公伯峽水電站電氣部分設(shè)計說明

1、 . . . 目 錄1 前言12. 發(fā)電廠電氣主接線的確定32.1 設(shè)計主要參考資料32.2 對主接線的基本要求32.3 主接線方案一32.4 主接線方案二：52.5 經(jīng)濟(jì)性比較62.6 主接線確定62.7 發(fā)電機(jī)與主變壓器的型號與參數(shù)73. 發(fā)電廠廠用電接線的確定83.1 對廠用電接線的要求83.2 廠用電接線的基本原則83.3 廠用電源取得方式93.4 廠用電接線形式93.5 廠用電壓等級的選擇93.6 綜合分析93.7 廠用變壓器選擇104短路電流計算114.1 短路計算的目的和步驟114.2 計算短路電流的基本程序124.3 短路電流計算124.3.1 各個元件電抗標(biāo)幺值的計算與等值電

2、路圖124.3.2 330KV母線側(cè)短路電流計算134.3.3 300MV發(fā)電機(jī)出口短路電流計算144.3.4 高壓廠用變壓器低壓側(cè)短路電流計算175電氣設(shè)備的配置225.1 隔離開關(guān)的配置225.2 電流互感器的配置225.3 電壓互感器的配置225.4 避雷器的配置235.5 接地刀閘的配置236. 電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)246.1 高壓斷路器的選擇246.1.1 330KV電壓等級的斷路器與隔離開關(guān)選擇256.1.2 隔離開關(guān)選擇266.1.2 發(fā)電機(jī)出口斷路器選擇266.2 互感器的選擇276.2.1 電流互感器的選擇276.2.2 電壓互感器的選擇286.3 導(dǎo)體的選擇297. 配電裝

3、置317.1 對配電裝置的要求317.2 屋外配電裝置的布置原則31總結(jié)3310參考文獻(xiàn)34辭35附錄3636 / 381前言電力是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)和生活不可或缺的動力能量，水力發(fā)電是電力工業(yè)的一個門類。建國50多年來，我國的水電事業(yè)有了長足的發(fā)展，取得了令人矚目的成績。我國水能資源豐富，不論是水能資源蘊(yùn)藏量，還是可能開發(fā)的水能資源，在世界各國中均居第一位。水力發(fā)電前景廣闊。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速增長，能源消耗總量也大幅度增長，煤炭、石油和天然氣這些常規(guī)能源的消耗量越來越大，甚至需要依靠進(jìn)口。在這樣的情勢下，發(fā)展新能源就顯得特別重要而緊迫。而水能就是一種可再生的新能源，它取之不盡用之不竭。另外，發(fā)展

4、水電也是環(huán)境保護(hù)的需要。常規(guī)發(fā)電方式，煤的燃燒過程中排放出大量的有害物質(zhì)使大氣環(huán)境受到嚴(yán)重污染，引發(fā)酸雨和“溫室效應(yīng)”等多方面的環(huán)境問題。而核能發(fā)電有很大的潛在危險性，一旦泄漏造成污染，對環(huán)境的破壞作用是不可估量的。水力發(fā)電不排放有害的氣體、煙塵和灰渣，又沒有核輻射污染，是一種清潔的電力生產(chǎn)，具有明顯的優(yōu)勢。水力發(fā)電經(jīng)過一個多世紀(jì)的發(fā)展，其工程技術(shù)、水輪發(fā)電機(jī)組制造技術(shù)和輸電技術(shù)已經(jīng)非常完善，單機(jī)容量也在不斷增大。并且水力發(fā)電成本低廉，運(yùn)行的可靠性高，所以開發(fā)水電是國家經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。本次設(shè)計的題目為“公伯峽水電站電氣部分設(shè)計”公伯峽水電站位于省循化縣與化隆縣交界的黃河干流上，距15

5、3km，是黃河上游龍一青段規(guī)劃的第四個大型梯級電站，水庫總庫容6.2億m3，為日調(diào)節(jié)水庫，壩址處多年平均流量717m3s，萬年一遇入庫洪水7860m3s。壩區(qū)基本地震烈度為7度。主要任務(wù)是發(fā)電，兼顧灌溉與供水，樞紐建筑物由大壩、引水發(fā)電系統(tǒng)、泄水系統(tǒng)三部分組成。大壩為混凝上面板堆石壩，壩址區(qū)主要巖性為片巖、片麻巖、花崗巖與第三系礫砂巖。引水發(fā)電系統(tǒng)位于右岸，進(jìn)水口壩段為混凝土重力壩，后接五條混凝土外包明鋼管，電站安裝5臺單機(jī)容量300MW機(jī)組，總裝機(jī)容量為1500MW，年發(fā)電量51.4億kW·h。本次設(shè)計的主要容包括：1、確定發(fā)電廠電氣主接線的最佳方案（包括主變壓器型號、容量的選擇）

