我國(guó)在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究與應(yīng)用風(fēng)電場(chǎng)畢業(yè)論文

1、目 錄1 引言12 風(fēng)力資源22.1 基本情況22.2 我國(guó)風(fēng)電機(jī)組的發(fā)展趨勢(shì)52.3 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選型52.4 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組布置73 主變壓器及電氣主接線(xiàn)的選擇83.1 主變壓器的選擇83.2 廠(chǎng)用電方案的確定83.3 電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)的要求93.4 電氣主接線(xiàn)形式的選擇104 短路電流計(jì)算124.1 概 述124.2 電路元件參數(shù)計(jì)算124.3 各點(diǎn)短路電流計(jì)算124.4 不對(duì)稱(chēng)短路計(jì)算155 電氣設(shè)備的配置175.1 隔離開(kāi)關(guān)的配置175.2 電壓互感器的配置175.3 電流互感器的配置175.4 避雷器的配置185.5 自動(dòng)裝置的配置185.6 繼電保護(hù)配置186 高壓電氣的選擇與校驗(yàn)2

2、06.1 電器選擇的一般要求206.2 斷路器與隔離開(kāi)關(guān)的選擇206.3 電流互感器的選擇236.4 電壓互感器的選擇：246.5 避雷器的選擇256.6 母線(xiàn)的選擇與校驗(yàn)256.7 無(wú)功補(bǔ)償裝置的選擇317 發(fā)電機(jī)變壓器保護(hù)整定計(jì)算347.1 零序電流保護(hù)347.2 電流速斷保護(hù)整定計(jì)算347.3 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算357.4 過(guò)負(fù)荷保護(hù)367.5 廠(chǎng)用變壓器保護(hù)368 高壓配電裝置的設(shè)計(jì)378.1 配電裝置的安全凈距379 總結(jié)39參考文獻(xiàn)40致 謝41附錄421 引言能源是人類(lèi)社會(huì)存在與發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。過(guò)去200多年，建立在煤炭、石油、天然氣等化石燃料基礎(chǔ)上的能源體系極大地推動(dòng)了人類(lèi)社

3、會(huì)的發(fā)展。然而，人們?cè)谖镔|(zhì)生活和精神生活不斷提高的同時(shí)，也越來(lái)越感悟到大規(guī)模使用化石燃料所帶來(lái)的嚴(yán)重后果：資源日益枯竭，環(huán)境不斷惡化。因此，人類(lèi)必須尋求一種新的、清潔、安全、可靠的可持續(xù)能源系統(tǒng)。受化石能源資源日趨枯竭、能源供應(yīng)安全和保護(hù)環(huán)境等的驅(qū)動(dòng)，世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家和一些發(fā)展中國(guó)家都重視風(fēng)能的開(kāi)發(fā)利用。特別是自20世紀(jì)90年代初以來(lái)，風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展十分迅速，世界風(fēng)電機(jī)裝機(jī)容量的年平均增長(zhǎng)率超過(guò)了30%，2005年，中國(guó)政府對(duì)2020年的風(fēng)電發(fā)展目標(biāo)進(jìn)行了修改，將風(fēng)電裝機(jī)容量由2000萬(wàn)千瓦增至3000萬(wàn)千瓦。與此同時(shí)，我國(guó)在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究與應(yīng)用上投入了相當(dāng)大的人力及資金，充分綜合利用新材

4、料、新型電機(jī)、電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制及通信技術(shù)等方面的最新成果，開(kāi)發(fā)建立了評(píng)估風(fēng)力資源的測(cè)量及計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)，發(fā)展了變槳距控制及失速控制的風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)理論，采用了新型風(fēng)力機(jī)葉片材料及葉片翼型，研制出了變極、變滑差、變速恒頻及低速永磁等新型發(fā)電機(jī)，開(kāi)發(fā)了由微機(jī)控制的單臺(tái)及多臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成的機(jī)群的自動(dòng)控制技術(shù)，從而大大提高了風(fēng)力發(fā)電的效率及可靠性。本設(shè)計(jì)是根據(jù)長(zhǎng)春工程學(xué)院電電信學(xué)院畢業(yè)生設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)所規(guī)定的設(shè)計(jì)內(nèi)容要求、方法、步驟以及電廠(chǎng)電氣部分設(shè)計(jì)的一般程序而編寫(xiě)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是在完成本專(zhuān)業(yè)（電氣工程及其自動(dòng)化）本科段全部基礎(chǔ)課程及專(zhuān)業(yè)課基礎(chǔ)上進(jìn)行的。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到以下目的：1、 鞏固

5、，提高已學(xué)過(guò)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并通過(guò)本次設(shè)計(jì)能進(jìn)一步學(xué)習(xí)新知識(shí)和技能，最終達(dá)到能通過(guò)獲得綜合運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。2、 使自己懂得發(fā)電廠(chǎng)電氣部分工程設(shè)計(jì)的基本程序和思想方法，使自己獲得查閱文獻(xiàn)、收集資料、計(jì)算比較、綜合分析、設(shè)計(jì)圖紙，編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)、計(jì)算書(shū)等方面的訓(xùn)練和基本技能。3、 能在指導(dǎo)老師的幫助下，通過(guò)查閱有關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)資料，獨(dú)立完成規(guī)定內(nèi)容。4、 力爭(zhēng)在設(shè)計(jì)以及未來(lái)學(xué)習(xí)工作中，有所創(chuàng)新，并掌握計(jì)算機(jī)繪圖的方法。5、 同時(shí)能培養(yǎng)遵守國(guó)家法律、法規(guī)、樹(shù)立貫徹執(zhí)行國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、觀(guān)念，特別是樹(shù)立貫徹執(zhí)行提高綜合經(jīng)濟(jì)效益和促進(jìn)技術(shù)的進(jìn)步觀(guān)念。2 風(fēng)力資源2.1 基本情況項(xiàng)目場(chǎng)位于黑龍

6、江省齊齊哈爾市，屬于中溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，多年平均氣溫為2，自氣象站建站以來(lái)，月平均最高溫度為23.，月平均最低氣溫為-18.6，累年平均氣壓為994.3hpa，年日照小時(shí)數(shù)2742.8小時(shí)。平均空氣密度1.253kg/m。2.1.1 多年年平均風(fēng)速富裕氣象站已記錄有48年的氣象資料，按照相關(guān)規(guī)范，本次可行性研究階段選取近30年（1974年至2004年）的氣象資料進(jìn)行分析計(jì)算，近30年年平均風(fēng)速見(jiàn)下表1-1。表2-1：富裕氣象站近30年年平均風(fēng)速(m/s)年 份年平均風(fēng)速年 份年平均風(fēng)速19742.919903.319753.719912.719763.919922.819774.019

