中型火電廠電氣設(shè)計

1、2電氣主接線設(shè)計發(fā)電廠和變電所的電氣主接線是保證電網(wǎng)安全可靠、經(jīng)濟運行的關(guān)鍵，是電 氣設(shè)備布置、選擇、自動化水平和二次回路設(shè)計的原則和基礎(chǔ)。電氣主接線的設(shè)計原則是：應(yīng)根據(jù)發(fā)電廠和變電所在電力系統(tǒng)的地位和作 用，首先應(yīng)滿足電力系統(tǒng)的可靠運行和經(jīng)濟調(diào)度的要求。根據(jù)規(guī)劃容量、本期建 設(shè)規(guī)模、輸送電壓等級、進出線回路數(shù)、供電負荷的重要性、保證供需平衡、電 力系統(tǒng)的線路容量、電氣設(shè)備性能和周圍環(huán)境及自動化規(guī)劃與要求等條件確定。 應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟性的要求習。電氣主接線的主要要求為：(1) 可靠性：衡量可靠性的指標，一般根據(jù)主接線的型式及主要設(shè)備操作 的可能方式，按一定的規(guī)律計算出“不允許”事件發(fā)

2、生的規(guī)律，對幾種主接線型 式中擇優(yōu)。(2) 靈活性：投切發(fā)電機、變壓器、線路斷路器的操作要可靠方便、調(diào)度 靈活。(3) 經(jīng)濟性：通過優(yōu)化比選，工程設(shè)計應(yīng)盡力做到投資省、占地面積小、 電能損耗少。2.1明確任務(wù)和設(shè)計原理2.1.1原始資料裝機4臺，分別為供熱式機組2*50MW(Un =10 kV)、凝氣式機組 2*300MW(t/iV= 20/CV),廠用電率6%,機組年利用小時數(shù)= 6500 h o系統(tǒng)規(guī)劃 部門提供的電力符合及與電力系統(tǒng)連接情況資料：10KV電壓級最大負荷20MW, 最小負荷15MW, cos0 = O.8,電纜饋線10回。220KV電壓級最大負荷250MW,最小負荷200M

3、W, cos0=O.85, Tmax = 6500h,架空線路4回。500KV電壓級與容量為 3500MW的電力系統(tǒng)連接，系統(tǒng)歸算到本電廠500KV母線上的標幺電抗 Xs = 0.021 ,基準容量為100MVA, 500KV架空線4回，備用線路1回。此外，尚有相應(yīng)的地理資料、氣候條件和其它資料。2.1.2原始資料的分析設(shè)計電廠為大、中型火電廠，其容量為2*50+2*300=700(MW),占電力系統(tǒng)容 量700/(3500+700)*100%二16. 7%,超過了電力系統(tǒng)的檢修備用容量8%15%和事 故備用容量10%的限額，說明該廠在未來電力系統(tǒng)中的作用和地位至關(guān)重要，而 且年利用小時數(shù)為6

4、500h>5000h,遠遠大于電力系統(tǒng)發(fā)電機組的平均最大負荷利 用小時數(shù)(如2005年我國電力系統(tǒng)發(fā)電機組年最大負荷利用小時數(shù)為5225h)o 該廠為火電廠，在電力系統(tǒng)中將主要承擔基荷，從而該廠主接線設(shè)計務(wù)必著重考 慮其可靠性%從負荷特點及電壓等級可知，10KV電壓等級上的地方負荷容量不大，共有 10回電纜饋線，與50MW發(fā)電機的機端電壓相等，采用直饋線為宜。20KV電壓為 300MW發(fā)電機出口電壓，既無直配負荷，乂無特殊的要求，擬釆用單元接線的形 式，可以節(jié)省價格昂貴的發(fā)電機出口斷路器，乂利于配電裝置的布置；220KV電 壓級出現(xiàn)回路數(shù)為4回，為了保證檢修出線斷路器不致對該回路停電，擬

5、采用帶 旁路母線接線形式為宜；500KV與系統(tǒng)有4回饋線，呈強聯(lián)系形式并送出本廠最 大可能的電力為700-15-200-700*6%二443 (MV)O可見，該廠500KV級的接線對 可靠性要求應(yīng)當很高。2. 2方案的設(shè)計、論證和選擇2.2.1方案設(shè)計根據(jù)對原始資料的分析,現(xiàn)將各電壓級可能釆用的較佳方案列出，進而以優(yōu) 化組合方式，組成最佳的方案。(1) 10KV電壓級。由于10KV出線回路多，而且發(fā)電機的單機容量為50MW, 遠大于有關(guān)設(shè)計規(guī)程對選用單母線分段接線不得超過24MW的規(guī)定，應(yīng)確定為雙 母線分段接線的形式，2臺50MW發(fā)電機分別接在兩段母線上，剩余功率通過主 變壓器送往高一級電壓2

