1、緒 論在高速發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)中，電力工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的作用已為人所共知，不僅全面的影響國民經(jīng)濟(jì)及其它部門的發(fā)展，同時(shí)也極大地影響人民的物質(zhì)和文化生活水平的提高，影響整個(gè)社會(huì)的進(jìn)步?；痣姀S是電力系統(tǒng)的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著電能生產(chǎn)和電能轉(zhuǎn)換、重新分配的重要任務(wù)，對(duì)電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著舉足輕重的作用?；痣姀S是接受電能、變換電壓和分配電能的，實(shí)現(xiàn)電能的遠(yuǎn)距離輸送，將電能分配到用戶，將發(fā)電機(jī)電壓進(jìn)行多次變換，由電力變壓器、配電裝置和二次裝置構(gòu)成。按火電廠的性質(zhì)和任務(wù)不同，分為去區(qū)域火電廠和地方火電廠。按地位和作用不同分為樞紐火電廠、地區(qū)火電廠和用戶火電廠。隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，人民的生活質(zhì)量和生活水

2、平不斷提高家用電器越來越多的進(jìn)入千家萬戶，人們對(duì)用電質(zhì)量的要求越來越高。并且電力系統(tǒng)的發(fā)展電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜。需準(zhǔn)確掌握電網(wǎng)和火電廠的運(yùn)行情況。并逐步采用無人值班管理模式。傳統(tǒng)火電廠一般都采用常規(guī)設(shè)備。同時(shí)實(shí)現(xiàn)火電廠綜合自動(dòng)化是全面提高火電廠的技術(shù)水平和管理水平的重要目標(biāo)。本次設(shè)計(jì)的為110kV火電廠，主要是一次部分有火電廠總體分析和負(fù)荷分析、火電廠主變壓器的選擇、電氣主接線設(shè)計(jì)、短路電流計(jì)算、電氣設(shè)備選擇、配電裝置及電氣總平面布置設(shè)計(jì)。電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對(duì)電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠、變電所本身運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，

3、并且對(duì)電氣設(shè)備選擇，配電裝置布置的擬定有較大影響。因此，必須正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響因素，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理確定主接線方案。1. 主接線的設(shè)計(jì)原則（1）在電力系統(tǒng)的地位和作用（2）考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模（3）考慮負(fù)荷的重要性分級(jí)和出線回路多少對(duì)主接線的影響（4）考慮主變臺(tái)數(shù)對(duì)主接線的影響（5）考慮備用量的有無和大小對(duì)主接線的影響2. 接線設(shè)計(jì)的基本要求（1）可靠性（2）靈活性主接線的靈活性有以下幾方面的要求:調(diào)度要求：可靈活的投入和切除變壓器、線路。調(diào)配電源和負(fù)荷，能夠滿足系統(tǒng)在運(yùn)行方式下，檢修方式下特別方式下的調(diào)度要求。檢修要求：可方便的停運(yùn)斷路器，母線及其繼電器保護(hù)設(shè)

4、備進(jìn)行安全檢修，且不致影響對(duì)用戶的供電。擴(kuò)建要求：可容易的從初期過渡到終期接線使在擴(kuò)建時(shí)，無論一次和二次設(shè)備改造量最小。（3）經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性主要是投資高，占地面積小，能量損失小。3. 廠用電氣設(shè)備簡述為滿足生產(chǎn)需要，發(fā)電廠中安裝有各種電氣設(shè)備。通常把生產(chǎn)和分配電能的設(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：（1）生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備 如發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，變壓器將電壓升高或降低，以滿足輸配電需要。這些都是發(fā)電廠中最主要的設(shè)備。（2）接通或斷開電路的開關(guān)電器 例如：斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器、接觸器之類，它們用語正常或事故時(shí)，將電路閉合或斷開。（3）限制