7、933.019784.019943.219794.119953.719803.819963.819813.619973.819823.819983.819833.419993.919843.320003.719853.220013.919863.320023.819873.420033.219883.220043.219893.6近30年年平均風(fēng)速3.6從上述圖表可以看出，氣象站近30年年平均風(fēng)速為3.5m/s，近20年年平均風(fēng)速為3.4m/s ,近10年年平均風(fēng)速為3.6m/s，年平均風(fēng)速相對(duì)比較穩(wěn)定，這主要是由于氣象站離城市較遠(yuǎn)，基本不受城市發(fā)展及周邊建筑物的影響。2.1.2 月平均風(fēng)速

8、富裕氣象站近30年(1974年至2004年)各月月平均風(fēng)速見(jiàn)下表1-2表2-2:富裕氣象站近30年各月月平均風(fēng)速(m/s)月份123456789101112風(fēng)速5.03.02.9從以上表可以看出，該地區(qū)大風(fēng)月集中在35月份，平均風(fēng)速可達(dá)到4.7m/s，小風(fēng)月集中在1和12月份，平均風(fēng)速為2.9m/s.2.1.3 風(fēng)向玫瑰圖 根據(jù)氣象站提供資料，該地區(qū)風(fēng)向玫瑰圖表見(jiàn)表21-3和圖1-1.表2-3：富裕氣象站風(fēng)向玫瑰數(shù)據(jù)表(%)方 位nnneneeneeesesesses百分比1065343457方 位sswswwswwwnwnwnnwc總和百

9、分比65477997100圖2-1：富裕氣象站風(fēng)向玫瑰圖從以上圖表可以看出，該地區(qū)盛行風(fēng)向?yàn)楸憋L(fēng)至西北風(fēng)，合計(jì)占總量的28%。2.1.4 資源分析 對(duì)1#測(cè)風(fēng)塔40m高度和2#測(cè)風(fēng)塔10m測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行資源分析，按照gb/t18710-2002風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源評(píng)估方法的要求，繪制各類(lèi)風(fēng)況圖。 1#風(fēng)向玫瑰圖圖2-2：1#風(fēng)能玫瑰圖經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)的處理分析，考慮2#測(cè)風(fēng)塔風(fēng)向數(shù)據(jù)錯(cuò)失過(guò)多，且距擬選廠(chǎng)址較遠(yuǎn)，約20km，故缺測(cè)數(shù)據(jù)不作處理。1#測(cè)風(fēng)塔40m高年平均風(fēng)速為6.2m/s，平均風(fēng)功率密度為290 w/m。按照風(fēng)切變指數(shù)0.143推算，50m高年平均風(fēng)速為6.64m/s，60m高年平均風(fēng)速

10、為6.83m/s，70m高年平均風(fēng)速為6.99m/s。該風(fēng)電場(chǎng)盛行風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)，主風(fēng)能方向也為西北風(fēng)。盛行風(fēng)向和主風(fēng)能方向明顯、一致，所占比例較大，有利于風(fēng)力發(fā)電組的排布。2.2 我國(guó)風(fēng)電機(jī)組的發(fā)展趨勢(shì)世界上近幾年1500kw風(fēng)電機(jī)組發(fā)展迅速，相對(duì)成熟可靠，并已經(jīng)逐步商業(yè)化，其主要分布在歐洲和美國(guó)。在歐洲，離岸風(fēng)電場(chǎng)主要是安裝2500kw和3000kw的風(fēng)力風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。對(duì)于該等級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的研法、制造也已經(jīng)趨于成熟，可以普及機(jī)組的國(guó)產(chǎn)化率；mw級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)輸、安裝、維護(hù)以及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)方面與世界水平有一定的差距，但已經(jīng)開(kāi)始著眼發(fā)展mw級(jí)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。2.3 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選型根據(jù)對(duì)齊齊哈

11、爾富裕風(fēng)電場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)力資源特點(diǎn)、場(chǎng)址的地質(zhì)地形特征、交通運(yùn)輸條件以及國(guó)內(nèi)外各種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行情況等因素綜合分析，并結(jié)合目前國(guó)際上成熟的商品化風(fēng)力發(fā)電機(jī)組技術(shù)規(guī)格，初步選擇單機(jī)容量為wtg1500a和wtg850兩種。機(jī)型特征參數(shù)如下：表2-4：機(jī)型特征參數(shù) 產(chǎn)品型號(hào)技術(shù)參數(shù)wtg850wtg1500a1 風(fēng)輪轉(zhuǎn)子直徑（m） 52 70.5掃風(fēng)面積 2124 3904轉(zhuǎn)速（r/min）14.031.411.122.2功率調(diào)節(jié)變漿距+雙饋感應(yīng)變漿距+雙饋感應(yīng)切入風(fēng)速(m/s) 4 4額定風(fēng)速(m/s)1613切出風(fēng)速(m/s)25252 發(fā)電機(jī)型式雙饋異步電機(jī)雙饋異步電機(jī)容量(kw)8501

12、500電壓(v)690690頻率(hz)5050轉(zhuǎn)速(r/min)900/19441000/20003 槳葉長(zhǎng)度(m)25.3344 齒輪箱變比1：621：905 剎車(chē)系統(tǒng)緊急剎車(chē)形式盤(pán)剎車(chē)機(jī)械盤(pán)制動(dòng)其他形式葉片順漿葉片變槳6 塔架型式圓錐筒形圓錐筒形高度(m)5564.77 重量風(fēng)輪(t)10 32.9（含三個(gè)葉片）機(jī)艙(t)2251塔架(t)771102.3.1 初步方案綜合考慮目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的價(jià)格、性能、成熟可靠性、售后服務(wù)和備品備件供應(yīng)等條件，從上述可供選擇的不同功率等級(jí)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中選擇出兩種機(jī)型進(jìn)行初步比較。機(jī)型一：?jiǎn)螜C(jī)容量為850kw，共布置58臺(tái)風(fēng)機(jī)，總裝機(jī)容量為49.3m

13、w。機(jī)型二：?jiǎn)螜C(jī)容量為1500kw，共布置33臺(tái)風(fēng)機(jī)，總裝機(jī)容量為49.5mw。2.3.2 輪鼓高度根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組制造廠(chǎng)商提供的餓技術(shù)資料，上述兩種機(jī)型輪轂高度為：機(jī)型一：65 m； 機(jī)型二：80m；一般情況，隨著輪轂高度的增加，風(fēng)速都有所加大，相應(yīng)發(fā)電量也有所增加，而工程總投資的增加主要表現(xiàn)是塔架投資和土建工程部分，投資增加相對(duì)較小，經(jīng)濟(jì)效益將大幅度提高。2.3.3 單機(jī)容量確定根據(jù)選頂?shù)乃姆N機(jī)型輪轂高度及發(fā)電量測(cè)算結(jié)果，從發(fā)電效益、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)備價(jià)格、配套設(shè)備、土建和其他費(fèi)用等方面進(jìn)行差額投資的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較.機(jī)型額定功率（萬(wàn)kw）單機(jī)年理論發(fā)電量（萬(wàn)kwh）單機(jī)理論年滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行小時(shí)數(shù)（

