【文章內(nèi)容簡介】 接在雙繞組變壓器低壓繞組上構成發(fā)電機雙繞組變壓器單元接線。發(fā)電機的出口不設置母線，將發(fā)電機電壓升高后直接送入220KV系統(tǒng)。由于發(fā)電機和變壓器不可能單獨運行，而且在發(fā)電機與變壓器低壓繞組之間600MW汽輪發(fā)電機的工作電流較大，要求斷開的短路電流也相當大，要生產(chǎn)這種發(fā)電機斷路器的技術復雜，價格昂貴，故在600MW發(fā)電機的出口不設置斷路器，而在發(fā)電機變壓器組的高壓側設有斷路器，當發(fā)電機、主變壓器故障時，通過斷開主變壓器高壓側斷路器和發(fā)電機的勵磁回路來切除故障電流，但為了調(diào)試發(fā)電機方便，在發(fā)電機出口裝設有一組隔離開關。圖212 發(fā)電機變壓器組接線 廠用電源的引出接線高壓廠用工作電源應由發(fā)電機電壓回路引出，并盡量滿足爐、機、電的對應性要求，即發(fā)電機供給各自爐、機和主變壓器的廠用負荷。如圖213所示，每臺600MW發(fā)電機從各自發(fā)電機變壓器組的主變壓器低壓側接引二臺高壓工作廠用變壓器作為廠用電系統(tǒng)的工作電源，在廠用變壓器的高壓側設有斷路器和隔離開關。這種簡單明了，所用設備少，運行操作及維護工作等都很方便。設置廠用分支斷路器的主要用途有二：其一，在繼電保護中增加短路電流鑒定閉鎖回路，使斷路器僅當廠用分支回路高廠變低壓側發(fā)生短路故障時保護動作，切除高廠變，同時自投高備變，整個機組的正常運行可不受影響，充分利用了斷路器的開斷能力，最大程度地縮小了廠用分支回路故障的事故范圍；其二，作為負荷開關在正常工作、啟動停機過程中，關合和切斷負荷電流，增強了機組運行的靈活性。 圖213 高壓廠用電源的引出接線 220KV配電裝置的連接200KV配電裝置采用雙母線接線形式，每回線路經(jīng)一臺斷路器和兩組隔離開關分別接到兩母線上。雙母線接線在兩組母線之間裝設有一臺聯(lián)絡斷路器，簡稱母聯(lián)。如圖214所示，它具有工作母線Ⅰ和備用母線Ⅱ（工作母線和聯(lián)絡母線可以任意選定），其運行特點如下：檢修工作母線時，可利用母聯(lián)QFm把工作母線的全部回路倒換到備用母線上，再把工作母線退出進行檢修，并不發(fā)生停電。以L1和L2為例，設隔離開關QS01和QS02以合上。操作如下：第一步，合上QFm，檢查備用母線是否完好。如果合上QFm后立即跳閘，表明備用母線存在故障，不能進行倒閘操作，需要查明故障，加以排查。如果能夠合上，表明備用母線完好。第二步，合上QS2，拉開QS1（其余回路均按同樣步驟進行操作）。最后斷開QFm、QS0QS02，恢復QFm的原來狀態(tài)。此時，工作母線已不帶電，即可退出進行檢修。應當注意，上述操作次序不能顛倒，否則將造成帶負荷拉閘的誤操作。圖214 220KV配電裝置接線采用這一接線方式的優(yōu)點是：檢修任一母線時，不影響機組和出線的運行。運行調(diào)度靈活，通過倒閘操作可以形成不同的運行方式。線路短路器檢修，可臨時用母聯(lián)斷路器代替斷開該回路，故不影響對其它用戶的供電。在特殊需要時，可以用母聯(lián)與系統(tǒng)進行同期或解列操作。當個別回路需要獨立工作或進行試驗時，可將該回路單獨接到備用母線上運行。雙母線接線簡單，開關設備少，操作簡單。 啟動/備用變壓器和廠用電母線的連接發(fā)電廠一般均設置有備用電源。備用電源的作用是當廠用工作電源故障或檢修退出運行時代替工作電源的工作。備用電源的引接應保證其獨立性，避免與廠用工作電源由同一電源處引出，引接點電源數(shù)量應該有兩個以上，并有足夠的供點容量，最好能與電力系統(tǒng)緊密聯(lián)系，在全廠停電的情況下仍能從系統(tǒng)取得廠用電源。