火電廠電氣一次部分畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　題 目：火電廠電氣一次部分畢業(yè)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的重要組成部分，也直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與運(yùn)行。在發(fā)電廠中，一次接線和二次接線都是其電氣部分的重要組成部分。</p><p>　　本設(shè)計(jì)是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生畢業(yè)前的一次綜合設(shè)計(jì)，它是將本專業(yè)所學(xué)知識(shí)

2、進(jìn)行的一次系統(tǒng)的回顧和綜合的利用。設(shè)計(jì)中將主要從理論上在電氣主接線設(shè)計(jì)，短路電流計(jì)算，電氣設(shè)備的選擇，配電裝置的布局，防雷設(shè)計(jì)，發(fā)電機(jī)、變壓器和母線的繼電保護(hù)等方面做詳盡的論述，并與三河火力發(fā)電廠現(xiàn)行運(yùn)行情況比較，同時(shí)，在保證設(shè)計(jì)可靠性的前提下，還要兼顧經(jīng)濟(jì)性和靈活性，通過(guò)計(jì)算論證該火電廠實(shí)際設(shè)計(jì)的合理性與經(jīng)濟(jì)性。在計(jì)算和論證的過(guò)程中，結(jié)合新編電氣工程手冊(cè)規(guī)范，采用CAD軟件繪制了大量電氣圖，進(jìn)一步完善了設(shè)計(jì)。</p>&

3、lt;p>　　關(guān)鍵字 主接線設(shè)計(jì)；短路電流；配電裝置；電氣設(shè)備選擇；繼電保護(hù)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Power plants is an important part of power system, and also affect the safety of the whole power system w

4、ith operation. In power plant, a wiring and secondary wiring is the important part of electrical part.</p><p>　　This design is the electrical engineering and automation of professional students before gradua

5、tion design, it is a comprehensive professional knowledge learnt this a systematic review and comprehensive utilization. Design mainly from theory will in the main electrical wiring design, short-circuit current calculat

6、ion, electrical equipment choice, power distribution equipment layout, lightning protection design, generator, transformer and busbar protection etc, and a detailed discussion with the </p><p>　　Keywords Lo

7、rd wiring design; Short-circuit current; Distribution device; Electrical equipment selection; Relay protection</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要i</b></p><p

8、>　　Abstractii</p><p>　　第 1 章緒 論1</p><p>　　1.1課題背景1</p><p>　　1.1.1社會(huì)背景1</p><p>　　1.2課題研究的目的和意義2</p><p>　　1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.4

9、課題的主要研究工作3</p><p>　　第 2 章電氣主接線設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1電氣主接線的設(shè)計(jì)原則及要求5</p><p>　　2.1.1明確任務(wù)和設(shè)計(jì)原理5</p><p>　　2.2方案的設(shè)計(jì)、論證和選擇6</p><p>　　2.3本章小結(jié)8</p><

10、;p>　　第 3 章短路電流的計(jì)算9</p><p>　　3.1短路的原因、后果及形式9</p><p>　　3.2短路的物理過(guò)程及計(jì)算方法9</p><p>　　3.3短路電流的計(jì)算數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果11</p><p>　　第 4 章電氣設(shè)備的選擇13</p><p>　　4.1主變壓器和發(fā)

11、電機(jī)的選擇13</p><p>　　4.2高低壓電氣設(shè)備的選擇13</p><p>　　4.3導(dǎo)體的設(shè)計(jì)和選擇18</p><p>　　第 5 章配電裝置21</p><p>　　5.1屋外配電裝置21</p><p>　　5.2屋內(nèi)配電裝置25</p><p>　　第 6

12、 章繼電保護(hù)29</p><p>　　6.1發(fā)電機(jī)的保護(hù)30</p><p>　　6.2變壓器的保護(hù)32</p><p>　　6.3母線保護(hù)34</p><p>　　6.4防直擊雷保護(hù)35</p><p>　　第 7 章總結(jié)和展望37</p><p><b>　

13、　致 謝38</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)39</b></p><p><b>　　附錄A41</b></p><p><b>　　緒 論</b></p><p><b>　　課題背景</b></p><

14、;p><b>　　社會(huì)背景</b></p><p>　　電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要部門之一，是一種將煤，石油，天然氣，水能，核能，風(fēng)能等一次能源轉(zhuǎn)換成電能這個(gè)二次能源的工業(yè)，作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的其他各部門的快速，穩(wěn)定發(fā)展提供足夠的動(dòng)力，其發(fā)展水平是反映國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度的重要標(biāo)志，又和廣大人民群眾的日常生活有著密切的關(guān)系。電力是工業(yè)的先行，電力工業(yè)的發(fā)展必須優(yōu)先于其他的工業(yè)部門，整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)才能

15、不斷前進(jìn)。</p><p>　　近幾年隨著我國(guó)工業(yè)的高速發(fā)現(xiàn)，我國(guó)電力工業(yè)超常規(guī)發(fā)展，每年裝機(jī)容量超過(guò)6000萬(wàn)千瓦，30萬(wàn)千瓦、60萬(wàn)千瓦亞臨界火電機(jī)組成為我國(guó)電網(wǎng)的主力機(jī)組。目前，我國(guó)30萬(wàn)千瓦、60萬(wàn)千瓦的火力發(fā)電機(jī)組，70萬(wàn)千瓦的水力發(fā)電機(jī)組，在國(guó)際招標(biāo)中中標(biāo)成功率大于90%以上。這幾年電力工業(yè)之所以能飛速發(fā)展，其重要原因是，為中國(guó)電力市場(chǎng)提供的火力發(fā)電設(shè)備主要立足于國(guó)內(nèi)生產(chǎn)。這一觀點(diǎn)得到國(guó)內(nèi)各發(fā)電公司以

16、及電廠老總們的認(rèn)同。今天電氣制造企業(yè)的國(guó)內(nèi)用戶率已達(dá)到75%以上。</p><p>　　火力發(fā)電是現(xiàn)在電力發(fā)展的主力軍，在現(xiàn)在提出和諧社會(huì)，循環(huán)經(jīng)濟(jì)的環(huán)境中，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)不可再生能源的影響，雖然現(xiàn)在在我國(guó)已有部分核電機(jī)組，但火電仍占領(lǐng)電力的大部分市場(chǎng)，近年電力發(fā)展滯后經(jīng)濟(jì)發(fā)展，全國(guó)上了許多火電廠，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)的要求。</p>

17、<p>　　目前，我國(guó)的電力工業(yè)已經(jīng)進(jìn)入“大電網(wǎng)”，“大機(jī)組”，“超高壓，交直流輸電”，“電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化”，“狀態(tài)檢修”等新技術(shù)發(fā)展新階段，一些世界水平的先進(jìn)技術(shù)，已在我國(guó)電力系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　隨著近年來(lái)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展與人民生活用電的急劇增長(zhǎng)，電力工業(yè)的發(fā)展仍不能瞞足整個(gè)社會(huì)發(fā)展的需要。另外，由于我國(guó)人口眾多，因此在按人口平均用電方面，仍只處于中等水平，尚不能及全世界

18、平均人口用電量的一半。2008年人均用電量2596kW·h，人均占用發(fā)電裝機(jī)容量?jī)H為0.6kW；我國(guó)第二產(chǎn)業(yè)用電比重為76.49%，第三產(chǎn)業(yè)為9.78%，生活用電比重為11%。由此可見，我國(guó)人均用電水平遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家，與完成其工業(yè)化進(jìn)程國(guó)家的電力指標(biāo)相比，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展正處于工業(yè)化進(jìn)程的中后期，我國(guó)用電遠(yuǎn)低于國(guó)際水平。</p><p>　　因此我國(guó)電力工業(yè)必須持續(xù)，穩(wěn)步地大力發(fā)展，一方面要加強(qiáng)電源建設(shè)，搞

