水电站主要电气设备及保护配置

发电厂变电站电气设备引言发电厂变电站是一个重要的能源基础设施，主要用于将发电厂产生的电能变换为适合输送和分配的电能。

电气设备是发电厂变电站的核心组成部分，负责将电能进行各种电压等级的变换和保护。

本文将介绍发电厂变电站常见的电气设备及其功能。

主要电气设备发电变压器发电变压器是发电厂变电站中最重要的电气设备之一。

其主要功能是将发电机产生的低电压变换为高电压，以便输送到远距离的用户。

发电变压器一般由高压侧和低压侧组成，通过电磁感应的原理进行电能的变换。

高压断路器高压断路器是发电厂变电站中用于保护电力设备免受过电压和短路故障的电气设备。

当电力设备发生短路故障或过电压时，高压断路器会迅速切断电路，以防止更严重的设备损坏或事故发生。

低压断路器低压断路器是发电厂变电站中的另一种重要电气设备，用于保护低压电路和用户设备。

低压断路器一般是通过过载保护和短路保护来保护电力设备免受电流过载和短路故障的损害。

继电器继电器是发电厂变电站中一个重要的电气控制设备，用于控制和保护电力系统的运行。

继电器可以根据电力系统的工作状态，通过电磁吸合或释放的方式来控制电路的开关状态。

常见的继电器包括过流继电器、欠电压继电器和过温继电器等。

变压器保护装置变压器保护装置是用于对发电变压器进行保护的电气设备。

它可以监测变压器的电流、温度和油位等参数，并在发现异常情况时及时切断电路，以保护变压器免受损坏。

其他电气设备除了上述几种主要的电气设备外，发电厂变电站还包括其他一些辅助设备和辅助电气设备，如电流互感器、电压互感器、避雷器、接地装置等。

这些设备在保证电力系统的安全运行和电能的高效利用方面起到重要作用。

总结发电厂变电站电气设备是保证电力系统供电可靠性和安全性的关键设备。

发电变压器、高压断路器、低压断路器、继电器和变压器保护装置是发电厂变电站中常见的主要电气设备。

此外，还有一些辅助设备和辅助电气设备用于支持电力系统的正常运行和保护。

了解这些电气设备的功能和作用，有助于我们更好地理解和维护发电厂变电站。

水电站辅助设备1. 简介水电站是利用水能转换为电能的设施，为了确保水电站正常运行，除了发电设备外，还需要配备辅助设备。

这些辅助设备包括调节设备、监控设备、安全保护设备等。

本文将重点介绍水电站辅助设备的功能、原理和作用。

2. 调节设备水电站调节设备的主要作用是调节水流和电能的输出。

常见的调节设备包括倾斜闸门、溢流闸门和节制闸门。

•倾斜闸门：倾斜闸门通过调节闸门的开度来控制水流量，从而达到调节发电机组转速和发电量的目的。

•溢流闸门：溢流闸门主要用于平衡水库的水位。

当水位超过设定的水位限制时，溢流闸门会打开，将多余的水流放出，从而确保水库的安全运行。

•节制闸门：节制闸门用于调节水流的流速，通过改变闸门的开度和高度，控制水流量和水压，保障水电站的正常运行。

3. 监控设备水电站的监控设备主要用于监测和控制水电站的各项运行参数。

常见的监控设备包括流量计、温度计、压力计和测速仪。

•流量计：流量计用于测量水流的流量，在水电站中起到关键的监测作用。

通过实时监测水流量，可以实现对水电站的运行状态进行控制和调节。

•温度计：温度计用于测量水电站设备的温度，对水电站的安全运行起到重要的作用。

通过监测温度变化，可以保证设备正常运行，并及时发现异常情况。

•压力计：压力计用于测量水电站水压的变化。

通过监测水压，可以了解水流的状态，并及时做出调节措施，保证水电站的正常运行。

•测速仪：测速仪用于测量水流的速度，对水电站的调节和运维起到重要的作用。

