發(fā)電站電氣一次部分設(shè)計(jì)的初步研究報(bào)告

.z電子與信息工程學(xué)院課程論文論文題目發(fā)電廠電氣一次設(shè)計(jì)局部的初步研究課程名稱電氣工程根底指導(dǎo)教師孟鵬教師學(xué)生**吳遠(yuǎn)超學(xué)號(hào)0935210292012年6月目錄一.緒論1.前言2.課題背景3.設(shè)計(jì)內(nèi)容二.電氣主接線的設(shè)計(jì)1.電氣主接線的設(shè)計(jì)原則及要求2.方案設(shè)計(jì)3.選擇最優(yōu)方案三.短路電流的計(jì)算1.短路的原因、后果及形式2.短路的物理過程及計(jì)算方法3.短路電流的計(jì)算結(jié)果〔沒有代入數(shù)值計(jì)算〕四.電氣設(shè)備的選擇1.主變壓器和發(fā)電機(jī)的選擇2.上下壓電氣設(shè)備的選擇3.導(dǎo)體的設(shè)計(jì)和選擇五.配電裝置1.發(fā)電機(jī)、變壓器主保護(hù)的配置2.發(fā)電機(jī)變壓器備用保護(hù)的配置3.母線及其他保護(hù)配置4.電力變壓器5.高壓斷路器6.避雷器7.隔離開關(guān)和互感器六.各種保護(hù)設(shè)計(jì)1.發(fā)電機(jī)的保護(hù)2.變壓器的保護(hù)3.母線保護(hù)4.防直擊雷保護(hù)七.總結(jié)八、參考文獻(xiàn)一.緒論1.前言眾所周知，發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的重要組成局部，也直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的平安與運(yùn)行。在發(fā)電廠中，一次接線和二次接線都是其電氣局部的重要組成局部。發(fā)電廠的設(shè)計(jì)需要考慮諸多復(fù)雜的條件因素，本設(shè)計(jì)是一種簡單的整體設(shè)計(jì)，嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)步驟，即對(duì)原始資料分析、主接線方案的擬定與選擇、短路電流計(jì)算和主要電氣選擇、繪制電氣主接線圖、編制工程預(yù)算，其中工程預(yù)算在本設(shè)計(jì)中僅作估計(jì)處理，不作嚴(yán)格計(jì)算，而短路電流的計(jì)算是基于變壓器，發(fā)電機(jī)的選擇之上且影響到后面電氣設(shè)備的選擇，起著承前啟后的作用。設(shè)計(jì)工作是工程建立的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是工程建立的靈魂。做好設(shè)計(jì)工作，對(duì)工程建立的工期、質(zhì)量、投資費(fèi)用和建成投產(chǎn)后的運(yùn)行平安可靠性和生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟(jì)效益，起著決定性的作用。它是一門涉及科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和方針政策等各方面的綜合性的應(yīng)用技術(shù)科學(xué)。設(shè)計(jì)工作的根本任務(wù)是，在工程建立中貫徹國家的根本建立方針和技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，做出切合實(shí)際、平安適用、技術(shù)先進(jìn)、綜合經(jīng)濟(jì)效益好的設(shè)計(jì)，有效地為電力建立效勞。因此做好設(shè)計(jì)工作對(duì)工程的建立的工期、質(zhì)量、投資費(fèi)用和建成投產(chǎn)后的運(yùn)行平安可靠性和生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟(jì)效益，起著決定性的作用。由于個(gè)人所學(xué)知識(shí)有限，故本論文僅針對(duì)發(fā)電站電氣一次局部進(jìn)展設(shè)計(jì)，并不涉及具體的參數(shù)計(jì)算。論文包括了五大局部，分別為電氣主接線的選擇、短路電流的計(jì)算、電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的選擇、保護(hù)裝置的選擇。2.課題背景電力工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要部門之一，是一種將煤，石油，天然氣，水能，核能，風(fēng)能等一次能源轉(zhuǎn)換成電能這個(gè)二次能源的工業(yè)，作為國民經(jīng)濟(jì)的其他各部門的快速，穩(wěn)定開展提供足夠的動(dòng)力，其開展水平是反映國家經(jīng)濟(jì)興旺程度的重要標(biāo)志，又和廣闊人民群眾的日常生活有著密切的關(guān)系。電力是工業(yè)的先行，電力工業(yè)的開展必須優(yōu)先于其他的工業(yè)部門，整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)才能不斷前進(jìn)。近幾年隨著我國工業(yè)的高速發(fā)現(xiàn)，我國電力工業(yè)超常規(guī)開展，每年裝機(jī)容量超過6000萬千瓦，30萬千瓦、60萬千瓦亞臨界火電機(jī)組成為我國電網(wǎng)的主力機(jī)組。目前，我國30萬千瓦、60萬千瓦的火力發(fā)電機(jī)組，70萬千瓦的水力發(fā)電機(jī)組，在國際招標(biāo)中中標(biāo)成功率大于90%以上。這幾年電力工業(yè)之所以能飛速開展，其重要原因是，為中國電力市場提供的火力發(fā)電設(shè)備主要立足于國內(nèi)生產(chǎn)。這一觀點(diǎn)得到國內(nèi)各發(fā)電公司以及電廠老總們的認(rèn)同。今天電氣制造企業(yè)的國內(nèi)用戶率已到達(dá)75%以上。隨著近年來我國國民經(jīng)濟(jì)的高速開展與人民生活用電的急劇增長，電力工業(yè)的開展仍不能瞞足整個(gè)社會(huì)開展的需要。另外，由于我國人口眾多，因此在按人口平均用電方面，仍只處于中等水平，尚不能及全世界平均人口用電量的一半。2008年人均用電量2596kW·h，人均占用發(fā)電裝機(jī)容量僅為0.6kW；我國第二產(chǎn)業(yè)用電比重為76.49%，第三產(chǎn)業(yè)為9.78%，生活用電比重為11%。由此可見，我國人均用電水平遠(yuǎn)低于興旺國家，與完成其工業(yè)化進(jìn)程國家的電力指標(biāo)相比，我國經(jīng)濟(jì)開展正處于工業(yè)化進(jìn)程的中后期，我國用電遠(yuǎn)低于國際水平。