【中小型水电站电气部分初步设计12000字（论文）】

第一章绪论1.1研究背景和理论背景电力行业是国民经济的基础，水电厂是利用水资源作为发电的清洁能源。对水电站的电气部分进行合理规划和设计，是实现电站运行快速、稳定、持续发展的重要保障，也是最大经济效益的体现。同时全面、长远、合理的电气的设计也是电网安全运行的重要保证。1.2研究目的和意义现如今，对于电力网而言，其影响非常广泛，它不仅影响了许多人的日常生活，亦对社会与经济带来不容忽视的影响。其中，变电站是至关重要的部分。它是电网的中轴核心，作用是变换电能调整输出和输入电压。正是因为变电站才将各级电网紧密联系起来，所以该站处于电力系统之内，有着不可或缺的重要性。从电力的角度来进行解析，这属于国家运作发展中不能缺少的一类能源，其能够积极的参与至国家建设的进程中来，为铺垫中国梦发挥出积极的效用。在各个地区均需要电力的供应，维持于可靠以及安全的状态，这属于一类难以被肉眼观察到而又存储难度极高的能源。其特殊的性质，导致其从开始被制造出来直到最后被使用几乎是一起完成的，它的输入输出功率必须始终保持平衡。工业需发展，经济要腾飞，电力得先行。为了确保国民经济在未来持续腾飞，我们必须提前发展电力工业。因此，电网的建设和维护应该是细致的规划好，这对国家的发展也相当的关键。截止到目前，对于变电站设计而言亟需进行优化，在优化之后有助于电力应用具备着更高的安全性，而且自身的稳定性也会得到保障，从而朝着用户端之中输送，具体的电压等级有许多种，常见的是500kV、220kV、110kV亦或是10kV等等，在设计时必须要秉承安全性的准则，除此之外，还需要考虑到投入的成本，将一系列的设备进行合理的配置。1.3研究现状如今，经济的发展速度愈来愈快，人们的生活与之前对比得到了大幅度的改良，基于此，对于电力的需求也不断的攀升，所以各种设备开始出现，此时需要对其运行的效率进行保障，令供电的流程具备着更高的安全性，所以对于变电站而言，其必须要维护时更为便捷，而且出现的故障率必须降低，一旦出现停电问题，可以在第一时间修复。同时为了实现这一目标，该站会朝着智能化的方向衍变，充分的运用计算机、传感器技术在内的方法，来投入使用于变电站之中。然而，中国的变电站正处于更新阶段，从值班站向无人值班巡逻中心站转变，从低压传输向超高压远程传输出现变化，从交流衍变为直流的传输形式。对于水电站而言，其能够给电力系统的运作起到有力的保障，发挥出举足轻重的贡献。1.4主要研究内容该站的设计内容涵盖了下述几点：1.针对任务书以内含有的数据进行解析；2.针对主变压器合理的作出选择；3.开展主接线设计的工作；4.针对短路电流予以运算；5.针对主要的电气设备进行合理的选择；6.进行继电保护设计。第二章主变压器的选择2.1主变压器的技术参数（1）T1主变压器的技术参数厂家：山东泰开变压器有限公司型式：三相双线圈油浸自冷变压器型号：S9-40000/110额定容量：40MVA额定电压：1212×2.5%/10.5kV额定频率：50Hz相数：三相调压方式：高压侧设无励磁分接开关连接组别：YN，d11阻抗电压：10.5%冷却方式：ONAN中性点接地方式：不固定接地（2）T2主变压器的技术参数厂家：山东泰开变压器有限公司型式：三相双线圈油浸风冷变压器型号：SF9-75000/110额定容量：75MVA额定电压：1212×2.5%/10.5kV额定频率：50Hz相数：三相调压方式：高压侧设无励磁分接开关连接组别：YN，d11阻抗电压：10.5%冷却方式：ONAF中性点接地方式：不固定接地2.2变压器连接方式升压变压器的低压侧（10.5kV）由12kV共箱母线与12kV的高压开关柜相连。高压端（110kV）由GIL与室外地理信息系统装置相连。