XX水電站廠用電系統(tǒng)設(shè)計

電氣自動化技術(shù)專業(yè)綜合實踐報告PAGEPAGE25第頁共25頁山西機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣自動化技術(shù)專業(yè)畢業(yè)綜合實踐報告班級：電氣1034學(xué)號：10140232姓名：趙換琴指導(dǎo)教師：韓亮電子電氣工程系二零一三年三月二十日TOC\o"1-3"\h\u目錄28446目錄 226301摘要 48474緒論 428237第一章電氣主接線設(shè)計 5128051.1電氣主接線的基本要求 5174971.2電氣主接線的設(shè)計原則 51.3主接線方案的擬定及確定.............................55781第二章主要設(shè)備的選擇 6243562.1一般原則和條件 635442.2斷路器的選擇 6222902.3隔離開關(guān)的選擇 658972.4互感器的選擇 710352.5母線和導(dǎo)線的選擇 718446第三章XX水電站廠用電系統(tǒng)設(shè)計 8200643.1水電站廠用電接線分析 8105383.2廠用電設(shè)備選型 956883.3XX水電站高壓柜的設(shè)計 10170883.4XX水電站升壓站的設(shè)計 1024132第四章XX水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng) 11296514.1水電站自動化 11226584.2計算機監(jiān)控系統(tǒng)主要功能 114.3水電站監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 12第五章XX水電站監(jiān)控系統(tǒng)硬件配置 12280465.1總體結(jié)構(gòu) 12131365.2現(xiàn)地控制單元（LCU） 13182315.3機組閑地控制單元功能配置 14117585.4公用及開關(guān)站現(xiàn)地控制單元 14237315.5電能計量系統(tǒng) 152329第六章XX水電站機組操作流程 16300776.1停機轉(zhuǎn)發(fā)電的步驟 16185576.2正常及事故停機步驟 1739第七章xx水電站發(fā)電機和變壓器保護裝置選擇 1823297.1發(fā)電機保護配置的原則 18284467.2變壓器保護 19263017.3XX水電站發(fā)變組保護裝置 1928446結(jié)論 2128446致謝 222329參考文獻 23摘要發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的重要組成部分，是電力系統(tǒng)存在的基礎(chǔ)，起著生產(chǎn)和分配電能,穩(wěn)定系統(tǒng)的重要作用，對電力系統(tǒng)的運行產(chǎn)生直接的影響。根據(jù)已知條件，完成水電站一二次的接線設(shè)計和配電裝置的設(shè)置以及計算機監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計，其中繪制了電氣主接線圖,廠用電接線圖,LCU柜,計算機監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖。經(jīng)過半年忙碌的畢業(yè)設(shè)計，我認真的學(xué)習(xí)了水電站一二次的相關(guān)知識，并且進一步掌握了水電站一二次的主要原則和理論知識。通過此次設(shè)計，不但復(fù)習(xí)了大學(xué)所學(xué)的專業(yè)課程，還對它們進行了總結(jié)和提煉，最重要的是將所學(xué)知識和實踐融會貫通了起來，使自己把大學(xué)的知識做了個總結(jié)，收獲頗豐。關(guān)鍵詞：水電站；電氣主接線；電氣設(shè)備；廠用電；計算機監(jiān)控系統(tǒng)。緒論根據(jù)我國電力工業(yè)裝備政策及技術(shù)政策要求，電力變壓器的發(fā)展趨勢應(yīng)為提高產(chǎn)品運行的可靠性，少維護或免維護，降低損耗，減少重量，實現(xiàn)有載調(diào)壓，品種多樣，滿足電力系統(tǒng)不同場所的需要。大型變壓器要向超高壓,特高壓,大容量,輕結(jié)構(gòu),不掉芯方向發(fā)展，為解決運輸困難，要降低運輸質(zhì)量，采用新材料,新工藝,新技術(shù),開發(fā)組合式,殼式和現(xiàn)場配式變壓器。中小型變壓器都要進一步優(yōu)化設(shè)計，使空載損耗大幅度降低。進入二十一世紀后，知識創(chuàng)新,技術(shù)創(chuàng)新和高新科技產(chǎn)業(yè)已是當今世界各國綜合國力競爭的核心，科技競爭力將成為國民經(jīng)濟和政治穩(wěn)定的重要因素，在科學(xué)技術(shù)已經(jīng)成為世界經(jīng)濟增長第一要素的形勢下，世界電力工業(yè)的科技進步與創(chuàng)新是十分重要和迫切的，設(shè)備的更新更有重要的地位。高溫超導(dǎo)變壓器采取的是用超導(dǎo)線圈取代銅線圈并用小型冷系統(tǒng)取代常規(guī)的油浸熱交換系統(tǒng)的技術(shù)該技術(shù)是使變壓器發(fā)生變革的重大關(guān)鍵。