火電廠電氣主系統(tǒng)設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕題目大型熱電廠電氣主系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生徐蓉**2012152201專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)20121972指導(dǎo)教師鐵評(píng)閱教師完成日期2016年5月20日畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕課題任務(wù)書(shū)〔20142015學(xué)年〕學(xué)院名稱：電氣與新能源學(xué)院課題名稱大型熱電廠電氣主系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生徐蓉專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化**2012152201指導(dǎo)教師鐵任務(wù)書(shū)下達(dá)時(shí)間2015年11月20日課題概述：本次設(shè)計(jì)為電氣一次局部初步設(shè)計(jì)，并繪制電氣主接線圖及其他圖紙。該發(fā)電廠為熱電廠，包括2臺(tái)凝氣式機(jī)組300MW〔額定電壓15.75kV，COS=0.9，〕和2臺(tái)供熱機(jī)組50MW〔額定電壓10.5kV，COS=0.9，〕，廠用電率5%,機(jī)組的年利用小時(shí)數(shù)＝6300h。1〕10.5kV電壓級(jí)最大負(fù)荷20MW，最小負(fù)荷15MW，＝0.8,電纜潰線10回；2〕220kV電壓級(jí)最大負(fù)荷250MW，最小負(fù)荷200MW，＝0.85，＝4500h，架空線5回；3〕500kV電壓級(jí)與容量為3500MW的電力系統(tǒng)相連，系統(tǒng)歸算到500kV母線上的標(biāo)么電抗*＝0.021,〔基準(zhǔn)容量100)，500kV架空線4回，備用線1回。本設(shè)計(jì)包括：發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計(jì)，主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量、型號(hào)等主要技術(shù)數(shù)據(jù)確實(shí)定，短路電流計(jì)算，主要電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)；繪制電氣接線圖。要求閱讀或檢索的參考資料及文獻(xiàn)：［1］弋."電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)〔電氣一次局部〕"[M];中國(guó)電力,1989。12。［2］熊信銀."發(fā)電廠電氣局部"[M];中國(guó)電力，2009.［3］王成江."發(fā)電廠變電站電氣局部"[M];中國(guó)電力，2008.［4］何仰贊."電力系統(tǒng)分析"[M];華中科技大學(xué)，2002.［5］黃純?nèi)A."發(fā)電廠電氣局部課程設(shè)計(jì)參考資料"[M];水利電力，1987，6.［6］國(guó)家電力公司成套設(shè)備部。"城鄉(xiāng)電網(wǎng)建立改造設(shè)備使用手冊(cè)"〔技術(shù)參數(shù)分冊(cè)Ⅲ〕；中國(guó)電力，2001，10［7］中國(guó)工程建立標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)電氣工程委員會(huì)。"注冊(cè)電氣工程師執(zhí)業(yè)資格考試必備標(biāo)準(zhǔn)規(guī)匯編"；2003，8.［8］躍."電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南·電力系統(tǒng)分冊(cè)"：中國(guó)水利水電，2003.8［9］胡國(guó)根."高電壓技術(shù)"；大學(xué)，1996.1..［10］芙蓉."電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南".:中國(guó)水利水電,2003［11］樊靈孟.對(duì)我國(guó)500KV線路防雷的新思考.中國(guó)電力,2004,37(12):18～21［12］斷.電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù).:電力工業(yè),1982［13］尚發(fā).大型發(fā)電廠電氣主接線優(yōu)化方案的研究,電力建立，2006［14］立權(quán).熱電廠電氣的主接線分析,科技論壇，2014[15]焦玉寶.探討熱電廠電氣主接線特點(diǎn).科技風(fēng)，2010[16]戴平.發(fā)電廠電氣主接線可靠性比擬分析..電氣技術(shù),2014[17]許清萍.淺談電氣主接線各種連接方式及應(yīng)用.科技向?qū)В?013[18]F.Goderya,FASTDETECTIONANDIDENTIFICATIONOFISLANDSINPOWERNETWORKS,IEEE，1980學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)展研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承當(dāng)。作者簽名：年月日學(xué)位論文使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保障、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保存并向有關(guān)學(xué)位論文管理部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)省級(jí)優(yōu)秀學(xué)士學(xué)位論文評(píng)選機(jī)構(gòu)將本學(xué)位論文的全部或局部容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)展檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1、□，在_________年解密后適用本授權(quán)書(shū)。2、不□?！舱?qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框打“√〞〕作者簽名：必須本人簽字年月日導(dǎo)師簽名：必須本人簽字年月日目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要1前言21緒論21.1課題來(lái)源21.2課題研究的目的和意義31.3國(guó)外的研究現(xiàn)狀和開(kāi)展趨勢(shì)31.4課題設(shè)計(jì)任務(wù)41.4.1設(shè)計(jì)主接線的方案4確定主變形式4短路電流計(jì)算4合理地選擇主要的電氣設(shè)備4完成圖紙?jiān)O(shè)計(jì)42電氣主接線的選擇52.1電氣主接線的根本要求52.2電氣主接線的根本形式52.3電廠主接線的設(shè)計(jì)9原始資料9對(duì)該熱電廠容量負(fù)荷分析設(shè)計(jì)10主接線方案的擬定102.4主接線方案的選擇133變壓器的選擇143.1發(fā)電機(jī)及變壓器中性點(diǎn)的接地方式14電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式143.1.2變壓器中性點(diǎn)接地方式153.1.3發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地方式153.2發(fā)電機(jī)的選型153.2.1選型153.3變壓器的選型163.3.1.變壓器容量確實(shí)定原則163.3.2.變壓器臺(tái)數(shù)確實(shí)定原則183.3.3.繞組連接方式確實(shí)定183.3.4.變壓器調(diào)整方式的選擇183.3.5.變壓器的選型183.4電氣設(shè)備的配置19斷路器的配置19隔離開(kāi)關(guān)的配置19接地刀閘的配置20電壓互感器的配置20電流互感器的配置20避雷器的配置204短路電流計(jì)算214.1短路電流概述21短路的原因及后果21短路計(jì)算的目的和簡(jiǎn)化假設(shè)224.2各系統(tǒng)短路電流的計(jì)算23短路計(jì)算的根本假定和計(jì)算方法23電抗圖及電抗計(jì)算24短路點(diǎn)的選擇、短路電流以及沖擊電流的計(jì)算255電氣設(shè)備的選擇335.1電氣設(shè)備的選擇條件33按正常工作條件選擇34按短路條件進(jìn)展校驗(yàn)365.2電氣設(shè)備的選擇37系統(tǒng)各個(gè)回路的最大工作電流37斷路器的選擇39高壓隔離開(kāi)關(guān)的選擇47互感器的選擇53電抗器的選擇62導(dǎo)線及電纜的選擇及校驗(yàn)63避雷器的選擇69參考文獻(xiàn)70致71大型熱電廠電氣主系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生：徐蓉指導(dǎo)教師：鐵〔三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院〕摘要：經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷開(kāi)展，人們不斷提高生活質(zhì)量，對(duì)電的需求也越來(lái)越大，從而促進(jìn)了多種事業(yè)的開(kāi)展，熱電廠在這樣的形勢(shì)下逐漸開(kāi)展起來(lái)。熱電廠通常都建在大城市及工業(yè)區(qū)的電、熱用戶附近。它不僅發(fā)電，還可向用戶供熱，這樣可以減少被循環(huán)水帶走的熱量損失，提高總效率。本設(shè)計(jì)是對(duì)熱電廠電氣一次局部進(jìn)展設(shè)計(jì)，在理論上，通過(guò)對(duì)幾種電氣主接線的分析比擬，考慮其經(jīng)濟(jì)性和靈活性確定最優(yōu)接線方案；以此為依據(jù)，選出發(fā)電機(jī)、變壓器的型號(hào)并作出等值電抗圖，進(jìn)展短路電流計(jì)算，通過(guò)所得的短路電流選擇各種電氣設(shè)備并進(jìn)展校驗(yàn)。結(jié)合新編電氣工程規(guī)，采用CAD軟件繪制出電氣圖，進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：熱電廠；電氣主接線；短路電流；配電裝置；電氣設(shè)備選擇DesignofmainelectricsysteminlargescalethermalpowerplantStudent:*uRongSupervisor：ChenTie〔CollegeofElectricalEngineeringandNewEnergy,ChinaThreeGorgesUniversity〕Abstract:Withthedevelopmentofeconomicandsocialpeoplecontinuetoimprovethequalityoflife,thedemandforelectricityisalsoincreasing,thuspromotingthedevelopmentofavarietyofcareer,thermalpowerplantgraduallydevelopedinsuchasituation.Thermalpowerplantsareusuallybuiltinlargecitiesandtheheatusernearindustrialareasofelectricity.Itisnotonlysupplyelectricity,butalsototheuser'sheating,sothatcanbetakenawaybycirculatingwaterheatloss,improvethetotalefficiency

