火電電氣設(shè)備

1、2×200MW火力發(fā)電廠電氣一次部分設(shè)計(jì)Design of 2x200MW Thermal Power Plant Primary System學(xué)生學(xué)號(hào)： 120218155 學(xué)生姓名： 解奮杰 專業(yè)班級(jí)： 12火電班 指導(dǎo)教師： 張浪平 起止日期： 1月5日至1月16日 前 言電能是能源的一種，電力已成為工農(nóng)業(yè)不可缺少的動(dòng)力，電能的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，是人類征服自然過(guò)程中所取得的具有劃時(shí)代意義的光輝成就。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，用電客戶對(duì)供電性能要求也日益提高，供電可靠性成為電能的重要指標(biāo)。在此次設(shè)計(jì)中，本著可靠、安全、經(jīng)濟(jì)靈活的原則，認(rèn)真執(zhí)行國(guó)家現(xiàn)有的方針政策、技術(shù)規(guī)范的

2、規(guī)定。 火電廠是電力系統(tǒng)的重要組成部分之一，也直接影響電力系統(tǒng)的安全與運(yùn)行，火力發(fā)電是利用石油、煤炭和天然氣等燃料燃燒時(shí)生產(chǎn)的熱能來(lái)加熱水，使水變成高溫高壓、高壓水蒸氣，然后再由水蒸氣推汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，最后汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的機(jī)械能推動(dòng)線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)從而產(chǎn)生電勢(shì)差，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。該文主要完成了電氣主接線的方案設(shè)計(jì)及其經(jīng)濟(jì)分析，主要電器設(shè)備的選擇，包括變壓器的容量計(jì)算、發(fā)電廠的短路計(jì)算。關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)、發(fā)電廠、電器主接線、電器設(shè)備 目 錄 前 言第一章 緒論 1.1火力發(fā)電歷程 1.2我國(guó)的電源結(jié)構(gòu) 1.3煤電在我國(guó)發(fā)展中的地位第二章 火力發(fā)電廠電氣主接線的確定與選擇 2.1概述 2.1.1電

3、氣主接線的重要性 2.1.2電氣主接線設(shè)計(jì)依據(jù) 2.1.3電氣主接線的設(shè)計(jì)原則 2.2.4 220kV電壓等級(jí)常用接線方式 2.2電氣主接線的選擇 2.2.1主接線的方案設(shè)計(jì) 方案一 方案二 2.2.2 方案的比較與選擇 2.3變壓器的選擇 2.3.1主變壓器的選擇原則 2.3.2主變壓器的選型 2.3.3主變壓器容量選擇與確定第三章 短路電流的計(jì)算 3.1短路計(jì)算的目的. 3.2短路計(jì)算的一般規(guī)定. 3.3短路的種類 3.4短路計(jì)算的的過(guò)程.第四章 主要電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 4.1電氣設(shè)備的選擇原則. 4.2斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的選擇 4.3電流互感器的選擇 4.4電壓互感器的選擇 4.5熔斷器

4、的選擇 4.6導(dǎo)體的選擇與校驗(yàn)4.7避雷器的選擇4.8母線的選擇電氣主接線圖參考文獻(xiàn)總結(jié)及體會(huì)第一章 緒論電能是經(jīng)濟(jì)發(fā)展最重要的一種能源，可以方便、高效的轉(zhuǎn)換成其他能源形式。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(guò)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?；鹆Πl(fā)電是現(xiàn)在電力發(fā)展的主力軍，我們?cè)谔岣呋痣娂夹g(shù)的方向上要著重考慮電力對(duì)環(huán)境的影響，對(duì)不可再生資源的影響。雖然現(xiàn)在我國(guó)正在努力發(fā)展水電、核電、太陽(yáng)能發(fā)電等，但火電仍占大部分電力市場(chǎng)。近年電力發(fā)展滯后經(jīng)濟(jì)發(fā)

5、展，但火電技術(shù)必須不斷提高發(fā)展，才能適應(yīng)和諧社會(huì)發(fā)展的要求。*1.1火力發(fā)電歷程 1949年我國(guó)的裝機(jī)容量和發(fā)電量分別為185萬(wàn)kw·h和43億kw·h，居世界第25位和21位，到1978年增加至5712萬(wàn)kw和2566億kw·h,裝機(jī)容量和發(fā)電量分別躍居世界第8位和第7位。至1987年裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)1億kw，1988年以來(lái)連續(xù)12年每年新增大中型發(fā)電機(jī)組，裝機(jī)容量達(dá)1000萬(wàn)kw以上。1995年全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量突破2億kw，1999年底全國(guó)裝機(jī)容量達(dá)2.99億kw,發(fā)電量達(dá)12331億kw·h。自1996年以來(lái)，我國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量和發(fā)電量一直位居世界第2位

