2×600MW發(fā)電廠電氣部分初步設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

..2×600MW發(fā)電廠電氣部分初步設(shè)計(jì)摘要本畢業(yè)設(shè)計(jì)論文是2600MW發(fā)電廠電氣部分初步設(shè)計(jì)。全論文除了摘要、畢業(yè)設(shè)計(jì)書之外,還詳細(xì)的說明了各種設(shè)備選擇的最基本的要求和原則依據(jù)。變壓器的選擇包括：發(fā)電廠主變壓器、高壓備用變壓器及高壓廠用變壓器的臺(tái)數(shù)、容量、型號(hào)等主要技術(shù)數(shù)據(jù)的確定；電氣主接線主要介紹了電氣主接線的重要性、設(shè)計(jì)依據(jù)、基本要求、各種接線形式的優(yōu)缺點(diǎn)以及主接線的比較選擇,并制定了適合本廠要求的主接線；廠用電接線包括：廠用電接線的總要求以及廠用母線接線設(shè)計(jì)。短路電流計(jì)算是最重要的環(huán)節(jié),本論文詳細(xì)的介紹了短路電流計(jì)算的目的、假定條件、一般規(guī)定、元件參數(shù)的計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)變換、以及各短路點(diǎn)的計(jì)算等知識(shí)；高壓電氣設(shè)備的選擇包括母線、高壓斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、高壓開關(guān)柜的選擇原則和要求,并對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)和產(chǎn)品相關(guān)介紹。而根據(jù)本論文所介紹的高壓配電裝置的設(shè)計(jì)原則、要求和500KV的配電裝置,決定此次設(shè)計(jì)對(duì)本廠采用分相中型布置。繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的規(guī)劃,包括總則、自動(dòng)裝置、一般規(guī)定和發(fā)電機(jī)、變壓器、母線等設(shè)備的保護(hù),而發(fā)電廠和變電所的防雷保護(hù)則主要針對(duì)避雷針和避雷器的設(shè)計(jì)。此外,在論文適當(dāng)?shù)奈恢眠€附加了圖紙〔主接線、平面圖、防雷保護(hù)等及表格以方便閱讀、理解和應(yīng)用。關(guān)鍵詞電力系統(tǒng),短路計(jì)算,設(shè)備選擇,母線,高壓斷路器AabstractThispaperisthedesignationto2×600MWthermalpowerplantelectricitypart.Wholethesisbesidessummarygraduatetodesignthebookoutside,returnedtheexpatiationeverykindofmostbasicrequestthatequipmentschoosewithprincipleaccordingto.Thechoiceofthetransformerincludes:Maintransformer,highpressureinpowerplantbacktransformerandhighpressurefactoriesusethemaintechniqueinnumber,capacity,modelnumber...etc.insetdataofthetransformertoreallysettle;Theelectricitylordconnectedthelinetointroduceprimarilytheelectricitylordconnectsthelinearimportance,designaccordingto,thebasicrequest,everykindofmeritandshortcomingandlordsthatconnectthelineformconnectsthelinearchoosingmore,thelordthatcombinetoestablishtheinkeepingwithmyplanttherequestconnectstheline;Thefactoryconnectswiththeelectricitythelineincludes:Thefactoryconnectthelineartotalrequestandfactorytoconnectthelinedesignwiththemotherlinewiththeelectricity.Theshort-circuitgalvanometerisregardedasthemostimportantlink,thisthesisintroducedthecalculatingpurposeinshort-circuitelectriccurrent,assumptionterm,generalprovision,thecalculation,networktransformationofaparameterdetailedly,andeachcalculationetc.knowledgethatshortcircuitorder;Thechoiceofthehighpressureelectricityequipmentsincludesthemotherline,highpressurebreakstheroadmachineandinsulatetheswitch,electriccurrenttofeelswitheachotherthemachine,electricvoltagefeelswitheachotherthechoiceprincipleofthemachine,highpressureswitchcabinetwithrequest,andproceedtotheseequipmentsesestheschoolcheckwiththerelatedintroductioninproduct.Butgotogetherwiththedesignprincipleoftheelectricitydevice,requesttogotogetherwiththeelectricitydevicewith500KVsaccordingtothisthesisahighpressureforintroducing,decidethistimedesigntoadoptthecentthemutuallymedium-sizedarrangingtothemyplant.Afterelectricityprotectionwiththeprogrammingoftheautomaticdevice,includetotal,automaticdevice,generalprovisionwiththeprotectionofgenerator,transformer,motherlineetc.equipments,butpowerplantwithchangetogiveorgetanelectricshockadesignfordefendingthunderprotectingthenprimarilyaimingatlightningrodwithlightningarrester.Inaddition,returnintheappropriatepositioninthesisadditionaldiagrampaper<thelordconnectstheline,planechartanddefendthunderprotectionetc.