3.4. 4电压互感器

电压互感器作为电压变换装置跨接于高压与零线之间，将高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有：①供电量结算用，要求有0.2级准确等级，但输出容量不大；②用作继电保护的电影信号源，要求准确等级一般为0.5级及3p，输出容量一般较大；③用作合闸或重合闸检查同期、检无压信号，要求准确等级一般为1.0级和3.0级，输出容量较大。现代电力系统中，电压互感器一般可做到四绕组式，这样一台电压互感器可集上述三种用途于一身。电压互感器分为电磁式和电容式两大类，目前在220KV电力系统中，电磁式和电容式都有使用。

3.4.5 电流互感器

电流互感器是专门用作变换电流的特种变压器。电流互感器的一次绕组串联在电力线路中，线路中的电流就是互感器的一次电流，二次绕组接有测量仪表和保护装置，作为二次绕组的负荷，二次绕组输出电流额定值一般为5A或1A。

3.4.6 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，将雷电压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。

四、实习过程

我们电气专业的全体同学来到了位于准格尔旗的薛家湾220kv变电站，远远地看到有两路高压铁塔线路从远处通向变电站。下了车工作人员对我们进行了安全教育后开始带领我们参观几个重要的场所如外部变压设备、高压间和主控制室等。外部变压设备分为主变压设备和备用变压设备。备用变压设备在主线路发生故障或设备检修时启用，增加工作效率。为了防止发电站出现问题产生停电的事情发生。该变电站采取了双发电站送电措施。由于来自两个不同的发电厂通过两路线路独立地向变电站供电。正常工作时，变电站使用其中的一路电源，另一路电是在正在使用的线路出现断电的情况下启用。外部高压电进入变电站后，通过隔离开关、电压互感器，以及电流互感器最后接入变压器输入端。

在进入站区之前，我们首先了解了高压电的安全距离：10kV电压为0.7米；110 kV 为1.5米；220 kV为3米。严格要求远离电气设备，不准乱碰乱摸，要注意安全。

接着，我们又来到了高压间。高压间又明确分为输入端和馈出端。内部设备由许多铁栏分隔，里面的好多设备都是进口的，自动送电，跳闸保护，十年都未出故障。在主控制室内，有两名技术人员随时监视着主控制设备各仪器仪表的工作状态，主控制设备体积庞大，功能完善，具有故障显示，故障分析，自动保护等众多功能，给管理操作带来很大便利。当跳闸时，绿灯会闪，同时铃响，进行报警。当铁路上线路发生断路时，可以在主控面板的显示器上显出断电点距变电站的距离，从而为及时维修提供方便。最后我们总览了整个变电站的结构及工作状态，对其有了更直观清晰的了解。

接着我们跟随工作人员来到会议室，他给我们讲解了薛家湾变电站的运行过程和一些基本的模式。再接着来到主控室，其中包括微机监控系统、电力系统通信系统、变电站管理系统。薛家湾220kv变电站的主控室有六台计算机组成：视频监控系统机、故障滤波系统、监控后台２、监控后台１、五防系统，以上的主控室：包括微机监控系统、电力系统通信系统、变电站管理系统。220KV景湖站的主控室有六台计算机组成：视频视频监控系统机、故障录波系统、监控后台２、监控后台１、五防系统，以上的都是由我国电气业较先进的南瑞集团的产品，可以说都是国内最先进的技术。在主控室里对整个变电站的运行进行监视，通过计算机技术对故障进行预警、分析、排除，控制及安全操作闭锁，显示和制表打印，时间顺序记录，事故追忆，信息的远传，运行、操作、事故处理指导，

人机联系，运行的技术管理，自诊断、自恢复和自动切换。通讯主网是以太网，子网以NET网连接。

都是由我国电气业较先进的南瑞集团的产品，可以说都是国内最先进的技术。在主控室里对整个变电站的运行进行监视，通过计算机技术对故障进行预警、分析、排除，控制及安全操作闭锁，显示和制表打印，时间顺序记录，事故追忆，信息的远传，运行、操作、事故处理指导，人机联系，运行的技术管理，自诊断、自恢复和自动切换。通讯主网是以太网，子网以NET网连接。

变电站的中央控制室的各种仪器看的我们眼花缭乱感慨现在的电力发展速度同时也深刻的体会到要学习的知识还有很多看着电脑控制的自动装置。中央控制观察室能够对外面的设备情况做出反应并能够通过远程控制外面的设备采取安全措施。通过工作人员的讲解我们了解到二次系统的安全隔离措施首先在全部停运的继电保护、安全自动装置和仪表、自动化监控系统等屏上工作时在检修屏两旁及对面运行屏上设置临时遮拦或以明显标志隔开。在部分停运的继电保护、安全自动装置和仪表、自动化监控系统等屏上工作时在检修间隔上下与运行设备以明显标志隔开。在继电保护、安全自动装置和仪表、自动化监控系统等屏上或附近进行打眼等振动较大的工作时采取防止运行设备中设备误动作的措施必要时申请暂停保护。在继电保护、安全自动装置和仪表、自动化监控系统等屏间的通道上搬运、安放试验设备或其它屏柜时注意与运行设备保持一定距离防止误碰运行设备。未来的变电站应该是GIS变电站，它将一座变电站中除变压器以外的一切设备包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等经优化设计有机地组合成一个整体。

