杨泽荣

北电二期工程3×600MW汽轮发电机组是由日本东芝公司供货。其中发变组保护装置采用了瑞典ABB公司生产的集成电路保护装置。该套保护装置具有可靠性高、动作速度性，总体配置完善、合理，并且有一期工程的运行和调试经验。自动励磁调节装置是东芝公司生产的新型数字式自动电压调节器（D-AVR）。该励磁调节器具有响应速度快，调节精度高；调节器的各参数可以在线整定或修改，并可显示出来；现场试验及模拟试验方便；人机对话简单，在国内外都比较领先。在二期工程中，除了三号机组采取了利用系统电源进行主变零升的常规启动方法，四、五号机均采取了用本机电源进行主变零升的新方法，并取得了成功。本文就二期工程的电气整套启动调试进行总结。

1．系统概述

1.1 发变组保护

北电二期发变保护总体配置原则上强调最大限度地保证机组安全和缩小故障破坏范围。尽可能避免不必要的突然停机，特别要求避免保护装置的拒动，因此发电机主变压器保护由R1、R2两块屏组成。两套保护装置的交流量取自不同的PT、CT；直流电源也由两组蓄电池分别供电；跳闸回路采用双跳闸线圈，独立的跳闸出口回路，形成双重化配置。其主要保护配置如有：发电机差动、主变差动、发变组大差、阻抗、失磁、失步、低频、负序保护等组成。

1.2 发电机励磁系统

励磁系统采用自并励静止励磁方式。由励磁变压器、功率整流装置、自动电压调节装置（AVR）、发电机灭磁及过压保护装置起励设备及励磁操作设备等部分组成。其原理如图所示。自并励静止励磁方式与旧有的励磁方式相比，具有如下几方面的优点：

a. 励磁系统可靠性增强

旋转部分发生的事故在以往励磁系统事故中占相当大的一部分，但由于自并励磁方式联消了旋转部件，大大减少了事故隐患，可靠性明显优于交流励磁机励磁系统，而且自并励系统在设计中采用冗余结构，故障元件可在线更换，有效地减少停机概率。该励磁系统对运行、维护的要求相对较低。

b. 电力系统的稳态、暂态稳定水平提高

由于自并励静止励磁系统响应速度快，电力系统静态稳定性大大提高。自并励方式保持发电机端电压不变，对单机无穷大系统静态稳定极限功率为：

Pmax = VgVs/Xe （1）

式中: Vg-机端电压 Vs-系统电压 Xe-发电机与系统的等值电抗

而常规系统在故障中只能保持发电机次暂态电势Eq′不变,其极限功率为：

Pmax′= Eq′Vs/（Xe+Xd′） （2）

式中: Eq′－发电机Q轴暂态电势 Xd′－发电机D轴暂态电抗

根据公式（1）和（2）计算得出Pmax 大于Pmax′，说明大大提高了静态稳定极限。

c. 减少发电机轴系长度和机组投资

自并励静止系统与三机励磁系统相比，取消了主、副励磁机，缩短了机组长度，减少了大轴联接环节，因而缩短了轴系长度，提高了轴系稳定性，同时降低了厂房造价，减少了机组投资。

1.3自动励磁调节装置

自动电压调节器（D-AVR）由两个主控制器（MC）、一个系统控制器（SC）、两套隔离装置（U－ISO）、荧光显示屏（EL DISPLAY）和电源装置（PWU）等设备组成。主控制器（MC）由高性能CPU卡、模数转换器、输入/输出卡件和一些控制键所组成。系统控制器（SC）使用TOSMAP－C800元件，主要用于控制电压建立顺序及实现与运行有关的逻辑控制监视功能，例如故障显示和运行状态显示。并且提供了自动电压调整（AVR）、低励限制（UEL）、过励限制（OEL）、V/F限制、电力系统稳定器（PSS）等功能。