14、萬(wàn)kwh）全場(chǎng)年理論發(fā)電量（萬(wàn)kwh）wtg850850230270513340wtg1500a1500496330716368表2-5：額定功率和發(fā)電量通過(guò)以上對(duì)wtg1500a和wtg850兩種機(jī)型在機(jī)組基本參數(shù)、年上網(wǎng)發(fā)電量、等效滿(mǎn)負(fù)荷小時(shí)數(shù)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)等方面的比較，wtg1500a機(jī)組在各方面均優(yōu)于wtg850機(jī)組，因此，本期工程選用安裝wtg1500a型機(jī)組，安裝高度為80m的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算。2.4 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組布置風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的布置按充分利用風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)區(qū)的風(fēng)能資源，并結(jié)合場(chǎng)區(qū)地形地貌、植被及土地利用規(guī)劃進(jìn)行布置。風(fēng)機(jī)排布需考慮風(fēng)向與風(fēng)能情況。風(fēng)電場(chǎng)主導(dǎo)風(fēng)能方向在nnw區(qū)間，

15、綜合考慮風(fēng)能利用和尾流影響，按照風(fēng)電場(chǎng)在布置風(fēng)電機(jī)組時(shí)，在盛行風(fēng)向上機(jī)組間隔8倍風(fēng)輪直徑，在垂直于盛行風(fēng)向上機(jī)組間隔6倍風(fēng)輪直徑的原則，wtg1500a機(jī)組行間距不小于560m，列間距不小于420m；wtg850機(jī)組行間距不小于400m，列間距不小于200m，以便風(fēng)機(jī)達(dá)到最大發(fā)電量。3 主變壓器及電氣主接線(xiàn)的選擇3.1 主變壓器的選擇 3.1.1 變壓器型式容量和臺(tái)數(shù)的確定原則 單元接線(xiàn)的箱變選擇：?jiǎn)卧泳€(xiàn)時(shí)，主變壓器容量應(yīng)按發(fā)電機(jī)的額定容量，留有10的裕度來(lái)確定。本次設(shè)計(jì)的電廠(chǎng)升壓主變壓器和發(fā)電機(jī)出口變壓器選擇如下：1到33風(fēng)力發(fā)電機(jī)的出口變壓器采用雙繞組，變壓器的選擇按以下原則計(jì)算：表3-

16、1: 1和33發(fā)電機(jī)的主變壓器均采用slz7-2000/35型號(hào)額定容量（kva ）額定電壓（kv）阻抗電壓（%）損耗（w）空載電流（%）高壓低壓空載短路slz7-2000/35200035+32.5%6.3，10.56.53600208002.5廠(chǎng)內(nèi)變電所升壓變壓器采用雙繞組變壓器，變壓器的選擇按以下原則計(jì)算：表3-2: 廠(chǎng)內(nèi)變電所升壓變壓器采用sfpz7-31500/220型號(hào)額定容量（kva ）額定電壓（kv）阻抗電壓（%）損耗（kw）空載電流（%）高壓低壓空載負(fù)荷sfpz7-31500/22031500230+81.5%6.316291440.593.2 廠(chǎng)用電方案的確定 3.2.1

17、概述廠(chǎng)用電設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)運(yùn)行、檢修和施工的要求，考慮全廠(chǎng)發(fā)展規(guī)劃，妥善解決分期建設(shè)引起的問(wèn)題，積極慎重地采用經(jīng)過(guò)鑒定的新技術(shù)和新設(shè)備，使設(shè)計(jì)達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn),保證機(jī)組安全、積極和滿(mǎn)發(fā)地運(yùn)行。3.2.2 廠(chǎng)用電源的引接方式廠(chǎng)用工作電源（變壓器），應(yīng)盡量滿(mǎn)足風(fēng)電場(chǎng)的所有負(fù)荷要求?？紤]本廠(chǎng)實(shí)際情況，廠(chǎng)用工作電源在35kv母線(xiàn)上引接一臺(tái)廠(chǎng)用工作變壓器；3.2.3 廠(chǎng)用變壓器選擇：廠(chǎng)用工作變壓器的容量必須滿(mǎn)足廠(chǎng)用機(jī)械從電源獲得足夠的功率。因此，對(duì)廠(chǎng)用變壓器的容量應(yīng)按廠(chǎng)用電計(jì)算負(fù)荷與低壓廠(chǎng)用電計(jì)算負(fù)荷之間進(jìn)行選擇；廠(chǎng)用工作變壓器的型式選擇，查電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)得：高壓廠(chǎng)用工作變壓器的容量為：表3-3:

18、 高壓廠(chǎng)用變壓器采用s7250/35型號(hào)額定容量（kva ）額定電壓（kv）阻抗電壓（%）損耗（w）空載電流（%）高壓低壓空載短路s7250/35250350.46.56404400 廠(chǎng)用電接線(xiàn)方案廠(chǎng)用備用電源用于工作電源因事故或檢修而失電時(shí)替代工作電源，起后備作用。備用電源應(yīng)具有獨(dú)立性和足夠的供電容量，最好能與電力系統(tǒng)緊密聯(lián)系，在全廠(chǎng)停電情況下仍能從系統(tǒng)取得廠(chǎng)用電源。接線(xiàn)圖如圖2-1，高壓廠(chǎng)用變壓器接在35kv母線(xiàn)上，作為廠(chǎng)用電源使用。3.3 電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)的要求 電氣主接線(xiàn)是由電氣設(shè)備通過(guò)連接線(xiàn)，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱(chēng)為一

19、次接線(xiàn)或電氣主系統(tǒng)。主接線(xiàn)代表了發(fā)電廠(chǎng)或變電站電氣部分的主體結(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)電器選擇、配電裝置、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(xiàn)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(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)論證比較后方可確定。對(duì)電氣主接線(xiàn)的基本要求，概括地說(shuō)應(yīng)包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面。3.4 電氣主接線(xiàn)形式的選擇從資料所給的電壓等級(jí)、出線(xiàn)回路數(shù)考慮，從電氣主接線(xiàn)的可靠性、經(jīng)濟(jì)性極靈活性考慮35kv應(yīng)選擇單母線(xiàn)分段接線(xiàn)形式，220kv應(yīng)選擇單母線(xiàn)接線(xiàn)形式。3.4.1 35kv單母線(xiàn)分段接線(xiàn)單母線(xiàn)分段接線(xiàn)（如圖2-2）的

