風(fēng)江水電站2×65MW設(shè)計(jì)

1、風(fēng)江水電站2X65MW設(shè)計(jì)摘要本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是對(duì)風(fēng)江水電站電氣部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，該水電站的總裝機(jī)容量 為2X 65=130MW。主接線方式采用單母線分段接線。主要內(nèi)容包括主接線方案 設(shè)計(jì)、主要設(shè)備選擇、短路電流計(jì)算、電氣一次設(shè)備的選擇、計(jì)算。通過(guò)對(duì)水電 站的一次主接線設(shè)計(jì)、短路電流的計(jì)算及主要電氣設(shè)備的選行型及參數(shù)確定，較 為細(xì)致地完成了風(fēng)江水電站的設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程是將理論與實(shí)際相結(jié)合的實(shí)踐過(guò)程，起到學(xué)以致用，鞏固和 提升了對(duì)電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)所學(xué)知識(shí)的運(yùn)用和理解，樹立工程設(shè)計(jì)的觀念， 提高了電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我們理論聯(lián)系實(shí)際，系統(tǒng)、全面 地掌握所學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)我們分析問題、

2、工程計(jì)算和獨(dú)立工作的能力，讓我們樹立 工程觀點(diǎn)，初步掌握發(fā)電廠電氣部分的設(shè)計(jì)方法。并在計(jì)算、分析和解決工程實(shí) 際問題等方面得到訓(xùn)練，為今后從事電力行業(yè)有關(guān)設(shè)計(jì)、運(yùn)行、科研等方面的工 作奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題來(lái)源于風(fēng)江水電站，主要針對(duì)風(fēng)江水電站在電力系統(tǒng)的 地位，擬定本電廠的電氣主接線方案，通過(guò)經(jīng)濟(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定推薦的最佳 方案，并對(duì)其進(jìn)行短路電流計(jì)算，對(duì)發(fā)電廠用電設(shè)備進(jìn)行選擇，然后對(duì)各級(jí)電壓 配電裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)。在這些設(shè)計(jì)過(guò)程中需要用到各種電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)，并借用 CAD輔助繪圖工具繪制電氣主接線圖。通過(guò)本論文的研究，可以使風(fēng)江水電站安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地在系統(tǒng)中運(yùn)行， 保證其持

3、續(xù)可靠、穩(wěn)定地供電，同時(shí)也能提高自己使用CAD、word等軟件的能 力，培養(yǎng)了自己工程設(shè)計(jì)的概念，是對(duì)大學(xué)5年所學(xué)理論知識(shí)與實(shí)踐的融會(huì)貫通 的結(jié)晶。關(guān)鍵詞:發(fā)電廠 變壓器 主接線短路電流計(jì)算設(shè)備選型繼電保護(hù) TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 風(fēng)江水電站基本資料4 HYPERLINK l bookmark13 o Current Document 第一章電氣主接線設(shè)計(jì)6 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 1.1發(fā)電站電氣主接線的意義6 HYPERLINK l bookm

4、ark22 o Current Document 1.2主接線設(shè)計(jì)的基本要求6 HYPERLINK l bookmark31 o Current Document 1.3主接線設(shè)計(jì)6 HYPERLINK l bookmark37 o Current Document 第二章廠用電和地區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)9 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 2.1廠用電接線的設(shè)計(jì)9廠用電接線的設(shè)計(jì)原則9 HYPERLINK l bookmark43 o Current Document 廠用電接線形式9 HYPERLINK l bookmark46 o Current

5、 Document 廠用高壓變壓器的選擇9 HYPERLINK l bookmark49 o Current Document 廠用電接線9 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 廠用變壓器的型號(hào)選擇10 HYPERLINK l bookmark55 o Current Document 2.2地區(qū)供電的設(shè)計(jì)10 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 第三章 短路電流計(jì)算11 HYPERLINK l bookmark61 o Current Document 3.1短路電流計(jì)算的主要目的11 HYPER

6、LINK l bookmark69 o Current Document 3.2短路電流計(jì)算一般規(guī)定11 HYPERLINK l bookmark72 o Current Document 計(jì)算的假定條件11 HYPERLINK l bookmark81 o Current Document 短路電流計(jì)算一般規(guī)定11 HYPERLINK l bookmark91 o Current Document 3.3短路電流計(jì)算步驟12 HYPERLINK l bookmark103 o Current Document 3.4計(jì)算公式12 HYPERLINK l bookmark106 o Curre

7、nt Document 元件參數(shù)計(jì)算12 HYPERLINK l bookmark115 o Current Document 網(wǎng)絡(luò)變換13計(jì)算電抗14 HYPERLINK l bookmark123 o Current Document 短路點(diǎn)短路電流周期分量有效值的計(jì)算15 HYPERLINK l bookmark129 o Current Document 短路的沖擊電流15 HYPERLINK l bookmark132 o Current Document 電流分布系數(shù)及轉(zhuǎn)移電抗15 HYPERLINK l bookmark137 o Current Document 3.5 短路電

8、流計(jì)算16第四章電氣一次設(shè)備的選擇184.1電氣設(shè)備選擇的一般條件18 HYPERLINK l bookmark144 o Current Document 按正常工作條件選擇18 HYPERLINK l bookmark152 o Current Document 按短路狀態(tài)校驗(yàn)19 HYPERLINK l bookmark165 o Current Document 4.2 220kV、110kV高壓設(shè)備的選擇20 HYPERLINK l bookmark168 o Current Document 高壓斷路器的選擇20 HYPERLINK l bookmark175 o Current

9、Document 隔離開關(guān)的選擇21 HYPERLINK l bookmark178 o Current Document 電流互感器的選擇22 HYPERLINK l bookmark187 o Current Document 電壓互感器的選擇22 HYPERLINK l bookmark193 o Current Document 4.3高壓開關(guān)柜的選擇23 HYPERLINK l bookmark196 o Current Document 種類和型式的選擇23 HYPERLINK l bookmark199 o Current Document 4.3.2 主開關(guān)的選擇23 HYPE

10、RLINK l bookmark202 o Current Document 防護(hù)等級(jí)的選擇24 HYPERLINK l bookmark205 o Current Document 開斷和關(guān)合短路電流的選擇24 HYPERLINK l bookmark208 o Current Document 4.4裸導(dǎo)體的選擇24 HYPERLINK l bookmark211 o Current Document 4.4.1 220kV、110kV 母線的選擇24 HYPERLINK l bookmark217 o Current Document 封閉母線的選擇25 HYPERLINK l book

11、mark220 o Current Document 第五章變壓器的選擇計(jì)算26 HYPERLINK l bookmark226 o Current Document 第六章防雷保護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì)276.1發(fā)電廠過(guò)電壓及防護(hù)分析27 HYPERLINK l bookmark229 o Current Document 6.2避雷器的配置規(guī)劃27 HYPERLINK l bookmark242 o Current Document 6.3發(fā)電廠避雷針配置規(guī)劃及保護(hù)范圍計(jì)算28 HYPERLINK l bookmark248 o Current Document 6.4發(fā)電廠接地設(shè)計(jì)29 HYPERLI

