中型火電廠電氣設計(1)

1、2電氣主接線設計發(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)濟運行的關鍵,是電氣設備布置選擇自動化水平和二次回路設計的原則和基礎。電氣主接線的設計原則是：應根據(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。應滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟性的要求5。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)生的規(guī)律，對幾種主接

2、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，工程設計應盡力做到投資省、占地面積小、電能損耗少。2.1 明確任務和設計原理2.1.1原始資料 裝機4臺，分別為供熱式機組2*50MW(kV)、凝氣式機組2*300MW(),廠用電率6%，機組年利用小時數(shù)。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,電纜饋線10回。220KV電壓級最大負荷250MW，最小負荷200MW, , ，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

3、的標幺電抗，基準容量為100MVA,500KV架空線4回，備用線路1回。此外，尚有相應的地理資料、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%=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重要,而且年利用小時數(shù)為6500h5000h,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）。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

4、接線設計務必著重考慮其可靠性6。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，又無特殊的要求，擬采用單元接線的形式，可以節(jié)省價格昂貴的發(fā)電機出口斷路器，又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%=443（MV）?？梢?，該廠500KV級的接線對可靠性要求應當很高7。2.2方案的

5、設計、論證和選擇2.2.1 方案設計根據(jù)對原始資料的分析,現(xiàn)將各電壓級可能采用的較佳方案列出，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，遠大于有關設計規(guī)程對選用單母線分段接線不得超過24MW的規(guī)定，應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220KV?？紤]到50MW機組為供熱式機組，通?！耙詿岫姟保瑱C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

6、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備，應在分段處加裝母線電抗器，同時各條電纜饋線上裝設線路電抗器。（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，應采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=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)電機變壓器單元接線形式接至220KV母線上，其剩余容量或機

7、組檢修時不足容量由聯(lián)絡變壓器與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)絡變壓器與220KV連接，并通過一臺三繞組變壓器聯(lián)系220KV和10KV電壓，以提高可靠性，一臺300MW機組與變壓器構成單元接線，直接將功率送到500KV電力系統(tǒng)8。根據(jù)以上分析、篩選、組合，可以保留兩種可能的接線方案：方案如圖2.1所示:圖2.1 電氣主接線圖方案為500KV側(cè)采用雙母線帶旁路母線接線，220KV側(cè)采

8、用單母線分段帶旁路母線接線，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。若圖2.1所示方案參與比較部分的設備折算到施工年限的總投資為6954.7萬元，折算年的運行費用為1016.29萬元，火電廠使用年限按照n=25年計算，電力行業(yè)預期投資回報率i=0.1,則方案的費用為： 同理，在計算出方案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92.3 本章小結通常，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

9、還必須從可靠性、靈活性等多方面綜合評估，包括大型電廠、變電站對主接線可靠性若干指標的計算，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。鑒于大、中型發(fā)電廠大機組應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所示的方案作為設計的最佳方案。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)中不等電位的導體在電氣上被短接。產(chǎn)生短路的主要原因，是由于電氣設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

10、化、過電壓、機械性損傷等引起。人為誤操作及鳥獸跨越裸導體等也能引起短路。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（幾萬安至十幾萬安）。這樣大的電流所產(chǎn)生的熱效應和機械效應會使電氣設備受到破壞；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

11、，用三相短路作為最嚴重的故障方式，來驗算電器設備的運行能力。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10。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=izif)：一

12、部分短路電流隨時間按正弦規(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if11。短路電流的實用計算法：）三相短路電流周期分量的起始值 (3-1) （3.2） （3.3） （3.4）式中 短路電流周期分量的起始有效值（KA）; 廠用電源短路電流周期分量的起始有效值（KA）; 電動機反饋電流周期分量的起始有效值（KA）; 基準電流（KA），當取基準容量=100MVA、基準電壓=6.3KV時, =9.16KA; 系統(tǒng)電抗（標幺值）； 廠用電源引接點的短路容量（MVA）; 廠用變壓器（電抗值）的電抗（標幺值）； 以廠用變壓器額定容量為基準的阻抗電壓百分值； 電抗器

