【正文】 常運(yùn)行方式 1 變壓器的故障 若以故障點(diǎn)的位置對(duì)故障分類，有油箱內(nèi)的故障和油箱外的故障。 充分 考慮今后的擴(kuò)建需要，為發(fā)展留余地。 柜型選擇 選用 KYN312型開關(guān)柜，選用 ZN78型真空斷路器，配永磁機(jī)構(gòu)，開關(guān)柜技術(shù)參數(shù)如 1書表 1023， 1024 按照開關(guān)柜電壓選擇 發(fā)電機(jī)出口電壓額定值為 ，查表有10kV開關(guān)柜額定雷電沖擊耐受電壓峰值為 12kV，額定峰值耐受電壓相間及對(duì)地為 75kV，斷口電壓 84kV，工頻 1min內(nèi)應(yīng)耐受電壓相間及對(duì)地電壓 42kV，斷口間電壓 48kV，所以選擇的開關(guān)柜符合相關(guān)電壓要求。 按工作電壓選擇 選擇的高壓開關(guān)柜要大于額定的回路系統(tǒng)標(biāo)稱額定電壓，開關(guān)柜最高工作電壓應(yīng)大于系統(tǒng)的最高工作電壓。 成套開關(guān)柜的選擇 高壓開關(guān)柜是以斷路器開關(guān)等為主要元件組成的成套配電裝置，他用于配電系統(tǒng)， 作接受和分配電能之用。 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： LCZ35（ Q）型澆注式絕緣加強(qiáng)型電流互感器一次側(cè)Ie為 6001200A時(shí)，對(duì)應(yīng)的動(dòng)穩(wěn)定為 120KA大于 35kV側(cè)沖擊電流 ich=38kA,滿足要求 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： LCZ35（ Q）型澆注式絕緣加強(qiáng)型電流互感器一次側(cè)額定電流為 600A時(shí)，短路電流周期分量為 48kA，大于 35kV側(cè)熱穩(wěn)定電流. 綜上 35kV選用的 LCZ35（ Q）型澆注式絕緣加強(qiáng)型電流互感器滿足要求。準(zhǔn)確值表達(dá)：如電流互感器額定容量為 15VA,在 20 倍額定一次電流時(shí)允許最大負(fù)荷電流比誤差為 10％，功率因素為 ，表示為 15VA,cos? =,10P20. 五、 形式選擇：對(duì)于 110kV 及以上，可以選擇 LB7 型油紙絕緣電容型且?guī)Ы饘倥蛎浧魅芊怆娏骰ジ衅鳎?LB6 型油箱瓷套式電容型； SF6 氣19 體絕緣型電流互感器。 Imax=*37=217A, 查 姚 書 附 表 24 與 26 ，選擇S=95mm2, n? =25176。 3按照熱穩(wěn)定要求選擇最小截面 由 Smin= 310*ctI ? =92mm2 選擇導(dǎo)體兩根截面為 2*80=160＞ 92mm2，所以最小截面滿足。 C 時(shí)長期工作電流為 572A，環(huán)境溫度 40176。 ，必須裝設(shè)連鎖機(jī)構(gòu)，以保證隔離開關(guān)的正確操作。 有足夠的斷路能力和盡可能短的分段時(shí)間。滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件是： ii dwch? II dwch? 上式中 ich Ich —— 短路沖擊電流幅值及其有效值 idw Idw —— 允許通過動(dòng)穩(wěn)定電流的幅值和有效值 ： 在工作電壓的作用下，電器的內(nèi)外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性。 。因此，在發(fā)電廠變電站以及整個(gè)電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，都必須對(duì)短路電流進(jìn)行計(jì)算。 評(píng)價(jià)確定網(wǎng)絡(luò)方案，研究限制短路電流的措施。它的調(diào)壓范圍較大，一般在 15%以上，而且要向系統(tǒng)傳輸功率，又可能從系統(tǒng)反送功率，要求母線電壓恒定，保證供電質(zhì)量情況下，有載調(diào)壓變壓器，可以實(shí)現(xiàn)，特別是在潮流方向不固定，而要求變壓器可以副邊電壓保持一定范圍時(shí)，有載調(diào)壓可解決，因此選用有載調(diào)壓變壓器。 廖海亮：二郎壩水電站一二次設(shè)計(jì) 8 廠用電設(shè)計(jì)：（見副圖） 水電站主變壓器的選擇 變壓 器是變電站的重要設(shè)備，其容量、臺(tái)數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)，如選用適當(dāng)不僅可減少投資，減少占地面積，同時(shí)也可減少運(yùn)行電能損耗，提高運(yùn)行效率和可靠性，改善電網(wǎng)穩(wěn)定性能。 