1、目錄摘要2第一節 電氣主接線的設置31.1 原始資料分析31.2廠用電源選擇31.3 廠用變壓器的選擇31.4 廠備用變壓器的選擇41.5 廠用電接線方式的選擇4第二節 廠用變壓器的選擇72.1 變壓器容量、臺數和型式的確定原則72.1主變壓器的選擇82.2 聯絡變壓器的選擇82.3 廠用負荷的確定82.4 廠用負荷計算9第三節 短路電流分析計算：103.1 短路電流計算目的及規則：103.2 短路等值電抗電路及其參數計算113.3 各短路點短路電流計算12第四節 電氣設備的選擇與校驗184.1 電氣設備選擇的一般原則184.2 電氣設備的選擇條件184.3 電氣設備的選擇205 防雷保護的規

2、劃245.1 雷電過電壓的形成與危害245.2 防雷保護措施245.3 避雷器的選擇26感想28參考文獻29摘要發電廠的設計需要考慮諸多復雜的條件因素，本設計是一種簡單的整體設計，嚴格依照設計步驟，即對原始資料分析、主接線方案的擬定與選擇、短路電流計算和主要電氣選擇、繪制電氣主接線圖、編制工程預算，其中工程預算在本設計中僅作估計處理，不作嚴格計算，而短路電流的計算是基于變壓器，發電機的選擇之上且影響到后面電氣設備的選擇，起著承前啟后的作用。設計工作是工程建設的關鍵環節，是工程建設的靈魂。做好設計工作，對工程建設的工期、質量、投資費用和建成投產后的運行安全可靠性和生產的綜合經濟效益，起著決定性的

3、作用。它是一門涉及科學、技術、經濟和方針政策等各方面的綜合性的應用技術科學。設計工作的基本任務是，在工程建設中貫徹國家的基本建設方針和技術經濟政策，做出切合實際、安全適用、技術先進、綜合經濟效益好的設計，有效地為電力建設服務。因此做好設計工作對工程的建設的工期、質量、投資費用和建成投產后的運行安全可靠性和生產的綜合經濟效益，起著決定性的作用。本設計的目的是使我們樹立工程觀點，加強基本理論的理解和工程設計基本技能的訓練，了解現代大型發電廠的電能生產過程及其特點，掌握發電廠電氣主系統的設計方法，并在分析、計算和解決實際工程能力等方面得到訓練，為今后從事電氣設計、運行管理和科研工作，奠定必要的理論基

4、礎。本設計是對5×300MW總裝機容量為1500MW的凝汽式區域性火電廠廠用電部分的設計，它主要包括了四大部分，分別為電氣主接線的選擇、短路電流的計算、電氣設備的選擇、配電裝置的選擇。其中詳細描述了主接線的選擇、短路電流的計算和電氣設備的選擇，從不同的短路情況進行分析和計算，對不同的短路參數來進行不同種類設備的選擇，并對設計進行了理論分析。火電廠廠用電 電氣主接線 短路計算 電氣設備 電氣設計 接地保護第一節 電氣主接線的設置1.1 原始資料分析由原始資料可知，該凝汽式火力發電廠，需安裝5臺容量為300MW機組，發電機出口電壓為10.5KV，起動/備用電源從110kV母線引入。火電廠

5、各廠用機械的功率差別很大。因此，廠用電一般采用高壓和低壓兩種電壓等級供電。低壓廠用電壓為380V，其中380V供電機用電，220V供照明和單相負荷用電。高壓廠用電采用6KV和3KV兩種電壓中的一種。發電機5臺300MW本次設計采用6KV。1.2廠用電源選擇（1）廠用電供電電壓等級是根據發電機的容量和額定電壓、廠用電動機的額定電壓及廠用網絡的可靠、經濟運行等諸方面因素，經技術、經濟比較后確定。因為發電機的額定容量為300MW，廠用電電壓等級一般采用6KV的等級。（2）廠用變采用不接地方式，高壓和低壓都為三角電壓，當容量較小的電動機采用380V時，采用二次廠用變，將6kV變為380V，中性點直接接