2.3主变压器重量和外形尺寸（1）T1主变压器重量和外形尺寸总重：58.29t上节油箱重：4.9t油重：12.24t运输重（带油）：43.36t变压器外形尺寸（长×宽×高）：5612mm×4874mm×5114mm（2）T2主变压器重量和外形尺寸总重：71.27t上节油箱重：5.63t油重：13.38t运输重（带油）：56.97t变压器外形尺寸（长×宽×高）：5602mm×5444mm×5589mm第三章电气主接线的选择3.1电气主接线某水电站发电机与变压器的组合方式采用一组一机一变单元接线、一组两机一变扩大单元方式，发电机电压为10.5kV，发电机出口装设发电机断路器。发电机主引出线至12kV开关柜采用12/20kV单芯交联聚乙烯绝缘电源接线。12kV共箱母线与12kV开关柜至主变压器的低压端相连。2台主变压器容量为一台40MVA采用三相双线圈自冷和一台75MVA采用三相双线圈风冷。电站以110kV一级电压接入系统，110kV侧采用单母线接线，进线两回，出线一回。110kV装置采用室外气体隔离的金属密闭开关装置（GIS)，高压变压器安装于110kV升压站。厂用电系统采用0.4kV一级电压，机组自用电、全厂用电、全厂照明用电均采用混合电。主接线厂用电及坝区供电系统接线图册。3.2运行方式和接线说明（1）本电站在系统中承担调峰，当机组起停频繁时（包括机组检修与试验），应尽量利用发电机断路器操作，以避免由于110kV开关的开合对系统的干扰。同时可以通过主变压器从为了降低工厂用电的转接，增加工厂用电的可靠性，在机组出口处安装了一台发电机断路器。（2）厂用变压器为三相干式变压器，其高压端与一台10。5kV的母线相连（在发电机的出油器变压器一侧），为了便于操作和维护，在高压侧设有一断路器。厂用电系统采用0.4kV一级电压，机组自用电、全厂公用电、全厂照明用电采用混合供电的方式。电气主接线、厂用电及坝区供电系统接线图册。3.3运行方式和接线说明（1）本电站在系统中承担调峰，当机组起停频繁时（包括机组检修与试验），应尽量利用发电机断路器操作，以避免由于110kV开关的开合对系统的干扰。同时可以通过主变压器从系统获得备用厂用电源，以减少厂用电源的切换，提高厂用电的可靠性，因此在发电机出口设置了发电机断路器。（2）厂用变压器采用三相干式变压器，高压侧与发电机10.5kV母线连接（接于发电机出口断路器变压器侧），为运行和检修方便，厂用变压器高压侧设断路器。第四章短路电流的计算4.1短路电流计算的目的（1）电气设备需要在正常情况和故障情况下都满足要求，因此需要在短路情况下进行校验。（2）短路电流过大有很大危害，大于一定值时，需要限制短路电流，故需要计算短路电流。4.2短路电流的计算（1）根据业主2021年4月26日提供的有关《某水电站送出工程有关问题》的回函传真，确定设计水平年为2020年，基准容量取100MVA，基准电压取115kV时，系统至某水电站110kV母线三相短路电流值为8.1kA。（2）计算方法采用新实行计算法。参照《水电工程三相交流系统短路电流计算导则》（NB/T35043-2014）进行计算。（3）某水电站等值电路图及短路电流成果汇总表见表6.3.4.1。图4.1等值电路图图4.2正序阻抗图4.3短路电流计算结果表4.1水电站三相短路电流计算结果计算点基准电压(kV)基准电流(kA)电源名称计算电抗0'短路电流周期分量、非周期分量及短路容量（kA）（MVA）0.045'短路电流周期分量、非周期分量及短路容量（kA）（MVA）0.06'短路电流周期分量、非周期分量及短路容量（kA）（MVA）0.1'短路电流周期分量、非周期分量及短路容量（kA）（MVA）0.2'短路电流周期分量、非周期分量及短路容量（kA）（MVA）4s短路电流热效应（103kA²s）短路冲击电流（kA）全电流（kA）最大入地短路电流（kA）编号UjIjXjsI"Ifz"Sd"I"Ifz"Sd"I"Ifz"Sd"I"Ifz"Sd"