綜上比較單母分段和雙母接線的優(yōu)缺點(diǎn)后，考慮到經(jīng)濟(jì)性，水電站可靠性，和水電站征地的困難性，最后選擇單母分段接線更合適與該水電站。 與單母分段比較，增加了布置面積和投資。 主變壓器故障只斷開一臺(tái)斷路器，不影響線路與另一主變壓器運(yùn)行，但橋內(nèi)斷路器斷線全廠停電。 接下來對(duì)方案一二各段進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性，可靠性，靈活性等比較，以確定最終方案。 2. 對(duì)于 110kV 側(cè)采用單母接線，優(yōu)點(diǎn)是接線簡單清晰，設(shè)備少，操作簡便，利于擴(kuò)建或者采用成套配電設(shè)備，利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和遠(yuǎn)方控制。 125MW，有兩種生壓向電網(wǎng)供電，但考慮 好兩個(gè)繞組的通過容量應(yīng)該大于該變壓器額定容量的 15%以上，且三繞組 數(shù) 不超過兩臺(tái)，不然屋外配電裝置布置復(fù)雜。 發(fā)電廠的類型和規(guī)模：設(shè)計(jì)電廠為小水電，其容量（包括以建一期工程）為 ，屬于小型水電站。 ，往往要考慮電站的近區(qū)負(fù)荷、壩區(qū)負(fù)荷和生活區(qū)負(fù)荷的供電間題。 廖海亮：二郎壩水電站一二次設(shè)計(jì) 4 中小型水電站電氣主接線特點(diǎn) 對(duì)于中小型水電站 ,其電氣主接線的主要的特點(diǎn)是 : 、回路數(shù)較少，電壓等級(jí)一般為 110kV , 35kV，甚至也有 10kV(小型水電站 )，離負(fù)荷區(qū)較近。主接線要力求簡單，以節(jié)省一次設(shè)備的使用數(shù)量；繼電保護(hù)和二次回路在滿足技術(shù)要求的前提下，簡化配置、優(yōu)化控制電纜的走向，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜的長度；采取措施，限制短路電流，得以選用價(jià)廉的輕型設(shè)備，節(jié)省開支。主接線的可靠性不 僅包括開關(guān)、母線等一次設(shè)備，而且包括相對(duì)應(yīng)的繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置等二次設(shè)備的可靠性。在優(yōu)化火電的同時(shí)，加快發(fā)展水電，積極發(fā)展核電，大力發(fā)展可再生能源。 ???????（ 21） 保護(hù)設(shè)備選擇 ???????????????（ 21） CSC326 系列數(shù)字式變壓器保護(hù)裝置 ?????? （ 23） DF3232 變壓器本體保護(hù)裝置簡介 ????? （ 24） 第六章 水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控 ???????????????? 簡介 ??????????????? （ 21） ?? ????? （ 22） 廖海亮：二郎壩水電站一二次設(shè)計(jì) 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ????????????? ?? 系統(tǒng)功能 ??????????????? 附錄 I 短路電流計(jì)算書計(jì)算書 ?????????????? （ 30） 附錄 II 變壓器保護(hù)整定計(jì)算 ??????????????? （ 37） 附錄 III 電氣主接線草圖及廠 用電 ?????????? （ 39） 致謝 ??????????????? （ 40） 參考文獻(xiàn) ??????????????? （ 41） 摘 要 本文首先根據(jù)任務(wù)書上所給 水電站各項(xiàng)電量參數(shù)，結(jié)合考慮將來電站的擴(kuò)建情況，以及電站安全經(jīng)濟(jì)及可靠性等方面對(duì)電站主接線進(jìn)行設(shè)計(jì)。因此，必須正確處理好各方面的3 關(guān)系，全面分析有關(guān)影響因素，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理確定主接線方案。電氣主接線的設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)適應(yīng)在運(yùn)行、熱備運(yùn)、冷備運(yùn)和剪袖等各種方式下的運(yùn)行要求。 3）電能損耗小。 ，一般不考慮擴(kuò)建，有的電站需考慮分期建設(shè)的問題。其中一期工程裝機(jī) 2 4000KW 已于 1989 年 11 月建成發(fā)電，二期工程裝機(jī) 2 11250kw 采用 SF— — 8/2840 三相立軸懸式同步發(fā)電機(jī)。 