燃机电厂发变组主接线及其保护配置的特点

发电厂的电器主接线的方式及优缺点一、主接线的分类：根据是否采用母线作为中间环节1、有汇流母线的接线方式单母线接线，双母线接线2、无汇流母线的接线方式桥形接线，角形接线，单元接线（一）有汇流母线的接线方式A、单母线接线优点：接线简单，操作方便，设备少，经济性好，扩建方便。

缺点：可靠性差，母线或者母线隔离开关故障、检修时，所有回路都要停止工作，造成蜷缩长期停电。

调度不方便，电源只能并列运行，不能分列运行，线路测放生短路有恒大的短路电流。

1）单母线分段接线一段母线发生故障时，非故障段母线不间断供电；2）单母线分段带旁路接线旁路母线和旁路断路器的作用：不停电检修线路断路器B、双母线接线每回线路都经一台断路器和两组隔离开关分别与两组母线连接，母线之间通过母线联络断路器QF(简称母联)连接。

优点：可靠性高，灵活性好，扩建性好优缺点：供电可靠，调度灵活，扩建方便；检修母线可以不停电；可用母线连断路器代替线路断路器工作1）双母线分段接线母线分段可减少母线故障时的停电范围；检修断路器无须停电。

2）双母线带旁路接线优缺点（1）、供电可靠、灵活、操作简单；（2）、检修任一断路器均无需停电；（3）、投资大、控制保护复杂。

（二）无汇流母线的接线方式A、多角形接线特点：1、把各个断路器互相连接起来，形成闭合的单环性接线。

2、每个回路都经过两台断路器接入电路中，从而达到双重连接的目的优点：1、较高的可靠性 2、断路器配置合理 3、隔离开关只作为检修时隔离电压之用，减少了停电事故 4占地面积小 5进出线的回路数受限制；配电装置不易扩建缺点：1、要对进出线的回路数进行限制 2、在闭环和开环两种情况下，流过个开关电气的工作电流差别较大，给选择电器带来困难，给继电保护整定和控制回路复杂化 3、配电装置不易扩建 4、以采用三、五角形接线为宜B、桥形接线1）内桥接线适用于输电线路较长、故障机会较多，而变压器又不需要经常切换的中小容量的发电厂和变电所中3）外桥接线适用于线路较短，检修、操作及故障机会较多，而变压器按经济运行的要求需要经常切换的场合C、单元接线优点：接线简单清晰、设备投资少，简化发电厂电气主接线压缩了占地面积。

保护总体方案设计思想
• 总体方案为双主双后，即双套主保护、双套后备保护、双套异常 运行保护的配置方案。其思想是将一个发变组单元的全套电量保 护集成在一套装置中，主保护和后备保护共用一组。
• 对于一个发变组单元，配置两套完整的电气量保护，每套保护装 置采用不同组，均有独立的出口跳闸回路。
• 非电量保护出口跳闸回路完全独立，和操作回路独立组屏。
电压互感器配置说明
• 两套电量保护尽量采用不同的电压互感器或互相 独立的绕组
• 对于零序电压，一般没有两个绕组，可并联接入 两套保护装置
• －保护装置主保护和部分后备保护介绍
发电机差动保护现状
• 大型发电机造价昂贵，内部故障造成的损失巨大，内部相间故障 由于故障点电势可能较低，故障时受过渡电阻影响较大，如何采 用新原理，不受过渡电阻影响，提高内部故障时保护灵敏度已成 为重要课题。
双主双后的优点
• 运行方便，安全可靠； • 设计简洁，二次回路清晰，由于主后共用一组，
总数没有增加或有所下降； • 整定、调试和维护方便。
二、的配屏方案
• 适用于大型发电机保护，主接线方式：发电机容 量 及以上、一台励磁变或励磁机。
• 适用于大型变压器保护，主接线方式：两圈主变 （或出线）、一台高厂变（两圈变）。
• 可通过整定值选择采用方向阻抗圆、偏移阻抗圆或全阻 抗圆。当某段阻抗反向定值整定为零时，选择方向阻抗 圆；当某段阻抗正向定值大于反向定值时，选择偏移阻 抗圆；当某段阻抗正向定值与反向定值整定为相等时， 选择全阻抗圆。阻抗元件灵敏角 ° ，阻抗保护的方向 指向由整定值整定实现，一般正方向指向发电机外。
失步保护功能
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第二章各种类型发电厂和变电所主接线的特点由于发电厂的类型、容量、地理位置以及在电力系统中的地位、作用、馈线数目、输电距离的远近以及自动化程度等因素，对不同发电厂或变电所的要求各不相同，所采用的主接线形式也就各异。

下面仅对不同类型发电厂的主接线特点作一介绍。

一、火力发电厂电气主接线火力发电厂的能源主要是以煤炭作为燃料，所生产的电能除直接供地方负荷使用外，都以升高电压送往电力系统。

因此，厂址的决定，应从以下两方面考虑：其一，为了减少燃料的运输，发电厂要建在动力资源较丰富的地方，如煤矿附近的矿口电厂。

这种矿口电厂通常装机容量大，设备年利用小时数高，主要用作发电，多为凝汽式火电厂，在电力系统中地位和作用都较为重要，其电能主要以升高电压送往系统。

其二，为了减少电能输送损耗，发电厂建设在城市附近或工业负荷中心。

电能大部分都用发电机电压直接馈送给地方用户，只将剩余的电能以升高电压送往电力系统。

这种靠近城市和工业中心的发电厂，多为热电厂，它不仅生产电能还兼供热能，为工业和民用提供蒸汽和热水形成热力网，可提高发电厂的热效率。

由于受供热距离的限制，一般热电厂的单机容量多为中、小型机组。

无论是凝汽式火电厂或热电厂，它们的电气主接线应包括发电机电压接线形式及1～2级升高电压级接线形式的完整接线，且与系统相连接。

当发电厂机端负荷比重较大，出线回路数又多时，发电机电压接线一般均采用有母线的接线形式。

实践中通常当发电机容量在6MW以下时，多采用单母线；在12MW及以上时，可采用双母线或单母线分段；当容量大于25MW以上时，可采用双母线分段接线，并在母线分段处及电缆馈线上安装母线电抗器和出线电抗器限制短路电流，以便能选择轻型断路器；在满足地方负荷供电的前提下，对100MW及以上的发电机组，多采用单元接线形式或扩大单元接线直接升高电压。

这样，不仅可以节省设备，简化接线，便于运行，且能减少短路电流。

特别当发电机容量较大，又采用双绕组变压器构成单元接线时，还可省去发电机出口断路器。

自耦变压器当变差保护灵敏度不满足要求时，配置零序 差动保护或分侧差动保护，瞬时动作于全停。 1.7、厂变低压侧限时速断过流保护
厂变低压侧母线短路的主保护，短延时动作于全停，也 可作为小机组或小变压器绕组短路的主保护。
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二、保护配置
1.8、变压器瓦斯/压力释放保护 变压器内部绕组各种短路故障的非电量主保护，是第二
变压器接地运行的Yn侧引线或相邻元件线路接地短路故 障的后备保护，第一时限动作于缩小故障范围跳母联断路 器，第二时限动作于全停或程序跳闸；根据系统要求也可 反时限动作于全停或程序跳闸。
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二、保护配置
2.6、间隙零序保护 作为不接地运行变压器Yn侧接地短路的后备保护，由间
防止频率升高或下降后机组运行在汽轮机叶片谐振点上 断裂的保护，延时动作于信号，频率异常发生时间累加延 时动作于程序跳闸。 3.5、误上电（突加电压）保护
发电机停机盘车状态或并网前断路器误合闸以及并 网非同期合闸的保护，瞬时动作于停机；正常运行时保 护自动退出运行。
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一、主接线
4、扩大单元接线
二、保护配置
保护配置配置原则： 1、遵循法规《继电保护和安全自动装置技术规程》及设
备主接线的要求； 2、强化主保护简化后备保护。
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二、保护配置
1、主保护 1.1、发电机差动保护
定子绕组及引线相间短路保护，瞬时动作于停机. 1.2、发电机匝间保护
定子绕组匝间短路或定子开焊事故保护，瞬时动作于停机。 A、单元件横差保护 发电机中性点侧有六个或四个引出端子的机组应优先考虑装设 单元件横差保护。 B、故障分量负序功率方向匝间保护 电流取自中性点侧时，只能反应绕组匝间短路和机端开焊事故 电流取自机端时，不仅能反应绕组匝间短路和机端开焊事故， 也能反应绕组相间短路，成为第二套不同判据的相间短路主保护

