【導(dǎo)讀】發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的重要組成部分，也直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與運(yùn)行。廠中，一次接線和二次接線都是其電氣部分的重要組成部分。行的一次系統(tǒng)的回顧和綜合的利用。設(shè)計(jì)中將主要從理論上在電氣主接線設(shè)計(jì)，短路電流計(jì)。下，還要兼顧經(jīng)濟(jì)性和靈活性，通過計(jì)算論證該火電廠實(shí)際設(shè)計(jì)的合理性與經(jīng)濟(jì)性。

　　

【正文】 可節(jié)約土地、簡(jiǎn)化架構(gòu)、節(jié)約三材，故已基本代替普通中型配置 [18]。 （ 2）半高型配置。半高型配置有田字型和品字型兩種方式，田字型布置占地面積為中型的 %。耗剛才為其 264%。間隔寬度為 15M，如圖 所示 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）用紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 22 圖 220KV 單框架雙列式高型配電裝置（單位為 m） （ 3）高型屋外配電裝置。高型布置占地面積為普通中型的 50%，消耗鋼材為其 30%，主體結(jié)構(gòu)分單框架、雙框架和三框架三類，分別如下圖 和圖 圖 220KV 雙框架單列式高型配電裝置（單位為 m） 圖 220KV 三框架雙列式高型配電裝置（單位為 m） 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）用紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 23 . 500KV裝置的配電方式 500KV 超高壓配電裝置由于電壓高，外絕緣距離大，電氣設(shè)備外形大 ，使配電裝置面積大。同時(shí)，在配電裝置中，靜電感應(yīng)，電暈及無線電干擾和燥聲等問題也更嚴(yán)重，根據(jù)上述特點(diǎn)，在設(shè)計(jì) 500KV 配電裝置要特別注意以下幾點(diǎn)： （ 1）按絕緣配合要求，合理的選擇配電裝置的絕緣水平和過電壓保護(hù)設(shè)備。 （ 2）為節(jié)約用地，建議采用鋁管母線配單柱式隔離開關(guān)分相布置方式。采用敞開式 SF6組合電器。按 OH 型雙柱伸縮式或仿 ASP 型半折架式單柱式隔離開關(guān)等都能縮小有關(guān)尺寸。 （ 3）為滿足母線載流量很大，又滿足電暈及無線電干擾要求，可采用擴(kuò)徑空心導(dǎo)線、多分裂導(dǎo)線和大直徑或組合式鋁管。 （ 4）由于設(shè)備高大和 笨重，起吊要大型機(jī)械設(shè)備，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮道路通暢，同時(shí)要考慮采取減少靜電感應(yīng)，、電暈、無線電干擾和噪聲等措施。 500KV 配電裝置的一個(gè)半斷路器接線有三列式 ，平環(huán)式和單列式三種布置方式，單列布置方式占地面積最多，且配電裝置有斜連線，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，靜電感應(yīng)影響大，不利于運(yùn)行和設(shè)備檢修，與三列式布置和平環(huán)式比較缺點(diǎn)較多，故采用較多的為列式和平環(huán)式布置。 （ 1） 一個(gè)半斷路器三列式布置。 500KV一個(gè)半斷路器接線的三列式布置如圖 所示 ,兩組母線分別布置在兩側(cè)，進(jìn)出線架結(jié)構(gòu)共 4 排，縱向尺寸為 ，間隔寬度為 18M，相間隔距離為 5M，相地距離為 4M。 圖 500KV 一個(gè)半斷路器三列式配電裝置 500KV 一個(gè) 半斷路器接線為三列式布置。 （ 2） 500KV 平環(huán)式布置， 此布置出線均為同一方式，配電裝置的縱向尺寸較小，為 251M，間隔寬度為 30M，相間距為 8M。 東北電力設(shè)計(jì)院最近為某工程設(shè)計(jì) 500KV 雙母線單分段的配電裝置，采用管形母線，畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）用紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 24 因出現(xiàn)只有 2 回，進(jìn)線有 4 回，為保證可靠供電，出線回路采用新型 HIS，進(jìn)線采用罐式SF6 斷路器的混合式布置，間隔寬度為 28M，母線相間距為 ，縱向尺寸為 122MM，布置如圖 圖 500KV 雙母線單分段接線混合式配電裝置布置 某工程對(duì) 500KV 一個(gè)半斷路器的接線配電裝置方案比較如表 ： 表 500KV 一個(gè)半斷路器的接線配電裝置方案比較 