>andformsread,comprehendwiththeconveniencewithapplied.KeyWordsPowersystem,shortcircuitcalculation,Theequipmentschoice,Bus,Highvoltagecircuitbreaker目錄TOC\h\z\t"zmb1,1,zmb2,2,zmb3,2"摘要IAabstractII第一部分說明書1第1章主變壓器的選擇11.1容量和臺(tái)數(shù)的確定11.2型式和結(jié)構(gòu)的選擇11.2.1相數(shù)11.2.2繞組數(shù)與結(jié)構(gòu)11.2.3繞組接線組別21.2.4調(diào)壓方式21.2.5冷卻方法2第2章電氣主接線的設(shè)計(jì)32.1主接線設(shè)計(jì)的要求和原則32.1.1主接線設(shè)計(jì)的基本要求32.1.2大機(jī)組超高壓主接線可靠性的特殊要求32.1.3主接線設(shè)計(jì)的原則32.2原始資料分析42.3主接線方案的擬定42.3.1發(fā)電機(jī)-變壓器單元接線42.3.2500KV電壓母線接線42.4主接線方案的比較72.5主接線方案的確定7第3章廠用電系統(tǒng)設(shè)計(jì)83.1廠用電接線的設(shè)計(jì)原則83.2廠用電壓等級(jí)的確定83.3廠用電源的引接方式83.3.1廠用工作電源的引接83.3.2備用/啟動(dòng)電源的引接83.4廠用電接線形式93.5廠用高壓變壓器的選擇93.5.1額定電壓的確定93.5.2臺(tái)數(shù)和型式的選擇93.5.3容量得選擇…………..103.5.4電抗的選擇103.6廠用電系統(tǒng)接線113.6.1高壓廠用電接線113.6.2低壓廠用電接線11第4章短路電流計(jì)算124.1短路電流計(jì)算的主要目的124.2一般規(guī)定124.2.1計(jì)算的假定條件124.2.2接線方式124.2.3短路類型124.2.4短路計(jì)算點(diǎn)134.2.5短路電流計(jì)算方法134.3短路電流計(jì)算步驟134.4計(jì)算公式144.4.1元件參數(shù)計(jì)算144.4.2網(wǎng)絡(luò)變換144.4.3計(jì)算電抗164.4.4短路點(diǎn)短路電流周期分量有效值的計(jì)算164.4.5短路的沖擊電流164.4.6電流分布系數(shù)及轉(zhuǎn)移電抗16第5章電氣設(shè)備和導(dǎo)體的選擇185.1電氣設(shè)備選擇的一般原則18按正常工作條件選擇185.1.2按短路狀態(tài)校驗(yàn)195.2500kV高壓設(shè)備的選擇195.2.1高壓斷路器的選擇195.2.2隔離開關(guān)的選擇205.2.3電流互感器的選擇215.2.4電壓互感器的選擇215.2.5并聯(lián)電抗器的選擇225.36KV高壓開關(guān)柜的選擇225.3.1種類和型式的選擇225.3.2主開關(guān)的選擇235.3.3額定電壓和額定電流的選擇235.3.4防護(hù)等級(jí)的選擇23開斷和關(guān)合短路電流的選擇235.3.6短路熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)245.4裸導(dǎo)體的選擇24500KV母線的選擇245.4.2封閉母線的選擇245.4.3電暈電壓校驗(yàn)255.4.4熱穩(wěn)定校驗(yàn)25第6章500KV高壓配電裝置設(shè)計(jì)266.1配電裝置的基本要求266.2配電裝置設(shè)計(jì)的基本步驟266.3配電裝置的型式選擇266.4配電裝置的安全凈距266.5屋外配電裝置的布置原則27第7章繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置配置287.1繼電保護(hù)配置287.1.1發(fā)電機(jī)保護(hù)287.1.2變壓器保護(hù)297.1.3并聯(lián)電抗器保護(hù)307.1.4500kV線路保護(hù)317.1.5母線和斷路器失靈保護(hù)317.2自動(dòng)裝置配置32第8章防雷保護(hù)設(shè)計(jì)338.2直擊雷的防護(hù)338.2.1直擊雷防護(hù)措施338.2.2避雷針裝設(shè)的基本原則338.2.3避雷針的保護(hù)范圍338.3入浸雷的防護(hù)348.3.1入浸雷防護(hù)措施348.3.2避雷器的配置要求348.3.3避雷器的配置原則348.3.4避雷器參數(shù)選擇358.4防雷接地35第二部分計(jì)算書36第9章變壓器的選擇計(jì)算369.1主變壓器的選擇369.2廠用高壓變壓器的選擇36第10章短路電流計(jì)算3810.1短路電流計(jì)算接線圖3810.2參數(shù)計(jì)算3810.3500kV母線短路<k1>….…………….….………………..3910.4發(fā)電機(jī)出口短路<k2>4010.5廠用高壓工作變壓器6kV一段短路<k3>4210.6備用/啟動(dòng)變壓器6kV一段短路<k4>4410.7計(jì)算結(jié)果列表46第11章電氣設(shè)備和導(dǎo)體的選擇計(jì)算4711.1500kV高壓設(shè)備的選擇4711.1.1高壓斷路器的選擇4711.1.2高壓隔離開關(guān)的選擇4711.1.3電流互感器的選擇4811.1.4電壓互感器的選擇4811.1.5并聯(lián)電抗器的選擇4911.26kV高壓開關(guān)柜的選擇4911.3裸導(dǎo)體的選擇5011.3.1500kV主母線的選擇5011.3.2發(fā)電機(jī)出口主封閉母線選擇5211.3.3共箱封閉母線選擇52第12章防雷保護(hù)設(shè)計(jì)5412.1避雷針的布置圖5412.2避雷針高度的確定54總結(jié)56致謝57參考文獻(xiàn)58附錄59..第一部分說明書第1章主變壓器的選擇1.1容量和臺(tái)數(shù)的確定主變壓器的容量、臺(tái)數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。如果變壓器容量選得過大、臺(tái)數(shù)過多,不僅增加投資,增大占地面積,而且也增加了運(yùn)行電能損耗,設(shè)備未能充分發(fā)揮效益；若容量選得過小,將可能"封鎖"發(fā)電機(jī)剩余功率的輸出,這在技術(shù)上是不合理的,因?yàn)槊壳叩陌l(fā)電設(shè)備投資遠(yuǎn)大于每千瓦的變電設(shè)備投資。為此,必須合理地選擇變壓器。對(duì)單元接線的變壓器,其容量應(yīng)按發(fā)電機(jī)的額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后,留有的裕度來確定,即<1.1>式中——變壓器的計(jì)算容量,kV·A；——發(fā)電機(jī)的額定功率,kW；——發(fā)電廠的廠用電率,%；——發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)。1.2型式和結(jié)構(gòu)的選擇相數(shù)主變壓器采用三相或是單相,主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及運(yùn)輸條件等因素。由于大型變壓器隨著容量的增大,尺寸和重量也增大。所以當(dāng)發(fā)電廠與系統(tǒng)連接的電壓等級(jí)為500kV時(shí),600MW機(jī)組單元連接的主變壓器綜合考慮運(yùn)輸和制造條件,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,可采用單相組成的三相變壓器。采用單相變壓器時(shí),由于備用單相變壓器一次性投資大,利用率不高,故應(yīng)綜合考慮系統(tǒng)要求、設(shè)備質(zhì)量以及按變壓器故障率引起的停電損失費(fèi)用等因素,確定是否裝設(shè)備用單相變壓器。若確需裝設(shè),可按地區(qū)〔運(yùn)輸條件允許或同一電廠3～4組的單相變壓器〔容量、變比與阻抗均相同,合設(shè)一臺(tái)備用單相變壓器考慮。繞組數(shù)與結(jié)構(gòu)電力變壓器按每相的繞組數(shù)分為雙繞組、三繞組或更多繞組等型式；按電磁結(jié)構(gòu)分為普通雙繞組、三繞組、自耦式及低壓繞組分裂式等型式。容量為200MW以上大機(jī)組都采用與雙繞組變壓器成單元接線,而不于三繞組變壓器組成單元接線。