葛洲坝电厂调研报告

时间：2020-11-08 10:43:39 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人

相关热词搜索：葛洲坝 电厂 调研报告

　寒假社会实践结项材料

　 《葛洲坝电厂调研报告》

　 学

　院 _

　 _

　 电子信息工程学院 _

　 _ ____

　专

　业 __

　__ 电气工程及其自动化

　 年级班别 _

　_

　9 19 电工专升本班

　_ __ _

　学

　号

　 ______ 2019201020101

　_ _ ___________

　学生姓名 ________ 董若澜

　_

　 _

　 ________ __

　2020 年 9 月 24 日

　 JINGCHU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

　 目

　录 （二江电厂电气一次部分）

　........................................................................................................................... 4 一、220kV 开关站的接线方式及有关配置 .................................................................................................... 4 （一）接线方式 ....................................................................................................................................... 4 （二）接线特点 ....................................................................................................................................... 5 （三）开关站的主要配置 ....................................................................................................................... 5 二、发电机与主变压器连接方式、机组及主变压器型号与参数 ............................................................... 6 （一）发电机与主变压器连接方式 ....................................................................................................... 6 （二）主变压器型号与参数 ................................................................................................................... 6 三、厂用 6kV 系统与发电机组的配接方式 ................................................................................................... 7 （一）采用分支接线方式 ....................................................................................................................... 7 四、厂用 6kV 系统的接线方式及有关配置 ................................................................................................... 8 （一）厂用 6kV 系统的接线方式 ........................................................................................................... 8 （二）有关配置 ....................................................................................................................................... 9 五、厂用 400V 系统的配置与接线方式 ........................................................................................................ 9 （一）厂用 400V 系统的配置 ................................................................................................................ 9 六、发电机中性点的接地方式 ..................................................................................................................... 11 （一）分别在主变压器高、低压侧装设避雷器，防大气（雷击）过电压 ..................................... 12 （二）在主变压器中性点装设避雷器与放电保护间隙 ..................................................................... 12 八、调研实地图 ............................................................................................................................................. 13 （一）二江电厂 220kV 开关站（变电站）

　......................................................................................... 13 （二）500kV 开关站 4 断口断路器 ...................................................................................................... 13 （三）二江电厂厂房及尾水平台 ......................................................................................................... 14 （四）二江电厂厂房及发电机组 ......................................................................................................... 14 （五）葛洲坝水利枢纽大坝夜景 ......................................................................................................... 15 （六）发电机转子(1100t) ..................................................................................................................... 15 （七）840MVA 主变压器 ...................................................................................................................... 16 （八）发电机定子 ................................................................................................................................. 16 （九）500kV 变电站 GIS 装置 .............................................................................................................. 17 （十）500kV 线路首端并联电抗器 ...................................................................................................... 17 （十一）水轮机压油装置 ..................................................................................................................... 18 （十二）水轮机导叶 ............................................................................................................................. 18 （十三）施工图 ..................................................................................................................................... 19

　葛洲坝电厂调研报告

　 学

　生：董若澜 荆楚理工学院

　摘

　要：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，我们称为二次设备(例如：继电保护装置、励磁调节系统、断路器操作系统、电气仪表等）。一次、二次设备互相配合，保证电力生产与输送安全可靠进行。毫不例外，葛洲坝电厂的电气设备也包括了一次、二次设备两大部分，调研主要研究葛洲坝电厂电气一次部分。本专业为电气工程及其自动化，此行调研目的便是更加深入了解本专业，为毕业设计、就业奠定了基础。

　关键词 ：

　一次部分 ； 发电机 ； 主变压器

　 前言

　电能作为国民经济各个领域的基础能源，在社会发展中起着举足轻重的作用，由于电能具有转化容易、便于输配、使用便利等优点，在工农业生产，企业高校、国防建设、通信传播等方面都有着及其广泛的应用。电力系统是由发电站、变电所、输电线、配电网以及用户所组成的发、供、用电的一个整体。在电力系统中，由发电机产生电能，为了把电能输送到较远的用电地区，通常先将发电厂的用电通过升压变压器升高电压，然后输电线路送到用电地区。在各用电区再经过降压变压器把电压逐级降低后，最后给我们的日常工业、企业、高校和居民等用电设备工作。

