火電廠電氣主系統(tǒng)

《發(fā)電廠電氣部分》報(bào)告題目：火電廠電氣主系統(tǒng)姓名劉易專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化二。一七年五月二十九日火電廠電氣主系統(tǒng)電氣2班劉易20141393046摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，人民對(duì)電的需求也越來(lái)越大，火電廠由于其布局靈活、一次性投資少等優(yōu)點(diǎn)成為了早期的重點(diǎn)發(fā)展電廠。火電廠通常建在大都市與工業(yè)區(qū)附近，提供電力的同時(shí)還能在冬天供暖，這樣可以減少被循環(huán)水帶走的熱量損失從而提高總效率。目前，對(duì)于大多數(shù)發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō)，火力發(fā)電仍將在長(zhǎng)期處于主力軍的地位?？紤]到新時(shí)代背景下社會(huì)對(duì)火力發(fā)電的環(huán)境污染、發(fā)電效率等多種要求，火電廠必須持續(xù)性地在技術(shù)上有所突破和創(chuàng)新。本論文重點(diǎn)對(duì)火電廠電氣一次部分以及輸電、配電部分進(jìn)行敘述，并引用目前最新的研究成果對(duì)新時(shí)代電力系統(tǒng)遇到的問(wèn)題提出意見(jiàn)。關(guān)鍵詞：火電廠；一次設(shè)備；電氣主接線；直流輸電；配電網(wǎng)0引言電能是經(jīng)濟(jì)發(fā)展中最重要的一種能源，其與其他能源形勢(shì)相比，具有可大規(guī)模生產(chǎn)和遠(yuǎn)距離輸送、轉(zhuǎn)換方便、易于控制、損耗小、效率高等優(yōu)點(diǎn)?？梢韵胂?，沒(méi)有了電腦，現(xiàn)代文明將不復(fù)存在。傳統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)有水力發(fā)電、火力發(fā)電、核能發(fā)電等，隨著技術(shù)進(jìn)步，現(xiàn)在也逐漸開(kāi)始普及風(fēng)能發(fā)電、光伏發(fā)電等新能源技術(shù)。但由于經(jīng)濟(jì)成本等原因，火力發(fā)電仍將在大多數(shù)發(fā)展中國(guó)家中長(zhǎng)期處于主導(dǎo)地位?，F(xiàn)目前階段，雖然我國(guó)已擁有部分核電廠，但火力發(fā)電仍占據(jù)大部分市場(chǎng)，特別在經(jīng)濟(jì)增速放緩的大背景下，火力發(fā)電仍是電力建設(shè)的首選。但火力發(fā)電帶來(lái)的環(huán)境污染等問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)重，如何提高火力發(fā)電技術(shù)以適應(yīng)新時(shí)代低排放、低污染、高效率的新要求已逐步提上日程。本文就火電廠的鍋爐、各類一次設(shè)備、電氣接線和裝置以及輸配電技術(shù)等內(nèi)容作簡(jiǎn)要介紹。1國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)電力工業(yè)突飛猛進(jìn)，取得了累累碩果。1987年，全國(guó)電力裝機(jī)容量越過(guò)1億千瓦門(mén)檻，1995年突破兩億，到2000年底已達(dá)3.19億千瓦。從1949年到1978年，我國(guó)電力裝機(jī)從185萬(wàn)千瓦增加到5712萬(wàn)千瓦，增長(zhǎng)近30倍；年發(fā)電量由43億千瓦時(shí)增加到2566億千瓦時(shí)，增長(zhǎng)了58.7倍。而從1978年到2000年，我國(guó)裝機(jī)容量和年發(fā)電量又分別增長(zhǎng)了4.58倍和4.33倍。2016年，我國(guó)電力裝機(jī)總?cè)萘恳堰_(dá)164575萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量為59897億千瓦時(shí)，雙雙位居世界第二位。我國(guó)的電力工業(yè)也已從大電網(wǎng)、大機(jī)組、超電壓和高自動(dòng)化階段邁入資源優(yōu)化配置、逐步全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的新階段。我國(guó)作為發(fā)展中國(guó)家，用電量隨著工業(yè)的發(fā)展迅速增加。但由于技術(shù)限制和人才短缺，我國(guó)以前的電力工業(yè)的技術(shù)水平和裝備配置稍落后于其他發(fā)達(dá)國(guó)家，但在近幾年電力工業(yè)的水平與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距在不斷縮小。但我國(guó)仍需通過(guò)不斷引進(jìn)新技術(shù)進(jìn)行吸收和創(chuàng)新，不斷提高管理水平，盡早達(dá)成與發(fā)達(dá)國(guó)家并肩的目標(biāo)。值得注意的是，“十一五”期間，電力工業(yè)為推進(jìn)節(jié)能減排的政策，已累計(jì)關(guān)停了小火電機(jī)組7077萬(wàn)千瓦，國(guó)產(chǎn)30萬(wàn)~60萬(wàn)千瓦的中大型火電機(jī)組已成為主力機(jī)組；60萬(wàn)千瓦及以上的清潔機(jī)組占火電機(jī)組的比重已達(dá)到34%，其中在運(yùn)百萬(wàn)KW超超臨界機(jī)組已經(jīng)達(dá)到30多臺(tái)，我國(guó)也成為世界上擁有超超臨界機(jī)組最多的國(guó)家。2鍋爐

