某火電廠電氣部分設(shè)計

摘要發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的重要組成局部，它直接影響整個電力系統(tǒng)的平安與經(jīng)濟(jì)。其中火力發(fā)電廠更是占據(jù)著非常重要的地位，是電力開展的主力軍。本次畢業(yè)設(shè)計嚴(yán)格遵循火力發(fā)電廠的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，通過對電氣主接線的設(shè)計、廠用電的設(shè)計、短路電流的計算、電氣設(shè)備的選擇和校驗以及配電裝置、防雷裝置的配置、避雷針保護(hù)范圍的計算，簡要完成了對所給火力發(fā)電廠電氣一次局部的設(shè)計。本次設(shè)計中將四臺發(fā)電機升壓供應(yīng)110kV負(fù)荷和220kV電網(wǎng)，簡化了電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及電氣主接線，省去了升高電壓級之間的聯(lián)絡(luò)變壓器，降低了變壓器損耗。在電氣設(shè)備選擇方面盡量選取占地面積小的電氣設(shè)備，節(jié)約土地資源。關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠,電氣主接線,電氣設(shè)備AbstravtPowerplantsplayanimportantroleinpowersystemforthedirectlyinfluenceonthesecurityandeconomyofthewholepowersystem.Includingcoal-firedpowerplantsoccupiesthekeyposition,itisthemainforceinpowerdevelopment.Thegraduationdesignstrictlyfollowedthestandardofthecoal-firedpowerplantdesign.Throughthedesignofthemainelectricalconnection,thecalculationofshort-circuitcurrent,theselectionandcalibrationofelectricalequipmentsandthedesignofdistributiondevice,lightningprotectionequipment,lightingrodofprotectionrangcaculation,completingtheelectricaldesignofthe2×200MW＋2×125MWcoal-firedpowerplant.Thisdesignsendallelectricalenergyto110kVload220kVpowergrids,simplifiedthestructureofpowergrids,savingthecontactingtransformerbetweentherisinglevelofvoltageandreducingthelossoftransformer.Inelectricalequipmentselection，trytoselectareasmallelectricalequipmentasfaraspossibletosavethesourceofland.Keywords:coal-firedpowerplants,themainelectricalconnection,electricalequipment目錄1.概述11.1畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容11.2畢業(yè)設(shè)計發(fā)電廠概況1廠址概況1發(fā)電廠主要技術(shù)指標(biāo)1發(fā)電機組參數(shù)采集12.電氣主接線的設(shè)計22.1電氣主接線設(shè)計原那么和要求2電氣主接線設(shè)計的原那么2對電氣主接線的根本要求2電氣主接線的設(shè)計程序42.2系統(tǒng)電氣主接線的形式4單母線接線4雙母線接線52.2.3無母線接線72.3系統(tǒng)電氣主接線的設(shè)計93.廠用電接線的設(shè)計103.1廠用電接線設(shè)計要求103.2廠用電接線的設(shè)計114.短路電流的計算134.1短路的一般概念13短路的類型和危害13短路計算中的一般規(guī)定13短路計算步驟144.2阻抗〔電抗〕的計算144.3K1點短路計算184.4K2點短路計算185.主要電氣設(shè)備的配置215.1電流互感器的配置21電流互感器簡介21電流互感器配置原那么21電流互感器型號的表示方法225.2電壓互感器的配置22電壓互感器簡介22電壓互感器的配置原那么22電壓互感器型號的表示方法235.3避雷針〔線〕的配置23避雷針〔線〕簡介235.3.2避雷針的配置235.3.3避雷線的配置235.4避雷器的配置245.4.1避雷器簡介24幾種常用的避雷器及應(yīng)用場合25避雷器確實定255.5自動裝置的配置25自動裝置簡介25低壓母線分段備用自動投入接線25變壓器備自投一次接線26進(jìn)線備自投接線266.電氣設(shè)備的選擇與校驗286.1電氣設(shè)備選擇的一般條件28電氣設(shè)備的選擇工程28電氣設(shè)備的校驗工程286.2母線的選擇與校驗30母線的選擇工程30母線的校驗工程31母線的選擇與校驗316.3高壓斷路器的選擇與校驗34高壓斷路器的功用34高壓斷路器的選擇工程34高壓斷路器的校驗工程35高壓斷路器型號的表示方法35高壓斷路器選擇與校驗366.4隔離開關(guān)的選擇及校驗38隔離開關(guān)的功用38隔離開關(guān)型號的表示方法39隔離開關(guān)的選擇與校驗396.5電流互感器的選擇與校驗406.6電壓互感器的選擇與校驗436.7主要電氣設(shè)備的選擇結(jié)果457.配電裝置的設(shè)計467.1配電裝置根本介紹467.2屋內(nèi)配電裝置477.3屋外配電裝置477.4配電裝置方案比擬487.5配電方式確實定487.5.1110kV和220kV配電裝置487.5.26kV廠用配電裝置488.避雷針〔線〕保護(hù)范圍的計算488.1避雷針〔線〕保護(hù)原理488.2避雷針〔線〕的保護(hù)范圍計算方法48單支避雷針的保護(hù)范圍的計算方法48兩支等高避雷針的保護(hù)范圍的計算方法48兩支不等高避雷針的保護(hù)范圍的計算方法48多支不等高避雷針的保護(hù)范圍的計算方法48單根及兩根平行避雷線的保護(hù)范圍的計算方法48避雷針的保護(hù)范圍的計算48架空輸電線路的防雷保護(hù)48參考文獻(xiàn)48結(jié)束語48致謝48附錄A電氣主接線圖48附錄B廠用電接線圖481.概述1.1畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容本次畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容是一個2×200MW+2×125MW火力發(fā)電廠的電氣局部設(shè)計。該廠生產(chǎn)的電力有110kV電壓等級8回線向4個較大的負(fù)荷供電，綜合最大負(fù)荷200MW，另外220kV電壓等級有4回和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)。本次設(shè)計要完成發(fā)電廠電氣主接線的設(shè)計〔包括主變壓器容量的選擇〕,廠用電接線的設(shè)計,短路電流的計算,電流互感器、電壓互感器、避雷器、避雷針及自動裝置的配置、電氣設(shè)備的選擇與校驗、配電裝置的設(shè)計、避雷針的保護(hù)范圍計算等任務(wù)。1.2畢業(yè)設(shè)計發(fā)電廠概況廠址概況本設(shè)計中電廠址位于新建的大型煤礦區(qū)內(nèi)，為一坑口電廠，所用燃煤由煤礦直接供應(yīng)。廠址地區(qū)條件較好，地勢較為平坦，屬于5級地震區(qū)，凍土層深1.5m，復(fù)冰厚10mm，最大風(fēng)速18m/s，年平均氣溫+5℃，最高氣溫+35℃，最低-25℃。發(fā)電廠主要技術(shù)指標(biāo)①裝機容量2×200MW+2×125MW=650MW②.機組年利用小時數(shù)：Tmax=6000h。③電廠生產(chǎn)的電能除廠用電外全部以雙回線路送入系統(tǒng)和負(fù)荷。④6kV廠用電率8%1.2.3發(fā)電機組參數(shù)采集該廠發(fā)電機組有QFS-200-2和QFS-125-2兩種型號，查閱參考書，采集到的發(fā)電機組參數(shù)如表1-1所示表1-1發(fā)電機組參數(shù)型號額定容量(MW)額定電壓(kV)功率因數(shù)(COSФ)次暫態(tài)電抗Xd〞定子結(jié)線QFS-200-220015.750.850.146YYQFS-125-212515.750.80.12YY2.電氣主接線的設(shè)計電氣主接線是發(fā)電廠電氣設(shè)計的首要局部，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，它是由規(guī)定的各種電氣設(shè)備的圖形符號和連接線構(gòu)成的表示接受和分配電能的電路，也稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。它不僅表示出各種電氣設(shè)備的規(guī)格、數(shù)量、連接方式和作用，而且反映了各電力回路的相互關(guān)系和運行條件，從而構(gòu)成了發(fā)電廠或變電站電氣局部的主體。擬定一個合理的電氣主接線方案，不僅與電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠、變電所本身運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，而且對發(fā)電廠、變電所的電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)配置和控制方式等都有重大的影響。