本課題設(shè)計(jì)基于使電力系統(tǒng)平安運(yùn)行以及如何排除其不正常運(yùn)行故障的知識(shí)，能運(yùn)用電機(jī)，發(fā)電廠、變電所電氣局部，高電壓技術(shù)，電力系統(tǒng)自動(dòng)化，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)等專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問題，模擬發(fā)電站電氣一次局部的設(shè)計(jì)。3.設(shè)計(jì)內(nèi)容電氣主接線的方案：確定主接線、主變形式、設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)比擬并確定最正確方案、合理的選擇各側(cè)的接線方式、確定所用電接線方式。計(jì)算短路電流：選擇計(jì)算短路點(diǎn)、計(jì)算各點(diǎn)的短路電流、并列出計(jì)算結(jié)果表。合理地選擇主要的電氣設(shè)備：選擇220KV、500KV電氣的主接線、主變雙側(cè)的斷路器和刀閘、限流電抗器、避雷針、避雷器、避雷線和各個(gè)電壓等級(jí)主母線上的電壓互感器。配置主要的電氣設(shè)備：配置各級(jí)電壓互感器、配置避雷器和各個(gè)支路的電流互感器和屋內(nèi)屋外配電裝置。合理設(shè)計(jì)各種保護(hù)：防直擊雷保護(hù)、主變的繼電保護(hù)、發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)和發(fā)電廠出線的線路的保護(hù)。二.電氣主接線的設(shè)計(jì)1.電氣主接線的設(shè)計(jì)原則及要求發(fā)電廠和變電所的電氣主接線是保證電網(wǎng)平安可靠﹑經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵,是電氣設(shè)備布置﹑選擇﹑自動(dòng)化水平和二次回路設(shè)計(jì)的原則和根底。電氣主接線的設(shè)計(jì)原則是：應(yīng)根據(jù)發(fā)電廠和變電所在電力系統(tǒng)的地位和作用，首先應(yīng)滿足電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的要求。根據(jù)規(guī)劃容量、本期建立規(guī)模、輸送電壓等級(jí)、進(jìn)出線回路數(shù)、供電負(fù)荷的重要性、保證供需平衡、電力系統(tǒng)的線路容量、電氣設(shè)備性能和周圍環(huán)境及自動(dòng)化規(guī)劃與要求等條件確定。應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求[5]。電氣主接線的主要要求為：〔1〕可靠性：衡量可靠性的指標(biāo)，一般根據(jù)主接線的型式及主要設(shè)備操作的可能方式，按一定的規(guī)律計(jì)算出“不允許〞事件發(fā)生的規(guī)律，對(duì)幾種主接線型式中擇優(yōu)?！?〕靈活性：投切發(fā)電機(jī)、變壓器、線路斷路器的操作要可靠方便、調(diào)度靈活?！?〕經(jīng)濟(jì)性：通過優(yōu)化比選，工程設(shè)計(jì)應(yīng)盡力做到投資省、占地面積小、電能損耗少。2.方案設(shè)計(jì)根據(jù)對(duì)原始資料的分析,現(xiàn)將各電壓級(jí)可能采用的較佳方案列出，進(jìn)而以優(yōu)化組合方式,組成最正確的方案?！?〕10KV電壓級(jí)。由于10KV出線回路多，而且發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量為50MW，遠(yuǎn)大于有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)程對(duì)選用單母線分段接線不得超過24MW的規(guī)定，應(yīng)確定為雙母線分段接線的形式，2臺(tái)50MW發(fā)電機(jī)分別接在兩段母線上，剩余功率通過主變壓器送往高一級(jí)電壓220KV?？紤]到50MW機(jī)組為供熱式機(jī)組，通?！耙詿岫姩?，機(jī)組的年負(fù)荷最大小時(shí)數(shù)較低，即10KV電壓級(jí)與220KV電壓級(jí)之間按弱聯(lián)系考慮，只設(shè)1臺(tái)主變壓器；同時(shí)，由于10KV電壓最大負(fù)荷20MW，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于2*50MW發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量，即使在發(fā)電機(jī)檢修或升壓變壓器檢修的情況下，也可以保證該電壓等級(jí)負(fù)荷的要求。由于2臺(tái)50MW機(jī)組均接于10KV母線上，有較大的短路電流，為了選擇適宜的電氣設(shè)備，應(yīng)在分段處加裝母線電抗器，同時(shí)各條電纜饋線上裝設(shè)線路電抗器?！?〕220KV電壓級(jí)。出線回路數(shù)為4回，為了使其出線斷路器檢修時(shí)不停電，應(yīng)采用單母線分段帶旁路母線接線或雙母線帶旁路母線接線，以保證供電的可靠性和靈活性。其進(jìn)線僅從10KV送來剩余容量2*50—[〔100*6%〕+20]=74MW，并不能夠滿足220KV最大負(fù)荷250MW的要求。為此，擬采用以1臺(tái)300MW機(jī)組按照發(fā)電機(jī)——變壓器單元接線形式接至220KV母線上，其剩余容量或機(jī)組檢修時(shí)缺乏容量由聯(lián)絡(luò)變壓器與500KV接線連接，彼此之間相互交換功率?！?〕500KV電壓級(jí)。500KV負(fù)荷容量大，其主接線是本廠向系統(tǒng)輸送功率的主要接線方式，為保證可靠性，可能有多種接線方式，經(jīng)過定性分析篩選后，可以選用的方案為雙母線帶旁路母線接線和一臺(tái)半斷路器接線，通過聯(lián)絡(luò)變壓器與220KV連接，并通過一臺(tái)三繞組變壓器聯(lián)系220KV和10KV電壓，以提高可靠性，一臺(tái)300MW機(jī)組與變壓器構(gòu)成單元接線，直接將功率送到500KV電力系統(tǒng)。根據(jù)以上分析、篩選、組合，可以保存兩種可能的接線方案：方案Ⅰ如圖2.1所示:方案Ⅱ?yàn)?00KV側(cè)采用雙母線帶旁路母線接線，220KV側(cè)采用單母線分段帶旁路母線接線，示意圖略。3.選擇最優(yōu)方案采用最小費(fèi)用法，對(duì)擬訂的兩方案進(jìn)展經(jīng)濟(jì)比擬，上述兩方案中的一樣局部不參與比擬計(jì)算，只是對(duì)相異局部進(jìn)展計(jì)算。計(jì)算內(nèi)容包括一次投資、年運(yùn)行費(fèi)用。