通过监测水流速度的变化，可以及时做出调节措施，保证水电站的稳定运行。

4. 安全保护设备水电站安全保护设备主要用于保护水电站设备和人员的安全。

常见的安全保护设备包括水位报警器、过压保护装置和防雷设备。

•水位报警器：水位报警器用于监测水位的变化，并在水位达到预警线时发出报警，提醒操作人员及时采取措施。

•过压保护装置：过压保护装置用于监测水电站电压的变化，当电压超出安全范围时，保护装置会自动切断电源，避免设备因过高电压而损坏。

抽水蓄能电站机组继电保护配置及功能分析发布时间：2023-02-17T03:31:46.009Z 来源：《中国建设信息化》2022年10月19期作者：倪康傅强[导读] 抽水蓄能机组具有快速启停的能力，在电网中承担着调峰、调频、调相、事故备用等任务，对电网安全稳定运行起着重要作用。

倪康傅强国网新源黑龙江牡丹江抽水蓄能有限公司黑龙江牡丹江 157000摘要：抽水蓄能机组具有快速启停的能力，在电网中承担着调峰、调频、调相、事故备用等任务，对电网安全稳定运行起着重要作用。

同时抽水蓄能机组设计复杂，运行工况较多，转换频繁，因此与传统机组相比保护配置和保护闭锁逻辑要复杂得多，必须根据不同运行工况对抽水蓄能机组进行保护配置，以确保设备的可靠运行。

本文主要研究抽水蓄能电站继电保护系统的配置和功能，鉴于我国抽水蓄能机组运行方式的频繁变化，阐明了相关的特殊功能要求，论述了抽水和背靠背运行条件下设备继电保护的作用，并提出了一些防误动措施。

关键词：抽水蓄能电站；发电机；继电保护配置；功能随着碳达峰和碳中和技术被纳入生态文化和基于新能源的新能源系统的总体框架，抽水蓄能电站在能源系统中的重要性正在增加。

与传统水电站相比，抽水蓄能电站配置有双向可逆式机组，因此除了传统水电站配置的继电保护功能之外，还必须配置其他适当的保护。

如电压相序、低功率、低频、低功率保护等，如果它们处于电制动和抽水启动的中间阶段，一些保护措施可能会失去原有的功能，甚至导致误动。

一、保护装置的要求1.电压相序保护：抽水蓄能电站机组与出口开关、换向刀闸、输变电设备等连接，通过换向刀闸来切换机组运行方向。

如需运行在发电方向，则闭合发电方向换向刀闸，发电机的相序与电网的相序相同，当机组的转速、电压、相位满足并列条件时合上出口开关实现并网，此时发电机的能量被传输到电网，在这个启动过程中保护装置必须确定换向刀闸处于发电还是抽水位置，以确定抽水蓄能机组的运行方向。

因此，在抽水蓄能机组启动期间，电压相位保护被用作换相开关误动保护。

164电力技术1　引言 随着我国大力发展建设的同时，不可再生能源的消耗和短缺也逐步困扰着我国，正因为此，我国开始加大对环境及能源的保护，电力是我国现代化发展的龙头，无论工业、农业及其它各行业对它都有很大的依赖，正因如此，发展电力也是我国中之重，电力的源头发电行业分火力、水力、风力、太阳能，火力电厂依赖于煤，属于不可再生能源消耗。

风力、太阳能发电又对天气环境有较大的依赖，而水力发电在我国西部又有相当大的优势，因此，加快西部水力资源开发、实现西电东送，对于解决国民经济发展中的能源短缺问题、改善生态环境、促进区域经济的协调和可持续发展，无疑具有非常重要的意义。

发展水力发电的同时又使我们看到保障好水力发电系统成为重要前提，本文重点对水电厂中发电机、变压器的保护配置作了详细的介绍，以四川省凉山州木里县境内的鸭嘴河跑马坪水电厂为例，根据主接线图详述了各保护的配置及出口跳闸模式，我国只有少数的类似于三峡水电厂这样的大型水电厂，大多数规模均较小，但又多数上电网，正基于此，研究配置好中小型水电厂，不仅更好的保证水电厂的安全，更为系统安全提供保障。

