電氣工程及其自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）國(guó)電大渡河銅街子水電廠電氣部分設(shè)計(jì)

1、目目 錄錄 1 引言引言 .1 2 電氣主接線方案的確定電氣主接線方案的確定 .2 2.1 電氣主接線設(shè)計(jì)原則.2 2.2 對(duì)原始資料分析.2 2.3 電氣主接線確定.3 3 廠用電接線設(shè)計(jì)廠用電接線設(shè)計(jì) .5 3.1 廠用電接線的要求.5 3.2 廠用電接線的設(shè)計(jì)原則.6 3.3 廠用電源及其引接.6 3.4 廠用電接線形式.7 4 短路計(jì)算短路計(jì)算 .8 4.1 計(jì)算各元件電抗.8 4.2 對(duì)各短路點(diǎn)進(jìn)行短路計(jì)算.9 5 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn)導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn) .15 5.1 設(shè)備選擇原則.15 5.2 設(shè)備選擇及校驗(yàn).16 6 繼電保護(hù)繼電保護(hù) .25 6.1 繼電保護(hù)要求

2、.25 6.2 發(fā)電機(jī)保護(hù).25 6.3 變壓器保護(hù).26 6.4 母線保護(hù).27 7 高壓配電裝置高壓配電裝置 .28 7.1 配電裝置的設(shè)計(jì)原則.28 7.2 設(shè)計(jì)要求.29 7.3 屋外配電裝置.30 7.4 布置方案確定.31 總結(jié)總結(jié) .32 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) .33 致謝致謝 .34 1 引言 銅街子水電站位于四川省大渡河下游河段上，距樂(lè)山市80km。是大渡河流域梯 級(jí)開(kāi)發(fā)下游最后一級(jí)電站。電站距上游龔嘴水電站 33 公里，距成昆鐵路軫溪車站 17km， 以發(fā)電為主，兼顧漂木和下游通航。 電站安裝 4 臺(tái)軸流轉(zhuǎn)槳式水輪發(fā)電機(jī)組，單機(jī)容量 150mw。發(fā)電機(jī)為空冷半傘式， 額定電壓

3、13.8kv，額定容量 176.47mva，額定功率因數(shù) 0.85。總裝機(jī)容量 600mw，保 證出力 130mw，多年平均發(fā)電量 32.1 億 kwh。 電站主要為四川電力系統(tǒng)供電，電壓 220kv 出線 4 回，并留有 2 回 500kv 出線位置。 系統(tǒng)提供的 220kv 系統(tǒng)阻抗以 sj=100mva 為基準(zhǔn)時(shí)正序阻抗 xs(1)=0.0168。極端最高氣 溫 40。 通過(guò)查閱相關(guān)資料了解到銅街子水電站實(shí)際情況，銅街子水電站壩區(qū)位于大渡河高 山峽谷到丘陵寬谷的過(guò)渡帶，壩址正處于峽谷出口處。河谷寬400m，左岸岸坡平緩， 右岸較陡，兩岸沖溝發(fā)育。壩址出露地層為二疊系峨眉山玄武巖和沙灣組頁(yè)

4、巖。大壩建 基面以下分布有連續(xù)的軟弱夾層及層間錯(cuò)動(dòng)帶，斷層、裂隙發(fā)育。河谷左右各有一個(gè)深 槽。左深槽深 70m、寬 40m，充填物為沖積、洪積層，并有20m 厚的沙層。右深槽 深 30m、寬 80m，充填物為沖積層。谷底分布有條斷層，斜貫整個(gè)樞紐區(qū)。地震基 本烈度為度。 本次設(shè)計(jì)中包括電氣主接線方案的選擇，站用電接線方案的設(shè)計(jì)，短路電流的計(jì)算，電氣 設(shè)備的配置，電氣設(shè)備的選擇，配電裝置的設(shè)計(jì)，防雷保護(hù)設(shè)計(jì)等部分。設(shè)計(jì)按照實(shí)際工 程設(shè)計(jì)的原則設(shè)計(jì)規(guī)程以及典型設(shè)計(jì)方案進(jìn)行，力求做到內(nèi)容盡量完善，達(dá)到模擬實(shí)訓(xùn)的 最佳效果。 2 電氣主接線方案的確定 電氣主接線是發(fā)電廠、變電站電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是

5、構(gòu)成電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)。 本章節(jié)是以電氣主接線的設(shè)計(jì)為中心，從工程觀點(diǎn)出發(fā)，對(duì)主接線的基本要求，典型接線 形式等進(jìn)行詳盡的分析。綜合闡述各種類型發(fā)電廠或變電站電氣主接線的特點(diǎn)和主接線設(shè) 計(jì)的一般原則、步驟、并舉例說(shuō)明。 2.1 電氣主接線設(shè)計(jì)原則 電氣主接線是由電氣設(shè)備通過(guò)連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路成為 傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。用規(guī)定的電氣設(shè)備圖形符 號(hào)和文字符號(hào)并按工作順序排列，詳細(xì)地表示電氣設(shè)備或成套裝置的全部基本組成和連接 關(guān)系的單線連接圖，稱為主接線電路圖。主接線代表了發(fā)電廠或變電站電氣部分的主體結(jié) 構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分

6、，直接影響運(yùn)行的可靠性、靈活性并對(duì)電氣選擇、 配電裝置、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。因此，主接線的正 確、合理設(shè)計(jì)，必須綜合處理各個(gè)方面的因素，經(jīng)過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)論比較后方可確定。 電氣主接線應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求： 1）可靠性：主接線系統(tǒng)應(yīng)保證對(duì)用戶供電的可靠性，特別是保證對(duì)重要負(fù)荷的供電。 2）靈活性：主接線系統(tǒng)應(yīng)能靈活地適應(yīng)各種工作情況，特別是當(dāng)一部分設(shè)備檢修或 工作情況發(fā)生變化時(shí)，能夠通過(guò)倒換開(kāi)關(guān)的運(yùn)行方式，做到調(diào)度靈活，不中斷向用戶的 供電。在擴(kuò)建時(shí)應(yīng)能很方便的從初期建設(shè)到最終接線。 3）經(jīng)濟(jì)性：主接線系統(tǒng)還應(yīng)保證運(yùn)行操作的方便以及在保證滿足技術(shù)條件的要求下， 做到經(jīng)

7、濟(jì)合理，盡量減少占地面積，節(jié)省投資。 2.2 對(duì)原始資料分析 電站安裝 4 臺(tái)軸流轉(zhuǎn)槳式水輪發(fā)電機(jī)組，單機(jī)容量 150mw。發(fā)電機(jī)為空冷半傘式， 額定電壓 13.8kv，額定容量 176.47mva，額定功率因數(shù) 0.85?？傃b機(jī)容量 600mw，保 證出力 130mw。電站主要為四川電力系統(tǒng)供電，電壓 220kv 出線 4 回，并留有 2 回 500kv 出線位置。 該電站主要為四川電力系統(tǒng)供電，主要承擔(dān)系統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)相任務(wù)，且擔(dān)負(fù)基荷、腰荷 和峰荷，在電力系統(tǒng)中占有較高重要性，所以對(duì)可靠性和靈活性要求較高，電氣主接線的 確定在滿足可靠性和靈活性的前提下還需充分考慮經(jīng)濟(jì)性。 2.3 電氣主接線