這是由于機(jī)組容量大,其額定電流及短路電流都很大,發(fā)電機(jī)出口斷路器制造困難,價(jià)格昂貴,且對(duì)供電可靠性要求較高,所以,一般在發(fā)電機(jī)回路及廠用分支回路均采用分相封閉母線,而封閉母線回路中一般不裝高斷路器和隔離開關(guān)。繞組接線組別變壓器三相繞組的接線組別必須和系統(tǒng)電壓相位一致,否則不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星形"Y"和三角形"d"兩種。而在發(fā)電廠中,一般考慮系統(tǒng)或機(jī)組的同步并列要求以及限制3次諧波對(duì)電源的影響等因素,主變壓器接線組別一般都選用YN,d11常規(guī)接線。全星形接線變壓器用于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)時(shí),3次諧波無通路,將引起正弦波電壓畸變,并對(duì)通信設(shè)備發(fā)生干擾,同時(shí)對(duì)繼電保護(hù)整定的準(zhǔn)確度和靈敏度均有影響。在我國,全星形接線變壓器均為自耦變壓器,電壓變比多為220/110/35、330/220/35、330/110/35、500/220/110kV,由于500、330、220、110kV均系中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng),系統(tǒng)的零序阻抗較小,所以自耦變壓器設(shè)置三角形繞組用以對(duì)線路3次諧波的分流作用已顯得不十分必要。調(diào)壓方式調(diào)壓是通過變壓器的分接開關(guān)切換,改變變壓器高壓側(cè)繞組匝數(shù),從而改變其變比,實(shí)現(xiàn)電壓的調(diào)整。切換方式有兩種：一種是不帶電切換,稱為無激磁調(diào)壓,調(diào)整范圍通常在以內(nèi)；另一種是帶負(fù)荷切換,稱為有載調(diào)壓,調(diào)整范圍可達(dá),但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴,只有在兩種情況下才予以選用：接于出力變化大的發(fā)電廠的主變壓器,特別是潮流方向不固定,且要求變壓器二次電壓維持在一定水平時(shí)；接于時(shí)而為送端,時(shí)而為受端,具有可逆工作特點(diǎn)的聯(lián)絡(luò)變壓器,為保證供電質(zhì)量,要求母線電壓恒定時(shí)。通常發(fā)電廠主變壓器中很少采用有載調(diào)壓,因?yàn)榭梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)電壓,一般均采用無激磁調(diào)壓。冷卻方法電力變壓器的冷卻方式隨變壓器型式和容量不同而異,一般有自然風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫循環(huán)水冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻。大容量變壓器一般采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻,在發(fā)電廠水源充足的情況下,為壓縮占地面積,也可采用強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻。強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻的散熱效率高,節(jié)省材料,減小變壓器本體尺寸,但要一套水冷卻系統(tǒng)和有關(guān)附件,在冷卻器中,油與水不是直接接觸,在設(shè)計(jì)時(shí)和運(yùn)行中,以防止萬一產(chǎn)生泄漏時(shí),水不至于進(jìn)入變壓器內(nèi),嚴(yán)重地影響油的絕緣性能,故對(duì)冷卻器的密封性能要求較高。第2章電氣主接線的設(shè)計(jì)2.1主接線設(shè)計(jì)的要求和原則電氣主接線是發(fā)電廠電氣部分的主體結(jié)構(gòu),是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分,直接影響運(yùn)行的可靠性、靈活性,并對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。因此,主接線的正確、合理設(shè)計(jì),必須綜合處理各個(gè)方面的因素,經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)論證比較后方可確定。主接線設(shè)計(jì)的基本要求1.可靠性定量分析主接線的可靠性時(shí),考慮發(fā)電廠在系統(tǒng)中的地位和作用、用戶的負(fù)荷性質(zhì)和類別、設(shè)備制造水平及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)等諸多因素。定性分析主接線的可靠性考慮：斷路器檢修時(shí),能否不影響供電；線路、斷路器或母線故障時(shí)以及母線或母線隔離開關(guān)檢修時(shí),停運(yùn)出線回路數(shù)的多少和停電時(shí)間的長短,以及能否保證對(duì)I、II類負(fù)荷的供電；發(fā)電廠或變電站全部停電的可能性；大型機(jī)組突然停運(yùn)時(shí),對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響與后果等因素。2.靈活性電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)適應(yīng)運(yùn)行狀態(tài),并能靈活地進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換。靈活性包括：操作的方便性、調(diào)度的方便性和擴(kuò)建的方便性。3.經(jīng)濟(jì)性在設(shè)計(jì)主接線時(shí),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(jì)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)性主要考慮:節(jié)省一次投資、占地面積少和電能損耗少。大機(jī)組超高壓主接線可靠性的特殊要求任何斷路器檢修,不影響對(duì)系統(tǒng)的連續(xù)供電；任何一進(jìn)出線斷路器故障或拒動(dòng)以及母線故障,不應(yīng)切除一臺(tái)以上機(jī)組和相應(yīng)的線路；任何一臺(tái)斷路器檢修和另一臺(tái)斷路器故障或拒動(dòng)相重合、以及當(dāng)母線分段或母線聯(lián)絡(luò)斷路器故障或拒動(dòng)時(shí),不應(yīng)切除兩臺(tái)以上機(jī)組和相應(yīng)的線路。主接線設(shè)計(jì)的原則根據(jù)發(fā)電廠在電力系統(tǒng)中的地位和作用,首先應(yīng)滿足電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的要求。根據(jù)規(guī)劃容量、輸送電壓等級(jí)、進(jìn)出線回路數(shù),供電負(fù)荷的重要性、保證供需平衡、電力系統(tǒng)線路容量、電氣設(shè)備性能和周圍環(huán)境等條件確定。應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求。2.2原始資料分析本次設(shè)計(jì)的凝汽式發(fā)電廠,裝機(jī)容量為2600MW,屬大型發(fā)電廠,在系統(tǒng)中有舉足輕重的地位,供電容量大、范圍廣,發(fā)生事故可能使系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定遭到破壞,甚至瓦解,造成巨大損失,又因?yàn)楦唠妷?