19、好“西電東送”，確保電力現(xiàn)行，另一方面要深化電力體制改革，實(shí)施廠網(wǎng)分家。 </p><p><b>　　專業(yè)學(xué)習(xí)背景</b></p><p>　　本課題設(shè)計(jì)者在大學(xué)期間認(rèn)真地修完了電氣工程專業(yè)的所有課程，掌握了使電力系統(tǒng)安全運(yùn)行以及如何排除其不正常運(yùn)行故障的知識(shí)，能運(yùn)用電機(jī)，發(fā)電廠、變電所電氣部分，高電壓技術(shù)，電力系統(tǒng)自動(dòng)化，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)等專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，為

20、本次畢業(yè)設(shè)計(jì)做了充分的知識(shí)原料準(zhǔn)備。</p><p>　　課題研究的目的和意義</p><p>　　我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，我國(guó)的電力工業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)依靠多家辦電的政策，吸引了投資，促進(jìn)了我國(guó)電力工業(yè)的發(fā)展；并通過(guò)引進(jìn)、消化和吸收和技術(shù)創(chuàng)新，極大地提高了電力的技術(shù)水平和裝備水平；通過(guò)堅(jiān)持不懈的達(dá)標(biāo)、創(chuàng)一流工作，大大提高了電力企業(yè)的管理水平，很多電力企業(yè)，尤其是一些發(fā)電廠的管理水平可以與發(fā)達(dá)國(guó)家的電廠

21、的管理一比高低。</p><p>　　因此，研究火電廠設(shè)計(jì)有著重大意義，像我國(guó)某些二期發(fā)電工程，發(fā)電能夠滿足廣大寒冷地區(qū)冬季的采暖供熱，采用水塔排煙(煙塔合一)新工藝是自主設(shè)計(jì)、自主施工，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)工藝技術(shù)。二期工程建設(shè)引進(jìn)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的環(huán)保技術(shù)和設(shè)施，實(shí)現(xiàn)一期已建成機(jī)組與二期工程同步進(jìn)行100％煙氣脫硫；在采用低氮燃燒技術(shù)的基礎(chǔ)上，二期鍋爐采用100％煙氣脫硝系統(tǒng)和采用高效除塵器，排放指標(biāo)較低。引進(jìn)污

22、水處理廠提供的中水，作為發(fā)電冷卻用補(bǔ)充水，每年可節(jié)約優(yōu)質(zhì)水資源，促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。鍋爐采用干除灰、干排渣技術(shù)?；?、渣及脫硫石膏100％綜合利用和深加工，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)零排放。</p><p><b>　　國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀</b></p><p>　　電力系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　新中國(guó)成立以后，特別是改革開放以來(lái)，我

23、國(guó)電力工業(yè)得到了迅速發(fā)展。在黨中央、國(guó)務(wù)院的正確領(lǐng)導(dǎo)下，廣大電力職工奮發(fā)圖強(qiáng)，辛勤耕耘，中國(guó)的電力工業(yè)取得了令人矚目的成就。1987年，全國(guó)電力裝機(jī)容量邁上1億千瓦臺(tái)階；1995年突破2億千瓦；到2000年底，全國(guó)電力裝機(jī)容量已達(dá)3.19億千瓦。從1949年到改革開放前的1978年，我國(guó)電力裝機(jī)由185萬(wàn)千瓦增加到5712萬(wàn)千瓦，增長(zhǎng)了29.9倍；年發(fā)電量由43億千瓦時(shí)增加到2566億千瓦時(shí)，增長(zhǎng)了58.7倍。而從1978年到二十世紀(jì)末

24、，我國(guó)電力裝機(jī)和年發(fā)電量又分別增長(zhǎng)了4.58和4.33倍。目前，我國(guó)的電力裝機(jī)容量和年發(fā)電量均居世界第2位；我國(guó)的電力工業(yè)也已從大電網(wǎng)、大機(jī)組、超高壓、高自動(dòng)化階段，進(jìn)入了優(yōu)化資源配置、實(shí)施全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的新階段[3]。</p><p>　　我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，我國(guó)的電力工業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)依靠多家辦電的政策，吸引了投資，促進(jìn)了我國(guó)電力工業(yè)的發(fā)展；并通過(guò)引進(jìn)、消化和吸收和技術(shù)創(chuàng)新，極大地提高了電力的技術(shù)水平和裝備水平；通過(guò)十年的

25、堅(jiān)持不懈的達(dá)標(biāo)、創(chuàng)一流工作，大大提高了電力企業(yè)的管理水平，很多電力企業(yè)，尤其是一些發(fā)電廠的管理水平可以與發(fā)達(dá)國(guó)家的電廠的管理一比高低。但是，我國(guó)人均用電水平還很低，面臨著繼續(xù)快速發(fā)展的巨大壓力。</p><p>　　自從加入了ＷＴＯ以后，國(guó)家電力公司已經(jīng)確定了“建成控股型、經(jīng)營(yíng)型、集團(tuán)化、現(xiàn)代化、國(guó)際一流的電力公司”的戰(zhàn)略目標(biāo)，并已在2000年躋身世界500強(qiáng)，2001年在世界500強(qiáng)中位居77位。中國(guó)加入WTO

26、對(duì)電力工業(yè)來(lái)說(shuō)，是機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，機(jī)遇大于挑戰(zhàn)。</p><p>　　火電廠設(shè)計(jì)研究的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　在我國(guó)乃至全世界范圍，火電廠的裝機(jī)容量占總裝機(jī)容量的70％左右，發(fā)電量占總發(fā)電量的80％左右。截止目前為止，我國(guó)火力發(fā)電廠單機(jī)容量以30萬(wàn)千瓦和60萬(wàn)千瓦機(jī)組為主，浙江省溫州市玉環(huán)縣的華能玉環(huán)電廠正在投建4臺(tái)100萬(wàn)千瓦發(fā)電機(jī)組，首臺(tái)機(jī)組預(yù)計(jì)今年投產(chǎn)發(fā)電。其100萬(wàn)千瓦

27、超超臨界火力發(fā)電機(jī)組主蒸汽壓力為25兆帕，主蒸汽和再熱蒸汽溫度均為600度，這不僅在我國(guó)是最高參數(shù)，在世界上也處于最前沿水平。此前，上海電氣與西門子合作制造的上海外高橋2臺(tái)90萬(wàn)千瓦火力機(jī)組是我國(guó)第一個(gè)超臨界百萬(wàn)級(jí)項(xiàng)目，首臺(tái)機(jī)組已于2006年開始發(fā)電[4]。</p><p><b>　　課題的主要研究工作</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容<

28、/b></p><p>　　擬訂主接線的方案：分析原始資料、確定主接線、主變形式、設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)比較并確定最佳方案、合理的選擇各側(cè)的接線方式、確定所用電接線方式。</p><p>　　計(jì)算短路電流：選擇計(jì)算短路點(diǎn)、計(jì)算各點(diǎn)的短路電流、并列出計(jì)算結(jié)果表。</p><p>　　合理地選擇主要的電氣設(shè)備：選擇220KV、500KV電氣的主接線、主變雙側(cè)的斷路器和刀閘、限流

29、電抗器、避雷針、避雷器、避雷線和各個(gè)電壓等級(jí)主母線上的電壓互感器。</p><p>　　配置主要的電氣設(shè)備：配置各級(jí)電壓互感器、配置避雷器和各個(gè)支路的電流互感器和屋內(nèi)屋外配電裝置。</p><p>　　合理設(shè)計(jì)各種保護(hù)：防直擊雷保護(hù)、主變的繼電保護(hù)、發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)和發(fā)電廠出線的線路的保護(hù)。</p><p><b>　　擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題</b>