6、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、配置方案；5、電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)；6、發(fā)電機(jī)（變壓器）保護(hù)整定計算；7、高壓配電裝置的設(shè)計；8、繪制有關(guān)圖紙（電氣主接線圖、繼電保護(hù)配置圖、配電裝置平面圖與斷面圖、9、編寫設(shè)計文件（計算書、說明書與設(shè)備清單）；10、翻譯5000字左右的專業(yè)外文資料。2. 發(fā)電廠電氣主接線的確定2.1設(shè)計主要參考資料1、 裝機(jī)容量：裝機(jī)5臺，總?cè)萘?500MW2、 機(jī)組年利用小時數(shù)：=3426h/a3、 氣象條件：發(fā)電廠所在地最高溫度+38，年平均氣溫-10，氣象條件一般無特殊要求。4、 常用電率：按1

7、%考慮。5、 系統(tǒng)連接情況：330KV電壓級，架空線路5回與系統(tǒng)相連。當(dāng)取基準(zhǔn)容量為1000MVA時，系統(tǒng)歸算到330KV側(cè)母線上電抗為0.20。2.2 對主接線的基本要求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、操作維護(hù)方便；3、接線應(yīng)具有一定的靈活性；4、滿足電站初期發(fā)電與最終規(guī)模的運(yùn)行要求，還應(yīng)考慮便于分期過渡；技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理。本廠單機(jī)容量為30萬千瓦，總裝機(jī)為150萬千瓦，所以為大容量機(jī)組，對供電可靠性提出了更高的要求，任何設(shè)備檢修不應(yīng)影響供電。任何元件故障是，不允許出現(xiàn)全廠停電，且不應(yīng)影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定。2.3 主接線方案一采用雙母線接線方案：圖2-1

8、 方案一 雙母線方案接線圖雙母線接線有兩組母線，并且可以互相備用。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；來實(shí)現(xiàn)。雙母線使運(yùn)行的可靠性和靈活性大為提高。其特點(diǎn)如下： （1）供電可靠。通過兩組母線隔離開關(guān)的倒閘操作，可以輪流檢修任一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時，只需斷開此隔離開關(guān)所屬的一條電路和與此隔離開關(guān)相連的該組母線，其他電路均可通過另一組母線繼續(xù)運(yùn)行，但其操作步驟必須正確。 （2）調(diào)度靈活。各個電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)電力系

9、統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要；通過倒閘操作可以組成各種運(yùn)行方式。例如：當(dāng)母聯(lián)斷路器斷開，一組母線運(yùn)行，另一組母線備用，全部進(jìn)出線均接在運(yùn)行母線上，即相當(dāng)于但母線運(yùn)行。兩組母線同時工作，并且通過母聯(lián)斷路器并聯(lián)運(yùn)行，電源與負(fù)荷平均分配在兩組母線上，即稱之為固定連接方式運(yùn)行。這也是目前運(yùn)行方式中最常用的運(yùn)行方式，它的母線繼電保護(hù)相對比較簡單。有時為了系統(tǒng)的需要，亦可將母聯(lián)斷路器斷開，兩組母線同時運(yùn)行。此時這個電廠相當(dāng)于分裂為兩個電廠各向系統(tǒng)送電，這種運(yùn)行方式常用于系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時，以限制短路電流。（3）擴(kuò)建方便。向雙母線左右任何方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷自由組合分配，在施工中不

10、會造成原有回路停電。2.4 主接線方案二：采用一臺半斷路器接線方案：圖2-2 方案二 3/2方案接線圖每兩個元件（出線、電源）用3臺斷路器構(gòu)成一串接至兩組母線，稱為一臺半斷路器接線，又稱為3/2接線。在一串中，兩個元件個字經(jīng)一臺斷路器接至不同母線，兩回路之間的斷路器稱為聯(lián)絡(luò)斷路器。運(yùn)行時，兩組母線和同一串的3臺斷路器都投入工作，稱為完整串運(yùn)行，形成多環(huán)路狀供電，具有很高的可靠性。其主要特點(diǎn)是，任一母線故障或檢修均不至停電；任一斷路器檢修也不引起停電；甚至于在兩組母線都故障時（或一組母線檢修另一組母線故障）的極端情況下，功率仍可繼續(xù)輸送。一串中任意一臺斷路器推出或檢修時，這種情況下的運(yùn)行方式稱為

11、不完整串運(yùn)行，此時，仍不影響任何一個元件的運(yùn)行。這種接線運(yùn)行方便、操作簡單，隔離開關(guān)只在檢修時作為隔離帶電設(shè)備使用。如圖所示，采用的是交叉接線，交叉接線比非交叉接線具有更高的運(yùn)行可靠性，可減少特殊運(yùn)行方式下事故擴(kuò)大。一串中的聯(lián)絡(luò)斷路器在檢修或停用，當(dāng)另一串的聯(lián)絡(luò)斷路器發(fā)生異常跳閘或事故跳閘時，對非交叉接線將切除電源，相應(yīng)的發(fā)電機(jī)甩負(fù)荷至零，電廠系統(tǒng)完全解裂；而對交叉接線而言，還有電源可向系統(tǒng)送電，交叉接線的裝置的布置比較復(fù)雜，需增加一個間隙。一臺半斷路器接線，運(yùn)行的可靠性和靈活性很高，在檢修母線或回路斷路器時不必用隔離開關(guān)進(jìn)行大量的倒閘操作并且，調(diào)度和擴(kuò)建也方便。所以在超高壓電網(wǎng)中得到了廣泛的

