圖1 水力發(fā)電廠電氣接線示意圖

3. 1水輪發(fā)電機/發(fā)電電動機的電氣測量及電能計量

3.1.1水輪發(fā)電機/發(fā)電電動機應(yīng)測量下列項目：

1定子回路三相電流。

2定子回路線電壓/三相相電壓。

3發(fā)電機有功功率、無功功率。

4功率因數(shù)。

5發(fā)電機頻率。

6勵磁電流、勵磁電壓。

3.1.2發(fā)電電動機靜止變頻啟動裝置應(yīng)測量下列項目:

1輸入、輸岀回路三相電流。

2輸入回路線電壓/三相相電壓。

3輸入回路有功功率、無功功率。

3.1.3水輪發(fā)電機/發(fā)電電動機應(yīng)計量有功電能和無功電能。有可能調(diào)相運行的水輪發(fā)電機應(yīng)計量雙方向有功電能：有可能進相運行的水輪發(fā)電機應(yīng)計量雙方向無功電能；發(fā)電電動機應(yīng)計量雙方向有功電能和雙方向無功電能。

3.1.4有可能調(diào)相運行的水輪發(fā)電機應(yīng)測量雙方向有功功率；有可能進相運行的水輪發(fā)電機應(yīng)測量雙萬向天功功率。發(fā)電電動機應(yīng)測量雙方向有功功率和無功功率。

3.1.5電力系統(tǒng)有功角測量耍求時，應(yīng)測量發(fā)電機功角。

3.1.6勵磁變壓器高壓側(cè)應(yīng)測量三相電流、有功功率及無功功率。

水輪發(fā)電機和勵磁變壓器的監(jiān)測配置如圖2所示，設(shè)備選型如表1所示。

表1 水輪發(fā)電機和勵磁變壓器監(jiān)測選型

3.2升壓及送出系統(tǒng)的電氣測量及電能計量

3.2.1主變壓器測量和電能計量項目應(yīng)滿足下列要求:

1雙繞組變壓器應(yīng)測量高壓側(cè)三相電流、有功功率、無功功率，變壓器的一側(cè)應(yīng)計量有功電能、無功電能。

2三繞組變壓器或自耦變壓器應(yīng)測量三側(cè)三相電流、有功功率、無功功率,應(yīng)計量三側(cè)有功屯能、無功電能。自耦變壓器公共繞組應(yīng)測量三相電流。

3當(dāng)發(fā)變組為單元接線旦發(fā)電機有斷路器時應(yīng)測量低壓側(cè)線電壓和三相電壓。

4聯(lián)絡(luò)變壓器兩側(cè)應(yīng)測量有功功率、無功功率，應(yīng)計量有功電能、無功電能。

5有可能送電、受電運行時，應(yīng)測量雙方向有功功率、計量雙方向有功電 能；當(dāng)有可能滯相、進相運行時，應(yīng)測量雙方向無功功率、計量雙方向無功電能。

表2 主變壓器監(jiān)測選型

3.2.2線路測量項目應(yīng)符合下列規(guī)定：

1 6.3kV~66kV線路應(yīng)測量單相電流，條件許可時可測量兩相電流或三相電流。

2 35kV、66kV線路應(yīng)測量有功功率，條件許可時6.3kV~66kV線路也可測量有功功率、無功功率。

3 110kV及以上線路應(yīng)測量三相電流、有功功率、無功功率。

4 6.3kV及以上線路應(yīng)計量有功電能、無功電能。

5 當(dāng)線路有可能送電、受電運行時應(yīng)測量雙方向有功功率、計量雙方向有功電能。

6當(dāng)線路有可能滯相、進相運行時，應(yīng)測量雙方向無功功率、計量雙方向無功電能。

7電力系統(tǒng)有要求時，升壓站線路應(yīng)測量線路功角。

表3 線路測量選型

3.2.3母線測量項目應(yīng)符合下列規(guī)定：

1  6.3kV及以上發(fā)電機電壓母線以及35kV、66kV母線應(yīng)測量母線線電壓及頻率，同時應(yīng)測量三相電壓。

2  110kV及以上母線應(yīng)測量三個線電壓和頻率。

3  6.3kV及以上母聯(lián)斷路器、母線分段斷路器以及內(nèi)橋斷路器、外橋斷路器應(yīng)測量交流電流，110kV及以上應(yīng)測量三相電流。

4 3/2接線、4/3接線和角型接線的各斷路器回路應(yīng)測量三相電流。

5旁路斷路器、母聯(lián)或分段兼旁路斷路器和35 kV及以上外橋斷路器，應(yīng)測量有功功率及無功功率、計量有功電能及無功電能。對有可能送電和受電運行 時，應(yīng)測量雙方向有功功率、計量雙方向有功電能；對有可能滯相和進相運行時, 應(yīng)測量雙方向無功功率、計量雙方向無功電能。