.Thisdesignisapartofthepowerplantelectricalonthedesign,intheory,throughanalysisofseveralmainelectricalwiringandparison,considertheeconomyandfle*ibilitytodeterminetheoptimalconnectionscheme.Takingthisasthebasis,choosethegenerator,transformermodelandmakeequivalentreactancediagram,short-circuitcurrentcalculation,shortcircuitcurrentthroughinechooseallkindsofelectricalequipmentandcheck.binedwiththenewelectricalengineeringspecification,usingCADsoftwaretodrawtheelectricaldiagram,tofurtherimprovethedesign.

Keywords:thermalpowerplant;electricalmainwiring;short-circuitcurrent;powerdistributionequipment;electricalequipmentselection

前言電能是經(jīng)濟(jì)開(kāi)展最重要的一種能源，可以方便、高效地轉(zhuǎn)換成其他能源形式。提供電能的形式有水利發(fā)電，火力發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電，隨著人類社會(huì)跨進(jìn)高科技時(shí)代又出現(xiàn)了太陽(yáng)能發(fā)電，磁流體發(fā)電等。但對(duì)于大多數(shù)開(kāi)展中國(guó)家來(lái)說(shuō)，火力發(fā)電仍是今后很長(zhǎng)一段時(shí)期的必行之路。火力發(fā)電是現(xiàn)在電力開(kāi)展的主力軍，在現(xiàn)在提出和諧社會(huì)，循環(huán)經(jīng)濟(jì)的環(huán)境中，我們?cè)谔岣呋痣娂夹g(shù)的方向上要著重考慮電力對(duì)環(huán)境的影響，對(duì)不可再生能源的影響，雖然現(xiàn)在在我國(guó)已有局部核電機(jī)組，但火電仍占領(lǐng)電力的大局部市場(chǎng)，近年電力開(kāi)展滯后經(jīng)濟(jì)開(kāi)展，全國(guó)上了許多火電廠，但火電技術(shù)必須不斷提高開(kāi)展，才能適應(yīng)和諧社會(huì)的要求。1緒論1.1課題來(lái)源本課題為大型熱電廠電氣主系統(tǒng)設(shè)計(jì)，課題來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)際，具有工程背景，課題類型為論文型。本課題涉及到發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計(jì)；主變壓器臺(tái)數(shù)、容量、型號(hào)等主要技術(shù)數(shù)據(jù)確實(shí)定；短路電流的計(jì)算；主要電氣設(shè)備的選型及校驗(yàn)以及繪制電氣接線圖。這要求我們對(duì)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用，結(jié)合實(shí)際，綜合分析，從而使該設(shè)計(jì)得以順利進(jìn)展。1.2課題研究的目的和意義在熱電廠中，電氣主接線是將各種電氣設(shè)備之間相互連接起來(lái)的電路，它具有傳輸電能的作用，對(duì)整個(gè)熱電廠電氣設(shè)備的正常運(yùn)行具有決定性作用，因此它們的連接方式顯得尤其重要。如果出現(xiàn)電氣主接線連接不當(dāng)?shù)那闆r，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)熱電廠電氣設(shè)備癱瘓，最終造成熱電廠停頓運(yùn)行，供熱系統(tǒng)受到破壞，在寒冷的冬天，這種情況是災(zāi)難性的，因此，我們必須對(duì)整個(gè)熱電廠電氣設(shè)備的主接線進(jìn)展分析研究，確保接線合理性，提高供熱平安。本課題的設(shè)計(jì)需要對(duì)電氣工程專業(yè)所有課程有整體的理解和反思，掌握使電力系統(tǒng)平安運(yùn)行以及如何排除其不正常運(yùn)行故障的知識(shí)，能運(yùn)用電機(jī)，發(fā)電廠、變電所電氣局部，高電壓技術(shù)，電力系統(tǒng)自動(dòng)化，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)等專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，為本次畢業(yè)設(shè)計(jì)做了充分的知識(shí)原料準(zhǔn)備。1.3國(guó)外的研究現(xiàn)狀和開(kāi)展趨勢(shì)新中國(guó)成立以后，特別是改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)電力工業(yè)得到了迅速開(kāi)展。在黨中央、國(guó)務(wù)院的正確領(lǐng)導(dǎo)下，廣闊電力職工發(fā)奮圖強(qiáng)，辛勤耕耘，中國(guó)的電力工業(yè)取得了令人矚目的成就。1987年，全國(guó)電力裝機(jī)容量邁上1億千瓦臺(tái)階；1995年突破2億千瓦；到2000年底，全國(guó)電力裝機(jī)容量已達(dá)3.19億千瓦。從1949年到改革開(kāi)放前的1978年，我國(guó)電力裝機(jī)由185萬(wàn)千瓦增加到5712萬(wàn)千瓦，增長(zhǎng)了29.9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年到二十世紀(jì)末，我國(guó)電力裝機(jī)和年發(fā)電量又分別增長(zhǎng)了4.58和4.33倍。目前，我國(guó)的電力裝機(jī)容量和年發(fā)電量均居世界第2位；我國(guó)的電力工業(yè)也已從大電網(wǎng)、大機(jī)組、超高壓、高自動(dòng)化階段，進(jìn)入了優(yōu)化資源配置、實(shí)施全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的新階段[1]。我國(guó)是開(kāi)展中國(guó)家，工業(yè)的迅速開(kāi)展推動(dòng)了用電的高速增加。由于技術(shù)和人才限制，我國(guó)電力行業(yè)的技術(shù)水平和裝備配置稍落后于其他興旺國(guó)家，因此，通過(guò)不斷地引進(jìn)新技術(shù)進(jìn)展吸收和創(chuàng)新，堅(jiān)持不懈的創(chuàng)立一流的工作條件，提高我國(guó)電力企業(yè)的管理水平，盡早達(dá)成與興旺國(guó)家并肩的企業(yè)目標(biāo)。此外，我國(guó)人均用電水平較低，電力企業(yè)仍然面臨著許多挑戰(zhàn)。我國(guó)發(fā)電技術(shù)突飛猛進(jìn)，不斷地開(kāi)展創(chuàng)新。為實(shí)現(xiàn)全國(guó)節(jié)能減排的目標(biāo)，“十一五〞期間，電力行業(yè)已累計(jì)關(guān)停小火電機(jī)組7077萬(wàn)KW，國(guó)產(chǎn)30萬(wàn)~60萬(wàn)KW火電機(jī)組已成為主力機(jī)組；60萬(wàn)KW及以上清潔機(jī)組占火電機(jī)組比重到達(dá)34%，其中在運(yùn)百萬(wàn)KW超超臨界機(jī)組已經(jīng)到達(dá)30多臺(tái)，我國(guó)成為世界上擁有超超臨界機(jī)組最多的國(guó)家；靈武電廠二期工程百萬(wàn)千瓦機(jī)組建成投產(chǎn)，成為世界上首個(gè)百萬(wàn)KW超超臨界空氣冷卻發(fā)電機(jī)組。[2]1.4課題設(shè)計(jì)任務(wù)1.4.1設(shè)計(jì)主接線的方案:分析原始資料、確定主接線。進(jìn)展經(jīng)濟(jì)比擬并確定最正確方案、合理的選擇各側(cè)接線方式、確定廠用電接線方式。1.4.2確定主變形式：包括主變壓器臺(tái)數(shù)、容量和型號(hào)的選定。1.4.3短路電流計(jì)算：合理選擇計(jì)算短路點(diǎn)、計(jì)算各點(diǎn)的短路電流、并列出計(jì)算結(jié)果表。1.4.4合理地選擇主要的電氣設(shè)備：對(duì)主要電氣設(shè)備進(jìn)展合理地選型及校驗(yàn)1.4.5完成圖紙?jiān)O(shè)計(jì)2電氣主接線的選擇電氣運(yùn)行人員在進(jìn)展各項(xiàng)操作和事故處理的時(shí)候，電氣主接線圖顯得尤為重要，它為運(yùn)行人員的操作處理提供重要依據(jù)。因此，不僅要求電氣運(yùn)行人員必須熟悉本廠電氣主接線，而且要了解主接線電路中所有電器設(shè)備的用途和性能，檢修維護(hù)的步驟和工程。此外，電氣主接線圖很直觀說(shuō)明了發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器等電氣設(shè)備的數(shù)量和連接方式，發(fā)電廠電氣一次局部的投資大小根本可由主接線確定。電能生產(chǎn)過(guò)程中需要發(fā)電、變電、輸電、用電在同一時(shí)刻完成，所以主接線的形式與電力系統(tǒng)是否能夠平安穩(wěn)定運(yùn)行密切相關(guān)。電氣主接線的擬定是一個(gè)綜合性的問(wèn)題，必須在滿足國(guó)家有關(guān)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)政策的前提下，力爭(zhēng)使其技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，平安可靠。2.1電氣主接線的根本要求電氣主接線應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：運(yùn)行的可靠性：在電力企業(yè)始終秉承“平安第一〞的生產(chǎn)觀念，供電的可靠性對(duì)城市用電，工業(yè)用電至關(guān)重要，一旦故障發(fā)生，將會(huì)導(dǎo)致十分嚴(yán)重的后果，比方變壓器停運(yùn)，全部電源進(jìn)線停運(yùn)，甚至全廠停電事故等。因此，對(duì)電氣主接線的要求也會(huì)更嚴(yán)格，優(yōu)先選擇可靠性更高的接線形式，促進(jìn)電力平安生產(chǎn)。運(yùn)行的靈活性：在電力生產(chǎn)過(guò)程中由于供需、自然環(huán)境、檢修的影響，需要在多種運(yùn)行方式中自由切換，因此所設(shè)計(jì)的電氣主接線必須要符合靈活性的要求，能夠在不同情況下適應(yīng)多種運(yùn)行狀態(tài)?！?〕運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性：在保證技術(shù)先進(jìn)，平安可靠后，盡量要滿足節(jié)約投資，控制占地面積，用料省，效用大的要求。我國(guó)國(guó)土面積有限，特別是工業(yè)的迅速開(kāi)展，土地顯得尤為珍貴，并且電氣設(shè)備的價(jià)格昂貴，應(yīng)盡量節(jié)省一次設(shè)備的投資。因此使電氣主接線占地面積小，投建費(fèi)用低必須要在設(shè)計(jì)過(guò)程中著重考慮。