12、應(yīng)用。缺點(diǎn)為繼電保護(hù)整定比較復(fù)雜。2.5 經(jīng)濟(jì)性比較表2-1 經(jīng)濟(jì)性比較 雙 母 線 接 線 3/2 接 線斷 路 器隔 離 開 關(guān)斷 路 器隔 離 開 關(guān)臺數(shù)163520502.6 主接線確定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，接線形式清晰簡單，有較強(qiáng)的可靠性；3/2接線也具有較好的可靠性，任一母線故障或檢修均不至停電；任一斷路器檢修也不引起停電；甚至于在兩組母線都故障時（或一組母線檢修另一組母線故障）的極端情況下，功率仍可繼續(xù)輸送；但從經(jīng)濟(jì)性方面考慮，3/2接線經(jīng)濟(jì)性較差，不如雙母線的經(jīng)濟(jì)性好，從繼電保護(hù)方面考慮，3/2接線不如雙母線好。所以綜合考慮，最后決定采用雙母

13、線接線方式。2.7 發(fā)電機(jī)與主變壓器的型號與參數(shù)發(fā)電機(jī)：表2-2 發(fā)電機(jī)參數(shù)表發(fā)電機(jī)型號容量功率因數(shù)額定電壓轉(zhuǎn)速短路比SF300-48/1280300MW0.918KV1250.840主變壓器：發(fā)電機(jī)容量：300MW COS=0.9 Sn=333MVA=330MVA=363MVA選用無勵磁調(diào)壓變壓器YN，d11表2-3 主變壓器參數(shù)表變壓器型號容量（KVA）額定電壓高壓側(cè)額定電壓低壓側(cè)連接組標(biāo)號SFP7-36000/3303600001814%YN，d113. 發(fā)電廠廠用電接線的確定3.1 對廠用電接線的要求 廠用電接線的設(shè)計應(yīng)按照運(yùn)行、檢修和施工的要求，考慮全廠發(fā)展規(guī)劃，積極慎重地采用成熟的

14、新技術(shù)和新設(shè)備，是實(shí)際達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)、保證機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。廠用電接線應(yīng)滿足下述要求：（1） 各機(jī)組的廠用電系統(tǒng)應(yīng)該是獨(dú)立的。特別300MW機(jī)組，應(yīng)做到這一點(diǎn)，一臺機(jī)組的鼓掌停運(yùn)或其輔機(jī)的電氣故障，不應(yīng)影響到另一臺機(jī)組的正常運(yùn)行，并能在短時間恢復(fù)本機(jī)組的運(yùn)行。（2） 全廠性公用負(fù)荷應(yīng)分散接入不同機(jī)組的廠用母線或公用負(fù)荷母線。（3） 充分考慮發(fā)電廠正常、事故、檢修、啟動等運(yùn)行方式下的供電要求。一般均應(yīng)配備可靠的啟動電源。在機(jī)組啟動時，停運(yùn)和事故時的切換操作要少，并能與工作電源短時并列。（4） 充分考慮電廠分期建設(shè)和連續(xù)施工過程中廠用電系統(tǒng)的運(yùn)行方式。特別要注意對公用負(fù)荷供電的影響，要

15、便于過渡，盡量少改變接線和更換設(shè)備。3.2 廠用電接線的基本原則用電接線的設(shè)計原則基本與主接線的原則一樣。首先，應(yīng)保證對廠用負(fù)荷可靠性和連續(xù)性，使發(fā)電廠安全運(yùn)轉(zhuǎn)；其次，接線應(yīng)靈活地適應(yīng)正常，事故和檢修等各種運(yùn)行方式的要求；還應(yīng)適當(dāng)注意其經(jīng)濟(jì)性和發(fā)展的可靠性。（1）充分考慮發(fā)電廠正常，事故檢修啟動等運(yùn)行方式下的供電要求，盡可能的使切換方便，啟動電源在短時應(yīng)用。（2）盡量縮小廠用電系統(tǒng)的故障圍并盡量引起全廠停電事故。對200MW與以上的大型機(jī)組，廠用電系統(tǒng)應(yīng)是獨(dú)立的，已保證一臺機(jī)組故障停運(yùn)或其輔助機(jī)械的電氣故障，不應(yīng)影響到另一臺機(jī)組的正常運(yùn)行，并能在短時間恢復(fù)本機(jī)組的運(yùn)行。(3)電負(fù)荷的供電須結(jié)合

