水电站主要电气设备及保护配置
发电厂变电站电气设备
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
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
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。
水电站
综合应用
调速器水电站电综合自动化正向智能化方向发展，主要体现在水电站正向实现少人值班、无人值班的方向发 展。水电站应用综合自动化系统后，不再像以前拥有大量工作人员，计算机监测、计算等功能代替了部分人的工 作。水电站可以根据实际情况适时的调整工作任务，如自动完成数据的采集和报表的打印。另外，水电站综合自 动化向着模块化方向发展，体现在水电站电气自动化功能的模块化。每一个电气自动化模块可以实现不同的功能， 例如技术供水系统管理模块、调速器和发电机组系统管理模块等。不同的水电站根据自己的实际需求选择相应的 模块进行组合大大提高了水电站机组自动化控制的通用性和时效性 。
（2）电气自动化系统需要一个标准接口解决各类通讯问题
水电站电气自动化系统现如今电气自动化普遍使用的信息平台为微软公司技术标准体系，其中最常用的即为 Windows操作系统。因此，将Windows作为主流的操作系统，将TCP/IP作为通讯标准，使得PC可以在一个自动的 操作平台上有一个标准化的程序接口，以此来解决由于不同厂家不同型号接口所带来的通讯问题。
无损检测技术是故障诊断中的重要技术，该技术在不破坏设备外壳的情况下完成设备检测，并利用微型计算 机准确观察设备内部情况，具有效率高、经济性强等特点。
无损检测技术有以下几方面优点： 1）无需拆除设备外壳，减少了传统设备检测工序，降低人为因素对设备检测的影响； 2）无损检测技术能满足大多种类设备检测工作，符合水电站设备众多、型号繁多的事实； 3）无损检测技术可在设备运行过程中完成检测，降低了检测工作对总生产的影响。 以水轮故障检测为例，在检测过程中，显示屏中会呈现水轮内部各种零部件的实际情况，其中损伤、断裂、 老化的零部件反映出的图像类型不同，检测人员可根据图像精准判断问题零部件位置，为维修人员工作提供真实 数据 。
浅述水电厂发电机_变压器保护配置及与水机LCU的配合_李占波
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
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
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__________。
某水电站电气二次监控及保护的配置问题探讨
李建 中国水利水电第七工程局有 限公司机电安装分局 四川彭山 ６ １ ０ ８ ６ ０
Ｚ ｌ ， 电度表和 开关 站／ 公用 Ｌ Ｃ Ｕ进行 串行通 信， 电度 表输 出的各种 电度 【 摘要】 主要 针 对 水电站 电气二 次监控 及保护 的配置问题 进行探 Ｉ 讨， 在 分析 系 统的设计原则的基础上 ， 结合 实际情况， 重点分析 了 监控 系统 信号能够 得以 采集。 正、 反向及分时 的有功 、 无功 电度 都能够在 监控 系 结构要求及厂站层设备配置要 求， 希望本文能够对于相关的水 电站电气设 统上 进行显示 ， 在一块 电度表 屏上安 装全 电站的１ ２ 只电度表， 其 参数 满 备安装起 到一 定借鉴作用。 足系统要求。 【 关键 词 】 水电站 ； 电气 设备 ； 电 气二次监控 ； 监控 系统 ３ ． ４ 现地 层设 备配置要求 这里 主要存在有 现地控制单元 （ Ｌ Ｃ Ｕ） ５ 套。 其中Ｌ Ｃ Ｕ １ 一 Ｌ Ｃ Ｕ ４ 为４ 套 机组 ， Ｌ Ｃ Ｕ ５ ￣ Ｊ Ｉ 为 公用及 升压站 设备Ｌ Ｃ Ｕ。 监控 对象 的数 据采集 、 相 关 １ ． 系 统 的设 计原 则 Ｃ Ｕ 所 完成 ， 具有 把数 据信息 向网络 进行 传 此 发电站装机台数为 ４ 台， 总装机 容量为３ ２ ＭＷ， 为 引水式 电站 ， 主 的数据 预 处理这 些都 是由Ｌ 对于调 度层上位机 的命令和 管理进 行 自 动服 从 。 同样 ， 调价 要 以发 电为 主 ， 其 中机 组为 混流 式水 轮 发电机组 。 其 中， １ １ ０ ｋ ｖ 为 出线 送 的功 能 ， 控制以及监 视的相 关功 能也在Ｌ Ｃ Ｕ中所具备 ， 能 够在 配备相 关的 电压 等级 ， 一 回出线 ， 一 回备用 。 按 照无人值 班的运 行方式 来设 计此二 操作、 指示元件和现 地操作按 钮的基础上， 满足实现 必要的控制和监视 功能 ， 级水 电站计算 机监控 系统 。 全站 共４ 套Ｌ Ｃ Ｕ， 每台机 组 第一， 为确保 系统的 高度可靠性 ， 采用 冗余技 术， 或 者是 双重化设 依然可 以在上位 机系统脱 机情况下 而实现 。 都配置一套在 发电机层机组 的机旁， 在中控室布置公用的Ｌ Ｃ Ｕ 。 计技术在 电站安全运 行密切相关设备 中， 按照相关的技术 标准和规 定，
