800mw區(qū)域發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)(畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目800MW區(qū)域發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)學(xué) 院 山西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 專 業(yè) 發(fā)電廠及電力系統(tǒng) 年 級(jí) 發(fā)電3720 姓 名 趙曉虎 指導(dǎo)教師 （2010 年 3 月）800MW區(qū)域性發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)摘 要由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應(yīng)到各負(fù)荷中心。電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對(duì)電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠、變電所本身的運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)。并且對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護(hù)和控制

2、方式的擬定有較大的影響。電能的使用已經(jīng)滲透到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生活的各個(gè)領(lǐng)域，而在我國(guó)電源結(jié)構(gòu)中火電設(shè)備容量占總裝機(jī)容量的75%(現(xiàn)在?)。本文是對(duì)配有4臺(tái)200MW汽輪發(fā)電機(jī)的大型火電廠一次部分的初步設(shè)計(jì)，主要完成了電氣主接線的設(shè)計(jì)。包括電氣主接線的形式的比較、選擇；主變壓器、啟動(dòng)/備用變壓器和高壓廠用變壓器容量計(jì)算、臺(tái)數(shù)和型號(hào)的選擇；短路電流計(jì)算和高壓電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn); 并作了變壓器保護(hù)。關(guān)鍵詞： 發(fā)電廠；變壓器；電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；電氣設(shè)備。Electrical design of 800MW regional power plantAuthor: Tutor: AbstractBy th

3、e power generation, transformation, transmission and distribution of electricity and energy components, and other aspects of production and consumption systems. It is the function of the natural world through the power of primary energy into electrical energy power plant, then lost, transforming the

4、 system and distribution system will supply power to the load centers.Electrical wiring is the main power plant, electric substation designed first and foremost part of the power system is also constitute an important part. Determination of the main cable on the power system as a whole and power pla

5、nts, substations to run its reliability, flexibility and economy are closely related. And choice of electrical equipment, power distribution equipment configuration, relay protection and control of the means to develop a greater impact. The use of power has infiltrated the social, economic, in all a

6、reas of life, and in the power structure of Chinas thermal power equipment capacity of the total installed capacity of 75%. This article is equipped with 4*200MW turbo-generator of large-scale thermal power plants a part of the preliminary design of the main completed the main electrical wiring desi

7、gn. Including the electrical wiring of the main forms of comparison, the choice; main transformer, the start / stand-by transformer and the high-voltage transformer factory with the capacity of calculation, the number of models and options; short-circuit current calculation and high-voltage electric

8、al equipment selection and validation; and made the protection of transformer .Key words: power plant; transformer; power system; relay; electrical equipment目 錄1 緒 論.11.1 前言.11.2 原始資料.11.3 電力工業(yè)的發(fā)展概況. .21.4 我國(guó)電力行業(yè)發(fā)展方針.22 電氣主接線設(shè)計(jì).42.1 主接線概述.42.1.1 可靠性.42.1.2 靈活性. .42.1.3 經(jīng)濟(jì)性.42.2 對(duì)原始資料的分析.42.3 擬定可行的主接

9、線方案.42.3.1 確定變壓器的臺(tái)數(shù)及容量. .42.3.2 主接線方案.52.3.3 比較主接線方案.63 廠用電的設(shè)計(jì).73.1 廠用電源選擇.73.1.1 廠用電電壓等級(jí).73.1.2 廠用電系統(tǒng)接地方式.73.1.3 廠用工作電源引接方式.73.1.4 廠用備用電源引接方式. .73.1.5 確定廠用電系統(tǒng).73.2 廠用主變選擇.73.2.1 廠用電主變選擇原則.73.2.2 確定廠用電主變?nèi)萘?74 短路電流計(jì)算.94.1 短路計(jì)算目的.94.2 短路電流計(jì)算條件.94.2.1 基本假定.94.2.2 一般規(guī)定.94.3 短路電流分析.104.3.1 選取短路點(diǎn).104.3.2畫

10、等值網(wǎng)絡(luò)圖.114.3.3化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖.124.3.4 各短路點(diǎn)短路電流計(jì)算. . .185 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇.24 5.1 電氣設(shè)備選擇概述.245.2 電氣設(shè)備選擇的一般原則.245.3 電氣設(shè)備選擇的校驗(yàn)內(nèi)容. . .245.4 電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件.255.5 電氣設(shè)備選擇匯總.255.6 電氣主接線.256 配電裝置的設(shè)計(jì).276.1 配電裝置的選擇原則.276.2 配電裝置的基本要求.276.3 配電裝置的設(shè)計(jì). .27 6.3.1 220kV配電裝置. 276.3.2 6kV配電裝置.276.4 配電裝置平面布置圖. 277 防雷保護(hù)的設(shè)計(jì).287.1 概述.287.1.