20、優(yōu)點(diǎn)：(1) 用斷路器把母線(xiàn)分段后，對(duì)重要的用戶(hù)可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電。(2) 當(dāng)一段母線(xiàn)發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線(xiàn)不間斷供電和不致使重要用戶(hù)停電。單母線(xiàn)分段接線(xiàn)的缺點(diǎn)：（1） 當(dāng)一段母線(xiàn)或母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線(xiàn)的回路都要在檢修期內(nèi)停電。（2） 當(dāng)出線(xiàn)為雙回路時(shí)，常使架空線(xiàn)路出現(xiàn)交叉跨越。（3） 擴(kuò)建時(shí)需要向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。3.4.2 220kv采用單母線(xiàn)接線(xiàn)單母線(xiàn)接線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)：接線(xiàn)簡(jiǎn)單，操作方便、設(shè)備少、經(jīng)濟(jì)性好,并且,母線(xiàn)便于向兩端延伸,擴(kuò)建方便。單母線(xiàn)接線(xiàn)的缺點(diǎn)：可靠性差,調(diào)度不方便。4 短路電流計(jì)算 4.1 概 述 電力系統(tǒng)的事故

21、大部分是由短路引起的。短路的類(lèi)型有單相短路、兩相短路和三相短路。發(fā)生短路時(shí)，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(huì)使電氣設(shè)備受到嚴(yán)重?fù)p壞。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，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(dòng)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(jì)算。4.2 電路元件參數(shù)計(jì)算 在高壓系統(tǒng)中，電阻遠(yuǎn)小于電抗，所以計(jì)算短路電流周期分量時(shí)，一般只考慮各元件的電抗。取基準(zhǔn)容量s=100mva，基準(zhǔn)電壓u用各級(jí)的平均電壓。4.3 各點(diǎn)短路電流計(jì)算 各元件電抗的標(biāo)幺值如下： 4.3.1 d1點(diǎn)短路（220kv母線(xiàn)） 則計(jì)算電抗為：查發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲線(xiàn)表找出0s、2

22、s、4s短路電流周期分量標(biāo)幺值。f1: =3.872=2.415=2.37 由發(fā)電機(jī)提供的短路電流 系統(tǒng)提供的短路電流則220kv母線(xiàn)短路電流： 沖擊電流：=1.9=2.691.906=5.12(ka)4.3.2 d2點(diǎn)（35kv母線(xiàn)）短路則計(jì)算電抗為：查發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲線(xiàn)表找出0s、2s、4s短路電流周期分量標(biāo)幺值。f1: =7.718 =2.808 =2.52 由f1提供的短路電流 系統(tǒng)提供的短路電流則發(fā)電機(jī)出口短路電流： 沖擊電流：=1.9=2.6910.54=28.32(ka)4.3.3 d3點(diǎn)

23、短路電流（發(fā)電機(jī)出口側(cè)）計(jì)算：則計(jì)算電抗為：4.3.4 d4點(diǎn)短路電流（廠(chǎng)用變壓器出口側(cè)）短路計(jì)算：則計(jì)算電抗為：4.4 不對(duì)稱(chēng)短路計(jì)算系統(tǒng)中不論升壓或降壓，普遍采用y,d11接線(xiàn)的變壓器，這種變壓器星形側(cè)或三角形側(cè)短路時(shí)，故障側(cè)與非故障側(cè)的電流、電壓在數(shù)值和相位上均有所不同。為了校核繼電保護(hù)動(dòng)作性能，需要對(duì)這種短路故障進(jìn)行分析計(jì)算。 經(jīng)y,d11變壓器短路計(jì)算變壓器b抽頭242kv6.3kv.，242kv電壓級(jí)基準(zhǔn)電流i=2510(a) 變壓器電抗 線(xiàn)路電抗 零序標(biāo)么阻抗圖由上圖計(jì)算d點(diǎn)短路綜合正負(fù)、零序阻抗及變壓器b支路正負(fù)、零序電流分支系數(shù)，得正、負(fù)、零序分支系數(shù)為計(jì)算故障點(diǎn)正、負(fù)、零序

24、總電流為零序電流為5 電氣設(shè)備的配置 本章主要對(duì)發(fā)電廠(chǎng)隔離開(kāi)關(guān)電流互感器電壓互感器避雷器避雷針繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置進(jìn)行配置，以便能對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行合理正確的選擇。5.1 隔離開(kāi)關(guān)的配置 5.1.1 隔離開(kāi)關(guān)能起到如下作用：a：隔離電壓； b：倒閘操作； c：分合小電流作用；5.1.2 配置方案：1、 中小型發(fā)電機(jī)出口一般應(yīng)裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。2、 在發(fā)電機(jī)、變壓器引出線(xiàn)或中性點(diǎn)上的避雷器可不裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。3、 接在母線(xiàn)上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開(kāi)關(guān)。 4、 中性點(diǎn)直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)接地，自耦變壓器的中性點(diǎn)不必裝隔離開(kāi)關(guān)。5.2 電壓互感器的配置 電壓互感器的數(shù)量和配置與主接

25、線(xiàn)方式有關(guān)，并應(yīng)滿(mǎn)足測(cè)量、保護(hù)、同期、和自動(dòng)裝置的要求，電壓互感器的配置應(yīng)能保證在運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù)裝置不得失壓，同期點(diǎn)的兩側(cè)都能提取到電壓。1、 當(dāng)需要監(jiān)視和檢測(cè)線(xiàn)路側(cè)有無(wú)電壓時(shí)，出線(xiàn)側(cè)的每一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。2、 當(dāng)需要在220kv及以下主變壓器回路中提取電壓時(shí)，可盡量利用變壓器電容式套管上的電壓抽取裝置。3、 發(fā)電機(jī)出口一般裝設(shè)兩組電壓互感器，供測(cè)量、保護(hù)和自動(dòng)電壓調(diào)整裝置需要，當(dāng)發(fā)電機(jī)配有雙套自動(dòng)電壓調(diào)整裝置，先采用零序電壓匝間保護(hù)時(shí)，可再增設(shè)一組電壓互感器。5.3 電流互感器的配置 電流互感器保護(hù)用可分為穩(wěn)態(tài)保護(hù)用(p)和暫態(tài)保護(hù)用(tp )，穩(wěn)態(tài)保護(hù)用準(zhǔn)確級(jí)有5p和10p （