5、故障電流和防御過電壓的電器 例如：限制短路電流的電抗器和防御過電壓的避雷器等。（4）接地裝置 無論是電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的工作接地或是保護(hù)人身安全的保護(hù)接地，均同埋入地中的接地裝置相連。（5）載流導(dǎo)體 如裸導(dǎo)體、電纜等，它們按設(shè)計(jì)的要求，將有關(guān)電氣設(shè)備連接起來。另外，還有一些設(shè)備是對(duì)上述一次設(shè)備進(jìn)行測量、控制、監(jiān)視和保護(hù)用的，故稱為二次設(shè)備。它們包括：（1）儀用互感器 如電壓互感器和電流互感器，可將電路中的電壓或電流降至較低值，供給儀表和保護(hù)裝置使用。（2）測量表計(jì) 如電壓表、電流表、功率因數(shù)表等，用于測量電路中的參量值。（3）繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置 這些裝置能迅速反應(yīng)不正常情況并進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)節(jié)，例如：

6、作用于斷路器跳閘，將故障切除。（4）直流電源設(shè)備 包括直流發(fā)電機(jī)組、蓄電池等，供給保護(hù)和事故照明的直流用電。本次設(shè)計(jì)的主要目的和任務(wù)是：通過設(shè)計(jì)樹立工程觀點(diǎn)，掌握發(fā)電廠設(shè)計(jì)的方法，并在分析、計(jì)算和解決實(shí)際工程等方面得到訓(xùn)練，為今后從事設(shè)計(jì)、運(yùn)行和科研工作，奠定必需的理論基礎(chǔ)。第1 章 發(fā)電廠的總體分析1.1 電力系統(tǒng)發(fā)展建設(shè)大型礦口電廠，搞好煤、電、運(yùn)平衡。目前，我國一次能源主要是煤炭，火電仍為主要電源。煤炭產(chǎn)地主要在山西、內(nèi)蒙古、河南等省，為了變輸煤為輸電，把建設(shè)大型礦口電廠和港口電廠作為電廠建設(shè)的重點(diǎn)。政企分開，省為實(shí)體，聯(lián)合電網(wǎng)，統(tǒng)一調(diào)度，集資辦電，為了適應(yīng)社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)和社會(huì)化大生產(chǎn)

7、的需要，我國在原有電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，已成立了華北、東北、華東、華中、西北等電力集團(tuán)，遵循社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)的準(zhǔn)則，形成電力市場，互相調(diào)劑、共同發(fā)展。因地制宜，多能互補(bǔ)，綜合利用，講究效益。在邊遠(yuǎn)農(nóng)村和沿海島嶼，因地制宜建設(shè)小水電、風(fēng)力發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電和太陽能發(fā)電以解決無電、缺電地區(qū)的用電問題，重視和做好農(nóng)村電氣化建設(shè)。節(jié)約能源，降低消耗。減少自身消耗，降低煤耗和水耗、廠用電和線損，發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)。新建電廠應(yīng)采用高參數(shù)、高效率的大機(jī)組。重視環(huán)境保護(hù)，積極防止對(duì)環(huán)境的污染。發(fā)展能源應(yīng)與環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)。積極貫徹“預(yù)防為主，綜合治理”的方針，合理布局,合理利用資源。新建和擴(kuò)建電力項(xiàng)目，要達(dá)到國家或地方制定的

8、污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。我國電力工業(yè)自動(dòng)化水平正在逐年提高。20萬KW及以上大型機(jī)組已采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，許多變電所已裝設(shè)微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，有些已實(shí)現(xiàn)無人值班，電力系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動(dòng)化。迄今，我國電力工業(yè)已進(jìn)入了大機(jī)組、大電廠、大電力系統(tǒng)、高自動(dòng)化的新階段。1.2 對(duì)電力系統(tǒng)的基本要求1.2.1 系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)(1) 電能生產(chǎn)、輸送和使用的同時(shí)性現(xiàn)階段，電能還不能大量廉價(jià)的儲(chǔ)存，發(fā)、輸、變、配及用電是在同一瞬間進(jìn)行的，每時(shí)每刻的發(fā)電量取決于同一時(shí)刻的用戶用電量和輸送過程的損耗，其中的任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，都會(huì)影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行。(2) 生產(chǎn)及人們的生活密切相關(guān)性由于電能和其他能源之間轉(zhuǎn)換方便，宜于大量生