、大電流?duì)電器設(shè)備又有特殊的要求,所以必須采用供電可靠性高、調(diào)度靈活的接線形式,并要進(jìn)行定性分析。以最大限度的避免由于主接線結(jié)構(gòu)引起的局部限出力、限送電。考慮環(huán)境條件對(duì)電氣設(shè)備的影響,尤其是溫度和海拔高度超過電氣設(shè)備的使用條件時(shí),應(yīng)采取相應(yīng)措施。由于廠址平均海拔高度為50米,一般不會(huì)超過設(shè)備額定使用高度,所以不用考慮高度對(duì)電氣設(shè)備的影響；電氣設(shè)備一般使用的額定環(huán)境溫度為,而電廠所在地的年最高溫度為,平均溫度為15,最低溫度為零下33,設(shè)備實(shí)際運(yùn)行環(huán)境溫度不會(huì)超過其額定溫度,所以對(duì)一般設(shè)備不會(huì)造成影響；但裸導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度為,其允許電流必須根據(jù)實(shí)際環(huán)境溫度進(jìn)行修正。另外要考慮重型設(shè)備運(yùn)輸問題。2.3主接線方案的擬定發(fā)電機(jī)-變壓器單元接線圖2.1發(fā)電機(jī)-雙繞組變壓器單元接線600MW發(fā)電機(jī)組大都采用發(fā)電機(jī)-雙繞組變壓器單元接線,如圖2.1所示。這種接線開關(guān)設(shè)備少,操作簡(jiǎn)便,有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)、爐、電的集中控制。由于省去了高壓配電裝置,明顯地減少了設(shè)備檢修工作量,以及因不設(shè)發(fā)電機(jī)電壓級(jí)母線,在發(fā)電機(jī)出口可不裝斷路器,而在發(fā)電機(jī)和變壓器之間采用分相封閉母線,使得在發(fā)電機(jī)和變壓器低壓側(cè)短路的幾率和短路電流相對(duì)減小,避免了由于額定電流或短路電流過大,使得選擇出口斷路器時(shí),受制造條件或價(jià)格甚高等原因造成的困難。圖2.1發(fā)電機(jī)-雙繞組變壓器單元接線2.3.2500KV電壓母線接線1.雙母線四分段接線雙母線四分段<雙母雙分段>接線方式如圖2.2所示。由于隨著斷路器制造質(zhì)量的提高,旁路母線的應(yīng)用已逐漸減少,按規(guī)定采用SF6斷路器的主接線不宜增設(shè)旁路設(shè)施。雙母線四分段接線具有如下優(yōu)點(diǎn)：<1>母線可以輪流檢修而不致使供電中斷。當(dāng)一組母線檢修時(shí),可將該組母線上的電源和負(fù)荷切換到另一組母線上運(yùn)行。<2>正常運(yùn)行時(shí),電源和線路均分在四段母線上,母聯(lián)和分段斷路器均合上,四段母線同時(shí)并列運(yùn)行。當(dāng)任意一段母線故障時(shí),只有1/4電源和負(fù)荷停電；當(dāng)任一分段或母聯(lián)斷路器故障時(shí),只有1/2電源和負(fù)荷停電。<3>當(dāng)進(jìn)出線母線側(cè)隔離開關(guān)需要檢修時(shí),只需該進(jìn)線〔或出線和與該隔離開關(guān)相連的母線停電,而不影響其他回路的正常供電。<4>運(yùn)行中如一段母線故障,可將故障母線上的負(fù)荷和電源,倒到正常母線上運(yùn)行,能迅速恢復(fù)供電。<5>高度靈活。各電源和負(fù)荷可以任意在一組母線上運(yùn)行,并可根據(jù)潮流變化或其它要求改變運(yùn)行方式。<6>擴(kuò)建方便。向雙母線左右任何方向擴(kuò)建,均不會(huì)影響兩組母線的電源和負(fù)荷自由組合分配,在施工中也不會(huì)造成原有回路停電。圖2.2雙母線四分段接線雙母線四分段接線也存在缺點(diǎn)：當(dāng)母線故障或檢修時(shí),隔離開關(guān)作為倒換操作電器,倒閘操作比較復(fù)雜,容易造成誤操作。由于雙母線四分段接線具有較高的可靠性,而且運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)也比較豐富,所以可用于500kV系統(tǒng)。2.一臺(tái)半斷路器接線一臺(tái)半斷路器<3/2>接線是600MW機(jī)組電壓母線廣泛采用的接線形式,不但兼有及環(huán)形接線的全部優(yōu)點(diǎn),而且可靠性和靈活性更高。另外與雙母線四分段接線相比,隔離開關(guān)少,配電裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,占地面積小,土建投資少,隔離開關(guān)也不用參加倒閘操作,減少了因誤操作引起事故的可能性。但由于每一回路包含2個(gè)斷路器,進(jìn)出線故障將引起2個(gè)斷路器動(dòng)作,增加了斷路器的維護(hù)工作量。如圖2.3所示,一臺(tái)半斷路器采用交叉布置的方式,即將同名回路交叉布置在不同串中的不同母線側(cè),可避免同名回路全部停運(yùn)的現(xiàn)象。主變壓器與500kV的配電裝置之間常采用干式電纜連接,不會(huì)增加間隔布置的困難,反而提高了供電可靠性。圖2.3一臺(tái)半斷路器接線一臺(tái)半斷路器可靠性定性分析：<1>元件檢修的情況任何一組母線或一臺(tái)斷路器檢修需退出工作時(shí)都不會(huì)影響機(jī)組運(yùn)行。例如：500kVW1母線檢修,只要斷開QF1、QF4、QF7、QS12、QS42、QS72等即可,不影響供電,并可以檢修W1母線上的SQ11、QS41、QS71等母線隔離。QF1檢修時(shí),只需斷開QF1及QS11、QS12即可。<2>一個(gè)元件故障的情況1>任何一組母線故障不影響機(jī)組和出線運(yùn)行。如500kVW2母線故障時(shí),保護(hù)動(dòng)作,QF3、QF6、QF9跳閘,其他進(jìn)出線能繼續(xù)工作,并通過W1母線并聯(lián)運(yùn)行。2>一臺(tái)半斷路器故障最多影響二回進(jìn)出線停電?？拷妇€側(cè)斷路器故障時(shí),只影響一回線停電,如QF1故障,QF2、QF4和QF7跳閘,只影響L1出線停運(yùn)。進(jìn)出線之間聯(lián)絡(luò)斷路器故障時(shí),影響二回線停電。例如QF2故障,QF1、QF3跳閘,將使T1和L1停運(yùn)。<3>一個(gè)元件檢修并發(fā)生另一元件故障的情況1>500KVW1母線檢修〔QF1、QF4、QF7斷開,W2母線又發(fā)生故障時(shí),母線保護(hù)動(dòng)作,QF3、QF6、QF9跳閘,但不影響發(fā)電廠向外供電,但若出線并未通過系統(tǒng)連接,則各機(jī)組將在不同的系統(tǒng)運(yùn)行,出力可能不均衡,母線上如有無電源串的出線將停電。2>一臺(tái)半斷路器檢修,另一組母線故障,最多影響一回線停電。例如QF2檢修,W2母線故障,T1停運(yùn)；又如W1母線故障,則L1停運(yùn)。3>線路故障而斷路器拒動(dòng),最多停二回進(jìn)出線。例如L2線路故障,QF4跳閘,而QF5拒動(dòng),則由QF6跳閘,使T2停運(yùn)。若QF5跳閘,QF4拒動(dòng),擴(kuò)大到QF1、QF7跳閘,使W1母線停運(yùn),但不影響其他進(jìn)出線運(yùn)行。4>一臺(tái)半斷路器檢修,另外一臺(tái)斷路器故障,由于采用交叉接線,一般情況只使二回進(jìn)出線停電。例如,當(dāng)只有T1、T2兩串時(shí),QF2檢修,QF6故障,QF3、QF5、QF9跳閘,T2和L1停運(yùn),但T1和L2仍繼續(xù)運(yùn)行,不會(huì)發(fā)生同名回路全部停運(yùn)現(xiàn)象。2.4主接線方案的比較為了確定出技術(shù)上合理,經(jīng)濟(jì)上可行的最終方案,現(xiàn)將雙母線四分段接線與一臺(tái)半斷路器接線的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)整理,并逐項(xiàng)比較,如表2.1所示。