教學資料水布埡水電站4×460mw電氣部分設(shè)計

1、目 錄1 引言12 發(fā)電廠電氣主接線的最佳方案22.1 概述22.2 技術(shù)比較32.3 經(jīng)濟性比較42.4 主變壓器的選擇53 發(fā)電廠廠用電接線的最佳方案63.1 方案確定63.2 廠用變壓器的選擇74 短路電流的計算94.1 網(wǎng)絡(luò)變換94.2 求計算電抗94.3 計算電抗求值144.4 短路電流計算154.5短路沖擊電流值的計算175 發(fā)電機變壓器的保護配置185.1 概論185.2 發(fā)電機變壓器組保護配置186 電氣設(shè)備的選擇與校驗和保護配置206.1 保護的配置方案206.2 設(shè)備選擇（電氣主接線部分）(GIS)226.3 廠用電設(shè)備選擇296.4 支柱絕緣子及避雷器的選擇327 高壓配

2、電裝置的設(shè)計357.1 設(shè)計原則與要求357.2 布置的一般要求357.3 不同型式配電裝置的特點367.4 管母線布置的優(yōu)點378 避雷針的保護范圍計算388.1 避雷針保護范圍的計算步驟388.2 避雷針保護范圍的計算39參考文獻44謝 辭45附錄461 引言電力的發(fā)展對一個國家的發(fā)展至關(guān)重要，現(xiàn)今300MW及其以上的大型機組已廣泛采用，為了順應(yīng)其發(fā)展，也為了有效的滿足可靠性、靈活性、及經(jīng)濟性的要求，本設(shè)計采用了目前我國應(yīng)用最廣泛的發(fā)電機變壓器組單元接線，主接線型式為雙母線接線，在我國已具有較多的運行經(jīng)驗。設(shè)備的選擇更多地考慮了新型設(shè)備的選擇，讓新技術(shù)更好的服務(wù)于我國的電力企業(yè)。并采用適宜

3、的設(shè)備配置及可靠的保護配置，具有較好的實用性，能滿足供電可靠性的要求。本設(shè)計的內(nèi)容包括：（1） 確定發(fā)電廠電氣主接線的最佳方案；（2） 確定發(fā)電廠廠用電接線的最佳方案；（3） 計算短路電流；（4） 確定發(fā)電廠電流互感器、電壓互感器、避雷器、避雷針、繼電保護及自動裝置的配置方案；（5） 電氣設(shè)備的選擇和校驗；（6） 高壓配電裝置的設(shè)計；（7） 繪制有關(guān)圖紙（電氣主接線圖、配電裝置平面圖與斷面圖、避雷針保護圖）（8） 最后進行打印和計算機繪制圖紙，并進行不少于5000字的外文資料的翻譯工作。通過參閱水電站機電設(shè)計手冊、電力工程設(shè)計手冊、電力工程設(shè)備手冊電力工程概算手冊等專業(yè)資料，力求對方案的確定，

4、設(shè)備的選擇及配電裝置的設(shè)計都有較為詳盡的闡述和科學的理論依據(jù)，希望能提交一份令人滿意的設(shè)計書。 在國民經(jīng)濟飛速發(fā)展的今天，電力對于一個國家來說更為重要，以設(shè)計出技術(shù)先進、經(jīng)濟合理的方案為目的，力求設(shè)計內(nèi)容具有實用性及先進性。此次設(shè)計雖經(jīng)嚴謹認真的設(shè)計過程，難免有疏漏和不足之處，望能提出良好的改進意見。畢業(yè)設(shè)計是很重要的一次設(shè)計，是對我們大學四年的理論知識的應(yīng)用，是培養(yǎng)我們綜合能力一次重要實踐。2 發(fā)電廠電氣主接線的最佳方案2.1 概述本廠為4臺460MW的機組，500KV電壓等級，通過三回線與系統(tǒng)相連。對主接線的基本要求包括可靠性，靈活性及其經(jīng)濟性。 電氣主接線設(shè)計是水電站電氣設(shè)計的主體，它與

5、電力系統(tǒng)，電站動能參數(shù)以及電站運行的可靠性，經(jīng)濟性等密切相關(guān)。并對電氣布置，設(shè)備選擇，繼電保護和控制方式等都有較大的影響。因此主接線設(shè)計，必須結(jié)合電力系統(tǒng)和發(fā)電廠的具體情況，全面分析有關(guān)影響因素，正確處理它們之間的關(guān)系，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟比較，合理地選擇主接線方案。大機組一般指單相容量在200300MW及以上的水輪發(fā)電機組，對供電可靠性提出了更高的要求。任一設(shè)備檢修不應(yīng)影響供電。任何元件故障時，不允許出現(xiàn)全廠停電，其停電容量一般不超過全電站總?cè)萘康?/31/4，且不影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定。2.1.1 對主接線設(shè)計的基本要求（1）滿足用戶或電力系統(tǒng)的供電可靠性和電能質(zhì)量的要求；（2）接線簡單、清晰、操作維

6、護方便；（3）接線應(yīng)具有一定的靈活性；（4）滿足電站初期發(fā)電及最終規(guī)模的運行要求，還應(yīng)考慮便于分期過渡；技術(shù)先進，經(jīng)濟合理。2.1.2 可行的電氣主接線方案（1）水電站一般距負荷中心較遠，在發(fā)電機電壓側(cè)很少接有大功率用戶，而較高電壓送電，故主變壓器容量多按機組容量確定。（2）大型水電站都擔負系統(tǒng)調(diào)峰，調(diào)頻和事故備用，利用小時數(shù)一般較低，因此開停機比較頻繁。（3）水電站開機程序比較簡單，機組起動迅速，并容易實現(xiàn)自動化。（4）電站規(guī)模確定后，一般不考慮擴建，但對規(guī)劃設(shè)計中明確分期建設(shè)的電站，則在主接線中應(yīng)予以考慮。（5）水電站廠用電負荷較小，一般不從高壓側(cè)引接，備用廠用電源可引自地區(qū)配電網(wǎng)或保留施