6、地；啟備變采用中性點直接接地，高壓側為星型直接接地，低壓側為三角電壓。（3）因為發電機與主變壓器采用單元接線，高壓廠用工作電源由該單元主變壓器低壓側引接。（4）采用兩臺啟備變，獨立從220kV母線引至啟備變，啟備變采用低壓側雙繞組分裂變壓器。1.3 廠用變壓器的選擇本次設計廠用電系統主接線采用雙母線接線方式，廠用電分別從四臺發電機的出口端引接，因此，需要四臺廠用變壓器。由于四臺發電機都屬于大型機組，為限制短路電流，提高可靠性，四臺變壓器均采用低壓分裂繞組變壓器，兩低壓側分別接到兩段母線上，達到相互備用的效果。單機容量在100MW300MW的發電廠，廠用電通常采用6KV電壓等級，所以對應于300

7、MW機組的廠用變壓器，由于機端電壓為20KV，其各側電壓為20/6.3/6.3，容量為，選用SFF10-31500/20雙分裂雙繞組變壓器。參數見表1.1。變壓器型號額定電壓(KV)短 路阻 抗(%)額定容量(MVA)聯結組高壓中/低壓廠用變壓器SFF1031500/20206.3/6.31531.5/2×20D，d12，d12表1.1 所選廠用變壓器的型號及參數1.4 廠備用變壓器的選擇通過聯絡變壓器低壓側引接一臺變壓器做廠備用變壓器，聯絡變壓器的低壓側電壓為15.75KV，作廠備用電源通過低壓分裂繞組降壓變壓器15.75/6.3/6.3分別接至兩段公用母線上。這個低壓分裂繞組降壓

8、變壓器選擇SFF7-31500/15.75，其參數見表1.2。變壓器型號額定電壓(KV)短 路阻 抗(%)額定容量(MVA)聯結組高壓中/低壓廠備用SFF7-31500/15.7515.75±2×2.5%6.3/6.3全穿越9.5半穿越16.631.5/2×20D，d0-d0表1.2 廠備用所選變壓器的型號及參數1.5 廠用電接線方式的選擇1.5.1 對廠用電接線的基本要求廠用電接線除應滿足正常運行安全、可靠、靈活、經濟和檢修、維護方便等一般要求外，尚應滿足：(1) 充分考慮發電廠正常、事故、檢修、啟動等運行方式下的供電要求，盡可能地使切換操作簡便，啟動（備用）電

9、源能在短時內投入。(2) 盡量縮小廠用電系統的故障影響范圍，并應盡量避免引起全廠停電事故。對于300MW及以上的大型機組，廠用電應是獨立的，以保證一臺機組故障停運或其輔助機械的電氣故障，不應影響到另一臺機組的正常運行。(3) 便于分期擴建或連續施工，不致中斷廠用電的供應。對公用廠用負荷的供電，須結合遠景規模統籌安排，盡量便于過渡且少改變接線和更換設備。(4) 對300MW及以上的大型機組應設置足夠容量的交流事故保安電源。(5) 積極慎重地采用經過試驗鑒定的新技術和新設備，使廠用電系統達到先進性、經濟合理，保證機組安全滿發地運行。1.5.2 廠用電接線的基本分析廠用電接線的設計原則基本上與主接線

10、的設計原則相同。首先，應保證對廠用電負荷可靠和連續供電，使發電廠主機安全運轉；其次，接線應能靈活地適應正常，事故，檢修等各種運行方式的要求；還應適當注意經濟性和發展的可能性并積極慎重的采用新技術、新設備，使其具有可行性和先進性。此外，在設計廠用電系統接線時還要對供電電壓等級，廠用供電電源及其引接進行分析和論證。 發電廠廠用電系統電壓等級是根據發電機額定電壓，廠用電動機的電壓和廠用電網絡的可靠運行等諸方面因素，由上一節負荷分析可知，取廠用電壓級取6KV，由四臺廠用主變壓器從300MW發電機端口上取，采用單母線分段式。對同樣的廠用系統，6KV網絡不僅節省有色金屬及費用，且短路電流也較小，同時6KV