鍋爐是火電廠中將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的場(chǎng)所，蒸汽鍋爐的工作介質(zhì)是水，水在鍋爐里被加熱成一定壓力和溫度的蒸汽。鍋爐產(chǎn)生的蒸汽送進(jìn)汽輪機(jī)膨脹做功，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電。鍋爐機(jī)組的示意圖如下：鍋爐的組成大體包括:序名稱組成內(nèi)容號(hào)1鍋本體蒸發(fā)設(shè)備，包括水冷壁、氣鼓及汽水等、過(guò)熱及再熱設(shè)備、省煤器系統(tǒng)爐本體燃燒室和噴燃器等燃燒設(shè)備、及燃燒系統(tǒng)爐本體燃燒室和噴燃器等燃燒設(shè)備、系統(tǒng)爐墻，構(gòu)無(wú)架輔助設(shè)通風(fēng)設(shè)備、燃料輸送設(shè)備、制備粉設(shè)備、除塵和除灰設(shè)備、給水設(shè)備、吹灰器裝置附件水位計(jì)，壓力表，溫度表，流量表等熱工儀表與自動(dòng)控制裝置、安全閥和外部汽水管道、閥門(mén)等鍋爐整體布局可采用多種形式，形狀根據(jù)具體情況而定。3汽輪機(jī)汽輪機(jī)是將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的重要裝置，也是火電廠三大主要裝置之一，它具有單機(jī)容量大、效率高、穩(wěn)定性好、成本低和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。汽輪機(jī)設(shè)備包括汽輪機(jī)本體，各種輔助設(shè)備，熱力系統(tǒng)等。汽輪機(jī)本體由汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分和固定部分組成，輔助設(shè)備包括凝汽器、抽氣器、給水泵、循環(huán)水泵等，熱力系統(tǒng)包括主蒸汽系統(tǒng)凝氣系統(tǒng)、給水除氧系統(tǒng)等。4電氣設(shè)備、接線和裝置為滿足電力生產(chǎn)和保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，發(fā)電廠安裝有各種電氣設(shè)備，其主要任務(wù)是啟停機(jī)組、調(diào)整負(fù)荷、切換設(shè)備和線路、監(jiān)視主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、發(fā)生異常故障時(shí)及時(shí)處理等。根據(jù)作用的不同可將電氣設(shè)備分為一次設(shè)備和二次設(shè)備。一次設(shè)備指將生產(chǎn)、變換、輸送、分配和使用電能的設(shè)備，如發(fā)電機(jī)、變壓器和斷路器等；二次設(shè)備指對(duì)一次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量、控制、監(jiān)視和保護(hù)的設(shè)備。在發(fā)電廠中，各種電氣設(shè)備必須用導(dǎo)體按一定的要求連成一個(gè)整體，并與必要的輔助設(shè)備一起安裝，構(gòu)成回路，實(shí)現(xiàn)發(fā)供電，這便是電氣接線和電氣設(shè)備。1）發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)有多種形式，但工作原理都基于電磁感應(yīng)定律。發(fā)電機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋和軸承等部件構(gòu)成，其中定子由定子鐵芯、定子繞組、機(jī)座及固定部件組成，轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組、中心環(huán)、護(hù)環(huán)、風(fēng)扇及轉(zhuǎn)軸等部件構(gòu)成。由軸承及端蓋將發(fā)電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子連接組裝起來(lái)，使轉(zhuǎn)子在定子產(chǎn)生的磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)，做切割磁導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)，便產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，通過(guò)接線端子引出便產(chǎn)生了感應(yīng)電流。2）主變壓器的選擇概述在發(fā)電廠中，用來(lái)向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器；用于兩種電壓等級(jí)之間交換功率的變壓器，稱為聯(lián)絡(luò)變壓器；只供本廠用的變壓器，稱為廠用變壓器或自用變壓器。本小節(jié)著重介紹主變壓器的選擇。