7、工變電所來解決。（6）水電站地形復(fù)雜，電氣設(shè)備布置及進出線走廊均受到一定限制，應(yīng)盡可能簡化接線，避免在水電站設(shè)置復(fù)雜的變電樞紐。并盡量減少電壓等級和進出線回路數(shù)。2.1.3 發(fā)變組接線特點發(fā)電機電壓接線采用發(fā)電機變壓器組接線中的單元接線，其特點為：（1）發(fā)電機與主變壓器容量相似，接線最簡明清晰，故障影響范圍最小，運行可靠、靈活。（2）發(fā)電機電壓設(shè)備元件最少，布置最簡單方便，維護工作量也最小。（3）繼電保護配置簡單。（4）主變壓器故障時影響機組送電。2.2 技術(shù)比較2.2.1 一臺半斷路器接線的特點：（1）有高度可靠性：每一回路由兩臺斷路器供電，發(fā)生母線故障時，只跳開與次母線相連的所有斷路器，任

8、何回路不停電。在事故與檢修相重合的情況下停運的回路數(shù)不超過兩回。（2）運行調(diào)度靈活：正常時兩組母線和全部斷路器全部投入工作，從而形成多環(huán)形供電，運行調(diào)度靈活。但停運一個回路需操作兩臺斷路器，母線故障時，接線內(nèi)潮流變化大。（3）操作檢修方便：隔離開關(guān)只作為檢修時用，不作為操作電器，避免了將隔離開關(guān)作操作時的倒閘操作。檢修母線時，回路不需要切換。（4）繼電保護及二次回路的復(fù)雜性：由于每個回路連接兩臺斷路器，一臺中間斷路器連接著兩個回路，保護接于兩組電流互感器的和電流，因而其電流互感器的二次回路保護裝置的跳合閘出口回路等較為復(fù)雜。應(yīng)用于發(fā)電廠時，發(fā)電機變壓器組與線路公用的中間斷路器，只能在單元控制室

9、控制，并在網(wǎng)絡(luò)控制室設(shè)相應(yīng)的斷路器信號，比較復(fù)雜。2.2.2 雙母線接線特點（1） 接線清晰。（2） 每一進出線各自接一組斷路器，互不影響。（3） 一組母線及所連接設(shè)備故障，不影響另一組母線供電，將故障母線所接回路切換到另一組母線后即可恢復(fù)供電，運行靈活可靠。（4） 兩組母線可根據(jù)各線路負荷情況，通過切換，達到兩組母線的負荷大致平衡。（5） 任一組母線及所連接設(shè)備檢修，經(jīng)過切換操作，不影響供電。（6） 擴建方便。（7） 隔離開關(guān)數(shù)目多，切換母線操作過程比較復(fù)雜，容易造成誤操作，而且不利于實現(xiàn)自動化和遠動化。（8） 母聯(lián)斷路器故障需短時全廠停電，檢修時兩組母線解列或按單母線運行。2.3 經(jīng)濟性比

10、較 圖2-1雙母線接線 圖2-2一臺半斷路器接線 表2-1經(jīng)濟性比較 雙 母 線 接 線 一臺半斷路器接線斷 路 器隔 離 開 關(guān)斷 路 器隔 離 開 關(guān)臺數(shù)8231125綜合分析：雙母線接線一般適用于電力系統(tǒng)中地位比較重要的大中型水電站，電壓為110500KV，出線回路數(shù)超過4回。雙母線接線對繼電保護的選擇整定較一臺半斷路器接線簡單，雙母線接線比一臺半斷路器接線較為經(jīng)濟，并有供電的可靠性，決定采用雙母線接線。2.4 主變壓器的選擇主變壓器的容量和臺數(shù)的確定原則：所以選擇發(fā)電機-變壓器組單元接線的主變壓器時，應(yīng)遵循以下原則：變壓器容量選擇按發(fā)電機的額定容量扣除本機組的廠用負荷后，留有10%的裕

11、度來確定。發(fā)電機容量：460MW COS=0.9 =460/0.9=511.1MVA511.1（1-0.5%）=505.989MVA505.989（1+10%）=556.588MVA=556588KVA 556588/3=185529KVA選用無勵磁調(diào)壓變壓器YN，d11 表2-2主變壓器參數(shù)表型 號DFP-170000/550/空 載 電 流（%）0.8容 量170000KVA空 載 損 耗（KW）162電壓高 壓（KV）55022.5%負 載 損 耗（KW）600低 壓（KV）20阻 抗 電 壓（%）143 發(fā)電廠廠用電接線的最佳方案3.1 方案確定廠用電設(shè)計應(yīng)按照運行、檢修和施工的要求，

12、考慮全廠發(fā)展規(guī)劃，妥善解決分期建設(shè)引起的問題。積極慎重地采用經(jīng)過鑒定的新技術(shù)和新設(shè)備，使設(shè)計達到經(jīng)濟、技術(shù)先進、保證機組安全、經(jīng)濟和滿發(fā)的運行。3.1.1 廠用電接線應(yīng)滿足的要求（1） 各機組的廠用電系統(tǒng)應(yīng)是獨立的，特別是300MW及以上機組。一臺機組的故障停運或其輔機的電氣故障，不應(yīng)影響到另一臺的正常運行。并能在短時間內(nèi)恢復(fù)本機組的運行。（2） 充分考慮機組起動和停運過程中的供電要求。一般均應(yīng)配置可靠的起動（備用）電源，在機組起動、停運和事故時的切換操作要少，并能與工作電源短時并列。（3） 300MW及以上機組應(yīng)設(shè)置足夠容量的交流事故保安電源，當全廠停電時，可以快速起動和自動投入，向保安負荷

13、供電。3.1.2 廠用電源取得方式廠用電源通常考慮由單元接線的發(fā)電機出口供給。3.1.3 備用電源取得方式備用電源一般可通過主變壓器倒送廠用電或由與系統(tǒng)聯(lián)系緊密的最低一級電壓母線上接高壓備用變壓器以取得備用電源，或者通過保留施工電源。3.1.4 廠用電壓等級的選擇水電站廠用負荷較小，一般無大容量的廠用電動機，通常只需380/220V電壓供電。低壓廠用電壓采用380/220V三相四線制系統(tǒng)，中性點直接接地。高壓廠用電壓一般采用610KV三相系統(tǒng)。圖3-1廠用電接線圖3.2 廠用變壓器的選擇廠用變壓器的選擇主要考慮高壓工作變壓器和起動備用變壓器的選擇，其選擇內(nèi)容包括變壓器的臺數(shù)、型式、額定電壓、容