燃机电厂电气设计特点东北电力设计院马晓静【内容提要】当今燃气—蒸汽联合循环电厂的应用正在世界各地迅速发展。

本文根据燃机电厂的特点，在对燃机电厂电气方面的特殊性进行探讨的基础上，提出电气设计的特点。

燃机电厂的应用前景广阔，其电气设计原则的研究将为此类电厂的建设提供参考。

【关键词】燃机电厂；电气设计。

1 前言燃机电厂为燃气轮机发电厂的简称，它是洁净发电技术的一种体现。

燃机发电厂的燃料为天然气、燃料油或工业伴生气等，由于燃烧完全，其燃烧生成排放物对环境影响少，噪音污染小；又因燃机电厂具有装机快、体积小、投资省、效率高、运行成本低和寿命周期较长等优点，目前市场应用非常广泛。

在国内，由于国家“西气东输”工程的政策实施，引进液化天然气和管道气项目也在全面开展，因此我国的燃机电厂项目也进入了一个新的发展时期。

燃机电厂的电气部分具有与燃煤机组不同的特征，本文将重点分析其中某些特征，探讨针对性的设计观点。

另外，鉴于我国目前燃机机组多数承担调峰任务，所以本文讨论也针对具有调峰功能的联合循环燃机机组进行分析探讨。

2 燃机电厂基本流程燃机电厂有简单循环和联合循环两种类型。

简单循环的通流部分由进排气管道和燃气轮机的三大件即压气机、燃烧室、透平组成。

压气机从大气吸入空气，并把它压缩到一定压力，然后进入燃烧室与喷入的燃料混合、燃烧，形成高温燃气，具有做功能力的高温燃气进入透平膨胀做功，推动透平转子带着压气机一起旋转，带动发电机做功输出电能，从而把燃料中的化学能，部分地转变为机械功，燃气在透平中膨胀做功，而其压力和温度都逐渐下降，最后排向大气。

为了实现高效率低能耗，燃气轮机又可组成联合循环。

联合循环的基本流程是在上述简单循环的基础上进行的。

将简单循环中燃气轮机的高温排气（9E为538℃，9F为609℃左右），经过烟道排入余热锅炉（HRSG），应用热交换器原理加热锅炉中的给水，产生高温高压的蒸汽，进入蒸汽轮机做功，并带动蒸汽轮发电机发电。

检修任一进出线断路器时，不中断 对该回路的供电
W3
QS3 QS4 QF
W1
QS1 QS2
W2
电源侧
单母线分段带旁路接线的运行方式XUniiv’erasinty J i a o t o n g
断路器QF1检修时的操作过程 1) 合上QS1，合上QS2，再合上旁路 开关QFp 2) 合上出线旁路隔离开关QS1p
母线检修时，检修人员的安全。
单母线接线图
单母线接线
Xi’an Jiaotong University
1)母线和母线隔离开关检修时，全部回路 均需停运； 2)母线故障时，继电保护会切除所有电源， 全部回路均需停运； 3)任一断路器检修时，其所在回路也将停
评运价； ： 4优)它点只：有接一种线运简行单方式清晰，设备少， 操作方便，造价便宜，只要配 电装置留有余地，母线可以向 两端延伸，可扩性好 缺点：可靠性和灵活性都较差
L2
L3 L4
Ⅰ
Ⅱ
QFd
单母线分段运行方式
1.分段断路器闭合运行：两个电源分别接在两段母线上；两段 母线上的负荷应均匀分配；两段母线电压相等。当一段母线发 生故障时，继电保护将跳开分段断路器和故障侧电源断路器。 另一侧可以继续运行。 2.分段断路器断开运行：两个电源分接在两端段母线上；两段 母线电压可能不相等。当任一电源故障时，其出口断路器自动 断开，然后由备用电源自动投入装置自动接通分段断路器，保 证全部引出线继续供电。
由于线路故障较多，出线断路器检修较频繁，故出线应接入旁路 考虑到变压器是静止元件，故障率低，且在变电所一般由多台变压器 并列运行，而发电厂发电机—变压器回路的断路器可以安排在发电机检 修时一起检修，故主变进线回路接入旁路的情况较少 对于采用手车式成套开关柜的6~35kV配电装置，由于断路器可以快速 更换，也可以不设置旁路母线

发变组继电保护配置原则及特点一、保护配置原则大机组造价昂贵，发生故障将造成巨大损失。

考虑大机组总体配置时，比较强调最大限度地保证机组安全最大限度地缩小故障破坏范围，对某些异常工况采用自动处理装置。

大机组单机容量大，故障跳闸会对系统产生严重的影响，所以配置保护时着眼点不仅限于机组本身，而且要从保障整个系统安全运行综合来考虑，尽可能避免不必要的突然停机。

要求选择可靠性、灵敏性、选择性和快速性好的保护继电器，还要求在继电保护的总体配置上尽量做到完善、合理，并力求避免繁琐、复杂。

600MW发电机组的配置原则应该以能可靠地检测出发电机可能发生的故障及不正常运行状态为前提，同时，在继电保护装置部分退出运行时，应不影响机组的安全运行。

在对故障进行处理时，应保证满足机组和系统两方面的要求，因此，主保护应双重化。

关于后备保护，发电机、变压器已有双重主保护甚至已超双重化配置，本身对后备保护已不做要求，高压主母线和超高压线路主保护也都实现了双重化，并设置了开关失灵保护，因此，可只设简单的保护来作为相邻母线和线路的短路后备，对于大型机组继电保护的配置原则是：加强主保护（双重化配置），简化后备保护。

继电保护双重化配置的原则是：两套独立的CT、PT检测元件，两套独立的保护装置，两套独立的开关跳闸机构，两套独立的控制电缆，两套独立的蓄电池供电。

根据《继电保护和安全自动装置技术规程》DL400-91及相关反措要求，我公司发电机变压器组、厂高变、励磁变压器、03号启动变压器等主设备保护按全面双重化（即主保护和后备保护均双重化）配置。

二、保护配置特点双主双后，即双套主保护、双套后备保护、双套异常运行保护的配置方案。

其思想是将主设备（发电机或主变、厂变）的全套电量保护集成在一套装置中，主保护和后备保护共用一组CT。

配置两套完整的电气量保护，每套保护装置采用不同组CT，PT，均有独立的出口跳闸回路。

配置一套非电量保护，出口跳闸回路完全独立。

2. 保证良好的电能质量 良好的电能质量有三个指标：电压质量、频率质量和波形质量。 电压偏移：是指电网实际电压与额定电压的差值占额定电 压的百分值。 电压波动：电压在某一个时段内电压变化而偏离额定值的现象。 频率偏移：实际频率与额定频率之差与额定频率之比的百 分数。一般不超过±0.2~ 0.5Hz。 波形畸变率：指各次谐波有效值平方和的方根与基波有 效值的百分比。
同年，法国人德普列茨提高了直流输电电压，被认为是世界 上第一个电力系统。 1891年，第一条三相交流输电线路在德国运行，三相交流输 电使输送功率、输电电压、输电距离日益增大。
目前，大电力系统不断涌现，甚至出现全国性和国际性电 力系统。进入超高压、长距离、大容量和高度自动化的时 代。 我国已建成华东、东北、华中、华北、西北、华南六个跨省 电力系统，独立的省属电力系统还有山东、福建、海南、四 川和台湾系统。