8、確定 結(jié)合本設(shè)計(jì)內(nèi)容，可提出以下三種待選方案： （1）雙母線接線 （2）雙母線帶旁路接線（3）3/2 接線 當(dāng)采用雙母線帶旁路接線時(shí)，若母聯(lián)和旁路各用一臺(tái)斷路器，需要 11 臺(tái)斷路器。它的 運(yùn)行具有很高的可靠性和靈活性。但投資大，占地面積也大。 當(dāng)采用 3/2 接線時(shí)，同樣具有很高的可靠性和靈活性。通常在 330kv500kv 配電裝置 中應(yīng)用比較廣泛，對(duì)于 220kv 出現(xiàn)回路暫不考慮 3/2 接線。 當(dāng)采用雙母線接線時(shí)，擁有較高的可靠性，靈活性，由于每條進(jìn)出線各需要一臺(tái)斷路 器，另外需要加一臺(tái)母聯(lián)斷路器，因?yàn)楣灿?8 條進(jìn)出線，故需要 9 臺(tái)斷路器。這種接線具 有很高的經(jīng)濟(jì)性，廣泛用于 1

9、10kv220kv 出現(xiàn)數(shù)為 5 回及以上。 220kv 側(cè)的斷路器采用 sf6 斷路器，其檢修周期長(zhǎng)，可靠性高，故可不設(shè)旁路母線。 雙母線接線是最佳方案。接線如圖 1.1 所示： 220kv wl1wl2wl3wl4 w1 w2 s1wl4 wl4 wl4 qf4qf3qf2qf1 qfc 圖 2.1 電氣主接線線形式圖 2.3.1 發(fā)電機(jī)選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)資料可知，該火電廠的發(fā)電機(jī)單機(jī)的容量為 150mw。查看電力設(shè)備手冊(cè) 選擇，其詳細(xì)電氣參數(shù)見(jiàn)表 2-1 所示。 表 2-1 150mw 水輪發(fā)電機(jī)型號(hào)及電氣參數(shù) 產(chǎn)品型號(hào)額定容量 額定電壓 額定電流轉(zhuǎn)速功率因數(shù) 定子接線 同步電抗次暫態(tài)電抗

10、零序電抗 yfsn-180-2 180mw13.8kv13ka3000r/min0.852-y236.35%20%9.36% 2.3.2 主變壓器的確定 結(jié)合本設(shè)計(jì)的具體情況查看電力設(shè)計(jì)手冊(cè)和電力系統(tǒng)設(shè)備手冊(cè)，具有發(fā)電機(jī)電壓采 用單元接線的主變壓器在選擇容量的時(shí)候，應(yīng)按照發(fā)電機(jī)的額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù) 荷后并留有 10%的裕度。因此： 主變壓器容量的計(jì)算公式為：發(fā)發(fā) 發(fā)發(fā) %11 . 1 kssp 其中為廠用電率% kp ,查閱電力工程設(shè)備手冊(cè)，選取與之最接近amv s 18.192%11 85 . 0 150 1 . 1發(fā)發(fā) 發(fā) 的變壓器的容量為 180mva，具體參數(shù)及型號(hào)見(jiàn)下表： 表

11、 2.2 主變壓器參數(shù) 電壓組合及分接范 圍 額定容 量 (mva) 高壓 (kv) 低壓 (kv) 連接標(biāo) 號(hào) 空載 損耗 (kw) 負(fù)載 損耗 (kw) 空載 電流 (ka) 空載 損耗 (kw) 負(fù)載 損耗 (kw) 空載 電流 (ka) 阻抗 電抗 (%) 240 24222 .5% 13.8 yn,d1 1 1183850.91264901.312-14 2.3.3 廠用變壓器 廠用變壓器的選擇主要考慮廠用高壓工作變壓器和啟動(dòng)備用變壓器的選擇，其選擇內(nèi) 容包括變壓器的臺(tái)數(shù)、型式、額定電壓、容量和阻抗。 為了正確選擇廠用變壓器容量，首先應(yīng)對(duì)廠用主要用電設(shè)備的容量、數(shù)量及運(yùn)行方式 有所了

12、解，并予以分類和統(tǒng)計(jì)，最后確定廠用變壓器容量。 結(jié)合本設(shè)計(jì)的具體情況查看電力設(shè)計(jì)手冊(cè)和電力系統(tǒng)設(shè)備手冊(cè)，選擇廠用變壓器規(guī)格 如表 1.3 所示： 表 2.3 廠用變壓器參數(shù)表 型號(hào)額定容量（kv.a）高壓（kv）低壓（kv）電抗百分?jǐn)?shù)% s7-160013.8160013.86.35 3 廠用電接線設(shè)計(jì) 發(fā)電廠在啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)、停役、檢修過(guò)程中，有大量有電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的機(jī)械設(shè)備，用以保 證機(jī)組的主要設(shè)備（如水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等）和水處理的正常運(yùn)行。這些電動(dòng)機(jī)以及全廠的 運(yùn)行、操作、試驗(yàn)、檢修、照明用電設(shè)備等都屬于廠用負(fù)荷，總的耗電量，通稱為廠用電。 對(duì)水電廠來(lái)說(shuō)，廠用電負(fù)荷屬最重要負(fù)荷之一。水電廠廠用機(jī)械

13、的數(shù)量、容量及重要 程度等與機(jī)組容量有關(guān)，并受水頭、流量和水輪機(jī)型式以及運(yùn)行方式等條件影響。當(dāng)水頭 不同時(shí)，技術(shù)供水、閘門(mén)啟閉、綜合利用等裝置的用電要求就有所不同；當(dāng)機(jī)組承但系統(tǒng) 調(diào)相、調(diào)頻任務(wù)時(shí)，其輔助設(shè)備相對(duì)也要增加，由于這些不同，使供電容量和方式皆有差 異。一般水電廠最基本的廠用電負(fù)荷是水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)和潤(rùn)滑系統(tǒng)油泵、壓縮空起系統(tǒng)的 空氣壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)和潤(rùn)滑系統(tǒng)的水泵、全場(chǎng)輔助機(jī)械系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)、閘門(mén)啟閉 設(shè)備、照明及水利樞紐等設(shè)備用電。 3.1 廠用電接線的要求 按照運(yùn)行、檢修和施工的要求，考慮全廠發(fā)展規(guī)劃，積極慎重地采用成熟的新技術(shù)和 新設(shè)備，使設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)，保證機(jī)組安

14、全、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。 接線應(yīng)滿足下述要求： (1)各機(jī)組的廠用電系統(tǒng)應(yīng)是獨(dú)立的。特別是 200mw 及以上機(jī)組，應(yīng)做到這一點(diǎn)。在 任何運(yùn)行方式下，一臺(tái)機(jī)組故障停運(yùn)或其輔機(jī)的電氣故障不應(yīng)影響另一臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行，并 要求受廠用電故障影響而停運(yùn)的機(jī)組應(yīng)能在短期內(nèi)恢復(fù)運(yùn)行。 (2)全廠性公用負(fù)荷應(yīng)分散接入不同機(jī)組的廠用母線或公用負(fù)荷母線。 (3)充分考慮發(fā)電廠正常、事故、檢修、啟動(dòng)等運(yùn)行方式下的供電要求，盡可能地使切 換操作簡(jiǎn)便，啟動(dòng)(備用)電源能在短時(shí)內(nèi)投入。 (4)充分考慮電廠分期建設(shè)和連續(xù)施工過(guò)程中廠用電系統(tǒng)的運(yùn)行方式，特別要注意對(duì)公 用負(fù)荷供電的影響，要便于過(guò)渡，盡量減少改變接線和更換設(shè)置。 (5)

