葛洲坝电厂电气一次部分(杨诗源课件)

1、葛洲坝电厂电气一次部分葛洲坝电厂电气一次部分(二二) 葛洲坝电厂电气一次部分葛洲坝电厂电气一次部分 发电厂、变电所（站）的电气设备，按照其功能可分为两类。第一类是直接与生产或输送电能（电力）有关的设备（例如：发电机、变压器、高压母线、断路器、隔离开关等），称为一次设备。第二类设备是对一次设备进行监测、控制、操作或保护的设备,称为二次设备( 例如：继电保护装置、励磁调节系统、电气仪表等）。下面介绍葛洲坝电厂电气一次部分。一二江电厂电气一次部分1220kV开关站的接线式及有关配置 1） 220kV开关站接线方式： 双母线带旁路，旁路母线分段（如图1)。图12）接线特点： 旁路母线用隔离开关分为两段

2、，每段各设置旁路断路器一台。 3）开关站的主要配置： 出线8回 ：18E（其中7E备用）； 进线7回 ：17FB（FB：发电机变压器组）； 大江、二江开关站联络变压器联络线2回； 母线：圆形管状空心铝合金硬母线。主母线分别设置电压互感器（ C V T ）及避雷器一组。 4）断路器型号及重要参数：（ABB SF6）型号型号ELFSP4-1(单断口单断口)额定工作电流额定工作电流4000A额定开断电流额定开断电流(断口并联电容器断口并联电容器) 50kA(63kA)动稳定电流动稳定电流(额定关合电流额定关合电流)125kA热稳定电流热稳定电流50kA, 4S固有动作时间固有动作时间 25mS燃弧时

3、间燃弧时间 20mS全分闸时间全分闸时间 50mS切断负荷电流次数切断负荷电流次数(=4000A)5000次次 5）开关站布置型式： 分相中型单列布置。（户外式）2发电机与主变压器连接方式 机组及主变压器型号与参数 1）发电机与主变压器连接方式： 采用单元接线方式。 2）机组及主变压器型号与参数：切断短路电流次数切断短路电流次数(=50kA或或63kA)30次次合闸时间合闸时间 分别在分段断路器 6430DL、6560DL设置 BZT功能。（BZT备用电源自动投入装置） b21B与22B、23B与24B分别工作在互为“暗 备用”运行方式下。 上述技术措施的采用，消除了单母线分段方式可靠性不高的

4、固有缺陷，使得这种接线方式能够完全满足厂用电可靠性的要求，切实担负起了“生命线”的职责。5.厂用400V系统配置与与接线方式1）厂用400V系统配置 （1）设置400V配电室 （1P、2P、3P）；（2）设置机旁动力盘 （11P17P）；（3）设置 220kV开关 配电室（31P）；（4）设置41P配电室。 2）400V系统接线方式 全部配电盘均采用单母线分段接线方式。 400V系统1P、2P、3P、31P原理接线如图3：图3 由图可见，1P、2P、3P、31P均由双回路供电，两个供电回路按照厂用电负荷配置原则分别连接于6kV4、5两个分段上，又由于BZT的作用，连接于3段也就等于连接到4段上

5、，连接于5段也就等于连接到6段上，所以1P、2P、3P、31P工作可靠性是满足要求的。 和其它大型电厂一样，葛洲坝电厂厂用电的动力系统与照明系统是分开的。这样既可以保证动力与照明系统检修、维护的方便，也利于系统故障的正确判断与及时处理。尤其是在应对紧急事故情况下，照明与动力分开方式更具优越性。 1P、2P： 动力盘； 51B54B：动力变压器（动力变）。 3P： 照明盘； 55B、56B：照明变压器（照明变）。 51B54B型号与参数 型号型号SG-1000/6 SG-1000/6 三相干式变压器三相干式变压器额定容量额定容量1000kVA1000kVA电压比电压比6/0.46/0.4连接组号

6、连接组号Y/Y0-12Y/Y0-12使用条件使用条件户内式户内式 发电机机旁动力盘的接线如图4 所示。机旁动力盘11P17P的原理接线如下图：图4 机旁动力盘自用段与公用段的电源分别取自发电机 （通过降压变压器014B074B）与400V配电室的1P或2P，二者既可以独立工作，也可以相互备用；同时压油泵、技术供水泵、顶盖排水泵的电动机等同名负荷双回路或多回路按照厂用负荷配置原则分别连接于自用段与公用段上，完全达到机组安全工作的可靠性。6. 发电机中性点的接地方式 发电机中性点经消弧线圈接地（见图1）。 发电机中性点经消弧线圈接地情况下的等效电路如图5所示。见图1）图5 发电机定子绕组或引出线（

