【正文】 6390mm 型號 額定電流（ A） 相間距離（ mm） 抗彎（ KN） 外形尺寸（ mm） CRL220/1200 1250 600 6390 消弧線圈 選擇 XDJ60/10 油浸自冷式消弧線圈 35 第四章 廠用電設(shè)計 廠用電 系統(tǒng) 設(shè)計原則 小漩 電站廠用電供電范圍主要包括：廠房、壩區(qū)、及開關(guān)站及其他分散的區(qū)域。 36 本電站采用單母線分段接線方式 當(dāng)發(fā)電機(jī)與主變壓器采用單元接線時，由主變壓器低壓側(cè)引接，供給本機(jī)組的廠用負(fù)荷。 數(shù)字式安全自動裝置是以微處理機(jī)作為基本的實現(xiàn)手段和方法，通過快速數(shù)字處理實 現(xiàn)模型分析，邏輯判斷，控制出口，通訊以及更為復(fù)雜的控制功能，優(yōu)點是功能完善，使用及維護(hù)方便，智能化程度高，體積小，適應(yīng)一次系統(tǒng)靈活性大，所以應(yīng)用前景十分廣闊，已經(jīng)成為當(dāng)今電力自動化的主流產(chǎn)品。 在最早的時候，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)合閘依靠操作人員手動來進(jìn)行，為了尋找合閘提前時間，常采用同期指示裝置，最簡單的同期指示裝置，電網(wǎng)電壓和發(fā)電機(jī)電壓通過電壓互感器（ PT）降壓，二次側(cè)接上燈泡裝置，通過合適的接線，可以采用燈光 熄滅法或者燈光旋轉(zhuǎn)法來捕捉合閘的時機(jī)。 第二代自動準(zhǔn)同期裝置是微機(jī)式自動準(zhǔn)同期裝置，位處理器的產(chǎn)生對自動準(zhǔn)同期裝置技術(shù)指標(biāo)的提升產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，我國是世界上微機(jī)準(zhǔn)同期裝置最早研制的國家之一，深圳市智能設(shè)備開發(fā)有限公司研制的 SID2系列多功能微機(jī)準(zhǔn)同期裝置比較具有代表性。 同期原理圖 41 系統(tǒng)硬件配置圖 隨著水電機(jī)組容量的不斷增大，對水電站自動化水平以及發(fā)電質(zhì)量的要求日益提高。因此， S7200 系列具有極高的性能、價格比。 該設(shè)計還提供了蠕動保護(hù)功能。同期裝置在檢測到壓差和頻差已符合并列條件時，必須提前“導(dǎo)前時間”發(fā)出合閘命令，才能使斷路器主觸頭閉合時相角差 δ 恰好為零。 均壓控制 同期裝置根據(jù)壓差的計算，發(fā)出升壓或降壓控制脈沖，其控制參數(shù)可由軟件整定。 46 初 始 化同 期 命 令空 載 狀 態(tài)電 壓 給 定 為 系 統(tǒng) 電 壓 ， 進(jìn) 入 同 期 狀 態(tài)壓 差 ， 頻 差 滿 足由 導(dǎo) 前 時 間 計 算 導(dǎo) 前 相 角 差計 算 一 個 同 期 程 序 執(zhí) 行 周 期 內(nèi) 產(chǎn) 生 的 相 角 差計 算 合 閘 延 時 時 間當(dāng) 前 相 角 差 大 于 且 小 于調(diào) 用 合 閘 脈 沖 函 數(shù) 、 調(diào) 用 測 合 閘 脈 沖 時 間 函 數(shù)開 始 時 間計 時 時 間 為 2 倍 導(dǎo) 前 時 間復(fù) 歸 同 期 狀 態(tài) 或 復(fù) 歸 合 閘 時 間 測 試 狀態(tài) ， 閉 鎖 合 閘 脈 沖 ， 復(fù) 歸 計 時斷 路 器 已 合 閘讀 取 合 閘 時 間返 回調(diào) 頻 程 序調(diào) 壓 程 序合 閘 失 敗NNNNNNYYYYYYYJ?e?YJ?YJe ?? ? 47 結(jié) 束 語 通過畢業(yè)設(shè)計這樣一個綜合性的教學(xué)環(huán)節(jié)，我的綜合素質(zhì)與工程能力得到了提高，并會運用所學(xué)的理論知識與技能去分析與解決一些本專業(yè)范圍具有一定復(fù)雜程度的工程技術(shù)問題。 設(shè)計中也遇到了不少問題。為了解決這樣的問題，經(jīng)過我多次查閱不同的資料，以及及時向老師和與同學(xué)聯(lián)系討論，終于使問題得到了解決。 本設(shè)計題為“ 小漩電站電氣一次及同期系統(tǒng)設(shè)計 ”，在設(shè)計的過程中緊扣《 水電站自動運行 》、《發(fā)電廠電氣部分》等教材，這是對我們所學(xué)的專業(yè)知識的一次復(fù)習(xí)和實踐。 44 軟件模塊設(shè)計 程序判別方法 同期判別任務(wù)每 20ms計算一次，判斷滿足并列條件時立即發(fā)出合閘命令。 . 