1000mw火力發(fā)電廠電氣部分及繼電保護(hù)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　1000MW火力發(fā)電廠</p><p>　　電氣部分及繼電保護(hù)說(shuō)明書(shū)</p><p><b>　　姓 名：</b></p><p><b>　　班 級(jí)：</b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師：</b></p><p&

2、gt;<b>　　年 月</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　我國(guó)電力工業(yè)自動(dòng)化水平正在逐年提高。迄今為止，我國(guó)電力工業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了大機(jī)組、大電廠、大電力系統(tǒng)、高電壓和高自動(dòng)化的新階段。這就對(duì)發(fā)電廠的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。</p><p>　　本文記述了1000MW火力發(fā)電

3、廠電氣部分及繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)過(guò)程。根據(jù)自然條件和技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件，主要確定了主接線方案以及全廠的繼電保護(hù)配置，并簡(jiǎn)要論述了廠用變、高備變的選擇以及電氣元件的選擇，還對(duì)自動(dòng)裝置作了簡(jiǎn)要的概述。與本文相配合使用的有計(jì)算書(shū)，里面對(duì)短路電流計(jì)算和繼電器的整定計(jì)算有較詳細(xì)的論述。</p><p>　　本文通過(guò)對(duì)原始資料的分析，了解本廠的具體情況及其在系統(tǒng)申的地位，作用:依據(jù)可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性，對(duì)電氣主接線進(jìn)行分析，從而選擇最

4、適合本廠情況的主掃線方案，為選擇最適合的電器設(shè)備及繼電保護(hù)裝置進(jìn)行了短路電流保護(hù)的配置及整定，從面滿足可靠、靈敏、快速且有選擇的要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞:電氣主接線 電氣設(shè)備 繼電保護(hù)</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　緒論………………………………………………………1</p><p&

5、gt;　　第一部分 電氣主接線設(shè)計(jì)……………………………3</p><p>　　1．1原始資料分析…………………………………...…3</p><p>　　1．2主接線方案的確定……………………………...….4</p><p>　　第二部分 短路電流計(jì)算……………………………...12</p><p>　　2．1短路電流計(jì)算的一般規(guī)定…

6、……………..………12</p><p>　　2．1．1計(jì)算的基本情況………………………….….12</p><p>　　2．1．2接線方式………………………………….….12</p><p>　　2．1．3計(jì)算容量……………………………………..12</p><p>　　2．1．4短路種類………………………………….…..12</p&

7、gt;<p>　　2．1．5短路計(jì)算點(diǎn)………………………………...….12</p><p>　　2．2短路電流計(jì)算的方法……………………………..12</p><p>　　2．3三相短路電流周期分量的計(jì)算………….………..13</p><p>　　2．4阻抗圖……………………………………….….….14</p><p>　　

8、第三部分 電氣設(shè)備的選擇…………………………...15</p><p>　　3．1繼路器…………………………………………..…15</p><p>　　3．2隔離開(kāi)關(guān)………………………………………..…16</p><p>　　3．3電流互感器…………………………………….….16</p><p>　　3．4電壓互感器……………………………

9、…………..16</p><p>　　第四部分 主設(shè)備繼電保護(hù)………………………….18</p><p>　　4．1主設(shè)備繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原則…………………..……18</p><p>　　4．2發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)……………………….….…18</p><p>　　4．2．1大型發(fā)電機(jī)組對(duì)繼電保護(hù)的要求……….……18</p>&

10、lt;p>　　4．2．2大型發(fā)電機(jī)變壓器組單元接線繼電保護(hù)配置.18</p><p>　　4．2．3保護(hù)及其接線………………………………….21</p><p>　　4．3廠用電源保護(hù)……………………………………...32</p><p>　　第五部分 發(fā)電廠的自動(dòng)裝置和繼電保護(hù)配置……...34</p><p>　　總結(jié)………………

11、………………………………..…….36</p><p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………………...……37</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文通過(guò)對(duì)原始資料的分析，了解本廠的具體情況及其在系統(tǒng)申的地位，作用:依據(jù)可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性，對(duì)電氣主接線進(jìn)行分析，從而選擇最適合本廠情況的主掃線方案，為選

12、擇最適合的電器設(shè)備及繼電保護(hù)裝置進(jìn)行了短路電流保護(hù)的配置及整定，從面滿足可靠、靈敏、快速且有選擇的要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞:電氣主接線 電氣設(shè)備 繼電保護(hù)</p><p>　　緒 論</p><p><b>　　一．課題背景</b></p><p>　　電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)計(jì)的首要

13、部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，主接線的確定對(duì)電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠、變電所本身的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，并且對(duì)電氣設(shè)備的選擇，配電裝置配置，繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響，本廠的電壓等級(jí)為220KV，對(duì)220KV配電裝置的接線方式應(yīng)按發(fā)電廠在電力系統(tǒng)中的地位，負(fù)荷情況，出線回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)、周圍環(huán)境以及發(fā)電廠的規(guī)劃容量等條件確定。 接在母線上的避雷器和電壓互感器，宜用1組隔離開(kāi)關(guān)，接在發(fā)電機(jī)、變壓器引線或中性點(diǎn)上的避

14、雷器可裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。</p><p>　　當(dāng)配電裝置變化大且出線回路較多時(shí)，宜采用雙母線或雙母線分段的接線，有條件時(shí)220KV配電裝置也可采用一個(gè)半斷路器接線。采用單母線或雙母線的1l0KV-220KV配電裝置，當(dāng)斷路器為少油型或少油型式壓縮空氣時(shí)型時(shí)，除斷路器有條件停電檢修時(shí)，應(yīng)設(shè)置旁路裝置，當(dāng)220KV出線為4回及以上，宜采用專用旁路斷路器的旁路母線。</p><p>　　隨著電力系統(tǒng)

15、的增大，大容量的發(fā)電機(jī)組不斷增多，在電力設(shè)備上裝設(shè)完善的繼電保護(hù)裝置，不僅對(duì)電力系統(tǒng)的可靠性運(yùn)行有重大意義，而且對(duì)防止重要且昂貴的設(shè)備在各種短路和異常運(yùn)行時(shí)可減少造成的損壞，在經(jīng)濟(jì)上也有顯著的效果，因此在主設(shè)備的保護(hù)設(shè)計(jì)中，應(yīng)要求保護(hù)在配置，原理接線和設(shè)備選型等方面，根據(jù)主設(shè)備的運(yùn)行工況及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，達(dá)到可靠，靈敏，快速和選擇性的綜合要求。</p><p><b>　　二．設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b>&

16、lt;/p><p>　?。ㄒ唬┰O(shè)計(jì)題目：1000MW火力發(fā)電廠電氣部分及繼電保護(hù)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　（二）原始資料：</b></p><p><b>　　1．廠址概況：</b></p><p>　　廠址放在一大型礦區(qū)，所用燃料由煤礦直接由鐵路運(yùn)來(lái)，本廠附近除煤礦及其附屬企業(yè)用電外無(wú)其它大型

17、電力用戶，電廠生產(chǎn)電力除廠用外，全部用220KV升高壓送入電力系統(tǒng)。</p><p>　　廠址地區(qū)的地形、地址條件較好。有國(guó)家鐵路、公路干線在附近經(jīng)過(guò)，廠內(nèi)附近有河流經(jīng)過(guò)，水量豐富，足夠本廠用水。廠址地區(qū)地震烈度為6級(jí)，凍土深1.7米，覆冰厚度為15mm，最大風(fēng)速為25m/s，年平均氣溫+4℃，最高溫度+35℃，最低溫度-35℃，土壤電阻率>500Ω·m。</p><p>

18、<b>　　2．機(jī)組參數(shù)</b></p><p>　　鍋 爐： 2×HG－670T/H 2×HG－1000T/H</p><p>　　汽輪機(jī)： 2×N200－130 2×N300－165</p><p>　　發(fā)電機(jī)： 2×QFQS－200－2