9、產(chǎn)、集中管理、遠(yuǎn)距離輸送、自動(dòng)控制等，因此使用電能較其它能源有顯著優(yōu)點(diǎn)，所以廣泛使用電能。電能供應(yīng)不足或中斷，將直接影響各類生產(chǎn)和人民的正常生活，甚至危及人身和設(shè)備的安全，造成十分嚴(yán)重的后果。(3) 過渡過程的瞬時(shí)性發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線路、電動(dòng)機(jī)等元件的投入或退出都在瞬間完成。電能輸送所需的時(shí)間僅為千分之幾或萬分之幾秒。電力系統(tǒng)從一種運(yùn)行方式過渡到另一種運(yùn)行方式的過渡過程更是非常短促。因此，正常運(yùn)行和故障情況所進(jìn)行的調(diào)整和切換工作，要求非常迅速。電力系統(tǒng)運(yùn)行必須采用自動(dòng)化程度高、又能迅速而準(zhǔn)確動(dòng)作的繼電器保護(hù)及自動(dòng)裝置和自動(dòng)檢測設(shè)備。1.2.2 對(duì)電力系統(tǒng)的基本要求(1) 滿足用電需求滿足國

10、民經(jīng)濟(jì)各部門及人民生活不斷增長的用電需求，保障供給是電力部門的重要任務(wù)。電力工業(yè)的發(fā)展迅速，應(yīng)超前于其他部門的發(fā)展速度，起到先行作用，應(yīng)該竭力避免由于缺電而使工業(yè)企業(yè)不能充分發(fā)揮其生產(chǎn)能力的情況，應(yīng)盡量滿足用戶的用電需要。(2) 電力生產(chǎn)應(yīng)遵循安全第一，預(yù)防為主的原則這就要求加強(qiáng)電力系統(tǒng)各元件和設(shè)備的管理，經(jīng)常進(jìn)行監(jiān)視，維護(hù)，并定期更新設(shè)備，使設(shè)備處于完好的運(yùn)行狀態(tài)；提高工作人員的素質(zhì)，嚴(yán)格執(zhí)行各種規(guī)章制度，不斷提高運(yùn)行水平，防止事故的發(fā)生。一旦發(fā)生事故，應(yīng)迅速妥善處理，防止事故的擴(kuò)大，做到迅速恢復(fù)供電。因?yàn)?，供電中斷?huì)使工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)停頓，人們生活秩序混亂，對(duì)某些用戶會(huì)造成產(chǎn)品報(bào)廢、設(shè)備損壞及危

11、及人身安全等嚴(yán)重后果。突然停電給國民經(jīng)濟(jì)造成的損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電網(wǎng)本身的損失。因此，要確保安全可靠供電。電力系統(tǒng)中發(fā)生的事故是導(dǎo)致供電中斷的主要原因，但是要杜絕事故的發(fā)生非常困難。由于各種用戶對(duì)供電的要求不同，我們可以按負(fù)荷的重要程度將其分為三類，以此決定保證供電的順序和接線方式。一類負(fù)荷中斷供電將造成人身事故和重大設(shè)備損壞，且難以修復(fù)，給國民經(jīng)濟(jì)帶來重大損失。由于一類負(fù)荷重要，在正常運(yùn)行和故障情況之下，系統(tǒng)接線方式必須有足夠的可靠性和靈活性，保證對(duì) 用戶的連續(xù)供電。一類負(fù)荷要求有兩個(gè)以上的獨(dú)立電源供電，電源間應(yīng)能自動(dòng)切換，以便在任一電源發(fā)生故障時(shí)，對(duì)這類用戶的供電不至中斷。二類負(fù)荷中斷供電將造成