對(duì)于 110kV 側(cè)兩回進(jìn)線兩回出線，所以可以采用單母接線或者橋型接線。 方案二： 1. 其 2. 35 kV 側(cè)采用雙母接線，這 種接線優(yōu)點(diǎn)時(shí)供電可靠性高。同時(shí)一母線故障時(shí)，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證了母線上回路在檢修期間要停電。 正常運(yùn)行操作時(shí)由斷路器進(jìn)行，便于自動(dòng)化，遠(yuǎn)動(dòng)化，繼電保護(hù)簡單。 對(duì)于 35kV,雙母接線和單母分段接線優(yōu)缺點(diǎn)比較： 雙母接線： 接線清晰 。 ，互不影響。 3. 廠用電設(shè)備一般比較簡單，廠用接線可以簡化。 在 330KV 及以下電力系統(tǒng)中，一般 選三相為壓器，采用降壓結(jié)構(gòu)的線圈，排列成鐵芯 — 低壓 — 中壓 — 高壓線圈，高與低之間阻抗最大。 綜上， 所以 選 用 一 臺(tái) SFSZ920210/110 型有載調(diào)壓變壓器，采用暗備用方式，查變壓器的參數(shù)如 表 1： 表 1 主變壓器技術(shù)參數(shù)表 型號(hào) 額定容量 KVA 額定電壓（ KV） 連接組 標(biāo)號(hào) 阻抗電壓 % 高壓 中壓 低壓 高 中 高 低 中 低 SFSZ9 20210/110 20210 110177。 所有電源的電動(dòng)勢相位角相同?？赡馨l(fā)生最大短路電流的短路電流計(jì)算點(diǎn)有 3個(gè)，即 110KV 母線短路（ d1 點(diǎn)）， 35KV 母線短路（ d2）點(diǎn)， 發(fā)電機(jī)出口處短路（ d3 點(diǎn)）。 況下選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品應(yīng)經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)。 高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)滿足各種可能方式下回路持續(xù)工作電流的要求。 選擇 隔離開關(guān) 時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求： ，易于鑒別設(shè)備是否與電網(wǎng)隔開。槽形導(dǎo)體機(jī)械強(qiáng)度好，載流量大，集膚效應(yīng)系數(shù)小，用于 4000～ 8000A 配電裝置；管型導(dǎo)體集膚效應(yīng)系數(shù)小，機(jī)械強(qiáng)度高，用于 8000A 及以上電流母線或者要求電暈放電電壓高的 110kV 以上配電裝置中。查（ 1）表 1114 有熱穩(wěn)定系數(shù) C=87，假想時(shí)間 ta， =，由 Smin= 310*ctI ? 公式 =61mm2＜ 216mm2 的導(dǎo)體截面，所以熱穩(wěn)定也滿足。 C時(shí)長期允許電流為 600A ，平放時(shí)乘 600*=570A，所以該母線滿足 35kV母線長期持續(xù)電流 Imax=*(3 *37*)=217A 2 主母線動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 35kV配電裝置選用 JYN 140。 一、 額定電壓的選擇： Umax 大于或者等于 Ug,其中 Umax 為電流互感器最高工作電壓， Ug為回路工作電壓，或稱為標(biāo)稱電壓。 按照額定電流選擇 110 kV側(cè)系統(tǒng)按照最大運(yùn)行方式時(shí) 146A，選擇的電流互感器為 2*200A，滿足要求 電流互感器級(jí)次組合選擇 110 kV電流互感器級(jí)次組合為10P30/10P30/10P30/2S 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 選擇的 110 kV冊(cè)動(dòng)穩(wěn)定電流為 50kA大于 d1點(diǎn)短路時(shí)的 kA所以動(dòng)穩(wěn)定滿足要求。 220kV一般選用電容式。 開關(guān)柜有固定式和移開式兩種。 按照持續(xù)工作電流選擇 In=2**2/( 3 *37*)=433A,所以選擇開關(guān)柜額定電流 1000A，滿足要求。 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) kV側(cè)沖擊電流為 kA，選用 10 kV開關(guān)柜額定沖擊電流為 60 kA滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。