19、 2×QFQS－300－2</p><p>　　3. 電力系統(tǒng)結(jié)線圖：</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)計(jì)算資料表明，在系統(tǒng)樞紐變電所出口裝設(shè)SW2－220型斷路器。與電力系統(tǒng)聯(lián)結(jié)的線路數(shù)如圖。</p><p><b>　　三．設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　1·電氣主接線的設(shè)計(jì)</p&

20、gt;<p>　　電氣主接線是構(gòu)成電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)，關(guān)系到系統(tǒng)的供電的可靠性、運(yùn)行調(diào)度的靈活性和經(jīng)濟(jì)性。為了保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，必須提高大機(jī)組超高壓電氣主接線的可靠性。</p><p>　　2.短路電流計(jì)算及設(shè)備的選擇 </p><p>　　短路電流計(jì)算是電器設(shè)計(jì)重的主要環(huán)節(jié)能，本設(shè)計(jì)中短路電流的計(jì)算方法采用標(biāo)么值折算法，在網(wǎng)

21、絡(luò)的等值變換與化簡(jiǎn)利用分布系數(shù)法化簡(jiǎn)。</p><p>　　電氣設(shè)備的選擇是國(guó)家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、運(yùn)行方便和適當(dāng)?shù)牧粲邪l(fā)展余地的前提下的正常運(yùn)行情況選擇，按短路條件驗(yàn)算其動(dòng)熱穩(wěn)定，并按環(huán)境條件校驗(yàn)電器的條件。</p><p>　　3·繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)與配置</p><p>　　電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)與配置是否合理直接影響到電

22、力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，設(shè)計(jì)在選擇保護(hù)方式時(shí)，希望能全面滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的要求:設(shè)計(jì)各種電器設(shè)備的保護(hù)時(shí)，對(duì)下列各項(xiàng)作了綜合考慮:</p><p>　　(1)電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行特性;</p><p>　　(2)故障出現(xiàn)了概率及可能造成的后果;</p><p>　　(3)電力系統(tǒng)的近期發(fā)展情況;</p><p>　　(4)經(jīng)濟(jì)

23、上的合理性;</p><p>　　(5)國(guó)內(nèi)外的成熟經(jīng)驗(yàn)。</p><p>　　所選用的保護(hù)方式要滿足電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和發(fā)電廠主接線的要求。并宜考慮電力系統(tǒng)和發(fā)電廠運(yùn)行方式的靈活性。</p><p>　　第一部分.電氣主接線設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1．1原始資料分析</b></p><p>

24、<b>　　一．本廠概述：</b></p><p>　　本廠有2臺(tái)200MW、2臺(tái)300MW機(jī)組，總?cè)萘繛?000MW。廠址位于一大型礦區(qū)，是一大型坑口電廠。</p><p>　　二．本廠與系統(tǒng)連接情況：</p><p>　　本系統(tǒng)中，本廠通過(guò)雙回線和一個(gè)容量為5586MW的系統(tǒng)相聯(lián)。本廠除廠用電和礦區(qū)及其附屬企業(yè)用電外，全部以2回雙回線、2回

25、單回線（均為220KV線路送到系統(tǒng)）。本廠與系統(tǒng)聯(lián)系緊密，如果本電廠發(fā)生嚴(yán)重事故，將影響地區(qū)電廠的安全運(yùn)行，甚至引起系統(tǒng)崩潰。因此，對(duì)該廠的可靠性要求較高，繼電保護(hù)要靈敏、可靠。</p><p>　　三、本廠的環(huán)境情況：</p><p>　　本廠建在一大型礦區(qū)，煤炭資料豐富，有利于以后的擴(kuò)建。附近有河流經(jīng)過(guò)，水源豐富，足夠本廠用水。由于有國(guó)家鐵路經(jīng)過(guò)礦區(qū)，這就使得本廠不受運(yùn)輸條件限制而可以

26、采用大型三相變壓器。</p><p>　　本廠的地形、地質(zhì)條件較好，地震烈度為六級(jí)。規(guī)程中規(guī)定：地震基本烈度為7度及以下地區(qū)的電廠，可不采取防震措施。最大風(fēng)速為25m/s,一般高壓電器可在風(fēng)速不大于35m/s的環(huán)境下使用，因此可以不必增加出線間隔。在屋外配電裝置的布置中不宜降低電氣設(shè)備的高度，因此本廠可以不考慮，也不必加強(qiáng)基礎(chǔ)固定。土壤電阻率>500Ω.m（ρ≥300Ω.m），可采用以水平接地體為主的帶棒接

27、地裝置。</p><p>　　年平均氣溫+4℃最高溫度+35℃，最低溫度-35℃。根據(jù)規(guī)程規(guī)定，氣溫在-30℃～40℃之間彩普通高壓電器。在高寒地區(qū)，應(yīng)選擇能適應(yīng)環(huán)境最低溫度為-40℃的高寒電器。一般隔離開(kāi)關(guān)的厚度為10mm，而本廠覆冰厚度為15mm，因此所選隔離開(kāi)關(guān)破冰厚度應(yīng)大于15mm。</p><p>　　1．2主接線方案的確定</p><p>　　一、設(shè)計(jì)主

28、接線的基本要求：</p><p>　　在設(shè)計(jì)主接線時(shí)，應(yīng)使其滿足供電可靠，運(yùn)行靈活和經(jīng)濟(jì)等項(xiàng)的基本要求。</p><p><b>　　1、可靠性</b></p><p>　　供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要條件，電氣主接線必須滿足這個(gè)要求，在研究主接線時(shí)，應(yīng)全面考慮以下幾個(gè)問(wèn)題：</p><p>　?。?）可靠性的客觀衡

29、量標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及其可靠性的定性分析。</p><p>　　（2）主接線的可靠性。包括一次部分和二次部分運(yùn)行可靠性的約束。</p><p>　?。?）可靠性很大程度上取決于設(shè)備的可靠程度</p><p>　　衡量主接線可靠性的標(biāo)志是：</p><p>　?。?）斷路器檢修時(shí)，能否影響供電。</p><p>　?。?

30、）線路、斷路器或母線故障時(shí)，以及母線檢修時(shí)，停運(yùn)回路的多少和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)重要用戶的供電。</p><p>　?。?）避免發(fā)電廠、變電所全部停運(yùn)的可能性。</p><p>　?。?）對(duì)于大機(jī)組超高壓情況下的電氣主接線，應(yīng)滿足可靠性的特殊要求。</p><p><b>　　2、靈活性</b></p><p>

31、;　　主接線的靈活性要求：</p><p>　　（1）高度靈活，操作簡(jiǎn)便。</p><p><b>　?。?）檢修安全。</b></p><p><b>　?。?）擴(kuò)建方便。</b></p><p><b>　　3、經(jīng)濟(jì)性</b></p><p>　　在

32、滿足技術(shù)要求的前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理：</p><p><b>　　（1）投資省。</b></p><p><b>　?。?）占地面積小。</b></p><p><b>　?。?）電能損耗少。</b></p><p>　　二、主接線方案的選擇</p><p&

33、gt;<b>　　方案進(jìn)行比較:</b></p><p><b>　　一·方案的可靠性</b></p><p>　　由于22OKV電壓高，輸電線路長(zhǎng)，須對(duì)兩種可行的接線方案進(jìn)行可靠性比較，主要考慮以下幾個(gè)方面：</p><p>　　斷路器檢修時(shí)，不宜影響對(duì)系統(tǒng)的供電；</p><p>　　

34、斷路器或母線故障以及母線檢修時(shí)，盡量減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)運(yùn)，并要保證對(duì)一級(jí)負(fù)荷及全部重要負(fù)荷的供電；</p><p>　　盡量避免發(fā)電廠、變電所全部停運(yùn)的可能性；</p><p>　　220KV線路5條且線路較長(zhǎng)，輸送功率大，停電影響大并且斷路器檢修停電時(shí)間長(zhǎng)，因此，一般只考慮裝設(shè)雙母線以上接線方式：</p><p>　　3/2斷路器接線在檢修和故障重合的情況下，