26、b.c.d保護(hù)級(jí)），配置如下：1、 凡裝設(shè)斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器，其數(shù)量應(yīng)滿(mǎn)足測(cè)量?jī)x表，保護(hù)和自動(dòng)裝置要求。2、 未裝設(shè)斷路器的下列地點(diǎn)也應(yīng)裝設(shè)電流互感器：發(fā)電機(jī)和變壓器中性點(diǎn)，發(fā)電機(jī)和變壓器出口。5.4 避雷器的配置 配置如下；1、 配電裝置的每組母線(xiàn)上，應(yīng)裝設(shè)避雷器，但進(jìn)出線(xiàn)都裝設(shè)避雷器時(shí)除外。2、 單元接線(xiàn)的發(fā)電機(jī)出線(xiàn)宜裝設(shè)一組避雷器。3、 直接接地系統(tǒng)中，變壓器的中性點(diǎn)為分級(jí)絕緣且有隔離開(kāi)關(guān)時(shí)應(yīng)裝設(shè)避雷器；不接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進(jìn)線(xiàn)變壓器的中性點(diǎn)上應(yīng)裝設(shè)避雷器。4、 110kv220kv線(xiàn)路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。5.5 自動(dòng)裝置的配置 根據(jù)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程第3.1

27、.1條：電力系統(tǒng)中應(yīng)裝設(shè)安全自動(dòng)裝置，以防止系統(tǒng)穩(wěn)定破壞或事故擴(kuò)大，造成大面積停電，或?qū)χ匾?fù)荷的供電時(shí)間中斷，安全自動(dòng)裝置應(yīng)滿(mǎn)足可靠性、選擇性、速動(dòng)性和靈敏性。 5.5.1 其主要作用有：1、 保證電力系統(tǒng)的可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行； 2、 減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；3、 保證電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。5.6 繼電保護(hù)配置 根據(jù)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程第2.1.1條：電力系統(tǒng)中的電力設(shè)備和線(xiàn)路，應(yīng)裝設(shè)在短路故障和異常運(yùn)行的保護(hù)裝置。電力設(shè)備和線(xiàn)路的保護(hù)應(yīng)有主保護(hù)和后備保護(hù)，必要時(shí)可增設(shè)輔助保護(hù)。繼電保護(hù)裝置必須滿(mǎn)足可靠性，靈活性，選擇性和速動(dòng)性4個(gè)基本要求。5.6.1 電力變壓器保護(hù) 為了防止變壓器發(fā)生

28、各類(lèi)故障和不正常運(yùn)行造成的不應(yīng)有的損失，保證電力系統(tǒng)安全連續(xù)運(yùn)行，根據(jù)有關(guān)技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，發(fā)電機(jī)變壓器組的變壓器應(yīng)針對(duì)下述故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)。（1） 防御變壓器繞組和引出線(xiàn)相間短路，直接接地系統(tǒng)側(cè)繞組和引出線(xiàn)的單相接地短路及繞組匝間短路的（縱聯(lián)）差動(dòng)保護(hù)。（2） 防御變壓器油箱內(nèi)部各種短路或斷線(xiàn)故障及油面降低的瓦斯保護(hù)。（3） 防御直接接地系統(tǒng)中變壓器外部接地短路的接地中性點(diǎn)零序電流保護(hù)、零序電壓保護(hù)以及放電間隙的零序電流保護(hù)。（4） 防御變壓器過(guò)勵(lì)磁的過(guò)勵(lì)磁保護(hù)。（5） 反應(yīng)變壓器溫度及油箱內(nèi)壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障的相應(yīng)的保護(hù)。6 高壓電氣的選擇與校驗(yàn)6.1 電器選擇的一般要

29、求 正確的選擇電器是使電氣主接線(xiàn)和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。在進(jìn)行電器選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥的采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電器。6.2 斷路器與隔離開(kāi)關(guān)的選擇 由于斷路器在電器接線(xiàn)中裝設(shè)的部位不同，對(duì)其性能要求不同，在選擇斷路器時(shí)，應(yīng)結(jié)合裝設(shè)的特點(diǎn)及產(chǎn)品的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)綜合考慮。6.2.1 斷路器的選擇要滿(mǎn)足以下的特殊要求：1 合閘時(shí)觸頭不應(yīng)有明顯彈跳、熔焊；2 分閘時(shí)不應(yīng)重?fù)舸?，或重?fù)舸└怕屎艿停? 應(yīng)有承受合閘涌流的能力；4 經(jīng)常投切的斷路器應(yīng)具有頻繁操作的能力；5 斷路器的額定電流，不應(yīng)小于裝置長(zhǎng)期允許的電流的1.35倍；6.

30、2.2 220kv母線(xiàn)短路由短路電流計(jì)算結(jié)果可知： 沖擊電流：最大持續(xù)工作電流： 周期分量熱效應(yīng)（3s時(shí)）：根據(jù)220kv戶(hù)外配電裝置在本設(shè)計(jì)的具體要求，靠近母線(xiàn)的隔離開(kāi)關(guān)宜選用垂伸縮。靠近母線(xiàn)的斷路器與隔離開(kāi)關(guān)的選擇：斷路器選擇六氟化硫斷路器。相關(guān)參數(shù)具體如下：表6-1 六氟化硫斷路器lw6220計(jì)算資料額定工作電壓220kv220kv額定工作電流3150a86.8a額定開(kāi)段電流50kai1.906ka短路關(guān)合電流100ka5.12ka熱穩(wěn)定校驗(yàn)7500ka8.79ka動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)100ka5.12ka經(jīng)比較各項(xiàng)指標(biāo)均滿(mǎn)足要求。表6-2 隔離開(kāi)關(guān)選擇單柱式剪刀式結(jié)構(gòu)隔離開(kāi)關(guān)gw6220d 計(jì)

31、算 資 料額定工作電壓220kv220kv額定工作電流2500a86.8a熱穩(wěn)定校驗(yàn)508.79ka動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)125ka5.12ka經(jīng)比較各項(xiàng)指標(biāo)均滿(mǎn)足要求。表6-3 母線(xiàn)接地開(kāi)關(guān)gw3220計(jì)算資料額定工作電壓220kv220kv熱穩(wěn)定校驗(yàn)3200 ka8.79ka動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)100ka5.12ka經(jīng)比較各項(xiàng)指標(biāo)均滿(mǎn)足要求。6.2.3 35kv母線(xiàn)短路由短路電流計(jì)算可知： 沖擊電流：最大持續(xù)工作電流：周期分量熱效應(yīng)（3s）：根據(jù)設(shè)計(jì)的具體情況，35kv側(cè)采用高壓開(kāi)關(guān)柜室內(nèi)布置方式。型號(hào)如下：表6-4 kyn61-40.5型手車(chē)式交流金屬封閉高壓開(kāi)關(guān)柜gbc35計(jì)算資料額定工作電壓35kv35k