表4 母線測量選型

3.2.4 110 kV及以上并聯(lián)電抗器組應(yīng)測量三相電流及無功功率，并計量無功電能。6.3kV~66 kV并聯(lián)電抗器回路應(yīng)測量交流電流。

表5 電抗器測量選型

3.3廠用電系統(tǒng)的電氣測量及電能計量

3.3.1廠用電變壓器高壓側(cè)應(yīng)測量交流電流、有功功率及有功電能。當(dāng)高壓側(cè)不具備測量條件時，可在低壓側(cè)測量。

3.3.2廠用電工作母線應(yīng)測量交流電壓。當(dāng)為中性點非有效接地時，應(yīng)測量一個

線電壓和三相電壓；當(dāng)為中性點有效接地時，應(yīng)測量三個線電壓。

3.3.3廠區(qū)供電線路應(yīng)測量三相電流，根據(jù)電能計量需要可計量有功電能。

3.3.4 50kVA及以上帶照明負荷的廠用電變壓器應(yīng)測量三相電流。

3.3.5 55kW及以上的電動機冋路應(yīng)至少測量單相電流。

3.3.6當(dāng)廠用電變壓器低壓側(cè)為0.4kV三相四線系統(tǒng)時，應(yīng)測量三相電流。

3.3.7廠用電分段斷路器應(yīng)測量單相電流。

3.3.8柴油發(fā)電機應(yīng)側(cè)量三相電流、三相電壓、有功功率及計量有功電能。

表6 廠用電系統(tǒng)電氣測量配置選型

3.4直流電源系統(tǒng)電氣測量

3.4.1直流電源系統(tǒng)應(yīng)測量下列項目：

1無降壓裝置的直流系統(tǒng)母線電壓。

2有降壓裝置的直流系統(tǒng)合閘母線電壓和控制母線電壓。

3充電裝置輸出電壓和電流。

4蓄電池組電壓和電流。

3.4.2蓄電池回路宜測量浮充電電流。

3.4.3當(dāng)采用固定型閥控式鉛酸蓄電池時，宜以巡檢方式測量單體電池或組合電 池的電壓。

3.4.4直流分配電柜應(yīng)測量母線電壓。

3.4.5直流母線絕緣檢測應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標準《水力發(fā)電廠直流電源系統(tǒng)設(shè)計規(guī) 范》NB/T 10606的有關(guān)規(guī)定。

3.4.6直流電源系統(tǒng)設(shè)有微機監(jiān)控裝置時，常規(guī)儀表的測量可僅測直流母線電壓 和蓄電池電壓。

3.5不間斷電源系統(tǒng)（UPS）電氣測量

3.5.1 UPS宜測量下列項目：

1輸出電壓。

2輸出頻率。

3輸出功率或電流。

3.5.2 UPS主配電柜宜測量進線電流、母線電壓和頻率。

3.5.3 UPS分配電柜可測量母線電壓。

表7 直流系統(tǒng)測量選型

3.6常測電氣測量儀表和電能計量儀表

3.6.1電氣測量儀表設(shè)置應(yīng)滿足下列要求：

1 常測電氣測量儀表設(shè)置應(yīng)能正確反映電力裝置的運行參數(shù)。

2 有遠傳功能要求時，應(yīng)配置以數(shù)據(jù)通信方式或模擬量輸出方式傳送電氣參數(shù)的電氣測量儀表。

3水輪發(fā)電機，發(fā)電電動機，雙繞組主變圧器高壓側(cè)，三繞組主變壓器高 壓側(cè)、中壓側(cè)及低壓側(cè)，能替代線路斷路器的分段及母聯(lián)斷路器、外橋斷路器、 角形接線斷路器以及線路宜配置交流釆樣電量綜合測量儀表；廠用電變壓器及廠用電系統(tǒng)配電回路可配置交流采樣綜合測量儀表。

3.6.2模擬屏常測儀表設(shè)置應(yīng)滿足下列要求：

1計算機監(jiān)控系統(tǒng)不設(shè)模擬屏?xí)r，控制室宜取消常測儀表。計算機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)模擬屏?xí)r，模擬屏上常測儀表應(yīng)精簡，并可采用計算機驅(qū)動的數(shù)字式儀表。

