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相接地时,流过接地点的电容电流是超前接地相相电压90度的(将电容电流参考方向选定为由设备流向地网),而流过消弧线圈的电流是滞后接地相相电压90度的(参考方向与电容电流方向一致),二者正好反相。实际经验证明: (1)若流过接地点的电流>30A,则在接地点产生永久性电弧,发电机定子绕组、铁芯或有关设备将被严重烧损。 (2)10A<接地电流<30A,则在接地点产生间歇性电弧,既会烧损设备,又会引起过电压。由于流过消弧线圈的电流对电容电流具有抵偿(补偿)作用,合理选择补偿度k(k=IL/Idc),就可以使得流过接地点的实际电流(Id)在10A以下,这样永久性与间歇性电弧均不会产生,保证了发电机定子绕组或引出线发生单相接地时,设备不受损坏。由于消弧线圈具有消除电弧作用,故因此而得名。 图2-3 发电机中性点接地示意图
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图2-4 等效电路图 2.2.3大江电厂电气一次接线 1.500kV开关站接线方式及相关设备配置 (1)接线方式:采用3/2接线(见图4)。 选择3/2接线方式,是基于开关站重要性考虑的。因为开关站进出线回数多,且均是重要电源与重要负荷,电压等级高、输送容量大、距离远,母线穿越功率大(最大2820 MVA),并通过葛洲坝 500kV 换流站与华东电网并网,既是葛洲坝电厂电力外送的咽喉,又是华中电网重要枢纽变电站。
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图2-5 大江电厂电气主接线 (2)布置型式:分相中型三列布置(户外式)。 (3)开关站有关配置:开关站共6串,每串均作交叉配置。(交叉配置:一串的2回线路中,一回是电源或进线,另一回是负荷或出线。) 交叉配置是3/2接线方式普遍的配置原则,作交叉配置时,3/2接线可靠性达到最高。因为这种配置在一条母线检修例一条母线故障或2 条母线同时故障时电源与系统仍然相连接,(在系统处于稳定条件下)仍能够正常工作。1-6串的出线分别是:葛凤线、葛双1回、葛双2回、葛岗线、葛换2回、葛换1回。其中葛凤线、葛双2回、葛岗线首端分别装设并联电抗器(DK)。因为这三回出线电气距离长、线路等效电感及电容量大,“电容效应”的影响严重,装设并联电抗器后,可以有效防止过电压的产生(过电压现象最严重的情况是线路空载)、适当地改善线路无功功率的分布、从而使系统潮流分布的合理性与经济性得到相应的改善。
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2.发电机与主变压器的连接方式,有关设备的型号参数 (1)连接方式:采用扩大单元接线方式(见图4)。 由于主变压器连接 2台发电机,且1-3串进线由二台主变压器并联,所以在发电机出口母线上设置了断路器。这样当一台发电机故障时,仅切除故障发电机,本串上其他发电机仍能正常工作,最大限度保证了对系统供电的可靠性。 (2)有关设备的型号参数 型号 额定容量 电压比 连接组号 冷却方式 制造厂家 表6 主变参数 3.发电机组制动电阻的设置 (1)设置制动电阻的原因 大江电厂外送有功功率很大,当系统故障或出线跳闸时,原动机(水轮机)的输入功率由于惯性作用不可能迅速减小,此时发电机发出功率总和大于线路输出功率总和,机组转子的制动力矩小于拖动力矩,转子在原有旋转速度基础上加速,从而导致机组与系统不同步,造成振荡或失步,机组被迫解列,甚至引起整个系统瓦解。设置制动电阻后,制动电阻在上述情况下通过继电保护或自动装置自动投入。制动电阻作为负载吸收故障时有功功率的“多余”部分,因而对转子加速起制动作用,保证机组与系统正常运行。
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(2)制动电阻投入的时间:2S。 4.GIS系统 GIS,即Gas Insulated Switchgear的首字母缩写,即气体绝缘全封闭组合电器。GIS由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成,这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中,在其内部充有绝缘性能和灭弧性能优异的SF6(六氟化硫)气体作为绝缘和灭弧介质,故也称SF6全封闭组合电器。SF6气体是迄今最为理想的绝缘及灭弧介质,以其为介质而产生的组合电器设备在生茶及运行中有着相当的优势。SF6全封闭组合电器利用SF6气体的优异的绝缘性能,代替常态空气绝缘的高压开关柜和输电间隔,在与敞开式电器的竞争中已经体现出其优势。因为采用SF6气体绝缘不仅能够大大缩小绝缘距离,而且SF6断路器的灭弧介质是完全封闭的,所以组合电器尺寸也可以缩小,同时噪音也小,还可以防止污秽的污染。 GIS设备自20世纪60年代实用化以来,已广泛运行于世界各地。GIS不仅在高压、超高压领域被广泛应用,而且在特高压领域也被使用。与常规敞开式变电站相比,GIS的优点在于结构紧凑、占地面积小、可靠性高、配置灵活、安装方便、安全性强、环境适应能力强,维护工作量很小,其主要部件的维修间隔不小于20年。 GIS是各高压电器的集合,通常采用积木式结构,断路器、隔离开关、接地开关、互感器等元件均可随意组合。其整体性能的提高还有赖于各组件性能的提高。分述如下: (1)断路器 断路器是GIS中最重要的设备之一,由于SF6气体具有优良的绝缘性能和灭弧性能,因而SF6气体绝缘断路器具有尺寸小、重量轻、开断容量