長工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

1、長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） i 目目 錄錄 1 1 引言引言.1 2 2 電氣主接線的選擇電氣主接線的選擇.2 2.1 電氣主接線的設(shè)計依據(jù)和基本要求.2 2.2 電氣主接線的選擇.2 2.3 發(fā)電機及主變壓器的確定.5 3 3 短路電流計算短路電流計算.6 3.1 實用計算中，計算短路電流的具體步驟：.6 3.2 母線短路.7 3.3 發(fā)電機出口短路.8 4 4 電氣設(shè)備的配置方案電氣設(shè)備的配置方案.10 4.1 隔離開關(guān)的配置.10 4.2 電流互感器的配置.11 4.3 電壓互感器的具體配置.12 4.4 避雷器的配置.12 4.5 斷路器的配置.13 5 5 高壓配電裝置設(shè)計高壓配電

2、裝置設(shè)計.15 5.1 配電裝置的基本要求.15 5.2 配電裝置設(shè)計的基本步驟 .15 5.3 配電裝置的型式選擇 .16 5.4 配電裝置的安全凈距.16 5.5 屋外配電裝置的布置原則.16 6 6 單相單相 500kv500kv 變壓器保護整定計算變壓器保護整定計算.17 6.1 發(fā)電機縱差保護整定計算.17 6.2 發(fā)電機過負荷保護整定計算.18 總 結(jié).19 參考文獻.20 致 謝.21 附錄.22 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 1 引言 電能的開發(fā)和應(yīng)用是人類征服自然過程中所取得的具有劃時代意義的光輝成就。自重有 了電，消除了黑夜對人類生活和生產(chǎn)勞動的限制，大大延長了人類用于

3、創(chuàng)造財富的勞動時間， 改善了勞動條件，豐富了人們的生活，在現(xiàn)代文明中，電被視為空氣和水一樣重要，這不僅 是因為電可以使愉快的家庭晚餐和諧，使電視機成生活中不可缺少的部分；而且可使電氣火 車奔馳，讓工廠機器轟轟轉(zhuǎn)動?？梢韵胂?，如果沒有了電能，現(xiàn)代文明社會將不復(fù)存在。 電是能量的一種表現(xiàn)形式，電力已成為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可缺少的動力，并廣泛應(yīng)用到一切 生產(chǎn)部門和日常生活方面。由于近幾年經(jīng)濟的發(fā)展，對電的需求量不斷增加，電的生產(chǎn)已經(jīng) 到了供不應(yīng)求的地步，一些經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)了“電荒”的情況，嚴重的制約了經(jīng)濟的 發(fā)展。所以最近幾年國家大力發(fā)展電力工業(yè)，不但一些原有電廠紛紛擴建加大發(fā)電能力，同 時其他地方

4、陸續(xù)興建大型電廠，來適應(yīng)經(jīng)濟的快速發(fā)展， 所以近一段時期將是電力工業(yè)發(fā) 展的高峰期。 21 世紀我國的電力工業(yè)有著更加輝煌的前景，但由于當(dāng)前能源緊缺，作為主要能源的電 能，已經(jīng)突顯了重要性和緊迫性，電能的優(yōu)點很多，便于生產(chǎn)和遠距離的輸送，方便轉(zhuǎn)換和 易于控制，損耗小，效率高，無氣體污染和噪聲污染。電能的需求決定了生產(chǎn)電能的發(fā)電廠 的發(fā)展和擴建，目前我國以火力發(fā)電廠為主，占全國總發(fā)電量的 70%以上，因此，加強電廠 的建設(shè)，對緩解能源壓力，促進國民經(jīng)濟的發(fā)展，有著十分重要的意義。 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 2 電氣主接線的選擇 2.1 電氣主接線的設(shè)計依據(jù)和基本要求 發(fā)電廠的容量和電壓等

5、級和負荷大小與之在系統(tǒng)中的重要性。建設(shè)規(guī)模和后期的擴建工 程和系統(tǒng)備用容量大小等主要因素。電氣主接線設(shè)計的基本要求：應(yīng)滿足可靠性、靈活性和 經(jīng)濟性三項基本要求。 在可靠性方面：斷路器或母線故障以及母線檢修時，盡量減少停電的回路數(shù)和停電時間， 并保證對一級負荷及全部或大部分二級負荷的供電，盡量避免發(fā)電廠全部停電的可能性。 在靈活性方面：主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴建時的靈活性，可以靈活的投入和切除 發(fā)電機、變壓器和線路，調(diào)配電源和負荷，滿足系統(tǒng)在事故運行方式、檢修運行方式及特殊 運行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求，進行安全檢修而不致影響電力的運行和對用戶的供電。 在經(jīng)濟性方面：投資小占地少，在保證安全下做