假設(shè)圖2.1所示方案Ⅰ參與比擬局部的設(shè)備折算到施工年限的總投資為6954.7萬元，折算年的運(yùn)行費(fèi)用為1016.29萬元，火電廠使用年限按照n=25年計(jì)算，電力行業(yè)預(yù)期投資回報(bào)率i=0.1,則方案Ⅰ的費(fèi)用為：同理，在計(jì)算出方案Ⅱ的折算年總投資和年運(yùn)行費(fèi)用之后，可得到方案Ⅱ的年費(fèi)用低于方案I。通常，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)比擬計(jì)算，求得的年費(fèi)用AC最小方案者，即為經(jīng)濟(jì)上的最優(yōu)方案；然而，住接線最終方案確實(shí)定還必須從可靠性、靈活性等多方面綜合評(píng)估，包括大型電廠、變電站對(duì)主接線可靠性假設(shè)干指標(biāo)的計(jì)算，最后確定最終方案。通過定性分析和可靠性及經(jīng)濟(jì)計(jì)算，在技術(shù)上〔可靠性、靈活性〕方案Ⅰ明顯占優(yōu)勢，這主要是由于一臺(tái)半斷路器接線方式的高可靠性指標(biāo)，但在經(jīng)濟(jì)上則不如方案Ⅱ。鑒于大、中型發(fā)電廠大機(jī)組應(yīng)以可靠性和靈活性為主，所以，經(jīng)過綜合的分析，決定選用圖2.1所示的方案Ⅰ作為設(shè)計(jì)的最正確方案。三.短路電流的計(jì)算1.短路的原因、后果及形式在電力系統(tǒng)中，出現(xiàn)次數(shù)比擬多的嚴(yán)重故障就是短路。所謂短路是指電力系統(tǒng)中不等電位的導(dǎo)體在電氣上被短接。產(chǎn)生短路的主要原因，是由于電氣設(shè)備載流局部絕緣損壞所造成。而絕緣損壞主要是因?yàn)榻^緣老化、過電壓、機(jī)械性損傷等引起。人為誤操作及鳥獸跨越裸導(dǎo)體等也能引起短路。發(fā)生短路時(shí)，由于系統(tǒng)中總阻抗大大減少，因而短路電流可能到達(dá)很大數(shù)值〔幾萬安至十幾萬安〕。這樣大的電流所產(chǎn)生的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)會(huì)使電氣設(shè)備受到破壞；同時(shí)短路點(diǎn)的電壓降到零，短路點(diǎn)附近的電壓也相應(yīng)地顯著降低，使此處的電力系統(tǒng)受到嚴(yán)重影響或被迫中斷；假設(shè)在發(fā)電廠附近發(fā)生短路，還可能使整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行解列，引起嚴(yán)重后果。在三相供電系統(tǒng)中，可能發(fā)生的主要短路類型有三相短路、二相短路、兩相接地短路和單相接地短路，三相短路屬對(duì)稱短路，其余三種為不對(duì)稱短路。在四種短路故障中，出現(xiàn)單相短路故障的機(jī)率最大，三相短路故障的機(jī)率最小。但在電力系統(tǒng)中，用三相短路作為最嚴(yán)重的故障方式，來驗(yàn)算電器設(shè)備的運(yùn)行能力。2.短路的物理過程及計(jì)算方法當(dāng)突然發(fā)生短路時(shí)，系統(tǒng)總是由工作狀態(tài)經(jīng)過一個(gè)暫態(tài)過程進(jìn)入短路穩(wěn)定狀態(tài)。暫態(tài)過程中的短路電流比其穩(wěn)態(tài)短路電流大的多，雖歷時(shí)很短，但對(duì)電器設(shè)備的危害性遠(yuǎn)比穩(wěn)態(tài)短路電流嚴(yán)重得多。有限電源容量系統(tǒng)的暫態(tài)過程要比無限大電源容量系統(tǒng)的暫態(tài)過程復(fù)雜的多，在計(jì)算建筑配電工程三相短路電流時(shí)，都按無限大電源容量系統(tǒng)來考慮。短路全電流ik由兩局部組成(ik=iz＋if)：一局部短路電流隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，稱為周期分量iz；另一局部因回路中存在電感而引起的自感電流，稱為非周期分量if。短路電流的實(shí)用計(jì)算法：１〕三相短路電流周期分量的起始值式中——短路電流周期分量的起始有效值〔KA〕;——廠用電源短路電流周期分量的起始有效值〔KA〕;——電動(dòng)機(jī)反響電流周期分量的起始有效值〔KA〕;——基準(zhǔn)電流〔KA〕，當(dāng)取基準(zhǔn)容量=100MVA、基準(zhǔn)電壓=6.3KV時(shí),=9.16KA;——系統(tǒng)電抗〔標(biāo)幺值〕；——廠用電源引接點(diǎn)的短路容量〔MVA〕;——廠用變壓器〔電抗值〕的電抗〔標(biāo)幺值〕；——以廠用變壓器額定容量為基準(zhǔn)的阻抗電壓百分值；——電抗器的百分電抗值；——電抗器的額定電壓〔KV〕；——電抗器的額定電流〔KA〕；——電動(dòng)機(jī)平均的反響電流倍數(shù)，100MW及以上機(jī)組為5，125MW及以上機(jī)組取5.5～6.0；——計(jì)及反響的電動(dòng)機(jī)額定電流之和〔A〕；——計(jì)及反響的電動(dòng)機(jī)額定功率之和〔KW〕；——電動(dòng)機(jī)的額定電壓〔KV〕；2)短路沖擊電流：式中:——短路沖擊電流(KA)——廠用電源的短路峰值電流(KA)——電動(dòng)機(jī)的反響峰值電流(KA)——廠用電源短路電流的峰值系數(shù)——電動(dòng)機(jī)反響電流的峰值系數(shù)，100MW及以上機(jī)組為1.4～1.6，125MW及以上機(jī)組取1.7。3)t瞬間三相短路電流：式中：——t瞬間短路電流的周期分量有效值〔KA〕——t瞬間短路電流的非周期分量值〔KA〕——t瞬間廠用電源短路電流的周期分量有效值〔KA〕——t瞬間廠用電源短路電流的非周期分量值〔KA〕——t瞬間電動(dòng)機(jī)反響電流的周期分量有效值〔KA〕——t瞬間電動(dòng)機(jī)反響電流的非周期分量值〔KA〕——電動(dòng)機(jī)反響電流的衰減系數(shù)——廠用電源非周期分量的衰減系數(shù)——電動(dòng)機(jī)反響電流的衰減時(shí)間常數(shù)〔S〕，125MW及以上機(jī)組為0.062——主保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間(S)——斷路器固有跳閘時(shí)間3.短路電流的計(jì)算結(jié)果〔沒有代入數(shù)值計(jì)算〕500KV三相短路電流電流計(jì)算及其正序阻抗圖如圖3.1：500KV三相短路電流電流計(jì)算及其正序阻抗圖500KV電氣主接線及其設(shè)備規(guī)*500KV電氣主接線及其設(shè)備規(guī)*四.