6、20KV?？紤]到50MW機組為供熱式機組，通常“以熱定 電”，機組的年負荷最大小時數(shù)較低，即10KV電壓級與220KV電壓級之間按弱聯(lián) 系考慮，只設(shè)1臺主變壓器；同時，由于10KV電壓最大負荷20MW,遠遠小于2*50MW 發(fā)電機組裝機容量，即使在發(fā)電機檢修或升壓變壓器檢修的情況下，也可以保證 該電壓等級負荷的要求。由于2臺50MW機組均接于10KV母線上，有較大的短路 電流，為了選擇合適的電氣設(shè)備，應(yīng)在分段處加裝母線電抗器，同時各條電纜饋 線上裝設(shè)線路電抗器。(2) 220KV電壓級。出線回路數(shù)為4回，為了使其出線斷路器檢修時不停 電，應(yīng)釆用單母線分段帶旁路母線接線或雙母線帶旁路母線接線，以

7、保證供電的 可靠性和靈活性。其進線僅從10KV送來剩余容量2*50 (100*6%) +20二74MW, 并不能夠滿足220KV最大負荷250MW的要求。為此，擬采用以1臺300MW機組按 照發(fā)電機一一變壓器單元接線形式接至220KV母線上，其剩余容量或機組檢修時 不足容量由聯(lián)絡(luò)變壓器與500KV接線連接，彼此之間相互交換功率。(3) 500KV電壓級。500KV負荷容量大，其主接線是本廠向系統(tǒng)輸送功率的主 要接線方式，為保證可靠性，可能有多種接線方式，經(jīng)過定性分析篩選后，可以選用的方案為雙母線帶旁路母線接線和一臺半斷路器接線，通過聯(lián)絡(luò)變壓器與 220KV連接，并通過一臺三繞組變壓器聯(lián)系220

8、KV和10KV電壓，以提高可靠性, 一臺300MW機組與變壓器構(gòu)成單元接線，直接將功率送到500KV電力系統(tǒng)叭根據(jù)以上分析、篩選、組合，可以保留兩種可能的接線方案：方案1如圖2. 1所示：圖2.1電氣主接線圖方案II為500KV側(cè)采用雙母線帶旁路母線接線，220KV側(cè)采用單母線分段帶4444丄V5IV22：KV3O<VWfy旁路母線接線，示意圖略。2.2.2方案的經(jīng)濟比較采用最小費用法，對擬訂的兩方案進行經(jīng)濟比較，上述兩方案中的相同部分 不參與比較計算，只是對相異部分進行計算。計算內(nèi)容包括一次投資、年運行費 用O若圖2.1所示方案I參與比較部分的設(shè)備折算到施工年限的總投資為 6954.

9、7萬元，折算年的運行費用為1016. 29萬元，火電廠使用年限按照n二25年 計算，電力行業(yè)預(yù)期投資回報率匸0. 1,則方案1的費用為：AC, = l,n+ 0 + Cm = 6954.7x°1（1 + 01） + 1016.29 = 1781.3萬元譏（1 + 0”-1（1 + 0.1）25-1同理，在計算出方案II的折算年總投資和年運行費用之后，可得到方案【的 年費用低于方案1 刃2. 3本章小結(jié)通常，經(jīng)過經(jīng)濟比較計算，求得的年費用AC最小方案者，即為經(jīng)濟上的最優(yōu)方案：然而， 住接線最終方案的確定還必須從口J靠性、靈活性等多方面綜合評估，包括人型電廠、變電站 對主接線可靠性若干指