13、的百分電抗值；電抗器的額定電壓（KV）；電抗器的額定電流（KA）；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；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： （3.5）式中: 短路沖擊電流(KA) 廠用電源的短路峰值電流(KA) 電動機的反饋峰值電流(KA) 廠用電源短路電流的峰值系數(shù) 電動機反饋電流的峰值系數(shù)，100MW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）式中 ： t瞬間短路電流的周期分量有效值（KA） t

14、瞬間短路電流的非周期分量值（KA） t瞬間廠用電源短路電流的周期分量有效值（KA） t瞬間廠用電源短路電流的非周期分量值（KA） t瞬間電動機反饋電流的周期分量有效值（KA） t瞬間電動機反饋電流的非周期分量值（KA） 電動機反饋電流的衰減系數(shù) 廠用電源非周期分量的衰減系數(shù) 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電氣主接線及其設備規(guī)范圖3.2 5

15、00KV電氣主接線及其設備規(guī)范3.3.3 短路電流的詳細計算結果見附錄4電氣設備的選擇為了滿足電力生產(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備，其主要的任務是啟停機組、調(diào)整負荷、切換設備和線路、監(jiān)視主要設備的運行狀態(tài)、發(fā)生異常故障時及時處理。根據(jù)電氣設備的作用不同，可以將電氣設備分為一次設備和二次設備。（1）一次設備 通常把生產(chǎn)、變換、輸送、分配和使用電能的設備，如發(fā)電機、變壓器和斷路器等稱為一次設備。它們包括：生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設備、接通或斷開電路的開關電器、限制故障電流和防御過電壓的保護電器、載流導體、接地裝置。（2）二次設備 對一次設備和系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行

16、測量、控制、監(jiān)視和保護的設備，成為二次設備。它們包括：使用的互感器、測量表計、 繼電保護及自動裝置、直流電源設備、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)電機擬采用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3000rmin13。 4.1.2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2202*2.5%/20kv、5002*2.

17、5%/20kv，連接組別為YN,d11，。（3）繞組分析：擬采用雙繞組變壓器14。4.2高低壓電器設備的選擇4.2.1斷路器的選擇室內(nèi)高壓斷路器是開關電器中結構最為復雜的一類。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)了各類高壓斷路器，目前我國電力系統(tǒng)中應用的斷

18、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)。并兼作操作機構的動力，操作機構與斷路器合為一體。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2兆帕以上，多用于是10KV及以上的電力系統(tǒng)中。（2）六氟化硫（SF6）高壓斷路器則采用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采用。（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，而且絕緣強度恢復快。其真空滅弧室是高強度的真空玻璃泡構成，真空度可達到汞柱，多用10KV及以上的電力系統(tǒng)

19、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)。按其絕緣結構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)中獲得最為廣泛的采用。在20KV及以下電壓等級的供配電系統(tǒng)中廣泛采用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

20、器15。4.2.2隔離開關的選擇隔離開關是一種沒有專門滅弧裝置的開關設備，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，隔離開關只能在電路已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，才能用隔離開關進行直接操作。高壓隔離開關一般可分為戶內(nèi)式和戶外式兩種。（1）戶外式高壓隔離開關GW435G型高壓隔離開關也是目前應用

21、較廣泛的設備。它為雙柱式結構，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，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 。GW7型高壓隔離開關的特點為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)式高壓隔離開關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

22、，成套的高壓開關柜；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15 4.2.3 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

23、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)中得到了廣泛應用。電壓互感器的形式選擇如下:（1）10KV的配電裝置一般采用油浸絕緣結構;在高壓開關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構。當需要零序電壓時，一般采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)的電壓互感器，當線路上裝有載波通訊時，應盡量與耦合電容器結合，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，應選用電磁式電壓互

24、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)的額定電壓應相符。電流互感器一次額定電流的選擇，應使運行電流為其20%100% ;10KV繼電保護用的電流互感器一次側(cè)電流一般應不大于設備額定電流的1.5倍。所選用電流互感器應符合規(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