缺点：
①当一段母线或母线隔离开关故障或 检修时，接在该段母线上的电源和 出线，在检修期间必须全部停电。 ②任一回路的断路器检修时，该回路 必须全部停电。
4.适用范围
根据运行实践，用断路器分段的单母线接 线，广泛用于中小容量发电厂的6～10kV接线和 6～110kV变电所配电装置中。用于6～10kV时， 每段容量不宜超过25MW，否则负荷过大，出现 回路越多，影响供电可靠性，用于35～60kV时， 出线回路数为4～8回；用于110～220kV时，回 路不超过3～4回。
WL1 WL2 QS4 QF3 QS3 Ⅰ QS1 QF1 G1 WB QFd
WL3 WL4
2.运行方式：


Ⅱ QS2 QF2 G2
单母线分段接线可以分段 运行，也可以并列运行。 在用断路器分段的单母线 接线中，分段断路器装有 继电保护装置，在某一分 段母线上发生故障时，断 路器在保护作用下首先自 动跳开，保证非故障分段 母线的继续正常供电。

浅谈燃机电厂发电机保护系统陈元军发表时间：2018-05-24T16:40:38.367Z 来源：《基层建设》2018年第7期作者：陈元军[导读] 摘要；本文主要从发电机保护方式、燃机电厂发电机保护系统配置与特点入手，对燃机电厂发电机保护系统进行综合性分析与研究。

深圳南天电力有限公司摘要；本文主要从发电机保护方式、燃机电厂发电机保护系统配置与特点入手，对燃机电厂发电机保护系统进行综合性分析与研究。

从而能够更好的把握燃机电厂发电机保护系统的特点，不断地优化燃机电厂的发电机保护系统，对燃机电厂发电机予以高效的系统保护。

关键词：燃机电厂；发电机；保护系统前言目前是我国社会经济高速发展时期，电力系统呈现着日新月异的发展态势。

基于这种发展背景下，对继电保护系统提出了更高的要求。

通信技术、电子技术、计算机信息技术的快速发展，也为电力系统注入了动力。

虽然，我国针对计算机继电保护系统研究起步较晚，但经过了不断地实践研究，也逐渐研究出了不同原理与型式的计算机保护装置。

那么，为了能够更好的满足电力系统的进一步发展，就需要对燃机电厂发电机保护系统予以综合分析与研究,从而能够不断地优化燃机电厂发电机的保护系统，为我国电力系统的进一步发展奠定基础。

1、研究发电机保护方式基于发电机定子绕组有着不直接性接地与不接地的中性点，因而需要将发电机定子绕组进行完全绝缘的科学设计；即便是通过科学的设计来达到预期效果，发电机仍然会因各类原因而出现短路或单相接地故障。

当发电机的内部出现短路故障后，其短接绕组内部就会产生一定的短路电流。

这样不仅会破坏发电机，更会致使发电机出现报废情况。

单相接地，其所产生的短路电流并不会很大，不会引起较为重要的短路故障。

但当单相接地出现时，仍然会出现以下几种故障问题：如电弧会致使故障点出现相间性短路故障；电位的变化会致使另外一个点接地，最终出现两点接地的短路故障；那么，基于定子绕组的相间性短路属于发电机故障的一类。

变电所主接线的结构特点 - 电力配电学问1、中压配电网的常用接线方式中压配电网的常用接线方式有：单电源辐射式接线、双电源手拉手接线、N供一备接线和四电源双联络接线。

单电源辐射式接线，结构简洁，投资少，运行维护便利，但是当线路发生故障时，会造成部分甚至所用用户的停电，牢靠性不高。

因此该接线方式可用于对负荷密度较低地区或对牢靠性要求不高的用户供电。

双电源手拉手接线，正常工作时，联络开关断开，两个电源各带两个负荷开环运行。

发生故障时，可以通过联络开关将负荷转移到另一电源。

所以该接线方式牢靠性较高，运行机敏，投资也较大。

N供一备接线在工作电源或者线路故障时，可以将负荷转移到备用线路上，这里停电时间就仅仅是开关开断的动作时间，牢靠性较高。

同时由于N条线路共用一条备用线路，投资较双电源手拉手接线要低。

但需要指出的是，工作线路的数量越多，故障重叠的几率就越高，牢靠性就越低。

四电源双联络接线主要用于对负荷密集的政治经济中心和一类重要用户的供电。

2、变电所主接线的基本要求变电所主接线的基本要求主要有：平安性、牢靠性、机敏性、经济性、可扩展性。

需要留意的是，在这些基本要求中，平安性和牢靠性是第一位的，其次是满足机敏性、经济型和可扩展性。

另外，需要强调的是把握独立电源、独立电源点的概念，以及不同负荷对供电牢靠性的要求。

3、各种变电所主接线的结构特点、运行方式和适用范围比较分析主接线特点适用状况单母线简洁，投资少；牢靠性和机敏性低。

三级负荷单母线分段任一组母线故障或检修时，用户不停电，牢靠性和机敏性较高。

可用于一、二级负荷单母分段带旁路可以实现不停电检修出线断路器；造价高，配电装置简单。

电压等级为35kV,出线在8回以上；110kV电压等级出线在6回以上，220kV出线在4回以上的屋外配电装置可以加设旁路母线。

6~10kV 系统一般不装设旁路母线。

单母分段带旁路接线运行机敏便利，具有足够的牢靠性。

对于进出线不多、容量不大的中小型发电厂和变电所较为适用。

发电机过激磁保护(59/81G-A/B) 保护发电机过激磁，即当电压升高和频率降低时工作磁通密度过高引起绝缘
过热老化的保护。
发电机注入式转子一点接地保护(64E-A) 保护检测励磁回路对地绝缘值，如发生一点接地，指示故障点位置及故障点
接地过渡电阻值。机组运行、开机过程及机组停运时注入式保护均应起保护 作用。转子一点接地保护装置不允许采用电容分压，该保护装置安装在励磁 系统屏柜中。 发电机转子一点接地保护(64E-B) 保护采用乒乓切换原理实现，保护检测励磁回路对地绝缘值，如发生一点接 地，指示故障点位置及故障点接地过渡电阻值。保护装置安装在励磁系统屏 柜中。
注入式定子接地保护装置布置在发电机保护A屏。 2 面主变压器电气量保护屏应完全独立，每个保护屏配置一套完整的主变
压器和高压厂用变压器的主、后备保护装置，能反应主变压器和高压厂用 变压器的各种故障及异常状态，并能动作于跳闸或发信号。 跳闸信号光纤传输装置主变侧布置在地下厂房高压电缆保护柜内，500kV侧 布置在地面GIS楼高压电缆保护柜内，光纤传输装置间均采用独立光缆连接 。
发电机注入式定子 100%一点接地保护(64G-A) 保护反应定子 100%绕组一点接地故障，包括发电机中性点附近某点经一定大小 的电弧电阻接地或该点绝缘电阻下降至整定值的一点接地故障。机组运行、开机 过程及机组停运时注入式保护均应起保护作用。
二、发变组保护配置
发电机 100%定子一点接地保护(64G-B) 采用基波零序与三次谐波电压保护共同组成 100%定子一点接地保护。基波零序过 电压保护取机端电压，设两段保护，低定值段带时限动作于信号，高定值段带时限 动作于停机。三次谐波电压保护取机端和中性点电压进行三次谐波比较。
故障引起压力过大时，释压器动作，释放油箱内的油压力，并同时动作于发信 号。