1.4 厂用电源系统

厂用电在机组启动时由两台启备变（厂用备用电源）分别带一段10kV和一段3kV厂用母线运行。启备变高压侧经高压电缆接至220kV系统。当机组带上负荷并稳定运行后，将厂用电源切换至由厂高变（厂用工作电源）供电。此时启备变热备用运行，并由自动装置自动调节启备变的有载分接开关，随时跟踪厂用母线电压的变化，以保证厂用电源切换时的冲击电流为最小值。厂用电源切换有正常状态下的手动并列切换和事故时备用电源自动投入切换两种方式。

1.4.1正常手动并列切换

在机组启动后和停机前的正常厂用电源切换均采用手动并列切换。

1.4.1.1合厂用工作电源进线开关的条件：

a. 发变组保护出口继电器86-1、2、3X、4、4A均未动作。

b. 相应的备用电源进线开关在运行。

c. 厂用母线电压正常。

d. 同步检查继电器允许合闸。

e. 工作电源开关的合闸方式选用"自动"方式。

工作电源开关合上后，其常开辅助接点与开关的合闸脉冲扩展继电器的接点相串联接通备用电源进线开关的跳闸回路。这样，切换过去之后，原来供电的开关随即自动断开。

1.4.1.2 工作电源向备用电源的切换

切换过程与上述相似，也是在备用电源开关进线开关合上后自动断开工作电源进线开关

1.4.2 备用电源自动投入切换

自投的条件：

a. 发变组保护出口86-1、2、3X、4任一动作。

b. 启备变保护出口86-A、B均未动作。

c. 厂用中压母线电压正常并且同步检查继电器允许合闸。

以上条件满足时同时发出跳厂用电源进线开关和合备用电源进线开关命令。厂用电源能在最短的时间内完成切换。如同步检查继电器不允许合闸，只能等厂用电源母线电压下降到二次侧电压为19V以下，才允许厂用电源切换。这称为慢速切换，此时厂用辅机已全部被甩去。切换后能自动完成10kV变压器的送电，对处理事故是有帮助的。

1.5 500kV系统

发电机经主变压器升压后，由分裂架空导线接至500kVGIS开关站。500kV为112 接线方式。一期工程有三串，扩建工程增加两串。公用系统如母差保护等与一期合用。

2.整套启动试验方法的探讨

在北电二期工程中，针对如何安全、有效、经济地将机组启动起来，我们进行了不同的尝试。在三号机组中我们采用的是传统的试验方法。即在机组整套启动前的一段时间，利用系统运行机组先进行主变零升，然后整套启动时完成发电机启动并网两大步骤来完成投运前的各项试验项目。对四、五号机组整套启动时,我们则采用了利用本机进行零升试验和发电机启动并网试验的新方法。

2.1 新旧两种方法的比较

a. 传统的试验方法在进行主变零升试验时，必需借用系统机组来作为电源。#3机的主变零升试验，我们用北电#2机作零升电源。试验之前，电网为了空出零升通道，要进行必要的负荷转移和保护定值调整。新方法只在启动时，利用本机完成各项试验，涉及系统的操作不多，有利于系统的稳定。

b. 用传统方法，因试验需要停用运行机组，由此而造成发电量的减少并且要消耗大量的燃油以维持机组的空转。主变零升期间还要求全厂进行停电，这就不得不中断机组的分部试运行，并且还要将蓄电池充电器等重要负荷的电源更换。

c. 对于自并励发电机组在进行发电机的短路特性和空载特性试验时，必须有一个足够容量的他励电源。传统方法是将厂用电源通过工作电源进线开关和厂高变倒至励磁变高压侧。为了将发电机隔离出来，我们在汽机房的A排内侧处将发电机封母的升缩节拆开。此处空间狭小，升缩节的连接片数很多。虽然可以在启动前将其拆开，但是发电机

励磁系统试验结束后，将其复原需花5个多小时，给安装工人增加了劳动强度。采用新方法后，我们从厂用电源的10.5kV备用间隔拉一根10kV电缆直接至励磁变高压侧。相比较而言，拆励磁变高压侧的升缩节是容易的多了，只需花半个小时。

d. 传统方法可以较为系统完成新建机组发变组的保护、测量、控制回路、厂用电源系统、发电机电压回路的检查、校验工作；并且可在机组启动前及时发现一次设备的缺陷而且有足够的时间进行处理。