主變壓器的選擇原則a)主變?nèi)萘恳话惆窗l(fā)電廠建成后5?10年的規(guī)劃負(fù)荷來(lái)進(jìn)行選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期10?20年的負(fù)荷發(fā)展。b)據(jù)發(fā)電廠所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)確定主變的容量。對(duì)于發(fā)電廠，應(yīng)考慮一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，保證鍋爐的最小出力。對(duì)于一般發(fā)電廠，當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，其他變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70%?80%。主變壓器的容量和臺(tái)數(shù)的確定原則單元接線的主變壓器單元接線時(shí)變壓器容量按發(fā)電機(jī)的額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，留有10%的裕度來(lái)確定。采用擴(kuò)大單元接線時(shí)，應(yīng)盡可能采用分裂繞組變壓器，其容量亦應(yīng)按接單元接線的計(jì)算原則計(jì)算出的兩臺(tái)機(jī)容量之和來(lái)確定。具有發(fā)電機(jī)電壓母線接線的主變壓器連接在發(fā)電機(jī)電壓母線與系統(tǒng)之間的主變壓器的容量，應(yīng)考慮以下因素：?當(dāng)發(fā)電機(jī)全部投入運(yùn)行時(shí)，在滿足發(fā)電機(jī)電壓供電的日最小負(fù)荷，并扣除廠用負(fù)荷后，主變壓器應(yīng)能將發(fā)電機(jī)電壓母線上的剩余有功和無(wú)功容量送入系統(tǒng)。?當(dāng)接在發(fā)電機(jī)電壓母線上的最大一臺(tái)機(jī)組檢修或者因供熱機(jī)組熱負(fù)荷變動(dòng)而需限制本廠出力時(shí)，主變壓器應(yīng)能從電力系統(tǒng)倒送功率，保證發(fā)電機(jī)電壓母線上最大負(fù)荷的需要。?若發(fā)電機(jī)電壓母線上接有2臺(tái)及以上的主變壓器時(shí)，其中容量最大的一臺(tái)因故退出運(yùn)行時(shí)，其他主變壓器應(yīng)能輸送母線剩余功率的70%以上。隨著智能化變電站的建設(shè)和狀態(tài)檢修工作的開(kāi)展，電力一次設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)裝置得到了廣泛的應(yīng)用。電力變壓器是電力系統(tǒng)中最重要的設(shè)備之一，對(duì)其安裝在線監(jiān)測(cè)裝置可以有效地降低設(shè)備故障率及減少停電時(shí)間，進(jìn)而影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。然而電力系統(tǒng)內(nèi)變壓器數(shù)量眾多，以220kV變壓器為例，以地級(jí)市為規(guī)劃范圍，也往往有數(shù)十臺(tái)之多。實(shí)際規(guī)劃中由于人力物力的限制，電力部門(mén)無(wú)法同時(shí)對(duì)所有變壓器配置在線監(jiān)測(cè)裝置，一般采取分批配置，因此如何統(tǒng)籌考慮每臺(tái)變壓器的設(shè)備運(yùn)行狀況和在電力系統(tǒng)中的重要性，合理評(píng)估同一電壓等級(jí)內(nèi)不同變壓器的在線監(jiān)測(cè)裝置配置優(yōu)先級(jí)，以提高在線監(jiān)測(cè)裝置的綜合經(jīng)濟(jì)效益，是一個(gè)值得研究的問(wèn)題。針對(duì)這一問(wèn)題，提出了一種變壓器在線監(jiān)測(cè)裝置配置優(yōu)先級(jí)綜合評(píng)估模型。理論分析與實(shí)例計(jì)算證明，本文所提模型，能夠較合理地從在線監(jiān)測(cè)裝置配置的角度，對(duì)不同變壓器進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序，為電力行業(yè)在線監(jiān)測(cè)裝置的配置策略提供了一種參考，具有一定的實(shí)用性和推廣性。[1]3)電氣主接線電器主接線應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：令可靠性。安全可靠是電力生產(chǎn)的基本要求。主接線的接線形式必須保證供電可靠。在可靠性分析中，最主要的基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是斷路器的可靠性，其主要指標(biāo)是故障率、可用系數(shù)和平均修理小時(shí)數(shù)。令靈活性。電器主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并能靈活地進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換。靈活性包括：操作的方便性、調(diào)度的方便性、擴(kuò)建的方便性。令經(jīng)濟(jì)性。