啟動電源一般是指電廠機組首次啟動或工作電源完全消失的情況下，為了保證機組快速啟動，向必要的輔助設備供電的電源。在正常工作情況下，這些輔助設備由工作電源供電，只有當工作電源消失后才自動切換到啟動電源供電，因此，啟動電源實質(zhì)上在兼作備用電源，稱作啟動/備用電源。備用電源的備用方式有明備用和暗備用兩種方式。本設計中采用明備用方式?；痣姀S采用明備用方式時，高、低壓備用電源（變壓器）的數(shù)量與發(fā)電廠裝機臺數(shù)、單機容量、主接線形式和控制方式等因素有關，一般的配置原則如表215所示。按照配置原則，本設計應配置一臺啟動/備用變壓器。表21 發(fā)電廠備用廠用變壓器臺數(shù)配置原則電廠類型高壓廠用備用電源（變壓器）低壓廠用備用電源（變壓器）一般電廠5臺及以下設1臺7臺及以下設1臺6臺及以上設2臺8臺及以上設2臺單元控制的100MW～125MW4臺及以下設1臺7臺及以下設1臺5臺及以上設2臺8臺及以上設2臺200MW每2臺機組設1臺每2臺機組設1臺≥300MW每1臺機組設1臺（1）對廠用電接線的基本要求對廠用電接線的基本要求是運行安全、可靠，保證連續(xù)供電，運行、檢修、操作和發(fā)展要方便靈活，技術先進、設備新穎，并且經(jīng)濟合理。（2）廠用電的電壓等級確定火力發(fā)電廠采用3KV、6KV和10KV作為高壓廠用電壓；采用380/220V作為低壓廠用電壓。在滿足技術要求的前提下，優(yōu)先采用較低的電壓，以獲得較高的經(jīng)濟效益；大容量的電動機采用較低電壓時往往并不經(jīng)濟。為了簡化廠用電接線，且是運行維護方便，廠用電電壓等級不宜過多。高壓廠用電壓等級根據(jù)電廠類型、發(fā)電機組額定容量和額定電壓等因素分析比較后確定?；鹆Πl(fā)電廠的廠用電供電電壓等級一般情況如下：1） 低壓廠用電采用380/220V電壓級。2） 高壓廠用電壓為：發(fā)電機組容量在60MW及以下，可采用3KV；發(fā)電機組容量在60MW及以上，可采用6KV；發(fā)電機組容量在100MW～300MW時，宜采用6KV；發(fā)電機組容量在600MW及以上時，經(jīng)技術經(jīng)濟比較，可采用6KV一級，也可采用3KV和10KV兩級電壓。根據(jù)以上的配置原則，我們采用一個高壓啟動/備用電源，廠用電高壓采用6KV電壓。為了節(jié)省電纜和因為電纜試驗、檢修時而失去備用的范圍，采用部分放射和部分串聯(lián)的方式，如圖215所示。啟動/備用電源的二次側引出兩個分支，每個分支作為一臺機組備用電源。在備用電源的總出口裝設隔離開關，以便電源故障或檢修時，各母線段可以相互備用。 圖215 備用電源與廠用母線段的連接方式 發(fā)電機和變壓器的中性點接地方式電力系統(tǒng)的中性點接地方式有中性點直接接地（或稱為大電流接地系統(tǒng)）和中性點不接地方式（或稱為小電流接地系統(tǒng)）或經(jīng)消弧線圈以及高阻接地方式。根據(jù)我國電力系統(tǒng)的實際情況，110KV及以上電力系統(tǒng)為降低絕緣水平和消費而采用中性點直接接地方式，而63KV及以下電力系統(tǒng)采用中性點不接地方式或經(jīng)消弧線圈以及高阻接地方式。所以，電力網(wǎng)中性點的接地方式，決定了主變壓器中性點接地方式。主變壓器按照220KV系統(tǒng)要求，采用直接接地方式?？紤]到機組檢修和系統(tǒng)對主變壓器中性點接地切換操作的需要，在主變壓器的中性點上設有隔離開關。為了防止變壓器中性點不接地時中性點側的繞組可能產(chǎn)生過電壓，因此在220KV側中性點隔離開關前裝有避雷器和放電間隙，如圖216所示。圖216 主變中性點設備示意圖發(fā)電機中性點接地為小電流接地方式。