主接線的正確、合理設(shè)計，必須綜合處理各個方面的因素，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)論證比擬前方可確定。2.1電氣主接線設(shè)計原那么和要求電氣主接線設(shè)計的原那么電氣主接線設(shè)計的根本原那么是以設(shè)計任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項技術(shù)要求的前提下，兼顧運行、維護(hù)方便，盡可能地節(jié)省投資，就近取材，力爭設(shè)備元件和設(shè)計的先進(jìn)性與可靠性，堅持可靠、先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原那么。對電氣主接線的根本要求擬定發(fā)電廠的電氣主接線方案是發(fā)電廠電氣局部設(shè)計中很重要而且又很復(fù)雜的工作。在設(shè)計時必須按照國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針政策和生產(chǎn)運行發(fā)實踐經(jīng)驗，結(jié)合具體工程情況，盡可能積極穩(wěn)妥地采用成熟的新技術(shù)、新設(shè)備，經(jīng)過全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、平安適用。為了到達(dá)上述目標(biāo)，必須使電氣主接線方案滿足如下根本要求：①保證必要的供電可靠性平安可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠是電氣主接線最根本的要求，停電不僅給發(fā)電廠造成損失，而且給國民經(jīng)濟(jì)各部門帶來的損失將更加嚴(yán)重，在經(jīng)濟(jì)興旺地區(qū)，故障停電的經(jīng)濟(jì)損失是實時電價是十倍，乃至上百倍，至于導(dǎo)致人身傷亡、設(shè)備損壞、產(chǎn)品報廢、城市生活混亂等經(jīng)濟(jì)損失和政治影響，更是難以估量，因此，電氣主接線必須保證供電可靠性。衡量電氣主接線可靠性的標(biāo)志包括:1)供電斷路器檢修時，能否不影響對系統(tǒng)的供電。2)線路、斷路器或母線故障時以及母線或母線隔離開關(guān)檢修時，盡量減少停運的回路數(shù)和停電時間，并要保證對一級負(fù)荷及全部或大局部二級負(fù)荷的供電。3)盡量防止發(fā)電廠、變電所全部停電的可能性。4)大機組、超高壓電氣主接線應(yīng)滿足可靠性的特殊要求。②保證電能質(zhì)量電壓、頻率和波形是表征電能質(zhì)量的根本指標(biāo)。電氣主接線的設(shè)計是否合理對電壓和頻率有著重要影響。例如有些接線方案可能在某一單元故障時，迫使其他元件一同退出運行，或使回路阻抗增大，或造成發(fā)電廠(變電所)一局部容量受阻，從而造成電力系統(tǒng)頻率或某一局部電壓的下降，甚至出現(xiàn)電壓和頻率的崩潰。因此，在擬定電氣主接線方案是必須注意研究如何保證電能質(zhì)量。③具有一定的靈活性和方便性電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運行狀態(tài)，并能靈活地進(jìn)行運行方式的轉(zhuǎn)換，包括以下幾個方面：1)操作的方便性。電氣主接線應(yīng)該在滿足可靠性的條件下，結(jié)線簡單，操作方便，盡可能地使操作步驟少，以便于運行人員的掌握，不致在操作過程中出過失。2)調(diào)度的方便性。電氣主接線在正常運行時，要能根據(jù)調(diào)度要求，方便的改變運行方式，并且在發(fā)生事故時，要能盡快地切除故障，使停電時間最短，影響范圍最小，不致過多地影響對用戶的供電和破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。3)擴建的方便性。對將來要擴建的發(fā)電廠及變電站，其主接線必須具有擴建的方便性，尤其是火電廠和變電站，在設(shè)計主接線時應(yīng)留有開展擴建的余地，設(shè)計時不僅要考慮最終接線的現(xiàn)實，還要考慮到從初期接線過渡到最終接線的可能和分階段施工的可行方案，使其盡可能地不影響連續(xù)供電或在停電時間最短的情況下，將來可順利完成過渡方案的實施，使改造工作量最少。④具有一定的經(jīng)濟(jì)性在設(shè)計主接線時，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟(jì)性之間。通常設(shè)計應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。經(jīng)濟(jì)性主要從以下幾個方面考慮：1)節(jié)省一次投資。主接線應(yīng)簡單清晰，并要適當(dāng)采用限制短路電流的措施，以節(jié)省開關(guān)電器數(shù)量、選用廉價的電器或輕型電器，以便降低投資。2)占地面積少。主接線設(shè)計要為配電裝置布置創(chuàng)造節(jié)約土地的條件，盡可能使占地面積少；同時應(yīng)注意節(jié)約搬遷費用、安裝費用和外匯費用。對大容量發(fā)電廠或變。電站，在可能和允許的條件下，應(yīng)采取一次設(shè)計，分期投資、建設(shè)，盡快發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。3)電能損耗少。在發(fā)電廠或變電站中，電能損耗這要來自變壓器，應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理的選擇變壓器型式、容量和臺數(shù)，盡量防止兩次變壓而增加電能損耗。電氣主接線的設(shè)計程序①對原始資料進(jìn)行分析②擬定幾個主接線方案③選擇一個技術(shù)上合理、經(jīng)濟(jì)上可行的方案④計算短路電流和主要電氣設(shè)備的選擇⑤繪制電氣主接線圖2.2系統(tǒng)電氣主接線的形式電氣主接線的根本形式可分為有母線接線和無母線接線兩大類。在電氣主接線中，根本環(huán)節(jié)是電源〔發(fā)電機或變壓器〕和進(jìn)出線，而母線作為中間環(huán)節(jié)，起著匯總電能和分配電能的作用。采用母線把電源和進(jìn)出線進(jìn)行連接，不僅有利于電能的聚集和分配，而且接線簡單清晰，運行方便，有利于安裝和擴建。但有母線后，配電裝置占地面積較大，使用斷路器等設(shè)備增多，母線一旦發(fā)生故障，將會造成其上連接的所有回路停電。無母線的接線使用開關(guān)電器較少，占地面積小，運行操作較方便，但只適于及出線回路少，不在擴建和開展的發(fā)電廠。無母線的電氣主接線包括單元接線，橋形接線，發(fā)電機-變壓器單元接線以及發(fā)電機-變壓器擴大單元接線的幾種形式。下面將通過對各種主接線的優(yōu)缺點及適用范圍進(jìn)行比擬來確定最正確的電氣主接線方式。單母線接線①不分段的單母線接線。如圖2-1所示:所有電源和引出線都接在僅有的一組母線上。每一回路都裝有斷路器和隔離開關(guān)，停、送電操作方便。檢修任一回路的電源或線路時，只需拉開該回路的斷路器和隔離開關(guān)后，在隔離開關(guān)的動觸頭側(cè)驗明無電壓，掛上地線便可作業(yè)。不分段的單母線接線的優(yōu)點是：接線簡單、操作方便、設(shè)備少、經(jīng)濟(jì)性好，母線便于向兩端延伸，擴建方便。其缺點是：可靠性差，母線或母線隔離開關(guān)檢修或故障時，所有回路都要停止工作，也就是要造成全廠長期停電。此外調(diào)度不方便，電源只能并列運行，不能分列運行，并且線路側(cè)發(fā)生短路時有較大的短路電流。由于不分段單母線供電可靠性較差，只適用于容量較小、出線回路較少，并且沒有重要負(fù)荷的發(fā)電廠或變電站中。但是用戶內(nèi)成套配電裝置〔如手車式開關(guān)柜〕，由于它本身的工作較可靠，且設(shè)有備用電源，單母線接線也可以用于對重要用戶的供電，例如，本次設(shè)計發(fā)電廠的廠用電配電裝置就是采用單母線接線的。圖2-1單母線圖2-1單母線接線圖2-2單母線分段接線②單母線分段接線。這種接線實質(zhì)上仍屬不分段的單母線接線，只是將母線分成兩個分段，其間用斷路器連接起來，如圖2-2所示。這樣做的好處是，有兩個電源供電，當(dāng)一段母線發(fā)生故障時，斷路器自動將故障段隔離，保證了正常母線段不間斷供電，不致使重要用戶停電。單母線分段接線的缺點是該接線對重要負(fù)荷必須采用兩條出線供電，大大增加了出線數(shù)目使整個母線系統(tǒng)可靠性受到限制。單母線分段接線廣泛用于中小容量發(fā)電廠和變電站的6～10kV接線中。雙母線接線單母線分段接線，雖然縮小了母線或母線隔離開關(guān)檢修或故障時的停電范圍，在一定程度上提高了供電可靠性，但在母線或母線開關(guān)檢修期間，連接在該段母線上的所有回路豆?jié){長時間停電，這一缺點，對于重要的用戶是不允許的。為了克服上述單母線分段接線的缺點，開展了雙母線接線。雙母線接線有普通雙母線接線、雙母線分段接線、雙母線帶旁路母線接線、“一臺半”斷路器接線等幾種形式。①普通雙母線接線普通雙母線接線是雙母線接線中最根本的接線形式。它具有兩組結(jié)構(gòu)相同的母線，每一回路都經(jīng)一臺斷路器、兩組隔離開關(guān)分別接到兩組母線上，兩組母線之間通過母斷路器來實現(xiàn)聯(lián)絡(luò)。一組母線工作，一組母線備用，母聯(lián)斷路器在正常運行時是斷開的，如圖2-3所示。圖2-3普通雙母線接線圖2-3普通雙母線接線普通雙母線接線的優(yōu)點是供電可靠、調(diào)度靈活、擴建方便。被廣泛用于：1)出線帶電抗器的6～10kV配電裝；2)35～60kV，出線數(shù)超過8回，或連接電源較大、負(fù)荷較大時；3)110～220kV出現(xiàn)數(shù)為5回及以上時。②雙母線分段接線這種接線將雙母線接線的工作母線分為兩段，可看成是單母線分段和雙母線相結(jié)合的一種形式，它增加了一臺分段斷路器和一臺母聯(lián)斷路器。如圖2-4所示。這種接線形式集合單母分段和雙母線接線二者的特點，比雙母線接線的圖2-4雙母線分段接線可靠性和靈活性更高。缺點其是比雙母線接線增加了兩臺斷路器，投資明顯增加。