【正文】 自動裝置應符合可靠性、選擇性、靈敏性和速斷性的要求。 LCD5 型差動繼電器，整定電流分為 1A、 2A 兩檔。 失磁 保護由阻抗元件，母線低電壓元件和閉鎖元件組成，阻抗元件用于失磁故障，母線低電壓元件用于監(jiān)視母線電壓，以保證系統(tǒng)安全，閉鎖元件用于保證保護裝置在外部短路，系統(tǒng)振蕩。 ⑵ 勵磁回路兩點接地保護 該保護采用定子二次諧波電壓原理的勵磁回路兩點接地保護這種保護的判據(jù)是利用轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生兩點接地故障或匝間短路時，轉(zhuǎn)子磁勢對稱性受到破壞，氣隙磁密波形中出現(xiàn)偶次諧波，感應到定子電壓中也就相應出現(xiàn)了二次諧波分量而構成的。 3）發(fā)電機變壓器組差動保護 該保護采用二次諧波制動帶比率制動特性的差動保護，其接線方式為總差動的一臂由廠用變壓器低壓分支的電流互感器經(jīng)降流的輔助變流器接入，分支變流器的變比按廠用變壓器的容量選擇，此接線方式投資省，封閉母線較簡單，總差動保護范圍可擴大到廠用變壓器，但二次電纜較長二次接線較復雜。 ⑵ 機組電機參數(shù)的變化，主要是 Xd, Xd′Xd″ 等電抗的普遍增大，而定子繞組的電阻相對減少，這是一種普遍現(xiàn)象。 220KV 母線的出線斷路器的選擇與母聯(lián)斷路器的選擇一樣，故選用型號為 LW220 的六氟化硫斷路器。 ⑷ 驗算短路熱穩(wěn)定時，導體的最高允許溫度可參照有關數(shù)值。 ⑵ 應按當?shù)丨h(huán)境條件校核。 接地裝置的設計，也需要用短路電流。 連續(xù)兩種升高電壓母線的聯(lián)絡變?nèi)萘康拇_定原則。 以下對三種方案中的不同部分進行分析比較： 方案一中， 2臺 200MW的機組通過發(fā)電機 — 變壓器單元接線接在 200KV線路上， 2 臺 100MW 的機組也通過單元接線接在 110KV 線路上，兩種電壓等級的線路通過聯(lián)絡變連接起來，這種接線方式可保證連續(xù)向負荷供電；同時，每臺發(fā)電機的出口省去價格比較昂貴的斷路器，因此，比較可靠和經(jīng)濟。 大型機組突然停電對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的影響與生產(chǎn)的后果等因素。 二、設計內(nèi)容： 選擇，包括主變?nèi)萘考芭_數(shù)選擇 設計題目 2100MW+2200MW 供熱式火力發(fā)電廠的電氣部分及繼電保護設計 原始資料 廠址概況 廠址位于新建的大型煤礦區(qū)內(nèi)，為一坑口電站，所用燃煤由煤礦直接供給。熱式火力發(fā)電廠電氣部分及繼電保護設計 摘 要 本設計是大型機組的電部分及全網(wǎng)的繼電保護配置設計，使發(fā)電廠達到最優(yōu)化運行和安全運行。 電廠生產(chǎn)的電力用 110KV 電壓等級 8 回線向 4 個較大的負荷供電，綜合最大負荷 200MW，另外 220KV 電壓等級有 4 回和系統(tǒng)聯(lián)絡。 主接線還應其有足夠的靈活性，能適應多種運行方式的變化，且在檢修，事故等級特殊狀態(tài)下操作方便，調(diào)度靈活，檢修安全，擴建發(fā)展方便。 方案二中， 2 臺 100MW 的發(fā)電機通過三繞變接在 110KV 線路和 220KV線路，這種接線雖可省去 — 聯(lián)絡變，但由于主變采用三繞變，故帶來以下主要問題： 發(fā)電機出口要求裝設斷路器，但由于很大的額定電流和短路電流，使得斷路器制造困難。 聯(lián)絡變?nèi)萘繎軡M足兩種電壓網(wǎng)絡在各種不同運行方式下，網(wǎng)絡間的有功功率和無功功率交換。 短路電流計算的一般規(guī)定 計算的基本情況 ⑴ 電力系統(tǒng)中所有電源均為在額定負荷下運行 ⑵ 所有同步電機都具有自動調(diào)整 勵磁裝置 ⑶ 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間 ⑷ 所有電源的電動勢相位角相同 接線方式 計算時所用的接線方式，應是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運行方式）而不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。 ⑶ 應力求技術先進和經(jīng)濟合理。 ⑸ 驗算動穩(wěn)定時，硬導體的最大應力應不大于有關規(guī)定，重要回路的硬導體應力計算， 還應考慮共振影響。 