12、大量減產(chǎn)和廢品，以至損壞設(shè)備，在經(jīng)濟(jì)上造成重要損失。二類負(fù)荷需要雙回線路供電。但是當(dāng)雙回線路有困難時(shí)，允許有一回專用線路供電。三類負(fù)荷不屬于一類、二類負(fù)荷的用戶均屬于三類負(fù)荷。三類負(fù)荷對(duì)供電沒有特殊要求，允許長時(shí)間停電，可用單回線路供電，但是也不能隨意停電。(3) 保證電能質(zhì)量電能的質(zhì)量指標(biāo)主要是電壓、頻率和波形等變化不得超出允許范圍。電壓容許變化的范圍是額定電壓的±5%；頻率的允許偏差為50±（0.20.5）Hz；波形應(yīng)該是正弦波形，波形的畸變率非常小。電能質(zhì)量合格，用電設(shè)備能正常并且具有最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果；如果變動(dòng)范圍超過允許值，雖然還沒有中斷供電，但是已經(jīng)嚴(yán)重影響到產(chǎn)

13、品的質(zhì)量和數(shù)量，甚至?xí)斐扇松砗驮O(shè)備故障，同時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)本身的運(yùn)行也有危險(xiǎn)。因此，必須通過調(diào)頻及調(diào)壓措施來保證頻率和電壓的穩(wěn)定。(4) 保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性電能產(chǎn)生的規(guī)模很大。在其生產(chǎn)、輸送和分配過程中，本身消耗的能源占國民經(jīng)濟(jì)能源中的比例相當(dāng)大，因此，最大限度的降低每1KW/h電能所消耗的能源和降低輸送、分配電能過程中的損耗，是電力部門一項(xiàng)極其重要的任務(wù)。電能成本的降低不僅意味著能源的節(jié)省，還將降低各用電部門的成本，對(duì)整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)帶來很大的好處?，F(xiàn)在最廣泛的做法是實(shí)行電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。按照最優(yōu)化原則分配發(fā)電廠、發(fā)電機(jī)組之間的發(fā)電出力及輸電和配電路徑，充分利用水力資源，盡可能采取節(jié)能降耗

14、措施，力爭取得整個(gè)現(xiàn)在電力系統(tǒng)最大的、綜合的經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)當(dāng)指出，以上要求是相互關(guān)聯(lián)的。而且常是相互矛盾，相互制約的。因此，要綜合考慮，滿足任何一項(xiàng)要求時(shí)，必須兼顧其它要求。1.3 發(fā)電廠類型發(fā)電廠是把各種天然能源，如煤炭、水能、核能等轉(zhuǎn)換成電能的工廠。電能一般還要由變電所升壓，經(jīng)高壓輸電線路送出，再由變電所降壓才能供給用戶使用。下面簡要介紹發(fā)電廠類型。(1) 火力發(fā)電廠這是指用煤（包括用油和天然氣）為燃料的發(fā)電廠。火力發(fā)電廠的原動(dòng)機(jī)，大都為氣輪機(jī)，也有個(gè)別地方采用柴油機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)?；鹆Πl(fā)電廠又可分為：凝汽式火電廠 鍋爐產(chǎn)生蒸汽，送到汽輪機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出電能。已作過功的蒸汽，排入凝汽器中冷卻成

15、水，又重新送回鍋爐。在凝汽器中，大量的熱量被循環(huán)水帶走，所以凝汽式火電廠的效率較低，只有30% 40%。凝汽式火電廠，通常簡稱火電廠。熱電廠 熱電廠與凝汽式火電廠不同之處在于：汽輪機(jī)中一部分作過功的蒸汽，從中間段抽出供給熱用戶，或經(jīng)熱交換將水加熱后，再把熱水供給用戶。這樣，可減少被循環(huán)水帶走的熱量損失，現(xiàn)代熱電廠的效率高達(dá)60% 70%。(2) 水力發(fā)電廠水力發(fā)電廠把水的位能和動(dòng)能轉(zhuǎn)變成電能，通常簡稱水電廠或水電站。根據(jù)水利樞紐布置的不同，水電廠又可分為堤壩式、引水式等。(3) 核電廠核電廠是利用核裂變能轉(zhuǎn)化為熱能，再按火電廠的發(fā)電方式，將熱能轉(zhuǎn)換為電能，它的原子核反應(yīng)堆相當(dāng)于鍋爐。(4) 其