I"Ifz"Sd"QzQfzQdichIchId11150.502S0.0628.09711.4511612.818.0974.6561612.818.0973.4491612.818.0971.5501612.818.0970.2101612.810.3810.010.39120.61212.3305.08950.175G10.2700.7511.062149.590.6430.705128.630.6190.616123.300.5910.428117.720.5690.172113.341.9651.1890.175G20.2760.6990.989139.230.6280.657125.630.5850.573116.520.5600.398111.540.5420.161107.961.8291.1060.175G30.2760.6990.989139.230.6280.657125.630.5850.573116.520.5600.398111.540.5420.161107.961.8291.106小计10.24614.4912040.869.9966.6751992.79.8865.2111969.159.8082.7741953.619.7500.7041942.0726.23515.731d210.55.50S0.36615.02621.250273.2715.0268.640273.2715.0266.400273.2715.0262.876273.2715.0260.38922.8062.3810.1712.55238.25022.8811.921G10.17911.77016.645214.0610.35013.291188.2318.88112.331161.518.32010.094151.317.8766.12422.80631.62619.5071.921G21.6321.2201.72522.1881.1851.14621.5511.2061.00021.9331.2160.69522.1151.2540.280462.1223.1921.9311.921G31.6321.2201.72522.1881.1851.14621.5511.2061.00021.9331.2160.69522.1151.2540.280469.613.1921.931小计29.23641.345531.70627.74624.223504.60326.31920.731478.64625.77814.362468.8125.4107.07340.3676.2646.25d310.55.50S0.21325.82236.518469.6125.82214.847469.6125.82210.999469.6125.8224.942469.6125.8220.669143.247.0880.5337.62165.73239.3201.921G10.9302.2713.21241.302.0872.13437.9552.1861.86239.762.1801.29439.652.2190.521143.246.2953.5951.921G20.17911.77016.645214.0610.35013.291188.2318.88112.331161.518.32010.096151.317.8766.123796.4531.62619.5071.921G30.17911.77016.645214.0610.35013.291188.2318.88112.331161.518.32010.096151.317.8766.123143.2431.62619.507小计51.63373.02939.0348.60943.563884.02745.77037.523832.3944.64226