【正文】 互感器選擇 原則： 應(yīng)該滿足電器設(shè)備的繼電保護(hù)，自動裝置測量儀表，電能計量要求。電力變壓器中性點電流互感器一次額定電流大于變壓器元件 Ibp 的 1/3 倍。 各級電流互感器的選擇： 110 kV側(cè) ： 型號選擇： 110 kV側(cè)選擇 LB6110型戶外式電流互感器 kV側(cè)選擇 額定電壓選擇： 110 kV側(cè)選擇電流互感器額定電壓 126 kV，大于系統(tǒng) 121 kV，滿足要求。 按照額定電壓選擇：所選電流互感器絕緣水平為 42/95/185kV，所以 42kV＞ 37的系統(tǒng)平均電壓。 二、 形式選擇： 35－ 110kV一般選用油 浸 絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器 廖海亮：二郎壩水電站一二次設(shè)計 20 形式選擇： 35kV－ 110kV一般選用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器。 容量和準(zhǔn)確級選擇 由以上過程選擇 有：各電壓等級電壓互感器選擇如下表所列： 電壓等級 類型型號 額定電壓 一次 /二次（ kV） 額定絕緣水平 準(zhǔn)確級及容量選擇 110 kV側(cè) JCC6 110kV 3/ 選擇最高電壓 126kV， 查表選擇絕緣耐壓 185kV, 額定雷電沖擊全波耐受電壓450 kV 計量： 250VA/ 測量： 250VA/ 保護(hù)： 100VA/3p級 35kV側(cè) JDZX9 35型全封閉環(huán)氧樹脂 3/選擇最高電壓 ， 查表選擇絕緣耐壓 95kV, 額定雷電沖擊全波耐受電壓200kV 計量： 40VA/ 測量： 80VA/ 保護(hù)： 100VA/6p級 kV側(cè) JDZJ11 (16)12 3/選擇最高電壓 12kV， 查表選擇絕緣耐壓 42kV, 額定雷電沖擊全波耐受電壓 75kV 計量： 30VA/ 測量： 90VA/ 保護(hù)： 100VA/6p級 避雷器選擇原則： 額定電壓選擇 ： UbN≥ UsN 其中 UbN ：避雷器額定電流 UsN：系統(tǒng)標(biāo)稱稱 定電壓 按照持續(xù)運行電壓選擇 Uby ≥ Uxg 按照雷電沖擊殘壓選則： 校核陡坡沖擊電流下的殘壓： Uble≤ BIL′ /Kc=按照操作沖擊殘壓選擇 Us≤ 由參考書【 1】 P584知發(fā)電廠變電站常用氧化鋅避雷器，型號如下： 10kV母線選擇 YH5WZ17/45。因此，合理選擇開關(guān)柜十分重要。它是全封閉結(jié)構(gòu)，各功能小室相互隔開，正常操作性能和防誤操作功能更加完善，運行安全可靠，檢修維護(hù)方便。 一） 35kV側(cè)高壓開關(guān)柜的選擇 柜型選擇 35kV側(cè)選 ，用單母分段線路，配用 ZN*： 按照開關(guān)柜電壓選擇 35kV母線進(jìn)線側(cè)額定電壓 35kV，查 1書表 314得開關(guān)柜應(yīng) 耐受沖擊電壓為 185kV，工頻 1min內(nèi)應(yīng)耐受電壓為 95kV，查表有 185kV，工頻 1min內(nèi)應(yīng)耐受電壓為 95 kV，所以滿足要求。 熱穩(wěn)定校驗 35 kV系統(tǒng)母線短路電流周期分量穩(wěn)態(tài)值為 kA，選擇的開關(guān)柜 4s內(nèi)額定短時耐受電流 I=25 kA,所以熱穩(wěn)定也滿足。 按額定短路開斷電流選擇 發(fā)電機(jī)出口側(cè)短路電流周期分量為 I＂=18 kA，查表選擇 ZN78型真空斷路器額定短路電流為 40A，滿足額定短路電流要求。 便于運輸、安裝、檢修和操作。 電氣安全距離，是指人體、物體等接近帶電體而不發(fā)生危險的安全可靠距離。在發(fā)電廠通過升壓變壓器將發(fā)電機(jī)電壓升高，而由輸電線路將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能送至電力系統(tǒng)中；在變電站通過降壓變壓器再將電能送至配電網(wǎng)絡(luò)，然后分配給各用戶。 （ 2）油箱外的故障 變壓器油箱外的故障，系指變壓器繞組引出端絕緣套管及引出短線上的廖海亮：二郎壩水電站一二次設(shè)計 26 故障。特別是變壓器油箱內(nèi)的短路故障，伴隨電弧的短路電流可能引起變壓器著火。為此，對變壓器配置整套完善的保護(hù)裝置是必要的。 3 異常運行保護(hù) 變壓器異常 運行保護(hù)主要有：過負(fù)荷保護(hù)，過激磁保護(hù)，變壓器中性點間隙保護(hù)，輕瓦斯保護(hù)，溫度、油位保護(hù)及冷卻器全停保護(hù)等。零序過流保護(hù)作為變壓器或相鄰元件接地故障的后備保護(hù)，一般保護(hù)可以配置成 多段多時限。 