6、到最優(yōu)以減少投資達到最大經(jīng)濟性。 2.2 電氣主接線的選擇 2.2.1 原始資料分析： 設(shè)計電廠為 2 臺 600mw 發(fā)電廠電氣部分（附繼電保護）設(shè)計 1、裝機容量：裝機 2 臺，總?cè)萘繛?1200mw（詳細參數(shù)查閱電力工程設(shè)計手冊）。 2、機組年利用小時。 aht6500 max 3、氣象條件：發(fā)電廠所在地最高氣溫+40，年平均氣溫+12，氣象條件一般無特殊 要求（臺風(fēng)、地震、海拔等）。 4、廠用電率：按 8%考慮。 5、電力負荷及與系統(tǒng)連接情況：500kv 電壓級，架空線路 2 回與系統(tǒng)相連。 其中線路長度分別為 2168km。 當(dāng)取基準容量為 100mva 時，系統(tǒng)歸算到 500kv

7、母線上電抗為 0.233。 2.2.2 將可能采用的較佳方案列出 方案一 單母線分段接線方式 單母線分段接線如圖所示。單母線用分段斷路器 qfd 進行分段，可以提高供電可靠性和 靈活性；對重要用戶可以從不同段引出兩回饋電線路，由兩個電源供電；當(dāng)一段母線發(fā)生故 障，分段斷路器自動將故障段隔離，保證正常段母線不間斷供電，不致使重要用戶停電；限 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 制短路電流，兩端母線同時故障的幾率甚小，可以不予考慮。在可靠性要求不高時，亦可用 隔離開關(guān)分段，任一段母線故障時，將造成兩端母線同時停電，在判別故障后，拉開分段隔 離開關(guān)，完好段即可恢復(fù)供電。 這種接線廣泛用于中、小容量發(fā)電

8、廠和變電站的 610kv 接線中。-所以，在重要負荷 的出現(xiàn)回路較多、供電容量較大時，一般不予采用。 方案二 雙母線接線方式 雙母線接線，它有兩組母線，一組為工作母線，一組為備用母線。每一電源和出線的回 路，都裝有一臺斷路器，有兩組母線隔離開關(guān)，可分別與兩組母線連接。兩組母線之間的聯(lián) 絡(luò) ，通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器 qfc 來實現(xiàn)。 采用兩組母線后運行方式靈活。檢修母線時，電源和出線都可以繼續(xù)工作，不會中斷對 用戶的供電。檢修任一線路斷路器時，可用母聯(lián)斷路器代替其工作。任一回路母線隔離開關(guān) 時，只需斷開該回路。迅速恢復(fù)工作且便于擴建。 但雙母線接線也由一些缺點，主要在倒母線的操作過程中，需使用隔離開

9、關(guān)切換所有負 荷電流回路，操作過程比較復(fù)雜，容易造成誤操作。投資和占地面積增大。 圖 2-2-2 雙母線接線 方案三 3/2 接線方式 1 有高度可靠性 每一回路有兩臺斷路器供電，發(fā)生母線故障時，只跳開與此母線相連的所有斷路器，任 何回路不停電；在事故與檢修相重合情況下的停電回路不多于兩回。 2 運行調(diào)度靈活 一串中任何一臺斷路器退出或檢修時，這種運行方式稱為不完整串運行，此時仍不影響 任何一個元件的運行。 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 3 操作檢修方便 隔離開關(guān)僅在檢修時作為隔離帶電設(shè)備使用，避免了將隔離開關(guān)作操作用時的倒閘操作； 檢修斷路器時，不需帶旁路的倒閘操作；檢修母線時，回路不需

10、要切換。 圖 2-2-3 臺半斷路器接線 （3）論證比較，確定最佳方案. 表 2-2-3 接線方案的比較 雙母線分段接線一臺半斷路器接線 可 靠 性 (1) 任何斷路器檢修，影響用戶的供電； (2) 任何一臺斷路器檢修和另一臺斷路器故障或拒動時， 切除兩回以上的線路； (3) 任一母線故障，1/4 電源和負荷停電，分段或母聯(lián) 斷路器故障，有 1/2 電源和負荷停電 (1) 任何斷路器檢修，不影響用戶的供電； (2) 任何一臺斷路器檢修和另一臺斷路器故障或拒動 時，不切除兩回以上的的線路； (3)任一段母線故障，不影響進出線的供電 靈 活 性 (1) 不形成多環(huán)供電，一個回路由一臺斷路器供電，調(diào)