10、標的計算，最后確定最終方案。通過定性分析和可靠性及經(jīng)濟計算, 在技術(shù)上（可靠性、靈活性）方案【明顯占優(yōu)勢，這主要是由于一臺半斷路器接線方式的高 可靠性指標，但在經(jīng)濟上則不如方案I【。鑒于大、中型發(fā)電廠人機組應(yīng)以可靠性和靈活性為 主，所以，經(jīng)過綜合的分析，決定選用圖2.1所示的方案I作為設(shè)計的最佳方案。3短路電流的計算3. 1短路的原因、后果及其形式在電力系統(tǒng)中，出現(xiàn)次數(shù)比較多的嚴重故障就是短路。所謂短路是指電力系 統(tǒng)中不等電位的導(dǎo)體在電氣上被短接。產(chǎn)生短路的主要原因，是由于電氣設(shè)備載 流部分絕緣損壞所造成。而絕緣損壞主要是因為絕緣老化、過電壓、機械性損傷 等引起。人為誤操作及鳥獸跨越裸導(dǎo)體等也

11、能引起短路。發(fā)生短路時，由于系統(tǒng) 中總阻抗大大減少，因而短路電流可能達到很大數(shù)值（幾萬安至十兒萬安）。這 樣大的電流所產(chǎn)生的熱效應(yīng)和機械效應(yīng)會使電氣設(shè)備受到破壞；同時短路點的電 壓降到零，短路點附近的電壓也相應(yīng)地顯著降低，使此處的電力系統(tǒng)受到嚴重影 響或被迫中斷；若在發(fā)電廠附近發(fā)生短路，還可能使整個電力系統(tǒng)運行解列，引 起嚴重后果。在三相供電系統(tǒng)中，可能發(fā)生的主要短路類型有三相短路、二相短路、兩相 接地短路和單相接地短路，三相短路屬對稱短路，其余三種為不對稱短路。在四 種短路故障中，出現(xiàn)單相短路故障的機率最大，三相短路故障的機率最小。但在 電力系統(tǒng)中，用三相短路作為最嚴重的故障方式，來驗算電器

12、設(shè)備的運行能力。 為了限制發(fā)生短路時所造成的危害和故障范圍的擴大，需要進行短路電流計算， 以便校驗電氣設(shè)備的動熱穩(wěn)定性、選擇和整定繼電保護裝置、確定限流措施及選 擇主接線方案a】。3. 2短路的物理過程及計算方法當突然發(fā)生短路時，系統(tǒng)總是由工作狀態(tài)經(jīng)過一個暫態(tài)過程進入短路穩(wěn)定狀態(tài)。暫態(tài)過程中的短路電流比其穩(wěn)態(tài)短路電流大的多，雖歷時很短，但對電器設(shè) 備的危害性遠比穩(wěn)態(tài)短路電流嚴重得多。有限電源容量系統(tǒng)的暫態(tài)過程要比無限 大電源容量系統(tǒng)的暫態(tài)過程復(fù)雜的多，在計算建筑配電工程三相短路電流時，都 按無限大電源容量系統(tǒng)來考慮。短路全電流ik由兩部分組成（ik二iz + if）： 部 分短路電流隨時間按正

13、弦規(guī)律變化，稱為周期分量iz；另一部分因回路中存在 電感而引起的自感電流，稱為非周期分量短路電流的實用計算法：1）三相短路電流周期分量的起始值(3-1)(3.2)xW3xW3(3.3)(3.4)式中r一一短路電流周期分量的起始有效值（KA）;人一一廠用電源短路電流周期分量的起始有效值（KA）;一一電動機反饋電流周期分量的起始有效值（KA）;仃基準電流（KA）,當取基準容量S廠100MVA、基準電壓/二6. 3KV時， 1=9. 16KA;Xx一一系統(tǒng)電抗（標幺值）；義一一廠用電源引接點的短路容量（MVA）;一一廠用變壓器（電抗值）的電抗（標幺值）；"d（%） 一以廠用變壓器額定容量S

14、,為基準的阻抗電壓百分值;X K （%） 一電抗器的百分電抗值：電抗器的額定電壓（KV）；7電抗器的額定電流（KA）；5電動機平均的反饋電流倍數(shù)，100MW及以上機組為5, 125MW及以上機組取5. 56. 0：IeD計及反饋的電動機額定電流之和（A）；計及反饋的電動機額定功率之和（KW）；電動機的額定電壓（KV）；2）短路沖擊電流:B G + U.D =血(KQ； +1.14)(3.5)10式中：ich一一短路沖擊電流（KA）也一一廠用電源的短路峰值電流（KA）i&D 一一電動機的反饋峰值電流（KA）K“b 一一廠用電源短路電流的峰值系數(shù) “ 一一電動機反饋電流的峰值系數(shù)，100M