14、量和阻抗。為了正確選擇廠用變壓器容量，首先應(yīng)對廠用主要用電設(shè)備的容量、數(shù)量及其運行方式有所了解，并予以分類和統(tǒng)計，最后確定廠用變壓器容量。廠用變壓器容量必須滿足廠用電負荷從電源獲得足夠的功率。廠用變壓器的額定電壓應(yīng)根據(jù)廠用電系統(tǒng)的電壓等級和電源引接處的電壓確定，變壓器一、二次額定電壓必須與引接電源電壓和廠用網(wǎng)絡(luò)電壓相一致。3.2.1 廠用變壓器的選擇發(fā)電機容量：460MW COS=0.9 =511.1MVA廠用變壓器容量按本機組的廠用負荷確定。511.1×0.5%=2555KVA 2555/3=852KVA表3-1廠用變壓器參數(shù)型號DCB-800/20/空 載 電 流（%）2額定容

15、量800KVA空 載 損 耗（KW）6.5電壓高 壓（KV）20短 路 損 耗（KW）33低 壓（KV）6.3阻 抗 電 壓（%）7低壓工作及備用變壓器選用S6-800/10型 表3-2工作變壓器參數(shù)聯(lián)接組別Y,yn0空 載 電 流（%）1.0/2.5容 量800KVA空 載 損 耗（W）1400電壓高 壓（KV）6.3短 路 損 耗（W）7500低 壓（KV）0.4阻 抗 電 壓（%）54 短路電流的計算電力系統(tǒng)的事故大部分是由短路引起的，發(fā)生短路時，電流可能達到正常運行電流的十幾倍，這樣大的電流所產(chǎn)生的熱效應(yīng)和力效應(yīng)會使電氣設(shè)備受到嚴重損壞，因此，在進行設(shè)計時，應(yīng)采取措施盡快切除短路故障，

16、以使載流部分保持熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。4.1網(wǎng)絡(luò)變換圖4-1等值電路圖4.2 求計算電抗基準功率 =1000MVA 基準電壓=查表得主變：DFP-170000/550/-22.5%/20 % = 發(fā)動機：SF460-48/12300 廠變：SZ6-800/20 % = 7= =X=X= =X= =X=X=1）當d1點短路時（母線短路） X=(0.824+0.411)/4=0.3092）當d2點短路時（發(fā)電機出口側(cè)） X=（0.824+0.411）/3=0.412=3）當d3點短路時（廠用低壓側(cè)） X=（0.824+0.411）/3=0.412利用分步系數(shù)法和星三角變換法：4.3 計算電抗求值 f-1

17、點 f-2點 f-3點 4.4 短路電流計算1）f-1點查計算曲線求短路電流周期分量標么值表4-1 f-1點短路電流周期分量標么值時 間系統(tǒng)發(fā)電機0 S59.171.8022 S59.172.0544 S59.172.263無限大系統(tǒng)其 無限大功率電源提供的短路電流為短路電流基準值為 短路電流的有名值：2）f-2點查計算曲線求短路電流周期分量標么值 表4-2 f-2點短路電流周期分量標么值時 間系統(tǒng)發(fā)電機發(fā)電機0 S1.1820.0315.5262 S1.4030.0313.3784 S1.4030.0313.234 基準值： 短路電流的有名值：3）f-3點短路電流周期分量標么值，查表得 表4

18、-3 f-3點短路電流周期分量標么值時 間系統(tǒng)發(fā)電機發(fā)電機0 S0.0330.0008720.1362 S0.0330.0008720.1364 S0.0330.0008720.136 基準值： 短路電流的有名值：4.5短路沖擊電流值的計算 表4-4短路點沖擊系數(shù)短 路 點沖 擊 系 數(shù)發(fā) 電 機 端1.9發(fā)電廠變壓器側(cè)母線及發(fā)電機電壓電抗器后1.85遠離發(fā)電廠的地點1.8f-1點 f-2點 f-3點 5 發(fā)電機變壓器的保護配置5.1 概論 繼電保護設(shè)計的原則及一般規(guī)定設(shè)計的準則：繼電保護和安全自動裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分，對保證電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行，防止事故發(fā)生或擴大起重大作用。要合理

19、處理繼電保護和安全自動裝置與其保護對象電網(wǎng)一次部分的關(guān)系。繼電保護和安全自動裝置由于本身特點及重要性，要求采用成熟的特別是符合我國電網(wǎng)要求的有運行經(jīng)驗的技術(shù)。不合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、廠站主接線和運行方式必將導(dǎo)致繼電保護和安全自動裝置困難，接線復(fù)雜。有時為適應(yīng)一次部分某些特殊需要采用一些不成熟的非常規(guī)的保護裝置，由此往往引起保護誤動，甚至使一般性故障夸大為系統(tǒng)性事故，設(shè)計中應(yīng)該注意。繼電保護和安全自動裝置應(yīng)符合可靠性、安全性、選擇性、靈敏性與速動性的要求。要結(jié)合具體條件和要求，從裝置的選型、配置、整定、試驗、交直流電源、二次回路及運行維護等方面結(jié)合采取措施，突出重點，統(tǒng)籌兼顧，妥善處理，以達到保證電網(wǎng)