12、NK l bookmark260 o Current Document 7.1儀表與繼電保護(hù)的配置規(guī)劃概述31 HYPERLINK l bookmark263 o Current Document 7.2繼電保護(hù)配置規(guī)劃設(shè)計(jì)31一、繼電保護(hù)的配置31 HYPERLINK l bookmark292 o Current Document 總結(jié)與體會(huì)34 HYPERLINK l bookmark295 o Current Document 致謝35 HYPERLINK l bookmark298 o Current Document 參考文獻(xiàn)36附圖：37風(fēng)江水電站基本資料風(fēng)江水電站位于湖南省西部

13、，電站建成后將向株州市等地供電。 電力系統(tǒng)接線如圖B-2所示。電站將在相距70公里處的株州變電所 接入系統(tǒng)，電站自用電率0.4%，當(dāng)?shù)刈罡邭鉁?1C ，最熱月平均氣 溫28.5 C，電站裝機(jī)容量為2 X 65MW,年裝機(jī)利用小時(shí)數(shù)為5100h， 地區(qū)最大負(fù)荷占電站裝機(jī)容量的20%，供電距離為20km，其中地區(qū)負(fù) 荷功率因數(shù)為0.8，一類、二類負(fù)荷占總負(fù)荷的70%，其他原始數(shù)據(jù) 見接線圖及相關(guān)表格。表1變壓器短路電壓百分?jǐn)?shù)發(fā)電站名稱臺(tái)數(shù)單臺(tái)容量(MVA )長(zhǎng)沙 火電站3360長(zhǎng)沙變2180湘潭 火電站3180湘潭變2180株洲變2180衡陽(yáng)變2180短路電壓百分?jǐn)?shù)ui-h%ui-m%u nF %

14、1410.517612.510.517610.517610.5176QXfVA圖B2風(fēng)江水電站接入系統(tǒng)圖長(zhǎng)江火電站9 0 0。阿一 u _ s 5T； - 0 . 1 23x361】2 K 2 U km愴沙曳2xig 0MVA湘淳變湘潭火電站4 5 0材甲8$ 乎一0,85J； = 0 . L 2注；未如蓼數(shù)的線路指U$ * I $ 0MK1岡江水電站4 I QF知計(jì)算8 I) MVA株州變衡陽(yáng)變第一章電氣主接線設(shè)計(jì)1.1發(fā)電站電氣主接線的意義1、電氣主接線圖是電廠設(shè)計(jì)的重要部分，同時(shí)也是運(yùn)行人員進(jìn)行各種操作 和事故處理的重要依據(jù)。了解電路中各種電氣設(shè)備的用途，性能及維護(hù)，檢查項(xiàng) 目和運(yùn)行操作

15、的步驟等都離不開對(duì)電氣主接線的掌握。2、電氣主接線表明了發(fā)電機(jī)、變壓器、路器和線路等電氣設(shè)備的數(shù)量、規(guī) 格、連接方式及可能的運(yùn)行方式。電氣主接線直接關(guān)系著發(fā)電廠電氣設(shè)備的選擇、 配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定，是發(fā)電廠電氣部分投資大小的決 定性因素。3、由于電能生產(chǎn)的特點(diǎn)是：發(fā)電、輸電、變電、用電是在同一時(shí)刻完成的， 所以主接線的好壞，直接關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。1.2主接線設(shè)計(jì)的基本要求1、可靠性要求：保證供電的可靠性，是電氣主接線最基本要求。這里所說(shuō)主接線的可靠性， 主要是指當(dāng)主回路發(fā)生故障或電氣設(shè)備檢修時(shí)，主接線在結(jié)構(gòu)上能夠?qū)⒐收匣驒z 修所帶來(lái)的不利影響限制

16、在最小范圍內(nèi)，以提高連續(xù)供電的能力。2、靈活性要求：a、滿足調(diào)度時(shí)的靈活性要求；b、滿足檢修時(shí)的靈活性要求；c、滿足擴(kuò)建時(shí)的靈活性要求。d、經(jīng)濟(jì)性要求與先進(jìn)性要求：在確定主接線時(shí)，應(yīng)盡量采用先進(jìn)的技術(shù)和新型的設(shè)備，同時(shí)在保證安全可 靠、運(yùn)行靈活、操作方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運(yùn)行費(fèi)用降低到最小、占地 面積最少，應(yīng)可能的做到經(jīng)濟(jì)合理。1.3主接線設(shè)計(jì)風(fēng)江水電站裝機(jī)容量為2X65MW，根據(jù)電站容量與系統(tǒng)概況，本電站設(shè) 置220kV和110kV兩個(gè)電壓等級(jí)的出線，220kV出線一回，接入省網(wǎng)220kV株 州變電所；110kV出線兩回，專供地區(qū)用電負(fù)荷。為使電站運(yùn)行靈活，供電可靠， 電氣主接線擬定了

17、下述三個(gè)方案進(jìn)行比較，詳見電氣主接線方案比較圖（見 附圖：A）。L-LPV.I?寫掉壬一附圖A方案一：2臺(tái)發(fā)電機(jī)分別與2臺(tái)主變組成單元接線，發(fā)電機(jī)出口裝設(shè)發(fā)電 機(jī)專用型真空斷路器，220kV采用單母線接線，110kV采用單母線接線：兩臺(tái)發(fā) 電機(jī)組均采用“發(fā)電機(jī)一變壓器”單元接線。此方案發(fā)電機(jī)與變壓器容量匹配，布置簡(jiǎn)單、接線清晰，故障影響范圍小， 運(yùn)行可靠、靈活，繼電保護(hù)易于實(shí)現(xiàn)。方案二：發(fā)電機(jī)與變壓器采用單元接線，發(fā)電機(jī)出口采用發(fā)電機(jī)專用型真空 斷路器，220kV側(cè)采用三角形接線，110kV采用單母線接線。此方案接線簡(jiǎn)單清晰，運(yùn)行方式靈活，發(fā)變組與方案一是一致的。220kV采 用角形接線，所連