30、</p><p>　　發(fā)電機(jī)、變壓器、線路的各種保護(hù)問(wèn)題；電氣主接線的一二次設(shè)計(jì)問(wèn)題。</p><p><b>　　電氣主接線設(shè)計(jì)</b></p><p>　　電氣主接線的設(shè)計(jì)原則及要求</p><p>　　發(fā)電廠和變電所的電氣主接線是保證電網(wǎng)安全可靠﹑經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵,是電氣設(shè)備布置﹑選擇﹑自動(dòng)化水平和二次回路設(shè)計(jì)的原則

31、和基礎(chǔ)。</p><p>　　電氣主接線的設(shè)計(jì)原則是：應(yīng)根據(jù)發(fā)電廠和變電所在電力系統(tǒng)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、本期建設(shè)規(guī)模、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)的線路容量、電氣設(shè)備性能和周圍環(huán)境及自動(dòng)化規(guī)劃與要求等條件確定。應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求[5]。</p><p>　　電氣主接線的主要要求為：

32、</p><p>　?。?）可靠性：衡量可靠性的指標(biāo)，一般根據(jù)主接線的型式及主要設(shè)備操作的可能方式，按一定的規(guī)律計(jì)算出“不允許”事件發(fā)生的規(guī)律，對(duì)幾種主接線型式中擇優(yōu)。</p><p>　?。?）靈活性：投切發(fā)電機(jī)、變壓器、線路斷路器的操作要可靠方便、調(diào)度靈活。</p><p>　?。?）經(jīng)濟(jì)性：通過(guò)優(yōu)化比選，工程設(shè)計(jì)應(yīng)盡力做到投資省、占地面積小、電能損耗少。<

33、;/p><p><b>　　明確任務(wù)和設(shè)計(jì)原理</b></p><p><b>　　原始資料</b></p><p>　　裝機(jī)4臺(tái)，分別為供熱式機(jī)組2*50MW()、凝氣式機(jī)組2*300MW(),廠用電率6%，機(jī)組年利用小時(shí)數(shù)。系統(tǒng)規(guī)劃部門提供的電力符合及與電力系統(tǒng)連接情況資料：10KV電壓級(jí)最大負(fù)荷20MW,最小負(fù)荷15MW

34、,,電纜饋線10回。220KV電壓級(jí)最大負(fù)荷250MW，最小負(fù)荷200MW, , ，架空線路4回。500KV電壓級(jí)與容量為3500MW的電力系統(tǒng)連接，系統(tǒng)歸算到本電廠500KV母線上的標(biāo)幺電抗，基準(zhǔn)容量為100MV.A,500KV架空線4回，備用線路1回。</p><p>　　此外，尚有相應(yīng)的地理資料、氣候條件和其它資料。</p><p><b>　　原始資料的分析</b&

35、gt;</p><p>　　設(shè)計(jì)電廠為大﹑中型火電廠,其容量為2*50+2*300=700(MW),占電力系統(tǒng)容量700/(3500+700)*100%=16.7%,超過(guò)了電力系統(tǒng)的檢修備用容量8%～15%和事故備用容量10%的限額,說(shuō)明該廠在未來(lái)電力系統(tǒng)中的作用和地位至關(guān)重要,而且年利用小時(shí)數(shù)為6500h>5000h,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組的平均最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)（如2005年我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組年最大

36、負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為5225h）。該廠為火電廠，在電力系統(tǒng)中將主要承擔(dān)基荷，從而該廠主接線設(shè)計(jì)務(wù)必著重考慮其可靠性[6]。</p><p>　　從負(fù)荷特點(diǎn)及電壓等級(jí)可知，10KV電壓等級(jí)上的地方負(fù)荷容量不大，共有10回電纜饋線，與50MW發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓相等，采用直饋線為宜。20KV電壓為300MW發(fā)電機(jī)出口電壓，既無(wú)直配負(fù)荷，又無(wú)特殊的要求，擬采用單元接線的形式，可以節(jié)省價(jià)格昂貴的發(fā)電機(jī)出口斷路器，又利于配電裝置的

37、布置；220KV電壓級(jí)出現(xiàn)回路數(shù)為4回，為了保證檢修出線斷路器不致對(duì)該回路停電，擬采用帶旁路母線接線形式為宜；500KV與系統(tǒng)有4回饋線，呈強(qiáng)聯(lián)系形式并送出本廠最大可能的電力為700-15-200-700*6%=443（MV）?？梢?，該廠500KV級(jí)的接線對(duì)可靠性要求應(yīng)當(dāng)很高[7]。</p><p>　　方案的設(shè)計(jì)、論證和選擇</p><p><b>　　方案設(shè)計(jì)</b&g

38、t;</p><p>　　根據(jù)對(duì)原始資料的分析,現(xiàn)將各電壓級(jí)可能采用的較佳方案列出，進(jìn)而以優(yōu)化組合方式,組成最佳的方案。</p><p>　?。?）10KV電壓級(jí)。由于10KV出線回路多，而且發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量為50MW，遠(yuǎn)大于有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)程對(duì)選用單母線分段接線不得超過(guò)24MW的規(guī)定，應(yīng)確定為雙母線分段接線的形式，2臺(tái)50MW發(fā)電機(jī)分別接在兩段母線上，剩余功率通過(guò)主變壓器送往高一級(jí)電壓220K

39、V?？紤]到50MW機(jī)組為供熱式機(jī)組，通?！耙詿岫姟保瑱C(jī)組的年負(fù)荷最大小時(shí)數(shù)較低，即10KV電壓級(jí)與220KV電壓級(jí)之間按弱聯(lián)系考慮，只設(shè)1臺(tái)主變壓器；同時(shí)，由于10KV電壓最大負(fù)荷20MW，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于2*50MW發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量，即使在發(fā)電機(jī)檢修或升壓變壓器檢修的情況下，也可以保證該電壓等級(jí)負(fù)荷的要求。由于2臺(tái)50MW機(jī)組均接于10KV母線上，有較大的短路電流，為了選擇合適的電氣設(shè)備，應(yīng)在分段處加裝母線電抗器，同時(shí)各條電纜饋線上裝設(shè)線路

40、電抗器。</p><p>　?。?）220KV電壓級(jí)。出線回路數(shù)為4回，為了使其出線斷路器檢修時(shí)不停電，應(yīng)采用單母線分段帶旁路母線接線或雙母線帶旁路母線接線，以保證供電的可靠性和靈活性。其進(jìn)線僅從10KV送來(lái)剩余容量2*50—[（100*6%）+20]=74MW，并不能夠滿足220KV最大負(fù)荷250MW的要求。為此，擬采用以1臺(tái)300MW機(jī)組按照發(fā)電機(jī)——變壓器單元接線形式接至220KV母線上，其剩余容量或機(jī)組檢

41、修時(shí)不足容量由聯(lián)絡(luò)變壓器與500KV接線連接，彼此之間相互交換功率。</p><p>　　（3）500KV電壓級(jí)。500KV負(fù)荷容量大，其主接線是本廠向系統(tǒng)輸送功率的主要接線方式，為保證可靠性，可能有多種接線方式，經(jīng)過(guò)定性分析篩選后，可以選用的方案為雙母線帶旁路母線接線和一臺(tái)半斷路器接線，通過(guò)聯(lián)絡(luò)變壓器與220KV連接，并通過(guò)一臺(tái)三繞組變壓器聯(lián)系220KV和10KV電壓，以提高可靠性，一臺(tái)300MW機(jī)組與變壓器構(gòu)