2模擬屏上宜裝設(shè)下列電氣測量儀表：

1） 水輪發(fā)電機和發(fā)電電動機的有功功率表、無功功率表。

2） 110kV及以上電壓線路的有功功率表和無功功率表；35kV及以上、110kV以下電壓線路的有功功率表。

3） 35kV及以上母線的線電壓表和頻率表。

4） 全廠總有功功率表、總無功功率表。

5） 有可能進相或調(diào)相運行的水輪發(fā)電機裝設(shè)的雙方向無功功率表或有功功率表；發(fā)電電動機、有可能送受電運行的線路裝設(shè)雙方向的有功功率表及無功功率表。

6） 其他測量儀表。

3.6.3機組現(xiàn)地控制單元宜配置交流采樣電量綜合測量儀表、有功功率變送器，根據(jù)需要可配置無功功率變送器和定子交流電壓變送器。

3.6.4勵磁屏應(yīng)配置測量勵磁電流、勵磁電壓的直流變送器。

3.6.5開關(guān)站、公用設(shè)備等現(xiàn)地控制單元宜配置交流采樣電量綜合測量儀表和/或電量變送器，可不配置其他常規(guī)電氣測量儀表。

3.6.6廠用電系統(tǒng)開關(guān)柜電氣測量儀表配置應(yīng)符合下列規(guī)定:

1廠用電變壓器高壓側(cè)開關(guān)柜應(yīng)配置常規(guī)單相電流表及單相交流電流變送器，或交流釆樣電量綜合測星儀表。當(dāng)廠用電變壓器高壓側(cè)開關(guān)柜實際負荷電流 小于電流互感器額定一次電流的30%時，常規(guī)電流表、交流采樣電量綜合測量 儀表或交流電流變送器可在廠用電變壓器低壓側(cè)開關(guān)柜內(nèi)設(shè)置。

2廠用電變壓器低壓側(cè)為0.4kV三相四線系統(tǒng)町，廠用電變壓器低壓側(cè)開關(guān)柜應(yīng)配置常規(guī)三相電流表及單相交流電流變送器，或交流釆樣電量綜合測量儀表。

3母線電壓互感器柜宜設(shè)置測量母線電壓的交流電壓變送器或交流采樣電量綜合測量儀表。中性點非有效接地系統(tǒng)，母線電壓互感器柜宜設(shè)置一只切換開關(guān)和一只電壓表，測量一個線電壓和三相電壓。中性點有效接地系統(tǒng)，母線電壓互感器柜可設(shè)置一只切換開關(guān)和一只電壓表，測量三個線電壓。

4廠用電系統(tǒng)母線分段斷路器柜及饋線柜各饋線回路均應(yīng)設(shè)置電流表，其中母線分段斷路器柜應(yīng)設(shè)置交流電流變送器。

3.6.7柴油發(fā)電機控制柜宜設(shè)置交流采樣電量綜合測量儀表。

3.6.8 下列回路應(yīng)配置多功能電能表：

1水輪發(fā)電機和發(fā)電電動機的定子回路。

2雙繞組主變壓器的一側(cè)及三繞組主變壓器的三側(cè)。

3 6.3kV及以上線路。

4旁路斷路器、母聯(lián)兼旁路斷路器回路。

5廠用電變壓器的一側(cè)。

6外接保安電源的進線回路。

7其他需要進行電能計量的回路。

3.6.9常測電氣測量儀表和電能計量儀表的選型及性能應(yīng)符合下列規(guī)定：

1中性點非有效接地的電量測量應(yīng)采用三相四線接線的交流采樣電量綜合測量儀表，其中功率測量宜為三相三線的計算方式。有功及無功功率變送器宜為三相三線，電能計量可采用三相三線的多功能電能表。

2中性點有效接地的電量測量應(yīng)采用三相四線的交流采樣電量綜合測量儀表和有功、無功功率變送器，電能計量應(yīng)釆用三相四線的多功能電能表。

3常測電氣測量儀表準確度至低要求應(yīng)符合表3.6.9-1的規(guī)定。

注：★當(dāng)交流釆樣電量綜合測量儀表用于除電能計量外的其他用電系統(tǒng)交流電流、電壓測量時，其準確度至低要求為0.5級。

4變送器和測量用互感器、測量用分流器準確度至低要求應(yīng)符合表3.6.9-2的規(guī)定。

5指針式測量儀去的測量范圍，宜使電力設(shè)備額定值指示在儀表標度尺的2/3左右。對功率值有可能雙方冋此，應(yīng)選用零刻度在標度尺中間位置的指針式儀表。

6 變送器輸出標稱值宜選用4 mA~20 mA DC或4 mA~12 mA~20 mA DC,標稱值的上限宜代表被測量額定值的1.2倍~1.3倍，并取合適的整數(shù)進行校準，經(jīng)變送器接入的指針式儀表的滿刻度值與校準的被測量值應(yīng)一致，接入的 數(shù)字式儀表以及計算機監(jiān)控系統(tǒng)模入應(yīng)按此校準的被測量值進行率定。