16、遠(yuǎn)景規(guī)劃的安排，盡量便于過度且少改變接線和更換設(shè)備。（4）對300MW的系統(tǒng)機(jī)組應(yīng)設(shè)置足夠的容量的交流事故保安電源（5）積極慎重地采用經(jīng)過實(shí)驗(yàn)鑒定的新技術(shù)和新設(shè)備，使廠用電系統(tǒng)達(dá)到技術(shù)的先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)的合理，保證機(jī)組安全滿發(fā)的運(yùn)行。3.3 廠用電源取得方式廠用電源通?？紤]由單元接線的發(fā)電機(jī)出口供給，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。3.4 廠用電接線形式發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)接線通常都采用單母線分段接線形式,并多以成套配電裝置接受和分配電能.主要優(yōu)點(diǎn)如下: 若某一段母線發(fā)生故障,只能影響其對應(yīng)的一臺機(jī)組的運(yùn)行,使事故影響的圍減少;

17、廠用電系統(tǒng)發(fā)生短路時,短路電流較小,有利于電氣設(shè)備的選擇; 將廠用電負(fù)荷接在同一段母線上,便于運(yùn)行管理和安排檢修.3.5 廠用電壓等級的選擇水電站廠用負(fù)荷較小，一般無大容量的廠用電動機(jī)，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(diǎn)直接接地。高壓廠用電壓一般采用610KV三相系統(tǒng)。在一些大型水電站中，如有較大容量的電動機(jī)，可采用380V或36KV時，一般還是爭取采用低壓380V供電為宜。高壓電動機(jī)重量比低壓電動機(jī)高出1048%，價格高出3094%，平均功率低1.52.5%，功率因數(shù)低23%。低壓電動機(jī)比高壓電動機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)上要可靠些，特別是在水電站中，工作

18、環(huán)境往往比較潮濕。3.6 綜合分析本水電站主要任務(wù)是發(fā)電，兼顧灌溉與供水，樞紐建筑物由大壩、引水發(fā)電系統(tǒng)、泄水系統(tǒng)船閘等組成。所以，廠用電采用380V和6KV兩個電壓等級圖3-1 廠用電接線圖船閘380/220V6KV3.7 廠用變壓器選擇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等級確定，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。廠用變壓器的選擇和廠用高壓工作變壓器和啟動備用變壓器的選擇，其選擇容包括臺數(shù)、型式，額定電壓、容量和阻抗。 發(fā)電機(jī)容量：300MW COS=0.9 =333.33MVA 廠用負(fù)荷： 由于本水電廠廠用電較少，所以考慮備用電源采

19、用暗備用方式。最后確定廠用變壓器的參數(shù)如下：型號DG-1050容量1050KVA聯(lián)接組別Y，yn0阻 抗 電 壓（%）6電壓臺數(shù)15表3-1 廠用變壓器參數(shù)4 短路電流計算4.1 短路計算的目的和步驟電力系統(tǒng)的事故大部分是由短路引起的。短路的類型有單相接地短路、兩相接地短路、兩相短路和三相短路。發(fā)生短路時，電流可能達(dá)到正常運(yùn)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(yán)重?fù)p壞。在進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)采取措施盡快切除短路故障，使載流部分保持熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。因此，在選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體前必須進(jìn)行短路電流的計算。為使所選電氣設(shè)備具有足夠的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和合理性，并在一定時期適應(yīng)電力

20、系統(tǒng)發(fā)展的需要，且短路電流計算的目的如下：（1） 電氣主接線的比選（2） 選擇導(dǎo)體和電器（3） 確定中性點(diǎn)接地方式（4） 計算軟導(dǎo)體的短路搖擺（5） 確定分裂導(dǎo)線間閣棒的間距（6） 驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓（7） 選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計算本設(shè)計運(yùn)用計算曲線計算短路電流，且步驟如下：（1） 繪制系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)選準(zhǔn)基準(zhǔn)功率，基準(zhǔn)電壓；略去負(fù)荷且不考慮變壓器實(shí)際變比的影響；發(fā)電機(jī)電抗采用，略去網(wǎng)絡(luò)各元件的電阻，輸出線路的電容與變壓器勵磁支路；無限大功率電源為零。（2） 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡，求得計算電抗按照前面的原則將電源分組，求出各等值發(fā)電機(jī)對短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗以與無限大功率對短路點(diǎn)歸算到的轉(zhuǎn)

21、移阻抗將轉(zhuǎn)移電抗按照相應(yīng)的等值發(fā)電機(jī)容量歸算為各等值發(fā)電機(jī)對短路點(diǎn)的計算阻抗。（3） t時刻短路電流周期分量的標(biāo)幺值，根據(jù)計算電抗與所指定的時刻t，查出計算曲線得出。求t時刻短路電流周期分量的有名值。4.2 計算短路電流的基本程序短路電流計算，一般采用標(biāo)么值進(jìn)行計算，對于已知的電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)，短路電流計算的主要步驟如下： （1）制定等值網(wǎng)絡(luò)并計算各元件在統(tǒng)一基準(zhǔn)值下的標(biāo)么值。 （2）網(wǎng)絡(luò)化簡。對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)消去電源點(diǎn)與短路點(diǎn)以外的中間節(jié)點(diǎn)，計算方法有星網(wǎng)變換、法等。 （3）計算短路電流周期分量的任意時刻初值。采用查計算曲線表方法，然后將標(biāo)么值利用公式化成有名值，列表即可。4.3 短路電流