42、成單元接線，直接將功率送到500KV電力系統(tǒng)[8]。</p><p>　　根據(jù)以上分析、篩選、組合，可以保留兩種可能的接線方案：</p><p>　　方案Ⅰ如圖2.1所示:</p><p>　　圖2.1 電氣主接線圖</p><p>　　方案Ⅱ?yàn)?00KV側(cè)采用雙母線帶旁路母線接線，220KV側(cè)采用單母線分段帶旁路母線接線，示意圖略。<

43、/p><p><b>　　方案的經(jīng)濟(jì)比較</b></p><p>　　采用最小費(fèi)用法，對(duì)擬訂的兩方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，上述兩方案中的相同部分不參與比較計(jì)算，只是對(duì)相異部分進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算內(nèi)容包括一次投資、年運(yùn)行費(fèi)用。</p><p>　　若圖2.1所示方案Ⅰ參與比較部分的設(shè)備折算到施工年限的總投資為6954.7萬(wàn)元，折算年的運(yùn)行費(fèi)用為1016.29萬(wàn)元，

44、火電廠使用年限按照n=25年計(jì)算，電力行業(yè)預(yù)期投資回報(bào)率i=0.1,則方案Ⅰ的費(fèi)用為：</p><p>　　同理，在計(jì)算出方案Ⅱ的折算年總投資和年運(yùn)行費(fèi)用之后，可得到方案Ⅱ的年費(fèi)用低于方案Ⅰ[9]</p><p><b>　　本章小結(jié)</b></p><p>　　通常，經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)比較計(jì)算，求得的年費(fèi)用AC最小方案者，即為經(jīng)濟(jì)上的最優(yōu)方案；然而，住

45、接線最終方案的確定還必須從可靠性、靈活性等多方面綜合評(píng)估，包括大型電廠、變電站對(duì)主接線可靠性若干指標(biāo)的計(jì)算，最后確定最終方案。通過(guò)定性分析和可靠性及經(jīng)濟(jì)計(jì)算，在技術(shù)上（可靠性、靈活性）方案Ⅰ明顯占優(yōu)勢(shì)，這主要是由于一臺(tái)半斷路器接線方式的高可靠性指標(biāo)，但在經(jīng)濟(jì)上則不如方案Ⅱ。鑒于大、中型發(fā)電廠大機(jī)組應(yīng)以可靠性和靈活性為主，所以，經(jīng)過(guò)綜合的分析，決定選用圖2.1所示的方案Ⅰ作為設(shè)計(jì)的最佳方案。</p><p><

46、;b>　　短路電流的計(jì)算</b></p><p>　　短路的原因、后果及形式</p><p>　　在電力系統(tǒng)中，出現(xiàn)次數(shù)比較多的嚴(yán)重故障就是短路。所謂短路是指電力系統(tǒng)中不等電位的導(dǎo)體在電氣上被短接。產(chǎn)生短路的主要原因，是由于電氣設(shè)備載流部分絕緣損壞所造成。而絕緣損壞主要是因?yàn)榻^緣老化、過(guò)電壓、機(jī)械性損傷等引起。人為誤操作及鳥獸跨越裸導(dǎo)體等也能引起短路。發(fā)生短路時(shí)，由于系統(tǒng)

47、中總阻抗大大減少，因而短路電流可能達(dá)到很大數(shù)值（幾萬(wàn)安至十幾萬(wàn)安）。這樣大的電流所產(chǎn)生的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)會(huì)使電氣設(shè)備受到破壞；同時(shí)短路點(diǎn)的電壓降到零，短路點(diǎn)附近的電壓也相應(yīng)地顯著降低，使此處的電力系統(tǒng)受到嚴(yán)重影響或被迫中斷；若在發(fā)電廠附近發(fā)生短路，還可能使整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行解列，引起嚴(yán)重后果。</p><p>　　在三相供電系統(tǒng)中，可能發(fā)生的主要短路類型有三相短路、二相短路、兩相接地短路和單相接地短路，三相短路屬對(duì)

48、稱短路，其余三種為不對(duì)稱短路。在四種短路故障中，出現(xiàn)單相短路故障的機(jī)率最大，三相短路故障的機(jī)率最小。但在</p><p>　　電力系統(tǒng)中，用三相短路作為最嚴(yán)重的故障方式，來(lái)驗(yàn)算電器設(shè)備的運(yùn)行能力。</p><p>　　短路的物理過(guò)程及計(jì)算方法</p><p>　　當(dāng)突然發(fā)生短路時(shí)，系統(tǒng)總是由工作狀態(tài)經(jīng)過(guò)一個(gè)暫態(tài)過(guò)程進(jìn)入短路穩(wěn)定狀態(tài)。暫態(tài)過(guò)程中的短路電流比其穩(wěn)態(tài)短路電

49、流大的多，雖歷時(shí)很短，但對(duì)電器設(shè)備的危害性遠(yuǎn)比穩(wěn)態(tài)短路電流嚴(yán)重得多。有限電源容量系統(tǒng)的暫態(tài)過(guò)程要比無(wú)限大電源容量系統(tǒng)的暫態(tài)過(guò)程復(fù)雜的多，在計(jì)算建筑配電工程三相短路電流時(shí)，都按無(wú)限大電源容量系統(tǒng)來(lái)考慮。短路全電流ik由兩部分組成(ik=iz＋if)：一部分短路電流隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，稱為周期分量iz；另一部分因回路中存在電感而引起的自感電流，稱為非周期分量if[11]。</p><p>　　短路電流的實(shí)用計(jì)算法：

50、</p><p>　?。保┤喽搪冯娏髦芷诜至康钠鹗贾?lt;/p><p><b>　?。?.1）</b></p><p><b>　?。?.2）</b></p><p><b>　?。?.3）</b></p><p><b>　　（3.4）<

51、;/b></p><p>　　式中 ——短路電流周期分量的起始有效值（KA）;</p><p>　　——廠用電源短路電流周期分量的起始有效值（KA）;</p><p>　　——電動(dòng)機(jī)反饋電流周期分量的起始有效值（KA）;</p><p>　　——基準(zhǔn)電流（KA），當(dāng)取基準(zhǔn)容量=100MVA、基準(zhǔn)電壓=6.3KV時(shí), =9.16K

52、A;</p><p>　　——系統(tǒng)電抗（標(biāo)幺值）；</p><p>　　——廠用電源引接點(diǎn)的短路容量（MVA）;</p><p>　　——廠用變壓器（電抗值）的電抗（標(biāo)幺值）；</p><p>　　——以廠用變壓器額定容量為基準(zhǔn)的阻抗電壓百分值；</p><p>　　——電抗器的百分電抗值；</p>&l

53、t;p>　　——電抗器的額定電壓（KV）；</p><p>　　——電抗器的額定電流（KA）；</p><p>　　——電動(dòng)機(jī)平均的反饋電流倍數(shù)，100MW及以上機(jī)組為5，125MW及以上機(jī)組取5.5～6.0；</p><p>　　——計(jì)及反饋的電動(dòng)機(jī)額定電流之和（A）；</p><p>　　——計(jì)及反饋的電動(dòng)機(jī)額定功率之和（KW）；&

54、lt;/p><p>　　——電動(dòng)機(jī)的額定電壓（KV）；</p><p><b>　　2)短路沖擊電流：</b></p><p><b>　?。?.5）</b></p><p>　　式中: ——短路沖擊電流(KA)</p><p>　　——廠用電源的短路峰值電流(KA)<

55、;/p><p>　　——電動(dòng)機(jī)的反饋峰值電流(KA)</p><p>　　——廠用電源短路電流的峰值系數(shù)</p><p>　　——電動(dòng)機(jī)反饋電流的峰值系數(shù)，100MW及以上機(jī)組為1.4～1.6，125MW及以上機(jī)組取1.7[12]。</p><p>　　3)t瞬間三相短路電流：</p><p><b>　?。?.

