公伯峽水電站電氣部分設計.doc

目 錄1 前言12. 發(fā)電廠電氣主接線的確定32.1 設計主要參考資料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)濟性比較62.6 主接線確定62.7 發(fā)電機與主變壓器的型號及參數(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 各個元件電抗標幺值的計算及等值電路圖124.3.2 330KV母線側(cè)短路電流計算134.3.3 300MV發(fā)電機出口短路電流計算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. 電氣設備的選擇和校驗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 導體的選擇297. 配電裝置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34謝 辭35附錄361 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)展水電也是環(huán)境保護的需要。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)境受到嚴重污染，引發(fā)酸雨和“溫室效應”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)過一個多世紀的發(fā)展，其工程技術(shù)、水輪發(fā)電機組制造技術(shù)和輸電技術(shù)已經(jīng)非常完善，單機容量也在不斷增大。并且水力發(fā)電成本低廉，運行的可靠性高，所以開發(fā)水電是國家經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。本次設計的題目為“公伯峽水電站電氣部分設計”公伯峽水電站位于青海省循化縣與化隆縣交界的黃河干流上，距西寧153km，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。主要任務是發(fā)電，兼顧灌溉及供水，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、花崗巖及第三系礫砂巖。引水發(fā)電系統(tǒng)位于右岸，進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臺單機容量300MW機組，總裝機容量為1500MW，年發(fā)電量51.4億kWh。本次設計的主要內(nèi)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）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、電氣設備的選擇和校驗；6、發(fā)電機（變壓器）保護整定計算；7、高壓配電裝置的設計；8、繪制有關(guān)圖紙（電氣主接線圖、繼電保護配置圖、配電裝置平面圖與斷面圖、9、編寫設計文件（計算書、說明書及設備清單）；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 設計主要參考資料1、 裝機容量：裝機5臺，總?cè)萘?500MW2、 機組年利用小時數(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%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。當取基準容量為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、操作維護方便；3、接線應具有一定的靈活性；4、滿足電站初期發(fā)電及最終規(guī)模的運行要求，還應考慮便于分期過渡；技術(shù)先進，經(jīng)濟合理。本廠單機容量為30萬千瓦，總裝機為150萬千瓦，所以為大容量機組，對供電可靠性提出了更高的要求，任何設備檢修不應影響供電。任何元件故障是，不允許出現(xiàn)全廠停電，且不應影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定。2.3 主接線方案一采用雙母線接線方案：圖2-1 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，通過母線聯(lián)絡斷路器；來實現(xiàn)。雙母線使運行的可靠性和靈活性大為提高。其特點如下： （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荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應電力系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變化的需要；通過倒閘操作可以組成各種運行方式。例如：當母聯(lián)斷路器斷開，一組母線運行，另一組母線備用，全部進出線均接在運行母線上，即相當于但母線運行。兩組母線同時工作，并且通過母聯(lián)斷路器并聯(lián)運行，電源與負荷平均分配在兩組母線上，即稱之為固定連接方式運行。這也是目前運行方式中最常用的運行方式，它的母線繼電保護相對比較簡單。有時為了系統(tǒng)的需要，亦可將母聯(lián)斷路器斷開，兩組母線同時運行。此時這個電廠相當于分裂為兩個電廠各向系統(tǒng)送電，這種運行方式常用于系統(tǒng)最大運行方式時，以限制短路電流。（3）擴建方便。向雙母線左右任何方向擴建，均不影響兩組母線的電源和負荷自由組合分配，在施工中不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)絡斷路器。運行時，兩組母線和同一串的3臺斷路器都投入工作，稱為完整串運行，形成多環(huán)路狀供電，具有很高的可靠性。其主要特點是，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。這種接線運行方便、操作簡單，隔離開關(guān)只在檢修時作為隔離帶電設備使用。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行可靠性，可減少特殊運行方式下事故擴大。