CSC326FA 110kV 變壓器，主保護(hù)和后 備保護(hù)一體化設(shè)計，最大四側(cè)制動 保護(hù)配置表 (見附圖 )： 說明： a) 表格中“○”代表該型號裝置可選配的保護(hù)，如需要必須在訂貨時注明。 e) 公共繞組保護(hù)一欄各項，只適用于自耦變。 裝置主要特點 廖海亮：二郎壩水電站一二次設(shè)計 28 高性能硬件系統(tǒng)、強(qiáng)大靈活的通信功能和模塊化軟件設(shè)計是該新型保護(hù)裝置的主要特點。完整的事件記錄，可保存動作報告、告警報告、啟動報告和操作記錄均不少于 2021 條，停電不丟失。 軟件設(shè)計思想 a) 軟件設(shè)計模塊化，保護(hù)功能配置靈活，可 滿足不同用戶的要求。 d) 可靠的比率制動差動保護(hù) ： 采用三段式折線特性，提高了區(qū)外故障大電流導(dǎo)致 TA 飽和時的制動能力。 DF3232 變壓器本體保護(hù)裝置簡介 用途 本裝置適用于油浸式電力變壓器的開關(guān)量保護(hù)。 工作原理 當(dāng)變壓器內(nèi)部故障使油箱流向油枕的流速增加時，重瓦斯繼電器動作；當(dāng)變壓器內(nèi)部故障使油箱內(nèi)壓力增加時，壓力釋放繼電器動作；對于強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷變壓器，當(dāng)冷卻系統(tǒng)失壓時油溫急劇升高，使超溫跳閘繼電器和風(fēng)冷消失繼電器動作。 本裝置的原理接線圖見 (附圖 )。 c）信號回路 信號回路分為跳閘信號回路和告警信號回路。信號繼電器動作后通過自身接點點亮相應(yīng)信號燈。 d）信號復(fù)歸回路 廖海亮：二郎壩水電站一二次設(shè)計 30 信號復(fù)歸包括手動復(fù)歸回路和遠(yuǎn)動復(fù)歸回路。 遠(yuǎn)方復(fù)歸回 路可以有兩種接入方式： 。 第六章 計算機(jī)監(jiān)控 簡介 目前我國小水電廠普遍存在技術(shù)裝備落后完全依靠人工對機(jī)組的運行情況進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)視和控制自動化程度低、電能質(zhì)量不穩(wěn)定且工人工作環(huán)境惡劣、勞動強(qiáng)度大、事故頻繁、生產(chǎn)效率低。機(jī)組開、停、工況轉(zhuǎn)換、運行監(jiān)視等工作都由上級調(diào)度通過監(jiān)控系統(tǒng)及自動裝置來完成而在我國多數(shù)電廠還保留著兩級值班的模式這使我國水電廠的勞動生產(chǎn)率比國際水平低許多。 中小水電站的計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)有其自身的特點除了其本身規(guī)模較小要31 求使用和維護(hù)簡單外隨著我國電力事業(yè)的迅速發(fā)展單座小水電站在 電網(wǎng)中所在容量比例越來越小與系統(tǒng)容量相比可以認(rèn)為系統(tǒng)容量為無窮大單座小水電的解列、并網(wǎng)對系統(tǒng)的影響很小因此對單座小水電而言只需考慮其自身的安全生產(chǎn)即可。系統(tǒng)以發(fā)“無人值班、少人值守為設(shè)計”目標(biāo)堅持安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、先進(jìn)、實用設(shè)計原則以全新的理念成為中小型水電站自動化改造和建設(shè)的最優(yōu)選擇。 (4)壩頂閘門系統(tǒng)。 4 機(jī)柜設(shè)計充分考慮了接地、防電磁干擾、通風(fēng)、加熱除濕等要求，保證設(shè)備整體能在現(xiàn)場可靠工作。 簡單性和易操 作性 系統(tǒng)總體設(shè)計充分考慮不同層次的操作人員都能夠熟練地掌握各項操作，理解操作的含義以及操作后動作及狀態(tài)變化，操作界面美觀大方，操作簡便實用。 系統(tǒng)有強(qiáng)大的自診斷功能緊湊的模塊化結(jié)構(gòu)，使維護(hù)工作快速簡便。 1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用主流的以太網(wǎng)技術(shù) ,支持丁 CP/IP 協(xié)議族多種協(xié)議 ,并支持常見規(guī)約如 DNP, MODBUS 等在以太網(wǎng)上的封裝。 5 站控層計算機(jī)和現(xiàn)場層工控機(jī)使用主流的技術(shù)體系 ,可以跟蹤最新的計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。 