56、6）</b></p><p><b>　?。?.7）</b></p><p>　　式中 ： ——t瞬間短路電流的周期分量有效值（KA）</p><p>　　——t瞬間短路電流的非周期分量值（KA）</p><p>　　——t瞬間廠用電源短路電流的周期分量有效值（KA）</p><p>

57、;　　——t瞬間廠用電源短路電流的非周期分量值（KA）</p><p>　　——t瞬間電動(dòng)機(jī)反饋電流的周期分量有效值（KA）</p><p>　　——t瞬間電動(dòng)機(jī)反饋電流的非周期分量值（KA）</p><p>　　——電動(dòng)機(jī)反饋電流的衰減系數(shù)</p><p>　　——廠用電源非周期分量的衰減系數(shù)</p><p>　　—

58、—電動(dòng)機(jī)反饋電流的衰減時(shí)間常數(shù)（S），125MW及以上機(jī)組為0.062</p><p>　　——主保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間(S)</p><p>　　——斷路器固有跳閘時(shí)間 </p><p>　　短路電流的計(jì)算數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果</p><p>　　500KV三相短路電流電流計(jì)算及其正序阻抗圖</p><p><b>

59、　　如圖3.1：</b></p><p>　　圖3.1 500KV三相短路電流電流計(jì)算及其正序阻抗圖</p><p>　　500KV電氣主接線及其設(shè)備規(guī)范</p><p>　　圖3.2 500KV電氣主接線及其設(shè)備規(guī)范</p><p>　　短路電流的詳細(xì)計(jì)算結(jié)果見附錄</p><p><b>　　

60、電氣設(shè)備的選擇</b></p><p>　　為了滿足電力生產(chǎn)和保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，發(fā)電廠和變電所中安裝有各種電氣設(shè)備，其主要的任務(wù)是啟停機(jī)組、調(diào)整負(fù)荷、切換設(shè)備和線路、監(jiān)視主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、發(fā)生異常故障時(shí)及時(shí)處理。根據(jù)電氣設(shè)備的作用不同，可以將電氣設(shè)備分為一次設(shè)備和二次設(shè)備。</p><p><b>　?。?）一次設(shè)備 </b><

61、/p><p>　　通常把生產(chǎn)、變換、輸送、分配和使用電能的設(shè)備，如發(fā)電機(jī)、變壓器和斷路器等稱為一次設(shè)備。它們包括：生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備、接通或斷開電路的開關(guān)電器、限制故障電流和防御過(guò)電壓的保護(hù)電器、載流導(dǎo)體、接地裝置。</p><p><b>　?。?）二次設(shè)備 </b></p><p>　　對(duì)一次設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量、控制、監(jiān)視和保護(hù)的設(shè)

62、備，成為二次設(shè)備。它們包括：使用的互感器、測(cè)量表計(jì)、 繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置、直流電源設(shè)備、操作電器。</p><p>　　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</p><p>　　主變壓器和發(fā)電機(jī)的選擇</p><p>

63、;<b>　　主變壓器的選擇</b></p><p>　　1）臺(tái)數(shù)分析：為了保證供電的可靠性，選兩臺(tái)主變壓器。</p><p>　?。?）主變壓器容量：額定容量為360MV.A，額定電壓為2202*2.5%/20kv、5002*2.5%/20kv，連接組別為YN,d11，，。</p><p>　?。?）繞組分析：擬采用雙繞組變壓器[14]。&l

64、t;/p><p><b>　　發(fā)電機(jī)的選擇</b></p><p>　　此次設(shè)計(jì)的發(fā)電機(jī)擬采用2臺(tái)上海汽輪發(fā)電機(jī)有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為QFSN-300-2d的水氫式機(jī)組。額定功率300MW,最大連續(xù)出力338MW,額定功率因數(shù)（滯后）0.85，額定電壓20KV,額定電流10189A,額定轉(zhuǎn)速3000r／min[13]。 </p><p>　　高低壓電

65、氣設(shè)備的選擇</p><p><b>　　斷路器的選擇</b></p><p>　　室內(nèi)高壓斷路器是開關(guān)電器中結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜的一類。在正常運(yùn)行時(shí)，可用它來(lái)將用電負(fù)荷或某線路接入或退出電網(wǎng)，起倒換運(yùn)行方式的作用；當(dāng)設(shè)備或線路上發(fā)生故障時(shí)，可通過(guò)繼電保護(hù)裝置聯(lián)動(dòng)斷路器迅速切除故障用電設(shè)備或線路，保證無(wú)故障部分仍正常運(yùn)行。由此可見，高壓斷路器在電力系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)著控制和保護(hù)電氣設(shè)

66、備或線路的雙重作用。</p><p>　　高壓斷路器具有分?jǐn)嗄芰?qiáng)、性能穩(wěn)定、工作可靠和運(yùn)行維護(hù)方便的特點(diǎn)，其核心部件是滅弧裝置和觸頭。按使用不同的滅弧介質(zhì)而生產(chǎn)了各類高壓斷路器，目前我國(guó)電力系統(tǒng)中應(yīng)用的斷路器有如下幾種：</p><p>　?。?）高壓空氣斷路器是以壓縮空氣為滅弧介質(zhì)和弧隙絕緣介質(zhì)。并兼作操作機(jī)構(gòu)的動(dòng)力，操作機(jī)構(gòu)與斷路器合為一體。目前我國(guó)生產(chǎn)的KW4、KW5系列高壓空氣斷

67、路器的空氣壓力在2×兆帕以上，多用于是10KV及以上的電力系統(tǒng)中。</p><p>　?。?）六氟化硫（SF6）高壓斷路器則采用SF6氣體作為滅弧介質(zhì)，與其它高壓元件組成全封閉式高壓斷路器，因此不受環(huán)境條件影響，運(yùn)行安全可靠，在電力系統(tǒng)中，尤其是在110KV及以上電力系統(tǒng)中得到越來(lái)越廣泛的采用。</p><p>　?。?）真空高壓斷路器是利用真空作為絕緣介質(zhì)，其絕緣強(qiáng)度最高，而且

68、絕緣強(qiáng)度恢復(fù)快。其真空滅弧室是高強(qiáng)度的真空玻璃泡構(gòu)成，真空度可達(dá)到汞柱，多用10KV及以上的電力系統(tǒng)中。</p><p>　　（4）油高壓斷路器是利用變壓器油作為滅弧和弧隙絕緣介質(zhì)。按其絕緣結(jié)構(gòu)及變壓器油所起的作用不同，分為多油式和少油式兩種高壓斷路器。多油高壓斷路器的變壓器油除了作為滅弧介質(zhì)外，還作為弧隙絕緣及帶電部分與接地外殼（油箱）之間的絕緣。少油高壓斷路器的變壓器油只作為滅弧介質(zhì)和弧隙絕緣介質(zhì)，其油箱帶電

69、，油箱對(duì)地絕緣則通過(guò)瓷介質(zhì)（支持瓷套）來(lái)實(shí)現(xiàn)。少油高壓斷路器的滅弧能力較強(qiáng)，工作安全可靠，維護(hù)方便，而且體積小，用油量少、重量輕，價(jià)格便宜，所以在電力系統(tǒng)中獲得最為廣泛的采用。在20KV及以下電壓等級(jí)的供配電系統(tǒng)中廣泛采用SN10系列（戶內(nèi)式）斷路器，在 20KV以上則大量使用SW4和SW6（戶外式）斷路器[15]。</p><p><b>　　隔離開關(guān)的選擇</b></p>