18、設(shè)備檢修及故障不影響供電，與單母線接線相比可靠性更高。 出線可以與任一組母線搭配運(yùn)行靈活，主變故障不影響線路和另一臺(tái)主變運(yùn)行； 單個(gè)回路故障也可通過(guò)倒閘操作將全部功率送出；但開關(guān)數(shù)量增加，增大了布置 面積及投資；線路擴(kuò)展性差，不存在擴(kuò)展間隔的余地，在接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)確認(rèn)前不 利于主接線的調(diào)整。方案三：發(fā)電機(jī)與變壓器采用兩機(jī)一變的接線方式，發(fā)電機(jī)出口采用發(fā)電機(jī) 專用型真空斷路器，220kV及110kV側(cè)均采用線路變壓器組接線：此方案接線最簡(jiǎn)單，最清晰，發(fā)電機(jī)運(yùn)行靈活。電氣設(shè)備投資少，繼電保護(hù) 簡(jiǎn)單，操作維護(hù)簡(jiǎn)單；但主變壓器容量大，全站僅一臺(tái)，當(dāng)該回路任意一臺(tái)設(shè)備 檢修或故障時(shí)，造成全站電能無(wú)法送出。

19、枯水期低負(fù)荷運(yùn)行空載損耗大，運(yùn)行成 本高，10kV母線短路電流大，不利于設(shè)備選擇。且110kV只有一回出線，供電 可靠性較低，不符合一、二類符合的供電要求。綜合上述方案比較，方案一接線、布置簡(jiǎn)單清晰，運(yùn)行靈活可靠；方案二可 靠性在3個(gè)方案中最高，但繼電保護(hù)及倒閘操作復(fù)雜，且投資較高；方案三投資 和占地面積小，接線最簡(jiǎn)單，但方案三運(yùn)行可靠性比其他方案低，主變運(yùn)輸重量 大，10kV母線額定電流和短路電流較大，不利于設(shè)備選擇，不能滿足地區(qū)負(fù)荷 的供電可靠性要求。綜合以上因素，推薦方案為方案一。電氣主接線詳見圖電 氣主接線（見附圖：B）。第二章 廠用電和地區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1廠用電接線的設(shè)計(jì)廠用電接線

20、的設(shè)計(jì)原則廠用電系統(tǒng)的可靠性，對(duì)發(fā)電廠乃至整個(gè)電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行都有直接的影 響。在任何情況下，廠用電都是重要的負(fù)荷，必須能夠滿足發(fā)電廠的正常運(yùn)行、 事故處理和設(shè)備實(shí)驗(yàn)等的要求。盡量縮小廠用電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)的影響范圍，避 免因此造成全廠停電事故。廠用電接線的設(shè)計(jì)原則主要有:廠用電接線應(yīng)保證對(duì)廠用負(fù)荷可靠和連續(xù)供 電，使發(fā)電廠主機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)；接線應(yīng)能靈活地適應(yīng)正常、事故、檢修等各種運(yùn)行 方式的要求；廠用電源的對(duì)應(yīng)供電性，本機(jī)組的廠用負(fù)荷由本機(jī)組供電，這樣， 當(dāng)廠用電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，只影響一臺(tái)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行，縮小故障范圍，接線也 簡(jiǎn)單；設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)適當(dāng)注意其經(jīng)濟(jì)性和發(fā)展的可能性并積極慎重地采用新技術(shù)、

21、 新設(shè)備，使廠用電接線具有可行性和先進(jìn)性；在設(shè)計(jì)廠用電接線時(shí)，還應(yīng)對(duì)廠用 電的電壓等級(jí)、廠用電源及其引接和廠用電接線形式等問題進(jìn)行分析。廠用電接線形式本設(shè)計(jì)電氣主接線推薦采用發(fā)電機(jī)一變壓器單元接線，且在機(jī)組回路設(shè)置了 發(fā)電機(jī)斷路器。因此宜采用從發(fā)電機(jī)出口引接廠用分支，這樣在機(jī)組發(fā)電時(shí)可由 機(jī)組提供廠用電源，而機(jī)組停機(jī)時(shí)又可以很方便地由系統(tǒng)倒送廠用電。廠用高壓變壓器的選擇已知：廠用電率=0.4%COS=0.8P=2 X 65 =130MW廠用電=2 X65X0.004=5.2MW本電站設(shè)計(jì)2臺(tái)630kVA變壓器來(lái)供發(fā)電廠廠用電負(fù)荷，其電源分別取1號(hào) 和2號(hào)發(fā)電機(jī)端10.5kV電壓母線。一臺(tái)廠用變

22、的容量能滿足（承擔(dān)）全部廠用 負(fù)荷的要求，另一臺(tái)廠用變作為備用，因此廠用電系統(tǒng)具有足夠的可靠性。廠用電接線廠用電接線也采用兩個(gè)單母線接線的方式，其電源分別取1#和2#發(fā)電機(jī)端 10.5kV電壓母線。一臺(tái)廠用變的容量能滿足（承擔(dān)）全部廠用負(fù)荷的要求，另 一臺(tái)廠用變作為備用，因此廠用電系統(tǒng)具有足夠的可靠性。廠用變壓器的型號(hào)選擇為滿足場(chǎng)地布置及防火的要求，廠用變壓器應(yīng)選用環(huán)氧樹脂澆注的干式變壓 器，因其容量為630kVA，查電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)得。型號(hào)SCB10-630/10 滿足要求，其電壓等級(jí)為10.5/0.4kV，具體參數(shù)如下表2-1：表2-1型號(hào)SCB10-630/10結(jié)構(gòu)形式環(huán)氧樹脂澆注三

23、相干式電力 變壓器規(guī)格容量630kVA電壓等級(jí)10/0.4kV冷卻方式AN/F防護(hù)等級(jí)戶內(nèi)：IP20戶外：IP23連接組標(biāo)號(hào)Dyn11短路阻抗6%調(diào)壓方式無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓絕緣等級(jí)H級(jí)選用環(huán)氧樹脂澆注的干式變壓器具有阻燃能力強(qiáng)，防潮性能好，局部放電量小， 損耗低，體積小，安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，相比老式的油浸式變壓器減少了許多運(yùn) 行維護(hù)的麻煩，且減輕了火災(zāi)的隱患，滿足了防火的要求，使運(yùn)行環(huán)境干凈整潔。2.2地區(qū)供電的設(shè)計(jì)已知：地區(qū)最大負(fù)荷占電站裝機(jī)容量的25%，供電負(fù)荷為130X 0.2=26MW，供電距離為20km，率因數(shù)為0.8，一類、二類負(fù)荷占總負(fù) 荷的70%。地區(qū)供電負(fù)荷中由于一類、二類負(fù)荷占總負(fù)

24、荷的70%，要求供電 可靠性較高，供電電壓等級(jí)采用110kV，所以電站主變采用三繞組變 壓器，地區(qū)供電電源由兩臺(tái)主變中壓側(cè)取得。110kV側(cè)為單母線接線 方式，設(shè)110kV出線兩回，互為備用，按全備用考慮。詳見電氣出 接線圖第三章短路電流計(jì)算3.1短路電流計(jì)算的主要目的電力系統(tǒng)短路電流計(jì)算的主要目的：（1）電氣主接線方案的比較和選擇；（2）電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的選擇；（3）選擇繼電保護(hù)裝置和整定計(jì)算；（4）驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓；（5）系統(tǒng)運(yùn)行和故障情況的分析。3.2短路電流計(jì)算一般規(guī)定計(jì)算的假定條件短路電流實(shí)用計(jì)算中，作如下假設(shè)：（1）系統(tǒng)在正常工作是三相是對(duì)稱的。（2）電力系統(tǒng)各元

