葛洲壩電廠電氣一次部分(二)

1、葛洲壩電廠電氣一次部分葛洲壩電廠電氣一次部分(二二) 葛洲壩電廠電氣一次部分葛洲壩電廠電氣一次部分 發(fā)電廠、變電所（站）的電氣設(shè)備，按照其功能可分為兩類。第一類是直接與生產(chǎn)或輸送電能（電力）有關(guān)的設(shè)備（例如：發(fā)電機(jī)、變壓器、高壓母線、斷路器、隔離開關(guān)等），稱為一次設(shè)備。第二類設(shè)備是對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、操作或保護(hù)的設(shè)備,稱為二次設(shè)備( 例如：繼電保護(hù)裝置、勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)、電氣儀表等）。下面介紹葛洲壩電廠電氣一次部分。一二江電廠電氣一次部分1220kV開關(guān)站的接線式及有關(guān)配置 1） 220kV開關(guān)站接線方式： 雙母線帶旁路，旁路母線分段（如圖1)。圖12）接線特點(diǎn)： 旁路母線用隔離開關(guān)分為兩段

2、，每段各設(shè)置旁路斷路器一臺(tái)。 3）開關(guān)站的主要配置： 出線8回 ：18E（其中7E備用）； 進(jìn)線7回 ：17FB（FB：發(fā)電機(jī)變壓器組）； 大江、二江開關(guān)站聯(lián)絡(luò)變壓器聯(lián)絡(luò)線2回； 母線：圓形管狀空心鋁合金硬母線。主母線分別設(shè)置電壓互感器（ C V T ）及避雷器一組。 4）斷路器型號(hào)及重要參數(shù)：（ABB SF6）型號(hào)型號(hào)ELFSP4-1(單斷口單斷口)額定工作電流額定工作電流4000A額定開斷電流額定開斷電流(斷口并聯(lián)電容器斷口并聯(lián)電容器) 50kA(63kA)動(dòng)穩(wěn)定電流動(dòng)穩(wěn)定電流(額定關(guān)合電流額定關(guān)合電流)125kA熱穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流50kA, 4S固有動(dòng)作時(shí)間固有動(dòng)作時(shí)間 25mS燃弧時(shí)

3、間燃弧時(shí)間 20mS全分閘時(shí)間全分閘時(shí)間 50mS切斷負(fù)荷電流次數(shù)切斷負(fù)荷電流次數(shù)(=4000A)5000次次 5）開關(guān)站布置型式： 分相中型單列布置。（戶外式）2發(fā)電機(jī)與主變壓器連接方式 機(jī)組及主變壓器型號(hào)與參數(shù) 1）發(fā)電機(jī)與主變壓器連接方式： 采用單元接線方式。 2）機(jī)組及主變壓器型號(hào)與參數(shù)：切斷短路電流次數(shù)切斷短路電流次數(shù)(=50kA或或63kA)30次次合閘時(shí)間合閘時(shí)間 分別在分段斷路器 6430DL、6560DL設(shè)置 BZT功能。（BZT備用電源自動(dòng)投入裝置） b21B與22B、23B與24B分別工作在互為“暗 備用”運(yùn)行方式下。 上述技術(shù)措施的采用，消除了單母線分段方式可靠性不高的

4、固有缺陷，使得這種接線方式能夠完全滿足廠用電可靠性的要求，切實(shí)擔(dān)負(fù)起了“生命線”的職責(zé)。5.廠用400V系統(tǒng)配置與與接線方式1）廠用400V系統(tǒng)配置 （1）設(shè)置400V配電室 （1P、2P、3P）；（2）設(shè)置機(jī)旁動(dòng)力盤 （11P17P）；（3）設(shè)置 220kV開關(guān) 配電室（31P）；（4）設(shè)置41P配電室。 2）400V系統(tǒng)接線方式 全部配電盤均采用單母線分段接線方式。 400V系統(tǒng)1P、2P、3P、31P原理接線如圖3：圖3 由圖可見，1P、2P、3P、31P均由雙回路供電，兩個(gè)供電回路按照廠用電負(fù)荷配置原則分別連接于6kV4、5兩個(gè)分段上，又由于BZT的作用，連接于3段也就等于連接到4段上