6、。*1.2我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)雖然我國(guó)火電、水電裝機(jī)容量每年都在增長(zhǎng)，但1985年以后火電增長(zhǎng)的速度明顯加快，多在8%以上，最快的1988年為13.9%?；痣姲l(fā)電量增長(zhǎng)與裝機(jī)容量增長(zhǎng)基本匹配。*1.3煤電在我國(guó)發(fā)展中的地位長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)一次能源結(jié)構(gòu)中煤炭占主要地位，煤炭消耗量占一次能源總消耗量的75%左右，預(yù)計(jì)今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，以煤炭為主要能源的格局不會(huì)改變。在煤炭消費(fèi)總量中，2000年50%以煤炭用于發(fā)電，這一指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于世界某些發(fā)達(dá)國(guó)家水平。提高煤炭轉(zhuǎn)換成電能的比例和電力在終端能源中的比例是一項(xiàng)長(zhǎng)期而重要的任務(wù)。第二章 火力發(fā)電廠電氣主接線的確*2.1概述 牽引變電所的電氣主接線指的是由隔離

7、開(kāi)關(guān)、互感器、避雷器、斷路器、主變壓器、母線、電力電纜、等高壓一次電氣設(shè)備，按工作要求順序連接構(gòu)成的接受和分配電能的牽引變電所內(nèi)部的電氣主電路。他反應(yīng)了牽引變電所的基本結(jié)構(gòu)和性能，在運(yùn)行中表明電能的輸送和分配關(guān)系、一次設(shè)備的運(yùn)行方式，是實(shí)際運(yùn)行操作的依據(jù)。2.1.1電氣主接線的重要性 電氣主接線圖示電氣運(yùn)行人員進(jìn)行各種操作和事故處理的重要依據(jù)，因此電氣運(yùn)行人員必須熟悉本電廠電氣主接線，了解電路中各種電氣設(shè)備用途、性能及維護(hù)、檢察項(xiàng)目和運(yùn)行的步驟。其次，電氣主接線表明了發(fā)電機(jī)、變壓器、斷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)系著全廠電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的

8、布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定。由于電能生產(chǎn)的特點(diǎn)是：發(fā)電、變電、輸電和用電是在同一時(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，也直接影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活。2.1.2電氣主接線的設(shè)計(jì)依據(jù) （1）對(duì)于一級(jí)負(fù)荷必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，切當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證對(duì)全部一級(jí)負(fù)荷不間斷供電。（2）對(duì)于二級(jí)負(fù)荷一般要有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證全部或大部分二級(jí)負(fù)荷的供電。 （3）對(duì)于三級(jí)負(fù)荷一般只需要一個(gè)電源供電。2.1.3電氣主接線的設(shè)計(jì)原則 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則是：滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求。（1） 可靠性：衡量可靠的標(biāo)準(zhǔn)，一般是

9、根據(jù)主接線型式機(jī)主要設(shè)備操作的可能方式，按一定的規(guī)律計(jì)算出的“不允許”事件發(fā)生的規(guī)律，停運(yùn)的持續(xù)時(shí)間期望值等指標(biāo)，對(duì)幾種主接線型式中擇優(yōu)。（2） 靈活性：是指在調(diào)度時(shí)，可以靈活的投入和切除發(fā)電機(jī)、變壓器和線路等；在 檢修時(shí)，可以方便的停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備；在擴(kuò)建時(shí)，可以容易的從初期接線擴(kuò)建到最終接線。（3） 經(jīng)濟(jì)性：主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單，以節(jié)省斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流和電壓互感器等一次設(shè)備，要是控制、保護(hù)不過(guò)于復(fù)雜，要能限制短路電流，以便于選擇廉價(jià)的電氣設(shè)備或輕型電器，做到投資較小。2.2.4 220kV電壓等級(jí)常用接線方式表2-1 220kV電壓級(jí)常用接線方式及適用范圍電壓接線方式適用

10、范圍220雙母線或單母線采用SF6全封閉組合電器時(shí)，不設(shè)旁路措施；采用SF6斷路器時(shí)，不宜設(shè)旁路措施；采用少油斷路器出線在4回及以上時(shí)，采用帶專用旁母斷路器的旁路母線雙母線分段安裝200MW及以下機(jī)組，電廠容量在800MW及以上，進(jìn)出線1014回；采用雙母線雙分段配置困難的配電裝置雙母線雙分段安裝200MW及以下機(jī)組，電廠容量在1000MW及以上，進(jìn)出線15回及以上*2.2電氣主接線的選擇 2.2.1電氣主接線的設(shè)計(jì) 發(fā)電廠的主接線的基本環(huán)節(jié)是電源(發(fā)電機(jī)或變壓器)和引出線。母線（又稱匯流母線）是中間環(huán)節(jié)，它起著匯總和分配電能的作用。由于多數(shù)情況下引出線數(shù)目要比電源數(shù)目多好幾倍，還可以使接線簡(jiǎn)