一串中的聯(lián)絡斷路器在檢修或停用，當另一串的聯(lián)絡斷路器發(fā)生異常跳閘或事故跳閘時，對非交叉接線將切除電源，相應的發(fā)電機甩負荷至零，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雜，需增加一個間隙。一臺半斷路器接線，運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)進行大量的倒閘操作并且，調(diào)度和擴建也方便。所以在超高壓電網(wǎng)中得到了廣泛的應用。缺點為繼電保護整定比較復雜。2.5 經(jīng)濟性比較表2-1 經(jīng)濟性比較 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)濟性方面考慮，3/2接線經(jīng)濟性較差，不如雙母線的經(jīng)濟性好，從繼電保護方面考慮，3/2接線不如雙母線好。所以綜合考慮，最后決定采用雙母線接線方式。2.7 發(fā)電機與主變壓器的型號及參數(shù)發(fā)電機：表2-2 發(fā)電機參數(shù)表發(fā)電機型號容量功率因數(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 廠用電接線的設計應按照運行、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新技術(shù)和新設備，是實際達到經(jīng)濟合理、技術(shù)先進、保證機組安全、經(jīng)濟地運行。廠用電接線應滿足下述要求：（1） 各機組的廠用電系統(tǒng)應該是獨立的。特別300MW機組，應做到這一點，一臺機組的鼓掌停運或其輔機的電氣故障，不應影響到另一臺機組的正常運行，并能在短時間內(nèi)恢復本機組的運行。（2） 全廠性公用負荷應分散接入不同機組的廠用母線或公用負荷母線。（3） 充分考慮發(fā)電廠正常、事故、檢修、啟動等運行方式下的供電要求。一般均應配備可靠的啟動電源。在機組啟動時，停運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和連續(xù)施工過程中廠用電系統(tǒng)的運行方式。特別要注意對公用負荷供電的影響，要便于過渡，盡量少改變接線和更換設備。3.2 廠用電接線的基本原則用電接線的設計原則基本與主接線的原則相同。首先，應保證對廠用負荷可靠性和連續(xù)性，使發(fā)電廠安全運轉(zhuǎn)；其次，接線應靈活地適應正常，事故和檢修等各種運行方式的要求；還應適當注意其經(jīng)濟性和發(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，啟動電源在短時應用。（2）盡量縮小廠用電系統(tǒng)的故障范圍并盡量引起全廠停電事故。對200MW及以上的大型機組，廠用電系統(tǒng)應是獨立的，已保證一臺機組故障停運或其輔助機械的電氣故障，不應影響到另一臺機組的正常運行，并能在短時間內(nèi)恢復本機組的運行。(3)電負荷的供電須結(jié)合遠景規(guī)劃的安排，盡量便于過度且少改變接線和更換設備。（4）對300MW的系統(tǒng)機組應設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)過實驗鑒定的新技術(shù)和新設備，使廠用電系統(tǒng)達到技術(shù)的先進、經(jīng)濟的合理，保證機組安全滿發(fā)的運行。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)點如下: 若某一段母線發(fā)生故障,只能影響其對應的一臺機組的運行,使事故影響的范圍減少; 廠用電系統(tǒng)發(fā)生短路時,短路電流較小,有利于電氣設備的選擇; 將廠用電負荷接在同一段母線上,便于運行管理和安排檢修.3.5 廠用電壓等級的選擇水電站廠用負荷較小，一般無大容量的廠用電動機，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，可采用380V或36KV時，一般還是爭取采用低壓380V供電為宜。高壓電動機重量比低壓電動機高出1048%，價格高出3094%，平均功率低1.52.5%，功率因數(shù)低23%。低壓電動機比高壓電動機在運轉(zhuǎn)上要可靠些，特別是在水電站中，工作環(huán)境往往比較潮濕。3.6 綜合分析本水電站主要任務是發(fā)電，兼顧灌溉及供水，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，其選擇內(nèi)容包括臺數(shù)、型式，額定電壓、容量和阻抗。 發(fā)電機容量：300MW COS=0.9 =333.33MVA 廠用負荷： 由于本水電廠廠用電較少，所以考慮備用電源采用暗備用方式。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，電流可能達到正常運行電流的十幾倍。這樣大的電流所產(chǎn)生的熱效應和力效應會使電氣設備受到嚴重損壞。在進行設計時，應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，在選擇電氣設備和載流導體前必須進行短路電流的計算。為使所選電氣設備具有足夠的可靠性、經(jīng)濟性和合理性，并在一定時期內(nèi)適應電力系統(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） 選擇導體和電器（3） 確定中性點接地方式（4） 計算軟導體的短路搖擺（5） 確定分裂導線間閣棒的間距（6） 驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓（7） 選擇繼電保護裝置和進行整定計算本設計運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 選準基準功率，基準電壓； 略去負荷且不考慮變壓器實際變比的影響； 發(fā)電機電抗采用，略去網(wǎng)絡各元件的電阻，輸出線路的電容及變壓器勵磁支路； 無限大功率電源為零。（2） 進行網(wǎng)絡化簡，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)電機對短路點的轉(zhuǎn)移阻抗以及無限大功率對短路點歸算到的轉(zhuǎn)移阻抗 將轉(zhuǎn)移電抗按照相應的等值發(fā)電機容量歸算為各等值發(fā)電機對短路點的計算阻抗。