第六章　220kV电气主接线系统第一节㊀220kV电气主接线介绍一㊁概述发电厂的电气主接线是指发电厂中的电气一次设备按照设计要求连接起来，表示生产㊁汇集和分配电能的电路㊂以惠州LNG电厂为例，该厂电气主接线图如图6-1所示（见文后插页）㊂主接线是电力系统网络结构的一个重要组成部分，其作用是将电源发出的电能通过变压器将电压升高，再通过不同的接线方式输送到电力系统中㊂发电厂主接线的基本环节是电源和出线，母线是连接二者的中间环节，起到汇集和分配电能的作用㊂电气主接线直接影响着发电厂运行的可靠性㊁经济性，并与电气设备的选择㊁配电装置的布置㊁继电保护和自动装置的选定以及电力系统稳定性和调度灵活性都有着密切的关系㊂主接线的基本形式可以概括的分为两大类：有汇流母线的接线形式和无汇流母线的接线形式，有汇流母线的接线方式有单母线接线㊁双母线接线㊁3／2接线㊁4／3接线等㊂无汇流母线的接线方式有单元接线㊁桥形接线㊁角形接线等㊂各个发电厂的出线回路数和电源数不同，且每个回路所传输的功率也不一样㊂在进出线较多时（一般超过4回），为了方便电能的汇集和分配，常采用母线作为中间环节，可以使接线简单清晰㊁运行方便，有利于安装和扩建㊂但有了母线后，配电装置占地面积大，使用的断路器㊁隔离开关等设备增多㊂无汇流母线的接线使用的开关电器少，占地面积小，适于进出线回路少，不再扩建和发展的发电厂㊂惠州LNG电厂采用的220kV主接线设备是六氟化硫封闭式组合电器，国际上通常称为 气体绝缘金属封闭开关设备 （Gas Insulated Switchgear，简称GIS）㊂它采用六氟化硫作为绝缘介质，将断路器㊁隔离开关㊁接地开关㊁PT㊁CT㊁避雷器㊁母线㊁电缆终端㊁进出线套管等高压电器元件有机地组合在金属壳体中㊂GIS具有占地面积小，可靠性高，安全性强，维护工作量小等优点，被广泛的应用在高压配电设备中㊂二㊁惠州LNG电厂电气主接线的接线方式惠州LNG电厂220kV升压站采用双母线不分段接线的形式，发变组采用单元制接线方式，下面详细介绍这两种接线方式的结构和特点㊂（一）双母线不分段接线双母线不分段接线具有两组母线，如图6-2所示㊂每回线路都经一台断路器和两组隔离开关分别与两组母线相连（所以也叫单断路器的双母线接线），母线与母线之间用母线联络断路器（简称母联）连接，有两组母线后，运行的可靠性和灵活性大为提高㊂图6-2㊀双母线不分段接线图1.运行方式（1）双母并列运行（正常运行时采用此种方式）：电源和出线回路均匀接在两组母线上，母联断路器闭合；（2）双母分列运行：电源和出线回路均匀接在两组母线上，母联断路器断开；（3）单母线运行：所有电源和出线回路都连接在同一组母线上，另一组母线备用㊂2.优点（1）供电可靠1）检修任一母线时，不会停止对用户连续供电㊂例如，检修Ⅰ母时，可将全部电源和线路倒换到Ⅱ母上㊂2）检修任一母线隔离开关时，只需断开该回路，其他回路均可通过另一组母线继续运行㊂如图6-2所示，当要检修Ⅰ母上的隔离开关QS5时，需要断开断路器QF2及出线侧隔离开关QS7，并将Ⅰ母上的所有回路倒换至Ⅱ母，然后断开母联断路器QFC，这样既能保证其余回路不断电，也能确保隔离开关QS5与电源有效隔离㊂3）检修任一出线断路器，只有该回路停止工作㊂例如，需要检修出线1的断路器QF2时，只需断开QF2，以及该断路器两侧的隔离开关QS5㊁QS6和QS7即可㊂（2）易于扩建向双母线左右两侧扩建，均不会影响两组母线上电源和负载的自由组合㊂目前在我国大容量的重要发电厂和变电所中广泛采用㊂（3）特殊需要时，在不停电的情况下，可以倒空一条母线进行单独工作或试验㊂3.缺点（1）母线故障时，必须进行母线切换，操作步骤多而复杂；（2）使用设备多（两倍的母线隔离开关），配电装置复杂，投资较多㊂4.应用范围由于不分段双母线有较高的可靠性，广泛应用于下列情况：出线带电抗的6 10kV 配421大型燃气-蒸汽联合循环发电设备与运行：电气分册电装置；35 60kV 出线数多于8回，或连接电源较大㊁负载较大时；110 220kV 出线数为5回及以上时㊂（二）发电机-变压器组单元制接线如图6-3所示，这种接线方式，发电机和升压变压器直接连成一个单元，经断路器接至高压母线，发电机出口处只接有厂用电分支，不设母线，发电机和变压器的容量需要相匹配，必须同时工作，发电机发出的电能直接经过主变压器送至电网㊂图6-3中的左图是发电机-双绕组变压器单元接线，发电机出口处可装一组隔离开关，以便单独对发电机进行试验㊂右图是发电机-三绕组变压器单元接线，为了在发电机停止工作时，变压器高压和中压侧仍能保持联系，发电机与变压器之间应装设断路器和隔离开关㊂图6-3㊀发电机-变压器组单元接线图第二节㊀惠州LNG 电厂220kV GIS 的基本参数和结构原理一㊁220kV GIS 的基本参数1.整体技术参数（见表6-1）表6-1㊀220kV GIS 的整体技术参数项㊀㊀目单位参㊀㊀数系统标称电压kV 220额定电压kV 252额定电流A 4000／3150额定频率Hz50额定绝缘水平1min 工频耐受电压（有效值）kV 395雷电冲击耐受电压（峰值）kV 950额定短路开断电流kA 50额定短路关合电流kA 125额定短时耐受电流kA 50（3s）521第六章　220kV 电气主接线系统（续）项㊀㊀目单位参㊀㊀数零表压耐受电压kV 1.3倍相对地额定电压SF 6气体额定压力（20ħ㊁表压）MPa GCB：0.6其他：0.4SF 6年漏气率％ɤ1SF 6水分含量（V ／V）PPM 150（GCB）／250（其他）机械寿命次5000（连续操作3000次）2.SF 6断路器技术参数（见表6-2）表6-2㊀220kV GIS 的SF断路器技术参数3.隔离开关技术参数（见表6-3）表6-3㊀220kV GIS 的隔离开关技术参数4.