11、1 雷害來源.287.1.2 避雷針作用.287.1.3 避雷針的保護(hù)范圍.287.2 避雷器的選擇原則.297.2.1 型式. .297.2.2 額定電壓.297.2.3 滅弧電壓.297.2.4 工頻放電電壓.297.2.5 沖擊放電電壓和殘壓.297.3 選擇避雷器.308 繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置設(shè)計(jì).318.1 繼電保護(hù)裝置. 318.1.1 線路保護(hù).318.1.2 主變保護(hù).318.1.3 母差保護(hù).318.1.4 母聯(lián)保護(hù).318.1.5 發(fā)電機(jī)保護(hù).318.1.6 廠用電保護(hù).318.2 安全自動(dòng)裝置.318.3 繼電保護(hù)配置圖.31結(jié)論.33參考文獻(xiàn).34致 謝.35附錄A 電氣

12、主接線圖.36附錄B 220KV配電裝置布置圖(a) . 37附錄B 220KV配電裝置布置圖(b) . 38附錄C 配電裝置平面布置圖.39附錄D 繼電保護(hù)配置圖.401 緒 論1.1 課題背景由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動(dòng)力裝置（主要包括鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)及電廠輔助生產(chǎn)系統(tǒng)等）轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應(yīng)到各負(fù)荷中心。由于電源點(diǎn)與負(fù)荷中心多數(shù)處于不同地區(qū)，也無法大量?jī)?chǔ)存，電能生產(chǎn)必須時(shí)刻保持與消費(fèi)平衡。因此，電能的集中開發(fā)與分散使用，以及電能的連續(xù)供應(yīng)與負(fù)荷的隨機(jī)變化，就制約了電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行。

13、據(jù)此，電力系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)其功能，就需在各個(gè)環(huán)節(jié)和不同層次設(shè)置相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，以便對(duì)電能的生產(chǎn)和輸運(yùn)過程進(jìn)行測(cè)量、調(diào)節(jié)、 控制、保護(hù)、通信和調(diào)度，確保用戶獲得安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。電能是一種清潔的二次能源。由于電能不僅便于輸送和分配，易于轉(zhuǎn)換為其它的能源，而且便于控制、管理和調(diào)度,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。因此，電能已廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)生產(chǎn)和人民生活的各個(gè)方面。絕大多數(shù)電能都由電力系統(tǒng)中發(fā)電廠提供，電力工業(yè)已成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，得到迅猛發(fā)展。本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：通過原始資料分析和方案比較，確定發(fā)電廠的電氣主接線。計(jì)算短路電流，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果來選擇和效驗(yàn)主要電氣設(shè)備。1.2 原始資料1、課

14、題名稱：800MW區(qū)域性發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)2、原始資料： (1) 廠址概況：本廠在一大型煤礦區(qū)內(nèi)，為坑口電廠，所有燃料由煤礦直接供給。電廠生產(chǎn)的電能除用于廠用外，全部以5回220kV線路送入系統(tǒng)。廠區(qū)地勢(shì)較不平坦，地質(zhì)條件好，有新的公路、鐵路通向礦區(qū)，交通方便。廠址附近有大河通過，水量豐富，屬于6級(jí)地震區(qū)，凍土層1.5米深，覆冰厚10mm；最大風(fēng)速20m/s；年平均溫度+6，最高氣溫+38，最低氣溫-36，土壤電阻率500。(2) 機(jī)組參數(shù)：鍋爐：汽機(jī)：發(fā)電機(jī)：(3) 電力系統(tǒng)接線圖，如圖1-1；圖1.1 電力系統(tǒng)接線圖1.3 電力工業(yè)的發(fā)展概況到2003年底，我國(guó)發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量達(dá)38450萬

15、千瓦，發(fā)電量達(dá)19080億度，居世界第2位。工業(yè)用電量已占全部用電量的5070%，是電力系統(tǒng)的最大電能用戶，供配電系統(tǒng)的任務(wù)就是企業(yè)所需電能的供應(yīng)和分配。電力系統(tǒng)的出現(xiàn)，使高效、無污染、使用方便、易于調(diào)控的電能得到廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)各個(gè)領(lǐng)域的變化，開創(chuàng)了電力時(shí)代，發(fā)生了第二次技術(shù)革命。電力系統(tǒng)的規(guī)模和技術(shù)水準(zhǔn)已成為一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的標(biāo)志之一。我國(guó)的電力系統(tǒng)從20世紀(jì)50年代開始迅速發(fā)展。到1991年底，電力系統(tǒng)裝機(jī)容量為14600萬千瓦，年發(fā)電量為6750億千瓦時(shí)，均居世界第四位。輸電線路以220 千伏、330千伏和500千伏為網(wǎng)絡(luò)骨干，形成4個(gè)裝機(jī)容量超過1500萬千瓦的大區(qū)電力系

