發(fā)電廠主接線的初步設(shè)計(jì)

1、 1 摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)根據(jù)原始資料進(jìn)行一個(gè)發(fā)電廠主接線的初步設(shè)計(jì)，并對(duì)其一次設(shè)備進(jìn)行選擇。進(jìn)而對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行規(guī)劃和對(duì)配電裝置進(jìn)行規(guī)劃。設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：電氣主接線設(shè)計(jì)、廠用電接線設(shè)計(jì)、開關(guān)站配電裝置平面布置設(shè)計(jì)及電氣二次部分規(guī)劃等。電氣主接線是發(fā)電廠的主要環(huán)節(jié)，因此本設(shè)計(jì)對(duì)數(shù)個(gè)電氣主接線方案進(jìn)行了技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較，確定一個(gè)最優(yōu)方案，并根據(jù)此方案對(duì)全廠電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)的規(guī)劃等，進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)和說明。本設(shè)計(jì)分為兩部分：第一部分為設(shè)計(jì)說明書，說明書中介紹了主接線形式、所選電氣設(shè)備型號(hào)、技術(shù)參數(shù)、繼電保護(hù)規(guī)劃、配電裝置規(guī)劃等。第二部分為設(shè)計(jì)計(jì)算書，計(jì)算書中主要是對(duì)所選短路點(diǎn)

2、進(jìn)行短路電流計(jì)算、設(shè)備選型和校驗(yàn)以及繼電保護(hù)的整定計(jì)算等?！娟P(guān)鍵詞】主接線 短路電流 電氣設(shè)備 配電裝置 繼電保護(hù) PAGE 180ABSTRACT The graduation project for the preliminary design of the main wiring of a power plant, according to the original data and to select a deVice. Thus protection planning and the planning of power distribution equipment. The desi

3、gn of the main contents include: the main electrical wiring design,auxiliary power wiring design, layout design of switch station power distribution unit and secondary electrical part of the planning and so on. The main electrical wiring is the main part of the power plant, the design of electrical

4、wiring program of technical and economic, to determine an this program, the layout of the power distribution unit protection planning, detailed design and description. This design is divided into two parts: the first part of the design specification, the specification describes the main connection i

5、n the form selected models of electrical equipment, technical parameters, protection planning, power distribution unit planning. The second part is the design calculations, the calculation of the book is the main point of the selected short-circuit short-circuit current calculation, equipment select

6、ion and Validation, as well as protection setting calculation.【key words】：electrical main wiring ,short-circuit current , electrical equipment, the power distribution equipment ,relay protection第一篇 設(shè)計(jì)說明書1 電氣主接線設(shè)計(jì)1.1 電氣主接線概述 電氣主接線是發(fā)電廠電氣部分的主體，它反映各設(shè)備的作用、連接方式和回路間的相互關(guān)系。所以，它的設(shè)計(jì)直接關(guān)系到全廠電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置，繼電保護(hù)、

7、自動(dòng)裝置和控制方式的確定，對(duì)電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著決定的作用。用規(guī)定的設(shè)備圖形和文字符號(hào)，按照各電氣設(shè)備實(shí)際的連接順序而繪成的能夠全面表示電氣主接線的電路圖，稱為電氣主接線圖。電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求是可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性。可靠性 可靠性是指一個(gè)元件、一個(gè)系統(tǒng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)及一定條件下完成預(yù)定功能的能力。電氣主接線屬可修復(fù)系統(tǒng)，其可靠性用可靠度表示，即主接線無故障所占的比例。靈活性 靈活性主要包含以下幾個(gè)方面： 1）調(diào)度靈活，操作方便。應(yīng)能靈活地投入或切除機(jī)組、變壓器或線路，靈活地調(diào)配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在正常、事故、檢修及特殊運(yùn)行方式下的要求。 2）檢修安全。應(yīng)能方便地停運(yùn)線路、斷路

8、器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行及用戶的供電要求。 3）擴(kuò)建方便。在設(shè)計(jì)主接線時(shí)，應(yīng)留有余地，應(yīng)能容易地從初期過渡到最終接線，使在擴(kuò)建時(shí)一、二次設(shè)備所需的改造最少。經(jīng)濟(jì)性 經(jīng)濟(jì)性主要包含以下幾個(gè)方面： 1）投資省。主接線應(yīng)簡單清晰，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備投資；應(yīng)適當(dāng)限制短路電流，以便選擇輕型電氣設(shè)備；應(yīng)使控制、保護(hù)方式不過于復(fù)雜，以利于運(yùn)行并節(jié)省二次設(shè)備和電纜的投資。 2）年運(yùn)行費(fèi)小。年運(yùn)行費(fèi)包括電能損耗費(fèi)、折舊費(fèi)及大修費(fèi)、日常小修理費(fèi)。其中，電能損耗主要由變壓器引起，因此，要合理地選擇主變壓器的形式、容量及臺(tái)數(shù)。 3）占地面積小。主接線的設(shè)計(jì)要為配電裝置

9、的布置創(chuàng)造條件，以便節(jié)約用地和節(jié)省構(gòu)架、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費(fèi)用。 4）在可能的情況下，應(yīng)采取一次設(shè)計(jì)，分期投資、投產(chǎn)，盡快發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。1.2 發(fā)電機(jī)出口接線方式的選取方案一：單元接線 圖1-1 單元接線方案二：擴(kuò)大單元接線 圖1-2 擴(kuò)大單元接線方案比較如下表所示： 表1-1定性比較方案方案一方案二優(yōu)點(diǎn)接線簡單，開關(guān)設(shè)備少，操作簡便，故障可能性小，可靠性高，配電裝置結(jié)構(gòu)簡單，占地少，投資省可減少變壓器和斷路器的臺(tái)數(shù)，節(jié)省配電裝置的占地面積，投資小缺點(diǎn)單元中任一元件故障或檢修影響范圍大，不夠經(jīng)濟(jì)用于機(jī)組數(shù)比較多時(shí)，且易受設(shè)備選擇的困難 由于本次設(shè)計(jì)的是中小型水電廠，又沒有近區(qū)負(fù)荷，通常考慮用單

10、元接線。綜上比較，方案一中采用單元接線，投資大了點(diǎn)，多用了兩臺(tái)變壓器，但本次設(shè)計(jì)機(jī)組數(shù)目較少僅有4臺(tái)，用單元接線很適合。而方案二采用擴(kuò)大單元接線，投資小，但用于機(jī)組數(shù)比較多時(shí)，且易受設(shè)備選擇的困難。綜合比較采用方案一較適合。1.3 方案接線方式的選取方案一：220kV側(cè)為單母線接線，110kV側(cè)單母線分段接線圖1-3 方案一接線方案二：220kV側(cè)為雙母線接線，110kV側(cè)雙母線接線圖1-4 方案二接線方案三：220kV側(cè)為雙母線接線，110kV側(cè)單母線分段接線 圖1-5 方案三接線 對(duì)上述三個(gè)可行的方案從供電可靠性、靈活性、采用設(shè)備先進(jìn)性、繼電保護(hù)復(fù)雜進(jìn)行技術(shù)比較，方案比較如下表所示：表1-

