电气二次讲课

1、电气(dinq)二次系统概述山西平朔电厂二期规模为装机两台300MW循环流化床直接空冷机组(jz)。每台机组(jz)的发电机-主变压器按单元制接线方式，依次经由发电机、离相封闭母线、主变压器、220kV架空线引至本工程建设的220kV GIS升压站向电网输送电能。220kV升压站为双母线接线方式，线路出线2回、发变组进线2回、起备变进线1回、与老厂升压站联络进线1回、母联回路1回、母线PT回路2回、预留出线1回。 共三十六页励磁(l c)系统介绍发电机采用静态励磁系统，励磁变采用室内干式三相变压器。励磁装置采用静态励磁系统，设备型号为南瑞SAVR2000,主要系统设备由接于发电机机端的励磁变压

2、器、功率整流器、AVR柜、灭磁及过电压保护柜、起励装置等设备构成(guchng)。AVR为数字式自动电压调节器，具有手动和自动双通道，各通道之间相互独立，可随时停运任一通道进行检修。各备用通道与工作通道实时自动跟踪，保证无扰切换。AVR设有与DCS的硬接口和数字通信接口，实现控制室内对AVR的远方控制。共三十六页励磁(l c)系统介绍励磁系统作用 一部分用于向发电机的磁场绕组提供直流电流，以建立直流磁场，通常称作励磁功率输出部分(b fen)（或称励磁功率单元）。另一部分用于在正常运行或发生故障时调节励磁电流，以满足安全运行的需要，通常称作励磁控制部分（或称励磁控制单元或励磁调节器）。在电力系

3、统的运行中，同步发电机的励磁控制系统起着重要的作用，它不仅控制发电机的端电压，而且还控制发电机无功功率、功率因数和电流等参数。在电力系统正常运行的情况下，维持发电机或系统的电压水平；合理分配发电机间的无功负荷；提高电力系统的静态稳定性和动态稳定性，共三十六页共三十六页6KV厂用电切换(qi hun)装置主变为三相、双线圈铜绕组无载调压油浸式电力变压器。每台机组设一台高压厂用变压器，采用三相油浸自冷、无载调压低损耗降压分裂变压器，分裂变的两个低压侧分别接一段6kV厂用母线。两台机组共设一台高压起动/备用变压器，采用三相油浸自冷、有载调压低损耗降压分裂变压器，分裂变的两个低压侧分别接于两台机组的一

4、段6kV厂用母线。厂用电系统装设(zhun sh)微机型备用电源自投装置，采用东大金智MFC2000快切装置，实现厂用工作电源与备用电源的正常/事故切换，厂用电源事故切换时采用快速切换为主、慢速切换为备用的方式。共三十六页同期(tngq)装置介绍发电机-主变压器系统与220kV系统的同期并网，由一套微机(wi j)型自动准同期装置控制，由DCS系统发出同期命令，自动准同期装置自动调节发电机的电压、频率，当同期条件满足时自动发出合闸命令，合上发电机出口断路器，发电机系统与220kV系统同期并网。采用深圳智能SID-2CM同期装置。共三十六页同期装置功能(gngnng)介绍在进行准同期过程中，能有

5、效的进行均频控制和均压控制，尽快促成准同期条件的到来。 每次并网时，都自动测量和显示“断路器操作回路实际合闸时间”， 完善的自检功能，能定时的检查控制器内部各部件的工作情况，一旦发现错误，立即显示相应的出错信息，指出出错部位(bwi)，并同时以接点形式输出报警信号。 共三十六页ECS系统(xtng)介绍厂用电监控系统采用北京四方的ECS系统，采用“保留关键硬接线+通讯”方式接入DCS系统。 参与机、炉、电大联锁的电动机（如：一次风机、二次风机、引风机、高压流化风机、电动给水泵、顶轴油泵、交流(jioli)润滑油泵、盘车电动机等） 不参与机、炉、电大联锁的电动机及电源开关 采用全通讯方式接入DC