2 系統(tǒng)設(shè)計的靈活性和伸縮性使系統(tǒng)可以根據(jù)具體需求靈活配置，量體裁衣保證了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，同時使系統(tǒng)有很強(qiáng)的系統(tǒng)擴(kuò)展和升級功能，并33 且在系統(tǒng)升級時可以有效利用已有設(shè)備，減少投資。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 本監(jiān)控系統(tǒng)采用全分布式結(jié)構(gòu)，分和現(xiàn)地控制層，現(xiàn)地控制單元 (LCU }可脫離站控層獨立運行，符合部頒標(biāo) 為站控層 準(zhǔn) DL/丁 5781995《水電廠計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)基本技術(shù)條件》、 DL/丁 50651996《水力發(fā)電廠計算機(jī)監(jiān)控棄統(tǒng)設(shè)計規(guī)定》、 SL2292021《小型水力發(fā)電站自動化設(shè)計規(guī)定 》的要求。局域通信網(wǎng) 。打印設(shè)備 。操作員控制臺。通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用以太網(wǎng)，可配置成環(huán)網(wǎng)冗余結(jié)構(gòu)方式，網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)可為雙絞線或光纖。 現(xiàn)地控制單元 (LCU )可以獨立運行具有現(xiàn)地操作、監(jiān)控功能，可根據(jù)電廠實際要求構(gòu)成雙重化冗余結(jié)構(gòu)、局部功能雙重化冗余結(jié)構(gòu)。 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) 推薦采用工業(yè)級以太環(huán)網(wǎng) 在當(dāng)前競爭激烈的經(jīng)濟(jì)環(huán)境中，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)背離傳統(tǒng)的受供應(yīng)商限制的解決方案，而朝著開放、透明的系統(tǒng)方向發(fā)展。 工業(yè)以太網(wǎng)的優(yōu)勢 工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)是完全工業(yè)級的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，牢靠的重負(fù)荷設(shè)計，其性能指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一般的辦公網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。雖然工業(yè)自動化領(lǐng)域的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)與辦公自動化領(lǐng)域中的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)相同，但二者對網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的要求是完全不同的。內(nèi)嵌實時操作系統(tǒng)，通過軟件 InduGraf 提供強(qiáng)大的邏輯處理和回路調(diào)節(jié)能力。站控層計算機(jī)采用開放的 WINDOS 或主流 UNIX 操作系統(tǒng)和分布式數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，采用模塊化、結(jié)構(gòu)化設(shè)計，具有一定的完整性和獨立性，可對人一機(jī)界面配置且維護(hù)方便，可以滿足不同用戶對顯示畫面、打印圖表35 的不同格式的要求。 廖海亮：二郎壩水電站一二次設(shè)計 34 水電站監(jiān)控系統(tǒng)示意圖 站控層 站控層設(shè)備包括：計算機(jī)設(shè)備 (工作站 }、通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、打印機(jī)、不間斷電源 (UPS)、衛(wèi)星同步對時 設(shè)備 (GPS)、語音報警設(shè)備等。遠(yuǎn)程監(jiān)視終端 。中文語音報警裝置 。通信處理機(jī) 。 4 通過減少備品備件的種類和數(shù)量，使備件采購成本降低，給用戶帶來持久的收益。 