表2.1雙母線四分段接線與一臺(tái)半斷路器接線技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較雙母線四分段接線一臺(tái)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(tái)斷路器檢修和另一臺(tái)斷路器故障或拒動(dòng)時(shí),切除兩回以上的線路；<3>任一母線故障,1/4電源和負(fù)荷停電,分段或母聯(lián)斷路器故障,有1/2電源和負(fù)荷停電<1>任何斷路器檢修,不影響用戶的供電；<2>任何一臺(tái)斷路器檢修和另一臺(tái)斷路器故障或拒動(dòng)時(shí),不切除兩回以上的的線路；<3>任一段母線故障,不影響進(jìn)出線的供電靈活性<1>不形成多環(huán)供電,一個(gè)回路由一臺(tái)斷路器供電,調(diào)度較不方便；<2>隔離開關(guān)作為操作電器,需要進(jìn)行倒換操作,易造成誤操作；<3>在沒有旁路設(shè)施時(shí),檢修斷路器,要向調(diào)度部門報(bào)告；<4>成對(duì)雙回線路可能要交叉；<5>擴(kuò)建較方便<1>形成多環(huán)狀供電,一個(gè)回路由兩臺(tái)斷路器供電,調(diào)度靈活,但增加了斷路器維護(hù)工作量；<2>隔離開關(guān)只作為檢修電器,不需要進(jìn)行倒換操作；<3>檢修斷路器時(shí),可任意停下檢修；<4>成對(duì)雙回線路可按地理位置布置在不同串上,減少交叉；<5>擴(kuò)建同樣方便經(jīng)濟(jì)性<1>進(jìn)出線共8回及以下時(shí),雙母線四分段接線較貴〔進(jìn)出線6回時(shí),共需10臺(tái)斷路器；<2>占地面積較大<1>進(jìn)出線共9回及以下時(shí),一臺(tái)半斷路器接線較經(jīng)濟(jì)〔進(jìn)出線6回時(shí),共需9臺(tái)斷路器；<2>占地面積較小2.5主接線方案的確定綜上述分析,對(duì)大容量機(jī)組、超高壓輸電系統(tǒng),無論什么原因,諸如斷路器臨時(shí)檢修、母線故障、人員誤操作等造成線路或電源進(jìn)線停用或發(fā)電機(jī)限制出力,均可能影響幾十萬千瓦電力的生產(chǎn),對(duì)系統(tǒng)將造成較大沖擊,造成的損失將十分巨大。綜合經(jīng)濟(jì)、技術(shù)比較,一臺(tái)半斷路器接線的運(yùn)行方式比較靈活性,供電可靠性更顯突出,因而500kV電壓母線最終采用一臺(tái)半斷路器接線。第3章廠用電系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1廠用電接線的設(shè)計(jì)原則廠用電接線是否合理,對(duì)保證廠用負(fù)荷的連續(xù)供電和發(fā)電廠安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行至關(guān)重要。由于廠用電負(fù)荷多、分布廣、工作環(huán)境差和操作頻繁等原因,廠用電事故在電廠事故中占有很大比例。因此,必須對(duì)廠用電系統(tǒng)設(shè)計(jì)予以重視。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)、爐的廠用負(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)、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。3.2廠用電壓等級(jí)的確定容量為600MW及以上的機(jī)組,高壓供電網(wǎng)絡(luò)可采用6kV一級(jí)廠用電壓或3kV、10kV兩級(jí)廠用電壓,目前國內(nèi)新建600MW機(jī)組電廠基本上采用6kV一級(jí)高壓廠用電壓；低壓供電網(wǎng)絡(luò)通常為0.4kV<380/220V>。3.3廠用電源的引接方式廠用工作電源的引接發(fā)電機(jī)與主變壓器采用單元接線時(shí),高壓廠用工作電源從主變壓器低壓側(cè)引接,供給該機(jī)組的廠用負(fù)荷。而低壓廠用工作電源,由高壓廠用母線通過低壓廠用變壓器引接。備用/啟動(dòng)電源的引接發(fā)電廠的廠用電源,必須供電可靠,且能滿足各種工作狀態(tài)的要求,除應(yīng)具有正常的工作電源外,還應(yīng)設(shè)置備用電源、啟動(dòng)電源。一般電廠中,都以啟動(dòng)電源兼作備用電源。600MW大型機(jī)組通常采用500KV超高壓接入系統(tǒng),由于廠網(wǎng)分開等原因,機(jī)組的備用/啟動(dòng)電源引接方式成為影響電氣主接線的重要因素。目前主要有以下三種方案：1.從廠內(nèi)500kV電壓母線一級(jí)降壓引接機(jī)組采用500kV一級(jí)電壓接入系統(tǒng),備用/啟動(dòng)電源從廠內(nèi)500kV母線一級(jí)降壓方式引接。此接線方式需采用500/6kV變壓器設(shè)備,從500kV降壓至6kV的廠用高壓電壓等級(jí),直接與廠用配電裝置連接。早期,由于500/6kV有載調(diào)壓分裂變壓器變比過大,而容量較小,變壓器的制造難度較大,但隨著工程需求的增加,目前國內(nèi)已有不少公司生產(chǎn)出了這種變壓器。所以,接線合理時(shí)應(yīng)考慮選用。2.從廠內(nèi)500kV電壓母線兩級(jí)降壓引接此接線方式考慮設(shè)置500/35～110kV變壓器,將500KV降至30～110kV,廠內(nèi)設(shè)置35～110kV配電裝置,機(jī)組備用電源從此配電裝置引接。中間電壓等級(jí)的選擇,一般以35kV比較經(jīng)濟(jì),且35kV配電裝置可以選擇35kV開關(guān)柜,設(shè)備布置也比較簡(jiǎn)單。3.從電網(wǎng)220kV系統(tǒng)引接專用線路機(jī)組采用500kV一級(jí)電壓接入系統(tǒng),備用/啟動(dòng)電源從電網(wǎng)220kV引接。這是最直接、簡(jiǎn)單的引接方式,采用此種方式,在目前廠網(wǎng)分開的前提下,主要考慮220kV線路引接距離的經(jīng)濟(jì)性問題。對(duì)廠內(nèi)500kV系統(tǒng)主接線采用三列式布置的一臺(tái)半斷路器接線,如果從母線兩級(jí)降壓引接,因兩組母線距離較遠(yuǎn),所采用的引接方式會(huì)使備用電源的可靠性降低；如果鋪設(shè)專用線路引接,因廠網(wǎng)相距150公里,建設(shè)資金和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用比較大。所以,綜合考技術(shù)經(jīng)濟(jì)的原因,在機(jī)組數(shù)量為兩臺(tái)時(shí),選擇從廠內(nèi)500kV母線一級(jí)降壓的引接方案較為合理。3.4廠用電接線形式發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)接線通常采用單母線分段接線,并多以成套配電裝置接受和分配電能。為了保證廠用電系統(tǒng)的供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性,高壓廠用母線均采取按鍋爐分段的原則,即將高壓廠用母線按鍋爐臺(tái)數(shù)分成若干獨(dú)立段,凡屬同一臺(tái)鍋爐的廠用負(fù)荷均接在同一段母線上,與鍋爐同組的汽輪機(jī)的廠用負(fù)荷一般也接在該段母線上,而該段母線由其對(duì)應(yīng)的發(fā)電機(jī)組供電。低壓廠用母線一般也采用按鍋分段。3.5廠用高壓變壓器的選擇額定電壓的確定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(jí)和電源引接處的電壓確定,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。