主要矛盾往往發(fā)生在可靠性和經(jīng)濟(jì)性之間，經(jīng)濟(jì)性主要從以下幾點(diǎn)考量：節(jié)省一次投資、占地面積少、電能損耗少。電氣主接線的基本形式是指主要電氣設(shè)備常用的幾種連接方式，以電源和出線為主體。根據(jù)是否有母線，主接線的基本形式可分為有母線和無(wú)母線兩大類，有母線連接方式又可分為單母線接線、雙母線接線等不同形式，無(wú)母線連接方式可分為單元接線、多角形接線等。單母線接線單母線接線只有一組母線，特點(diǎn)為電源和供電線路都連在同一母線上，接線簡(jiǎn)單。每條回路中都裝有斷路器和隔離開(kāi)關(guān)，其中隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置，只能用于設(shè)備停運(yùn)后退出工作時(shí)斷開(kāi)電路，保證與帶電部分隔離，起著隔離電壓的作用。單母線接線的優(yōu)點(diǎn)是接線簡(jiǎn)單，操作方便，設(shè)備少、經(jīng)濟(jì)性好，擴(kuò)建方便。但其也有明顯的缺點(diǎn)：可靠性差，調(diào)度不方便。因此這種接線形式只用在出線回路少且沒(méi)有重要負(fù)荷的發(fā)電廠和變電站中。為了克服單母線接線的缺點(diǎn)，提高其供電可靠性和靈活性，我國(guó)發(fā)展出了單母線分段接線和單母線帶旁路接線。通過(guò)裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)和斷路器將母線分為兩段，可從兩段母線引出兩條回路由雙電源供電從而提高其穩(wěn)定性。這兩種接線方式廣泛應(yīng)用于中小容量發(fā)電廠。單母線分段接線的適用范圍如下表：配電裝置電壓等級(jí)出線回路數(shù)6~10KV6回及以上35~63KV4?8回110~220KV3~4回雙母線接線雙母線接線有兩組母線，可互為備用。每一組電源和出線的回路都裝有一臺(tái)斷路器，有兩組母線隔離開(kāi)關(guān)，可分別與兩組母線連接。兩組母線之間通過(guò)母聯(lián)斷路器聯(lián)絡(luò)。雙母線斷路器有以下優(yōu)點(diǎn)：供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便。由于這種接線有較高的可靠性，它廣泛應(yīng)用于以下情況：6~220KV回路數(shù)較多35~60KV超過(guò)8回110KV6回及以上220KV4回及以上為了縮小母線故障的停電范圍，又發(fā)展出了雙母線分段接線和雙母線帶旁路接線。這兩種接線進(jìn)一步提高了供電可靠性，但多裝了價(jià)高的斷路器和隔離開(kāi)關(guān)，增加了投資，經(jīng)濟(jì)性較差。一臺(tái)半斷路器（3/2）及三分之四斷路器接線3/2接線中，每?jī)蓚€(gè)元件（出線、電源）用3臺(tái)斷路器構(gòu)成一串接至兩組母線，而兩回路之間的斷路器稱為聯(lián)絡(luò)斷路器。這種接線形式的主要特點(diǎn)是，任一母線故障或維修，均不停電；任一斷路器維修也不停電；甚至于兩組母線同時(shí)故障的極端情況下，仍能繼續(xù)輸送功率。交叉接線的形式比非交叉接線具有更高的運(yùn)行可靠性，可減少特殊運(yùn)行方式下事故擴(kuò)大。在3/2接線中有兩條原則:電源線宜與負(fù)荷線配對(duì)成串，即要求采用在同一個(gè)“斷路器串”上配置一條電源回路和一條出線回路，以避免在聯(lián)絡(luò)斷路器發(fā)生故障時(shí)，兩條電源回路或兩條負(fù)荷回路同時(shí)被切除；配電裝置建設(shè)初期僅有兩串時(shí)，同名回路宜分別接入不同側(cè)的母線，進(jìn)出線應(yīng)裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。通常在330?500Kv配電裝置中，當(dāng)進(jìn)出線為6回及以上時(shí)，宜采用3/2接線。由于高壓斷路器造價(jià)高，為了進(jìn)一步減少設(shè)備投資，把3條回路的進(jìn)出線通過(guò)4臺(tái)斷路器接到兩組母線上，構(gòu)成4/3接線。這種接線形式通常用于發(fā)電機(jī)臺(tái)數(shù)大于線路數(shù)的大型水電廠，以便實(shí)現(xiàn)在一個(gè)串的3個(gè)回路中電源和負(fù)荷相匹配。實(shí)際運(yùn)行中，可以根據(jù)電源和負(fù)荷的數(shù)量和擴(kuò)建要求，采用4/3和3/2斷路器多重連接的組合接線，這將有利于提高配電裝置的可靠性和靈活性。單元接線發(fā)電機(jī)和變壓器直接串聯(lián)連接成一個(gè)單元，組成發(fā)電機(jī)-變壓器組，稱為單元接線。單元接線的特點(diǎn)是幾個(gè)元件直接連接，不設(shè)母線，這樣不僅減少了設(shè)備的數(shù)量，簡(jiǎn)化了配電裝置的結(jié)構(gòu)以及降低了設(shè)備投資，同時(shí)也大大減少了故障發(fā)生的可能性。單元接線主要分為發(fā)電機(jī)-雙繞組變壓器擴(kuò)大單元接線和發(fā)電機(jī)-分裂繞組變壓器擴(kuò)大接線。發(fā)電機(jī)-雙繞組變壓器擴(kuò)大單元接線中，發(fā)電機(jī)和變壓器連接成一個(gè)單元，電能經(jīng)變壓器升壓后直接進(jìn)入高壓電網(wǎng)。