【正文】 在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)之后我不僅對(duì)工程實(shí)際有所了解，同時(shí)也鞏固了自己所學(xué)的理論知識(shí)，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)我是受益匪淺。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中得到了老師和同學(xué)的幫助，增進(jìn)了師生之間的感情。直崗拉卡水力發(fā)電廠(chǎng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖[14]：圖61 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖小 結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程，是一次將大學(xué)四年所學(xué)理論知識(shí)與實(shí)際相結(jié)合的過(guò)程，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)我學(xué)會(huì)了如何把理論知識(shí)與工程實(shí)際相聯(lián)系，這將對(duì)以后走上工作崗位打下基礎(chǔ)。全廠(chǎng)公用設(shè)備1個(gè)。監(jiān)控系統(tǒng)按照全廠(chǎng)控制對(duì)象和分布位置共設(shè)置了8個(gè)現(xiàn)地控制單元((LCU ) ,即5臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組各1個(gè)。兩層之間采用100MB快速以太網(wǎng)總線(xiàn)，構(gòu)成極為可靠的雙冗余結(jié)構(gòu)，其中通信介質(zhì)采用網(wǎng)絡(luò)集成器和光纖，具有較高傳輸速率和良好的抗干擾能力。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)直崗拉卡水力發(fā)電廠(chǎng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用全分層分布形式。不論是監(jiān)控系統(tǒng)在線(xiàn)或離線(xiàn)方式下，均可進(jìn)行系統(tǒng)應(yīng)用軟件的編輯、調(diào)試和修改等，且不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。系統(tǒng)內(nèi)部通訊功能指系統(tǒng)內(nèi)部由以太網(wǎng)連接的各設(shè)備之間的通訊。數(shù)據(jù)庫(kù)包括:實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、暫存數(shù)據(jù)庫(kù)、畫(huà)面及報(bào)表格式數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算數(shù)據(jù)庫(kù)、預(yù)置數(shù)據(jù)庫(kù)、漢字庫(kù)、圖形符號(hào)庫(kù)等，這些數(shù)據(jù)庫(kù)，構(gòu)成了監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源中心。系統(tǒng)設(shè)備硬件故障診斷包括對(duì)計(jì)算機(jī)、外圍設(shè)備、通訊接口、通道等的運(yùn)行情況進(jìn)行在線(xiàn)和離線(xiàn)診斷，故障點(diǎn)能診斷到各模板。運(yùn)行指導(dǎo)是計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)有別于一般常規(guī)控制系統(tǒng)的一個(gè)特殊功能。7. 自動(dòng)電壓控制(AVC) 根據(jù)給定的高壓母線(xiàn)的電壓控制曲線(xiàn)，監(jiān)視高壓母線(xiàn)的電壓變化，合理分配機(jī)組間的無(wú)功功率，確定機(jī)組無(wú)功功率設(shè)定值，自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)組的無(wú)功功率，使母線(xiàn)電壓維持在給定的控制范圍內(nèi)。