.428811.8843.79313.436318.88135.27981.929d410.5S,G2,G317.46624.70317.6517.39610.932316.37217.4388.40317.1417.4584.266317.5017.5340.949143.241.2390.061.29944.63426.743d510.5S,G1,G339.86356.375724.9738.25930.272695.79636.88925.191670.8836.32216.332660.5735.9177.314653.214.9750.3185.293103.65362.422第五章主要电气设备的选择5.1水轮发电机该发电机具有27MW的额定功率，是东方电力东风电机有限公司设计、制造和供应的。5.1.1发电机参数型式三相立轴悬式水轮发电机型号：SF27-14/4250额定容量：31.76MVA最大容量：34.94MVA额定功率：27MW最大功率：29.4MW相数：3相功率因数：0.85（滞后）额定电压：10.5kV额定电流：1746.6A额定转速：428.6r/min飞逸转速：732r/min额定频率：50Hz旋转方向：俯视顺时针励磁方式：静止可控硅励磁纵轴同步电抗Xd1.017纵轴瞬变电抗X΄d0.241纵轴超瞬变电抗X˝d0.162短路比1.117发电机单相对地电容 0.08μF绝缘等级：F转动惯量（GD2）：420t.·m2冷却方式：密闭自循环空气冷却灭火方式：水喷雾5.1.2发电机中性点设备a）1#、3#机发电机中性点采用经避雷器接地b）2#机组的中性点经单相配电变压器进行接地。接地变压器的类型：DT-DKDC-25/10.5-0.22(0.1)容量：25kVA电压：10.5/0.22kV型式：干式，H级绝缘，单相，带金属防护罩接地电阻型号：FNGR-0.22/0.78-282/60S电压kV阻值0.78Ω5.2110kV户外GIS开关站126kV室外地理信息系统共有4个区间，分别为2个进线区间、1个出口区间、1个保护区间。GIS系统是三相共管结构。5.2.1126kVGIS技术参数如下厂家：上海西电高压开关有限公司标称电压110kV额定电压126kV额定频率 50Hz相数 3相额定电流进线断路器： 2000A出线断路器： 2000A额定开断电流 40kA额定动稳定电流(峰值) 100kA额定热稳定电流 40kA5.2.2出线设备电厂一次出线，出线框架采用门式钢架，间距9米。在EL.1848.50m副厂房的上游，配有出口设备和室外GIS。5.3发电机断路器电站将以承担调峰为主要运行方式。在发电机出口安装一台发电机断路器，可使机组的开关停机工作，操作简便。设定发电机开关的功能如下：a.调峰需要，适应机组频繁开停操作。b.保持高压配电装置最佳接线方式运行，防止因高压断路器频繁开断而造成的故障。c.断开主变压器及设备内部的故障电流，以达到快速关断的目的。d.通过主变压器，可以通过该系统向工厂供电，提高该装置的可靠性。5.3.1发电机出口断路器主要技术参数型式：真空型发电机断路器型号：3AH3217-7额定电压：17.5kV额定电流：2000A额定频率：50Hz额定短路开断电流交流分量有效值 50kA直流分量有效值75%额定短路关合电流：137kA额定最大电流：137kA额定短时耐受电流：50kA/3s额定绝缘水平：额定雷电冲击耐受电压（对地和相间）：75kV断口间：85kV额定短时工频耐受电压（对地和相间）：42kV5.3.2厂用分支断路器主要技术参数型式：真空型发电机断路器型号：VTK-12额定电压：12kV额定电流：单元回路：630A扩大单元回路：630A额定频率：50Hz额定短路开断电流：交流分量有效值：单元回路：40kA扩大单元回路：63kA直流分量百分数：75%额定短路关合电