在適用范圍：適用于發(fā)電廠的發(fā)電機在220～500kV大容量配電裝置中。配電裝置進(jìn)出線總數(shù)達(dá)10～14回時，一組母線分段；配電裝置進(jìn)出線總數(shù)達(dá)15回以上時，兩組母線分段。圖2-4雙母線分段接線③雙母線接線帶旁路母線這種接線形式既有母線聯(lián)絡(luò)斷路器，又有專用旁路斷路器，兩回電源進(jìn)線圖2-63/2接線也參加旁路接線。如圖2-5所示。這種接線運行方便靈活，當(dāng)配電裝置檢修斷路器時，不致中斷該回路供電。但是投資比擬大。適用于110kV出線在6回及以上、220kV出線在4圖2-63/2接線圖圖2-5雙母帶旁母接線④一個半斷路器〔3/2〕接線這種接線每一回路經(jīng)一臺斷路器接至一組母線，兩回路間設(shè)一聯(lián)絡(luò)斷路器，形成一個“串”，兩回路共用三臺斷路器。如圖2-6所示。這種接線的優(yōu)點是任一母線故障或檢修，均不致停電，任一斷路器檢修也不引起停電，甚至與在兩組母線同時故障的極端情況下，功率仍能繼續(xù)輸送，該接線的運行可靠性和靈活性很高，并且調(diào)度和擴建也方便。適用于超高壓電網(wǎng)中，在500kV的升壓變電站和降壓變電站中，一般都采用這種接線方式。無母線接線①橋形接線橋形接線只使用于四個回路數(shù)的場合，通常是兩條線路和兩臺變壓器。圖2-7是橋形接線的兩種形式。圖2-7〔a〕中，橋路斷路器靠近變壓器一側(cè)，成為內(nèi)橋接線；圖2-7(b)中橋路斷路器接在線路側(cè)，稱為外橋接線。橋形接線的優(yōu)點在線路故障或切除、投入時，不影響其余回路工作，并且操作簡單，比單母線接線節(jié)省了1臺斷路器，投資省。缺點是變壓器故障或切除、投入時，要使相應(yīng)線路短時停電，并且操作復(fù)雜，可靠性不高。適用范圍：只適用于小容量發(fā)電廠或變電站，以及作為最終將開展為單線段接線或雙母線接線的工程初期接線方式，也可用于大型發(fā)電機組的啟動/備用變壓器的高壓側(cè)接線方式。圖2-7〔b〕外橋接線圖2-7〔b〕外橋接線圖2-7〔a〕內(nèi)橋接線②發(fā)電機-變壓器單元接線發(fā)電機-變壓器單元接線方式如圖2-8所示，該接線形式是大型機組廣為采圖2-9擴大單元接線用的接線形式，發(fā)電機出口不裝斷路器，采用分相封閉母線，防止了由于額定電流或短路電流過大，使得選擇出口斷路器時，受到制造條件或價格甚高等原因造成的困難，而且開關(guān)設(shè)備少，操作簡單，以及因不設(shè)發(fā)電機電壓級母線，使得在發(fā)電機和變壓器低壓側(cè)短路的幾率和短路圖2-9擴大單元接線圖2--8單元接線電流相對于具有發(fā)電機電壓級母線時有所減小。圖2--8單元接線③發(fā)電機-變壓器擴大單元接線兩臺發(fā)電機與一臺變壓器相連接時，可采用該接線形式，如圖2-9所示。這樣可減少器臺數(shù)和高壓側(cè)斷路器數(shù)目，并節(jié)省配電裝置占地面積，用于如50MW機組接入220kV系統(tǒng)、100MW機組接入330kV系統(tǒng)、200MW機組接入500kV系統(tǒng)。2.3系統(tǒng)電氣主接線的設(shè)計電廠生產(chǎn)的電力用110kV電壓等級8回線向4個較大的負(fù)荷供電，綜合最大負(fù)荷200MW，另外220kV電壓等級有4回和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)。通過以上對電氣主接線各種方案有缺點以及適用范圍的比擬，初步選用以下種方案：單母線分段接線、雙母線接線、雙母線分段接線、一臺半斷路器接線以及橋形接線。單母線分段接線雖然接線方便，設(shè)備少，投資也少，但沒有很高的可靠性，對于220kV高壓電系統(tǒng)，供電可靠性是很重要的，所以不選用該方案。一臺半斷路器接線雖然目前在國內(nèi)廣泛應(yīng)用于發(fā)電廠和變電所的超高壓配電裝置中，但這種接線投資較大，繼電保護(hù)復(fù)雜，開關(guān)較多。鑒于本錢以及維護(hù)費用等問題此方案亦不采用。橋形接線雖然比單母線接線節(jié)省了1臺斷路器，投資也少，但變壓器故障或切除、投入時，要使相應(yīng)線路短時停電，并且操作復(fù)雜，可靠性不高，對于像220kV的高電壓等級不適用。經(jīng)過對初步選用的幾種方案的可靠性、方便性和經(jīng)濟(jì)性等方面的比擬，最終選用的接線方式為：①發(fā)電機-變壓器接線采用單元接線。因進(jìn)線〔發(fā)-變單元組〕斷路器可配合發(fā)電機檢修時進(jìn)行檢修，因此常不接入旁路母線。否那么不僅要改調(diào)保護(hù)定值，還要切換差動電流互感器，如有不慎，將造成電流互感器開路甚至保護(hù)誤動。②110kV電壓等級有8回線向4個較大的負(fù)荷供電，采用雙母線接線，供電可靠，運行靈活，便于擴建。③220kV側(cè)雖只有四回，但和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)，地位重要，也采用雙母線接線。設(shè)計出的電氣主接線圖如附錄A所示。3.廠用電接線的設(shè)計現(xiàn)代化火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過程是完全機械化和自動化的，需要配備大量的機械設(shè)備和自動化裝置，為發(fā)電廠的主機〔鍋爐，汽輪機，發(fā)電機等〕和輔助設(shè)備效勞，這些廠用機械大多采用電動機拖動。這些電動機及全廠的運行操作、熱工和電氣試驗、機械修配、電氣照明、電焊機等用電設(shè)備的總耗電量，成為廠用電。廠用電絕大局部使用交流電，少量使用直流點。3.1廠用電接線設(shè)計要求廠用電是發(fā)電廠中最重要的負(fù)荷，廠用電系統(tǒng)的任何故障都會影響電能的正常生產(chǎn)，嚴(yán)重時將迫使發(fā)電廠陷于癱瘓，中斷對電力用戶的供電，處理不當(dāng)將給國民經(jīng)濟(jì)造成不可估量的損失。廠用電供電的考性和經(jīng)濟(jì)性不僅與發(fā)電廠的運行操作、維護(hù)檢修和設(shè)備的質(zhì)量等有著密切的關(guān)系，而且在和大程度上取決于常用接線是否正確，廠用電動機的類型和容量選擇是否合理，廠用電的電壓等級和廠用電源的接線是否適宜，是否采用新型的繼電保護(hù)和自動化措施，以及對設(shè)備的使用和管理是否科學(xué)等。為了保證廠用電的連續(xù)供電，保證機組平安、經(jīng)濟(jì)的運行，廠用電接線應(yīng)滿足如下根本要求：①廠用電接線應(yīng)保證對廠用負(fù)荷可靠連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機平安運轉(zhuǎn)；②接線應(yīng)能靈活的適應(yīng)正常、事故、檢修等各種運行方式的要求；③廠用電源的對應(yīng)供電性，本機、爐的廠用負(fù)荷由本機組供電，這樣，當(dāng)廠用電系統(tǒng)發(fā)生故障時，只影響一臺發(fā)電機組的運行，縮小故障范圍，接線也簡單；④設(shè)計應(yīng)適當(dāng)注意其經(jīng)濟(jì)性和開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；⑤在設(shè)計廠用電接線時，還應(yīng)對廠用電的電壓等級、中性點接地方式、廠用電源及其引接和廠用電接線形式等問題進(jìn)行分析和論證。⑥對于200MW及以上的大容量機組應(yīng)設(shè)置具有足夠容量的交流事故保安電源。當(dāng)全廠停電時可以快速起動和自動投入，向保安負(fù)荷供電。還要設(shè)置電能質(zhì)量指標(biāo)合格的交流不間斷供電裝置，以保證不允許間斷供電的熱工負(fù)荷的用電。3.2廠用電接線的設(shè)計廠用電各類負(fù)荷性質(zhì)不同，其重要程度也不同。因此，廠用電接線的設(shè)計中應(yīng)區(qū)別對待，采用不同的接線方式來滿足各方面的要求?，F(xiàn)代發(fā)電廠的廠用電都有主發(fā)電機通過廠用變壓器或電抗器由電纜線路供電。廠用電往往用幾種不同的電壓等級。在確定產(chǎn)用電系統(tǒng)的電壓等級時，不僅要考慮電動機發(fā)面的問題，還要考慮廠用電網(wǎng)絡(luò)的問題。在我國火力發(fā)電廠中，廠用電一般采用高壓和低壓兩種電壓等級供電。高壓廠用電壓一般采用3、6、10kV。低壓廠用電壓一般采用380/220V。高壓廠用電電壓的選擇，不僅要考慮發(fā)電機的容量和電壓，還要考慮廠用電動機額定電壓的選擇問題。在滿足技術(shù)要求的前提下，應(yīng)優(yōu)先采用較低的電壓，以獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。一般可按以下原那么考慮：①容量為60MW及以下的機組，發(fā)電機電壓為10.5kV時，高壓廠用電電壓可采用3kV；②容量為100—300MW的機組，高壓廠用電電壓宜采用6kV；③容量為300MW及以上的機組，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時，也可采用兩種高壓廠用電電壓。鑒于此次設(shè)計，發(fā)電機容量125MW和200MW兩種，均為100—300MW的機組，故高壓廠用電電壓均采用6kV；發(fā)電機與主變壓器成單元接線，高壓廠用工作電源由主變壓器低壓側(cè)引接，供應(yīng)該機組的廠用負(fù)荷。低壓380V廠用電常采用動力和照明合并的三相四線制的接線系統(tǒng)。對于200MW及以上機組，主廠房內(nèi)的低壓廠用電系統(tǒng)應(yīng)采用動力和照明分開的的供電方式。動力網(wǎng)絡(luò)的電壓宜采用380V，照明網(wǎng)絡(luò)的電壓可采用220V。低壓廠用母線按爐分段，其工作變壓器由對應(yīng)的高壓廠用母線段供電。低壓廠用工作變壓器由高壓廠用母線段上引接。通過上面的論述，確定的廠用電接線如附錄B。