15、W及以上機組為1. 41. 6,125MW及以上機組取1. 712】。3）t瞬間三相短路電流：(3.6)(3.7)j j1 j j j1 Z(f) 1 z.B(t) 丁 1 Z.D(t) 1八0(DJz(t) = ,£.0(° + Ifz.DU)=忑bqJ B + K D ID)式中：匚一一t瞬間短路電流的周期分量有效值（KA）存一一t瞬間短路電流的非周期分量值（KA）J典）一一t瞬間廠用電源短路電流的周期分量有效值（KA）Gb一一t瞬間廠用電源短路電流的非周期分量值（KA） /漢一一t瞬間電動機反饋電流的周期分量有效值（KA） 存皿一一t瞬間電動機反饋電流的非周期分量值（

16、KA） S一一電動機反饋電流的衰減系數(shù)J一一廠用電源非周期分量的衰減系數(shù)幾一一電動機反饋電流的衰減時間常數(shù)(S), 125MW及以上機組為0. 062° 一一主保護裝置動作時間(S)斷路器固有跳閘時間3. 3短路電流的計算數(shù)據(jù)和計算結(jié)果3. 3.1 500KV三相短路電流電流計算及其正序阻抗圖如圖3. 1：圖3.1 500KV三相短路電流電流計算及其正序阻抗圖3. 3. 2 500KV電氣主接線及其設(shè)備規(guī)范Q 500KV系統(tǒng)500KV母線書主變36CMVA同丸主變同#1商圧廠 變圖3.2 500KV電氣主接線及其設(shè)備規(guī)范3. 3.3短路電流的詳細計算結(jié)果見附錄4電氣設(shè)備的選擇為了滿足

17、電力生產(chǎn)和保證電力系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定性和經(jīng)濟性，發(fā)電廠和變 電所中安裝有各種電氣設(shè)備，其主要的任務(wù)是啟停機組、調(diào)整負荷、切換設(shè)備和 線路、監(jiān)視主要設(shè)備的運行狀態(tài)、發(fā)生異常故障時及時處理。根據(jù)電氣設(shè)備的作 用不同，可以將電氣設(shè)備分為一次設(shè)備和二次設(shè)備。（1）一次設(shè)備通常把生產(chǎn)、變換、輸送、分配和使用電能的設(shè)備，如發(fā)電機、變壓器和斷 路器等稱為一次設(shè)備。它們包括：生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備、接通或斷開電路的開 關(guān)電器、限制故障電流和防御過電壓的保護電器、載流導(dǎo)體、接地裝置。（2）二次設(shè)備對一次設(shè)備和系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行測量、控制、監(jiān)視和保護的設(shè)備，成為二 次設(shè)備。它們包括：使用的互感器、測量表計、繼電保護

18、及自動裝置、直流電 源設(shè)備、操作電器。4.1主變壓器和發(fā)電機的選擇4.1.1發(fā)電機的選擇該火力發(fā)電廠的發(fā)電機擬釆用2臺上海汽輪發(fā)電機有限公司生產(chǎn)的型號為 QFSN-300-2d的水氫式機組。額定功率300MW,最大連續(xù)出力338MW,額定功率因 數(shù)（滯后）0.85,額定電壓20KV,額定電流10189A,額定轉(zhuǎn)速3000r / min13o4.1. 2主變壓器的選擇（1）臺數(shù)分析：為了保證供電的可靠性，選兩臺主變壓器。（2）主變壓器容量：額定容量為360MV. A,額定電壓為220±2*2. 5%/20kv、500 土 2*2. 5%/20kv ,連接 組別為 YN, dll ,4=

19、177KW, /o% = 0.3 ,=809KW,匕 = 11。（3）繞組分析：擬釆用雙繞組變壓器2】。4.2高低壓電器設(shè)備的選擇4.2.1斷路器的選擇室內(nèi)高壓斷路器是開關(guān)電器中結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜的一類。在正常運行時，可用它 來將用電負荷或某線路接入或退出電網(wǎng)，起倒換運行方式的作用；當設(shè)備或線路 上發(fā)生故障時，可通過繼電保護裝置聯(lián)動斷路器迅速切除故障用電設(shè)備或線路， 保證無故障部分仍正常運行。由此可見，高壓斷路器在電力系統(tǒng)中擔負著控制和 保護電氣設(shè)備或線路的雙重作用。高壓斷路器具有分斷能力強、性能穩(wěn)定、工作可靠和運行維護方便的特點， 其核心部件是滅弧裝置和觸頭。按使用不同的滅弧介質(zhì)而生產(chǎn)了各類高壓斷

