畢業(yè)設(shè)計----水電站一、二次設(shè)計

1、<p><b>　　前 言</b></p><p>　　本次設(shè)計課題來源于生產(chǎn)實際，屬工程設(shè)計。</p><p>　　本次設(shè)計第一章講述了電氣一次、二次設(shè)計的目的和意義，以及國內(nèi)外電氣設(shè)備的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢；第二章對九甸峽水電站電氣主接線方式進(jìn)行了設(shè)計和選擇；第三章進(jìn)行短路電流對稱分量的計算；第四章對電廠主要電氣設(shè)備進(jìn)行選型和校驗；第五章設(shè)計了九甸峽水電站廠用

2、電系統(tǒng)，并對主要廠用設(shè)備進(jìn)行了選型和校驗；第六章講述了九甸峽水電站計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成；第七章是對九甸峽水電站計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行硬件配置的設(shè)計；第八章講述了九甸峽水電站機(jī)組操作流程，主要是停機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)電和發(fā)電轉(zhuǎn)停機(jī)；第九章是對九甸峽水電站發(fā)變組保護(hù)設(shè)備裝置的選擇。</p><p>　　本次設(shè)計由兩大部分組成。第一部分是一次設(shè)計，即第二章、第三章、第四章、第五章，這部分是本次設(shè)計的基礎(chǔ)，也是設(shè)計的一個重要組成部分，

3、主接線方案的確定、短路電流計算、設(shè)備選型和校驗、高壓柜的設(shè)計、廠用變的設(shè)計、升壓站的設(shè)計都是電廠最基本的設(shè)計內(nèi)容，能讓我們更好的掌握水電站的基本知識；第二部分是二次設(shè)計，即第六章、第七章、第八章、第九章，主要是水電站計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計、機(jī)組操作流程、發(fā)變組保護(hù)裝置的選擇對電廠的控制部分、操作過程、通訊原理等做了一定的闡述增加了本科生對電廠的監(jiān)控和操作流程加深理解。</p><p>　　本次設(shè)計過程中，*****

4、老師提出了許多寶貴的意見和建議，在此表示衷心的感謝。</p><p>　　在本次設(shè)計截稿時，對本論文末附的參考文獻(xiàn)的作者也致以衷心的感謝。</p><p>　　由于設(shè)計者學(xué)識有限，設(shè)計時間倉促，論文中一定有許多疏漏之處及錯誤，殷切希望參考本次設(shè)計論文的老師和同學(xué)批評指正。</p><p><b>　　第1章 緒 論</b></p>

5、<p>　　1.1選題的目的及意義</p><p>　　1.1.1電氣一次設(shè)計的目的和意義</p><p>　　電氣一次設(shè)計，通過對電氣主接線方案的初步設(shè)計，根據(jù)可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)型三個指標(biāo)，來得出最優(yōu)的主接線方案，這對工程投資提供了依據(jù)，對二次設(shè)計提供了基礎(chǔ)。一次設(shè)計在電力設(shè)計中有著重要的意義。</p><p>　　1.1.2電氣二次設(shè)計的目的和意義

6、</p><p>　　(1)繼電保護(hù)設(shè)計的目的和意義：設(shè)計繼電保護(hù)裝置，可以消除或減少發(fā)生故障的可能性；如果故障一旦發(fā)生，能迅速而有選擇的切除故障元件，保證電力系統(tǒng)安全運行。當(dāng)電力系統(tǒng)的被保護(hù)元件發(fā)生故障時，繼電保護(hù)裝置應(yīng)能自動、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，以保證無故障部分迅速恢復(fù)正常運行，并使故障件免于繼續(xù)遭受損害；當(dāng)電力系統(tǒng)的被保護(hù)元件出現(xiàn)異常運行狀態(tài)時，繼電保護(hù)應(yīng)能及時反應(yīng)，并根據(jù)運行維護(hù)條件

7、，而動作發(fā)出信號、減負(fù)荷或跳閘[1]。所以，繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)不可或缺的設(shè)備，在進(jìn)行電廠設(shè)計過程中，加入繼電保護(hù)設(shè)計，能夠保證設(shè)計成果的科學(xué)性和可靠性，符合實際要求，對整個設(shè)計工程是至關(guān)重要的。</p><p>　　（2）電廠計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的目的和意義：計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟件采用模塊化、結(jié)構(gòu)化設(shè)計,保證系統(tǒng)的可擴(kuò)展性,滿足功能增加及規(guī)模擴(kuò)充的需要。人機(jī)接口功能強(qiáng)、操作方便,適應(yīng)電廠運行人員操作習(xí)慣。使用計算機(jī)

8、監(jiān)控系統(tǒng)的水電站能滿足各級調(diào)度自動化的要求,機(jī)組開/停、功率設(shè)定及負(fù)荷調(diào)整均能實現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)控,而且系統(tǒng)具有高度的可靠性、安全性,實時性好,抗干擾能力強(qiáng),適應(yīng)現(xiàn)場環(huán)境，所以，在進(jìn)行電廠一二次設(shè)計的過程中，加入電廠計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計，符合當(dāng)今對電廠實現(xiàn)無人或少人值守的發(fā)展趨勢的要求，也是電廠未來發(fā)展的趨勢，因此，具有重要的意義。</p><p>　　1.2本課題在國內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢</p>&l

9、t;p>　　本課題主要涉及的是水電廠的一次、二次設(shè)備，以及電廠的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計。在當(dāng)今的水電廠用到了許多電力系統(tǒng)的一次和二次設(shè)備，比如發(fā)電機(jī)，變壓器，高壓隔離開關(guān)，斷路器，繼電保護(hù)裝置，電廠自動化系統(tǒng)等等。在此，將對其中一些設(shè)備以及電廠的自動化系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢做一定的闡述。</p><p>　　1.2.1水電機(jī)組的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢</p><p>　　隨著我國水電事業(yè)的發(fā)展

10、,越來越多的河流上建成了梯級水電站。我國的水電事業(yè)正朝著大容量、大機(jī)組的方向發(fā)展。三峽工程70萬kW水輪機(jī)組國產(chǎn)化戰(zhàn)略的成功, 為我國大型水電站建設(shè)提供優(yōu)質(zhì)、先進(jìn)、可靠的機(jī)組奠定了基礎(chǔ)，使我國水電重大裝備制造業(yè)跨入自主設(shè)計、制造世界最大水電機(jī)組的新時代。目前，我國正自主研發(fā)單機(jī)容量為100萬kW的水輪發(fā)電機(jī)組,并將首先在裝機(jī)容量1200萬kW的金沙江白鶴灘水電站上投入運行。經(jīng)專家論證,我國完全有能力研發(fā)100萬kW水輪發(fā)電機(jī)組,它將進(jìn)一

11、步提高我國裝備制造業(yè)水平和國內(nèi)廠家的競爭力。使用更大單機(jī)容量的機(jī)組可減少裝機(jī)數(shù)量和投資成本,而且將來國內(nèi)外都會有此需求[2]。</p><p>　　1.2.2國內(nèi)變壓器的發(fā)展現(xiàn)狀（以干式變壓器為例）</p><p>　　據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計,近20年來干式變壓器得到了迅猛發(fā)展,特別是在配電變壓器中,干式變壓器所占比例越來越大,發(fā)達(dá)國家已占50%以上;我國起步晚,近年大中城市中約占30%~40%。

12、在我國,80年代逐步使用干式變壓器,80年代末各地紛紛從國外引進(jìn)技術(shù)和設(shè)備,并以此作為基礎(chǔ),不斷開拓、創(chuàng)新,使我國干式變壓器制造水平上了新的臺階。從90年代開始,其產(chǎn)銷量逐年迅猛遞增,據(jù)行業(yè)有關(guān)資料分析統(tǒng)計,全國(除港、澳、臺外)干式變壓器每年以高達(dá)20%以上的增長率遞增。中國已經(jīng)成為世界上干式變壓器產(chǎn)銷量最大的國家之一。隨著我國城鄉(xiāng)中、低壓配電網(wǎng)建設(shè)和改造的步伐加快,干式變壓器面臨著新的發(fā)展機(jī)遇,預(yù)計近幾年其產(chǎn)銷量會有新的飛躍。<