22、計算4.3.1 各個元件電抗標(biāo)幺值的計算與等值電路圖根據(jù)電氣主接線，可以畫出系統(tǒng)等值電抗圖，如下所示： 圖4-1 系統(tǒng)等值電抗圖根據(jù)原始資料，330KV系統(tǒng)阻抗以為基準(zhǔn)發(fā)電機(jī)： 主變壓器：廠用高壓變壓器：由各元件參數(shù)分別求得各元件的電抗標(biāo)幺值如下：主變壓器電抗標(biāo)幺值：4.3.2 330KV母線側(cè)短路電流計算當(dāng)點(diǎn)短路時，可求得各電源相對于短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗，并畫出短路時的等值電抗圖如圖所示：圖4-2計算各電源對短路點(diǎn)提供的短路電流：（） 有無窮大系統(tǒng)提供的短路電流： 短路電流標(biāo)幺值：有名值：沖擊電流：無窮大系統(tǒng)中提供的短路電流各個時刻是一樣的（） 發(fā)電機(jī)提供的短路電流：計算電抗：由水輪機(jī)計算曲線查

23、出各個時刻短路電流標(biāo)幺值：各時刻短路電流有名值：沖擊電流： 其他發(fā)電機(jī)參數(shù)與此發(fā)電機(jī)參數(shù)一樣，所以所提供的短路電流、沖擊電流與此發(fā)電機(jī)一樣。4.3.3 300MV發(fā)電機(jī)出口短路電流計算由上面兩個圖可畫出點(diǎn)短路等值電抗圖如圖所示: 用法化簡網(wǎng)絡(luò)：圖4-3求各點(diǎn)相對于短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗：=0.478化簡后如圖：圖4-4計算各電源對短路點(diǎn)提供的短路電流：(1)有無窮大系統(tǒng)提供的短路電流：短路電流標(biāo)幺值： 有名值： 沖擊電流： (2)1#發(fā)電機(jī)提供的短路電流計算電抗： 由水輪機(jī)計算曲線查出各個時刻短路電流標(biāo)幺值：各時刻短路電流有名值：沖擊電流： (3)2#發(fā)電機(jī)提供的短路電流：計算電抗： 由水輪機(jī)計算曲

24、線查出各個時刻短路電流標(biāo)幺值：各時刻短路電流有名值：沖擊電流： 其他發(fā)電機(jī)參數(shù)與此發(fā)電機(jī)參數(shù)一樣，所以所提供的短路電流、沖擊電流與此發(fā)電機(jī)一樣。4.3.4 高壓廠用變壓器低壓側(cè)短路電流計算由以上兩個圖可得點(diǎn)短路時等值電路圖：圖4-5求各點(diǎn)相對于短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗：=24.890化簡后如圖等值網(wǎng)絡(luò)：圖4-6計算各電源對短路點(diǎn)提供的短路電流：（1）有無窮大系統(tǒng)提供的短路電流：短路電流標(biāo)幺值： 有名值： 沖擊電流： (2) 1#發(fā)電機(jī)提供的短路電流：計算電抗： 由于計算電抗大于3.45，故按無窮大電源處理短路電流標(biāo)幺值： 短路電流有名值： 沖擊電流：無窮大電源各個時刻提供的短路電流一樣（3）2#發(fā)電機(jī)

25、提供的短路電流：計算電抗： 由于計算電抗大于3.45，故按無窮大電源處理短路電流標(biāo)幺值： 短路電流有名值： 沖擊電流：無窮大電源各個時刻提供的短路電流一樣其他發(fā)電機(jī)參數(shù)與此發(fā)電機(jī)參數(shù)一樣，所以所提供的短路電流、沖擊電流與此發(fā)電機(jī)一樣。表4-1 短路電流計算結(jié)果表短路位置支路名稱0S0.1S0.2S2.0S4.0S沖擊電流點(diǎn)短路330KV母線1.7261.4651.4361.5311.5834.5161.7261.4651.4361.5311.5834.5161.7261.4651.4361.5311.5834.5161.7261.4651.4361.5311.5834.5161.7261.46

26、51.4361.5311.5834.516SX0.8360.8360.8360.8360.83621.888合計9.4669.4669.4669.4669.46644.468點(diǎn)短路1#發(fā)電機(jī)出口7.2317.2807.3787.3787.37818.91810.62910.64310.98511.36111.36126.66510.62910.64310.98511.36111.36126.66510.62910.64310.98511.36111.36126.66510.62910.64310.98511.36111.36126.665SX36.86836.86836.86836.86836

27、.86896.458合計86.61586.7288.18689.6989.69222.036點(diǎn)短路1#發(fā)電機(jī)高壓廠用變低壓側(cè)0.2440.2440.2440.2440.2440.6380.3670.3670.3670.3670.3670.9600.3670.3670.3670.3670.3670.9600.3670.3670.3670.3670.3670.9600.3670.3670.3670.3670.3670.960SX2.0252.0252.0252.0252.0255.330合計3.7373.7373.7373.7373.7379.8085 電氣設(shè)備的配置5.1 隔離開關(guān)的配置1) 容