布置方式 比較項(xiàng)目 斷路器三列布置 斷路器平環(huán)布置 斷路器單列布置 占地 縱向尺寸 304 橫向尺寸 256 396 426 占地面積 77312 88110 94359 布置及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 兩組母線布置在兩端中間三臺(tái)斷路器排成三列 部分?jǐn)嗦菲魃戏皆O(shè)有架 空軟導(dǎo)線， 兩組母線相鄰布置，中間聯(lián)絡(luò)斷路器橫位布置，形成一個(gè)環(huán) 所有斷路器上方?jīng)]有架空軟導(dǎo)線，設(shè)備檢母線導(dǎo)線分開布置，利用上層斜拉導(dǎo)線將三個(gè)布置一列的斷路器連接成串 所有斷路器上方都有架空軟導(dǎo)線，設(shè)備檢修條件最差 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）用紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 25 設(shè)備檢修較有利 線路與斷路器不對(duì)應(yīng)，分區(qū)性較差 修條件最好 配電裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分區(qū)明顯 配電裝置結(jié)構(gòu)最復(fù)雜 屋內(nèi)配電裝置 （ 1） 220KV 屋內(nèi)配電裝置 220KV 屋內(nèi)配電裝置近幾年發(fā)展的比較快，其原因主要是為了減輕污穢對(duì)電氣設(shè)備的影響，對(duì)象為在化工區(qū)內(nèi)有許多污穢嚴(yán)重的水泥廠、化肥廠 、酸堿廠等，或在沿海煙霧嚴(yán)重的火電廠。同時(shí)，大城市內(nèi)建設(shè) 220KV 及以上變電所，需深入負(fù)荷中心，為減少占地面積，便于周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)，也需要建設(shè) 220KV 屋內(nèi)配電裝置。電規(guī)總院于 2021 年 6 月召開全國屋內(nèi)配電裝置設(shè)計(jì)交流會(huì)，對(duì)近期 220KV 屋內(nèi)配電裝置設(shè)計(jì)進(jìn)行交流。近期建設(shè)的上海石洞口電廠、金山石化廠、上海外高橋廠等都采用屋內(nèi)配電裝置 [19]。 220KV 屋內(nèi)配電裝置多為雙母線或雙母線帶旁路母線接線，布置形式主要是雙列布置或單列布置。如圖 為雙列布置，電氣設(shè)備按進(jìn)線和出線布置在兩側(cè)，在同一軸線上可安 裝兩個(gè)回路，將母線和旁路母線及各自的隔離開關(guān)布置在二層，斷路器及出線隔離開關(guān)做底式布置，并在其底座上設(shè)保護(hù)網(wǎng)，間隔寬度為 12M，跨距為 ，凈高度為 24M，長(zhǎng)度為 48M。 圖 220KV 雙母線帶旁母單列布置配電裝置 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）用紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 26 單列布置如圖 線和旁路母線及其母線隔離開關(guān)在上層，隔離開關(guān)不設(shè)支架，在 樓層就地操作，副母線及其隔離開關(guān)、斷路器、 TA和出線隔離開關(guān)在底層，配電裝置間隔寬為 12M ，跨距為 ，凈高為 。 220KV 雙母線品字型布置的屋內(nèi)配電裝置如圖 所示，管形母線 選用 V 字形絕緣子串吊裝，隔離開關(guān)為 GW7型，斷路器為雙斷口 SF6 斷路器，間隔寬度為 12M，跨距為 39M，凈高為 [20]。 （ 2） 10KV 配電裝置的布置方式 10KV 系統(tǒng)接線較簡(jiǎn)單，設(shè)備較小，占地面積小，為便利運(yùn)行檢修，多采用屋內(nèi)配電裝置，如果設(shè)備條件允許，盡量采用手車式或固定式開關(guān)柜。如大型發(fā)電廠發(fā)電機(jī)電壓配電裝置，短路電流較大，需采用電抗器限流等措施限制短路電流以節(jié)約投資時(shí)，也采用現(xiàn)場(chǎng)裝配式，裝配式配電裝置可分為三層三走廊或底層為單通道的品字型兩層裝配式，雙列布置兩層裝配式等。 成套開關(guān)柜有 GSC、 GG1A、 GFC 等，他們的布置較簡(jiǎn)單，柜前后設(shè)維護(hù)走廊，雙母線單列布置和雙母線雙列布置 和 所示。 裝配式 10KV 配電裝置，土建結(jié)構(gòu)復(fù)雜，留空埋件較多 ，建筑安裝施工工作量大，工期長(zhǎng)，對(duì)運(yùn)行巡視不方便，對(duì)短路電流較大，采用電抗器出線時(shí)，多采用成套開關(guān)柜和電抗器與大型斷路器聯(lián)合布置方式，使配電裝置跨度減小，安裝施工簡(jiǎn)單，也給運(yùn)行巡視帶來方便。