這種接線由于發(fā)電機(jī)和變壓器無(wú)法單獨(dú)運(yùn)行，因此二者的容量應(yīng)當(dāng)相等。它的缺點(diǎn)是兩個(gè)基本元件的其中一個(gè)損壞或維修時(shí)，整個(gè)單元都被迫停止工作，這種接線形式適用于大型發(fā)電廠。發(fā)電機(jī)-分裂繞組變壓器擴(kuò)大接線不需在發(fā)電廠或變電所中建造高壓配電裝置，占地面積大大減少，造價(jià)降低，并簡(jiǎn)化了運(yùn)行。但這種接線也有類似的局限性，當(dāng)線路故障或檢修時(shí)，變壓器必須停運(yùn)；變壓器故障或檢修時(shí)，線路必須停運(yùn)。橋形接線將兩個(gè)“變壓器-線路”連接，便構(gòu)成了橋形接線。它主要分為內(nèi)橋接線和外橋接線兩種。當(dāng)只有兩臺(tái)變壓器和兩臺(tái)線路時(shí)，宜采用橋形接線。內(nèi)橋接線內(nèi)橋接線在線路故障或切除、投入時(shí)，不影響其余回路工作，并且操作簡(jiǎn)單；而在變壓器故障或切除、投入時(shí)，要使相應(yīng)線路短時(shí)停電且操作復(fù)雜。因而該接線一般適用于線路較長(zhǎng)的情況。這種接線形式的優(yōu)點(diǎn)是所用高壓斷路器數(shù)量少，缺點(diǎn)有三點(diǎn)：需要對(duì)兩臺(tái)斷路器進(jìn)行操作來(lái)投入或切除變壓器，操作過(guò)程比較復(fù)雜；橋聯(lián)斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路需解列運(yùn)行；出線斷路器檢修時(shí)，線路需較長(zhǎng)時(shí)期的停運(yùn)。外橋接線外橋接線在運(yùn)行中的特點(diǎn)與內(nèi)橋接線相反，適用于線路較短和變壓器需經(jīng)常切換的情況。當(dāng)系統(tǒng)中有穿越功率通過(guò)主接線為橋形接線的發(fā)電廠或變電站高壓測(cè)，或者橋形接線的兩條線路接入環(huán)形電網(wǎng)時(shí)，通常宜采用外橋接線。多角形接線多角形接線的斷路器數(shù)等于電源回路和出線回路的總數(shù)，斷路器接成環(huán)形電路，電源回路和出線回路都接在兩臺(tái)斷路器之間，多角形的角數(shù)等于回路數(shù)，也等于斷路器數(shù)。多角形接線的優(yōu)點(diǎn)是：所用的斷路器數(shù)目比單母線分段接線或雙母線接線還少1臺(tái)，卻具有雙斷路器雙母線接線的可靠性，任一臺(tái)斷路器檢修時(shí)，只需斷開(kāi)其兩端的隔離開(kāi)關(guān)，不會(huì)引起任何回路停電；沒(méi)有母線，因而不存在因母線故障所產(chǎn)生的影響；任一回路故障時(shí)，只跳開(kāi)與它連接的兩臺(tái)斷路器，不影響其他回路的正常工作；操作方便。多角形接線的缺點(diǎn)有：檢修任何一臺(tái)斷路器時(shí)，多角形就開(kāi)環(huán)運(yùn)行，如果此時(shí)出現(xiàn)故障，又有斷路器自動(dòng)跳開(kāi)，將使供電造成紊亂；由于運(yùn)行方式變化大，電氣設(shè)備可能在閉環(huán)和開(kāi)環(huán)兩種情況下工作，其中流過(guò)的工作電流差別較大，會(huì)給電氣設(shè)備的選擇帶來(lái)困難；不便于擴(kuò)建。多角形接線最多為六角形接線，因而以四角形和三角形為宜。多角形接線一般用于回路數(shù)較少且能一次建成、不需要擴(kuò)建的hokv及以上的配電裝置中。由于多角形接線無(wú)母線，配電裝置占地面積小，故多用于進(jìn)出線不超過(guò)6回、地形狹窄的中、小型水力發(fā)電廠。經(jīng)過(guò)多方面考慮，在發(fā)電機(jī)側(cè)接線方案應(yīng)采用單母線分段接線；在升高壓側(cè)接線方案的選定中，220KV電壓等級(jí)側(cè)應(yīng)采用雙母線接線，在500KV側(cè)應(yīng)采用雙母線分段帶旁路接線。示意圖如下圖所示：3）電氣設(shè)備主要的電氣設(shè)備的選擇包括：斷路器、隔離開(kāi)關(guān)的選擇，電流、電壓互感器的選擇。電氣設(shè)備選擇的一般原則：/應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、斷路和過(guò)電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要；/應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校驗(yàn)；/應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)與經(jīng)濟(jì)合理；/選擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量減少品種；/擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電氣設(shè)備型號(hào)一致；/選用新產(chǎn)品，均應(yīng)具有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全一樣，但對(duì)他們的要求是一樣的。