16、統(tǒng)和9個(gè)超過百萬千瓦的省電力系統(tǒng)，大區(qū)之間的聯(lián)網(wǎng)工作也已開始。此外，1989年，臺(tái)灣省建立了裝機(jī)容量為1659萬千瓦的電力系統(tǒng)。1.4 我國(guó)電力行業(yè)發(fā)展方針目前我國(guó)人均擁有裝機(jī)容量和人均占有發(fā)電量較低，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)平均水平不高，火電廠的污染物排放量高，電網(wǎng)相對(duì)薄弱，供電可靠性偏低。為了提高效率和保護(hù)環(huán)境，及時(shí)關(guān)閉低效率、煤耗高、污染嚴(yán)重的小火電機(jī)組，以大帶小，裝設(shè)煙氣脫硫及降低氮氧化物設(shè)施，開展?jié)崈裘喝紵夹g(shù)的研究及應(yīng)用。主要的發(fā)展方針有：1、積極發(fā)展水電，水能資源是可再生的、清潔的能源；在電力系統(tǒng)中，有一定比重的水電裝機(jī)容量對(duì)系統(tǒng)調(diào)峰和安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行極為有利；水電站的發(fā)電成本低，水庫(kù)可以綜合利

17、用。我國(guó)水電裝機(jī)容量目前僅開發(fā)了少部分，所以要積極發(fā)展水電。2、優(yōu)化發(fā)展火電，我國(guó)有豐富的煤炭、石油和天然氣，火電廠的廠址不受限制，建設(shè)周期短，能較快發(fā)揮效益。3、適當(dāng)發(fā)展核電。4、重點(diǎn)發(fā)展電網(wǎng)，促進(jìn)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)5、因地制宜發(fā)展新能源發(fā)電，做好農(nóng)村電氣化建設(shè)，在邊遠(yuǎn)農(nóng)村和沿海島嶼，因地制宜建設(shè)小水電、風(fēng)力發(fā)電、潮汐發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電和太陽能發(fā)電等。2 電氣主接線設(shè)計(jì)2.1 主接線概述電氣主接線代表了發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，起著匯集電能和分配電能的作用，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。電氣主接線中一次設(shè)備的數(shù)量、類型、電壓等級(jí)、設(shè)備之間的互相連接方式，以及與電力系統(tǒng)的連接情況，反映出該發(fā)電廠

18、或變電站的規(guī)模和在電力系統(tǒng)中的地位。電氣主接線形式對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置的配置起著決定性的作用，也將直接影響系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性。為此，電氣主接線概括地說應(yīng)滿足以下三個(gè)基本要求：2.1.1 可靠性：在研究主接線可靠性時(shí)應(yīng)重視國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)期運(yùn)行的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和其可靠性的定性分析；主接線的可靠性要包括一次部分和相應(yīng)組成的二次部分在運(yùn)行中可靠性的綜合，在很大程度上也取決于設(shè)備的可靠程度?？煽啃缘木唧w要求在于斷路器檢修時(shí)，不宜影響對(duì)系統(tǒng)的供電；斷路器或母線故障以及母線檢修時(shí)，盡量減少停電的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間，并要保證對(duì)全部一級(jí)負(fù)荷或部分二級(jí)負(fù)荷的供電；盡量避免發(fā)電廠、變電站

19、全部停電的可能性；大機(jī)組超高壓電氣主接線應(yīng)該滿足可靠性的特殊要求。2.1.2 靈活性：主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建時(shí)的靈活性。在調(diào)度時(shí)，應(yīng)可以靈活地投入和切除發(fā)電機(jī)、變壓器和線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式以及特殊運(yùn)行方式的系統(tǒng)調(diào)度要求；在檢修時(shí)，可以方便地停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備；擴(kuò)建時(shí)可以容易地從初期方案過渡到最終方案，盡量不影響連續(xù)供電，并且改建工作量小。2.1.3 經(jīng)濟(jì)性：主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下盡量做到經(jīng)濟(jì)合理。要節(jié)省投資，主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備；要節(jié)省繼電保護(hù)和二次回路不過于復(fù)雜

20、，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜；要能限制短路電流，以便于選擇價(jià)廉的電氣設(shè)備或輕型電器；主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少；經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的種類、容量、數(shù)量、要避免因?yàn)槎巫儔憾鴮?dǎo)致電能損耗增加。2.2 對(duì)原始資料的分析從原始資料和文獻(xiàn)4可以知道，本電廠屬于地區(qū)性火力發(fā)電廠，建成后總?cè)萘繛?00MW，建成后與周邊的幾個(gè)電廠形成區(qū)域電網(wǎng)。該電廠的發(fā)電容量除了本廠廠用電后剩余的電力向系統(tǒng)供電。因此，本電廠在系統(tǒng)有重要作用。電廠是否安全、可靠運(yùn)行直接影響該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益，可見該電廠的重要性。2.3 擬定可行的主接線方案2.3.1 確定變壓器臺(tái)數(shù)及容量：1、臺(tái)數(shù)：根據(jù)原始資料，該