15、200mw 及以上機(jī)組應(yīng)設(shè)置足夠容量的交流事故保安電源。當(dāng)全廠停電時(shí)，可以快 速啟動(dòng)和自動(dòng)投入向保安負(fù)荷供電。 3.2 廠用電接線的設(shè)計(jì)原則 廠用電接線應(yīng)保證對(duì)廠用負(fù)荷可靠和連續(xù)供電； 能靈活適應(yīng)正常、事故、檢修等各種運(yùn)行方式的要求； 廠用電源的對(duì)應(yīng)供電性，本機(jī)、爐的廠用負(fù)荷由本機(jī)組供電，這樣，當(dāng)廠用電系統(tǒng) 發(fā)生故障時(shí)，只影響一臺(tái)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行，縮小故障范圍，接線也簡(jiǎn)單； 設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)適當(dāng)注意其經(jīng)濟(jì)性和發(fā)展的可能性并積極慎重地采用新技術(shù)、新設(shè)備， 使廠用電接線具有可行性和先進(jìn)性； 在設(shè)計(jì)廠用電接線時(shí)，還應(yīng)對(duì)廠用電的電壓等級(jí)、中性點(diǎn)接地方式、廠用電源及其 引接和廠用電接線形式等問(wèn)題進(jìn)行分析和論證。

16、 3.3 廠用電源及其引接 （1）工作電源 發(fā)電廠的廠用電源，必須供電可靠，且能滿足各種工作狀態(tài)的要求，除應(yīng)具有正常的 工作電源外，還應(yīng)設(shè)置備用電源、啟動(dòng)電源和事故保安電源。一般電廠中，都以啟動(dòng)電源 兼作備用電源。發(fā)電廠或變電站的廠用工作電源，是保證正常運(yùn)行的基本電源。通常，工 作電源應(yīng)不少于兩個(gè)。 廠用高壓工作電源從發(fā)電機(jī)電壓回路的引接方式與主接線形式有密切聯(lián)系。 當(dāng)主接線具有發(fā)電機(jī)電壓母線時(shí),廠用工作電源(廠用變壓器或廠用電抗器)一般直接從 母線上引接； 當(dāng)發(fā)電機(jī)和主變壓器為單元接線時(shí)，則廠用工作電源從主變壓器的低壓側(cè)引接。 （2） 備用電源和啟動(dòng)電源 廠用備用電源用于工作電源因事故或檢修

17、而失電時(shí)替代工作電源，起后備作用。備用 電源應(yīng)具有獨(dú)立性和足夠的供電容量，最好能與電力系統(tǒng)緊密聯(lián)系，在全廠停電情況下仍 能從系統(tǒng)取得廠用電源。啟動(dòng)電源一般是指機(jī)組在啟動(dòng)或停運(yùn)過(guò)程中，工作電源不可能供 電的工況下為該機(jī)組的廠用負(fù)荷提供的電源。因此，啟動(dòng)電源實(shí)質(zhì)上也是一個(gè)備用電源。 備用電源的引方式： 從發(fā)電機(jī)電壓母線的不同分段上，通過(guò)廠用備用變壓器(或電抗器)引接。 從發(fā)電廠聯(lián)絡(luò)變壓器的低壓繞組引接，但應(yīng)保證在機(jī)組全停情況下，能夠獲得足夠 的電源容量。 從與電力系統(tǒng)聯(lián)系緊密、供電可靠的最低一級(jí)電壓母線引接。 當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，可由外部電網(wǎng)引接專用線路，經(jīng)過(guò)變壓器取得獨(dú)立的備用電源 或啟動(dòng)電源。

18、備用電源有明備用和暗備用兩種方式。中小型水電廠和降壓變電站，多采用暗備用方 式。 （3）事故保安電源 當(dāng)工作電源和備用電源都消失時(shí)，為確保在事故下能安全停機(jī)，事故消除后又能及時(shí) 恢復(fù)供電，應(yīng)設(shè)置事故保安電源，以保證事故保安負(fù)荷供電，如潤(rùn)滑油泵、密封油泵、熱 工儀表及自動(dòng)裝置、盤(pán)車裝置、頂軸油泵、事故照明和計(jì)算機(jī)等。 事故保安電源通常采用快速自動(dòng)程序啟動(dòng)的柴油發(fā)電機(jī)組、蓄電池組以及逆變器將直 流變?yōu)榻涣髯鳛榻涣魇鹿时０搽娫础?3.4 廠用電接線形式 發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)接線通常都采用單母線分段接線形式，并多以成套配電裝置接受和 分配電能。為了保證廠用電系統(tǒng)的供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性，高壓廠用母線均采取按鍋

19、爐分段 的原則，即將高壓廠用母線分成若干獨(dú)立段。銅街子電站安裝 4 臺(tái)軸流轉(zhuǎn)槳式水輪發(fā)電機(jī) 組，單機(jī)容量 150mw。發(fā)電機(jī)為空冷半傘式，額定電壓 13.8kv， 13.8kv13.8kv13.8kv13.8kv 0.4kv0.4kv0.4kv0.4kv0.4kv 閥間配電盤(pán)照明配電盤(pán)機(jī)組自用配電盤(pán)公用配電盤(pán)大壩配電盤(pán) 圖 3.1 站用電接線圖 4 短路計(jì)算 目的：為了在電氣裝置的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，用來(lái)選擇電氣設(shè)備、選擇限制短路電流的方 式、設(shè)計(jì)繼電保護(hù)裝置和分析電網(wǎng)故障等。 短路點(diǎn)的位置：150mw 發(fā)電機(jī),220kv 母線處，廠用變低壓側(cè)。 4.1 計(jì)算各元件電抗 取 100mva 為基準(zhǔn)容量

20、，基準(zhǔn)電壓為各級(jí)電壓的平均電壓。系統(tǒng)歸算到 220kv 母線上 電抗為=0.0168。 表 4.1 各元件電抗型號(hào)及百分?jǐn)?shù) 元件名稱型號(hào)電抗百分?jǐn)?shù)% 發(fā)電機(jī)yfsn-180-220 主變壓器sfp24000022014 廠用變壓器s7-160013.85 計(jì)算出各元件阻抗標(biāo)么值 g1 xs 0.0168 x5 0.078 x9 3.125 x1 0.113 a g2 x6 0.078 x10 3.125 x2 0.113 b g3 x7 0.078 x11 3.125 x3 0.113 c g4 x8 0.078 x12 3.125 x4 0.113 d f1 f2 f3 圖 4.1 系統(tǒng)等值

21、電抗圖 發(fā)電機(jī)： 113 . 0 85 . 0 /150 100 100 20 cos/100 4321 p sx xxxx bd 主變壓器： 078.0 180 100 100 14 100 8765 s su xxxx n bd 廠用變壓器： 125.3 6.1 100 100 5 100 1211109 s su xxxx n bd 4.2 對(duì)各短路點(diǎn)進(jìn)行短路計(jì)算 4.2.1 f1 處短路 x13 0.191 ab x15 0.191 c x16 0.191 d f1 x14 0.191 x17 0.0168 s 圖 4.2 220kv 母線短路等效電路圖 各電源點(diǎn)對(duì) f1 的轉(zhuǎn)移電抗