70、<p>　　隔離開關(guān)是一種沒(méi)有專門滅弧裝置的開關(guān)設(shè)備，主要用來(lái)斷開無(wú)負(fù)荷電流的電路，隔離高壓電流，在分閘狀態(tài)時(shí)有明顯的斷開點(diǎn)，以保證其他電氣設(shè)備的安全檢修。在合閘狀態(tài)時(shí)能可靠地通過(guò)正常負(fù)荷電流及短路故障電流。因它未有專門的滅弧裝置，不能切斷負(fù)荷電流及短路電流。因此，隔離開關(guān)只能在電路已被斷路器斷開的情況下才能進(jìn)行操作，嚴(yán)禁帶負(fù)荷操作，以免造成嚴(yán)重的設(shè)備和人身事故。只有電壓互感器、避雷器、勵(lì)磁電流不超過(guò)2A的空載變壓器及電流不超

71、過(guò)5A的空載線路，才能用隔離開關(guān)進(jìn)行直接操作。</p><p>　　高壓隔離開關(guān)一般可分為戶內(nèi)式和戶外式兩種。</p><p>　?。?）戶外式高壓隔離開關(guān)</p><p>　　GW4—35G型高壓隔離開關(guān)也是目前應(yīng)用較廣泛的設(shè)備。它為雙柱式結(jié)構(gòu)，制成單極型式，借助于交叉連桿組成三極聯(lián)動(dòng)的隔離開關(guān)，也可作單極使用。主要用于220KV及以下各型配電裝置，系列全，可以高

72、型布置，重量較輕，可以手動(dòng)，電動(dòng)操作。</p><p>　　GW6型高壓隔離開關(guān)的特點(diǎn)為220～500KV，單柱、鉗夾、可以分相布置，220KV為偏折，330KV為對(duì)稱折，多用于硬母線布置或做為母線隔離開關(guān) 。</p><p>　　GW7型高壓隔離開關(guān)的特點(diǎn)為220～500KV，三柱式、中間水平轉(zhuǎn)動(dòng)，單相或三相操作，可以分相布置，多用于330KV及以上的屋外中型配電裝置。</p>

73、;<p>　?。?）戶內(nèi)式高壓隔離開關(guān)</p><p>　　GN6、GN10的特點(diǎn)為三級(jí)，可以前后連接，可以立裝、平裝和斜裝，價(jià)格比較便宜，主要用于屋外配電裝置，成套的高壓開關(guān)柜；GN10的特點(diǎn)為單極，大電流3000～13000A，可以手動(dòng)、電動(dòng)操作，用于大電流和發(fā)電機(jī)回路；GN18和GN22的特點(diǎn)為三級(jí)，10KV，大電流2000～3000A,機(jī)械鎖緊，用于大電流回路和發(fā)電機(jī)回路[15] <

74、;/p><p><b>　　互感器的選擇</b></p><p>　　互感器的作用主要是與測(cè)量?jī)x表配合，對(duì)線路的電壓、電流、電能進(jìn)行測(cè)量；與繼電保護(hù)裝置配合，對(duì)電力系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行保護(hù)；使測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)裝置與線路高電壓隔離，以保證運(yùn)行人員和二次裝置的安全；將線路電壓與電流變換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)值，以利儀表和繼電保護(hù)裝置的標(biāo)準(zhǔn)化。 </p><p>&

75、lt;b>　　1.電壓互感器</b></p><p>　　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。</p><p>　　電壓互感器的形式選擇如下:</p><p&g

76、t;　?。?）10KV的配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu);在高壓開關(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。</p><p>　　（2）220KV及其以上的配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確度等級(jí)滿足要求時(shí)，一般采用電容式電壓互感器。</p><p>　?。?）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)盡量與耦合電容

77、器結(jié)合，統(tǒng)一選用電容式電壓互感器。</p><p>　?。?）兼作為泄能用的電壓互感器，應(yīng)選用電磁式電壓互感器。</p><p><b>　　2.電流互感器</b></p><p>　　電流互感器是一種電流變換裝置，可將高壓電流和低壓大電流變換成電壓較低的小電流，供給儀表和繼電器保護(hù)裝置，并將儀表和保護(hù)裝置與高壓隔離電路隔開。電流互感器的二次電

78、流均為5A，使測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)裝置使用安全、方便。因此，電流互感器在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。</p><p>　?。?）選擇標(biāo)準(zhǔn)如下：</p><p>　　電流互感器的額定電壓與電網(wǎng)的額定電壓應(yīng)相符。</p><p>　　電流互感器一次額定電流的選擇，應(yīng)使運(yùn)行電流為其20%～100% ;10KV繼電保護(hù)用的電流互感器一次側(cè)電流一般應(yīng)不大于設(shè)備額定電流的1.5倍。

79、</p><p>　　所選用電流互感器應(yīng)符合規(guī)定的準(zhǔn)確度等級(jí)。</p><p>　　根據(jù)被測(cè)電流的大小選擇電流互感器的變比，要使一次線圈額定電流大于被測(cè)電流。</p><p>　　電流互感器二次負(fù)載所消耗的功率或阻抗應(yīng)不超過(guò)所選用的準(zhǔn)確度等級(jí)相應(yīng)的額定容量，以免影響準(zhǔn)確度。</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行方式和電流互感器的接線方式來(lái)選擇電流

80、互感器的臺(tái)數(shù)。</p><p>　　電流互感器選擇之后，應(yīng)根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)的系統(tǒng)短路電流校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。</p><p>　　（2）形式選擇如下：</p><p>　　35KV以下屋內(nèi)配電裝置的電流互感器，根據(jù)安裝使用條件和產(chǎn)品的情況，采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。一般常用的形式為：低壓配電屏和配電設(shè)備中LQ線圈式，LM母線式；6～20KV屋內(nèi)配電裝置和高壓開

81、關(guān)柜中LD單匝貫穿式，LF復(fù)匝貫穿式；發(fā)電機(jī)回路和2000A以上的回路，LMC、LMZ型，LAJ、LBJ型，LRD、LRZD型。</p><p>　　35KV及其以上的配電裝置一般采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器，常常采用LC系列[16]。</p><p><b>　　熔斷器的選擇</b></p><p>　　高壓熔斷器是一種保護(hù)電器，

82、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)嚯娏鳌嚅_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。</p><p>　　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RW3—10（G）、RW4—10（G）、RW5—35、RW7—10、RW10—35等。</p><p>　?。?）

83、戶內(nèi)管式熔斷器：</p><p>　　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3～35KV電力線路和電氣設(shè)備的短路保護(hù)；RN2用作3～35KV電壓互感器的短路保護(hù)。</p><p>　?。?）戶外跌落式熔斷器：</p><p>　　RW3—10（G）型額定電壓為10KV，額定電流50～200A，斷流容量5

84、0～200MVA；RW4—1（G）型，除外形尺寸稍小于RW3—10（G）外，其它性能與RW3—10（G）相同。它們滅弧速度不高，因而沒(méi)有限流作用；RW5—35型，額定電壓為35KV，額定電流為50～200A，斷流容量為200～800MVA，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)三次順利開斷額定斷流容量；RW7—10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

85、多次開斷能力，可免除熔斷一次即更換熔管的麻煩；RW10—35型，額定電壓35KV ，額定電流為0.5A 者是專用于保護(hù)電壓互感器的，額定電流為2～10A 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RW2—35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；RW11—10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RW1—10型外其它型式只適用于周圍空氣沒(méi)有導(dǎo)電塵