以鸭嘴河跑马坪水电厂作为典型介绍还是有一定的代表性的，该水电厂发电机采取一主一后配置，主变保护采用双主双后配置。

在文章最后对发变组保护与水机LCU 的配合作了各种分析，同时对水电厂的主要接线进行简要的评价。

2　水电厂的分类及主接线及保护配置原则 水电厂主接线形式与火电厂主接线形式不太一样，大多采用发电机-变压器单元接线形式，由于水电厂发电机容量大多很小，单机容量25MW 以下的发电机组称为小型，25MW~250MW 为中型，250MW 以上为大型。

通常水电厂均为几十兆瓦，几台发电机出口带断路器后并接至出口母线上，再经变压器升压至35KV、110KV 或220KV，所以对于水电厂发电机、变压器保护是分开配置的，不像火电厂大都采用发电机-变压器组方式进行按整套发变组保护模式配置，对于接入至220KV 母线的主变采用双套保护配置，对于大于100MW 以上的发电机也均采用双套保护，本文根据此着重讲一下在四川凉州鸭嘴河跑马坪水电厂的保护具体配置。

水电厂的主接线方式及主要一次设备2.1了解水电厂的主接线方式及特点2.1.1熟悉电气一次回路及电气主接线图的概念在水电厂中，由各种一次电气设备(如发电机、变压器、断路器等)及其连接线所组成的输送和分配电能的电路，称为水电厂的电气一次回路。

电气一次回路中各电气设备根据它们的作用，按照连接顺序，用规定的文字和符号绘成的图形称为电气主接线图。

㈠.对电气主接线的基本要求(1)根据系统与用户的要求，保证必要的供电可靠性和电能质量；(2)具有一定的灵活性；(3)尽可能简单明显，运行方便，易于实现自动化。

(4)满足供电可靠性、灵活性及运行方便应尽量做到技术先进、经济合理。

㈡.了解电气主接线形式在水电厂中，常用的主接线形式可分为有母线和无母线两大类。

具有母线的主接线有：单母线、双母线、分段的单、双母线及附加旁路母线的单、双母线等。

无母线的主接线有：单元接线、桥形接线和多角形接线等。

㈢.了解单母线接线单母线接线是一种最原始、最简单的接线，所有电源及出线均接在同一母线上。

优点：简单明显，采用设备少，操作方便，便于扩建，造价低。

缺点：供电可靠性低，母线及母线隔离开关等任一元件故障或检修时，均需使整个配电装置停电。

㈣.熟悉单母线分段接线概念特点单母线分段接线是采用断路器将母线分段，通常是分成两段；母线分段后可进行分段检修，对于重要用户，可以从不同段引出两个回路，当一段母线发生故障时，电于分段断路器在继电保护作用下自动将故障段迅速切除，从而保证了正常母线不间断供电和不致使重要用户停电。

单母线分段接线既具有单母线接线简单清晰、方便经济的优点，又在一定程度上提高了供电可靠性。

但它的缺点是当一段母线隔离开关故障或检修时，该母线上的所有回路都要长时间停电，所以其连接回路数一般可比单母线增加一倍。

㈤.熟悉桥形接线概念特点当有两台变压器和两条线路时，在变压上，在其中间加一连接桥则成桥形接线，按照连接桥断路器的位置，可分为内桥和外桥两种接线。

水力发电站的电气系统设计知识点：水力发电站的电气系统设计一、水力发电站的概述1. 水力发电站的定义2. 水力发电站的作用3. 水力发电站的分类- 大型水电站- 中小型水电站- 抽水蓄能电站二、水力发电站的基本构成1. 水库2. 水轮机3. 发电机4. 输电系统三、水力发电站的电气系统1. 发电机组- 发电机的工作原理- 发电机的主要参数- 发电机的类型2. 主变压器- 主变压器的作用- 主变压器的类型- 主变压器的参数3. 开关设备- 断路器- 隔离开关- 接地开关4. 保护装置- 过流保护- 短路保护- 接地保护5. 控制系统- 水轮机调速器- 发电机励磁系统- 电站监控系统四、电气系统设计原则1. 安全性2. 可靠性3. 经济性4. 环保性5. 先进性五、电气系统设计内容1. 电气主接线设计- 接线方式- 设备选型- 继电保护配置2. 电气设备布置- 设备布置原则- 设备布置方案- 设备布置图3. 电气设备选型- 设备类型- 设备参数- 设备性能4. 继电保护设计- 保护装置选型- 保护配置- 保护参数设置5. 控制系统设计- 控制策略- 控制设备选型- 控制系统结构六、电气系统设计注意事项1. 遵循相关标准和规范2. 考虑设备的技术水平3. 注重环境保护4. 节能降耗5. 保障人员安全七、水力发电站电气系统设计发展趋势1. 智能化2. 集成化3. 网络化4. 绿色环保5. 高效率习题及方法：一、选择题1. 以下哪种类型的水力发电站适用于调峰填谷、事故备用和黑启动等用途？A. 大型水电站B. 中小型水电站C. 抽水蓄能电站D. 以上都对答案：C解题思路：通过题干中的用途描述，可以判断出抽水蓄能电站符合条件。