電氣設(shè)備的選擇為了滿足電力生產(chǎn)和保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的平安穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，發(fā)電廠和變電所中安裝有各種電氣設(shè)備，其主要的任務(wù)是啟停機(jī)組、調(diào)整負(fù)荷、切換設(shè)備和線路、監(jiān)視主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、發(fā)生異常故障時(shí)及時(shí)處理。根據(jù)電氣設(shè)備的作用不同，可以將電氣設(shè)備分為一次設(shè)備和二次設(shè)備?！?〕一次設(shè)備通常把生產(chǎn)、變換、輸送、分配和使用電能的設(shè)備，如發(fā)電機(jī)、變壓器和斷路器等稱為一次設(shè)備。它們包括：生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備、接通或斷開電路的開關(guān)電器、限制故障電流和防御過電壓的保護(hù)電器、載流導(dǎo)體、接地裝置。〔2〕二次設(shè)備對(duì)一次設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)展測量、控制、監(jiān)視和保護(hù)的設(shè)備，成為二次設(shè)備。它們包括：使用的互感器、測量表計(jì)、繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置、直流電源設(shè)備、操作電器。由于各種電氣設(shè)備的具體工作條件并不完全一樣，所以，它們的具體選擇方法也不完全一樣，但根本要求是一樣的。即，要保證電氣設(shè)備可靠的工作，必須按正常工作條件選擇，并按短路情況校驗(yàn)其熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。1.主變壓器和發(fā)電機(jī)的選擇1.1主變壓器的選擇〔1〕臺(tái)數(shù)分析：為了保證供電的可靠性，選兩臺(tái)主變壓器?！?〕主變壓器容量：額定容量為360MV.A，額定電壓為2202*2.5%/20kv、5002*2.5%/20kv，連接組別為YN,d11，，。〔3〕繞組分析：擬采用雙繞組變壓器。1.2發(fā)電機(jī)的選擇此次設(shè)計(jì)的發(fā)電機(jī)擬采用2臺(tái)**汽輪發(fā)電機(jī)**生產(chǎn)的型號(hào)為QFSN-300-2d的水氫式機(jī)組。額定功率300MW,最**續(xù)出力338MW,額定功率因數(shù)〔滯后〕0.85，額定電壓20KV,額定電流10189A,額定轉(zhuǎn)速3000r／min。2.上下壓電氣設(shè)備的選擇2.1斷路器的選擇室內(nèi)高壓斷路器是開關(guān)電器中構(gòu)造最為復(fù)雜的一類。在正常運(yùn)行時(shí)，可用它來將用電負(fù)荷或*線路接入或退出電網(wǎng)，起倒換運(yùn)行方式的作用；當(dāng)設(shè)備或線路上發(fā)生故障時(shí)，可通過繼電保護(hù)裝置聯(lián)動(dòng)斷路器迅速切除故障用電設(shè)備或線路，保證無故障局部仍正常運(yùn)行。由此可見，高壓斷路器在電力系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)著控制和保護(hù)電氣設(shè)備或線路的雙重作用。高壓斷路器具有分?jǐn)嗄芰?qiáng)、性能穩(wěn)定、工作可靠和運(yùn)行維護(hù)方便的特點(diǎn)，其核心部件是滅弧裝置和觸頭。按使用不同的滅弧介質(zhì)而生產(chǎn)了各類高壓斷路器，目前我國電力系統(tǒng)中應(yīng)用的斷路器有如下幾種：〔1〕高壓空氣斷路器是以壓縮空氣為滅弧介質(zhì)和弧隙絕緣介質(zhì)。并兼作操作機(jī)構(gòu)的動(dòng)力，操作機(jī)構(gòu)與斷路器合為一體。目前我國生產(chǎn)的KW4、KW5系列高壓空氣斷路器的空氣壓力在2×兆帕以上，多用于是10KV及以上的電力系統(tǒng)中。〔2〕六氟化硫〔SF6〕高壓斷路器則采用SF6氣體作為滅弧介質(zhì)，與其它高壓元件組成全封閉式高壓斷路器，因此不受環(huán)境條件影響，運(yùn)行平安可靠，在電力系統(tǒng)中，尤其是在110KV及以上電力系統(tǒng)中得到越來越廣泛的采用?！?〕真空高壓斷路器是利用真空作為絕緣介質(zhì)，其絕緣強(qiáng)度最高，而且絕緣強(qiáng)度恢復(fù)快。其真空滅弧室是高強(qiáng)度的真空玻璃泡構(gòu)成，真空度可到達(dá)汞柱，多用10KV及以上的電力系統(tǒng)中?！?〕油高壓斷路器是利用變壓器油作為滅弧和弧隙絕緣介質(zhì)。按其絕緣構(gòu)造及變壓器油所起的作用不同，分為多油式和少油式兩種高壓斷路器。多油高壓斷路器的變壓器油除了作為滅弧介質(zhì)外，還作為弧隙絕緣及帶電局部與接地外殼〔油箱〕之間的絕緣。少油高壓斷路器的變壓器油只作為滅弧介質(zhì)和弧隙絕緣介質(zhì)，其油箱帶電，油箱對(duì)地絕緣則通過瓷介質(zhì)〔支持瓷套〕來實(shí)現(xiàn)。少油高壓斷路器的滅弧能力較強(qiáng)，工作平安可靠，維護(hù)方便，而且體積小，用油量少、重量輕，價(jià)格廉價(jià)，所以在電力系統(tǒng)中獲得最為廣泛的采用。在20KV及以下電壓等級(jí)的供配電系統(tǒng)中廣泛采用SN10系列〔戶內(nèi)式〕斷路器，在20KV以上則大量使用SW4和SW6〔戶外式〕斷路器。2.2隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)是一種沒有專門滅弧裝置的開關(guān)設(shè)備，主要用來斷開無負(fù)荷電流的電路，隔離高壓電流，在分閘狀態(tài)時(shí)有明顯的斷開點(diǎn)，以保證其他電氣設(shè)備的平安檢修。在合閘狀態(tài)時(shí)能可靠地通過正常負(fù)荷電流及短路故障電流。因它未有專門的滅弧裝置，不能切斷負(fù)荷電流及短路電流。因此，隔離開關(guān)只能在電路已被斷路器斷開的情況下才能進(jìn)展操作，嚴(yán)禁帶負(fù)荷操作，以免造成嚴(yán)重的設(shè)備和人身事故。只有電壓互感器、避雷器、勵(lì)磁電流不超過2A的空載變壓器及電流不超過5A的空載線路，才能用隔離開關(guān)進(jìn)展直接操作。高壓隔離開關(guān)一般可分為戶內(nèi)式和戶外式兩種。〔1〕戶外式高壓隔離開關(guān)GW4—35G型高壓隔離開關(guān)也是目前應(yīng)用較廣泛的設(shè)備。它為雙柱式構(gòu)造，制成單極型式，借助于穿插連桿組成三極聯(lián)動(dòng)的隔離開關(guān)，也可作單極使用。