海上电力孤岛组网工程技术PDF电子书下载

第1章 电力组网规划设计 1

1.1电力组网规划设计的任务和内容 1

1.1.1电力组网规划设计的任务 1

1.1.2电力组网规划设计的内容 1

1.2电力组网规划设计调查研究 2

1.2.1油田群现状调研 2

1.2.2孤岛组网的必要性 24

第2章 电力负荷及电力电量平衡 26

2.1电力负荷的分类 26

2.2电力负荷的计算 26

2.2.1电力负荷计算方法 26

2.2.2电力负荷的运行工况 27

2.3电力电量平衡 27

2.3.1电力电量平衡的概念 27

2.3.2系统备用容量 27

2.3.3电力电量平衡计算 28

2.4电力负荷计算书的编制 28

2.4.1电力负荷计算书的编制目的 28

2.4.2电力负荷的计算方法 29

2.4.3用电设备分类 29

2.4.4用电设备运行的工况 30

2.4.5专业术语的基本定义 30

2.4.6电力负荷计算书的编制方法和步骤 37

第3章 供电方案的设计和主要设备选型 47

3.1电源选择 47

3.1.1确定设计年度系统需要的新增装机容量 47

3.1.2拟出电源方案 48

3.1.3发电机组电压等级确定 48

3.1.4发电机容量和台数的确定 48

3.1.5发电机的电压和无功功率的调整 49

3.2电力系统电压等级的选择 50

3.3供电网络方案 52

3.3.1常规海上平台供电网络 52

3.3.2电力组网后供电网络 53

3.3.3电网联络线设计 53

3.3.4同期点设置 57

3.3.5组网方案检验 58

第4章 高中压电网中性点接地方式分析 59

4.1中性点接地方式划分 59

4.2中性点不同接地方式分析 60

4.3中性点不接地系统设计 62

4.3.1中性点不接地系统接线方式 62

4.3.2中性点不接地系统单相接地分析 63

4.3.3中性点不接地系统单相接地工频过电压分析 65

4.3.4中性点对地电容及接地电阻过电压分析 65

4.3.5中性点不接地系统间歇电弧接地过电压分析 66

4.3.6空载长线电容效应引起的工频电压分析 67

4.4中性点经电阻接地系统设计 67

4.4.1单相接地各相电压的变化 68

4.4.2过电压倍数与阻尼率IR/Ic的关系 69

4.4.3高电阻接地方式分析 70

4.4.4中电阻接地方式分析 70

4.5中性点经消弧线圈接地系统设计 70

4.5.1单相接地电容电流补偿 71

4.5.2失谐度、阻尼率与中性点偏移电压分析 71

4.5.3故障相电压恢复的初速度分析 72

4.5.4谐振接地方式中性点过电压分析 75

4.5.5消弧线圈容量的确定 78

4.5.6失谐度的设定和阻尼率的确定 79

4.6中性点接地方式总结 80

第5章 短路电流计算分析 82

5.1短路电流计算的目的和步骤 82

5.1.1短路电流计算的目的 82

5.1.2短路电流计算的步骤 82

5.1.3短路电流计算依据的标准 82

5.2系统阻抗图的编制 83

5.2.1标幺值的关系 83

5.2.2线路及元件阻抗标幺值 83

5.2.3电力系统序网的建立 84

5.2.4短路电流需要计算的数据 85

5.3短路电流的计算 86

5.3.1远端短路的三相短路电流值 86

5.3.2近端短路的三相短路电流值 87

5.3.3短路全电流峰值IPM（冲击电流） 87

5.4不对称短路电流计算 87

5.4.1单相接地短路电流计算 88

5.4.2两相短路电流计算 89

5.4.3两相接地短路电流计算 90

5.5 EDSA软件计算短路电流方法 91

第6章 继电保护配置设计与整定计算 92

6.1继电保护概述 92

6.1.1电力系统继电保护的原理 92

6.1.2电力系统继电保护的配置原则 92

6.2电网相间短路的电流保护 92

6.2.1瞬时电流速断保护（电流Ⅰ段） 92

6.2.2限时电流速断保护（电流Ⅱ段） 93

6.2.3过电流保护（电流Ⅲ段） 94

6.2.4低电压闭锁过电流保护 94

6.2.5负序过电流保护 95