25、件的磁路不飽和，即各元件的電抗值與電流大小無(wú)關(guān)，所 以在計(jì)算中可以應(yīng)用疊加原理。（3）電力系統(tǒng)各元件電阻，一般在高壓電路中都略去不計(jì)，但在短路電流的 衰減時(shí)間常數(shù)時(shí)應(yīng)計(jì)及電阻的作用。（4）輸電線路的電容忽略不計(jì)。（5）變壓器的勵(lì)磁電流忽略不計(jì)，相當(dāng)于勵(lì)磁阻抗回路開路，這樣可以簡(jiǎn)化 變壓器的等值電路。（6）電力系統(tǒng)中所有發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)的相位在短路過(guò)程中都相同，頻率與正常 工作是相等。短路電流計(jì)算一般規(guī)定1、計(jì)算的基本情況1）系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行；2）所有同步電機(jī)都自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置；3）短路的所有電源電動(dòng)勢(shì)相位相同。2、接線方式計(jì)算短路電流所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接

26、線式。3、短路種類一般按三相短路計(jì)算。4、短路計(jì)算點(diǎn)選取母線為短路計(jì)算點(diǎn)。3.3短路電流計(jì)算步驟1、選擇短路點(diǎn)；2、繪出等值網(wǎng)絡(luò)，并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào)；3、化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)，求出各電源與短路點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗；4、計(jì)算電抗Xjs；5、由運(yùn)算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量的標(biāo)幺值；6、計(jì)算無(wú)限大容量的電源供給的短路電流周期分量的標(biāo)幺值；7、計(jì)算短路電流周期分量有名值；8、計(jì)算短路電流的周期分量；9、繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表。3.4計(jì)算公式元件參數(shù)計(jì)算1、發(fā)電機(jī)X = X ”烏*Gd SGN式中 X發(fā)電機(jī)電抗標(biāo)么值；*GX發(fā)電機(jī)次暫態(tài)電抗；SB基準(zhǔn)容量（一般取100或1000），MV- A

27、 ；，叵發(fā)電機(jī)的額定容量，MV- A。雙繞組變壓器X =*100 SN式中 X# 變壓器電抗標(biāo)么值；Uk(%)變壓器短路電壓百分?jǐn)?shù)或阻抗電壓百分?jǐn)?shù)，%；5廠一變壓器額定容量,MV A。分裂繞組變壓器*T (1-2 )uJ%k100 SN式中X*4 2)分裂變壓器高壓繞組與一個(gè)低壓繞組間的電抗標(biāo)么值;U(1 J% )分裂變壓器半穿越電抗百分?jǐn)?shù)，%；SN分裂分壓器的額定容量。網(wǎng)絡(luò)變換1、兩支路有源網(wǎng)絡(luò)等值變換E EX? + EX _ 1X； + X： 1式中E 合并后的等值電源EEX 合并后的等值電抗(a)變換前的網(wǎng)絡(luò)圖3.1網(wǎng)絡(luò)變換圖(b)變換后的網(wǎng)絡(luò)2、Y/等值變換Y/網(wǎng)絡(luò)變換如圖所示:(a)

28、 Y形網(wǎng)絡(luò)(b) 形網(wǎng)絡(luò)圖3.2網(wǎng)絡(luò)變換圖Y Y/變換X = X + X + 21212 X3X = X + X + 乂2乂31X = X + X + 3131 X2 / Y變換X =Li1 X12 + X 23 + X 31X = 12_23X12 + X 23 + X 31X =X23X31X12 + X 23 + X 31計(jì)算電抗X廣 X k（ F S）Xj 頊 X 2 k (七 2 /S ) 式中 Xik、X2k等值電源1、2短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗X心、X2等值電源1、2的額定容量，MV- A。短路點(diǎn)短路電流周期分量有效值的計(jì)算I = I I +1 I +1 I t 村1 N1A 村2 酒

29、2 *s B其中1= S舄*)y2=s 啟2，*) IB = SB /G/3U k)式中Uavk 短路點(diǎn)k所在電壓級(jí)的平均額定電壓，kV；I心、I沱2 歸算至短路點(diǎn)電壓級(jí)各等值電源的額定電流，kA。短路的沖擊電流Lh= kimpI式中I起始次暫態(tài)電流；kjm沖擊系數(shù)，一般取1.8。電流分布系數(shù)及轉(zhuǎn)移電抗用單位電流法可以比較方便地求得開式網(wǎng)絡(luò)各支路的電流分布系數(shù)和轉(zhuǎn)移 抗。如圖3.3(a)的網(wǎng)絡(luò)，令E1 = E2 = E3 = 0，在短路點(diǎn)k G)加電動(dòng)勢(shì)Ek，使之將 圖3.3(a)網(wǎng)絡(luò)等效變?yōu)閳D3.3(b)等值網(wǎng)絡(luò)。在此網(wǎng)絡(luò)中可使11 = 1為單位電流， 則有I = I X / X = X /

30、 X , I = I + I11212412I =(I X +1 X )/X , I = I +111443 k 43根據(jù)電流分布系數(shù)的定義，各支路的電流分布系數(shù)為C = IJL = 1/IkC2 = 12/ IkC3 = 13/ IkXXXEE.E 1X 1 (a)網(wǎng)絡(luò)圖(b)等值網(wǎng)絡(luò)圖3.3用單位電流法求電流分布系數(shù)從而得各支路的轉(zhuǎn)移電抗為X 1k =。/ C1X 2 k = , / C 2X 3 k = Xr /C3式中 X, =(X / X 2 + X 4)/ X 3 + X 5為短路回路總等值電抗。3.5短路電流計(jì)算視系統(tǒng)為無(wú)限大容量電源，即S =3已經(jīng)220kV母線與系統(tǒng)聯(lián)系的線路

31、01277365MV O長(zhǎng)度為70km，線徑按300mm2的雙分裂導(dǎo)線考慮，發(fā)電機(jī)超瞬態(tài)電抗按X=21%計(jì) d算。取sb = 100MVA，UB = U 。取E* = 1，并將各元件電抗編號(hào)，做出等值網(wǎng)絡(luò)如圖3.4所示。這是純電抗 等值網(wǎng)絡(luò)，圖中電抗值前的j均已略去，并將電抗下標(biāo)“ *”也略去，相應(yīng)的運(yùn) 算以實(shí)數(shù)運(yùn)算。0.D4112OkV0219810kV0.2772esMWO圖3.4短路電流計(jì)算等值網(wǎng)絡(luò)短路電流計(jì)算結(jié)果匯總表3-1短路點(diǎn)短路電流I” （kA）沖擊電流 、（kA）全電流L（kA）0”0.2”2”4”00d-1點(diǎn) 220kV 側(cè)7.2077.0317.1097.10318.347