11、電壓等級電動機功率可制造得較大，滿足大量負荷要求。擬采用兩段6KV的廠母線，另外再設置兩段6KV備用母線，以提高供電可靠性。大部分100MW及以上機組，其高壓廠用電電源是從發電機出口母線處通過廠用變壓器引接的，廠用電系統的備用電源另設。機組啟動時，先由備用電源向廠用電系統供電，待運行正常后，才手動切換至正常電源。由此，備用電源可由母線上經變壓器取得。高壓負荷一般度比較重要，大多設有備用設備，當工作設備故障時，備用設備會自動接替工作。為使工作和備用設備不會因母線故障而全部停運，設計中又將母線分為兩段，把互為備用的設備接于不同段上。隨機組和高壓廠用變容量的增大，系統中的短路電流也在增大。為限制短路

12、電流水平，除適當加大廠用變壓器阻抗外，還采用了低壓為分裂繞組的分裂變壓器，并將一臺機組的兩段高壓母線接于不同繞組上。分裂變壓器由于兩個低壓繞組間的分裂電抗很大，在短路時不僅可以有效阻止另一繞組電動機反饋電流的流入，與雙繞組變壓器相比減少故障繞組對非故障繞組母線電壓的影響，使在另一段母線上運行的高壓負荷能較正常地運行。由以上分析，廠用電可設計成如下圖1.1所示：圖1.1 廠用電接線圖第二節 廠用變壓器的選擇2.1 變壓器容量、臺數和型式的確定原則 (1) 單元接線的主變壓器容量的確定原則單元接線時主變壓器應按發電機的額定容量扣除本機組的廠用負荷后，留有10%的裕度來確定。采用擴大單元接線時，應盡

13、可能采用分裂繞組變壓器，其容量亦應按單元接線的計算原則算出的兩臺機容量之和來確定。 (2) 連接兩種升高電壓母線的聯絡變壓器的確定原則聯絡變壓器容量應能滿足兩種電壓網絡在各種運行方式下，網絡間的有功功率和無功功率交換，一般不應小于接在兩種電壓母線上最大一臺機組的容量，以保證最大一臺機組故障或檢修時，通過聯絡變壓器來滿足本側負荷的要求；同時，也可在線路檢修或故障時，通過聯絡變壓器將剩余容量送入另一系統。此外，為了布置和引線方便，通常只設一臺，在中性點接地方式準許條件下，以選自耦變壓器為宜。其低壓繞組兼作廠用備用電源或無功功率補償裝置。 (3) 變壓器臺數的確定原則發電廠或變電所主變壓器的臺數與電

14、壓等級、接線形式、傳輸容量以及和系統的聯系有密切關系。通常與系統具有強聯系的大、中型發電廠和重要變電所，在一種電壓等級下，主變壓器應不少于2臺；而對弱聯系的中、小型發電廠和低壓側電壓為6-10KV的變電所或與系統只是備用性質時，可只裝一臺主變壓器；對地區性孤立的一次變電所或大型工業專用變電所，可設3臺主變壓器。 (4) 主變壓器型式的確定原則選擇主變壓器型式時，應從相數、繞組數、繞組接線組別、冷卻方式、調壓方式等方面考慮，通常只考慮相數和繞組數以及繞組接線組別。在330KV及以下電力系統，一般都應選用三相變壓器。因為單相變壓器組相對來講投資大、占地多、運行損耗也較大，同時配電裝置結構復雜，增加

15、了維修工作量。對于大型三相變壓器，當受到制造條件和運輸條件的限制時，則宜選用兩臺小容量的三相變壓器來取代一臺大容量三相變壓器，或者選用單相變壓器。一般當最大機組容量為125MW及以下的發電廠多采用三繞組變壓器，對于最大機組容量為200MW及以上的發電廠，通常采用雙繞組變壓器加聯絡變壓器，當采用擴大單元接線時，應優先選用低壓分裂繞組變壓器，這樣，可以大大限制短路電流。變壓器三繞組的接線組別必須與系統電壓相位一致，否則，不能并列運行。電力系統采用的繞組連接方式只有星型“Y”和三角形“D”兩種。變壓器三相繞組的連接方式應根據具體工程來確定。我國規定，110KV及以上電壓等級，變壓器三繞組都采用“YN