6、S系统。励磁调节、同期、快切、直流、UPS、厂用分支开关、事故保安电源开关的控制部分仍然通过硬接线接入DCS，全部信号通过通讯接入FECS，部分信号通过通讯接入DCS。共三十六页ECS系统(xtng)介绍发变组保护、起备变保护、故障录波器、厂用变压器、馈线断路器等不参与大联锁的设备指令及信号全部(qunb)通过通讯接入FECS，部分信号通过通讯接入DCS。参与保护联锁的信号仍然通过硬接线接入DCS。厂用电微机监控管理系统ECS由#3、#4机及公用系统组成，公用系统同时向#3、#4系统传送数据。#3、#4机分别组成各自的厂用电微机监控管理系统ECS，系统采用分层分布式的系统结构。整个系统分站控层

7、、通讯管理层、间隔层三层，自上而下采用双网冗余结构，站控层、通讯管理层设备冗余配置。 共三十六页共三十六页220KV母线(mxin)保护介绍 当发电厂和变电站母线发生故障(gzhng)时，如不及时切除故障(gzhng)，将会损坏众多电力设备及破坏系统的稳定性，从而造成全厂或全变电站大停电，乃至全电力系统瓦解。因此，设置动作可靠、性能良好的母线保护，使之能迅速检测出母线故障(gzhng)所在并及时有选择性的切除故障(gzhng)是非常必要的。共三十六页220KV母线(mxin)保护介绍 220KV母线保护采用深圳南瑞BP-2B母线保护及南京南瑞RCS915母线保护。微机母线保护装置，适用于500

8、kV及以下电压等级，包括单母线、单母分段、双母线、双母分段以及3/2接线在内的各种主接线方式， 3相CT最大主接线规模为24个间隔 ,实现母线差动保护、母联充电保护、母联过流保护、母联失灵保护、母联死区保护、母联非全相以及断路器失灵保护等功能。母线差动保护均是反映母线上各连接(linji)单元TA二次电流的向量和的。当母线上发生故障时，各连接(linji)单元的电流均流向母线；而在母线之外（线路上或变压器内部发生故障），各连接(linji)单元的电流有流向母线的，有流出母线的。母线上故障母差保护应动作，而母线外故障母差保护可靠不动作。共三十六页220KV线路(xinl)保护介绍220KV线路保

9、护至朔州变电站的两回220kV线路保护采用两套光纤电流差动保护，均具有相间距离及接地距离、零序电流保护后备功能，其通道方式均采用复用2M方式连接。采用南京南瑞RSC-931 线路保护和北京四方生产的CSC-103D线路保护光纤差动保护差动元件直接比较两侧电气量判断故障 通过通道交换(jiohun)两侧电流量的波形（采样点）和相量，通道将两侧交流回路联系起来共三十六页电流(dinli)差动保护接线共三十六页距离保护：在结构复杂的高压电网中，距离保护是一种性能较为完善的保护测量保护安装点到线路故障点间阻抗(zkng)，阻抗(zkng)的大小即反应故障点的位置共三十六页零序保护(boh)共三十六页自

10、动(zdng)重合闸单断路器时，保护及重合闸装置(zhungzh)一体化； （投入一套或两套同时运行） 3/2或角形断路器方式时，按断路器配置； （单套配置）启动自动重合闸方式： 保护跳闸启动 断路器位置启动共三十六页实时动态监测系统(xtng)子站（功角测量） PMU为加强电网实时动态(dngti)安全监视，增加事故分析手段，提高电力系统仿真计算的精度，在电厂侧装设实时动态(dngti)监测系统子站一套。其信息纳入实时数据网络传输。型号为：PAC-2000D。本装置共设两面柜，一面安装在集控室，做为3#、4#发电机信息量的采集；一面安装在网控楼的电子设备间，做为主柜，除完成系统线路信息量的采

11、集外，将所有信息通过数据网上传至省调。两柜之间通过光缆连接。共三十六页失步解列压频控制(kngzh)介绍为了保证机组的安全，每回线路装设一套失步解列压频控制(kngzh)装置。两套装置共组一面柜，型号为:PRC93E-02，柜内包括：RCS-993E失步解列压频控制装置两台；每回线路振荡时，将机组动作于全停。共三十六页发变组保护(boh)介绍发电机主要由定子和转子(zhun z)两部分构成。在定子与转子(zhun z)间留有适当的间隙，通常将该间隙称作为气隙。在定子铁芯上设置有槽，每个定子槽分上槽和下槽，上槽及下槽中设置有定子绕组。每台发电机的定子绕组为三相对称式绕组，a-x、b-y、c-z所