32、10.883d-2點(diǎn) 110kV 母線4.7064.2264.3064.311.987.106d-3點(diǎn)10.5kV母線60.1752.3351.8551.35153.16890.855第四章電氣一次設(shè)備的選擇4.1電氣設(shè)備選擇的一般條件電氣設(shè)備選擇是發(fā)電廠和變電所設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，在選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際 工作特點(diǎn)，按照有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，在保證供配電安全可靠的前提下，力爭(zhēng)做 到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)、合理。為了保障高壓電氣設(shè)備的可靠運(yùn)行，高壓電氣設(shè)備選 擇與校驗(yàn)的一般條件，按正常工作條件選擇，包括：電壓、電流、頻率、開斷電 流等選擇；按短路條件選擇包括動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗(yàn)；按工作環(huán)境條件選擇，包 括溫度、

33、濕度、海拔等的選擇。按正常工作條件選擇1、額定電壓高壓電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷的變化，常高于電網(wǎng)的額定 電壓，故所選電氣設(shè)備允許最高工作電壓ualm不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電 壓。一般電氣設(shè)備允許的最高工作電壓可達(dá)1.11.15UN，而實(shí)際電網(wǎng)的最高運(yùn)行 電壓usm 一般不超過(guò)1.1UNs因此在選擇電氣設(shè)備時(shí)，一般可按照電氣設(shè)備的額定 電壓的額定電壓UN不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓UNs的條件選擇，即UN沖卬2、額定電流電氣設(shè)備的額定電流IN是指在額定環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備的長(zhǎng)期允許通過(guò) 電流。IN應(yīng)不小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流Iw.max，即IN f3、環(huán)境

34、條件對(duì)設(shè)備選擇的影響（1）海拔高度的影響當(dāng)?shù)貐^(qū)海拔超過(guò)制造廠家的規(guī)定值時(shí)，由于大氣壓力、空氣密度和溫度相應(yīng) 減少，使空氣間隙和外絕緣的放電特性下降。一般非高原型的電氣設(shè)備使用環(huán)境 的海拔高度不超過(guò)1000m，當(dāng)海拔在10003500m范圍內(nèi)，若海拔比制造廠家規(guī) 定值每升高100m，則電氣設(shè)備允許最高工作電壓要下降1%。（2）溫度的影響電氣設(shè)備的額定電流是指在基準(zhǔn)環(huán)境溫度下，允許長(zhǎng)期通過(guò)的是最大工作電 流。我國(guó)生產(chǎn)的電氣設(shè)備一般使用的額定環(huán)境溫度9 0 = +40oC，如周圍環(huán)境溫 度高于+ 40oC （但 W + 60。C）時(shí)，其允許電流一般可按每增高1。C，額定電 流可增加0.5%，但其最大

35、電流不得超過(guò)額定電流的20%。按短路狀態(tài)校驗(yàn)1、短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)短路電流通過(guò)電器時(shí)，電氣設(shè)備各部件溫度（或發(fā)熱效應(yīng)）應(yīng)不超過(guò)允許值， 即滿足熱穩(wěn)定的條件121 N Qtk式中 Qk短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)，（kA）2 -s ；七、t 電氣設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)電流和時(shí)間，kA、s。其中Q = 1 ”2+10+匕tk12ktkf + rLin + t式中七短路的計(jì)算時(shí)間，stpr繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，一般取后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間3.9s；t 斷路器的全開斷時(shí)間，s；七斷路器固有分閘時(shí)間，SF6斷路器一般為0.03s；七斷路器開斷時(shí)電弧持續(xù)時(shí)間，約為0.020.04s；可見，短路的計(jì)算時(shí)間七最大為3.97s，所以進(jìn)行

36、短路的熱穩(wěn)定校驗(yàn)時(shí)，一 般取tk 4s均會(huì)滿足要求。2、電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn)電動(dòng)力穩(wěn)定是電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力，亦稱動(dòng)穩(wěn)定。滿足動(dòng)穩(wěn)定 的條件為i N i 或 I NIes sh es sh下列三種情況可不校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定或動(dòng)穩(wěn)定：a、用熔斷器保護(hù)的電氣設(shè)備，其熱穩(wěn)定由熔斷時(shí)間保證，固可不驗(yàn)算熱穩(wěn) 定。b、采用有限流電阻的熔斷器保護(hù)的設(shè)備，可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。C、裝設(shè)在電壓互感器回路中的裸導(dǎo)體和電氣設(shè)備可不校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定。4.2 220kV、110kV高壓設(shè)備的選擇考慮到水電站場(chǎng)地布置的實(shí)際條件普遍受限制，且本站有220kV、110kV兩 個(gè)出線電壓等級(jí)，采用普通戶外布置的話占地面積較大，所以本

37、設(shè)計(jì)考慮采用 GIS高壓SF6全封閉組合電器，占地面積小，布置簡(jiǎn)單。GIS設(shè)備自上世紀(jì)60 年代實(shí)用化以來(lái)，經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，GIS運(yùn)行安全可靠、配置靈活、環(huán)境適應(yīng)能力 強(qiáng)、檢修周期長(zhǎng)、安裝方便。GIS不僅在高壓、超高壓領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，而且在 特高壓領(lǐng)域變電站也被使用，在我國(guó)63500kV電力系統(tǒng)中，GIS的應(yīng)用已相當(dāng) 廣泛。高壓斷路器的選擇1、額定電壓和電流的選擇氣 N 氣、N 1 max式中 UN、UM分別為電氣設(shè)備和電網(wǎng)的額定電壓，kV；In、/響一一分別為電氣設(shè)備的額定電流和電網(wǎng)的最大負(fù)荷電流,A。2、開斷電流的選擇高壓斷路器的額定開斷電流I ，不應(yīng)小于實(shí)際開斷瞬間的短路電流周期分 Nbr

38、量ip。但當(dāng)斷路器的y 較系統(tǒng)短路電流大很多時(shí)，可簡(jiǎn)化計(jì)算，即y n 1由于I僅計(jì)入了 20%的非周期分量，一般中、慢速斷路器，開斷時(shí)間較長(zhǎng) Nbr(NO.ls),短路電流非周期分量衰減較多，能滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。但對(duì)SF6斷 路器，其全開斷時(shí)間tbr最大為0.07s(0.08s)，為高速斷路器，其開斷電流的最 短時(shí)間t應(yīng)為主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間t (一般為0.050.06s)與固有分閘時(shí)間t之和， kprin最大為0.09s(0.1s)。當(dāng)在電源附近短路時(shí)，短路電流的非周期分量可能超過(guò) 周期分量的20%，需要用短路全電流Ik進(jìn)行校驗(yàn)。但如果在500KV側(cè)，由于離電 源的電氣距離較遠(yuǎn)，同樣非周期分量衰