2.2電氣主接線的根本形式根據(jù)是否有母線，主接線的根本形式可以分為有母線和無(wú)母線兩大類，有母線的連接方式又分為單母線接線、雙母線接線等不同形式。而橋型接線〔橋，外橋〕、單元接線和角型接線均屬于無(wú)母線類接線。1.單母線接線單母線接線只有一組母線，如圖2-1所示是一個(gè)典型的單母線接線圖。特點(diǎn)是電源和供電線路都連在同一母線上，接線簡(jiǎn)單清晰。為了方便投入或切除，任何一條進(jìn)、出引線都裝有可以切除故障電流和負(fù)荷電流的斷路器。從圖中知該接線方式所用設(shè)備少，故投資本錢(qián)小。在進(jìn)展操作或檢修時(shí)十分方便，擴(kuò)建容易。單母線接線一般只適用于一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)變壓器，電壓等級(jí)在6~220KV，并且出線回路少的小容量發(fā)電廠或變電站中。它的缺陷是母線停運(yùn)〔母線檢修、故障，線路故障后線路保護(hù)或斷路器拒運(yùn)〕將使全部支路停運(yùn)，即停電圍為該整段母線，并且停電時(shí)間很長(zhǎng)，一旦母線自身?yè)p壞，則需要待母線修復(fù)之前方能使各支路恢復(fù)運(yùn)行。2.單母線分段接線可以通過(guò)將母線分段的方法來(lái)克制單母線接線的缺點(diǎn)。如圖2-2所示，通過(guò)裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)和斷路器將母線分成兩段，可從兩段母線引出兩條回路由兩個(gè)電源供電，增加其穩(wěn)定性。這種接線方式可以滿足對(duì)重要用戶的供電。當(dāng)其中一段母線故障，分段斷路器能夠在保證正常段繼續(xù)供電的同時(shí)自動(dòng)切除故障段。與單母線分段相比，僅僅增加了一組斷路器，接線簡(jiǎn)單清晰，但供電可靠性大大提高，經(jīng)濟(jì)性好，故廣泛應(yīng)用于中小容量發(fā)電廠。表1適用圍接線方式配電裝置電壓等級(jí)出線回路數(shù)單母線分段6～10KV6回及以上單母線分段35～63KV4～8回單母線分段110～220KV3～4回但是該接線方式也有其局限性，一旦其中一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障檢修時(shí)，需要全面檢修停電。當(dāng)出線為雙回路時(shí)會(huì)使架空線路出現(xiàn)穿插跨越；擴(kuò)建時(shí)需要向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。由此，對(duì)于大容量發(fā)電廠來(lái)說(shuō)，該接線方式仍需改良。3.雙母線接線該接線方式有兩組母線，由母聯(lián)斷路器相連，即工作母線和備用母線并列運(yùn)行。這種接線方式既可以作單母線運(yùn)行，也可以在合上母聯(lián)斷路器后作為單母線分段方式運(yùn)行，操作斷路器的原則是：在等電位下先斷后通。雙母線在與單母線相比具有供電可靠性大的優(yōu)勢(shì)，為了防止供電中斷現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)采用輪流對(duì)母線進(jìn)展檢修的方式進(jìn)展保障，當(dāng)其中一組母線出線故障時(shí)，應(yīng)在另一組母線與故障母線相倒換，促使供電得到迅速恢復(fù)；另一方面，雙母線還具有調(diào)度、擴(kuò)建及方便檢修的優(yōu)勢(shì)，其缺點(diǎn)是每一回路都增加了一組隔離開(kāi)關(guān)，使配電裝置的構(gòu)架及占地面積，投資費(fèi)用都相應(yīng)增加；同時(shí)由于配電裝置的復(fù)雜，在改變運(yùn)行方式倒閘操作時(shí)容易發(fā)生誤操作，且不宜實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；尤其是當(dāng)母線故障時(shí)，需短時(shí)切除較多的電源和線路，這對(duì)特別重要的大型發(fā)電廠和變電站是不允許的。[3許靜萍]表2適用圍：接線方式配電裝置電壓等級(jí)出線回路數(shù)雙母線6～220KV回路數(shù)較多雙母線35~60KV超過(guò)8回雙母線110KV6回及以上雙母線220KV4回及以上4.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)母線之類的橫的連接，這樣不僅減少了電器的數(shù)目，簡(jiǎn)化配電裝置的構(gòu)造以及降低工程造價(jià)，同時(shí)也大大減少了故障發(fā)生的可能性。發(fā)電機(jī)-雙繞組〔三繞組〕變壓器組成的單元接線。在圖2-4〔a〕和〔b〕中，發(fā)電機(jī)和變壓器連接成為一個(gè)單元組，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。單元接線的缺點(diǎn)是兩個(gè)根本原件其中之一損壞或檢修時(shí)，整個(gè)單元都將被迫停頓工作。這種接線形式適用于大型的發(fā)電廠。發(fā)電機(jī)-變壓器-線路單元接線。如圖2-4〔c〕所示，該接線方式不需在發(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。但這種接線也具有一樣的局限性，線路故障或檢修時(shí)，變壓器停運(yùn)；變壓器故障或檢修時(shí)，線路停運(yùn)。5.橋型接線將兩個(gè)“變壓器-線路〞連接，便構(gòu)成橋型接線，分為橋接線和外橋接線兩種。由于變壓器的可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于線路，在應(yīng)用中多采用橋接線，下面只介紹橋接線。橋型接線：優(yōu)點(diǎn)：所用高壓斷路器數(shù)量少，四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器。缺點(diǎn)：a需要對(duì)兩臺(tái)斷路器進(jìn)展操作來(lái)投入或切除變壓器，操作過(guò)程比擬復(fù)雜，甚至導(dǎo)致其中一回線路暫時(shí)停運(yùn)。b橋聯(lián)斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路需解裂運(yùn)行。c出線斷路器檢修時(shí)，線路需較長(zhǎng)時(shí)期停運(yùn)。因此，在檢修斷路器時(shí)保證變壓器的正常運(yùn)行，需要在橋形外側(cè)附近增設(shè)一組隔離開(kāi)關(guān)，即長(zhǎng)期開(kāi)環(huán)運(yùn)行的四邊形接線。在變壓器不經(jīng)常切換的情況下可采用該接線方式。2.3電廠主接線的設(shè)計(jì)2.3.1原始資料該熱電廠包括兩臺(tái)凝汽式機(jī)組2×300MW和兩臺(tái)供熱機(jī)組2×50MW，廠用電率為5％，年利用小時(shí)數(shù)為6300h，；10.5kV電壓級(jí)最大負(fù)荷20MW，最小負(fù)荷15MW，,電纜潰線10回；220kV電壓級(jí)最大負(fù)荷250MW，最小負(fù)荷200MW，，，架空線5回；500KV出線共有5回，其中4回架空線，1回為備用線，通常在進(jìn)展標(biāo)幺值計(jì)算為計(jì)算方便都選擇基準(zhǔn)容量，歸算后500KV母線電抗標(biāo)幺值2.3.2對(duì)該熱電廠容量負(fù)荷分析設(shè)計(jì)經(jīng)計(jì)算，機(jī)組總?cè)萘?，假設(shè)理想情況下全部投入運(yùn)行，可計(jì)算出，此計(jì)算結(jié)果超過(guò)規(guī)定的檢修備用容量〔一般為8％~15％〕，事故備用容量為10％。超過(guò)此限值說(shuō)明在電力系統(tǒng)中該熱電廠占有一定主導(dǎo)地位。此外，機(jī)組年利用小時(shí)為6300h∕年,遠(yuǎn)超我國(guó)電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)組平均最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)5000h∕年，所以該電廠為基荷電廠，因此，在進(jìn)展主接線設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)著重考慮其可靠性。2.3.3主接線方案的擬定〔1〕方案一a.10KV電壓等級(jí)的方案選擇：由于10KV電壓等級(jí)有10回電壓饋線,可選擇單母線分段接線。b.220KV電壓等級(jí)的方案選擇：根據(jù)原始資料，220KV電壓等級(jí)擬選雙母線接線。c.500KV電壓等級(jí)的方案選擇：由原始資料分析，擬選雙母線分段帶旁路母線接線，兩臺(tái)300MW發(fā)電機(jī)接在雙母線的兩段母線上。主接線形式表示如圖2-5所示：圖2-5方案一接線圖(2)方案二a.10KV電壓等級(jí)的方案選擇：10KV電壓等級(jí)仍選擇單母線分段接線形式。因?yàn)樵谶M(jìn)展主接線的設(shè)計(jì)中，必須時(shí)刻考慮可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求。b.220KV電壓等級(jí)的方案選擇：由于220KV電壓等級(jí)的電壓饋線數(shù)目5回，可選擇雙母線接線形式，工作母線故障時(shí)，可將全部回路轉(zhuǎn)移到備用母線上，從而恢復(fù)用戶供電；可用母聯(lián)斷路器代替任意回路需要檢修的斷路器，在這種情況下，只需短時(shí)停電。c.500KV電壓等級(jí)的方案選擇：由于500KV電壓等級(jí)的電壓饋線數(shù)目是5回，為使接線簡(jiǎn)單方便，使用設(shè)備少以節(jié)省投資，可以選擇單母線接線形式。主接線形式如圖2-6所示：圖2-6方案二接線圖〔3〕方案三500KV電壓等級(jí)的接線方式選擇單母線接線，220KV電壓等級(jí)選擇單母線分段接線，10KV電壓等級(jí)上將原來(lái)方案一的500KV電壓等級(jí)兩個(gè)上的發(fā)電機(jī)組全部接至10KV電壓等級(jí)上。主接線形式如圖2-7所示：圖2-7方案三接線圖2.4主接線方案的選擇電氣主接線的形式是多種多樣的，在此對(duì)上述三種接線方案及其特點(diǎn)進(jìn)展分析比擬。在選擇電氣主接線時(shí)首先要考慮其可靠性和靈活性，顯然，在技術(shù)上分析，雙母線接線方式相對(duì)單母線接線有更高的可靠性，能夠滿足電力系統(tǒng)的平安穩(wěn)定性的需要，但同時(shí)投資增加，所用電氣設(shè)備數(shù)量相應(yīng)增加。在10KV電壓等級(jí)上的出線上多為Ⅱ、Ⅲ類負(fù)荷，對(duì)這類用戶可以進(jìn)展短時(shí)停電，并不會(huì)造成人身危險(xiǎn)以及設(shè)備的破壞，也不會(huì)給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大的損失，綜合考慮，可以選擇單母線分段的接線形式。方案一和方案三的比擬，方案一將兩臺(tái)發(fā)電機(jī)直接接入500KV的系統(tǒng)中，方案三是把四臺(tái)發(fā)電機(jī)接入10KV母線上造成浪費(fèi)，在10KV母線上有兩臺(tái)發(fā)電機(jī)已經(jīng)足夠；由于500KV電壓等級(jí)與無(wú)窮大系統(tǒng)連接，承受該發(fā)電廠的剩余功率。所以考慮將剩余兩臺(tái)發(fā)電機(jī)通過(guò)發(fā)電機(jī)-變壓器接線方式連接到500KV系統(tǒng)中。由于發(fā)電機(jī)-變壓器接線方式單元性強(qiáng)，可在機(jī)組單元控制室集中控制，不設(shè)網(wǎng)控室，使運(yùn)行管理較靈活方便。