20、安全經(jīng)濟運行的目的。主保護與后備保護的連接方式應(yīng)根據(jù)線路重要程度決定。主設(shè)備繼電保護保護的設(shè)計原則在電力系統(tǒng)的增大，大容量的發(fā)電機繼續(xù)不斷增多，以及對電力系統(tǒng)可靠運行的要求下有重要作用。裝設(shè)完備的繼電保護裝置對重要而昂貴的設(shè)備減少在各種短路和異常運行是造成的損壞，在經(jīng)濟效益上有顯著的效果。在主設(shè)備的保護設(shè)計中，要求保護在裝置，原理接線和設(shè)備選型等方面，根據(jù)主設(shè)備的運行工況及結(jié)構(gòu)特點，達到可靠、靈敏、快速且有選擇性的要求。保護裝置選型在各電廠設(shè)計中宜一致，但為了更好地滿足保護雙重化選用性能更完善，更可靠的裝置等要求，也可選用不同類型的保護裝置。5.2 發(fā)電機變壓器組保護配置發(fā)電機變壓器組的保護配

21、置：1）避雷器裝設(shè)于主變壓器中性點。2）反映相間短路故障的保護：變壓器瓦斯保護；3）差動保護，復(fù)合電壓起動過電流保護或負序電流保護、阻抗保護；變壓器零序保護； 4）反映接地的保護：定子繞組100%接地保護；勵磁回路一點接地或兩點接地保護。5）發(fā)電機匝間保護。6）反映異常運行狀況的保護：過電壓保護；失磁保護；對稱過負荷保護；變壓器溫度保護，變壓器冷卻系統(tǒng)故障保護。7）后備保護：對于由外部相間短路引起的變壓器過電流，可采用過電流保護（適用于降壓變），復(fù)合電壓（負序電壓及線電壓）起動的過電流保護（適用于升壓變）高壓廠用變壓器的保護配置：瓦斯保護；縱聯(lián)差動保護；電流速斷保護；過電流保護。母線保護的配置

22、：雙母線的母線相位比較差動保護。自動裝置的配置：備用電源自動投入裝置、重合閘裝置、自動調(diào)節(jié)勵磁裝置和滅磁裝置、同期裝置。5.3 線路繼電保護的配置 電力系統(tǒng)中的電力設(shè)備和線路，應(yīng)裝設(shè)在斷路故障和異常運行的保護裝置。電力設(shè)備和線路的保護應(yīng)有主保護和后備保護，必要時可增設(shè)輔助保護。繼電保護裝置必須滿足可靠性、選擇性、靈活性和速動性四個基本要求。5.4 自動裝置配置自動裝置的基本要求應(yīng)符合可靠性、選擇性、靈活性和連動性的要求。一般有以下幾種：（1） 自動重合閘在電網(wǎng)中得到普遍應(yīng)用的有單相重合閘、三相重合閘以及既能單相又可三相的重合閘三大類。（2） 備用電源自動投入裝置廠用電源裝設(shè)備用電源自動投入裝置

23、。（3） 發(fā)電機裝設(shè)自動勵磁調(diào)整裝置和自動滅磁裝置。（4） 同期裝置。6 電氣設(shè)備的選擇與校驗6.1 保護的配置方案6.1.1 互感器的配置互感器在主接線中的配置與測量儀表、同支點的選擇、保護和自動裝置的要求以及主接線的形式有關(guān)。1）電流互感器的配置原則（1） 為滿足測量和保護的需要，在發(fā)電機、變壓器、出線母線和母線斷路器、旁路斷路器等回路均設(shè)有電流互感器。對于中性點直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置，對中性點非直接接地系統(tǒng)，按二相或三相配置；（2） 對于保護用電流互感器的裝設(shè)地點應(yīng)盡量消除主保護裝置的不保護區(qū)來設(shè)置；（3） 為了防止支持式電流互感器套管閃絡(luò)造成母線故障，電流互感器通常布置在斷路器的

24、出線或變壓器側(cè)；（4） 為了在內(nèi)部故障時及時發(fā)現(xiàn)電機內(nèi)部短路電流，用于自動調(diào)節(jié)勵磁裝置的電流互感器應(yīng)布置在發(fā)電機定子繞組的出線側(cè)，為便于分析和發(fā)電機并入系統(tǒng)前發(fā)現(xiàn)內(nèi)部故障，用于測量儀表的 電流互感器宜裝在發(fā)電機中性點側(cè)。 2）電壓互感器的配置（1） .電壓互感器的數(shù)量和配置與主接線方式有關(guān)，并滿足測量、保護、同期和自動裝置的要求。電壓互感器的配置應(yīng)能保證運行方式改變時，保護裝置不得失壓，同期點都能提取電壓；（2） .廠用母線上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器；（3） 當需要監(jiān)視和檢測線路側(cè)有無電壓時，出線側(cè)的一相應(yīng)裝設(shè)電壓互感器；（4） 發(fā)電機出口一般裝設(shè)兩組電壓互感器，供測量、保護和自動電壓調(diào)整裝置需要。當

25、發(fā)電機配有雙套自動電壓調(diào)整裝置，且采用零序電壓式匝間保護時，可再增設(shè)一組電壓互感器。6.1.2 隔離開關(guān)的配置（1） 接在母線上的避雷器和電壓互感器合用一組隔離開關(guān)。（2） 斷路器兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便在其檢修時隔離電源用。（3） 500KV主變壓器中性點通過隔離開關(guān)接地。6.1.3 接地刀閘的配置為保證電器和母線的檢修安全，500KV 雙母線接線每組母線上裝設(shè)2組獨立式母線接地器。500KV配電裝置的斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)和線路隔離開關(guān)宜配置接地刀閘。6.1.4 避雷器的配置對于雷電入侵波，最好選用氧化鋅避雷器進行保護，主要在以下地方配置：（1） 配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器；（2）

26、500KV主變壓器進線裝設(shè)一組避雷器；（3） 出現(xiàn)側(cè)應(yīng)安裝避雷器；（4） 變壓器中性點應(yīng)裝設(shè)一組避雷器；（5） 發(fā)電機出口應(yīng)該裝設(shè)一組避雷器。6.1.5 避雷針的配置對于直擊雷最好采用避雷針防護，主要在 500KV屋外配電裝置，將避雷針裝設(shè)在配電裝置的構(gòu)架上；獨立避雷針不應(yīng)裝設(shè)在人經(jīng)常通行的地方，避雷針及其接地裝置與道路出入口等的距離不應(yīng)小于3m，否則采取均壓措施。避雷針與主接線網(wǎng)的地下連接點至變壓器接地線與主接地網(wǎng)的地下連接點，沿接地體的長度不小于15 m。在變壓器的門型構(gòu)架上不易裝設(shè)避雷針、避雷線。 高壓電器選擇的一般原則：（1） 應(yīng)滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景