32、v額定工作電流1000a34.64a額定開(kāi)段電流16.5kai10.54ka短路關(guān)合電流42ka28.32ka熱穩(wěn)定校驗(yàn)1089ka128.67ka動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)42ka28.32ka經(jīng)比較各項(xiàng)指標(biāo)均滿(mǎn)足要求。表6-5 kyn61-40.5-08g型手車(chē)式交流金屬封閉高壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)備名稱(chēng)主要電氣設(shè)備數(shù)量lw835型高壓六氟化硫斷路器1cd10（ct10）型操動(dòng)機(jī)構(gòu)1lcz35型電流互感器3jn35型接地開(kāi)關(guān)（可變?cè)?y10w142/126避雷器1表6-6 kyn61-40.5-27g型手車(chē)式交流金屬封閉高壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)備名稱(chēng)主要電氣設(shè)備數(shù)量lw835型高壓六氟化硫斷路器1cd10（ct10）型操動(dòng)機(jī)

33、構(gòu)1lb110型電流互感器3y10w142/126避雷器1表6-7 kyn61-40.5-40g型手車(chē)式交流金屬封閉高壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)備名稱(chēng)主要電氣設(shè)備數(shù)量jdjj235型電壓互感器1rn235型熔斷器3jn35型接地開(kāi)關(guān)（可變?cè)?y10w142/126避雷器16.3 電流互感器的選擇 6.3.1 形式選擇1、35kv以下屋內(nèi)配電裝置的電流互感器根據(jù)安裝使用條件采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。2、 35kv及以上一般采用油浸式瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器。3、 一次額定電流選擇 當(dāng)電流互感器用于測(cè)量時(shí)，其一次額定電流應(yīng)盡量選擇的比正常工作電流大1/3左右，以保證測(cè)量?jī)x表的最佳工作狀態(tài)，并在

34、過(guò)負(fù)荷時(shí)儀表有適當(dāng)?shù)闹甘尽?變壓器中性點(diǎn)電流互感器的一次額定電流大于變壓器允許不平衡電選擇，一般可按in /3選擇。6.3.2 220kv母線(xiàn)電流互感器的選擇 表6-8 220kv電流互感器型號(hào)型號(hào)額定電流比二次組合準(zhǔn)確級(jí)數(shù)10%倍數(shù)短時(shí)熱穩(wěn)定電流（ka）動(dòng)穩(wěn)定電流（kv）二次負(fù)荷倍數(shù)lcwb-220(w)3939(w)2*600/5p2,0.5級(jí)中間抽頭 2*300/55p1/5p2/5p1/5p1/0.55p 0.550va 40va(抽頭)20(p1,p3,p4)15(k3-k2)30(k1-k3)21-42（5s ）50-110根據(jù)電流、電壓選lb-220型 額定電流比2600/5a

35、準(zhǔn)確級(jí)0.5級(jí)=42（1s） kd =110 熱穩(wěn)定電流倍數(shù)，kd動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： ki=1100.693.34ka 滿(mǎn)足要求。6.4 電壓互感器的選擇：6.4.1 選擇一般項(xiàng)目1 35110kv配電裝置一般采用油侵絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器。2 220kv及以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確度等級(jí)滿(mǎn)足要求時(shí)，一般采用電容式電壓互感器。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，220kv母線(xiàn)設(shè)備的選擇： 表6-9 220kv電壓互感器型號(hào)型號(hào)額定電壓(kv)二次負(fù)荷(va)分壓電容f0.10.2級(jí)0.5級(jí)1.0級(jí)3.0級(jí)0.0051503006.5 避雷器的選擇 表6-10 220kv母線(xiàn)：型號(hào)避雷器額定電壓

36、有效值（kv）系統(tǒng)額定電壓有效值（kv）持續(xù)運(yùn)行電壓有效值（kv）直流1ma參考電壓不小于（kv）2ka操作波殘壓峰值不小于（kv）y10w1228/593228220146330504 u滅弧=220kv u工頻放電=146kv表6-11 主變中性點(diǎn)型號(hào)避雷器額定電壓有效值（kv）系統(tǒng)額定電壓有效值（kv）持續(xù)運(yùn)行電壓有效值（kv）直流1ma參考電壓不小于（kv）2ka操作波殘壓峰值不小于（kv）y10w5216/562216220146314478u滅弧=216kv u工頻放電=146kv6.6 母線(xiàn)的選擇與校驗(yàn) 6.6.1. 220側(cè)母線(xiàn)的選擇 由經(jīng)濟(jì)電流密度法 s=i/j =173.6

37、/1.22=142.3(mm)s經(jīng)濟(jì)截面(mm) i導(dǎo)體所在回路中最大持續(xù)工作電流（a）j經(jīng)濟(jì)電流密度（a/ mm）查手冊(cè)得： 表6-12 初選鋁錳合金管形母線(xiàn)100/90導(dǎo)體尺寸d/d（mm）2導(dǎo)體截面（mm）導(dǎo)體最高溫度為下值時(shí)的截流量（a）截面系數(shù)w(cm)慣性半徑r(cm) 慣性矩j(cm)100/901491+70 +8033.83.36169235020546.6.2. 母線(xiàn)的校驗(yàn) (1) 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) （短路持續(xù)時(shí)間為4s）周期分量的熱效應(yīng)：由短路電流計(jì)算結(jié)果可知： 沖擊電流： 因?yàn)槎搪冯娏鞯淖饔脮r(shí)間t=1s 4s ，故不應(yīng)計(jì)算非周期分量的電流熱效應(yīng)： 正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體的溫度：

38、短路熱穩(wěn)定決定的最小截面為 smin , 當(dāng)短路前溫度70，c=87所以，滿(mǎn)足要求(2) 短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)(a) 計(jì)算條件1) 氣候條件: 最大風(fēng)速24m/s，最高氣溫+40.7，最低氣溫-40.32) 三相短路電流峰值： ich = 5.12ka3) 結(jié)構(gòu)尺寸：跨距 l= 12m,支持金屬長(zhǎng)0.5m,計(jì)算跨距l(xiāng)=12m-0.5m=11.5m,相間距 a=3m.4) 導(dǎo)體型號(hào)及技術(shù)特性：導(dǎo)體選用lf-21y型100/90鋁錳合金管，導(dǎo)體材料的溫度線(xiàn)膨脹系數(shù)a=23.2 10(1/)，彈性模量 e=6.958104(n/mm2),慣性距j=69.2(cm),導(dǎo)體密度r=2.73(g/cm),導(dǎo)體截