13、;/p><p><b>　　1技術(shù)現(xiàn)狀：</b></p><p>　?。?） 電壓水平:目前大批量生產(chǎn)主要集中于10kV電壓等級,各發(fā)電廠站多為6kV電壓。15~20kV產(chǎn)品也常有訂貨。目前國際上樹脂絕緣干式變壓器最高電壓為35kV,我國幾家大廠以生產(chǎn)近百萬千伏安35kV產(chǎn)品在各地投往運行。試制的110kV樹脂絕緣干式變壓器樣機(jī)已經(jīng)問世。</p><p

14、>　?。?） 容量：配電變壓器:10/0.4kV以及20/0.4kV、35/0.4kV的配電變壓器容量30~2500kVA,受低壓PC屏進(jìn)線開關(guān)遮斷容量的限制,目前尚未見超過2500kVA這一容量的;電力變壓器:10、20、35kV的電力變壓器可生產(chǎn)容量達(dá)20000kVA。1996年我國制造出容量達(dá)16000/24000kVA(AN/AF)、35kV亞洲第一臺容量最大、電壓最高的干式變壓器,標(biāo)志著我國在大容量變壓器制造技術(shù)上已處于

15、世界先進(jìn)水平。</p><p>　　(3) 損耗和噪音:我國干式變壓器制造技術(shù)的研究、創(chuàng)新,主要集中在性能參數(shù)的優(yōu)化等方面,特別是在變壓器的損耗及聲級水平這些世界性課題的研究上,我國已經(jīng)取得了諸多可喜的成績,使得我國干式變壓器的損耗(特別是空載損耗)及噪音大幅度下降。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計,SC(B)9系列干式變壓器比引進(jìn)技術(shù)的SC系列之總損耗水平下降達(dá)15%~20%,新的10系列總損耗比現(xiàn)行國標(biāo)下降約19%,其中空載損

16、耗下降達(dá)33%。SC(B)9及SC(B)10系列干式變壓器的節(jié)能降噪等技術(shù)性能參數(shù)已達(dá)到世界先進(jìn)水平。</p><p><b>　　2未來展望</b></p><p>　　隨著干式變壓器的推廣應(yīng)用,其生產(chǎn)制造技術(shù)也獲得長足發(fā)展?？梢灶A(yù)測,未來的干式變壓器將在如下幾方面獲得進(jìn)一步發(fā)展:</p><p>　　(1) 節(jié)能低噪:新的低耗硅鋼片環(huán)境保護(hù)

17、要求,噪聲研究的深入,計算機(jī)優(yōu)化設(shè)計等新材料、新工藝、新技術(shù)的引入,將使未來的干式變壓器更加節(jié)能,更加寧靜。</p><p>　　(2) 高可靠性:提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性,將是人們的不懈追求。在完成引進(jìn)技術(shù)的消化吸收之后,在電磁場計算、波過程、澆注工藝、熱點溫升、局放機(jī)理、質(zhì)保體系、可靠性工程等方面進(jìn)行大量的基礎(chǔ)研究、積極進(jìn)行可靠性認(rèn)證,進(jìn)一步提高干式變壓器的可靠性。</p><p>　　(

18、3) 環(huán)保特性認(rèn)證:以歐洲標(biāo)準(zhǔn)HD464為基礎(chǔ),開展干式變壓器的耐氣候(C0、C1、C2)、耐環(huán)境(E0、E1、E2)、耐火(F0、F1、F2)特性的研究與認(rèn)證。</p><p>　　(4) 大容量:從50~2500kVA配電變壓器為主的干式變壓器,向10000~20000kVA/35kV電力變壓器拓展,隨著城市用電負(fù)荷不斷增加,城網(wǎng)區(qū)域變電所越來越深入城市中心區(qū)、居民小區(qū)、大型廠礦等負(fù)荷中心,35kV大容量的小

19、區(qū)中心供電電力變壓器將獲廣泛應(yīng)用。</p><p>　　1.2.3高壓隔離開關(guān)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢</p><p>　　國外生產(chǎn)高壓隔離開關(guān)產(chǎn)品始于上世紀(jì)50至60年代，到上世紀(jì)90年代由于各國電力事業(yè)發(fā)展減慢而導(dǎo)致市場縮小，造成高壓開關(guān)制造業(yè)不景氣，生產(chǎn)廠家開始減少。發(fā)展至現(xiàn)在，國際上積累了諸如美國南州電力、ABB、ALSTO洲、SIEMENS、施耐德、德國RUHRTAL、法國MG、日本

20、高岳等諸多著名的高壓隔離開關(guān)生產(chǎn)廠家[3]。</p><p>　　目前，國際上各大生產(chǎn)廠家的競爭均通過對高壓隔離開關(guān)各部分的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行不同程度的改進(jìn)來贏得市場。采用一些新材料、新技術(shù)、新工藝，以不斷地提高產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)、完善產(chǎn)品性能，使產(chǎn)品的絕緣結(jié)構(gòu)、通流能力和機(jī)械傳動等方面更加可靠耐久。如單柱對折式隔離開關(guān)，德國A比公司雖于1945年就已制成，但因與軟母線連接穩(wěn)定性較差，遲遲未發(fā)展。上世紀(jì)60年代以來，隨著電

21、力迅速向超高壓發(fā)展，單柱式隔離開關(guān)節(jié)省占地面積的優(yōu)點突顯，一些制造廠改進(jìn)了單柱式隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)，解決了隔離開關(guān)與軟母線連接的問題。發(fā)展至現(xiàn)在，國外主要的制造廠都在生產(chǎn)和發(fā)展這種單柱式的隔離開關(guān)。德國AEG、西門子、瑞士ABB、英國BP〔及日本的高岳等，都已形成了額定電流最高達(dá)4000一5000A、峰值耐受電流達(dá)160kA一200kA、短時耐受電流達(dá)63沁習(xí)35、80幻劃S的72.5劃~765kV的開關(guān)產(chǎn)品。</p><

22、;p>　　隨著中國電力工業(yè)的不斷發(fā)展，國內(nèi)戶外高壓隔離開關(guān)生產(chǎn)廠家也逐漸增多，目前已有30多家，其中能夠生產(chǎn)126kV以上產(chǎn)品的廠家除三大開以外還有長沙高壓開關(guān)有限公司、重慶高壓開關(guān)廠、山東泰開電氣有限公司、西安高壓開關(guān)廠中壓電器制造公司、還有蘇州阿爾斯通、杭州西門子和撫順高岳等公司，其中長沙高壓開關(guān)有限公司已成為交流高壓隔離開關(guān)的專業(yè)生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品范圍涉及12kv一550kv的各類型隔離開關(guān)和接地開關(guān)，還開發(fā)了1100kV的接地

23、開關(guān)。而三大開關(guān)廠沈高、西開和平高則可以提供800kV和1100kv隔離開關(guān)與接地開關(guān)。目前，國內(nèi)戶內(nèi)交流高壓隔離開關(guān)行業(yè)統(tǒng)計共有五十多個生產(chǎn)廠家。</p><p>　　西安西電高壓開關(guān)有限責(zé)任公司作為國內(nèi)主要隔離開關(guān)制造商之一，擁有7個系列100多種規(guī)格產(chǎn)品。該公司經(jīng)過對G以和G盯系列產(chǎn)品的市場調(diào)研，對該系列產(chǎn)品的設(shè)計結(jié)構(gòu)、制造工藝、材料選用等方面進(jìn)行完善化，研制出了兩種替代型的G目4一252及陰7一252完善