接地开关技术参数（见表6-4）表6-4㊀220kV GIS 的接地开关技术参数621大型燃气-蒸汽联合循环发电设备与运行：电气分册二㊁220kV GIS 的结构原理（一）SF 6断路器的结构和工作原理GSP-245EH 型气体断路器是一种紧凑和高性能的落地罐型断路器，为应用于气体绝缘的封闭开关电器GIS 而设计㊂灭弧室是单向压气式（又叫喷气式），它利用了SF 6气体良好的绝缘性能和灭弧能力㊂此外，通过采用液压操作机构，使该断路器的结构简单㊁可靠性较高㊂断路器由三相灭弧室㊁壳体和操作机构组成㊂每相灭弧室分别安装在充满SF 6气体且接地的壳体中，每相灭弧室与各自的液压操作机构相连，允许单相操作㊂GSP-245EH 型气体断路器有如下特点：1）体积小㊁重量轻㊂由于灭弧室的合理设计和液压操作机构的采用，GSP-245EH 型SF 6断路器的体积小，重量轻，这就减少了GIS 的安装空间和重量㊂2）可靠性高㊂可靠性高来自两个主要方面：一个是灭弧室零部件数量少，结构简单；另一个是采用集成块式液压操作机构，机构外部无配油管，减少了泄漏点㊂3）操作噪声低㊂高性能灭弧室和液压机构的采用减少了操作功，最大限度地降低了操作时发出的噪声㊂4）易于安装和维护㊂此断路器具有重量轻和结构简单的特点，使安装和维护工作容易㊂5）对地负载小㊂由于采用了操作功小的灭弧室和噪声低㊁结构紧凑的液压操作机构，从而使断路器对地面的负载很小㊂1.灭弧室（1）灭弧室的结构如图6-4所示，每相灭弧室由一个静触头装配，一个动触头装配和一个压气室组成，在它们周围环绕着一个圆柱型绝缘子，这个圆柱型绝缘子用来支撑静触头装配，并且连接着动触头侧的支座，整个灭弧室又由另一个绝缘子支撑㊂静触头装配包括一个静弧触头和一组静主触指（瓣形），前者定位于灭弧室的中心线上，后者装在静弧触头的外侧㊂动触头装配包括一个动弧触头（瓣形），一个动主触头和一个喷口㊂动弧触头和动主触头分别装置在与其相对应的静弧触头和静主触头处的对侧，动触头装配与压气缸相连㊂压气室是由可移动的压气缸和一个固定的压气活塞组成㊂压气缸通过一根操作拉杆和一根绝缘拉杆与各自的油-液压操作缸上的驱动杆相连㊂另外如上所述，压气缸与动触头装配相连，因此，动触头装配和压气缸通过液压操作缸一起被驱动㊂（2）灭弧室的工作原理1）断路器断开①如图6-5所示，当给出分闸指令时，液压操作缸分闸侧的高压油排出，操作活塞被向上驱动（触头分闸方向）㊂②加在活塞上的驱动力通过绝缘拉杆和操作杆传递给了动触头装配和压气缸，然后，动触头装配和压气缸被推向右侧㊂721第六章　220kV 电气主接线系统图6-5㊀真空灭弧室的工作原理1 静弧触头㊀2 静主触头㊀3 动弧触头㊀4 动主触头㊀5 喷口㊀6 压气室㊀7 压气缸㊀8 活塞筒㊀9 操作杆㊀10 绝缘拉杆㊀㊀③在每个灭弧室里，动主触头首先和静主触头分离，接着，动弧触头和静弧触头分离，然后电弧在弧触头之间产生㊂同时，压气室中的SF 6气体被压缩㊂④压缩的SF 6气体沿着喷口吹向电弧，并且将电弧熄灭㊂2）断路器闭合①当给出合闸指令时，高压油流注到液压操作缸的分闸侧，操作活塞被向下驱动（触头合闸方向）㊂②加在活塞上的驱动力通过绝缘拉杆和操作杆传递给了动触头装配㊂然后，驱动动触头装配向上移动㊂③在每个灭弧室里，动弧触头首先和静弧触头闭合，接着，动主触头再与静主触头闭合㊂2.液压操作机构（1）液压操作机构的结构液压操作机构的系统结构见图6-6㊂每一相有一个液压操作缸，一个油泵单元和一个贮压器㊂三个操作缸通过高压油驱动着各自的灭弧室㊂每个操作缸由一个控制阀和一个阀块组成，阀块内有一个连接着驱动杆的液压操作活塞㊂控制阀由两个完全相同的分闸线圈中的一个或由一个合闸线圈来控制㊂921第六章　220kV 电气主接线系统㊀㊀操作缸单元装配有一个油泵单元㊁一个油压表㊁油压开关㊁一个油泵电机㊁一个排油阀（通常处于关闭状态）㊁一个泄压阀㊁一个通气孔盖㊁一个液压油泵㊁一个逆止阀和一个装在油箱侧面的油标，油过滤器安装在油箱里面㊂对于每一相的辅助开关㊁分合闸指示器和操作计数器都通过连接机构与各自液压操作缸的驱动杆相连㊂液压操作机构的系统结构如图6-7所示㊂图6-7㊀液压操作机构的系统结构（分闸位置）1 操作缸㊀2 液压操作活塞㊀3 控制阀㊀4 传动杆㊀5 分合闸指示器㊀6 分闸线圈㊀7 合闸线圈㊀8 油泵单元㊀9 液压油泵㊀10 通气孔盖㊀11 油标㊀12 油过滤器㊀13 泄压阀㊀14 排油阀（常闭状态）㊀15 贮压器㊀16 油压开关㊀17 油箱㊀18 油压表㊀19 油泵电机㊀20 逆止阀㊀21 灭弧室（2）液压操作机构的控制回路（见图6-8）SF 6气体断路器的控制回路由一个包括防跳继电器的合闸回路，双重跳闸回路，一个相差检测回路和一个在异常的气体状态及液体状态（不正常的压力降低）下用于报警和操作模块的保护回路所组成㊂相差检测回路由三相的常开触点和常闭触点通过串并联所构成，并通过一个时间继电器47T 与跳闸回路相连使断路器（三相）在一定的时间延迟后同时开断㊂（3）液压操作机构的工作原理（见图6-9）1）分闸操作（图a ң图b ң图c）131第六章　220kV 电气主接线系统㊀㊀图示液压操作缸处于合闸状态，分闸指令一给出，分闸线圈受电，控制阀向右移动，转换结束㊂操作缸中活塞上面的高压油被排出并流到油箱㊂然后液压操作活塞借助于操作缸中传动杆侧的高压油向上移动（分闸方向），传动杆侧的高压油由贮压器供给㊂此外，操作活塞的传动杆侧承受着常高压，此时活塞的上部与油箱相连，于是活塞稳定的保持在分闸位置㊂2）合闸操作（图cң图dң图a）图示液压操作缸处于分闸状态，合闸指令一给出，合闸线圈受电，控制阀向左移动，转换结束㊂高压油从贮压器流到操作缸中活塞的上部，此时操作缸中活塞的两侧都充有高压油㊂操作机构的工作原理为活塞压力差（差动式）原理，即活塞上侧的表面积大于传动杆侧的截面积，于是活塞向下移动（合闸方向）㊂借助于如上所说的压力差，于是活塞稳定的保持在合闸位置㊂（4）防跳继电器（见图6-8）气体断路器在合闸回路中有一个用防跳继电器构成的电气防跳系统㊂当合闸指令一给出，合闸线圈带电，执行合闸操作㊂在合闸操作过程中，闭合回路中的常闭触点断开，因此合闸线圈中的激励电流首先断开㊂接着由于常开触点闭合，防跳继电器52Y得电，因而闭合回路中52Y上的常闭触点断开，52Y上的常开触点闭合㊂所以在发出一个合闸指令后，防跳继电器继续保持带电状态㊂在这个条件下，当发出一个分闸指令，分闸线圈带电，即便在此时合闸指令不断发出㊂在分闸操作完成以后，即使继续发出合闸指令，合闸操作也不可能执行，因为防跳继电器52Y由于先前的合闸指令正通过自身的常开触点处于带电状态，而它的常闭触点在闭合回路中是断开的㊂这种状况将持续到合闸指令转换结束，以至于防跳继电器信号解除，它的常闭触点重新闭合后才会改变㊂图6-9㊀液压操作机构的工作原理图6-9㊀液压操作机构的工作原理（续）1 