根據(jù)前面分析,廠用工作變壓器的額定電壓選為20/6kV,備用/啟動(dòng)變壓器的額定電壓選為500/6kV。臺(tái)數(shù)和型式的選擇1.廠用工作變壓器當(dāng)機(jī)組容量增大至600MW及以上等級(jí)時(shí),對(duì)于廠用工作變壓器的設(shè)置有以下兩種方式：<1>采用一臺(tái)大容量分裂變壓器。這種方式下由于變壓器供給的短路電流也大,需要將廠用電系統(tǒng)的斷路器開斷電流提高到50A及以上。<2>采用兩臺(tái)較小相同容量的分裂變壓器。這種方式可降低廠用電系統(tǒng)的短路電流水平以及每個(gè)低壓繞組出口斷路器的額定電流,提高廠用電源的運(yùn)行可靠性。目前,國內(nèi)600MW機(jī)組的廠用高壓工作電源,都采用了較小的兩臺(tái)同容量分裂變壓器并列運(yùn)行的方式。由于廠用高壓工作變壓器引至發(fā)電機(jī)出口,而機(jī)端電壓又十分穩(wěn)定,所以可采用無載調(diào)壓的方式。其接線組別選用d,yn1,yn1常規(guī)接線。2.備用/啟動(dòng)變壓器由于每臺(tái)600MW機(jī)組使用了兩臺(tái)高壓廠用分裂變壓器并列運(yùn)行,將高壓廠用母線分成四段,因此需用兩臺(tái)備用變壓器,而且是從500kV系統(tǒng)引接。為使提供的電壓穩(wěn)定,可采用三繞組分裂式有載調(diào)壓變壓器。四個(gè)備用電源分別從其四個(gè)低壓分裂繞組引接至四段高壓四段母線?？紤]主變壓器和高壓廠用工作變壓器的連接組別,保持高壓廠用母線和備用電源電壓的相位一致,備用變壓器接線組別采用YN,yn0,yn0。這樣當(dāng)備用變壓器代替廠用高壓變壓器時(shí),可以短時(shí)并列運(yùn)行,避免廠用電源的斷電。容量的選擇廠用變壓器的容量必須滿足廠用電負(fù)荷從電源獲得足夠的功率。因此,對(duì)廠用工作變壓器的容量應(yīng)按廠用電高壓計(jì)算負(fù)荷的110%與廠用電低壓計(jì)算負(fù)荷之和進(jìn)行選擇；而廠用低壓工作變壓器的容量應(yīng)留有10%左右的裕度。廠用高壓備用/啟動(dòng)變壓器應(yīng)與最大一臺(tái)廠用高壓工作變壓器的容量相同；廠用低壓備用變壓器的容量應(yīng)與最大一臺(tái)廠用低壓工作變壓器容量相同。對(duì)廠用高壓分裂組變壓器,其各繞組容量應(yīng)按下式計(jì)算計(jì)算負(fù)荷<3.1>高壓繞組≥<3.2>低壓繞組≥<3.3>式中——廠用電高壓計(jì)算負(fù)荷之和；——廠用電低壓計(jì)算負(fù)荷之和；——廠用變壓器分裂繞組計(jì)算負(fù)荷,kV·A；——分裂繞組兩分支重復(fù)計(jì)算負(fù)荷,kV·A。電抗的選擇廠用工作變壓器的電抗要求比一般電力變壓器的電抗大,這是因?yàn)橐拗谱儔浩鞯蛪簜?cè)的短路電流,否則將影響到電氣設(shè)備的選擇,一般要求電抗應(yīng)大于10%；但是,電抗過大又將影響廠用電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)。廠用工作變壓器常采用分裂繞組變壓器,正常工作時(shí),其電抗較小,可改善廠用電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)能力；而分裂繞組出口短路時(shí),則電抗較大,可有效地限制短路電流。3.6廠用電系統(tǒng)接線高壓廠用電接線每臺(tái)機(jī)組的廠用高壓工作電源采用兩臺(tái)三繞組分裂式無載調(diào)壓變壓器,高壓廠用母線采用單母線四分段接線,備用/啟動(dòng)電源共采用兩臺(tái)三繞組分裂式有載調(diào)壓變壓器,其低壓側(cè)分別連接到各機(jī)組的四段廠用工作母線上,如圖3.1所示。圖3.1高壓廠用電系統(tǒng)接線低壓廠用電接線低壓廠用電接線也采用單母線分段接線方式,如圖3.2所示。分段斷路器可以保證低壓廠用電源的互為備用,提高運(yùn)行可靠性。正常運(yùn)行時(shí)分段斷路器斷開,兩半段低壓廠用母線分別由各自的電源變壓器供電,只有當(dāng)其中一個(gè)電源斷路器因變壓器停運(yùn)或其他原因斷開時(shí),分段斷路器才會(huì)合閘,由另一臺(tái)變壓器負(fù)擔(dān)全部負(fù)荷。圖3.2低壓廠用電系統(tǒng)接第4章短路電流計(jì)算4.1短路電流計(jì)算的主要目的電力系統(tǒng)短路電流計(jì)算的主要目的有:<1>選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備；<2>電氣主接線的比較與選擇；<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>分析送電線路對(duì)通訊設(shè)施的影響。本次設(shè)計(jì),進(jìn)行短路電流計(jì)算主要是為了導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇。4.2一般規(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>正常工作時(shí)三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行。<2>系統(tǒng)中所有發(fā)電機(jī)都在額定負(fù)荷下運(yùn)行。<3>短路發(fā)生在短路電流最大的瞬間。<4>非無限大容量電源供電時(shí),發(fā)電機(jī)的等值電抗為。<5>發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)均采用次暫態(tài)電動(dòng)勢(shì),且同相位。認(rèn)為在短路瞬間不變,即。<7>短路點(diǎn)以外的負(fù)荷可以去掉,當(dāng)短路點(diǎn)附近有大容量電動(dòng)機(jī)時(shí),則要計(jì)及電動(dòng)機(jī)反饋電流的影響。<8>不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗。<9>忽略線路對(duì)地電容和變壓器的勵(lì)磁支路,計(jì)算110kV及以上高壓電網(wǎng)時(shí),忽略線路電阻的影響,只計(jì)電抗。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線方式,即最大運(yùn)行方式。但不考慮在切換過程中可能短時(shí)并列運(yùn)行的接線方式<如切換廠用變壓器時(shí)的短時(shí)并列>。對(duì)3/2接線主系統(tǒng),最大運(yùn)行方式應(yīng)是將每一串中的3臺(tái)斷路器都投入工作。短路類型一般按三相短路計(jì)算。通常三相短路時(shí)的短路電流最大,若其他類型短路較三相短路嚴(yán)重時(shí),則應(yīng)按最嚴(yán)重的情況計(jì)算。在本設(shè)計(jì)的電氣主系統(tǒng)中,由于發(fā)電機(jī)出口采用分相封閉母線,故障幾率小,所以運(yùn)行可靠性高,及不可能出現(xiàn)比三相短路更為嚴(yán)重的短路類型,所以只需計(jì)算三相短路電流。短路計(jì)算點(diǎn)在計(jì)算電路圖中,同電位各短路點(diǎn)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(diǎn)的位置不同而不同。校驗(yàn)電器和載流導(dǎo)體時(shí),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(diǎn),使通過的短路電流校驗(yàn)值為最大。