電氣設(shè)備要能可靠地工作,必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來(lái)校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。若按正常工作條件選擇電氣設(shè)備，則有以下三個(gè)條件：.額定電壓規(guī)定一般電氣設(shè)備允許的堆高工作電壓電壓為電氣設(shè)備的1.ri.is倍，而電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓波動(dòng)一般不超過(guò)電網(wǎng)額定電壓的1.15倍。因此，在選擇電氣設(shè)備時(shí)，一般按照電氣設(shè)備的額定電壓Un不低于裝置地點(diǎn)的額定電壓Usn的條件選擇。.額定電流電氣設(shè)備的額定電流In是指在額定環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備的長(zhǎng)期允許電流。In應(yīng)不小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流Imaxo由于發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)和變壓器在電壓降低5%時(shí)，輸出功率可保持不變,故其相應(yīng)回路的Imax應(yīng)為發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)或變壓器的額定電流的1.05倍。.環(huán)境條件電氣設(shè)備的選擇與環(huán)境條件，如溫度、風(fēng)速、污穢等級(jí)、海拔高度等,都有關(guān)系，對(duì)于環(huán)境條件超過(guò)一般電氣設(shè)備的使用條件時(shí)，應(yīng)采取措施。一、高壓斷路器選擇除需滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還考慮便于安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能確定。根據(jù)我國(guó)當(dāng)前制造情況，電壓6—220kV的電網(wǎng)一般選用少油斷路器，電壓no—330kV電網(wǎng)，可選用SF6或空氣斷路器，大容量機(jī)組采用封閉母線時(shí)，如果需要裝設(shè)斷路器，宜選用發(fā)電機(jī)專用斷路器。⑵⑶⑷斷路器服選擇的具體技術(shù)條件如下：1）電壓：UgWUnUg：電網(wǎng)工作電壓2）電流：Igmax<InIgmax：最大持續(xù)工作電流3）開(kāi)斷電流：Id.t<IkdId.t：斷路器實(shí)際開(kāi)斷時(shí)間t秒的短路電流周期分量Ikd：斷路器額定開(kāi)斷電流4）動(dòng)穩(wěn)定:ichWimaximax：斷路器極限通過(guò)電流峰值ich：三相短路電流沖擊值5）熱穩(wěn)定：18八2*tdzWt*It°2I-：穩(wěn)態(tài)三相短路電流tdz：短路電流發(fā)熱等值時(shí)間It：斷路器t秒熱穩(wěn)定電流其中tdz=tz+O.05B〃2；由=[〃/18和短路電流計(jì)算時(shí)間t,查出短路電流周期分量等值時(shí)間，從而可計(jì)算出tdzo二、隔離開(kāi)關(guān)的選擇隔離開(kāi)關(guān)也是發(fā)電廠和變電站中常用的開(kāi)關(guān)電氣設(shè)備，一般配有電動(dòng)及手動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，單相或三相操作，需與斷路器配套使用。但隔離開(kāi)關(guān)無(wú)滅弧裝置，不能用來(lái)接通和切斷負(fù)荷和短路電流。隔離開(kāi)關(guān)形式的選擇，應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用要求等因素，進(jìn)行比較然后確定。參數(shù)的選擇要綜合考慮技術(shù)條件和環(huán)境條件。選擇的具體技術(shù)條件如下：1）電壓：UgWUn2）電流：IgmaxWIn3）動(dòng)穩(wěn)定：ichWimax4）熱穩(wěn)定：I8八2*tdzWt*It^2三、互感器的選擇互感器包括電壓互感器和電流互感器，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測(cè)量?jī)x表、繼電器的電壓線圈和電流線圈供電，正確反映電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和故障情況。互感器的作用有：1）一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓和小電流，使測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化，小型化，并使其結(jié)構(gòu)輕巧，價(jià)格便宜，并便于屏內(nèi)安裝。2）使二次設(shè)備與高電壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身的安全。?