27、發(fā)展。（2） 應(yīng)按當?shù)貤l件校核。（3） 應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理。（4） 與整個工程的建設(shè)標準應(yīng)協(xié)調(diào)一致。（5） 同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。（6） 選用新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的實驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格，所選出的高壓電器應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。6.2 設(shè)備選擇（電氣主接線部分）(GIS)6.2.1 斷路器的選擇與校驗高壓斷路器是發(fā)電廠和變電站電氣主系統(tǒng)的重要開關(guān)電器，高壓斷路器的主要功能是：把設(shè)備或線路接入電網(wǎng)或退出運行，起著控制作用；當設(shè)備或線路發(fā)生故障時，能快速切除故障回路，保證無故障部分正常運行，起著保護作用。高壓斷路器是開關(guān)電器中最為完善的一種設(shè)備，其最

28、大特點是能斷開電器中負荷電流和短路電流。用開關(guān)電器切除通有電流的線路時，只要電源電壓大于1020V,電流大于80100mA，在開關(guān)電器的動靜觸頭分離瞬間，觸頭間就會出現(xiàn)電弧，而電弧能否熄滅，決定于電弧電流過零時，弧隙的介質(zhì)強度恢復(fù)速度和系統(tǒng)恢復(fù)電壓上升速度的競爭。斷路器不但要滿足正常運行和短路開斷性能要求，對不同接線方式、配置在不同位置的斷路器，還應(yīng)滿足不同條件下的多種開斷要求，如近區(qū)故障、發(fā)展性故障、并聯(lián)開斷、反相開斷、且空載長線路或空載變壓器，以及切合并聯(lián)電抗器等，對調(diào)峰運行水電站，還應(yīng)滿足頻繁操作的要求。對超高壓斷路器還要能適應(yīng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定和過電壓對斷路器的要求，如快速開斷、同支性和限制

29、內(nèi)過電壓措施等?，F(xiàn)代高壓開關(guān)電器中，滅弧方式有：（1） 利用滅弧介質(zhì)。（2） 采用特殊金屬材料作滅弧觸頭。（3） 利用氣體滅弧。（4） 采用多斷口熄弧。（5） 提高斷路器觸頭的分離速度。SF6斷路器性能較優(yōu)，不檢修周期間隔期長，噪聲低，運行穩(wěn)定，安全可靠，壽命長，有利于簡化接線。500KV電壓等級的斷路器（8臺）選擇要求：（1） 斷路器的額定關(guān)合電流，不應(yīng)小于短路沖擊電流值。（2） 關(guān)于分合閘時間，對于110KV以上的電網(wǎng)，當電力系統(tǒng)穩(wěn)定要求快速切除故障時，分閘時間不宜大于0.04S。種類及型式選擇：SF6斷路器由SF6氣體滅弧，對材料、工藝及密封要求嚴格，有屋外敞開式及屋外落地罐式之別，更多

30、用于GIS(封閉組合電器)。其額定電流和開斷電流可作得很大，開斷性能好，適用于各種工況開斷，斷口電壓可作得較高，斷口開距小。額定電壓和電流的選擇： 開斷電流選擇：開斷瞬間的短路電流周期分量有效值短路關(guān)合電流的選擇： 表6-1所選斷路器參數(shù)型 號LW12500額定開段電流（KA）63額 定 電 壓（KV）500動穩(wěn)定電流峰值（KA）160額 定 電 流 (A)3150熱穩(wěn)定電流（KA）63最高工作電壓（KV）550額定關(guān)合電流峰值（KA）160合閘時間（ms）130固有分閘時間（ms）20短路熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗： 滿足要求。 滿足要求。6.2.2 隔離開關(guān)的選擇與檢驗高壓隔離開關(guān)的主要功能是保證

31、高壓電器及裝置在檢修工作時的安全，不能用于切斷，投入負荷電流或開斷短路電流，僅可允許用于不產(chǎn)生強大電弧的某些切換操作；雙母線接線是進行倒閘操作；接通或斷開電流電路。隔離開關(guān)型式對配電裝置的布置影響較大，在滿足一般技術(shù)條件下，合理地選擇隔離開關(guān)型式十分重要。應(yīng)根據(jù)裝設(shè)地點、環(huán)境條件、配電裝置型式和布置方式等要求，經(jīng)綜合比較確定。500KV側(cè)隔離開關(guān)（23臺） 表6-2所選隔離開關(guān)的參數(shù)型 號GW7500D額 定 電 壓（KV）500動穩(wěn)定電流峰值（KA）125額 定 電 流 (A)3150熱穩(wěn)定電流 (KA)50短路熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定檢驗： 滿足要求。 滿足要求。6.2.3 互感器的選擇互感器是電力

32、系統(tǒng)中測量儀表，繼電保護等二次設(shè)備獲取電氣一次回路信息的傳感器，互感器將高電壓、大電流按比例變成低電壓（100、100/）和小電流（5、1A），其一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表與繼電保護等。為了確保工作人員在接觸測量儀表和繼電器時的安全，互感器的每一個二次繞組必須有一可靠的接地，以防繞組間絕緣損壞而使二次部分長期存在高電壓?；ジ衅靼娏骰ジ衅骱碗妷夯ジ衅鲀纱箢?，主要是電磁式的。此外電容式電壓互感器在超高壓系統(tǒng)中也被廣泛應(yīng)用，注意電流互感器在運行時，二次側(cè)嚴禁開路，電壓互感器在運行時，二次側(cè)嚴禁短路。電壓互感器的配置：（1） 電壓互感器的數(shù)量和配置與主接線方式有關(guān)，并應(yīng)滿足測量、保護、同

