火力發(fā)電廠電氣一次部分畢業(yè)設計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　前言···························

2、································· 1</p><p>

3、;　　摘要及關鍵詞···································&

4、#183;················ 2</p><p>　　第1章 主接線的設計··············

5、······························· 3</p><p>　　1．1 發(fā)電機臺數(shù)

6、和參數(shù)的確定·································· 3</p&g

7、t;<p>　　1．2 變壓器臺數(shù)和參數(shù)的確定·······························

8、83;· 3</p><p>　　1．3 廠用電的設計的確定····························

9、3;········ 4</p><p>　　1．4 220kV主接線的設計·····················

10、83;··············· 6</p><p>　　第2章 短路電流計算點的確定和短路計算結(jié)果·············

11、83;········ 9</p><p>　　2．1短路電流計算點的確定······················

12、;·············· 9</p><p>　　2．2短路電流計算·················

13、;··························· 9</p><p>　　2．3 短路電流計算結(jié)果···&#

14、183;··································· 16<

15、;/p><p>　　第3章 主要電氣設備的配置和選擇······························

16、3;· 16</p><p>　　3．1主要電氣設備的配置·····························

17、········· 16</p><p>　　3．2主要電氣設備的選擇·····················&#

18、183;················ 17</p><p>　　第4章 所選電氣設備的校驗·············

19、83;························· 21</p><p>　　4．1 斷路器的校驗·····&

20、#183;····································

21、;·· 22</p><p>　　4．2 隔離開關的校驗····························&#

22、183;············· 23</p><p>　　4．3 電流互感器的校驗················

23、3;······················· 23</p><p>　　4．4 母線的校驗·······

24、83;····································&

25、#183;· 25</p><p>　　第5章繼電保護的配置和考慮····························&#

26、183;········· 25</p><p>　　5．1概述······················

27、;······························· 25</p><p>　　5．2發(fā)電機保

28、護配置····································&

29、#183;······ 27</p><p>　　5．3變壓器的保護配置·······················

30、3;················ 29</p><p>　　結(jié)論···············

31、3;····································&#

32、183;········ 30</p><p>　　謝辭·······················&#

33、183;····································

34、· 31</p><p>　　參考文獻······························

35、3;·························· 32</p><p>　　附錄一 所選設備一覽表····&

36、#183;····································

37、;··· 33</p><p>　　附錄二 電氣主接線···························

38、3;···················· 35</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　畢業(yè)設計是我們在校期間最后一次綜合訓練，它將從思維、理論

39、以及動手能力方面給予我們嚴格的要求。使我們綜合能力有一個整體的提高。它不但使我們鞏固了本專業(yè)所學的專業(yè)知識，還使我們了解、熟悉了國家能源開發(fā)策略和有關的技術(shù)規(guī)程、規(guī)定、導則以及各種圖形、符號。它將為我們以后的學習、工作打下良好的基礎。</p><p>　　能源使社會生產(chǎn)力的重要基礎，隨著社會生產(chǎn)的不斷發(fā)展，人類使用能源不僅在數(shù)量上越來越多，在品種及構(gòu)成上也發(fā)生了很大的變化。人類對能源質(zhì)量也要求越來越高。電力使能源

40、工業(yè)、基礎工業(yè)，在國家建設和國民經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)十分重要的地位，是實現(xiàn)國家現(xiàn)代化的戰(zhàn)略重點。電能也是發(fā)展國民經(jīng)濟的基礎，使一種無形的、不能大量存儲的二次能源。電能的發(fā)、變、送、配和用電，幾乎是在同時瞬間完成的，須隨時保持功率平衡。要滿足國民經(jīng)濟發(fā)展和要求，電力工業(yè)必須超前發(fā)展，這是世界發(fā)展規(guī)律。因此，做好電力規(guī)劃，加強電網(wǎng)建設，就尤為重要。而變電站在改變或調(diào)整電壓等方面在電力系統(tǒng)中起著重要的作用。它承擔著變換電壓、接受和分配電能、控制電力

41、的流向和調(diào)整電壓的責任。222KV變電站電氣部分設計使其對變電站有了一個整體的了解。該設計包括以下任務：1、主接線的設計 2、主變電壓器的選擇 3、短路計算 4、導體和電氣設備的選擇 5、所用電設計</p><p>　　摘要：本文首先根據(jù)任務書上所給系統(tǒng)與線路及的參數(shù)，分析負荷發(fā)展趨勢。然后通過對擬建發(fā)電廠的概括以及出線來考慮，并通過對負荷資料的分析，安全，經(jīng)濟及可靠性方面考慮，確定了220kV以及廠用電的

42、主接線，然后又確定了主變壓器臺數(shù)，容量及型號，同時也確定了站用變壓器的容量及型號，最后，根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路計算的計算結(jié)果，對高壓熔斷器，隔離開關，母線，絕緣子和穿墻套管，電壓互感器，電流互感器進行了選型，從而完成了2×300MW發(fā)電廠電氣一次部分的設計。</p><p>　　關鍵詞：發(fā)電廠 變壓器 主接線</p><p>　　第1章 主接線的設計</p>

43、<p>　　電氣主接線是由各種電氣設備如：發(fā)電機、變壓器、斷路器、隔離開關、互感器、母線、電纜、線路等按照一定的要求和順序連接起來，完成電能的輸送和分配的電路。主接線的好壞不僅影響到發(fā)電、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時也影響到工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)和人民的正常生活。因此，發(fā)電廠、變電站的主接線必須滿足以下基本要求：</p><p>　　保證對必要用戶的供電可靠性；</p><p>　　接線應