（AGC）計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可根據(jù)調(diào)度給定或本廠(chǎng)運(yùn)行策略給定的總有功功率的設(shè)定值，按安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的原則確定最佳運(yùn)行的機(jī)組臺(tái)數(shù)、機(jī)組的組合方式和機(jī)組間最佳有功功率分配，進(jìn)行電廠(chǎng)機(jī)組處理的閉環(huán)調(diào)節(jié)，并自動(dòng)開(kāi)、停機(jī)組。現(xiàn)地控制方式，現(xiàn)地控制方式的實(shí)現(xiàn)一般由監(jiān)控系統(tǒng)的LCU設(shè)備自動(dòng)完成。重要的操作指令包括:機(jī)組工況轉(zhuǎn)換如開(kāi)停機(jī)、有功功率和無(wú)功功率調(diào)整，斷路器、隔離開(kāi)關(guān)分合操作、閘門(mén)提降、閥門(mén)開(kāi)關(guān)、重要設(shè)備投切等。召喚打印為運(yùn)行人員調(diào)用，隨機(jī)召喚打印，調(diào)用方式為鼠標(biāo)。隨機(jī)打印用以記錄系統(tǒng)的各種操作、事故、故障等各類(lèi)報(bào)警語(yǔ)句，自動(dòng)打印。另外，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能將各類(lèi)報(bào)警信息、趨勢(shì)記錄等數(shù)據(jù)自動(dòng)保存，存放在計(jì)算機(jī)硬盤(pán)上，形成各類(lèi)報(bào)警記錄歷史數(shù)據(jù)。操作提示應(yīng)全部漢化。系統(tǒng)不僅將各類(lèi)信息匯總到簡(jiǎn)報(bào)窗口，而且根據(jù)信息的不同類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)，自動(dòng)完成事件順序記錄、故障信息記錄、開(kāi)關(guān)量變位記錄、越限報(bào)警記錄、系統(tǒng)自診斷記錄等，形成定長(zhǎng)的歷史存盤(pán)以便查詢(xún)。6）．過(guò)負(fù)荷保護(hù)整定校驗(yàn)：過(guò)負(fù)荷保護(hù)是動(dòng)作于信號(hào)的保護(hù)，考慮到過(guò)負(fù)荷對(duì)稱(chēng)性，該保護(hù)只有一相中裝設(shè)，并與過(guò)電流保護(hù)共用一組互感器，保護(hù)由電流繼電器及時(shí)間繼電器組成。4） 勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地保護(hù)當(dāng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路發(fā)生兩點(diǎn)接地故障時(shí)，部分勵(lì)磁線(xiàn)圈將被短路，由此由于氣隙磁勢(shì)的對(duì)稱(chēng)性遭到破壞，可能使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生劇烈振動(dòng)，因此在發(fā)電機(jī)上需要裝設(shè)勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地保護(hù)，該裝置只設(shè)一套,并僅在勵(lì)磁回路中出現(xiàn)穩(wěn)定性的一點(diǎn)接地時(shí)才投入工作。 最小短路電流，即在單機(jī)運(yùn)行情況下，發(fā)電機(jī)出口兩相短路電流；e. 差動(dòng)回路斷線(xiàn)監(jiān)視器的動(dòng)作電流應(yīng)大于正常運(yùn)行時(shí)的最大不平衡電流Ibp， 可按照以下經(jīng)驗(yàn)公式整定：a) ＝Inf/nl==.2) 橫差保護(hù)的整定：保護(hù)動(dòng)作電流按照躲過(guò)外部短路故障最大不平衡電流整定，由于不平衡電流很難確定，因此在工程設(shè)計(jì)中根據(jù)運(yùn)行積累的數(shù)據(jù)計(jì)算。INf 發(fā)電機(jī)的額定電流；取以上計(jì)算中較大者，作保護(hù)的動(dòng)作電流，故Idz ＝ , ＝。Kk 可靠系數(shù)。