11、2定性比較 電壓等級(jí)方案方案一方案二方案三220kV110kV220kV110kV220kV110kV優(yōu)點(diǎn)簡單清晰，設(shè)備少，投資少母線或斷路器故障或檢修時(shí)停電范圍小，停電時(shí)間短，靈活性高，繼電保護(hù)較簡單母線故障或檢修時(shí)，不會(huì)中斷供電，斷路器故障或檢修時(shí)停電范圍小，運(yùn)行方式靈活同220kV側(cè)母線故障或檢修時(shí)，不會(huì)中斷供電，斷路器故障或檢修時(shí)停電范圍小，運(yùn)行方式靈活，擴(kuò)建方便，繼電保護(hù)較簡單母線或斷路器故障或檢修時(shí)停電范圍小，停電時(shí)間短，靈活性高，繼電保護(hù)較簡單缺點(diǎn)靈活性差，母線或斷路器故障或檢修時(shí)停電范圍大，繼電保護(hù)復(fù)雜設(shè)備較多，投資較大，存在停電問題短時(shí)停電時(shí)，影響范圍較大，操作復(fù)雜，存在全停

12、的可能，設(shè)備多，配電裝置復(fù)雜同220kV側(cè)短時(shí)停電時(shí)，影響范圍較大，操作復(fù)雜，存在全停的可能，設(shè)備多，配電裝置復(fù)雜設(shè)備較多，投資較大，存在停電問題 經(jīng)技術(shù)比較后，根據(jù)電氣主接線的可靠性和靈活性要求，排除方案一，將方案二和方案三進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，其經(jīng)濟(jì)比較如下： 1.投資計(jì)算：綜合投資=設(shè)備出廠價(jià)+運(yùn)輸費(fèi)+安裝費(fèi)用，即： (萬元) 其中：Gn為第n個(gè)設(shè)備的出廠價(jià)（萬元） L1為第n個(gè)設(shè)備的運(yùn)雜費(fèi)率 取L1 =0.06 L2為第n個(gè)設(shè)備的安裝費(fèi)率 取L1 =0.13方案2：方案3： 2.年運(yùn)行費(fèi)計(jì)算：年運(yùn)行費(fèi)主要包括一年中變壓器的電能損耗費(fèi)，小修、維護(hù)費(fèi)及折舊費(fèi)，按下式計(jì)算： （萬元）其中：為電能電價(jià)

13、，可參考采用各地區(qū)的實(shí)際電價(jià)，元/為變壓器的年電能損耗，為年小修、維護(hù)費(fèi)，一般取0.04，萬元為年折舊費(fèi)，一般取0.058，萬元電能的損耗費(fèi)計(jì)算方式如下：（1）雙繞組變壓器電能損耗的計(jì)算公式n相同變壓器的臺(tái)數(shù)SN每臺(tái)變壓器的額定容量，kVaS每臺(tái)變壓器所帶的負(fù)載，kVatt=8360hk單位無功損耗引起有功損耗的系數(shù)，發(fā)電機(jī)母線上的變壓器取0.02，系統(tǒng)中的變壓器取0.10.15 (2)三繞組變壓器 100/100/100 100/100/50100/50/50 方案2：=1728864（萬元） = =+ =3162383（萬元）=1728864+3162383=4891247（萬元） =0.

14、564891247+(0.04+0.058)3535.014=620.342（萬元）方案3： =281085=831468（萬元）=281085+831468=1112553（萬元） =0.561112553+(0.04+0.058)3533.824=408.618（萬元）方案費(fèi)用投資費(fèi)用（萬元）年運(yùn)行費(fèi)（萬元）方案23535.014620.342方案33533.824408.618 經(jīng)技術(shù)比較，方案2的費(fèi)用比方案3的費(fèi)用大，故方案3為最優(yōu)方案。 2主變及廠用變?nèi)萘?、臺(tái)數(shù)及形式的選擇2.1 概述主變的容量、臺(tái)數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。它的選擇除依據(jù)基礎(chǔ)材料外，主要取決于輸送功率的

15、大小、與系統(tǒng)聯(lián)系的緊密程度、運(yùn)行方式等因素，并至少要考慮510年規(guī)劃負(fù)荷的發(fā)展需要。如果主變壓器容量造的過大，臺(tái)數(shù)過多，不僅增加投資，擴(kuò)大占地面積，而且會(huì)增加損耗，給運(yùn)行和檢修帶來不便，設(shè)備亦未能充分發(fā)揮效益；若容量選得過小，可能使變壓器長期在過負(fù)荷中運(yùn)行，影響主變壓器的壽命和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此要合理選擇變壓器的容量和臺(tái)數(shù)。2.2 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇接于發(fā)電機(jī)電壓母線與升高電壓母線之間的主變壓器一般說來不少于2臺(tái)，但對(duì)主要向發(fā)電機(jī)電壓供電的地方電廠、系統(tǒng)電源主要作為備用時(shí)，可以只裝一臺(tái)。本設(shè)計(jì)為單元接線選擇一臺(tái)主變。2.3 主變壓器容量的選擇（1）發(fā)電機(jī)與主變壓器為單元接線時(shí)，主變壓器的容

16、量可按按發(fā)電機(jī)的額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，留有10%的裕度選擇。（2）連接在發(fā)電機(jī)電壓母線與系統(tǒng)之間的主變壓器容量，應(yīng)按下列條件計(jì)算：1）當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓母線上負(fù)荷最小時(shí)，能將發(fā)電機(jī)電壓母線上的剩余有功和無功容量送入系統(tǒng)，但不考慮稀有的最小負(fù)荷情況。2） 當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)組停用時(shí)，能由系統(tǒng)供給發(fā)電機(jī)電壓母線上的最大負(fù)荷。3）根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的要求（如充分利用豐水季節(jié)的水能），而限制本廠輸出功率時(shí)，能供給發(fā)電機(jī)電壓母線上的最大負(fù)荷。4）發(fā)電機(jī)電壓母線接有兩臺(tái)變壓器的發(fā)電廠，當(dāng)負(fù)荷最小且其中容量最大的一臺(tái)變壓器退出運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)變壓器應(yīng)能承擔(dān)70%的容量。2.4 主變壓器型式的選擇（

17、1）相數(shù)的確定容量為300MW及以下機(jī)組單元接線的變壓器和330kV及以下電力系統(tǒng)中，一般都應(yīng)選用三相變壓器。因?yàn)閱蜗嘧儔浩鹘M相對(duì)投資大，占地多，運(yùn)行損耗也較大。同時(shí)配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也增加了維修工作量。（2）繞組數(shù)的確定 有兩種升高電壓向用戶供電或與系統(tǒng)連接的發(fā)電廠，以及只有三種電壓的變電所，采用雙繞組變壓器或三繞組變壓器（包括自耦變壓器）。（3）繞組接線組別的確定變壓器的繞組的接線組別必須和系統(tǒng)電壓相位一致。否則，不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接有星形“Y”和三角形“D”。在發(fā)電廠和變電站中，一般考慮系統(tǒng)或機(jī)組的同步并列以要求限制3次諧波對(duì)電源等因素。本設(shè)計(jì)中，主變對(duì)于雙繞組是YN，d