86、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)</p><p><b>　　限流電抗器的選擇</b></p><p>　　（1）電抗器幾乎沒(méi)有過(guò)負(fù)荷的能力，所以主變壓器或出線回路的電抗器，應(yīng)按照回路最大工作電流選擇，而不能用正常持續(xù)工作電流選擇。</p><p>　?。?）對(duì)于發(fā)電廠母線分段回路的電抗器，應(yīng)根據(jù)母線上事故切斷最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)時(shí)，可

87、能通過(guò)電抗器的電流選擇。一般取該臺(tái)發(fā)電機(jī)額定電流的50%～80%。</p><p>　?。?）變電所母線分段回路的電抗器應(yīng)滿足用戶的一級(jí)負(fù)荷和大部分二級(jí)負(fù)荷的要求。</p><p><b>　　避雷器的選擇</b></p><p><b>　　選擇原則：</b></p><p>　?。?）避雷器滅弧

88、電壓不得低于安裝地點(diǎn)可能出現(xiàn)的最大對(duì)地工頻電壓。</p><p>　?。?）僅用于保護(hù)大氣過(guò)電壓的普通閥型避雷器的工頻放電電壓下限，應(yīng)高于安裝地點(diǎn)預(yù)期操作過(guò)電壓；既保護(hù)大氣過(guò)電壓，又保護(hù)操作過(guò)電壓的磁吹避雷器的工頻放電電壓上限，在適當(dāng)增加裕度后，不得大于電網(wǎng)內(nèi)過(guò)電壓水平。</p><p>　　（3）避雷器沖擊過(guò)電壓和殘壓在增加適當(dāng)裕度后，應(yīng)低于電網(wǎng)沖擊電壓水平。</p>&l

89、t;p>　?。?）保護(hù)操作過(guò)電壓的避雷器的額定通斷容量，不得小于系統(tǒng)操作時(shí)通過(guò)的沖擊電流。</p><p>　　（5）中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，保護(hù)變壓器中性點(diǎn)絕緣的閥型避雷器，如表4.1選擇。</p><p>　　表4.1 保護(hù)變壓器中性點(diǎn)的閥型避雷器</p><p><b>　　導(dǎo)體的設(shè)計(jì)和選擇</b></p><p&

90、gt;<b>　　分相封閉母線</b></p><p>　　分相封閉母線在大型發(fā)電廠中的使用范圍是：從發(fā)電機(jī)出線端子開始，到主變壓器低壓側(cè)引出端子的主回路母線，自主回路母線引出至廠用高壓變壓器和電壓互感器、避雷器等設(shè)備的各個(gè)分支線。</p><p>　　采用全連分相封閉母線，與敞露母線相比，有以下的優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　?。?）供電可靠。封

91、閉母線有效地防止了絕緣遭受灰塵、潮氣等污穢和外物造成的短路。</p><p>　?。?）運(yùn)行安全。由于母線封閉在外殼內(nèi)，且外殼接地，使工作人員不會(huì)觸及帶電導(dǎo)體。</p><p>　　（3）由于外殼的屏蔽作用，母線的電動(dòng)力大大減少，而且基本消除了母線周圍鋼構(gòu)體的發(fā)熱。</p><p>　?。?）運(yùn)行維護(hù)工作量小。</p><p>　　圖4.1

92、 200MW機(jī)組電氣主接線圖</p><p>　　如圖4.1所示，發(fā)電廠和主變壓器之間的連接母線及廠用分支母線均采用全連分相封閉母線。主回路封閉母線為500mm×12mm(外徑×壁厚)圓管形鋁母線，屏蔽外殼為1050mm×8mm鋁管，相間距離為1400mm。高壓廠用分支封閉母線為150mm×10mm的圓管形鋁線，屏蔽外殼為700mm×5mm的鋁管，相間距離為100

93、0mm。電壓互感器和避雷器分支封閉母線的為150mm×10mm的圓管形鋁母線，屏蔽外殼為700mm×5mm的鋁管，相間距離為1200mm。發(fā)電機(jī)回路電流互感器均套在發(fā)電機(jī)出線的套管上，并吊裝在發(fā)電機(jī)的出線罩上。發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)選用干式接地變壓器。為了提高封閉母線的安全可靠性，應(yīng)裝設(shè)微正壓充氣裝置。</p><p>　　備注：1—發(fā)電機(jī)；2—主變壓器；3—高壓廠用變壓器（為分裂繞組變壓器）；4—電

94、壓互感器；5—高壓熔斷器；6—避雷器；7—電流互感器；8—中性點(diǎn)接地變壓器電壓互感器：JDZJ-20型，變比//KV和JDZ-20型，變比/KV。</p><p>　　高壓熔斷器：RN4-20型，額定電流20KA,額定容量4500MV.A。</p><p>　　電流互感器：LRD-20型，變比12000/5A.</p><p>　　中性點(diǎn)接地變壓器：型式為干式、單相

95、、額定電壓為20/0.23KV,額定容量25二次側(cè)負(fù)載電阻為0.5～0.6歐姆，換算到變壓器的一次側(cè)電阻為3781～4537歐姆。可見，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)實(shí)際為高電阻接地方式，用來(lái)限制電容電流[17]。</p><p><b>　　配電裝置</b></p><p><b>　　屋外配電裝置</b></p><p>　　220KV

96、室外配電裝置</p><p>　?。?）中型配電裝置。中型配電裝置分普通中型和分相中型兩種。普通中型有單列和雙列布置兩種方式，母線可為軟導(dǎo)線和鋁管兩種，其布置如下圖5.1：</p><p>　　圖5.1 220KV單母分段帶旁母普通中型單列布置配電裝置（單位為m）</p><p>　　分相中型系將母線隔離開關(guān)直接布置在各相母線下方，有的僅一組母線隔離開關(guān)采用分相布置

97、。隔離開關(guān)可為GW4雙柱式，GW7三柱式或GW6單柱式母線可為軟線或管型母線。此布置方式可節(jié)約土地、簡(jiǎn)化架構(gòu)、節(jié)約三材，故已基本代替普通中型配置[18]。</p><p>　　（2）半高型配置。半高型配置有田字型和品字型兩種方式，田字型布置占地面積為中型的65.4%。耗剛才為其264%。間隔寬度為15M，如圖5.2所示</p><p>　　圖5.2 220KV單框架雙列式高型配電裝置（單

98、位為m）</p><p>　　（3）高型屋外配電裝置。高型布置占地面積為普通中型的50%，消耗鋼材為其30%，主體結(jié)構(gòu)分單框架、雙框架和三框架三類，分別如下圖5.3 和圖5.4</p><p>　　圖5.3 220KV雙框架單列式高型配電裝置（單位為m）</p><p>　　圖5.4 220KV三框架雙列式高型配電裝置（單位為m）</p><

99、p>　　500KV裝置的配電方式</p><p>　　500KV超高壓配電裝置由于電壓高，外絕緣距離大，電氣設(shè)備外形大，使配電裝置面積大。同時(shí)，在配電裝置中，靜電感應(yīng)，電暈及無(wú)線電干擾和燥聲等問(wèn)題也更嚴(yán)重，根據(jù)上述特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)500KV配電裝置要特別注意以下幾點(diǎn)：</p><p>　?。?）按絕緣配合要求，合理的選擇配電裝置的絕緣水平和過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備。</p><