44、力求簡單、清晰、操作簡便； </p><p>　　運行靈活，設備投、停方便，檢修、隔離、維護方便；</p><p>　　投資少、運行費用低；</p><p><b>　　又擴建的可能性。</b></p><p>　　1．1 發(fā)電機臺數(shù)和參數(shù)的確定</p><p>　　發(fā)電機的臺數(shù)確定為2臺，選擇型

45、號為：QFSN-300-2，具體參數(shù)見下表：</p><p><b>　　表1-1</b></p><p>　　1．2 變壓器臺數(shù)和參數(shù)的確定</p><p>　　1．2．1 主變壓器臺數(shù)和參數(shù)的確定</p><p>　　發(fā)電廠主變壓器的容量和臺數(shù)的確定：發(fā)電機與主變壓器為單元接線時，主變壓器的容量可按照下列條件的

46、較大者選擇：</p><p>　　按發(fā)電機的額定容量扣除本機組的廠用負荷后，留有10%的余度。</p><p>　　按發(fā)電機的最大連續(xù)輸出容量扣除本機組的廠用負荷。</p><p>　　本次電廠的設計采用的是發(fā)電機-變壓器單元接線，所以容量的確定，根據(jù)第一條選擇：</p><p>　　高壓側(cè)電壓：242kV 低壓側(cè)：18kV</

47、p><p>　　主變壓器臺數(shù)和參數(shù)選擇結(jié)果：臺數(shù)確定為2臺，型號為：SFP7-360000/220 具體參數(shù)見下表：</p><p><b>　　表1-2</b></p><p>　　1．3 廠用電的設計的確定</p><p>　　1．3．1 廠用電壓等級的確定</p><p>　　經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較

48、，我國有關技術(shù)規(guī)定中指定廠用電壓的確定原則如下：</p><p>　　發(fā)電廠可采用3kV、6kV、10kV作為廠用電電壓。發(fā)電機容量為100~300MW的機組宜采用6kV。</p><p>　　所以本次發(fā)電廠設計的廠用電電壓等級為：6kV</p><p>　　1．3．2 廠用電源及其引接方式</p><p>　?。?）廠用工作電源及其引接方

49、式</p><p>　　發(fā)電機額定功率為200MW及以上時，一般采用單元接線，這時廠用電源一般從發(fā)電機組出口或變壓器低壓側(cè)引接，如下圖所示：由于發(fā)電機容量為200MW及以上的發(fā)電機組引出線及廠用分支采用封閉母線，封閉母線發(fā)生相間短路故障的機會很少，因此廠用分支不可裝設斷路器，但應有可靠的可拆連接點以便滿足檢修調(diào)試的要求。</p><p>　　圖1-1 廠用電源引接方式</p>

50、<p>　?。?）啟動備用/電源的取得</p><p>　　當工作電源故障時，應由備用電源繼續(xù)向廠用電負荷供電。啟動電源完全消失時，保證機組重新啟動的廠用電源。一般容量在200MW及以上機組需要設置啟動電源。</p><p>　　高壓廠用備用變壓器的引接線應遵循以下原則：</p><p>　　當設有發(fā)電機電壓母線時，可由于工作電源不同的分段上引出。&l

51、t;/p><p>　　當無發(fā)電機電壓母線時，由與電力系統(tǒng)連接可靠的最低一級電壓母線上引出，或由聯(lián)絡變壓器的第三（低壓）繞組引出，并應保證在發(fā)電廠全廠停電的情況下，能從電力系統(tǒng)取得足夠的電源。</p><p>　　有兩個及以上的備用電源時應由兩個相對獨立的電源引出。</p><p>　　在技術(shù)經(jīng)濟條件許可的情況下，可由外部電網(wǎng)接一條專用線路供電。</p>&

52、lt;p><b>　　本廠設計方案為</b></p><p>　　1．3．3 廠用變壓器容量參數(shù)的選擇和確定</p><p>　　1）廠用工作變的選擇</p><p>　　廠用工作變的臺數(shù)確定為2臺，選分裂繞組變壓器，高壓側(cè)電壓：18kV 低壓側(cè)電壓：6.3kV</p><p><b>　　容量的確定：

53、</b></p><p>　　選擇結(jié)果：型號 SFF7-40000/18具體參數(shù)見下表：表1-3</p><p><b>　　表1-3</b></p><p>　　2）廠用起備變的選擇</p><p>　　廠用起備變的臺數(shù)確定為1臺，選分裂繞組變壓器；</p><p>　　高壓側(cè)電壓：

54、220kV 低壓側(cè)電壓：6.3kV</p><p><b>　　容量的確定：</b></p><p>　　選擇結(jié)果：型號 SFPFZ-40000/220具體參數(shù)見下表：</p><p><b>　　表1-4</b></p><p>　　1．4 220kV主接線的設計</p&

55、gt;<p>　　1．4．1 方案一：采用雙母線接線 如圖1-2</p><p>　　圖1-2 220kV雙母線接線</p><p>　　雙母線的兩組母線同時工作，并通過母聯(lián)斷路器并聯(lián)運行，電源與負荷平均分配再亮組母線上。由于母線繼電保護的要求，一般某一回路固定于某一母線連接，以固定連接的方式運行。</p><p><b>　?。?）優(yōu)

56、點</b></p><p>　　1）供電可靠。通過兩組母線隔離開關的倒閘操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后，能迅速恢復供電；檢修任意回路的的母線隔離開關只停該回路。</p><p>　　2）調(diào)度靈活。各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變化的需要。</p><p>　　3）擴建方