主要用于220KV及以下各型配電裝置，系列全，可以高型布置，重量較輕，可以手動(dòng)，電動(dòng)操作。GW6型高壓隔離開關(guān)的特點(diǎn)為220～500KV，單柱、鉗夾、可以分相布置，220KV為偏折，330KV為對(duì)稱折，多用于硬母線布置或做為母線隔離開關(guān)。GW7型高壓隔離開關(guān)的特點(diǎn)為220～500KV，三柱式、中間水平轉(zhuǎn)動(dòng)，單相或三相操作，可以分相布置，多用于330KV及以上的屋外中型配電裝置?！?〕戶內(nèi)式高壓隔離開關(guān)GN6、GN10的特點(diǎn)為三級(jí)，可以前后連接，可以立裝、平裝和斜裝，價(jià)格比擬廉價(jià)，主要用于屋外配電裝置，成套的高壓開關(guān)柜；GN10的特點(diǎn)為單極，大電流3000～13000A，可以手動(dòng)、電動(dòng)操作，用于大電流和發(fā)電機(jī)回路；GN18和GN22的特點(diǎn)為三級(jí)，10KV，大電流2000～3000A,機(jī)械鎖緊，用于大電流回路和發(fā)電機(jī)回路[15]2.3互感器的選擇互感器的作用主要是與測量儀表配合，對(duì)線路的電壓、電流、電能進(jìn)展測量；與繼電保護(hù)裝置配合，對(duì)電力系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)展保護(hù)；使測量儀表、繼電保護(hù)裝置與線路高電壓隔離，以保證運(yùn)行人員和二次裝置的平安；將線路電壓與電流變換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)值，以利儀表和繼電保護(hù)裝置的標(biāo)準(zhǔn)化。1.電壓互感器電壓互感器是一種電壓的變換裝置，可將高電壓變換為低電壓，以便用低壓量值反映高壓量值的變化可以直接用普通電氣儀表進(jìn)展測量。由于電壓互感器二次側(cè)均為100V，使測量儀表和繼電器電壓線圈標(biāo)準(zhǔn)化，因此電壓互感器在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。電壓互感器的形式選擇如下:〔1〕10KV的配電裝置一般采用油浸絕緣構(gòu)造;在高壓開關(guān)柜中或在布置地方比擬狹窄的地方,可采用樹脂澆注絕緣構(gòu)造。當(dāng)需要零序電壓時(shí)，一般采用三相五株式電壓互感器?！?〕220KV及其以上的配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確度等級(jí)滿足要求時(shí)，一般采用電容式電壓互感器?！?〕接在110KV及其以上線路側(cè)的電壓互感器，當(dāng)線路上裝有載波通訊時(shí)，應(yīng)盡量與耦合電容器結(jié)合，統(tǒng)一選用電容式電壓互感器?！?〕兼作為泄能用的電壓互感器，應(yīng)選用電磁式電壓互感器。2.電流互感器電流互感器是一種電流變換裝置，可將高壓電流和低壓大電流變換成電壓較低的小電流，供應(yīng)儀表和繼電器保護(hù)裝置，并將儀表和保護(hù)裝置與高壓隔離電路隔開。電流互感器的二次電流均為5A，使測量儀表和繼電保護(hù)裝置使用平安、方便。因此，電流互感器在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。〔1〕選擇標(biāo)準(zhǔn)如下：電流互感器的額定電壓與電網(wǎng)的額定電壓應(yīng)相符。電流互感器一次額定電流的選擇，應(yīng)使運(yùn)行電流為其20%～100%;10KV繼電保護(hù)用的電流互感器一次側(cè)電流一般應(yīng)不大于設(shè)備額定電流的1.5倍。所選用電流互感器應(yīng)符合規(guī)定的準(zhǔn)確度等級(jí)。根據(jù)被測電流的大小選擇電流互感器的變比，要使一次線圈額定電流大于被測電流。電流互感器二次負(fù)載所消耗的功率或阻抗應(yīng)不超過所選用的準(zhǔn)確度等級(jí)相應(yīng)的額定容量，以免影響準(zhǔn)確度。根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行方式和電流互感器的接線方式來選擇電流互感器的臺(tái)數(shù)。電流互感器選擇之后，應(yīng)根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)的系統(tǒng)短路電流校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定?！?〕形式選擇如下：35KV以下屋內(nèi)配電裝置的電流互感器，根據(jù)安裝使用條件和產(chǎn)品的情況，采用瓷絕緣構(gòu)造或樹脂澆注絕緣構(gòu)造。一般常用的形式為：低壓配電屏和配電設(shè)備中LQ線圈式，LM母線式；6～20KV屋內(nèi)配電裝置和高壓開關(guān)柜中LD單匝貫穿式，LF復(fù)匝貫穿式；發(fā)電機(jī)回路和2000A以上的回路，LMC、LMZ型，LAJ、LBJ型，LRD、LRZD型。35KV及其以上的配電裝置一般采用油浸瓷箱式絕緣構(gòu)造的獨(dú)立式電流互感器，常常采用LC系列[16]。2.4熔斷器的選擇高壓熔斷器是一種保護(hù)電器，當(dāng)其所在電路的電流超過規(guī)定值并經(jīng)一定時(shí)間后，它的熔體熔化而分?jǐn)嚯娏?、斷開電路。熔斷器主要用來進(jìn)展短路保護(hù)，但有的也具有過負(fù)荷保護(hù)功能。按安裝環(huán)境，高壓熔斷器也有戶內(nèi)式和戶外式兩大類。我國生產(chǎn)的戶內(nèi)式熔斷器有RN1、RN2、RN3、RN5和RN6等;戶外式有RW3—10〔G〕、RW4—10〔G〕、RW5—35、RW7—10、RW10—35等?！?〕戶內(nèi)管式熔斷器：RN1、RN2兩者構(gòu)造根本一樣，都是充有石英砂填料的密閉管式熔斷器。RN2的尺寸較小。RN1主要用作3～35KV電力線路和電氣設(shè)備的短路保護(hù)；RN2用作3～35KV電壓互感器的短路保護(hù)。〔2〕戶外跌落式熔斷器：RW3—10〔G〕型額定電壓為10KV，額定電流50～200A，斷流容量50～200MVA；RW4—1〔G〕型，除外形尺寸稍小于RW3—10〔G〕外，其它性能與RW3—10〔G〕一樣。它們滅弧速度不高，因而沒有限流作用；RW5—35型，額定電壓為35KV，額定電流為50～200A，斷流容量為200～800MVA，熔管采用鋼紙管環(huán)氧玻璃布復(fù)合管制成，有較高機(jī)械強(qiáng)度并能保證連續(xù)三次順利開斷額定斷流容量；RW7—10型是有統(tǒng)一支架的跌落式熔斷器，在條件變更時(shí)，只需用鉤棒更換不同的熔管即可。