21、廠除了本廠的廠用電外，其余向系統(tǒng)輸送功率，所以不設(shè)發(fā)電機(jī)母系，發(fā)電機(jī)與變壓器采用單元接線，保證了發(fā)電機(jī)電壓出線的供電可靠，本廠主變壓器選用三相式變壓器4臺(tái)。2、容量：?jiǎn)卧泳€中的主變壓器容量SN 應(yīng)按發(fā)電機(jī)額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，預(yù)留10的裕度選擇，為 (2.1)發(fā)電機(jī)容量； 通過主變的容量廠用電： 發(fā)電機(jī)的額定功率，發(fā)電機(jī)的額定容量為200MW，扣除廠用電后經(jīng)過變壓器的容量為： (2.2)采用三相風(fēng)冷自然循環(huán)雙繞組無勵(lì)磁調(diào)壓變壓器，由文獻(xiàn)2可知；型號(hào)為：，參數(shù)為2.3.2 主接線方案：根據(jù)變壓器的組合方案擬定主接線的初步方案，并依據(jù)對(duì)主接線的基本要求，從技術(shù)上進(jìn)行論證各方的優(yōu)、缺點(diǎn)，

22、淘汰了一些較差的方案，保留了兩個(gè)技術(shù)上相對(duì)較好的方案，由文獻(xiàn)3可知，如圖2.1和圖2.2所示:圖2.1 雙母接線(方案一)圖2.2 雙母帶旁路接線(方案二)2.3.3 比較主接線方案：1、技術(shù)上的比較：方案一供電可靠，通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不至使供電中斷；調(diào)度靈活，各個(gè)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)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要；擴(kuò)建方便，向雙母的左右任何一個(gè)方向擴(kuò)建均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷均勻分配，不會(huì)引起原有回路的停電；便于試驗(yàn)。方案二比方案一供電更可靠。2、經(jīng)濟(jì)上的比較：雖然方案二比方案一供電更可靠，但是從經(jīng)濟(jì)的角度看

23、，方案二的投資比方案一要大很多，增加了旁路間隔和旁路母線，每回間隔增加一把隔離開關(guān)，大大的增加了投資，同時(shí)方案二方案一多占用了土地，當(dāng)今我國(guó)的土地資源比較缺乏。從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的角度論證了兩個(gè)方案，雖然方案二比方案一供電可靠，但是由于目前斷路器采用的是六氟化硫斷路器，它的檢修周期長(zhǎng)，不需要經(jīng)常檢修，所以采用旁路也就沒有多大意義了，這樣一來不僅僅節(jié)省了投資，也節(jié)約了用地，所以比較論證后確定采用了方案一。3 廠用電的設(shè)計(jì)3.1 廠用電源選擇3.1.1 廠用電電壓等級(jí)的確定：廠用電供電電壓等級(jí)是根據(jù)發(fā)電機(jī)的容量和額定電壓、廠用電動(dòng)機(jī)的額定電壓及廠用網(wǎng)絡(luò)的可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等諸方面因素，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后確定

24、。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)的額定容量為200MW，由文獻(xiàn)5可知；比較后確定廠用電電壓等級(jí)采用6kV的等級(jí)。3.1.2 廠用電系統(tǒng)接地方式：廠用變采用不接地方式，高壓和低壓都為三角電壓，當(dāng)容量較小的電動(dòng)機(jī)采用380V時(shí)，采用二次廠用變，將6kV變?yōu)?80V，中性點(diǎn)直接接地；啟備變采用中性點(diǎn)直接接地，高壓側(cè)為星型直接接地，低壓側(cè)為三角電壓。3.1.3 廠用工作電源引接方式：因?yàn)榘l(fā)電機(jī)與主變壓器采用單元接線，高壓廠用工作電源由該單元主變壓器低壓側(cè)引接。3.1.4 廠用備用電源和啟動(dòng)電源引接方式：采用兩臺(tái)啟備變，獨(dú)立從220kV母線引至啟備變，啟備變采用低壓側(cè)雙繞組分裂變壓器。3.1.5 確定廠用電系統(tǒng)：廠用電系統(tǒng)

25、采用如圖方案一和方案二，廠用電在兩個(gè)方案中都是一樣。3.2 廠用主變選擇3.2.1 廠用電主變選擇原則：1、變壓器、副邊額定電壓應(yīng)分別與引接點(diǎn)和廠用電系統(tǒng)的額定電壓相適應(yīng)。2、連接組別的選擇，宜使同一電壓級(jí)的廠用工作、備用變壓器輸出電壓的相位一致。3、阻抗電壓及調(diào)壓型式的選擇，宜使在引接點(diǎn)電壓及廠用電負(fù)荷正常波動(dòng)范圍內(nèi)，廠用電各級(jí)母線的電壓偏移不超過額定電壓的5。4、變壓器的容量必須保證常用機(jī)械及設(shè)備能從電源獲得足夠的功率。3.2.2 確定廠用電主變?nèi)萘浚喊磸S用電率確定廠用電主變的容量，廠用電率確定為，；選型號(hào)為： ，額定容量為：；電壓比為：；啟備變的容量為廠用變的總和，為80MVA，選用兩臺(tái)