5、，連接于5段也就等于連接到6段上，所以1P、2P、3P、31P工作可靠性是滿足要求的。 和其它大型電廠一樣，葛洲壩電廠廠用電的動(dòng)力系統(tǒng)與照明系統(tǒng)是分開的。這樣既可以保證動(dòng)力與照明系統(tǒng)檢修、維護(hù)的方便，也利于系統(tǒng)故障的正確判斷與及時(shí)處理。尤其是在應(yīng)對(duì)緊急事故情況下，照明與動(dòng)力分開方式更具優(yōu)越性。 1P、2P： 動(dòng)力盤； 51B54B：動(dòng)力變壓器（動(dòng)力變）。 3P： 照明盤； 55B、56B：照明變壓器（照明變）。 51B54B型號(hào)與參數(shù) 型號(hào)型號(hào)SG-1000/6 三相干式變壓器三相干式變壓器額定容量額定容量1000kVA電壓比電壓比6/0.4連接組號(hào)連接組號(hào)Y/Y0-12使用條件使用條件戶內(nèi)式

6、戶內(nèi)式 發(fā)電機(jī)機(jī)旁動(dòng)力盤的接線如圖4 所示。機(jī)旁動(dòng)力盤11P17P的原理接線如下圖：圖4 機(jī)旁動(dòng)力盤自用段與公用段的電源分別取自發(fā)電機(jī) （通過降壓變壓器014B074B）與400V配電室的1P或2P，二者既可以獨(dú)立工作，也可以相互備用；同時(shí)壓油泵、技術(shù)供水泵、頂蓋排水泵的電動(dòng)機(jī)等同名負(fù)荷雙回路或多回路按照廠用負(fù)荷配置原則分別連接于自用段與公用段上，完全達(dá)到機(jī)組安全工作的可靠性。6. 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的接地方式 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地（見圖1）。 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地情況下的等效電路如圖5所示。見圖1）圖5 發(fā)電機(jī)定子繞組或引出線（包括分支引線）發(fā)生單相接地時(shí)，流過接地點(diǎn)的電容電流是超前接

7、地相相電壓90的（將電容電流參考方向選定為由設(shè)備流向地網(wǎng)），而流過消弧線圈的電流是滯后接地相相電壓90的（參考方向與電容電流方向一致），二者正好反相。 實(shí)際經(jīng)驗(yàn)證明： （1）若流過接地點(diǎn)的電流30A，則在接地點(diǎn)產(chǎn)生永久性電弧，發(fā)電機(jī)定子繞組、鐵芯或有關(guān)設(shè)備將被嚴(yán)重?zé)龘p。 （2）10A接地電流30A，則在接地點(diǎn)產(chǎn)生間歇性電弧，既會(huì)燒損設(shè)備，又會(huì)引起過電壓。 由于流過消弧線圈的電流對(duì)電容電流具有抵償（補(bǔ)償）作用，合理選擇補(bǔ)償度k（k=IL/Idc)，就可以使得流過接地點(diǎn)的實(shí)際電流 (Id) 在10A以下，這樣永久性與間歇性電弧均不會(huì)產(chǎn)生，保證了發(fā)電機(jī)定子繞組或引出線發(fā)生單相接地時(shí)，設(shè)備不受損壞。由