6.3中性点经大电流接地的电网接地故障的零序电流保护 95

6.3.1零序电流Ⅰ段 95

6.3.2零序电流Ⅱ段 96

6.3.3零序电流Ⅲ段（零序过电流保护） 96

6.4小电流接地系统的单相接地保护 97

6.4.1小电流接地系统的接线方式 97

6.4.2单相接地的电容电流 98

6.4.3非有效接地系统单相接地绝缘监视 98

6.5电网的阻抗保护 98

6.5.1距离保护的基本概念 98

6.5.2阻抗继电器动作特性分析 99

6.5.3阻抗继电器的接线方式 101

6.5.4电力系统振荡对距离保护的影响及振荡闭锁回路 101

6.5.5分支电流的影响 103

6.5.6距离保护的整定计算 104

6.6变压器保护 106

6.6.1变压器的故障、不正常运行及应加装的保护 106

6.6.2变压器电流速断保护 107

6.6.3变压器纵联差动保护 107

6.6.4变压器相间短路的后备保护 111

6.6.5过负荷保护 112

6.6.6变压器接地故障的后备保护 112

6.7发电机保护 114

6.7.1发电机故障类型、不正常运行状态及应加装的保护 114

6.7.2发电机纵联差动保护 116

6.7.3复合电压闭锁过电流保护 119

6.7.4定子绕组过负荷保护 120

6.7.5过电压保护 120

6.7.6低电压保护 121

6.7.7低频保护 121

6.7.8过频保护 121

6.7.9失磁保护 121

6.7.10转子表层过负荷保护 124

6.7.11逆功率保护 124

6.7.12发电机定子单相接地保护 125

6.7.13发电机励磁回路接地保护 126

6.8高压电动机保护 126

6.8.1电动机故障及异常运行状态 126

6.8.2电动机应加装的保护 127

6.8.3电动机纵差动保护 127

6.8.4电动机电流速断保护 128

6.8.5过负荷保护整定计算 129

6.8.6负序过电流保护整定计算 129

6.8.7单相接地保护整定计算 130

6.8.8低电压保护整定计算 130

6.9高压电抗器保护 131

6.9.1限时电流速断保护 131

6.9.2过电流保护 131

6.9.3低电压保护 131

6.10高压电容器组保护 132

6.10.1高压电容器组保护配置 132

6.10.2限时电流速断保护 132

6.10.3过电流保护 132

6.10.4低电压保护 133

6.10.5过电压保护 133

6.10.6中性线不平衡电流保护（46） 134

6.10.7单相接地故障保护（51SG） 134

6.11母线保护 134

6.11.1母线加装专门保护的原则 134

6.11.2母线差动保护整定 134

第7章 无功补偿分析研究 136

7.1研究背景 136

7.2无功补偿的概念和意义 137

7.2.1无功补偿概念 137

7.2.2无功补偿的原理 137

7.2.3无功补偿的意义 138

7.2.4影响功率因数的因素 139

7.2.5无功电源不足对系统的影响 139

7.3无功电源的种类 140

7.3.1无功电源类型 140

7.3.2无功补偿设备的选择 141

7.3.3无功补偿装置发展趋势 142

7.4无功补偿配置的基本原则 142

7.4.1无功补偿的原则 142

7.4.2电网电压标准规定 143

7.5空载长线的电容效应 143

7.5.1长距离输电线的模型 144

7.5.2空载长线路的沿线电压分布 144

7.5.3线路末端并联有电抗器的线路电压分析 145

7.5.4电抗器补偿总容量 146

7.5.5并联电抗器的作用 146

7.5.6限制工频过电压的主要措施 146

7.6无功补偿容量的计算 146

7.6.1按提高功率因数计算补偿容量 147

7.6.2从提高运行电压需要确定补偿容量 147

7.6.3按系统无功缺额计算补偿容量 148

7.6.4电容器额定容量修正 149

7.6.5防止电压过高和抑制投入涌流 149

7.7分组容量的选择 149

7.7.1确定分组容量的原则 150