57、便。向雙母線的左右任何一個方向擴建，均不影響兩組母線的電源和負荷均勻分配，不會引起原有回路的停電。當有雙回線路布置時，可以順序布置，以致連接不同的母線段時，不會如單母線分段那樣導致出現(xiàn)交叉跨越。</p><p>　　4）便于試驗。當個別回路需要單獨進行試驗時，可將該回路分開，單獨接至一組母線上。</p><p><b>　?。?）缺點</b></p>&

58、lt;p>　　1）增加一組母線和使每回路就要增加一組母線隔離開關。</p><p>　　2）當母線檢修或故障時，隔離開關作為倒換操作電器，容易誤操作。為了避免誤操作，需要在隔離開關和斷路器之間裝設連鎖裝置。</p><p><b>　?。?）適用范圍：</b></p><p>　　當出線回路數(shù)或母線上電源較多、輸送和穿越功率較大、母線故障

59、后要求迅速恢復供電、母線或母線設備檢修時不允許影響對用戶的供電、系統(tǒng)的運行調(diào)度對接線的靈活性有一定要求時采用，各級電壓采用的具體條件如下：</p><p>　　1）6~10KV配電裝置，當短路電流較大、出線需要帶電抗器時。</p><p>　　2）35~63KV配電裝置，當出線回路數(shù)超過8回時；或連接的電源較多、負荷較大時。</p><p>　　3)110~220K

60、V配電裝置出線回路數(shù)為5回及以上時；或當110~220KV配電裝置，在系統(tǒng)中居中重要地位。出線回路數(shù)為4會及以上時。</p><p>　　1．4．2 方案二：采用雙母線帶旁路接線 如圖1-3</p><p>　　圖1-3 雙母線帶旁路接線</p><p>　　雙母線帶旁路母線接線的特點：</p><p>　　雙母線接線與單母線相比提高了

61、供電的可靠性，但是在檢修出線斷路器時，該回出線將會停電，若加裝旁路斷路器則可避免檢修斷路器時造成短時停電。</p><p><b>　　接線特點</b></p><p>　　在出線隔離開關外側(cè)，加裝一條旁路母線，每一回出線通過一傍路隔離開關與旁母相連；在每段匯流母線與旁母之間加裝一臺斷路器，組成專設旁路斷路器的接線。</p><p>　　帶有專

62、用旁路斷路器的接線，多裝了斷路器增加了投資，當供電有特殊要求或出線回數(shù)過多時，整個出現(xiàn)斷路器的檢修時間較長時采用。</p><p><b>　　優(yōu)、缺點分析</b></p><p>　　采用專設旁路斷路器接線，避免了檢修斷路器時造成的短時停電。這種接線的運行操作方便，不影響雙母的正常運行，但是多加了一臺斷路器增加了投資和配電裝置的占地面積。且旁路斷路器的繼電保護為適應

63、各回出線的要求，其整定較為復雜。</p><p>　　1．4．3兩種方案的比較和選擇</p><p><b>　　表1-5</b></p><p>　　經(jīng)過綜合考慮分析，比較側(cè)重于對供電的可靠性，至于造價作為了輔助的考慮因素，所以選擇了雙母線帶旁路接線，這樣避免了檢修斷路器時造成的短時停電，提高了供電的可靠性。</p><p

64、>　　第2章 短路電流計算點的確定和短路計算結(jié)果</p><p>　　2．1短路電流計算點的確定</p><p>　　短路是電力系統(tǒng)中最常見的且很嚴重的故障。短路故障將使系統(tǒng)電壓降低和回路電流大大增加，它不僅會影響用戶的正常供電，，而且會破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并損壞電氣設備。因此，在發(fā)電廠變電站以及整個電力系統(tǒng)的設計和運行中，都必須對短路電流進行計算。</p><

65、p>　　短路電流的計算目的是為了選擇導體和電器，并進行有關的校驗。按三相短路進行短路電流計算。最終確定的短路計算點有三個：220kV母線（k1）；發(fā)電機機端18kV（k2）；廠用電母線6kV（k3）.</p><p><b>　　2．2短路電流計算</b></p><p><b>　　系統(tǒng)圖：</b></p><p>

66、;<b>　　等效電路圖：</b></p><p>　　查所選廠用分裂變壓器的參數(shù)可知：全穿越電抗=8.01%半穿越電抗=15.06%</p><p>　　廠用分裂變壓器的等效阻抗電路圖：1：表示側(cè)</p><p>　　2，3：表示低壓6kV側(cè)</p><p><b>　　解得：</b></p

67、><p><b>　　基準容量 </b></p><p>　　短路點k1的計算（220kV母線）</p><p><b>　　等效電路圖：</b></p><p><b>　　如圖一：</b></p><p><b>　　如圖二：</b

68、></p><p><b>　　如圖三：</b></p><p><b>　　對于無窮大系統(tǒng)：</b></p><p><b>　　標幺值：</b></p><p><b>　　有名值：</b></p><p><b&g

69、t;　　對于發(fā)電機：</b></p><p><b>　　標幺值：</b></p><p>　　查發(fā)電機的運算曲線：t=0s ：I=3.12</p><p>　　t=1s ：I=2.23</p><p>　　t=2s ：I=2.4</p><p>　　有名值：t=0s ：I=3

70、.12×1.772=5.53kA</p><p>　　t=1s ：I=2.23×1.772=3.95 kA</p><p>　　t=2s ：I=2.4×1.772=4.253 kA</p><p><b>　　對于短路點k1：</b></p><p>　　t=0s ：I=8.368+5