39、面積s=954（mm）,自重q=2.6(kg/m) 導(dǎo)體截面積系數(shù)w=17.3(cm)(b) 最大彎矩和彎曲應(yīng)力的計(jì)算正常狀態(tài)時(shí)母線(xiàn)所受的最大彎距由母線(xiàn)自重產(chǎn)生的垂直彎距,集中荷載產(chǎn)生的垂直彎距及最大風(fēng)速產(chǎn)生的水平彎距組成。a) 母線(xiàn)自重產(chǎn)生的垂直彎距mcz為：從表8-19中查得均布荷載最大彎矩系數(shù)為0.125，則彎矩為：b) 集中荷載產(chǎn)生的垂直彎距mcj為:從表8-20中查得集中荷載的最大彎矩系數(shù)為0.188，則彎矩為：mcj=0.188pljs 9.8=0.1881511.59.8=317.8(nm)c) 最大風(fēng)速產(chǎn)生的水平彎距msf,取風(fēng)速不均勻系數(shù)為av=1,取動(dòng)氣動(dòng)力系數(shù)kv=1.2

40、最大風(fēng)速為vmax=24m/s則風(fēng)壓為：fv=a0 kv dt=11.20.1(24/16)=4.32(kg/m)msf=0.125fvljs9.8=0.1254.3211.59.8=699.87(nm)正常狀態(tài)時(shí)母線(xiàn)所承受的最大彎距及應(yīng)力為：max=100=100(919.76/33.8)=2721.18(n/cm)此值小于材料允許的應(yīng)力8820n/cm,所以滿(mǎn)足要求。2)短路狀態(tài)時(shí)母線(xiàn)所受的最大彎距md和應(yīng)力d的計(jì)算短路狀態(tài)時(shí)母線(xiàn)所受的最大彎矩由導(dǎo)體自重、集中荷載、短路電動(dòng)力及對(duì)應(yīng)于內(nèi)過(guò)電壓情況下的風(fēng)速所產(chǎn)生的最大彎矩組成。a) 短路電動(dòng)力產(chǎn)生的水平彎矩m及短路電動(dòng)力fmsd=0.125f

41、dljs9.8=0.1250.08911.59.8=14.42 (nm)b) 在內(nèi)過(guò)電壓情況下的風(fēng)速產(chǎn)生的水平彎距msf及風(fēng)壓f.f=dkd= 11.2 0.1 =1.69(kg/m)msf=0.125fvljs9.8=0.1251.6911.59.8=273.8(nm)短路狀態(tài)時(shí)母線(xiàn)所承受的最大彎距及應(yīng)力此值小于材料允許的應(yīng)力8820n/cm,所以滿(mǎn)足要求(c) 撓度的校驗(yàn)1) 母線(xiàn)自垂產(chǎn)生的撓度由單跨梁力學(xué)計(jì)算公式得知，在x=0.4215時(shí)，ljs處有最大撓度。從表8-19中查得均布荷重?fù)隙扔?jì)算系數(shù)為0.521,2) 集中荷載產(chǎn)生的撓度由單跨梁力學(xué)計(jì)算公式得，在x=0.4472ljs處有最

42、大撓度。從表8-19查得集中荷重?fù)隙扔?jì)算系數(shù)為0.911, y2=0.911=0.911=1.76(cm)3) 合成撓度，由以上計(jì)算可知，跨中產(chǎn)生的撓度y1和y2的位置不同但相差不遠(yuǎn)，故按同一位置的嚴(yán)重處考慮,y=y1+y2=3.15+1.76=4.91(cm)0.5d1=5cm 所以，滿(mǎn)足要求。6.6.3 35kv 母線(xiàn)的選擇 原始條件：1 35kv側(cè)變壓器型號(hào)和參數(shù) slz72000/35型 額定容量 2000mva 高壓側(cè)35+32.5% 低壓側(cè)6.3，10.52 短路時(shí)通過(guò)共箱母線(xiàn)上的沖擊電流ich=33.69ka3 母線(xiàn)安裝時(shí)為豎放，環(huán)境溫度按40度考慮。6.6.3.

43、2 按持續(xù)工作電流選擇母線(xiàn)：在40度環(huán)境溫度及母線(xiàn)豎放的條件下選lmy2（10010）型母線(xiàn)。 按短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：1 滿(mǎn)足機(jī)械強(qiáng)度要求時(shí)母線(xiàn)的最大允許跨距：最大的允許跨距大應(yīng)超過(guò)： 片間襯墊的臨界跨距為： 在滿(mǎn)足不超過(guò)條件下的片間機(jī)械力為：將ich=28.32ka代入得取小于 的片間襯墊間距l(xiāng)1=50cm并代入算式：短路時(shí)多片矩形母線(xiàn)受到的機(jī)械應(yīng)力為：當(dāng)將 限制在鋁母線(xiàn)的允許應(yīng)力 只能等于或小于： 設(shè)母線(xiàn)相間距離為=30cm，即可求的滿(mǎn)足母線(xiàn)機(jī)械強(qiáng)度條件下母線(xiàn)的最大允許跨距：2 滿(mǎn)足避免發(fā)生機(jī)械共振和滿(mǎn)足機(jī)械強(qiáng)度要求下的跨距l(xiāng)：根據(jù)已選的lmy2（10010）母線(xiàn)，在母線(xiàn)豎放安裝

44、條件下，由數(shù)據(jù)表可查得當(dāng)要求母線(xiàn)裝置避免發(fā)生機(jī)械共振時(shí)所能允許的最大跨距l(xiāng)g=108cm，片間襯墊跨距l(xiāng)d=61cm。故取lm和lg中較小而接近lg的跨距l(xiāng)，即可視為即滿(mǎn)足避免機(jī)械共振又滿(mǎn)足機(jī)械強(qiáng)度要求的跨距?，F(xiàn)試取l=90100cm。3 校驗(yàn)?zāi)妇€(xiàn)裝置的自振頻率：由于三相母線(xiàn)布置在同一平面，自振頻率用式： 將l=100及r1 、各值代入算式：計(jì)算結(jié)果表明：所選母線(xiàn)可以避免發(fā)生機(jī)械共振。4 校驗(yàn)以選共箱母線(xiàn)裝置在短路時(shí)所能承受的機(jī)械應(yīng)力：1) 母線(xiàn)相間機(jī)械應(yīng)力由公式查數(shù)據(jù)表813，w=14.4cm2 ：因本共箱母線(xiàn)裝置的自振頻率已排除在35155hz范圍以外，取=1。將各值代入算式：以上是選l=