26、40MVA的變壓器，型號(hào)為：，額定容量為：，電壓比為：。4 短路電流計(jì)算4.1 短路電流計(jì)算的目的在發(fā)電廠電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。由文獻(xiàn)6可知；其計(jì)算的目的的主要有以下幾個(gè)方面：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(jì)算軟導(dǎo)線的短路搖擺。5、確定分裂導(dǎo)線間隔棒的間距。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(jì)算。4.2 短路電流計(jì)算條件4.2.1 基本假定1、正常工作時(shí)，三項(xiàng)系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行。2、所有電流的電功勢(shì)相位角相同。3、電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行。4、短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。5、不考慮短路

27、點(diǎn)的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻略去不計(jì)。6、不考慮短路點(diǎn)的電流阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流。7、元件的技術(shù)參數(shù)均取額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。8、輸電線路的電容略去不計(jì)。4.2.2 一般規(guī)定1、驗(yàn)算導(dǎo)體的電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本工程設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景的發(fā)展計(jì)劃。2、選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電器連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流影響。3、選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流最大地點(diǎn)。4、導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和以及電器的開斷電流，一般按三

28、相短路計(jì)算。4.3 短路電流分析4.3.1 選取短路點(diǎn)由原始資料，選擇母線處短路點(diǎn)d1、發(fā)電機(jī)回路出口處短路點(diǎn)d2、d3、d4、d5、和廠用變低壓側(cè)短路點(diǎn)d6、d7、d8、d9，如下圖4.1所示:圖4.1 短路點(diǎn)的選擇具體元件用等值電抗表示,如圖4.2圖4.2 等值電抗表示的短路點(diǎn)4.3.2 畫等值網(wǎng)絡(luò)圖1、去掉系統(tǒng)中的所有負(fù)荷分支、線路電容和各元件的電阻，發(fā)電機(jī)電抗用次暫太電抗Xd。2、計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中各元件參數(shù)見表4.1：表4.1 發(fā)電機(jī)參數(shù)(a)型號(hào)額定容量額定電壓額定電流功率因素XdQFQS-200-2200MW15.75kV8625A0.8514.44%QFS-300-2300MW18kV

29、11320A0.8516.7%TS1264/300-48300MW18kV11000A0.87530.56%TQN-100-2100MW10.5kV6475 A0.8518.3%表4.2 變壓器參數(shù)(b)型號(hào)額定電壓（kW）空載損耗（kW）短路損耗（kW）阻抗電壓（%）SF10-242/15.7513SF10-3150015.75/6.39.8%SFP7-242/1814SFP7-242/10.5143、將各元件電抗換算為同一基準(zhǔn)的標(biāo)么電抗：取基準(zhǔn)容量Sj=100MVA，基準(zhǔn)電壓Up1=242kV，Up2=15.75kV，Up3=6.3kV(1) 新建發(fā)電廠發(fā)電機(jī)、變壓器、廠用變的標(biāo)么值： (

30、4.1) (4.2)(4.3) (4.4)(2) 系統(tǒng)600MW火電廠QFS發(fā)電機(jī)、變壓器的標(biāo)么值： (4.5) (4.6)(3) 系統(tǒng)600MW水電廠TS1264發(fā)電機(jī)、變壓器的標(biāo)么值： (4.7) (4.8)(4) 系統(tǒng)200MW火電廠TQN發(fā)電機(jī)、變壓器的標(biāo)么值： (4.9) (4.10)畫出如圖4.2的等值電抗圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào)4.3.2 化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖為計(jì)算不同短路點(diǎn)的短路電流值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡(jiǎn)為以短路點(diǎn)為中心的輻射網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗：1、化簡(jiǎn)d1短路點(diǎn)的等值網(wǎng)絡(luò)：由圖4.2化簡(jiǎn)得圖4.3 (4.11) (4.12) (4.13) (4.1

31、4) (4.15) (4.16) (4.17)圖4.3 d1短路點(diǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖(a)由圖4.3化簡(jiǎn)得圖4.4 (4.18)圖4.4 d1短路點(diǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖(b)2、化簡(jiǎn)d2短路點(diǎn)的等值網(wǎng)絡(luò)：由圖4.2化簡(jiǎn)得圖4.5圖4.5 d2短路點(diǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖(a)由圖4.5化簡(jiǎn)得圖4.6 (4.19)圖4.6 d2短路點(diǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖(b)由圖4.6化簡(jiǎn)得圖4.7 (4.20)圖4.7 d2短路點(diǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖(c)由圖4.7化簡(jiǎn)得圖4.8 (4.21)圖4.8 d2短路點(diǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖(d)由圖4.8化簡(jiǎn)得圖4.9 (4.22) (4.23) (4.24) (4.25) (4.26) (4.27) (4.28) (4.2