11、單明了和運(yùn)行方便。 方案一：方案二 2.2.2方案比較與選擇 方案一 優(yōu)點(diǎn)：供電可靠，調(diào)度方式比較靈活，擴(kuò)建方便，便于實(shí)驗(yàn)。 缺點(diǎn)：由于220KV電壓等級(jí)容量大，停電影響范圍廣，雙母線接線方式有一定局限性，而且操作較復(fù)雜，對(duì)運(yùn)行人員要求高。方案二 優(yōu)點(diǎn)：增加供電可靠性，運(yùn)行操作方便，避免檢修斷路器時(shí)造成停電，不影響雙母線的正常運(yùn)行。 缺點(diǎn)：多裝了一臺(tái)斷路器，增加了投資和占地面積，斷路器整定復(fù)雜，容易造成誤操作。 綜合考慮其供電可靠性與經(jīng)濟(jì)性，又方便調(diào)度運(yùn)行等，同時(shí)又考慮到現(xiàn)時(shí)斷路器的運(yùn)行性能已相當(dāng)穩(wěn)定可靠，為節(jié)約用地，操作方便，我認(rèn)為使用雙母線接線方式，因此就選用方案一。*2.3變壓器的選擇

12、2.3.1主變壓器的選擇原則 在各種電壓等級(jí)的變電站中,變壓器是主要電氣設(shè)備之一,其擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓,進(jìn)行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù).確定合理的變壓器容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證.因此,在確保安全可靠供電的基礎(chǔ)上,確定變壓器的經(jīng)濟(jì)容量,提高網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行素質(zhì)將具有明顯的經(jīng)濟(jì)意義變壓器的選擇應(yīng)符合:a）GB/T 17468電力變壓器選用導(dǎo)則、GB 1094.1電力變壓器 第一部分：總則、GB 1094.2電力變壓器 第二部分：溫升和GB 1094.5電力變壓器 第五部分：承受短路的能力的要求。 b）變壓器的參數(shù)應(yīng)符合:GB/T 6451三相油浸式電力變壓器技術(shù)參數(shù)和要求的規(guī)定。 c）變

13、壓器的負(fù)載能力應(yīng)符合:GB/T 15164油浸式電力變壓器負(fù)載導(dǎo)則的要求。 d）變壓器的絕緣水平應(yīng)符合:GB 1094.3電力變壓器 第三部分：絕緣水平、絕緣試驗(yàn)和外絕緣空間間隙和GB 311.1高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合的規(guī)定。e）自耦變壓器中性點(diǎn)絕緣水平按經(jīng)小電抗接地考慮。f）與GIS或HGIS裝置連接的變壓器，宜對(duì)快速暫態(tài)過(guò)電壓（VFTO）的威脅加以校核。2.3.2主變壓器的選型主變壓器在電氣設(shè)備投資中所占比例較大，同時(shí)與之相適應(yīng)的配電裝置，特別是大容量、高電壓的配電裝置的投資也很大。因此，主變壓器的選擇對(duì)發(fā)電廠、變電所的技術(shù)性影響很大。1.相數(shù)的選擇(a)當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在330K

14、V及以下的發(fā)電廠均應(yīng)選用三相變壓器。(b)當(dāng)發(fā)電廠與系統(tǒng)連接的電壓為500KV時(shí)，宜經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，確定選用三相變壓器、兩臺(tái)半容量三相變壓器或單相變壓器組。對(duì)于單機(jī)容量為300MW、并直接升壓到500KV的，宜選用三相變壓器。2.變壓器均為單元接線形式，單元接線時(shí)變壓器容量應(yīng)按發(fā)電機(jī)的額度容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，留有10%的裕度來(lái)確定。 （2-1）式中發(fā)電機(jī)容量，為200MW； 通過(guò)主變的容量；廠用電，為8%； 發(fā)電機(jī)的額定功率，為0.87。發(fā)電機(jī)的額定容量為200MW，扣除廠用電后經(jīng)過(guò)變壓器的容量為：選定三相風(fēng)冷自然循環(huán)雙繞組無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓變壓器，型號(hào)為：。 2.3.3主變壓器容量選擇與確

15、定 火電廠變壓器容量的選擇和校驗(yàn)應(yīng)符合下列原則:1）滿足在各種運(yùn)行方式下，可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷。2）一臺(tái)廠用電變壓器計(jì)劃?rùn)z修或故障時(shí)，其余廠用電變壓器應(yīng)能擔(dān)負(fù)I、類廠用電負(fù)荷或短時(shí)擔(dān)負(fù)廠用電最大負(fù)荷。但可不考慮一臺(tái)廠用電變壓器計(jì)劃?rùn)z修時(shí)另一臺(tái)廠用電變壓器故障或兩臺(tái)廠用電變壓器同時(shí)故障的情況。3）保證需要自啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)在故障消除后電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)所連接的廠用電母線電壓不低于額定電壓的60%-65%。4）裝設(shè)兩臺(tái)互為備用的廠用電電源變壓器時(shí)，每臺(tái)廠用電變壓器的額定容量應(yīng)滿足所有I、n類負(fù)荷或短時(shí)滿足廠用電最大負(fù)荷的需要。5）裝設(shè)三臺(tái)廠用電電源變壓器互為備用或其中一臺(tái)為明備用時(shí)，計(jì)及負(fù)荷分配不均勻等情況，