該火力發(fā)電廠總裝機容量為2×125MW＋2×200MW，發(fā)電機變壓器采用單元接線，發(fā)電機出口電壓為15.75kV，廠用電電壓等級高壓為6kV，低壓高壓為380V兩種，高壓廠用電母線按爐分四段〔1#—4#〕，其中每一段又分為兩個半段；廠用工作電源均有主變壓器低壓側(cè)經(jīng)高壓廠用變壓器引接，中間經(jīng)過高壓廠用斷路器接至兩個半段母線上；高壓備用電源設(shè)兩個，分別從2200kV系統(tǒng)經(jīng)兩臺高壓廠用備用變壓器取得電源，并經(jīng)過切換用的隔離開關(guān)分別接至各自的高壓廠用備用母線段，在經(jīng)過聯(lián)絡(luò)電纜完成與各高壓廠用母線段的明備用方式，以保證供電可靠性。低壓廠用母線也按爐分四段，每一段也分設(shè)兩個半段，同時還設(shè)有公用段和備用段。各段的工作電源分別由1#—4#低壓廠用變壓器供電，公用段母線由公用低壓廠用變壓器供電，備用段分別由1#、2#低壓備用變壓器供電。公用段、備用段和專用輸煤變供電的母線經(jīng)過聯(lián)絡(luò)電纜完成備用方式。備用電源母線段也經(jīng)聯(lián)絡(luò)電纜完成與各低壓工作母線段的備用方式。正常運行時，與備用母線段連接的高壓廠用斷路器是斷開的，只是當(dāng)某臺發(fā)電機因故障停機或檢修時才接通。廠用電備用電源向該段工作母線供電，保證了供電的可靠性，且具有靈活的運行方式。假設(shè)遇全廠停電的特殊情況，又可與220kV系統(tǒng)相連的高壓廠用備用變壓其提供廠用電源。對于低壓廠用系統(tǒng)，正常運行時，與備用段母線連接的低壓斷路器均斷開，只有當(dāng)某臺低壓廠用變壓器故障或檢修時才接通，由備用段繼續(xù)完成對工作段母線的供電。4.短路電流的計算4.1短路的一般概念“短路”是指電力系統(tǒng)中相與相之間或相與地(對于中性點直接接地系統(tǒng)而言)之間通過電弧或其他較小阻抗而形成的一種非正常連接。短路的類型和危害對于中性點接地系統(tǒng)，可能發(fā)生的短路類型有：三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路，后者是指兩根相線和大地之間的短路。對于中性點不接地系統(tǒng)，可能發(fā)生的短路有：三相短路和兩相短路。短路是電力系統(tǒng)中最常見的且很嚴(yán)重的故障，短路電流的危害主要有以下幾個方面：①短路電流IK遠(yuǎn)大于正常工作電流，短路電流產(chǎn)生的力效應(yīng)和熱效應(yīng)足以使設(shè)備受到破壞。②短路點附近母線電壓嚴(yán)重下降，使接在母線上的其他回路電壓嚴(yán)重低于正常工作電壓，會影響電氣設(shè)備的正常工作，甚至可能造成電機燒毀等事故。③短路點處可能產(chǎn)生電弧，電弧高溫對人身平安及環(huán)境平安帶來危害，如誤操作隔離開關(guān)產(chǎn)生的電弧常會使操作者嚴(yán)重灼傷，低壓配電系統(tǒng)的不穩(wěn)定電弧短路可能引發(fā)火災(zāi)等。④不對稱短路可能在系統(tǒng)中產(chǎn)生復(fù)雜的電磁過程，從而長生過電壓等新的危害。⑤不對稱短路使磁場不平衡，會影響通信系統(tǒng)和電子設(shè)備的正常工作，造成空間電磁污染。短路計算中的一般規(guī)定①計算的根本情況：電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運行；短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；所有電源的電動勢相位角相同等。②接線方式:計算短路電流時所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式〔即最大運行方式〕，而不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。③短路種類：一般按三相短路計算。假設(shè)發(fā)電機出口的兩相短路，或中性點直接接地系統(tǒng)以及自耦變壓器等回路中的單相〔或兩相〕接地短路較三相短路情況嚴(yán)重時，那么應(yīng)按嚴(yán)重情況的進(jìn)行校驗。④短路計算點:在正常接線方式時，通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點，稱為短路計算點。短路計算步驟在工程設(shè)計中，短路電流的計算通常采用實用曲線法。計算步驟簡述如下：①選擇計算短路點。②畫等值網(wǎng)絡(luò)〔次暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)〕圖：首先去掉系統(tǒng)中所有負(fù)荷分支、線路容、各件的電阻，發(fā)電機電抗用次暫態(tài)電抗Xd″；選取基準(zhǔn)容量Sb和基準(zhǔn)電壓Ub(一般取各級的平均電壓)；將各元件電抗換算為同一基準(zhǔn)值的標(biāo)幺電抗;最后繪出等值網(wǎng)絡(luò)圖并將各元件電抗統(tǒng)一編號。③化簡等值網(wǎng)絡(luò)圖:為計算不同短路點的短路電流值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別簡化等值網(wǎng)絡(luò)分別簡化為以短路點為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗X。④計算電抗Xjs。⑤計算無限大容量〔或Xjs≥3〕的電源供應(yīng)的短路電流周期分量。⑥計算短路電流沖擊值。⑦繪制短路電流計算結(jié)果表。4.2阻抗〔電抗〕的計算電力系統(tǒng)中，各種電器設(shè)備如發(fā)電機、變壓器、電抗器等設(shè)備的阻抗表示方法不統(tǒng)一，基值也不一樣。如發(fā)電機電抗，廠家給出的是以發(fā)電機額定容量Sn和額定電壓UN為基值的標(biāo)幺電抗值Xd″；變壓器的電抗，廠家給出的是短路電壓百分值Ud〔%〕；而輸電線路的電抗，通常是用有名值表示的。為此，短路計算的第一步是將各元件電抗換算為同一基值的標(biāo)幺電抗。電抗表幺值的計算過程如下：①選基值：SB=100MVA,UB=1.05UN=230kV②計算發(fā)電機電抗表幺值：XG1=XG2===0.0768XG3=XG4===0.0621③計算主變壓器電抗抗表幺值：對于T1、T2：XT1=XT2=×=×=0.0583對于T3、T4：UK1％=×(U1-2％＋U1-3％－U2-3％)=-1UK2％=×(U1-2％＋U2-3％－U1-3％)=10UK3％=×(U1-3％＋U2-3％－U1-2％)=15==×=-0.01×=-0.0042==×=0.1×=0.0417==×=0.15×=0.0625④計算線路電抗表幺值：對于110kV電壓等級線路：XL1=25.74×=0.0486對于220kV電壓等級線路：XL2=63.75×=0.12054.3K1點短路計算系統(tǒng)接線圖如下圖簡化為：①對K1點轉(zhuǎn)移阻抗X1=XG1＋XT1=0.0768＋0.0583=0.1351X2=X1=0.1351X3=XG3＋＋=0.0621-0.0042＋0.0417=0.0996X4=X3=0.0996X5=XL2=0.1205X6=//=0.0521X7=XL1=0.0486X8=X1//X2=0.0676X9=X3//X4=0.0498X10=X5+X6=0.1205+0.0521=0.1726X11=X8+X7=0.0676+0.0486=0.1162X12=X9+X7=0.0498+0.0486=0.0984X13=X10+X7=0.1726+0.0486=0.2212②計算發(fā)電機供應(yīng)的短路電流：發(fā)電機〔S1，S2〕供應(yīng)的短路電流：計算電抗=0.1162×=0.2905用Xjs=0.2905查運算曲線得有名值發(fā)電機〔S3，S4〕供應(yīng)的短路電流：=0.0984×=0.3936用Xjs=0.3936查運算曲線得有名值大系統(tǒng)按無窮大電源考慮，不必計算電抗，直接用轉(zhuǎn)移電抗計算。此暫態(tài)短路電流表幺值為:有名值：點短路電流I=2.35+2.73+1.135=6.215kA短路沖擊電流4.4K2點短路計算系統(tǒng)接線圖簡化為：①對K2點轉(zhuǎn)移阻抗X1=XG1＋XT1=0.0768＋0.0583=0.1351X2=X1=0.1351X3=XG3＋＋=0.0621-0.0042＋0.0625=0.1204X4=X3=0.1204X5=XL1=0.0486X6=//=0.0521X7=XL2=0.1205X8=X1//X2＋X5＋X6=0.0676＋0.0486＋0.0521=0.1683X9=X3//X4=0.0602X10=X8+X7=0.1683+0.1205=0.2888X11=X9+X7=0.0602+0.1205=0.1807②計算發(fā)電機供應(yīng)的短路電流：發(fā)電機〔S1，S2〕供應(yīng)的短路電流：計算電抗=0.2888×=0.722用Xjs=0.722查運算曲線得有名值發(fā)電機〔S3，S4〕供應(yīng)的短路電流：=0.1807×=0.723用Xjs=0.723查運算曲線得有名值大系統(tǒng)按無窮大電源考慮，不必計算電抗，直接用轉(zhuǎn)移電抗計算。此暫態(tài)短路電流表幺值為:有名值：點短路電流I=0.891+1.416+2.083=4.39kA短路沖擊電流5.主要電氣設(shè)備的配置5.1電流互感器的配置電流互感器簡介互感器是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路信息的傳感器，工作原理與變壓器相似，但又有其特殊性。互感器包括電流互感器和電壓互感器兩大類，一般有電磁式和電容式兩種，主要是電磁式的。非電磁式的新型互感器，如電子式、光電式互感器，尚未進(jìn)入廣泛的工業(yè)實用階段。為了確保工作人員在接觸測量儀表和繼電器時的平安，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局部長期存在高電壓。電流互感器將大電流按比例變成小電流〔5A、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(hù)等。電流互感器配置原那么①電流互感器配置位置1)為了滿足測量和保護(hù)裝置的需要，在發(fā)電機、變壓器出線、母線分段及母聯(lián)斷路器、旁路斷路器等回路中均設(shè)有電流互感器。