7.7.2分组容量的选择 150

7.7.3无功电源的调节 151

7.8无功补偿安装位置选择及补偿万式 151

7.8.1配电室集中补偿 152

7.8.2线路分散补偿 152

7.8.3低压就地补偿 152

7.9无功补偿系统仿真分析 154

7.9.1系统EDSA模型图 154

7.9.2系统参数 154

7.9.3潮流计算分析 157

7.9.4空载线路电容效应仿真计算 157

7.9.5总结 161

第8章 电力组网潮流计算分析 162

8.1潮流计算的目的、内容、基本要求和分析要点 162

8.1.1目的和内容 162

8.1.2基本要求和分析要点 162

8.2潮流计算的基本公式 163

8.2.1潮流计算的基本公式的主要内容 163

8.2.2计算机进行潮流计算的基本方法 163

8.2.3潮流计算的数学模型 163

8.3电网的功率损耗和电能损耗 164

8.3.1功率损耗计算 164

8.3.2电能损耗计算 165

8.4电力系统电压调整 166

8.4.1电力系统电压调整的必要性 166

8.4.2电压质量及允许偏差值 167

8.4.3电力系统中枢点电压控制 167

8.5电力系统的主要调压措施 167

8.5.1电力系统的主要调压措施 167

8.5.2电力系统调压的一般原则 171

第9章 电力组网稳定性分析 173

9.1稳定计算的目的和内容 173

9.1.1系统静态稳定计算 173

9.1.2系统暂态稳定和动态稳定的计算 176

9.2稳定计算参数的准备及系统各元件的模拟 179

9.2.1发电机模型及参数 180

9.2.2励磁系统 190

9.2.3电力系统稳定器（PSS）的数学模型 200

9.2.4调速系统 201

9.2.5负荷模型 202

9.2.6电力网络的简化 202

9.2.7起始运行方式的选择 202

9.2.8故障类型、故障点及切除故障时间的选择 203

9.3稳定计算结果的分析 203

9.3.1网络结构对系统稳定的影响 204

9.3.2运行方式对系统稳定的影响 204

9.3.3励磁系统对系统稳定的影响 204

9.3.4安全自动装置对系统稳定的影响 204

9.4发电机失磁对系统稳定的影响 204

9.5电力系统的低频振荡 208

9.6提高电力系统稳定的措施 208

9.6.1提高静态稳定的措施 208

9.6.2提高暂态稳定的措施 209

9.6.3提高系统稳定性的措施 209

第10章 系统内部过电压分析 211

10.1内部过电压概念 211

10.2工频过电压 212

10.2.1工频过电压的危害 212

10.2.2工频过电压的估算方法 212

10.2.3工频过电压的限制措施 214

10.3谐振过电压 214

10.4操作过电压 215

第11章 系统可靠性分析 217

11.1电力系统可靠性的基本概念 217

11.2元件可靠性分析 217

11.2.1元件（设备）故障率λ 217

11.2.2元件（设备）可靠度R 218

11.2.3平均无故障工作时间MTTF 218

11.2.4元件的可修复率μ 218

11.2.5平均修复时间MTTR 218

11.2.6元件（设备）的可用度A 218

11.3系统可靠性分析 219

11.3.1系统可靠性分析方法 219

11.3.2电力系统可靠性评估 219

11.4配电系统可靠性评估 220

11.4.1负荷点可靠性指标 220

11.4.2用户可靠性指标 221

11.5 ETAP软件可靠性指标 222

11.6算例 223

第12章 海上电网智能化 226

12.1电网智能化需求分析 226

12.1.1智能电网功能分析 226

12.1.2当前存在的主要问题 227

12.1.3海上电网智能化功能分析 228

12.2电网智能化升级实现目标 229

12.2.1建立配电网络智能化 230

12.2.2电网故障诊断及预判系统的建立 230

12.2.3电网谐波治理 230

12.3适应性升级改造 231

参考文献 232