采用新方法时，需在机组启动前一定时间内完成：

⑴用外加一次电源（380V）三相短路法完成厂高变的电流保护校验。

⑵用自身环形供电法来完成厂用中压电源系统的校验和发电机电压回路的检查。

2.2 用本机零升进行整套启动试验新方法的实践

2.2.1技术准备工作

采用从厂用电源的10.5kV备用间隔拉一根10kV电缆直接至励磁变高压侧，将励磁变降压运行能否完成发电机短路、空载试验和500 kV母差保护的校验呢？根据#3机主变零升和机组启动试验的数据分析，励磁变只要能满足发电机短路试验时所需的容量即可。分析如下：

a. 励磁变参数

发电机励磁系统不同工况下的参数

b. 当励磁变高压侧电源从20KV降为10.5KV后，励磁变低压侧电压降为：

U低=10500×1170/20xx0=614.25V

c. 发电机的短路电流达到额定值21443A（二次侧4.29A）时的数据：

将磁场电流IF（直流）折算到交流侧为：If（交流）=3168×0.816=2585A

折算到励磁变高压侧为：IACH=2585×1170/20xx0=151A

因此选用10.5kV段备用开关柜能够满足励磁试验电源要求。

d. 降压后可控硅整流柜最大能输出的电压为（不考虑压降）：

UF =1.35Ucosαmin=1.35×614.25cos15°=801V >>271V

e. 发电机AVR装置的同步电压是取自发电机的PT二次电压，在进行短路和空载试验时不能用此电压。经仔细分析后，我们发现厂用10.5kV母线PT二次电压在相位和幅值上均满足要求。因此在试验时，将该电压引至AVR装置内并做好隔离措施即可。

2.2.2 方案编制

一个高质量的、切实可行的调试方案，既可以按既定的目标完成各个试验项目，又有助于试验人员在试验过程中思路清晰，更有助于安全措施的到位。

在二期工程中我们将经省电建总公司和华东总调批准的方案进行细化，使之更具有可操作性。首先是将主要的试验项目以流程图的形式加以简化，预计好各个试验项目需用的时间。并且注明在试验前安装部门按完成的短路点和断开点以及需做好的安全措施；对运行人员应摆好的一次系统状态。在试验过程中安装、运行部门应做好的准备工件等一一进行交待，使人看了一目了然。

因为从发电机短路试验开始到并网带负荷试验，整个过程需要50多个小时。连续作战使试验人员极度疲劳，为

了在试验过程中尽可能少计算数据、少翻图纸、少动脑筋，我们尝试了一种"傻瓜型"的操作方法，该方法中包含有做每项工作时应采取的临时措施和应投退的保护及应做好的安全措施。各项措施细化到各个保护屏的测量端子，并注有试验参考值。因此这种方法具有以下几个优点：

a.不会遗漏试验项目

在以往的试验过程中，经常有试验结束后发现漏测了一个数据或者漏做了一个小试验项目。现在，我们在试验开始前就按方案仔细编写了试验中应记录的每一个数据，其中只要有一个空格就表示试验没做完。

b.及时发现问题

由于每一个空格旁均有仔细计算过的参考数据，如果测到的数据与参考值相差太多，说明保护的接线可能有问题。这一点对于差动保护的校验尤为重要和方便。

c.降低劳动强度

以前试验人员经常一手拿着计算器，一手翻图纸，计算测到的数据是否正确，给调试人员带来了很多的工作量。而现在调试人员从繁琐的计算中解脱出来了，整套启动调试也不象以前那样费神费力了。

2.2.3方案的实施

编写了可操作性强的启动调试方案后，在实施过程中如何做好各个部门间的协调工作是顺利完成调试任务的前提。在二期工程的启动调试中，试运组委派了调试公司经理担任协调指挥。在进行试验前由指挥安排安装部门做好各项安措和临措并协调电厂运行人员完成一次设备的操作；满足试验条件后，由指挥发可以进行试验的命令；试验人员在试验过程中发现问题和一项试验结束后及时汇报指挥，这样整个启动试验就能有条不紊地进行，保证了安全。 下面将#5机组的电气整套启动试验项目和试验步骤列出，以供参考。