20、路 器，目前我國電力系統(tǒng)中應(yīng)用的斷路器有如下幾種：（1）高壓空氣斷路器是以壓縮空氣為滅弧介質(zhì)和弧隙絕緣介質(zhì)。并兼作操 作機構(gòu)的動力，操作機構(gòu)與斷路器合為一體。目前我國生產(chǎn)的KW4、KW5系列高 壓空氣斷路器的空氣壓力在2X10兆帕以上，多用于是10KV及以上的電力系統(tǒng) 中。（2）六氟化硫（SF6）高壓斷路器則釆用SF6氣體作為滅弧介質(zhì)，與其它高 壓元件組成全封閉式高壓斷路器，因此不受環(huán)境條件影響，運行安全可靠，在電 力系統(tǒng)中，尤其是在110KV及以上電力系統(tǒng)中得到越來越廣泛的釆用。（3）真空高壓斷路器是利用真空作為絕緣介質(zhì)，其絕緣強度最高，而且絕 緣強度恢復(fù)快。其真空滅弧室是高強度的真空玻璃泡

21、構(gòu)成，真空度可達到 10一710一9血汞柱，多用10KV及以上的電力系統(tǒng)中。（4）油高壓斷路器是利用變壓器油作為滅弧和弧隙絕緣介質(zhì)。按其絕緣結(jié) 構(gòu)及變壓器油所起的作用不同，分為多油式和少油式兩種高壓斷路器。多油高壓 斷路器的變壓器油除了作為滅弧介質(zhì)外，還作為弧隙絕緣及帶電部分與接地外殼（油箱）之間的絕緣。少油高壓斷路器的變壓器油只作為滅弧介質(zhì)和弧隙絕緣介 質(zhì)，其油箱帶電，油箱對地絕緣則通過瓷介質(zhì)（支持瓷套）來實現(xiàn)。少油高壓斷 路器的滅弧能力較強，工作安全可靠，維護方便，而且體積小，用油量少、重量 輕，價格便宜，所以在電力系統(tǒng)中獲得最為廣泛的釆用。在20KV及以下電壓等 級的供配電系統(tǒng)中廣泛釆用

22、SN10系列（戶內(nèi)式）斷路器，在20KV以上則大量 使用SW4和SW6 （戶外式）斷路器1習。4. 2. 2隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)是一種沒有專門滅弧裝置的開關(guān)設(shè)備，主要用來斷開無負荷電流的 電路，隔離高壓電流，在分閘狀態(tài)時有明顯的斷開點，以保證其他電氣設(shè)備的安 全檢修。在合閘狀態(tài)時能可靠地通過正常負荷電流及短路故障電流。因它未有專 門的滅弧裝置，不能切斷負荷電流及短路電流。因此，隔離開關(guān)只能在電路己被 斷路器斷開的情況下才能進行操作，嚴禁帶負荷操作，以免造成嚴重的設(shè)備和人 身事故。只有電壓互感器、避雷器、勵磁電流不超過2A的空載變壓器及電流不 超過5A的空載線路，才能用隔離開關(guān)進行直接操作。高

23、壓隔離開關(guān)一般可分為戶內(nèi)式和戶外式兩種。（1）戶外式高壓隔離開關(guān)GW4-35G型高壓隔離開關(guān)也是目前應(yīng)用較廣泛的設(shè)備。它為雙柱式結(jié)構(gòu)， 制成單極型式，借助于交叉連桿組成三極聯(lián)動的隔離開關(guān)，也可作單極使用。主 要用于220KV及以下各型配電裝置，系列全，可以高型布置，重量較輕，可以手 動，電動操作。GW6型高壓隔離開關(guān)的特點為220500KV,單柱、鉗夾、可以分相布置,220KV 為偏折，330KV為對稱折，多用于硬母線布置或做為母線隔離開關(guān)。GW7型高壓隔離開關(guān)的特點為220500KV,三柱式、中間水平轉(zhuǎn)動，單相或 三相操作，可以分相布置，多用于330KV及以上的屋外中型配電裝置。（2）戶內(nèi)式

