【正文】 發(fā)電機保護配置 表 51 主保護 后備保護 發(fā)電機縱 聯(lián) 差 動 保護 發(fā)電機定子 100%接地保護 發(fā)電機勵磁回路接地保護 定子繞組匝間短路保護 過電流保護 32 變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件，它的故障將對供電可靠性和系統(tǒng)的正常運行帶來嚴重的影響。在運行中可能發(fā)生故障和不正常工作狀態(tài)，會對發(fā)電機造成危害。由于移開式金屬鎧裝高壓開關(guān)柜采用組裝結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品尺寸精度高，外形美觀，通用性及互換性好，檢修維護方便、安全可靠，技術(shù)性能先進，因此金屬鎧裝移開式高壓開關(guān)柜已成為我國高壓開關(guān)柜的主流產(chǎn)品。 匯流母線 的選擇 母線的截面積選擇有兩種方法： （ 1）按導體長期發(fā)熱允許電流選擇。 LGJ50載流量為 220A＞ ，滿足發(fā)熱條件。因此，在導線截面的選擇中，必須兼顧技術(shù)和經(jīng)濟兩個方面。 二、 電流互感器的選擇 按一次回路額定電壓選擇 電流互感器的一次額定電壓必須滿足： NU ≥ NSU 側(cè)： NU ≥ NSU =； 35kV 側(cè) ： NU ≥ NSU =35kV 按一次回路額定電流選擇 電流互感器的一次額定電流必須滿足： NI ≥ maxgI 由于本水電站三臺發(fā)電機 2號機容量為 1500kW， 3號機為 2600kW。 二、按正常工作條件選擇 額定電壓 在選擇設備時，一般可按照電氣 設備和載流導體的額定電壓 NU 不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓NSU 的條件選擇，即應滿足條件： NU ≥ NSU 額定電流 導體和電氣設備的額定電流或載流導體的長期發(fā)熱允許電流 yI 應不小于該回路的最大持續(xù)工作電流 maxgI ，即應滿足條件： yI ≥ maxgI 三、按短路條件進行校驗 電氣設備按短路故障情況進行校驗，就是要按最大可能的短路故障（通常為三相短路故障）時的動、熱穩(wěn)定度進行校驗。各種電氣設備選擇的一般程序是：先按正常工作條件選擇出設備，然后按短路條件校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 按接地裝置的設計，也需用短路 電流。在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生短路主要有三相短路、兩相短路和單相短路。 13 主接線的比較與確定 （ 1）主接線技術(shù)經(jīng)濟比較： （ 2）主接線的確定 由于水電站裝機容量為 2 1500+2600kw，并且電站在系統(tǒng)中不占很重要的地位，即使裝機臺數(shù)很多，經(jīng)論證后采用一臺變壓器以 35KV 升壓送電在技術(shù)經(jīng)濟上也是合理的。 （ 7）主接線設計時，應充分考慮并妥善解決近區(qū)負荷的供電問題。在考慮主接線的可靠性時，應盡量采用已成熟的先進技術(shù)和新型電氣設備。 （ 2）主接線簡單清晰，操作簡便。 由于考慮到本水電站是小型水電站，干式變壓器和油浸式變壓器相比較，雖然干式變壓器的本體價格較油浸變壓器高，但是干式變壓器的冷卻介質(zhì)及絕緣介質(zhì)都是空氣，而不是變壓器油，不需要像油浸變壓器那樣安裝在單獨的防爆間隔內(nèi)，也不需要排油措施。 5% Yd11 自然 風冷 無勵磁 調(diào)壓 7 廠用變壓器 的臺數(shù) 為保證全廠的負荷正常運行，系統(tǒng)的供電可靠性，因此本水電站的廠用變采用兩臺變壓器比較合理。 對于小型水電站 的主變壓器 ，一般均采用無勵磁調(diào)壓 方式，因此該水電站選用無勵磁調(diào)壓方式的變壓器。在表示組別時分別用 Y（ y）、 D（ d）表示。 主變壓器相數(shù)的選擇 330KV 及以下的電力系統(tǒng)，在不受運輸條件限制時， 一般都 應選擇三相變壓器。 主變壓器 容量的確定 主變壓器的總?cè)萘?，應保證在正常情況下，能將水電站全部功率送至電網(wǎng)或用戶。 1 XXXX 大學 某水電站 畢業(yè)設計 畢業(yè)設計說明書 題 目 某小水電站的電氣部分的初步設定 專 業(yè) 電力系統(tǒng)自動化技術(shù) 班 級 學 號 學生姓名 指導教師 2021 年 1 月 5 日 2 目錄 前 言 ........................................................................................................