24、化改進(jìn)型的戶外交流高壓隔離開關(guān)。湖南長高高壓開關(guān)集團(tuán)股份公司主要從事隔離開關(guān)、斷路器等產(chǎn)品的生產(chǎn)，其中隔離開關(guān)是其主導(dǎo)產(chǎn)品。</p><p>　　發(fā)展趨勢：現(xiàn)在，為了提高隔離開關(guān)的技術(shù)性能與機(jī)械可靠性，世界各國在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，不斷改進(jìn)導(dǎo)電系統(tǒng)，采用新材料如高強(qiáng)度鋁合金制成旋轉(zhuǎn)部件，在導(dǎo)電接觸方面除采用滑動、滾動接觸外;還采用多觸點觸頭，以節(jié)省銅材、減輕重量、提高導(dǎo)電容量。同時，為了在開斷小電流(電容性、電感性

25、)和母線轉(zhuǎn)換電流時，使電弧不損傷主觸頭接觸面，國外不少產(chǎn)品還增設(shè)了用以引離電弧燒灼部位及易于熄弧的輔助裝置，以助主觸頭長期保持良好的通流能力。目前，國外還有些產(chǎn)品制造商在隔離開關(guān)的靜觸頭處加裝電阻器，以便分合閘時使電路串入電阻，由此來控制切合小電流可能產(chǎn)生的操作過電壓，提高產(chǎn)品品質(zhì)。對要求有開合感應(yīng)電流能力的接地開關(guān)，還加裝滅弧裝置以提高其開斷能力。為了適應(yīng)這些要求，目前高壓隔離開關(guān)正朝著高電壓、大容量、高機(jī)械可靠性、少維護(hù)、小型化、組

26、合化方向發(fā)展，其具體表現(xiàn)為: 高電壓、大容量；搞機(jī)械可靠性；小型化，組合化。</p><p>　　1.2.4真空斷路器的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢</p><p>　　我國自20世紀(jì)60年代開始真空開關(guān)的研究工作。經(jīng)過近30年的努力,我國已成為真空開關(guān)生產(chǎn)大國,真空開關(guān)生產(chǎn)水平已成熟。目前,我國已有132家企業(yè)可以生產(chǎn)真空開關(guān),其中年產(chǎn)量在10000臺以上的企業(yè)有6家,真空斷路器的型號有100多個。2

27、005年共生產(chǎn)12kV真空斷路器約30萬臺,40.5kV真空斷路器約2.4萬臺。我國的真空斷路器產(chǎn)品品種包容了世界上幾個知名公司的產(chǎn)品,如西門子的3 A F、3 A G、3 A H系列,A B B公司的VD4系列,日本東芝公司的VK系列,日本三菱公司的VPR系列等,產(chǎn)品的性能和主要技術(shù)參數(shù)以接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平。我國真空斷路器技術(shù)已取得一些技術(shù)的進(jìn)步:</p><p>　?。?）真空斷路器向高壓方面發(fā)展了72.

28、5kV和126kV產(chǎn)品,其中72.5kV真空斷路器已有幾十臺在東北地區(qū)投運。</p><p>　?。?）真空斷路器向大容量方向發(fā)展了15kV120kA產(chǎn)品和12kV 6300A 80kA產(chǎn)品。</p><p>　　（3）真空斷路器的極柱絕緣經(jīng)歷了空氣絕緣—復(fù)合絕緣—固封絕緣,形成了三代真空斷路器。</p><p>　　（4）真空滅弧室向小型化方向發(fā)展,真空滅弧室管徑

29、不斷縮小。</p><p>　?。?）真空滅弧室生產(chǎn)工藝不斷改善,大大提高了真空滅弧室的質(zhì)量。</p><p>　?。?）取得了一些具有自主知識產(chǎn)權(quán),處于國際同類先進(jìn)水平的研究成果。</p><p>　　我國真空斷路器技術(shù)雖然已達(dá)到較高水平,但還存在一些問題:</p><p>　?、盼覈a(chǎn)真空斷路器的生產(chǎn)廠家多,但形成規(guī)模的廠家不多。<

30、;/p><p>　?、飘a(chǎn)品品種過多,在發(fā)展新產(chǎn)品時應(yīng)注意產(chǎn)品的系列化的通用性。</p><p>　?、遣簧偕a(chǎn)廠家加工設(shè)備、加工工藝落后,生產(chǎn)經(jīng)驗不足,產(chǎn)品質(zhì)量波動較大。</p><p>　　⑷真空滅弧室的質(zhì)量問題應(yīng)當(dāng)引起高度重視。</p><p>　　1.2.5繼電保護(hù)的現(xiàn)狀和展望</p><p>　　繼電保護(hù)是否能安全

31、可靠的工作直接關(guān)系到整個電力系統(tǒng)的安全運行情況。因此在電力系統(tǒng)中對繼電保護(hù)有很高的要求。傳統(tǒng)上采用獨立的裝置，有專門人負(fù)責(zé)，希望繼電保護(hù)裝置能快速有效地檢出，切除、隔離故障，并能快速恢復(fù)供電。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)先后經(jīng)歷了不同的發(fā)展時期,機(jī)電式繼電保護(hù)、晶體管繼電保護(hù)、基于集成運算放大器的集成電路保護(hù),到了20世紀(jì)90年代,繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)入了微機(jī)保護(hù)時代。微機(jī)保護(hù)有強(qiáng)大的邏輯處理能力、數(shù)值計算能力和記憶能力。對于微機(jī)型繼電保護(hù)裝置由于其性能

32、的優(yōu)越運行可靠，越來越得到用戶的認(rèn)可而在電力系統(tǒng)中大量使用。其主要的特點如下：</p><p>　?。?）改善和提高繼電保護(hù)的動作特性和性能：(1)用數(shù)學(xué)方程的數(shù)字方法構(gòu)成保護(hù)的測量元件，其動作特性可以得到很大的改進(jìn)，或得到常規(guī)保護(hù)(模擬式)不易獲得的特性。(2)用它的很強(qiáng)的記憶功能更好地實現(xiàn)故障分量保護(hù)。(3)可引進(jìn)自動控制、新的數(shù)學(xué)理論和技術(shù)———自適應(yīng)、狀態(tài)預(yù)測、模糊控制及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)等等；<

33、;/p><p>　?。?）可以方便地擴(kuò)充其他輔助功能；</p><p>　?。?）工藝結(jié)構(gòu)條件優(yōu)越；</p><p>　?。?）使用方便。電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護(hù)不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護(hù)技術(shù)得天獨厚，在40余年的時間里完成了發(fā)展的4個歷史階段。</p><

34、p>　　繼電保護(hù)的新趨勢：隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展及計算機(jī)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域中的普遍應(yīng)用，新的控制原理和方法被不斷應(yīng)用于計算機(jī)繼電保護(hù)中，以期取得更好的效果，從而使微機(jī)繼電保護(hù)的研究向更高的層次發(fā)展，出現(xiàn)了一些引人注目的新趨勢:</p><p><b>　　(1)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)</b></p><p>　　進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制理論逐

35、步應(yīng)用于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中，為繼電保護(hù)的發(fā)展注入了活力。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Artificial Neural Network，下簡稱ANN）是模擬生物神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)而提出的一種信息處理方法。ANN具有本質(zhì)的非線形特征、并行處理能力、強(qiáng)魯棒性以及自組織自學(xué)習(xí)的能力。其應(yīng)用研究發(fā)展十分迅速，目前主要集中在人工智能、信息處理、自動控制和非線性優(yōu)化等問題。近年來，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域內(nèi)出現(xiàn)了用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）來實現(xiàn)故障類型的判別、故障距離的測定