24、高壓隔離開關(guān)GN6、GN10的特點為三級，可以前后連接，可以立裝、平裝和斜裝，價格比 較便宜，主要用于屋外配電裝置，成套的高壓開關(guān)柜；GN10的特點為單極，大 電流300013000A,可以手動、電動操作，用于大電流和發(fā)電機回路；GN18和 GN22的特點為三級，10KV,大電流20003000A,機械鎖緊，用于大電流回路和 發(fā)電機回路El4. 2. 3互感器的選擇互感器的作用主要是與測量儀表配合，對線路的電壓、電流、電能進行測量; 與繼電保護裝置配合，對電力系統(tǒng)和設(shè)備進行保護；使測量儀表、繼電保護裝置 與線路高電壓隔離，以保證運行人員和二次裝置的安全；將線路電壓與電流變換 成統(tǒng)一的標準值，以

25、利儀表和繼電保護裝置的標準化。1. 電壓互感器電壓互感器是一種電壓的變換裝置，可將高電壓變換為低電壓，以便用低壓 量值反映高壓量值的變化可以直接用普通電氣儀表進行測量。由于電壓互感器二 次側(cè)均為100V,使測量儀表和繼電器電壓線圈標準化，因此電壓互感器在電力 系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。電壓互感器的形式選擇如下：（1）10KV的配電裝置一般釆用油浸絕緣結(jié)構(gòu);在高壓開關(guān)柜中或在布置地方 比較狹窄的地方,可采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。當需要零序電壓時，一般釆用三相 五株式電壓互感器。（2）220KV及其以上的配電裝置，當容量和準確度等級滿足要求時，一般采 用電容式電壓互感器。（3）接在110KV及其以上線路側(cè)

26、的電壓互感器，當線路上裝有載波通訊時， 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。（4）兼作為泄能用的電壓互感器，應(yīng)選用電磁式電壓互感器。2. 電流互感器電流互感器是一種電流變換裝置，可將高壓電流和低壓大電流變換成電壓較 低的小電流，供給儀表和繼電器保護裝置，并將儀表和保護裝置與高壓隔離電路 隔開。電流互感器的二次電流均為5A,使測量儀表和繼電保護裝置使用安全、 方便。因此，電流互感器在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。(1) 選擇標準如下：電流互感器的額定電壓與電網(wǎng)的額定電壓應(yīng)相符。電流互感器一次額定電流的選擇，應(yīng)使運行電流為其20%100% ;10KV繼電 保護用的電流互感器一次側(cè)電流一般

27、應(yīng)不大于設(shè)備額定電流的1. 5倍。所選用電流互感器應(yīng)符合規(guī)定的準確度等級。根據(jù)被測電流的大小選擇電流互感器的變比，要使一次線圈額定電流大于被 測電流。電流互感器二次負載所消耗的功率或阻抗應(yīng)不超過所選用的準確度等級相 應(yīng)的額定容量，以免影響準確度。根據(jù)系統(tǒng)運行方式和電流互感器的接線方式來選擇電流互感器的臺數(shù)。電流互感器選擇之后，應(yīng)根據(jù)裝設(shè)地點的系統(tǒng)短路電流校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn) 定。(2) 形式選擇如下：35KV以下屋內(nèi)配電裝置的電流互感器，根據(jù)安裝使用條件和產(chǎn)品的情況， 采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。一般常用的形式為：低壓配電屏和配電設(shè) 備中LQ線圈式，LM母線式；620KV屋內(nèi)配電裝置和高壓

28、開關(guān)柜中LD單匝貫穿 式，LF復(fù)匝貫穿式；發(fā)電機回路和2000A以上的回路，LMC、LMZ型，LAJ、LBJ 型，LRD、LRZD 型。35KV及其以上的配電裝置一般釆用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感 器，常常釆用LC系列a】。4.2.4熔斷器的選擇高壓熔斷器是一種保護電器，當其所在電路的電流超過規(guī)定值并經(jīng)一定時間 后，它的熔體熔化而分斷電流、斷開電路。熔斷器主要用來進行短路保護，但有 的也具有過負荷保護功能。按安裝環(huán)境，高壓熔斷器也有戶內(nèi)式和戶外式兩大類。我國生產(chǎn)的戶內(nèi)式熔 斷器有 RN1、RN2、RN3、RN5 和 RN6 等；戶外式有 RW310 (G)、RW410 (G)、 RW5