如帶電體與地面之間、帶電體與帶電體之間、帶電體與人體之間、帶電體與其他設(shè)施和設(shè)備之間，均應(yīng)保持一定距離。主要有相間短路（兩相短路及三相短路）故障，大電流側(cè)的接地故障、低壓側(cè)的接地故障。 1 短路故障的主保護(hù) 變壓器短路故障的主保護(hù)，主要有縱差保護(hù)、重瓦斯保護(hù)、壓力釋放保護(hù)。 3 變壓器過負(fù)荷保護(hù)。 f) 110kV 電壓等級(jí)的變壓器，其 為固定時(shí)限跳閘，跳閘方式需整定。 c) 采用硬件模塊化、整背板設(shè)計(jì)思想，取消傳統(tǒng)背板配線的方式，提高了硬件的可靠性，又使得裝置機(jī)箱統(tǒng)一設(shè)計(jì)、靈活擴(kuò)展，充分滿足用戶的不同要求。 e) 自適應(yīng)的比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)通過自動(dòng)識(shí)別故障狀態(tài)的變化，采用自適應(yīng)的差動(dòng)保護(hù)，提高了區(qū)外故障切除時(shí)防誤動(dòng)的能力。以上保護(hù)繼電器動(dòng)作于跳 閘，并發(fā)出相應(yīng)信號(hào)。信號(hào)包括燈光信號(hào)和接點(diǎn)信號(hào)。 信號(hào)復(fù)歸回路中串入跳閘信號(hào)繼電器的復(fù)歸線圈。小水電單座電站實(shí)現(xiàn)無人值班的較少對(duì)于區(qū)域小水電群的集中控制尚處于探索階段。因此小水電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)相對(duì)簡單但為了提高經(jīng)濟(jì)效益做到無人值班少人值守對(duì)于可靠性要求很高同時(shí)中小型電站總體造價(jià)較低對(duì)于計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)必然要求要有很高的性能價(jià)格比。 系統(tǒng)特點(diǎn) 安全性和可靠性 系統(tǒng)構(gòu)架從站控計(jì)算機(jī)到系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) 到 LCU 的控制核心均可冗余配置，保證了系統(tǒng)的可靠性 : 1 系統(tǒng)采用分層分布式構(gòu)架，可以實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)視，分散控制，系統(tǒng)中的某一設(shè)備故障只影響系統(tǒng)的局部功能對(duì)系統(tǒng)的總體影響降至最小。 將操作過程中的各種互鎖順序關(guān)系盡量封裝到自動(dòng)控制邏輯中，追求一鍵操作，極大地降低對(duì)系統(tǒng)操作人員的技術(shù)要求。 2 在 LCU 中提供數(shù)量可配置的 RS232 接口或 RS485 接口 ,廣泛支持各種協(xié)議 ,同時(shí)系統(tǒng)中集成了 OPC 接口 ,可以方便地與各種第三方設(shè)備互聯(lián)。 3 通過將多種功能集于一體，努力壓縮板卡種類，模塊互換性 強(qiáng)。時(shí)鐘同步裝置 。 由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)開放，有很強(qiáng)的伸縮性，具體系統(tǒng)可根據(jù)水電廠實(shí)際需求情況，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后選用性獻(xiàn)價(jià)格比優(yōu)越的配置方案。 現(xiàn)地控制單元 LCU可由以下裝置構(gòu)成 ※ 工業(yè)控制計(jì)算機(jī) I PC ※ 可編程序控制器 PLC ※ IDC425 現(xiàn)場控制站 ※ 微機(jī)溫度巡檢保護(hù)裝置 ※ 微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置 其中 IDC425 現(xiàn)場控制站是我公司在總結(jié)國內(nèi)外 RTU, PLC, DCS 技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上推出的面向電力行業(yè)的控制系統(tǒng)，采用插箱式結(jié)構(gòu)，插件板通過無源背板并行總線互連，有豐富的 I/0 模塊，輸入輸出配置靈活可以直接采集交流信號(hào) 。它與一般辦公網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品之間的區(qū)別如下表 : 廖海亮：二郎壩水電站一二次設(shè)計(jì) 36 注 :采用 Spanning Tree 做