2. 发电机的工作原理是基于什么现象？A. 电磁感应B. 磁场感应C. 电流感应D. 电压感应答案：A解题思路：发电机的工作原理是利用电磁感应现象，将机械能转化为电能。

二、填空题3. 水力发电站电气系统主要包括：__________、__________、__________、__________和__________。

水电站主变压器电气保护设计与配置分析探讨摘要：我国水力资源非常的丰富，水电站的建设有利于提高我国资源的利用率。

水电产业作为一种无污染的清洁能源，在很大程度上推动了我国经济的快速发展。

本文从我国水电站主变压器电气保护的现状出发，从高频方向保护、零序电流方向保护以及差动保护等方面对水电站的主变压器电气保护设计与电气配置进行了探讨。

关键词：水电站；主变压器；电气保护；设计；配置；分析中图分类号：s611文献标识码： a 文章编号：在中国经济快速发展的今天，资源使用和环境的保护成为了加快工业现代化进程必须注意的问题。

水电事业能够缓解能源供应紧张的问题，同时还能够缩小城乡之间的差距，带同其他产业的共同发展。

但是在水电站的主变压器运行中要注重电气保护的设计与配置问题，才能够使主变压器正常的运转，发挥最大的功效。

一、水电站主变压器电气保护存在的问题根据我国水电站的设备运行情况，使用小型机组的水电站数量居多，而且发生事故的概率非常的高。

由于水电站的电气设备的结构比较复杂，一旦发生故障就很难处理，而且维修费用和检修难度都很大。

主变压器的运行故障主要包括匝间短路、单相短路以及相间短路等。

在我国目前的水电站主变压器的保护中一般采用差动保护和瓦斯保护的方式，所以为避免水电站电力系统运行出现偏差以致出现严重的设备意外事故，必须采取一定的手段来保证操作安全，对变电设备进行定期检修。

以往传统检修的方法一般是纠正检修与周期检修，由于周期性检修不是依照设备现实的操作状态进行的，它要求“到期必修”，因此往往造成设备常处于不健康状态，降低了设备可用率，而当进行第二次检修前，认为时间周期未到，使检修不能及时开展，设备几乎长期处于不健康状态，寿命缩短明显。

纠正性检修实现不了“在控”设备状态，一般出现事故，后果将非常严重。

此种现象导致用电的客户和电力系统都遭到巨大的损失。

很明显随着现代科技的发展，传统检修已经达不到用户要求了。

状态检修策略在遭遇到上述种种情形之后，应用而生。

水电站主要电气设备及保护配置0 引言某中型水电站装机容量为1350MW，地下主厂房共装设6台225MV 额立轴半伞式水轮发电机组，其中的1至4号机组以15.75kV 分相封闭母线经发电机断路器与500kV 主变压器连接，经主变压器升压后接成两组联合单元GIB和500kV干式电缆，然后我们把电缆出线接入到地面开关站的500kV GIS ；5至6号机组分别以15.75kV 封闭母线与两组主变压器进行连接，接成220kV发电机-变压器单元，我们把接好的单元经220kV电缆接入地面开关站的220kV GIS，此外，在地面开关站中我们还设有GIS、500kV/220kV 联络变压器、并联电抗器及电站出线设备。