電流互感器電流互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對(duì)于6?20KV屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器，對(duì)于35KV及以上配電裝置，一般用油浸箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器，有條件時(shí)，應(yīng)盡量采用套管式電流互感器。電流互感器的二次側(cè)額定電流有5A和1A兩種，一般弱電系統(tǒng)用1A,強(qiáng)電系統(tǒng)用5A,當(dāng)配電裝置距離控制室較遠(yuǎn)時(shí)，亦可考慮用1A。?電壓互感器電壓互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用條件選擇：6?20KV屋內(nèi)配電裝置，一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，也可采用樹(shù)脂繞注絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器。35?110KV的配電裝置，一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器。220kV以上，一般采用電容式電壓互感器。當(dāng)需要和監(jiān)視一次回路單相接地時(shí)，應(yīng)選用三相五柱式電壓互感器，或有第三繞組的單相電壓互感器組。電壓互感器三個(gè)單相電壓互感器接線，主二次繞級(jí)連接成星形，以供電給測(cè)量表計(jì)，繼電器以及絕緣電壓表，對(duì)于要求相電壓的測(cè)量表計(jì)，只有在系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地時(shí)才能接入，附加的二次繞組接成開(kāi)口三角形，構(gòu)成零序電壓濾過(guò)器供電給繼電器和接地信號(hào)（絕緣檢查）繼電器。5輸電線路本小節(jié)僅對(duì)目前新興的直流輸電技術(shù)作簡(jiǎn)要分析，不對(duì)架空線路和地下電纜作相關(guān)敘述。輸電線路設(shè)計(jì)研究的目的就是，配合電力系統(tǒng)其他部分，保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)調(diào)度，使各種能源得到充分利用，完成電力系統(tǒng)間的電能交換和調(diào)節(jié)。通過(guò)對(duì)輸電線路設(shè)計(jì)的研究，使輸電線路的設(shè)計(jì)滿足更加經(jīng)濟(jì)、安全、高效率的電能輸送的要求。從而設(shè)計(jì)出更加安全、可靠、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的輸電網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)對(duì)目前的交流超高壓輸電和直流輸電技術(shù)在可靠性和經(jīng)濟(jì)性上分別分析，我們便可以在實(shí)際建設(shè)中采用最合適的技術(shù)，使輸電線路更穩(wěn)定并兼顧可靠性和經(jīng)濟(jì)性。對(duì)兩種輸電方式進(jìn)行可靠性比較，結(jié)果顯示：各個(gè)輸電距離下，直流系統(tǒng)的FEU指標(biāo)均大于交流；當(dāng)輸電距離小于約1300km時(shí)，交流系統(tǒng)的EOF指標(biāo)低于直流，反之則直流系統(tǒng)的EOF指標(biāo)更低。對(duì)二者進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較，結(jié)果顯示：當(dāng)不考慮停電損失，輸電距離超過(guò)約1300km時(shí)，直流的經(jīng)濟(jì)性更優(yōu)。當(dāng)考慮停電損失時(shí)，如果單位停電損失較低，則直流輸電的經(jīng)濟(jì)性在較遠(yuǎn)距離上更有優(yōu)勢(shì)，但是當(dāng)考慮的單位停電損失較高時(shí)，在合理的輸電距離范圍內(nèi)，交流的經(jīng)濟(jì)性均要優(yōu)于直流。[5]不論交流輸電還是直流輸電，線路難免出現(xiàn)故障。對(duì)此線路必須裝設(shè)健全的繼電保護(hù)設(shè)備，但傳統(tǒng)的技術(shù)仍需革新，以適應(yīng)不斷增加的用電需求和不斷出現(xiàn)的新技術(shù)。對(duì)此，利用數(shù)據(jù)融合技術(shù)提升輸電線路故障定位精度的新方法不失為一種好的方法。輸電線路故障的快速準(zhǔn)確定位對(duì)于電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有重要的意義。目前，不同的故障定位原理被廣泛地應(yīng)用于電力系統(tǒng)的變電站中，由于其在故障后所給出的故障位置并不一致，運(yùn)維檢修人員對(duì)相互沖突的測(cè)距結(jié)果無(wú)所適從，影響了故障的快速恢復(fù)。我們可以利用輸電線路兩端變電站中距離繼電器的測(cè)距結(jié)果，基于多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)，提出一種提升輸電線路故障定位精度的新方法，該方法利用線路兩端距離繼電器的測(cè)距結(jié)果和故障錄波裝置中的電氣量數(shù)據(jù)，采用加權(quán)系數(shù)的數(shù)據(jù)融合方法，通過(guò)解析求解，對(duì)兩端距離繼電器的測(cè)距結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)融合來(lái)獲得一個(gè)精度更高的定位結(jié)果。