71、.53=13.897kA</p><p>　　t=1s ：I=8.368+3.95=12.32 kA</p><p>　　t=2s ：I=8.368+4.253=12.621kA</p><p>　　短路點k2的計算（發(fā)電機機端18kV）</p><p><b>　　等效電路圖：</b></p><

72、;p><b>　　圖一：</b></p><p><b>　　圖二：</b></p><p><b>　　圖三：</b></p><p><b>　　對于系統(tǒng)：</b></p><p><b>　　標幺值：</b></p&

73、gt;<p><b>　　有名值：</b></p><p><b>　　對于發(fā)電機G1：</b></p><p><b>　　標幺值：</b></p><p>　　查發(fā)電機的運算曲線：t=0s ：I=5.58</p><p>　　t=1s ：I=2.82<

74、;/p><p>　　t=2s ：I=2.62</p><p>　　有名值：t=0s ：I=5.58×11.321=63.17kA</p><p>　　t=1s ：I=2.82×11.321=31.925 kA</p><p>　　t=2s ：I=2.62×11.321=29.661 kA</p>

75、<p><b>　　對于發(fā)電機G2：</b></p><p><b>　　標幺值：</b></p><p>　　查發(fā)電機的運算曲線：t=0s ：I=1.18</p><p>　　t=1s ：I=1.19</p><p>　　t=2s ：I=1.29</p><p

76、>　　有名值：t=0s ：I=1.18×11.321=13.359kA</p><p>　　t=1s ：I=1.19×11.321=13.472 kA</p><p>　　t=2s ：I=1.29×11.321=14.604 kA</p><p><b>　　對于短路點k2：</b></p>

77、<p>　　t=0s ：I=63.17+13.35+38.932=115.452kA</p><p>　　t=1s ：I=13.427+31.925+38.932=84.329 kA</p><p>　　t=2s ：I=14.604+29.661+38.932=83.197kA</p><p>　　短路點k3的計算（廠用電母線6kV）</p

78、><p><b>　　等效電路圖：</b></p><p><b>　　圖一：</b></p><p><b>　　圖二：</b></p><p><b>　　圖三：</b></p><p><b>　　圖四：</b&g

79、t;</p><p><b>　　圖五：</b></p><p><b>　　對于無窮大系統(tǒng)：</b></p><p><b>　　標幺值：</b></p><p><b>　　有名值：</b></p><p>　　對于發(fā)電機：近似

80、看做無窮大系統(tǒng)：</p><p><b>　　標幺值：</b></p><p><b>　　有名值：</b></p><p>　　對于短路點k3： I=3.189+14.593=17.782 kA</p><p>　　2．3 短路電流計算結(jié)果：見下表</p><p><

81、b>　　表2-1</b></p><p>　　第3章 主要電氣設備的配置和選擇</p><p>　　3．1主要電氣設備的配置</p><p><b>　　隔離開關的配置</b></p><p>　?。?）斷路器兩側(cè)安裝。</p><p>　　（2）中性點直接接地變壓器。</

82、p><p><b>　　接地刀閘</b></p><p>　　（1）母線接地刀閘宜裝設在母線電壓互感器的隔離開關上，和母聯(lián)隔離開關上。</p><p>　?。?）63kV及以上配電裝置，斷路器兩側(cè)隔開，加裝地刀，雙母線接線兩母線隔離開關的斷路器可共用一組接地刀閘。</p><p>　　（4）旁路母線一般裝一組地刀，設在旁路隔

83、離開關的旁母側(cè)。</p><p>　?。?）63kV以上主變進線側(cè)隔開，主變側(cè)裝一組地刀。</p><p><b>　　三、電壓互感器。</b></p><p>　　（1）6~220kV電壓等級的每組主母線的三相上應裝設電壓互感器。</p><p>　?。?）旁路母線上是否需要裝設，應視各回出線外側(cè)裝設情況和需求。<

84、;/p><p>　?。?）當需要監(jiān)視和檢測線路側(cè)有無電壓時，出線側(cè)的一相上應裝設電壓互感器。</p><p>　?。?）發(fā)電機出口處一般裝設兩組電壓互感器。</p><p><b>　　四、電流互感器</b></p><p>　　（1）凡裝有斷路器的回路均應裝。</p><p>　?。?）發(fā)電機和變壓

85、器中性點，發(fā)電機和變壓器的出口。</p><p>　?。?）對直接接地系統(tǒng)，一般接三相配置，對非直接接地系統(tǒng)，依要求三相或兩相。</p><p>　　（4）線路——變壓器串，當變壓器的套管電流互感器可以利用時可裝設三組。</p><p><b>　　五、避雷器</b></p><p>　?。?）配電裝置每組母線上，但進出

86、線都裝除外。</p><p>　?。?）旁路依情況裝設。</p><p>　?。?）220kV及以下變壓器裝設（依情況）。</p><p>　?。?）變壓器中性點。</p><p>　?。?）單元接線發(fā)電機出線裝設一組。</p><p>　?。?）110kV~220kV線路側(cè)一般不裝。</p><p

87、>　　3．2主要電氣設備的選擇</p><p>　　由于電氣設備和載流導體得用途及工作條件各異,因此它們的選擇校驗項目和方法也都完全不相同。但是，電氣設備和載留導體在正常運行和短路時都必須可靠地工作，為此，它們的選擇都有一個共同的原則。</p><p>　　電氣設備選擇的一般原則為：</p><p>　　1.應滿足正常運行檢修短路和過電壓情況下的要求并考慮遠景