36、、方向保護(hù)、主設(shè)備保護(hù)等。例如在輸電線兩側(cè)系統(tǒng)電勢角度擺開情況下發(fā)生經(jīng)過渡電阻的短路就是一非線性問題，距離保護(hù)很難正確作出故障位置的判別，從而造成誤動或拒動；如果用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，經(jīng)過大量故障樣本的訓(xùn)練，只要樣本集中充分考慮了各種情況，則在發(fā)生任何故障時都可正確判別。</p><p>　　(2)自適應(yīng)控制技術(shù)</p><p>　　自適應(yīng)繼電保護(hù)的概念始于20世紀(jì)80年代，它可定義為能根據(jù)電力

37、系統(tǒng)運行方式和故障狀態(tài)的變化而實時改變保護(hù)性能、特性或定值的新型繼電保護(hù)。自適應(yīng)繼電保護(hù)的基本思想是使保護(hù)能盡可能地適應(yīng)電力系統(tǒng)的各種變化，進(jìn)一步改善保護(hù)的性能。這種新型保護(hù)原理的出現(xiàn)引起了人們的極大關(guān)注和興趣，是微機(jī)保護(hù)具有生命力和不斷發(fā)展的重要內(nèi)容。自適應(yīng)繼電保護(hù)具有改善系統(tǒng)的響應(yīng)、增強(qiáng)可靠性和提高經(jīng)濟(jì)效益等優(yōu)點，在輸電線路的距離保護(hù)、變壓器保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)、自動重合閘等領(lǐng)域內(nèi)有著廣泛的應(yīng)用前景。對自適應(yīng)保護(hù)原理的研究已經(jīng)過很長的時

38、間，也取得了一定的成果，但要真正實現(xiàn)保護(hù)對系統(tǒng)運行方式和故障狀態(tài)的自適應(yīng)，必須獲得更多的系統(tǒng)運行和故障信息，只有實現(xiàn)保護(hù)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化，才能做到這一點。</p><p>　　(3)變電所綜合自動化技術(shù)</p><p>　　現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為改變變電站目前監(jiān)視、控制、保護(hù)和計量裝置及系統(tǒng)分割的狀態(tài)提供了優(yōu)化組合和系統(tǒng)集成的技術(shù)基礎(chǔ)。高壓、超高壓變電站正面臨著一場技術(shù)創(chuàng)新。實

39、現(xiàn)繼電保護(hù)和綜合自動化的緊密結(jié)合，它表現(xiàn)在集成與資源共享、遠(yuǎn)方控制與信息共享。</p><p>　　1.2.6水電站自動化的現(xiàn)狀和發(fā)展前景</p><p>　　當(dāng)前水電站自動化的設(shè)計與建設(shè),一般按照“無人值班”(少人值守)的原則進(jìn)行計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計和系統(tǒng)配置。監(jiān)控系統(tǒng)選用開放式、全分布的體系結(jié)構(gòu),系統(tǒng)配置和設(shè)備選型適應(yīng)計算機(jī)發(fā)展迅速的特點,特別適應(yīng)于基建電廠基建周期長、設(shè)備分批交貨

40、的特點,具有先進(jìn)性和向上兼容性。監(jiān)控系統(tǒng)軟件采用模塊化、結(jié)構(gòu)化設(shè)計,保證系統(tǒng)的可擴(kuò)展性,滿足功能增加及規(guī)模擴(kuò)充的需要。人機(jī)接口功能強(qiáng)、操作方便,適應(yīng)電廠運行人員操作習(xí)慣。使用計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的水電站能滿足各級調(diào)度自動化的要求,機(jī)組開/停、功率設(shè)定及負(fù)荷調(diào)整均能實現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)控,而且系統(tǒng)具有高度的可靠性、安全性,實時性好,抗干擾能力強(qiáng),適應(yīng)現(xiàn)場環(huán)境[4]。</p><p><b>　　1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</b&g

41、t;</p><p>　　目前監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基本上以面向網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),大多采用以太網(wǎng)或光纖分布式數(shù)據(jù)接口(FDDI)等通用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接高性能的微機(jī)、工作站、服務(wù)器,在被控設(shè)備現(xiàn)場則較多地采用PLC或智能LCU,再通過現(xiàn)場總線與基礎(chǔ)層的智能I/O設(shè)備、智能儀表、遠(yuǎn)程I/O等相連接構(gòu)成現(xiàn)地控制子系統(tǒng),與廠級系統(tǒng)結(jié)合形成整個控制系統(tǒng)。隨著安全生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)管理、電力市場等功能的擴(kuò)展,對計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的能力也提出了更高的要求,

42、在系統(tǒng)級設(shè)備中,64位的工作站、服務(wù)器的選用已是絕大多數(shù)系統(tǒng)的必然選擇,對于大中型水電站,數(shù)據(jù)服務(wù)器一般都采用高可靠性的集群技術(shù)。對于LCU而言,PLC直接上網(wǎng)以及智能控制器加上現(xiàn)場總線技術(shù)是一個很好的應(yīng)用發(fā)展趨勢,它具有系統(tǒng)開放性、可互操作性與可用性、現(xiàn)場設(shè)備的智能化與功能自治性、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性和對現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)性。機(jī)組容量變大、控制信息量增多、控制任務(wù)功能增加、控制負(fù)荷加重、網(wǎng)絡(luò)通信故障都會造成LCU控制能力的降低,針對水電廠

43、被控制對象分散的特點,采用現(xiàn)場總線將分散在現(xiàn)場的智能儀表、智能I/O、智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)、智能變送器、智能控制器連接成一體,體現(xiàn)了分散控制的特點,提高了系統(tǒng)的自治性和可靠性,節(jié)</p><p><b>　　2軟件系統(tǒng)平臺</b></p><p>　　（1）支持軟件平臺和應(yīng)用軟件包向通用化、規(guī)范化發(fā)展。為適應(yīng)開放化、標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、高速化和易用化的技術(shù)發(fā)展要求,計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

44、中的軟件支持平臺和應(yīng)用軟件包應(yīng)更趨向于通用化、開放化、規(guī)范化。從電力行業(yè)高可靠性的要求出發(fā),在操作系統(tǒng)方面,大中型水電廠監(jiān)控系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用UNIX操作系統(tǒng),中小型水電廠則較多采用Windows操作系統(tǒng),目前也有少數(shù)采用Linux系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫方面,由于商用數(shù)據(jù)庫對電力生產(chǎn)控制的實時性要求還難以充分滿足,專有的實時數(shù)據(jù)庫加商用的歷史數(shù)據(jù)庫的形式是目前普遍采用的方式,但部分?jǐn)?shù)據(jù)庫的專用性造成數(shù)據(jù)變換的不便,在現(xiàn)今電力行業(yè)推進(jìn)信息化、數(shù)字化建設(shè)

45、的大背景下,這種不適應(yīng)性就凸現(xiàn)出來,較好的辦法是遵循統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)接口規(guī)范,使大家可在統(tǒng)一的“數(shù)字總線”上便捷地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。</p><p>　?。?）Web、面向?qū)ο蟮腏ava等新技術(shù)將越來越多地引入計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。如南瑞新近開發(fā)的NC2000監(jiān)控系統(tǒng),全面采用了面向?qū)ο蟮拈_發(fā)技術(shù),人機(jī)界面采用跨平臺的Java實現(xiàn),它不僅給用戶提供了更加方便地進(jìn)行可編程二次開發(fā)的生動的功能豐富多彩的界面,而且由于Web、Java

46、等技術(shù)的采用,前臺操作員站的應(yīng)用支撐軟件大大減少,可以實現(xiàn)真正意義上的“瘦客戶機(jī)”。如在大中型電廠,用高性能的UNIX工作站或服務(wù)器作為全系統(tǒng)的主控機(jī)和數(shù)據(jù)服務(wù)器,用PC機(jī)作為操作員站,通過Java一次編譯、多處運行的特性,不僅可輕松地在操作員站、主處理器等監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的節(jié)點獲得同樣的人機(jī)界面,加上Internet/Intranet和Web技術(shù)的支持,更可在廠長、總工辦公室及生技科等廠內(nèi)PC機(jī)聯(lián)網(wǎng)的地方直接瀏覽同樣的界面,甚至在任何地點經(jīng)