聯(lián)絡變兩側(cè)的短路器的選擇： 高壓側(cè)： 最大工作電流 = （ 120103 ） /（ √3220 ） =331A 其它數(shù)據(jù)與母聯(lián)斷路器計算數(shù)據(jù)一樣，故也選用型號為 LW220 的六氟化硫斷路器。 2）運行方面對大機組保護提出的要求 ⑴ 由于單機容量增大，發(fā)電機保護的拒動或誤動將造成十分嚴重的損失，因此，對大機組的繼電保護的可靠性、靈敏性、選擇性和快速性有更高的要求。 4）阻抗保護 因發(fā)電機變壓器組的主保護均為雙重保護，而發(fā)電機變壓器組母線接線，其母線差動保護接線較復雜且可靠性較低，又沒有雙重化母線保護，故阻抗保護主要做為母線保護的 后備裝在高壓側(cè)，其接線為三相式，采用全阻抗繼電器或偏移阻抗繼電器，沒有電壓回路斷線閉鎖措施，一般不裝設振蕩閉鎖裝置，而用延時躲過振蕩。 8）發(fā)電機過負荷保護 ⑴ 大型發(fā)電機的對稱過負荷保護，一般由定時限和反時限兩部分組成，定時限的動作電流按發(fā)電機長 期允許的負荷電流下，可能靠返回的條件整定，經(jīng)延時動作于信號，并可動作于減出力，反時限部分是發(fā)電機定子繞組在發(fā)熱方面的安全保護，其動作特性按發(fā)電機定子繞組的過負荷能力確定，動作于解列，保護應能反應電流變比時，發(fā)電機定子繞組的熱積累過程。自同步及電壓回路斷線等情況下不誤動作，當失磁后母線電壓低于允許值時，失磁保護帶時限動作于斷路器跳閘，當母線電壓未低于允許值時，保護帶時限動作于信號，同時動作于切換勵磁回路和自動減出力，可作為失磁保護的判據(jù)有： ① 無功功率改變方向 ② 機端測量阻抗超越靜穩(wěn)邊界阻抗圓的邊界 ③機端測量阻抗進入異步邊界阻抗圓。 ⑶ 制動系數(shù)選擇 KZh= ⑷ 制動線圈的和差變流器的兩個制動繞組分別接于兩側(cè)。 ⑵ 發(fā)電機常配的自動裝置有以下幾種 ① 備用電源自動投入裝置 ② 饋線和母線的自動重合閘裝置 ③ 自動準同步裝置 ④ 發(fā)電機和 調(diào)相機的自動調(diào)整勵磁裝置 ⑤ 電動機或機組的起動自動控制裝置 ⑥ 自動按頻率減負荷裝置 ⑦ 電力系統(tǒng)的無功補償和頻率自動調(diào)整裝置 十、結論 本文通過原始資料的分析，電氣主接線的確定，電器設備的選擇，發(fā)電機變壓器組繼電保護的配置和整定以及全廠繼電保護和自動裝置的配置，可以得出如下結論： 、靈活性和經(jīng)濟性的特點。 ③ 保證電氣設備的安全可靠運行，使運行人員及時、準確地判斷運行中的異常情況并及時進行處理。 10）主變瓦斯保護的整定 ⑴ 選擇自耦變流器變比及抽頭 自耦變流器的變比選過 ，選初級抽頭的 19 次級抽頭為 14 ⑵ 最小動作電流的選擇 按躲過最大負荷電流條件下流入保護裝置的不平 衡電流來整定＞ —— 一般由實測決定，常?。?～ ） Ie 即可選用。 ② 在發(fā)電機失磁后備威脅到發(fā)電機及電力系統(tǒng)安全運行時，失磁保護應能及時動作，切除失磁發(fā)電機 ③ 在發(fā)電機外部故障，電力系統(tǒng)振蕩，發(fā)電機自同期并列等非正常運行狀態(tài)下，失磁保護不應誤動作。 7）發(fā)電機勵磁回路接地保護 ⑴ 勵磁回路一點接地保護 該保護采用測量轉(zhuǎn)子繞組對地導納的勵磁回路一點接地保護，它 是以直接測量轉(zhuǎn)子繞組對地絕緣電導為動作判據(jù)的保護裝置，此種保護可以反應勵磁回路中任一點發(fā)生的接地故障沒有死區(qū)，并且受轉(zhuǎn)子繞組對地電容的影響，靈敏系數(shù)較高。 實現(xiàn)這種動作特性的縱差繼電器以差動電流作為動作 電流，引入外部短路電流作為制動電流，其接線原理圖和制動特性圖見電氣設計手冊 2 圖 294 2）變壓器縱聯(lián)差動保護 該保護采用二次諧波制動帶比率制動特性的差動保護，變壓器勵磁涌流中含有很大比例的二次諧波分量，而在其內(nèi)部故障電流中，二次諧波的比例很小，因此利用二次諧波制動原理為判據(jù)的差動繼電器具有防止涌流的功能，為了避越正常運行和外部故障時穿越短路電流的影響，該繼電器還有比率制動回路，為防止在變壓器內(nèi)部故障時，由于短路電流過大而在電流互感器或電抗互感器飽和時差動繼電器可能出現(xiàn)拒動，在繼電器中加裝了差動速斷元件， 其動作電流為額定電流的 815 倍。 發(fā)電機 — 變壓器組保護方式的選擇及整定 （做最大一臺機組的保護設計） 大 型發(fā)電機組的特點及其對繼電保護的要求 1）機組設計特點 ⑴ 材料有效利用率的提高，造成機組的慣性常數(shù) H 明顯下降和發(fā)電機的熱容量與銅損、鐵損之比顯著下降。 容量為 120MVA 的主變高壓側(cè)