22、0168 . 0 17 x 191. 0 5113 xxx xxxx 16151413 相應(yīng)的計(jì)算點(diǎn)抗 各發(fā)電機(jī)回路的計(jì)算電抗 287.0 100 150 *191.0 16151413j xxxxjjj 將系統(tǒng)視為無(wú)限大電源則計(jì)算電抗等于系統(tǒng)電抗的標(biāo)么值 查水輪機(jī)輪機(jī)計(jì)算曲線數(shù)字表，求短路電流周期分量標(biāo)幺值。查出與之對(duì)應(yīng)的 0s、2s 和 4s 的短路電流周期分量標(biāo)么值。 0168 . 0 17j x 表 4.2 各電源提供的短路電流周期分量計(jì)算曲線表 電源計(jì)算電抗0s2s4s 發(fā)電機(jī) a0.2873.8653.0053.023 發(fā)電機(jī) b0.2873.8653.0053.023 發(fā)電機(jī) c

23、0.2873.8653.0053.023 發(fā)電機(jī) d0.2873.8653.0053.023 系統(tǒng)0.016859.559.559.5 發(fā)電機(jī)的基準(zhǔn)電流：ka ig 443. 0 85 . 0 2303 150 發(fā)電機(jī)回路對(duì)短路點(diǎn)提供的短路電流： 0s 時(shí)，發(fā)電機(jī)提供的短路電流： ka ii gg 849. 64865 . 3 0 . 2s 時(shí)，發(fā)電機(jī)提供的短路電流： ka ii gg 325. 54005. 3 2 . 4s 時(shí)，發(fā)電機(jī)提供的短路電流： ka ii gg 357. 54023 . 3 4 . 系統(tǒng)在 0s、2s 和 4s 的短路電流為： ka iii sss 94.14 23

24、03 100 5 . 59 4 . 2 . 0 . 流過(guò)短路點(diǎn) f1 點(diǎn)的短路電流： ka iii sg 789.2194.14849 . 6 0 . 0 . 0 ka iii sg 265.2094.14325 . 5 2 .2 .2 ka iii sg 297.2094.14357 . 5 4 . 4 . 4 發(fā)電機(jī)的沖擊系數(shù) k 取 1.85，短路點(diǎn)的沖擊電流為： kak iish 00.5785 . 1 789.21414. 12 4.2.2 f2 處短路 取 f2 為短路點(diǎn)時(shí)，將系統(tǒng)各支路進(jìn)行星網(wǎng)變換，求得各點(diǎn)對(duì) f2 的轉(zhuǎn)移電抗 x18 0.113 ab x20 1.074 c x

25、21 1.074 d f2 x19 1.074 x22 1.074 s 圖 4.3 發(fā)電機(jī)出口短路等效電路圖 113.0 118 x x 117 . 0 ) 11111 ( 8473562 5s22 xxxxxxxx xxx s 074 . 1 ) 11111 ( 8473562 562212019 xxxxxxxx xxxxxx s 發(fā)發(fā) 相應(yīng)的計(jì)算電抗為 51.11 85 . 0 3 150 113 . 0 18j x 94.10 85 . 0 3 150 074 . 1 212019 xxx jj 查計(jì)算曲線短路電流周期分量標(biāo)么值如下。 表 4.3 各電源提供的短路電流周期分量計(jì)算曲線表

26、 電源計(jì)算電抗0s2s4s 發(fā)電機(jī) a11.510.0870.0870.087 發(fā)電機(jī) b10.940.0910.0910.091 發(fā)電機(jī) c10.940.0910.0910.091 發(fā)電機(jī) d10.940.0910.0910.091 系統(tǒng)0.1178.5478.5478.547 發(fā)電機(jī)的基準(zhǔn)電流：ka ig 062 . 7 85 . 0 8 . 133 150 117 . 0 22j x 發(fā)電機(jī) bcd 回路對(duì)短路點(diǎn)提供的短路電流： 0s、2s、4s 時(shí)，發(fā)電機(jī)提供的短路電流： ka iiii gggg 929. 13091. 0 4 . 2 . 0 . 發(fā)電機(jī) a 回路對(duì)短路點(diǎn)提供的短路電

27、流： 0s、2s、4s 時(shí)，發(fā)電機(jī)提供的短路電流： ka iiii ggagaga 622 . 0 087. 0 4 . 2 . 0 . 系統(tǒng)在 0s、2s 和 4s 的短路電流為： ka iii sss 052. 2 2303 100 547 . 8 4 . 2 . 0 . 流過(guò)短路點(diǎn) f2 點(diǎn)的短路電流： ka iiiiiisgag 603.4052.2622.0929.1 000420 發(fā)電機(jī)的沖擊系數(shù) k 取 1.9，短路點(diǎn)的沖擊電流為： kak iish 37.129 . 1603. 4414. 12 4.2.3 f3 處短路 將短路點(diǎn)選擇 f3 處時(shí)，首先對(duì)系統(tǒng)相對(duì)于 220kv

28、母線進(jìn)行一次星網(wǎng)變換，此時(shí) x23 ab x25 c x26 d f3 x24x27 s x28 圖 4.4 廠用變壓器低壓側(cè)短路星角變換電路圖 對(duì) 220kv 母線的轉(zhuǎn)移阻抗與 f2 處短路值相同，再進(jìn)行一次星網(wǎng)變換 x29 ab x31 c x32 d f3 x30x33 s 圖 4.5 等效等效電路圖 則各電源點(diǎn)對(duì) f3 處的轉(zhuǎn)移電抗 242 . 7 ) 111111 ( 28262524923 92332313029 xxxxxx xxxxxx 499 . 7 ) 111111 ( 26252423927 92733 xxxxxx xxx 相應(yīng)的計(jì)算電抗為 499 . 7 33j x

29、9 . 737 85 . 0 3 150 242 . 7 32313029 xxxx 查計(jì)算曲線短路電流周期分量標(biāo)么值如表 4.4 表 4.4 各電源提供的短路電流周期分量計(jì)算曲線表 電源計(jì)算電抗0s2s4s 發(fā)電機(jī) a737.90.0010.0010.001 發(fā)電機(jī) b737.90.0010.0010.001 發(fā)電機(jī) c737.90.0010.0010.001 發(fā)電機(jī) d737.90.0010.0010.001 系統(tǒng)7.4990.1330.1330.133 發(fā)電機(jī)的基準(zhǔn)電流：ka ig 470.15 85 . 0 3 . 63 150 發(fā)電機(jī)回路對(duì)短路點(diǎn)提供的短路電流： 0s、2s、4s 時(shí)

30、，發(fā)電機(jī)提供的短路電流：ka iiiigggg 046. 04001 . 0 4 . 2 . 0 . 系統(tǒng)在 0s、2s 和 4s 的短路電流為： ka iii sss 334. 0 2303 100 133 . 0 4 . 2 . 0 . 流過(guò)短路點(diǎn) f3 點(diǎn)的短路電流： ka iiiiisg 380.0334.0046.0 00420 發(fā)電機(jī)的沖擊系數(shù) k 取 1.9，短路點(diǎn)的沖擊電流為： kak iish 994.085.1380.0414.12 表 4.5 各短路電流總表 短路點(diǎn)電源0s(ka)2s(ka)4s(ka) 發(fā)電機(jī) a1.712251.331251.33925 發(fā)電機(jī) b1