88、發(fā)展。</p><p>　　2.應滿足安裝地點和當?shù)丨h(huán)境條件校核。</p><p>　　3.應力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理。</p><p>　　4.同類設備應盡量減少品種。</p><p>　　5.與整個工程的建設標準協(xié)調(diào)一致。</p><p>　　6.選用的新產(chǎn)品均應具有可靠的試驗數(shù)據(jù)并經(jīng)正式簽訂合格的特殊情況下選用未經(jīng)

89、正式鑒定的新產(chǎn)品應經(jīng)上級批準。</p><p><b>　　技術(shù)條件：</b></p><p>　　選擇的高壓電器，應能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。</p><p><b>　　1.電壓 </b></p><p>　　選用的電器允許最高工作電壓不得低于該回路的最高運行電

90、壓,即</p><p><b>　　2.電流</b></p><p>　　選用的電器額定電流不得低于所在回路在各種可能運行方式下的持續(xù)工作電流 ，即></p><p>　　3．2．1斷路器的選擇</p><p><b>　　220kV斷路器：</b></p><p>　

91、　短路全電路最大有效值（kA）：35.76</p><p><b>　　表3-1</b></p><p>　　6kV開關柜：短路全電路最大有效值（kA）：67.346</p><p>　　KYN3-10/13型金屬鎧裝移開式高壓開關柜 技術(shù)參數(shù)：見下表</p><p><b>　　表3-2</b>&

92、lt;/p><p><b>　　一次接線方案：</b></p><p>　　3．2．2隔離開關的選擇</p><p><b>　　220kV：</b></p><p><b>　　6kV：</b></p><p><b>　　隔離開關參數(shù)：<

93、/b></p><p><b>　　表3-3</b></p><p>　　3．2．3電壓互感器的選擇</p><p><b>　　按電壓等級選擇：</b></p><p><b>　　表3-4</b></p><p>　　3．2．4電流互感器的選擇

94、：</p><p>　　18kV發(fā)電機出口：</p><p><b>　　220kV：</b></p><p><b>　　6 kV ：</b></p><p><b>　　選擇結(jié)果：</b></p><p><b>　　表3-5</b&

95、gt;</p><p>　　3．2．5母線的選擇</p><p>　　6kV母線單根母線的最大持續(xù)工作電流：</p><p>　　220kV母線單根母線的最大持續(xù)工作電流：</p><p>　　6kV母線選擇結(jié)果：鋁絞線</p><p>　　型號：LJ-625 載流量：1.14kA</p><p&

96、gt;　　220kV母線選擇結(jié)果：鋁錳合金 型號： 載流量：70℃2.35kA 80℃2.35kA</p><p>　　發(fā)電機機端封閉母線：</p><p>　　18kV發(fā)電機出口：</p><p>　　18kV廠用分支母線：</p><p>　　封閉母線技術(shù)數(shù)據(jù)及外型尺寸：</p><p><b>　　表3

97、-6</b></p><p>　　3．2．6避雷器、熔斷器的選擇</p><p>　　按電壓等級選擇，選擇結(jié)果如下：</p><p><b>　　避雷器：</b></p><p><b>　　表3-7</b></p><p><b>　　熔斷器：<

98、/b></p><p><b>　　表3-8</b></p><p>　　第4章 所選電氣設備的校驗</p><p>　　短路電流通過電氣時，會引起電器溫度升高，并產(chǎn)生巨大的電動力。</p><p><b>　　校驗的一般原則：</b></p><p><b>

99、;　　（1）校驗動穩(wěn)定</b></p><p>　　動穩(wěn)定是指電器通過短路電流時，其導體、絕緣和機械部分不因短路電流的電動力效應引起損壞，而能繼續(xù)工作的性能。電器的動穩(wěn)定電流，是指電器根據(jù)動穩(wěn)定的要求所允許通過的最大短路電流。為保證電器的動穩(wěn)定，在選擇電器時應滿足電器的動穩(wěn)定電流不小于通過電器的最大三相沖擊短路電流的條件，即：</p><p><b>　?。?）校驗熱

100、穩(wěn)定</b></p><p>　　熱穩(wěn)定是指電器通過短路電流時，電器的導體和絕緣部分不因短路電流的熱效應使其溫度超過它的短路時最高允許溫度，而造成損壞妨礙繼續(xù)工作的性能。</p><p>　　電器制造廠家根據(jù)國家有關規(guī)定，一般提供電器2s的熱穩(wěn)定電流（如需要可提供3s，4s或1s熱穩(wěn)定電流）。為保證電器的熱穩(wěn)定，在選擇電器時應滿足電器所允許的熱效應（）不小于短路電流通過電器時短

101、路電流的最大熱效應的條件，即：</p><p>　　式中 ---------短路時的最大熱效應；</p><p>　　----------時間t的熱穩(wěn)定電流。</p><p>　　4．1 斷路器的校驗</p><p><b>　　220kV斷路器：</b></p><p><b>　

102、　熱穩(wěn)定校驗： </b></p><p>　　短路熱效應為： </p><p>　　所以，滿足熱穩(wěn)定校驗。</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　所以：熱穩(wěn)定校驗滿足</p><p><b>　　6kV開關柜：</b><

103、;/p><p>　　熱穩(wěn)定校驗： </p><p><b>　　短路熱效應為：</b></p><p>　　所以，滿足熱穩(wěn)定校驗。</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　所以：熱穩(wěn)定校驗滿足</p><p>　　4