16、每臺(tái)的額定容量宜為廠用電最大負(fù)荷的50%-60%。6）裝設(shè)蘭臺(tái)以上廠用電電源變壓器時(shí)，應(yīng)按其接線的運(yùn)行方式及所連接的負(fù)荷分析確定。7）廠用電配電變壓器容量選擇應(yīng)滿足所連接的最大負(fù)荷需要。8）廠用電變壓器不宜采用強(qiáng)迫風(fēng)冷時(shí)持續(xù)輸出容量作為額定容量選擇的依據(jù)，但對(duì)不經(jīng)常運(yùn)行或經(jīng)常短時(shí)運(yùn)行的廠用電配電變壓器應(yīng)充分利用其過(guò)負(fù)荷能第三章 短路電流計(jì)算*3.1短路計(jì)算的目的在發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其計(jì)算的目的的主要有以下幾個(gè)方面： a）在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采用限制短路電流的措施，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。 b）在選擇電氣設(shè)

17、備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障狀況下都能安全、可靠的工作。同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要按短路情況進(jìn)行全面校驗(yàn)。 c）在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線相間和相對(duì)地安全距離。 d）在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。 e）接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。 *3.2短路計(jì)算的一般規(guī)則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，元件的電阻都略去不計(jì) 6）不考慮短路點(diǎn)的電流阻抗和變壓器

18、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) 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(kāi)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(kāi)斷電流，一般按三相短路計(jì)算。*3.3短路的種類三相系統(tǒng)中短路的基本類型有：三相短路、兩相短路、單相接地短路和兩相

19、接地短路。三相短路是對(duì)稱短路，此時(shí)三相電流和電壓同正常情況一樣，即仍然是對(duì)稱的。只是線路中電流增大、電壓降低而已，而電流和電壓之間的相位差一般也較正常工作情況時(shí)大。除了三相短路之外，其它類型的短路皆為不對(duì)稱短路，此時(shí)三相所處的情況不同，各相電流、電壓數(shù)值不等，其間相角也不相同。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：在中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，最常見(jiàn)的短路是單相短路，約占短路故障的6570；兩相短路約占115；兩相接地短路約占1020；三相短路約占5。*3.4短路計(jì)算的條件1、考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器勵(lì)磁電流。2、元件的計(jì)算數(shù)據(jù)取額定值。3、輸電線路的電容略去不計(jì)。4、除計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低電壓的短路電流外

20、，元件的 電阻略去不計(jì)。*3.5短路計(jì)算的步驟 第四章 主要電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)*4.1電氣設(shè)備的選擇原則 1按正常工作選擇a) 類型和型式的選擇。根據(jù)設(shè)備的安裝地點(diǎn)，使用條件等因素，確定選擇戶內(nèi)和戶外。b) 額定電壓，按電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的額定電壓不小于裝設(shè)地點(diǎn)的電網(wǎng)額定電壓選擇。c) 額定電流。額定電流或載流導(dǎo)體的長(zhǎng)期允許電流，不小于裝設(shè)回電路的最大持續(xù)工作電流。2按短路狀態(tài)校驗(yàn) 當(dāng)電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體通過(guò)短路電流時(shí)，會(huì)同時(shí)產(chǎn)生電動(dòng)和發(fā)熱兩種效應(yīng)。一方面使電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體受到很大的電動(dòng)力的作用，同時(shí)又使溫度急速升高，使電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的絕緣受到損壞，在進(jìn)行電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體選擇時(shí)必須對(duì)短

21、路電流進(jìn)行電動(dòng)力和發(fā)熱計(jì)算，以校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。*4.2斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的選擇斷路器的選擇，除滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮到要便于安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)濟(jì)技術(shù)方面都比較后才能確定。根據(jù)目前我國(guó)斷路器的生產(chǎn)情況，電壓等級(jí)在10KV220KV的電網(wǎng)一般選用少油斷路器，而當(dāng)少油斷路器不能滿足要求時(shí)，可以選用SF6斷路器。a）斷路器選擇的具體技術(shù)條件如下： 1）額定電壓校驗(yàn)：Ug（電網(wǎng)工作電壓）Un。2）Ig.max(最大持續(xù)工作電流) In。3）開(kāi)斷電流（或開(kāi)斷容量）：IdtIbr。其中：Idt斷路器開(kāi)斷時(shí)間t秒時(shí)的斷路電流周期分量注：斷路器的實(shí)際開(kāi)短時(shí)間t，為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間與斷路器

22、固有分閘時(shí)間之和。4）動(dòng)穩(wěn)定： ich Imax其中，ich三項(xiàng)短路電流沖擊值. Imax斷路器極限通過(guò)電流峰值5）熱穩(wěn)定I2tdzIt2t其中：I穩(wěn)態(tài)三項(xiàng)短路電流 tdz短路電流發(fā)熱等值時(shí)間 It斷路器t秒熱穩(wěn)定電流1動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)高壓斷路器的額定峰值耐受電流應(yīng)不小于三相短路時(shí)通過(guò)斷路器的短路沖擊電流幅值，即 2 熱穩(wěn)定校驗(yàn)高壓斷路器的額定短時(shí)耐受熱量應(yīng)不小于短路期內(nèi)短路電流熱效應(yīng)，即 根據(jù)上述條件，選擇220KV側(cè)高壓斷路器型號(hào)為L(zhǎng)W7-220六氟化硫斷路器，具體參數(shù)如下表所示：表7.1 六氟化硫斷路器參數(shù)表型 號(hào)LW7220額定電流（A）3150額定電壓（KV）220最高工作電壓（KV）25