47、電話接入后也可以瀏覽到同樣的界面(為保證安全,需增加必要的安全措施)。</p><p>　?。?）采用了功能強(qiáng)大的組態(tài)工具,用戶無需對操作系統(tǒng)命令深入了解,也不需要復(fù)雜的編程技巧,不論是采用UNIX系統(tǒng)還是Windows系統(tǒng),都可通過組態(tài)界面方便地完成操作。系統(tǒng)全面支持友好的人機(jī)界面,如支持單屏幕或多屏幕、全鼠標(biāo)驅(qū)動、包括漢字在內(nèi)的畫面無級縮放、靜態(tài)的或各種動態(tài)的畫面、平面的或立體的畫面以及多種文字語言等,方便了

48、系統(tǒng)的運行和維護(hù)。</p><p>　?。?）采用流程圖組態(tài)的形式實現(xiàn)順序控制流程,包括順序控制流程的生成、檢測、加載等各種功能的應(yīng)用定義及維護(hù),大多數(shù)功能除了少數(shù)數(shù)字輸入外只需點擊鼠標(biāo)進(jìn)行選擇,既快捷方便又避免了使用編輯程序難免產(chǎn)生的輸入錯誤,真正體現(xiàn)了主系統(tǒng)服務(wù)的面向?qū)ο蟆⒖煽?、開放、友好、可擴(kuò)展和透明化的特點。</p><p>　　（5）具有功能完善的現(xiàn)地裝置編程環(huán)境。LCU大多采用

49、以PLC為核心的結(jié)構(gòu)方式,部分系統(tǒng)中要求PLC具有冗余的以太網(wǎng)功能、SOE功能和可擴(kuò)充的串行通信編程功能,這樣的體系結(jié)構(gòu)就要求PLC的編程環(huán)境必須適應(yīng)相應(yīng)的要求。目前流行使用的PLC都具有這些功能,但有的實現(xiàn)起來比較方便、快捷,有的就比較麻煩。南瑞MB系列iPLC在直接實現(xiàn)以太網(wǎng)功能、SOE和時鐘同步功能、串行通信模件擴(kuò)充功能等方面具有較好的技術(shù)支持,已在許多工程實踐中得到應(yīng)用。</p><p>　?。?）巨型機(jī)

50、組水電站的計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)面對著巨量的數(shù)據(jù)采集和處理,上位機(jī)系統(tǒng)與LCU的數(shù)據(jù)交換量也十分龐大,目前,個別廠商的PLC在與上級計算機(jī)通信的設(shè)計方面具有歷史局限性,造成通信速度的瓶頸,這就要求上位機(jī)的通信任務(wù)采用多進(jìn)程或多線程技術(shù),按照數(shù)據(jù)類型構(gòu)造多重TCP/IP連接,實現(xiàn)并行工作,并且必須根據(jù)PLC數(shù)據(jù)傳輸請求與處理的特點平衡多個數(shù)據(jù)采集服務(wù)器的負(fù)荷,確保監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的實時性,從而大大增加了通信功能的復(fù)雜性。南瑞MB系列PLC由于采用

51、了先進(jìn)的通信協(xié)議設(shè)計,避免了類似事件,有效地簡化了通信功能的復(fù)雜度[5]。</p><p><b>　　3未來展望</b></p><p>　　隨著自動化技術(shù)的不斷進(jìn)步以及水電站運行管理水平的不斷提高,水電站自動化技術(shù)也將不斷發(fā)展,主要表現(xiàn)在以下方面。</p><p>　　1)深入推進(jìn)水電站無人值班技術(shù)的各項工作無人值班技術(shù)的應(yīng)用是水電站運行管

52、理和自動化水平的標(biāo)志。無人值班技術(shù)不只是使用高性能的自動化元件或控制部件,更是要進(jìn)一步提升其技術(shù)可靠性水平,采用先進(jìn)的智能傳感器、智能控制回路以及LCU數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),簡化各種復(fù)雜環(huán)節(jié),如光電壓互感器/電流互感器的應(yīng)用、高速的現(xiàn)場總線等,計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的開放性將進(jìn)一步提高。</p><p>　　2)技術(shù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)平臺———數(shù)字化水電站平臺技術(shù)的構(gòu)建隨著網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)在水電站的應(yīng)用越來越廣泛,水電站的智能系統(tǒng)和設(shè)備越來

53、越多,包括監(jiān)控系統(tǒng)、狀態(tài)監(jiān)測和分析系統(tǒng)、培訓(xùn)仿真系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)等,而綜合應(yīng)用這些相關(guān)信息的決策部門卻離生產(chǎn)現(xiàn)場越來越遠(yuǎn)。對這些相關(guān)信息進(jìn)行綜合分析與有效挖掘,必將全面提升水電站運行與管理水平,提高企業(yè)資源利用率,保障安全生產(chǎn),降低運行維護(hù)成本,推動發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)力發(fā)展和經(jīng)濟(jì)效益的提高。</p><p>　　3)適用于水電站的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的iPLC將被廣泛應(yīng)用隨著水電站自動化技術(shù)的發(fā)展

54、,傳統(tǒng)的、通用的國外品牌PLC在水電站計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用中,越來越無法適應(yīng)水電站自動化技術(shù)的真實需求,必須進(jìn)一步提升其技術(shù)水平、擴(kuò)展相關(guān)功能,因此,既具有通用PCL功能又具有水電站自動化專業(yè)特點的iPLC將被廣泛應(yīng)用。4)服務(wù)專業(yè)化或代理化</p><p>　　各電力生產(chǎn)企業(yè)在不斷發(fā)展,對計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的要求也越來越高,水電站自動化技術(shù)也越來越復(fù)雜,相應(yīng)的維護(hù)人員卻在減少,生產(chǎn)企業(yè)一般只進(jìn)行日常的改進(jìn)和部分設(shè)備的

55、更換,大修、小修及平時突發(fā)事件發(fā)生后需要專業(yè)的服務(wù),因此,廠家服務(wù)和專業(yè)化服務(wù)的需求已經(jīng)出現(xiàn)。</p><p>　　第2章 電氣主接線的設(shè)計及方案選擇</p><p>　　2.1電氣主接線的設(shè)計原則和要求</p><p><b>　　一、基本原則：</b></p><p>　　以下達(dá)的任務(wù)書為主依據(jù)，根據(jù)國家現(xiàn)行“安全可

56、靠、經(jīng)濟(jì)適用、符合國情”的電力建設(shè)與發(fā)展的方針，嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合工程實際的具體特點，準(zhǔn)確地掌握原始資料，保證設(shè)計方案的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)型[6]。</p><p>　　二、設(shè)計的一般步驟：</p><p>　?。?）原始資料分析；</p><p>　?。?）對擬定的各方案進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，選出最好方案；</p><p>　?。?/p>

57、3）繪制電氣主接線圖。</p><p><b>　　三、基本要求：</b></p><p>　　主接線應(yīng)滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性和發(fā)展性等四方案的要求。</p><p>　　(1)可靠性。為了向用戶提供持續(xù)、優(yōu)質(zhì)的電力，主接線首先必須滿足這一可靠性的要求。主接線的可靠性的衡量標(biāo)準(zhǔn)時運行實踐，要充分地做好調(diào)研工作，力求避免決策失誤，鑒于進(jìn)行可靠

58、性的定量計算分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)尚不完善的情況，充分地做好貂蟬研究工作顯得尤為重要。</p><p>　　主接線的可靠性不僅包括開關(guān)、母線等一次設(shè)備，而且包括相對的繼電保護(hù)、自動裝置等二次設(shè)備在運行中的可靠性。不要孤立地分析一次系統(tǒng)的可靠性。</p><p>　　為了提高主接線的可靠性，選用運行可靠性高的設(shè)備是條捷徑，這就要兼顧可靠性和經(jīng)濟(jì)性兩方面，做出切合實際的決定。</p>&