32、9)圖4.9 d2短路點(diǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖(e)d2、d3、d4、d5各點(diǎn)的短路電流都相同，所以只化簡(jiǎn)一點(diǎn)3、化簡(jiǎn)d6短路點(diǎn)的等值網(wǎng)絡(luò)：由圖4.9得到短路點(diǎn)d6的等值阻抗圖4.10圖4.10 d6短路點(diǎn)等值阻抗圖(a)由圖4.10化簡(jiǎn)得圖4.11 (4.30) (4.31)圖4.11 d6短路點(diǎn)等值阻抗圖(b)由圖4.11化簡(jiǎn)得圖4.12 (4.32) (4.33) (4.34) (4.35) (4.36) (4.37) (4.38) (4.39) (4.40) (4.41) (4.42)圖4.12 d6短路點(diǎn)等值阻抗圖(c)d6、d7、d8、d9各點(diǎn)的短路電流都相同，所以只化簡(jiǎn)一點(diǎn)4.3.3 各短路

33、點(diǎn)短路電流計(jì)算1、d1短路點(diǎn)：(1) 計(jì)算電抗： ，將圖4.4的等值阻抗化為計(jì)算阻抗 (4.43) (4.44) (4.45) (4.46)查曲線的出各電源供給的短路電流標(biāo)么值：600MW火電廠： 600MW水電廠： 200MW火電廠： 發(fā)電機(jī)F1F4： (2) 各電源點(diǎn)供給的基準(zhǔn)電流：600MW火電廠： (4.47)600MW水電廠： (4.48)200MW火電廠： (4.49)發(fā)電機(jī)F1F4： (4.50)(3) 各電源點(diǎn)供給的短路周期分量有效值：600MW火電廠：600MW水電廠：200MW火電廠：發(fā)電機(jī)F1F4： 總的短路電流： (4.51) (4.52) (4.53)(4) 短路容量

34、和短路電流最大值：短路容量： (4.54) (4.55) (4.56)沖擊電流： (4.57)全電流： (4.58)2、d2短路點(diǎn)：(1) 計(jì)算電抗：，將圖4.9的等值阻抗化為計(jì)算阻抗 (4.59) (4.60) (4.61) (4.62) (4.63)查曲線的出各電源供給的短路電流標(biāo)么值：600MW火電廠： 600MW水電廠： 200MW火電廠： 發(fā)電機(jī)F2F4： 發(fā)電機(jī)F1： (2) 各電源點(diǎn)供給的基準(zhǔn)電流：600MW火電廠： (4.64)600MW水電廠： (4.65)200MW火電廠： (4.66)發(fā)電機(jī)F2F4： (4.67)發(fā)電機(jī)F1： (4.68)(3) 各電源點(diǎn)供給的短路周期分

35、量有效值：600MW火電廠： 600MW水電廠： 200MW火電廠： 發(fā)電機(jī)F2F4： 發(fā)電機(jī)F1： 總的短路電流： (4.69) (4.70) (4.71)(4) 短路容量和短路電流最大值：短路容量： (4.72) (4.73) (4.74)沖擊電流： (4.75)全電流： (4.76)3、d6短路點(diǎn)：(1) 計(jì)算電抗：，將圖4.12的等值阻抗化為計(jì)算阻抗 (4.77) (4.78) (4.79) (4.80) (4.81)由于計(jì)算電抗大于3，所以采用 (4.82) (4.83)(2) 基準(zhǔn)電流： (4.84)(3) 短路周期分量有效值：廠用變周期分量： (4.85)電動(dòng)機(jī)反饋電流：KDd取

36、6，為6倍啟動(dòng)電流；功率因素取0.8，電動(dòng)機(jī)的容量取8000kW， (4.86)總的短路電流： (4.87)(4) 短路容量和短路電流最大值：短路容量： (4.88)沖擊電流： (4.89)全電流： (4.90)表4.3 各短路點(diǎn)短路電流計(jì)算結(jié)果表短路點(diǎn)編號(hào)短路點(diǎn)位置短路點(diǎn)平均工作電壓短路電流周期分量起始值短路容量短路電流沖擊值短路全電流最大有效值U(kV)I(kA)S (MVA)ich(kA)Ich(kA)D1242kV母線24220.848735.2254.632.51D2D5發(fā)電機(jī)出口15.75118.483232.11310.41185.26D6D96.3kV母線6.311.09121