操作缸㊀2 液压操作活塞㊀3 控制阀㊀4 传动杆㊀5 分合闸指示器㊀6 分闸线圈㊀7 合闸线圈㊀8 油泵单元㊀9 液压油泵㊀10 通气孔盖㊀11 油标㊀12 油过滤器㊀13 泄压阀㊀14 排油阀（常闭状态）㊀15 贮压器㊀16 油压开关㊀17 油箱㊀18 油压表㊀19 油泵电机㊀20 逆止阀（5）手动操作（见图6-8）在43RD转换到 近控 后，可以通过手动操作转换开关对断路器的三相进行分㊁合闸操作㊂（6）异步保护装置（见图6-8）对于异步保护装置，就是如果三相在合闸操作中不同步进行，那么三相在一定的时间延迟后分闸，具体如下㊂1）在合闸操作中发生异步时，仅故障相的常闭触点保持在闭合状态，而正常相的常开触点都是闭合的㊂因而时间继电器47T得电㊂2）在经过一段延迟时间后，通过时间继电器的作用，一个辅助继电器47X得电并闭合它自身的常开触点㊂3）所有相的分闸线圈通过故障相的常闭触点和47X的常开触点得电，这些触点都是闭合的㊂然后所有相进行分闸操作㊂表6-5示意了异步检测的标准延迟时间㊂对于单相高速自动重合闸的延迟时间，应长于在单相操作中为防止不可预测的自动跳闸等其他任务中的延迟时间㊂表6-5㊀异步检测的标准延迟时间任务延迟时间／s单相高速自动重合闸2其他任务0.5（7）液压操作系统的运行监视液压操作的油压通过油压表来显示，且通过带有触点的油压开关来监视，如表6-6所示㊂表6-6㊀气体压力表和油压开关的动作值气体监视器0.575MPa㊀㊀发出低压报警0.55MPa㊀㊀合闸和分闸命令闭锁油压开关25.0MPa㊀㊀油泵操作停止24.0MPa㊀㊀油泵操作开始22.0MPa㊀㊀重合闸命令闭锁19.5MPa㊀㊀发出低压报警19.0MPa㊀㊀合闸指令闭锁18.0MPa㊀㊀分闸指令闭锁（二）隔离开关和接地开关的结构和工作原理惠州LNG电厂的隔离开关和接地开关有两种，一种是由一个隔离开关和一个接地开关组合而成后封装在一个充有SF6气体的接地壳体内㊂另外一种是快速接地开关，单独封装在接地壳体内㊂此外，隔离开关和接地开关都是分箱式结构，共用一台操作机构（包括连杆㊁杠杆），三相机械联动操作㊂通过装在设备壳体旁边的操作机构，既可以进行电动操作，也可以进行人力操作㊂1.隔离开关和接地开关的结构及操作原理图6-10表示出了电动操作机构的结构㊂操作机构的动作原理：电动机的高速转动通过齿轮减速，带动主轴驱动动触头移动㊂操作原理参见图6-11㊂电机通过蜗杆D2和蜗轮D3减速以后，带动齿轮㊂由于蜗轮蜗杆运动传递的单向性，避免了主轴因蜗杆D2和蜗轮D3的受力（例：触头自重㊁触头震动㊁电动力等）而误动作㊂齿轮D4接受来自齿轮D5的动力，带动伞形齿轮D6和D7以及主轴㊂在隔离开关和接地开关处在 off 状态时，在滚轮两侧设置有可以分开的（仅当满足指定的闭锁逻辑关系时）保持掣子D10㊂保持掣子D10／E10的运动通过凸轮轴D13／E13闭锁㊂释放线圈的铁心运动拨动凸轮轴D13／E13转动，而凸轮轴D13／E13和保持掣子D10／E10之间的机械约束被解除㊂保持掣子D10／E10处于无约束状态，因此，滚轮即可随齿轮D4的转动而转动㊂齿轮D4的转动通过凸轮而转，为断续运动，以便操动辅助开关D20／E20，ON／OFF指示器D21／E21和操作计数器D22／E22㊂合闸／分闸运动即将终了时，通过限位开关（DS㊀ON：DM-15／DS㊀OFF：DM-14／ES㊀ON：EM-15／ES㊀OFF：EM-14）断开电机控制回路㊂滚轮与限位挡板D11（处在ON状态）或保持掣子D10／E10（处在OFF状态）接触，从而操作结束㊂图6-10㊀（DLM／EBM型）隔离开关／接地开关用电动操作机构的结构图D1 电机㊀D2 蜗杆㊀D3 蜗轮㊀D4㊁D5 齿轮㊀D6㊁D7 伞形齿轮㊀D8 主轴㊀D9 滑轮㊀D10／E10 保持掣子㊀D11 限位掣子㊀D12／E12 脱扣线圈D13／E13 棘轮轴㊀D14／E14 限位开关a㊀D15／E15 限位开关b㊀D16／E16 限位开关c㊀E17 链条㊀D18 凸轮㊀D19／E19 连接杆㊀D20／E20 辅助开关㊀D21／E21 ON／OFF指示器㊀D22／E22 操作计数器㊀D23／E23 手动操作轴㊀D24／E24 手动操作手柄㊀D25／E25 开闭器片图6-11㊀（DLM／EBM型）隔离开关／接地开关用电动操作机构的操作方式图6-12㊀（EAP 型）接地开关电动储能弹簧操作结构1 电机㊀2 手动操作轴㊀3 链轮㊀4 齿轮箱㊀5 杠杆㊀6 凸轮（A）㊀7 凸轮（B）㊀8 连杆㊀9 螺旋弹簧10 凸轮（C）㊀11 制动机构㊀12 主轴㊀13 倾倒器杠杆14 倾倒器㊀15 ON ／OFF 指示器㊀16 操作计数器㊀17 辅助开关㊀18 手动操作手柄㊀㊀2.快速接地开关的结构和操作原理图6-12示出了电动储能弹簧操作机构的结构㊂该操作机构是以这样的方式运行的：电机旋转使弹簧压缩至连杆的死点位置，而驱动动触头杆的主轴因连杆过死点，弹簧释放能量而高速旋转㊂操作程序见图6-13㊂电机的高速旋转被齿轮箱减速，并通过一级传动离合器使螺旋弹簧储能㊂螺旋弹簧被压缩到死点，先储能然后释放能量㊂而主轴通过二级传动离合器和释放能量而快速旋转㊂旋转的主轴带动辅助开关㊁操作计数器和ON ／OFF 指示器同时动作㊂3.