電氣主接線設(shè)計電氣主接線的基本要求電氣主接線必須滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟性三項基本要求。1.可靠性要求供電可靠性是指能夠長期、連續(xù)、正常的向用戶供電的能力。電氣主接線不僅要保證在正常時，還要考慮到檢修和事故時，都不能導(dǎo)致一類負荷停電，一般負荷也要盡量減少停電時間。因此，應(yīng)考慮設(shè)備的備用并有適當?shù)脑６龋珪?dǎo)致費用的增加，與經(jīng)濟性的要求發(fā)生矛盾。因此，應(yīng)根據(jù)具體情況2.靈活性要求電氣主接線的設(shè)計，應(yīng)當適應(yīng)在運行、熱備用、冷備用和檢修等各種方式下運行要求。3.經(jīng)濟性要求經(jīng)濟性體現(xiàn)在以下幾個方面：1）投資??；2）占地面積?。?）電能消耗消耗?。?）發(fā)展性。1.2電氣主接線的設(shè)計原則以下達的任務(wù)書為主依據(jù)，根據(jù)國家現(xiàn)行“安全可靠、經(jīng)濟適用、符合國情”的電力建設(shè)與發(fā)展的方針，嚴格按照技術(shù)規(guī)定和標準，綜合工程實際的具體特點，準確地掌握原始資料，保證設(shè)計方案的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性。1.3主接線方案的擬定及確定方案一：本方案采用了一個擴大單元接線和一個單元接線和35kV側(cè)直接相連，35kV側(cè)為單母分段帶專用旁路斷路器的專用母線接線方式。其特點是：擴大單元接線接線方式簡單清晰，運行維護方便，且減少了主變壓器高壓側(cè)出線，簡化了高壓側(cè)接線和布置，使整個電氣接線設(shè)備較省。單元接線的接線簡單、清晰、運行靈活、維護工作量少且繼電保護簡單，但由于主變壓器與高壓電氣設(shè)備增多，高壓設(shè)備布置場地增加，整個電氣接線投資也增大。其35kV側(cè)的單母分段帶專用旁路斷路器母線接線方式中，由于增加了分段其全廠停電的可能性為零，且任一臺斷路器檢修時都不會引起停電，其供電可靠性較高。方案二：本方案采用了一個擴大單元接線和一個單元接線，低壓側(cè)兩臺相同容量的發(fā)電機組采用擴大單元接線，擴大單元接線簡單，運行維護方便經(jīng)濟性較高，但故障影響范圍較大，主變故障時，兩臺發(fā)電機容量都不能送出，可靠性較差，一般用于發(fā)電機在三臺以上并且容量較大的發(fā)電廠中。第二章主要設(shè)備的選擇與校驗2.1一般原則和條件1）應(yīng)滿足正常運行，檢修，短路和過電壓情況下的要求；2）應(yīng)按當?shù)丨h(huán)境條件校核；3）應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理；4）與整個工程的建設(shè)標準應(yīng)協(xié)調(diào)一致；5）同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種；6）選用新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的實驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格；7）選擇的高壓電氣設(shè)備應(yīng)滿足各項電氣要求；8）結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，便于安裝和維修；9）在制造廠給出的技術(shù)條件下，能長期可靠的運行，有一定的機械壽命與電氣壽命。2.2斷路器的選擇斷路器是在電力系統(tǒng)正常運行和故障情況下用作斷開或接通電路中的正常工作電流及開斷故障電流的設(shè)備。開關(guān)電氣在合閘狀態(tài)下，靠觸頭接通電路。當斷開電路時，在開關(guān)的觸頭之間可以看到強烈而刺眼的亮光這是由于在觸頭之間產(chǎn)生了放電，這種放電成為電弧。此時電弧雖已分開，但是電流通過觸頭間的電弧繼續(xù)流通，也就是說，電路并未真正斷開，要使電路斷開，電弧必須熄滅，高壓斷路器具有能熄滅電弧的裝置，它能用來斷開或閉合電路中的正常工作電流，也用來斷開電路中的過負荷或短路電流。所以它是電力系統(tǒng)中最重要的開關(guān)電氣。對它的基本要求是：具有足夠的開斷能力，盡可能短的工作時間和高的工作可靠性；結(jié)構(gòu)簡單，便于操作和檢修，具有防火和防暴性能，尺寸小，重量輕，價格低等。2.3隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)是電力系統(tǒng)中應(yīng)用最多的一種高壓電器，它的主要功能是：1）建立明顯的絕緣間隙，保證線路或電氣設(shè)備修理時人身安全；2）轉(zhuǎn)換線路、增加線路連接的靈活性。在電網(wǎng)運行情況下，為了保證檢修工作電安全進行，出了使工作點和帶電部分隔離外，還必須采取檢修接地措施防止意外帶電。為此，要求在高壓配電裝置的母線側(cè)和線路側(cè)裝設(shè)帶專門接地刀閘的隔離開關(guān)，以便在檢修母線或線路斷路器時，使之可靠接地。這種帶接地刀閘的隔離開關(guān)的工作方式為:正常運行時，主刀閘閉合，接地刀閘斷開；檢修時，主刀閘斷開，接地刀閘閉合。這種工作方式由操作機構(gòu)之間具有機械閉鎖的裝置來實現(xiàn)。2.4互感器的選擇電流互感器起到變流和電氣隔離作用。