31、.712251.331251.33925 發(fā)電機(jī) c1.712251.331251.33925 發(fā)電機(jī) d1.712251.331251.33925 系統(tǒng)14.9414.9414.94 f1 總計(jì)21.78920.26520.297 發(fā)電機(jī) a0.6220.6220.622 發(fā)電機(jī) b0.6430.6430.643 發(fā)電機(jī) c0.6430.6430.643 發(fā)電機(jī) d0.6430.6430.643 系統(tǒng)2.0522.0522.052 f2 總計(jì)4.6034.6034.603 發(fā)電機(jī) a0.01150.01150.0115 發(fā)電機(jī) b0.01150.01150.0115 發(fā)電機(jī) c0.01150

32、.01150.0115 發(fā)電機(jī) d0.01150.01150.0115 系統(tǒng)0.3340.3340.334 f3 總計(jì)0.380.380.38 5 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn) 為了保證設(shè)備工作的可靠性及安全性，必須按照正常的工作條件選擇，并按照短路條 件校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 5.1 設(shè)備選擇原則 （1）額定電壓 所選電氣設(shè)備的最高允許電壓必須高于或等于所在電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓。 設(shè)備允許長(zhǎng)期承受的最高工作電壓，廠家一般規(guī)定為相應(yīng)電網(wǎng)額定電壓的 1.101.15 倍，而電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行的最高工作電壓一般不超過(guò)其額定電壓的 1.15 倍。因此在選擇設(shè)備時(shí)， 一般可按設(shè)備的額定電壓不低于裝設(shè)地點(diǎn)電網(wǎng)的額

33、定電壓。 uu nsn （2）額定電流 電氣設(shè)備的額定電流是指在額定環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備的長(zhǎng)期允許電流。應(yīng)不小于該 回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流，即 iinmax 各種回路最大長(zhǎng)期工作電流的計(jì)算方法: 發(fā)電機(jī)和變壓器回路 由于發(fā)電機(jī)和變壓器在電壓降低 5%時(shí)，出力可保持不變，故該回路最大工作電流應(yīng) 不小于相應(yīng)額定電流的 1.05 倍。若變壓器有過(guò)負(fù)荷運(yùn)行的可能時(shí)，還應(yīng)計(jì)及其實(shí)際的過(guò)負(fù) 荷電流。 饋電線路 s u p i n ax co3 m max 母線分段斷路器及母聯(lián)斷路器回路 母線分段斷路器的最大工作電流，一般可取母線分段上一臺(tái)最大發(fā)電機(jī)額定電流的 50%80%；母聯(lián)斷路器的

34、最大工作電流則應(yīng)取母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)或變壓器的最大工作 電流。 匯流母線 匯流母線的最大長(zhǎng)期工作電流應(yīng)根據(jù)電源支路與負(fù)荷支路在母線上的實(shí)際排列順序確 定。往往并不等于接于母線上的全部負(fù)荷電流的總和。 （3）環(huán)境條件對(duì)設(shè)備選擇的影響 溫度和濕度 一般高壓電氣設(shè)備可在環(huán)境溫度為-30+40的范圍內(nèi)長(zhǎng)期正常運(yùn)行。當(dāng)使用環(huán)境溫度 低于-30時(shí)，應(yīng)選用適合高寒地區(qū)的產(chǎn)品；若使用環(huán)境溫度超過(guò)+40時(shí)，應(yīng)選用型號(hào)后 帶“ta”字樣的干熱帶型產(chǎn)品。 我國(guó)生產(chǎn)的電氣設(shè)備一般使用的額定環(huán)境溫度為+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高 l ，額定電流減少 1.8%進(jìn)行修正；當(dāng)

35、環(huán)境溫 度低于+40 時(shí)，環(huán)境溫度每降低 l ，額定電流可增加 0.5%，但其最大電流不得超過(guò)額 定電流的 20%。 污染情況 安裝在污染嚴(yán)重，有腐蝕性物質(zhì)、煙氣、粉塵等惡劣環(huán)境中的電氣設(shè)備，應(yīng)選用防污 型產(chǎn)品或?qū)⒃O(shè)備布置在室內(nèi) 。 海拔高度 一般電氣設(shè)備的使用條件為不超過(guò) 1000m。當(dāng)用在高原地區(qū)時(shí)，由于氣壓較低，設(shè)備 的外絕緣水平將相應(yīng)下降。因此，設(shè)備應(yīng)選用高原型產(chǎn)品或用外絕緣提高一級(jí)的產(chǎn)品?，F(xiàn) 行電壓等級(jí)為 110kv 及以下的設(shè)備，其外絕緣都有一定的裕度，實(shí)際上均可使用在海拔不 超過(guò) 2000m 的地區(qū)。 安裝地點(diǎn) 配電裝置為室內(nèi)布置時(shí)，設(shè)備應(yīng)選戶內(nèi)式；配電裝置為室外布置時(shí)，設(shè)備則選

36、戶外式。 此外，還應(yīng)考慮地形、地質(zhì)條件以及地震影響等。 5.2 設(shè)備選擇及校驗(yàn) 5.2.1 斷路器的選擇及校驗(yàn) （1）220kv 斷路器選擇 參考電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)，對(duì)于 220kv 電壓等級(jí)的高壓斷路器選擇形式為斷路 sf6 器。 斷路器在正常工作情況下出現(xiàn)的最大電流 ka u s i n n g 486 . 0 85 . 0 2203 15005 . 1 3 05 . 1 max. 短路電流周期分量 kv789.21 ipt 最大沖擊電流 ka ish 00.57 參考電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)可選擇斷路器參數(shù)如表 5.1 表 5.1 220kv 斷路器參數(shù)表 型號(hào)額定電壓額定電流額定開(kāi)斷電流

37、動(dòng)穩(wěn)定電流(峰值)熱穩(wěn)定電流 lw12-220220kv2000a40kv100ka40ka 穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)計(jì)算 若不計(jì)短路電流非周期發(fā)熱量，假設(shè)完全切斷短路電流的時(shí)間為 t=4s,結(jié)合前面 f1點(diǎn)的短路 電流計(jì)算值 i =21.789ka，i =20.265ka，i =20.297ka， ，則短路電流的熱效應(yīng)為： 024 )(48.16644 12 297.20265.20 10 789.21 4 12 10222 22 2/ 2 ska t i t i i q kk k 熱穩(wěn)定符合要求。a t q ka i k t k40.2040 由前邊短路計(jì)算得沖擊電流峰值為： 動(dòng)穩(wěn)定符合要求。ka

38、ish10000.57 （2）對(duì)于發(fā)電機(jī)出口處斷路器的選擇 發(fā)電機(jī)出口處斷路器選擇，西門(mén)子真空斷路器，此型號(hào)真空斷路器為通用版。 他將系列整個(gè)系統(tǒng)和產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)都協(xié)調(diào)地結(jié)合在一起，這對(duì)大部分應(yīng)用有決 定意義。它可以完成次操作循環(huán)并免維護(hù)，包括至的整個(gè)中壓 系列。3ah 系列真空斷路器是西門(mén)子公司是上世紀(jì) 90 年代中期推向市場(chǎng)的全球第一款免維 護(hù)型產(chǎn)品, 供貨范圍覆蓋下列參數(shù)：工作電壓高達(dá) 40.5kv，工作電流高達(dá) 6300a，短路開(kāi) 斷電流高達(dá) 72ka，幾乎覆蓋了所有的中壓場(chǎng)合，其穩(wěn)定的優(yōu)良性能得到了電力系統(tǒng)用戶的 一致推崇。 （3）6.3kv 廠用電電壓等級(jí)斷路器的選擇 斷路器在正常工作