28、量為300MW與以上大機(jī)組與雙繞組變壓器為單元接線時,不裝設(shè)隔離開關(guān),采用封閉母線.2) 接在發(fā)電機(jī),變壓器引出線或中性點(diǎn)上的避雷器可不裝設(shè)隔離開關(guān).3) 接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關(guān).4) 斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān),以便在斷路器檢修時隔離電源. 中性點(diǎn)直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地.5.2電流互感器的配置（1）了滿足測量和保護(hù)裝置的需要，在發(fā)電機(jī)、變壓器、出線、母線分段與母聯(lián)斷路器，旁路斷路器等回路中均應(yīng)設(shè)有電流互感器。對于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，一般接三相配置；對于中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)，依具體情況按二相或三相配置。（2）保護(hù)用電流互感器的裝設(shè)地點(diǎn)應(yīng)按盡量消除

29、主保護(hù)裝置的死區(qū)來設(shè)置。（3）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)，即盡可能不在母線側(cè)裝設(shè)電流互感器。（4）為了防止部故障對發(fā)電機(jī)的損傷，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(jī)定子繞組的出線側(cè)。5.3 電壓互感器的配置（1） 母線。除旁路母線外，一般工作與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與以上輸電線路，當(dāng)對端有電源時，為了監(jiān)視線路有無電壓，進(jìn)行同步和重合閘，裝有一臺單相電壓互感器。（3） 發(fā)電機(jī)。一般裝23組電壓互感器。一組供自動調(diào)節(jié)勵磁裝置。另一組供測量儀表、同期和保護(hù)裝置使用。該互感器采用

30、三相五柱式或三只單相接地專用互感器，其開口三角形繞組供發(fā)電機(jī)在未并列之前檢查是否有接地故障之用。當(dāng)互感器負(fù)荷太大時，可增設(shè)一組不完全星形連接的互感器，專供測量儀表使用。大、中型發(fā)電機(jī)組中性點(diǎn)常接有單相電壓互感器，用于100%定子接地保護(hù)。（4） 變壓器。變壓器低壓側(cè)有時為了滿足同期或繼電保護(hù)的要求，設(shè)有一組電壓互感器5.4 避雷器的配置根據(jù)DL/T6201997交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合的有關(guān)規(guī)定，主要有以下要求：1)母線配電裝置的每組母線上，應(yīng)各裝設(shè)一組避雷器，但進(jìn)出線都裝設(shè)避雷器時（如一臺半斷路器接線）除外。2)變壓器（1）330KV與以上主變壓器和并聯(lián)電抗器處必須裝設(shè)避雷器，并應(yīng)

31、盡可能靠近設(shè)備本體。（2）220KV與以下主變壓器到母線避雷器的電氣距離超過允許值時，應(yīng)在主變壓器附近增設(shè)一組避雷器。（3）自耦變壓器的兩個自耦合繞組的出線上各裝設(shè)一組避雷器，并應(yīng)接在變壓器與變壓器側(cè)的隔離開關(guān)之間。（4）下列情況的變壓器的低壓繞組三相出線上應(yīng)裝設(shè)避雷器。與架空線路連接的三繞組變壓器（包括自耦、分裂變壓器）低壓側(cè)，有開路運(yùn)行的可能。發(fā)電廠的雙繞組變壓器，當(dāng)發(fā)電機(jī)斷開時由高壓側(cè)倒送廠用電。（5）下列情況的變壓器中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)避雷器直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為分級絕緣且未裝設(shè)保護(hù)間諜；變壓器中性點(diǎn)為全絕緣，但變電所為單進(jìn)線且為單臺變壓器運(yùn)行。非直接接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進(jìn)線變電所的

32、變壓器中性點(diǎn)。5.5 接地刀閘的配置（1）為保證電器和母線的檢修安全，35KV與以上每段母線根據(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。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(dú)立式母線接地器。（2）63KV與以上配電裝置的斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)和線路隔離開關(guān)的線路側(cè)宜配置接地刀閘。雙母線接線兩組母線隔離開關(guān)的斷路器側(cè)可共用一組接地刀閘。（3）旁路母線一般裝設(shè)一組接地刀閘，設(shè)在旁路回路隔離開關(guān)的旁路母線側(cè)。（4）63KV與以上主變壓器進(jìn)線隔離開關(guān)的主變壓器側(cè)宜裝設(shè)一組接地刀閘6. 電氣設(shè)備的選

33、擇和校驗(yàn)高壓電器選擇的一般原則：（1） 應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。（2） 應(yīng)按當(dāng)?shù)貤l件校核。（3） 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。（4） 與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格，所選出的壓電器應(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6.1 高壓斷路器的選擇高壓斷路器和隔離開關(guān)式發(fā)電廠和變電站電氣主系統(tǒng)的重要開關(guān)電器.高壓短路器式開關(guān)電器中最為完善的設(shè)備,其最大特點(diǎn)式能斷開電器負(fù)荷電路和短路電流,正常運(yùn)行倒換運(yùn)行方式,把設(shè)備或線路介入電網(wǎng)或退出運(yùn)行,起著控制作用;當(dāng)設(shè)備