電流繼電器動(dòng)作值按照下式計(jì)算：=Kk 可靠系數(shù)，取=； Kh 返回系數(shù)，取=INf 發(fā)電機(jī)額定電流 nl 電流互干器變比；過(guò)負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作時(shí)限比過(guò)電流保護(hù)長(zhǎng)，一般為9～10s. 對(duì)F5的保護(hù)整定計(jì)算：1 短路電的分析計(jì)算及電壓電流互感器的變比選定:由短路電流的計(jì)算結(jié)果可知，F(xiàn)1 ,而 F5 出口額定電流為＝ kA,所以電流互感器的變比級(jí)次應(yīng)該為3000/5，級(jí)電流互感器變比為＝600，＝105。5） 復(fù)合電壓閉鎖過(guò)電流保護(hù)的整定校驗(yàn)：復(fù)合電壓閉鎖過(guò)電流保護(hù)是發(fā)電機(jī)后備保護(hù)，它選擇性是用階梯時(shí)限特性來(lái)滿(mǎn)足的，因此，在整定電流電壓元件時(shí)只需要考慮躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)相應(yīng)值就夠了，其整定計(jì)算如下：a 電流計(jì)電器動(dòng)作電流為：= ＝103/(600)=Kk可靠系數(shù),取kk=；kh 返回系數(shù)，取kh＝；nl 電流互感器變比； INf 發(fā)電機(jī)額定電流b. 按照躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)不平衡電壓降為條件整定，負(fù)序電壓繼電器動(dòng)作電壓，=103/=6V,UNf 發(fā)電機(jī)額定電壓；nY 電壓互感器變比；：作為遠(yuǎn)后備保護(hù)，發(fā)電機(jī)過(guò)電流保護(hù)時(shí)限應(yīng)該比連接在發(fā)電機(jī)電壓母線(xiàn)上的其他設(shè)備的保護(hù)裝置最大時(shí)限還要大1－2個(gè)時(shí)間級(jí)差△t(一個(gè)△),即t＝tmax+(1～2) △t。即 Idz ＝ Inf =2605＝521A 則繼電器動(dòng)作電流為： ＝521/600＝3）定子單相接地保護(hù)整定保護(hù)動(dòng)作電流根據(jù)外部發(fā)生單相接地并伴隨外部?jī)上喽搪返倪x擇性來(lái)選擇，需要躲過(guò)發(fā)電機(jī)固有電容電流和不平衡電流，且一次動(dòng)作電流不超過(guò)5A. Idz=Ijdf被保護(hù)發(fā)電機(jī)的接地穩(wěn)態(tài)電容電流，對(duì)45MW額定容量電壓為 ，發(fā)電機(jī)取Ijdf＝ =Kk’’ 可靠系數(shù)，；Kh返回系數(shù)，；故 Idz===,小于5A。 nl 電流互感器的變比； kjx 接線(xiàn)系數(shù)，取kjx＝1 c. 靈敏度： klm==2滿(mǎn)足靈敏度要求。 計(jì)算不平衡電流；kfzq 非周期分量影響的系數(shù)，取＝1；ktx 電流互感器的同型系數(shù)，取ktx＝； 發(fā)電機(jī)外部三相短路時(shí),流過(guò)保護(hù)最大周期性短路電流，＝b. 為避免保護(hù)在電流互感器二次回路斷線(xiàn)時(shí)誤動(dòng)作，保護(hù)動(dòng)作電流應(yīng)該大于發(fā)電機(jī)最大負(fù)荷電流； Idz ＝Kk INf ＝＝Kk 可靠系數(shù)，取 Kk ＝。2 各種保護(hù)的整定計(jì)算[10]：1) 縱差保護(hù)的整定:a. 動(dòng)作電流Idz 應(yīng)按躲過(guò)外部短路時(shí)流過(guò)保護(hù)裝置的最大不平衡電流Ibp 即Idz ＝Kk = Kk kfzq ktx fi =1103=＝。1 定子繞組相間短路；2 定子繞組匝間短路；3 定子繞組接地短路；4 外部短路引起的過(guò)電流；5 對(duì)稱(chēng)過(guò)負(fù)荷；6 勵(lì)磁回路一點(diǎn)或兩點(diǎn)接地故障； 本水電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置的設(shè)置可依據(jù)以上原則并結(jié)合具體情況進(jìn)行，一般可以設(shè)置下列保護(hù)：縱差保護(hù)主保護(hù)跳閘復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)作差動(dòng)保護(hù)后備及外部故障遠(yuǎn)后備跳閘橫差保護(hù)定子繞組匝間的保護(hù)跳閘過(guò)負(fù)荷保護(hù)異常運(yùn)行延時(shí)動(dòng)作發(fā)出信號(hào)定子單相接地防御定子單相接地的保護(hù)跳閘勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地保護(hù)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)或兩點(diǎn)接地，投入保護(hù)裝置跳閘因?yàn)?