18、11接線形式，對(duì)于自耦變壓器是YN，a0，d11接線形式。 （4）結(jié)構(gòu)形式選擇三繞組變壓器（包括自耦變壓器），在結(jié)構(gòu)上有兩種基本形式，即升壓型和降壓型。發(fā)電廠的三繞組變壓器（包括自耦變壓器），一般為低壓側(cè)向高、中壓側(cè)供電，應(yīng)選擇升壓型。 （5）調(diào)壓方式 變壓器的電壓調(diào)整是用分接頭開關(guān)切換變壓器的分接頭，從而改變其變比來實(shí)現(xiàn)。無勵(lì)磁調(diào)壓變壓器的分接頭較少，調(diào)壓范圍只有10%（22.5%），且分接頭必須在停電的情況下才能調(diào)節(jié)；有載調(diào)壓變壓器的分接頭較多，調(diào)壓范圍可達(dá)30%，且分接頭可在帶負(fù)荷的情況下才能調(diào)節(jié)，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格貴，適用在一些特殊的場合。 （6）冷卻方式主變壓器一般采用的冷卻方式有：

19、自然風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫空氣冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻、水內(nèi)冷。 自然風(fēng)冷卻，一般只適用于容量為10000kVA以下的變壓器。強(qiáng)迫空氣冷卻，適用于容量為8000kVA以上的變壓器。強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻，適用于容量為40000kVA以上的變壓器。強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻，適用于容量為120000kVA以上的變壓器，雖然散熱效率高，節(jié)約材料減少變壓器本體尺寸等優(yōu)點(diǎn)。但它要有一套水冷卻系統(tǒng)和相關(guān)附件，冷卻器的密封性能要求高，維護(hù)工作量較大。本設(shè)計(jì)采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻。主變壓器的選擇必須先要確定低壓側(cè)的電壓值，要首先確定發(fā)電機(jī)的型號(hào)，根據(jù)發(fā)電機(jī)的容量75MW查電氣工程手冊(cè)選擇發(fā)電機(jī)型號(hào)為

20、SF75-40/854，其參數(shù)如表2-1所示：表2-1 發(fā)電機(jī)型號(hào)參數(shù)表發(fā)電機(jī)型號(hào)額定容量功率因數(shù)額定電壓（kV）電抗標(biāo)幺值（歸算到sB=100MVA）SF75-45/85475MW0.8513.80.22860.23120.1052 經(jīng)分析查表和綜合比較，本設(shè)計(jì)在220kV側(cè)采用兩臺(tái)相同的自耦變壓器，變壓器型號(hào) SPFO-180000/220。在110kV側(cè)采用兩臺(tái)相同的雙繞組變壓器，變壓器型號(hào)SPF7-120000/110，其參數(shù)如下表所示：表2-2 主變壓器型號(hào)參數(shù)表型號(hào)額 定容 量(MVA)額定電壓（kV）連接組別損耗（kW）空載電流（%）阻抗電壓（%）高壓中壓低壓空載短路高中高低中低

21、 SPFO-180000/22018024222.5%12113.81055150.613.210.016.9表2-3 主變壓器型號(hào)參數(shù)表 型號(hào)額 定容 量(MVA)額定電壓（kV）連接組別損耗（kW）空載電流（%）阻抗電壓（%）高壓低壓空載短路 SPF7-120000/11012013.81064220.510.52.5 廠用變壓器的選擇目前生產(chǎn)的廠用變壓器有油浸式和干式兩種，由于干式有較多優(yōu)點(diǎn)，因而在水電廠得到廣泛應(yīng)用。廠用變壓器容量的選擇，應(yīng)當(dāng)在保證正常情況下，滿足全廠廠用負(fù)荷的供電，并且不會(huì)由于短時(shí)過負(fù)荷過熱而縮短其使用年限。在一般事故或檢修條件下，應(yīng)有足夠的備用用量。 高壓廠用變壓器

22、容量選擇與由二臺(tái)或三臺(tái)廠用變壓器聯(lián)合供電時(shí)的容量選擇雷同，僅計(jì)算負(fù)荷有所不同，應(yīng)包括連接在高壓母線上的所有負(fù)荷，除低壓廠用變壓器的計(jì)算負(fù)荷外，還包括高壓電動(dòng)機(jī)和以高壓送電的壩區(qū)負(fù)荷、近區(qū)負(fù)荷以及生活負(fù)荷等。本設(shè)計(jì)的廠用變壓器的容量按電廠總裝機(jī)容量的1%選定。表2-3 廠用變壓器參數(shù)變壓器型號(hào)額定容量（kVA）額定電壓（kV）連接組阻抗電壓（%）高壓低壓125013.80.4Y,d114.5125013.86Y,yno4.53 短路電流計(jì)算3.1 短路電流概述 在電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，時(shí)常會(huì)發(fā)生故障，其中大多數(shù)是短路。所謂短路，是指電力系統(tǒng)正常運(yùn)行情況以外的相與相之間或者相與地之間的連接。（1）

23、形成短路的原因形成短路的主要原因是：電氣載流部分的相間絕緣或相對(duì)地絕緣被破壞；發(fā)電機(jī)、變壓器、電纜線路等的載流部分的絕緣材料在運(yùn)行中損壞；鳥獸跨接在裸露的載流部分以及大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起架空線路桿塔倒塌所造成的短路；運(yùn)行人員在線路檢修后未拆除地線就加電壓等。（2）短路的危害短路對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行和電氣設(shè)備有很大的危害。在發(fā)生短路時(shí)，由于電源供電回路的阻抗減小以及突然短路時(shí)的暫態(tài)過程使短路回路的短路電流值大大增加，可能超過該回路額定電流許多倍；短路電流通過電氣設(shè)備中的導(dǎo)體時(shí)，其熱效應(yīng)會(huì)引起導(dǎo)體或其絕緣的損壞；導(dǎo)體也會(huì)受到很大的電動(dòng)力的沖擊，致使導(dǎo)體變形，甚至損壞。短路電流還會(huì)引起電網(wǎng)中電壓降低，

24、特別是靠近短路點(diǎn)處的電壓下降的最多，結(jié)果可能使部分用戶的供電受到破壞。（3）短路的類型短路故障分為對(duì)稱短路和不對(duì)稱短路。三相短路是對(duì)稱性短路，造成的危害最為嚴(yán)重，但發(fā)生三相短路的機(jī)會(huì)較少。其他種類的短路都屬于不對(duì)稱短路，產(chǎn)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的相間絕緣或相對(duì)地絕緣損壞。其中單相短路發(fā)生的機(jī)會(huì)最多，約占短路總數(shù)的70%以上。電力系統(tǒng)中發(fā)生單相短路的可能性最大，而發(fā)生三相短路的可能性最小，但一般情況下特別是遠(yuǎn)離電源的工廠供電系統(tǒng)中，為了使電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下也能可靠工作，因此作為選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備的短路計(jì)算中，以三相短路計(jì)算為主。（4）短路電流計(jì)算的目的短路問題是電