33、期和自動裝置的要求。電壓互感器的配置應(yīng)能保證在運行方式改變時，保護配置不得失壓，同期點的兩側(cè)都能提取到電壓。（2） 500KV電壓等級的每組主母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。電流互感器的配置：（1） 凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器，其數(shù)量應(yīng)滿足測量儀表、保護和自動裝置要求。（2） 在未設(shè)斷路器的下列地點也應(yīng)裝設(shè)電流互感器：發(fā)電機和變壓器的中性點、發(fā)電機和變壓器的之間。（3） 對直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置。對非直接接地系統(tǒng)，依具體要求按兩相或三相布置。電流互感器的選擇500KV等級電流互感器（48臺）一次回路額定電壓和電流的選擇： 表6-3所選電流互感器的參數(shù)型 號LB1-500LB1-5

34、00W121250/1二次組合5P/0.2/TPY/TPY/TPY/TPY電 壓（KV）500二次序號1 2 36 45測量級穩(wěn)態(tài)保護級暫態(tài)保護級 短路熱穩(wěn)定電流（KA）動穩(wěn)定電流（KA）準確級0.2/055PTPY額定負荷（VA）50/50501520儀表保安系數(shù)525-5062.5-125準確限值系數(shù)15短路電流系數(shù)15熱穩(wěn)定校驗： 滿足要求。動穩(wěn)定校驗： 滿足要求。發(fā)電機出口及中性點電流互感器： 選擇LMZB3-20型表6-4所選電流互感器參數(shù)額定電流比（A）15000/510% 倍 數(shù)（倍）-次級組合0.5/0.5/0.5/B/B/B1S熱穩(wěn)定倍數(shù)（倍）-準 確 級 次0.5 B 動穩(wěn)

35、定倍數(shù)（倍）-0.5級D級二次負荷（）3 3-電壓互感器的選擇500KV電容式電壓互感器表6-5電容式電壓互感器參數(shù)型 號TYD500/二次負荷（VA）0.2級150分壓電壓容量C()0.0050.5級300初級繞組次級繞組剩余電壓繞組額 定 電 壓（KV）0.16.2.4 導(dǎo)體的選擇概述導(dǎo)體通常由銅、鋁制成。載流導(dǎo)體一般使用鋁或鋁合金材料。純鋁的成型導(dǎo)體一般為矩形、槽型和管型；鋁合金導(dǎo)體有鋁錳合金和鋁鎂合金兩種，形狀均為管型，鋁錳合金載流量大，但強度較差，而鋁鎂合金載流量小，但機械強度大，其缺點是焊接困難，因此使用受到限制；銅導(dǎo)體只用在持續(xù)工作電流大，且出線位置特別狹窄或污穢對鋁有嚴重腐蝕的

36、場所。硬導(dǎo)體截面常用的有矩形、槽型和管型。單條矩形導(dǎo)體截面最大不超過1250，以減少集膚效應(yīng)，使用于大電流時，可將24條矩形導(dǎo)體并列使用，矩形導(dǎo)體一般只用于35KV及以下、電流在4000及以下的配電裝置中；槽型導(dǎo)體機械強度好、載流量大，集膚效應(yīng)系數(shù)較小，一般用于40008000A的配電裝置中；管型導(dǎo)體集膚效應(yīng)系數(shù)小、機械強度高，用于8000A以上的大電流母線或要求電暈放電電壓高的110KV及以上的配電裝置中。軟導(dǎo)體常用的有鋼芯鋁絞線、組合導(dǎo)線、分裂導(dǎo)線和擴徑導(dǎo)線，后者多用于330KV及以上配電裝置。各種導(dǎo)線的優(yōu)缺點：硬導(dǎo)體機械強度高，載流量大，布置上要求的相間距離較小，故主要作為發(fā)電機至變壓器

37、的引出線及屋內(nèi)高低壓配電裝置中作為主母線。軟導(dǎo)線施工方便，主要適用于架空電力線路及各型戶外配電裝置。導(dǎo)體選擇母線導(dǎo)線選擇 選用管型導(dǎo)體（鋁錳合金）表6-7所選導(dǎo)線參數(shù)導(dǎo) 體 尺 寸導(dǎo)體截面導(dǎo)體最高允許溫度為下值時載流量（A）截面系數(shù)W（）慣性半徑（cm）慣性矩J（）708014912350205433.83.36169校驗：熱穩(wěn)定校驗：正常運行時導(dǎo)體溫度查表得C99 則短路熱穩(wěn)定決定的最小導(dǎo)體截面為 滿足要求。6.2.5 接地開關(guān)的選擇簡介：為保證電器和母線檢修的安全，35KV及以上每段母線根據(jù)長度宜裝設(shè)12組接地刀閘或接地器，兩組接地刀閘間的距離應(yīng)盡量保持適中；63KV及以上斷路器兩側(cè)的隔離

38、開關(guān)和線路隔離開關(guān)的線路側(cè)，宜配置接地刀閘。母線的接地刀閘宜裝設(shè)在母線電壓互感器的隔離開關(guān)上和母聯(lián)隔離開關(guān)上，也可裝于其它回路母線隔離開關(guān)的基座上。必要時可設(shè)置獨立式母線接地器。母線接地刀（供電氣設(shè)備檢修情況下，不帶電線路接地之用）。表6-8接地開關(guān)參數(shù) 型號JW2-500（W）額定電壓（KV）500接線端額定靜拉力（N）1500最 高 電 壓（KV）550對 地 工 頻 耐 壓（KV）680動穩(wěn)定電流（KA）100全波1.5/40雷電沖擊對地耐壓（KV）16752S熱穩(wěn)定電流（KA）40250/2500操 作沖擊對地耐壓（KV）1175長期通流能力（A）600爬 電 距 離（mm）普 通 型

39、74806.3 廠用電設(shè)備選擇6.3.1 高壓開關(guān)柜及低壓配電屏的選擇高壓開關(guān)柜具有布置緊湊、安裝簡單、維護方便、運行安全等優(yōu)點。已定型生產(chǎn)的高壓開關(guān)柜使用電壓為310KV和35KV，在水電廠中一般用于廠用高壓配電裝置。高壓開關(guān)柜的使用范圍主要受斷路器容量限制，一般最大電流不超過2000安，開斷電流不超過31.5KA。開關(guān)柜參數(shù)選擇選用開關(guān)柜的電壓等級應(yīng)與工作回路電壓相符，回路工作電流和開斷電流不應(yīng)超過開關(guān)柜規(guī)定參數(shù)范圍。柜內(nèi)主要設(shè)備（如斷路器、隔離開關(guān)、電流、電壓切合熔斷器等），開關(guān)柜的型式應(yīng)根據(jù)配電裝置接線和布置條件確定。 開斷電流選擇： 短路關(guān)合電流的選擇： 選用GFC15型手車式高壓開