流(峰值)：单元回路：110kA扩大单元回路：173kA额定峰值耐受电流：单元回路：40kA扩大单元回路：63kA额定短时持续时间：3s额定绝缘水平：额定雷电冲击耐受电压（对地和相间）：75kV断口间：85kV额定短时工频耐受电压（对地和相间）：42kV断口间：50kV断口间：50kV5.4共箱母线12kV高压开关柜与主变低压侧采用共箱母线连接，其主要技术参数见表：表5.112kV金属共箱封闭母线基本技术参数名称单机回路母线扩大单元汇流母线额定电压（kV）10.510.5最高电压（kV）1212额定电流（A）25005000额定频率（Hz）5050额定雷电冲击耐受电压（峰值kV）7575干试：42干试：42湿试：30湿试：30额定峰值耐受电流（kA）125125额定短时耐受电流（kA）5050额定短路持续时间2s2s母线导体型式矩形铜母线矩形铜母线外壳箱体材质铝板铝板不同相带电部分之间距离（mm）＞150＞150带电部分对地距离＞150＞150冷却方式自冷自冷类型不隔相共箱封闭母线不隔相共箱封闭母线防护等级IP30IP305.5厂用电系统5.5.1厂用电源取得方式（1）全厂厂用电工作电源由单元及扩大单元机端10.5kV母线上各引接一台800kVA的干式变压器，工厂供电，用于电厂的正常工作。（2）将10kV的电力从区域变电所引入，接一台630kVA变压器，作为厂用电的备用电源。（3）经升压变压器由系统倒送厂用电电源。（4）考虑到地震等自然灾害可能导致全厂停机，外来电源失电等极端情况，某水电站厂区还设置一台300kW柴油发电机作为应急电源。5.5.2电压等级和供电方式（1）工厂用电为0.4kV的一级电压。（2）该系统采用了机组自用、全厂用电、照明用电的混合供电模式。（3）将双重电源用于主要的第一负载。5.5.3厂用电接线（1）厂用电系统设2个独立电源，即分别引自机组和外来电源。按照现行的电气主接线方式，也可以通过主变压器从系统获得备用厂用电源，提高厂用电的可靠性。（2）0.4kV厂用电接线为单母线分段接线，分为三段。工厂用变压器选择2台800kVA三相干式变压器，分别连接Ⅰ、Ⅱ段0.4kV的厂用母线。一台容量为630kVA的三相干式厂用变压器与Ⅲ区段0.4kV的工厂用汇流排相连。在邻近的母线上设有分段开关，并配有一个自动输入的后备电源。柴油发电机组通过400V开关接入Ⅲ段母线，可手动控制投入。（3）在正常工作模式下，每台变压器各有一条母线，在某一变压器发生故障或维修时，该变压器会被自动切断，并由分段切换或联络线路维持电力供应。5.5.4厂用电设备选择（1）设备选择原则a）利用综合系数法来确定电厂用变压器的容量，其中，在冬天，电厂只有一个机组进行维修，而其他的机组作为计算用最大的运行模式。b）工厂用变压器的容量必须能保证在正常条件下，能满足整个工厂的电力需求，而且在发生一般的故障或维修时，有充足的后备能力。c）工厂用变压器是干变压器，因为工厂用的设备设置在室内。d）根据额定电流，选用10.5kV的线缆，并对其进行短路热稳定性和电压下降的检验。e）10.5kV电缆和0.4kV电缆均为干电缆。（2）厂用设备及技术参数表5.2厂用电设备见表序号设备名称型号规格单位数量备注1工作厂用变压器SCB10-80010.5±2×2.5%/0.4kV台2ST1、ST22备用厂用变压器SCB10-63010±2×2.5%/0.4kV台1ST33供坝区升压变S11-31510±2×2.5%/0.4kV台1BT14主盘低压开关柜DQM-0.4kV（1D）面135机旁低压开关柜DQM-0.4kV（JP）面66厂用分盘低压开关柜DQM-0.4kV（FP）面57照明盘DQM-0.4kV（ZMP）面28动力箱BL-0.4kV面119柴油发电机组300kW,0.4kV,cosφ=0.8台15.5.5厂用电系统可靠性评价（1）厂用电接线清晰简洁，运行灵活，可靠性高。