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 當發(fā)電機電壓母線側(cè)有直配負荷時，則發(fā)電機總?cè)萘靠鄢l(fā)電機電壓母線最小負荷等于主變壓器的容量。因為單相變壓器組相對來講 投資大、占地多、運行損耗也較大；同時配電裝置結(jié)構(gòu)復雜，也增加了維修工作量。因此，變壓器三相繞組的連接方式應根據(jù)具體工程來確定。 主變壓器 冷卻方式的選擇 運行中的變壓器，因有損耗而發(fā)熱，而變壓器的溫升直接影響到它的負荷能力和使用年限。 廠用變壓器容量的選擇 廠用變壓器容量的選擇，應保證在正常情 況下滿足全廠廠用電負荷的供電，不應由于過負荷而影響其使用壽命，在一般事故或檢修條件下，應有足夠的備用容量，以保證發(fā)電機組正常運行。因此本水電站的廠用變壓器用干式變壓器較合適。水電站多處山區(qū)，地形復雜，電氣設備布置及進出線走廊均受一定限制。 電氣 主接線的特點 （ 1）水電站一般距負荷中心較遠，在發(fā)電機電壓側(cè)很少接有大功率用戶，而用電較高電壓送點，故主變壓器容量多按機主容量確定。 （ 8）水電站的站用負荷較小，工作電源一般不從高壓側(cè)引接。電站因年運小時數(shù)不大，三臺機滿發(fā)的機會少，經(jīng)常出現(xiàn)一臺或兩臺發(fā)電機，此時電站可選擇某臺主變壓器停止運行，從而降低了主變壓器的損耗，減小電站運行費用，所以當選取兩臺主變壓器時，電站的投資成本將增大（現(xiàn)對于一臺主變壓器而言），而且變壓器的占地面積也相應增大。 電力系統(tǒng)的運行經(jīng)驗表明，在各種類型的短路中，單相短路占大多數(shù)，兩相短路較少，三相短路的機會最少。 二、短路電流計算的一般規(guī)定 驗算導體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應按工程的設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后 5~10 年）。 電氣設備和載流導體的選擇設計，必須執(zhí)行國家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟政策，并應做到技術(shù)先進、 經(jīng)濟合理、安全可靠、運行方便和為今后的發(fā)展擴建留有一定的余地。但有熔斷器和有熔斷器保護的電器和導體（如電壓互感器等），以及架空線路，一般不必考慮動穩(wěn)定度、熱穩(wěn)定度的校驗，對電纜，也不必進行動穩(wěn)定度的校驗。所以，在計算 發(fā)電機出口 側(cè)最大長期工作電流時需要分別計算。從技術(shù)上講，在正常運行時，線路不應發(fā)生全面電暈；在正常和事故情況下導線通過的電流有一定的機械強度。 電暈條件。發(fā)電廠主母線和引下線以及持續(xù)電流較小，一般按照最大長期工作電流選擇。 因此根據(jù)額定電壓初步選定開關(guān)柜型號為 KYN80010 表 417 KYN80010 高壓開關(guān)柜配置 地點 面數(shù) 設備 型號 發(fā)電機出口柜 3面 電流互感器 LFC10 斷路器 ZN2810 變壓器進線柜 1面 電流互感器 JSJW6 斷路器 ZN2810 PT柜 4面 電壓互感器 JSJW6 斷路器 ZN2810 避雷器 廠用變進線柜 1面 斷路器 ZN2810 電氣設備 匯總 表 電氣設備匯總表 418 設備名稱 設備型號 配置地點 臺數(shù) ZN2810 發(fā)電機出口 及主變壓器進線側(cè) 5 35kV 斷路器 35kv出線及主變壓器出線側(cè) 3 35kV隔離開關(guān) GW435 35kv出線及主變壓器出線側(cè) 8 RN2 35kV熔斷器 RW935 35kv母線 側(cè) 及廠用變壓器進線側(cè) LFC10 發(fā)電機出口 及主變壓器進線側(cè) 35kV電流互感器 LFC10 35kv出線及主變壓器出線側(cè) JSJW6 35kV電壓互感器 JDZJ35 35kv側(cè) 高壓開關(guān)柜 JDZJ35 35kV架空導線 LGJ35 35kv側(cè) 硬鋁母線 63 2mm 35kV匯流母線 硬鋁母線 20 32mm 35kv母線 31 第 5 章繼電保護配置 一、繼電保護裝置是一種能反映電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生的故障或不正常工作狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。