39、減較多，固可不計(jì)非周期熱分量效應(yīng)。3、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(shí)的安全，斷路器的額定關(guān)合電流iNd不應(yīng) 小于短路電流的最大沖擊值七，即Ncl sh4、短路熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)校驗(yàn)式為121 N Q、i N i tk es sh斷路器的額定短路關(guān)合電流INcl等于其額定動(dòng)穩(wěn)定電流峰值i。隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)與斷路器相比，額定電壓、額定電流的選擇及短路動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn) 的項(xiàng)目相同。但由于隔離開關(guān)不用來(lái)接通和切除短路電流，故無(wú)需進(jìn)行開斷電流 和短路關(guān)合電流的校驗(yàn)。電流互感器的選擇1、種類和型式的選擇按用途分測(cè)量用和保護(hù)用(B)兩種，而保護(hù)用電流互感器又可分為穩(wěn)態(tài)保護(hù) 用(P)和暫

40、時(shí)態(tài)保護(hù)用(TP)兩種。在強(qiáng)電系統(tǒng)中，二次額定電流選用5A。2、一次回路額定電壓和電流和選擇一次回路額定電壓U和電流I應(yīng)滿足N1NU N L、In N 1 max為確保所供儀表的準(zhǔn)確度，電流互感器一次側(cè)額定電流應(yīng)盡可能與最大工作 電流接近。3、準(zhǔn)確級(jí)的選擇為了保證測(cè)量?jī)x表的準(zhǔn)確度，電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)不得低于所供測(cè)量?jī)x表的 準(zhǔn)確級(jí)。而穩(wěn)態(tài)保護(hù)用電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)常用的有5P和10P，暫態(tài)保護(hù)用電 流互感器的準(zhǔn)確級(jí)分別有TPX、TPY、TPZ三個(gè)級(jí)別。4、熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)a、熱穩(wěn)定考驗(yàn)，一般以t = 1s時(shí)允許通過(guò)的穩(wěn)定電流I或一次額定電流It1N的倍數(shù)K來(lái)校驗(yàn)，即/21 N Qk 或 K x

41、11N * N Qkb、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)包括內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定和外部動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，這里只進(jìn)行內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)的 校驗(yàn)，通常以額定動(dòng)穩(wěn)定電流七或動(dòng)穩(wěn)定電流倍數(shù)Ks表示，艮口戶、或、氣1 & y電壓互感器的選擇1、種類和型式的選擇對(duì)220kV和110kV采用的接線，應(yīng)在每條母線上裝設(shè)一組單相電壓互感器， 每回出線上裝設(shè)一組三相電壓互感器；由于220kV配電裝置中，通常配有雙套主 保護(hù)，并考慮到后備保護(hù)、自動(dòng)裝置和測(cè)量的要求，電壓互感器應(yīng)具有三個(gè)二次 繞組，即兩個(gè)主二次繞組和一個(gè)輔助二次繞組；另外220kV、110kV系統(tǒng)廣泛采 用電容式電壓互感器。2、一次額定電壓和二次額定電壓的選擇a、為保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，電壓互感器一次

42、額定電壓應(yīng)在所安裝電網(wǎng)額定電壓的90%110%之間。如果用相電壓，則為電網(wǎng)額定電壓的1/混，艮口U N = U s 或 U N = U也b、二次額定電壓。對(duì)單相電壓互感器，一次繞組接于電網(wǎng)線電壓時(shí)，二次 繞組額定電壓為100V； 一次繞組接于電網(wǎng)相電壓時(shí)，二次繞組額定電壓為100/3 V；在電網(wǎng)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，互感器開口三角形輔助繞組額定電壓為 100V。3、容量和準(zhǔn)確級(jí)的選擇根據(jù)儀表和繼電器接線要求選擇互感器接線方式，盡可能將負(fù)荷均勻分布在 各相上，然后按各相負(fù)荷大小，按照所接儀表的準(zhǔn)確級(jí)和容量，選擇互感器的準(zhǔn) 確級(jí)和額定容量。4.3高壓開關(guān)柜的選擇高壓開關(guān)柜主要用來(lái)接受和分配電能，同

43、時(shí)亦對(duì)電路和設(shè)備起保護(hù)、控制和 監(jiān)測(cè)的作用。開關(guān)柜由柜體和裝于柜內(nèi)的主開關(guān)（斷路器）、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、 互感器、避雷器、母線等一次元件及控制、測(cè)量、保護(hù)裝置等二次元件組成。種類和型式的選擇高壓開關(guān)柜按主開關(guān)的安裝方式分固定式和移開式，本站高壓開關(guān)柜選用固 定式；接線形式采用單母線接線。主開關(guān)的選擇開關(guān)柜內(nèi)主開關(guān)可以是少油、真空、SF6斷路器和FC等，200MW以上機(jī)組為 使主廠房無(wú)油化，少油斷路器已不采用，SF6路器裝在室內(nèi)需防SF6氣體泄露等 措施，用得較少，目前用真空斷路器和FC回路較多。6額定電壓和額定電流的選擇高壓開關(guān)柜的額定電壓和額定電流應(yīng)滿足U N 氣，、N 1 max式中Us

44、 開關(guān)柜裝置地點(diǎn)的電網(wǎng)額定電壓，kV；開關(guān)柜裝置回路的最大持續(xù)工作電流，A。Imax對(duì)廠用配置的開關(guān)柜I1.05%max 、初N式中S 分裂變壓器一個(gè)分裂繞組的容量，MV - A；NU N 分裂變壓器的分裂繞組額定電壓，kV。防護(hù)等級(jí)的選擇開關(guān)柜由固定的柜體（金屬外殼）和真空斷路器手車組成，為防止人體接近其 帶電部分和觸及其運(yùn)動(dòng)部分免受傷害，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定開關(guān)柜外殼的最低防護(hù)等級(jí) 為IP2X，此外更高的防護(hù)等級(jí)還有IP3X、IP4X、IP5X。同時(shí)對(duì)于每個(gè)隔室應(yīng)有 壓力釋放通道，以保護(hù)人身安全，防止故障擴(kuò)大。開斷和關(guān)合短路電流的選擇開關(guān)柜短路開斷、關(guān)合電流實(shí)際就是斷路器的額定開斷、關(guān)合短路電流，