37、29.0617.35 電氣設(shè)備的選擇5.1 電氣設(shè)備選擇概述由于各種電氣設(shè)備的具體工作條件并不完全相同，所以，它們的具體選擇方法也不完全相同，但基本要求是相同的。即，要保證電氣設(shè)備可靠的工作，必須按正常工作條件選擇，并按短路情況校驗(yàn)其熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定;由文獻(xiàn)7可知：5.2 電氣設(shè)備選擇的一般原則5.2.1 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。5.2.2 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。5.2.3 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。5.2.4 與正個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致。5.2.5 同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。5.2.6 用新的產(chǎn)品均應(yīng)有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。5.3 電氣設(shè)備

38、選擇的校驗(yàn)內(nèi)容表 5.1 高壓設(shè)備校驗(yàn)內(nèi)容序號(hào)電器名稱額定 電壓額定 電流額定 容量機(jī)械 荷載額定開斷電流熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定絕緣水平單位kVAkVANA_1斷路器是是_是是是是是2隔離開關(guān)是是_是_是是是3組合電器是是_是_是是是4負(fù)荷開關(guān)是是_是_是是是5熔斷器是是_是是_是6PT是是_是_是7CT是是_是_是是是8電抗器是是_是_是是是9消弧線圈是是是是_是10避雷器是是_是_是11穿墻套管是是_是_是是是12絕緣子_是_ 注:“是”表示需要校驗(yàn), “”表示不用校驗(yàn)5.4 電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件表 5.2 選擇電器的一般技術(shù)條件序號(hào)電器名稱額定 電 壓額定 電 流額定 容 量機(jī)械 荷 載額定開斷

39、電流熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定絕緣水平單位KVAKVANA_1斷路器是是_是是是是是2隔離開關(guān)是是_是_是是是3組合電器是是_是_是是是4負(fù)荷開關(guān)是是_是_是是是5熔斷器是是_是是_是6PT是是_是_是7CT是是_是_是是是8電抗器是是_是_是是是9消弧線圈是是是是_是10避雷器是是_是_是11穿墻套管是是_是_是是是12絕緣子_是_ 注:“是”表示需要選擇的技術(shù)條件, “”表示不用選擇的技術(shù)條件5.5 電氣設(shè)備選擇 由文獻(xiàn)9可知：5.5.1 導(dǎo)體：220kV線路、220kV母線、發(fā)電機(jī)出口母線、主變間隔以及其他間隔1、220kV線路考慮都是從發(fā)電廠輸送容量到系統(tǒng)，即800MW的容量都是通過線路輸送到負(fù)荷，

40、當(dāng)有一回故障或者檢修停電時(shí)，其他線路能夠多輸送容量到系統(tǒng)，所以每回線路的輸送容量設(shè)定為200MW，每回線路的額定電流為620A，采用鋼芯鋁絞線LGJ-300型的導(dǎo)線。2、220kV母線采用穿越功率是800MW，流過母線的額定電流為2470A，采用LDRE-130/116鋁錳合金管形母線。3、主變間隔采用單元接線，所以流過該間隔的額定電流為620A，采用鋼芯鋁絞線LGJ-300型的導(dǎo)線。4、發(fā)電機(jī)出口額定電流為8625A，采用額定電流為9000A的封閉母線。5、其他間隔也采用鋼芯鋁絞線LGJ-300型的導(dǎo)線。5.5.2斷路器：采用SF6斷路器，斷路器的額定電壓取242kV，最高工作電壓選用252

41、kV，額定電流選用3150A，開斷電流選用50 kA。5.5.3 隔離開關(guān)：采用GW16-245、GW16-245D和GW4-245IID，額定電流為1600A，動(dòng)穩(wěn)定為31.5kA。5.5.4 電壓互感器：采用電容式互感器，線路帶一組保護(hù)級(jí)和一個(gè)0.5級(jí)的測(cè)量繞組，母線電壓互感器帶一組保護(hù)級(jí)、一組0.5級(jí)測(cè)量級(jí)和0.2S計(jì)量級(jí)。5.5.5 電流互感器：采用SF6電流互感器，額定電流為800/1A。5.5.6 開關(guān)柜：6.3kV采用10kV等級(jí)的KYN型開關(guān)柜，額定電流為1250A，斷路器開斷電流為31.5kA。表5.3 電氣設(shè)備選擇匯總表242kV支柱絕緣子ZSW-252/12242kV斷路