35、停運(yùn)回路不超過(guò)兩回，具有高度的可靠性。</p><p>　　雙母四分段任何一進(jìn)出斷路器故障或一段母線故障，停運(yùn)范圍為整個(gè)母線的1/4，一段母線故障、分段或母聯(lián)拒動(dòng)的雙重故障，停運(yùn)兩段母線，不過(guò)這種故障概率極低。</p><p>　　根據(jù)以上要求選用雙母線、雙母線帶旁路和一臺(tái)半斷路器接線都能滿足要求，重要是進(jìn)行操作靈活性和經(jīng)濟(jì)性比較；</p><p>　　二．方案的經(jīng)

36、濟(jì)性比較</p><p><b>　　1)最小費(fèi)用法;</b></p><p><b>　　a，計(jì)算綜合投資</b></p><p><b>　　b·計(jì)算年運(yùn)行費(fèi)用</b></p><p><b>　　2)靜態(tài)比較法</b></p>

37、<p>　　雙母線帶旁路主接線的優(yōu)點(diǎn):</p><p><b>　　優(yōu)點(diǎn):</b></p><p>　　1·可以輪流檢修母線而不致供電申斷;</p><p>　　2·檢修任一回路的母線隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，只停該回路</p><p>　　3·母線故障后，能迅速恢復(fù)供電;</p>

38、<p>　　4．調(diào)度靈活，各個(gè)電源和回路的負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，因</p><p>　　而可以靈活在適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要;</p><p>　　5·檢修任一回路的母線隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，無(wú)需中斷其余回路的供電;</p><p><b>　　6·擴(kuò)建方便;</b></p>&

39、lt;p><b>　　7·便于實(shí)驗(yàn);</b></p><p><b>　　缺點(diǎn):</b></p><p>　　1·母線故障而母聯(lián)DL拒動(dòng)時(shí)，導(dǎo)致母線回路供電;</p><p>　　2·旁路斷路器的繼電保護(hù)為適應(yīng)各進(jìn)線的要求，其整定較復(fù)雜。</p><p>　　具備

40、下列條件時(shí)，可不裝設(shè)旁路母線;</p><p>　　1·采用可靠性高，檢修周期長(zhǎng)的SF6斷路器，或采用可以迅速替換的手</p><p><b>　　車式斷路器;</b></p><p>　　2·系統(tǒng)條件允許線路停電檢修時(shí)，(如又母線或負(fù)荷點(diǎn)可由系統(tǒng)的其它電</p><p>　　源供電，線路利用小時(shí)不高

41、，允許安全斷路器檢修而不影響供電的)。</p><p>　　3·接線條件允許斷路器停電進(jìn)行檢修時(shí)，(如每回線接有兩臺(tái)斷路器的多</p><p><b>　　角形接線時(shí))。</b></p><p>　　雙母線四分段的特點(diǎn):</p><p>　　1)母線分為四分段，可以分段運(yùn)行。系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大，兩個(gè)元<

42、;/p><p>　　件可完全分接到不同母線上，對(duì)大容量且需相互聯(lián)系的系統(tǒng)中是十分</p><p><b>　　有用的;</b></p><p>　　2)由于這種技術(shù)是傳統(tǒng)技術(shù)的延伸，因此在繼電保護(hù)方式和操作運(yùn)行方面</p><p><b>　　不會(huì)發(fā)行問(wèn)題;</b></p><p&g

43、t;　　3)可以較容量地實(shí)現(xiàn)分段擴(kuò)建</p><p>　　4)當(dāng)一段母線故障時(shí)或聯(lián)接在母引上的進(jìn)出線斷路器故障時(shí)。-停電范圍</p><p>　　不超過(guò)整個(gè)母線的四分之一，當(dāng)一段母線故障合并分段或母聯(lián)斷路拒</p><p>　　動(dòng)時(shí)，停電范圍不超過(guò)整個(gè)母線的二分之一。</p><p>　　由于本發(fā)電廠在系統(tǒng)中的地位十分重要，因此共可靠性必須有

44、嚴(yán)格的保證。母線電壓等級(jí)為220KV，故需選擇SF6斷路器，且出線有兩種雙回線，另一條出線又可由系統(tǒng)的另外發(fā)電廠保證;故可以不考慮用雙母線旁路。同時(shí)為了限制22OKV母線短路電流或系統(tǒng)解列運(yùn)行的要求，必須用雙母四分段，而且此接線方式在技術(shù)上也比較先進(jìn)。由于一臺(tái)半斷路器雖然可靠性高，但造價(jià)也高，且保護(hù)的二次部分過(guò)于復(fù)雜，為解決繼電保護(hù)校驗(yàn)問(wèn)題，保護(hù)必須雙重化，且一次設(shè)備的投資超過(guò)及母線四分段的投資，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)提高太多，所以，一般不宜在220

45、KV配電裝置中采用一臺(tái)半斷路器接線。</p><p><b>　　Ⅱ靈活性</b></p><p>　　3/2斷路器接線：（1）成多環(huán)狀供電，一個(gè)回路由兩臺(tái)斷路器供電，高度靈活，可斷開(kāi)任何斷路器而不影響供電。（2）隔離開(kāi)關(guān)只作為檢修電器，而不作為操作電器，不需要任何操作，消除事故迅速。（3）成對(duì)的雙母線不能交叉布置。（4）不利于分段運(yùn)行，自由度較小，且繼電保護(hù)復(fù)雜。&

46、lt;/p><p>　　雙母四分段：（1）不能形成多環(huán)狀供電，調(diào)度不如3/2斷路器接線靈活，但系統(tǒng)要求分裂運(yùn)行時(shí)靈活。（2）隔離開(kāi)關(guān)作為操作電器，改變運(yùn)行方式需要進(jìn)行倒閘操作，處理事故時(shí)需要操作隔離開(kāi)關(guān)，速度緩慢。（3）斷路器檢修時(shí)停電。（4）成對(duì)的雙母線可能要交叉。（5）有利于分段運(yùn)行，且繼是民保護(hù)容易實(shí)現(xiàn)。并且有利于擴(kuò)建。</p><p>　　根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》及《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)

47、規(guī)程》與本次設(shè)計(jì)有關(guān)的規(guī)程，容量為200MW及以上的發(fā)電機(jī)采用單元接線，該主變壓器的容量可按下列條件上較大者選擇：</p><p>　?。?）發(fā)電機(jī)的額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，留有10%的裕度；</p><p>　?。?）按發(fā)電機(jī)的最大連續(xù)輸出容量扣除本機(jī)的廠用負(fù)荷。</p><p><b>　　1、主變的確定</b></p>

48、<p>　?。?）由于本廠不受運(yùn)輸條件限制，設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定在330KV及以下的發(fā)電廠采用三相變壓器。所以采用三相變壓器，</p><p>　　（2）規(guī)程規(guī)定，對(duì)于200MW及以上的機(jī)組，其升壓變壓器一般不采用三繞組變壓器，因此本廠采用雙繞組變壓器。</p><p>　?。?）我國(guó)110KV及以上電壓，變壓器繞組都采用Y0連接。因此，對(duì)于200MW機(jī)組采用的主變?yōu)镾FP7——24

49、0000/220，而對(duì)于的機(jī)組采用SSPL——360000/220。</p><p><b>　　2、廠用充的確定</b></p><p><b>　　（1）廠用電源引接</b></p><p>　　當(dāng)發(fā)電機(jī)與主變壓器成單元接線時(shí)，高壓廠用工作電源一般由主變的低壓側(cè)引接，供給該機(jī)組的廠用負(fù)荷，因此本廠的四臺(tái)機(jī)組采用的四臺(tái)廠

50、用變都從主變的低壓側(cè)引接。</p><p>　?。?）廠用變的類型及容量</p><p>　　規(guī)程規(guī)定，容量在200MW及以上的發(fā)電機(jī)采用單元接線時(shí)，其廠用變壓器用分裂繞組變壓器。發(fā)電廠高壓廠用變的容量應(yīng)按高壓電動(dòng)機(jī)的計(jì)算負(fù)荷的110%與低壓廠用負(fù)荷和選擇，低壓廠用變的容量留有10%左右的裕度。</p><p>　　綜上所述，廠用變選擇如下：</p>