16、它發(fā)電方式利用其它一次能源發(fā)電的，尚有風(fēng)力發(fā)電、潮汐發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電、太陽能發(fā)電等。此外，還有直接將熱能轉(zhuǎn)換成電能的磁、流體發(fā)電等。第2章 電氣主接線的設(shè)計(jì)2.1電氣主接線的設(shè)計(jì)原則發(fā)電廠電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分。它表明了發(fā)電機(jī)、變壓器、線路和斷路器等電氣設(shè)備的數(shù)量和連接方式及可能的運(yùn)行方式，從而完成發(fā)電、變電、輸配電的任務(wù)。它的設(shè)計(jì)，直接關(guān)系著全廠電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定，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。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，所以主接線設(shè)計(jì)的好壞，也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活。因此，主接線的設(shè)計(jì)

17、是一個(gè)綜合性的問題，必須要以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實(shí)際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下、兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便，盡可能的節(jié)省投資，就近取材，力爭設(shè)備元件和設(shè)計(jì)的先進(jìn)性與可靠性，堅(jiān)持可靠、先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。同時(shí)必須在滿足國家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策的前提下，力爭使其技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠。設(shè)計(jì)主接線的基本要求是：1. 可靠性 供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，電氣主接線也必須滿足這個(gè)要求。衡量主接線運(yùn)行可靠性的標(biāo)志是：（1）斷路器檢修時(shí)，能否不影響供電。（2）線路、斷路器或母線檢修時(shí)，停運(yùn)出線回路數(shù)的多少和停

18、電時(shí)間的長短，以及能否保證對(duì)重要用戶的供電。（3）發(fā)電廠全部停運(yùn)的可能性。（4）對(duì)大機(jī)組超高壓情況下的電氣主接線，應(yīng)滿足可靠性準(zhǔn)則的要求。2. 靈活性（1）調(diào)度靈活，操作簡便：應(yīng)能靈活地投入某些機(jī)組、變壓器或線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，能滿足系統(tǒng)在事故、檢修及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。（2）檢修安全：應(yīng)能方便地停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不影響電力網(wǎng)的正常運(yùn)行及對(duì)用戶的供電。3. 經(jīng)濟(jì)性（1）投資?。褐鹘泳€應(yīng)簡單清晰，控制、保護(hù)方式不過于復(fù)雜，適當(dāng)限制斷路器電流。（2）占地面積?。弘姎庵鹘泳€設(shè)計(jì)要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件。（3）電能損耗少：經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的型式、容量和臺(tái)數(shù)

19、，避免兩次變壓而增加電能損失。2.2 基本接線的適應(yīng)范圍大型發(fā)電廠（總?cè)萘?000MW及以上，單機(jī)容量200MW以上），一般距負(fù)荷中心較遠(yuǎn)，電能需用較高壓輸送，故宜采用簡單可靠的單元接線方式，直接接入高壓或超高壓系統(tǒng)。中型發(fā)電廠（總?cè)萘?00MW 1000MW、單機(jī)容量50 200MW）和小型發(fā)電廠（總?cè)萘?00MW以下、單機(jī)50MW以下），一般靠近負(fù)荷中心，常帶有6 10KV電壓級(jí)的近區(qū)負(fù)荷，同時(shí)升壓送往較遠(yuǎn)用戶或與系統(tǒng)連接。發(fā)電機(jī)電壓超過10KV時(shí)，一般不設(shè)機(jī)壓母線而以升高電壓直接供電。對(duì)于6 220KV電壓配電裝置的接線，一般分為兩大類：其一為母線類，包括單母線、單母線分段、雙母線、雙母