7、包括分支引线）发生单相接地时，流过接地点的电容电流是超前接地相相电压90的（将电容电流参考方向选定为由设备流向地网），而流过消弧线圈的电流是滞后接地相相电压90的（参考方向与电容电流方向一致），二者正好反相。 实际经验证明： （1）若流过接地点的电流30A，则在接地点产生永久性电弧，发电机定子绕组、铁芯或有关设备将被严重烧损。 （2）10A接地电流30A，则在接地点产生间歇性电弧，既会烧损设备，又会引起过电压。 由于流过消弧线圈的电流对电容电流具有抵偿（补偿）作用，合理选择补偿度k（k=IL/Idc)，就可以使得流过接地点的实际电流 (Id) 在10A以下，这样永久性与间歇性电弧均不会产生，保

8、证了发电机定子绕组或引出线发生单相接地时，设备不受损坏。由于消弧线圈具有消除电弧作用，故因此而得名。 葛洲坝电厂选取的补偿度是欠补偿。 即： k=IL/Idc 1 这种补偿方式仅在发电机与主变压器采用单元接线或扩大单元接线方式条件下才可采用。7.主变压器绝缘防护措施 1）分别在主变压器高、低压侧装设避雷器，防大气（雷击）过电压。 高压侧避雷器动作值是：340390kV; 低压侧避雷器动作值是：3339kV。 2）在主变压器中性点装设避雷器与放电保护间隙。 避雷器的动作值是：170190kV； 放电保护间隙动作值（击穿电压）按照额定电压（220kV）一半整定，既可以防止大气过电压，也可以防范当主

9、变压器中性点不接地运行方式下高压侧发生单相接地而引起的中性点位移过电压（零序过电压）。二大江电厂电气一次部分1. 500kV开关站接线方式 有关设备配置 1）接线方式 采用3/2接线（见图6）。 选择3/2 接线方式，是基于开关站重要性考虑的。因为开关站进出线回数多，且均是重要电源与重要负荷，电压等级高、输送容量大、距离远，母线穿越功率大（最大2820 MVA），并通过葛洲坝 500kV换流站与华东电网并网，既是葛洲坝水力发电厂电力外送的咽喉，又是华中电网重要枢纽变电站。 图6 2）布置型式 分相中型三列布置（户外式）。 3）开关站有关配置 开关站共6串，每串均作交叉配置。 （交叉配置：一串的

10、2回线路中，一回是电源或进线，例一回是负荷或出线。） 交叉配置是3/2接线方式普遍的配置原则，作交叉配置时，3/2接线可靠性达到最高。因为这种配置在一条母线检修例一条母线故障或2条母线同时故障时电源与系统仍然相连接，(在系统处于稳定条件下）仍能够正常工作。16串的出线分别是： 葛凤线、葛双 1回、葛双2回、葛岗线、葛换1回、葛换2回。 其中葛凤线、葛双2回、葛岗线首端分别装设并联电抗器（DK）。因为这三回出线电气距离长、线路等效电感及电容量大，“电容效应”的影响严重，装设并联电抗器后，可以有效防止过电压的产生（ 过电压现象最严重的情况是线路空载 ）、适当地改善线路无功功率的分布、从而使系统潮流

11、分布的合理性与经济性得到相应的改善。 并联电抗器消除过电压的原理如图 7所示。 图7(a)图7(b) 并联电抗器的型号与参数型号型号DKDJ-50000/500额定容量额定容量50Mvar（单相）（单相）额定电压额定电压500/1.732 kV（单相）（单相）额定电流额定电流157.5A冷却方式冷却方式油浸自冷油浸自冷使用条件使用条件户外式户外式制造厂家制造厂家西安变压器厂西安变压器厂16串的进线分别是： 8B 与10B 并联引线、12B 与14B并联引线、16B与18B并联引线、20B引线（上述各变压器共连接大江电厂14台发电机组）。 例外两条进线是二江电厂220kV开关站与大江电厂 500

12、kV 开关站两台联络变压器（251B、252B）的高压侧引出线。 251B、252B 为三绕组变压器，为使系统潮流分布合理、经济， 251B、252B设计为有载调压方式。由于高压额定电压等级为500kV、中压绕组额定电压等级为220kV，变比很小，故将二 者选为自耦式。 251B型号与参数型号型号OSFPSZ-360000/500额定容量额定容量360MVA、 360MVA、40MVA连接组号连接组号Y0/Y0/-12-11电压比电压比550/24610%/35调压方式调压方式有载调压有载调压冷却方式冷却方式强迫油循环导向风冷强迫油循环导向风冷制造厂家制造厂家沈阳变压器厂沈阳变压器厂 自耦变压