51、<p>　?、?00MW機(jī)組采用25/12.5—12.5MVA</p><p>　?、?00MW機(jī)組采用40/20—20MVA</p><p><b>　　3、高備變的確定</b></p><p>　?。?）當(dāng)無(wú)發(fā)電機(jī)電壓母線時(shí)，由高壓母線中電源可靠的最低一級(jí)電壓母線或聯(lián)絡(luò)變壓器的第三（低壓）繞組引接，并扔得保證在全廠停電情況下，能從

52、外部電力系統(tǒng)取得足夠的電源（包括三繞組變壓器的中壓側(cè)，從高壓側(cè)取得電源）。</p><p>　?。?）當(dāng)有發(fā)電機(jī)電壓母線是由該母線引接一個(gè)備用電源。</p><p>　?。?）當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，可由外部電網(wǎng)引接。全廠用兩個(gè)或以上高壓廠用備用或起動(dòng)/備用電源時(shí)，應(yīng)引用兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立電源。</p><p>　　（4）200MW及以上容量的發(fā)電機(jī)超過(guò)3臺(tái)時(shí)，每?jī)膳_(tái)機(jī)組設(shè)立1

53、個(gè)起動(dòng)/備用電源。</p><p>　　根據(jù)規(guī)程有關(guān)規(guī)定及經(jīng)驗(yàn)，本廠應(yīng)用２臺(tái)高備變，分別為：</p><p>　?、?00MW機(jī)組采用25/12.5—12.5MVA</p><p>　　②300MW機(jī)組采用40/20—20MVA</p><p>　　備用變繞組為Y/△—△—11—11</p><p>　　綜上所述，根據(jù)

54、本廠的具體情況，可以首先擬定以下幾個(gè)方案：</p><p>　　方案一：220KV側(cè)采用雙母線</p><p>　　方案二：采用3/2斷路器接線方式</p><p>　　方案三：采用雙母上分段接線方式</p><p>　　對(duì)三個(gè)方案進(jìn)行比較：</p><p><b>　　方案一：雙母線接線</b>

55、</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：①供電可靠；②高度靈活；③擴(kuò)建方便，投資??；④便于試驗(yàn)。</p><p><b>　　缺點(diǎn)：</b></p><p>　?、佼?dāng)母線發(fā)生故障時(shí)，推動(dòng)兩臺(tái)單機(jī)，對(duì)于本系統(tǒng)而言，單機(jī)的容量較大，若系統(tǒng)失去兩臺(tái)單機(jī)，使系統(tǒng)波動(dòng)過(guò)大，甚至造成系統(tǒng)崩潰、解列，可靠性較低，而本廠要求可靠性很高。</p><p&

56、gt;　?、诋?dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作，為此，需在隔離開(kāi)關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。</p><p>　　因本廠與系統(tǒng)聯(lián)系緊密，要求可靠性非常高，因此這種接線不易采用。</p><p>　　現(xiàn)對(duì)方案二、方案三進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較：</p><p><b>　?、窨煽啃?lt;/b></p><p>　

57、　兩種方案均符合可靠性的要求。</p><p>　　3/2斷路器接線在檢修和故障重合的情況下，停運(yùn)回路不超過(guò)兩回，具有高度的可靠性。</p><p>　　雙母四分段任何一進(jìn)出斷路器故障或一段母線故障，停運(yùn)范圍為整個(gè)母線的1/4，一段母線故障、分段或母聯(lián)拒動(dòng)的雙重故障，停運(yùn)兩段母線，不過(guò)這種故障概率極低。</p><p><b>　?、蜢`活性</b&g

58、t;</p><p>　　3/2斷路器接線：（1）成多環(huán)狀供電，一個(gè)回路由兩臺(tái)斷路器供電，高度靈活，可斷開(kāi)任何斷路器而不影響供電。（2）隔離開(kāi)關(guān)只作為檢修電器，而不作為操作電器，不需要任何操作，消除事故迅速。（3）成對(duì)的雙母線不能交叉布置。（4）不利于分段運(yùn)行，自由度較小，且繼電保護(hù)復(fù)雜。</p><p>　　雙母四分段：（1）不能形成多環(huán)狀供電，調(diào)度不如3/2斷路器接線靈活，但系統(tǒng)要求分

59、裂運(yùn)行時(shí)靈活。（2）隔離開(kāi)關(guān)作為操作電器，改變運(yùn)行方式需要進(jìn)行倒閘操作，處理事故時(shí)需要操作隔離開(kāi)關(guān)，速度緩慢。（3）斷路器檢修時(shí)停電。（4）成對(duì)的雙母線可能要交叉。（5）有利于分段運(yùn)行，且繼是民保護(hù)容易實(shí)現(xiàn)。并且有利于擴(kuò)建。</p><p><b>　?、蠼?jīng)濟(jì)性</b></p><p>　?。?）主設(shè)備投資：8回線時(shí)，兩種接線相關(guān)不多，9回線及以上時(shí)，雙母四分段較經(jīng)濟(jì)

60、。</p><p>　?。?）占在面積：3/2接線占地面積較少，但應(yīng)用于發(fā)電廠時(shí)，受到發(fā)電機(jī)引出位置的影響而擴(kuò)大了面積。</p><p>　　Ⅳ繼電保護(hù)及二次回路的復(fù)雜性：</p><p><b>　　3/2斷路器接線：</b></p><p>　?。?）由于每個(gè)回路連接著兩臺(tái)斷路器，一臺(tái)中間斷路器連接著兩個(gè)回路，保護(hù)接

61、于兩組電流互感器的合電流，因而，其電流互感器的二次回路保護(hù)裝置和跳閘出口回路等比較復(fù)雜。</p><p>　?。?）應(yīng)用于發(fā)電廠時(shí)，發(fā)電機(jī)——變壓器組與線睡共用的中間斷路器，只能在單元控制室控制，并在網(wǎng)絡(luò)控制室設(shè)相應(yīng)的斷路器信號(hào)，比較復(fù)雜。</p><p><b>　　雙母四分段接線：</b></p><p>　?。?）分段的母聯(lián)保護(hù)復(fù)雜，需要

62、故障母線選擇元件，而當(dāng)將回路從一段母線切換到另一母線時(shí)，電流互感器二次回路需要切換，母線隔離開(kāi)關(guān)的閉鎖回路保護(hù)，二次回路較復(fù)雜。</p><p>　　（2）應(yīng)用于發(fā)電廠時(shí)，發(fā)電機(jī)—變壓器組利用雙母四分段接線，只需在控制室內(nèi)進(jìn)行控制，與線路控制無(wú)關(guān)，比較簡(jiǎn)單。</p><p>　　綜上所述，聯(lián)系本人的具體情況特選定方案三為主接線方案，即雙母線四分段接線，理由如下：</p>&l

63、t;p>　　雙母線在我國(guó)有和期的支行經(jīng)驗(yàn)，在操作方面沒(méi)問(wèn)題。</p><p>　?。?）繼電保護(hù)容易配置，且接線簡(jiǎn)單。</p><p>　　（3）擬采用SF6斷路器（大修期為10—20年），質(zhì)量好，大大提高了供電可靠性，對(duì)斷路器可不予考慮。</p><p>　　（4）采用斷路器可不設(shè)旁路母線，降低造價(jià)，縮小占地面積。</p><p>　

64、?。?）母線可分列運(yùn)行，簡(jiǎn)化了操作，且運(yùn)行靈活。</p><p>　?。?）進(jìn)出線10回，投資較經(jīng)濟(jì)。</p><p>　　第二部分 短路電流計(jì)算</p><p><b>　　1·短路計(jì)算的目的</b></p><p>　　在發(fā)電廠和變電所的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，計(jì)算的目的主要如下:&l