12、示。所谓三相对称绕组是指三个绕组（即a-x、b-y、c-z）的匝数相等，其空间分布相对位置相距1200。在定子铁芯的上槽与下槽之间设置有屏蔽层。在转子铁芯上也有槽，槽内设置有转子绕组。共三十六页发变组保护(boh)介绍共三十六页发变组保护(boh)介绍在转子绕组中（图1中的Wj）通入直流，产生一恒定磁场（其两极极性分别为NS）。发电机转子由汽轮机拖着旋转，恒定磁场变成旋转磁场（通常称之气隙磁场）。转子旋转磁场切割定子绕组，必将在定子绕组产生感应电势。由于转子磁场在气隙中按正弦分布，而转子以恒定速度旋转，从而使定子绕组中的感应电势按正弦波规律变化(binhu)。发电机并网运行时，定子绕组中出现感

13、应电流，向系统输出电能。直流激磁旋转磁场，又叫机械旋转磁场。在同步发电机转子上装设有转子绕组，通入直流后产生直流激磁的磁极，当转子旋转时，在气隙形成旋转磁场。该旋转磁场与转子无相对运动。气隙旋转磁场的转速与转子的转速相同。发电机正常运行时，转速为同步速。发电机定子三相对称电流流过三相对称绕组时，将在气隙中产生旋转磁场。该旋转磁场由三相交流产生，故称交流激磁的旋转磁场。发电机正常运行时，两种旋转磁场的转速均等于同步速，它们之间无相对运动。又因为转子的转速也等于同步速，因此，定子旋转磁场与转子之间无相对运动，而转子磁场紧拉着定子旋转磁场转动。 共三十六页发电机保护(boh)配置发电机定子绕组或输出

14、端部发生相间短路故障或相间接地短路故障，将产生很大的短路电流，大电流产生的热、电动力或电弧可能烧坏发电机线圈、定子铁芯及破坏发电机结构。转子绕组两点接地或匝间短路，将破坏气隙磁场的均匀性，引起发电机剧烈振动而损坏发电机；另外，还可能烧伤转子及损坏其他励磁装置。发电机异常运行也很危险。发电机过电压、过电流及过激磁运行可能损坏定子绕组；大型发电机失磁运行除对发电机不利之外，还可能破坏电力系统的稳定性。其他异常工况下，长期运行也会危及发电机的安全。为确保发电机安全经常(jngchng)运行，必需配置完善的保护系统。短路故障的主保护发电机内部短路故障的主保护有：纵差保护，横差保护（单元件横差及三元件横

15、差保护），发电机定子绕组匝间保护（主要有单元件横差保护、纵向零序电压匝间保护及负序功率方向保护），转子两点接地保护，励磁机纵差保护。共三十六页发电机保护(boh)配置短路故障的后备保护发电机短路故障的后备保护主要有：复压闭锁过流保护，对称过流及过负荷保护，不对称过流及过负荷保护、负序过电流保护，转子过流及过负荷保护、转子两点接地保护、带记忆的低压过流保护。3其他故障保护发电机单相接地保护，发电机失磁保护。4发电机异常运行保护发电机异常运行保护有：发电机过电压保护，发电机过激磁保护、逆功率保护，转子一点接地保护，定子过负荷保护、非全相运行保护、大型发电机失步保护、频率异常保护等。5开关(kigu

16、n)量保护发电机断水保护等。6临时性保护所谓临时性保护是指：发电机正常运行时应退出的保护。其中有发电机误上电保护及发电机启、停机保护等。共三十六页主变高厂变启备变保护(boh)配置变压器短路故障时，将产生很大的短路电流，使变压器严重过热，甚至烧坏变压器绕组或铁芯。特别是变压器油箱内的短路故障，伴随电弧的短路电流可能引起(ynq)变压器着火。另外短路电流产生电动力，可能造成变压器本体变形而损坏。变压器的异常运行也会危及变压器的安全，如果不能及时发现及处理，会造成变压器故障及损坏变压器。为确保变压器的安全经济运行，当变压器发生短路故障时，应尽快切除变压器；而当变压器出现不正常运行方式时，应尽快发出