便于二次儀表測量需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流，避免直接測量電路的危險。電流互感器是升壓（降流）變壓器，它是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護等二次設(shè)備獲取電氣一次回路電流信息的傳感器，電流互感器是將高電流按比例轉(zhuǎn)換成低電流電流互感器一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表、繼電保護等。電流互感器的選用要點：1）額定電流應(yīng)為線路正常運行時負載電流的1.0-1.3倍；2）額定電壓應(yīng)為0.5kV或0.66kV；3）精度等級。若用于測量，應(yīng)選用精度等級為0.5或0.2級；若負載電流變化較大，或正常運行時負載電流低于電流互感器一次側(cè)額定電流30%，應(yīng)選用0.5級；4）根據(jù)需要確定變比與匝數(shù)；5）型號規(guī)格選擇。根據(jù)供電線路一次負荷電流確定變比以后，再根據(jù)實際安裝情況確定型號；6）額定容量的選擇。電流互感器二次額定容量要大于實際二次負載，實際二次負載應(yīng)為25-100%額定容量。容量決定二次側(cè)負載阻抗，負載阻抗又影響測量或控制精度。2.5導(dǎo)線和母線的選擇選擇原則1、材料：一般情況下采用鋁母線；在持續(xù)工作電流較大、且位置特別狹小的發(fā)電機、變壓器出口處，以及污穢對鋁有嚴重腐蝕而對銅腐蝕較輕的場所，采用銅母線。2、截面狀況：在35kV及以下、持續(xù)工作電流在4000A及以下的屋內(nèi)配電裝置中，一般采用矩形母線，當電路的工作電流超過最大截面的單臺母線的允許載流量時，每相可用2~4條并列使用；在35kV及以下、持續(xù)工作電流為4000~8000A的屋內(nèi)配電裝置中，一般采用槽形母線；矩形、槽形母線也常用于10kV及以下的屋外母線橋；35kV及以上的屋外配電裝置，可采用鋼芯鋁絞線；10kV及以上、持續(xù)工作電流在8000A以上的屋內(nèi)屋外配電裝置，可采用管形母線。3、布置方式：鋼芯鋁絞線、管形母線一般采用三相水平布置。矩形、雙槽形母線常見的布置方式有三相水平布置和三相垂直布置。第三章XX水電站廠用電系統(tǒng)設(shè)計200643.1水電站廠用電接線分析1、廠用電接線的一般要求為了便于維護及運行，廠用電接線應(yīng)力求簡單、清晰。為了保障廠用電的可靠性，一般情況下應(yīng)具有兩個或兩個以上的廠用電電源，以保證連續(xù)供電。為了保證對廠用電重要負荷的供電可靠性，當采用兩臺及以上廠用變壓器供電時，機組自用電負荷應(yīng)分別由兩分段廠用母線供電，而且一般應(yīng)將負荷平均地接至兩個不同分段母線。廠用電接線應(yīng)力求縮短電力電纜的距離，以節(jié)省投資，減少損耗，主配電屏應(yīng)布置盡量靠近負荷中心在廠用電負荷集中處設(shè)置分配電屏，分散的負荷應(yīng)盡量接至距離最近的分配電屏上。廠用電接線應(yīng)便于設(shè)備操作、維護，是經(jīng)濟上合理的最優(yōu)供電方式。安裝檢修間應(yīng)設(shè)三相電源。主配電屏及分配電屏應(yīng)有備用回路，以滿足臨時用電需要。2、廠用電接線的選擇及分析中小型水電站廠用電母線一般選擇采用單母線分段，一般只分兩段。兩臺廠用變壓器以暗備用方式向兩段母線供電。有時根據(jù)具體情況，也可將廠用電母線分為三段，三臺廠變供電的方式，這是一般有一臺外接電源變壓器，以滿足供電可靠性的需要。將重要負荷按工作、備用分別借分別接于各段母線上。由于主、副廠房分層布置且距離較遠，部分負荷距主配電屏較遠又較集中，廠用電負荷供電接線方式一般采用單層輻射式接線和雙層輻射式相結(jié)合的接線方式單層輻射式接線是由廠用母線成輻射狀直接供電給廠用電負荷，此接線可靠性較高，任一回路故障不影響其它回路。往往用于供距主配電屏較近的廠用電負荷或者容量較大而又較重要的的負荷。雙層輻射式接線是由廠用母線成輻射狀供給分配電屏，再呈輻射狀供給廠用電負荷，此接線供電可靠性略差。當主屏與分屏聯(lián)絡(luò)線故障時將影響整個分屏的供電負荷。水電站根據(jù)各自的情況選擇不同的接線。105383.2廠用電設(shè)備選型廠用變壓器的選擇廠用變壓器容量選擇與分析廠用變壓器容量選擇的原則滿足全廠廠用電最大負荷需要。互為備用的廠用電變壓器，當一臺廠用電變壓器推出運行時，應(yīng)能滿足全廠重要負荷或短時全廠最大負荷的需要。保證需要自動起的電動機能自動起。當水電站廠用電變壓器采用一臺供電時，廠用電變壓器容量必須滿足廠用電最大計算負荷的需要，不考慮過負荷運行。廠用電最大負荷分析計算原則如下：經(jīng)常連續(xù)及經(jīng)常短時運行的負荷均應(yīng)計算。經(jīng)常斷續(xù)運行負荷應(yīng)適時計入。不經(jīng)常連續(xù)及不經(jīng)常斷續(xù)運行負荷除在事故情況下運行的負荷外，應(yīng)按設(shè)備組合運行情況計算。不經(jīng)常斷續(xù)運行負荷，一般僅計入在機組檢修時經(jīng)常使用的負荷?；閭溆秒妱訖C、有可能由同一廠用電源供電時，只計算參加運行的部分，由不同電源供電時，則應(yīng)分別計入。56883.3XX水電站高壓柜的設(shè)計高壓開關(guān)柜是根據(jù)不同的接線方式，將一二次設(shè)備組裝在柜中的一種高壓成套配電裝置。