65、t;/p><p>　　1)在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線的方案，或確定某一接線是否需采用限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。</p><p>　　2) 在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障清況下都能安全、可靠地運(yùn)行，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。</p><p>　　3)在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的

66、相間和相對(duì)地的安全距離。</p><p>　　4)在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。</p><p>　　1.2短路電流計(jì)算時(shí)一般規(guī)定</p><p>　　1)計(jì)算的基本情況:</p><p>　　1.電力系統(tǒng)申所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行。</p><p>　　2.所有同步電機(jī)都具有自動(dòng)

67、調(diào)整勵(lì)磁裝置。</p><p>　　3.短路發(fā)生在短路電流為最大的瞬間。</p><p>　　4.所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同。</p><p>　　5.應(yīng)考慮對(duì)短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點(diǎn)電弧電阻對(duì)異頻電動(dòng)機(jī)的作用。僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時(shí)才予以考慮。</p><p><b>　　2)接線方式<

68、/b></p><p>　　計(jì)算短路電流時(shí)所有的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式 (最大運(yùn)行方式)。</p><p>　　3)計(jì)算容量應(yīng)按本工程設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算。</p><p>　　4)短路種類: 按三相短路計(jì)算</p><p>　　5)短路計(jì)算點(diǎn)：在正常接線方式時(shí)，通過(guò)電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)。稱為短路計(jì)算點(diǎn)，

69、對(duì)于帶電抗器的6-10KV出線與廠用分支回路，在選擇母線至母線隔離開(kāi)關(guān)之間的引線套管時(shí)，短路計(jì)算點(diǎn)該取在電抗器前，選擇其余的導(dǎo)體和電器時(shí)，短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)取在電抗器后。</p><p><b>　　2·計(jì)算步驟</b></p><p>　　1) 選擇計(jì)算短路點(diǎn)</p><p>　　2) 畫等值網(wǎng)絡(luò)圖</p><p&

70、gt;　　3) 化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　4) 求計(jì)算電抗XjS，</p><p>　　5) 由運(yùn)行曲線進(jìn)出各電源供給的短路電流同期分量標(biāo)么值</p><p>　　6) 計(jì)算無(wú)限大的電源供給的短路電流同期分量</p><p>　　7) 有功功率電源的短路電流計(jì)算</p><p>　　8) 計(jì)算短路

71、電流同期分量有名值和短路容量</p><p>　　9) 計(jì)算短路電流沖擊值</p><p>　　10) 計(jì)算異步電動(dòng)機(jī)供給的短路電流</p><p>　　11) 繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表</p><p>　　2．3三相短路電流周期分量的計(jì)算</p><p><b>　　1、求Xjs </b>

72、</p><p>　　Xjs是將各電源與短路點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)移電抗Xmd歸算到以各供電電源（等值發(fā)電機(jī)）容量為基值的電抗標(biāo)么值，可以用下式歸算：</p><p>　　式中：Snm為第m個(gè)電源等值發(fā)電機(jī)的額定容量（MVA）</p><p>　　Xmd為第m個(gè)電源與短路點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)移電抗（標(biāo)么值）</p><p>　　Xjsm為第m個(gè)電源至短路點(diǎn)的計(jì)算電

73、抗</p><p>　　2、有限功率電源的短路電源計(jì)算</p><p>　　通常使用算曲線性。運(yùn)算曲線是一組短路電源周期分量IZ.t*=f(Xjs·t),所以根據(jù)各電源的計(jì)算電抗Xjs查相應(yīng)的運(yùn)算曲線，可分別查對(duì)應(yīng)于任一時(shí)間t的短路電源周期分量標(biāo)么值IZ.t*并由下式求出各有名值</p><p><b>　　KA</b></p&

74、gt;<p>　　式中：為短路后第m個(gè)電源第t秒種短路電流周期分量有名值</p><p>　　Smn為第m個(gè)電源等值發(fā)電機(jī)額定容量（MVA）</p><p>　　3、無(wú)限大容量電源的短路電流計(jì)算</p><p>　　當(dāng)供電電源為無(wú)窮大或計(jì)算電抗（以供電電源為基準(zhǔn)）XJS≥3時(shí)，可以認(rèn)為其短路電流周期分量不衰減。短路電流標(biāo)么值由下式計(jì)算：</p&g

75、t;<p><b>　　其有名值為（KA）</b></p><p><b>　　2．4阻抗圖</b></p><p>　　短路電流阻抗圖如下所示，計(jì)算d1-d5點(diǎn)三相短路的結(jié)果如表2-1所示。</p><p>　　第三部分 電氣設(shè)備選擇</p><p>　　電氣的選擇設(shè)計(jì)，必須招待國(guó)家

76、的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠，運(yùn)行方便和適當(dāng)?shù)牧粲邪l(fā)展的余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要。</p><p><b>　　3.1斷路器</b></p><p>　　斷路器型式的選擇，除滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮便于安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)技術(shù)比較后地能確定。根據(jù)我國(guó)生產(chǎn)制造情況，電壓6-22KV的電網(wǎng)一般選用少油斷路器；電壓

77、110-330KV的電網(wǎng)，當(dāng)少油斷路器技術(shù)條件不能滿足要求時(shí)，可選用六氟化硫或空氣斷路器。</p><p>　　斷路器具體技術(shù)條件簡(jiǎn)述如下；</p><p>　　1、電壓：Ug（電網(wǎng)工作電壓）≤Un</p><p>　　2、電流：Igmax≤In</p><p>　　3、開(kāi)斷電流（或開(kāi)斷容量）：</p><p><

78、;b>　　（或 ）</b></p><p>　　式中：Idt——斷路器實(shí)際開(kāi)斷t秒時(shí)間的短路電流周期分量</p><p>　　Sdt——斷路器t秒的開(kāi)斷容量</p><p>　　Ikd——斷路器的額定開(kāi)斷電流</p><p>　　Skd——斷路器的額定開(kāi)斷容量</p><p>　　4、動(dòng)穩(wěn)定：icn≤

79、imax</p><p>　　式中：icn——斷路器極限通過(guò)電流峰值、</p><p>　　imax——三相短路電流沖擊值</p><p>　　5、熱穩(wěn)定：2t≤It2t</p><p>　　式中：I￥——穩(wěn)態(tài)三相短路電流</p><p>　　Tdz——短路電流發(fā)熱等值時(shí)間</p><p>　　

80、Tt——斷路器t稱熱穩(wěn)定電流</p><p><b>　　3．2隔離開(kāi)關(guān)</b></p><p>　　隔離開(kāi)關(guān)型式的選擇，應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用要求等因素，進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較然后確定。其選擇的技術(shù)條件于斷路器選擇的技術(shù)條件與1.2.5相同。</p><p><b>　　選擇結(jié)果見(jiàn)表3.1</b></p&g

81、t;<p><b>　　3.3電流互感器</b></p><p>　　電流互感器的選擇在型式上：6-20KV屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。對(duì)于35KV及以上配電裝置，一般采用油浸箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器，有條件時(shí)盡量采用套管式電流互感器。</p><p>　　有關(guān)電流互感器的選擇可參考計(jì)算書(shū)。</p>

82、<p><b>　　3．4電壓互感器：</b></p><p>　　電壓互感器在型式上應(yīng)根據(jù)使用條件選擇：</p><p>　?。?）6～20KV屋內(nèi)配電裝置，一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，也可采用樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器。</p><p>　?。?）35～110KV配電裝置一般采用油浸式絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器。</p>

83、<p>　?。?）220KV及以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確度等級(jí)滿足要求時(shí)，一般采用電容式電壓互感器。</p><p>　　在需要檢查和監(jiān)視一次回路單相接地時(shí)，應(yīng)選用三相五柱式電壓互感器或具有第三繞組的單相電壓互感器。有關(guān)電壓互感器的變比可參考計(jì)算書(shū)整定部分。</p><p>　　第四部分 主繼電設(shè)備繼電保護(hù)</p><p>　　4．1主設(shè)備保護(hù)設(shè)計(jì)原則&l