16、”連接；35KV采用“Y”連接，其中性點通過消弧線圈接地；35KV以下高壓電壓，變壓器三繞組都采用“D”連接。在發電廠和變電所中，一般考慮系統或機組的同步并列要求以及限制三次諧波對電源的影響因素，根據以上繞組連接方式的原則，主變壓器接線組別一般選用YN，d11常規接線。2.1主變壓器的選擇與300MW機組相連的主變壓器容量和型式一樣，其輸送容量為，300MW發電機的功率因素為0.85，所以這四臺變壓器的容量為，選擇最接近標準容量為370MVA的變壓器即容量為370MVA的三相雙繞組升壓變壓器，其型號選擇SFP9370000/220。2.2 聯絡變壓器的選擇兩臺聯絡變壓器的容量和型式一樣，根據聯

17、絡變壓器容量的確定原則可知，兩臺聯絡變壓器的總容量為，所以每一臺的容量為176.47 MVA， 選擇最接近標準容量為180MVA的變壓器即容量為180MVA的三相三繞組降壓自耦變壓器，其型號選擇OSSPSZ7-180000/220。當一臺聯絡變壓器故障或停運檢修時，即選擇容量為180MVA的自耦降壓變壓器能夠滿足要求。2.3 廠用負荷的確定火電廠負荷計算采用換算系數法（K），K值的選取1.0，計算母線段的計算負荷，即全廠電機滿負荷運行的各段母線上的最大負荷。2.4 廠用負荷計算經常及經常連續運行的電動機全部計入。經常短時及經常斷續按，高壓廠用工作變壓器容量按高壓側廠用電計算負荷的與低壓側廠用電

18、計算負荷之和選擇。本次設計的雙繞組變壓器容量，高壓啟動/備用變壓器容量應滿足；重復容量則廠用變壓器容量則單臺高壓變容量選擇：，高壓啟動/備用變壓器容量應滿足；第三節 短路電流分析計算： 3.1 短路電流計算目的及規則：在發電廠電氣設計中，短路電流計算是其中的一個重要環節。其計算的目的的主要有以下幾個方面：1、 電氣主接線的比選。 2、選擇導體和電器。 3、確定中性點接地方式。 4、計算軟導線的短路搖擺。 5、確定分裂導線間隔棒的間距。 6、驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓。7、選擇繼電保護裝置和進行整定計算。3.1.1短路電流計算條件 (1)所有電流的電功勢相位角相同。 (2)電力系統中所有電

19、源均在額定負荷下運行。 (3)短路發生在短路電流為最大值的瞬間。 (4)不考慮短路點的衰減時間常數和低壓網絡的短路電流外，元件的電阻略去不計。 (5)不考慮短路點的電流阻抗和變壓器的勵磁電流。 (6)元件的技術參數均取額定值，不考慮參數的誤差和調整范圍。3.1.2短路計算的一般規定 (1)驗算導體的電器動穩定、熱穩定以及電器開斷電流所用的短路電流，應按本工程設計規劃容量計算，并考慮電力系統遠景的發展計劃。 (2)選擇導體和電器用的短路電流，在電器連接的網絡中，應考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流影響。 (3)選擇導體和電器時，對不帶電抗回路的計算短路點，應選擇在正常接線方

20、式時短路電流最大地點。 (4)導體和電器的動穩定、熱穩定和以及電器的開斷電流，一般按三相短路計算。3.2 短路等值電抗電路及其參數計算由4×300MW火電廠電氣主接線圖和查的給出的相關參數，可畫出系統的等值電抗圖如圖3.1所示。選取基準容量為SB=100MVA VB=VavSB基準容量；Vav所在線路的平均電壓 以上均采用標幺值計算方法，省去“*”。圖1.2 系統等值電抗圖1、對于QFSN-300-2型發電機的電抗變壓器短路電壓的百分數（%）； SN最大容量繞組的額定容量（MVA）。3、 對于SFP9370000/300型兩繞組變壓器的電抗 4、對于OSSPSZ7180000/300