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、排列整齊美觀、運行維護方便、可靠性高以及可大大縮短安裝工期等優(yōu)點，所以在電力系統(tǒng)中獲得廣泛應(yīng)用。高壓開關(guān)柜按柜內(nèi)裝置元件的安裝方式，分為故定式和手車（移開）式兩種。按柜體結(jié)構(gòu)形式，分為開啟式和封閉式兩類。封閉式包括防護封閉、防塵封閉、防滴封閉和防塵防滴式封閉等。根據(jù)一次線路安裝的主要電器元件和用途又可分為很多種柜，如斷路器柜、負荷開關(guān)柜、熔斷器柜、電壓互感器柜、隔離開關(guān)柜、避雷器柜等。斷路器在柜中放置形式有落地式和中置式，目前中置式開關(guān)柜越來越多。10kV高壓開關(guān)柜主要有以下用途：1)關(guān)合及開斷10kV及以下正常電力線路，以輸送和倒換電力負荷；2）從電力系統(tǒng)中退出故障設(shè)備及故障線段，以保證電力系統(tǒng)安全、正常運行；3）將兩段電力線路以至電力系統(tǒng)的兩部分隔開；4）將已退出運行的設(shè)備或線路進行可靠接地，以保證電力線路、設(shè)備和運行維修人員的安全；5）用于測量系統(tǒng)電壓電流參數(shù)及故障報警。因此，高壓開關(guān)柜是非常重要的受電和配電設(shè)備。3.4XX水電站升壓站的設(shè)計升壓站不僅設(shè)備繁雜，日常檢修維護多，操作量大，工作環(huán)境復(fù)雜，而且還是全廠電能外送的樞紐，一旦發(fā)生事故，輕則導(dǎo)致機組停機、線路跳閘，重則導(dǎo)致全廠停電，危及設(shè)備、人身和電網(wǎng)的安全。特別是一些大型、老發(fā)電廠的升壓站，由于設(shè)備技術(shù)水平低、老化嚴重、設(shè)計理念落后，往往會存在許多安全隱患，因此對升壓站的布置就提出了要求：升壓站（或主變壓器）要盡可能靠近發(fā)電機或電機電壓配電設(shè)備，以縮短昂貴的發(fā)電機電壓母線；主變壓器要便于運輸、安裝及檢修。要考慮可將任一臺變壓器運出來檢修而不影響其它各臺變壓器的正常運行。要求高壓進出線及低壓控制電纜安排方便而短，便于維護、巡視及排除故障。土建結(jié)構(gòu)經(jīng)濟合理，符合防火保安的要求。當高壓出線有不止一個電壓等級時，可分設(shè)兩個或更多的高壓開關(guān)站。第四章XX水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)4.1水電站自動化水電站電氣自動化采用機械、電子設(shè)備、按預(yù)定要求代替人工進行水電站生產(chǎn)作業(yè)的技術(shù)。它自動地對水電站進行控制、監(jiān)視、調(diào)節(jié)和管理，達到提高水電站運行的安全性、經(jīng)濟效益、勞動生產(chǎn)率和供電質(zhì)量為目的。水電站自動化主要包括單水輪機自動化、公用設(shè)備自動化、全廠綜合自動化和梯級電站自動化。4.2計算機監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能水電站計算監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)不同電站在在安全性能（包括可靠性、可維護性等）、應(yīng)用功能、控制規(guī)模、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等方面的實際需求，系統(tǒng)具有的功能包括：數(shù)據(jù)的采集與處理實時運行監(jiān)視控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)記錄和制表打印自動發(fā)電控制（AGC）自動電臺控制（AVC）系統(tǒng)授權(quán)系統(tǒng)自診斷和遠方診斷事故順序記錄趨勢分析數(shù)據(jù)通信時鐘同步人機接口自動尋呼ON-CALL免維護設(shè)計4.3XX水電站監(jiān)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計XX水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)特點技術(shù)先進，結(jié)構(gòu)合理采用分層分布式結(jié)構(gòu)，先進的冗余光纖環(huán)形以太網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，主控層采用原裝工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)交換機，所有的現(xiàn)地LCU單元直接連在網(wǎng)上，層次簡化，可靠性高，擴展性強，通訊速度快。安全性和高可靠性針對XX水電站的自然條件特點，CSCS計算機監(jiān)控系統(tǒng)主要硬件采用國外進口原裝設(shè)備，包括可編程控制器（PLC）、網(wǎng)絡(luò)交換機、工業(yè)控制機等，在同條件下投運電站的使用經(jīng)驗來看，該系統(tǒng)具有較高的可靠性和安全性。