84、t;/p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)原則及范圍</b></p><p>　　在主設(shè)備的保護(hù)設(shè)計(jì)中，應(yīng)要求保護(hù)在配置、原理接線和設(shè)備選型等方面，根據(jù)主設(shè)備的運(yùn)行工程及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，達(dá)到可靠、靈敏、快速和選擇性的要求。</p><p>　　本部分包括發(fā)電機(jī)、變壓器、發(fā)電機(jī)變壓器組、廠用電源設(shè)備的保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)。</p><p>&

85、lt;b>　　二、設(shè)備選型</b></p><p>　　目前廣泛應(yīng)用的繼電保護(hù)裝置有電磁型、整流型、晶體管型三種。電磁型保護(hù)繼電器在中小容量機(jī)組和廠用電源設(shè)備及電動(dòng)機(jī)等保護(hù)中廣泛采用。整流型和晶體管型保護(hù)裝置在靈敏系數(shù)、快速性、選擇性等方面都較優(yōu)越，并且具有體積小、功率消耗小、防震性能較好等優(yōu)點(diǎn)，故目前用新原理判據(jù)制造的大機(jī)組保護(hù)裝置，多采用整流型和晶體管型。</p><p&

86、gt;　　針對(duì)本設(shè)計(jì)的機(jī)組容量較大，所以采用整流型的繼電保護(hù)裝置。</p><p>　　4．2發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù)</p><p>　　設(shè)計(jì)原則及范圍，隨意電力系統(tǒng)的增大，大容量的發(fā)電綱組不斷增多，在電力設(shè)備上裝設(shè)完善的繼電保護(hù)裝置，不僅對(duì)電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行有重大意義，而且對(duì)重要而昂貴的設(shè)備減少在各種短路和異常運(yùn)行時(shí)造成的損壞，在經(jīng)濟(jì)效益上也有顯著的效果，原理接線和設(shè)備選擇等萬(wàn)面根據(jù)主設(shè)備的

87、運(yùn)行工況及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，達(dá)到可靠、靈敏、快速且有選擇性的要求。</p><p>　　本設(shè)計(jì)主要包括發(fā)電機(jī)變壓器、發(fā)電機(jī)變壓器組、廠電源設(shè)備和母線等保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)。</p><p>　　4．2．1大型發(fā)電機(jī)組對(duì)繼電保護(hù)的要求</p><p>　　定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的過(guò)負(fù)荷保護(hù)、轉(zhuǎn)子表層的過(guò)負(fù)荷保護(hù)都不能再沿用以往的定時(shí)取繼電器，而是應(yīng)采用反時(shí)取選擇性的過(guò)負(fù)荷保護(hù)。大型機(jī)組

88、需要性能完善的失磁保護(hù)，要求發(fā)電機(jī)單相接地保護(hù)和負(fù)序保護(hù)有良好的性能，宜裝設(shè)靈敏的匝間短路保護(hù)。</p><p>　　由于單機(jī)容量增大，發(fā)電機(jī)保護(hù)的拒動(dòng)或誤動(dòng)都將造成十分嚴(yán)重的損失，因此對(duì)大型機(jī)組的繼電保護(hù)的可靠性、靈敏性、選擇性和快速性有更高的要求。</p><p>　　4．2．2大型發(fā)電機(jī)變壓器組單元接線繼電保護(hù)裝置</p><p><b>　　一、一

89、般配置要求</b></p><p>　　在設(shè)計(jì)大機(jī)組繼電保護(hù)的總體配置時(shí)，應(yīng)該比較強(qiáng)調(diào)最大限度地保證機(jī)組安全，強(qiáng)調(diào)最大限度的縮小故障破壞范圍，強(qiáng)調(diào)避免不必要的突然停機(jī)，強(qiáng)調(diào)某些異常工況的自動(dòng)處理。</p><p>　　大型機(jī)組保護(hù)裝置可分為短路保護(hù)和異常運(yùn)行兩類。</p><p><b>　　二、繼電保護(hù)的配置</b></p&

90、gt;<p>　　發(fā)電機(jī)雙繞組變壓器組，當(dāng)高壓側(cè)電壓為220KV及以下或主變差動(dòng)保護(hù)用電流互感器有困難或主變壓器低壓側(cè)及廠用變壓器高壓側(cè)時(shí)，可采用復(fù)合電流速斷保護(hù)。</p><p>　　1、200-300MW發(fā)電機(jī)雙繞組變壓器的保護(hù)配置</p><p><b>　?。?）短路保護(hù)</b></p><p>　　1） 升壓變壓器瓦斯保

91、護(hù)</p><p>　　2） 高壓廠用變壓器瓦斯保護(hù)</p><p>　　3） 發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)</p><p>　　4） 發(fā)電機(jī)變壓器組差動(dòng)保護(hù)</p><p>　　5） 高壓廠用變壓器差動(dòng)保護(hù)</p><p>　　6） 升壓變壓器差動(dòng)保護(hù)</p><p><b>　　7） 阻抗保護(hù)&

92、lt;/b></p><p>　　8） 發(fā)電機(jī)匝間保護(hù)</p><p>　　9） 升壓變壓器高壓側(cè)零序保護(hù)</p><p>　　10）高壓廠用變壓器過(guò)電流保護(hù)</p><p>　　（2） 發(fā)電機(jī)接地保護(hù)</p><p>　　1） 定子一點(diǎn)接地保護(hù)</p><p>　　2） 勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地

93、保護(hù)</p><p>　　3） 勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地保護(hù)</p><p>　　（3） 異常運(yùn)行保護(hù)</p><p>　　1） 對(duì)稱過(guò)負(fù)荷保護(hù)</p><p>　　2） 不對(duì)稱過(guò)負(fù)荷保護(hù)</p><p>　　3） 勵(lì)磁回路過(guò)負(fù)荷保護(hù)</p><p><b>　　4） 失磁保護(hù)</b&g

94、t;</p><p><b>　　5） 過(guò)電壓保護(hù)</b></p><p><b>　　6） 逆功率保護(hù)</b></p><p><b>　　7） 過(guò)激磁保護(hù)</b></p><p>　　8） 非全相運(yùn)行保護(hù)</p><p>　　9） 斷路器失靈保護(hù)&l

95、t;/p><p>　　10）電流回路斷線保護(hù)</p><p>　　11）電壓回路斷線保護(hù)</p><p>　　12）升壓變壓器溫度保護(hù)</p><p>　　13）升壓變壓器冷卻系統(tǒng)故障保護(hù)</p><p>　　14）升壓變壓器油面降低保護(hù)</p><p>　　15）高壓廠用變壓器溫度保護(hù)</p

96、><p>　　16）高壓廠用變冷卻系統(tǒng)故障保護(hù)</p><p>　　17）高壓廠用變油面降低保護(hù)</p><p>　　18）發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)</p><p><b>　　2、保護(hù)出口方式</b></p><p>　　為了減少機(jī)組全停的資料，縮短恢復(fù)正常供電的時(shí)間，各保護(hù)裝置動(dòng)作后，要按所控制的對(duì)象、保護(hù)

97、的性質(zhì)和選擇性要求，保護(hù)出口一般有以下幾種：</p><p>　　（1）全停：斷路器斷開(kāi)出口、滅磁、斷開(kāi)高壓廠用電源斷路器、關(guān)閉主汽門、鍋爐甩負(fù)荷。</p><p>　?。?）解列滅磁：斷開(kāi)出口斷路器、滅磁、斷開(kāi)高壓廠用電源斷路器、汽機(jī)甩負(fù)荷、鍋爐甩負(fù)荷。</p><p>　　（3）解列：雙繞組變壓器只斷開(kāi)出口斷路器，三繞組變壓器高、中壓側(cè)的保護(hù)只斷開(kāi)本側(cè)斷路器。&