34、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(yùn)行,起著保護(hù)作用.1) 斷路器種類和型式的選擇由于 斷路器的額定電流和開斷電流可做得很大;開斷性能好,適于各種情況開斷,斷口電壓可作較高,斷口開距小的技術(shù)性能特點(diǎn),并且噪音低,不檢修間隔期長,運(yùn)行穩(wěn)定,安全可靠,壽命長等運(yùn)行維護(hù)特點(diǎn)廣泛的得到應(yīng)用.2) 額定電壓和額定電流的選擇 式中 、分別為電氣設(shè)備和電網(wǎng)的額定電壓,KV;、分別為電氣設(shè)備的額定電流和電網(wǎng)的最大負(fù)荷電流,A.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(shí)際開斷瞬間的短路電流周期分量,即當(dāng)斷路器的較系統(tǒng)短路電流很大時,簡化計算可用進(jìn)行選擇,為短路電流有效值.4)

35、 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)小于短路電流最大沖擊值,即5) 短路熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗(yàn)校驗(yàn)式為,6.1.1 330KV電壓等級的斷路器與隔離開關(guān)選擇斷路器選擇：額定電壓和電流的選擇：開斷電流選擇：實(shí)際開斷瞬間的短路電流周期分量表6-1 所選斷路器GIS參數(shù)額 定 電 壓（KV）330熱穩(wěn)定電流 (KA)40額 定 電 流 (A)3150全開斷時間 (HZ)2/3動穩(wěn)定電流（峰值）(KA)100形式單壓式 額定關(guān)合電流 峰值(KA)100額定開斷電流(KA)40短路熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗(yàn)：=() 滿足要求。 顯見，所以滿足條件綜上，此斷路器符合要求。

36、6.1.2 隔離開關(guān)選擇隔離開關(guān)參數(shù)與斷路器參數(shù)要一致。表6-2 隔離開關(guān)GIS參數(shù)如下隔離開關(guān)形式直接插入式額定電流（A）3150額定熱穩(wěn)定電流40額定氣體壓力6.1.2 發(fā)電機(jī)出口斷路器選擇額定電壓和電流的選擇：開斷電流選擇：實(shí)際開斷瞬間的短路電流周期分量表6-3 所選斷路器參數(shù)額 定 電 壓（KV）18額 定 頻 率（HZ）50額 定 電 流 (KA)22熱穩(wěn)定電流 (KA)220動穩(wěn)定電流（峰值）(KA)500全開斷時間 (ms)額定關(guān)合電流 峰值(KA)500額定開斷電流(KA)180短路熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗(yàn)：=() 滿足要求。 顯見，所以滿足條件綜上，此斷路器符合要求。與之相配套的隔

37、離開關(guān)與接地開關(guān)由廠家配套生產(chǎn)，這里不再詳細(xì)選擇。6.2 互感器的選擇互感器是電力系統(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?；ジ衅鲗⒏唠妷骸⒋箅娏靼幢壤兂傻碗妷汉托‰娏?，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。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個可靠的接地，以防止繞組間絕緣損壞而使二次部分長期存在高電壓。6.2.1 電流互感器的選擇1) 330KV母線和出線上電流互感器=330 KV, =612A選LB-330型戶外獨(dú)立式電流互感器.主要參數(shù)如下表表6-4電流互感器選擇表型號額定電壓(KV)額定電流比準(zhǔn)確等級LB-

38、330330800/512) 300MW機(jī)組出口處電流互感器=18 KV發(fā)電機(jī)最大持續(xù)工作電流為選LMZ2-20型電流互感器.主要參數(shù)如下表表6-5 電流互感器選擇結(jié)果表型號額定電壓(KV)額定電流比準(zhǔn)確等級LMZ2-202012000/50.53） 300MW機(jī)組主變中性點(diǎn)電流互感器=204(A)選LB-330(W)型電流互感器.主要參數(shù)如下表表6-6 電流互感器選擇結(jié)果表型號額定電壓(KV)額定電流比準(zhǔn)確等級LB-330330400/50.56.2.2 電壓互感器的選擇（1）種類和型式的選擇應(yīng)根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)和使用條件進(jìn)行選擇電壓互感器的種類和型式。（2）一次額定電壓和二次額定電壓的選擇（3）