例如：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(jī)、變壓器回路的斷路器,應(yīng)比較斷路器前、后短路時(shí)通過斷路器的電流值,擇其大者為計(jì)算短路點(diǎn)；母聯(lián)斷路器應(yīng)考慮當(dāng)采用該斷路器向備用母線充電時(shí),備用母線故障流過該備用母線的全部短路電流；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連線很短,故障幾率小,電器一般可選電抗器后為計(jì)算短路點(diǎn),這樣出線可選用輕型斷路器,以節(jié)約投資。當(dāng)6KV廠用母線短路時(shí),如果高備變代替其中一臺(tái)廠高變工作,流經(jīng)廠高變和高備變的短路電流,要經(jīng)過計(jì)算才能比較大小。綜上述分析,計(jì)算電路圖中的短路點(diǎn)可設(shè)置為四點(diǎn),即母線、發(fā)電機(jī)出口、廠高變分裂繞組一側(cè)和高備變分裂繞組一側(cè)。短路電流計(jì)算方法在工程設(shè)計(jì)中,短路電流計(jì)算均采用實(shí)用計(jì)算法,即在一定假設(shè)的條件下,計(jì)算出短路電流的各個(gè)分量。4.3短路電流計(jì)算步驟實(shí)用計(jì)算中,用運(yùn)算曲線法計(jì)算短路電流的具體步驟：<1>選擇短路計(jì)算點(diǎn)；<2>系統(tǒng)元件參數(shù)計(jì)算<標(biāo)么制>,取基準(zhǔn)容量,基準(zhǔn)電壓<各級(jí)平均額定電壓>,按平均額定電壓之比計(jì)算元件電抗的標(biāo)么值；<3>對(duì)電動(dòng)勢(shì)、負(fù)荷的簡(jiǎn)化,取各發(fā)電機(jī)次暫態(tài)電動(dòng)勢(shì),電抗用次暫時(shí)態(tài)電抗表示,略去非短路點(diǎn)的負(fù)荷,只計(jì)短路點(diǎn)附近大容量電動(dòng)機(jī)的反饋電流；<4>繪出等值網(wǎng)絡(luò),并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào)；<5>網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn),在離短路點(diǎn)的電氣距離很近時(shí),可將同一類型的發(fā)電機(jī)進(jìn)行合并,但無限大容量電源應(yīng)單獨(dú)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(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗>；<7>求計(jì)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(jìn)行歸算；<8>由計(jì)算電抗分別查出0、2、4s時(shí)各等值電源供出的三相短路電流周期分量有效值的標(biāo)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(biāo)么值；<9>計(jì)算短路電流周期分量有值、、；<10>計(jì)算短路的沖擊電流。4.4計(jì)算公式元件參數(shù)計(jì)算1.發(fā)電機(jī)<4.1>式中——發(fā)電機(jī)電抗標(biāo)么值；——發(fā)電機(jī)次暫態(tài)電抗；——基準(zhǔn)容量<一般取100或1000>,；——發(fā)電機(jī)的額定容量,。2.雙繞組變壓器<4.2>式中——變壓器電抗標(biāo)么值；——變壓器短路電壓百分?jǐn)?shù)或阻抗電壓百分?jǐn)?shù),%；——變壓器額定容量,MV·A。3.分裂繞組變壓器<4.3>式中——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；——分裂變壓器半穿越電抗百分?jǐn)?shù),%；——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<4.4>式中——合并后的等值電源——合并后的等值電抗<a>變換前的網(wǎng)絡(luò)<b>變換后的網(wǎng)絡(luò)圖4.1網(wǎng)絡(luò)變換圖2.Y/Δ等值變換Y/Δ網(wǎng)絡(luò)變換如圖4.2所示：<a>Y形網(wǎng)絡(luò)<b>Δ形網(wǎng)絡(luò)圖4.2網(wǎng)絡(luò)變換圖Y/Δ變換<4.5>Δ/Y變換<4.6>計(jì)算電抗<4.7>……式中、…——等值電源1、2…短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗、…——等值電源1、2…的額定容量,。短路點(diǎn)短路電流周期分量有效值的計(jì)算<4.8>其中……式中——短路點(diǎn)k所在電壓級(jí)的平均額定電壓,kV；、——?dú)w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<4.9>式中——起始次暫態(tài)電流；——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4.3<a>的網(wǎng)絡(luò),令,在短路點(diǎn)加電動(dòng)勢(shì),使之將圖4.3<a>網(wǎng)絡(luò)等效變?yōu)閳D4.3<b>等值網(wǎng)絡(luò)。在此網(wǎng)絡(luò)中可使為單位電流,則有,,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<a>網(wǎng)絡(luò)圖<b>等值網(wǎng)絡(luò)圖4.3用單位電流法求電流分布系數(shù)從而得各支路的轉(zhuǎn)移電抗為式中為短路回路總等值電抗。第5章電氣設(shè)備和導(dǎo)體的選擇5.1電氣設(shè)備選擇的一般原則盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備的作用和工作條件并不一樣,具體選擇方法也不完全相同,但對(duì)它們的基本要求卻是一致的。電氣設(shè)備要能可靠地工作,必須按正常工作條件進(jìn)行選擇,并按短路狀態(tài)來校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。按正常工作條件選擇1.額定電壓電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷的變化,有時(shí)會(huì)高于電網(wǎng)的額定電壓,故所選電氣設(shè)備允許的最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓。通常,規(guī)定一般電氣設(shè)備允許的最高工作電壓為設(shè)備額定電壓的1.1～1.15倍,而電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓波動(dòng),一般不超過電網(wǎng)額定電壓的1.15倍。因此,在選擇電氣設(shè)備時(shí),一般可按電氣設(shè)備的額定電壓不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓的條件選擇,即≥<5.1>2.額定電流電氣設(shè)備的額定電流是指在額定環(huán)境溫度下,電氣設(shè)備的長期允許電流。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,即≥<5.2>由于發(fā)電機(jī)和變壓器在電壓降低5%時(shí),出力保持不變,故其相應(yīng)回路的應(yīng)為發(fā)電機(jī)和變壓器的額定電流的1.05倍；若變壓器有可能過負(fù)荷運(yùn)行時(shí),應(yīng)按過負(fù)荷確定<1.3～2倍變壓器額定電流>。3.環(huán)境條件對(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1000m,當(dāng)海拔在1000～3500m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,允許長期通過的是最大工作電流。