圖 為上層三走廊，布置開關(guān)柜，間隔寬度為 ，底層單廊，安裝斷路器和電抗器，間隔寬度為 。 圖 220KV 雙母線帶品字形雙 列布置配電裝置 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）用紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 27 為上層布置開關(guān)柜，雙走廊，間隔寬度為 。底層是斷路器和電抗器，間隔寬度為 . 圖 10KVGSG— 1A 型固定式開關(guān)柜單層雙母線單列布置圖 圖 10KVGSG— 1A 型固定式開關(guān)柜單層雙母線雙列布置圖 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）用紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 28 圖 10KVGSG— 1A 開關(guān)柜的混合布置 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）用紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 29 第 6 章 繼電保護(hù) 電力系統(tǒng)是電能生產(chǎn)、變換、輸送、分配和使用的各種電力設(shè)備按照一定的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)要求有機(jī)組成的一個(gè)聯(lián)合系統(tǒng)。其中，一次設(shè)備要通過二次設(shè)備對(duì)其進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、控制、和保護(hù)。 繼 電保護(hù)裝置： 當(dāng)電力系統(tǒng)中的電力元件 (如發(fā)電機(jī)、變壓器、電壓互感器、線路等 )或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障危及電力系統(tǒng)安全運(yùn)行時(shí)，能夠向運(yùn)行值班人員及時(shí)發(fā)出警告信號(hào)，或者直接向所控制的斷路器發(fā)出跳閘命令以終止這些事件發(fā)展的一種自動(dòng)化措施和設(shè)備，一般通稱為繼電保護(hù)裝置。 繼電保護(hù)的基本原理和構(gòu)成方式： 繼電保護(hù)主要利用電力系統(tǒng)中元件發(fā)生短路或異常情況時(shí)的電氣量 (電流、電壓、功率、頻率等 )的變化，構(gòu)成繼電保護(hù)動(dòng)作的原理，也有其他的物理量，如變壓器油箱內(nèi)故障時(shí)伴隨產(chǎn)生的大量瓦斯和油流速度的增大或油壓強(qiáng)度的增高。一般繼電保護(hù) 裝置由測(cè)量比較元件、邏輯判斷元件和執(zhí)行輸出元件組成，其組成方框圖見圖 。 相應(yīng)輸入量 跳閘或信號(hào) 圖 繼電保護(hù)裝置的組成方框圖 繼電保護(hù)的基本任務(wù)： (1)當(dāng)被保護(hù)的電力系 統(tǒng)元件發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)該由該元件的繼電保護(hù)裝置迅速準(zhǔn)確地給脫離故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令，使故障元件及時(shí)從電力系統(tǒng)中斷開，以最大限度地減少對(duì)電力系統(tǒng)元件本身的損壞，降低對(duì)電力系統(tǒng)安全供電的影響，并滿足電力系統(tǒng)的某些特定要求 (如保持電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性等 )； (2)反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常工作情況，并根據(jù)不正常工作情況和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)條件的不同 (例如有無經(jīng)常值班人員 )發(fā)出信號(hào)，以便值班人員進(jìn)行處理，或由裝置自動(dòng)地進(jìn)行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運(yùn)行會(huì)引起事故的電氣設(shè)備予以切除。反應(yīng)不正常工作情況的繼電保護(hù)裝置允許帶一定的延 時(shí)動(dòng)作。 