20、線分段和增設(shè)旁路母線的接線；其二為無母線類，包括單元接線、橋形接線和多角形接線等。對(duì)于330 500KV超高壓配電裝置接線，首先要滿足可靠性準(zhǔn)則的要求。常用的接線有：3 5角形接線、一臺(tái)半斷路器接線、雙母線多分段接線、變壓器母線接線、環(huán)形母線多分段接線及斷路器接線。電氣主接線的方式主要有以下幾種：1. 單母線接線：優(yōu)點(diǎn)：接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴(kuò)建和釆用成套配電裝置。缺點(diǎn)：不夠靈活、可靠，任一元件（母級(jí)及母線隔離開關(guān)等）故障或檢修，均 需使整配電裝置停電。單母線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路仍需短停電。在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后，才能恢復(fù)非故障段的供電。適用范

21、圍：（1）610KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回（2）3563KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回（3）110220KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過2回2. 單母線分段接線優(yōu)點(diǎn)：（1）用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回報(bào)路，有兩個(gè)電源供電。（2）當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。缺點(diǎn)：（1）當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。（2）當(dāng)出線為回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨躍適用范圍:（1）610KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過6回及以上時(shí)（2）3563KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過4-

22、8（3）110220KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過3-4回3. 雙母線接線優(yōu)點(diǎn)：（1）供電可靠（2）調(diào)度靈活（3）擴(kuò)建方便（4）便于試驗(yàn)缺點(diǎn)：（1）增加一組母線和使用每回路就需增加一組母線隔離開關(guān)。（2）當(dāng)母線故障需檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作適用范圍：（1）610KV配電裝置，當(dāng)短路電流較大，出線需要帶電抗器時(shí)。（2）3563KV配電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)超過8回時(shí)其連接的電源較多，負(fù)荷較大時(shí)。（3）110220KV配電裝置，在系統(tǒng)中處重要地位，出線回路數(shù)為4回及以上時(shí)。4. 雙母線分段接線當(dāng)220KV進(jìn)出線回路較多時(shí)，雙母線需要分段，分段的原則為：（1）當(dāng)進(jìn)出線回路數(shù)為1014

23、時(shí)，在每一級(jí)母線上用斷路器分段（2）當(dāng)進(jìn)出線回路數(shù)為15回及以上時(shí)，兩組母線均用斷路器分段。（3）在雙母線分段接線中，均裝設(shè)兩臺(tái)母聯(lián)兼旁路斷路器。（4）為了限制220KV母線短路電流系統(tǒng)解列運(yùn)行的需要，可根據(jù)需要將母線分段。35110kV線路為兩回及以下時(shí)，宜采用橋形、線路變壓器組成或線路分支接線。超過兩回時(shí)，宜采用擴(kuò)大橋形、單母線或單母分段的接線。3563kV線路為8回及以上時(shí)，亦可采用雙母線接線。110kV線路為6回及以上時(shí)，宜采用雙母線接線。在采用單母線、單母線分段或雙母線的35110kV主接線中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路設(shè)施。當(dāng)有旁路母線時(shí)，首先宜采用分段斷路器或母聯(lián)斷路器

24、兼作旁路斷路器的接線。當(dāng)110kV線路為6回及以上時(shí)，3563為8回及以上時(shí)，可裝設(shè)專用的旁路斷路器。主變壓器35110kV回路中的斷路器，有條件時(shí)亦可接入旁路母線。采用SF6斷路器的主接線不宜設(shè)旁路設(shè)施。當(dāng)變電所裝有兩臺(tái)主變壓器時(shí)，610kV側(cè)宜采用單母線分段。線路為12回及以上時(shí)，亦可采用雙母線。當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路設(shè)施。當(dāng)635kV配電裝置采用手車式高壓開關(guān)柜時(shí)，不宜設(shè)置旁路設(shè)施。2.3 主接線設(shè)計(jì)步驟電氣主接線的選擇原則是根據(jù)國家規(guī)定現(xiàn)行的“安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用、符合國情”的電力建設(shè)與發(fā)展方針，按照技術(shù)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實(shí)際的特點(diǎn)步驟：（1）原始資料分析根據(jù)任務(wù)書的要求，在