59、lt;p>　?。?）靈活性。電氣主接線的設(shè)計，應(yīng)當(dāng)適應(yīng)在運行、熱備用、冷備用和檢修等各種方式下運行要求。在調(diào)度時，可以靈活地投入或切除發(fā)電機(jī)、變壓器和線路等元件，合理調(diào)配電源和負(fù)荷。在檢修時，可以方便地停運斷路器母線及二次設(shè)備，并方便地設(shè)置安全措施，不影響電網(wǎng)的正常運行和對其他用戶的供電。</p><p>　　（3）經(jīng)濟(jì)性。方案的經(jīng)濟(jì)性體現(xiàn)在以下幾個方面：</p><p>　　1）投

60、資省。主接線要力求簡單，以節(jié)省一次設(shè)備的使用數(shù)量；繼電保護(hù)和二次回路在滿足技術(shù)要求的前提下，簡化配置、優(yōu)化控制電纜的走向，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜的長度；采取措施，限制短路電流，得以選用廉價的輕型設(shè)備，節(jié)省開支。</p><p>　　2）占地面積小。主接線的選型和布置方式，直接影響到整個配電裝置的占地面積。</p><p>　　3）電能消耗小。經(jīng)濟(jì)合理地選擇變壓器的類型、容量、數(shù)量和電壓等

61、級。</p><p>　　4）發(fā)展性。主接線可以容易地從初期接線方式過渡到最終接線。在不影響連續(xù)供電或者停電時間最短的情況下，完成過渡期的改擴(kuò)建，且對一次和二次部分改動工作量最少[7]。</p><p>　　2.2原始資料及分析</p><p><b>　?。?）原始資料：</b></p><p>　　九甸峽水電站位于甘

62、肅省卓尼、臨潭縣交界處，電站安裝3臺立軸混流式水輪發(fā)電機(jī)組，單機(jī)容量100MW，總裝機(jī)容量300MW。電站設(shè)有110KV電壓級出線4回。110KV電壓側(cè)采用雙母線接線。系統(tǒng)容量為無窮大，歸算到110KV側(cè)阻抗為0.16。</p><p><b>　?。?）資料分析：</b></p><p>　　本電廠單機(jī)容量100MW,總裝機(jī)容量是300MW，在電網(wǎng)中屬于中型電廠，在

63、系統(tǒng)中的地位是比較高的，停電對系統(tǒng)供電的可靠性影響較大，所以在主接線方案選擇時要重點顧及其可靠性。</p><p>　　2.3初步方案的設(shè)計及最終方案的確定</p><p>　　2.3.1三個初步方案</p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　圖2-1 方案一簡圖</p><

64、p><b>　　方案二：</b></p><p>　　圖2-2 方案二簡圖</p><p><b>　　方案三：</b></p><p>　　圖2-3 方案三簡圖</p><p>　　2.3.2最終方案的確定</p><p>　　母線主接線方式是雙母線接線已經(jīng)確定

65、，所以只需考慮發(fā)電機(jī)經(jīng)變壓器接到母線上的幾種形式，主要有單元接線，擴(kuò)大單元接線，橋型接線等。橋型接線主要適用于只有2臺變壓器和2條出線的情形，在這里不宜采用。</p><p>　　方案選擇：本電廠的容量為300MW，屬于中型水電廠，在系統(tǒng)中的地位較為重要，顧對其可靠性的要求較高，在三種初步方案中，方案二的可靠性較低，顧不采用。</p><p>　　表2-1 方案一和方案三比較</p

66、><p>　　總述：本水電廠是一個中型水電廠，對系統(tǒng)比較重要，顧對可靠性的要求較高，通過比較認(rèn)為方案一更為合理，保證了可靠性和靈活性的同時，又兼顧了經(jīng)濟(jì)性，決定采用方案一作為最終方案。</p><p>　　九甸峽水電站電氣主接線詳圖參見附錄1。</p><p>　　2.4發(fā)電機(jī)和主變的選擇</p><p>　　1．本電廠發(fā)電機(jī)容量為100MW，參

67、照《電力工程電氣設(shè)備手冊》，選擇TS854/210-40型水輪發(fā)電機(jī)[8]。</p><p>　　表2-1 發(fā)電機(jī)型號及其主要參數(shù)</p><p>　　2．發(fā)電機(jī)容量為100MW,功率因數(shù)為0.85，視在功率S=117.6MVA,單元接線情況下，主變?nèi)萘繎?yīng)為發(fā)電機(jī)額定容量扣除機(jī)組廠用電，并余留10%裕度。選用SFP7-12000/110型雙繞組變壓器。</p><p&

68、gt;　　表2-3 主變型號及其參數(shù)</p><p>　　3.廠用變壓器的選擇：</p><p>　　滿足可能出現(xiàn)的最大廠用電負(fù)荷</p><p>　　一臺檢修時，其余應(yīng)能負(fù)擔(dān)重要廠用負(fù)荷</p><p>　　保證需要自啟動的電動機(jī)在故障消除后，電動機(jī)端的啟動電壓不低于額定電壓的65%-70%</p><p>　　顧

69、擬定每臺廠用變壓器的容量為300MW*1%=3MW</p><p>　　在實際工程中，13.8kv降至0.4kv的變壓器室特種變壓器，選型上比較困難，在這里選用10.5kv/0.4kv代替</p><p>　　表2-4 廠用變壓器型號及其參數(shù)</p><p>　　第3章 短路電流計算</p><p>　　3.1短路電流計算目的</p&

70、gt;<p>　　（1）電氣主接線的比選</p><p>　?。?）選擇導(dǎo)體和電器</p><p>　　（3）確定中性點接地方式</p><p>　?。?）計算軟導(dǎo)線的短路搖擺</p><p>　?。?）確定分裂線間隔棒的間距</p><p>　?。?）驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓</p>

71、<p>　?。?）選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計算</p><p>　　3.2短路電流實用計算中采用以下假定條件和原則：</p><p>　　計算中采用以下假定條件和原則：</p><p>　　正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行</p><p>　　所有電流的電動勢相位角相同</p><p>　　系統(tǒng)中同步和異步

72、電極均為理想電極</p><p>　　電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和</p><p>　　電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運行，其中50%負(fù)荷接在高壓母線上，50%負(fù)荷接在系統(tǒng)側(cè)</p><p>　　同步電極都具有自動調(diào)整勵磁裝置</p><p>　　短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間</p><p>　　不考慮短路點的電

73、弧阻抗和變壓器的勵磁電流</p><p>　　除計算短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都略去不計</p><p>　　元件的計算參數(shù)都去其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍</p><p>　　輸電線路的電容略去不計</p><p>　　用概率統(tǒng)計算法制定短路電流運算曲線[9]。</p><p>

74、<b>　　3.3短路電流計算</b></p><p>　　3.3.1系統(tǒng)簡化圖</p><p>　　圖3-1 系統(tǒng)簡化圖</p><p>　　各元件阻抗標(biāo)幺值計算：</p><p>　　3.3.2等值阻抗圖</p><p>　　圖3-2 等值阻抗圖</p><p>　　

75、經(jīng)分析選取短路點d1、d2 如圖3-2。</p><p><b>　　(1)d1點：</b></p><p>　　圖3-2 d1點等值簡化圖</p><p><b>　　(2)d2點：</b></p><p>　　圖3-3 d2點等值簡化圖</p><p>　　表3-1

76、短路電流計算小結(jié)</p><p>　　第4章 主要設(shè)備的選擇與校驗</p><p>　　4.1一般原則和條件</p><p>　?。?）應(yīng)滿足正常運行，檢修，短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展；</p><p>　　（2）應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核；</p><p>　　（3）應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理；</p&g