同時系統(tǒng)故障也可能損壞發(fā)電機，特別是現(xiàn)代的大中型發(fā)電機的單機容量大，對系 統(tǒng)影響大，損壞后的修復工作復雜且工期長，所以對繼電保護提出了更高的要求。同時大容量的電力變壓器也是十 分貴重的元件，因此，必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度考慮裝設性能良好，工作可靠的繼電保護裝置。 二、發(fā)電機的后備保護配置： 過電流保護 :為了防御外部短路引起的過電流，并作為發(fā)電機主保護的后備保護。發(fā)電機由于結(jié)構(gòu)復雜。 30 開關(guān)柜的選擇 近幾年在我國電氣工程建設中，金屬鎧裝移開式高壓開關(guān)柜已廣泛應 用，其中應用最多的是中置式鎧裝高壓開關(guān)柜，下置式和雙層布置式鎧裝高壓開關(guān)也有應用。已知 P=， 28 cos ?? ，則 Q= var ；則： ? ? ? ?11P r + Q x 5 . 6 0 . 6 5 3 . 4 7 0 . 4 7 . 9P R + Q X 1 . 1 3 k VU U 3 5NNlU ? ? ? ?? ? ? ? ?； NU 1 . 1 31 0 0 % = 1 0 0 % = 3 . 2 4 %U 3 5? ??＜ 10% ，符合要求。每相導線出現(xiàn)最大電流的情況是在一回線路故障，而另一回線路帶全部負荷時，最大負荷電流 m a x 2 108 .67IA? ? ?。導線截面選擇得過大，將增加投資及有色金屬的消耗量；導線截面選擇得過小，運行時產(chǎn)生較大的電能損耗，既浪費資源也不經(jīng)濟，同時，在線路上產(chǎn)生過大的電壓損耗，供電電壓不能滿足要求。 中性點直接接地系統(tǒng)一般按三相配置，非直接接地系統(tǒng)根據(jù)需要按兩相或者三相配置。 （ 6） 選用的新產(chǎn)品均應有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格，在特殊情況下，選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時，應經(jīng)上級批準。為了保證電氣裝置的可靠性和經(jīng)濟性，必須正確地選擇電氣設備。 在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。 所謂短路，就是供電系統(tǒng)中一相或多相載流導體接地或相互接觸并產(chǎn)生超出規(guī)定值的大電流。 （ 2） 在母線和母線隔離開關(guān)檢修或故障時，各支路必須停止工作；引出線的斷路器檢修時，該支路要停止供電。 （ 6）在同一河流上的階梯水電站和地理位置相近的幾個水電站，它們之間既有電的聯(lián)系，又有水的聯(lián)系，設計電氣主接線時應充分考慮這一點。 （ 5）技術(shù)先進，經(jīng)濟合理。對主接線可靠性的保證有助于提高和保障事故狀態(tài)下的電能質(zhì)量。油浸式的特點是過載能力強，屋內(nèi)外均可布置，維修簡便，價格便宜，但由于采用油為絕緣和冷卻介質(zhì)，屋內(nèi)外必須要有防火防爆小間，同時檢修、維護復雜；干式變壓器的特點是無油，防火性能較好，布置簡單，可就近布置在中壓開關(guān)柜附近，縮短了電纜長度并提高供電可靠性，還可節(jié)省間隔及土建費用，但過載能力低，絕緣 余度小，在有架空線路直接連接的場合不宜使用，一面遭受感應雷過電壓；隨著干式變壓器生產(chǎn)技術(shù)的不斷進步，已能生產(chǎn)出散熱性能更好、體積小、過載能力大的干式變壓器。 主變壓器 的 型號 查《發(fā)電廠變電站電氣設備》得 35kv 電力變壓器的主要技術(shù)參數(shù)表，選擇變壓器型號 表 12 變壓器 型號 額定容量 （ kVA） 額定電壓（ kV） 連接組 標號 損耗 （ kW） 阻抗 電壓 （ %） 空載 電壓 （ %） 冷卻 方式 調(diào)壓 方式 高壓 低壓 空載 負載 S96300/35 6300 177。 2 %以內(nèi)；另一種是帶負荷切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達 30%，但其結(jié)構(gòu)復雜、價格較貴。電力系統(tǒng)采用的 6 繞組 連接方式只有星形“ Y”和三角形“ △ ”兩種。 小型水電站的主變宜采用三相油浸式電力升壓變壓器， 其過載能力較強，價格便宜，因此本水電站選用油浸式變壓器。通過以上兩種方案的綜合比較，我們選 用一臺主變壓器。 目錄 ......................................................................................................