104、．2 隔離開關的校驗</p><p>　　220kV隔離開關：</p><p>　　熱穩(wěn)定校驗： </p><p><b>　　短路熱效應為： </b></p><p>　　所以，滿足熱穩(wěn)定校驗。</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗： </b></p>

105、<p>　　所以：動穩(wěn)定校驗滿足</p><p><b>　　6kV隔離開關：</b></p><p>　　熱穩(wěn)定校驗： </p><p><b>　　短路熱效應為：</b></p><p>　　所以，滿足熱穩(wěn)定校驗。</p><p><b>

106、;　　動穩(wěn)定校驗： </b></p><p>　　所以：動穩(wěn)定校驗滿足</p><p>　　4．3 電流互感器的校驗</p><p><b>　　校驗熱穩(wěn)定</b></p><p>　　電流互感器的熱穩(wěn)定能力用熱穩(wěn)定倍數(shù)表示，熱穩(wěn)定倍數(shù)等于互感器1s熱穩(wěn)定電流與一次額定電流之之比，故熱穩(wěn)定條件為：</

107、p><p>　　式中 ------短路熱效應</p><p>　　t--------短路電流持續(xù)時間，t=1s。</p><p><b>　　校驗動穩(wěn)定</b></p><p>　　電流互感器的內(nèi)部動穩(wěn)定能力用動穩(wěn)定倍數(shù)表示，動穩(wěn)定倍數(shù)等于互感器內(nèi)部允許通過的極限電流（峰值）與倍一次額定電流（）之比。故互感器內(nèi)部動穩(wěn)定條件為

108、：</p><p>　　220kV電流互感器校驗：</p><p><b>　　校驗熱穩(wěn)定：= </b></p><p><b>　　短路熱效應為： </b></p><p>　　所以，熱穩(wěn)定滿足條件</p><p><b>　　校驗動穩(wěn)定</b><

109、;/p><p>　　所以，動穩(wěn)定滿足條件</p><p>　　6kV電流互感器校驗：</p><p><b>　　校驗熱穩(wěn)定：= </b></p><p><b>　　短路熱效應為：</b></p><p>　　所以，熱穩(wěn)定滿足條件</p><p><

110、;b>　　校驗動穩(wěn)定：</b></p><p>　　所以，動穩(wěn)定滿足條件</p><p><b>　　4．4 母線的校驗</b></p><p>　　220kV母線的校驗：鋁錳合金 型號： 載流量：70℃2.35kA 80℃2.35kA</p><p>　　用最小截面法校驗熱穩(wěn)定：</p>

111、<p>　　母線的工作溫度℃查《發(fā)電廠 變電站電氣設備》P108查曲線圖8.6得。</p><p><b>　　母線的最小截面積：</b></p><p>　　因此，，滿足熱穩(wěn)定性。</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p><b>　　單位電動力：&l

112、t;/b></p><p><b>　　最大彎矩：</b></p><p><b>　　截面系數(shù)：</b></p><p><b>　　計算應力：</b></p><p>　　鋁錳合金的最大允許應力為: 所以動穩(wěn)定校驗能滿足條件。</p><p>

113、　　第5章繼電保護的配置和考慮</p><p><b>　　5．1概述</b></p><p>　　發(fā)電機的安全運行對保證電力系統(tǒng)的正常工作和電能質(zhì)量起著決定性的作用，同時發(fā)電機本身也是一個貴重的電器元件，因此，應該針對各種不同的故障和不正常運行狀態(tài)，裝設性能完善的繼電保護裝置。一旦發(fā)電機發(fā)生故障，保護裝置能夠有選擇的快速將其從系統(tǒng)切除，并將發(fā)電機勵磁開關跳開并滅磁。

114、當同步發(fā)電機處于異常工況狀態(tài)時，保護裝置應及時發(fā)出信號，以便運行人員快速處理。在電力系統(tǒng)中運行的發(fā)動機，由于容量相差懸殊，在設計、結(jié)構(gòu)、工藝、勵磁乃至運行等方面都有很大差異，這就使得發(fā)電機及其勵磁回路發(fā)生的故障、故障的幾率和異常工作狀態(tài)有所不同，進而所裝設的保護也有差異。</p><p><b>　　故障類型及危害</b></p><p>　　發(fā)電機結(jié)構(gòu)主要由轉(zhuǎn)子與定

115、子兩大部分組成，因而發(fā)電機故障包括定子與轉(zhuǎn)子故障。其故障類型有：</p><p>　　1、定子繞組相間短路</p><p>　　2、定子繞組匝間短路</p><p>　　3、定子繞組單相短路</p><p>　　4、轉(zhuǎn)子繞組一點接地或兩點接地</p><p>　　5、轉(zhuǎn)子勵磁回路勵磁電流急劇下降或消失</p>

116、;<p>　　發(fā)電機故障將對發(fā)電機本身與系統(tǒng)都有相當大的危害：定子繞組相間短路會破壞絕緣，燒壞鐵心，以致毀壞機組：定子繞組匝間短路會破壞縱絕緣，進而發(fā)展為單相接地或相間短路；定子繞組單相接地時，接地點的電流將使鐵心局部熔化，給檢修工作帶來很大的困難；轉(zhuǎn)子回路一點接地雖然對發(fā)電機沒有直接危害，但如果不及時處理，再發(fā)生另外一點接地就造成兩點接地，對于水輪發(fā)電機和同步調(diào)相機，危害更大；發(fā)電機低勵磁或失磁時，發(fā)電機要從系統(tǒng)吸取大量