[6]6配電裝置配電裝置是根據(jù)電氣主接線的連接方式，由開(kāi)關(guān)電器、保護(hù)和測(cè)量電器、母線和必要的輔助設(shè)備組建而成的總體裝置，其作用是在正常運(yùn)行時(shí)接受和分配電能，而在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)切斷故障部分，維持系統(tǒng)正常運(yùn)行。為此，它需要滿足以下要求：1）運(yùn)行可靠；2）便于操作、巡視和檢修；3）保證工作人員的安全；4）力求提高經(jīng)濟(jì)性；5）具有擴(kuò)建的可能。配電裝置分為屋內(nèi)配電裝置、屋外配電裝置、成套配電裝置，各有特點(diǎn)。在發(fā)電廠和變電站中，配電裝置型式的選擇，應(yīng)根據(jù)設(shè)備選型及進(jìn)出線方式，結(jié)合工程實(shí)際情況，因地制宜，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)應(yīng)優(yōu)先采用占地少的配電裝置型式。配電變壓器是配電網(wǎng)的主要設(shè)備之一，作為配電環(huán)節(jié)的終端，直接與用戶相連，肩負(fù)著向用戶分配電能的作用，對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)的用電質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的提高起著重要作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2013年底，我國(guó)在網(wǎng)運(yùn)行的配電變壓器約1530萬(wàn)臺(tái)，盡管配變的運(yùn)行效率達(dá)到95%以上，但由于配變應(yīng)用量大且運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，其累計(jì)運(yùn)行損耗約占整個(gè)配電網(wǎng)總損耗的80%以上。為此，研究人員為減小損耗提出了大量模型和改進(jìn)措施，如基于差異化數(shù)據(jù)采集的配電變壓器優(yōu)選方法。近年來(lái)，配電技術(shù)不斷發(fā)展，產(chǎn)生了許多新技術(shù)，其中包括基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性分析。這種方法基于主成分分析法與并行關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘技術(shù)，是一種基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性分析方法。它首先提出了配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性四維指標(biāo)體系及相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)源，再采用主成分分析法，從海量數(shù)據(jù)中挖掘主要評(píng)估指標(biāo)；針對(duì)所得的主要指標(biāo)，分析相應(yīng)的影響因素，并采用并行關(guān)聯(lián)規(guī)則模型，挖掘出運(yùn)行可靠性主要指標(biāo)與各影響因素間的強(qiáng)關(guān)聯(lián)規(guī)則，從而獲得主要影響因素；最后基于歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，將上述主要影響因素作為預(yù)測(cè)的輸入量、主要評(píng)估指標(biāo)作為輸出量，基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)方法預(yù)測(cè)未來(lái)一定時(shí)間尺度的運(yùn)行可靠性指標(biāo)值。算例表明，采用所提方法可快速有效預(yù)測(cè)配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性。而針對(duì)當(dāng)前智能配電網(wǎng)傳統(tǒng)保護(hù)方法存在的整定復(fù)雜、配合困難以及適應(yīng)性差等問(wèn)題，最近幾年又出現(xiàn)了一種基于智能配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障處理方法。這種方法首先根據(jù)網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)矩陣以及區(qū)域差分規(guī)則，對(duì)各節(jié)點(diǎn)測(cè)控一體化終端采集的電流、功率數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；然后，將預(yù)處理結(jié)果在時(shí)間以及空間上進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，并生成高維時(shí)