而站长向我们介绍到整个主控室只有五个人在值班，可以说，区域控制中心的建设实施实现了减人增效、提高操作效率、降低运行维护成本等等方面的经济效益。从远期效益和电网发展来看，随着接入的变电站不断增多，按照无人值班模式设计的变电站在降低工程投资和运行维护成本以及缩短建设工期方面所带来的经济效益将更加显著。这才是未来变电站的发展趋势。

五.薛家湾变电站运行知识介绍

图220KV薛家湾变电站一次接线

①薛家湾变电站220KV侧一次接线是采用具有专用旁路断路器的双母线带旁路接线。其特点是检修任一接入旁路的进、出线的断路器时，使该回路不停电。这种接线，运行操作方便，不影响双母线的运行方式，且比双母线供电可靠、运行方式灵活。②薛家湾变电站110KV侧一次接线是采用双母线四分段接线。它是用分段断路器将一般双母线中的两组母线各分为两段，并设置两台母联断路器。正常运行时，电源和线路大致均分在四段母线上，母联断路器和分段断路器合上，四段母线同时运行。当任一段母线故障时，只有1/4的电源和负荷停电。当任一母联断路器或分段断路器故障时，只有1/2在右的电源和负荷停电。③薛家湾变电站10KV侧一次接线是采用分段的单母线接线，通过母联断路器将几段母线连接起来

变电站内电力系统通讯在确保电网安全、经济调度等重要技术有重要作用。220KV薛家湾变电站站内的通讯方式包括：电力线路载波通讯、绝缘架空地缘载波通讯、微波通讯、光纤通讯。

六、变电站事故处理

一般原则处理事故必须做到稳（沉着）、准（准确）、敏（迅速），且要根据以下原则采取措施：尽速限制事故发展，消除事故根源，解除对人身、设备安全的威胁；用一切可能的方法保持设备继续运行，以保证对用户的供电；尽快对已停电的用户恢复送电；调整电力系统的运行方式，使其恢复正常运行。事故时和事故后的联系汇报制度和汇报内容。电力系统的值班调度员领导各变电站值班人员处理系统发生的事故，事故时，发生事故的变电站值班人员应将有关情况及时报告管辖值班调度员、分公司调度、站长。调度员则根据汇报的情况判断分析，做出事故处理决定，下达命令。值班人员的汇报必须做到及时、全面、准确。误报和漏报，会对处理事故造成不良后果.紧急情况可先处理后汇报. 如果事故时变电站与调度联系中断，则值班人员按规程规定处理事故，通讯恢复后应立即将事故情况和处理过程详细汇报.并应做好事做记录。

6.1 变压器的异常运行和事故处理

一般规定发生异常运行和事故时，运行人员应记录故障时的各种运行参数、信号牌和打印记录，并不得随意复归。检查现场设备情况，向有关人员汇报。主变压器在运行中发生下列严重异常情况时，在及时向网调、中调值班调度员汇报的同时，可由值班长命令立即切断主变三侧开关，使主变立即退出运行，并将处理情况向调度员汇报。变压器内部有强烈的爆炸声和严重的放电声。释放装置向外喷油或冒烟。主变压器起火。变压器严重漏油，使油位下降，并低于油位计的指示限度（注意确认油位下降）。在正常负荷和冷却条件下，变压器温度不正常，并不断上升，超过105℃。变压器过负荷运行超过1.6倍。瓦斯动作，在放气体前应暂将重瓦斯改投信号位置，完毕后投入跳闸。重瓦斯动作跳闸后，动作原因未查清不得将主变合闸送电。差动保护及重瓦斯保护同时动作使变压器跳闸时，不经内部检查和试验，不得将变压器投入运行。如果变压器继电保护动作跳闸或压力释放装置动作，应对变压器进行检查（包括负荷、电压、温度等），在未查明确实是误动或其它原因以前，不得将变压器投入运行。变压器冷却设备发生故障退出运行时，值班人员应指定专人监视记录变压器的电流和温度，并立即向网调、中调值班调度员汇报。如果是冷却器电源故障，应查明原因，尽快恢复。如果是保险熔断或自动开关跳闸，应检查回路并更换保险或重合开关。若多次熔断或多次跳开关时，说明回路内部有故障，应立即查明原因，不得强行运行。如果是风扇故障或油泵的热动作时，对于风扇故障则将该故障风扇退出运行（拆除电源线）后重新启动冷却器，对于油泵热耦动作则应在故障油泵退出运行后将另一