23、2額定開(kāi)斷電流（KA）40額定關(guān)合電流（KA）100動(dòng)穩(wěn)定電流（KA）100熱穩(wěn)定電流（KA）4S40固有合閘時(shí)間（S）0.15分閘時(shí)間（S）0.04斷路器銘牌的選定：根據(jù)計(jì)算可選斷路器的銘牌為：型 號(hào)：LW7220查電氣設(shè)備手冊(cè)可知道斷路器符號(hào)的規(guī)定：L W 7 220 L 六氟化硫 W 戶外 7 設(shè)計(jì)序號(hào) 220 額定電壓 校驗(yàn)：額定電壓：=220KV=220KV額定電流：=3150A=1897.8A開(kāi)斷電流：=40KA=20.92KA關(guān)合電流：=100KA=53.3KA動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：=100KA=53.3KA熱穩(wěn)定校驗(yàn)：（） =1368.03根據(jù)已知條件與所求得的數(shù)據(jù)作表進(jìn)行比較：表7.2

24、數(shù)據(jù)對(duì)照表計(jì)算數(shù)據(jù)LW7220220KV220KV1897.8A3150A20.95KA40KA53.3KA100KA53.3KA100KA1368.036400 經(jīng)比較，所選擇的220KV側(cè)高壓斷路器型號(hào)LW7-220六氟化硫斷路器符合要     b）220kv側(cè)斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的選擇1 主變220kv側(cè)流過(guò)斷路器的最大持續(xù)工作電流：Imax=2375A 查發(fā)電廠電氣部分，選用SW6-220/1200型少油斷路器。其固有分閘時(shí)間為0.04S，設(shè)繼電保護(hù)時(shí)間為2S，則tdz=2.04S>1S，具體參數(shù)如下：額定電壓(KV)額定電流(A)額定斷開(kāi)電流(KA)極

25、限通過(guò)電流(KA)熱穩(wěn)定電流(KA)合閘時(shí)間(s)固有分閘時(shí)間(s)最大有效4S220120014.436.814.40.20.05而隔離開(kāi)關(guān)按額定電壓和額定電流選擇GW4-220D/1000-80型其中，Un=220KV，In=1000A，熱穩(wěn)定電流：It=23.7KA。2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：應(yīng)滿足 It2tQt下表列出斷路器及隔離開(kāi)關(guān)選擇計(jì)算結(jié)果及相關(guān)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行比較SW6-220/1200GW4-220D/1000-80Ug(KV)220Un220Un220Ig.max(A)496.01In1200In1000I”(A)2.305Ikd21Ikd23.7Ich(A)3.504Imax55Ima

26、x80由表可知，所選斷路器和隔離開(kāi)關(guān)各項(xiàng)均滿足要求。2、 220KV母聯(lián)斷路器及隔離開(kāi)關(guān)的最大工作條件與變高220KV側(cè)應(yīng)滿足相同的要求，故選用相同設(shè)備。即選用SW6-220/120型少油斷路器和GW4-220D/1000-80型隔離開(kāi)關(guān)。3、 220KV出線出線回路設(shè)備應(yīng)按最大負(fù)荷進(jìn)行考慮選擇，而在本設(shè)計(jì)用220KV出線的最大負(fù)荷為： 2x200=400MW所以流過(guò)斷路器的工作電流最大時(shí)為系統(tǒng)全部出力通過(guò)一回220KV送入系統(tǒng)時(shí)： Imax=1052A查發(fā)電廠電氣部分選用SW6-220/1200型斷路器，其固有分閘時(shí)間為0.04S,設(shè)備保護(hù)時(shí)間為3S，則tdz=3+0.04=3.04s>

27、;1s，隔離開(kāi)關(guān)選擇GW4-220D/600-50型。SW6-220/1200GW4-220D/1000-80Ug(KV)220Un220Un220Ig.max(A)396.81In1200In600I”(A)2.305Ikd21Ikd15.8Ich(A)3.504Imax55Imax50Ish5.878Ies55Ies50從表中可知，SW6-220/1200與GW4-220D/600-50均滿足要求。*4.3電流互感器的選擇 為了滿足測(cè)量和保護(hù)裝置的需要，在發(fā)電機(jī)、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設(shè)有電流互感器。對(duì)于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置；對(duì)于中性點(diǎn)非直接

28、接地系統(tǒng)，依照具體情況（如符合是否對(duì)稱、保護(hù)靈敏度是否滿足等）按二相或三相配置。對(duì)于保護(hù)用電流互感器的裝設(shè)地點(diǎn)應(yīng)按盡量消除主保護(hù)裝置的不保護(hù)區(qū)來(lái)設(shè)置。為了防止支持式電流互感器套管閃絡(luò)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)。為了電流互感器選擇的一般規(guī)定：（a）、電流互感器應(yīng)按以下技術(shù)條件選擇和校驗(yàn)：一次回路電壓、一次回路電流、二次負(fù)荷、二次電流、準(zhǔn)確度等級(jí)、繼電保護(hù)及測(cè)量要求、動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)、熱穩(wěn)定系數(shù)。（b）、35KV以上配電裝置的電流互感器，宜采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立電流互感器，在有條件時(shí)，應(yīng)采用套管式互感器。（c）、當(dāng)繼電保護(hù)裝置有特殊要求時(shí)，應(yīng)采用專用的電流互感器，如系