在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上主控工作站采用雙機熱備，網(wǎng)絡(luò)交換機采用原裝進口品牌，現(xiàn)地LCU單元PLC采用雙以太網(wǎng)卡直接上網(wǎng)傳輸介質(zhì)為光纖，組成100M光纖以太環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，另外除了微機操作外，保留手動把手及一些表記，在計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)癱瘓情況下，機組仍然可以開停機，不影響發(fā)電生產(chǎn)，以上這些措施有效的保證了監(jiān)控系統(tǒng)的安全可靠的運行。維護方便綜合設(shè)計思想合理，集中組屏，集監(jiān)測、控制系統(tǒng)、計量保護的通訊與一體，減少建設(shè)投資和維護費用。第五章XX水電站監(jiān)控系統(tǒng)硬件配置5.1總體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)配置及結(jié)構(gòu)xx水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)為分層式結(jié)構(gòu)，由主控級和現(xiàn)地控制級二部分組成.主控級配置包括2臺主計算機、2套操作員工作站、1套工程師/培訓(xùn)工作站、1套通訊服務(wù)器、1套ON一CALL語音報警工作站、1套廠長/總工程師終端、1套GPS同步時鐘裝置、1套冗余UPS電源裝置、1套網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、兩臺網(wǎng)絡(luò)打印機、1臺調(diào)度MODEM箱、1套中控室操作臺.。現(xiàn)地控制級配置3套機組以和1套公用開關(guān)站LCU共4套現(xiàn)地LCU控制單元。為了提高系的實時性及可靠性，系統(tǒng)采用全分布式體系結(jié)構(gòu)，即功能分布和分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。整個系統(tǒng)分成主控級和現(xiàn)地控制級兩層，兩層之間采用透明開放的100.M冗余光纖環(huán)形以太網(wǎng)絡(luò)，各單元數(shù)據(jù)庫分布在各個LCU中，每個節(jié)點嚴格執(zhí)行指定的任務(wù)和通過系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與其它節(jié)點進行通訊。電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能由主控級及現(xiàn)地控制級共同完成?？刂坪驼{(diào)節(jié)方式分為現(xiàn)地控制方式、電站控制方式和上級調(diào)度部門控制方式和現(xiàn)地調(diào)節(jié)方式、電站調(diào)節(jié)方式和上級調(diào)度部調(diào)節(jié)方式。在現(xiàn)地控制單元中設(shè)有“現(xiàn)地/遠方”切換開關(guān)；主控級設(shè)有“電站控制/上級控制”軟切換開關(guān)和“電站調(diào)節(jié)/上級調(diào)節(jié)”軟切換開關(guān)。控制調(diào)節(jié)方式的優(yōu)先級依次為現(xiàn)地控制級、電站控制級和上級調(diào)度級。5.2現(xiàn)地控制單元（LCU）現(xiàn)地單元LCU包括3套機組LCU(LCU-LCU3)和1套開關(guān)站和公用LCU（LCU4）?，F(xiàn)地控制單元LCU設(shè)置人機界面，界面介質(zhì)采用10.4寸液晶觸摸屏。既可用來作為現(xiàn)地參數(shù)監(jiān)視的顯示窗口，又可用來作為在現(xiàn)地對現(xiàn)地設(shè)備進行控制的控制臺。每臺LCU留有專用的接口，以便能使便攜式計算機接入，對LCU進行更深一步的調(diào)試和監(jiān)控。CPU負載率不大于50%(負荷率統(tǒng)計周期為15)。在具體配置每個LCU時，或在考慮LCU與其它智能設(shè)備連接時，盡可能的使用現(xiàn)場總線技術(shù)。使轉(zhuǎn)換設(shè)備盡可能的少，以提高LCU的可靠性。LCU具有掉電保護功能和電源恢復(fù)后的自動重新啟動功能。LCU能實現(xiàn)時鐘同步校正，其精度與時間分辨率配合。5.2.1可編程控制器PLC構(gòu)成的現(xiàn)地控制單元壓LCU有許多的優(yōu)點：(1)克服了常規(guī)繼電器邏輯電路接線復(fù)雜、工作可靠性低、反應(yīng)速度慢、檢修維護量大的缺點；(2)設(shè)計簡單、動作可靠、維護工作量小；(3)具有計算處理和存儲的功能，并具有現(xiàn)地監(jiān)控功能，可脫離上位機系統(tǒng)獨立運行；(4)控制功能的修改和擴充，可以用改變程序的方法來實現(xiàn)，而不必重新講行電路設(shè)計；(5)可以實現(xiàn)系統(tǒng)故障自診斷，及時發(fā)現(xiàn)控制系統(tǒng)中的故障，以便采取措施并加以排除；（6)PLC可以直接控制電磁閥和接觸器等執(zhí)行機構(gòu)，省掉了中間環(huán)節(jié)。5.2.根據(jù)水電站監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求，各LCU有自動準同期及手動同期兩種同期方式，能連續(xù)完成選擇合閘斷路器、自動切換電壓、捕獲同步、合閘一系列操作。