11、 度較不方便； (2) 隔離開關(guān)作為操作電器，需要進行倒換操作，易造 成誤操作； (3) 在沒有旁路設(shè)施時，檢修斷路器，要向調(diào)度部門報 告； (4) 成對雙回線路可能要交叉； (5) 擴建較方便 (1) 形成多環(huán)狀供電，一個回路由兩臺斷路器供電， 調(diào)度靈活，但增加了斷路器維護工作量； (2) 隔離開關(guān)只作為檢修電器，不需要進行倒換操作； (3) 檢修斷路器時，可任意停下檢修； (4) 成對雙回線路可按地理位置布置在不同串上，減 少交叉； (5) 擴建同樣方便 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 經(jīng) 濟 性 (1) 進出線共 8 回及以下時，雙母線四分段接線較貴； (2) 占地面積較大 (1) 進

12、出線共 9 回及以下時，一臺半斷路器接線較經(jīng) 濟； (2) 占地面積較小 綜上所述的優(yōu)缺點，本次設(shè)計采用 3/2 接線方式。 2.3 發(fā)電機及主變壓器的確定 2.3.1 本次設(shè)計選擇的發(fā)電機為： 哈爾濱汽輪機廠生產(chǎn)的 qfsn-600-2 型號汽輪機兩臺及 qfsn 具體參數(shù)見下表： 表 2-3-1 qfsn-600-2 型號汽輪機參數(shù) 型 號額定容量額定電壓額定電流次暫態(tài)電抗功率因數(shù)額定轉(zhuǎn)速效率 qfsn-600-2600mw20kv19245a21.7990.93000r/min98.77% 2.3.2 主變壓器確定 發(fā)電機與主變壓器為單元接線，主變壓器的容量按下列條件中較大者選擇： 1、

13、 按發(fā)電機的最大連續(xù)輸出容量扣除本機組的廠用負荷。在本設(shè)計中我確定發(fā)電廠變 壓器的容量： (1 10%)(1) n d p s cos 發(fā)電機的容量 n p 發(fā)電機的功率因素cos 廠用電率d （1）2*600mw 機組側(cè)主變壓器容量的確定： 所以確定 2*600mw 機組側(cè)主變壓器的容量為 240000kva。 依據(jù) gb/t 174681998 電力變壓器選用導(dǎo)則 ，發(fā)電機與主變壓器為單元連接時，主 變壓器的容量可按發(fā)電機的連續(xù)最大輸出容量扣除本機組的廠用負荷后剩余的容量計算。 查閱電力工程電氣設(shè)備手冊依據(jù) gb/t 162741996 油浸式電力變壓器技術(shù)參數(shù)和要 求 220kv 級標準

14、規(guī)定，本設(shè)計選擇的主變壓器型號為：型號：dfp-240000/550 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 主變壓器部分參數(shù)： 型號：dfp-240000/550 額定容量：3*240mva 高壓側(cè)額定電壓：550/-22.5kv 3 高壓側(cè)額定電流：755.8a 低壓側(cè)額定電壓：20kv 低壓側(cè)額定電流： 12000a 接線組別：yn-d11 阻抗電壓 vd=14% 3 短路電流計算 3.1 實用計算中，計算短路電流的具體步驟： (1) 選擇短路計算點； (2) 系統(tǒng)元件參數(shù)計算(標么制)，取基準容量，基準電壓(各級平均額定 b s navb uu 電壓)，按平均額定電壓之比計算元件電抗的標么值

15、； (3) 對電動勢、負荷的簡化，取各發(fā)電機次暫態(tài)電動勢，電抗用次暫時態(tài)電抗 1 0 e 表示，略去非短路點的負荷，只計短路點附近大容量電動機的反饋電流； d x (4) 繪出等值網(wǎng)絡(luò)，并將各元件電抗統(tǒng)一編號； (5) 網(wǎng)絡(luò)化簡，在離短路點的電氣距離很近時，可將同一類型的發(fā)電機進行合并，但無 限大容量電源應(yīng)單獨考慮； (6) 求轉(zhuǎn)移電抗(分別是等值電源和無限大容量電源對短路點的轉(zhuǎn)移電抗)； sknk xx 、 (7) 求計算電抗，即將前面求出各等值電源的轉(zhuǎn)移電抗按各相應(yīng)等值電源的容量進 js x 行歸算； (8) 由計算電抗分別查出 0、2、4s 時各等值電源供出的三相短路電流周期分量有效值