執(zhí)行 輸出 元件 邏輯 判斷 元件 測(cè)量 比較 元件 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）用紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 30 繼電保護(hù)的基本要求：繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的要求：(1)可靠性是指保護(hù)該動(dòng)體時(shí)應(yīng)可靠動(dòng)作，不該動(dòng)作時(shí)應(yīng)可靠不動(dòng)作； (2)選擇性是指首先由故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)切除故障，當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，才允許由相鄰設(shè)備保護(hù)、線路保護(hù)或斷路器失靈保護(hù)切除故障； (3)靈敏性是指在設(shè)備或線路的被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù)，各類保護(hù)的最小靈敏系數(shù)在規(guī)程中有具體規(guī) 定。選擇性和靈敏性的要求，通過繼電保護(hù)的整定實(shí)現(xiàn)； (4)速動(dòng)性是指保護(hù)裝置應(yīng) 盡快地切除短路故障，其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍，提高自動(dòng)重合閘和備用電源或備用設(shè)備自動(dòng)投入的效果等。這四“性”之間緊密聯(lián)系，既矛盾又統(tǒng)一。 在三河火力發(fā)電廠的具體施工設(shè)計(jì)中，要重點(diǎn)并且詳細(xì)考慮繼電保護(hù)的一次設(shè)備主要包括發(fā)電機(jī)、變壓器和母線。其具體繼電保護(hù)措施和裝置詳細(xì)說明如下。 發(fā)電機(jī)的保護(hù) 發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行對(duì)保證電力系統(tǒng)的正常工作和電能質(zhì)量起著決定性作用，同時(shí)發(fā)電機(jī)本身也是十分重要的電氣設(shè)備，因此，應(yīng)針對(duì)各種不同的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，裝設(shè)性能完善的繼 電保護(hù)裝置。發(fā)電機(jī)的故障類型主要有定子繞組相間短路、定子一相繞組內(nèi)的匝間短路、定子繞組單相接地、轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)或兩點(diǎn)接地、轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路勵(lì)磁電流消失等。發(fā)電機(jī)的不正常運(yùn)行狀態(tài)主要有：由于外部短路引起的定子繞組過電流；由于負(fù)荷超過發(fā)電機(jī)額定容量而引起的三相對(duì)稱過負(fù)荷；由于外不對(duì)稱短路或不對(duì)稱負(fù)荷 (如單相負(fù)荷，非全相運(yùn)行等 )而引起的發(fā)電機(jī)負(fù)序過電流；由于突然甩負(fù)荷而引起的繞組過電壓；由于勵(lì)磁回路故障或強(qiáng)勵(lì)時(shí)間過長(zhǎng)而引起的轉(zhuǎn)子繞組過負(fù)荷；由于汽輪機(jī)主汽門突然關(guān)閉而引起的發(fā)電機(jī)逆功率等 [21]。 . 發(fā)電機(jī)縱差動(dòng)保護(hù) 該保 護(hù)是發(fā)電機(jī)內(nèi)部相間短路的主保護(hù)，根據(jù)起動(dòng)電流的不同有兩種選取原則，與其相對(duì)應(yīng)的接線方式也有一些差別。因?yàn)樵摫Ｗo(hù)可以無延時(shí)的切除保護(hù)范圍內(nèi)的各種故障，同時(shí)又不反應(yīng)發(fā)電機(jī)的過負(fù)荷和系統(tǒng)振蕩，且靈敏系數(shù)一般較高，所以縱差動(dòng)保護(hù)毫無例外的用作容量在 1MW以上發(fā)電機(jī)的主保護(hù) [22]。 帶斷線監(jiān)視的發(fā)電機(jī) 縱差動(dòng)保護(hù) 接線圖見圖 。 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）用紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 31 (1)在正常運(yùn)行情況下，電流互感器的二次回路斷線時(shí)保護(hù)不應(yīng)誤動(dòng)。為防止差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作，應(yīng)整定保護(hù)裝置的起動(dòng)電流大于發(fā)電機(jī)的額定電流。引入可靠系數(shù) Kk,則保護(hù)裝置和繼電器的起動(dòng)電流分別為 ： efKdz IKI ?? （ ）