7多功能電能表準確度至低要求應(yīng)符合表3.6.9-3的規(guī)定。

8多功能電能表應(yīng)有失壓記錄和失壓計時功能。當(dāng)多功能電能表釆用輔助電源，輔助電源失電后，應(yīng)有失電次數(shù)及其日期記錄。

9輸出及通信接口應(yīng)滿足下列要求：

1） 電量變送器除應(yīng)具有模擬量輸出外，也可同時具有數(shù)據(jù)通信接口的輸出方式，通信的物理連接及世信規(guī)約應(yīng)滿足計算機監(jiān)控系統(tǒng)的要求。

2） 交流采樣電量綜合測量儀表宜具有數(shù)據(jù)通信接口的輸出方式，通信的物理連接及通信規(guī)約應(yīng)滿足計算機監(jiān)控系統(tǒng)要求。當(dāng)調(diào)度自動化系統(tǒng)要求遠動工作站的信息直釆直送時，交流釆樣電量綜合測量儀表應(yīng)另外增加一個通信接口，通信的物理連接和通信規(guī)約應(yīng)滿足遠動工作站的要求。

3） 多功能電能表應(yīng)具有數(shù)據(jù)通信接口輸出方式。當(dāng)調(diào)度自動化系統(tǒng)要求 數(shù)據(jù)釆集直采直送時，數(shù)據(jù)通信接口應(yīng)設(shè)置兩個，并均應(yīng)各自滿足計算機 監(jiān)控系統(tǒng)和調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的通信物理連接和通信規(guī)約的要求。

10變送器、交流釆樣電量綜合測量儀、多功能電能表以及數(shù)字顯示儀表的輔助電源宜采用直流電源或UPS電源。

11系統(tǒng)關(guān)口電能表的配置應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標準《電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程》DUT448和《電能量計量系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程》DL/T5202及接入系統(tǒng)設(shè)計中 的屯網(wǎng)屯能計費系統(tǒng)終端的相關(guān)規(guī)定。

表8 變送器、數(shù)字式儀表、多功能電能表等設(shè)備選型參數(shù)

3.7電氣測量及電能計量二次接線

3.7.1系統(tǒng)關(guān)口電能表應(yīng)配置專用的電流、電壓互感器或互感器專用二次繞組， 并不得接入與電能計量無關(guān)的設(shè)備。

3.7.2系統(tǒng)關(guān)口電能表用電流互感器準確度等級選擇應(yīng)按照本規(guī)范第3.6.9條第 7款執(zhí)行。

3.7.3 110 kV及以上的配電裝置，100 MW及以上的水輪發(fā)電機和發(fā)電電動機宜選用額定二次電流為：1A的電流互感器。

3.7.4電流互感器二次繞組中所接入的實際負荷應(yīng)保證在25 %~100 %額定二次負荷范圍內(nèi)。

3.7.5電壓互感器的主二次繞組額定二次線電壓宜為100V。

3.7.6電壓互感器二次繞組中所接入的實際負荷應(yīng)保證在25 %~100 %額定二次負荷范圍內(nèi)。

3.7.7系統(tǒng)關(guān)口電能表用電流互感器的二次接線應(yīng)采用分相接線方式。發(fā)電機出口電能表及其他電能表采用三相四絞電能表時，電流互感器可采用星形接線方式；釆用三相三線電能表時，電流互感器可釆用不星形接線方式。

3.7.8當(dāng)幾種測量儀表接在電流互感器的同一個二次繞組時，儀表接線的先后順序宜為電能計量儀表、指示或顯示儀表、交流采樣電量綜合測量儀、電量變送器。當(dāng)電流互感器二次接線釆用星形或不星形接線方式時，星形的連接點不應(yīng)在儀表的接線端子形成后引岀至端子排，應(yīng)將各相電流引出至端子排，在端子排上組成星形。

3.7.9對于電能表專用的電流互感器二次繞組以及專用的電壓互感器二次回路，在接入電能表接線端子前應(yīng)經(jīng)試驗接線盒，方便現(xiàn)場帶負荷校表和帶負荷換表。

3.7.10屯壓互感器二次側(cè)宜安裝低壓斷路器，當(dāng)二次側(cè)以分支路引出時，各支路應(yīng)獨立安裝。

3.7.11電流互感器的二次回路應(yīng)有且只能有一個接地點；當(dāng)電流互感器為電氣測量或電能計量專用時，應(yīng)在配電裝置處經(jīng)過端子排一點接地；如與其他設(shè)備共 用電流互感器時，互感器接地方式應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標準《水力發(fā)電廠二次接線設(shè)計規(guī)范》NB/T 35076的有關(guān)規(guī)定。