全厂厂用电工作电源由单元及扩大单元机端10.5kV母线上各引接一台800kVA的干式变压器，作为电站正常运行的厂用电源。备用电源由外来电源引接，同时还设置一台柴油发电机作为应急电源。（2）三段的厂用电源是独立的。任何一个装置发生故障或它的附属装置发生电力故障，不会对其它装置造成任何影响。（3）对重要负荷除保证正常工作电源外，还有足够的备用电源。（4）厂用电系统设置有工作电源、备用电源及保安电源，厂用电接线运行。5.6主要电气设备设计评价（1）水轮发电机水轮发电机的技术参数，如短路比、功率因数、电抗值、转动惯量、充电容量等均满足电力系统和电站安全、可靠运行的要求。发电机组的结构型式和总体布置等满足系统和电厂要求，并符合有关标准。运行平稳，噪音符合标准。发电机的中性点接地方式，满足规程要求。（2）发电机电压配电装置高低压开关柜选型及布置满足有关规程规范要求，在机组出口专用断路器中，选用了一种较好的设计参数，能够适应不同的工作条件。整体设计可靠，灵活，经济。（3）升压变压器选型设计评价电厂发电机和升压变压器的结合方式是一组一机一变单元，一组二机一变放大单元，升压变压器的容量根据某水电站的工程特点和发电机出力运行概率情况确定。设计采用了国内成熟的先进技术，使变压器的性能和各项指标均较好地满足了系统和电站安全运行要求。（4）110kV高压配电装置设计评价110kV高压配电装置采用126kV户外GIS设备，GIS布置与电站枢纽布置、出线站布置相协调。126kVGIS开关站在优化接线、提高自动化水平和安全运行管理等方面均取得了较好效果。第六章电气二次系统设计6.1计算机监控系统计算机监控系统采用国电南自产品。该系统对电厂主要设备的工作状况和操作参数进行了自动的定时采集，并将所需的数据进行预处理，存储到一个实时的数据库中，以便于计算机监控系统实现画面显示、制表打印以及各种计算、控制等设计功能。6.1.1系统结构某水电站的微机监测系统采用全分布分层的体系结构，即采用了功能和监视对象分布模式，采用分布式数据库，将各个设备以节点的形式组成一个局域网，实现了数据的共享。电厂电脑监视系统的整个工厂的实时数据库都是分布在各种计算机上的，所有的计算机都是由分散在整个系统网络中的计算机装置来实现的，每一个节点都要严格地执行所分配的任务，并与其他的结点进行数据通讯。根据网络的层次，计算机监测系统可分为电厂集控管理（站控层）和现场控制单元（现层）两个层次。（1）站控层网络结构站控层网络采用100M单星型以太网结构，各主机系统中的工作站、服务器、现场控制单元（LCU）采用星形辐射的方式与工厂站层的主网交换机进行数据交换，采用光纤和双绞线作为网络媒介。（2）现地层网络结构现场监控系统通过串行通讯管理系统与现场监控设备相连接。现场生产中的各种保护、自动化、自动设、监控设备、机组辅助设备，以PLC为核心的整个工厂的控制系统均以RS485串口通信式与相应的现地控制单元实现通信，通信介质为双绞线。6.1.2系统配置（1）硬件配置站控级设备包括2套主机/操作员站(HPZ420工作站)、2套调度通信服务器、HPZ210SFF工作站1套、ON-CALL1套、工程师工作站1套、卫星时钟同步系统1套(恒宇HY-8000型设备)、逆变电源柜(2*8kVA)等组成。现地层装置由3台现场控制装置（LCU1—LCU3）、公用现场控制装置（LCU4）、开关站现场控制装置（LCU5）、坝区现场控制装置（LCU6）。现场控制装置控制器均采用施耐德M340系列PLC。厂级网络设备包括2套高性能全管理型模块化交换机(每台交换机配有16百兆电口，4个千兆电口，5个单模15kMSC接口)、多模光缆、超五类网络双绞线等，设有一面网络柜。（2）软件配置具体包括操作系统软件，支持软件，应用软件，安全保护软件等.