29、統(tǒng)繼電保護(hù)中的快速保護(hù)應(yīng)采用暫態(tài)特性好的互感器。（d）、電力變壓器中性點(diǎn)的電流互感器的一次額定電流應(yīng)大于變壓器允許的不平衡電流，一般可按變壓器額定電流的30%選取。安裝在放電間隙回路中的電流互感器，一次額定電流可按100A選擇。動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)應(yīng)按單相短路時(shí)流經(jīng)本變壓器中性點(diǎn)的短路電流校驗(yàn)。為了減輕內(nèi)部故障時(shí)發(fā)電機(jī)的損傷，用于自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置的電流互感器應(yīng)布置在發(fā)電機(jī)定子繞組的出線側(cè)。為了便于分析和在發(fā)電機(jī)并入系統(tǒng)前發(fā)現(xiàn)內(nèi)部故障，用于測(cè)量?jī)x表的電流互感器已裝在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)測(cè)。 電流互感器的選擇應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：a） 電流互感器的額定電壓應(yīng)與電網(wǎng)的額定電壓相符合。b） 電流互感器一次額定電流的選擇應(yīng)使運(yùn)

30、行電流經(jīng)常保持20%-100%的范圍內(nèi)。c） 根據(jù)電氣測(cè)量的要求應(yīng)適當(dāng)選擇電流互感器的準(zhǔn)確等級(jí)。d） 電流互感器的二次負(fù)載所消耗的功率不應(yīng)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)級(jí)相。本發(fā)電機(jī)側(cè)電流互感器的選擇：額定電壓：UN=UNg=15.75kV 額定電流：Imax=3190A選擇發(fā)電機(jī)側(cè)電流互感器的型號(hào)為：LMC1015kv母線出口電流互感器的選擇：額定電壓：UN=UNg=15.75kV額定電流：In=3Igmax/2=8625A 選擇母線側(cè)電流互感器的型號(hào)為：LMC10220kv側(cè)電流互感器的選擇：額定電壓：UN=UNg=220kV額定電流：In=Imax=2061A 選擇變壓器高壓側(cè)電流互感器的型號(hào)為：LA10*4

31、.4電壓互感器的選擇電壓互感器是一種電壓的變換裝置，可將高電壓變換為低電壓，以便用低壓量值反映高壓量值的變化可以直接用普通電氣儀表進(jìn)行測(cè)量。由于電壓互感器二次側(cè)均為100V，使測(cè)量?jī)x表和繼電器電壓線圈標(biāo)準(zhǔn)化，因此電壓互感器在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。電壓互感器選擇的一般規(guī)定（1）、110KV及以上的配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確度等級(jí)滿足要求時(shí)，宜采用電容式電壓互感器。（2）10KV的配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu);在高壓開(kāi)關(guān)柜中或在布置地方比較狹窄的地方,可采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。當(dāng)需要零序電壓時(shí)，一般采用三相五株式電壓互感器。 （3）接在110KV及其以上線路側(cè)的電壓互感器，當(dāng)線路上裝有載波通訊時(shí)，應(yīng)

32、盡量與耦合電容器結(jié)合，統(tǒng)一選用電容式電壓互感器。（4）兼作為泄能用的電壓互感器，應(yīng)選用電磁式電壓互感器。發(fā)電機(jī)側(cè)及母線側(cè)電壓互感器的選擇：（5）、用于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的電壓互感器，其第三繞組電壓應(yīng)為100V,用于中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)的電壓互感器，其第三繞組電壓為100/V。（6）、為了保證電壓互感器的安全和在規(guī)定的準(zhǔn)確等級(jí)下運(yùn)行，電壓互感器的一次繞組所接電網(wǎng)電壓應(yīng)在（0.9-1.1）Ue1范圍內(nèi)變動(dòng)。（7）、電壓互感器二次側(cè)額定電壓必須滿足繼電保護(hù)裝置和測(cè)量用標(biāo)準(zhǔn)儀表的要求。（8）、選擇時(shí)，應(yīng)首先根據(jù)儀表和繼電器的接線要求選擇其接線方式，并盡可能負(fù)荷分布均勻，然后計(jì)算各相負(fù)荷，再按照所接儀表

33、的準(zhǔn)確度等級(jí)和容量選擇其準(zhǔn)確度等級(jí)和額定容量。電壓互感器的配置原則如下：a）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(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置。b）線路 35KV級(jí)以上輸電線路，當(dāng)對(duì)端有電源時(shí)，為了監(jiān)視線路有無(wú)電壓、進(jìn)行同步和設(shè)置重合閘，裝有一臺(tái)單相電壓互感器。c）發(fā)電機(jī) 一般裝23組電壓互感器。一組（三只單相、雙繞組）供自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置。另一組供測(cè)量?jī)x表、同步和保護(hù)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(kāi)口三角形供發(fā)電機(jī)在未并列之前檢查是否接地之用。當(dāng)互感器負(fù)荷太大時(shí)，可增設(shè)一組不完全星形連接的互感器，專供測(cè)量?jī)x表使用。5萬(wàn)KW級(jí)以上發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)常接