8、于消弧線圈具有消除電弧作用，故因此而得名。 葛洲壩電廠選取的補(bǔ)償度是欠補(bǔ)償。 即： k=IL/Idc 1 這種補(bǔ)償方式僅在發(fā)電機(jī)與主變壓器采用單元接線或擴(kuò)大單元接線方式條件下才可采用。7.主變壓器絕緣防護(hù)措施 1）分別在主變壓器高、低壓側(cè)裝設(shè)避雷器，防大氣（雷擊）過電壓。 高壓側(cè)避雷器動(dòng)作值是：340390kV; 低壓側(cè)避雷器動(dòng)作值是：3339kV。 2）在主變壓器中性點(diǎn)裝設(shè)避雷器與放電保護(hù)間隙。 避雷器的動(dòng)作值是：170190kV； 放電保護(hù)間隙動(dòng)作值（擊穿電壓）按照額定電壓（220kV）一半整定，既可以防止大氣過電壓，也可以防范當(dāng)主變壓器中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式下高壓側(cè)發(fā)生單相接地而引起的中性

9、點(diǎn)位移過電壓（零序過電壓）。二大江電廠電氣一次部分1. 500kV開關(guān)站接線方式 有關(guān)設(shè)備配置 1）接線方式 采用3/2接線（見圖6）。 選擇3/2 接線方式，是基于開關(guān)站重要性考慮的。因?yàn)殚_關(guān)站進(jìn)出線回?cái)?shù)多，且均是重要電源與重要負(fù)荷，電壓等級(jí)高、輸送容量大、距離遠(yuǎn)，母線穿越功率大（最大2820 MVA），并通過葛洲壩 500kV換流站與華東電網(wǎng)并網(wǎng)，既是葛洲壩水力發(fā)電廠電力外送的咽喉，又是華中電網(wǎng)重要樞紐變電站。 圖6 2）布置型式 分相中型三列布置（戶外式）。 3）開關(guān)站有關(guān)配置 開關(guān)站共6串，每串均作交叉配置。 （交叉配置：一串的2回線路中，一回是電源或進(jìn)線，例一回是負(fù)荷或出線。） 交叉

10、配置是3/2接線方式普遍的配置原則，作交叉配置時(shí)，3/2接線可靠性達(dá)到最高。因?yàn)檫@種配置在一條母線檢修例一條母線故障或2條母線同時(shí)故障時(shí)電源與系統(tǒng)仍然相連接，(在系統(tǒng)處于穩(wěn)定條件下）仍能夠正常工作。16串的出線分別是： 葛鳳線、葛雙 1回、葛雙2回、葛崗線、葛換1回、葛換2回。 其中葛鳳線、葛雙2回、葛崗線首端分別裝設(shè)并聯(lián)電抗器（DK）。因?yàn)檫@三回出線電氣距離長(zhǎng)、線路等效電感及電容量大，“電容效應(yīng)”的影響嚴(yán)重，裝設(shè)并聯(lián)電抗器后，可以有效防止過電壓的產(chǎn)生（ 過電壓現(xiàn)象最嚴(yán)重的情況是線路空載 ）、適當(dāng)?shù)馗纳凭€路無(wú)功功率的分布、從而使系統(tǒng)潮流分布的合理性與經(jīng)濟(jì)性得到相應(yīng)的改善。 并聯(lián)電抗器消除過電壓

11、的原理如圖 7所示。 圖7(a)圖7(b) 并聯(lián)電抗器的型號(hào)與參數(shù)型號(hào)型號(hào)DKDJ-50000/500額定容量額定容量50Mvar（單相）（單相）額定電壓額定電壓500/1.732 kV（單相）（單相）額定電流額定電流157.5A冷卻方式冷卻方式油浸自冷油浸自冷使用條件使用條件戶外式戶外式制造廠家制造廠家西安變壓器廠西安變壓器廠16串的進(jìn)線分別是： 8B 與10B 并聯(lián)引線、12B 與14B并聯(lián)引線、16B與18B并聯(lián)引線、20B引線（上述各變壓器共連接大江電廠14臺(tái)發(fā)電機(jī)組）。 例外兩條進(jìn)線是二江電廠220kV開關(guān)站與大江電廠 500kV 開關(guān)站兩臺(tái)聯(lián)絡(luò)變壓器（251B、252B）的高壓側(cè)引