1 发电机-变压器保护配置发电机和变压器作为水电站运行的关键设备，对其进行合理的保护配置是水电站正常运行的前提。

本文对发电机-变压器保护的初步配置方案为我们把它的保护装置分成彼此独立的A、B 两个系统，其中，我们对子系统A 配置完全纵差、故障分量负序方向、主变四端大差等保护；对子系统B配置发电机不完全纵差、高灵敏横差和变压器差动等保护。

对于A、B两组保护的基本要求是当其中的一组保护退出运行时，另一组应承当发电机―变压器的保护。

此外，每组保护单独设屏，两组保护分别由两路互相独立的电厂直流电源供电，水电站除上述的发电机-变压器部分主保护外，还包括发电机变压器异常运行保护、接地故障保护、断路器失灵保护等，具体保护配置见表1。

表1 微机继电保护配置2 GIS 保护配置本文中的GIS保护系统和500kV电缆保护系统我们采用日本三菱公司的产品，整个系统主要由一套主保护和一套后备保护组成。

工作原理：系统通过从继电器取得电压和电流信号进行相关操作，来使主保护系统和后备保护系统进行相应的操作，使得电气和物理进行隔离，从而保证发生故障时主保护的正常运行。

500kV电缆回路都配有两块保护屏，分别安装在GIS控制室和厂房内发电机旁，每块保护屏装设两套完整的差动保护（87C1、87C2）和一套零序过电流保护（64C）。

渡口坝水电站电气设计简介摘要：渡口坝水电站装机2台，单机容量64.5mw，总装机容量为129mw，电气主接线采用发变组单元接线，220kv出线2回，220kv 侧为户外设备布置。

本文对该电站的电气设计进行了简要介绍。

关键词：水电站；电气主接线；厂用接线；坝区用电接线；监控系统中图分类号：f407.6 文献标识码：a 文章编号：1.1工程概况渡口坝水电站位于梅溪河中上游重庆市奉节县境内，水库坝址有37km（公路里程，下同）长的山重四级泥结碎石公路（金桃路）与渝巴路（重庆至奉节）相通，坝址距新政乡7km、奉节县城90km；打烂沟厂址位于梅溪河下游左岸渝巴路旁，距奉节县城53.7km，重庆市420km；坝址至厂址37.7km。

交通较为方便。

渡口坝是梅溪河第一级开发的水电工程。

坝址控制流域面积764.9km２，占全流域面积2001 km２的38.23%，多年平均流量18.2m3/s，年径流量5.74亿m３。

本电站装机容量129mw，年平均发电量4.35亿kw·h，水量利用系数达95.32％，年利用小时数3370h。

1.2 电气设计介绍1.2.1电气主接线1#、2#发电机接线均采用发变组接线方式，经变压器升压到220kv电压等级，再与220 kv母线连接，220 kv母线采用单母线形式，220 kv出线共设二回，一回至万洲变电站，一回至奉节变电站,输送容量12.9万kw；导线型号为lgj—400。

1.2.2厂用电以及坝区用电1）厂用电源及厂用电接线渡口坝水电站厂用电系统共有二回电源进线：1#电源取自由1#发电机10.5kv电压母线；2#电源取自由2#发电机10.5kv电压母线；厂用电接线采用单母线分段。