　在整个电力系统中，电压和频率是衡量电能质量的两个基本参数。电气设备应在其额定电压和额定频率下工作，在电力系统的电压等级划分中分为高电压和低电压。按电力行业的标准的规定，低电压指设备的对地电压在 250V 及 250V 以下的电压；高电压指设备对地电压在 250V 以上的电压。不同等级的电压有着不同的使用范围，220kV 及 220kV以上的电压，一般为输电电压，完成电能的远距离传输。110kV 及 110kV 以下的电压，为配电电压，完成对配电电能进行降压处理并一定的方式分配给电能用户。其中 35 至110kV 配电网为高压配电网，6 至 35kV 配电网为中压配电网，1kV 以下为低压配电网。

　（二江电厂电气一次部分）

　一、220kV 开关站的接线方式及有关配置 （一）

　接线方式

　接线方式为双母线带旁路，旁路母线分段 1. 母线的功能 汇聚与分配电能（电流）。

　母线：进、出线所连接的公共导体（结点）。

　2. 断路器（开关）作用 （1）正常情况下用于接通或断开电路； （2）故障或事故情况下用于切断短路电流。

　3. 隔离开关（刀闸）作用 （1）设备检修情况下，将检修部分与导电部分隔开一个足够大的（明显可见的）安全距离，保证检修的安全； （2）正常情况下，配合断路器进行电路倒换操作； （3）电压等级较低、容量较小的空载变压器及电压互感器用隔离开关直接投切。

　4. 旁路母线与旁路断路器的作用 检修任一进线或出线断路器时，使对应的进线或出线不停电。（检修任一进线或出线断路器时，用旁路断路器代替被检修断路器，并由旁路母线与有关隔离开关构成对应进线或出线的电流通路。)

　（二）

　接线特点

　接线特点为旁路母线分段。

　双母线带旁路在电力系统的发电厂、变电所的一次接线中应用很普遍，但旁路母线分段却不多见，教科书也很少介绍，这是二江电厂 220kV 开关站接线方式的一个特点。将旁路母线分段并在每个分段上各设置一台断路器的原因是母线上的进、出线回数多，且均是重要电源或重要线路，有可能出现有其中两台断路器需要同时检修而对应的进、出线不能停电的情况，在这种情况发生时旁路母线分段运行、旁路断路器分别代替所要检修的两台断路器工作，保证了发供电的可靠性。同时两台旁路断路器也不可能总是处于完好状态，也需要检修与维护，当其中一台检修例一台处于备用状态，这样可靠性比旁路母线不分段、仅设置一台旁路断路器高。

　（三）开关站的主要配置

　1. 出线与进线 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； 上述各线路各设置断路器一台、加上母联及 2 台旁路断路器，共 19 台断路器。

　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（CVT）及避雷器（ZnO）一组。

　2. 断路器型号及几个重要参数（ABB SF6 ）

　型号：ELFSP4－1 （单断口）

　额定工作电流：Ie=4000A; 额定开断电流：Ie.dk=50(63)kA; 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：<20mS； 燃弧时间：<25mS； 全分闸时间：<50mS； 切断负荷工作电流次数（<=4000A）：>5000 次； 切断短路电流次数（<=50kA 或 63kA）：>30 次； 合闸时间：<60mS； 3. 开关站布置型式

　分相中型单列布置。（户外式）

　目前世界电力技术发展动态：取消旁路母线及旁路断路器。

　二、发电机与主变压器连接方式、机组及主变压器型号与参数 （ 一 ）发电机与主变压器连接方式

　采用单元接线方式。

　 （ 二 ）机组及主变压器型号与参数

　（1 ）

　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/min

　62.5r/min

　 飞逸转速

　120/min 140/min

　额定水头

　18.6m 18.6m

　最大水头 23m 27m

　额定流量

　1130 立方米/s 825 立方米/s

　叶片数量

　4 5

　叶片重量

　40t 22.5t

　转轮直径

　1130cm 1020cm

　制造厂家

　东方电机厂 哈尔滨电机厂

　（2 ）

　发电机 机组编号

　1-2#

　3-7#

　 型号

　TS1760/200-110

　SF125-96/15600

　 额定功率

　170MW 125MW

　额定电压

　13.8kV 13.8kV

　额定电流

　8125A 5980A

　额定功率因数 0.875(L) 0.875(L)