29、35、RW710、RW1035 等。(1) 戶內(nèi)管式熔斷器：RN1、RN2兩者結(jié)構(gòu)基本相同，都是充有石英砂填料的密閉管式熔斷器。RN2 的尺寸較小。RN1主要用作335KV電力線路和電氣設(shè)備的短路保護；RN2用作 335KV電壓互感器的短路保護。(2) 戶外跌落式熔斷器：RW310(G)型額定電壓為10KV,額定電流50200A,斷流容量50200MVA： RW41 （G）型，除外形尺寸稍小于RW310 （G）夕卜，其它性能與RW310 （G） 相同。它們滅弧速度不高，因而沒有限流作用；RW535型，額定電壓為35KV, 額定電流為50200A,斷流容量為200800MVA,熔管采用鋼紙管環(huán)氧

30、玻璃布 復(fù)合管制成，有較高機械強度并能保證連續(xù)三次順利開斷額定斷流容量；RW7- 10型是有統(tǒng)一支架的跌落式熔斷器，在條件變更時，只需用鉤棒更換不同的熔 管即可。熔管有較高機械強度，具有多次開斷能力，可免除熔斷一次即更換熔管 的麻煩；RW1035型，額定電壓35KV ,額定電流為0.5A者是專用于保護電壓 互感器的，額定電流為210A者用于保護線路或設(shè)備過載與短路，它具有限流 作用，可代替RW2-35及其附加電阻，但安裝時要注意熔體電流與被保護對象的 電流一致方可投入運行；RW11-10型是10KV防污型跌落式熔斷器，適用于工業(yè) 污穢和沿海地區(qū)的輸電線路及變壓器的保護。除RW1-10型外其它型

31、式只適用于 周圍空氣沒有導(dǎo)電塵埃和腐蝕性氣體、沒有易燃易爆及劇烈震動的戶外場所"J 4. 25限流電抗器的選擇（1）電抗器兒乎沒有過負荷的能力，所以主變壓器或出線回路的電抗器，應(yīng) 按照回路最大工作電流選擇，而不能用正常持續(xù)工作電流選擇。（2）對于發(fā)電廠母線分段回路的電抗器，應(yīng)根據(jù)母線上事故切斷最大一臺發(fā) 電機時，可能通過電抗器的電流選擇。一般取該臺發(fā)電機額定電流的50%80%。（3）變電所母線分段回路的電抗器應(yīng)滿足用戶的一級負荷和大部分二級負荷 的要求。4. 2. 6避雷器的選擇選擇原則：（1）避雷器滅弧電壓不得低于安裝地點可能出現(xiàn)的最大對地工頻電壓。（2）僅用于保護大氣過電壓的普通

32、閥型避雷器的工頻放電電壓下限，應(yīng)高于 安裝地點預(yù)期操作過電壓；既保護大氣過電壓，乂保護操作過電壓的磁吹避雷器 的工頻放電電壓上限，在適當增加裕度后，不得大于電網(wǎng)內(nèi)過電壓水平。（3）避雷器沖擊過電壓和殘壓在增加適當裕度后，應(yīng)低于電網(wǎng)沖擊電壓水平。（4）保護操作過電壓的避雷器的額定通斷容量，不得小于系統(tǒng)操作時通過的 沖擊電流。（5）中性點直接接地系統(tǒng)中，保護變壓器中性點絕緣的閥型避雷器，如表4. 1選擇。4. 3導(dǎo)體的設(shè)計和選擇4. 3.1分相封閉母線表4.1保護變壓器中性點的閥型避雷器變壓器額定電壓/KV110220330中性點絕緣110KV 級35KV 級110KV 級154 KV 級FZ11

33、0J暫用FZFCZ110FCZ154J避雷器型式FZ6040或特殊 要求的避 雷器FZ110JFZ154J分相封閉母線在大型發(fā)電廠中的使用范圉是：從發(fā)電機出線端子開始，到主 變壓器低壓側(cè)引出端子的主回路母線，自主回路母線引出至廠用高壓變壓器和電 壓互感器、避雷器等設(shè)備的各個分支線。采用全連分相封閉母線，與敞露母線相比，有以下的優(yōu)點：（1）供電可靠。封閉母線有效地防止了絕緣遭受灰塵、潮氣等污穢和外物造 成的短路。（2）運行安全。由于母線封閉在外殼內(nèi)，且外殼接地，使工作人員不會觸及 帶電導(dǎo)體。（3）由于外殼的屏蔽作用，母線的電動力大大減少，而且基本消除了母線周 圍鋼構(gòu)體的發(fā)熱。（4）運行維護工作量