42、器SW6-242242kV隔離開關(guān)GW16、4-252/1600242kV電壓互感器JDC9-220242kV電流互感器LVQB-220W310kV開關(guān)柜KYN28-12/285.6 電氣主接線 詳見附圖A所示6 配電裝置的設(shè)計(jì)6.1 配電裝置的選擇原則高壓配電裝置的設(shè)計(jì)必須認(rèn)真貫徹國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，遵循上級(jí)頒的有關(guān)規(guī)程、規(guī)范及技術(shù)規(guī)定，并根據(jù)電力系統(tǒng)條件、自然環(huán)境特點(diǎn)和運(yùn)行、檢修、施工方面的要求，合理制定布置方案和選用設(shè)備，積極慎重地采用新布置、新設(shè)備、新材料、新結(jié)構(gòu)，使配電裝置設(shè)計(jì)不斷創(chuàng)新，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便?；鹆Πl(fā)電廠及變電所的配電裝置型式選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的

43、地理情況及環(huán)境條件，因地制宜，節(jié)約用地，并結(jié)合運(yùn)行、檢修和安全要求，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較予以確定，由文獻(xiàn)10可知。6.2 配電裝置的基本要求1、滿足安全凈距離的要求2、滿足施工、運(yùn)行和檢修的要求3、噪聲的允許標(biāo)準(zhǔn)及限制措施要求4、靜電感應(yīng)的場(chǎng)強(qiáng)水平和限制措施要求5、電暈無線電干擾的特性和控制6.3 配電裝置的設(shè)計(jì)6.3.1 220kV配電裝置：220kV配電裝置采用分相中型管母線布置，這樣可以節(jié)約用地，簡(jiǎn)化構(gòu)架，施工工作量最小，工期最短，布置清晰，運(yùn)行方便和節(jié)省三材，具體見附圖B所示。6.3.2 6kV配電裝置：6kV采用屋內(nèi)成套開關(guān)柜布置，開關(guān)柜采用KYN型式。 6.4 配電裝置平面布置圖 詳見

44、附圖D所示:7 防雷部分設(shè)計(jì)7.1 概述7.1.1 雷害來源雷擊是一種自然現(xiàn)象，它能釋放出巨大的能量、具有極強(qiáng)大的破壞能力。幾個(gè)世紀(jì)來，人類通過對(duì)雷擊破壞性的研究、探索，對(duì)雷電的危害采取了一定的預(yù)防措施，有效地降低了雷害。雷害主要來源有直擊雷、感應(yīng)雷和雷電浪涌。7.1.2 避雷針作用防止雷電對(duì)設(shè)備的造成過電壓，從被保護(hù)物體上方引導(dǎo)雷電通過，并安全埋入大地，防止雷電直擊，減小在其保護(hù)范圍內(nèi)的電器設(shè)備（架空輸電線路及通電設(shè)備）和建筑物遭受直擊雷的概率7.1.3 避雷針的保護(hù)范圍單支避雷針的保護(hù)范圍如圖7.1所示。在高度為的水平面上，其保護(hù)半徑可按下式計(jì)算:當(dāng)時(shí)， (7.1)當(dāng)時(shí)， (7.2)式中：

45、h為避雷針高度（m）；為被保護(hù)物體的高度（m）；p為高度影響系數(shù)（時(shí)，p1；時(shí)，） h hahx圖7.1 單支避雷針的保護(hù)范圍當(dāng)變壓器高壓側(cè)有雷電波入侵時(shí)，通過繞組間的靜電和電磁耦合，在其低壓側(cè)也將出線過電壓。三繞組變壓器在正常運(yùn)行時(shí)，可能只存在只有高、中壓繞組工作，低壓繞組開路的情況，此時(shí)，在高壓或中壓側(cè)有雷電波作用時(shí)，由于低壓繞組對(duì)地電容較小，開路的低壓繞組上的靜電感應(yīng)分量可達(dá)很高的數(shù)值，將危及絕緣?？紤]到靜電感應(yīng)分量將使低壓繞組三相的電位同時(shí)升高，故為了限制這種過電壓，只要在任一相低壓繞組直接出口處對(duì)地加裝一個(gè)避雷器即可。中壓繞組雖也有開路的可能，但其絕緣水平較高，一般不裝。7.2 避雷器的選擇原則由文獻(xiàn)13可知，閥式避雷器應(yīng)按下列條件選擇：7.2.1 型式選擇避雷器型號(hào)時(shí)，應(yīng)考慮被保護(hù)電器的絕緣水平和使用特點(diǎn)，按表7.1選擇：表 7.1 避雷器型號(hào)及應(yīng)用范圍型號(hào)型式應(yīng)用范圍FS配電用普通閥型10kV以下配電系統(tǒng)、電纜終端盒FZ電站用普通閥型3220kV發(fā)電廠、發(fā)電廠配電裝置FCZ電站用磁吹閥型1、330kV及需要限制操作的220kV以及以下配電2、 某些變壓器中性點(diǎn)FCD旋轉(zhuǎn)電機(jī)用磁吹閥型用于旋轉(zhuǎn)電機(jī)、屋內(nèi)7.2.2 額定電壓避雷器的額定電壓應(yīng)與系統(tǒng)額定電壓一致。7.2.3 滅弧電壓按照使