通過(guò)對(duì)三種方案的比擬，并且連同電氣主接線的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和靈活性的設(shè)計(jì)原則綜合考慮，選擇出的最優(yōu)方案是方案一。3變壓器的選擇3.1發(fā)電機(jī)及變壓器中性點(diǎn)的接地方式3.1.1電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式電力系統(tǒng)中性點(diǎn)是指發(fā)電機(jī)和變壓器繞組的中性點(diǎn)，其接地方式的選擇是一個(gè)綜合性問(wèn)題，它與電壓等級(jí)、過(guò)電壓水平、單相接地短路電流、保護(hù)配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、發(fā)電機(jī)和變壓器的運(yùn)行平安以及對(duì)通信線路的干擾等因素有關(guān)。[4]敏江埡電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式有以下幾種：1、中性點(diǎn)非直接接地a.中性點(diǎn)不接地中性點(diǎn)不接地方式最簡(jiǎn)單。單相接地時(shí)允許帶故障運(yùn)行兩小時(shí)，供電連續(xù)性好，接地電流僅為線路及設(shè)備的電容電流等幾項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，但是，由于該方式對(duì)電網(wǎng)電容電流及負(fù)荷水平有嚴(yán)格的限制，超過(guò)一定數(shù)值后將引起電弧接地過(guò)電壓，因而適用圍有限。[5]寧①中性點(diǎn)消弧線圈接地消弧線圈的作用是用來(lái)補(bǔ)償電容電流，保證在接地電容電流超過(guò)規(guī)定值的條件下，能夠瞬間將電弧熄滅，從而消除接地過(guò)電壓〔弧光間歇產(chǎn)生〕。②中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地當(dāng)接地電容電流超過(guò)允許值時(shí)，也開(kāi)采用中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地。此接地方式降低弧光間隙接地過(guò)電壓，同時(shí)可以提供足夠的電流和零序電壓，使接地保護(hù)可靠動(dòng)作，一般用于大型發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)。b.中性點(diǎn)直接接地單相短路一旦發(fā)生在直接接地系統(tǒng)中，將會(huì)產(chǎn)生很大的短路電流，必須立即切除線路或設(shè)備來(lái)降低故障損失，如此便會(huì)使供電連續(xù)性減弱，也會(huì)加重?cái)嗦菲鞯呢?fù)擔(dān)。但在高壓或超高壓電網(wǎng)中，這種接地方式產(chǎn)生的過(guò)電壓比擬低，所以絕緣水平也下降，可使設(shè)備投資減少，具有比擬顯著的經(jīng)濟(jì)效益。故適用于110KV及以上電網(wǎng)中。3.1.2變壓器中性點(diǎn)接地方式由上文110KV及以上電網(wǎng)采用中性點(diǎn)直接接地方式，由于主變壓器中性點(diǎn)的接地方式由電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式來(lái)決定，因此該接線方式同樣可適用與主變壓器的110-500KV側(cè)?！?〕但凡自耦變壓器，其中性點(diǎn)需要直接接地或經(jīng)小阻抗接地?！?〕終端變電所的變壓器中性點(diǎn)一般不接地?！?〕假設(shè)需要靈活選擇接地點(diǎn)使調(diào)度方便，則所有的普通型變壓器都要接地,此時(shí)需要用到隔離開(kāi)關(guān)。〔4〕選擇接地時(shí)應(yīng)保證任何故障形式都不應(yīng)使電網(wǎng)解列成為中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)。雙母線接線有兩臺(tái)以上主變壓器時(shí)，可考慮兩臺(tái)主變壓器中性點(diǎn)接地。3.1.3發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地方式發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)采用非直接接地方式，當(dāng)單相接地故障發(fā)生時(shí)，發(fā)電機(jī)定子繞組接地點(diǎn)有電流，該電流是它本身和它相連接元件的對(duì)地電容電流。本次設(shè)計(jì)采用發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式。消弧線圈可接在直配線發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)上。當(dāng)發(fā)電機(jī)為單元接線時(shí)，則應(yīng)接在發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)上。3.2發(fā)電機(jī)的選型3.2.1選型選擇：QF—50—2型號(hào)含義：2——2極50——額定容量F——發(fā)電機(jī)Q——汽輪機(jī)QFSN-300-2型號(hào)含義：2——2極300——額定容量N——?dú)淅銯——發(fā)電機(jī)Q——汽輪機(jī)S——水冷表3汽輪發(fā)電機(jī)主要參數(shù)型號(hào)額定容量〔MW〕電壓〔KV〕電流〔KA〕功率因數(shù)電抗〔標(biāo)幺值〕QF—50—2型5010.53.440.850.124QFSN-300-2300201.010.850.171本次設(shè)計(jì)容裝機(jī)容量裝機(jī)4臺(tái)，分別為供熱式機(jī)組2×50MW,凝氣式機(jī)組2×300MW，所以可以選四臺(tái)發(fā)電機(jī)。3.3變壓器的選型在發(fā)電廠中，用來(lái)向電力系統(tǒng)輸送功率的變壓器是主變壓器。用于在兩種電壓等級(jí)之間起交換功率的變壓器稱之為聯(lián)絡(luò)變壓器。3.3.1.變壓器容量確實(shí)定原則當(dāng)變壓器為單元接線時(shí)，它的容量是發(fā)電機(jī)額定容量與本機(jī)組廠用負(fù)荷差值的1.1倍。分裂繞組變壓器應(yīng)該用于擴(kuò)大單元接線比擬合理，它的容量確定方法跟單元接線類似。主變壓器容量和臺(tái)數(shù)與主接線的形式相互影響，主接線形式最正確則主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量的選型也會(huì)相對(duì)更優(yōu)。不僅要從原始資料入手，還要看電力系統(tǒng)的開(kāi)展規(guī)劃，以及電壓等級(jí)的大小和輸送功率的多少，它們都對(duì)主變壓器的選擇有影響。容量選的大，比擬浪費(fèi)資源，不能將應(yīng)有的作用發(fā)揮到極致，如果選的太小，又容易造成線路發(fā)生故障，導(dǎo)致嚴(yán)重?fù)p失。為此，在選擇發(fā)電廠主變壓器時(shí)，應(yīng)遵循以下根本原則:a.單元接線的主變壓器容量應(yīng)按以下條件中較大者選擇。b.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%裕度。c.按發(fā)電機(jī)的最續(xù)容量扣除一臺(tái)廠用變壓器的計(jì)算負(fù)荷和變壓器繞組的平均溫升，在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度或冷卻水溫度不超過(guò)65K的條件進(jìn)展選擇。[6]淺談大容量機(jī)組主變壓器的選擇王建方該65℃是依據(jù)我國(guó)電力變壓器標(biāo)準(zhǔn)，即在正常使用條件下，油浸變壓器在連續(xù)額定容量穩(wěn)態(tài)下的繞組平均溫度。單元接線的主變壓器：式中--發(fā)電機(jī)的額定功率；--額定功率因數(shù)；--廠用電率該電廠*3、*4發(fā)電機(jī)的額定容量為300MW,扣除廠用電后經(jīng)過(guò)變壓器的容量為：〔2〕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)電壓母線和系統(tǒng)間的主變壓器的容量應(yīng)考慮以下素：a.在發(fā)電機(jī)全部工作并且滿足其供電的日最小負(fù)荷的情況下，主變壓器應(yīng)該在去除廠用負(fù)荷后將母線上剩下的容量〔有功和無(wú)功〕輸入到系統(tǒng)里。b.在檢修發(fā)電機(jī)電壓母線上連著的最大一臺(tái)機(jī)組時(shí)，或者熱負(fù)荷的變動(dòng)使得本廠的輸出功率被限制時(shí)，則主變壓器需要具有從電力系統(tǒng)倒送功率的特點(diǎn)，這樣才能滿足電壓母線的要求。c.當(dāng)有兩臺(tái)或者更多的主變壓器接在發(fā)電機(jī)電壓母線上時(shí)，由于*種原因，最大容量的一臺(tái)機(jī)組退出了運(yùn)行，則其余的主變壓器為了滿足運(yùn)行要求，至少要輸送大于70%的母線剩余功率。綜上，本設(shè)計(jì)各電壓等級(jí)計(jì)算結(jié)果如下：a.10KV電壓等級(jí)下的最大容量b.220KV電壓等級(jí)下的最大容量c.500KV電壓等級(jí)下的最大容量從上述計(jì)算結(jié)果可知低壓側(cè)的容量為最大，故以此為基準(zhǔn)可以選擇一個(gè)三繞組的變壓器.3.3.2.變壓器臺(tái)數(shù)確實(shí)定原則發(fā)電廠主變壓器的臺(tái)數(shù)與電壓等級(jí)，接線形式，傳輸容量以及和系統(tǒng)的聯(lián)系有密切關(guān)系，對(duì)于大中型火電廠在一種電壓等級(jí)下，主變壓器應(yīng)不少于2臺(tái)，而中小型發(fā)電廠，只裝一臺(tái)主變壓器。3.3.3.繞組連接方式確實(shí)定變壓器的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則無(wú)法并列運(yùn)行。Y型和△型是電力系統(tǒng)中最常見(jiàn)的繞組連接方式，但是具體如何排列組合高中低三側(cè)繞組視實(shí)際情況而定。三相變壓器的三個(gè)繞組在一樣電壓的條件下可以連接成星型、三角型、曲折型，通常，以字母Y、D或Z表示高壓繞組，字母y、d或z則表示中低壓繞組。如果星型連接或曲折型連接的中性點(diǎn)是引出的，則分別以YN、ZN表示，帶有星三角變換繞組的變壓器，應(yīng)在兩個(gè)變換間以“-〞隔開(kāi)。Y型繞組連接方式在我國(guó)110KV及以上的電壓等級(jí)中，變壓器繞組采用此種方式。35KV以下電壓，變壓器繞組都采用△連接。3.3.4.變壓器調(diào)整方式的選擇變壓器有分接頭，用作電壓調(diào)整，即通過(guò)分接開(kāi)關(guān)切換至不同的檔位，改變了變壓器的變比，從而改變電壓。有兩種切換方式，其中一種切換后電壓調(diào)整圍在5%左右，因?yàn)樗粠ж?fù)荷切換，故可以稱為無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓，另一種是帶負(fù)載切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)整圍可達(dá)20%-30%。一般變壓器在110KV以下電壓等級(jí)時(shí)才考慮有載調(diào)壓方式。綜合考慮發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)運(yùn)行出力變化不大，所以在本次的設(shè)計(jì)中采用的變壓器調(diào)整方式是無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓。3.3.5.變壓器的選型500KV發(fā)電機(jī)側(cè)變壓器SFP-360000/500表4SFP-360000/500型變壓器參數(shù)額定容量〔KVA〕額定電壓〔KV〕阻抗電壓〔%〕損耗〔W〕高壓低壓空載短路36000052518162251060500KV母線側(cè)變壓器OSFPSZ-360000/500表5OSFPSZ-360000/500型變壓器參數(shù)額定容量(VA)額定電壓(KV)阻抗電壓(%)負(fù)載損耗〔W〕高中上下中低高中上下中低高中上下中低36000055024610%101026418003.4電氣設(shè)備的配置3.4.1斷路器的配置斷路器實(shí)際上是一種開(kāi)關(guān)設(shè)備，在正常工作情況下接通電路，故障條件下則斷開(kāi)電路以保護(hù)線路。SF6斷路器和真空斷路器目前應(yīng)用廣泛，少油斷路器因其本錢(qián)低，構(gòu)造簡(jiǎn)單，依然被廣泛應(yīng)用于不需要頻繁操作及要求不高的各級(jí)高壓電網(wǎng)中，壓縮空氣斷路器和多油斷路器根本被淘汰。3.4.2隔離開(kāi)關(guān)的配置隔離開(kāi)關(guān)在10KV配電裝置中的每回出線都應(yīng)該裝設(shè)，因?yàn)?0KV出線上裝設(shè)有電抗器來(lái)限制短路電流，并且斷路器和電抗器為不同供電用戶所共用。1．接在變壓器因出線或中性點(diǎn)上的避雷器可不裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。2．當(dāng)避雷器和電壓互感器同時(shí)都接在母線上時(shí)，只需合用一組隔離開(kāi)關(guān)。接在母線上的避雷器和電壓互感器可以合用一組隔離開(kāi)關(guān)。3．一組斷路器應(yīng)該配置兩個(gè)隔離開(kāi)關(guān)，在檢修線路時(shí)，由于斷路器的滅弧能力，應(yīng)先斷開(kāi)斷路器，隔離電源，防止事故發(fā)生。4．當(dāng)普通型變壓器的接地方式為中性點(diǎn)直接接地時(shí)，應(yīng)該通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)來(lái)接地。3.4.3接地刀閘的配置接地刀閘配置的意義在于維護(hù)運(yùn)行設(shè)備及母線線路的檢修平安，應(yīng)該配置幾組接地刀閘需要根據(jù)電壓等級(jí)以及母線長(zhǎng)度等因素來(lái)確定。接地刀閘裝設(shè)時(shí)還應(yīng)考慮它們的間距適中。對(duì)于母線來(lái)說(shuō)，其接地刀閘既可以安裝在母線隔離開(kāi)關(guān)基座上，也可以裝在其電壓互感器的隔離開(kāi)關(guān)上。3.4.4電壓互感器的配置1.電氣主接線的形式不僅對(duì)主變壓器的配置有影響，也對(duì)電壓互感器的選擇有關(guān)鍵性的作用。保證保護(hù)裝置不會(huì)失壓是對(duì)電壓互感器的最根本要求，同時(shí)也要符合保護(hù)同期和自動(dòng)裝置的要求。2.6~220KV電壓等級(jí)的每組主母線上的三相上裝設(shè)電壓互感器。3.電壓互感器可以用來(lái)檢測(cè)線路側(cè)是否有電壓，因此電壓互感器應(yīng)該裝設(shè)在需要檢測(cè)有無(wú)電壓的出線側(cè)的一相。3.4.5電流互感器的配置1．電流互感器應(yīng)該安裝在有斷路器的回路，即斷路器必須裝設(shè)有電流互感器，并且要滿足保護(hù)和自動(dòng)裝置的要求。2．再在未裝設(shè)斷路器的變壓器的中性點(diǎn)變壓器出口橋形接線的跨條上也裝設(shè)電流互感器。3．對(duì)直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置。對(duì)非直接接地系統(tǒng)，配置情況應(yīng)根據(jù)不同的條件擇優(yōu)選擇兩相或者三相。3.4.6避雷器的配置1．配電裝置的每相母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器，但進(jìn)出線都裝設(shè)避雷器是除外。2．避雷器應(yīng)該裝設(shè)在電氣距離超過(guò)允許值的變壓器附近。3．當(dāng)變壓器采取三繞組變壓器時(shí)，避雷器應(yīng)該裝設(shè)在其低壓側(cè)。4．變壓器中性點(diǎn)也應(yīng)裝設(shè)避雷器，因?yàn)樵谥苯咏拥氐南到y(tǒng)中，變壓器的中性點(diǎn)安裝有隔離開(kāi)關(guān)。4短路電流計(jì)算4.1短路電流概述電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)有多種狀態(tài)，當(dāng)所有電氣設(shè)備良好線路良好時(shí)，運(yùn)行正常即為正常運(yùn)行狀態(tài)，相對(duì)應(yīng)的也有非正常運(yùn)行狀態(tài)，短路故障是運(yùn)行過(guò)程中危害最大的一種情況。所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要考慮到在該種接線方式或此種電氣設(shè)備配置情況下可能出線的故障情況，以此配置各種保護(hù)保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)供電系統(tǒng)危害最大的是短路故障。短路電流將引起電動(dòng)力效應(yīng)和發(fā)熱效應(yīng)以及電壓的降低等。因此，短路電流計(jì)算是電氣主接線的方案比擬、電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體的選擇、接地計(jì)算以及繼電保護(hù)選擇和整定的根底。4.1.1短路的原因及后果1.短路原因造成短路的原因通常有以下幾種：〔1〕電氣設(shè)備在運(yùn)行正常使用過(guò)程中可能會(huì)因摩擦碰撞遭受機(jī)械損傷，在雷暴天氣會(huì)因打雷，電壓過(guò)大對(duì)設(shè)備的絕緣保護(hù)造成危害，載流導(dǎo)體也是如此，絕緣老化也是造成電氣設(shè)備短路的重要原因之一?！?〕電線桿塔由架空線路相連，因此受天氣的制約非常大，在大風(fēng)或嚴(yán)重冰雪天氣，導(dǎo)線結(jié)冰增加了重量，可能會(huì)使桿塔承重減弱而倒塌；此外，鳥(niǎo)類飛禽也是導(dǎo)致短路的一個(gè)主要因素，可能會(huì)跨接裸露導(dǎo)體造成傷亡。〔3〕電氣設(shè)備因設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)不良和運(yùn)行不當(dāng)或設(shè)備本身不合格引發(fā)的短路?！?〕由于人為因素導(dǎo)致的短路，如在檢修線路時(shí)，運(yùn)行人員倒閘操作時(shí)由于技術(shù)不嫻熟或者專業(yè)知識(shí)不到位違反操作原則等原因帶負(fù)荷拉隔離開(kāi)關(guān)，再者檢修完線路或者設(shè)備忘記了將之前安裝的接地線去除就直接給設(shè)備加壓投運(yùn)。這些都是難以防止的未知因素，因此在操作時(shí)一定要專業(yè)技術(shù)人員強(qiáng)烈按照操作原則來(lái)執(zhí)行?！?〕其他原因。如輸電線斷線、倒桿、碰線、或人為盜竊、破壞等原因都可能導(dǎo)致短路。2．短路后果系統(tǒng)*處一旦發(fā)生短路，作出該處回路的等值電抗圖可以計(jì)算出相對(duì)于正常情況下，短路電抗減小很多，由于電源電壓瞬間沒(méi)有變化，因此可以計(jì)算出此時(shí)的電流相當(dāng)于正常工作電流的幾倍甚至幾十倍，即為短路電流，電流過(guò)大的危害顯而易見(jiàn)。〔1〕電氣設(shè)備都應(yīng)在適宜的溫度下運(yùn)行，超過(guò)此適宜溫度將會(huì)對(duì)設(shè)備造成不良影響，而設(shè)備流過(guò)電流的大小是影響設(shè)備溫度的一個(gè)重要原因，電流越大，設(shè)備發(fā)出的熱量就越多并且發(fā)熱速度越快，使設(shè)備周圍溫度急劇上升，時(shí)間越久設(shè)備可能會(huì)被燒壞?！?〕電氣設(shè)備可以看作一個(gè)良好的導(dǎo)體，導(dǎo)體之間有力的作用，如果此時(shí)有短路電流通過(guò)并且電流很大時(shí)，則導(dǎo)體間會(huì)有很大的電動(dòng)力產(chǎn)生，力的沖擊作用加速了導(dǎo)體的損害，當(dāng)?shù)竭_(dá)*種程度導(dǎo)體會(huì)扭曲變形，設(shè)備徹底被摧毀?！?〕短路雖然在短時(shí)間使通過(guò)電氣設(shè)備的電流驟然上升，但卻降低了系統(tǒng)電壓，在系統(tǒng)中異步電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的設(shè)備，由于系統(tǒng)電壓下降，轉(zhuǎn)矩下降，異步電動(dòng)機(jī)減速甚至停轉(zhuǎn)。長(zhǎng)此以往，設(shè)備勢(shì)必會(huì)報(bào)廢，重新購(gòu)置又增加了投資?！?〕正常運(yùn)行時(shí)，功率分布正常。一旦短路發(fā)生，原本穩(wěn)定的系統(tǒng)將會(huì)瞬時(shí)間產(chǎn)生巨大變化，功率分布的變化使的原本并列運(yùn)行的發(fā)電廠失步，這樣的后果是大局部供電將會(huì)受損，引起大面積停電，會(huì)給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p失，必須要防止這類情況的發(fā)生?！?〕電生磁，因此短路電流越大，磁場(chǎng)越強(qiáng)，磁場(chǎng)對(duì)各種重要系統(tǒng)都會(huì)造成影響，磁場(chǎng)越強(qiáng)會(huì)干擾通訊，信號(hào)減弱，特別是現(xiàn)在發(fā)電廠采用自動(dòng)化裝置，如果周圍磁場(chǎng)很強(qiáng)，這些裝置將無(wú)法順利將設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)及時(shí)反應(yīng)到管理系統(tǒng)，會(huì)造成工作的缺失和管理的不便。4.1.2短路計(jì)算的目的和簡(jiǎn)化假設(shè)如何衡量短路造成后果的嚴(yán)重性就需要短路電流的大小來(lái)決定，根據(jù)短路電流的數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果，在選擇電氣設(shè)備時(shí)必須按照最大允許電流一定要大于短路電流的條件來(lái)選擇，選擇導(dǎo)流載體是也要分析短路電流，并且在安裝繼電保護(hù)裝置時(shí)仍然離不開(kāi)對(duì)短路電流的參考，因此短路電流計(jì)算是故障分析和排除的大前提。概括起來(lái)，計(jì)算短路的主要目的在于：〔1〕電氣設(shè)備在選型之后必須要進(jìn)展動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的校驗(yàn)，只有校驗(yàn)合格后才能投入使用，而檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)就是該電氣設(shè)備所在回路發(fā)生短路時(shí)的短路電；〔2〕為設(shè)計(jì)和選擇發(fā)電廠和變電所的電氣主接線提供必要的數(shù)據(jù)；〔3〕繼電保護(hù)裝置是每個(gè)電廠投入運(yùn)行后必須裝設(shè)的，至于裝設(shè)設(shè)備的選型是通過(guò)整定計(jì)算來(lái)確定的，整定參數(shù)需要短路電流作為參考依據(jù)，最終做到合理配置，做到不浪費(fèi)并保證平安度。