45、選 擇方法同斷路器一樣，即y n 1，l n、短路熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)校驗(yàn)式為121 N Q、i N itk es sh其中，短路的沖擊電流i應(yīng)是10kV廠用母線短路時(shí)，流經(jīng)廠用高壓變壓器 或備用/啟動(dòng)變壓器短路沖擊電流的較大者。4.4裸導(dǎo)體的選擇4.4.1 220kV、110kV 母線的選擇1、導(dǎo)線選型220kV配電裝置中的導(dǎo)線選擇考慮電暈現(xiàn)象的影響，采用鋁合金絞線組成的 分裂導(dǎo)線，分裂間距可取200400m。110kV采用單根鋼芯絞線。2、截面的選擇導(dǎo)體截面可按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。對(duì)年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) 大（通常指氣昧5000h），傳輸容量大，長(zhǎng)度在20m以上的導(dǎo)體，如發(fā)電機(jī)、變

46、壓 器的連接導(dǎo)體，其截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇；而對(duì)220kV擴(kuò)徑導(dǎo)線，由于經(jīng) 濟(jì)電流密度選取的困難，可按長(zhǎng)期允許電流來(lái)選擇，即1 max m式中Imax 導(dǎo)體所在回路中最大持續(xù)工作電流，A；I 1在額定環(huán)境溫度9 0 = +25oC時(shí)導(dǎo)體允許電流，A；K 與實(shí)際環(huán)境溫度和海拔有關(guān)的綜合校正系統(tǒng)。當(dāng)導(dǎo)體允許最高溫度為+ 70oC和不計(jì)日照時(shí)，K值可用下式計(jì)算K = al 9 -9 1 o式中，9ai、9分別為導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許最高溫度和導(dǎo)體安裝地點(diǎn)實(shí)際環(huán)境溫度。封閉母線的選擇發(fā)電機(jī)引出線、廠用高壓變壓器低壓側(cè)至廠用高壓配電裝置宜采用共箱封閉 母線。如選定型產(chǎn)品，將提供有關(guān)的額定電壓、電流和動(dòng)穩(wěn)定

47、等參數(shù)，可按電氣 設(shè)備選擇的一般原則進(jìn)行選擇和校驗(yàn)。如選用非定型封閉母線，應(yīng)進(jìn)行導(dǎo)體和外 殼發(fā)熱，應(yīng)力及絕緣子抗彎的計(jì)算，并進(jìn)行共振校驗(yàn)。為達(dá)到設(shè)計(jì)目的，這里只 選定型產(chǎn)品。第五章變壓器的選擇計(jì)算已知：PGN = 65MW，cos中二85，Kp = 5% ,得主變壓器的容量為昨=1.1 X G ”.噫5 X103 = 79912（kV A）根據(jù)電工設(shè)備手冊(cè)，可選主變壓器型號(hào)：SFPS10-80000/220,具體參數(shù) 如表1所示。表5-1220kV變壓器型號(hào)容量比額定容量（KVA）額定電壓（KV）連接組 別空載電流（%）高壓中壓低壓SFPS10-80000/220100/50/10080000

48、22011010.5YNyn0d110.5重量（t）阻抗電壓（）損耗（KW）高低高中中低空載負(fù)載12017.5246.586351第六章防雷保護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì)6.1發(fā)電廠過(guò)電壓及防護(hù)分析對(duì)電氣系統(tǒng)設(shè)備絕緣產(chǎn)生危害的電壓，叫過(guò)電壓。過(guò)電壓分為內(nèi)部過(guò)電壓和 外部過(guò)電壓兩種，內(nèi)部過(guò)電壓又叫大氣過(guò)電壓，是由雷電活動(dòng)引起的過(guò)電壓；外 部過(guò)電壓是由于開關(guān)操作和系統(tǒng)故障引起的過(guò)電壓。內(nèi)部過(guò)電壓分為：直接雷過(guò)電壓、感應(yīng)雷過(guò)電壓、電波入侵過(guò)電壓；外部過(guò)電壓分為：工頻過(guò)電壓、操作過(guò)電壓、諧振過(guò)電壓。過(guò)電壓的危害：導(dǎo)致電氣設(shè)備絕緣擊穿、設(shè)備損壞、供電中斷、系統(tǒng)崩潰。 為了保證人身和設(shè)備的安全，通常在發(fā)電廠、變電站、輸、配

49、電設(shè)備上及場(chǎng)所采 取相應(yīng)的防雷、保護(hù)措施。發(fā)電廠的防雷措施一般采用避雷針、避雷線和避雷器，使發(fā)電廠所有設(shè)備都 處于避雷針避雷線、避雷器的保護(hù)范圍之內(nèi)。避雷針的作用：是發(fā)電廠用來(lái)保護(hù)電氣設(shè)備和建筑物免遭直擊雷擊的防護(hù)裝 置，它可以主動(dòng)的引導(dǎo)雷電通過(guò)避雷針放電，并通過(guò)接地裝置將雷電流泄入大地 中，從而使電氣設(shè)備、建筑物免遭雷擊的危害。避雷線主要用于保護(hù)過(guò)電壓線路，一般不用于發(fā)電廠內(nèi)部。避雷器是專門用以限制過(guò)電壓的一種電氣設(shè)備，它實(shí)質(zhì)是一個(gè)放電器，與被 保護(hù)的電氣設(shè)備并聯(lián)，當(dāng)作用電壓超過(guò)一定幅值時(shí)，避雷器先放電，限制了過(guò)電 壓，保護(hù)了其它電氣設(shè)備。6.2謎雷器的配置規(guī)劃1、避雷器的配置原則a、配電裝

50、置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器。b、旁路母線上是否應(yīng)裝設(shè)避雷器，應(yīng)根據(jù)旁路母線在投入運(yùn)行時(shí)，避雷器 到被保護(hù)設(shè)備的電氣距離是否滿足要求而定。C、220kV以下變壓器和并聯(lián)電抗器處必須裝設(shè)避雷器，并盡可能靠近設(shè)備本 體。d、220kV及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過(guò)允許值時(shí)，應(yīng)在變壓器附近 增設(shè)一組避雷器。e、三繞組變壓器低壓側(cè)的每一相都應(yīng)該設(shè)置一臺(tái)避雷器。2、避雷器選擇應(yīng)根據(jù)被保護(hù)設(shè)備的絕緣水平和使用條件，選擇避雷器的型式、額定電壓等，并按照使用情況校驗(yàn)所選避雷器的滅孤電壓和工頻放電電壓等。即：（1）、滅孤電壓：U尸K U ；（2）、工頻放電電壓下限：Uf 1.68U ；（3）、工頻放電電壓上