3．结束语

四、五号机组的电气整套试验的成功充分证实了新启动方法的优越性。与三号机组常规启动方法相比，虽然从整个启动试验耗时多了2个小时，但它省去了主变零升所需的22.5小时，简化了操作步骤，节约了能源，降低了整套启动试验成本，减少了劳动强度，提高了工作效率，经济效益十分可观。该方案同时获得了公司科技进步一等奖及省局科技进步奖，值得进一步推广应用。

 

第二篇：发电厂电气考试总结

1.1电力系统:由发电机 输配电线路 变配电所以及各种用户用电设备连接起来所构成的整体

1.2电力系统联网的优越性:

1.提高供电的可靠性;2.减少系统中总备用容量的比重;3.减少总用电负荷的峰值;4.可以安装高效率的大容量机组;5.可以水火互济节约能源改善电网调节性能;6.可以提高电能质量

1.3电能质量指标:1.频率 大50±0.2 小50±0.5 ;2.电压一般±5﹪ 35KV以上±5﹪;10KV以下±7﹪;低压照明－10﹪~+5﹪;3.波形:正弦波

1.4电压等级变化:a.线路额定电压Un=(Ua+Ub)/2;b.用电设备=Un;c.发电机=105﹪Un;

d.升压1.一次侧105﹪2.二次侧110﹪(105﹪);降压1.一次侧Un2.二次侧110﹪(105﹪).

括号内情况为:1.短线路2.Uk﹪＜7.5﹪3.电压等级很高

1.5中性点接地方式:a.直接接地方式b.不接地方式c.经消弧线圈接地方式

大接地系统(110kv以上):a.;小接地系统(3~35kv), 非故障相的相电压升高为√3:b c.

1.6常用过补偿:让电感电流大于电容电流

1.7低压380/220V三相四线系统,中性点也直接接地,但这是为了取得220V单相电压

3.1在相同截面积的条件下,扁矩形截面周长大,故导体截面形状宜采用扁矩形或槽型,以获得较大的散热表面积;母线平放时所受的电动力略大,但平放时母线对受力方向的抗弯强度却大为提高,因此还是三相水平布置且母线平放时动稳定性能较好

3.2ABC:黄绿红-作用:便于识别,加强散热,防腐蚀

4.1a电弧的产生:当QF的动静触头分开瞬间,会有热电子发射,强电场电子发射(最初产生电子的主要原因),这就产生高速运动的电子和正离子,而两者碰撞游离,介质被击穿,产生电弧同时产生高温,而高温会产生热游离从而维持着电弧

b去游离(灭弧产生的过程):去游离的主要方式是复合和扩散.电子和正离子在运动中相互吸引会发生复合,使弧隙间的自由电子减少.扩散使弧隙间的电子和离子减少有利于灭弧.

c灭弧原理:1.要熄灭电弧,就要减弱游离过程,加强去游离过程2. 弧隙间的电弧能否重燃取决于电流过零时,介质强度和弧隙电压恢复两者竞争的结果.如加强弧隙的去游离或降低弧隙电压的恢复速度,就可以促进电弧熄灭.

d灭弧方法:1.用液体或气体吹弧2.采用多断口熄弧3.利用真空灭弧4.利用特殊介质灭弧5.快速拉长电弧6.用特殊金属材料做触头

4.2a高压断路器分类:1.多油断路器2.少油断路器3.压缩空气断路器4.SF6断路器5.真空断路器 b断路器型号:S W 6-220 G 1000 S断路器名称:S少油 D多油 K空气 L(SF6) Z真空;W使用环境:N户内 W户外;6设计序号;220额定电压(kv);G改进型;1000额定电流(A)

c短路时间

1.短路计算时间(短路切除时间)tk=继电保护动作时间(主保护或后备保护)tp+断路器全分闸时间tb

2.断路器全分闸时间tb=固有分闸时间tg+灭弧时间(燃弧时间)th

3.断路器切断计算时间t1=主保护时间tp+断路器固有分闸时间tg

d隔离开关用途:1.隔离电压2.可接通或断开很小的电流3.可与断路器配合或单独完成倒闸操作 e断路器和隔离开关有什么区别?