25、分析基本資料的同時(shí)各級(jí)電壓可擬訂數(shù)個(gè)主接線方案。（2）對(duì)擬訂的方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選出最佳方案。（3）繪制電氣主接線圖。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求及其對(duì)負(fù)荷的分析情況，現(xiàn)將各電壓級(jí)可能采用的可行性方案列出，進(jìn)而以優(yōu)化組合的方式，確定最佳的電氣主接線形式。2.4 設(shè)計(jì)方案的介紹本廠為兩臺(tái)單機(jī)容量為125MW，總?cè)萘繛?50MW，故宜采用可靠的單元接線，直接接入110KV系統(tǒng)。對(duì)于110KV配電裝置的接線，我們選擇了雙母線接線，與單母分段帶旁路兩種接線方案，目前大型電廠接線都采用雙母接線，具有很高的供電可靠性、調(diào)度靈活性，擴(kuò)建方便，適合目前電力發(fā)展需求，兩組母線同時(shí)工作，并且通過母聯(lián)斷路器并聯(lián)運(yùn)行，電源

26、與負(fù)荷平均分配在兩組母線上，即稱之為固定連接方式運(yùn)行。這也是目前生產(chǎn)中最常用的運(yùn)行方式，它的母線繼電保護(hù)相對(duì)比較簡單。單母分段帶旁路接線具有簡單清晰、設(shè)備少、投資小、運(yùn)行操作方便，且有利于擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)，但可靠性和靈活性比較差兩種設(shè)計(jì)方案的接線圖如下：單母線分段帶旁路接線雙母線接線第3章短路電流的計(jì)算3.1 短路電流的計(jì)算在電力系統(tǒng)中，短路故障造成發(fā)電機(jī)功率不平衡而失去同步，給系統(tǒng)帶來很大危害.其中短路的形式分為三相短路，兩相短路，單相短路接地，兩相短路接地，在四種短路形式中，三相短路時(shí)短路電流最大.短路故障使電源供電回路的總阻抗減小，產(chǎn)生暫態(tài)過程，電流增加超過額定電流值很大，短路點(diǎn)產(chǎn)生電弧燒壞電

27、氣設(shè)備，并引起電力網(wǎng)絡(luò)中電壓降低，在靠近短路點(diǎn)部分用戶的用電設(shè)備破壞.功率發(fā)生變化，當(dāng)機(jī)械功率大于輸出的電磁功率時(shí)，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速增加，破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，引起大片地區(qū)的停電.3.2 計(jì)算目的及基本情況在發(fā)電廠和變電所的電氣設(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)算的目的主要有以下幾個(gè)方面:（1）在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種方式接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。（2）在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。例如：計(jì)算某一時(shí)刻的短路電流有效值，用以校

28、驗(yàn)開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計(jì)算短路后較長時(shí)間短路電流有效值，用以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定；計(jì)算短路電流沖擊值，用以校驗(yàn)設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定。（3）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)線的相間和相對(duì)地的安全距離。（4）在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路電流為依據(jù)。（5）接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。3.3 短路電流計(jì)算的基本要求（1）電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行，相位角相等，頻率相同在短路前電力系統(tǒng)的電勢和電流是對(duì)稱的；（2）以變壓器為理想變壓器，鐵心處于飽和狀態(tài)，電抗值不隨電流的變化而變化；（3）輸電線路的分布電容可省略不計(jì)；（4）應(yīng)考慮對(duì)短路電流值有影響的所有