3.7.12電壓互感器星形接線的二次繞組應(yīng)采用中性點一點接地方式，中性點接地線中不應(yīng)串接有可能斷開的設(shè)備；當(dāng)電壓互感器為電氣測量或電能計量專用時，宜在配電裝置處經(jīng)端子排一點接地；如與其他設(shè)備共用電壓互感器時，互感器接地方式應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標準《水力發(fā)電廠二次接線設(shè)計規(guī)范》NB/T 35076 的有關(guān)規(guī)定。

3.7.13電流互感器二次電流回路的電纜芯線截面，應(yīng)按電流互感器的額定二次 負荷計算。當(dāng)二次電流為5A時，電纜芯線截面不應(yīng)小于4 mm2；二次電流為1A 時，電纜芯線截面不應(yīng)小于2.5 mm2。

3.7.14電壓互感器二次回路的電纜芯線截面允許電斥降選擇應(yīng)符合下列規(guī)定：

1僅接入指針式儀表的電壓降不應(yīng)大于額定二次電壓的1.5%。

2接入有交流采樣電量綜合測量儀、數(shù)顯儀表及電量變送器的電壓降不應(yīng)大于額定二次電壓的0.5%。

3接入0.5級及以上準確度等級電能汁量儀表的電壓降不應(yīng)大于額定二次電壓的0.2%。

4允許電壓降所反映的誤差，應(yīng)包含電壓互感泰二次村路導(dǎo)線引起的比差和角差的合成誤差，不應(yīng)僅是單一的比差。

5電纜芯線的至小截面不應(yīng)小于2.5mm2。

圖7 直流系統(tǒng)及蓄電池電氣測量

①　電站總覽及單線圖顯示

電站總覽對電站基本信息，越限、變位等報警統(tǒng)計信息，負荷趨勢、發(fā)電量，溫濕度、壓力、液位等環(huán)境監(jiān)測信息、發(fā)電機運行狀態(tài)、斷路器狀態(tài)、運行參數(shù)等進行集中顯示。此外具備電氣主接線圖、廠用電接線圖、油、水、氣系統(tǒng)圖、直流系統(tǒng)等。在這類畫面上能實時顯示出運行設(shè)備的實時狀態(tài)及某些重要參數(shù)的實時值，必要時可通過窗口顯示其它有關(guān)信息。

②　發(fā)電機、變壓器狀態(tài)監(jiān)測

實時監(jiān)視發(fā)電機、升壓變壓器的運行狀態(tài)，采用模擬表盤、數(shù)字、曲線等可視化方式顯示電壓、電流、溫度、功率、負荷率、轉(zhuǎn)速、不平衡度等參數(shù)的動態(tài)變化和趨勢。

③　數(shù)據(jù)查詢

查詢選定回路選定的電流或電壓、頻率、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、電壓、電流不平衡度、負荷率、溫度變化趨勢等某一運行參數(shù)，統(tǒng)計其Max、Min、平均值，支持導(dǎo)出圖、表，并支持其歷史逐日極值及發(fā)生時間統(tǒng)計。

④　事件順序記錄

當(dāng)電站發(fā)生事故造成斷路器跳閘、重合閘動作等情況時，監(jiān)控系統(tǒng)響應(yīng)并自動顯示、記錄事故名稱及時間。

⑤　控制與調(diào)節(jié)

控制與調(diào)節(jié)對象：機組及其輔助設(shè)備、變壓器以及線路、控制電機等?？刂婆c調(diào)節(jié)方式：遠方/現(xiàn)地，控制可通過二級口令確認，保障控制安全，并具備操作日志記錄。

⑥　異常報警

實時報警按嚴重、緊急、一般等級別分別刷新、顯示、統(tǒng)計，支持按站所、時段、設(shè)備名稱、事件類型、報警類型等組合篩選方式，支持用戶事件確認。

⑦　統(tǒng)計與制表

查詢回路采集間隔電能和電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率、功率因數(shù)這些參數(shù)運行日報，并統(tǒng)計日Max、Min、平均值。

⑧　設(shè)備管理和運維管理

系統(tǒng)支持設(shè)備檔案管理、生成設(shè)備二維碼，記錄設(shè)備生產(chǎn)、運行、保養(yǎng)信息，并具備工單管理、巡檢記錄、缺陷記錄、消缺管理、搶修記錄等等，閉環(huán)運維管理流程。