两回进线电源互为备用。

2）坝区供电渡口坝水电站大坝具有泄洪功能，根据规范要求，坝区负荷采用双电源供电。

由于坝区距离厂区大约有35km，因此，坝区供电单独成系统。

坝区1#电源由坝区附近10kv电网“t”接，2#电源采用柴油发电机作为备用电源，两回电源互为备用。

电力系统主设备保护概述1. 引言在电力系统中，主设备的保护是确保电力系统平安运行的重要环节。

主设备包括变压器、发电机、母线、断路器等重要组件。

保护措施的有效实施和运行对于系统的可靠性和稳定性至关重要。

本文将对电力系统主设备保护进行概述，并介绍主要的保护设备和功能。

2. 变压器保护变压器是电力系统中非常重要的设备，用于改变电压的大小。

为了保证变压器的平安运行，需要对其进行保护。

常见的变压器保护设备包括差动保护、油温保护、短路保护等。

差动保护是最常用的一种变压器保护装置，通过对变压器两侧电流进行比拟，及时发现并切除故障线路，保护变压器不受损坏。

油温保护通过监测变压器内部油温，当油温超过设定值时，自动切除电源，防止变压器过热。

短路保护用于检测变压器绕组的短路故障，及时切除电源，防止故障扩大。

3. 发电机保护发电机是电力系统中的能量转换设备，其保护同样非常重要。

发电机保护主要包括差动保护、过流保护、欠频保护等。

差动保护是最常见的发电机保护装置，通过对发电机定子电流、励磁电流进行比拟，及时发现并切除故障线路，保护发电机。

过流保护用于检测发电机电流超过额定值的情况，及时切除电源，防止电流过载引起发电机损坏。

欠频保护用于监测发电机输出频率，当频率过低时，自动切除电源，防止发电机超负荷运行。

4. 母线保护母线是电力系统中连接各个主要设备的重要局部，其保护同样重要。

常见的母线保护设备包括差动保护、电压保护、过流保护等。

差动保护通过对母线两侧电流进行比拟，及时切除故障线路，保护母线。

电压保护用于监测母线电压，当电压异常时，自动切除电源，防止电压过高或过低对母线造成损害。

过流保护用于检测母线电流超过额定值的情况，及时切除电源，防止电流过载引起母线损坏。

5. 断路器保护断路器是电力系统中用于控制和保护设备的关键局部，其保护同样至关重要。

常见的断路器保护设备包括过电流保护、短路保护、欠频保护等。

过电流保护用于监测断路器电流，当电流超过额定值时，自动切除电源，防止电流过载引起断路器损坏。

水电站高压断路器断口闪络危害及保护配置发布时间：2021-11-25T06:57:15.240Z 来源：《中国电业》2021年18期作者：李钊[导读] 近两年国内安顺、上都、姚孟、大同、金竹山等电厂相继发生了多起断路器断口闪络事件李钊云南华电金沙江中游水电开发有限公司梨园发电分公司，云南丽江 674100摘要：近两年国内安顺、上都、姚孟、大同、金竹山等电厂相继发生了多起断路器断口闪络事件。

发电机并网同步过程中，断路器合闸前，断路器断口两侧电压相角差较大，当相角差达到180度时，断口承受2倍额定电压，如断口耐压能力不足，可能出现一相或两相闪络，产生负序电流损害发电机转子，也可能破坏断路器绝缘，进一步扩大成接地和相间故障，影响电网安全。

机组解列，断路器刚断开时也可能出现闪络现象。

关键词：闪络；击穿；解列；灭磁一、断路器断口闪络与绝缘介质击穿的区别与关系闪络原理：具有一定间隙的两个带电导体会形成空间电场，该电场场强大小与间隙大小和电场强弱有关。

当两导体电气间隙足够小和电场足够强时，空间电场能量增大以至产生强烈的闪光，这就是所谓的闪络。

击穿原理：对高压断路器触头间绝缘介质施加电压，当电压不断增加时，开始电流极微且不会有多大的变化，但是电压增加到一定的大小之后，电流突然增大，出现击穿现象。

这是由于外加电场强制地把绝缘介质外层电子拉出，形成自由电子，导致电流剧增。

换句话说，绝缘介质并不是绝对不导电，当外加电压足够高时，照样有很大的电流流经绝缘体，这就是所谓的击穿。

击穿和闪络关系：击穿和闪络往往会伴随产生，击穿会导致闪络，闪络也会导致击穿。

这是因为击穿时，绝缘材料变成带电体，势必缩短电气间隙而导致闪络；闪络产生的热能足以灼烧绝缘材料遭破坏时，就会导致击穿。

断口闪络除给断路器本身造成损坏,并且可能由此引起事故扩大,破坏系统的稳定运行。

一般是一相或两相闪络,产生负序电流,威胁发电机的安全。

二、断路器装设闪络保护的依据1.GB/T14285-2006 《继电保护技术规程》第4.2.19条提出机组需配置断路器断口闪络保护。