39、容量和準(zhǔn)確級的選擇根據(jù)儀表和繼電器的接線要求選擇電壓互感器的接線方式，并盡可能將負(fù)荷分布在各相上，然后計算各相負(fù)荷大小，按照所接儀表的準(zhǔn)確級和容量，選擇電壓互感器的準(zhǔn)確級和容量。選擇結(jié)果如下：表6-7 電壓互感器選擇結(jié)果表安 裝 地 點(diǎn)型 號額 定 電 壓(KV)初級繞組次級繞組330KV母線JCC5-330330/0.1/300MW機(jī)組出口JDZX24-1818/0.1/6.3 導(dǎo)體的選擇導(dǎo)體的選擇結(jié)果如下：300MW發(fā)電機(jī)出口母線選擇應(yīng)根據(jù)回路的最大工作電流或經(jīng)濟(jì)電流密度方法進(jìn)行選擇，進(jìn)行動熱穩(wěn)定校驗(yàn)。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：求出母線的長期運(yùn)行溫度i=0 +(al0)i - 長期運(yùn)行溫度()0 - 環(huán)

40、境溫度()al - 長期允許溫度()Imax - 最大工作電流(A)Ial - 母線允許電流(A)求出發(fā)熱量周期分量Qp=計算出導(dǎo)體的最小載流截面：Smin=KS -集膚效應(yīng)系數(shù)C - 導(dǎo)體材料的耐熱值當(dāng)所選導(dǎo)體的截面大于計算出的最小載流載面時，滿足要求母線所在回路的最大持續(xù)工作電流：表6-8 母線GIS參數(shù)母線外殼形式單相額定電流（A）3150額定熱穩(wěn)定電流（KA）407. 配電裝置7.1 對配電裝置的要求配電裝置是根據(jù)電氣主接線的連接方式,由開關(guān)電器,保護(hù)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.其作用是在正常運(yùn)行情況下,用來接受和分配電能,而在系統(tǒng)發(fā)生故障時,迅速切斷故障部分,

41、維持系統(tǒng)正常運(yùn)行.其基本要求如下:1) 保證運(yùn)行可靠2) 便于操作,巡視和檢修3) 保證工作人員的安全4) 力求提高經(jīng)濟(jì)性5) 具有擴(kuò)建的可能7.2 屋外配電裝置的布置原則1) 母線與構(gòu)架屋外配電裝置的母線有軟母線和硬母線兩種.軟母線為鋼芯鋁絞線,軟管母線和分裂導(dǎo)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)線狐垂越大,因而導(dǎo)線一樣與對地距離就要增加,母線與跨越線構(gòu)架的寬度和高度均需要加大.硬母線常用的有矩形和管形.管形母線用于110KV與以上的配電裝置.管形硬母線一般安裝在柱式絕緣子上,母線不會搖擺,相間距離可縮小,與剪刀式隔

42、離開關(guān)配合可以節(jié)省占地面積,管形母線直徑大,表面光滑,可提高電暈起始電壓,但易產(chǎn)生微風(fēng)共振和存在端部效應(yīng),對基礎(chǔ)不均勻下沉比較敏感,支柱絕緣子抗震能力較差. 屋外配電裝置的構(gòu)架,可用型鋼或鋼筋混凝土制成.鋼構(gòu)架機(jī)械強(qiáng)度大,可以按任何負(fù)荷和尺寸制造,便于國定設(shè)備,抗震能力強(qiáng),運(yùn)輸方便.鋼結(jié)構(gòu)機(jī)械強(qiáng)度大,可以節(jié)約大量鋼材,也可以滿足各種強(qiáng)度和尺寸的要求,經(jīng)久耐用,維護(hù)簡單.鋼筋混凝土環(huán)形桿可以在工廠成批生產(chǎn),并可分段制造,運(yùn)輸和安裝尚比較方便,但不便于固定設(shè)備.以鋼筋混凝土環(huán)形桿和鍍鋅鋼梁組成的構(gòu)架,兼有兩者的優(yōu)點(diǎn),已在我國220KV與以下各種配電裝置中廣泛采用.2) 電力變壓器電力變壓器外殼不帶

43、電,故采用落地布置,安裝在變壓器基礎(chǔ)上.變壓器基礎(chǔ)一般制成雙梁形并鋪以鐵軌,軌距等于變壓器的滾輪中心距.主變壓器與建筑物的距離不應(yīng)小于1.25m,且距變壓器5m以的建筑物,在變壓器總高度以下與外廓兩側(cè)各3m的圍,不應(yīng)有門窗和通風(fēng)孔.3) 高壓斷路器按照斷路器在配電裝置中所占據(jù)的位置,可分為單列,雙列和三列布置.斷路器的排列方式,必須根據(jù)主接線,場地地形條件,總體布置和出線方向等多種因素合理選擇.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的對地距離為2.5m;電氣設(shè)備的連線對地面的距離應(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與以上的閥型避雷器由于器身長,多落地安裝在0.4m的基礎(chǔ)上. 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,其要求與斷路器一樣.隔離開關(guān)的手動操動機(jī)構(gòu)裝在其靠邊一相基礎(chǔ)上. 6) 電纜溝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. 7) 道路為了運(yùn)輸和消防的需要,應(yīng)在主要的設(shè)備近旁鋪設(shè)行車道路.一般應(yīng)鋪設(shè)寬3m的環(huán)形道.屋外配電裝置應(yīng)設(shè)置0.8-1m的巡視小道,以便運(yùn)行人員巡視電氣設(shè)備,電