因為發(fā)電機定子繞組發(fā)生單相接地故障時，接地點流過的電流是發(fā)電機自身和主變壓器及與其連接的廠用分支的對地電容電流，當接地電容電流超過允許值時，將燒壞定子鐵心，進而可能損壞定子繞組絕緣，導致匝間或相間短路，故發(fā)電機的中性點采用經(jīng)消弧線圈的接地方式，以保護發(fā)電機免遭損壞。 發(fā)電機組主接線中的設備配置（1）600MW發(fā)電機出口裝設隔離開關，沒有斷路器；雙繞組變壓器的高壓側裝有斷路器和隔離開關；（2）接在主變壓器中性點上的避雷器沒有裝設隔離開關；（3）接在發(fā)電機有引出線上的避雷器和電壓互感器合用一組隔離開關；（4）斷路器的兩側均裝有隔離開關，以便在斷路器檢修時隔離電源；（5）在變壓器的中性點設有隔離開關，變壓器中性點通過隔離開關接地。（1）為保證電器和母線的檢修安全，220KV母線裝有一組接地開關。母線的接地開關裝設在母線電壓互感器的隔離開關上；（2）220KV配電裝置的斷路器兩側隔離開關和線路隔離開關的線路側均配置接地開關。雙母線接線中，兩組母線隔離開關的斷路器共用一組接地開關；（3）主變壓器進線隔離開關的主變壓器側裝設一組接地開關。電壓互感器的配置和數(shù)量與主接線方式有關，并應滿足測量、保護、同期和自動裝置的要求。電壓互感器的配置應能保證在運行方式改變時，保護裝置不得失壓，同期點兩側都能夠提取到電壓。（1）6KV至220KV電壓等級的每組主母線的三相上裝有電壓互感器；（2）出線側的一組上裝有電壓互感器，用來監(jiān)視和檢測線路側有無電壓；（3）發(fā)電機出口裝有三組電壓互感器，供測量、保護和自動電壓調(diào)整裝置需要；電流互感器的配置與斷路器有關，凡裝有斷路器的地點均裝有電流互感器。有些沒有設置斷路器的地方也裝有電流互感器，例如，發(fā)電機和變壓器的中性點、發(fā)電機和變壓器的出口均裝有電流互感器，供測量、保護和控制裝置需要。對于直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置電流互感器；對于非直接接地系統(tǒng)，按兩相也有按三相配置電流互感器。（1）配電裝置的每組母線上，均裝有一組避雷器；（2）直接接地系統(tǒng)，變壓器中性點均裝有一組避雷器；（3）發(fā)電機變壓器單元接線的發(fā)電機引出線上裝有一組避雷器；（4）220KV每組母線上均裝有一組避雷器。在4回220KV出線均裝有阻波器和耦合電容器，以滿足系統(tǒng)通信對載波通信的要求。 運行方式分析在選擇保護方式及對其進行整定運行時，都必須考慮系統(tǒng)運行方式變化帶來的影響。所選用的保護方式應在各種系統(tǒng)運行方式下都能滿足選擇性和靈敏性的要求。對過量保護來說，通常都是根據(jù)系統(tǒng)最大運行方式來確定保護的整定值，以保證選擇性，因為只要在最大運行方式下能保證選擇性，在其他運行方式下也一定能保證選擇性；靈敏度的校驗應根據(jù)最小運行方式來進行，因為只要在最小運行方式下，靈敏度符合要求，在其他運行方式下，靈敏度也一定能滿足要求。對某些保護（例如電流電壓連鎖速斷保護和電流速斷保護），在整定計算時，還要按正常運行方式來決定動作值或計算靈敏度。（1） 最大運行方式根據(jù)系統(tǒng)最大負荷的需要，電力系統(tǒng)中的發(fā)電設備都投入運行（或大部分投入運行）以及選定的接地中性點全部接地的系統(tǒng)運行方式稱為最大運行方式。（2） 最小運行方式根據(jù)系統(tǒng)最小負荷，投入與之相適應的發(fā)電設備且系統(tǒng)中性點只有少部分接地的運行方式稱為最小運行方式。對繼電保護來說，是短路時通過保護的短路電流最小的運行方式。（3） 正常運行方式根據(jù)系統(tǒng)正常負荷的需要，投入與之相適應數(shù)量的發(fā)電機、變壓器和線路的運行方式稱為正常運行方式。這種運行方式在一年之內(nèi)的運行時間最長。