6 編程及組態(tài)方便 ,對控制方式、功能、設(shè)置的改變靈活 ,PLC 編程語言符合 IEC611313,不但支持梯形圖編程 ,還可以支持語句表和功能圖編程。 3 數(shù)據(jù)庫采用開放式標(biāo)準(zhǔn)的分布體系結(jié)構(gòu) Client/Sever 模式 ,使用專用接口或 ODBC 標(biāo)準(zhǔn)接口 ,支持各種常見商用數(shù)據(jù)庫 ,如 Sybase, SOLsever, Oracle, Access 等。PLC 和現(xiàn)場控制站 IDC425 的所有接線均使用可插拔端子，模塊更換快捷方便。 完善的隨機(jī)幫助文檔，可以在線幫助，使用方便，并且人機(jī)界面全部采用中文、功能強(qiáng)、操作方便便于二次開發(fā)。 根據(jù)不同的工作職責(zé)將操作人員劃分為三個層面 : 系統(tǒng)管理員層、設(shè)備檢修及維護(hù)員層、值班操作員層，各層有不同的操作權(quán)限和操作界面避免越限操作 。 2 在控制系統(tǒng)的設(shè)備選用上，選用國際知名品牌 PLC 和工業(yè)控制計算機(jī)，通訊網(wǎng)絡(luò)可以配置成光纖以太環(huán)網(wǎng)，保證設(shè)備運行的穩(wěn)定性。 (2)110kV 和 35kV 開關(guān)站 。 針對本設(shè)計中小型水電站的實際情況，采用東方英達(dá)康公司的專門的自動化解決方案。 隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展 ,計算機(jī)性能的不斷提高和價格下降計算機(jī)和相應(yīng)自動化配套裝置和元件的應(yīng)用 ,使水電站自動化進(jìn)入一個新的發(fā)展階段可用多臺計算機(jī)組成計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)來對電站進(jìn)行實時監(jiān)控和運行管理這是區(qū)域小水電群可實現(xiàn)無人值班的技術(shù)基礎(chǔ)。 在工業(yè)發(fā) 達(dá)國家經(jīng)過多年的研究和發(fā)展對水電廠的控制和管理取得了很多成果無人值班或少人值守的水電站已占絕大多數(shù)。 220V，此時接入 n58 和 n59 之間。工作時將 n18 端子接正電源， n21 端子接負(fù)電源，可按面板上的復(fù)歸按鈕復(fù)歸跳閘信號。告警信號回路中的繼電器為非磁保持繼電器，在繼電器失磁后信號自動返回。跳閘信號包括重瓦斯 重瓦斯 壓力釋放、超溫跳閘、風(fēng)冷跳閘五個信號。 b） 跳閘回路 本裝置的跳閘回路采用小型大功率快速繼電器，其固有動作時間不大于3ms，并且可以引出 7 個跳閘出口；同時此回路中還并有一組普通型繼電器，以保證在快速繼電器出現(xiàn)故障時仍能夠在 15ms 內(nèi)可靠跳閘。當(dāng)電力變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障或油位下降時導(dǎo)致輕瓦斯繼電器動作；當(dāng)變壓器過負(fù)荷使油溫升高時，溫度過高繼電器動作；當(dāng)變壓器冷卻系統(tǒng)電源消失時，風(fēng)冷消失繼電器動作；以上保護(hù)繼電器只動作于信號。提供功能如下： a) 重瓦斯 1 繼電器； b) 重瓦斯 2 繼電器； c) 壓力釋放繼電器； 29 d) 超溫跳閘繼電器； e) 風(fēng)冷跳閘繼電器； 以上保護(hù)繼電器動作于跳閘，并發(fā)出相應(yīng)信號。 f) 具有 TA 飽和綜合判 據(jù) :比率制動差動保護(hù)采用了 TA 飽和的綜合判據(jù)，可以有效識別 TA 飽和，從而有效 防止區(qū)外故障時 TA 飽和引起的差動保護(hù)誤動作。用戶可任選其中一種原理。 d) 其內(nèi)部總體結(jié)構(gòu)為網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計，有利于提高硬件的可靠性、靈活性和可擴(kuò)展性，簡化硬件實現(xiàn)了“積木式”結(jié)構(gòu)。同時高性能、大容量、高速的芯片滿足了并行實時計算要求。 g) 分相差 動保護(hù)、零序差動保護(hù)以及公共繞組保護(hù)適用于自耦變壓器。 c) 表中 3/I,2/II 表示該保護(hù)有 I、 II 段，且 I 段帶 3 個延時、 II 段帶 2個延時，其余類推。大型變壓器的過負(fù)荷通常是對稱過負(fù)荷，故過負(fù)荷保護(hù)只接一相電流 變壓器保護(hù)整定計算詳見副件二。 2 本體保護(hù)：包括本體瓦斯保護(hù)，有載調(diào)壓瓦斯保護(hù)和壓力釋放保護(hù) 后備保護(hù) 27 1 變壓器相間短路后備保護(hù)采用