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水电站主要电气设备及保护配置
摘要本文主要某中型水电站电气设备中的发电机-变压器、GIS和线路保护配置作了简要的概述。
本文通过对水电站中的设备采用双重保护配置，这样极大提高了保护动作的可靠性，更好地保证了水电站电气设备的安全、稳定运行。
关键词水电站；电气设备；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225MW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）。
其中，87C1我们采用的MCD PCM微机型电流差动继电器，因为它具有两段比率差电流特性，可以有效防止当CT饱和时误动，此外它对外部故障具有很好的比率制动特性。
继电器采用具有监视功能的光纤电缆。
87C2我们采用的是LFCB202微机型电流差动继电器，因为它具有两段比率差电流特性，可以有效防止当CT饱和时误动，此外它对外部故障具有很好的比率制动特性。
继电器采用具有监视功能的光纤电缆。
64C我们采用的是高速零序过电流继电器，它主要用来检测电缆的接地电流。
15.75kV母线都配有一块保护屏，每块保护屏都装设两套完整的差动保护（87B1、87B2）和一套零序过电流保护（64C）。
其中，87B1我们采用的是MBP-C 集成电路型低阻抗继电器，它是通过利用相位比较原理来防止当CT饱和时发生误动；87B2我们采用的是MBP-A集成电路型高阻抗继电器，64C我们采用的是高速零序过电流继电器。
500kV线路断路器都配有一块装设MREI-10微机型自动重合闸装置和MCTI-40集成电路型失灵保护的继电器保护屏。
每一T区我们都配有两套MCT140集成电路型瞬时过流继电器和MBP-A集成电路型差动继电器。
3 线路保护配置
本文中的水电站有4回500kV输出线路。
我们对每一条500kV出线配置两面独立的主保护屏，每面保护屏内我们都装有全线速动的主保护和完善的后备保护。
与此同时，每一条线路我们还需要配置一面独立的后备保护屏。
本文中的主保护中我们采用的是美国GE公司生产的TLS1B集成电路型和DFP-100微机型保护装置以及南京自动化研究院生产的LFP-901A微机型保护装置，后备保护我们采用的是LFP-902A微机型保护装置。
PLP01-54保护屏内主要装有LFP-901A线路成套快速保护装置和LFP-925故障起动装置，其中LFP-901A为微机型保护装置，它主要包括以复合式距离方向元件和零序方向元件为主体的快速主保护、由线工频变化量距离元件构成的快速I段保护和有三段式相间和接地距离及两个延时段零序方向过流作为后备的全套后备保护这3个部分；此外，该装置还具有自动重合闸、单相重合和三相重合等功能。
PLP02-54保护屏内装有LFP-902A线路成套快速保护装置和LFP-925故障起动装置。
其中，LFP-902A为微机实现的数字式超高压线路成套快速保护装置，它主要包括以复合式距离方向元件和零序方向元件为主体的快速主保护、由线工频变化量距离元件构成的快速I段保护和有三段式相间和接地距离及两个延时段零序方向过流作为后备的全套后备保护这3个部分。
TLS保护屏内主要装有TLS1B集成电路型和DFP-100微机型保护装置。
其中，TLS1B具有3个正向保护段的输电线路继电保护装置，它可以实现阶段式距离保护、超/欠范围允许式保护、方向比较闭锁保护和混合式跳闸保护等功能。
DFP-100是数字式保护、控制和测量系统，它通过对电流和电压的输入波形进行采样并以适当的算法来进行线路的保护和监测。
DFP-100主要应用在任何需要过
电流、过/低电压、高/低频控制、测量的场合。
4结语
综上所述，本文通过对水电站中的设备采用双重保护配置，当一套保护装置因故障而不能正常工作时，另一套保护可以及时切除故障，这样极大提高了保护动作的可靠性，更好地保证了水电站电气设备的安全、稳定运行。
参考文献
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