隔离开关和接地开关的手动操作方法（1）隔离开关的手动操作方法（见图6-14）（2）快速接地开关的手动操作方法（见图6-15）图6-13㊀（EAP 型）接地开关用电动储能弹簧操作机构的操作程序（按a.b.c.d 的先后顺序）（三）CT和PT1.CT套管式电流互感器属于CT的一种，它的二次绕组分布在一个环形铁心上，安装在断路器（GCB）上㊂CT可为操作仪器㊁仪表和保护继电器提供一种便捷的二次电流供应电源㊂CT有一个长的磁路，一次绕组仅一匝，通过断路器接地罩或接地外壳与一次绕组完全隔离，而CT本身的绝缘通过环形二次绕组来实现㊂（1）CT的结构CT的铁心使用低损耗㊁高磁导率和经定向粒化处理的冷轧硅钢片制成㊂铁心表面覆盖有绝缘保护层㊂然后绕上作为铁心绝缘的聚酯带，带有聚酯表层的磁线按正确的匝数紧绕在铁心上㊂如果绕制的二次绕组多于两层，则需要绕上聚酯带作为层间绝缘㊂然后把引线与分接头和绕组末端连接，接点处加装绝缘套来实现㊂最后在CT上绕上聚酯带作为外层绝缘，如图6-16所示㊂（2）CT的极性与连接㊀㊀步骤1打开盖拉闩销并打开盖㊂步骤2打开开闭器按箭头所指方向打开开闭器㊂注：开闭器只有在设备脱离开与其他设备的联锁信号后才能打开㊂注意：当锁定开闭器片时，不要用力过猛或接触联锁按钮，以免开闭器片脱扣㊂忽视联锁状态，会造成误操作㊂步骤3操动手柄将手柄插入手动操作轴中，并顺时针或反时针旋转之㊂注：手柄的转动方向示在盖背面的铭牌上㊂步骤4盖上盖拔出手柄，而开闭器自动返回原位㊂盖上盖并推上闩销㊂1 闩销㊀2 盖㊀3 开闭器4 手柄㊀5 手动操作轴图6-14㊀隔离开关的手动操作示意图㊀㊀CT端子的标识按照IEC-185推荐的标识系统进行，即一次端子用P1㊁P2等表示，二次端子用S1㊁S2等表示㊂具有相同数字下标的端子，在同一瞬间具有相同的极性，如端子P1和S1或P2和S2㊂将CT引线与外部接线盒的对应端子连接起来㊂连接和检修时应注意下述几点：1）使各引线绝缘，以防其与任何其他引线接触或与接地零件接触㊂在不干扰仪器正常工作的情况下，应使二次回路的一边接地㊂2）CT运行时不得断开二次回路，否则会导致铁心持久饱和并且在二次回路上会产生危险的高电压㊂3）二次端子必须接有负载或通过短路线闭合㊂㊀㊀步骤1打开盖拉闩销并打开盖㊂步骤2打开开闭器按箭头所指方向打开开闭器㊂注：开闭器只有在设备脱离开与其他设备的联锁信号后才能打开㊂注意：当锁定开闭器片时，不要用力过猛或接触联锁按钮，以免开闭器片脱扣㊂忽视联锁状态，会造成误操作㊂步骤3操动手柄将手柄插入手动操作轴中，并顺时针或反时针旋转之㊂注：手柄的转动方向示在盖背面的铭牌上㊂步骤4盖上盖拔出手柄，而开闭器自动返回原位㊂盖上盖并推上闩销㊂1 闩销㊀2 盖㊀3 开闭器4 手柄㊀5 手动操作轴图6-15㊀快速接地开关的手动操作示意图2.PT（1）PT的结构图6-16㊀CT 结构示意图1 铁心㊀2 绝缘保护层㊀3 铁心绝缘层㊀4 二次绕组引线㊀5 二次绕组（内层）㊀6 层间绝缘㊀7 二次绕组（外层）㊀8 外层绝缘㊀9 极性标志P如图6-17所示，PT 的二次绕组绕在由硅钢片压制成的铁心的水平骨架上，一次绕组绕在二次绕组的外围㊂一次绕组是一个多层圆筒形绕线结构，层间通过塑料绝缘薄膜互相绝缘，一次绕组的高压末端与安装在盆式绝缘子上的一次接线端子相连㊂接地线通过套管从壳体处引出㊂铁心和一次绕组㊁二次绕组装在基座上的中心位置并用线夹箍紧㊂为了降低一次绕组和壳体之间产生的电场，采用了高压屏和接地屏㊂二次引线通过壳体上气封的多头套管引出并进到二次接线端子盒中㊂只要一次绕组的中心轴保持水平，PT 的方向可任意进行安装（垂直㊁水平或倒置）㊂图6-17㊀气体绝缘PT 结构图1 铁心㊀2 二次绕组㊀3 一次绕组㊀4 一次绕组高压末端㊀5 盆式绝缘子㊀6 一次接线端㊀7 接地引线㊀8 壳体9 高压屏㊀10 接地屏㊀11 盖板㊀12 线夹㊀13 二次引线㊀14 二次接线端子盒㊀15 接地端子㊀16 六氟化硫（SF 6）气体充气阀㊀17 安全标志㊁标签㊀18 爆破片㊀（2）PT运行中的注意事项1）一次线圈的中性点在设备运行时应该接地㊂2）在储存和运输过程中SF6气体压力为0.02 0.05MPa㊂连接好管路以后，应按铭牌所指示的额定值要求充入SF6气体㊂3）管路连好之前，不要打开充气阀；连接好之后气阀处于常开状态㊂4）除了二次接线盒的盖板㊁低压端子和接地端子上的螺钉和螺帽外，不要松动别的螺钉和螺帽，因为高压气体将会从壳体中泄露出来㊂5）不要短接PT单元的二次线路㊂第三节㊀SF6气体特性一㊁概述SF6气体是一种用于高压电力设备的优良气体绝缘材料，它广泛地应用于电力工业所使用的高压断路器和其他开关设备上，同时也被用于气体绝缘的配电站㊁气体绝缘输电线路上等㊂SF6气体具有较高的电气绝缘强度㊁独特的灭弧能力㊁良好的热传导性能以及优良的热稳定性，使得它能够成为电力工业的优良电气绝缘材料，满足电力系统的需要㊂二㊁成分指标SF6气体是用最先进的自动化系统和最可靠的新工艺技术制造而成，以液态和气态的平衡混合物形式装运在钢瓶中㊂其成分指标严格符合表6-7的要求，同时也符合IEC颁布的No.376标准的规定㊂表6-7㊀SF6气体的成分指标技术参数要㊀㊀求形态无色㊁透明气味无味纯度99.8％㊀按重量计（最小值）湿度8ppm㊀按重量计（最大值）四氟化碳含量0.05％㊀按重量计（最小值）水解氟化物（如HF）0.3ppm㊀按重量计（最大值）空气含量（如N2）0.05％㊀按重量计（最大值）毒性无毒三㊁技术参数（见表6-8）表6-8㊀SF6气体的技术参数项㊀㊀目参㊀㊀数分子式SF6熔点（2.2大气压下）－50.8（ħ）升华点（1大气压下）－63.8（ħ）气体密度（21ħ，1大气压下） 6.121（g／l）。