21、型三繞組變壓器的電抗 聯絡變壓器各繞組阻抗標幺值： X聯1=US1%×(SB/SN)=9.6%×100/180=0.053 X聯2=US2%×(SB/SN)=-0.3%×100/180=-0.0017 X聯=X1+X2=0.053-0.0017=0.0513 5、出線回路系統電抗 3.3 各短路點短路電流計算 短路點的選擇應選擇通過導體和電器的短路電流為最大的那些點作為短路計算點。 首先，應在兩條電壓等級的母線上選擇兩個短路計算點d1、d2。無線大功率系統的德主要特征是：內阻抗X=0，端電壓，它所提供的短路電流周期分量的幅值恒定且不隨時間改變。雖然非周期

22、分量依指數率而衰減，但一般情況下只需計及他對沖擊電流的影響。因此，在電力系統短路電流計算中，其主要任務是計算短路電流的周期分量。而在無限大功率系統的條件下，周期分量的計算就變得簡單。 如取平均額定電壓進行計算，則系統的短電壓，若選取，則無限大功系統的短路電壓的標幺值 無限大功率電源供給的短路電流周期分量的標幺值為 式中 XFS無限大系統功率系統對短路點的組合電抗的標幺值。 無限大功率電源提供的短路電流為 第i臺等值發電機提供的短路電流 式中SNi第i臺等值發電機的額定容量，即由它所代表的那部分發電機的額定容量之和。 短路點周期電流的有名值為 則短路點沖擊電流為 式中kim 、 kimLD沖擊系

23、數，表示沖擊電流對周期分量幅值的倍數。 在以下的計算中，取kim =1.85；kimLD=1。 主電路化簡后的總等值電抗電路如圖3.2所示 圖1.3 化簡后的主電路短路的等值電抗電路1、 當220KV側短路時，由于110KV母線無電源，不提供短路電流，又電路對稱所以等值電抗電路可化簡為圖1.4所示，可算得各電源轉移電抗，圖1.4 化簡后的220KV側的等值電抗電路圖1.5。圖1.4 220KV側短路時等值電抗電路圖1.5 等價電抗電路 各電源的轉移電抗為： 無限大系統： 發電機G-1： 將發電機G-1、G-2、G-3、G-4合并，用一臺等值機表示，其轉移電抗為： 所以系統S的轉移電抗為： 歸算

24、到短路短路點電壓級的各電源的額定電流分別為 求發電機的計算電抗： 求系統的計算電抗為： 根據計算電抗查汽輪發電機計算曲線數字表，將結果記入表1.1。并利用上述公式算的短路電流有名值填入表1.3。0s0.2s4s發電機GT標么值0.3380.3270.338有名值kA1.1981.1591.198系統S標么值0.8980.8330.961有名值kA31.82429.52134.057總電流有名值kA33.02230.6835.255表1.3 220KV母線f1點短路時短路電流計算結果所以沖擊電流為 2、110KV母線上發生短路（f2）時的計算 電路對稱所以等值電抗電路可化簡為圖1.6所示圖1.6

25、 化簡后的220KV母線上短路的等值電抗電路 聯絡變壓器電抗為 將發電機G-1、G-2、G-3、G-4合并，用一臺等值機表示，其轉移電抗為： 且系統S合并，其轉移電抗為 求發電機的計算電抗： 求系統的計算電抗為： 歸算到短路短路點電壓級的各電源的額定電流分別為 根據圖和以上數據求轉移電抗： 歸算到短路短路點電壓級的各電源的額定電流分別為因為計算曲線只做到=0.35為止，當計算電抗大于這個數時，可以近似的認為短路周期期電流的幅值已不隨時間而變，直接按下式計算， 所以短路電流的標幺值為：短路電流的有名值為： 根據計算電抗查汽輪發電機計算曲線數字表，將結果記入表3.2。并利用上述公式算的短路電流有名

26、值填入表1.4。0s0.2s4s發電機GT標么值0.6220.5860.642有名值kA48.5545.7450.12系統S標么值0.2010.2010.201有名值kA15.6915.6915.69總電流有名值kA64.2461.4365.81表1.4 110KV母線f2點短路時短路電流計算結果所以沖擊電流為： 第四節 電氣設備的選擇與校驗電氣設備的選擇是發電廠和變電所電氣設計的主要內容之一。正確的選擇電氣設備是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經濟運行的重要條件。在進行電氣設備選擇時，應根據工程實際情況，在保證安全可靠的前提下，積極而穩妥的采用新技術，并注意節省投資，選擇合適的電器。4.1