39、情況下出現(xiàn)的最大電流 ka u s i n n g 154 . 0 3 . 63 6 . 105. 1 3 05 . 1 max. 短路電流周期分量 kv38 . 0 ipt 最大沖擊電流 ka ish 994 . 0 該電壓等級(jí)短路器的選擇型號(hào)為：hs2510m-06mf-c 參數(shù)如表 5.2 表 5.2 6.3kv 斷路器參數(shù) 型號(hào)額定電壓額定電流開(kāi)段電流動(dòng)穩(wěn)定電流（峰值）熱穩(wěn)定電流 （4s） hs2510m-06mf-c12kv63031.5ka80ka31.5ka )(5776.04 12 38.038.0 10 38.0. 4 12 10222 22 2/ 2 ska t i t i

40、 i q kk k 熱穩(wěn)定符合要求。a t q ka i k t k38. 0 5 . 31 由前邊短路計(jì)算得沖擊電流峰值為： 動(dòng)穩(wěn)定符合要求。kakaish80994 . 0 5.2.2 隔離開(kāi)關(guān)的選擇及校驗(yàn) （1）220kv 隔離開(kāi)關(guān)的選擇 隔離開(kāi)關(guān)也是發(fā)電廠和變電站中常用的開(kāi)關(guān)電器。他需要與斷路器配套使用。但隔離 開(kāi)關(guān)無(wú)滅弧裝置，不能用來(lái)接通和切斷負(fù)荷電流和短路電流，因此，隔離開(kāi)關(guān)的選擇及校 驗(yàn)項(xiàng)目與斷路器相比只少了開(kāi)斷電流和關(guān)合電流。 隔離開(kāi)關(guān)在正常工作情況下出現(xiàn)的最大電流： ka u s i n n g 486 . 0 85. 02203 15005 . 1 3 05 . 1 max

41、. 參考電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)，對(duì)于 220kv 電壓等級(jí)的高壓隔離開(kāi)關(guān)選擇型號(hào)為 gw4- 220dw 其參數(shù)如表 5.3： 表 5.3 220kv 隔離開(kāi)關(guān)參數(shù) 型號(hào)額定電壓額定電流動(dòng)穩(wěn)定電流(峰值)熱穩(wěn)定電流 gw4-220dw220kv1000a80ka21.5ka 由前面計(jì)算 動(dòng)穩(wěn)定符合要求a t q ka i k t k40.205 .21 沖擊電流峰值: 熱穩(wěn)定符合要求kaish8000.57 （2）發(fā)電機(jī)與主變壓器之間隔離開(kāi)關(guān)的選擇 隔離開(kāi)關(guān)在正常工作情況下出現(xiàn)的最大電流： ka u s i n n g 789 . 6 85. 075.153 15005 . 1 3 05 . 1

42、 max. 參考電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)，對(duì)于 15.75kv 電壓等級(jí)的高壓隔離開(kāi)關(guān)選擇型號(hào)為 gn10-20/8000 其參數(shù)如表 5.4 所示： 表 5.4 發(fā)電機(jī)出口隔離開(kāi)關(guān)參數(shù) 型號(hào)額定電壓額定電流動(dòng)穩(wěn)定電流(峰值)熱穩(wěn)定電流 gn10-20/800020kv8000a224ka74 )(03.4610 12 603.4603.4 10 603.4. 4 12 10222 22 2/ 2 ska t i t i i q kk k 熱穩(wěn)定符合要求。a t q ka i k t k145 . 2 74 由前邊短路計(jì)算得沖擊電流峰值為： 動(dòng)穩(wěn)定符合要求。kakaish22437.12 （3）發(fā)

43、電機(jī)出口到廠用變壓器之間隔離開(kāi)關(guān)的選擇 隔離開(kāi)關(guān)在正常工作情況下出現(xiàn)的最大電流： ka u s i n n g 062 . 0 75.153 6 . 105 . 1 3 05 . 1 max. 參考電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)，對(duì)于 220kv 電壓等級(jí)的高壓隔離開(kāi)關(guān)選擇型號(hào)為 gn1- 10/200 其參數(shù)如表 5.5： 表 5.5 發(fā)電機(jī)與廠用變壓器之間隔離開(kāi)關(guān)參數(shù) 型號(hào)額定電壓額定電流動(dòng)穩(wěn)定電流(峰值)熱穩(wěn)定電流 gw4-220dw10kv200a25ka10ka （4）廠用變壓器低壓側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇 隔離開(kāi)關(guān)在正常工作情況下出現(xiàn)的最大電流： ka u s i n n g 154 . 0 3 .

44、 63 6 . 105 . 1 3 05 . 1 max. 參考電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)，對(duì)于 15.75kv 電壓等級(jí)的高壓隔離開(kāi)關(guān)選擇型號(hào)為 gn5- 10/200 其參數(shù)如表 5.6 所示： 表 5.6 廠用變壓器低壓側(cè)隔離開(kāi)關(guān)參數(shù) 型號(hào)額定電壓額定電流動(dòng)穩(wěn)定電流(峰值)熱穩(wěn)定電流 gn5-10/20010kv200a25.5ka10kv 熱穩(wěn)定符合要求。a t q ka i k t k38. 010 由前邊短路計(jì)算得沖擊電流峰值為： 動(dòng)穩(wěn)定符合要求。kakaish 5 . 25994 . 0 5.2.3 電流互感器的選擇及校驗(yàn) 電流互感器選擇要求 1）電流互感器的額定電壓不小于裝設(shè)電流互感

45、器回路所在電網(wǎng)的額定電壓。 2）電流互感器的一次額定電流不小于裝設(shè)回路的最大持續(xù)工作電流。當(dāng)電流互感器 用于測(cè)量時(shí)，其一次額定電流應(yīng)盡量選擇得比回路中正常工作電流大 1/3 左右，以保證測(cè) 量?jī)x表的最佳工作，并在過(guò)負(fù)荷時(shí)使儀表有適當(dāng)?shù)闹甘尽?3）電力變壓器中性點(diǎn)電流互感器的一次額定電流應(yīng)按大于變壓器允許的不平衡電流 選擇，一般情況下，可按變壓器額定電流的 1/3 進(jìn)行選擇。 4）發(fā)電機(jī)橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)用的電流互感器一次電流，應(yīng)按下列情況選擇： 安裝于各繞組出口處時(shí)，一般按定子繞組每個(gè)支路的電流選擇。 安裝于中性點(diǎn)連接線上時(shí)，可按發(fā)電機(jī)允許的最大不平衡電流選擇。根據(jù)運(yùn)行 經(jīng)驗(yàn)，此電流一般取發(fā)電機(jī)額定

46、電流的 2030。 (1)220kv 等級(jí)電流互感器的選擇 選擇型號(hào)：lb-220 ka i 840 . 0 2203 240 3 4 max 表 5.7 220kv 電流互感器參數(shù) 型號(hào)二次組合電流比準(zhǔn)確級(jí)熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) lb-220b/b/b/0.52600/50.540100 其中： 熱穩(wěn)定符合要求。ka t q ka i k 40.206 .3340 max 動(dòng)穩(wěn)定符合要求。ka i ka ish 5784100 max （2）發(fā)電機(jī)出口處電流互感器選擇 選擇型號(hào)： lmz1-20 ka i 331 . 7 75.153 150 3 4 max 表 5.8 發(fā)電機(jī)出口電流互感器參