同期作為水輪發(fā)電機組自動操作的一部分，不需要為并列在二次回路中進行切換操作，給進一步提高水電站的自動化水平或?qū)崿F(xiàn)遠動控制創(chuàng)造條件，當執(zhí)行自動準同期操作時，手動同期操作將被閉鎖。在進行機組準同期過程中，能有效地進行頻率電壓的檢測，盡快促成準同期條件的到來。在進線路同期過程中，如斷路器兩側(cè)系統(tǒng)已解列，控制器將在解列后的第一次出現(xiàn)的零相角差時，將斷路器立即重合上。如斷路器兩側(cè)系統(tǒng)并未解列，此時在斷路器兩端將出現(xiàn)一個功角和電壓差，控制器將在整定的功角及電壓差值的范圍內(nèi)將斷路器立即重合上；條件不符時將發(fā)出遙信信號。5.3.機組功能如下(1)機組LCU配置可編程序控制器，完成機組的狀態(tài)采集與處理、順序控制、控制操作和功率調(diào)節(jié)等任務(wù)。(2)網(wǎng)絡(luò)通訊。(3)機組LCU設(shè)有機組事故停機按鈕、事故緊急停機按鈕。(4)交流采樣。(5)機組LCU與調(diào)速器、勵磁調(diào)節(jié)器、發(fā)電機繼電保護設(shè)備、機組輔機控制系統(tǒng)進行通訊；機組LCU與主控級進行通訊。(6)機組同期：每個LCU內(nèi)配微機自動準同期和手動同期裝置各一套，可實現(xiàn)自動同期以及手動同期，兩種模式之間互相閉鎖。5.4公用及開關(guān)站現(xiàn)地控制單元xx水電站共配置一套開關(guān)站及公用LCU，布置于控制室內(nèi)。對開關(guān)站及公用輔機設(shè)備的進行監(jiān)淵、控制。LCU完成本單元的數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理功能，同時也具有控制、操作及監(jiān)測功能。LCU完成如下功能：(1)采集主變、330kV開關(guān)站各電氣量和工作狀態(tài)及保護動作信號，并上傳至主控級。(2)完成與電站控制層的數(shù)據(jù)交換，實時上送電站控制層所需的過程信息，接收電站數(shù)據(jù)交換。(3)開關(guān)站設(shè)備現(xiàn)地控制單元LCU4配有一套微機自動準同期裝置及一套手動同期裝置，用于220kV線路斷路器、主變壓器高壓側(cè)斷路器的同期操作。屏內(nèi)并配有手動/自動同期選擇開關(guān)，可閉鎖準同期出口實現(xiàn)手動同期功能。（4)公用LCU可實現(xiàn)全廠公用的油、水、氣系統(tǒng)監(jiān)控，可完成功能如下：1)各公用裝置的運行狀態(tài)友運行中的事故、故障信號監(jiān)視；2)公用裝置故障、事故或運行參數(shù)越限時報警；3)根據(jù)運行參數(shù)控制相關(guān)設(shè)備的啟、停，啟動備用設(shè)備及切除故障設(shè)備。4）完成對全廠公用系統(tǒng)設(shè)備的監(jiān)測，以串口模式與公用現(xiàn)地設(shè)各進行通訊。5.5.電能計量系統(tǒng)xx水電站監(jiān)控系統(tǒng)配置4面電度表屏，電度表選用深圳龍電的多功能電度表，屏內(nèi)共裝設(shè)23塊電子式多功能電度表，按單元配置如下：(1)發(fā)電機一變壓器組高壓側(cè)各采用單向三相四線多功能電度表2塊，共計6塊。此表為關(guān)口表，主副各1個，精度為0.2S。(2)廠用變壓器(51B.、52B)高壓側(cè)各采用單向三相三線電度表1塊，共2塊。(3)照明變壓器(51zB.、52zB)高壓側(cè)各采用單向三相三線多功能1塊，共2塊。(4)10KV母線進線各采用單向三相三線多功能電度表1塊，共計4塊。(5)10KV線路各采用單向三相三線多功能電度表1塊.共計5塊。(6)至1號分站電站10KV線路和3#備用10KV線路各采用雙向三相三線多功能電度表1塊，共計2塊。精度為0.25。(7)220KV線路采用雙向三相四線多功能關(guān)口電度表2塊，共計2塊。精度為0.25。此外，根據(jù)接入系統(tǒng)二次設(shè)計耍求，電度表屏內(nèi)還裝設(shè)：電能量計費終端設(shè)備(含工控機、軟件、通訊設(shè)備)1套、路由器1臺、電壓失壓計時器8套。以上電力系統(tǒng)要求的電能計量裝置及關(guān)口表的型號與系統(tǒng)對側(cè)進行協(xié)調(diào)。第六章xx水電站機組操作流程6.1.停機轉(zhuǎn)發(fā)電的步驟1、第一步，開機準備操作人員發(fā)出發(fā)電命令后，微機首先判斷是否滿足開機準備條件。若開機準備條件具備，自動進入停機轉(zhuǎn)發(fā)電操作程序。機組開機準備狀態(tài)的條件如下:(1)進水口閘門全開。(2)機組無事故。(3)導(dǎo)葉鎖定拔除。(4)斷路器在開斷位置。(5)制動閘落下。2、第二步，開輔機(1)開啟高壓減載油泵，當高壓減載工作油泵故障出現(xiàn)時，經(jīng)延時后，啟動備用油泵，若兩臺油泵均故障，則自動轉(zhuǎn)入停機程序。(2)打開冷卻水電磁閥，若出現(xiàn)冷卻水中斷信號，經(jīng)過延時，仍無冷卻水信號，發(fā)出冷卻水中斷故障信號。(3)打開密封水電磁閥，若開啟密封水電磁閥并經(jīng)過延時后無密封水信號，發(fā)出密封水故障信號。當高壓減載油泵運行，冷卻水及密封水正常，程序自動解除對第三步操作的閉鎖。3、第三步，啟動調(diào)速器啟動調(diào)速器，將開度限制開至空載開度。