12、出線。 251B、252B 為三繞組變壓器，為使系統(tǒng)潮流分布合理、經(jīng)濟(jì)， 251B、252B設(shè)計(jì)為有載調(diào)壓方式。由于高壓額定電壓等級(jí)為500kV、中壓繞組額定電壓等級(jí)為220kV，變比很小，故將二 者選為自耦式。 251B型號(hào)與參數(shù)型號(hào)型號(hào)OSFPSZ-360000/500額定容量額定容量360MVA、 360MVA、40MVA連接組號(hào)連接組號(hào)Y0/Y0/-12-11電壓比電壓比550/24610%/35調(diào)壓方式調(diào)壓方式有載調(diào)壓有載調(diào)壓冷卻方式冷卻方式強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向風(fēng)冷強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向風(fēng)冷制造廠家制造廠家沈陽(yáng)變壓器廠沈陽(yáng)變壓器廠 自耦變壓器的中性點(diǎn)必須直接接地，這是由其工作原理及內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)特殊

13、性所決定的，因此251B、252B的中性點(diǎn)為直接接地方式。 若自耦變壓器的中性點(diǎn)不接地或不直接接地，在高壓側(cè)發(fā)生單相接地情況下，中性點(diǎn)位移，與此有自耦關(guān)系的中壓或低壓繞組對(duì)地電壓將升高到相當(dāng)高的程度，足以導(dǎo)致絕緣擊穿、變壓器損壞（ 見圖8），并由此引起電力系統(tǒng)故障。中性點(diǎn)直接接地后，高壓側(cè)單相接地時(shí)造成單相短路故障，中性點(diǎn)不發(fā)生位移，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作切除故障或變壓器本身，保證變壓器絕緣不被損壞。變電站ppppppp。圖82. 發(fā)電機(jī)與主變壓器的連接方式 有關(guān)設(shè)備的型號(hào)參數(shù) 1）連接方式 采用擴(kuò)大單元接線方式（見圖6）。 由于主變壓器連接 2臺(tái)發(fā)電機(jī)，且13串進(jìn)線由二臺(tái)主變壓器并聯(lián)，所以在發(fā)電機(jī)

14、出口母線上設(shè)置了斷路器。這樣當(dāng)一臺(tái)發(fā)電機(jī)故障時(shí)，僅切除故障發(fā)電機(jī)，本串上其他發(fā)電機(jī)仍能正常工作，最大限度保證了對(duì)系統(tǒng)供電的可靠性。 2）有關(guān)設(shè)備的型號(hào)參數(shù) 主變壓器（國(guó)產(chǎn)）型號(hào)與參數(shù)型號(hào)型號(hào)SFP-300000/500額定容量額定容量300MVA電壓比電壓比550/13.8連接組號(hào)連接組號(hào)Y0/ -11冷卻方式冷卻方式強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向風(fēng)冷強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向風(fēng)冷制造廠家制造廠家西安變壓器廠西安變壓器廠3.發(fā)電機(jī)制動(dòng)電阻的設(shè)置 為使系統(tǒng)瞬間故障、 500kV開關(guān)站多回出線短時(shí)分閘的暫態(tài)過程情況下發(fā)電機(jī)組與系統(tǒng)不致失步，分別在10F、18F出口母線通過斷路器并聯(lián)安裝了兩組制動(dòng)電阻。制動(dòng)電阻在上述暫態(tài)過程情

15、況下由繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置自動(dòng)短時(shí)投入 ，作為“臨時(shí)負(fù)載”吸收此時(shí)由于水輪機(jī)機(jī)械慣性作用不能立即減小輸入機(jī)械功率而出現(xiàn)的發(fā)電機(jī)“多余 ”的有功功率，對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子起制動(dòng)作用，使發(fā)電機(jī)組與系統(tǒng)保持穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。 制動(dòng)電阻投入時(shí)間：2S。制動(dòng)電阻型號(hào)與參數(shù)型號(hào)型號(hào)DZZ01100額定電壓額定電壓13.8/1.732 kV額定容量額定容量300/3 MW (單相單相:100MW)通流容量通流容量12.6 kA額定頻率額定頻率50 Hz電阻值電阻值0.635 工作時(shí)間工作時(shí)間2 S重量重量1750 kg4.廠用6kV系統(tǒng)與發(fā)電機(jī)配接方式 有關(guān)配置 1）配接方式 采用分支接線方式（與二江電廠所采用方式相同）