2)為了防止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出線或變壓器側(cè)，盡可能不在緊靠母線側(cè)裝設(shè)電流互感器。②種類和型式的選擇應(yīng)根據(jù)安裝地點和安裝方式選擇其型式，選用母線型電流互感器時應(yīng)注意校核窗口尺寸，當(dāng)一次電流較小〔在400A以下〕時，宜優(yōu)先采用一次繞組多匝式，以提高準(zhǔn)確度，當(dāng)采用弱電控制系統(tǒng)或配電裝置距離控制室較遠(yuǎn)時，為能減小電纜截面，提高帶二次負(fù)荷能力及準(zhǔn)確級，二次額定電力經(jīng)盡量采用1A，而強電系統(tǒng)用5A。③根據(jù)一次回路額定電壓和電流配置一次回路額定電壓應(yīng)滿足：一次回路額定電流應(yīng)滿足：④準(zhǔn)確級的選擇為了保證測量儀表的準(zhǔn)確度，電流互感器的準(zhǔn)確級不得低于所供測量儀表的準(zhǔn)確級，裝于重要回路〔如發(fā)電機、調(diào)相機、變壓器、廠用饋線、出線等回路〕中的電流互感器準(zhǔn)確級不應(yīng)低于0.5級，對于測量精度要求較高的大容量發(fā)電機、變壓器、系統(tǒng)干線和500kV應(yīng)為0.5-1級，對供運行監(jiān)視、估算電能的電能表和控制盤上儀表的電流互感器應(yīng)為0.5-1級，供只需估計電參數(shù)儀表的電流互感器可用3級。電流互感器型號的表示方法第一個字母：L—電流互感器第二個字母：R—套管式〔瓷入式〕；Z—支柱式；F—貫穿式〔復(fù)匝〕;D—貫穿式〔單匝〕；M—母線式；K—開合式；V—倒立式第三個字母：G—干式；Q—氣式；W—戶外式；C—瓷絕緣；Z—澆注式5.2電壓互感器的配置電壓互感器簡介電壓互感器將高電壓、大電流按比例變成低電壓〔100V、100/V〕和小電流〔5A、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(hù)等。電壓互感器的配置原那么①電壓互感器配置位置1)母線。除旁路母線外，一般工作及備用母線都裝有一組電壓互感器，用于同步、測量儀表和保護(hù)裝置。2)線路。35kV及以上輸電線路，為了監(jiān)視線路有無電壓，進(jìn)行同步和設(shè)置重合閘，裝有一臺單相電壓互感器。3)發(fā)電機。一般裝2～3組電壓互感器，分別用于儀表監(jiān)測、保護(hù)用和自動調(diào)節(jié)勵磁。4)變壓器。變壓器低壓側(cè)有時為了滿足同期或機電保護(hù)的要求，設(shè)有一組電壓互感器。②種類和型式的配置在6～35kV屋內(nèi)配電裝置中，一般采用油浸式或澆注式電壓互感器，110～220kV配電裝置是母線上裝設(shè)的電壓互感器，通常采用串級式電磁式電壓互感器，當(dāng)容量和準(zhǔn)確級滿足要求時，通常多在出線上采用電容式電壓互感器。③根據(jù)一次額定電壓和二次額定電壓配置根據(jù)一次額定電壓確定要用的電壓互感器的臺數(shù)和相數(shù)，一般選用單相的，有時將單相的電壓互感器結(jié)成幾種接線方式不同的組合，選擇所需的符合要求的電壓互感器。④按技術(shù)條件配置1)按正常工作條件：一次回路電壓、一次回路電流、二次負(fù)荷、準(zhǔn)確度等級、機械負(fù)荷等進(jìn)行配置。2)按承受過電壓能力：絕緣水平、泄漏比距進(jìn)行配置。⑤按環(huán)境條件配置：環(huán)境溫度，最大風(fēng)速，相對濕度，海拔高度，地震烈度。電壓互感器型號的表示方法第一個字母：J、Y—電壓互感器第二個字母：D—單相；S—三相；C—串級式第三個字母：J—油浸式；G—干式；C—瓷絕緣；Z—環(huán)境樹脂澆注；R—電容式第四個字母：W—五柱三繞組線圈；J—接地保護(hù)用5.3避雷針〔線〕的配置避雷針〔線〕簡介避雷針〔線〕是保護(hù)電氣設(shè)備免遭雷電直擊的有效措施。其作用是將雷電吸引到避雷針〔線〕本身上來并平安地將雷電流引入大地，從而保護(hù)了設(shè)備。避雷針一般用于保護(hù)發(fā)電廠和變電站；避雷線主要用于保護(hù)輸電線路，也可以用于保護(hù)發(fā)電廠和變電站。避雷針包括三局部：上部的接閃器〔針頭〕、中部的接地引下線及下步的接地體。避雷針的型式有單支、多支，等高和不等高之分。避雷線也是由三局部組成：平行懸掛在空中的金屬線〔接閃器〕、接地引下線、接地體。引下線上端與接閃器相連，而下端與接地體相連。5.3.對于110kV及以上的發(fā)電廠和變電站，由于此類電壓等級配電裝置的絕緣水平高，可以將避雷針架設(shè)在配電裝置的構(gòu)架上。變電站裝設(shè)避雷針時，應(yīng)該使所有設(shè)備都處于避雷針保護(hù)范圍之內(nèi)。5.3.避雷線懸掛在輸電導(dǎo)線的上面，如果線路是用木質(zhì)電桿架線，那么應(yīng)在木桿的腿上固定避雷線的接地引下線；如果線路是用金屬桿塔或鋼筋混凝土桿架設(shè)，可在金屬桿塔本身或筋混凝土桿內(nèi)的鋼筋作為接地引下線。如果在木塔線路上懸掛有兩根避雷線，那么在每根電桿處兩根避雷線應(yīng)互相成金屬性連接，這樣可以減少避雷線的波阻，降低過電壓。5.4避雷器的配置5.4.1避雷器是用來限制過電壓，保護(hù)電氣設(shè)備絕緣的電器。通常將它接于導(dǎo)線和地之間，與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)。在正常情況下，避雷器中無電流流過。一旦線路上傳來危及被保護(hù)設(shè)備絕緣的過電壓波時，避雷器立即擊穿動作，使過電壓電荷釋放泄入大地，將過電壓限制在一定的水平。當(dāng)過電壓作用過去以后，避雷器又能自動切斷工頻電壓作用下通過避雷器泄入大地的工頻電流——續(xù)流，使電力系統(tǒng)恢復(fù)正常工作。避雷器的類型主要有保護(hù)間隙、管型避雷器、閥式避雷器、氧化鋅避雷器等幾種。管型避雷器的保護(hù)性能比保護(hù)間隙好，但不如閥式避雷器；氧化鋅避雷的性能又比閥型避雷器優(yōu)越。避雷器的配置①避雷器配置原那么：1)配電裝置的每組母線上，一般應(yīng)裝設(shè)避雷器。2)220kV及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器。3)以下情況的變壓器中性點應(yīng)裝設(shè)避雷器：a.直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點為分級絕緣且裝有隔離開關(guān)時。b.不接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進(jìn)線變壓器中性點上。4)單元接線的發(fā)電機出線宜裝一組避雷器。5)在不接地的直配線發(fā)電機中性點上應(yīng)裝設(shè)一組避雷器。6)發(fā)電廠變電所35kV及以上電纜進(jìn)線段，在電纜與架空線的連接處應(yīng)裝設(shè)避雷器。7)容量為25MW及以上的直配線發(fā)電機，，應(yīng)在每臺電機出線處裝一組避雷器，25MW以下的直配線發(fā)電機應(yīng)盡量將母線上的避雷器靠近電機裝設(shè)或裝在電機出線上。②裝設(shè)點的選擇據(jù)變電站設(shè)備要求及主接線形式應(yīng)在以下點裝設(shè)避雷器：110kV、35kV、10kV母線各段母線上，主變中性點接地處。③型式的選擇：1)按額定電壓選擇：避雷器的額定電壓必須大于或等于安裝處的電網(wǎng)額定電壓。2)按工作環(huán)境溫度選擇：選擇工作環(huán)境溫度在-40℃至+403)應(yīng)首先采用高新技術(shù)產(chǎn)品，并有一定可靠運行記錄的新產(chǎn)品。選用通流能力強，工頻續(xù)流小，放電時間短，穩(wěn)定性高，殘壓低的避雷器。幾種常用的避雷器及應(yīng)用場合①管式避雷器管式避雷器實質(zhì)上是一個有較高熄弧能力的保護(hù)間隙，只適合于線路保護(hù)，如發(fā)電廠、變電站進(jìn)線段保護(hù)。②閥式避雷器閥式避雷器在220kV及以下系統(tǒng)主要用于限制大氣過電壓，在超高壓系統(tǒng)還將用來限制內(nèi)過電壓。閥式避雷器通常有普通閥式避雷器、磁吹閥式避雷器兩種。普通閥型避雷器有FS型和FZ型兩種，F(xiàn)S型主要適用于配電系統(tǒng)，F(xiàn)Z型適用于發(fā)電廠和變電站。FZ型避雷器均由結(jié)構(gòu)和性能標(biāo)準(zhǔn)化的單件組成，其單件的額定電壓分別為3、6、10、15、20kV和30kV，因此，可由不同單件組成各種電壓等級的避雷器，例如FZ-35型避雷器，是由兩個FZ-15型避雷器串聯(lián)而成。磁吹閥式避雷器有FCZ和FCD兩種系列，F(xiàn)CZ系列通常用于10kV及以下配電網(wǎng)中電氣設(shè)備的保護(hù)，而FCD系列常用于旋轉(zhuǎn)電動機型，旋轉(zhuǎn)電動機保護(hù)。③金屬氧化鋅避雷器金屬氧化鋅避雷器比普通閥型避雷器，具有無續(xù)流、通流容量大、結(jié)構(gòu)簡單、壽命長等優(yōu)點，將在很多范圍內(nèi)，代替普通閥型避雷器，金屬氧化鋅避雷器的電站用Y5W系列和旋轉(zhuǎn)電機保護(hù)用Y3W系列。避雷器確實定對于220kV出線和主變壓器保護(hù)選用閥型避雷器，發(fā)電機出口和廠用變壓器保護(hù)選用金屬氧化物避雷器。5.5自動裝置的配置自動裝置簡介備用電源自動投入的一次接線形式多樣，按照備用方式可以分為明備用和暗備用。明備用是指正常情況下有明顯斷開的備用電源或備用設(shè)備或備用線路；暗備用指正常情況下沒有斷開的備用電源或別用設(shè)備，而是工作在分段母線狀態(tài)，考分段器取得相互備用。低壓母線分段備用自動投入接線如圖5-1所示，正常運行時，母聯(lián)斷路器斷開，斷路器、閉合，母線分段運行，1號電源和2號電源互為備用，是暗備用?？梢苑Q1號電源為Ⅰ段母線的主供電源，Ⅱ段母線的備用電源，2號電源為Ⅱ段母線的主供電源，Ⅰ段母線的備用電源。備自投裝置的動作過程可以描述為：主供電源失電或供電變壓器故障跳閘時，跳開主供電源斷路器，在確認(rèn)斷路器跳開后，判斷備用電源正常運行，閉合分段斷路器。