27、電氣設備選擇的一般原則(1) 所選設備應能滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發展；在滿足可靠性要求的前提下，應盡可能的選用技術先進和經濟合理的設備，使其具有先進性；(2) 應按當地環境條件對設備進行校準；(3) 所選設備應予整個工程的建設標準協調一致；(4) 同類設備應盡量減少品種；(5) 選用新產品均應具有可靠的實驗數據，并經正式鑒定合格。在特殊情況下，選用未經正式鑒定的新產品時，應經過上級批準。4.2 電氣設備的選擇條件正確的選擇電器是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經濟運行的重要條件。在進行電器選擇時，應根據工程實際情況，在保證安全可靠的前提下，積極而穩妥的采用新技

28、術，并注意節省投資，選擇合適的電器。電器要能可靠的工作，必須按正常條件下進行選擇，并按短路狀態來校驗熱穩定和動穩定。4.2.1 按正常工作條件選擇電器(1) 額定電壓和最高工作電壓 所選用的電器允許最高工作電壓不得低于所接電網的最高運行電壓，即。一般情況下，當額定電壓在220KV及以下時電器允許最高工作電壓UZ是1.15UN；額定電壓是330KV500KV時為1.1UN。而實際電網的最高運行電壓UG不會超過電網額定電壓的1.1倍，因此在選擇電器時一般可按電器額定電壓UN不低于裝置地點電網額定電壓UNs的條件選擇，即UNUNs。(2) 額定電流 電器的額定電流IN是指額定周圍環境溫度下，電器的長

29、期允許電流。IN應不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續工作電流Imax，即INImax。由于發電機、調相機和變壓器在電壓降低5%時，出力保持不變，故其相應回路的Imax為發電機、調相機或變壓器的額定電流的1.05倍；若變壓器有過負荷運行可能時，Imax應按過負荷確定（1.32倍變壓器額定電流）；母聯斷路器回路一般可取母線上最大一臺發電機或變壓器的Imax；母線分段電抗器的Imax應為母線上最大一臺發電機跳閘時，保證該段母線負荷所需的電流，或最大一臺發電機額定電流的50%80%；出線回路的Imax除考慮正常負荷電流外，還應考慮事故時由其他回路轉移過來的負荷。此外，還與電器的裝置地點、使用條

30、件、檢修和運行等要求，對電器進行種類和形式的選擇。4.2.2 按當地環境條件校驗在選擇電器時，還應考慮電器安裝地點的環境條件，當氣溫、風速、溫度、污穢等級、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等環境條件超過一般電器使用條件時，應采取措施。例如：當地區海拔高度超過制造部門的規定值時，由于大氣壓力、空氣密度和濕度相應減少，使空氣間隙和外絕緣的放電特性下降，一般當海拔在10003500m范圍內，若海拔比廠家規定值每升高100m，則電器允許最高工作電壓要下降1%。當最高工作電壓不能滿足要求時，應采取高原型電器，或采用外絕緣提高一級的產品。對于110KV及以下電器，由于外絕緣裕度較大，可在海拔2000m以下使用

31、。當污穢等級超過使用規定時，可選用有利于防污的電瓷產品，當經濟上合理時可采用屋內配電裝置。我國目前生產的電器使用的額定環境溫度為40，如周圍環境溫度高于40（但60）時，其允許電流一般可按每增高1，額定電流減少1.8%進行修正，當環境溫度低于+40時，額定電流可增加0.5%，但其最大電流不得超過額定電流的20%。4.2.3 按短路情況校驗(1) 短路熱穩定校驗短路電流通過電器時，電器各部分的溫度應不超過允許值.滿足熱穩定的條件為 ；式中Qk為短路電流產生的熱效應，It、t分別為電器允許通過的熱穩定電流和時間。(2) 電動力穩定校驗電動力穩定是電器承受短路電流機械效應的能力，亦稱動穩定。滿足動穩