16、的標么值，由無限大容量電源供給的三相短路電流不衰減，其周期分量有效值的標么值 tn i ； sks xi/1 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 (9) 計算短路電流周期分量有值、； i 2 i 4 i (10) 計算短路的沖擊電流。 sh i 3.2 母線短路 （1）.網(wǎng)絡(luò)化簡 等值網(wǎng)絡(luò)化簡及進一步化簡分別如圖 10.3(a)和(b)所示。發(fā)電機 g1與 g2合并，合并后 的等值機 g 對短路點的等值電抗為 025 . 0 031 . 0 019 . 0 2 1 2 1 428 xxx k1 s k1 g2g1 g2 s 02 . 0 1 019 . 0 4 031 . 0 2 031 . 0

17、 3 019 . 0 5 02 . 0 1 025 . 0 8 (a)網(wǎng)絡(luò)化簡 (b)進一步化簡 圖 3.2.1 等值網(wǎng)絡(luò)化簡 （2）.短路電流周期分量有效值 系統(tǒng)供給的短路電流不衰減，其周期分量有效值 標么值 50 02 . 0 11 1 x i s 有效值 ka u s ii kav b ss 5 . 5 5253 100 50 3 等值機 g 對短路點 k1的計算電抗為 33 . 0 100 6672 025 . 0 8 b gn js s s xx 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 查附圖的運算曲線，可得 ， 24 . 3 0 i 28 . 2 2 i 31 . 2 4 i 歸算至短路

18、點處電壓級等值機 g 的額定電流為 ka u s i kav g ng 47 . 1 5253 6672 3 于是短路點 k1的不同時刻三相短路電流周期分量有效值分別為 kaiiii sng 26.105 . 547 . 1 24 . 3 0 kai85 . 8 5 . 547. 128 . 2 2 kai9 . 85 . 547. 131 . 2 4 （3）短路的沖擊電流 kaiish16.2626.1055 . 2 28 . 1 3.3 發(fā)電機出口短路 （1）.網(wǎng)絡(luò)化間 將圖 2.2 的等值網(wǎng)絡(luò)進行化簡及進一步化簡分別如圖 10.4(a)和(b)所示。 等值電抗為 8 x 05 . 0 0

19、19 . 0 031 . 0 538 xxx （2）.短路電流周期分量有效值 系統(tǒng) s 和發(fā)電機 g2對短路點 k2的轉(zhuǎn)移(利用星三角變換)分別為 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 s g2g1 g2 k2 k2 s g1 02 . 0 1 019 . 0 4 031 . 0 2 031 . 0 3 019 . 0 5 02 . 0 1 05 . 0 8 019 . 0 4 031 . 0 2 (a)網(wǎng)絡(luò)化簡 (b)進一步化簡 圖 3.3.1 等值網(wǎng)絡(luò)化簡 047 . 0 05 . 0 019 . 0 02 . 0 019 . 0 02 . 0 8 41 41 x xx xxxsk 117 .

20、 0 02 . 0 05 . 0 019 . 0 05 . 0 019 . 0 1 84 842 x xx xxx k 發(fā)電機 g1和 g2對短路點 k2的計算電抗分別為 207 . 0 100 667 031 . 0 1 21 b ng js s s xx 78 . 0 100 667 117 . 0 2 22 b ng kjs s s xx 根據(jù)運算曲線，分別查 t 為 0、2、4s 時，發(fā)電機 g1和 g2供給的短路電流周期分量有效 值的標么值 , 23 . 5 10* i 58 . 2 12* i 46 . 2 14* i , 32 . 1 20* i 47 . 1 22* i 56

21、. 1 24* i 由系統(tǒng)供給的短路電流周期分量不衰減，其有效值的標么值為 277.21 047 . 0 11 * sk s x i 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 固有效值, ss ii * ka u s ii kav b sb 5 . 58 213 100 277.21 3 歸算至短路點處電壓級 g1 和 g2 的額定電流為 ka u s ii kav ng ngng 25.19 203 667 3 1 12 于是短路點 k2不同時刻短路電流周期分量的有效值分別為 ka iiii iiiiii sn sngng 59.184 5 .5825.19)32 . 1 23 . 5 ( 120

22、*10* 220*110* kai46.136 5 . 5825.1947 . 1 58 . 2 2 kai89.135 5 . 5825.1956 . 1 46 . 2 4 （3）.短路的沖擊電流 kaiish 7 . 47059.18455 . 2 28 . 1 4 電氣設(shè)備的配置方案 高壓電器設(shè)備的配置應(yīng)滿足測量,保護和自動裝置的要求。本章主要對發(fā)電廠隔離開關(guān)、 電流互感器、電壓互感器、避雷器、母線、繼電保護及儀表進行配置，以便能對電氣設(shè)備進 行合理正確的選擇。 4.1 隔離開關(guān)的配置 (1）中小型發(fā)電機出口一般應(yīng)裝設(shè)隔離開關(guān)，容量為 200mw 及以上的大機組與雙繞組變 壓器為單元連接