熔管有較高機(jī)械強(qiáng)度，具有屢次開斷能力，可免除熔斷一次即更換熔管的麻煩；RW10—35型，額定電壓35KV，額定電流為0.5A者是專用于保護(hù)電壓互感器的，額定電流為2～10A者用于保護(hù)線路或設(shè)備過載與短路，它具有限流作用，可代替RW2—35及其附加電阻，但安裝時(shí)要注意熔體電流與被保護(hù)對(duì)象的電流一致方可投入運(yùn)行；RW11—10型是10KV防污型跌落式熔斷器，適用于工業(yè)污穢和沿海地區(qū)的輸電線路及變壓器的保護(hù)。除RW1—10型外其它型式只適用于周圍空氣沒有導(dǎo)電塵埃和腐蝕性氣體、沒有易燃易爆及劇烈震動(dòng)的戶外場所[16]。2.5限流電抗器的選擇〔1〕電抗器幾乎沒有過負(fù)荷的能力，所以主變壓器或出線回路的電抗器，應(yīng)按照回路最大工作電流選擇，而不能用正常持續(xù)工作電流選擇?！?〕對(duì)于發(fā)電廠母線分段回路的電抗器，應(yīng)根據(jù)母線上事故切斷最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)時(shí)，可能通過電抗器的電流選擇。一般取該臺(tái)發(fā)電機(jī)額定電流的50%～80%?！?〕變電所母線分段回路的電抗器應(yīng)滿足用戶的一級(jí)負(fù)荷和大局部二級(jí)負(fù)荷的要求。2.6避雷器的選擇選擇原則：〔1〕避雷器滅弧電壓不得低于安裝地點(diǎn)可能出現(xiàn)的最大對(duì)地工頻電壓?！?〕僅用于保護(hù)大氣過電壓的普通閥型避雷器的工頻放電電壓下限，應(yīng)高于安裝地點(diǎn)預(yù)期操作過電壓；既保護(hù)大氣過電壓，又保護(hù)操作過電壓的磁吹避雷器的工頻放電電壓上限，在適當(dāng)增加裕度后，不得大于電網(wǎng)內(nèi)過電壓水平?！?〕避雷器沖擊過電壓和殘壓在增加適當(dāng)裕度后，應(yīng)低于電網(wǎng)沖擊電壓水平。〔4〕保護(hù)操作過電壓的避雷器的額定通斷容量，不得小于系統(tǒng)操作時(shí)通過的沖擊電流?！?〕中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，保護(hù)變壓器中性點(diǎn)絕緣的閥型避雷器。3.導(dǎo)體的設(shè)計(jì)和選擇3.1分相封閉母線分相封閉母線在大型發(fā)電廠中的使用*圍是：從發(fā)電機(jī)出線端子開場，到主變壓器低壓側(cè)引出端子的主回路母線，自主回路母線引出至廠用高壓變壓器和電壓互感器、避雷器等設(shè)備的各個(gè)分支線。采用全連分相封閉母線，與敞露母線相比，有以下的優(yōu)點(diǎn)：〔1〕供電可靠。封閉母線有效地防止了絕緣遭受灰塵、潮氣等污穢和外物造成的短路?！?〕運(yùn)行平安。由于母線封閉在外殼內(nèi)，且外殼接地，使工作人員不會(huì)觸及帶電導(dǎo)體?！?〕由于外殼的屏蔽作用，母線的電動(dòng)力大大減少，而且根本消除了母線周圍鋼構(gòu)體的發(fā)熱?！?〕運(yùn)行維護(hù)工作量小。五.配電裝置1.發(fā)電機(jī)、變壓器主保護(hù)的配置按DL/T684-1999<<大型發(fā)電機(jī)變壓器繼電保護(hù)>>規(guī)定，主保護(hù)的配置應(yīng)能保證在保護(hù)*圍內(nèi)任一點(diǎn)發(fā)生各種故障均有雙重或多重的主保護(hù)，故障應(yīng)有選擇性地、快速地、靈敏地被切除，使機(jī)組受到的損傷最輕、對(duì)電力系統(tǒng)的影響最小。為滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定方面的要求，當(dāng)在升壓變壓器高壓側(cè)發(fā)生短路故障時(shí)，通常要求切除故障的時(shí)間不大于0.1s，扣除斷路器跳閘時(shí)間和中間繼電器的動(dòng)作時(shí)間，要求保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間不大于0.03～0.05s。從機(jī)組發(fā)熱方面考慮，為不損壞電機(jī)，當(dāng)機(jī)端發(fā)生兩相短路時(shí)，要求在十分之幾秒內(nèi)切除故障。為了確?？焖偾谐收希瑢?duì)發(fā)電機(jī)變壓器組配置了發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)、升壓變壓器差動(dòng)保護(hù)和發(fā)電機(jī)變壓器組差動(dòng)保護(hù)，對(duì)發(fā)電機(jī)變壓器組構(gòu)成了雙重快速保護(hù)。對(duì)于發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障，如果發(fā)電機(jī)中型點(diǎn)側(cè)引出四或六個(gè)端子，則發(fā)電機(jī)和發(fā)電機(jī)變壓器組差動(dòng)保護(hù)均為不完全縱差方式，而且還可以裝有單元件式的高靈敏橫差保護(hù)，這就使發(fā)電機(jī)定子繞組的所有故障(相間短路、匝間短路和分支開焊)具有三重主保護(hù)；對(duì)于變壓器內(nèi)部故障將有變壓器差動(dòng)保護(hù)、瓦斯保護(hù)和發(fā)電機(jī)變壓器組不完全差動(dòng)保護(hù)，也具有三重主保護(hù)。因此這樣的發(fā)電機(jī)變壓器組無需再設(shè)后備保護(hù)，只是有時(shí)為了高壓母線的需要，才有必要裝設(shè)后備保護(hù)。由于200MW發(fā)電機(jī)的中線點(diǎn)側(cè)一般只引出三個(gè)端子，所以發(fā)電機(jī)和變壓器組差動(dòng)保護(hù)都是傳統(tǒng)的完全縱差方式，它們對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路和分支開焊無保護(hù)功能，為此必須增設(shè)發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路保護(hù)，但后者目前尚無性能完善的解決方案。發(fā)電機(jī)變壓器組在配置了雙重快速保護(hù)的情況下，就本發(fā)電機(jī)變壓器組而言，已不需要其他反響相間短路的后備保護(hù)。2.發(fā)電機(jī)變壓器備用保護(hù)的配置既然200MW機(jī)組中沒有采用不完全縱差保護(hù)和單元件式高靈敏橫差保護(hù)，所以發(fā)電機(jī)變壓器組本身就有必要裝設(shè)后備保護(hù)，用來反映匝間短路、分支開焊等故障。主變壓器高壓側(cè)相間短路后備保護(hù)，以高壓母線兩相金屬性短路的靈敏度大于或等于1.2為整定條件，首先考慮采用過電流保護(hù)。