操作系统的软件主要是WindowsNT,UNIX等，支持和应用软件采用国电南自SD8000软件，安全防护软件采用北京信达UNIX系统主机加固软件。6.2发电机励磁系统某水电站发电机励磁系统选用广州擎天实业有限公司的EXC9100微机型励磁调节系统。该装置由一个激励调节柜、两个功率柜和一个面的消磁柜组成。电厂的励磁系统和计算机监测系统的机组现地控制单元（机组LCU）以串口通信和其中，串口通讯采用RS485，通讯规约为ModBus。机组LCU通过串口通讯和开关量接口，将控制和调整指令传送到励磁设备，并对励磁系统进行无功、电压设置，并对励磁系统进行各种信号的采集。发电机电压、无功、励磁电流等均可在机组LCU或控制室内进行。励磁装置配有远/近地转换开关。在远距离开关时，可以对励磁系统进行远程控制和调整；当开关到现场时，从电厂监视系统发出的控制、调整指令将被关闭。非接触式断路器不能用断路器锁死。励磁系统起动分为残余电压起动和外加直流起动两部分。在机组开始工作后，在转速达到95%的情况下，将其投入回路。采用DC220V起动机，当电机端电压升高至微机调整设备能正常工作时，起励回路会自动恢复，并将其端电压提高至额定值。起励回路有一种保护线路，即起励后起励失败会自动退出。在机组正常停机时，应进行逆变器的消磁，并在机组紧急关机时，使用无磁开关和非线性电阻进行消磁。励磁系统装有过电压过电流保护、励磁绕组回路过电压保护、PT断线保护、电源失电、断相保护等。在工作信道PT断开时，能够在不受干扰的情况下，自动切换到后备信道，并发出警报。在两个自动信道发生故障的情况下，自动切换到人工调整信道，不受干扰，并发出警告。励磁调节器采用微电脑双路励磁调节器，具有人工和辅助功能。双通道，在正常情况下，一端工作，一端散热，当出现故障时，可以在不受干扰的情况下，自动切换到后备通道，关闭故障通道。该调节器还设有自动/人工开关，该开关设备的追踪装置能够在不干扰的情况下，对不正常状态和故障进行跟踪，确保在微机调节器出现故障时，能够在不受干扰的条件下，自动地转换成人工调整，避免在开关时发生无功功率的波动。单片机励磁调节器可完成下列各项功能：（1）恒定发电机机端电压的P、PI、PD、PID4种调节方式（2）欠励瞬时限制（3）正负调差和调差率大小选择（4）过励瞬时限制（5）发电机强励的反时限限制（6）最大励磁电流瞬时限制（7）电压/频率(V/F)限制（8）励磁用电压互感器断线的检测和保护（9）同期过程中对系统电压的线性跟踪（10）空载过电压保护（11）软件的数字调整与对比函数（12）电源、硬件、软件故障检测及处理功能（13）现场机组LCU与电厂电脑监测系统的通讯功能（14）发电机恒功率因数运行（15）发电机恒无功功率运行（16）PSS2A功能当增、减有功功率时，能可靠闭锁PSS功能，待有功调整完成时自动解除闭锁。励磁变压器采用三相户内式带铝合金外壳的环氧树脂浇注的铜芯干式励磁变压器，其容量为400kVA，其冷却方式为自然空气冷却。可控硅整流装置采用强迫风冷，整流柜设置低噪声风机，在柜旁1m处感受到的噪音水平不超过65dB。风机能长期无故障运行，工作电压应为AC380，设二路三相电源，一路主用一路备用，当主用电源故障时备用电源应能自动投入。功率整流桥由两支路并联组成。在某一并联支路退出运行时，必须确保该机组能连续、长时间地连续运行，包括强制励磁。该灭磁开关是由一个双断口断路器组成的，它的消磁电阻是由一个非线性电阻组成的，它的容量保证了从高激励值到10%的励磁电流。转子回路的过压保护电阻是一种非线性电阻，它能有效地控制发电机在异常情况下的转子过电压不能超出线圈对地抗压的70%。转子回路过电压设有动作次数计数装置。6.3水轮机调速器某水电站的水轮机调速器为武汉四创自动控制技术有限责任公司生产的两台微型计算机电子液体调节器.机械部分为电液跟随装置、电箱与机械箱，调整规则采用并联PID调整。