23、時，其出口不裝設(shè)隔離開關(guān)，但應(yīng)有可拆的連接點； (2）在發(fā)電機、變壓器引出線或中性點上的避雷器可不裝設(shè)隔離開關(guān)； (3）在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關(guān)，但對于 330kv500kv 的避雷 器和線路電壓互感器均不應(yīng)裝隔離開關(guān)，因為 330kv500kv 避雷器除保護大氣過電壓外還要 限制操作過電壓，而線路電壓互感器接著線路主保護，都不能退出運行，它們的檢修可與相 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 應(yīng)回路檢修同時進行； (4） 一臺半斷路器的接線中，視發(fā)變電工程的具體情況，進出線可裝設(shè)隔離開關(guān)也可 不裝設(shè)隔離開關(guān)。斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配制隔離開關(guān)，以便在斷路器檢修時隔離電源。 (5

24、）中性點直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地，自耦變壓器的中性點不必 安裝隔離開關(guān)。 本設(shè)計所選型號： 表 4-1-1 gw7-500 型號隔離開關(guān)的參數(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） gw7-500500250010040 校驗數(shù)據(jù)： 表 4-1-2 熱穩(wěn)定性（ma*as）動穩(wěn)定性（ka） it*itqkiesish 結(jié)論 500kv140024.481004.74合格 4.2 電流互感器的配置 電流互感器保護用可分為穩(wěn)態(tài)保護用（p）和暫態(tài)保護用（tp ） ，穩(wěn)態(tài)保護用準確級有 5p 和 10p（b、c、d 保護級） ，其配置如下： （1）凡裝

25、設(shè)斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器，在發(fā)電機與變壓器的中性點，發(fā)電機 雙繞組變壓器單元的發(fā)電機出口也應(yīng)裝設(shè)電流互感器，其數(shù)量一個滿足測量儀表、繼電 保護和自動裝置的要求。 （2）未裝設(shè)斷路器的下列地點也應(yīng)裝設(shè)電流互感器：發(fā)電機和變壓器中性點及出口處； （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)，依具體要求配置； （4）一臺半斷路器接線中，線路線路串可裝四組電流互感器，在能滿足保護和測量 要求的條件下，也可裝設(shè)三組電流互感器；線路變壓器串中，當(dāng)變壓器的套管電流互感 器可以利用時，可裝設(shè)三組電流互感器； （5）由于 500kv 斷路器采用罐式斷路器，故電流互感器的配置采取在罐式斷路器的每

26、 側(cè)套管內(nèi)設(shè)置一組電流互感器，每組電流互感器有 4 個二次繞組，即 tpy/tpy/tpy/0.2s 和 5p20/tpy/tpy/5p20； （6）為了防止電流互感器套管閃絡(luò)造成母線故障，電流互感器應(yīng)布置在斷路器的出現(xiàn) 側(cè)或變壓器側(cè)。 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 （7）電流互感器以消除死區(qū)的原則配置，如兩組互感器應(yīng)盡可能設(shè)在斷路器的兩側(cè)。 本設(shè)計所選型號： 表 4-2-1 lcw-500 型號電流互感器的參數(shù) 型號額定電 流比 （a） 級次組 合 準確級 次 二次負 荷 10%倍 數(shù) 1s 熱穩(wěn) 定倍數(shù) 動穩(wěn)定倍數(shù) lcw-5000.2tb31.5ka （1s） 80ka 校驗數(shù)據(jù)：

27、 表 4-2-2 熱穩(wěn)定性（ma*as）動穩(wěn)定性（ka） it*itqkiesish結(jié)論 500kv992.2524.48804.74合格 4.3 電壓互感器的具體配置 發(fā)電機回路一般裝設(shè) 3 組電壓互感器。 （1）12 組電壓互感器，供給發(fā)電機的測量儀表，保護及同步設(shè)備，其開口三角接一 個電壓表，供發(fā)電機啟動而未并列前 2 檢查接地用。 （2）電壓互感器（三臺單相三繞組） ，供電給自動調(diào)整勵磁裝置。 （3）中性點接有一個單相電壓互感器，由于 100%定子接地保護。 (4)主變壓器回路中，一般低壓側(cè)裝設(shè)一組電壓互感器，供給發(fā)電機與系統(tǒng)在低壓側(cè)同 步用，并供給主變壓器的測量儀表和保護。當(dāng)發(fā)電廠與