（3） t時刻短路電流周期分量的標幺值，根據(jù)計算電抗及所指定的時刻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，一般采用標么值進行計算，對于已知的電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)的網(wǎng)絡，短路電流計算的主要步驟如下： （1）制定等值網(wǎng)絡并計算各元件在統(tǒng)一基準值下的標么值。 （2）網(wǎng)絡化簡。對復雜網(wǎng)絡消去電源點與短路點以外的中間節(jié)點，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，然后將標么值利用公式化成有名值，列表即可。4.3 短路電流計算4.3.1 各個元件電抗標幺值的計算及等值電路圖根據(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 發(fā)電機： 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幺值如下：主變壓器電抗標幺值：4.3.2 330KV母線側(cè)短路電流計算當點短路時，可求得各電源相對于短路點的轉(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相同的（） 發(fā)電機提供的短路電流：計算電抗：由水輪機計算曲線查出各個時刻短路電流標幺值： 各時刻短路電流有名值： 沖擊電流： 其他發(fā)電機參數(shù)與此發(fā)電機參數(shù)相同，所以所提供的短路電流、沖擊電流與此發(fā)電機相同。4.3.3 300MV發(fā)電機出口短路電流計算由上面兩個圖可畫出點短路等值電抗圖如圖所示: 用法化簡網(wǎng)絡：圖4-3求各點相對于短路點的轉(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：短路電流標幺值： 有名值： 沖擊電流： (2)1#發(fā)電機提供的短路電流計算電抗： 由水輪機計算曲線查出各個時刻短路電流標幺值： 各時刻短路電流有名值： 沖擊電流： (3)2#發(fā)電機提供的短路電流：計算電抗： 由水輪機計算曲線查出各個時刻短路電流標幺值： 各時刻短路電流有名值： 沖擊電流： 其他發(fā)電機參數(shù)與此發(fā)電機參數(shù)相同，所以所提供的短路電流、沖擊電流與此發(fā)電機相同。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短路時等值電路圖：圖4-5 求各點相對于短路點的轉(zhuǎn)移阻抗：=24.890化簡后如圖等值網(wǎng)絡：圖4-6計算各電源對短路點提供的短路電流：（1）有無窮大系統(tǒng)提供的短路電流：短路電流標幺值： 有名值： 沖擊電流： (2) 1#發(fā)電機提供的短路電流：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相同（3）2#發(fā)電機提供的短路電流：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相同其他發(fā)電機參數(shù)與此發(fā)電機參數(shù)相同，所以所提供的短路電流、沖擊電流與此發(fā)電機相同。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1.7261.4651.4361.5311.5834.5161.7261.4651.4361.5311.5834.5161.7261.4651.4361.5311.5834.5161.7261.4651.4361.5311.5834.5161.7261.4651.4361.5311.5834.516SX0.8360.8360.8360.8360.83621.888合計9.4669.4669.4669.4669.46644.468點短路1#發(fā)電機出口7.2317.2807.3787.3787.37818.91810.62910.64310.98511.36111.36126.66510.62910.64310.98511.36111.36126.66510.62910.64310.98511.36111.36126.66510.62910.64310.98511.36111.36126.665SX36.86836.86836.86836.86836.86896.458合計86.61586.7288.18689.6989.69222.036點短路1#發(fā)電機高壓廠用變低壓側(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 電氣設備的配置5.1 隔離開關(guān)的配置1) 容量為300MW及以上大機組與雙繞組變壓器為單元接線時,不裝設隔離開關(guān),采用封閉母線.2) 接在發(fā)電機,變壓器引出線或中性點上的避雷器可不裝設隔離開關(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)均應配置隔離開關(guān),以便在斷路器檢修時隔離電源. 中性點直接接地的普通型變壓器均應通過隔離開關(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應設有電流互感器。對于中性點直接接地系統(tǒng)，一般接三相配置；對于中性點非直接接地系統(tǒng)，依具體情況按二相或三相配置。（2）保護用電流互感器的裝設地點應按盡量消除主保護裝置的死區(qū)來設置。（3）為了防止電流互感器套管閃絡造成母線故障，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)裝設電流互感器。（4）為了防止內(nèi)部故障對發(fā)電機的損傷，用于自動調(diào)節(jié)勵磁裝置的電流互感器應布置在發(fā)電機定子繞組的出線側(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裝置。（2） 線路。35kv及以上輸電線路，當對端有電源時，為了監(jiān)視線路有無電壓，進行同步和重合閘，裝有一臺單相電壓互感器。