117、的無功功率，引起定子過電流，同時發(fā)電機可能失去同步而進入異步運行，若系統(tǒng)無功儲備不足，將引起電壓下降，嚴重時會危及系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。</p><p><b>　　異常工況狀態(tài)</b></p><p>　　異常工況狀態(tài)主要分為以下幾種：</p><p>　　由于外部短路引起的定子繞組過電流。</p><p>　　由于負荷等超

118、過發(fā)電機額定容量而引起的三相對稱過負荷；過電流與過負荷造成定子溫度升高，絕緣加速老化，機組壽命縮短。</p><p>　　由于外部不對稱短路或不對稱負荷而引起的發(fā)電機負序過電流和過負荷；在轉(zhuǎn)子中感應出100Hz的倍頻電流，可使轉(zhuǎn)子局部灼傷或使護環(huán)受熱松脫，而導致發(fā)電機重大事故。此外，引起發(fā)電機的100Hz的振動。</p><p>　　由于突然甩負荷引起的定子繞組過電壓；調(diào)速系統(tǒng)慣性較大的發(fā)

119、電機，在突然甩負荷時，可能出現(xiàn)過電壓，造成發(fā)電機繞組絕緣擊穿。</p><p>　　由于勵磁回路故障或強勵時間過長而引起的轉(zhuǎn)子繞組過負荷；</p><p>　　由于汽輪機主汽門突然關閉而引起的發(fā)電機逆功率；當機爐保護動作或調(diào)速控制回路故障以及某些認為因素造成發(fā)電機轉(zhuǎn)為電動機運行時，發(fā)電機將從系統(tǒng)吸收有功功率，即逆功率。</p><p>　　5．2發(fā)電機保護類型<

120、;/p><p>　　針對上述故障類型及不正常運行狀態(tài)，發(fā)電機應裝設以下繼電保護裝置：</p><p>　　對于1MW以上發(fā)電機的定子繞組及其引出線的相間短路，應裝設縱聯(lián)差動保護簡稱縱差保護。</p><p>　　對于直接連于母線的發(fā)電機定子繞組單相接地故障，當發(fā)電機電壓網(wǎng)絡的階段電容電流大于或等于5A時（不考慮消弧線圈的補償作用），應裝設動作于跳閘的零序電流保護；當接地

121、電容電流小于5A時，則裝設作用于信號的接地保護。</p><p>　　對于發(fā)電機—變壓器組，一般在發(fā)電機電壓側(cè)裝設作用于信號的接地保護；當發(fā)電機電壓側(cè)接地電容電流大于5A時，應該裝設消弧線圈。</p><p>　　容量在100MW及以上的發(fā)電機，應裝設保護區(qū)為100%的定子接地保護。</p><p>　　對于發(fā)電機定子繞組的匝間短路，當繞組接成星形且沒相中有引出的并

122、聯(lián)支路時，應裝設單繼電器式的橫聯(lián)差動保護簡稱橫差保護。</p><p>　　對于發(fā)電機外部短路引起的過電流，可采用下列保護方式：</p><p>　　負序過電流及單相式低電壓啟動過電流保護，一般用于50MW及以上的發(fā)電機。</p><p>　　負荷電壓（負序電壓及線電壓）啟動的過電流保護。</p><p>　　過電流保護，用于1MW以下的小發(fā)

123、電機。</p><p>　　對于由不對稱負荷或外部不對稱短路而引起的負序過電流，一般在50MW及以上的發(fā)電機上裝設負序電流保護。</p><p>　　對于由對稱負荷引起的發(fā)電機定子繞組過電流，應裝設接于一相電流的過負荷保護。</p><p>　　對于水輪發(fā)電機定子繞組過電壓，應裝設帶延時的過電壓保護。</p><p>　　對于發(fā)電機勵磁回路的

124、接地故障，應采用以下保護措施：</p><p>　　水輪發(fā)電機一般裝設一點接地保護，小容量機組可采用定期絕緣檢測裝置。</p><p>　　對汽輪發(fā)電機勵磁回路的一點接地，一般采用定期檢測裝置；對大容量機組則可以裝設一點接地保護；對兩點接地故障，應裝設兩點接地保護，在勵磁回路發(fā)生一點接地后投入。</p><p>　　對于發(fā)電機勵磁消失的故障，在發(fā)電機不允許失磁運行時

125、，應在自動滅磁開關斷開時聯(lián)鎖斷開發(fā)電機的斷路器；對采用半導體勵磁以及100MW及其以上用同軸直流勵磁機的發(fā)電機，應增設直接反映發(fā)電機失磁時電氣參數(shù)變化的專用失磁保護。</p><p>　　10、對于轉(zhuǎn)子回路的過負荷，在100MW及以上并采用半導體勵磁系統(tǒng)的發(fā)電機上應裝設轉(zhuǎn)子過負荷保護。</p><p>　　11、對于汽輪發(fā)電機主汽門突然關閉，為防止汽輪機遭到損壞，對大容量的發(fā)電機組可考慮裝

126、設逆功率保護。</p><p>　　12、其他的異常工況保護。</p><p>　　如當電力系統(tǒng)振蕩影響機組安全運行時，在300MW及以上機組上宜裝設失步保護；當汽輪機低頻運行造成機械振動，葉片損傷對汽輪機危害極大時，可裝設低頻保護；當水內(nèi)冷發(fā)電機斷水、漏水時，可裝設斷水或漏水保護；防止輸出斷路器斷口閃絡而裝設斷路器斷口閃絡保護等。</p><p>　　為了快速消除