25、力技術(shù)方面的基本問題之一。為了保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，在設(shè)計(jì)選擇電氣設(shè)備時(shí)，都要用可能流經(jīng)該設(shè)備的最大短路電流進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，以保證該設(shè)備在運(yùn)行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路引起的發(fā)熱和電動(dòng)力的巨大沖擊。同時(shí)，為了盡快切斷電源對(duì)短路點(diǎn)的供電，繼電保護(hù)裝置將自動(dòng)地使有關(guān)斷路器跳閘，短路電流可以手算也可以計(jì)算。（5）短路電流計(jì)算的步驟用運(yùn)算曲線法來計(jì)算三相短路電流，其主要步驟如下：1）根據(jù)本電廠主接線圖畫出電力系統(tǒng)電氣接線圖，確定所用的短路計(jì)算點(diǎn)；2）計(jì)算各電氣元件的電抗標(biāo)幺值，畫出等值電路圖；3）對(duì)各短路計(jì)算點(diǎn)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡，求出轉(zhuǎn)移電抗。4）求出計(jì)算電抗，由查運(yùn)算曲線,求出各短路計(jì)算點(diǎn)不通時(shí)刻的

26、三相短路電流，并計(jì)算出相應(yīng)的三相短路電流有名值。用正序增廣網(wǎng)絡(luò)來計(jì)算不對(duì)稱短路電流，其主要步驟如下：1）根據(jù)本電廠主接線圖畫出電力系統(tǒng)電氣接線圖，確定所用的短路計(jì)算點(diǎn)；2）計(jì)算各電氣元件的正序、負(fù)序、零序電抗的標(biāo)幺值，根據(jù)不同短路電流類型做出正序增廣網(wǎng)絡(luò)，由正序等效定原則確定和M值；3）求出故障短路電流的值，；為正序增廣網(wǎng)絡(luò)中附加阻抗，M為故障短路電流對(duì)正序分量的倍數(shù)。3.2 短路電流計(jì)算結(jié)果短路點(diǎn)的選取如下圖所示：K2K1K2K1K3K3圖3-1 短路點(diǎn)選取圖三相對(duì)稱短路時(shí)短路電流如表下表所示： 表3-1 三相對(duì)稱短路電流計(jì)算結(jié)果： (kA)(kA)(kA)K1點(diǎn)220kV高壓母線系統(tǒng)S12

27、.1452.1452.145系統(tǒng)S22.2822.2822.282系統(tǒng)S1.0771.0771.0771.8031.3641.0991.1121.3561.169總短路電流8.4197.9678.029K2點(diǎn)110kV高壓母線系統(tǒng)4.6484.6484.648系統(tǒng)S11.0521.0521.052系統(tǒng)S21.1231.1231.123系統(tǒng)S31.1231.1231.1232.5522.3392.454G31.7501.3501.350G41.7501.3501.350總短路電流13.99812.98513.100K3點(diǎn)發(fā)電機(jī)出口G3(G4)系統(tǒng)12.52612.52612.526系統(tǒng)S9.15

28、49.1549.1546.4977.3097.309G320.19212.44011.923G44.5415.5005.500總短路電流52.91046.92946.412G1(G2)系統(tǒng)30.53730.53730.537系統(tǒng)S9.9369.9369.93610.04112.51113.142G120.19212.44011.924G28.1588.5279.229總短路電流78.86473.99174.768不對(duì)稱短路的短路電流計(jì)算結(jié)果： 表3-2 不對(duì)稱短路電流（t=0s）短路類型k1點(diǎn)（kA）k2點(diǎn)（kA）k3點(diǎn)（kA）G3(G4)G1(G2)單相短路9.21616.26300兩相短路

29、7.20211.99652.20469.094兩相短路接地8.80215.7652.20469.0944 電氣設(shè)備的選擇4.1 發(fā)電廠主要電氣設(shè)備 在發(fā)電廠和變電所中，根據(jù)電能生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換和分配等各環(huán)節(jié)的需要，配置了各種電氣設(shè)備。通常將它們分為電氣一次設(shè)備和電氣二次設(shè)備。直接參與生產(chǎn)、變換、傳輸、分配和消耗電能的設(shè)備稱為電氣一次設(shè)備。主要有生產(chǎn)和變換電能的設(shè)備、開關(guān)電器、限流電器、載流導(dǎo)體、補(bǔ)償設(shè)備、儀用互感器、防御過電壓設(shè)備、絕緣子、接地裝置。對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、測量、控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)等的設(shè)備稱為電氣二次設(shè)備。主要有測量表計(jì)、絕緣監(jiān)察裝置、繼電保護(hù)及其自動(dòng)裝置、控制和信號(hào)裝置、直流電源設(shè)備、高

30、頻阻波器。 為了保證各電器元件在運(yùn)行中的可靠性及安全性，在選擇它們時(shí)的基本條件是相同的，這些設(shè)備的任務(wù)是保證發(fā)電廠安全、可靠的供電，即按正常工作條件選擇，按短路條件校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定，并且在此前提下，適當(dāng)?shù)亓粲性６龋η笤诮?jīng)濟(jì)上進(jìn)行節(jié)約。4.2 斷路器的選擇高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的控制和保護(hù)設(shè)備，高壓斷路器的功能是接通和斷開正常工作電流、過負(fù)荷電流和故障電流，它是開關(guān)電器中最為完善的一種設(shè)備。 斷路器的種類很多。按其采用的滅弧介質(zhì)及滅弧原理分有油斷路器，六氟化硫（SF6）斷路器，真空斷路器，以及空氣斷路器。按安裝地點(diǎn)分為戶內(nèi)式和戶外式。其應(yīng)用最為廣泛的是六氟化硫（SF6）斷路器。它是以

31、優(yōu)良性能的SF6氣體作為滅弧介質(zhì)的斷路器，這種斷路器具有開斷能力強(qiáng)、全開斷時(shí)間短，斷口開距小，體積小、質(zhì)量較輕，維護(hù)工作量小，噪聲低，壽命長等優(yōu)點(diǎn)。一般35kV及以下的戶內(nèi)配電裝置中現(xiàn)在都采用少油斷路器。 斷路器的選擇內(nèi)容包括：（1）選擇型式；（2）選擇額定電壓；（3）選擇額定電流；（4）額定開斷電流校驗(yàn)；（5）校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定；（6）校驗(yàn)熱穩(wěn)定。其斷路器的選擇如下表所示：表4-1 220kV側(cè)、變壓器回路斷路器的選擇結(jié)果型號(hào)額定電壓(kV)額定電流(A)額定開斷電流(kA)動(dòng)穩(wěn)定電流(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)固有分閘時(shí)間(s)LW220I22016004010040(3s)0.03 表4-2 11

32、0kV側(cè)、變壓器回路斷路器的選擇結(jié)果型號(hào)額定電壓(kV)額定電流(A)額定開斷電流(kA)動(dòng)穩(wěn)定電流(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)固有分閘時(shí)間(s) OFPI110110125031.58031.5(3s)0.02 表4-3 發(fā)電機(jī)出口斷路器的選擇結(jié)果型號(hào)額定電壓(kV)額定電流(A)額定開斷電流(kA)動(dòng)穩(wěn)定電流(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)固有分閘時(shí)間(s) SN520G206000105300120(5s)0.15 斷路器的全型號(hào)表示的含義:S少油式、D多油式、Z真空式、G改進(jìn)式、 LSF6式、N戶內(nèi)式、W戶外式4.3 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)俗稱刀閘，它主要是隔離高壓電源，以保證其他設(shè)備和線路的