當導(dǎo)葉位置在空載位置時，程序自動解除對第四步操作的閉鎖。4、第四步，投勵磁裝置導(dǎo)葉打開后，機組轉(zhuǎn)速上升，如機組選用準同步方式，當轉(zhuǎn)速升至80%額定轉(zhuǎn)速時，投入勵磁裝置，給發(fā)電機機端升壓。5、第五步，停高壓減載油泵6.2.第一步，減負荷調(diào)速器自動減機組有功功率和勵磁裝置自動減無功功率為最小。當機組有功和無功功率為最小時，程序自動解除對第二步的閉鎖。第二步，開斷發(fā)電機斷路器開斷發(fā)電機斷路器，使機組與系統(tǒng)解列。當發(fā)電機斷路器在開斷位置時，程序自動解除對第三步的閉鎖。第三步，關(guān)開度限制調(diào)速器關(guān)閉開度限制至全關(guān)位置。當導(dǎo)葉為全關(guān)位置、機組轉(zhuǎn)速下降到小于90%額定轉(zhuǎn)速時，程序自動解除對第四步的閉鎖。第四步，啟動高壓減載油泵開啟高壓減載油泵。當高壓減再工作油泵故障時，經(jīng)延時后，啟動備用油泵，若兩臺油泵均故障，則自動打開開度限制，使機組恢復(fù)正常轉(zhuǎn)速。當高壓減載油泵運行，程序自動解除對第五步的閉鎖。第五步，投入電氣制動當機組轉(zhuǎn)速下降至60%額定轉(zhuǎn)速，且發(fā)電機內(nèi)部無電氣故障時，投入電氣制動。第六步，投入機械制動當機組轉(zhuǎn)速下降至15%額定轉(zhuǎn)速，開啟制動電磁閥，壓力空氣進入制動閘進行制動。若程序判斷未采用電氣制動，機組轉(zhuǎn)速下降至35%額定轉(zhuǎn)速，則立即開啟制動電磁閥。機組轉(zhuǎn)速下降生5%以下并經(jīng)過延時后，程序自動解除對第七步的閉鎖。第七步，停輔機（1)關(guān)閉制動電磁閥。(2)關(guān)閉冷卻水電磁閥。(3)關(guān)閉密封水電磁閥。(4)開啟圍帶充氣電磁閥。(5)投入導(dǎo)葉鎖定。(6)切除高壓減載油泵。當制動閘塊落下、無冷卻水、無密封水、圍帶充氣、導(dǎo)葉鎖定投入時，機組處于停機狀態(tài)，解除對其他控制的閉鎖。6.2.2事故停機包括水機事故停機和緊急停機兩種。水機事故停機時調(diào)速器發(fā)急停令，導(dǎo)葉關(guān)至空載位置，延時20秒后直接跳開出口斷路器和滅磁開關(guān)，延時4秒后斷路器跳開，停機完成。而緊急停機時除了調(diào)速器發(fā)急停令外，還要同時關(guān)蝶閥，如果延時2分鐘蝶閥沒有全關(guān)，關(guān)閉快速閥門并報警。水機事故停機和緊急停機操作程序都是在水輪發(fā)電機組出現(xiàn)故障時操作的，與正常停機控制流程不同，要求最快時間停機。第七章xx水電站發(fā)電機和變壓器保護裝置選擇7.1發(fā)電機保護配置的原則在發(fā)電機故障時，應(yīng)能將扣失減到最?。辉诜钦顩r時，應(yīng)能在充分利用發(fā)電機自身能力的前提下，確保機組本身的安全。發(fā)電機主要保護：(1)發(fā)電機縱差動保護。切除定子相間短路，傳統(tǒng)的差動保護不反應(yīng)匝間短路故障，瞬時跳開機組。(2)發(fā)電機匝間保護。切除發(fā)電機定子匝間短路，瞬時跳開機組。(3)發(fā)電機定子接地保護。切除發(fā)電機100%定子繞組的單相接地故障。(4)發(fā)電機負序過流保護。區(qū)外發(fā)生不對性短路或非全相運行時，保護機組轉(zhuǎn)子不過熱報壞。一般采用反時限特性。(5)發(fā)電機對稱過流保護。當區(qū)外發(fā)生對稱過流短路時，保護發(fā)電機定子不過熱，一般采用反時限特性。（6)發(fā)電機過壓保護。反應(yīng)定子過電壓。(7)發(fā)電機過勵磁保護。反應(yīng)發(fā)電機過勵磁。(8）發(fā)電機失磁保護。反應(yīng)發(fā)電機全失磁或部分失磁。(9)發(fā)電機失步保護。反應(yīng)發(fā)電機和系統(tǒng)之間的失步。(10)發(fā)電機過流、低壓過流、復(fù)合電壓過流、阻抗保護等這些保護作為線路和發(fā)電機的后備保護，可靈活配置。(11)發(fā)電機過負荷保護。反應(yīng)發(fā)電機過負荷。(12)發(fā)電機低頻保護。反應(yīng)發(fā)電機低頻運行。(13)轉(zhuǎn)子一點接地保護。反應(yīng)轉(zhuǎn)子一點接地。(14)轉(zhuǎn)子兩點接地保護。反應(yīng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子發(fā)生兩點接地或匝間短路。(15)勵磁繞組過負荷保護。反應(yīng)發(fā)電機勵磁機的過負荷，采用反時限特性或定時限特性。（16）誤上電保護.檢側(cè)發(fā)電機在啟停機期間可能的誤合閘.。(17)啟停機保護。在啟停機過程中檢測繞組的絕緣變化。7.2變壓器保護變壓器主保護：(1)差動保護：能反應(yīng)變壓器內(nèi)部各種相間、接地以及匝間短路故障，同時還能反應(yīng)引出線的短路故障。它反應(yīng)迅速，瞬時切除，是變壓器最重要的保護。(2)氣體〔重(輕)瓦斯」保護：能反應(yīng)鐵芯內(nèi)部燒損、繞組回路短路及接觸不良、局部過熱、局部放電、絕緣老化、油面下降等故障，不能反應(yīng)變壓器本體以外的故障。它的優(yōu)點是幾乎能反應(yīng)變壓器本體內(nèi)部的所有故障.。其缺點是靈敏度不高，動作時間較長。