47、數(shù) 型號(hào)額定電流比次級(jí)組合準(zhǔn)確級(jí) lmz1-20600012000/50.5/0.5/0.5/b/b/b0.5 (3)廠用變壓器低壓側(cè)電流互感器選擇 選擇型號(hào)：lfzj1-10 ka i 196. 0 3 . 63 6 . 1 3 4 max 表 5.9 廠用變壓器低壓側(cè)電流互感器參數(shù) 型號(hào)額定電流比次級(jí)組合準(zhǔn)確級(jí)熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) lfzj1-1020200/5 0.5/3 及 1/3 0.5120210 )(144.010 12 38.038.0 10 38.0. 4 12 10222 22 2/ 2 ska t i t i i q kk k 熱穩(wěn)定符合要求。ka t q ka i k

48、19 . 0 52.23120 max 動(dòng)穩(wěn)定符合要求。ka i ka ish 994 . 0 4 . 14100 max 5.2.4 電壓互感器的選擇 由設(shè)計(jì)手冊(cè)知道，在 110kv 以上的配電裝置中盡可能采用電容式電壓互感器。接在 110kv 及以上線路側(cè)的電壓互感器，當(dāng)線路上裝有載波通信時(shí)，應(yīng)盡量與耦合電容器結(jié) 合，統(tǒng)一選用電容式電壓互感器。 為保證測(cè)量準(zhǔn)確性，電壓互感器一次額定電壓應(yīng)在所安裝電網(wǎng)額定電壓的 90%110% 之間。 220kv 電壓等級(jí)處電壓互感器，參考電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)選得下列型號(hào)： 表 5.10 220kv 電壓互感器參數(shù) 額定電壓（kv） 型 號(hào) 初級(jí)繞組次級(jí)繞組

49、剩余電壓繞組 tyd220-0.005h322030.13 0.1 發(fā)電機(jī)出口處電壓互感器，參考電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)選得下列型號(hào)： 表 5.11 發(fā)電機(jī)出口電壓互感器參數(shù) 額定電壓（kv）型 號(hào) 初級(jí)繞組次級(jí)繞組剩余電壓繞組 jdj18-0.005h31830.13 0.1 5.2.5 避雷器的選擇 在選擇避雷器型式時(shí)，應(yīng)考慮被保護(hù)電器的絕緣水平和使用特點(diǎn)。采用金屬氧化鋅 閥型，它具有優(yōu)異的非線性伏安特性，殘壓隨沖擊電流波頭時(shí)間的變化特性平穩(wěn)，陡坡 響應(yīng)特性好，沒(méi)有間隙的擊穿特性和滅弧問(wèn)題。 需滿足的要求 a、 避雷器的持續(xù)運(yùn)行電要滿足壓 uby 要滿足：ubyuxy uby金屬氧化物避雷器的

50、持續(xù)運(yùn)行電壓有效值（ kv） uxy系統(tǒng)最高相電壓有效值（ kv） b、 避雷器的額定電壓 ubn可分別按 1.21.4 倍的最大相電壓選取。 c、 避雷器最大雷電沖擊殘壓 ublc。 kv uxy 732.139 3 1 . 1220 kv uu xybn 667.1672 . 1 則選避雷器型號(hào)：y10w1192/476 。 5.2.6 導(dǎo)線的選擇 母線的截面選擇方法： 按導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇； 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。 發(fā)電廠的主母線和引下線以及持續(xù)電流較小，年利用小時(shí)數(shù)較低的其它回路的導(dǎo) 線，一般按最大長(zhǎng)期工作電流選擇； 發(fā)電機(jī)出口母線，以及年平均負(fù)荷較大，且長(zhǎng)度較長(zhǎng)的回路的導(dǎo)線，則應(yīng)

51、按經(jīng)濟(jì) 電流密度選擇。 1.按導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇 為保證正常工作時(shí)母線溫度不超過(guò)允許值，應(yīng)滿足條件： al kii max 式中 ial母線允許載流量，a； igmax通過(guò)母線的最大長(zhǎng)期工作電流，a。 0 al al k 2.按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇 當(dāng)導(dǎo)體通過(guò)電流時(shí)，要產(chǎn)生電能損耗。 一年中導(dǎo)體所損耗的能量，與導(dǎo)體通過(guò)的電流大小和年利用小時(shí)數(shù)有關(guān)，還與導(dǎo)體的 截面有關(guān)。 從降低損耗考慮，導(dǎo)體截面越大越好；但從降低投資、維修費(fèi)用、利息支付及有色金 屬消耗量等方面考慮，導(dǎo)體截面越小越好。 年計(jì)算費(fèi)用最小所對(duì)應(yīng)的導(dǎo)體截面是最經(jīng)濟(jì)的，稱之為經(jīng)濟(jì)截面。導(dǎo)體單位經(jīng)濟(jì)截面 上通過(guò)的電流稱為經(jīng)濟(jì)電流密度，用

52、 j 表示。 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面： (1)根據(jù)確定的母線材料和最大負(fù)荷年利用小時(shí), 查出經(jīng)濟(jì)電流密度 j。 (2) 經(jīng)濟(jì)截面積：)( 2max mm j i sj 式中正常工作時(shí)母線回路的最大長(zhǎng)期工作電流，a。 imax （1）220kv 母線選擇 按照電流經(jīng)濟(jì)電流密度選擇 )(600 8 . 0 486 . 0 2max mm ka j i sj 參考電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)選得型號(hào)：lgj-630/45,參數(shù)如表 5.11： 表 5.12 220kv 母線參數(shù) 根數(shù)/直徑 根/mm 計(jì)算截面mm2 標(biāo)稱截面 鋼/鋁 剛鋁鋼 鋁 外徑 mm 直流電阻 歐/km （） mm2 lgj-63

53、0/4545/4.207/2.80623.4543.10666.5533.60 （2）發(fā)電機(jī)與主變壓器之間導(dǎo)體的選擇 按照上面選擇導(dǎo)體原則，發(fā)電機(jī)與主變壓器之間母線按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇， )(25.8486 8 . 0 789 . 6 2max mm ka j i sj 查電氣工程設(shè)備手冊(cè)選得表 5.12 型號(hào)導(dǎo)體 表 5.13 槽型導(dǎo)體參數(shù) 截面尺寸 h(mm)b(mm)t(mm)r(mm) 雙槽導(dǎo)體截面 s() mm2 集膚效應(yīng)系數(shù)kf 導(dǎo)體載流量 （a） 22510512.51697601.28510150 （3）廠用分段母線 廠用匯流母線傳輸容量不大，因此用長(zhǎng)期允許電流來(lái)選擇。 )(24

54、5 8 . 0 196 . 0 2max mm ka j i sj 選得矩形鋁導(dǎo)體參數(shù)如表 5.13 所示： 表 5.14 矩形導(dǎo)體參數(shù) 單條 導(dǎo)體尺寸)(hmmb 平放（a）豎放（a）kf 505 6376711.02 在校驗(yàn)導(dǎo)體熱穩(wěn)定時(shí)，若計(jì)及集膚效應(yīng)系數(shù)的影響，由短路時(shí)發(fā)熱的計(jì)算公式可 kf 得到短路熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)體最小截面積為 smin k q c aa k q f k wh f k min 1 s 式中 c熱穩(wěn)定系數(shù) 短路熱效應(yīng)qk 熱穩(wěn)定符合要求 mm 702 . 8 285 . 1 10 5776 . 0 99 11 s 26 f k wh f k min k q c aa k