在實(shí)際短路計(jì)算中，為了簡(jiǎn)化計(jì)算工作，通常采用一些簡(jiǎn)化假設(shè)，其中主要包括：〔1〕符合用恒定電抗標(biāo)識(shí)或忽略不計(jì)；〔2〕如果是在高壓網(wǎng)絡(luò)中，各種元件的電阻和導(dǎo)納相對(duì)很小要忽略不計(jì)，并且參數(shù)不會(huì)隨之發(fā)生變化，可認(rèn)為是穩(wěn)定不變化的，不涉及復(fù)數(shù)運(yùn)算，因?yàn)閷?duì)發(fā)電機(jī)來(lái)說(shuō)，它的電勢(shì)相位一樣，給計(jì)算帶來(lái)方便?！?〕認(rèn)為系統(tǒng)是三相對(duì)稱的。4.2各系統(tǒng)短路電流的計(jì)算4.2.1短路計(jì)算的根本假定和計(jì)算方法1．根本假定〔1〕正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行?！?〕所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角一樣?！?〕不考慮電機(jī)本身因素如集膚效應(yīng)，渦流等對(duì)電抗電流造成的影響，為了方便計(jì)算，假想系統(tǒng)中所選擇的電機(jī)都是理想狀態(tài)?！?〕短路發(fā)生在短路電流為最大的瞬間；〔5〕短路電流發(fā)生時(shí)，*些情況下可能會(huì)產(chǎn)生電弧阻抗，變壓器也會(huì)產(chǎn)生勵(lì)磁涌流，此時(shí)都不予考慮。2．短路電流計(jì)算的方法將系統(tǒng)視作無(wú)限大容量系統(tǒng)，短路電流的計(jì)算要求要在最大運(yùn)行方式下來(lái)計(jì)算，選取適宜短路點(diǎn)，求得需要的、值。——三相短路電流；——三相短路沖擊電流。4.2.2電抗圖及電抗計(jì)算短路電流的計(jì)算需要電路圖直觀簡(jiǎn)潔，而電氣主接線圖此時(shí)不滿足直觀的條件，因此轉(zhuǎn)換為等值電抗圖十分必要，相關(guān)參數(shù)在任務(wù)書(shū)中給出，相應(yīng)要標(biāo)注在等值電抗圖中，如圖3-1所示，才會(huì)更加清晰，方便計(jì)算。選取基準(zhǔn)容量為；——基準(zhǔn)容量；——所在線路的平均電壓〔注：以下均采用標(biāo)幺值計(jì)算方法，省去“*〞〕對(duì)于QF—50—2型發(fā)電機(jī)的電抗；其中2．對(duì)于QFSN-300-2型的雙繞組變壓器的電抗；其中式中%——變壓器短路電壓的百分?jǐn)?shù)〔%〕；——最大容量繞組的額定容量〔MVA〕；——基準(zhǔn)容量〔MVA〕。圖3-1對(duì)于OSSPSL—360000/220型三繞組的電抗(線路阻抗)4.2.3短路點(diǎn)的選擇、短路電流以及沖擊電流的計(jì)算無(wú)限大容量電力系統(tǒng)是指容量相對(duì)于用戶供電系統(tǒng)容量大得多的電力系統(tǒng)，當(dāng)用戶供電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓根本保持不變，可將該電力系統(tǒng)視作無(wú)限大容量電力系統(tǒng)。[7]何仰贊電力系統(tǒng)分析但是，在實(shí)際電力系統(tǒng)中，它的容量和阻抗都有一定的數(shù)值，當(dāng)用戶供電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓相應(yīng)的有所變動(dòng)。通常都是線路發(fā)生短路都是在小容量的供電系統(tǒng)，母線電壓幾乎沒(méi)有任何變化可忽略不計(jì)。由于無(wú)限大容量電力系統(tǒng)的三相短路電流是對(duì)稱的，所以它的變化規(guī)律只需考慮一相的。短路點(diǎn)的選擇應(yīng)選擇通過(guò)導(dǎo)體和電器的短路電流為最大的那些點(diǎn)作為短路計(jì)算點(diǎn)。首先，應(yīng)在三條電壓等級(jí)的母線上選擇三個(gè)短路計(jì)算點(diǎn)d1、d2、d3。由于10KV電壓等級(jí)有電纜饋線10回，所以在10KV的出線上需加設(shè)電抗器。當(dāng)d4點(diǎn)短路時(shí)，因受電抗器的限制，流過(guò)出線上的斷路器的電流較小，所以在工程計(jì)算中選取d4點(diǎn)為短路計(jì)算點(diǎn)，以便使出線斷路器選擇輕型的。由于，，即阻抗為零，端電壓也為零，因此短路電流的周期分量不會(huì)改變，這是無(wú)限大容量系統(tǒng)最主要的特點(diǎn)。雖然非周期分量隨指數(shù)率而衰減，但一般情況下只需計(jì)及它對(duì)沖擊電流的影響。因此，在電力系統(tǒng)短路電流計(jì)算中，其主要任務(wù)是計(jì)算短路電流的周期分量。而在無(wú)限大功率系統(tǒng)的條件下，周期分量的計(jì)算就變得簡(jiǎn)單。如取平均額定電壓進(jìn)展計(jì)算，則系統(tǒng)的短電壓，假設(shè)選取，則無(wú)限大功率系統(tǒng)的短電壓的標(biāo)幺值,短路電流周期分量的標(biāo)幺值為式中——無(wú)限大系統(tǒng)功率系統(tǒng)對(duì)短路點(diǎn)的組合電抗〔即總電抗〕的標(biāo)幺值短路電流的有名值為則沖擊電流為式中——沖擊系數(shù)，表示沖擊電流對(duì)周期分量幅值的倍數(shù)，當(dāng)隨〔時(shí)間常數(shù)〕變化，時(shí)，在以下的計(jì)算中，取;1、500KV母線上短路〔d1點(diǎn)〕的計(jì)算圖3-2圖3-3短路點(diǎn)短路電流的計(jì)算：2、220KV母線上發(fā)生短路〔d2〕時(shí)的計(jì)算圖3-4圖3-5圖3-6圖3-73、10KV母線上發(fā)生短路電流〔d3〕時(shí)的計(jì)算限流電抗器的初選選型為*KK—10—4000—12所以，限流電抗器的電抗值應(yīng)為圖3-8圖3-9圖3-10圖3-11圖3-124、10KV出線上發(fā)生短路〔d4〕時(shí)的短路計(jì)算出線上限流電抗器的初選選型為*KK—10—200—8所以，限流電抗器的電抗值應(yīng)為圖3-13圖3-14圖3-15圖3-16圖3-17圖3-18表6系統(tǒng)短路電流小結(jié)電流短路點(diǎn)500KV〔d1點(diǎn)〕220KV〔d2點(diǎn)〕10KV〔d3點(diǎn)〕10KV〔d4點(diǎn)〕電流周期分量標(biāo)幺值96.3638.767.5511.61電流周期分量有名值10.59KA9.69KA41.51KA63.84KA短路沖擊電流26.95KA24.66KA105.65KA162.486KA電氣設(shè)備的選擇5.1電氣設(shè)備的選擇條件在設(shè)計(jì)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)時(shí)，除了設(shè)計(jì)適宜的電氣主接線外，最主要的就是選擇各種電氣設(shè)備來(lái)滿足電氣運(yùn)行條件，電力系統(tǒng)是否能夠平安穩(wěn)定的運(yùn)行與電氣設(shè)備密切相關(guān)，不管是正常運(yùn)行還是故障檢修，平安是第一原則，在選擇時(shí)還要遵循經(jīng)濟(jì)合理。5.1.1按正常工作條件選擇1．額定電壓電氣設(shè)備的額定電壓是標(biāo)示在其銘牌上的線電壓。最高允許工作電壓是110%-115%額定電壓。當(dāng)在220KV及以下時(shí)其為1.15，當(dāng)為330-500KV是，其為。在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證能夠正常運(yùn)行，要求電氣設(shè)備的額定電壓必須要大于安裝處電網(wǎng)的額定電壓才能滿足運(yùn)行條件，否則會(huì)燒壞電氣設(shè)備。即式中，－電氣設(shè)備銘牌上所標(biāo)示的額定電壓〔KV〕；－電網(wǎng)額定工作電壓〔KV〕。110KV以下電壓等級(jí)的電氣設(shè)備絕緣裕度較大。以安裝處的電網(wǎng)額定電壓為參考電壓，在選擇時(shí)，電氣設(shè)備額定電壓低于電網(wǎng)額定電壓的都不能滿足工作條件，這種選擇原則適用于非高海拔地區(qū)，對(duì)于高海拔地區(qū)此處不作論述。額定電流電氣設(shè)備需要適宜的溫度運(yùn)行，溫度過(guò)高會(huì)燒壞電氣設(shè)備破壞絕緣性，所以在選擇時(shí)，其額定電流必須要大于所在工作回路的最大工作電流，即，留有一定的裕度，在導(dǎo)體發(fā)熱升溫時(shí)能夠不超過(guò)允許值，起到保護(hù)電氣設(shè)備保護(hù)電路的作用。式中，－電氣設(shè)備銘牌上所標(biāo)示的額定電流〔A〕－回路中的最大工作電流〔A〕在決定時(shí)，應(yīng)以變壓器和線路的負(fù)荷作為出發(fā)點(diǎn)，同時(shí)考慮這些設(shè)備的長(zhǎng)期工作狀態(tài)。變壓器有可能因?yàn)楣收铣霈F(xiàn)過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，所以確定最大長(zhǎng)期工作電流時(shí)應(yīng)該要予以考慮。母線分段電抗器的最大長(zhǎng)期工作電流應(yīng)為保證該母線負(fù)荷所需的電流；同樣地，對(duì)于出線回路，不僅是正常過(guò)負(fù)荷電流，發(fā)生事故時(shí)有負(fù)荷從其他回路轉(zhuǎn)移而來(lái)，這些因素都能影響最大長(zhǎng)期工作電流。表7各支路最大持續(xù)電流回路名稱最大長(zhǎng)期工作電流變壓器回路1.3~2倍的變壓器額定電流出線回路1.05倍的最大負(fù)荷電流母聯(lián)回路母線上最大一臺(tái)變壓器的分段回路變電所應(yīng)滿足用戶的一級(jí)負(fù)荷和二級(jí)負(fù)荷匯流回路按實(shí)際潮流分布計(jì)算3.環(huán)境條件電氣設(shè)備的選擇除了考慮額定電壓和額定電流外，還會(huì)受到自然環(huán)境的影響。電氣設(shè)備的平安穩(wěn)定運(yùn)行離不開(kāi)適宜的溫度、枯燥清潔的環(huán)境、在地震多發(fā)地帶還要考慮地震強(qiáng)度，在嚴(yán)寒地帶要考慮可能的覆冰厚度等等，這些因素都是無(wú)法防止的同時(shí)對(duì)設(shè)備有著較大影響的?？諝鉁囟?。標(biāo)準(zhǔn)的電氣周圍空氣溫度為40℃。溫度在40℃-60℃之間時(shí)空氣散熱條件差，設(shè)備的額定電流需要按照進(jìn)展修正。式中，——電氣設(shè)備的額定電流經(jīng)實(shí)際的周圍環(huán)境溫度修正后的允許電流〔A〕——溫度修正系數(shù)——電氣設(shè)備的長(zhǎng)期發(fā)熱最高允許溫度〔℃〕——實(shí)際的周圍環(huán)境溫度，取所在地方最熱月平均最高溫度〔℃〕——電氣設(shè)備的額定環(huán)境溫度〔℃〕我國(guó)生產(chǎn)的電氣設(shè)備一般使用的額定環(huán)境溫度=+40℃，如周圍環(huán)境溫度高于+40℃，〔但+60℃)時(shí)，其允許電流一般可按每增加1℃，額定電流減少1.8%進(jìn)展修正；當(dāng)環(huán)境溫度低于+40℃，環(huán)境溫度每降低1℃，額定電流可增加0.5%，但其最大電流不得超過(guò)其額定電流的20%。[8]熊新銀發(fā)電廠裸導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度一般取25℃，如安裝地點(diǎn)的環(huán)境溫度在-5℃~50℃圍變化時(shí)，其允許通過(guò)的電流可按上式進(jìn)展修正?！?〕海拔高度。在電氣設(shè)備使用條件中，制造廠規(guī)定的基準(zhǔn)海拔高度為1000米。