葛洲坝电厂电气一次部分(二)

葛洲坝电厂电气一次部分(二)第一页，共五十七页。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1．220kV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)。第二页，共五十七页。图1第三页，共五十七页。2）接线特点：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：1－8E（其中7E备用）；进线7回：1－7FB（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。第四页，共五十七页。4）断路器型号及重要参数：（ABB

SF6）型号ELFSP4-1(单断口)额定工作电流4000A额定开断电流(断口并联电容器)50kA(63kA)动稳定电流(额定关合电流)125kA热稳定电流50kA,

4S固有动作时间<

25mS燃弧时间<

20mS全分闸时间<

50mS切断负荷电流次数(<=4000A)5000次第五页，共五十七页。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(<=50kA或63kA)30次合闸时间<

60mS第六页，共五十七页。水轮机机组编号1-2#3-7#型号ZZ560-LH-1130

轴流转桨式（双调）ZZ500-LH-1020轴流转桨式（双调）额定转速54．6r/min62.5r/min飞逸转速120/min140/min额定水头18.6m18.6m最大水头23m27m额定流量1130立方米/s825立方米/s叶片数量45叶片重量40t22.5t转轮直径1130cm1020cm制造厂家东方电机厂哈尔滨电机厂第七页，共五十七页。发电机机组编号1-2#3-7#型号TS1760/200-110SF125-96/15600额定功率170MW125MW额定电压13.8kV13.8kV额定电流8125A5980A额定功率因数0.875(L)0.875(L)定子接法5Y3Y额定转子电压494V483V额定转子电流2077A1653A磁极对数5548制造厂家东方电机厂哈尔滨电机厂第八页，共五十七页。主变压器编号1－2＃3－7＃型号SSP3-200000/220SSP3-150000/220额定容量200MVA150MVA电压比242±2×2.5%/13.8242±2×2.5%/13.8连接组号Yo/△-11Yo/△-11短路电压百分数13.1%-13.8%13.1%-13.8%冷却方式强迫油循环导向风冷（改进后）强迫油循环导向风冷（改进后）制造厂家沈阳变压器厂沈阳变压器厂第九页，共五十七页。3.厂用6kV系统与发电机组的配接方式1)配接方式：采用分支接线方式（仅3－6F有此分支，如图1）。2）有关配置为保证对厂用分支供电可靠性，具体配置是：发电机出口母线上设置隔离开关；采取技术改进措施，在出口母线上加装断路器。3）有关设备型号与参数第十页，共五十七页。公用变压器的型号与参数（21B、24B）型号额定容量电压比

连接组号短路电压百分数冷却方式制造厂家使用环境S7－6000/13.86MVA13．8±5%/6.3Y/Y-125.65％自然油循环风冷衡阳变压器厂

户外式第十一页，共五十七页。4.厂用6kV系统的接线方式及有关配置1）厂用6kV系统的接线方式采用单母线分段方式。（见图2）2）有关配置对发电厂而言，厂用电就是“生命线”，必须具有足够高可靠性。然而，单母线分段接线方式可靠性并不高，为解决这一技术上矛盾，一般的、普遍采用的配置原则是：第十二页，共五十七页。4．厂用6kV系统的接线方式采用单母线分段方式。(如图3）图2第十三页，共五十七页。（1）电源配置原则各分段的电源必须相互独立。从图2中可见，二江电厂厂用6kV系统4段母线的电源分别取自

3－6F分支，4台机组同时故障停电的概率几乎为零，满足各分段供电源独立的原则。应该指出的是：从电源选取角度而言，只有电源独立，分段才有意义。（

2）负荷配置原则同名负荷的双回路或多回路必须连接于母线的不同分段上。第十四页，共五十七页。二江电厂400V配电室1P、2P、3P配电盘、220

kV开关站31P配电室的电源分别通过两台降压变压器（51B与52B、53B与54B、55B与56B、

71B与72B）作为双回路由6

kV母线供电，两台降压变压器按照上述负荷配置原则分别连接于6kV母线4、5两分段上（详见厂用400V系统的介绍）。（3）段间配置原则分段与分段间应具备相互备用功能或设置专门备用段。二江电厂采用的是分段互为备用方式，（这也是水电厂常用的一种方式），为了达到互为备第十五页，共五十七页。用的目的，采用的具体技术措施是：a>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）b>21B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。第十六页，共五十七页。5.厂用400V系统配置与与接线方式1）厂用400V系统配置设置400V配电室（1P、2P、3P）；设置机旁动力盘（11P－17P）；设置220kV开关配电室（31P）；设置41P配电室。第十七页，共五十七页。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：第十八页，共五十七页。图3第十九页，共五十七页。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，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。第二十页，共五十七页。1P、2P： 动力盘；51B－54B：动力变压器（动力变）。3P：