51、限：U尸1.15U和殘壓：Ub VU。6.3發(fā)電廠避雷針配置規(guī)劃及保護(hù)范圍計(jì)算為了防止設(shè)備、建筑物免遭直接雷擊的危害，通常采用裝設(shè)高于被保護(hù)物的 避雷針（或避雷線），其作用是將雷電吸引到避雷針上并通過(guò)接地裝置將雷電流 泄入大地，從而保護(hù)了設(shè)備。避雷針（線）的保護(hù)原理是當(dāng)雷云放電接近地面時(shí)，它使地面電場(chǎng)發(fā)生畸變， 在避雷針（線）的頂端，形成局部電場(chǎng)強(qiáng)度集中的空間，以影響雷電先導(dǎo)放電的 發(fā)展方向，引導(dǎo)雷電向避雷針（線）放電，再通過(guò)接地引下線和接地裝置將雷電 流引入大地，從而使被保護(hù)物體免遭雷擊。雖然避雷針（線）的高度比較高（必 須高于被保護(hù)物體，一般20m-30m，但在雷云大地這個(gè)高達(dá)幾公里，方圓

52、幾 十公里的大電場(chǎng)內(nèi)的影響卻是很有限的。單支避雷針的保護(hù)范圍是一個(gè)以避雷針為軸的近似錐體的空間，就像斗笠一 樣。在高度hx水平面上，其半徑七按下式計(jì)算：r =(h-h )ph .、h V 時(shí)；r =（1.5h-2h ）p式中：h為避雷針高度h為被保護(hù)物的高度5.5hXp為高度影響系數(shù)hW30m時(shí)，p=1 ；當(dāng)30mVhW120m時(shí)，p二兩支避雷針的保護(hù)計(jì)算如下:其中：D為兩針之間的距離h 0為保護(hù)范圍上部邊緣距最底點(diǎn)之間的距離p意義同上則水平面上保護(hù)范圍的一側(cè)寬度bx可按下式計(jì)算：bx=1.5 （ ho-hx）兩只避雷針不等高的距離計(jì)算如下：h ,.、h 高時(shí)；D =D-（ h - h ）p低

53、 2高 低hh低V 寸時(shí)；D =D-（ 1.5h高-2h低）p經(jīng)按上面公式計(jì)算得以下結(jié)果：b = b =b =9.11; b = b =4.07; b = b =5.79; b = b =4.07;x12x34x56x13x24x23x14x35x46b = b =1.72; b =8.79; b =7.71; b =6.72; b =8.57; b =19.7;x35x45x27x47x48x68x78本發(fā)電廠設(shè)25m桿頂避雷針6棵。發(fā)電廠所有設(shè)備均在避雷針保護(hù)范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)電廠總平面布置圖，全所的防直雷擊保護(hù)采用在110kV構(gòu)架上裝設(shè) 避雷針的方式。110kV配電裝置對(duì)侵入雷電波的過(guò)電壓

54、保護(hù)采用裝設(shè)在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn) 的避雷器保護(hù)。110kV進(jìn)線、以及主變壓器的中性點(diǎn)也按過(guò)電壓保護(hù)的要求裝設(shè) 了避雷器。6.4發(fā)電廠接地設(shè)計(jì)1、電氣設(shè)備的接地按其目的可分為以下幾種：a、保護(hù)接地：將電氣設(shè)備的金屬外殼、裝設(shè)設(shè)備的金屬構(gòu)架進(jìn)行可靠的接 地，以保證設(shè)備外殼、金屬構(gòu)架保持地電位，一旦設(shè)備因絕緣損壞而使設(shè)備外殼、 構(gòu)架帶電時(shí)，不致使工作人員有觸電的危險(xiǎn)。b、工作接地：為了保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行，將電力系統(tǒng)中的某點(diǎn)（設(shè)備） 進(jìn)行的接地；c、防雷接地：為泄掉雷電流，避雷針、避雷器等設(shè)備必須要有可靠的接地。2、接地裝置接地裝置就是由埋在地中的接地體以及連接到設(shè)備的接地線構(gòu)成，當(dāng)接地裝 置中有電流計(jì)流過(guò)電

55、流時(shí)，接地電流向接地體四周的土壤流散，從而達(dá)到保護(hù)設(shè) 備的目的。3、接地規(guī)劃采用熱鍍鋅40X4扁鋼作為連接體,2.5m的50X5熱鍍鋅角鋼作為接地針， 扁鋼以8m距離做井字型掩埋，埋深600mm，角鋼每4m打一根。獨(dú)立避雷針使用 獨(dú)立接地體。第七章儀表與繼電保護(hù)配置7.1儀表與繼電保護(hù)的配置規(guī)劃概述繼電保護(hù)裝置就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀 態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。1、它的基本任務(wù)是：自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，隔離故障、防止故 障進(jìn)一步擴(kuò)大，保證非故障元件正常運(yùn)行；反映電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件，而動(dòng)作于

56、發(fā)信號(hào)， 減負(fù)荷或跳閘。此時(shí)，一般不要求保護(hù)迅速動(dòng)作，而是根據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)及其元件 的危害程度規(guī)定一定的延時(shí)，以免不必要的動(dòng)作和由于干擾而引起的誤動(dòng)作。動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù)，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個(gè)基本要求，即選擇性、快 速性、靈敏性和可靠性。2、配置的原則：選擇繼電保護(hù)方式除應(yīng)滿足四個(gè)基本要求外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)條 件，首先應(yīng)從國(guó)民經(jīng)濟(jì)的整體利益出發(fā)，按被保護(hù)元件在電力系統(tǒng)中的作用和地 位來(lái)確定保護(hù)方式，而不能只從保護(hù)裝置本身的投資來(lái)考慮，這是因?yàn)楸Ｗo(hù)不完 善或不可靠而給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成的損失，一般都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)即使是最復(fù)雜的保護(hù)裝置 的投資。7.2繼電保護(hù)配置規(guī)劃設(shè)計(jì)一、繼電保護(hù)的配置繼電保護(hù)裝置是一種能

57、反映電氣設(shè)備發(fā)生故障或不正常工作狀態(tài)，并作用于 斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的自動(dòng)裝置，它的任務(wù)是1、發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障設(shè)備從系統(tǒng)切除，以保證 非故障設(shè)備繼續(xù)正常運(yùn)行，此外，防止故障的進(jìn)一步擴(kuò)大。2、反映電氣設(shè)備的不正常工作狀態(tài)，根據(jù)不正常工作狀態(tài)的種類和設(shè)備運(yùn) 行維持的條件，動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)，減負(fù)荷或跳閘，反映不正常工作狀態(tài)的繼電保 護(hù)，允許帶一定的延時(shí)動(dòng)作。繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足四個(gè)基本要求：選擇性、快速性、靈敏性、可靠性。二、2200kV保護(hù)配置1、零序電流保護(hù)，一般為四段式2、距離保護(hù)，一般為三段式3、高頻相差保護(hù)，4、自動(dòng)重合閘。110kV保護(hù)配置1、110kV出線保護(hù)配置雙回線(電源側(cè))主保護(hù)：電流方向橫差保護(hù)零序電流方向橫差保護(hù)后備保護(hù)：階段式距離保護(hù)階段式零序電流方向保護(hù)階段式接地