（3） 發(fā)電機。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、同期和保護裝置使用。該互感器采用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)電機在未并列之前檢查是否有接地故障之用。當互感器負荷太大時，可增設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)電機組中性點常接有單相電壓互感器，用于100%定子接地保護。（4） 變壓器。變壓器低壓側(cè)有時為了滿足同期或繼電保護的要求，設有一組電壓互感器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，應各裝設一組避雷器，但進出線都裝設避雷器時（如一臺半斷路器接線）除外。2)變壓器（1）330KV及以上主變壓器和并聯(lián)電抗器處必須裝設避雷器，并應盡可能靠近設備本體。（2）220KV及以下主變壓器到母線避雷器的電氣距離超過允許值時，應在主變壓器附近增設一組避雷器。（3）自耦變壓器的兩個自耦合繞組的出線上各裝設一組避雷器，并應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裝設避雷器。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)，有開路運行的可能。發(fā)電廠的雙繞組變壓器，當發(fā)電機斷開時由高壓側(cè)倒送廠用電。（5）下列情況的變壓器中性點應裝設避雷器直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點為分級絕緣且未裝設保護間諜；變壓器中性點為全絕緣，但變電所為單進線且為單臺變壓器運行。非直接接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進線變電所的變壓器中性點。5.5 接地刀閘的配置（1）為保證電器和母線的檢修安全，35KV及以上每段母線根據(jù)長度宜裝設12組接地刀閘或接地器，兩組接地刀閘間的距離應盡量保持適中。母線的接地刀閘宜裝設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。必要時可設置獨立式母線接地器。（2）63KV及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）旁路母線一般裝設一組接地刀閘，設在旁路回路隔離開關(guān)的旁路母線側(cè)。（4）63KV及以上主變壓器進線隔離開關(guān)的主變壓器側(cè)宜裝設一組接地刀閘6. 電氣設備的選擇和校驗高壓電器選擇的一般原則：（1） 應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展。（2） 應按當?shù)貤l件校核。（3） 應力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理。（4） 與整個工程的建設標準應協(xié)調(diào)一致。（5） 同類設備應盡量減少品種。（6） 選用新產(chǎn)品均應具有可靠的實驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格，所選出的壓電器應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備,其最大特點式能斷開電器負荷電路和短路電流,正常運行倒換運行方式,把設備或線路介入電網(wǎng)或退出運行,起著控制作用;當設備或線路發(fā)生故障時.能快速切除故障回路,保證無故障部分正常運行,起著保護作用.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,并且噪音低,不檢修間隔期長,運行穩(wěn)定,安全可靠,壽命長等運行維護特點廣泛的得到應用.2) 額定電壓和額定電流的選擇 式中 、分別為電氣設備和電網(wǎng)的額定電壓,KV; 、分別為電氣設備的額定電流和電網(wǎng)的最大負荷電流,A.3) 開斷電流的選擇高壓斷路器的額定開斷電流,不應小于實際開斷瞬間的短路電流周期分量,即 當斷路器的較系統(tǒng)短路電流很大時,簡化計算可用進行選擇, 為短路電流有效值.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)定校驗校驗式為 ,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：=() 滿足要求。 顯見 ， 所以滿足條件綜上，此斷路器符合要求。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)電機出口斷路器選擇額定電壓和電流的選擇： 開斷電流選擇：實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：=() 滿足要求。 顯見 ， 所以滿足條件綜上，此斷路器符合要求。與之相配套的隔離開關(guān)與接地開關(guān)由廠家配套生產(chǎn)，這里不再詳細選擇。6.2 互感器的選擇互感器是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護等二次設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)額定電流比準確等級LB-330330800/512) 300MW機組出口處電流互感器=18 KV發(fā)電機最大持續(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)額定電流比準確等級LMZ2-202012000/50.53） 300MW機組主變中性點電流互感器 =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根據(jù)裝設地點和使用條件進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）容量和準確級的選擇根據(jù)儀表和繼電器的接線要求選擇電壓互感器的接線方式，并盡可能將負荷分布在各相上，然后計算各相負荷大小，按照所接儀表的準確級和容量，選擇電壓互感器的準確級和容量。