對更復雜的系統(tǒng)，最大、最小運行方式的判斷是比較困難的，有時需要經(jīng)過多次計算才能確定。對于某些特殊運行方式，運行時間很短，對保證保護的選擇性或靈敏性有困難時，且在保護拒動或誤動不會引起大面積停電的情況下，可不予考慮。（4） 單電源環(huán)網(wǎng)的運行方式根據(jù)任務書的給定的條件，本次設計的最大運行方式是兩臺發(fā)電機（容量為2600MW）同時投入運行，根據(jù)短路點的位置選擇短路電流的路徑，可得到流過斷路器的最大電流。最小運行方式是兩臺發(fā)電機中的一臺投入運行（容量為600MW）。 3 保護配置說明電力系統(tǒng)因不斷發(fā)展而變得越來越龐大和復雜，它在允許中不可避免地會發(fā)生各種故障和出現(xiàn)不正常的運行狀。其中，對電力系統(tǒng)和用戶影響最大的是各種類型的短路，這些短路將造成嚴重的后果。系統(tǒng)中的故障和不正常運行狀態(tài)都可能引起電力系統(tǒng)事故，不僅使系統(tǒng)的正常工作遭到破壞，甚至可能造成電氣設備損壞和人身傷亡。電力系統(tǒng)中保護的合理配置是保護能否圓滿完成它所擔負任務的一個十分重要的因素。對于電力系統(tǒng)中的電力設備和線路，應裝設反應各種短路故障和異常運行的保護裝置；反應電力設備和線路短路故障的保護應有主保護和后備保護，必要時可再增加輔助；各個相鄰元件的保護范圍不需要有重疊區(qū)；對于電力設備和線路的異常運行狀態(tài)（如過負荷）應有反應異常運行的異常運行保護。主保護是指滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設備安全要求，能以最快速度有選擇地切除被保護設備和線路故障的保護。后備保護是在主保護或斷路器拒動時，用以切除故障的保護。在主保護拒動時用以切除故障的保護稱為近后備保護，而在斷路器拒動時用以切除故障的保護則稱為遠后備保護。輔助保護是為補充主保護和后備保護的性能不足或在主、后備保護退出運行時增設的簡單保護。 大型發(fā)電機變壓器組單元接線繼電保護配置根據(jù)上述大型發(fā)電機組的特點及其對保護的要求，在設計大機組繼電保護的總體配制時，應該比較強調(diào)最大限度地保證機組安全，強調(diào)最大限度地縮小故障破壞范圍，強調(diào)避免不必要的突然停機；強調(diào)某些異常工況的自動處理。也即是說，要求有完善的總體配制。大機組保護裝置可分為短路保護和異常運行保護兩類。短路保護是用以反應被保護區(qū)域內(nèi)發(fā)生的各種類型的短路故障，這些故障將造成機組的直接破壞，這類保護很重要。為防止保護拒動或斷路器拒動，設主保護和后備保護。異常運行保護用以反應各種可能給機組造成危害的異常工況，這些工況不能很快的造成機組的直接破壞。這類保護一般都是各裝一套專用繼電器，不設后備保護。為了滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定方面的需要，對于大機組故障要求快速切除。如在升壓變壓器高壓側發(fā)生短路故障時，扣除斷路器跳閘時間和中間繼電器的動作時間，~。從機組發(fā)熱方面考慮，為了不損壞發(fā)電機，當機端發(fā)生兩相短路時，要求在十分之幾秒內(nèi)切除故障。因此，為了確保正確快速切除故障，要求對發(fā)電機變壓器組設置雙重快速保護。目前較普遍采用的方案如下裝設發(fā)電機差動保護，升壓變壓器差動保護和發(fā)電機變壓器組差動保護，構成雙重快速保護，保護區(qū)只伸至高壓母線側電流互感器。為消除變壓器高壓側電流互感器與斷路器之間的死區(qū)和作為母線保護的后備，在升壓變壓器高壓側裝設一套全阻抗保護。動作阻抗按母線短路時保證能可靠動作整定，以延時躲過振蕩，~1s。裝設發(fā)電機差