32、定的條件為，；式中ish、Ish分別為短路沖擊電流幅值和有效值，ies、Ies分別為電器允許的動穩定電流的幅值和有效值。4.3 電氣設備的選擇4.3.1 高壓斷路器與隔離開關的選擇(1) 斷路器的種類和形式的選擇因為110KV側有10回出線，220KV側有8回出線，所以接入110KV，220KV側的高壓斷路器應選擇SF6斷路器。(2) 額定電壓的選擇110KV側: 220KV側: (3) 額定電流的選擇110KV側: 220KV側: (4) 開斷電流的選擇高壓斷路器的額定開斷電流INor不應小于實際開斷瞬間的短路電流周期分量Ipt，為了簡化計算可應用此暫態電流I"進行選擇，即。110

33、KV側: 220KV側: (5) 短路關合電流的選擇為了保證斷路器在關合短路時的安全，斷路器的額定關合電流INkl不應小于短路電流最大沖擊值Ish，即。110KV側: 220KV側: (6) 熱穩定校驗取tk(短路切除時間)=4s。110KV側: 周期分量熱效應不計非周期分量 220KV側: 周期分量熱效應不計非周期分量 (7)動穩定校驗110KV側: 220KV側: 4.3.2 電流互感器的選擇電流互感器的選擇和配置應按下列條件：（1）型式：電流互感器的型時應根據使用環境條件和產品情況選擇。對于620KV屋內配電裝置，可采用瓷絕緣結構和樹脂澆注絕緣結構的電流互感器。對于35KV及以上配電裝置

34、，一般采用油浸式瓷箱式絕緣結構的獨立式電流互感器。有條件時，應盡量采用套管式電流互感器。（2）一次回路電壓：（3）一次回路電流：（4） 準確等級：要先知道電流互感器二次回路所接測量儀表的類型及對準確等級的要求，并按準確等級要求高的表計來選擇。（5） 二次負荷：互感器按選定準確級所規定的額定容量S2N應大于或等于二次側所接負荷，即 （5.1）式中，ra、rre分別為二次側回路中所接儀表和繼電器的電流線圈電阻（忽略電抗）； rc為接觸電阻，一般可取0.1；rL為連接導線電阻。（6）動穩定：內部動穩定校驗式為：或 （5.2）式中 ies、Kes電流互感器的動穩定電流及動穩定電流倍數，有制造廠提供。外

35、部動穩定校驗式為： （5.3）式中 Fa1作用于電流互感器瓷帽端部的允許力，有制造廠提供；L電流互感器出現端至最近的一個母線支柱絕緣子之間的跨距；a相間距離；0.5系數，表示互感器瓷套端部承受該跨上電動力的一半。（7）熱穩定：電流互感器熱穩定能力常以1s允許通過的熱穩定電流It或一次額定電流ILN的倍數Kt來表示，熱穩定校驗式為：或 4.3.3 電壓互感器的選擇電壓互感器的選擇和配置應按下列條件：(1)型式：620KV屋內互感器的型式應根據使用條件可以采用樹脂膠主絕緣結構的電壓互感器；35KV110KV配電裝置一般采用油浸式結構的電壓互感器；220KV級以上的配電裝置，當容量和準確等級滿足要求

36、，一般采用電容式電壓互器。在需要檢查和監視一次回路單項接地時，應選用三項五柱式電壓互感器或具有第三繞組的單項電壓互感器。（2）準確等級：電壓互感器影子哪一準確等級下工作，需根據接入的測量儀表，繼電器和自動裝置等設備對準確等級的要求確定，規定如下：用于發電機、變壓器、調相機、廠用饋線、出線等回路中的電度表，共所有計算的電度表，其準確等級要求為0.5級。供監視估算電能的電度表，功率表和電壓繼電器等，其準確等級，要求一般為1級。用于估計被測量數值的標記，如電壓表等，其準確等級要求較低，要求一般為3級即可。在電壓互感器二次回路，同一回路接有幾種不同型式和用途的表計時，應按要求準確等級高的儀表，確定為電