100、p>　　（2）為節(jié)約用地，建議采用鋁管母線配單柱式隔離開關(guān)分相布置方式。采用敞開式SF6組合電器。按OH型雙柱伸縮式或仿ASP型半折架式單柱式隔離開關(guān)等都能縮小有關(guān)尺寸。</p><p>　?。?）為滿足母線載流量很大，又滿足電暈及無(wú)線電干擾要求，可采用擴(kuò)徑空心導(dǎo)線、多分裂導(dǎo)線和大直徑或組合式鋁管。</p><p>　　（4）由于設(shè)備高大和笨重，起吊要大型機(jī)械設(shè)備，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮道路通

101、暢，同時(shí)要考慮采取減少靜電感應(yīng)，、電暈、無(wú)線電干擾和噪聲等措施。</p><p>　　500KV配電裝置的一個(gè)半斷路器接線有三列式，平環(huán)式和單列式三種布置方式，單列布置方式占地面積最多，且配電裝置有斜連線，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，靜電感應(yīng)影響大，不利于運(yùn)行和設(shè)備檢修，與三列式布置和平環(huán)式比較缺點(diǎn)較多，故采用較多的為列式和平環(huán)式布置。</p><p>　?。?）一個(gè)半斷路器三列式布置。500KV一個(gè)半斷

102、路器接線的三列式布置如圖5.5所示,兩組母線分別布置在兩側(cè)，進(jìn)出線架結(jié)構(gòu)共4排，縱向尺寸為176.5M，間隔寬度為18M，相間隔距離為5M，相地距離為4M。</p><p>　　圖5.5 500KV一個(gè)半斷路器三列式配電裝置</p><p>　　500KV一個(gè)半斷路器接線為三列式布置。</p><p>　　（2）500KV平環(huán)式布置，此布置出線均為同一方式，配電裝

103、置的縱向尺寸較小，為251M，間隔寬度為30M，相間距為8M。</p><p>　　東北電力設(shè)計(jì)院最近為某工程設(shè)計(jì)500KV雙母線單分段的配電裝置，采用管形母線，，因出現(xiàn)只有2回，進(jìn)線有4回，為保證可靠供電，出線回路采用新型HIS，進(jìn)線采用罐式SF6斷路器的混合式布置，間隔寬度為28M，母線相間距為7.5CM，縱向尺寸為122MM，布置如圖5.6</p><p>　　圖5.6 500KV

104、雙母線單分段接線混合式配電裝置布置</p><p>　　某工程對(duì)500KV一個(gè)半斷路器的接線配電裝置方案比較如表5.1：</p><p>　　表5.1 500KV一個(gè)半斷路器的接線配電裝置方案比較</p><p><b>　　屋內(nèi)配電裝置</b></p><p>　?。?）220KV屋內(nèi)配電裝置</p>&

105、lt;p>　　220KV屋內(nèi)配電裝置近幾年發(fā)展的比較快，其原因主要是為了減輕污穢對(duì)電氣設(shè)備的影響，對(duì)象為在化工區(qū)內(nèi)有許多污穢嚴(yán)重的水泥廠、化肥廠、酸堿廠等，或在沿海煙霧嚴(yán)重的火電廠。同時(shí)，大城市內(nèi)建設(shè)220KV及以上變電所，需深入負(fù)荷中心，為減少占地面積，便于周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)，也需要建設(shè)220KV屋內(nèi)配電裝置。電規(guī)總院于2002年6月召開全國(guó)屋內(nèi)配電裝置設(shè)計(jì)交流會(huì)，對(duì)近期220KV屋內(nèi)配電裝置設(shè)計(jì)進(jìn)行交流。近期建設(shè)的上海石洞口電廠、

106、金山石化廠、上海外高橋廠等都采用屋內(nèi)配電裝置[19]。</p><p>　　220KV屋內(nèi)配電裝置多為雙母線或雙母線帶旁路母線接線，布置形式主要是雙列布置或單列布置。如圖5.7 為雙列布置，電氣設(shè)備按進(jìn)線和出線布置在兩側(cè)，在同一軸線上可安裝兩個(gè)回路，將母線和旁路母線及各自的隔離開關(guān)布置在二層，斷路器及出線隔離開關(guān)做底式布置，并在其底座上設(shè)保護(hù)網(wǎng)，間隔寬度為12M，跨距為44.55M，凈高度為24M，長(zhǎng)度為48M。

107、</p><p>　　圖5.7 220KV雙母線帶旁母單列布置配電裝置</p><p>　　單列布置如圖5.7線和旁路母線及其母線隔離開關(guān)在上層，隔離開關(guān)不設(shè)支架，在 樓層就地操作，副母線及其隔離開關(guān)、斷路器、TA和出線隔離開關(guān)在底層，配電裝置間隔寬為12M，跨距為26.6M，凈高為19.9M。</p><p>　　220KV雙母線品字型布置的屋內(nèi)配電裝置如圖5

108、.8所示，管形母線選用V字形絕緣子串吊裝，隔離開關(guān)為GW7型，斷路器為雙斷口SF6斷路器，間隔寬度為12M，跨距為39M，凈高為21.5M[20]。</p><p>　?。?）10KV配電裝置的布置方式</p><p>　　10KV系統(tǒng)接線較簡(jiǎn)單，設(shè)備較小，占地面積小，為便利運(yùn)行檢修，多采用屋內(nèi)配電裝置，如果設(shè)備條件允許，盡量采用手車式或固定式開關(guān)柜。如大型發(fā)電廠發(fā)電機(jī)電壓配電裝置，短路電

109、流較大，需采用電抗器限流等措施限制短路電流以節(jié)約投資時(shí)，也采用現(xiàn)場(chǎng)裝配式，裝配式配電裝置可分為三層三走廊或底層為單通道的品字型兩層裝配式，雙列布置兩層裝配式等。</p><p>　　成套開關(guān)柜有GSC、GG1A、GFC等，他們的布置較簡(jiǎn)單，柜前后設(shè)維護(hù)走廊，雙母線單列布置和雙母線雙列布置5.9和5.10所示。</p><p>　　裝配式10KV配電裝置，土建結(jié)構(gòu)復(fù)雜，留空埋件較多 ，建筑安

110、裝施工工作量大，工期長(zhǎng)，對(duì)運(yùn)行巡視不方便，對(duì)短路電流較大，采用電抗器出線時(shí)，多采用成套開關(guān)柜和電抗器與大型斷路器聯(lián)合布置方式，使配電裝置跨度減小，安裝施工簡(jiǎn)單，也給運(yùn)行巡視帶來(lái)方便。圖5.11為上層三走廊，布置開關(guān)柜，間隔寬度為1.4M，底層單廊，安裝斷路器和電抗器，間隔寬度為2.5M。</p><p>　　圖5.8 220KV雙母線帶品字形雙列布置配電裝置</p><p>　　為上層布

111、置開關(guān)柜，雙走廊，間隔寬度為1.4M。底層是斷路器和電抗器，間隔寬度為2.85M.</p><p>　　圖5.9 10KVGSG—1A型固定式開關(guān)柜單層雙母線單列布置圖</p><p>　　圖5.10 10KVGSG—1A型固定式開關(guān)柜單層雙母線雙列布置圖</p><p>　　圖5.11 10KVGSG—1A開關(guān)柜的混合布置</p><p&

112、gt;<b>　　繼電保護(hù)</b></p><p>　　電力系統(tǒng)是電能生產(chǎn)、變換、輸送、分配和使用的各種電力設(shè)備按照一定的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)要求有機(jī)組成的一個(gè)聯(lián)合系統(tǒng)。其中，一次設(shè)備要通過(guò)二次設(shè)備對(duì)其進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、控制、和保護(hù)。</p><p>　　繼電保護(hù)裝置：當(dāng)電力系統(tǒng)中的電力元件(如發(fā)電機(jī)、變壓器、電壓互感器、線路等)或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障危及電力系統(tǒng)安全運(yùn)行時(shí)，能