40、關(guān)柜，適用于310KV三相交流50HZ系統(tǒng)中，作為發(fā)電廠，變電站中控制發(fā)電機、變壓器、受電、潰電以及廠用電的主要用柜。GFC15型高壓開關(guān)柜系封閉式，整個柜分成兩部分，由固定的柜體和可移動的手車所組成。使用條件為：海拔高度不超過1000m，周圍介質(zhì)溫度不高于40，不低于5。室內(nèi)相對濕度不超過85，沒有導(dǎo)電塵埃與足以腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體的場所，沒有爆炸危險及劇烈震動的場所。表6-9開關(guān)柜的技術(shù)數(shù)據(jù)額定電壓（KV）6操 作 方 式電磁操動機構(gòu)、彈簧操動機構(gòu)額定電流（A）600母 線 系 統(tǒng)單 母 線斷流容量（KV/MVA）10/750外形尺寸（mm）GFC15型主要電氣設(shè)備ZN10C型 斷 路

41、 器CD10(CT8) 型 操 動 機 構(gòu)LZX10型 電 流 互 感 器低壓配電屏的選擇 用于電纜受電時，選用型抽屜式低壓配電屏型抽屜式低壓配電屏用于電廠及其它工業(yè)企業(yè)，作為三相交流50、60HZ，電壓為380V及以下電力系統(tǒng)的配電（PC）和電動機控制中心（MCC）之用。插入式的主斷路器為插接結(jié)構(gòu)，輔助元器件為固定安裝。表6-10型抽屜式低壓配電屏技術(shù)數(shù)據(jù)額 定 電 流（A）20002500主 電 路 電 氣 設(shè) 備ME-20002505型自動開關(guān)LMZ /5型電流互感器小 室 尺 寸（mm）結(jié)構(gòu)型式插接式6.3.2 電流互感器的選擇 廠用變壓器電流互感器（4臺） 選擇LMZB1-20型表6

42、-11所選電流互感器參數(shù)額定電流比（A）800/510% 倍 數(shù)（倍）5次級組合0.5/0.5/0.5/B/B/B1S熱穩(wěn)定倍數(shù)（倍）90準 確 級 次0.5 B 0.5 B最大二次電流倍數(shù)（倍）100.5級D級二次負荷（）2.0 2.4 -熱穩(wěn)定及動穩(wěn)定校驗： 滿足要求。6.3.3 電力電纜的選擇電纜的額定電壓應(yīng)等于或大于所在網(wǎng)絡(luò)的額定電壓。敷設(shè)在電纜室（溝）內(nèi)的電纜，通常采用裸鎧裝電纜（如ZLL120、XLQ20、VLV20等）或鉛包裸塑料護套電纜（如ZLL11）。電纜直埋時，應(yīng)采用帶外護層的鎧裝電纜（如ZLL12、XLQ2、VLV2等）或鉛包裸塑料護套電纜（如ZLL11）。油浸紙絕緣電力

43、電纜主要適用于交流額定電壓35KV及以下的輸配電線路，作輸配電能用。橡皮和聚氯乙烯（PVC）絕緣電力電纜主要用于固定敷設(shè)交流50HZ，額定電壓6KV及以下輸配電線路。廠用6.3KV電力電纜的選擇油浸紙絕緣三芯鋁導(dǎo)體電力電纜：廠用 J=0.98選用ZLQD22型（鋁芯不滴流油浸紙絕緣鉛套鋼帶鎧裝聚氯乙烯套電力電纜）表6-12電力電纜參數(shù)標 稱 截 面（）外 徑（mm）質(zhì) 量（kg/km）載 流 量（A）土壤中空氣中30066.110739415460校驗：查表得C=99 熱穩(wěn)定校驗：= 滿足要求。6.4 支柱絕緣子及避雷器的選擇6.4.1 支柱絕緣子的選擇1) 高壓戶外支柱絕緣子的選擇本電廠對設(shè)

44、計環(huán)境無特殊要求，可選用普通型棒式支柱絕緣子。 選用ZS1500/14K型表6-13所選支柱絕緣子參數(shù)額定電壓（KV）全波沖擊試驗電壓幅值不小于（KV）工頻試驗電壓有效值不小于（KV）機 械 破 壞 負 荷 不 小 于抗 彎（KN）抗 壓（KN）抗 扭（）干 耐 受濕 耐 受5001950130080014-102）高壓盤式懸式絕緣子的選擇選用XP53-I型表6-14普通型盤形懸式絕緣子參數(shù)工頻試驗電壓有效值不小于（KV）50%全波沖擊閃絡(luò)電壓幅值不小于（KV）機電試驗負荷不小于1h負荷破壞負荷干 閃 絡(luò)濕 閃 絡(luò)擊 穿tKNtKN9555140150-535306.4.2 避雷器的選擇1）5

45、00KV電壓等級選用FCZ-500J磁吹閥式型避雷器表6-15 FCZ-500J 型避雷器參數(shù)額定電壓有效值（KV）500工頻放電電壓有效值（KV）不小于640滅弧電壓有效值（KV）440不大于790沖擊放電電壓峰值不大于（KV）（）1100操作波放電電壓峰值不大于（KV）10808/20雷電沖擊殘壓峰值不大于（KV）5KA-電導(dǎo)電流（）1000-140010KA11002）6.3KV電壓等級表6-16選用Y5W7.6/27無間隙氧化鋅避雷器方波通流容量峰值2ms，20次（A）400直流1mA參考電壓不小于（KV）12.98/20雷電沖擊殘壓峰值不大于（KV）持續(xù)運行電壓有效值（KV）410K