當(dāng)海拔升高時(shí)，空氣密度降低，散熱條件變壞，使得高壓電器在運(yùn)行中溫升增加，但應(yīng)空氣溫度隨海拔高度升高而遞減，其值足以補(bǔ)償海拔升高對(duì)電氣溫升的影響，因而高壓電在高海拔地區(qū)〔不超過(guò)4000米〕使用時(shí)，其額定電流可以保持不變。當(dāng)海拔高度超過(guò)規(guī)定值時(shí)，由于大氣壓力空氣密度和濕度相應(yīng)減少，使空氣間隙和外絕緣的放電特性下降，顯然對(duì)絕緣影響較小，但對(duì)外絕緣影響較大。在海拔高度為1000~3500米的圍，海拔高度每升高100米，電器最高工作電壓要下降1%，以此修正電器最高工作電壓值。5.1.2按短路條件進(jìn)展校驗(yàn)通常情況三相短路故障發(fā)生頻率最高，因此該短路故障是最大可能的短路故障。電氣設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)可依此判斷。特殊的電氣設(shè)備和導(dǎo)體是不需要檢驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定性的，如有熔斷器保護(hù)的電壓互感器，架空線路、電纜等。在電力系統(tǒng)中盡管各種電氣設(shè)備的作用不一樣，但選擇的要求和條件有諸多是一樣的。不僅需要對(duì)額定電流和額定電壓嚴(yán)格選擇滿足平安可靠性，還要對(duì)所選的電氣設(shè)備進(jìn)展校驗(yàn)，只有校驗(yàn)符合要求后才可投入使用。1、熱穩(wěn)定校驗(yàn)金屬導(dǎo)體在有電流通過(guò)時(shí)會(huì)有一定程度發(fā)熱效應(yīng)，當(dāng)有短路電流通過(guò)時(shí)，電氣設(shè)備的載流局部升高的溫度不能夠超過(guò)最大的允許值，如果滿足這一條件，則選出的電氣設(shè)備符合熱穩(wěn)定的要求，否則會(huì)導(dǎo)致設(shè)備燒壞。熱穩(wěn)定校驗(yàn)的公式為式中，——發(fā)生三相短路后電路穩(wěn)定所流過(guò)電流周期分量值〔KA〕；——等值時(shí)間〔亦稱假想時(shí)間s〕；——在ts流過(guò)電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定電流〔KA〕；t為與相對(duì)應(yīng)的時(shí)間〔s〕。短路計(jì)算時(shí)間的公式為式中，——保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，一般取0.05s或2.5s；視采取的保護(hù)動(dòng)作而定?！獢嗦菲魅_(kāi)斷時(shí)間〔包括固有分閘時(shí)間和燃弧時(shí)間〕，取=0.1-0.5或，視具體情況而定。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)電氣設(shè)備可以看作是一個(gè)導(dǎo)體，如發(fā)生短路產(chǎn)生很大的短路電流，會(huì)引發(fā)強(qiáng)大的磁場(chǎng)，則電氣設(shè)備之間將會(huì)由于磁場(chǎng)的作用產(chǎn)生巨大的電動(dòng)力，電動(dòng)力對(duì)于電氣設(shè)備會(huì)有很強(qiáng)的破壞作用。假設(shè)三相短路時(shí)沖擊電流或者最大有效值電流超過(guò)最大允許的電流的幅值或最大有效值，則動(dòng)穩(wěn)定性不滿足條件，滿足動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的條件用公式表示：或式中及——三相短路時(shí)的沖擊電流及最大有效值電流。電氣設(shè)備的選擇除了要滿足上述技術(shù)數(shù)據(jù)要求外，尚應(yīng)根據(jù)工程的自然環(huán)境、位置〔氣候條件、厭惡、化學(xué)污染、海拔高度、地震等〕、電氣主接線極短路電流水平、配電裝置的布置及工程建立標(biāo)準(zhǔn)等因素考慮。5.2電氣設(shè)備的選擇5.2.1系統(tǒng)各個(gè)回路的最大工作電流1、500KV側(cè)各個(gè)回路的最大工作電流〔1〕出線回路發(fā)電機(jī)回路三繞組變壓器回路2、220KV側(cè)各個(gè)回路的最大工作電流〔1〕出線回路〔2〕三繞組變壓器回路〔3〕220KV等級(jí)下的分段回路3、10KV側(cè)各個(gè)回路的最大工作電流〔1〕出線回路〔2〕發(fā)電機(jī)回路〔3〕分段回路5.2.2斷路器的選擇斷路器通俗意義上是一種具有滅弧能力的開(kāi)關(guān)，正常運(yùn)行時(shí)合上斷路器接通電路，故障情況下首先斷開(kāi)斷路器以切斷電源，防止事故發(fā)生。所以它是電力系統(tǒng)中最重要的開(kāi)關(guān)電器。要求它開(kāi)斷要迅速準(zhǔn)確，動(dòng)作時(shí)間要簡(jiǎn)短，可靠性要高。斷路器構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于操作和檢修，具有防火和防暴性能，尺寸小，重量輕，價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。SF6斷路器和真空斷路器目前應(yīng)用廣泛，少油斷路器因其本錢(qián)低，構(gòu)造簡(jiǎn)單，依然被廣泛應(yīng)用于不需要頻繁操作及要求不高的各級(jí)高壓電網(wǎng)中，壓縮空氣斷路器和多油斷路器已根本淘汰。由于SF6氣體的電氣性能好，所以SF6斷路器的斷口電壓較高。在電壓等級(jí)一樣、開(kāi)斷電流和其他性能相接近的情況下，SF6斷路器比少油斷路器串聯(lián)斷口數(shù)要少，制造、安裝、調(diào)試和運(yùn)行比擬方便和經(jīng)濟(jì)。SF6斷路器的特點(diǎn)是：〔1〕滅弧能力強(qiáng)，介質(zhì)強(qiáng)度高，單元滅弧室的工作電壓高，開(kāi)斷電流大；〔2〕開(kāi)斷電容電流或電感電流時(shí)，無(wú)重燃，過(guò)電壓低；〔3〕電氣壽命長(zhǎng)，檢修周期長(zhǎng)，適于頻繁操作；〔4〕操作功小，機(jī)械特性穩(wěn)定，操作噪音小。原則：①②1、500KV側(cè)斷路器的選擇〔1〕出線回路最大工作持續(xù)電流：擬選型號(hào)為L(zhǎng)W6—500系列六氟化硫斷路器表8LW6—500系列六氟化硫斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)額定工作電壓〔KV〕最高工作電壓〔KA〕額定電流(A)3s熱穩(wěn)定電流〔KA〕額定動(dòng)穩(wěn)定電流峰值〔KA〕固有分閘時(shí)間〔S〕5005503150501250.028①電氣設(shè)備實(shí)用手冊(cè)①動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定電流，500KV側(cè)短路沖擊電流為，即：滿足動(dòng)穩(wěn)定條件②熱穩(wěn)定校驗(yàn)：查周期分量等值時(shí)間曲線可得即：,滿足熱穩(wěn)定條件?！?〕三繞組變壓器回路最大工作持續(xù)電流：擬選型號(hào)為L(zhǎng)W12—500系列六氟化硫斷路器表9LW12—500系列六氟化硫斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)額定工作電壓〔KV〕最高工作電壓〔KV〕額定電流〔A〕4s熱穩(wěn)定電流〔KA〕額定動(dòng)穩(wěn)定電流值(KA)固有分閘時(shí)間〔S〕5005502500~4000501250.02①電氣設(shè)備實(shí)用手冊(cè)①動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定電流，500KV側(cè)短路沖擊電流為即：滿足動(dòng)穩(wěn)定條件②熱穩(wěn)定校驗(yàn)：查周期分量等值時(shí)間曲線可得即：滿足熱穩(wěn)定條件?！?〕發(fā)電機(jī)回路發(fā)電機(jī)回路和出線回路的所選型號(hào)和動(dòng)熱穩(wěn)定性的校驗(yàn)根本一樣2、220KV側(cè)斷路器的選擇〔1〕分段回路最大工作持續(xù)電流：擬選型號(hào)為L(zhǎng)W—220系列六氟化硫斷路器LW—220系列六氟化硫斷路器是配用液壓操作機(jī)構(gòu)，能進(jìn)展快速自動(dòng)重合閘，并帶有LRB—220型電流互感器，供測(cè)量保護(hù)之用。斷路器在最高工作電壓下能斷開(kāi)120—360MVA變壓器的電感電流；在最高工作電壓下，能斷開(kāi)200—400KM空在架空線路的電容電流，斷路器在檢修情況下，應(yīng)能承受滿容量開(kāi)斷不大于10次或開(kāi)斷累計(jì)電流值500KA以上。表10LW—220系列六氟化硫斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)額定工作電壓〔KV〕最高工作電壓〔KV〕額定電流〔A〕4s熱穩(wěn)定電流〔KA〕額定動(dòng)穩(wěn)定電流值(KA)固有分閘時(shí)間〔S〕2202522500401000.06①電氣設(shè)備實(shí)用手冊(cè)①動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定電流，220KV側(cè)短路沖擊電流為即：滿足動(dòng)穩(wěn)定條件②熱穩(wěn)定校驗(yàn)：查周期分量等值時(shí)間曲線可得即：,滿足熱穩(wěn)定條件〔2〕三繞組變壓器回路最大工作持續(xù)電流：,擬選型號(hào)為L(zhǎng)W12—220系列六氟化硫斷路器LW12—220系列六氟化硫斷路器是斷路器和電流互感器構(gòu)成的復(fù)合電器，它有較完善地二次控制和保護(hù)回路，可以有效防止斷路器非全相動(dòng)作。雙分閘回路可確保斷路器放在故障時(shí)可靠動(dòng)作。LW12—220系列六氟化硫斷路器為斷口構(gòu)造，可配用液壓式或汽動(dòng)操作機(jī)構(gòu)。該型號(hào)斷路器的滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)是SF6氣體，由于SF6的化學(xué)性質(zhì)，使得滅弧性能十分優(yōu)良。表11LW12—220系列六氟化硫斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)額定工作電壓〔KV〕最高工作電壓〔KV〕額定電流〔A〕4s熱穩(wěn)定電流〔KA〕額定動(dòng)穩(wěn)定電流值(KA)固有分閘時(shí)間〔S〕2202522000401000.02①電氣設(shè)備實(shí)用手冊(cè)①動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定電流為，220KV側(cè)短路沖擊電流為即：，滿足動(dòng)穩(wěn)定條件②熱穩(wěn)定校驗(yàn)：查周期分量等值時(shí)間曲線可得即：，滿足熱穩(wěn)定條件。〔3〕出線回路最大工作持續(xù)電流：,擬選型號(hào)為L(zhǎng)W12—220系列六氟化硫斷路器表12LW12—220系列六氟化硫斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)額定工作電壓〔KV〕最高工作電壓〔KV〕額定電流〔A〕4s熱穩(wěn)定電流〔KA〕額定動(dòng)穩(wěn)定電流值(KA)固有分閘時(shí)間〔S〕2202522000401000.02①電氣設(shè)備實(shí)用手冊(cè)①動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定電流，220KV側(cè)短路沖擊電流為即：，滿足動(dòng)穩(wěn)定條件②熱穩(wěn)定校驗(yàn)：查周期分量等值時(shí)間曲線可得即：滿足熱穩(wěn)定條件。