照明盘；55B、56B：照明变压器（照明变）。51B－54B型号与参数型号SG-1000/6 三相干式变压器额定容量1000kVA电压比6/0.4连接组号Y/Y0-12使用条件户内式发电机机旁动力盘的接线如图4所示。第二十一页，共五十七页。机旁动力盘11P－17P的原理接线如下图：图4第二十二页，共五十七页。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014B－074B）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。第二十三页，共五十七页。见图1）图5第二十四页，共五十七页。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90º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

90º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。第二十五页，共五十七页。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。第二十六页，共五十七页。7.主变压器绝缘防护措施分别在主变压器高、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：340－390kV;低压侧避雷器动作值是：33－39kV。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：170－190kV；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第二十七页，共五十七页。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）。第二十八页，共五十七页。二．大江电厂电气一次部分1.500kV开关站接线方式1）接线方式采用3/2接线（见图6）。有关设备配置选择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。第二十九页，共五十七页。图6第三十页，共五十七页。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。第三十一页，共五十七页。1－6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。第三十二页，共五十七页。图7(a)第三十三页，共五十七页。图7(b)第三十四页，共五十七页。并联电抗器的型号与参数型号DKDJ-50000/500额定容量50Mvar（单相）额定电压500/1.732

kV（单相）额定电流157.5A冷却方式油浸自冷使用条件户外式制造厂家西安变压器厂第三十五页，共五十七页。1－6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，故将二第三十六页，共五十七页。者选为自耦式。251B型号与参数型号OSFPSZ-360000/500额定容量360MVA、360MVA、40MVA连接组号Y0/Y0/Δ-12-11电压比550/246±10%/35调压方式有载调压冷却方式强迫油循环导向风冷制造厂家沈阳变压器厂第三十七页，共五十七页。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。第三十八页，共五十七页。变电站ppppppp。图8第三十九页，共五十七页。有关设备的型2.发电机与主变压器的连接方式号参数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1－3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第四十页，共五十七页。主变压器（国产）型号与参数型号SFP-300000/500额定容量300MVA电压比550/13.8连接组号Y0/

-11冷却方式强迫油循环导向风冷制造厂家西安变压器厂第四十一页，共五十七页。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。制动电阻投入时间：2S。第四十二页，共五十七页。制动电阻型号与参数型号DZZ01－100额定电压13.8/1.732

kV额定容量300/3

MW(单相:100MW)通流容量12.6

kA额定频率50

Hz电阻值0.635工作时间2

S重量1750

kg第四十三页，共五十七页。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)有关配置为限制短路电流，在分支上串联了电抗器。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。第四十四页，共五十七页。3）分支串联电抗器型号与参数型号XKGL-15/2500-6额定电压15kV额定电流2500A额定电抗率6%热稳定电流40kA

,

4S动稳定电流120kA制造厂家桂林五环第四十五页，共五十七页。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、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。第四十六页，共五十七页。图9第四十七页，共五十七页。（4）ABB真空断路器型号与参数型号HS3110M－12MF－C额定工作电流1250

A额定开断电流31.5

kA短时耐受电流80

kA全分闸时间60

ms合闸时间70

ms第四十八页，共五十七页。（5）25B、27B型号与参数型号SLS27－50000/35额定容量50/50/8MVA电压比35±2×2.5%/13.8/6.3±2×2.5%短路电压百分数Ud(1-2)%=8%

,

Ud(1-3)%=14%Ud(2-3)%=6%第四十九页，共五十七页。6.500kV开关站站用6kV系统接线方式有关配置站用6kV系统接线方式采用单母线分段方式（见图10）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。第五十页，共五十七页。图10第五十一页，共五十七页。3）35B、36B型号与参数型

号SZ7