1.断路器有灭弧装置，故断路器能够带负荷操作，不但能操作负荷电流，还能操作故障（短路）电流；断路器有良好的封装形式，故单纯观察断路器，不能直观地确定其是处在闭合或断开位置。

2.隔离开关没有灭弧装置，虽然规程规定其可以操作于负荷电流小于5A的场合，但其总体属于不能带负荷操作；但隔离开关结构简单，从外观上能一眼看出其运行状态，检修时有明显断开点。

3.断路器在使用中简称为“开关”，隔离开关在使用中简称为“刀闸”，二者常联合使用。

4.3a互感器作用:将一次系统的高电压 大电流转变成低电压 小电流,供测量 监视 控制 继电保护使用.

b为什么电流互感器二次侧接近短路:1.理想情况下I1不变时I2也不变,但实际上当I1不变时I2随二次负荷阻抗的增大而减小,因而使励磁电流I0增大,误差也随之增大.当二次侧阻抗超过其允许值时,互感器的准确级就降低了2.电流互感器正常运行时基本处于短路状态,其二次绕组绝对不允许开路运行.否则二次侧电流为零,一次测电流全部转化为激磁电流,导致铁心饱和,其磁通变为平顶波,则二次

绕组中感应电势很高(波形为很尖的尖顶波),二次端子出将出现很高电压,危及设备和人身安全. c电压互感器型号:JSJW-10,10/0.1(0.1/3)KV,0.5:油侵三相五柱三绕组电压互感器;JDJ-10: 油侵单相电压互感器;JDZ-10:环氧树脂浇注单相电压互感器

d正常时开口三角形绕组两端电压为零,如果系统中发生一相完全接地,开口三角形绕组两端出现100V电压

4.4电压互感器的有关问题

1.大接地系统(≥110kv)

a测相对地电压-一台单相

b测线和相电压,监视电网绝缘-三台单相三绕组Y0/Y0/【(100v)

2.小接地系统(≤35kv)

a测量某一线电压-一台单相

b测三个线电压-两台单相接成不完全△即V-V接线(≤20kv)

c测相和线电压,监视电网绝缘-一台三相五柱式OR三台单相三绕组Y0/Y0/【(100/3v)

3. 三相五柱式Y0/Y0/【

a一次绕组(Y0中性点接地)

b基本二次绕组(Y0中性点接地,测相或线电压)

c附加二次绕组(【开口△供绝缘监视 仪表和继电器使用)

4. 三台单相三绕组Y0/Y0/【

a一次绕组(Y0中性点接地)

b基本二次绕组(Y0中性点接地,测相或线电压)

c附加二次绕组(【开口△供中性点不接地电网的绝缘监视 仪表和继电器使用OR供中性点直接接地系统的接地保护

4.5a限流电抗器串联在电路;限流对象和范围:1.出线电抗器:3﹪~6﹪;2.母线分段电抗器:8﹪~12﹪ b限流电抗器型号:NKL10OR6(额定电压kv)-20xx(额定电流A)-10额定电抗百分数:是以本身额定电压和额定电流作为基值的标幺值

5.1电气主接线的基本要求:可靠性 灵活性 经济性

5.2内桥接线:桥设在靠近变压器一侧,另外两台断路器则接在线路上.当输电线路较长,故障机会较多,而变压器又不需经常切换时使用;外桥接线: 桥设在靠近线路一侧.若线路较短,且变压器又因经济运行的要求在负荷小时需使一台主变退出运行,或系统在本站高压侧有穿越功率时使用.