如靈敏度不夠，則改用一段簡易阻抗保護(hù)，不設(shè)震蕩閉鎖環(huán)節(jié)，以0.5～1.0s延時(shí)取得選擇性和避越震蕩，但應(yīng)有電壓回路斷線閉鎖和電流啟動(dòng)元件〔200MW機(jī)組多不采用〕。在切實(shí)加強(qiáng)主保護(hù)的前提下，同時(shí)注意后備保護(hù)的簡化。過于復(fù)雜的后備保護(hù)配置方案，不僅是不必要的，而運(yùn)行實(shí)踐說明是有害的。具體地說，發(fā)電機(jī)側(cè)即主變壓器低壓側(cè)不再裝設(shè)后備保護(hù)，僅在主變壓器高壓側(cè)配置放應(yīng)相間短路和單相接地的后備保護(hù)，作為主變壓器高壓母線故障和主變壓器引線局部故障的后備，同時(shí)為提高平安性，這些后備保護(hù)可具體情況設(shè)為聯(lián)跳或均不聯(lián)鎖跳高壓母線上的聯(lián)絡(luò)斷路器和分段斷路器。對(duì)于升壓變壓器高壓側(cè)的零序電流電壓保護(hù)配置問題，由于升壓變壓器高壓側(cè)，一般都是220KV及以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，當(dāng)在高壓側(cè)發(fā)生單相接地短路時(shí)，如果雙重差動(dòng)保護(hù)的靈敏度都能滿足要求，按照近后備的原則，對(duì)變壓器高壓側(cè)繞組及起引出線而言，則不需要裝設(shè)其他反響零序電流的后備保護(hù)。零序電流保護(hù)簡單可靠，正確動(dòng)作率高，而超高壓電網(wǎng)中，單相接地短路故障最多，在各種短路故障中，有80%～90%是單相接地短路故障。為了在*些特殊的情況下，不致使電網(wǎng)失去保護(hù)，所以盡管相鄰線路上配置了完善的近后備保護(hù)，一般還是要求在變壓器中性點(diǎn)裝設(shè)零序電流保護(hù)，對(duì)相鄰線路構(gòu)成元后備。對(duì)于相臨母線，由于與相間短路保護(hù)一樣的理由，也要求在變壓器中性點(diǎn)裝設(shè)作為母線后備保護(hù)的零序電流保護(hù)。因此，一般在變壓器中性點(diǎn)裝設(shè)兩段零序電流保護(hù)，一段作為母線后備，與相鄰線路主保護(hù)相配合；一段作相鄰線路的遠(yuǎn)后備，與相鄰線路的后備保護(hù)相配合。此外，零序電流保護(hù)還用于消除電流互感器與短路器之間的保護(hù)死區(qū)。綜上所述，發(fā)電機(jī)變壓器需要配置的保護(hù)為：=1\*GB3①發(fā)電機(jī)配置的保護(hù)有：發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)；過流保護(hù)；發(fā)電機(jī)-變壓器差動(dòng)保護(hù)。=2\*GB3②變壓器配置的保護(hù)有：變壓器差動(dòng)保護(hù)；發(fā)電機(jī)-變壓器差動(dòng)保護(hù)；過流保護(hù)；零序保護(hù)；瓦斯保護(hù)。3.母線及其他保護(hù)配置母線要配置母線差動(dòng)保護(hù)，線路要配置方向過電流保護(hù)，斷路器要配置斷路器失靈保護(hù)。屋外配電裝置的母線有軟母線和硬母線兩種。軟母線為鋼芯鋁絞線，軟管母線和分裂導(dǎo)線，三相呈水平布置，用懸式絕緣子懸掛在母線構(gòu)架上。軟母線可選用較大的檔距，但一般不超過三個(gè)間距寬度，檔距越大，導(dǎo)線弧垂越大，因而導(dǎo)線相間及對(duì)地距離就要增加，母線及跨越線構(gòu)架的寬度和高度均需要加大。屋外配電裝置的構(gòu)架，可用型鋼或鋼筋混凝土制成。4.電力變壓器電力變壓器外殼不帶電，故采用落地布置，安裝在變壓器根底上。5.高壓斷路器按照斷路器在配電裝置中所占的地位，可分為單列，雙列和三列布置。斷路器的排列方式，必須根據(jù)主接線，場地地形條件，總體布置和出線方向等多種因素合理選擇。6.避雷器避雷器也有高式和低式兩種布置。110KV及以上的閥型避雷器由于器身細(xì)長，多落地安裝在0.4m的根底上。7.隔離開關(guān)和互感器隔離開關(guān)和互感器均采用高式布置，其要求與斷路器一樣。六.各種保護(hù)設(shè)計(jì)1.發(fā)電機(jī)的保護(hù)發(fā)電機(jī)的平安運(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。1.1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異。因?yàn)樵摫Ｗo(hù)可以無延時(shí)的切除保護(hù)*圍內(nèi)的各種故障，同時(shí)又不反響發(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)。帶斷線監(jiān)視的發(fā)電機(jī)縱差動(dòng)保護(hù)接線圖見以下圖：帶斷線監(jiān)視的發(fā)電機(jī)帶斷線監(jiān)視的發(fā)電機(jī)縱差動(dòng)保護(hù)接線圖(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

：如在斷線后又發(fā)生了外部短路，則繼電器回路中要流過短路電流，保護(hù)仍要誤動(dòng)作故差動(dòng)保護(hù)中一般裝設(shè)斷線監(jiān)視裝置，使得縱差動(dòng)保護(hù)在此情況下能及時(shí)退出工作。(2)保護(hù)裝置的起動(dòng)電流按躲開外部故障時(shí)的最大不平衡電流整定，此時(shí)，繼電器的起動(dòng)電流應(yīng)為：根據(jù)對(duì)不平衡電流的分析，代入上式，則：

當(dāng)采用具有速飽和鐵心的差動(dòng)繼電器時(shí)，Kfzq=1;當(dāng)電流互感器型號(hào)一樣時(shí)Kt*=0.5;可靠系數(shù)一般取為Kk=1.3。

對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)，其出口處發(fā)生三相短路的最大短路電流約為Id.ma*=8Ie.f

,代入上式，則差動(dòng)繼電器的起動(dòng)電流為：

綜上可見，按躲開不平衡電流條件整定的差動(dòng)保護(hù)，其起動(dòng)值都遠(yuǎn)較按躲開電流互二次回路斷線的條件為小，因此，保護(hù)的靈敏性就高。1.2電機(jī)橫差動(dòng)保護(hù)利用反響兩個(gè)支路電流之差的原理，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組匝間短路的保護(hù)即為橫差動(dòng)保護(hù)。它有兩種接線方式：(1)每相裝設(shè)兩個(gè)電流互感器和一個(gè)繼電器做成單獨(dú)的保護(hù)。這樣三相總共需要六個(gè)互感器和三個(gè)繼電器。由于接線復(fù)雜，保護(hù)中的不平衡電流也大，因此實(shí)際上已經(jīng)很少采用。(2)目前廣泛應(yīng)用的接線方式實(shí)質(zhì)上是把一半繞組的三相電之和去與另一半繞組三相電流之和進(jìn)展比擬，當(dāng)發(fā)生前述各種匝間短路時(shí)，此中性點(diǎn)聯(lián)線上照樣有環(huán)流通過，因此，繼電器3可以動(dòng)作。由于只使用了一個(gè)互感器，也就不存在由于互感器的誤差所產(chǎn)生的不平衡電流，因此，起動(dòng)電流較小，靈敏度較高。此外，這種接線方式也比第一種接線方式簡單。