33、安全檢修其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)斷開后有明顯可見的斷開間隙，而且斷開間隙的絕緣及相間絕緣都是足夠可靠的，能充分保障人身和設(shè)備的安全。隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，不能用來接通和斷開負(fù)荷電流和短路電流帶，一般只能在電路斷開的情況下才能操作。 隔離開關(guān)按安裝地點(diǎn)分戶內(nèi)式和戶外式；按產(chǎn)品組裝極數(shù)可分為單級(jí)式和三極式；按每極絕緣子數(shù)目可分為單柱式、雙柱式、三柱式等。隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，故無開斷電流技術(shù)數(shù)據(jù)。隔離開關(guān)的用途有以下幾個(gè)方面：在檢修電氣設(shè)備時(shí)用來隔離電壓，使檢修的設(shè)備與帶電部分之間有明顯可見的斷口；在改變?cè)O(shè)備狀態(tài)（運(yùn)行、備用、檢修）是用來配合斷路器協(xié)同完成倒閘操作；（3）用來分、合小電流，可用來分、合電壓互感器

34、、避雷器和空載母線，分、合勵(lì)磁電流不超過2A的空載變壓器，關(guān)合電容電流不超過5A的空載線路；（4）隔離開關(guān)的接地開關(guān)電流可代替接地線，保證檢修安全。隔離開關(guān)的選擇內(nèi)容包括：（1）選擇型式；（2）選擇額定電壓；（3）選擇額定電流；（4）校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定；（5）校驗(yàn)熱穩(wěn)定。隔離開關(guān)的選擇如下表： 表4-3 220kV側(cè)、變壓器回路隔離的選擇結(jié)果型號(hào)額定電壓(kV)額定電流(A)動(dòng)穩(wěn)定電流(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)GW422022063010040(3s) 表4-4 110kV側(cè)、變壓器回路隔離的選擇結(jié)果型號(hào)額定電壓(kV)額定電流(A)動(dòng)穩(wěn)定電流(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)GW41101106305020

35、(4s) 表4-5 發(fā)電機(jī)出口回路隔離開的選擇結(jié)果型號(hào)額定電壓(kV)額定電流(A)動(dòng)穩(wěn)定電流(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)GN23202050002501000(3s) 表4-6 110kV側(cè)主變中性點(diǎn)處隔離開關(guān)的選擇結(jié)果型號(hào)額定電壓(kV)額定電流(A)動(dòng)穩(wěn)定電流(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)GW131101106305516(4s) 隔離開關(guān)的型號(hào)表示的含義：W戶外式、N戶內(nèi)式、D帶接地刀閘式、G改進(jìn)式4.4 母線的選擇發(fā)電廠和變電所中各種電壓等級(jí)的配電裝置的主母線，發(fā)電機(jī)、變壓器與相應(yīng)配電裝置之間的連接導(dǎo)線，統(tǒng)稱為母線。其中主母線匯集和分配電能的作用。母線分為軟母線和硬母線兩大類。母線的選擇內(nèi)

36、容包括：（1）確定母線的材料、截面形狀、布置方式；（2）選擇母線的截面積；（3）校驗(yàn)?zāi)妇€的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定；（4）校驗(yàn)其共振頻率；（5）對(duì)于110kV及以上母線，還應(yīng)校驗(yàn)?zāi)芊癜l(fā)生電暈。其選擇情況如下表所示： 表4-7 發(fā)電機(jī)出口母線選擇結(jié)果導(dǎo)線截面積（）集膚效應(yīng)系數(shù)（）導(dǎo)體截流量（A）h(mm)b(mm)母線為三相水平布置，材料為槽型鋁導(dǎo)體35701.1265650150654.5 互感器的選擇互感器既是電力系統(tǒng)中一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，屬于特種變壓器。互感器可分為電流互感器和電壓互感器。互感器的作用如下：（1）電流互感器將大電流變成小電流（5A或1A），供電給測量儀表和保護(hù)裝置的電流線

37、圈，電壓互感器將交流高電壓變成低電壓（100V或100V/），供電給測量儀表和保護(hù)裝置的電壓線圈，使測量儀表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化和小型化。（2）使二次回路可采用低電壓、小電流控制電纜，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方測量和控制。（3）使二次回路不受一次回路限制，接線靈活，維護(hù)、調(diào)試方便。（4）使二次設(shè)備與高壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證設(shè)備和人身安全。4.5.1 電流互感器的選擇電流互感器包括一次繞組，二次繞組及鐵芯，一次繞組匝數(shù)很少，二次繞組則匝數(shù)很多，一次繞組串聯(lián)接入被測量電路，流過的電流是被測電路的負(fù)荷電流，與二次側(cè)電流無關(guān)，二次繞組與測量儀表和保護(hù)裝置的電流線圈串聯(lián)。正常工作時(shí)，電流互感器二次側(cè)接近于

38、短路狀態(tài)。當(dāng)電流互感器一次繞組有電流時(shí)，二次繞組不允許開路。當(dāng)需要將在運(yùn)行中的電流互感器二次回路的儀表斷開是，必須先用導(dǎo)線或?qū)Ｓ枚搪愤B接片將二次繞組的端子短接。電流互感器的配置原則為凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器，在發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)、發(fā)電機(jī)-雙繞組變壓器單元的發(fā)電機(jī)出口、橋型接線的跨條上等也應(yīng)裝設(shè)電流互感器；測量儀表、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置一般均由單獨(dú)的電流互感器供電或接于不同的二次繞組；110kV及以上大接地短路電流系統(tǒng)的各個(gè)回路，一般應(yīng)按三相配置，35kV及以下小接地短路電流系統(tǒng)的各個(gè)回路，據(jù)具體要求按兩相或三相配置。電流互感器的選擇內(nèi)容包括：（1）一次回路額定電壓和電流的選擇；（

39、2）額定二次電流的選擇；（3）種類和型式的選擇；（4）準(zhǔn)確級(jí)選擇；（5）熱穩(wěn)定校驗(yàn)；（6）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。電流互感器的選擇結(jié)果如下表所示： 表4-8 220kV側(cè)、變壓器回路電流互感器的選擇結(jié)果型號(hào)額定電流比級(jí)次組合準(zhǔn)確級(jí)次1s熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)LCLWD22204300/5D/D/D/0.50.56060 表4-9 110kV側(cè)、變壓器回路電流互感器的選擇結(jié)果型號(hào)額定電流比級(jí)次組合準(zhǔn)確級(jí)次1s熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)LCWD110300/5D1/D2/0.50.575150 表4-10 發(fā)電機(jī)出口回路及其中性點(diǎn)電流互感器的選擇結(jié)果型號(hào)額定電流比級(jí)次組合準(zhǔn)確級(jí)次1s熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)LMZB2-2

40、05000/50.5/D0.5LDCD-101500/5D/0.5D 表4-11 220kV、110kV側(cè)主變中性點(diǎn)處電流互感器的選擇結(jié)果 型號(hào)額定電流比級(jí)次組合準(zhǔn)確級(jí)次1s熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)LCWD-1102200/50.5/D/D0.575150LR-110-B200/50.5/10.5LCW-60300/50.5/10.575150 電流互感器的型號(hào)的表示和含義： L電流互感器、A穿墻式、C瓷絕緣或瓷箱串級(jí)式、D、P差動(dòng)保護(hù)用、W戶外型或防污型、J加大容量、B保護(hù)用或防爆型、F復(fù)匝式、M母線型、Z澆注絕緣式4.5.2 電壓互感器的選擇電壓互感器（又稱PT）是將高電壓變成低電壓的設(shè)備，分