34、有單相電壓互感器，用于100%定子接地保護(hù)。d）變壓器低壓側(cè)有時(shí)為了滿足同步或繼電保護(hù)的要求，設(shè)有一組電壓互感器。根據(jù)上述條件，選擇220KV側(cè)電壓互感器型號(hào)為YDR220，具體參數(shù)如下表所示：表7.6 YDR220型電壓互感器參數(shù)表型 號(hào)額定電壓額定中間電壓（KV）主二次線圈a-x額定容量（VA）一次側(cè)主二次線圈（V）輔助二次線圈（V）0.5級(jí)1級(jí)3級(jí)YDR22010013150220440300600最大容量（VA）阻尼電阻功率（W）主電容量（F）分壓電容量 （F）12004000.001740.04171.1>220KV>0.9根據(jù)上述條件，選擇220KV側(cè)電壓互感器型號(hào)為Y

35、DR220。*4.5熔斷器的選擇高壓熔斷器是一種保護(hù)電器，當(dāng)其所在電路的電流超過(guò)規(guī)定值并經(jīng)一定時(shí)間后，它的熔體熔化而分?jǐn)嚯娏?、斷開(kāi)電路。熔斷器主要用來(lái)進(jìn)行短路保護(hù)，但有的也具有過(guò)負(fù)荷保護(hù)功能。按安裝環(huán)境，高壓熔斷器也有戶內(nèi)式和戶外式兩大類。我國(guó)生產(chǎn)的戶內(nèi)式熔斷器有RN1、RN2、RN3、RN5和RN6等;戶外式有RW310（G）、RW410（G）、RW535、RW710、RW1035等。（A）戶內(nèi)管式熔斷器：RN1、RN2 兩者結(jié)構(gòu)基本相同，都是充有石英砂填料的密閉管式熔斷器。RN2的尺寸較小。RN1主要用作335KV電力線路和電氣設(shè)備的短路保護(hù)；RN2用作335KV電壓互感器的短路保護(hù)。（B

36、）戶外跌落式熔斷器：RW310（G）型額定電壓為10KV，額定電流50200A，斷流容量50200MVA；RW41（G）型，除外形尺寸稍小于RW310（G）外，其它性能與RW310（G）相同。它們滅弧速度不高，因而沒(méi)有限流作用；RW535型，額定電壓為35KV，額定電流為50200A，斷流容量為200800MVA，熔管采用鋼紙管 環(huán)氧玻璃布復(fù)合管制成，有較高機(jī)械強(qiáng)度并能保證連續(xù)三次順利開(kāi)斷額定斷流容量；RW710型是有統(tǒng)一支架的跌落式熔斷器，在條件變更時(shí)，只需用鉤棒更換不同的熔管即可。熔管有較高機(jī)械強(qiáng)度，具有多次開(kāi)斷能力，可免除熔斷一次即更換熔管的麻煩；RW1035型，額定電壓35KV ，額定

37、電流為0.5A 者是專用于保護(hù)電壓互感器的，額定電流為210A 者用于保護(hù)線路或設(shè)備過(guò)載與短路，它具有限流作用，可代替RW235及其附加電阻，但安裝時(shí)要注意熔體電流與被保護(hù)對(duì)象的電流一致方可投入運(yùn)行；RW1110型是10KV防污型跌落式熔斷器，適用于工業(yè)污穢和沿海地區(qū)的輸電線路及變壓器的保護(hù)。除RW110型外其它型式只適用于周圍空氣沒(méi)有導(dǎo)電塵埃和腐蝕性氣體、沒(méi)有易燃易爆及劇烈震動(dòng)的戶外場(chǎng)所*4.6導(dǎo)體的選擇與校驗(yàn)導(dǎo)體選擇的一般要求：裸導(dǎo)體應(yīng)根據(jù)具體情況，按下列技術(shù)條件分別進(jìn)行選擇和校驗(yàn)：1）  工作電流2）  經(jīng)濟(jì)電流密度，如下表所示：導(dǎo)體材料最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)3000以下

38、300050005000以上鋁裸導(dǎo)體1.651.150.9銅裸導(dǎo)體3.02.251.7535KV以下鋁芯電纜1.921.731.54銅芯電纜2.52.252.03）  電暈（對(duì)220KV級(jí)以上電壓的母線）4）  動(dòng)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度5）  熱穩(wěn)定性 同時(shí)也應(yīng)注意環(huán)境條件，如溫度、日照、海拔等。導(dǎo)體截面可以按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟(jì)密度選擇，除配電裝置的匯流母線外，對(duì)于年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)大，傳輸容量大，長(zhǎng)度在20M以上的導(dǎo)體，其截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。一般來(lái)說(shuō)，母線系統(tǒng)包括截面導(dǎo)體和支撐絕緣兩部分，載流導(dǎo)體構(gòu)成硬母線和軟母線，軟母線是鋼芯鋁絞線，有單根，雙分和組合導(dǎo)體