25、感器二次負載所消耗的功率或阻抗應不超過所選用的準確度等級相應的額定容量，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，應根據(jù)裝設地點的系統(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，采用瓷絕緣結構或樹脂澆注絕緣結構。一般常用的形式為：低壓配電屏和配電設備中LQ線圈式，LM母線式；620KV屋內(nèi)配電裝置和高壓開關柜中LD單匝貫穿式，LF復匝貫穿式；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采用油

26、浸瓷箱式絕緣結構的獨立式電流互感器，常常采用LC系列16。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）、RW535、RW710、RW1035等。（1）戶內(nèi)管式熔斷器：RN1、RN2 兩者結構基本相同，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電力線路和電氣設備的短路保護

27、；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）外，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)氧玻璃布復合管制成，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；RW710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

28、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備過載與短路，它具有限流作用，可代替RW235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；RW1110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RW110型外其它型式只適用于周圍空氣沒有導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16。4.2.5限流電抗器的選擇（1）電抗器幾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

29、）對于發(fā)電廠母線分段回路的電抗器，應根據(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閥型避雷器的工頻放電電壓下限，應高于安裝地點預期操作過電壓；既保護大氣過電壓，又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，應低于電網(wǎng)沖擊電壓水平。（4）保護操作過電

30、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導體的設計和選擇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級避雷器型式FZ110JFZ60暫用FZ40或特殊要求的避雷器FCZ110FZ110JFCZ154JFZ154J分相封閉母線在大型發(fā)電廠中的使用范圍是：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、避雷器等設備的各個分支線。

31、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體的發(fā)熱。（4）運行維護工作量小。圖4.1 200MW機組電氣主接線圖如圖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500mm12mm(外徑壁厚)圓管形鋁母線，屏蔽外殼為1050mm8mm鋁管，相間距離為1400mm。高壓廠用分支封閉母線為150mm10mm的圓管

32、形鋁線，屏蔽外殼為700mm5mm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150mm10mm的圓管形鋁母線，屏蔽外殼為700mm5mm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可靠性，應裝設微正壓充氣裝置。備注：1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/KV和JDZ-20型，變比/KV。高壓熔斷器：RN4-20型，額定電流20KA

33、,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接地方式，用來限制電容電流17。7總結與展望在本設計中，結合三河火力發(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幾個方面作了較為詳盡的論述。同時，在保證設計可靠性的前提下，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

34、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，母線采用完全電流差動保護。其中，為了方便說明和閱讀，在設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果表短路點編號短路點位置短路點基準電壓支路電源名稱支路計算電抗支路額定電流0s短路電流周期分量0.1

35、s短路電流周期分量XeIeI*”I”I0.1*I0.1U1PER UNITVALUEKAPER UNITVALUEKAPER UNITVALUEKAKVD1500KV母線525SX10.0060.110161.29017.737161.29017.737F10.0500.7343.2112.3552.7932.049F20.0500.7343.2112.3552.7932.049F30.0500.7343.2112.3552.7932.049F40.0500.7343.2112.3552.7932.049CGM*27.16*25.93D2 D3NO1,NO2發(fā)電機出口21SX10.0332.7

36、4930.44783.70730.44783.707F10.03118.3385.29897.1564.20977.185F20.26618.3380.57910.6100.55510.178F30.26618.3380.57910.6100.55510.178F40.26618.3380.57910.6100.55510.178CGM*212.69*191.43D4, D5NO1,NO2發(fā)電機6KV廠用母線6.3SX10.7299.1641.37212.5741.37212.574F10.68261.1260.20312.4280.20712.630F25.90061.1260.0251.5530.0251.533F35.90061.1260.0251.5530.0251.533F45.90061.1260.0251.5530.0251.533DDJ19.1253.812CGM*48.79*33.67（續(xù)）短路點短路點位置短路點基準電壓支路電源名稱0s短路電流非周期分量0.1s短路電流非周期分量短路沖擊電流降值編號I*”I”I0.1*I0.1Ic