具體情況可以分為以下兩種情況：Ⅰ段母線任何原因失電〔1號電源失電或變壓器故障〕時，跳開，確認(rèn)進(jìn)線無電流，在判斷Ⅱ段母線正常運行時閉合。Ⅱ段母線任何原因失電〔2號電源失電或變壓器故障〕時，跳開，確認(rèn)進(jìn)線無電流，在判斷Ⅰ段母線正常運行時閉合。圖5-1低壓母線分段備用自動投入接線圖5-2變壓器自動投入接線變壓器備自投一次接線如圖5-2所示：和為工作變壓器，為備用變壓器，是明備用方式。正常運行時，Ⅰ段母線和Ⅱ段母線分別通過變壓器和獲得電源，即和合閘，和合閘，、、斷開；當(dāng)Ⅰ段〔或Ⅱ段〕母線任何原因失電時，斷路器和〔或和〕跳閘。假設(shè)母線進(jìn)線無電流、備用母線有電壓，、〔或、〕合閘，投入備用變壓器，恢復(fù)對Ⅰ段〔或Ⅱ段〕母線負(fù)荷的供電。廠用變壓器備自投一次接線采用的就是這種方式。進(jìn)線備自投接線如圖5-3所示為母線分段的備自投接線，有三種運行方式：①線路1帶Ⅰ段和Ⅱ段母線負(fù)荷，和合閘，線路2備用，斷開，是明備用方式。②線路2帶Ⅰ段和Ⅱ段母線負(fù)荷，和合閘，線路1備用，斷開，是明備用方式。③線路1和線路2都工作，分別帶Ⅰ段和Ⅱ段母線負(fù)荷，和合閘，斷開，即母線工作在分段狀態(tài)，是暗備用方式，當(dāng)任一母線失去電源時，通過合閘分段斷路器從另一電源取得電源。110kV側(cè)和220kV側(cè)母線備用方式便是如此。圖5-3進(jìn)線2自投接線6.電氣設(shè)備的選擇與校驗電氣設(shè)備的選擇是發(fā)電廠和變電站電氣設(shè)計的主要內(nèi)容之一。正確的選擇電氣設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置到達(dá)平安、經(jīng)濟(jì)運行的重要條件。在進(jìn)行電氣設(shè)備選擇時必須符合國家有關(guān)經(jīng)濟(jì)技術(shù)政策。技術(shù)要先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)要合理，平安要可靠，運行要靈活，而且要符合現(xiàn)場的自然條件要求。所選設(shè)備正常時應(yīng)能可靠工作，短路時應(yīng)能承受多種短路效應(yīng)。6.1電氣設(shè)備選擇的一般條件電力系統(tǒng)中的各種電氣設(shè)備由于用途和工作條件各異，它們的具體選擇方法也就不盡相同，但從根本要求來說是相同的。電氣設(shè)備要能可靠地工作，必須按按正常工作條件進(jìn)行選擇，按短路條件校驗其動、熱穩(wěn)定性。電氣設(shè)備的選擇工程①額定電壓選擇電氣設(shè)備時，一般可按照電氣設(shè)備的額定電壓UN不低于安裝地點電網(wǎng)額定電壓UNS的條件選擇，即UN≥UNS②額定電流在規(guī)定的周圍介質(zhì)極限溫度下，導(dǎo)體和電器的額定電流IN應(yīng)不小于流過設(shè)備的最大持續(xù)工作電流IWmax，即IN≥IWmax③自然環(huán)境條件選擇導(dǎo)體和電器時，應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核它們的根本使用條件。當(dāng)氣溫、風(fēng)速、污穢等級、海拔高度、地震烈度、覆冰厚度等環(huán)境條件超出一般電器的規(guī)定使用條件時，應(yīng)向制造部門提出補充要求或相應(yīng)的防護(hù)措施。鑒于此次設(shè)計發(fā)電廠廠址地勢較為平坦，屬于5級地震區(qū)，凍土層深1.5m，覆冰厚10mm，最大風(fēng)速18m∕s，年平均氣溫+5oC，最高氣溫+35oC，最低-25oC，地區(qū)條件較好，且110kV及以下電氣設(shè)備外絕緣裕度較大，額定值不用再進(jìn)行修訂。電氣設(shè)備的校驗工程①短路的熱穩(wěn)定校驗短路電流通過電器時，電氣設(shè)備各部件溫度〔或發(fā)熱效應(yīng)〕應(yīng)不超過允許值，即要求It2t≥Qk式中QK短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)It、t電氣設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間②短路動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定是電器承受短路電流機械效應(yīng)的能力。滿足動穩(wěn)定的條件為：ids≥ish或Ids≥Ish上兩式中ish、Ish短路沖擊電流幅值及其有效值ids、Ids電氣設(shè)備允許通過的動穩(wěn)定電流幅值及其有效值③短路電流的計算條件為使所選導(dǎo)體和電器具有足夠的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和合理性，并在一定時期內(nèi)適應(yīng)電力系統(tǒng)開展的需要，作驗算用的短路電流應(yīng)按以下條件確定:1)容量和接線。按本工程設(shè)計最終容量計算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景開展規(guī)劃〔一般為本工程建成后5-10年〕；其接線應(yīng)采用可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，但不考慮在切換過程中可能短時并列的接線方式〔如切換廠用變壓器時的并列〕。2)短路種類。一般按三相短路驗算，假設(shè)其他種類短路較三相短路嚴(yán)重時，那么應(yīng)按最嚴(yán)重的情況驗算。3)計算短路點。在計算電路圖時，同電位的各短路點的短路電流值均相等，但通過各支路的短路電流將隨著短路點的位置不同而不同。在校驗電器和載流導(dǎo)體時，必須確定電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體處于最嚴(yán)重情況的短路點，使通過的短路電流校驗值為最大。例如：a．兩側(cè)均有電源的斷路器，如發(fā)電廠與系統(tǒng)相聯(lián)系的出線斷路器和發(fā)電機、變壓器回路的斷路器，應(yīng)比擬斷路器前后短路時通過斷路器的電流值，擇其大者為計算短路點。b．母聯(lián)斷路器應(yīng)考慮當(dāng)采用該母聯(lián)斷路器向備用母線充電時，備用母線故障流過該備用母線的全部短路電流。c．帶電抗器的出線回路由于干式電抗器工作可靠性較高，且斷路器與電抗器間的接線很短，故障幾率小，電器一般可選電抗器后為計算短路點，這樣出線可選用輕型斷路器，以節(jié)約投資。4)短路時間計算校驗短路熱穩(wěn)定和開斷電流時，還必須合理地確定短路計算時間。短路時間計算時間為繼電保護(hù)動作時間和相應(yīng)斷路器的全開閘時間之和，即而是指從斷路器的分閘脈沖傳送到斷路器操作機構(gòu)的跳閘線圈時起，到各相觸頭別離后的電弧完全熄滅為止的時間段，包括兩局部，即為斷路器固有分閘時間，ta為斷路器開斷時電弧持續(xù)時間，對少油斷路器為0.04～0.06s,對SF6斷路器和壓縮空氣斷路器為0.02～0.04s，真空斷路器為0.015s。在驗算裸導(dǎo)體的短路熱效應(yīng)時，宜采用主保護(hù)動作時間。如主保護(hù)有死區(qū)時，那么采用能對該死區(qū)其作用的后備保護(hù)動作時間，比采用相應(yīng)處的短路電流值。在驗算電器的短路熱效應(yīng)時，宜采用后備保護(hù)時間。對于開斷電器〔如斷路器、重合器、熔斷器等〕，應(yīng)能在最嚴(yán)重的情況下開斷短路電流。因此電器的開段時間是從短路瞬間開始到斷路器滅弧出頭別離的時間，其中包括主保護(hù)時間和斷路器固有分閘時間之和。即=+6.2母線的選擇與校驗在發(fā)電廠和變電所中，將發(fā)電機、變壓器與各種電器連接起來的導(dǎo)體稱為母線。母線的作用是聚集、分配和傳送電能。母線有軟母線和硬母線，軟母線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。軟母線因其機械強度決定支于撐懸掛的絕緣子，所以不必校驗其機械強度，而且軟母線也不用校驗動穩(wěn)定。硬母線有銅導(dǎo)體和鋁導(dǎo)體的，截面常有的有矩形、槽形和管形。母線的選擇工程①型號的選擇一般采用鋁材，只有當(dāng)持續(xù)工作電流較大而且位置特別狹窄的場所，或者腐蝕嚴(yán)重的場所，才選用銅材。20KV及以下且正常工作電流不大于4000A時，宜選用矩形導(dǎo)體，在4000～8000A時，一般選用槽型導(dǎo)體，8000A以上的工作電流選用管型導(dǎo)體或鋼芯鋁絞線構(gòu)成的組合導(dǎo)線。②截面的選擇導(dǎo)體截面可按長期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，對年負(fù)荷利用小時數(shù)大〔通常指Tmax＞5000h〕,傳輸容量大的導(dǎo)體，其截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，而配電裝置的匯流母線通常在正常運行方式下，傳輸容量不大，可按長期允許電流來選擇。1)按導(dǎo)體長期發(fā)熱允許電流選擇，導(dǎo)體截面應(yīng)滿足：IN≥Imax式中IN導(dǎo)體的長期允許載流量2)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，先求出經(jīng)濟(jì)截面Sj=Imax/J(mm2)式中J經(jīng)濟(jì)電流密度，A/mm2，可根據(jù)Tmax數(shù)值由相應(yīng)曲線查出母線的校驗工程①熱穩(wěn)定校驗熱穩(wěn)定校驗應(yīng)滿足：式中C母線的熱穩(wěn)定系數(shù)，由，可查出QK短路電流的熱效應(yīng)，kA2·s，,tep可由查出，Smin滿足熱穩(wěn)定的最小截面，mm2②動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定應(yīng)滿足：式中σ母線材料的允許應(yīng)σmax母線材料的所受的最大應(yīng)力③電暈電壓校驗110kV及以上的母線應(yīng)進(jìn)行電暈電壓校驗，應(yīng)滿足：式中k三相導(dǎo)線等邊三角布置時為1，水平布置時為0.96mr導(dǎo)線外表粗糙系數(shù)，取0.98空氣相對密度，取0.955a相間距離，取60cmr導(dǎo)體半徑為1.42cmUg工作電壓，取220kV母線的選擇與校驗①220kV側(cè)母線1)選擇：a.