98、lt;/p><p>　?。?）母線解列：對(duì)雙母線系統(tǒng)，斷開(kāi)母線聯(lián)絡(luò)斷路器。</p><p>　?。?）減出力：減少汽機(jī)的輸出功率。</p><p>　?。?）信號(hào)：發(fā)出音響和光信號(hào)。</p><p>　　4．2．3保護(hù)及其接線</p><p>　　一、發(fā)電機(jī)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)</p><p>　　采用新型

99、比率制動(dòng)特性的整流型差動(dòng)繼電器對(duì)100MW及以上容量發(fā)電機(jī)推薦采用微機(jī)型差動(dòng)保護(hù).所謂比率制動(dòng)特性就是繼電器的動(dòng)作電流,隨外部短路電流的增大而自動(dòng)增大,而且動(dòng)作電流的增大比不平衡電流的增大還要快,這樣就可以避免由于外部短路電流增大而造成電流互感器飽和引起不平衡電流的增大,也就是說(shuō)可以避免繼電器的誤動(dòng)</p><p>　　實(shí)現(xiàn)這種動(dòng)作特性的縱聯(lián)差動(dòng)繼電器以差動(dòng)電流作為動(dòng)作電流，引入外部短路電流作為制動(dòng)電流。<

100、/p><p>　　在上圖的制動(dòng)特性中，IZD是制動(dòng)電流，ICD是差動(dòng)電流，圖中畫出了不平衡電流Ibp隨外部短路電流增長(zhǎng)的情況，當(dāng)制動(dòng)電流注入繼電器制動(dòng)線圈時(shí)，就能使斷電器的動(dòng)作電流隨外部短路電流增減而自動(dòng)增減。</p><p>　　n表示電流互感器的變比，帶比率制動(dòng)特性的整流型差動(dòng)繼電器的動(dòng)作整定電流一般?。?.1-0.3）倍發(fā)電機(jī)額定電流。</p><p>　　二、主

101、變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)</p><p>　　變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)在變壓器正常運(yùn)行和外部故障時(shí)，理想情況下，流入差動(dòng)繼電器的電流等于零，但實(shí)際上由于變壓器勵(lì)磁電流，接線方式和LH等誤差的因素的影響，繼電器中不平衡電流通過(guò)，由于這些特殊因素的影響，變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流遠(yuǎn)比發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)的大。因此，變壓器差動(dòng)保護(hù)需要解決的主要問(wèn)題之一是采取各種措施避越不平衡電流的影響。在滿足選擇性的條件下，還要保證在內(nèi)部故障時(shí)不足夠

102、的靈敏系數(shù)和速動(dòng)性。經(jīng)比較避虎勵(lì)磁涌流的幾種不同萬(wàn)式，選用二次諧波帶比率制動(dòng)特性的變壓器差動(dòng)保護(hù)。</p><p>　　由于變壓器勵(lì)磁涌流中含有很大的二次諧波分量，而在變壓器內(nèi)部故障時(shí)，二次諧波比例很小，因此利用二次諧波原理為判據(jù)的差動(dòng)繼電器具有防止涌流的功能。為了避越正常運(yùn)行和外部故障時(shí)穿越短路電流的影響，該繼電器還有比率制動(dòng)回路。</p><p>　　為了防止變壓器內(nèi)部故障時(shí)，由于短路

103、電流過(guò)大而在LH或電流互感器飽和時(shí)差動(dòng)繼電器可能出現(xiàn)拒動(dòng)，在繼電器中裝了差動(dòng)速斷元件，其動(dòng)作電流為額定電流的8-15倍。</p><p>　　二次諧波制動(dòng)的整流型差動(dòng)繼電器，在繼電器沒(méi)有設(shè)置平衡線圈或平衡抽頭時(shí)，由各側(cè)LH變比不一致造成的二次平衡電流是通過(guò)專用的自耦變流器補(bǔ)償?shù)摹?lt;/p><p>　　采用二次諧波制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算</p><p>　　1、選擇自耦

104、變流器變比及抽頭</p><p>　　按平均電壓及變壓器最大容量計(jì)算各側(cè)額定電流，求得自耦變流器變比及相對(duì)誤差：</p><p>　　自耦變流器的變比為1.35，已知次級(jí)額定電流為5A，所對(duì)應(yīng)的自耦變流器抽頭位置1.355=6.75，根據(jù)FY—1參數(shù)，選初級(jí)抽頭為1—9，次級(jí)抽頭為1—4。</p><p><b>　　2、最小動(dòng)作電流</b>&

105、lt;/p><p>　　——繼電器的最小動(dòng)作電流</p><p>　　——最大負(fù)荷時(shí)差動(dòng)回路的最大不平衡電流，一般由實(shí)測(cè)決定，通常取（0.2-0.4）Ie</p><p><b>　　3、制動(dòng)系數(shù)選擇</b></p><p>　　比率制動(dòng)型繼電器的制動(dòng)性曲線如圖</p><p>　　制動(dòng)系數(shù)分三檔，即

106、0.4、 0.5 、0.6，繼電器的三條特性曲線的切線斜率都大于所計(jì)算的制動(dòng)系數(shù)0.1，因此選用其中任何一條曲型都能滿足要求。</p><p>　　4、制動(dòng)線圈的和差變流器的兩個(gè)半制動(dòng)繞組分別接于兩側(cè)。</p><p>　　本廠主變壓器采用二次諧波制動(dòng)的變壓器差動(dòng)保護(hù)，上圖所示即為原理線圖，主要包括以下四個(gè)部分：</p><p>　?。?）比率制動(dòng)回路：由DKB1、

107、BZ1、C1和R1組成；</p><p>　　（2）二次諧波制動(dòng)回路：由DKB2、C2、BZ2、C3和R3組成；</p><p>　?。?）差動(dòng)回路由DKB3、BZ3、R3組成；</p><p>　　（4）執(zhí)行回路：可利用晶體管或集成電路等器件構(gòu)成，用來(lái)反映動(dòng)作電壓UCD與制動(dòng)電壓UZ（=UZ1+UZ2）的比較結(jié)果。當(dāng)UZ>UCD時(shí)斷電器不動(dòng)作；當(dāng)UZ<

108、;UCD時(shí)，繼電器應(yīng)可靠動(dòng)作。</p><p>　　二次諧波制動(dòng)的差動(dòng)保護(hù)工作原理：正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，DKB1原邊電流為，比例制動(dòng)電壓UzI較大，而二次諧波制動(dòng)電壓UZ2較小，但總的制動(dòng)電壓Uz較大。此時(shí)差動(dòng)回路DKB3原邊電流為I1-I2數(shù)值較小，故Uz>UCD，保護(hù)不動(dòng)作。</p><p>　　雙側(cè)電源的變壓器內(nèi)部故障時(shí)，總有一側(cè)電流要改變方向，即DKB1原邊電流I1和I2方

109、向相反，Uz1很小。此時(shí)DKB2原邊電流等于（I1+I2），其數(shù)值較正常運(yùn)行時(shí)數(shù)值顯著增大；但因短路電流中的二次諧波分量較小故Uz2并不大。DKB3原邊電流與DKB2的相同CD較大，此時(shí)UZ<UCD,保護(hù)能可靠動(dòng)作。</p><p>　　單側(cè)電源的變壓器內(nèi)部故障時(shí)，二次諧波分量較小，故UZ2也比較小，只要適當(dāng)調(diào)節(jié)UZ1，即可使UCD>UZ≈UZ1，從而，因此差動(dòng)回路基波動(dòng)作電壓U保證保護(hù)可靠動(dòng)作。該情

110、況是保護(hù)動(dòng)作條件最不利的情況。</p><p>　　三、發(fā)電機(jī)變壓器組差動(dòng)保護(hù)</p><p>　　總差動(dòng)的一端接廠用變壓器高壓側(cè)電流互感器，此時(shí)要求該電流互感器變比和發(fā)電機(jī)出口的電流互感器變比相同，故投資較大，但接線簡(jiǎn)單，二次電流的電纜較短。</p><p>　　四、阻抗保護(hù)構(gòu)成及接線</p><p>　　阻抗保護(hù)接在高壓側(cè)對(duì)高壓母線故障靈