41、為電磁式電壓互感器和電容分壓式互感器兩種。電壓互感器的配置原則為工作母線和備用母線都應(yīng)裝一組三繞組電壓互感器，母線如分段應(yīng)在各分段上安裝一組三繞組電壓互感器。普通電能測量選用0.5級(jí)。335kV電壓互感器高壓側(cè)一般經(jīng)隔離開關(guān)和高壓熔斷器接入高壓電網(wǎng)，低壓側(cè)也應(yīng)裝低壓熔斷器。110kV及以上的電壓互感器可直接經(jīng)由隔離開關(guān)接入電網(wǎng)，不裝高壓熔斷器。380kV的電壓互感器可經(jīng)熔斷器直接接入電網(wǎng)，而不用隔離開關(guān)。35kV以上無電源時(shí)不裝，有電源時(shí)，可裝一臺(tái)單相雙繞組或單相三繞組電壓互感器。110kV及以上線路，為了節(jié)約投資和占地，載波通信和電壓測量可共用耦合電容，故一般選擇電容分壓式電壓互感器。電壓互

42、感器的選擇內(nèi)容包括：根據(jù)安裝地點(diǎn)和用途，確定電壓互感器的結(jié)構(gòu)類型、接線方式和準(zhǔn)確級(jí)；確定額定電壓；計(jì)算電壓互感器的二次負(fù)荷，使其不超過相應(yīng)準(zhǔn)確度的額定容量。電壓互感器的選擇結(jié)果如下表所示： 表4-12 220kV側(cè)電壓互感器的選擇結(jié)果型號(hào)額定變比額定容量（0.5）最大容量（VA）YDR-2201502000JSJW-15120960JCC5-2203002000 表4-13 110kV側(cè)電壓互感器的選擇結(jié)果型號(hào)額定變比額定容量（0.5）最大容量（VA）YDR-1101501200JSJW-15120960JCC6-1103002000 表4-14 發(fā)電機(jī)出口回路及其中性點(diǎn)電壓互感器的選擇結(jié)果型

43、號(hào)額定變比額定容量（0.5）最大容量（VA） JSJW-15120960 JDJ7-351501000 電壓互感器的型號(hào)的表示和含義： J、Y電壓互感器、D單相、S三相、W五柱三繞組、R電容型、G干式、Z環(huán)氧澆注絕緣、F測量和保護(hù)二次繞組分開 4.6 避雷器的選擇 避雷器可分為普通閥式避雷器、金屬氧化物避雷器、磁吹式避雷器。避雷器有一下幾個(gè)配置原則： （1）配電裝置的每組母線上，一般應(yīng)裝設(shè)避雷器； （2）220kV及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時(shí)，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器； （3）自耦變壓器必須在其兩個(gè)自耦繞組出線上裝設(shè)避雷器，并應(yīng)接在變壓器與斷路器之間； （4）110kV、22

44、0kV側(cè)一般不裝設(shè)避雷器； （5）單元接線的發(fā)電機(jī)出線宜裝設(shè)一組避雷器； （6）在直接接地系統(tǒng)中，變壓器的中性點(diǎn)為分級(jí)絕緣且裝有隔離開關(guān)時(shí)，其中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)一組避雷器。 避雷器的選擇結(jié)果如下表所示： 表4-15 220kV側(cè)線路、變壓器高壓側(cè)、母線避雷器選擇的結(jié)果型號(hào)額定電壓(kV)滅弧電壓(kV)工頻放電電壓(kV)沖擊放電電壓(kV)5kA沖擊電流下的殘壓幅值(kV)下限上限FZ-220J220200448536630664 表4-16 220kV側(cè)變壓器中壓側(cè)、110kV側(cè)線路、母線避雷器選擇的結(jié)果型號(hào)額定電壓(kV)滅弧電壓(kV)工頻放電電壓(kV)沖擊放電電壓(kV)5kA沖擊電流下

45、的殘壓幅值(kV)下限上限FZ-110J110100224268310332 表4-17 發(fā)電機(jī)出口回路避雷器的選擇結(jié)果型號(hào)額定電壓(kV)滅弧電壓(kV)工頻放電電壓(kV)沖擊放電電壓(kV)5kA沖擊電流下的殘壓幅值(kV)下限上限FCD-13.813.816.7333940404.7 高壓熔斷器的選擇熔斷器是一種最簡單的保護(hù)電器，用來保護(hù)電路中的電氣設(shè)備，使其免受過載和短路電流的危害。熔斷器具有結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、維護(hù)方便、使用靈活等優(yōu)點(diǎn)，但其容量小，保護(hù)特性不穩(wěn)定。在電壓為3110kV高壓裝置中，主要作為小功率電力線路、配電變壓器、電力電容器、電壓互感器等設(shè)備的保護(hù)。額定電流通常均為

46、0.5A，其開斷電流。 高壓熔斷器應(yīng)根據(jù)額定電壓、額定電流、型式種類、開斷電流、保護(hù)的選擇性等進(jìn)行選擇。高壓熔斷器的選擇如下表所示： 表4-15 高壓熔斷器選擇結(jié)果型號(hào)額定電壓(kV)額定電流(A)最大開斷容量(MVA)最大開斷電流(kA) RN-4200.54500 R熔斷器N戶內(nèi)W戶外4.8 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地設(shè)備選擇發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)采用非直接接地方式,包括不接地、經(jīng)消弧線圈接地和靜高電阻接地。發(fā)電機(jī)繞組發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地點(diǎn)流過的電流是發(fā)電機(jī)本身及其引出回路連接單元件的對(duì)地電容電流。當(dāng)發(fā)電機(jī)單相接地電流超過允許值時(shí)可采用非直接接地方式，當(dāng)電容電流的不超過允許值時(shí)，可采用發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)直接接地

47、方式。根據(jù)發(fā)電機(jī)單相接地電容的計(jì)算結(jié)果，選擇經(jīng)消弧線圈接地方式。所選消弧線圈型號(hào)如下表所示： 表4-16 消弧線圈的選擇結(jié)果型號(hào)系統(tǒng)電壓(kV)消弧線圈電壓(kV)額定容量(kVA)數(shù)值(kA) XDJI-26/189112.5255. 電氣二次部分的初步規(guī)劃設(shè)計(jì)5.1 繼電保護(hù)的規(guī)劃設(shè)計(jì) 繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)中重要的組成部分，是保證電力系統(tǒng)安全和可靠運(yùn)行的重要技術(shù)措施之一。在現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)中，如果沒有繼電保護(hù)裝置，就無法維持電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。繼電保護(hù)的任務(wù)和作用如下：（1）當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其他無故障