46、A5KA避雷器額定電壓有效值（KV）7.627系統(tǒng)額定電壓有效值（KV）63）變壓器中性點保護用無間隙氧化鋅避雷器：表6-17選用Y10W5468/1070型無間隙氧化鋅避雷器避雷器額定電壓有效值（KV）468波頭1陡波沖擊殘壓峰值不大于（KV）10KV1198系統(tǒng)額定電壓有效值（KV）5008/20雷電沖擊波殘壓峰值不大于（KV）10KV1070直流1mA參考電壓不小于（KV）190方波通流容量峰值2ms，20次（A）1500持續(xù)運行電壓有效值（KV）6302KA操作波殘壓峰值不大于（KV）9504）發(fā)電機保護用無間隙氧化鋅避雷器：表6-18選用Y3W19/45型無間隙氧化鋅避雷器避雷器額定

47、電壓有效值（KV）19避雷器持續(xù)運行電壓有效值（KV）10電機額定電壓有效值（KV）15.75直流1mA參考電壓不小于（KV）28.2100A操作沖擊電流殘壓峰值不大于（KV）36方波通流容量2ms，20次（A）400波頭1陡波沖擊電流殘壓峰值不大于（KV）8/20雷電沖擊波電流殘壓峰值不大于（KV）2.5KA3KA2.5KA3KA51.8455）0.4KV避雷器：表6-19選用Y3W0.5/2.6型低壓配電系統(tǒng)無間隙氧化鋅避雷器避雷器額定電壓有效值（KV）0.50方波通流容量2ms，20次（A）100系統(tǒng)額定電壓有效值（KV）0.38標稱電流下殘壓峰值不大于（KV）持續(xù)運行電壓有效值（KV）

48、0.42陡波沖擊雷電沖擊直流1mA參考電壓不小于（KV）1.12.67 高壓配電裝置的設(shè)計7.1 設(shè)計原則與要求高壓配電裝置的設(shè)計必須認真貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟政策，遵循上級頒發(fā)的有關(guān)規(guī)程、規(guī)范及技術(shù)規(guī)定，并根據(jù)電力系統(tǒng)條件、自然環(huán)境特點和運行、檢修、施工方面的要求，制定合理的布置方案和選用設(shè)備，積極慎重地采用新布置、新設(shè)備、新材料、新結(jié)構(gòu)，使配電裝置設(shè)計不斷創(chuàng)新，做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、運行可靠、維護方便。在確定配電裝置型式時，必須滿足下列四點要求：（1） 節(jié)約用地。節(jié)約用地是我國現(xiàn)代化建設(shè)的一項帶有戰(zhàn)略性的方針。（2） 運行安全和操作巡視方便。配電裝置布置要整齊清晰，并能在運行中滿足對人身和設(shè)

49、備的安全要求，使配電裝置一旦發(fā)生事故時，能將事故限制到最小范圍和最低程度，并使運行人員在正常操作和處理事故的過程中不致發(fā)生意外情況，以及在檢修維護過程中不致?lián)p害設(shè)備。此外，還應(yīng)重視運行維護時的方便條件，如合理確定電氣設(shè)備的操作位置，設(shè)置操作巡視通道，便利與主（網(wǎng)絡(luò)）控制室聯(lián)系等。（3） 便于檢修和安裝。對于各種型式的配電裝置，都要妥善考慮檢修和安裝條件。如為高型及半高型布置時，要對上層母線及隔離開關(guān)的檢修、試驗采取適當措施。（4） 節(jié)約材料，降低造價。高壓配電裝置設(shè)計的原則是：（1） 高壓配電裝置的設(shè)計應(yīng)符合有關(guān)規(guī)程、規(guī)范的要求。（2） 設(shè)計應(yīng)深入現(xiàn)場，積極慎重地采用新布置、新設(shè)備和新材料，使

50、設(shè)計做到切合實際、運行可靠、維護方便、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理。（3） 設(shè)計時要考慮水電站的特點。確定布置型式時要注意充分利用地形、因地制宜、不占或少占農(nóng)田；在保證安全可靠的前提下，布置力求整齊、簡單、緊湊，便于安裝、運行、檢修和試驗。當電站需分期過渡時，配電裝置應(yīng)滿足其相應(yīng)的要求。7.2 布置的一般要求（1）500KV屋外配電裝置的最小安全凈距。表7-1 500KV屋外配電裝置的安全凈距額定電壓（KV）500J帶電部分至接地部分（）（mm）3800不同相的帶電部分之間（）4300帶電部分至柵欄（）4500帶電部分至網(wǎng)狀遮欄（）3900無遮欄裸導(dǎo)體至地面（C）7500不同時停電檢修的無遮欄裸導(dǎo)體之間

51、的水平凈距（D）5800（2） 各級電壓配電裝置的回路排列和相序排列應(yīng)一致。一般為面對出線自左向右、有遠道近、從上到下按A、B、C相順序排列。對硬導(dǎo)體應(yīng)涂色，色別應(yīng)為：A相黃色、B相綠色、C相紅色。對絞線一般只標明相別。（3） 相鄰導(dǎo)電部分的額定電壓不同時，應(yīng)按較高額定電壓確定其安全凈距。（4） 為使設(shè)備搬運方便，配電裝置內(nèi)可設(shè)置環(huán)形道路或回車道。環(huán)形道路路面寬度一般為3米，彎曲半徑為77.5米。配電裝置與外部公路連接的道路一般不小于3.5米。配電裝置內(nèi)應(yīng)設(shè)有供運行巡視用的通道，通道寬度可取0.81.0米。也可利用坡度不大的電纜溝蓋板作為部分巡視小道。（5） 配電裝置的遮欄高度，不應(yīng)低于1.7米，柵欄高度不應(yīng)低于1.2米。遮欄網(wǎng)孔不應(yīng)大于。柵欄最低欄桿至地面的凈距不應(yīng)大于200mm。7.3 不同型式配電裝置的特點屋外配電裝置可分為中型配電裝置、高型配電裝置和半高型配電裝置。（1） 中型配電裝置。中型配電裝置是將所有電氣設(shè)備都安裝在同一水