燃机电厂发电机保护系统作者：张俊杰来源：《沿海企业与科技》2010年第04期[摘要]文章首先介绍发电机的保护方式,然后具体论述燃机电厂发电机保护系统的配置和特点。

[关键词]燃机电厂;发电机;保护系统[作者简介]张俊杰,中山市永安电力有限公司,广东中山,528415[中图分类号] TM621.3 [文献标识码] A [文章编号] 1007-7723(2010)04-0133-0002随着经济社会的发展,电力系统发展也非常迅速,这就对继电保护提出了新的要求。

计算机技术、电子技术以及通信技术的发展也为继电保护技术的进步增添了新的活力。

20世纪70年代末期,我国开始研究计算机继电保护,这比国外晚了十几年,但是也得到了飞速的发展,我国研究开发了很多不同型式、不同原理的计算机保护装置。

为了更好适应电力系统的发展变化,根据电力系统的运行方式以及出现的故障的状态引起保护性能的改变,自80年代开始涉足自适应继电保护的研究领域,这是继电保护的发展趋势,也是继电保护的智能化的组成部分。

新式的计算机发电机-变压器组保护装置在装置的制造工艺上、新保护原理的运用上以及软硬件的设计上都有很大的进步,取得了很大的发展。

一、发电机的保护方式发电机的定子绕组的中性点不接地或者不直接接地,因此把发电机的定子绕组设计成完全绝缘。

虽然如此,发电机还是有可能由于各种各样的原因产生单相接地或者短路的故障。

发电机发生内部短路的故障,会在短接绕组里产生非常大的短路电流。

这就严重地损伤了发电机自身,还有可能产生更大的危害,使得发电机报废。

单相接地并不会产生较大的短路电流,所以它不是多么严重的短路事故,但是出现单相接地时,还有可能发生以下故障:电弧引起故障点处出现相间短路;电位变化导致另一点接地,从而发生两点接地短路现象等。

所以,定子绕组相间短路是发电机的故障中最主要的一种。

结合这些故障的类型,发电机应该配备下面的继电保护:1.针对1MW以上的发电机的定子绕组或者它的引出线发生相间短路故障,应该装配纵差保护。

二、发变组保护配置
1、发变组保护包括发电机保护、励磁变压器保护、主变压器保护和高压厂 用变压器保护。每个发变组单元配置5面保护屏，2面发电机保护屏，2面主变压 器电量保护屏和1面主变压器非电量保护屏。
2、2面发电机保护屏完全独立，每个保护屏配置一套完整的发电机和励磁变 压器的主、后备保护装置，能反应发电机和励磁变压器的各种故障及异常状态， 并能动作于跳闸或发信号。两套保护具有各自独立的电源、输入、出口等回路。 在其中一套退出运行时，另一套应能继续正常的工作。
7、保护装置的硬件和软件具有完善的自检功能，某一部分硬件或软 件故障不影响其他的保护功能。
8、保护装置能在电压互感器二次回路一相、两相、或三相同时断线 、失压时发出告警信号，并闭锁可能误动作的保护。保护装置在电流互 感器二次回路不正常或开路时，发告警信号。
三、发变组保护介绍
发电机保护 主保护 • 反映发电机内部相间及匝间短路故障 • 发电机完全差动保护 • 发电机完全裂相横差保护 • 发电机单元件横差保护 • 反映发电机接地保护 • 注入式定子一点接地保护 • 基波零序+三次谐波构成100%定子一点接地保护
3、2面主变压器电气量保护屏完全独立，每个保护屏配置一套完整的主变压 器和高压厂用变压器的主、后备保护装置，能反应主变压器和高压厂用变压器的 各种故障及异常状态，并能动作于跳闸或发信号。两套保护具有各自独立的电源 、输入、出口等回路。在其中一套退出运行时，另一套应能继续正常的工作。
4、主变压器非电量保护屏配置一套主变压器、高压厂用变压器和励磁变压 器非电量保护及发电机断路器操作箱。非电量保护装置用电源回路和跳闸出口电 源回路独立，跳闸回路经过10ms延时的大功率继电器出口。发电机断路器操作 箱具有两个独立的三相联动的跳闸操作回路，且两个跳闸操作回路具有独立的操 作电源回路。操作箱具有跳、合闸监视回路和防跳回路，且防跳回路方便拆除。

发变组保护配置1、发电机差动保护：保护发电机定子绕组及其引出线的相间短路故障。

2、主变压器差动保护：保护主变压器绕组及其引出线的相间短路故障。

3、厂用变压器差动保护：保护厂用变压器绕组及其引出线的相间短路故障。

4、励磁变压器差动保护：保护励磁变压器绕组及其引出线的相间短路故障。

5、定子绕组过负荷保护装置：由定时限和反时限两部分特性构成；6、负序过负荷保护装置：由定时限和反时限两部分特性构成；7、发电机低阻抗保护装置：装设在发电机机端(装设了定子绕组反时限过负荷及反时限负序过负荷保护,且保护综合特性对发电机变压器组所连接高压母线的相间短路故障具有必要的灵敏系数,并满足时间配合的要求,可不再装设此后备保护)；8、复合电压闭锁过电流保护装置：装设在主变压器的高压侧；9、厂用变压器和励磁变压器，装设过电流、低电压或复合电压闭锁过电流的保护10、发电机定子接地保护。

保护发电机定子绕组的单相接地故障。

11、主变压器高压侧单相接地保护。

保护主变压器高压绕组单相接地故障，同时也作为线路保护的后备保护。

12、发电机励磁回路过负荷保护。

保护发电机转子回路一点接地故障和励磁回路的过负荷。

13、发电机过激磁保护。

保护发电机过激磁，即当频率降低和电压升高时，引起铁芯的工作磁通密度过高而过热使绝缘老化的保护装置。

14、发电机过电压保护。

保护发电机在起动或并网过程中发生电压升高而损坏发电机绝缘的事故。

15、发电机失磁保护。

保护发电机在发生失磁或部分失磁时，防止危及发电机安全及电力系统稳定运行的保护装置。

16、发电机失步保护。

保护发电机在发生失步时，造成机组受力和热的损伤及厂用电压急剧下降，使厂用机械受到严重威胁，导致停机、停炉严重事故的保护装置。

17、发电机逆功率保护。

保护发电机在并列运行时，从电力系统吸收有功功率变为电动机运行而损坏机组的保护装置。

18、发电机频率异常保护。

保护汽轮机，为防止发电机在频率偏低或偏高时，使汽轮机的叶片及其拉筋发生断裂故障的保护装置。

浅谈发变组接地方式与接地保护配置摘要：目前，随着中国电力产业的不断发展，发电厂的规模也日益增大，其中的发变组接地保护以其高灵敏度、接地故障高效检测等优势获得了十分广泛的应用。

基于此，本文就发变组，探讨了其常见的接地方式和接地保护配置。

关键词：接地方式；发变组；接地保护配置现阶段，随着中国社会经济的快速发展，推进了发电事业的不断发展，越来越多的发变机组投入运行。

在电网当中，发变机组也占有十分重要的地位，也极大地影响着电网运行的稳定和安全，所以，很有必要研究发变机的保护方式及配置等。

近年来，发变组的接地保护引起了有关方面的广泛关注，故本文对此展开了研究。

一、发变组常见的接地方式目前，发变组系统常常采用两点接地方式（高压侧单相接地保护）。

这种接线方式可以确保回路的高阻接地，且具有较高的安全性，并不受机组运行方式的影响。

下图中，是以某火电厂为例，给出了另一种方案的接线回路图，即发变组仍然选用两点接地方式。

图1某火电厂发变组回路图上述方案中，接地方式是区别所在。

通过分析比较这两种发变组接地方式后，可知高压侧单相接地保护这种保护方式，不仅能节约投资，还能降低施工难度，并简化维护检修。

二、变压器接地保护配置（一）厂变变压器中性点接地选型计算在打开发电机出口位置的断路器时，控制中性点接地厂变变一次侧电阻小于或等于低压侧主变压器对地三相总容抗，基本的使用要求便能被满足。

在闭合发电机出口位置的断路器时，倘若发电机依然正常运行，则检修中性点接地变或退出运行均不太可能，因此，在选择中性点接地厂变变一次侧电阻时，不必将侧三相发电机对地总容抗纳入考虑范围。

（二）中性点接地发电机变压器选型计算在闭合发电机出口位置的断路器时，在理论上，控制中性点接地发电机变一次侧电阻小于或等于侧三相发电机对地总容抗值便能满足要求。

但高压侧厂变接地变压器仍然有可能会检修或退出正常运行，因此，往往控制接地中性点发电机一次侧变压器电阻小于或等于主变压器低压侧加上发电机侧对地三相总容抗的和，以控制单相接地故障出现时的有功电流大于或等于电容电流。