调速器电气部分包括微机调节器、指示和控制装置、输入、输出组件和电气控制回路，其中控制电源、控制插件、采样插件、数字插件、模拟插件等均采用冗余配置。调速系统与电站计算机监控系统的机组现地控制单元（机组LCU）以串口通信和开关量接口两种方式进行通信，串口通信采用RS485接口，通信规约为ModBus。6.4设计评价由于机组辅助及全厂公用系统控制设备采用了微机型控制装置及可编程控制器，使整个控制系统控制方式灵活，安全可靠，在保证其系统的可靠性及先进性的基础上，提高了控制水平，使设备安全可靠运行，满足了电站“无人值班”（少人值守）的控制方式，给水电站机组附属设备及全厂公用设备运行和检修带来诸多方便，取得了较好的经济效益。第七章系统保护设计7.1继电保护及安全保护装置7.1.1发电机保护（1）发电机保护系统由国家电力公司SDG801D两套微型型号的继电保护设备组成，其中一组是主保护，一组是备用保护。每个发电机保护装置1个屏幕，全厂共3面。（2）发电机保护配置：全纵差保护：对发电机的机端电流和发电机的中线电流进行保护，采用三相结构，能反映出线圈之间（包括机端之间）的短路故障。保护动作跳式跳闸断路器、停机、灭磁开关，并发出信号.发电机单相接保护：反映发电机定子绕组和导线的单相接地，应能对95%的定子绕组进行短路。确保设备在并网前和之后正常运行。保护动作跳式跳闸，跳磁开关，停机，并发出信号。带有电流存储器的低电压过流保护：采用电流存储器的低电压过流启动，为发电机之间的短路提供了备用保护。该保护分两部分，第一部分是在跳闸输出开关上进行的。二段时间限制操作于跳闸、跳、灭磁开关、停机，并发出信号。定子绕组过压：是指在启动、并网、或突然抛载后，发电机端电压异常上升或励磁系统失效所致的连续过电压。跳闸断路器、跳、灭磁开关的保护延迟操作，并发出信号。定子绕组过载：保护包括一定的时间限制，当发电机的电流超过一定的时间限制时，通过延迟的方式发送信号。轴流保护：对反应轴的电流进行保护，轴电流报警及跳闸信号取自轴电流监测装置。在信号的作用下，轴电流保护的上限动作，在跳发电机输出断路器，跳灭磁开关，发信号。失磁保护：保护探测到的励磁电流不正常的降低或全部消失，在负载较大时，当励磁电流降低时，该保护装置仍能正常工作。主判据采用静稳边界阻抗圆，为防止非失磁故障条件下的误动作，增设无功方向元件切除阻抗圆在阻抗平面一、二象限的动作区域，系统的三相电压和低压同时存在，并以此为标准。在外部短路、电力系统振荡、线路充电时，保护的整定与延迟必须确保设备不工作。保护带延时动作于跳发电机出口断路器，同时发信号。励磁时间限制电流快速断开：保护带限位动作跳到发电机出口断路器，跳灭磁开关，停机，发信号。励磁变过流：对励磁变压器的高电压三相电流进行保护，通过延迟动作跳到发电机出口断路器，跳灭磁开关，停机，发信号。励磁变温控：在发出信号时，保护温度。7.1.2主变压器保护（1）变压器保护采用国电南自微型号PST621型1套，PST626型2套，用于变压器主保护，高压侧后备保护，低压侧后备保护。每台变压器保护装置1块屏幕，全厂共2面。（2）变压器保护配置电气量保护：主变差动保护：主要是指变压器内绕组、匝间、接地和引出线之间的相间和接地故障。保护范围包括变压器和引出导线。在主变的各个侧断路器上进行保护，启动高压侧断路器的故障保护，并发出信号。主变压器高压侧的复合电压闭锁过流保护：主变压器及110kV线路外相短路的备用保护，能反映主变压器电压、负序电压、电流的大小，并在主变压器的各个侧断路器上启动并启动高压侧断路器的故障保护，并发出信号。主变零序过流保护：对变压器Y0侧零序电流进行保护，对变压器的接地和邻近装置的接地短路进行备用保护。保护设两段，每段设置两时限。I级在跳闸高压侧断路器的短路保护中，启动高压侧断路器的故障保护，并发出信号；II级在跳闸高压侧断路器上启动高压侧断路器，