39、等形式，因其機(jī)械強(qiáng)度決定支撐懸掛的絕緣子，所以不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度。110KV及以上高壓配電裝置一般采用軟導(dǎo)線。*4.7避雷器的選擇避雷器的作用是使用電氣設(shè)備免受大氣過(guò)電壓以及系統(tǒng)過(guò)電壓的危害。在選用避雷器時(shí)，應(yīng)保護(hù)避雷器安裝地點(diǎn)的工頻電壓升高在任何情況下都不會(huì)超過(guò)滅弧電壓，否則避雷器可因不能滅弧而爆炸。避雷器的類型主要有保護(hù)間隙、管形避雷器、閥型避雷器和氧化鋅避雷器等幾種。保護(hù)間隙和管形避雷器主要用于限制大氣過(guò)電壓，一般用于配電系統(tǒng)，線路和發(fā)電廠、變電所進(jìn)線的保護(hù)。閥型避雷器用于變電所和發(fā)電廠的保護(hù)在220KV以下系統(tǒng)主要用于限制大氣過(guò)電壓，在超高壓系統(tǒng)中還將用來(lái)限制內(nèi)過(guò)電壓或作內(nèi)過(guò)電壓的后備

40、保護(hù)。*4.8母線的選擇配電裝置中的母線，應(yīng)根據(jù)具體使用情況按下列條件選擇和校驗(yàn)：1、母線材料、截面形狀和布置方式；2、母線截面尺寸；3、電暈；4、熱穩(wěn)定；5、動(dòng)穩(wěn)定；6、共振頻率。1母線材料、截面形狀和布置方式選擇母線一般采用導(dǎo)電率高的鋁、銅型材制成。由于鋁的成本低，現(xiàn)在除對(duì)于持續(xù)工作電流較大且位置特別狹窄的發(fā)電機(jī)、變壓器出線端部，或采用硬鋁導(dǎo)體穿墻套管有困難，以及對(duì)鋁有較嚴(yán)重腐蝕的場(chǎng)所才采用銅導(dǎo)體外，不便使用鋁母線。常見(jiàn)的硬母線截面形狀為矩形、槽形和管形。矩形截面的優(yōu)點(diǎn)是散熱面大，并且便于固定和連接，但電流的集膚效應(yīng)強(qiáng)烈。我國(guó)最大的單片矩形母線承載的工作電流可達(dá)2KA左右。當(dāng)工作電流較大時(shí)

41、，可采用24片組成多條矩形母線。母線的散熱條件和機(jī)械強(qiáng)度與母線的布置方式有關(guān)。2母線截面尺寸選擇（1）為了保證母線的長(zhǎng)期安全運(yùn)行，母線導(dǎo)體在額定環(huán)境溫度和導(dǎo)體正常發(fā)熱允許最高溫度下的允許電流，經(jīng)過(guò)修正后的數(shù)值應(yīng)大于或等于流過(guò)導(dǎo)體的最大持續(xù)工作電流，即： 式中 K綜合修正系數(shù)（2）為了考慮母線長(zhǎng)期運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，除了配電裝置的匯流母線以及斷續(xù)運(yùn)行或長(zhǎng)度在20m以下的母線外，一般均應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體的截面，這樣可使年計(jì)算費(fèi)用最低。經(jīng)濟(jì)電流密度的大小和導(dǎo)體的種類和最大年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)有關(guān)。導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)截面計(jì)算公式為：式中 -正常工作時(shí)的最大持續(xù)工作電流(A) j -經(jīng)濟(jì)電流密度()由于按經(jīng)濟(jì)電流密

42、度選擇的截面是在總費(fèi)用的最低點(diǎn)，在該點(diǎn)附近總費(fèi)用隨截面積變化不明顯。因此，選擇時(shí)如果導(dǎo)體截面積無(wú)合適的數(shù)值時(shí)，允許選用略小于按經(jīng)濟(jì)電流密度求得的截面積。3電暈電壓校驗(yàn)電暈放電會(huì)造成電暈損耗、無(wú)線電干擾、噪音和金屬腐蝕等許多危害。因此，110220KV裸母線晴天不發(fā)生可見(jiàn)電暈的條件是：電暈臨界電壓應(yīng)大于最高工作電壓即：> 對(duì)于330500KV超高壓配電裝置，電暈是選擇導(dǎo)線的控制條件。要求在1.1倍最高工作相電壓下，晴天夜晚不應(yīng)出現(xiàn)可見(jiàn)電暈。選擇母線時(shí)應(yīng)綜合考慮導(dǎo)體直徑、分裂間距和相間距離等條件，經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定最佳方案。4熱穩(wěn)定校驗(yàn)按照上述情況選擇的導(dǎo)體截面S，還應(yīng)校驗(yàn)其在短路條件下的熱穩(wěn)定。裸導(dǎo)體熱穩(wěn)定校驗(yàn)公式為：S式中 S -所選導(dǎo)體截面； -根據(jù)熱穩(wěn)定條件決定的導(dǎo)體最小允許截面； -短路電流熱效應(yīng)； -集膚效應(yīng)系數(shù) C -熱穩(wěn)定系數(shù)；5動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)由于硬母線都安裝在支持絕緣子上，當(dāng)短路沖