48、元件迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。（2）反應(yīng)電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)不正常運(yùn)行情況的類型和電氣元件的維護(hù)條件，發(fā)出信號(hào)，由運(yùn)行人員進(jìn)行處理或自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，允許帶有一定的延時(shí)。（3）與電力系統(tǒng)中其他自動(dòng)裝置配合，在條件允許時(shí)，采取預(yù)定措施，縮短事故停電時(shí)間，盡快恢復(fù)供電，從而提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。電力系統(tǒng)各電氣元件之間通常用斷路器互相連接，每臺(tái)斷路器都裝有相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)可以向斷路器發(fā)出跳閘脈沖，切除故障部分，其余部分仍能正常運(yùn)行。動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù)，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個(gè)基本要求，即可靠性、選擇性、速動(dòng)性和靈敏性。在電力系統(tǒng)中，為了使故障能可靠地被切除，一個(gè)電氣元件通常裝有多

49、套保護(hù)裝置，人們將這些保護(hù)分別稱為主保護(hù)和后備保護(hù)。反應(yīng)被保護(hù)元件上的故障，并能在較短時(shí)間內(nèi)將故障切除的保護(hù)稱為主保護(hù)；后備保護(hù)就是在主保護(hù)不能動(dòng)作時(shí)，動(dòng)作將故障切除。根據(jù)保護(hù)范圍和裝置的不同有近后備和遠(yuǎn)后備兩種方式。繼電保護(hù)的基本原理是利用被保護(hù)線路或者設(shè)備故障前后某些突變的物理量為信息量，當(dāng)突變量達(dá)到一定值時(shí)，啟動(dòng)邏輯控制環(huán)節(jié)，發(fā)出相應(yīng)的跳閘脈沖或信號(hào)。繼電保護(hù)裝置一般由測量比較元件、邏輯判斷元件和執(zhí)行輸出元件三部分組成。測量比較元件測量通過被保護(hù)的電氣元件的物理參量，并與給定的值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果，給出一組邏輯信號(hào)，從而判斷保護(hù)裝置是否應(yīng)該啟動(dòng)；邏輯判斷元件根據(jù)測量比較元件輸出邏輯

50、信號(hào)的性質(zhì)、先后順序、持續(xù)時(shí)間等，使保護(hù)裝置按一定的邏輯關(guān)系判定故障的類型和范圍，最后確定是否應(yīng)該使該斷路器跳閘、發(fā)出信號(hào)或不動(dòng)作，并將對(duì)應(yīng)的指令傳給執(zhí)行輸出部分；執(zhí)行輸出元件根據(jù)邏輯判斷部分傳出的指令，發(fā)出跳閘斷路器的跳閘脈沖及相應(yīng)的動(dòng)作信息，發(fā)出警報(bào)或不動(dòng)作。發(fā)電機(jī)（1）縱差動(dòng)保護(hù) 發(fā)電機(jī)的縱差動(dòng)保護(hù)反應(yīng)發(fā)電機(jī)定子線圈及其引出線得相間短路，是發(fā)電機(jī)的主保護(hù)。根據(jù)發(fā)電機(jī)容量的不同，縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)構(gòu)成有以下幾種方式：1）由帶飽和電流互感器的BCH-2型繼電器構(gòu)成，這種保護(hù)能很好地躲過不平衡電流的影響，因此6MW及以上的發(fā)電機(jī)采用這種構(gòu)成方式。2）對(duì)容量為100MW及以上或阻抗較大的發(fā)電機(jī)，當(dāng)縱聯(lián)

51、差動(dòng)保護(hù)采用BCH-2型繼電器時(shí)，采用高靈敏系數(shù)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)接線。（2）匝間短路保護(hù) 在大容量的發(fā)電機(jī)中，每相繞組有兩個(gè)并聯(lián)支路，每個(gè)支路的匝間或支路之間的短路，稱為匝間短路。對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組的匝間短路故障，必須裝設(shè)專用保護(hù)。當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組為雙星形接線且中性點(diǎn)側(cè)有6個(gè)引出端子時(shí)，匝間短路保護(hù)一般采用單元件式的橫差保護(hù)。單元件式橫差保護(hù)不僅可以反應(yīng)定子繞組的匝間短路故障和分支繞組的開焊故障，而且還能反應(yīng)定子繞組的相間短路故障。當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組為雙星形接線且中性點(diǎn)側(cè)無6個(gè)引出端子時(shí)，匝間短路保護(hù)采用縱向零序電壓匝間短路保護(hù)（3)過電流保護(hù)當(dāng)外部故障引起過電流，為了可靠地切除故障，在發(fā)電機(jī)上應(yīng)裝設(shè)

52、防御外部短路的相間短路保護(hù)。該保護(hù)同時(shí)也為發(fā)電機(jī)主保護(hù)的后備保護(hù)。相間短路后備保護(hù)配置原則如下： 1）50MW及以上的發(fā)電機(jī)，宜裝設(shè)負(fù)序電流保護(hù)和單元件低電壓啟動(dòng)過電流保護(hù)，當(dāng)上述保護(hù)不能滿足靈敏性要求時(shí)，可采用低阻抗保護(hù)。上述保護(hù)裝置，宜帶兩段時(shí)限，以較短的時(shí)限動(dòng)作于縮小故障影響范圍。（4）定子繞組單相接地保護(hù)定子繞組單相接地時(shí)，流過接地點(diǎn)的電容電流，不僅會(huì)燒毀繞組而且還要燒壞鐵芯并增加繞組絕緣的損壞程度，甚至還會(huì)引起匝間短路和相間短路。100MW及以上發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)利用基波零序電壓和三次諧波電壓構(gòu)成的發(fā)電機(jī)定子100%接地保護(hù)。（5）定子繞組過負(fù)荷保護(hù)對(duì)定子繞組采用非直接冷卻的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)

53、定時(shí)限過負(fù)荷保護(hù)，保護(hù)裝置接于一相電流。保護(hù)由一個(gè)電流繼電器和時(shí)間繼電器組成，帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)。（6）失磁保護(hù)發(fā)電機(jī)失磁是指發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流突然全部消失或部分消失。發(fā)電機(jī)失磁后，對(duì)電力系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)本身都會(huì)產(chǎn)生不利影響。根據(jù)發(fā)電機(jī)容量和勵(lì)磁方式的不同，失磁保護(hù)的方式有如下兩種： 1）對(duì)于容量在100MW以下的帶直流勵(lì)磁機(jī)的水輪發(fā)電機(jī)和不允許失磁運(yùn)行的汽輪發(fā)電機(jī)，一般是利用轉(zhuǎn)子回路勵(lì)磁開關(guān)的輔助觸點(diǎn)連鎖跳開發(fā)電機(jī)的斷路器。 2）對(duì)于容量在100MW以上的發(fā)電機(jī)和采用半導(dǎo)體勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)，一般采用發(fā)電機(jī)失磁后定子回路參數(shù)變化的特點(diǎn)構(gòu)成失磁保護(hù)。2.變壓器（1）瓦斯保護(hù)對(duì)變壓器油箱內(nèi)的各種故障以及油面的

54、降低，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，它反應(yīng)于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動(dòng)作。其中輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)，重瓦斯動(dòng)作于跳開變壓器各側(cè)電源斷路器。0.8MVA及以上的油浸式變壓器和0.4MVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。（2）縱差動(dòng)保護(hù)對(duì)變壓器繞組和引出線上發(fā)生故障，以及發(fā)生匝間短路時(shí)，其保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作，跳開各側(cè)電源斷路器。對(duì)于6.3MVA及以上并列運(yùn)行的電力變壓器，應(yīng)裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)。對(duì)于發(fā)電機(jī)變壓器組，當(dāng)發(fā)電機(jī)和變壓器之間有斷路器時(shí)，變壓器應(yīng)裝設(shè)單獨(dú)的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，當(dāng)發(fā)電機(jī)和變壓器之間沒有斷路器時(shí)，100MW及以下的發(fā)電機(jī)，可只裝設(shè)發(fā)電機(jī)變壓器組共用的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。如果變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)對(duì)單相接地短路

