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1 2）接线特点：

2、旁路母线用隔离开关分为两段，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,

3、4S 固有动作时间固有动作时间 25mS 燃弧时间燃弧时间 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

4、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

5、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，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

6、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

7、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（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

8、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

9、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，

10、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（D

11、K）。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

12、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 500kV 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

13、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

14、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8 2. 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 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

15、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。

16、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 kg 4.厂用6kV系统与发电机配接方式 有关配置 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

17、“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 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、

18、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 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，