5.3a主变压器:发电厂中用来向电力系统或用户输送电能的变压器;

联络变压器:用于沟通两个升高电压等级并可相互交换功率的变压器;

厂用变压器:只供发电厂本身用电的变压器.

b主变形式的选择:

1.三相 单相2.双绕组 三绕组 多绕组3.普通型 自耦型4.无载调压 有载调压5.自然风冷 强迫风冷 强迫油循环水冷却 强迫油循环风冷却 强迫油循环导向冷却

5.4a为什么存在Δ绕组:1.有Δ绕组后,三次谐波电流仅在Δ绕组内部循环流通,而不流到线路上,就不会干扰通信线路了2.在Δ绕组内部流通的三次谐波电流对主磁通的三次谐波分量产生强烈的去磁作用,从而使主磁通和各相电压波形为正弦波,不致引起附加铁损而降低效率引起局部过热.

b无Δ绕组怎样解决问题:1.全星形变压器高中压绕组均为星形中性点直接接地,可让三次谐波电流流通,从而使变压器主磁通保持正弦波2.可增大系统的零序阻抗以减少日益增大的单相短路电流

5.5自耦变压器与普通变压器不同之处是:

1、其一次侧与二次侧不仅有磁的联系,而且有电的联系,而普通变压器仅是磁的联系。

2、电源通过变压器的容量是由两个部分组成:即一次绕组与公用绕组之间电磁感应功率,和一次绕组直接传导的传导功率。

3、由于自耦变绕组是由一次绕组和公用绕组两部分组成,一次绕组的匝数较普通变压器一次绕组匝数和高度及公用绕组电流及产生的漏抗都相应减少,自耦变的短路电抗X自是普通变压器的短路电抗X普的(1-1/k)倍,k为变压器变比。

4、若自耦变压器设有第三绕组,其第三绕组将占用公用绕组容量,影响自耦变运行方式和交换容量。

5、由于自耦变压器中性点必须接地,使继电保护的定植整定和配置复杂化。

6、自耦变压器体积小,重量轻,便于运输,造价低。

5.6a断路器QF和隔离开关QS配合

1.送电时,先合QS,先下后上,再合QF

2.断电时,先断QF,再断QS,先上后下

3.倒闸操作:对于QF,QS应先合后断,严禁带负荷拉刀闸;QS可在等电位下单独操作

b分析主接线

1.单母线带旁路母线接线(旁母作用:不停电地检修任一台出线断路器)

正常工作时:专用旁路断路器及其两侧的隔离开关断开,每一回出线与旁路母线相连的旁路隔离开关也全部断开,旁路母线处于无电状态

任务:检修某一回出线L4的断路器QF1;步骤:

a使旁路断路器QF的保护整定值调整到与QF1相同

b合上QF两侧的隔离开关QF5,QF4

c合QF,对旁路母线充电检查

d如充电正常,合该出线的旁路隔离开关QS

e断QF1

f断QF1两侧的隔离开关QS1,QS2

g在QF1两侧安全接地

2.单母线分段兼旁路的接线

正常工作时:QF上面QS3(左) QS4(右),分段隔离开关QS5及所有出线旁路隔离开关QS断开;其余闭合

任务:检修某一回出线L3的断路器QF1;步骤:

a合QF5使工作母线A(左下)B(右下)处于并联运行状态

b断QF,QS1(左下) QS2(右下)

c将QF的保护整定值调整到与QF1相同

d合QS1 QS4,再合QF,对工作母线D(右上)充电检查

e若D正常合QS

f断QF1及两侧的隔离开关QS7(上),QS6(下)

g在QF1两侧安全接地

3.双母线接线

正常工作时:工作母线带电,备用母线不带电,所有工作母线隔离开关闭合,备用母线隔离开关断开,母联断路器QF也断开(相当于单母线运行)

任务:检修某一母线;步骤:

a合上QF两侧隔离开关

b合上QF给备用母线充电

c此时两母线等电位,根据先通后断,先合上备用母线隔离开关,再断开其工作母线隔离开关直到所有线路均以倒闸完毕

d断开QF,拉开其两侧隔离开关

e将工作母线安全接地开始检修

4.3/2断路器接线:每两回进出线占用3台断路器构成一串接在两组母线之间

6.1厂用电率:厂用电耗电量占同一时期发电厂全部发电量的百分数

6.2厂用电负荷的分类: Ⅰ类负荷 Ⅱ类负荷 Ⅲ类负荷 事故保安负荷 不间断供电负荷

6.3厂用电系统的电压等级:高压3kv 6kv 10kv低压380/220v

6.4厂用备用电源:

明备用:装设专门的备用变压器,平时不工作或仅带很小负荷,一旦某一工作电源失去后该备用变压器自动代替原来的工作电源;

暗备用:不设专门的备用变压器,而是两个常用工作变压器容量选大一些互为备用

7.1a外部过电压雷电对发电厂的危害类型:直击雷 感应雷 雷电侵入波

b内部过电压形式:工频过电压 操作过电压 谐振过电压

计算公式

标幺制:

Sb=√3UbIb……Zb=UbUb/Sb

Ub=√3IbZb……Yb=Sb/UbUb

Zb=1/Yb……Ib=Sb/√3Ub

Z=Z＇k^,

Y=Y＇/k^,

U=U＇k,

I=I＇/k

Z﹡=ZSb/Ub^,

Y﹡=YUb^/Sb,

U﹡=U/Ub,

T﹡=I√3Ub/Sb

∨SB UB

则IB=SB/√3UB,ZB=UB/√3IB=UB2/SB

发电机X﹡(B)= X﹡(N) ˙(SB/SN) ˙(UN/UB)2

变压器XT﹡(B)= Us(％)/100˙(SB/SN) ˙(UN/UB)2

电抗器XR﹡(B)= UR(％)/100˙(IB/IN) ˙(UN/UB)

OR XR﹡(B)= UR(％)/100˙(UN /√3IN) ˙(SB/ UB2)

线路X﹡(B)=L˙X˙SB/UB2

○Y形电阻R1=Δ相邻电阻乘积/Y电阻之和=R12R13/(R12+R23+R31)

Δ形电阻R12=Y电阻两乘积之和/Y不相邻电阻=(R1R2+R2R3+R3R1)/R3

○3-3.15 6-6.3 10-10.5 20-21 35-37 110-115 220-230 330-345 500-525

四.

选某发电机10kv电压母线上的出线电抗器,要求装设出线电抗器后可采用SN10-10I型断路器,额定开断电流Inbr=16KA..已知线路上最大持续工作电流为Igmax=350A,cosφ=0.8.系统火电厂总容量300MVA,归算到电抗器前的系统总电抗为0.378,出线上继电保护动作时间为tp=2s,断路器全开断时间tb=0.1s

解:取基准值Sd=100MVA,Ud=Uav=10.5kv.

Id=Ud/(√3Ud)=5500A,tk=tp+tb=2+0.1=2.1(s) ＞1s

系统归算后的电抗:X﹡Σ=0.378˙100/300=0.126;

XL﹪》(Id/Inbr―X﹡Σ)IN˙Ud/(Id˙UN) ˙100﹪

=(5.5/16―0.126) ˙400˙10500/(5500˙10000) ˙100﹪

=1.663

初选NKL-10-400-4型断路器

X﹡L=XL﹪˙Id˙UN/(IN˙Ud)=0.04˙5500˙10000/(400˙10500)=0.524

则系统至短路点间的直连电抗:0.126+0.524=0.65;

计算电抗:Xca=0.65˙300/100=1.95＜3

I”=0.526˙300/(√3˙10.5)=8.677(kA)

I1.05=I2.1=0.535˙300/(√3˙10.5)=8.825(kA)

因tk=2.1s＞1s

故可不计非周期分量的发热影响

Qk=tk(I”2+10 I21.05+ I22.1)/12

=2.1˙(8.6772+10˙8.8252+8.8252)/12

=163.1(KA2˙S) ≤22.22(KA2˙S)满足热稳定

Ish=√2˙1.8˙8.677=22.07KA＜25.5KA满足动稳定

电压损失:

ΔU﹪= XL﹪˙Igmax˙sinφ˙100﹪/Id

=4﹪˙350˙0.6/400=2.1﹪＜5﹪

母线残压:

ΔUre﹪= XL﹪˙I” ˙100﹪/IN

=4﹪˙8677/400=86.77﹪＞70﹪

故选用NKL-10-400-4型断路器符合要求

五.

某热电厂装机2×25MW,cosφ=0.8,近区负荷ΣSmin=20MVA, ΣSmax=25MVA,

厂用电率Kp=Sca cosφ˙100﹪/PN=10﹪.