17、告警信号及进行相应的处理。为此，对变压器配置整套完善的保护装置是必要的。1短路故障的主保护变压器短路故障的主保护，主要有纵差保护、重瓦斯保护、压力释放保护。另外，根据变压器的容量、电压等级及结构特点，可配置零差保护及分侧差动保护。2短路故障的后备保护目前，电力变压器上采用较多的短路故障后备保护种类主要有：复合电压闭锁过流保护；零序过电流或零序方向过电流保护；负序过电流或负序方向过电流保护；复合电压闭锁功率方向保护；低阻抗保护等。3异常运行保护变压器异常运行保护主要有：过负荷保护，过激磁保护，变压器中性点间隙保护，轻瓦斯保护，温度、油位保护及冷却器全停保护等。共三十六页共三十六页共三十六页发变组

18、保护(boh)跳闸方式全停：跳高压侧断路器（跳闸线圈、)、跳灭磁开关、关闭(gunb)主汽门、跳厂变A 、B 分支、起动快切、启动失灵。 解列灭磁：跳高压侧断路器（跳闸线圈、)、跳灭磁开关、跳厂变A、B分支、起动快切、 启动失灵。 程序跳闸：关闭主汽门，由程序逆功率解列灭磁。 共三十六页NCS系统(xtng)介绍网络计算机监控系统(NCS)应用于发电厂、变电站。实现对发电厂和变电站所有的断路器、电动隔离(gl)开关等设备的控制、对继电保护信息以及相应的各测点的测量数据和状态的采集、传输、处理和告警。并以图形和报表的方式呈现给运行人员，以实现对发厂站、变电站运行状况的监视和控制。 HRNCS-2

19、000网络计算机监控系统系统采集范围 所有220KV系统断路器、隔离开关位置信号。 所有线路、元件继电保护和自动装置动作和故障信号,运行监视信号。 断路器操作机构故障信号。 控制回路断线信号。 运行维护所需交、直流测量量：电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、频率、温度等。系统控制范围断路器、隔离开关的控制共三十六页NCS系统(xtng)介绍站控层与间隔层的通讯方式：间隔层每个测控装置具有二路10/100M自适应以太网接口，直接接入到站级监控系统以太网中。同时支持光纤和双绞线，配置十分灵活。保证系统稳定可靠运行。由于采用以太网联接。所以单元测控装置之间及和站控层都充分了保证信息交换的实时性

20、，同时也使各种分布式功能成为可能，例如全站逻辑闭锁等。单元测控装置与站控之间采用双以太网配置，利用双以太网，可以实现双网冗余及动态(dngti)流量平衡。共三十六页共三十六页远动系统介绍(jisho)山西电力调度数据网工程(gngchng)利用在建的山西电力主干光纤，在高可靠性的SDH光纤传输通道上建立安全、高带宽、高性能、透明的、综合电力调度数据网络，为山西电网生产运行管理及电力市场的建设提供技术支持。发电厂接入路由器以155M+22M通道方式，155M接入所属地调的两台骨干路由器，同时发电厂的接入路由器以22M通道接入太供备用核心路由器设备。本工程的路由器将以155M接入忻州地调的数据网络

21、骨干节点（忻州地调扩容接口承载卡和82M接口板各2块），另外22M接入太原备调。该路由器通过交换机以太网模块与各业务设备互连。 共三十六页远动系统介绍(jisho)故障信息子站 NCS测控(c kn)信息 AGC/AVC 关口计量信息 GPS对时 经济调度 PMU功角测量装置通过远动系统与山西电力调度网进行信息传输。山西电力调度数据网对网络IP地址进行了分配。山西电力调度数据网对路由协议进行了统一要求。山西电力调度数据网已经建立一套网管系统，省级网管中心设置在省公司，区域网管分别设置在11个分公司。网管系统在功能上具备1个省网网管与11个区域网管的分级管理功能。平朔二期工程不再配置网管设备,只考虑将此次工程增加站点纳入现有网管系统中。 共三十六页关口(gunku)表介绍为适应厂网分开后市场经济的需要，满足山西省调对关口电能量计量的要求，同时满足电厂对所发电量及上网电量、下网电量进行监视,电能量远方终端采集各关口电度表的电量信息，通过网络方式向及山西省电力公司HL-3000型电能计费主站系统传送，同时向现场显示终端设备传送。现场显示终端设备(可与关口电能计量系统配套，也可和电厂