111、敏系數(shù)的靈敏度最高，對(duì)線路保護(hù)的后備作用也較好，但作發(fā)電機(jī)和變壓器的后備作用較差。</p><p>　　對(duì)發(fā)電機(jī)變壓器組比母線接地，雙母線的母線差動(dòng)保護(hù)接地較復(fù)雜，故如果發(fā)電機(jī)變壓器組的主保護(hù)均為雙重化時(shí)，阻抗保護(hù)主要作為母線保護(hù)的后備，本廠選擇裝在高壓側(cè)，如圖所示。</p><p><b>　　五、發(fā)電機(jī)匝間短路</b></p><p>　　

112、對(duì)中性點(diǎn)只有三個(gè)引出端子的發(fā)電機(jī)，對(duì)于大容量發(fā)電機(jī)的匝間保護(hù)，一般采用轉(zhuǎn)子二次諧波電流式或零序電壓式保護(hù)裝置，保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作于全停。本次設(shè)計(jì)采用零序電壓式匝間保護(hù)，下面是其原理及其接線。</p><p>　　把發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)與發(fā)電機(jī)出口端電壓互感器的中性點(diǎn)用電纜連接起來(lái)，該電壓互感器的一次側(cè)中性點(diǎn)不接地，這樣，當(dāng)定子繞組發(fā)生匝間短路時(shí)，就有零序電壓加到電壓互感器的一側(cè)，于是，在其二次側(cè)開(kāi)口三角形出口有零序電壓輸出，使

113、繼電器YJ動(dòng)作。</p><p>　　六、發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)</p><p>　　對(duì)于100MW及以上的發(fā)電機(jī),應(yīng)裝設(shè)保護(hù)區(qū)為100%的定子接地保護(hù),保護(hù)裝置帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào),根據(jù)系統(tǒng)情況和發(fā)電機(jī)絕緣情況,必要進(jìn)也可作用于切機(jī).</p><p>　　為檢查發(fā)電機(jī)定子繞組和發(fā)電機(jī)電壓回路的絕緣情況,應(yīng)在發(fā)電機(jī)機(jī)端裝設(shè)測(cè)量零電壓的表.發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)方式與發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)

114、接地方式有關(guān),而發(fā)電機(jī)的電壓表.而發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地又與定子單相接地電流有關(guān),本題采用中性點(diǎn)經(jīng)配電變壓器接,又稱高阻抗接地,故基波零序電壓取自配電變壓器的二次側(cè),基波零序電壓接地保護(hù)原理圖如圖.對(duì)于接在機(jī)端TV開(kāi)口三角形的保護(hù),其二次側(cè)輸出有不平衡電壓,沒(méi)變壓器高壓側(cè)發(fā)生接地故障時(shí),高壓系統(tǒng)中的零序電壓還會(huì)傳送到發(fā)電機(jī)電壓側(cè),因此發(fā)電機(jī)定子繞組保護(hù)裝置的動(dòng)作電壓應(yīng)避開(kāi)上述不平衡電壓，所以保護(hù)區(qū)僅為70-85%。</p>&l

115、t;p>　　2．二次諧波定子接地保護(hù)</p><p>　　它是利用正常運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)三次諧波電壓UT比機(jī)端三次諧波電壓US大，而靠近中性點(diǎn)附近定子接地時(shí)則正好相反的原理構(gòu)成保護(hù)裝置，與基波零序電壓配合可以構(gòu)成100%定子接地保護(hù)。</p><p>　　七、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路接地保護(hù)</p><p>　　1、勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地保護(hù)</p><p

116、>　　大機(jī)組上采用的一點(diǎn)接地保護(hù)（勵(lì)磁）有電橋式、迭加直流電壓式及迭加交流電壓式等不同原理構(gòu)成的保護(hù)，本次設(shè)計(jì)采用測(cè)量轉(zhuǎn)子繞組對(duì)地導(dǎo)納的勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地保護(hù)，其原理線路圖為：</p><p>　　圖中1ZLH和2ZLH為變流器，與整流器D1和D2組成兩個(gè)電氣量，絕對(duì)值的電壓形成回路。電阻Rm和Rn、1ZLH的一次繞組W2和2ZLH的W3、W4所構(gòu)成的整定回路上。通過(guò)整定回路的電流用Im和In表示。保護(hù)裝置的

117、動(dòng)作條件為：</p><p>　　，也可等到用導(dǎo)納表示的動(dòng)作條件：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地保護(hù)</p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用2次諧波電壓原理的勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地保護(hù)繼電器。這個(gè)保護(hù)的判據(jù)是利用轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生兩點(diǎn)接地故障或匝間短路時(shí)，轉(zhuǎn)子磁勢(shì)對(duì)稱受到破壞，氣隙磁密波形中

118、出現(xiàn)偶次諧波，感應(yīng)到定子電壓中也就相應(yīng)出現(xiàn)了2次諧波分量而構(gòu)成的。其原理框圖為：</p><p>　　八、發(fā)電機(jī)過(guò)負(fù)荷保護(hù)：</p><p>　　1、定子繞組對(duì)稱過(guò)負(fù)荷保護(hù)</p><p>　　對(duì)于大容量機(jī)組需裝設(shè)定子繞組對(duì)稱過(guò)負(fù)荷保護(hù)，發(fā)電機(jī)允許過(guò)負(fù)荷的時(shí)間與過(guò)負(fù)荷大小有關(guān)，通常程限特性，大型發(fā)電機(jī)對(duì)稱過(guò)負(fù)荷保護(hù)，一般由定時(shí)限和反時(shí)限兩部分組成。定時(shí)限過(guò)負(fù)荷作用于

119、信號(hào)，同時(shí)由于這部分的動(dòng)作電流小，用它作為反時(shí)限定子過(guò)負(fù)荷保護(hù)的閉鎖元件，當(dāng)保護(hù)裝置中個(gè)別元件損壞，引起反時(shí)限延時(shí)回路誤動(dòng)作時(shí)，只要定時(shí)限起動(dòng)回路不同時(shí)誤動(dòng)作，就可避免反時(shí)限部分的誤跳閘。反時(shí)限過(guò)負(fù)荷保護(hù)按制造廠提供的反時(shí)限要求作用于跳閘。定子繞組過(guò)負(fù)荷保護(hù)繼電器的原理框圖為：</p><p>　　2、非對(duì)稱性過(guò)負(fù)荷保護(hù)</p><p>　　發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子承受負(fù)序電流能力的判據(jù)為I2*小于等

120、于T</p><p>　　式中I2*--以額定電流為基準(zhǔn)的負(fù)序電流標(biāo)么值。</p><p>　　T-發(fā)電機(jī)允許過(guò)熱的時(shí)間常數(shù)</p><p>　　由于不對(duì)稱過(guò)負(fù)荷，非全相運(yùn)行以及外部不對(duì)稱短路引起的負(fù)序電流，應(yīng)裝設(shè)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表層過(guò)負(fù)荷保護(hù)。</p><p>　　本系統(tǒng)中200MW發(fā)電機(jī)小于10A，應(yīng)裝設(shè)由定子時(shí)限和反時(shí)限兩部分組成的非對(duì)稱過(guò)負(fù)

121、荷保護(hù)，定時(shí)部分動(dòng)作電流按躲過(guò)發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期允許的負(fù)序電流值和按躲過(guò)最大負(fù)荷時(shí)負(fù)序電流濾過(guò)器不平衡電流值整定，帶時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。</p><p>　　反時(shí)限部分特性按發(fā)電機(jī)隨負(fù)序電壓能力確定，動(dòng)作于解列，保護(hù)裝置應(yīng)能反應(yīng)電流變化時(shí)，轉(zhuǎn)子的熱積累過(guò)程，且不考慮在靈敏和時(shí)限方面與其他相間短路保護(hù)相配合。</p><p>　　3、勵(lì)磁回路過(guò)負(fù)荷保護(hù)</p><p>　　勵(lì)磁繞組