127、發(fā)電機內(nèi)部的故障，在保護動作于發(fā)電機斷路器跳閘的同時，還必須動作于自動滅磁開關，斷開發(fā)電機勵磁回路，以使轉(zhuǎn)子回路電流不會在定子繞組中再感應電動勢，繼續(xù)供給短路電流。</p><p>　　同步發(fā)電機的縱聯(lián)差動保護</p><p>　　對于100MW及以上的大容量發(fā)電機，我國目前均推薦采用有制動特性的差動繼電器，即利用外部故障時的穿越電流實現(xiàn)制動，這樣既能保證發(fā)生區(qū)外故障時可靠地避開最大不平衡

128、電流的影響，又能達到提高區(qū)內(nèi)故障時的靈敏性這一目的。</p><p>　　同步發(fā)電機定子繞組匝間短路保護</p><p>　　發(fā)電機定子匝間短路保護可以有多種方案，應根據(jù)發(fā)電廠一次設備接線情況進行選擇。</p><p>　　橫聯(lián)差動保護（簡稱橫差保護）</p><p>　　發(fā)電機橫差保護，是發(fā)電機定子繞組匝間短路（同分支匝間短路及同相不同分支

129、之間的匝間短路）、線棒開焊的主保護，也能保護定子繞組相間短路。 </p><p>　　反映轉(zhuǎn)子回路2次諧波電流的匝間短路保護</p><p>　　縱向零序電壓式匝間保護</p><p>　　發(fā)電機縱向零序電壓式匝間保護，是發(fā)電機同相分支匝間短路及同相不同分支之間匝間短路的主保護。</p><p>　　發(fā)電機的單相接地保護</p>

130、<p>　　根據(jù)安全要求，發(fā)電機的外殼都是接地的，因此，定子繞組因絕緣破壞而引起的單相接地故障比較普遍。當接地電流比較大，能在故障點引起電弧時，將使繞組的絕緣和定子鐵心燒壞，并且也容易發(fā)展成相間短路，造成更大的危害。我國規(guī)定，當接地電容電流等于或大于5A時，應裝設動作于跳閘的接地保護；當接地電流小于5A時，一般裝設作用于信號的接地保護。</p><p>　　過去認為發(fā)電機為全絕緣的設備，在正常運行中中

131、性點電壓低，不容易發(fā)生接地故障，即使發(fā)生，由于接地電流較小，不會對鐵心造成故障。因此，允許單相接地保護在中性點附近一定的死去。但隨著單機容量的增大，特別是大型水內(nèi)冷機組，要求在保護區(qū)內(nèi)任何一點發(fā)生故障時均能反應。</p><p>　　利用基波零序電壓構(gòu)成的定子接地保護（可用于發(fā)電機—變壓器組）</p><p>　　目前，100%定子接地保護裝置一般由兩部分組成：第一部分是基波零序電壓保護，

132、如上所述它能保護定子繞組的85%以上，第二部分保護則用來消除基波零序電壓保護不能保護的死區(qū)。為提高可靠性，兩部分的保護區(qū)應相互重疊。</p><p>　　利用基波零序電壓和3次諧波電壓構(gòu)成的100%定子接地保護</p><p>　　同步發(fā)電機的負序電流保護和過負荷保護</p><p>　　當電力系統(tǒng)中發(fā)生不對稱短路或在正常運行情況下三相負荷不平衡時，在發(fā)電機定子繞組

133、中將出現(xiàn)負序電流。此電流在發(fā)電機空氣隙中建立的負序旋轉(zhuǎn)磁場相對于轉(zhuǎn)子為兩倍的同步轉(zhuǎn)速，因此將在轉(zhuǎn)子繞組、阻尼繞組以及轉(zhuǎn)子鐵心等部件上感應出100Hz的倍頻電流，該電流使得轉(zhuǎn)子上電流密度很大的某些部位（如轉(zhuǎn)子端部、護環(huán)內(nèi)表面等），可能出現(xiàn)局部的灼傷，甚至可能使護環(huán)受熱松脫，從而導致發(fā)電機的重大事故。此外，負序氣隙旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子電流之間，以及正序氣隙旋轉(zhuǎn)磁場與定子負序電流之間所產(chǎn)生的100Hz交變電磁轉(zhuǎn)矩，將同時作用在轉(zhuǎn)子大軸和定子機座上，

134、從而引起100Hz的振動。</p><p>　　定子不對稱過負荷保護</p><p>　　勵磁回路接地保護同步發(fā)電機失磁保護。</p><p>　　5．2發(fā)變壓器保護類型</p><p><b>　　1）、瓦斯保護</b></p><p><b>　　2）、縱差保護</b>&

135、lt;/p><p><b>　　3）、電流速斷保護</b></p><p><b>　　4）、過電流保護</b></p><p><b>　　5）、零序電流保護</b></p><p><b>　　6）、過負荷保護</b></p><p&g

136、t;　　附錄一 所選設備一覽表</p><p><b>　　發(fā)電機2臺：</b></p><p><b>　　主變壓器2臺：</b></p><p><b>　　起備變：</b></p><p><b>　　220kV斷路器：</b></p>

137、<p>　　6kV開關柜：KYN3-10/13</p><p><b>　　隔離開關：</b></p><p><b>　　電壓互感器：</b></p><p><b>　　電流互感器：</b></p><p>　　6kV母線：鋁絞線 型號：LJ-625 載流量

138、：1.14kA</p><p>　　220kV母線：鋁錳合金 型號： 載流量：70℃2.35kA 80℃2.35kA：</p><p><b>　　發(fā)電機端主母線：</b></p><p><b>　　避雷器：</b></p><p><b>　　熔斷器：</b></p&