型式的選擇：軟母線，鋼芯鋁絞線b.截面的選擇：按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇：Tmax=6000h時，查得J=0.94〔A/mm2〕,應(yīng)選LGJQ-700型鋼芯鋁絞線，平放。2)校驗：a.載流量檢驗：所選母線的載流量IN=1159>Imax。b.熱穩(wěn)定檢驗：工作溫度：,取C=95,所選母線S=700mm2>Sminc.電暈電壓校驗：，經(jīng)上述校驗可知，所選母線滿足要求。②110kV側(cè)母線1)選擇：a.型式的選擇：軟母線，鋼芯鋁絞線b.截面的選擇：按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇：Tmax=6000h時，查得J=0.94〔A/mm2〕,應(yīng)選LGJ-400型鋼芯鋁絞線，平放。2)校驗：a.載流量檢驗：所選母線的載流量：IN=835>Imaxb.熱穩(wěn)定檢驗：工作溫度：，取C97,而所選S=400mm2>Sminc.電暈電壓校驗：，經(jīng)上述校驗可知，所選母線滿足要求。③6kV側(cè)母線1)選擇：a.型式的選擇：矩形鋁導(dǎo)體硬母線b.截面的選擇：按允許載流量選擇：,應(yīng)選型導(dǎo)線，平放。2)校驗a.載流量校驗:所選導(dǎo)線b.熱穩(wěn)定校驗：工作溫度：，取熱穩(wěn)定系數(shù)C=99,所選c.動穩(wěn)定校驗：對于鋁導(dǎo)線經(jīng)上述校驗可知，所選母線滿足要求。④380V母線側(cè)1)選擇：a.型式的選擇：矩形鋁導(dǎo)體硬母線b.截面選擇按允許載流量選擇：,應(yīng)選型導(dǎo)線，平放。2)校驗：a.載流量校驗：所選導(dǎo)線b.熱穩(wěn)定校驗：工作溫度：，取熱穩(wěn)定系數(shù)C=91,所選c.動穩(wěn)定校驗:對于鋁導(dǎo)線經(jīng)上述校驗可知，所選母線滿足要求。6.3高壓斷路器的選擇與校驗高壓斷路器的功用高壓斷路器是主系統(tǒng)的重要設(shè)備之一。它的主要功能是：正常運行時，用它來倒換運行方式，把設(shè)備和線路接入電路或退出運行，起著控制作用；當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時，能快速切除故障回路、保證無故障局部正常運行，能起保護(hù)作用。高壓斷路器的選擇工程①按種類和型式選擇斷路器一般有少油斷路器，壓縮空氣斷路器，SF6斷路器、真空斷路器等，選擇斷路器形式時，應(yīng)依據(jù)各類斷路器的特點及使用環(huán)境、條件決定。對6～220kV可選用少油斷路器，壓縮空氣斷路器，SF6斷路器、真空斷路器，對于330～500kV及以上一般選用SF6斷路器。②按額定電壓選擇高壓斷路器的額定電UN壓應(yīng)大于等于電網(wǎng)的額定電壓UNS，即UN≥UNS③按額定電流選擇高壓斷路器的額定電流IN應(yīng)大于等于流過它的最大持續(xù)工作電流,即IN≥。當(dāng)短路其使用的環(huán)境溫度不等于設(shè)備周圍介質(zhì)極限溫度是，應(yīng)對斷路器的額定電流進(jìn)行修正。④按額定短路開斷電流選擇在額定的電網(wǎng)電壓下，高壓斷路器的額定開斷電流INbr,大于或等于斷路器實際開斷時間的短路電流周期分量有效值Ikp,即INbr≥Ikp斷路器的實際開斷時間等于繼電保護(hù)主保護(hù)時間與斷路器的固有分閘時間之和。對于設(shè)有快速保護(hù)的高速斷路器，其開斷時間小于0.1s，當(dāng)在電源附近短路時，短路電流的非周期分量可能超過周期分量幅值的20%，因此其開斷電流應(yīng)計及非周期分量的影響，取短路電流有效值If進(jìn)行校驗。裝有自動重回裝置的斷路器，應(yīng)考慮重合閘對額定開斷電流的影響。⑤按額定短路關(guān)合電流選擇在斷路器合閘之前，假設(shè)線路上已存在短路故障，那么在斷路器合閘過程中，觸頭間在未接觸時即有很大的短路電流〔預(yù)擊穿〕，更容易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動力的破壞。且斷路器在關(guān)合電流時，不可防止地在接通后又自動跳閘，此時要求能切斷短路電流。為了保證斷路器在關(guān)合短路時的平安，斷路器的額定短路關(guān)合電流iNcl應(yīng)不小于短路沖擊電流幅值ish,即iNcl≥ish高壓斷路器的校驗工程①動穩(wěn)定校驗。高壓斷路器的額定峰值耐受電流ids應(yīng)不小于三相短路時通過斷路器的短路沖擊電流幅值ish,，即ids≥ish②熱穩(wěn)定校驗。高壓斷路器的額定短路時耐受熱量應(yīng)不小于短路期內(nèi)短路電流熱效應(yīng)QK，即≥QK高壓斷路器型號的表示方法各種高壓斷路器的結(jié)構(gòu)和性能是不一樣的，即使是同一種類的高壓斷路器也具有不同的技術(shù)參數(shù)。為了標(biāo)志斷路器的型號、規(guī)格，通常用文字符號和數(shù)字寫成以下形式：123—45/678各數(shù)字的代表意義如下：1—產(chǎn)品類型字母代號：S—少油斷路器，D—多油斷路器，K—空氣斷路器，L—六氟化硫斷路器，Z—真空斷路器，Q—產(chǎn)氣斷路器，C—磁吹斷路器；2—裝置地點代號：N—戶內(nèi)，W—戶外；3—設(shè)計系列順序號：以數(shù)字1、2、3……表示；4—額定電壓，kV；5—其他補充工作特性標(biāo)志：G—改良型，F(xiàn)—分相操作；6—額定電流，A7—額定開斷電流，kA8—特性環(huán)境代號例如，有一臺高壓斷路器，型號和規(guī)格為LW6-220H∕3150-40，說明這臺斷路器是斷路器，安裝在屋外，設(shè)計列號為6，額定電壓為220kV。字母H表示液壓機構(gòu)采用特殊結(jié)構(gòu)，可以用于高寒地區(qū)。額定電流為3150A，額定開斷電流為40kA。高壓斷路器選擇與校驗①220kV側(cè)斷路器1)選擇：,應(yīng)選擇斷路器LW7-220型，其參數(shù)如表6-1所示表6-1LW7-220斷路器參數(shù)型號額定電壓〔KV〕額定電流〔A〕額定短路開斷電流〔kA〕額定短路關(guān)合電流(kA)短路峰值耐受電流(kA)合閘時間(S)分閘時間〔S〕LW7-2202203150401001000.180.042)校驗：a.額定電壓：b.額定電流：c.額定開斷電流的校驗：220kV側(cè)短路電流所選斷路器的開斷電流為：d.額定關(guān)合電流的校驗：主變壓器220kV側(cè)短路沖擊電流ish=10.244kA,所選斷路器的關(guān)合電流為：c.熱穩(wěn)定校驗：短路時間,,而,根據(jù)tk=1.585s，查表得tep=1.3s,e.動穩(wěn)定校驗：220kV側(cè)短路沖擊電流為：所選斷路器動穩(wěn)定電流為：經(jīng)上述校驗可知，所選斷路器滿足要求。②110kV側(cè)斷路器1)選擇:，應(yīng)選擇斷路器LW-110型，其參數(shù)如表6-2：表6-2LW-110斷路器參數(shù)型號額定電壓〔kV〕額定電流〔A〕額定短路開斷電流〔kA〕短路峰值耐受電流(kA)合閘時間(S)固有分閘時間〔S〕后備保護(hù)動作時間tpr(s)LW-110110125025630.150.041.52〕校驗：a.額定電壓：b.額定電流：c.額定開斷電流的校驗：110kV側(cè)短路電流所選斷路器的開斷電流為：d.熱穩(wěn)定校驗:,根據(jù)tk=5s，查表得tep=4.9s,e.動穩(wěn)定校驗：110側(cè)短路沖擊電流所選斷路器動穩(wěn)定電流為：經(jīng)上述校驗可知，所選斷路器滿足要求。③廠用6kV側(cè)斷路器1〕選擇：，故所選斷路器型ZN28-10型，其參數(shù)參數(shù)如表6-3：表6-3ZN28-10斷路器參數(shù)型號額定電壓〔kV〕額定電流〔A〕額定短路開斷電流〔kA〕動穩(wěn)定電流〔kA〕熱穩(wěn)定電流〔kA〕ZN10-101020001610040(4S)2〕校驗：a.額定電壓：b.額定電流：c.額定開斷電流的校驗:廠用變壓器6kV側(cè)短路電流為：所選斷路器的開斷電流為：d.熱穩(wěn)定校驗:,根據(jù)tk=5s，查表得tep=4.9s,e.動穩(wěn)定校驗:6kV側(cè)短路沖擊電流為：所選斷路器動穩(wěn)定電流為：經(jīng)上述校驗可知，所選斷路器滿足要求。6.4隔離開關(guān)的選擇及校驗隔離開關(guān)的功用隔離開關(guān)也是發(fā)電廠和變電站中常用的開關(guān)電器，它需與斷路器配套使用。因其無滅弧裝置，不能用來接通和切斷負(fù)荷電流及短路電流。隔離開關(guān)的工作特點是在有電壓、無負(fù)荷電流情況下分、合電路。其主要功用為：①隔離電壓：在檢修電氣設(shè)備時，用隔離開關(guān)將被檢修的設(shè)與電源電壓隔離，以確保檢修的平安。②倒閘操作：投入備用母線或旁路母線以及改變運行方式時，常用隔離開關(guān)配合短路器，協(xié)同操作來完成③分、合小電流：因隔離開關(guān)具有一定的分、合小電流和電容電流的能力，故一般可用來進(jìn)行以下操作：分、合避雷器、電壓互感器和空載母線；分、合勵磁電流不超過2A的空載變壓器；關(guān)合電容電流不超過5A的空載線路。隔離開關(guān)與斷路器相比，額定電壓、額定電流的選擇及短路動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗的工程相同。但由于隔離開關(guān)不用來接通和切除短路電流，故無需進(jìn)行開斷電流的校驗。