13、器的中性点必须直接接地，这是由其工作原理及内部电路结构特殊性所决定的，因此251B、252B的中性点为直接接地方式。 若自耦变压器的中性点不接地或不直接接地，在高压侧发生单相接地情况下，中性点位移，与此有自耦关系的中压或低压绕组对地电压将升高到相当高的程度，足以导致绝缘击穿、变压器损坏（ 见图8），并由此引起电力系统故障。中性点直接接地后，高压侧单相接地时造成单相短路故障，中性点不发生位移，继电保护装置动作切除故障或变压器本身，保证变压器绝缘不被损坏。变电站ppppppp。图82. 发电机与主变压器的连接方式 有关设备的型号参数 1）连接方式 采用扩大单元接线方式（见图6）。 由于主变压器连接

14、 2台发电机，且13串进线由二台主变压器并联，所以在发电机出口母线上设置了断路器。这样当一台发电机故障时，仅切除故障发电机，本串上其他发电机仍能正常工作，最大限度保证了对系统供电的可靠性。 2）有关设备的型号参数 主变压器（国产）型号与参数型号型号SFP-300000/500额定容量额定容量300MVA电压比电压比550/13.8连接组号连接组号Y0/ -11冷却方式冷却方式强迫油循环导向风冷强迫油循环导向风冷制造厂家制造厂家西安变压器厂西安变压器厂3.发电机制动电阻的设置 为使系统瞬间故障、 500kV开关站多回出线短时分闸的暂态过程情况下发电机组与系统不致失步，分别在10F、18F出口母线

15、通过断路器并联安装了两组制动电阻。制动电阻在上述暂态过程情况下由继电保护与自动装置自动短时投入 ，作为“临时负载”吸收此时由于水轮机机械惯性作用不能立即减小输入机械功率而出现的发电机“多余 ”的有功功率，对发电机转子起制动作用，使发电机组与系统保持稳定运行状态。 制动电阻投入时间：2S。制动电阻型号与参数型号型号DZZ01100额定电压额定电压13.8/1.732 kV额定容量额定容量300/3 MW (单相单相:100MW)通流容量通流容量12.6 kA额定频率额定频率50 Hz电阻值电阻值0.635 工作时间工作时间2 S重量重量1750 kg4.厂用6kV系统与发电机配接方式 有关配置

16、1）配接方式 采用分支接线方式（与二江电厂所采用方式相同）。 2)有关配置 （1）为限制短路电流，在分支上串联了电抗器。 （2）将25B、27B由双绕组变压器改为三绕组变压器，除向厂用6kV系统供电外，还增加了35kV输出电压等级以向近地“直配负荷”供电。 3）分支串联电抗器型号与参数型号型号XKGL-15/2500-6XKGL-15/2500-6额定电压额定电压15kV15kV额定电流额定电流2500A2500A额定电抗率额定电抗率6%6%热稳定电流热稳定电流40kA , 4S40kA , 4S动稳定电流动稳定电流120kA120kA制造厂家制造厂家桂林五环桂林五环5.厂用6kV系统接线方式

17、 有关配置 1）接线方式 采用单母线分段方式（见图9）。 2）有关配置 （1)为保证对厂用负荷供电可靠性，分别在分段断路器60708、60910设置BZT。 （2)为使 6kV母线电压在各种运行方式下均合格，将26B、28B选为有载调压变压器。 （3)所有6kV断路器经改造更换为 ABB 真空断路器，工作可靠性高。图图9 9 （4）ABB 真空断路器型号与参数型号型号HS3110MHS3110M12MF12MFC C额定工作电流额定工作电流1250 A1250 A额定开断电流额定开断电流31.5 kA31.5 kA短时耐受电流短时耐受电流80 kA80 kA全分闸时间全分闸时间 60 ms60

18、 ms合闸时间合闸时间 70 ms70 ms （5）25B、27B型号与参数型号型号SLS2750000/35额定容量额定容量50/50/8 MVA电压比电压比3522.5%/13.8/6.322.5%短路电压百短路电压百分数分数Ud(1-2)%=8% , Ud(1-3)%=14% Ud(2-3)%=6%6.500kV开关站站用6kV系统接线方式 有关配置 1）站用6kV系统接线方式 采用单母线分段方式（见图10） 2）有关配置 （1）为保证对站用负荷供电可靠性，分别在分段断路器61211与61213设置BZT。 （2）变压器35B、36B为有载调压变压器，通过251B、252B可分别从大江电厂、二江电厂或系统获得电源，这样既可以保证供电可靠性，又可以确保在不同运行方式下6kV母线电压合格。图图10103）35B、36B型号与参数型型 号号SZ76300/35额定容量额定容量6.3 MVA电压比电压比3532.5%/6.3 kV连接组号连接组号Y/Y-12调压方式调压方式有载调压有载调压使用条件使用条件户外式户外式冷却方式冷却方式自然油循环风冷自然油循环风冷7.厂用400V系统有关配置及接线方式 1)有关配置 （1）设置400V配电盘21P、22P、23P、24P，供机旁动力盘等厂用负荷用电。 （2）设置400V配电盘4P、5P，供公用辅助设备用