34、小。如圖4. 1所示，發(fā)電廠和主變壓器之間的連接母線及廠用分支母線均采用全連分相封閉母線。主回路封閉母線為500mmX 12mm（外徑X壁厚）圓管形鋁母線,屏蔽外殼為1050mmX8mm鋁管，相間距離為1400mm。高壓廠用分支封閉母線為150mmX 10mm的圓管形鋁線，屏蔽外殼為700mmX 5mm的鋁管，相間距離為1000mm。電壓互感器和避雷器分支封閉母線的為150mmX 10mm的圓管形鋁母線,屏蔽外殼為700mmX5mm的鋁管，相間距離為1200mm。發(fā)電機回路電流互感器 均套在發(fā)電機出線的套管上，并吊裝在發(fā)電機的出線罩上。發(fā)電機的中性點選用 干式接地變壓器。為了提高封閉母線的安全

35、可靠性，應(yīng)裝設(shè)微正壓充氣裝置。備注：1 一發(fā)電機；2主變壓器；3高壓廠用變壓器（為分裂繞組變壓器）;4一電壓互感器；5高壓熔斷器；6避雷器；7電流互感器；8中性點接地變壓器電壓互感器：JDZJ-20型，變比V3/V3/V3KV和JDZ-20型,變比20 0.1 也/忑KVo 高壓熔斷器：RN4-20型，額定電流20KA,額定容量4500MV. A。電流互感器:LRD-20型，變比12000/5A.中性點接地變壓器：型式為干式、單相、額定電壓為20/0. 23KV,額定容量25二 次側(cè)負載電阻為0. 50. 6歐姆，換算到變壓器的一次側(cè)電阻為37814537歐姆。 可見，發(fā)電機中性點實際為高電阻

36、接地方式，用來限制電容電流。7.總結(jié)與展望在本設(shè)計中，結(jié)合三河火力發(fā)電廠的實際運行情況，主要從電氣主接線、短 路電流計算、電氣設(shè)備的選擇、屋內(nèi)屋外配電裝置的布局、發(fā)電機、主變壓器和 母線的主保護兒個方面作了較為詳盡的論述。同時，在保證設(shè)計可靠性的前提下, 還要兼顧經(jīng)濟性、靈活性和靈敏性，從而主接線中發(fā)電機出口 220KV母線采用雙 母線帶旁路母線接線，500KV高壓母線采用一臺半斷路器接線形式，10KV母線采 用雙母線分段接線的形式。主要電氣設(shè)備和配電裝置根據(jù)三河火力發(fā)電廠實際選 用情況進行說明性選擇；發(fā)電機采用帶斷線監(jiān)視的縱差動保護，主變壓器采用縱 差動保護，母線釆用完全電流差動保護。其中，

37、為了方便說明和閱讀，在設(shè)計的 各個部分中還附有大量的公式、參數(shù)的計算、電路圖和表格。當然，由于在實際的設(shè)計過程中也遇到了很多困難，有部分必須的詳細數(shù)據(jù) 無法搜集齊全，只能通過查閱書籍資料做出近似的計算，從而難免與實際情況有 出入。附錄三相短路電流計算結(jié)果表短路點基支路計 算電抗支路額 定電流Os短路電流周期分0.1s短路電流周 期分量短路短路點位準電壓支路XeTei ”F'Ta i Ini點置電源編 號Ui名稱PERPERPERKVUNITKAUNITKAUNITKAVALUEVALUEVALUESX10.0060.110161.29017.737161.29017.737F10.05

38、00.7343.2112.3552.7932.049500KV 母F20.0500.7343.2112.3552.7932.049Di線525F30.0500.7343.2112.3552.7932.049F40.0500.7343.2112.3552.7932.049CGM*27.1625.93SX10.0332.74930.44783.70730.44783.707F10.03118.3385.29897.1564.20977.185D：NO1,NO2F20.26618.3380.57910.6100.55510.178發(fā)電機出21D3口F30.26618.3380.57910.6100.55510.178F40.26618.3380.57910.6100.55510.178CGM*212.69191.43SX10.7299.164137212.574137212.574F10.68261.1260.20312.4280.20712.630NO1,NO2F25.90061.1260.0251.5530.0251.533D4.發(fā)電機6.3F35.90061.1260.0251.5530.0251.533D56KV廠用 母線F45.90061.1260.0251.5530.0251.533DD