運(yùn)行經(jīng)歷說明，當(dāng)勵(lì)磁回路發(fā)生永久性的兩點(diǎn)接地時(shí)，由于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁磁勢的畸變而引起空氣隙磁通發(fā)生較大的畸變，發(fā)電機(jī)將產(chǎn)生異常的振動(dòng)，此時(shí)勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地保護(hù)應(yīng)動(dòng)作于跳閘。在這種情況下，雖然按照橫差動(dòng)保護(hù)的工作原理來看它不應(yīng)該動(dòng)作，但由于發(fā)電機(jī)已有切除的必要，因此橫差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作于跳閘也是允許的?；谏鲜隹紤]，目前已不采用勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作時(shí)閉鎖橫差動(dòng)保護(hù)的措施。為了防止在勵(lì)磁回路中發(fā)生偶然性的瞬間兩點(diǎn)接地時(shí)引起的誤動(dòng)作，因此，當(dāng)勵(lì)磁回路發(fā)生一點(diǎn)接地后，在投入兩點(diǎn)接地保護(hù)的同時(shí)，也應(yīng)將橫差動(dòng)保護(hù)切換至0.5-1s的延時(shí)動(dòng)作于跳閘[23]2.變壓器的保護(hù)2.1變壓器主保護(hù)設(shè)計(jì)電力變壓器在整個(gè)系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，因此必須為它裝設(shè)適宜的繼電保護(hù)裝置。本文提出一種基于負(fù)序差動(dòng)原理的變壓器保護(hù)方案，它利用表達(dá)不對(duì)稱故障本質(zhì)的負(fù)序電流來實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)，能夠以較高的靈敏度反映變壓器內(nèi)部匝間故障，同時(shí)給出了附加判據(jù)和正序電流制動(dòng)判據(jù)來提高保護(hù)的抗飽和能力，從而有效防止誤動(dòng)作發(fā)生。論文還從勵(lì)磁涌流、轉(zhuǎn)換性故障、振蕩等方面進(jìn)展了研究，探討了負(fù)序差動(dòng)保護(hù)在實(shí)現(xiàn)中可能遇到的問題，進(jìn)而證明保護(hù)原理的可行性。此次設(shè)計(jì)發(fā)電廠的主變?yōu)殡p繞組三相變壓器，并且采用Y，d11的接線方式，如以下圖所示。圖中一次電流從同名端流入，二次電流從同名端流出。主變壓器縱差動(dòng)保護(hù)原理圖主變壓器縱差動(dòng)保護(hù)原理圖此種接線方式造成了變壓器一、二次電流的不對(duì)應(yīng)，假設(shè)采用針對(duì)單相變壓器的差動(dòng)繼電器的接線方式，將一、二次電流直接引入差動(dòng)保護(hù)，則回在繼電器中產(chǎn)生很大的差動(dòng)電流。將因入差動(dòng)繼電器的Y側(cè)的電流也采用兩相電流差就可以消除這個(gè)差動(dòng)電流。公式如下〕式中，、、分別為流入三個(gè)差動(dòng)繼電器的差動(dòng)電流。2.2縱差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算原則〔1〕躲過外部短路故障時(shí)的最大不平衡電流，整定式為：式中，可靠系數(shù)，取1.3外部短路故障時(shí)的最大不平衡電流〔2〕躲過變壓器最大的勵(lì)磁涌流，整定式為：可靠系數(shù)，取1.3~1.5變壓器的額定電流勵(lì)磁涌流的最大倍數(shù)3.母線保護(hù)發(fā)電廠母線是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成元件，當(dāng)母線上發(fā)生故障時(shí)，將使連接在故障母線上的所有元件在修復(fù)故障母線期間，或轉(zhuǎn)換到另一組無故障的母線上運(yùn)行以前被迫停電。在母線故障中，大局部故障是由絕緣子對(duì)地放電引起的，母線故障開場階段大多表現(xiàn)為單相接地故障，而隨著短路電弧的移動(dòng)，故障往往開展為兩相或三相接地短路。3.1裝設(shè)母線保護(hù)的幾種情況〔1〕3～10KV分段母線及其并列運(yùn)行的雙母線，一般可由發(fā)電機(jī)和變壓器的后備保護(hù)實(shí)現(xiàn)對(duì)母線的保護(hù)，以下情況應(yīng)當(dāng)裝設(shè)母線保護(hù)：需要快速有選擇性地切除一段或一組母線上的故障，以保障發(fā)電廠及其電力網(wǎng)平安運(yùn)行和重要負(fù)荷的可靠供電時(shí)；當(dāng)線路的斷路器不允許切除線路的電抗器前的線路發(fā)生短路性故障時(shí)?！?〕35～66KV電力網(wǎng)當(dāng)中，主要變電所的35～66KV雙母線或分段單母線，需快速而有選擇地切除一段或者一組母線故障，以保證系統(tǒng)規(guī)定運(yùn)行和可靠供電時(shí)，應(yīng)當(dāng)裝設(shè)母線保護(hù)?！?〕110KV母線中，以下情況應(yīng)裝設(shè)母線保護(hù)：110KV雙母線裝設(shè)專用母線保護(hù)；110KV單母線、重要發(fā)電廠或110KV以上重要變電所的110KV單母線，需要快切除母線上的故障時(shí)，應(yīng)裝設(shè)母線保護(hù)?！?〕220～500KV母線，對(duì)雙母線接線，應(yīng)裝設(shè)能快速有選擇性切除故障的母線保護(hù)。3.2目前國內(nèi)110KV及其以上母線保護(hù)裝置的原理有以下幾種〔1〕完全電流保護(hù)。由母線內(nèi)部或外部故障時(shí)流入母線電流之差或和電流作為判據(jù)，采用速飽和變流器防止區(qū)外故障一次電流中的直流分量導(dǎo)致TA飽和引起的母線差動(dòng)誤動(dòng)。〔2〕母聯(lián)電流相位比擬式母線保護(hù)。比擬母線