组冷却器启动。主变当冷却器系统发生故障全停时（即油泵及风扇全停），在额定负荷下允许运行时间为30分钟。运行后，如油面温度尚未达到75℃时，则允许上升到75℃，但冷却器全停后，主变最长运行时间不得超过1小时。对于冷却设备的故障，要及时检修处理，尽快恢复正常状态。变压器轻瓦斯动作，如查明瓦斯继电器内有气体，应立即向网调、中调值班调度员汇报，并按网调值班调度员命令执行。变压器着火，应立即切断各侧电源，关停风扇和油泵电源，使用水喷雾灭火装置，同时应立即向网调、中调值班调度员汇报。

6.2电抗器的异常运行和事故处理

一般规定1）发生异常运行和事故时，运行人员应记录故障时的各种运行参数、信号牌和打印记录，并不得随意复归。检查现场设备情况，向有关人员汇报。2）电抗器“温度高告警”时，应立即检查电抗器的负荷，并到现场检查设备上温度计的指示，与监控机上的远方测温仪表指示的事故记录显示数值进行对照。用手触摸设备温度情况，并对三相进行比较：如果现场温度并未上升而远方式指示温度上升，则可能是测温回路有问题；如果现场和远方的温度指示都没有上升而发“温度高告警”时，可能是温度继电器或二次回路有故障，应立即向网调值班调度报告，申请停用温度保护，以免误跳闸。3）当电抗器在运行中发生下列严重异常时，应立即向网调值班调度员汇报，并要求断开对侧的开关，然后再断开本侧开关。

（1）电抗器内部有强烈的爆炸声和严重的放电声；（2）释压装置向外喷油或冒烟；（3）电抗器着火；（4）在正常情况下，电抗器温度不正常且不断上升，超过105℃；（5）电抗器严重漏油使油位下降，且低于油位计的指示限度。

4）如果电抗器继电保护动作跳闸或压力释放装置动作，在未查明确是误动或其它原因之前，不得将电抗器投入运行。5）电抗器轻瓦斯动作，如果查明瓦斯继电器内有气体，应立即向网调值班调度员汇报，并按网调值班调度员命令执行。对于轻瓦斯继电器内的气体，要进行分析检查，可在瓦斯继电器处放出少量气体进行初步判断：如气体为黄色且不易点燃，则可能是本体故障；如气体为白色、有臭味且可燃，则可能是绝缘油击穿或铁芯故障；如气体无色无味不可燃，则可能是漏入空气。瓦斯继电器内气体大部分应保存，等待专业部门进行分析化验。6）电抗器着火时，应立即切断电源（包括对侧开关），使用干式灭火器进行灭火，并将情况向网调值班调度员汇报。互感器的异常运行和事故处理的一般规

定下列情况应立即申请将互感器停用：A．互感器内部有严重放电声和异常声响；B．互感器爆炸着火，本体有过热现象；C．互感器向外喷油。D．SF6电流互感器压力严重异常. 互感器着火时，应断开电源，并作出必要的安全措施后，方可进行灭火。当电压互感器二次侧小开关跳闸或二次侧熔断器熔断后，应当特别注意该回路的保护装置动作情况，必要时应立即退出保护。应查明二次回路是否短路或故障，处理后再合上二次小开关或更换熔断器。当电流互感器二次回路开路时，应查明开路位置，并设法将开路处进行短接。如果不能进行短接处理，可向管辖值班调度员申请将该电流互感器停电。在处理过程中，必须注意安全，要使用合格的绝缘工具进行处理工作。对于故障退出的互感器，应进行必要的电气试验和检查。如更换互感器，要注意互感器的极性，保证接线正确。

6.3避雷器的异常运行和事故处理

一般规定发生下列情况，应向管辖值班调度员申请将避雷器退出运行：A、避雷器爆炸；B、避雷器瓷套破裂或有裂纹；C、避雷器在正常情况下（系统无内部过电压和雷击过电压）计数器动作；D、引线断损和松脱。E、当电阻性电流与初始值比较增大50％，避雷器可能存在明显裂化迹象，应申请停电测试。运行中发现避雷器接地引下线松脱时，应立即进行处理。如果避雷器在雷雨时发生异常，应待雷雨过后再进行处理。

6.4断路器的异常运行和事故处理

一般规定（1）高压断路器在下列情况之一，应立即向管辖值班调度员申请将断路器退出运行：A、断路器爆炸B、接线桩头熔化、熔断；C、套管法兰炸裂；

D、套管发生较大的放电火花。（2）高压断路器声音异常：当发现断路器声音异常, 内部有放电声时，应立即向管辖值班调度员汇报，并申请将该断路器退出运行；（3）高压断路器SF6压力无指示：当发现断路器密度表无指示时，应立即向管辖值班调度员汇报，征得调度同意后，退出该断路器保护，并断开该断路器的操作电源，将该断路器所在母线的其它负荷倒至另一段母线，然后用母联断路器将此断路器负荷切断，如无法用母联断路器转移负荷，应用上一级断路器来切断，以上操作应在管辖值班调度员命令下进行；（4）高压断路器过热：当发现断路器温度过热，应立即向管辖值班调度员汇报，要求停电检查。如一时不