選擇結(jié)果如下：表6-7 電壓互感器選擇結(jié)果表安 裝 地 點型 號額 定 電 壓(KV)初級繞組次級繞組330KV母線JCC5-330330/0.1/300MW機組出口JDZX24-1818/0.1/6.3 導體的選擇導體的選擇結(jié)果如下：300MW發(fā)電機出口母線選擇應根據(jù)回路的最大工作電流或經(jīng)濟電流密度方法進行選擇，進行動熱穩(wěn)定校驗。熱穩(wěn)定校驗：求出母線的長期運行溫度i=0 +(al0)i - 長期運行溫度()0 - 環(huán)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=計算出導體的最小載流截面：Smin=KS - 集膚效應系數(shù)C - 導體材料的耐熱值當所選導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,保護和測量電器,母線和必要的輔助設備組建而成的總體裝置.其作用是在正常運行情況下,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,維持系統(tǒng)正常運行.其基本要求如下:1) 保證運行可靠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)濟性5) 具有擴建的可能7.2 屋外配電裝置的布置原則1) 母線及構(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,導線狐垂越大,因而導線相同及對地距離就要增加,母線及跨越線構(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及以上的配電裝置.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)生微風共振和存在端部效應,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)架機械強度大,可以按任何負荷和尺寸制造,便于國定設備,抗震能力強,運輸方便.鋼結(jié)構(gòu)機械強度大,可以節(jié)約大量鋼材,也可以滿足各種強度和尺寸的要求,經(jīng)久耐用,維護簡單.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,運輸和安裝尚比較方便,但不便于固定設備.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,已在我國220KV及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小于1.25m,且距變壓器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的范圍內(nèi),不應有門窗和通風孔.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)高度應滿足:電氣設備支柱絕緣子最低裙邊的對地距離為2.5m;電氣設備的連線對地面的距離應符合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) 電纜溝屋外配電裝置中電纜溝的布置,應使電纜所走的路徑最短. 7) 道路為了運輸和消防的需要,應在主要的設備近旁鋪設行車道路.一般應鋪設寬3m的環(huán)形道.屋外配電裝置內(nèi)應設置0.8-1m的巡視小道,以便運行人員巡視電氣設備,電纜溝蓋板可作為部分巡視小道.總結(jié)緊張而有序的畢業(yè)設計已接近尾聲，在整個設計過程中，岳海方老師為我提供了極大的幫助。在設計中遇到很多很多困難，岳老師總是耐心的為我講解，幫助我建立概念，理論聯(lián)系實際，為我們提供最新的資料和信息，積極引導我的思維，讓我們大膽創(chuàng)新，勇于探索，研究解決問題的辦法。對于我的設計，岳老師經(jīng)過認真地審閱，每一部分都為我進行詳細地講解和引導，指出很多錯誤，提出很多寶貴意見，讓我得到改進，使得我的設計工作較為圓滿地完成。設計的過程是一個知識的總結(jié)運用同時還是學習新東西的過程，在這個過程中，我充分意識到了理論和運用的差別，我也很好的解決了他們之間的關(guān)系，這對我即將開始的社會生活是一種積累也是一種鋪墊。設計不是目的，學習和理解才是我學到的最重要的東西。隨著畢業(yè)設計的完成，我的大學生活也即將結(jié)束，在這大學生活的四年里，我感受到了大學的快樂，接受了大學的愉悅，最主要的是我學到了應用的知識，在這里老師的教誨，同學的情誼，以及工作和學習的熱情，在我的腦海里有了不可磨滅的印象，四年很快就過去了，我發(fā)現(xiàn)我對即將離去充滿了不舍，我懷念我的學習生活，我懷念老師和同學。走出校園我要一切從零開始，用自己的勤奮和智慧去開創(chuàng)屬于自己的一片天地。10參考文獻1顧樂觀 總主編，高電壓技術(shù)，重慶：重慶大學出版社，2002年1月2文鋒 馬振興 主編，現(xiàn)代發(fā)電廠概論，北京：中國電力出版社，1999年3水利電力部東北電力設計院 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辭為期十二周的畢業(yè)設計馬上要結(jié)束了,它是對我將所學的專業(yè)知識應用于實踐,解決實際工程問題能力的真實反應.通過此次設計使我將所學過的知識進行了一次系統(tǒng)、全面的總結(jié);將所學的專業(yè)理論知識,全面地應用于實踐,用它解決實際問題,從而提高分析問題、解決問題的能力,在某些方面我還有所創(chuàng)新.通過對發(fā)電廠電氣部分設計,使我初步掌握了發(fā)電廠電氣部分的設計思想、步驟和方法,同時使我學會了正確運用設計手冊、設計規(guī)程、規(guī)范及有關(guān)技術(shù)資料,此外對編寫設計文件等方面也得到了很好的鍛煉.在設計過程中,我充分吸取了指導教師的設計經(jīng)驗和寶貴意見,感謝周珊老師對我在設計中所遇到的困難和問題所進行的詳細解答,對于系部提供的不少新的有益的資料,表以誠摯的謝意! 萬 廣 龍 2008年6月附錄附錄一：公伯峽水電站電氣主接線附錄二：330KV GIS配電裝置平面圖附錄三：330KV出線斷面圖附錄四：330KV進線斷面圖袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