55、q 6 繼電保護(hù) 6.1 繼電保護(hù)要求 隨著電力工業(yè)的發(fā)展，機(jī)組容量的增大和自動(dòng)化程度的提高，機(jī)組本身及電網(wǎng)對(duì)繼電 保護(hù)與自動(dòng)化裝置提出了更高的要求。當(dāng)今電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)日新月異的 發(fā)展變化又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展注入新的活力。隨著新技術(shù)、新材料、新工藝的應(yīng)用， 繼電保護(hù)硬件設(shè)備的可靠性提高，運(yùn)行維護(hù)的方便性也得到了改善。目前繼電保護(hù)仍處于 多種硬件結(jié)構(gòu)并存的時(shí)期，世界各國(guó)都有自己的傳統(tǒng)習(xí)慣：系統(tǒng)條件、工藝水平及通訊規(guī) 約，在應(yīng)用于繼電保護(hù)技術(shù)方面都有自己的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，但在保護(hù)性能及技術(shù)指標(biāo)上對(duì)實(shí) 現(xiàn)裝置的可靠性、快速性、選擇性、靈敏性、雙重化等方面是有共識(shí)的。因此，了解掌握 每一

56、種繼電保護(hù)的特點(diǎn)對(duì)于安全運(yùn)行具有重大意義。繼電保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置必須滿足以 下四個(gè)要求： 6.2 發(fā)電機(jī)保護(hù) (1) 保護(hù)配置 根據(jù)電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)可知發(fā)電機(jī)應(yīng)配置的保護(hù)有： 定子繞組相間短路保護(hù)； 對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組及其引出線的相間短路故障：對(duì) 1mw 以上的發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差 動(dòng)保護(hù)；當(dāng)發(fā)電機(jī)與變壓器之間設(shè)有斷路器時(shí)；100mw 及以上的發(fā)電機(jī)可只裝設(shè)發(fā)電機(jī) 變壓器組共用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。 定子繞組接地保護(hù)； 對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組的單相接地故障，接地電流允許值和接地保護(hù)應(yīng)符合以下要求：發(fā) 電機(jī)變壓器組,對(duì) 100mw 及以上的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)保護(hù)區(qū)為 100%的定子接地保護(hù)。 定子繞組匝間短路保護(hù)

57、； 對(duì)發(fā)電機(jī)匝間短路，應(yīng)按下列規(guī)定裝設(shè)匝間保護(hù)：500mw 及以上的發(fā)電機(jī)，當(dāng)定子 繞組為星型接線，中性點(diǎn)有三個(gè)引出端子時(shí)，也應(yīng)裝設(shè)專用的匝間短路保護(hù)（單繼電器式 橫差保護(hù)） 發(fā)電機(jī)外部相間短路保護(hù)； 對(duì)發(fā)電機(jī)外部相間短路故障和作為發(fā)電機(jī)主保護(hù)的后備，應(yīng)按下列規(guī)定配置響應(yīng)的保 護(hù)：50mw 及以上的發(fā)電機(jī)，可設(shè)負(fù)序過(guò)電流保護(hù)和單元件低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)，負(fù) 序電流元件的動(dòng)作電流可取為 0.1-0.6 傳額定電流。 對(duì)稱負(fù)荷保護(hù)； 對(duì)過(guò)負(fù)荷引起發(fā)電機(jī)定子繞組過(guò)電流應(yīng)按下列規(guī)定裝設(shè)定子繞組定子繞組過(guò)負(fù)荷保護(hù)： 定子繞組非直接冷卻的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)定時(shí)限過(guò)負(fù)荷保護(hù)，保護(hù)裝置直接一相電流，帶時(shí) 限動(dòng)作

58、于信號(hào)。 勵(lì)磁回路一點(diǎn)及兩點(diǎn)接地保護(hù)。 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子承受負(fù)序電流的能力，以此為判據(jù)，對(duì)不對(duì)稱負(fù)荷，非全相運(yùn)行以及外部 不對(duì)稱短路引起的負(fù)序電流應(yīng)按下列規(guī)定裝設(shè)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表層過(guò)負(fù)荷保護(hù)：50mw 及以上 a=10 的發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)規(guī)定時(shí)限負(fù)序過(guò)負(fù)荷保護(hù)。 對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路的接地故障，應(yīng)按下列規(guī)定裝設(shè)勵(lì)磁回路接地保護(hù)后接地檢測(cè)裝 置：100mw 及以下的汽輪發(fā)電機(jī)，對(duì)一點(diǎn)接地故障可采用定期檢測(cè)裝置，對(duì)兩點(diǎn)接地故 障應(yīng)裝設(shè)兩點(diǎn)接地保護(hù)裝置。轉(zhuǎn)子水冷汽輪發(fā)電機(jī)，應(yīng)裝設(shè)勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地保護(hù)裝置和 兩點(diǎn)接地故障應(yīng)裝設(shè)兩點(diǎn)接地保護(hù)裝置。 一點(diǎn)接地保護(hù)帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)，兩點(diǎn)接地保 護(hù)帶時(shí)限動(dòng)作于停機(jī)。 對(duì)勵(lì)磁電

59、流異常下降或安全消失的失磁故障，應(yīng)設(shè)下列失磁保護(hù)。 6.3 變壓器保護(hù) (1) 規(guī)程規(guī)定： 對(duì)電力變壓器的下列故障及異常運(yùn)行方式，應(yīng)按本節(jié)的規(guī)定裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置。 繞組及其引出線的相間短路和在中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地短路； 繞組的匝間短路； 外部相間短路引起的過(guò)電流； 中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過(guò)電流及中性點(diǎn)過(guò)電流； 過(guò)負(fù)荷； 油面降低； 變壓器溫度升高和冷卻系統(tǒng)故障。 (2) 發(fā)電機(jī)變壓器組保護(hù) 發(fā)電機(jī)變壓器是發(fā)電機(jī)和變壓器組成的同一工作元件，因此發(fā)電機(jī)變壓器組的保 護(hù)與發(fā)電機(jī)和變壓器單獨(dú)工作的保護(hù)由相同之處，也由不同之處。 6.4 母線保護(hù) 發(fā)電廠和變電所的母線是電力系統(tǒng)

60、中的一個(gè)重要組成元件，當(dāng)母線上發(fā)生故障時(shí)，將 使鏈接在故障母線上的所有元件在修復(fù)故障母線期間，或轉(zhuǎn)換到另一組無(wú)故障的母線上運(yùn) 行以前被迫停電。此外，在電力系統(tǒng)中樞紐變電所的母線上故障時(shí)，還可能引起系統(tǒng)穩(wěn)定 的破壞，造成 嚴(yán)重的后果。 電力系統(tǒng)中的母線是具有很多進(jìn)、出線的公共電氣結(jié)點(diǎn),它起著匯總和分配電能的作用. 所以由于母線上通常連接有較多的電氣元件,母線故障會(huì)使這些元件停電,從而造成大面積停 電事故,并可能破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,使事故范圍進(jìn)一步擴(kuò)大.因此,必須采取措施來(lái)消除或減 少母線故障所造成的后果.一般來(lái)說(shuō),為切除母線故障,可采用以下兩種方式。 (1) 利用母線上其它供電元件的保護(hù)裝置來(lái)切