我國生產(chǎn)的電氣設(shè)備一般使用的額定環(huán)境溫度,如周圍環(huán)境溫度高于〔但≤時(shí),其允許電流一般可按每增高,額定電流可增加0.5%,但其最大電流不得超過額定電流的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)不超過允許值,即滿足熱穩(wěn)定的條件≥<5.3>式中——短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng),；、——電氣設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)電流和時(shí)間,kA、s。其中<5.4><5.5><5.6>式中——短路的計(jì)算時(shí)間,s——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；——斷路器的全開斷時(shí)間,s；——斷路器固有分閘時(shí)間,SF6斷路器一般為0.03s；——斷路器開斷時(shí)電弧持續(xù)時(shí)間,約為0.02～0.04s；可見,短路的計(jì)算時(shí)間最大為3.97s,所以進(jìn)行短路的熱穩(wěn)定校驗(yàn)時(shí),一般取均會(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≥或≥<5.7>下列幾種情況可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定或動(dòng)穩(wěn)定：<1>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。<2>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。<3>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。5.2500kV高壓設(shè)備的選擇5.2.1高壓斷路器的選擇本次采用的3/2接線,兩組母線通過4串?dāng)嗦菲飨噙B,而進(jìn)出線不設(shè)斷路器,所以高壓側(cè)共需12臺(tái)斷路器。斷路器的選擇應(yīng)在各種合理的運(yùn)行方式下,按流過斷路器的長期工作電流和短路電流最大的一臺(tái)進(jìn)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(qiáng)、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(diǎn),而且維護(hù)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(jì)選用戶外瓷柱式SF6斷路器。2.額定電壓和電流的選擇≥,≥〔5.8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。但當(dāng)斷路器的較系統(tǒng)短路電流大很多時(shí),可簡(jiǎn)化計(jì)算,即≥<5.9>由于僅計(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<≥0.1s>,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)間最大為0.07s<<0.08s>,為高速斷路器,其開斷電流的最短時(shí)間應(yīng)為主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間<一般為0.05～0.06s與固有分閘時(shí)間之和,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周期分量的20%,需要用短路全電流進(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),同樣非周期分量衰減較多,固可不計(jì)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(shí)的安全,斷路器的額定關(guān)合電流不應(yīng)小于短路電流的最大沖擊值,即≥<5.10>5.短路熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)校驗(yàn)式為≥、≥<5.11>斷路器的額定短路關(guān)合電流等于其額定動(dòng)穩(wěn)定電流峰值。隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)與斷路器配套使用,對(duì)3/2接線,進(jìn)出線不設(shè)隔離開關(guān)。但在500KV系統(tǒng)中,電壓互感器與電網(wǎng)之間需裝設(shè)隔離開關(guān)。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)不用來接通和切除短路電流,故無需進(jìn)行開斷電流和短路關(guān)合電流的校驗(yàn)。隔離開關(guān)型式的選擇。按安裝地點(diǎn)不同,可分為屋內(nèi)式和屋外式；按絕緣支柱數(shù)目又可分為單柱式、雙柱式各三柱式。型式對(duì)配電裝置的布置和占地面積有很大影響,由于組合電器結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小,有利于配電裝置的布置。而GW7系列戶外、三柱式隔離開關(guān)便于發(fā)展成組合電器,所以可選用此形式的隔離開關(guān)。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>和暫時(shí)態(tài)保護(hù)用<TP>兩種；按安裝地點(diǎn)可分為戶內(nèi)式和戶外式。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和電流應(yīng)滿足≥、≥<5.12>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)量儀表的準(zhǔn)確度,電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)不得低于所供測(cè)量儀表的準(zhǔn)確級(jí)。500KV電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)不應(yīng)低于0.5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)<1>熱穩(wěn)定考驗(yàn),一般以時(shí)允許通過的穩(wěn)定電流或一次額定電流的倍數(shù)來校驗(yàn),即≥或≥<5.13><2>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)定電流或動(dòng)穩(wěn)定電流倍數(shù)表示,即≥或≥<5.14>電壓互感器的選擇1.種類和型式的選擇對(duì)500KV采用的3/2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500kV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500kV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<1>為保證測(cè)量的準(zhǔn)確性,電壓互感器一次額定電壓應(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/,即或/<5.15><2>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/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。并聯(lián)電抗器的