　定子接法

　5Y 3Y

　额定转子电压

　494V 483V

　 额定转子电流

　2077A 1653A

　磁极对数

　55 48

　制造厂家

　东方电机厂 哈尔滨电机厂

　（3 ）

　主变压器 编号

　1 －2 ＃

　 3 －7 ＃ 型号

　SSP3-200000/220

　SSP3-150000/220

　额定容量

　200MVA 150MVA 额定电压 242±2×2.5%/13.8

　242±2×2.5%/13.8

　连接组号

　Yo/ △-11

　Yo/ △-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

　 三、厂用 6kV 系统与发电机组的配接方式 （一）采用分支接线方式

　 分支接线是机组与主变压器采用单元接线或扩大单元接线方式下获得厂用电的一种常用方法。在有厂用分支的情况下，为保证对厂用分支供电可靠性，必须作到：

　（1）发电机出口母线上设置隔离开关； （2）隔离开关安装位置应正确。

　葛洲坝二江电厂的厂用分支就是按照上述原则进行配置的，因此，具有所要求的可靠性。（葛洲坝电厂将该分支上的降压变压器称为“ 公用变压器”）。

　 公用变压器的型号与参数（21B 、24B ）

　型号

　S7 －6000/13.8

　额定容量

　6MVA

　额定电压 13 ．8±5%/6.3

　连接组号

　Y/Y-12

　短路电压百分数

　5.65 ％

　冷却方式

　自然油循环风冷

　制造厂家

　衡阳变压器厂

　使用环境

　户外式

　 为提高对厂用分支供电的可靠性，在 3F－6F 出口母线上加装了出口断路器。这样当机组故障时出口断路器跳闸切除故障，主变压器高压断路器不再分闸，不会出现机组故障对应 6kV 分段短时停电情况。

　3F －6F 出口断路器型号参数（ABB) 型号 HECI-3-R 额定工作电流 9000A 额定开断电流 100kA 动稳定电流 300kA 热稳定电流 100kA ,1S 全分闸时间  60mS 合闸时间   48mS 最大运行电压 24kV 四、厂用 6kV 系统的接线方式及有关配置 （一）厂用 V 6kV 系统的接线方式

　采用单母线分段方式（见图 2）。

　二江电厂厂用 6kV 母线共 4

　段，各段编号分别为 3、4、5、6，与各自供电变压器（公用变压器）所连接的发电机编号对应。

　（二 ）有关配置

　单母线分段方式用作厂用电接线，基本是一种固定模式。

　因为厂用电电压等级相对较低、送电距离很近、输送容量小，单母线分段接线结构简单、操作方便、同时也具备良好经济性，所以只要不设置机压母 线的电厂，几乎都采用该接线方式。对发电厂来讲，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：

　1. 电源配置原则 各分段的电源必须相互独立，且获得电源方向不得单一。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。

　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），为了达到互为备用的目的，采用的具体技术措施是：

　①分别在 3 段与 4 段、5 段与 6 段的分段断路器控制与操作系统设置 BZT 功能。

　（BZT—备用电源自动投入装置）

　②21B 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。

　五、厂用 400V 系统的配置与接线方式 （一 ）厂用 V 400V 系统的配置

　（1）设置 400V 配电室（1P、2P、3P）； （2）设置发电机机旁动力盘（11P－17P）； （3）设置 220kV 开关站 31P 配电室；

　（4）设置 41P 配电室。

　（二）V 400V 系统接线方式

　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。

　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 每台机组均设置机旁动力盘使得各台机组厂用动力系统供电单元化，操作近地化。这样可以使厂用动力系统与机组检修、维护一同进行，不会因动力系统的检修、维护影响机组正常运行，同时各机组动力系统故障时不会相互影响，最大限度保证了机组厂用动力系统工作可靠性。因此该配置方式成为大型发电厂机组动力供电方式的首选。

　 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。

　六、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。

　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，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。

　七、主变压器绝缘防护措施 （一）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。

　（二）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）。

　参考文献：

　[1]电力设计手册.中国电力出版社中国电力工程顾问集团有限公司.2017 年 09 月.

　八、调研实地图 （一）

　二江电厂 V 220kV 开关站（变电站）

　 （二）V 500kV 开关站 4 4 断口断路器

　（三）

　二江电厂厂房及尾水平台

　 （四）

　二江电厂厂房及发电机组

　（五）

　葛洲坝水利枢纽大坝夜景

　 （六）

　发电机转子 (1100t) )

　（七）A 840MVA 主变压器

　（八）

　发电机定子

　（九）V 500kV 变电站 S GIS 装置

　 （十）V 500kV 线路首端并联电抗器

　（十一）

　水轮机压油装置

　 （十二）

　水轮机导叶

　（十三）

　施工图