45、100cm時(shí)的值。2) 已選共箱母線(xiàn)所受的機(jī)械應(yīng)力。由前已知，當(dāng)片間襯墊間距為50cm時(shí)，片間母線(xiàn)機(jī)械應(yīng)力為x=1501n/cm2。據(jù)x和x-x值，可以選共箱母線(xiàn)短路時(shí)所受機(jī)械總應(yīng)力為： 小 結(jié)已選出的共箱母線(xiàn)裝置既滿(mǎn)足正常情況下持續(xù)工作電流要求，也符合短路時(shí)各項(xiàng)動(dòng)穩(wěn)定計(jì)算校驗(yàn)要求。歸納已選共箱母線(xiàn)各項(xiàng)計(jì)算結(jié)果如下：1 母線(xiàn)選：lmy2（10010）；2 每相2片鋁母線(xiàn)間襯墊中心距離：l1=100mm；3 母線(xiàn)相間距離：=300mm；母線(xiàn)支持絕緣子間跨距：l=9001000mm；6.7 無(wú)功補(bǔ)償裝置的選擇 6.7.1 補(bǔ)償裝置與電力系統(tǒng)的連接補(bǔ)償裝置都是設(shè)置于發(fā)電廠(chǎng)、變電所、配電

46、所、換流站或開(kāi)關(guān)站中，大部分連接在這些廠(chǎng)站的母線(xiàn)上，也有的補(bǔ)償裝置是并聯(lián)或串聯(lián)在線(xiàn)路上6.7.2 并聯(lián)電容器裝置 分組原則 并聯(lián)電容器裝置的分組主要由系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)根據(jù)電壓波動(dòng)、負(fù)荷變化、諧波含量等因素確定。 并聯(lián)電容器的選擇1 電容器裝置接入電網(wǎng)后引起的電網(wǎng)電壓生高；2 高次諧波引起的電網(wǎng)電壓升高；3 電容器的容差引起各電容器間承受電壓不相等；4 裝設(shè)串聯(lián)電抗器后引起的電容器組過(guò)電壓；5 系統(tǒng)電壓調(diào)整和波動(dòng)引起的系統(tǒng)工頻過(guò)電壓；輕負(fù)荷引起的工作電壓升高； 熔斷器的選擇2 保護(hù)單臺(tái)電容器的熔斷器，宜優(yōu)先選擇噴逐式熔斷器。其額定電壓不得低于電容器的額定電壓

47、，最高工作電壓應(yīng)為額定電壓的1.1倍。3 再可靠性要求不高的場(chǎng)合，可以考慮用限流熔斷器代替斷路器保護(hù)并聯(lián)電容器組，或保護(hù)多臺(tái)的電容器組成的并聯(lián)電容器集體合體。4 限流式熔斷器不宜使用在低于其額定電壓的電網(wǎng)中，其容體的額定電流應(yīng)等于被保護(hù)的并聯(lián)電容器組或集合體的額定電流的1.52.0倍。由于本次設(shè)計(jì)以補(bǔ)償?shù)慕嵌葋?lái)選擇，以上四種均能滿(mǎn)足要求，但是從維護(hù)和性能的角度來(lái)考慮，選用并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置比較合適。 無(wú)功補(bǔ)償容量計(jì)算 本次設(shè)計(jì)的無(wú)功補(bǔ)償只考慮主變壓器、廠(chǎng)用變及箱變的無(wú)功損耗。補(bǔ)償?shù)淖畲鬅o(wú)功量計(jì)算兩臺(tái)主變壓器的無(wú)功容量廠(chǎng)用變壓器的無(wú)功容量箱變的無(wú)功容量總的無(wú)功補(bǔ)償表6-13 選擇并

48、聯(lián)電容器組型號(hào)額定電壓(kv)總標(biāo)稱(chēng)容量(kvar)單臺(tái)標(biāo)稱(chēng)容量(kvar)接線(xiàn)方式外形尺寸寬深高（lbh,mm）tbb35-3000/5035300050單丫1511130728657 發(fā)電機(jī)變壓器保護(hù)整定計(jì)算7.1 零序電流保護(hù)7.1.1 零序電流保護(hù)的i段的整定 按躲開(kāi)變壓器空載投入的勵(lì)磁涌流整定，即 按躲開(kāi)斷路器三相不同時(shí)合閘的最大零序電流整定。 按躲開(kāi)變壓器另一側(cè)母線(xiàn)接地短路的最大零序電流整定，即7.2 電流速斷保護(hù)整定計(jì)算7.2.1 按躲開(kāi)變壓器負(fù)荷側(cè)出口短路時(shí)的最大短路電流來(lái)整定，即7.2.2 躲過(guò)勵(lì)磁涌流，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，一般取7.2.3 按上兩式條件計(jì)算，選擇其中較大

49、的值作為變壓器電流速斷保護(hù)的啟動(dòng)電流7.2.4 靈敏度校驗(yàn)滿(mǎn)足靈敏度要求7.3 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算 7.3.1 確定基本側(cè)。表7-1 基本側(cè)參考數(shù)據(jù)及差回路電流計(jì)算數(shù)值名稱(chēng)額定電壓（kw）35242額定電流（a）519.682.67電流互感器接線(xiàn)y電流互感器計(jì)算變比ntajs519.6/51.73275.15/5電流互感器計(jì)算變比ntasj1000/5600/5流入差回路中的電流（a）4.490.6267.3.2 躲過(guò)變壓器的勵(lì)磁涌流：7.3.3 躲過(guò)外部短路時(shí)的最大不平衡電流 從以上計(jì)算可知，以躲外部短路最大不平衡電流為計(jì)算條件，差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流取為：7.3.4 計(jì)算差動(dòng)線(xiàn)圈匝數(shù)及實(shí)際動(dòng)作電流為：差動(dòng)線(xiàn)圈的實(shí)際匝數(shù)應(yīng)向小調(diào)整，取wcdzd=5（匝）繼電器的實(shí)際動(dòng)作電流為：7.3.5 靈敏度校驗(yàn)。7.4 過(guò)負(fù)荷保護(hù)7.4.1 躲過(guò)變壓器的額定電流來(lái)整定動(dòng)作時(shí)限為10-15s,一般作用于信號(hào)7.5 廠(chǎng)用變壓器保護(hù)7.5.1 廠(chǎng)用變壓器采用熔斷器保護(hù)8 高壓配電裝置的設(shè)計(jì)在一般情況下：35kv及以下配電裝置宜采用屋內(nèi)式。8.1 配電裝置的安全凈距配電裝置的整體結(jié)構(gòu)尺寸和設(shè)備安裝位置，是綜合考慮了設(shè)備外形尺寸、運(yùn)行安全、檢修維護(hù)和搬運(yùn)設(shè)備、絕緣距離等多種