37、壓互感器工作的最高準確度等級。5 防雷保護的規劃5.1 雷電過電壓的形成與危害雷電放電在電力系統中引起很高的雷電過電壓，是造成電力系統絕緣故障和停電事故的主要原因之一。發電廠出現的雷電過電壓主要有兩個來源：雷電直擊和沿輸電線路入侵的雷電過電壓波。(1)直擊雷過電壓雷電直接對電氣設備、輸電線、建筑物或其他物體直接放電，簡稱直擊雷。直擊雷過電壓又引起數萬安的強大雷電流通過被擊物體而入地，產生破壞性很大的熱效應和機械效應，擊壞設備，引起火災，甚至造成人身傷亡。利用避雷針和避雷線，可使各種建筑物、輸電線路和電氣設備免遭直擊雷的危害。避雷針主要用于保護建筑物、發電廠變電所等免受直擊雷的危害，避雷器主要用

38、以保護架空輸電線路。本次設計中，采用避雷線保護架空線路，采用避雷針對發電廠進行直擊雷保護。(2)雷電波輸電線路上遭受直接雷或感應雷后，電荷沿著輸電線進入發電廠或變電所，這種由雷電流形成的電流稱為雷電波。直接雷、感應雷及其形成的雷電波均對電氣設備的絕緣構成嚴重威脅。利用保護間隙和避雷器，可保護電氣設備免遭沿線入侵的雷電波的襲擊。本次設計中，采用避雷器對電氣設備進行雷電波防護。5.2 防雷保護措施5.2.1 發電廠的直擊雷防護發電廠電氣設備對直擊雷的防護主要采用避雷針。由于發電場面積較大，采用多支等高避雷針保護。預設發電廠占地面積為225公頃，規模為長500m，寬450m，保護高度為18m。工程中

39、避雷針的高度一般選用2030m，本次設計中擬選用30m的避雷針，避雷針間的布置距離通過計算求得。四只等高避雷針的保護范圍如圖1.7所示。圖1.7 四只等高避雷針的保護范圍 公式(6-1) 公式(6-2)式中h避雷針的高度； hx被保護物高度；h0兩針間聯合保護范圍上部邊緣的最低點的高度；2bx在高度hx的水平面上，保護范圍的最小寬度。在多針保護時，當各邊的保護范圍最小寬度bx均，則多邊形中間的全部面積都處于聯合保護范圍之內，即當時，保護半徑最大，即為地面上的保護范圍，由此算出在高度為hx的水平面上算得即任意兩只避雷針之間的距離不得大于210m，才能保護整個發電廠的地面范圍。在地面上的外部保護半

40、徑為 公式(7-3)在高度為hx的水平面上的保護半徑為為根據本廠的面積，需設置916只30m的避雷針。5.3 避雷器的選擇避雷器應按下列條件選擇：（1） 型式：選擇避雷器型式時，應考慮被保護電器的絕緣水平和使用特點，按下表選擇：型號型式應用范圍FS配電用普通閥型10KV以下配電系統、電纜終端盒FZ電站用普通閥型35220KV發電廠、變電所配電裝置FCZ電站用磁吹閥型1、  330KV及需要限制操作的220KV以及以下配電2、  某些變壓器中性點FCD旋轉電機用磁吹閥型用于旋轉電機、屋內（2）額定電壓：避雷器的額定電壓應與系統額定電壓一致。（3）滅弧電壓：按照使用情況，校驗避雷器安裝地點可能出現的最大導線對地電壓，是否等于或小于避雷器的最大容許電壓（滅弧電壓）。(4)工頻放電電壓Ugf：在中性點絕緣或經阻抗接地的電網中，工頻放電電壓一般大于最大運行相電壓的3.5倍。在中性點直接接地的電網中，工頻放電電壓應大于最大運行相電壓的3倍。工頻放電電壓應大于滅弧電壓的1.8倍。(5)沖擊放電電壓和殘壓：一般國產閥式避雷器的保護特性與各種電器的具有均可配合，故此項校驗從略。根據避雷器配置原則，配電裝置的每組母線上，一般應裝設避雷器，變壓器中性點接地必須裝設避雷器，