16、。 2)有關(guān)配置 （1）為限制短路電流，在分支上串聯(lián)了電抗器。 （2）將25B、27B由雙繞組變壓器改為三繞組變壓器，除向廠用6kV系統(tǒng)供電外，還增加了35kV輸出電壓等級(jí)以向近地“直配負(fù)荷”供電。 3）分支串聯(lián)電抗器型號(hào)與參數(shù)型號(hào)型號(hào)XKGL-15/2500-6額定電壓額定電壓15kV額定電流額定電流2500A額定電抗率額定電抗率6%熱穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流40kA , 4S動(dòng)穩(wěn)定電流動(dòng)穩(wěn)定電流120kA制造廠家制造廠家桂林五環(huán)桂林五環(huán)5.廠用6kV系統(tǒng)接線方式 有關(guān)配置 1）接線方式 采用單母線分段方式（見圖9）。 2）有關(guān)配置 （1)為保證對(duì)廠用負(fù)荷供電可靠性，分別在分段斷路器60708、6

17、0910設(shè)置BZT。 （2)為使 6kV母線電壓在各種運(yùn)行方式下均合格，將26B、28B選為有載調(diào)壓變壓器。 （3)所有6kV斷路器經(jīng)改造更換為 ABB 真空斷路器，工作可靠性高。圖圖9 9 （4）ABB 真空斷路器型號(hào)與參數(shù)型號(hào)型號(hào)HS3110MHS3110M12MF12MFC C額定工作電流額定工作電流1250 1250 A A額定開斷電流額定開斷電流31.5 31.5 kAkA短時(shí)耐受電流短時(shí)耐受電流80 80 kAkA全分閘時(shí)間全分閘時(shí)間 60 60 msms合閘時(shí)間合閘時(shí)間 70 70 msms （5）25B、27B型號(hào)與參數(shù)型號(hào)型號(hào)SLS2750000/35額定容量額定容量50/5

18、0/8 MVA電壓比電壓比3522.5%/13.8/6.322.5%短路電壓百短路電壓百分?jǐn)?shù)分?jǐn)?shù)Ud(1-2)%=8% , Ud(1-3)%=14% Ud(2-3)%=6%6.500kV開關(guān)站站用6kV系統(tǒng)接線方式 有關(guān)配置 1）站用6kV系統(tǒng)接線方式 采用單母線分段方式（見圖10） 2）有關(guān)配置 （1）為保證對(duì)站用負(fù)荷供電可靠性，分別在分段斷路器61211與61213設(shè)置BZT。 （2）變壓器35B、36B為有載調(diào)壓變壓器，通過251B、252B可分別從大江電廠、二江電廠或系統(tǒng)獲得電源，這樣既可以保證供電可靠性，又可以確保在不同運(yùn)行方式下6kV母線電壓合格。圖圖10103）35B、36B型號(hào)與參數(shù)型型 號(hào)號(hào)SZ76300/35額定容量額定容量6.3 MVA電壓比電壓比3532.5%/6.3 kV連接組號(hào)連接組號(hào)Y/Y-12調(diào)壓方式調(diào)壓方式有載調(diào)壓有載調(diào)壓使用條件使用條件戶外式戶外式冷卻方式冷卻方式自然油循環(huán)風(fēng)冷自然油循環(huán)風(fēng)冷7.廠用400V系統(tǒng)有關(guān)配置及接線方式 1)有關(guān)配置 （1）設(shè)置400V配電盤21P、22P、23P、24P，供機(jī)旁動(dòng)力盤等廠用負(fù)荷用電。 （2）設(shè)置400V配電盤4P、5P，供公用輔助設(shè)備用電。 （3