55、靈敏性不符合要求，可增設(shè)零序差動(dòng)保護(hù)。（3）過電流保護(hù)為了反應(yīng)變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過電流，以及在變壓器內(nèi)部故障時(shí)，作為差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)的后備，所以需裝設(shè)過電流保護(hù)。復(fù)合電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)，宜用于升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器及過電流保護(hù)不符合靈敏性要求的降壓變壓器。負(fù)序電流保護(hù)和單相式低電壓啟動(dòng)的過電流保護(hù)，可用于63MVA及以上的升壓變壓器。（4）過負(fù)荷保護(hù)對(duì)于6.3MVA及以上電力變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或到單臺(tái)運(yùn)行，并作為其他負(fù)荷的備用電源時(shí)，因根據(jù)可能過負(fù)荷的情況，裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。變壓器的過負(fù)荷電流，大多數(shù)情況下都是三相對(duì)稱的，因此只需裝設(shè)單相式過負(fù)荷保護(hù)，過負(fù)荷保護(hù)一般經(jīng)延

56、時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，而且三繞組變壓器各側(cè)過負(fù)荷保護(hù)均經(jīng)同一個(gè)時(shí)間繼電器。3.母線（1）母線電流差動(dòng)保護(hù)母線電流差動(dòng)保護(hù)包括母線完全電流差動(dòng)保護(hù)和不完全電流差動(dòng)母線保護(hù)。母線完全電流差動(dòng)保護(hù)常用作單母線或只有一組母線經(jīng)常運(yùn)行的雙母線保護(hù)。發(fā)電廠或大容量變電所610kV母線宜采用不完全差動(dòng)電流保護(hù)。電流比相式母線保護(hù)是母線在內(nèi)部故障和外部故障時(shí)，各連接元件電流相位的變化來實(shí)現(xiàn)，可以提高保護(hù)的靈敏系數(shù)。（2）斷路器失靈保護(hù)在發(fā)電廠或變電所中，當(dāng)輸電線路、變壓器回路或母線發(fā)生短路故障時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作于跳閘切除故障，此時(shí)可能由于操作機(jī)構(gòu)失靈等原因使斷路器拒絕跳閘，即發(fā)生了斷路器失靈故障。此時(shí)，通過故障元件的保

57、護(hù)作用于同一發(fā)電廠或變電所相鄰元件斷路器，使之跳閘切除故障的線路，以較短的時(shí)限切除同一發(fā)電廠或變電所內(nèi)其他有關(guān)的斷路器，以便盡快地把停電范圍限制到最小。輸電線路的保護(hù)（1）導(dǎo)引線縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) 利用敷設(shè)在輸電線路兩端變電所之間的二次電纜傳遞被保護(hù)線路各側(cè)信息的通信方式稱為導(dǎo)引線通信，以導(dǎo)引線為通道的縱聯(lián)保護(hù)稱為導(dǎo)引線縱聯(lián)保護(hù)。該保護(hù)僅用于少數(shù)重要的短線路（一般應(yīng)在10km以下）上。（2）高頻保護(hù)導(dǎo)引線縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的工作原理是反應(yīng)比較被保護(hù)線路兩端的電氣量，而不反應(yīng)保護(hù)區(qū)外部的短路故障。為了快速切除高壓遠(yuǎn)距離輸電線路上的故障，必須采用高頻保護(hù)。高頻保護(hù)是220kV及以上電壓等級(jí)復(fù)雜電網(wǎng)的主保護(hù)方式

58、。在110kV220kV輸電線路上高頻保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為50ms左右，在330kV及以上輸電線路上高頻保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為40ms以下。光纖保護(hù) 在縱聯(lián)保護(hù)中使用光纖通道構(gòu)成的保護(hù)稱為光纖保護(hù)。光纖通道通信容量大，不受電磁干擾，在經(jīng)濟(jì)上也可以與導(dǎo)引線通道競爭，近年來光纖通道成為短線路縱聯(lián)保護(hù)的主要通道形式。5.2 測量儀表的規(guī)劃設(shè)計(jì) 為了正確反映電力裝置的電氣運(yùn)行參數(shù)和絕緣狀況，滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和電力商業(yè)化運(yùn)行的需要，在發(fā)電廠的電路中應(yīng)裝設(shè)電氣測量儀表。需要進(jìn)行監(jiān)測的電氣參數(shù)主要有電流、電壓、頻率、有功功率、無功功率、有功電能及無功電能。由于各個(gè)電路的性質(zhì)和特點(diǎn)不同，需要進(jìn)行監(jiān)測的內(nèi)容及所需

59、配置的儀表種類和數(shù)量也不同，其配置應(yīng)符合DL/T5237-2001電測量及電能計(jì)量裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程的規(guī)定。 1.發(fā)電機(jī)（1）定子回路 水電廠中單機(jī)容量為10MW及以上的發(fā)電機(jī)，水輪發(fā)電機(jī)允許在較大的不平衡負(fù)荷下運(yùn)行，所以在控制室應(yīng)裝設(shè)一只定子電流表，定子電壓表1只，定子絕緣電壓表1只，有功和無功功率表各1只，有功和無功電能表各1只。電流表用來監(jiān)視發(fā)電機(jī)三相負(fù)荷的平衡情況，防止出現(xiàn)危險(xiǎn)的不正常工作狀態(tài)；定子電壓表用來監(jiān)視發(fā)電機(jī)已被勵(lì)磁、但尚未并入系統(tǒng)時(shí)啟動(dòng)過程中的電壓；定子絕緣電壓表用來檢查發(fā)電機(jī)未并入系統(tǒng)時(shí)定子繞組絕緣情況；有功和無功功率表，用來監(jiān)視并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)之間有功和無功功率的分配，有

60、功功率表也監(jiān)視原動(dòng)機(jī)的負(fù)荷；有功和無功電能表，用來積算發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功和無功電能。（2）轉(zhuǎn)子回路 一般在控制室裝設(shè)直流電流表、電壓表各1只，分別監(jiān)視轉(zhuǎn)子的負(fù)荷和電壓。勵(lì)磁系統(tǒng)的其他測量儀表配置，隨所采用的勵(lì)磁方式不同而有差別。變壓器 （1）雙繞組變壓器，高壓側(cè)裝設(shè)電流表、有功和無功功率表、有功和無功電能表個(gè)一只，當(dāng)雙繞組變壓器與發(fā)電機(jī)組成單元接線時(shí)，低壓側(cè)不必另裝儀表，運(yùn)行中的電氣量可用發(fā)電機(jī)定子回路的儀表讀取。 （2）三繞組（自耦）變壓器，高、中、低壓側(cè)分別裝設(shè)電流表、有功和無功功率表、有功和無功電能表各1只，對(duì)自耦變壓器增設(shè)公共繞組電流表1只。線路 （1）對(duì)于110kV及以上的線路，應(yīng)裝設(shè)