28、系統(tǒng)在高壓側(cè)同步時，這組互感器可 不設(shè)。 (5)當(dāng)對端有電源時，在出線側(cè)裝設(shè)一組電壓互感器，供監(jiān)視線路有無電壓，進行同步 和設(shè)置重合閘用。35500kv 在一相上裝設(shè)。 本設(shè)計所選型號： 表 4-3 tyd500/3-0.05 型號電壓互感器的參數(shù) 型號額定電壓二次負荷分壓電容量（uf） tyd5003-0.0550032000.005 4.4 避雷器的配置 避雷器的安裝位置和組數(shù)，應(yīng)根據(jù)電氣設(shè)備的雷電沖擊絕緣水平和避雷器特性以及入侵 波陡度，并結(jié)合配電裝置的接線方式確定。 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 （1）額定電壓 避雷器的額定電壓應(yīng)等于安裝處的電網(wǎng)額定電壓，即正常運行時作用在避雷器

29、上的工頻 工作電壓。 （2）滅弧電壓 在中性點有效接地電網(wǎng)中，可能出現(xiàn)的最大工頻電壓等于電網(wǎng)額定電壓的 80%；而在中 性點非有效接地電網(wǎng)中，最大工頻電壓將等于該電網(wǎng)額定電的 100%110%。避雷器的滅弧電 壓應(yīng)大于上述情況的最大工頻電壓。 滅弧電壓是避雷器最重要的選擇依據(jù)，如采用多少只單元間隙，多少個閥片，均系根據(jù) 滅弧電壓選定的。 （3）沖擊放電電壓 對于 330kv 及以上的超高壓避雷器，其沖擊放電電壓包括標準雷電沖擊波下的放電電壓 (幅值)上限和標準操作沖擊波下的放電電壓(幅值)上限。 （4）工頻放電電壓 避雷器的工頻放電電壓不但要小于某一工頻電壓，而且還要大于內(nèi)部過電壓。 （5）殘

30、壓 我國標準規(guī)定，殘壓的上限分別對應(yīng)于沖擊電流幅值為 5ka(220kv 及以下的避雷器)和 10ka(330kv 及以上的避雷器)，電流波形則統(tǒng)一取 8/20s。 本設(shè)計所選型號： 表 4-4 y10w5-468/1166 型號避雷器的參數(shù) 型號避雷器額 定電壓有 效值 （kv） 系統(tǒng)額定 電壓有效 值（kv） 持續(xù)運行 電壓有效 值（kv） 直流 1ma 參考電流 不小于 （ka） 2ka 操作 波殘壓峰 值不大于 （ka） y10w5- 4681166 468500330630956 4.5 斷路器的配置 本次采用的 3/2 接線,斷路器的選擇應(yīng)在各種合理的運行方式下，按流過斷路器的長期

31、 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 工作電流和短路電流最大的一臺進行選擇。 (1)種類和型式的選擇 高壓斷路器根據(jù)滅弧介質(zhì)不同，可分為少油斷路器、壓縮空氣斷路器、真空斷路器和六 氟化硫 sf6斷路器四種。其中 sf6斷路器有斷口耐壓高、滅弧能力強、開斷性能好、無噪聲 和干擾、制作精度高和密封性能好、體積和面積小等特點，而且維護工作量小、檢修周期長 和壽命長，目前 sf6斷路器已被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)。所以為滿足可靠性的要求，本設(shè)計選 用戶外瓷柱式 sf6斷路器。 (2)額定電壓和電流的選擇 ， （5.8） n u ns u n i max i 式中 、分別為電氣設(shè)備和電網(wǎng)的額定電壓，kv； n

32、 u ns u 、分別為電氣設(shè)備的額定電流和電網(wǎng)的最大負荷電流，a。 n i max i (3)開斷電流的選擇 高壓斷路器的額定開斷電流，不應(yīng)小于實際開斷瞬間的短路電流周期分量。但 nbr i pt i 當(dāng)斷路器的較系統(tǒng)短路電流大很多時，可簡化計算，即 nbr i (5.9) nbr i i 由于僅計入了 20%的非周期分量，一般中、慢速斷路器，開斷時間較長(0.1s)， nbr i 短路電流非周期分量衰減較多，能滿足標準規(guī)定的要求。但對 sf6斷路器，其全開斷時間 最大為 0.07s(0.08s)，為高速斷路器，其開斷電流的最短時間應(yīng)為主保護動作時間 br t k t (一般為 0.050.