解:1.单元接线的主变压器选择

ST1=100×1.2=120×1.2=120MVA或

(100/0.8－100/0.8×10﹪)×1.1=123.75MVA

2.接于发电机电压母线的主变压器选择

1)2×25/0.8－20－2×25×10﹪/0.8=36.25MVA

2)25+2×25×10﹪/0.8－25/0.8=0

3)25+2×25×10﹪/0.8=31.25MVA

4) 1)×70﹪=25.4MVA

考虑到T的过载能力

ST2=25.4/1.3=19.52MVA

综上:ST2=ST3=20MVA

(S→I↑→温度↑→绝缘机械↓,过载系数1.3~2,)

三.

选择发电机出口母线及其支柱绝缘子和穿墙套管.已知发电机UN=10.5kv,IN=1500A,Tmax=3200h. I”=28kA,I0.15=22KA,I0.3=20KA.tp=0.1s,tb=0.2s.三相母线水平放置,绝缘子跨距L=1.2m,相间距a=0.7m,周围环境温度θ0=28℃.

解:1.发电机出口母线选择

按经济电流密度选择母线截面.据Tmax=3200h,查图得J=1.06A/mm2,求母线经济截面:

Se=IN/J=1500/1.06=1415 mm2

查有关手册,选截面为2×(80×8)=1280 mm2的矩形母线.

按导体平放,其Ial=1946A,Kf=1.27,ri=2.312cm,计及温度修正

Kθ=√(θal－θ0)/(θal－θN)= √(70－28)/(70－25)=0.966,KθIal=0.966×1946=1880A Igmax=1.05IN=1.05×1500=1575A

显然Igmax=1575A＜1880A,可满足正常发热要求

2.校验母线热稳定:tk=tp+tb=0.1+0.2=0.3s

周期电流热效应

Qp=(282+10×222+202) ×0.3=150.6KA2˙s

因tk＜1s,应计算非周期电流热效应.tk=0.3s＞0.1s,得Ta=0.2s,非周期电流热效应为Qnp=TaI”2=0.2×282=156.8 KA2˙s

短路全电流热效应Qk=Qp+Qnp=150.6+150.8=307.4 KA2˙s

短路前母线工作温度θw=θ0+(θal－θ0)(I/Ial)2=28+(1500/1880)2=55℃

查表得C=93,满足热稳定要求的母线最小截面

Smin=(√QkKf)/C =(√307.4×1000000×1.27)/93=212.5 mm2

S=1280 mm2》212.5 mm2,满足热稳定要求

校验母线动稳定

f0=112×riε/L2=112×2.312×1.55×10000/1202=278Hz

因f0=278＞155Hz,故β=1,可不考虑母线共振问题

Ish=2.55I”=2.55×28=71.4KA

母线截面系数

母线两-三片平放0.333bh2-0.5bh2竖放1.44b0.333b2h-3.3 b2h W=0.333bh2=0.333×0.008×0.082=17.05×10(-6)m(3)

作用在母线上最大电动力及相间应力

fφ=0.173i2sh/a=0.173×71.42/0.7=1260N/m

σφ=M/W= fφL2/10W=1260×1.22/10×17.05×10(-6)=10.6×10(6)(Pa) 由b/h=8/80=0.1,a-b/b+h=2b-b/b+h=8/8+80=0.09

查图得K=0.4,每相两条之间电动力

fs=2.5×10(-2)Ki2sh/b=2.5×10(-2)×0.4×71.42/0.008=6372.45(N/m) (三条fs=8×10(-3)(K12+K13)i2sh/b)

母线条衬垫间的临界距离

Lcr=λb4√h/fs=1003×0.008×4√0.08/6372.45=0.48m

条间衬垫间的最大跨距为

σsmax=σal-σφ=70×10(6)-10.6×10(6)=59.4×10(6)pa

Lsmax=b√2hσsmax/fs=0.008×√2×0.08×59.4×10(6)/63772.45=0.31m 每跨绝缘子间设三个衬垫,即

Ls=L/4=1.2/4=0.3m

可见Ls=0.3m＜0.31m＜0.48m,能够满足动稳定及母线条间不相碰的要求