隔離開關(guān)型號的表示方法隔離開關(guān)的表示方法如下：123——4/51—產(chǎn)品類型字母代號：G—隔離開關(guān)，J—接地開關(guān)；2—屋內(nèi)型或屋外型：N—戶內(nèi)，W—戶外；3—設(shè)計系列順序號：以數(shù)字1、2、3……表示；4—額定電壓，kV；5—額定電流，A6—額定電流，A7—額定開斷電流，kA8—特性環(huán)境代號隔離開關(guān)的選擇與校驗①220kV側(cè)隔離開關(guān)1〕選擇：,故所選隔離開關(guān)GW4-220/1250型，其參數(shù)如表6-4表6-4GW4-220/1250隔離開關(guān)參數(shù)型號額定電壓〔kV〕額定電流〔A〕極限通過電流(kA)熱穩(wěn)定電流〔kA〕GW4-220/125022012508031.5(4S)2〕校驗：a.額定電壓：b額定電流：c.熱穩(wěn)定校驗：,查表得tep=3.9s,d.動穩(wěn)定校驗：220kV側(cè)短路沖擊電流為：所選隔離開關(guān)動穩(wěn)定電流為：經(jīng)上述校驗可知，所選隔離開關(guān)滿足要求。②110kV側(cè)隔離開關(guān)1)選擇：，故所選隔離開關(guān)GW4-110/1250型，隔離開關(guān)參數(shù)如表6-5：6-5GW4-110/1250隔離開關(guān)參數(shù)型號額定電壓〔kV〕額定電流〔A〕動穩(wěn)定電流〔kA〕熱穩(wěn)定電流〔kA〕GW4-110110125031.530(4S)2)校驗:a.額定電壓：b.額定電流：c.熱穩(wěn)定校驗：,根據(jù)tk=5s，查表得tep=4.9s,d.動穩(wěn)定校驗：110側(cè)短路沖擊電流為：所選隔離開關(guān)動穩(wěn)定電流為：經(jīng)上述校驗可知，所選隔離開關(guān)滿足要求。③6kV側(cè)隔離開關(guān)1)選擇：，故所選隔離開關(guān)GN19-10/400型隔離開關(guān)參數(shù)如表6-6所示表6-6GN19-10/400隔離開關(guān)參數(shù)型號額定電壓〔kV〕額定電流〔A〕極限通過電流(kA)熱穩(wěn)定電流〔kA〕GN19-10/4001040031.512.5(4S)2)校驗：a.額定電壓：b.額定電流：c.熱穩(wěn)定校驗：,根據(jù)tk=5s，查表得tep=4.9s,d.動穩(wěn)定校驗:6kV側(cè)短路沖擊電流為：所選斷路器動穩(wěn)定電流為：經(jīng)上述校驗可知，所選隔離開關(guān)滿足要求。6.5電流互感器的選擇與校驗①主變壓器220kV側(cè)電流互感器1)選擇,，故所選電流互感器LDB-35型，其參數(shù)如表6-7：表6-7LDB-35電流互感器參數(shù)型號額定電流比〔A〕準(zhǔn)確度動穩(wěn)定倍數(shù)1S熱穩(wěn)定倍數(shù)LDB-35750/5175302)校驗：a.額定電流：所選電流互感器的額定電流為750A>b.熱穩(wěn)定校驗：,根據(jù)tk=1s，查表得tep=1s,c.動穩(wěn)定校驗：220kV側(cè)短路沖擊電流為：所選電流互感器動穩(wěn)定電流為：經(jīng)上述校驗可知，所選電流互感器滿足要求。②主變壓器110kV側(cè)電流互感器1)選擇：,，故所選電流互感器LDB-35型，其參數(shù)如表6-8：表6-8LDB-35電流互感器參數(shù)型號額定電流比〔A〕準(zhǔn)確度動穩(wěn)定倍數(shù)1S熱穩(wěn)定倍數(shù)LDB-351300/5175302)校驗：a.額定電流：所選電流互感器的額定電流為1300A>=1260Ab.熱穩(wěn)定校驗：,根據(jù)tk=1s，查表得tep=1s,c.動穩(wěn)定校驗：110kV側(cè)短路沖擊電流為：所選電流互感器動穩(wěn)定電流為：經(jīng)上述校驗可知，所選電流互感器滿足要求。③發(fā)電機出口15.75kV側(cè)電流互感器1)選擇：，,故所選電流互感器LRD-10型，參數(shù)如表6-9：表6-9LRD-10電流互感器參數(shù)型號額定電流比〔A〕準(zhǔn)確度動穩(wěn)定倍數(shù)1S熱穩(wěn)定倍數(shù)LRD-1012000/5190502〕校驗:a.額定電流：所選電流互感器的電流為12000A>6540Ab.熱穩(wěn)定校驗,根據(jù)tk=1s，查表得tep=1.3s,c.動穩(wěn)定校驗短路沖擊電流為：所選電流互感器動穩(wěn)定電流為：經(jīng)上述校驗可知，所選電流互感器滿足要求。④220kV母聯(lián)斷路器側(cè)電流互感器1〕選擇：，故所選電流互感器LBJ-10型，其參數(shù)如表6-10：表6-10LBJ-10電流互感器參數(shù)型號額定電流比〔A〕準(zhǔn)確度動穩(wěn)定倍數(shù)1S熱穩(wěn)定倍數(shù)LBJ-10500/51110602〕校驗a.額定電流：所選電流互感器的電流為500A>451Ab.熱穩(wěn)定校驗:,根據(jù)tk=1s，查表得tep=1s,c.動穩(wěn)定校驗220KV側(cè)短路沖擊電流為：所選電流互感器動穩(wěn)定電流為：經(jīng)上述校驗，可知所選電流互感器符合要求。⑤廠用高壓變壓器6kV側(cè)1〕選擇：，故所選電流互感器LDB-35型，其參數(shù)如表6-11：表6-11LDB-35電流互感器參數(shù)型號額定電流比〔A〕準(zhǔn)確度動穩(wěn)定倍數(shù)1S熱穩(wěn)定倍數(shù)LDB-351600/51100652〕校驗：a.額定電流：所選電流互感器的額定電流為1600A>1510Ab.熱穩(wěn)定校驗，根據(jù)tk=1s，查表得tep=1.3s,c.動穩(wěn)定校驗6kV側(cè)短路沖擊電流為：所選電流互感器動穩(wěn)定電流為：經(jīng)上述校驗可知，所選電流互感器滿足要求。6.6電壓互感器的選擇與校驗①母線一般在110～220kV母線上通常采用串級式電磁式電壓互感器。故220kV側(cè)選串級式瓷絕緣電壓互感器JCC2-220型，其參數(shù)如表6-12所示。110kV側(cè)選JDCF-110型，其參數(shù)如表6-13所示。表6-12JCC2-220電壓互感器參數(shù)型號額定變比〔V/V/V〕最大容量〔VA〕JCC2-2202000表6-13JDCF-110電壓互感器參數(shù)型號額定變比〔V/V/V〕最大容量〔VA〕JDCF-1102000②發(fā)電機出口側(cè)。6～35KV屋內(nèi)配電裝置一般采用油浸式或澆注式電壓互感器可選油侵電壓互感器JDXN-35型，其參數(shù)如表6-14示：表6-14JDXN-35電壓互感器參數(shù)型號額定變比〔V/V/V〕最大容量〔VA〕JDXN-351000③廠用6kV母線選單相環(huán)氧澆注絕緣電壓互感器JDZ-6型。其參數(shù)如表6-15所示：表6-15JDZ-6電壓互感器參數(shù)型號額定變比〔V/V/V〕最大容量〔VA〕JDZ-63006.7主要電氣設(shè)備的選擇結(jié)果經(jīng)過上面的論述,選擇的電氣設(shè)備的型號表6-16所示：表6-16主要電氣設(shè)備的選擇結(jié)果安裝位置設(shè)備名稱6kV側(cè)發(fā)電機出口15.75kV側(cè)220kV側(cè)110kV側(cè)母線LMY-63×6.3-LGJQ-700LGJ-400斷路器ZN28-10-LW7-220LW-110隔離開關(guān)GN6-6T-GW4-220/1250GW4-110/1250電流互感器LDB-35LRD-10LDB-35LDB-35電壓互感器JDZ-6JDXN-10JCC2-220JDCF-1107.配電裝置的設(shè)計7.1配電裝置根本介紹配電裝置是發(fā)電廠和變電所的重要組成局部。它是按主接線的要求，由開關(guān)設(shè)備、載流導(dǎo)體、保護(hù)和測量電器以及其他必要的輔助設(shè)備構(gòu)成，用來接受和分配電能的裝置。配電裝置按電氣設(shè)備裝置的地點不同，可分為屋外配電裝置和屋內(nèi)配電裝置。按其組裝方式不同，又可分為把電氣設(shè)備在現(xiàn)場進(jìn)行組裝的裝的配電裝置，裝配式配電裝置,假設(shè)在制造廠內(nèi)把電氣設(shè)備全部或局部組裝完成,然后運至安裝地點,那么稱為成套配電裝置。屋內(nèi)配電裝置的電氣設(shè)備都安裝在屋內(nèi)，具有如下特點：①由于允許平安凈距小和可以分層布置，占地面積較小；②維修、巡視和操作在室內(nèi)進(jìn)行，不受氣候影響；③能有效地防止污染，減小事故和維護(hù)工作量；④房內(nèi)建筑投資較大。屋外配電裝置的電氣設(shè)備都安裝在屋外，具有如下特點：①不需要建筑房屋，土建工程量和費用較小，建造工程短；②相鄰設(shè)備之間距離可適當(dāng)加大，使運行平安，便于帶電作業(yè)；③擴建方便；④占地面積大；⑤受氣候條件影響，使設(shè)備的運行、維修和操作條件較差。成套的特點為:①電氣設(shè)備布置子在封閉或半封閉的金屬殼中，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小；②安裝簡便，有利于縮短建設(shè)周期和進(jìn)行擴建；③運行可靠性高，維護(hù)方便；④耗用鋼材較多，造價較高。發(fā)電廠及變電所的配電裝置型式選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜，節(jié)約用地，并結(jié)合運行、檢修和安裝要求，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬予以確定。必須滿足以下五點要求：①節(jié)約用地，爭取不占或少占良田；②運行平安和操作巡視方便；③便于檢修和安裝；④節(jié)約材料，減少投資，降低造價；⑤便于擴建和安裝；在發(fā)電廠和變電所中，一般35kV及以下的配電裝置采用屋內(nèi)配電裝置。110kV及以上的配電裝置多采用屋外配電裝置，但110～220kV配電裝置，在嚴(yán)重污穢地區(qū)，如海邊和化工廠區(qū)或大城市中心，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時，也可采用屋內(nèi)配電裝置。7.2屋內(nèi)配