33、06s）與固有分閘時間之和，最大為 0.09s(0.1s)。當(dāng)在電源附近短 pr t in t 路時，短路電流的非周期分量可能超過周期分量的 20%，需要用短路全電流進行校驗。但 k i 如果在 500kv 側(cè)，由于離電源的電氣距離較遠，同樣非周期分量衰減較多，固可不計非周期 熱分量效應(yīng)。 (4)短路關(guān)合電流的選擇 為了保證斷路器在關(guān)合短路電流時的安全，斷路器的額定關(guān)合電流不應(yīng)小于短路電 ncl i 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 流的最大沖擊值，即 sh i (5.10) ncl i sh i (5)短路熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗 校驗式為 、 (5.11)tit2 k q es i sh i

34、斷路器的額定短路關(guān)合電流等于其額定動穩(wěn)定電流峰值。 ncl i es i 本設(shè)計所選型號： 表 4-5-1 yw12-500 型號斷路器的參數(shù) 型號額定工 作電壓 （kv） 最高工 作電壓 （kv） 額定頻 率 （hz） 額定電 流 （a） 額定開 斷電流 （ka） 額定比 和電流 峰值 （ka） 4s 熱穩(wěn) 定電流 （ka） 動穩(wěn)定 電流 （ka） yw12-5005005505025005012550125 校驗數(shù)據(jù)： 表 4-5-2 熱穩(wěn)定性（ma*as）動穩(wěn)定性（ka） it*itqkiesish結(jié)論 500kv1000024.48504.47合格 5 高壓配電裝置設(shè)計 5.1 配電裝

35、置的基本要求 配電裝置是根據(jù)電氣主接線的連接方式，由開關(guān)設(shè)備、保護和測量電器，母線和必要的 輔助設(shè)備組建而成的總體裝置。它是發(fā)電廠用來接受和分配電能的重要組成部分，而且在系 統(tǒng)故障時，能迅速切斷故障部分，維持正常運行。為此，配電裝置的設(shè)計應(yīng)滿足基本要求： (1) 保證運行可靠，設(shè)備選擇合理，布置整齊、清晰，并有足夠的安全凈距。 (2) 便于操作、巡視和檢修。 (3) 占地面積小，造價低，節(jié)省材料。 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 (4) 施工、安裝和擴建方便。 5.2 配電裝置設(shè)計的基本步驟 (1) 選擇配電裝置的型式，選擇時應(yīng)考慮電壓等級、電氣設(shè)備的型式、出線多少和方式、 有無電抗器、地

36、形、環(huán)境條件等因素。 (2) 配電裝置的型式確定后，接著擬定配電裝置的配置圖。 (3) 按照所選電氣設(shè)備的外形尺寸、運輸方法、檢修及巡視的安全和方便要求，遵照配 電裝置設(shè)計有關(guān)技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，并參考各配電裝置的典型設(shè)計和手冊，設(shè)計繪制配電裝置 平面圖和斷面圖。 5.3 配電裝置的型式選擇 500kv 高壓配電裝置常采用屋外配電裝置，而屋外配電裝置又分為中型配電裝置、高型 配電裝置和半高型配電裝置。由于中型配電裝置比較清晰，不易誤操作，運行可靠，施工和 維護方便，造價較省，并有多年的運行經(jīng)驗，所以廣泛用于 500kv 電壓等級。 5.4 配電裝置的安全凈距 按工程規(guī)定，500kv 屋外配電裝置的

37、最小安全凈距 a、b、c、d 值見表 6.1 所示。 表 5-4 500kv 屋外配電裝置的安全凈距 名稱a1a2b1b2cd 安全凈距(mm)380043004550390075005800 另外，屋外配電裝置帶電部分的上面或下面，不應(yīng)有照明、通信和信號線路架空跨越或 穿過。屋外電氣設(shè)備外絕緣體最低部位距地小于 2.5m 時，應(yīng)裝設(shè)固定遮欄。屋外配電裝置 使用軟導(dǎo)線時，帶電部分至接地部分和不同相的帶電部分之間的最小電氣距離，應(yīng)根據(jù)外過 電壓和風(fēng)偏，內(nèi)過電壓和風(fēng)偏，最大工作電壓、短路搖擺和風(fēng)偏三種條件進行校驗，并用其 中最大數(shù)值。由于過電壓(包括工頻過電壓和操作過電壓)是影響安全凈距的主要原因