(3)零序電流保護：能反應(yīng)變壓器內(nèi)部或外部發(fā)生的接地性短路故障。一般是由零序電流、間隙零序電流、零序電壓共同構(gòu)成完善的零序電流儀保護。(4)后備保護：阻抗保護、復(fù)合電壓過流保護、低壓過流保護、過流保護都能反應(yīng)變壓器的過流狀態(tài)。但它們的靈敏度不一樣，阻抗保護的靈敏度最高，過流保護的靈敏度最低。(5)開關(guān)量保護：溫度保護、油位保護、通風(fēng)故障保護、冷卻器故障保護等。反應(yīng)相應(yīng)的溫度、油位、通風(fēng)等故障。(6)中性點過電壓保護：保護大型變壓器半絕緣繞組中性點過電壓。(7)油箱壓力保護：油箱上裝有壓力釋放閥，內(nèi)部重大短路故障時，保護油箱不變形，出口接信號。也可接跳閘，作為重大故障的多重保護。與重瓦斯保護極為相似。7.3XX水電站發(fā)變組保護裝置保護功能介紹：1.發(fā)電機保護功能：發(fā)電機完全差動保護；2套發(fā)電機不完全差動保護；發(fā)電機不完全差動保護；發(fā)電機工頻變化最差動保護；發(fā)電機裂相橫差保護；2套高靈敏橫差保護；發(fā)電機相間阻抗保護；發(fā)電機復(fù)合電壓過流保護；發(fā)電機負序過流保護；定子接地基波零序電壓保護；定子接地三次諧波電壓保護；外加低頻電源定子接地保護(需外加電源等附件)；轉(zhuǎn)子一點接地保護(切換采樣原理(乒乓式)或外加電源(注入式)原理)；轉(zhuǎn)子兩點接地保護；定、反時限定子過負荷保護；定、反時限轉(zhuǎn)子表層負序過負荷保護；失磁保護；失步保護；定子過電壓保護、定、反時限發(fā)電機過勵磁保護；定、反時限勵磁繞組過負荷保護；逆功率保護；頻率保護；啟停機保護；誤上電保護；軸電流保護；發(fā)電機開關(guān)失靈保護；電制動閉鎖功能；TV斷線:；TA斷線。2.勵磁保護功能：勵磁變差動保護；勵磁機差動保護；勵磁過流保護；勵磁過負荷信號:；TA斷線。3.主變保護功能：發(fā)變組差動保護；主變差動保護:；主變工頻變化量差動保護；主變零序差動保護；主變分側(cè)差動保護；高壓側(cè)阻抗保護；高壓側(cè)復(fù)合電壓過流保護；高壓側(cè)復(fù)合電壓方向過流保護；高壓側(cè)負序過流保護；高壓側(cè)零序過流保護；高壓側(cè)零序方向過流保護；高壓側(cè)不接地零序電壓保護；高壓側(cè)不接地零序過流保護；低壓側(cè)接地零序報警；主變過勵磁保護；斷路器閃絡(luò)保護；非全相保護；過負荷保護；啟動風(fēng)冷；TV斷線；TA斷線。廠變保護功能：廠變差動保護；廠變過流保護；低壓側(cè)零序過流保護；過負荷信號；過流輸出；TA斷線。結(jié)論通過前面幾章的闡述，分析及校驗，我們可以得出以下結(jié)論：1)本論文中的設(shè)計方案滿足設(shè)計任務(wù)書的要求，并且能夠滿足該電廠的發(fā)電、保護和計算機控制的耍求；2)設(shè)計了xx水電站電氣主接線方案，并對設(shè)計方案進行論證選擇，對其設(shè)備進行選型；3)根據(jù)電站特點，完成了電站的廠用電系統(tǒng)，設(shè)計升壓站，對其設(shè)備進行選型；4)結(jié)合實際機組的情況，設(shè)計出電站的計算機監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，設(shè)計機組LCU、發(fā)電機保護、變壓器保護。電廠工作是電氣工程系學(xué)生進入社會后所要進行的主要工作之一，為了能對將要從事的工作有一個全面、系統(tǒng)的認識，進行本課題的設(shè)計是很有意義的。本次設(shè)計能幫助我們鞏固所學(xué)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識，并提高我們利用所學(xué)理論知識解決實際工程問題的能力。電氣一、二次設(shè)計是電氣工程專業(yè)的學(xué)生在畢業(yè)之前進行的一次較為全面、系統(tǒng)的綜合性訓(xùn)練，有助于鞏固和增強對本專業(yè)主干課程的理解和應(yīng)用，樹立工程觀念，培養(yǎng)電力網(wǎng)設(shè)計規(guī)劃的能力；掌握電力網(wǎng)初步設(shè)計的基本方法和主要內(nèi)容；學(xué)習(xí)工程設(shè)計說明書的撰寫。通過本次設(shè)計，使學(xué)生對電力系統(tǒng)形成一個較為專業(yè)的認識。致謝在本論文完稿之際，謹向教導(dǎo)和幫助我的師長、朋友、同學(xué)們致以最誠摯的謝意和最衷心的祝福!本文是在韓老師的精心指導(dǎo)下完成的，正是韓老師的答疑解惑和悉心指導(dǎo)幫助我順利的完成了畢業(yè)論文。值此論文成稿之際，謹向辛勤培養(yǎng)我的老師表示崇高的敬意和衷心的感謝！在課題研究過程中，韓老師淵博的科學(xué)知識、嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、認真負貴的工作作風(fēng)對我產(chǎn)生了很深的影響，這將使我受益終生。此外，還要感謝我的家人多年來對我的理解和支持，正是有了他們的的理解與支持，我才能全身心的投入到學(xué)習(xí)中去。最后，謹向我的朋友們以及其他給予我關(guān)心、支持和幫助的老師、同學(xué)表示衷心的感謝！祝您們身體健康！工作順利！

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