77、t;<p>　?。?）與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致；</p><p>　?。?）同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種；</p><p>　?。?）選用新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的實驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格；</p><p>　?。?）選擇的高壓電氣設(shè)備應(yīng)滿足各項電氣要求；</p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，便于安裝和維修；<

78、/p><p>　?。?）在制造廠給定的技術(shù)條件下，能長期可靠的運行，有一定的機(jī)械壽命與電氣壽命[10]。</p><p><b>　　4.2斷路器的選擇</b></p><p>　　斷路器是在電力系統(tǒng)正常運行和故障情況下用作斷開或接通電路中的正常工作電流及開斷故障電流的設(shè)備。開關(guān)電器在合閘狀態(tài)下，靠觸頭接通電路。當(dāng)斷開電路時，在開關(guān)的觸頭之間可以看

79、到強(qiáng)烈而刺眼的亮光。這是由于在觸頭之間產(chǎn)生了放電，這種放電稱為電弧。此時觸頭雖以分開，但是電流通過觸頭間的電弧仍繼續(xù)流通，也就是說，電路并未真正斷開，要使電路真正斷開，必須將電弧熄滅，高壓斷路器具有能熄滅電弧的裝置，它能用來斷開或閉合電路中的正常工作電流，也用來斷開電路中的過負(fù)荷或短路電流。所以它是電力系統(tǒng)中最重要的開關(guān)電器。對它的基本要求是：具有足夠的開斷能力，盡可能短的動作時間和高的工作可靠性；結(jié)構(gòu)簡單，便于操作和檢修，具有防火和防

80、暴性能，尺寸小，重量輕，價格低等。</p><p>　　SF6斷路器和真空斷路器目前應(yīng)用廣泛，少油斷路器因其成本低，結(jié)構(gòu)簡單，依然被廣泛應(yīng)用于不需要頻繁操作及要求不高的各級高壓電網(wǎng)中，壓縮空氣斷路器和多油斷路器已基本淘汰。</p><p>　　由于SF6氣體的電氣性能好，所以SF6斷路器的斷口電壓較高。在電壓等級相同、開斷電流和其他性能相接近的情況下，SF6斷路器比少油斷路器串聯(lián)斷口數(shù)要少

81、，可是制造、安裝、調(diào)試和運行比較方便和經(jīng)濟(jì)。</p><p>　　SF6斷路器的特點是：</p><p>　?。?）滅弧能力強(qiáng)，介質(zhì)強(qiáng)度高，單元滅弧室的工作電壓高，開斷電</p><p><b>　　流大然后時間短；</b></p><p>　?。?）開斷電容電流或電感電流時，無重燃，過電壓低；</p>&

82、lt;p>　?。?）電氣壽命長，檢修周期長，適于頻繁操作；</p><p>　?。?）操作功小，機(jī)械特性穩(wěn)定，操作噪音小。</p><p><b>　　原則：① </b></p><p><b>　?、?</b></p><p>　　4.2.1升壓變壓器高壓側(cè)斷路器</p>

83、<p><b>　　最大持續(xù)工作電流：</b></p><p>　　選型號為六氟化硫斷路器[11]。</p><p>　　表4-1 六氟化硫斷路器參數(shù)</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　動穩(wěn)定電流：,110kV側(cè)的沖擊電流.</p>&

84、lt;p>　　滿足，顧動穩(wěn)定滿足條件。</p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　4.2.2母聯(lián)斷路器的選擇</p><p><b>　　最大持續(xù)工作電流</b></p><p>　　選型號為六氟化硫斷路器。</p><p>　　表4-2

85、六氟化硫斷路器參數(shù)</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　動穩(wěn)定電流：,110kV側(cè)的沖擊電流.</p><p>　　滿足，顧動穩(wěn)定滿足條件。</p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　4.2.3 110kV出線斷路

86、器的選擇</p><p>　　考慮當(dāng)四回出線只有一回工作時</p><p><b>　　最大持續(xù)工作電流：</b></p><p>　　選型號為六氟化硫斷路器。</p><p>　　表4-3 六氟化硫斷路器參數(shù)</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p&

87、gt;<p>　　動穩(wěn)定電流：,110kV側(cè)的沖擊電流.</p><p>　　滿足，顧動穩(wěn)定滿足條件。</p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　4.3隔離開關(guān)的選擇</p><p>　　隔離開關(guān)是電力系統(tǒng)中應(yīng)用最多的一種高壓電器，它的主要功能是：</p><

88、p>　　建立明顯的絕緣間隙，保證線路或電氣設(shè)備修理時人身安全；</p><p>　　轉(zhuǎn)換線路、增加線路連接的靈活性。</p><p>　　在電網(wǎng)運行情況下，為了保證檢修工作電安全進(jìn)行，除了使工作點與帶電部分隔離外，還必須采取檢修接地措施防止意外帶電。為此，要求在高壓配電裝置的母線側(cè)和線路側(cè)裝設(shè)帶專門接地刀閘的隔離開關(guān)，以便在檢修母線或線路斷路器時，使之可靠接地。這種帶接地刀閘的隔離開

89、關(guān)的工作方式為：正常運行時，主刀閘閉合，接地刀閘斷開；檢修時，主刀閘斷開，接地刀閘閉合。這種工作方式由操作機(jī)構(gòu)之間具有機(jī)械閉鎖的裝置來實現(xiàn)[12]。</p><p><b>　　原則：① </b></p><p><b>　　② </b></p><p>　　4.3.1變壓器高壓側(cè)的隔離開關(guān)的選擇</p>

90、<p><b>　　最大持續(xù)工作電流：</b></p><p><b>　　選型號為隔離開關(guān)</b></p><p>　　表4-4 型隔離開關(guān)參數(shù)</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　動穩(wěn)定電流：,110kV側(cè)的沖擊電流.<

91、;/p><p>　　滿足，顧動穩(wěn)定滿足條件。</p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　4.3.2母聯(lián)斷路器處隔離開關(guān)的選擇</p><p><b>　　最大持續(xù)工作電流</b></p><p><b>　　選型號為隔離開關(guān)。</b&g

92、t;</p><p>　　表4-5 型隔離開關(guān)參數(shù)</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　動穩(wěn)定電流：,110kV側(cè)的沖擊電流.</p><p>　　滿足，顧動穩(wěn)定滿足條件。</p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗：</b></p>

93、;<p>　　4.3.3 110kV出線隔離開關(guān)的選擇</p><p>　　考慮當(dāng)四回出線只有一回工作時，最大持續(xù)工作電流：</p><p><b>　　選型號為隔離開關(guān)。</b></p><p>　　表4-6 型隔離開關(guān)參數(shù)</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b><

94、/p><p>　　動穩(wěn)定電流：,110kV側(cè)的沖擊電流.</p><p>　　滿足，顧動穩(wěn)定滿足條件。</p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p><b>　　4.4互感器的選擇</b></p><p>　　4.4.1電流互感器的工作原理和選用要點</

95、p><p><b>　　1．工作原理</b></p><p>　　電流互感器起到變流和電氣隔離作用。便于二次儀表測量需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流，避免直接測量線路的危險。電流互感器是升壓(降流)變壓器，它是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路電流信息的傳感器，電流互感器將高電流按比例轉(zhuǎn)換成低電流，電流互感器一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表、繼電保護(hù)等。&

96、lt;/p><p><b>　　2．選用要點</b></p><p>　?。?）額定電流（一次側(cè)）應(yīng)為線路正常運行時負(fù)載電流的1.0～1.3倍。</p><p>　　（2）額定電壓。應(yīng)為0.5kV或0.66kV。</p><p>　?。?）注意精度等級。若用于測量，應(yīng)選用精度等級0.5或0.2級；若負(fù)載電流變化較大，或正常運