臺(tái)發(fā)電機(jī)型號(hào)一樣，且F1,F2,F3,F4,對(duì)稱(chēng)，故只需對(duì)F1進(jìn)行保護(hù)整定，F(xiàn)2,F3,F4的保護(hù)整定與F1相同，再對(duì)F5進(jìn)行保護(hù)整定，就可完成該水電站5臺(tái)發(fā)電機(jī)的保護(hù)整定。因此，在發(fā)電機(jī)上必須裝社比較完善的繼電保護(hù)裝置。但的短路電流小于短路時(shí)的短路電流，兩者電壓等級(jí)又相同，所以也適用于也適用于.綜合上述分析，方案Ⅱ所選斷路器和隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)如下：Ⅱ各斷路器隔離開(kāi)關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)斷路器斷路器型號(hào)隔離開(kāi)關(guān)隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)SW6－110GW4－110DSW4－110GW4－110SW6－110GW4－110DSW6－110GW4－110DGN2－10技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較由方案Ⅰ和方案Ⅱ的斷路器和隔離開(kāi)關(guān)設(shè)備表可看出，兩方案的隔離開(kāi)關(guān)臺(tái)數(shù)相同，但方案Ⅱ比方案Ⅰ多一臺(tái)SW6－110型斷路器，所以方案Ⅱ比方案Ⅰ投資較大，且由于方案Ⅰ是雙母接線(xiàn)，其可靠性又比方案Ⅱ的單母分段帶旁母可靠性高，綜合考慮方案Ⅰ比方案Ⅱ即經(jīng)濟(jì)又可靠，故選擇方案Ⅰ為最終主接線(xiàn)方案。對(duì)斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的選擇。 對(duì)方案Ⅱ的各主設(shè)備選擇其接線(xiàn)圖如下：圖42 方案Ⅱ主接線(xiàn)圖分析：因?yàn)榉桨涪窈头桨涪虺鹘泳€(xiàn)外其余部分接線(xiàn)形式相同，故方案Ⅱ的與方案Ⅰ的相對(duì)應(yīng)，故其型號(hào)也相同。,，＝2844A。：① 母線(xiàn)類(lèi)型的選擇：－21Y－130/116型鋁錳合金管型母。③ 按熱穩(wěn)定校驗(yàn)要求選最小截面：由＝，所選導(dǎo)體的截面為S=，大于熱穩(wěn)定最小截面，故所選母線(xiàn)滿(mǎn)足熱穩(wěn)定的要求。110kV進(jìn)線(xiàn)選擇① 線(xiàn)類(lèi)型的選擇：110kV主變壓器出線(xiàn)選擇LGJ－400/50鋼芯鋁絞線(xiàn)② 按母線(xiàn)長(zhǎng)期工作電流選擇較大容量變壓器出口處的長(zhǎng)期工作電流為,所選母線(xiàn)的長(zhǎng)期允許電流為898A。③ 按熱穩(wěn)定校驗(yàn)要求選最小截面：，熱穩(wěn)定系數(shù)C=87，時(shí)間＝，則代入公式得：＝＝而所選母線(xiàn)的截面S＝954mm，大于熱穩(wěn)定最小截面，故所選母線(xiàn)滿(mǎn)足熱穩(wěn)定的要求。② 按母線(xiàn)長(zhǎng)期工作電流選擇110kV主母線(xiàn)的長(zhǎng)期工作電流為,所選母線(xiàn)的長(zhǎng)期允許電流為1900A。(5) 按陡波沖擊電流選擇：10kV發(fā)電機(jī)的內(nèi)絕緣截?cái)嗬纂姏_擊耐受電壓為75kV，其陡波沖擊電流下殘壓為，所選避雷器陡波沖擊電流下殘壓（峰值）,故滿(mǎn)足陡波沖擊電流下的殘壓要求。(3) 按持續(xù)運(yùn)行電壓選擇：,，故滿(mǎn)足持續(xù)運(yùn)行電壓要求。(5) 按陡波沖擊電流選擇：110kV變壓器的內(nèi)絕緣截?cái)嗬纂姏_擊耐受電壓為550kV，其陡波沖擊電