3、10KV側(cè)斷路器的選擇〔1〕分段回路最大工作持續(xù)電流：擬選型號(hào)為SN4—10G改良型高壓少油斷路器表13SN4—10G改良型高壓少油斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)額定工作電壓〔KV〕額定電流〔A〕5s熱穩(wěn)定電流〔KA〕額定動(dòng)穩(wěn)定電流峰值〔KA〕固有分閘時(shí)間〔s〕1060001203000.15①動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定電流，10KV側(cè)短路沖擊電流為，即：，滿足動(dòng)穩(wěn)定條件②熱穩(wěn)定校驗(yàn)：查周期分量等值時(shí)間曲線可得即：，滿足熱穩(wěn)定要求。〔2〕發(fā)電機(jī)回路根據(jù)額定電流和電壓所選型號(hào)和動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)與分段回路根本一樣，這里就不再作詳細(xì)的表達(dá)?！?〕出線回路最大工作持續(xù)電流：擬選型號(hào)為SN4—10G改良型高壓少油斷路器,技術(shù)數(shù)據(jù)同上表13.①動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定電流，10KV側(cè)短路沖擊電流為，即：，滿足動(dòng)穩(wěn)定條件②熱穩(wěn)定校驗(yàn)：查周期分量等值時(shí)間曲線可得即：，滿足熱穩(wěn)定條件。5.2.3高壓隔離開(kāi)關(guān)的選擇隔離開(kāi)關(guān)是電力系統(tǒng)中應(yīng)用最多的一種高壓電器，它的主要功能是：〔1〕隔離開(kāi)關(guān)相當(dāng)于一段間隙作絕緣用，因此在一定程度上可以保證設(shè)備檢修時(shí)平安可靠；〔2〕轉(zhuǎn)換線路、增加線路連接的靈活性。檢修時(shí)，主刀閘斷開(kāi)，接地刀閘閉合。原則：①②1、500KV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇〔1〕發(fā)電機(jī)回路最大工作持續(xù)電流：擬選型號(hào)為GW4—245系列隔離開(kāi)關(guān)該系列隔離開(kāi)關(guān)的主刀閘和接地刀閘可分配各類電動(dòng)型或手動(dòng)型操作機(jī)構(gòu)進(jìn)展三相聯(lián)動(dòng)操作，主刀閘和接地刀閘有機(jī)械連鎖裝置。表14GW4—245系列隔離開(kāi)關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)額定工作電壓〔KV〕額定電流〔A〕5s熱穩(wěn)定電流〔KA〕額定動(dòng)穩(wěn)定電流峰值〔KA〕額定頻率(HZ)220630205050電氣設(shè)備實(shí)用手冊(cè)①動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定電流，500KV側(cè)短路沖擊電流為即：，滿足動(dòng)穩(wěn)定條件②熱穩(wěn)定校驗(yàn)：查周期分量等值時(shí)間曲線可得即：，滿足熱穩(wěn)定條件?！?〕出線回路最大持續(xù)工作電流：,GW4—245系列隔離開(kāi)關(guān)根據(jù)額定電流和電壓所選型號(hào)和動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)與雙繞組變壓器回路根本一樣，這里就不再作詳細(xì)的表達(dá)?！?〕三繞組變壓器回路最大工作持續(xù)電流：擬選型號(hào)為GW4—245系列隔離開(kāi)關(guān)2、220KV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇〔1〕分段回路最大工作持續(xù)電流：擬選型號(hào)為GW4—220W系列隔離開(kāi)關(guān)表15GW4—220W系列隔離開(kāi)關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)額定工作電壓〔KV〕額定電流〔A〕4s熱穩(wěn)定電流〔KA〕額定動(dòng)穩(wěn)定電流峰值〔KA〕額定頻率(HZ)22020005012550電氣設(shè)備實(shí)用手冊(cè)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定電流，220KV側(cè)短路沖擊電流為，即：，滿足動(dòng)穩(wěn)定條件②熱穩(wěn)定校驗(yàn)：查周期分量等值時(shí)間曲線可得即：，滿足熱穩(wěn)定條件〔2〕三繞組變壓器回路最大工作持續(xù)電流：擬選型號(hào)為GW4—220W系列隔離開(kāi)關(guān)表16GW4—220W系列隔離開(kāi)關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)額定工作電壓〔KV〕額定電流〔A〕5s熱穩(wěn)定電流〔KA〕額定動(dòng)穩(wěn)定電流峰值〔KA〕額定頻率(HZ)220100021.58050電氣設(shè)備實(shí)用手冊(cè)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定電流,220KV側(cè)短路沖擊電流為，即：,滿足動(dòng)穩(wěn)定條件②熱穩(wěn)定校驗(yàn)：查周期分量等值時(shí)間曲線可得即：,滿足熱穩(wěn)定條件〔3〕出線回路最大工作持續(xù)電流：擬選型號(hào)為GW4—220W系列隔離開(kāi)關(guān)，技術(shù)數(shù)據(jù)同表16。3、10KV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇〔1〕分段回路最大工作持續(xù)電流：擬選型號(hào)為GN10—10W系列隔離開(kāi)關(guān)表17GN10—10W系列隔離開(kāi)關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)額定工作電壓〔KV〕額定電流〔A〕5s熱穩(wěn)定電流〔KA〕額定動(dòng)穩(wěn)定電流峰值〔KA〕額定頻率(HZ)10600010530050①動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定電流，10KV側(cè)短路沖擊電流為即，滿足動(dòng)穩(wěn)定條件②熱穩(wěn)定校驗(yàn)：查周期分量等值時(shí)間曲線可得即：滿足熱穩(wěn)定條件。(2)發(fā)電機(jī)回路最大工作持續(xù)電流：根據(jù)額定電流和電壓所選型號(hào)和動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)與分段回路根本一樣，這里就不再作詳細(xì)的表達(dá)?！?〕出線回路最大工作持續(xù)電流：擬選型號(hào)為GN10—10W系列隔離開(kāi)關(guān)表18GN10—10W系列隔離開(kāi)關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)額定工作電壓〔KV〕額定電流〔A〕5s熱穩(wěn)定電流〔KA〕額定動(dòng)穩(wěn)定電流峰值〔KA〕額定頻率(HZ)10600010520050①動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定電流，10KV側(cè)短路沖擊電流為即：，滿足動(dòng)穩(wěn)定條件②熱穩(wěn)定校驗(yàn)：查周期分量等值時(shí)間曲線可得即：，滿足熱穩(wěn)定條件。5.2.4互感器的選擇根據(jù)變換信號(hào)的不同，互感器可以分為電壓互感器和電流互感器兩大類。電壓互感器向二次系統(tǒng)提供電壓，可以將高電壓變成規(guī)定的低電壓；電流互感器可以反映一次系統(tǒng)的工作狀況。將大電流變成規(guī)定的小電流。互感器二次線圈連著測(cè)量?jī)x表和繼電器的線圈，所以必須可靠接地，保證電氣設(shè)備能夠平安穩(wěn)定?；ジ衅靼l(fā)揮的作用不僅僅在于隔離一次和二次回路，還能使所供電的二次設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，在保護(hù)運(yùn)行人員平安的同時(shí)也使運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單方便。一、電流互感器的選擇1．500KV側(cè)〔1〕三繞組變壓器回路最大工作持續(xù)電流：擬選型號(hào)為L(zhǎng)B1—500〔W〕系列電流互感器表19LB1—500〔W〕系列電流互感器技術(shù)數(shù)據(jù)額定工作電壓〔KV〕準(zhǔn)確級(jí)5s熱穩(wěn)定電流〔KA〕額定動(dòng)穩(wěn)定電流峰值〔KA〕5000.2/0.550125①電氣設(shè)備實(shí)用手冊(cè)根據(jù)額定電流和電壓所選型號(hào)和動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)與分段回路根本一樣，這里就不再作詳細(xì)的表達(dá)。(2)發(fā)電機(jī)回路最大工作持續(xù)電流：擬選型號(hào)為L(zhǎng)B1—500〔W〕系列電流互感器表20LB1—500〔W〕系列電流互感器技術(shù)數(shù)據(jù)額定工作電〔KV〕準(zhǔn)確級(jí)5s熱穩(wěn)定電流〔KA〕額定動(dòng)穩(wěn)定電流峰值〔KA〕5000.2/0.550125①動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定電流，500KV側(cè)短路沖擊電流為即：，滿足動(dòng)穩(wěn)定條件2.220KV側(cè)〔1〕分段回路最大工作持續(xù)電流：擬選型號(hào)為L(zhǎng)CWB—220〔W〕系列電流互感器表21LCWB—220〔W〕系列電流互感器技術(shù)數(shù)據(jù)額定工作電壓〔KV〕準(zhǔn)確級(jí)額定電流比(A)5s熱穩(wěn)定電流〔KA〕額定動(dòng)穩(wěn)定電流峰值〔KA〕220252242110①電氣設(shè)備實(shí)手冊(cè)①動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定電流，220KV側(cè)短路沖擊電流為即：,滿足動(dòng)穩(wěn)定條件②熱穩(wěn)定校驗(yàn)：，查周期分量等值時(shí)間曲線可得即:,滿足熱穩(wěn)定條件〔2〕三繞組變壓器回路最大工作持續(xù)電流：擬選型號(hào)為L(zhǎng)CWB—220〔W〕系列電流互感器表22LCWB—220〔W〕系列電流互感器技術(shù)數(shù)據(jù)額定工作電流〔KV〕準(zhǔn)確級(jí)額定電流比〔A〕5s熱穩(wěn)定電流〔KA〕額定動(dòng)穩(wěn)定電流峰值〔KA〕22025242110①電氣設(shè)備實(shí)用手冊(cè)①動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定電流，220KV側(cè)短路沖擊電流為即：，滿足動(dòng)穩(wěn)定條件②熱穩(wěn)定校驗(yàn)：查周期分量等值時(shí)間曲線可得，即：，滿足熱穩(wěn)定條件?！?〕出線回路最大工作持續(xù)電流：擬選型號(hào)為L(zhǎng)CWB—220〔W〕系列電流互感器表23LCWB—220〔W〕系列電流互感器技術(shù)數(shù)據(jù)額定工作電壓〔KA〕準(zhǔn)確級(jí)額定電流比〔A〕5s熱穩(wěn)定電流〔KA〕額定動(dòng)穩(wěn)定電流峰值〔KA〕22025242110①電氣設(shè)備實(shí)用手