97、行時負(fù)載電流低于電流互感器一次側(cè)額定電流30%，應(yīng)選用0.5級。</p><p>　?。?）根據(jù)需要確定變比與匝數(shù)。</p><p>　　（5）型號規(guī)格選擇。根據(jù)供電線路一次負(fù)荷電流確定變比后，再根據(jù)實際安裝情況確定型號。</p><p>　?。?）額定容量的選擇。電流互感器二次額定容量要大于實際二次負(fù)載，實際二次負(fù)載應(yīng)為25～100%二次額定容量。容量決定二次側(cè)負(fù)

98、載阻抗，負(fù)載阻抗又影響測量或控制精度。</p><p>　　4.4.2發(fā)電機(jī)出口處的電流互感器選擇</p><p><b>　　（1）所接電網(wǎng)電壓</b></p><p>　　一次回路最大工作電流:</p><p>　　電流互感器的一次額定電壓和電流必須滿足：</p><p><b>　

99、??；</b></p><p>　　選擇LMZ2-20型電流互感器，設(shè)備主要參數(shù)如下：</p><p>　　表4-6 LMZ2-20型電流互感器參數(shù)</p><p>　　注：L:電流互感器 M：貫穿母線式 Z:澆注絕緣</p><p>　　1S熱穩(wěn)定倍數(shù)：熱穩(wěn)定電流與互感器額定電流之比，熱穩(wěn)定電流是指1s內(nèi)不使電流互感器發(fā)熱致超過

100、允許限度的電流。</p><p>　?。?）熱穩(wěn)定性校驗：電流互感器的熱穩(wěn)定能力用熱穩(wěn)定倍數(shù)表示。熱穩(wěn)定倍數(shù)Kt等于1s內(nèi)允許通過的熱穩(wěn)定電流與一次額定電流IN1之比。所以熱穩(wěn)定應(yīng)滿足的條件。</p><p>　?。?）動穩(wěn)定校驗：電流互感器的動穩(wěn)定能力用動穩(wěn)定倍數(shù)表示。等于內(nèi)部允許通過極限電流的峰值與一次額定電流之比，所以滿足的條件為:</p><p>　　4.4

101、.3變壓器高壓側(cè)電流互感器的選擇</p><p><b>　?。?）所接電網(wǎng)電壓</b></p><p>　　一次回路最大工作電流: </p><p>　　電流互感器的一次額定電壓和電流必須滿足：</p><p><b>　??；</b></p><p>　　選擇LCB-110

102、型獨立式戶外電流互感器，設(shè)備主要參數(shù)如下：</p><p>　　表4-7 LCB-110型獨立式戶外電流互感器參數(shù)</p><p>　?。?）熱穩(wěn)定性校驗：電流互感器的熱穩(wěn)定能力用熱穩(wěn)定倍數(shù)表示。熱穩(wěn)定倍數(shù)等于1s內(nèi)允許通過的熱穩(wěn)定電流與一次額定電流之比。所以熱穩(wěn)定應(yīng)滿足的條件</p><p>　　動穩(wěn)定校驗：電流互感器的動穩(wěn)定能力用動穩(wěn)定倍數(shù)表示。等于內(nèi)部允許通

103、過極限電流的峰值與一次額定電流之比，所以滿足的條件為:</p><p>　　4.4.4母聯(lián)斷路器側(cè)電流互感器的選擇</p><p><b>　　（1）所接電網(wǎng)電壓</b></p><p>　　一次回路最大工作電流:</p><p>　　電流互感器的一次額定電壓和電流必須滿足：</p><p>&l

104、t;b>　??；</b></p><p>　　選擇LRBT-110型電流互感器，設(shè)備主要參數(shù)如下：</p><p>　　表4-8 LRBT-110型電流互感器參數(shù)</p><p>　?。?）熱穩(wěn)定性校驗：</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　4.4

105、.5 110KV出線處電流互感器的選擇</p><p><b>　?。?）所接電網(wǎng)電壓</b></p><p>　　考慮當(dāng)四回出線只有一回工作時，有最大持續(xù)工作電流</p><p>　　一次回路最大工作電流:</p><p>　　電流互感器的一次額定電壓和電流必須滿足：</p><p><b

106、>　　；</b></p><p>　　選擇LRBT-110型套管式電流互感器，</p><p>　　表4-9 LRBT-110型套管式電流互感器參數(shù)</p><p>　?。?）熱穩(wěn)定性校驗：</p><p><b>　?。?）動穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　4.4.6電

107、壓互感器選擇的基本要求</p><p>　　(1)母線。工作和備用母線都裝1組電壓互感器，用于同期、測量儀表、保護(hù)裝置及中性點不接地系統(tǒng)的絕緣監(jiān)視。用1個三相五柱或3個單相三線圈電壓互感器接成Y/Y/△形?！　?2)發(fā)電機(jī)。一般裝2組電壓互感器。一組用3個單相電壓互感器接成Y/Y形，供自動調(diào)節(jié)勵磁裝置用；另一組用2個單相電壓互感器接成V/V形或用3個單相三線圈電壓互感器接成Y/Y/△形，供測量儀表、同期和保護(hù)裝

108、置用。　　(3)線路。35 kV及以上輸電線路，當(dāng)對端有電源時，為了監(jiān)視線路有無電壓，進(jìn)行同期和設(shè)置重合閘，裝1臺單相電壓互感器。</p><p>　　以上所配電壓互感器，其一次繞組的額定電壓應(yīng)與安裝地點電網(wǎng)電壓相符，且電壓互感器要考慮準(zhǔn)確等級，以滿足測量精度和二次負(fù)荷容量的要求。</p><p>　　4.4.7母線電壓互感器的選擇</p><p>　　電網(wǎng)電壓，

109、電壓互感器的一次繞組所接電網(wǎng)電壓應(yīng)在（90%-110%）范圍內(nèi)變動，即 </p><p>　　選用JCC-110電壓互感器</p><p>　　表4-10 JCC-110電壓互感器參數(shù)</p><p>　　4.4.8發(fā)電機(jī)出口電壓互感器的選擇</p><p><b>　　額定電壓為：</b></p>

110、<p>　　選用JDJ2-35型電壓互感器</p><p>　　表4-11 JDJ2-35型電壓互感器參數(shù)</p><p>　　4.4.9勵磁電壓互感器的選擇</p><p><b>　　額定電壓為：</b></p><p>　　選用JDJ2-35型電壓互感器</p><p>　　表4

111、-12 JDJ2-35型電壓互感器參數(shù)</p><p>　　4.5母線和導(dǎo)線的選擇</p><p><b>　　4.5.1選擇原則</b></p><p>　　1、材料:一般情況下采用鋁母線；在持續(xù)工作電流較大、且位置特別狹小的發(fā)電機(jī)、變壓器出口處，以及污穢對鋁有嚴(yán)重腐蝕而對銅腐蝕較輕的場所，采用銅母線。</p><p&g

112、t;　　2、截面狀況：在35kV及以下、持續(xù)工作電流在4000A及以下的屋內(nèi)配電裝置中，一般采用矩形母線，當(dāng)電路的工作電流超過最大截面的單臺母線的允許載流量時，每相可用2~4條并列使用；在35 kV及以下、持續(xù)工作電流為4000~8000A的屋內(nèi)配電裝置中，一般采用槽形母線；矩形、槽形母線也常用于10 kV及以下的屋外母線橋；35 kV及以上的屋外配電裝置，可采用鋼芯鋁絞線；10 kV及以上、持續(xù)工作電流在8000A以上的屋內(nèi)、屋外配電

113、裝置，可采用管形母線。</p><p>　　3、布置方式：鋼芯鋁絞線、管形母線一般采用三相水平布置。矩形、雙槽形母線常見的布置方式有三相水平布置和三相垂直布置[13]。</p><p>　　4.5.2 110kV母線的選擇</p><p>　　110kV母線的最大工作電流=3×=1.98kA</p><p>　　按最大持續(xù)工作電流選