均頻控制 當(dāng)待并發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)之間的頻差、壓差及滑差滿足并列條件，斷路器主觸頭在相角δ =0o瞬間閉合時沖擊電流最小，機(jī)組沖擊受損也最小，但這是理想情況。當(dāng) PLC 42 測得的機(jī)組轉(zhuǎn)速為零時 .測盤測速通道卻有脈沖輸入到 PLC 的中斷 I/O 口。16K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間， 6 個獨立的 30Hz 高數(shù)計數(shù)器， 2 路獨立的20KHZ，高速脈沖輸出，具有 PID 控制器。目前在水電站中廣泛應(yīng)用的模擬式轉(zhuǎn)速信號裝置動作不夠準(zhǔn)確而單片機(jī)的轉(zhuǎn)速信號裝置可靠性又相對較差，不能滿足大型水電機(jī)組運行 操作的要求。相繼推出了 QSA 型， SID1， SID2，SID2V系列發(fā)電機(jī)用微機(jī)準(zhǔn)同期控制器及 SID2T 系列線路用微機(jī)準(zhǔn)同期控制器，操作方便，接線簡單等特點。所以更為準(zhǔn)確的方法是采用示零電壓表來尋找并網(wǎng)時機(jī)。 一臺同步發(fā)電機(jī)組在未投入系統(tǒng)運行之前 , 它的電壓“ Uf 。 無發(fā)電機(jī)電壓母線時，一般由高壓母線中電源可靠的最低一級電壓母線引接，或由聯(lián)絡(luò)變壓器的低壓繞組引接，并應(yīng)保證在發(fā)電廠全停的情況下，能從電力系統(tǒng)取得足夠的電源。其具體有如 下一些要求： （ 1） 接線方式和電源容量，應(yīng)充分考慮廠用設(shè)備在正常、事故、檢修、啟動、停運等方式下地供電要求，并盡可能地使切換操作簡便，使啟動（備用）電源能迅速投入。 (4)機(jī)械強度校驗 查表得鋼芯鋁絞線在 35KV 以上的最小截面要求為22 mmSmm ?? ,因此所選導(dǎo)線滿足機(jī)械強度要求 33 熔斷器 選擇 ?RN 型高壓熔斷器， AIKVU N ,10 m a x ?? ,開斷容量1000MVA，最大開斷電流 50KA。 以上計算表明，選 2 5 0/1010 ??SN 型斷路器可滿足要求。 校驗開斷能力 因 stk ? s1 故 KAII k 39。39。亦稱動穩(wěn)定，滿足動穩(wěn)定的條件： shesshes IIii ?? , 式中 shi 、 shI ?短路沖擊電流幅值及其有效值 esi 、 esI ?電氣設(shè)備允許通過的動穩(wěn)定電流及其有效值 下列幾種情況可不校驗熱穩(wěn)定或動穩(wěn)定： (1) 用熔斷器保護(hù)的電氣設(shè)備，其熱穩(wěn)定由熔斷器時間保證，故可不驗算熱穩(wěn)定 (2) 采用有限電流電阻熔斷器保護(hù)的設(shè)備，可不校驗動穩(wěn)定 (3) 裝設(shè)在電壓互感器回路中的裸導(dǎo)體和電氣設(shè)備可不校驗動、熱穩(wěn)定 27 3）環(huán)境條件 環(huán)境條件主要有溫度、日照、風(fēng)速、冰雪、濕度、污穢、海拔和地震。39。 ??I (由 查曲線 ) 39。92139。39。39。kt 應(yīng)為主保護(hù)動作時間 tpr1和斷路器固有分閘時間 tin 之和，即 inprk ttt ?? 139。一般按三相短路計算，或其他種類較三相短路嚴(yán)重時，則按最嚴(yán)重的情況計算。其計算的目的主要有以下幾個方面： (1) 電氣主接線的比較。適用范圍： 110~220kV 配電裝置當(dāng)出線回數(shù)不超過 2 回時。另外，隔離開關(guān)僅僅用于檢修，不作為操作電器，不易發(fā)生誤操作。經(jīng)濟(jì)性主要從以下幾方面考慮： (a) 節(jié)省一次 投資。靈活性包括以下幾個方面： (a) 操作的方便性。變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其可靠性應(yīng)與系統(tǒng)相適應(yīng)。設(shè)計的主接線應(yīng)滿足供電可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)、留有擴(kuò)建和發(fā)展的余地。所設(shè)計的內(nèi)容力求概念清楚，層次分明。 本次設(shè)計 水電站電氣一次及同期系統(tǒng)。最后根據(jù)同期原理設(shè)計水電站同期系統(tǒng)并選配相應(yīng)的元器件。 8 第一章 電氣主接線設(shè)計 電氣主接線是發(fā)電廠、變電所的設(shè)計主體。 (2) 電力系統(tǒng)情況，包括電力系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（ 510 年），變電站在電力系統(tǒng)中的位置（容量位置和地理位置）和作用，以及與電力系統(tǒng)連接方式和各 級電壓中性點接地方式等。負(fù)荷按其重要性有Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類之分。電氣主接線在正常運行時，要能根據(jù)調(diào)度要求，方便的改變運行方式，并且在發(fā)生事故時，要能盡快的切除故障，使停電時間最短，影響范圍最小，不致過多的影響對用戶的供電和破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。 (c) 電能損耗少。但接線簡單、操作維修方便、設(shè)備較少、經(jīng)濟(jì)性好。 型號 額定容量 （ kVA） 額定高壓 （ kV） 額定低壓 (kVA) 空載電流 (kVA) 空載損耗 (kW) 負(fù)載損耗 (kV） 阻抗電壓 （ %） SFP720000/220 20xx0 220 12 45 110 11 因為發(fā)電機(jī)容量為單機(jī) ，即主變?nèi)萘繎?yīng)為 20MW。 (4) 在選擇繼電保護(hù)裝置和運行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。在校驗電器和載流導(dǎo)體時，必須確定電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體處于最嚴(yán)重的短路點，使通過的短路電流校驗值為最大 。 18 等效電路阻抗及短路電流的計算 用于設(shè)備選擇的短路電流是按照變電所最終 規(guī)模：兩臺 40MVA 主變壓器及 110kV 遠(yuǎn)景系統(tǒng)阻抗，考慮兩臺主變并列運行的方式進(jìn)行計算的。39。39。939。39。39。當(dāng)電器安裝點的環(huán)境高于四十度時，每增加一度建議額定電流減少 %；當(dāng)?shù)陀谒氖葧r，每降低一度建議額定電流增加 %，但總的增加值不得超過額定電流的 20%。 ??dX 直接查水輪發(fā)電機(jī)運算曲線得 39。 校驗動穩(wěn)定 29 KAKAi sh ????? 滿足要求。39。 ??? 滿足要求 避雷器 選擇 Y10W200/520 氧化鋅避雷器 支柱絕緣子 選擇 ZS220/4 棒式支柱絕緣子，額定電壓 220KV，幅值 1050KV，相間距離 a=195mm， H=2120mm，抗彎 4KN，抗扭 2KN （ 3） 充分考慮電廠分期建設(shè)和連續(xù)施工過程中廠用電系統(tǒng)的運行方式，特別主要對公用廠用負(fù)荷的影響。 ，即δ=ψf ψx≈0 時，并列斷路器觸頭接通。隨著負(fù)荷的變化電力系統(tǒng)中運行的發(fā)電機(jī)臺數(shù)是不斷變化的 , 因此并列操作幾乎每夭都需進(jìn)行。 第一代自動準(zhǔn)同期裝置是模擬式自動準(zhǔn)同期裝置，以許繼的 ZZQ3和ZZQ5為代表，它們分立晶體管元件搭建硬件電路，對同期條件進(jìn)行檢測和處理。 隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以及大規(guī)?？删幊踢壿嬁刂破鞯某霈F(xiàn)（ PCC），都為同期裝置的性能提升提供了硬件條件。殘壓信號取自機(jī)端 PT，經(jīng)隔離變壓器輸入后，再經(jīng)過濾波、放大、整形，將交流信號變成方波信號后輸入到高速計數(shù)模塊，由 PLC 計算出頻率。 經(jīng) PLC 計算所獲得的頻率值和頻率設(shè)定值進(jìn)行比較。 同期系統(tǒng)流程 要完成同期功能，必須要進(jìn)行相關(guān)電量的測量以及利用測量的電量進(jìn)行控制，使得發(fā)電機(jī)能快速、平穩(wěn)地并入電網(wǎng)。的時機(jī)，將機(jī)組并入電網(wǎng)。 待并發(fā)電機(jī)角速度 f? 與母線角速度 m? 之差：? ? ? ?? ? ? ?smfmfmfmfsfffdttftfddtttddtddtd??????????22/22///?????????? 45 計算角加速度差 ? ? tftf ttdtddtdmfmfmfs ?????? ???????? /2/2 //// ?? ????? 其中計算 dtd s/? 任務(wù)每 lOOms計算一次，即 △ t=lO ms。 48 致 謝 語 在 xx老師 的聯(lián)系指導(dǎo)下 ,經(jīng)過近三個月的努力，終于完成了 小漩水電站電氣一次及同期系統(tǒng) 的總體設(shè)計，在此對 xx 老師 給予我的幫助表示衷心的感謝 ,并且感謝曾聯(lián)系幫助我的同學(xué)。