38、，所以 為限制內(nèi)過電壓影響，規(guī)定 500kv 系統(tǒng)不允許超過最高工作電壓的 2.02.3 倍。 5.5 屋外配電裝置的布置原則 (1)母線及構(gòu)架 對軟母線三相呈水平布置，用懸式絕緣子懸掛在母線構(gòu)架上。軟母線可選用較大的檔距， 但一般不超過三個間隔寬度，檔距越大，導(dǎo)線弧垂越大，因而導(dǎo)線相間及對地距離就要增加， 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 母線及跨越線構(gòu)架的寬度和高度均要加大。 (2)電力變壓器 由于變壓器外殼不帶電，故采用落地布置，安裝在鋪有鐵軌的雙梁形鋼筋混凝土基礎(chǔ)上。 主變壓器與建筑物的距離不應(yīng)小于 1.25m，且距離變壓器 5m 以內(nèi)的建筑物，在變壓器總高度 以下及外廓兩側(cè)各 3m

39、 的范圍內(nèi)，不應(yīng)有門窗和通風(fēng)孔。當(dāng)變壓器油量超過 2500kg 以上時， 兩臺變壓器之間的防火凈距不應(yīng)小于 510m，如布置有困難，應(yīng)設(shè)置防火墻。 (3)高壓斷路器 按照斷路器在配電裝置中所占據(jù)位置，可分單列、雙列和三列布置。對交差布置的 3/2 接線，宜采用三列式布置。斷路器又分低式和高式兩種布置，在中型配電裝置中，斷路器和 互感器多采用高式布置，即把斷路器安裝在約高 2m 的混凝土基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)高度應(yīng)滿足：電 氣設(shè)備支柱絕緣子最低裙邊對地距離為 2.5m；設(shè)備間的連線對地面距離應(yīng)符合 c 值要求。 (4)避雷器 避雷器也有高式和低式兩種布置。110kv 及以上的閥型避雷器由于器身細長，多落地

40、安 裝在 0.4m 的基礎(chǔ)上。磁吹避雷器及 35kv 閥型避雷器形體矮小，穩(wěn)定度較好，一般采用高式 布置。 (5)隔離開關(guān)和互感器 隔離開關(guān)和互感器均采用高式布置，其要求與斷路器相同。隔離開關(guān)的手動操動機構(gòu)裝 在其靠邊一相基礎(chǔ)上。 (6)電纜溝和道路 屋外配電裝置中電纜溝的布置，應(yīng)使電纜所走的路徑最短。為了運輸設(shè)備和消防的需要， 應(yīng)在主要設(shè)備近旁鋪設(shè)行車道路。大型發(fā)電廠內(nèi)一般均應(yīng)鋪設(shè)寬 3m 的環(huán)形道。屋外配電裝 置內(nèi)應(yīng)設(shè)置 0.81m 的巡視小道，以便運行人員巡視電氣設(shè)備，電纜溝蓋板可作為部分巡視 小道。 6 單相 500kv 變壓器保護整定計算 6.1 發(fā)電機縱差保護整定計算 bch-2

41、型繼電器構(gòu)成的差動保護： (1)動作電流大于發(fā)電機額定電流時差動保護的動作電流,保護動作電流應(yīng)躲過外部短時的最 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 大不平衡電流 即： 02697 . 0 41492. 01 . 05 . 013 . 1max 2 ditxfzqk jsbpkd ifkkk iki 式中 ：可靠系數(shù)（采用 1.3）kk ：計算不平衡電流jsbpi ：考慮非周期分量影響的系數(shù)，當(dāng)保護采用 bch-2 型繼電器時，fzqk ；1fzqk ：電流互感器的同型系數(shù)（采用 0.5）txk ：電流互感器的最大相對誤差（采用 0.1）if ：在發(fā)電機外部三相短路時，流經(jīng)保護的最大周期性短路電

42、流maxdi （2）為避免保護在電流互感器二次回路斷線時誤動作，保護動作電流應(yīng)大于發(fā)電機的最大 負荷電流。 即： efkdziki 式中 :可靠系數(shù)（采用 1.3）kk ：發(fā)電機的額定電流efi 取上述最大的作為保護動作電流dzi 5 .25018192453 . 1dzi 6.2 發(fā)電機過負荷保護整定計算 定時限部分按發(fā)電機長期允許的負荷電流條件下能可靠返回的條件整定 15.2377319245 85. 0 05 . 1 ef h k dzi k k i 式中 ：可靠系數(shù)(取 1.05)kk ：返回系數(shù)（取 0.85）hk ：發(fā)電機額定電流efi 經(jīng)延時 315s 動作于信號 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 總總 結(jié)結(jié) 經(jīng)過 13 個星期的設(shè)計，我們的設(shè)計接近了尾聲。在這 13 周內(nèi)我完成了所有的設(shè)計任務(wù)。 在設(shè)計期間，我本著勤奮踏