29、元件，不考慮短路點(diǎn)的電弧電阻；（5）采用平均電壓，這樣在計(jì)算短路電流時(shí)，可減小誤差，計(jì)算發(fā)電機(jī)，變壓器，線路等元件的電抗；（6）簡化時(shí)在電源短路點(diǎn)很近的情況下，發(fā)電機(jī)由于特性不同將對(duì)短路電流的變化規(guī)律有決定的影響，不能將不同類型的發(fā)電機(jī)合并，如果發(fā)電機(jī)與短路點(diǎn)之間的電氣距離較大時(shí)，不同類型的發(fā)電機(jī)引起的短路電流變化規(guī)律的差異受到極大的削弱，這時(shí)可將不同類型的發(fā)電機(jī)合并。3.4 計(jì)算過程在母線上確定短路電流點(diǎn)f，其中短路電流點(diǎn)f位于110KV母線上兩臺(tái)主變壓器并列運(yùn)行的短路點(diǎn)。圖2-1(1) 畫出等值電路圖簡網(wǎng)絡(luò)： 圖2-2(2) 選擇基準(zhǔn)容量，算出電抗：在計(jì)算的時(shí)忽略變壓器對(duì)短路計(jì)算的影響，查

30、供用電實(shí)用手冊910架空線路鋼芯鋁絞線的電抗值：各線型的單位電抗分別是： 計(jì)算各線路的阻抗值(3) 化簡網(wǎng)絡(luò) 化簡結(jié)果如圖2-3圖2-3即為G1，G2的轉(zhuǎn)移阻抗，即為系統(tǒng)S1的轉(zhuǎn)移阻抗，即為系統(tǒng)S2的轉(zhuǎn)移阻抗。(4) 求出電源的計(jì)算阻抗： 圖2-4短路電流計(jì)算如表2-1：表2-1短路電流計(jì)算列表短路點(diǎn)（KA）（KA）（KA）（KA）（KA）（KA）16.80816.80916.80916.816.042.786第4章 主變壓器的選擇4.1 125MW發(fā)電機(jī)組變壓器選擇要求對(duì)于125MW及以上發(fā)電機(jī)組：一般與雙繞組變壓器組成單元接線，主變壓器的容量和臺(tái)數(shù)與發(fā)電機(jī)容量配套選用。當(dāng)有兩種升高電壓之間

31、裝聯(lián)絡(luò)變壓器，其容量按兩種電壓網(wǎng)絡(luò)的交換功率選擇。對(duì)于中、小型發(fā)電廠應(yīng)按下列原則選擇：（1）為節(jié)約投資及簡化布置，主變壓器應(yīng)選用三相式。（2）為保證發(fā)電機(jī)電壓出線供電可靠，接在發(fā)電機(jī)電壓母線上的主變壓器一般不少于兩臺(tái)。在計(jì)算通過主變壓器的總?cè)萘繒r(shí)，至少應(yīng)考慮5年內(nèi)負(fù)荷的發(fā)展需要，并要求：在發(fā)電機(jī)電壓母線上的負(fù)荷為最小時(shí)，能將剩余功率送入電力系統(tǒng)；發(fā)電機(jī)電壓母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)停運(yùn)時(shí)，能滿足發(fā)電機(jī)電壓的最大負(fù)荷用電需要；因系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行而需限制本廠出力時(shí)，亦應(yīng)滿足發(fā)電機(jī)電壓的最大負(fù)荷用電。（3）在發(fā)電廠有兩種升高電壓的情況下，當(dāng)機(jī)組容量為125MW及以下時(shí)，從經(jīng)濟(jì)上考慮，一般采用三繞組變壓器，但每

32、個(gè)繞組的通過功率應(yīng)達(dá)該變壓器容量的15%以上。三繞組變壓器一般不超過兩臺(tái)。（4）在高、中系統(tǒng)均為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的情況下，可考慮采用自耦變壓器。當(dāng)經(jīng)常由低、高壓側(cè)向中壓側(cè)送電或由低壓側(cè)向高、中壓側(cè)送電時(shí)，不宜使用自耦變壓器。（5）對(duì)潮流方向不固定的變壓器，經(jīng)計(jì)算采用普通變壓器不能滿足調(diào)壓要求是，可采用有載調(diào)壓變壓器。4.2 主變壓器的選擇1. 方案一 采用單母線分段帶旁路接線形式根據(jù)接線方式，本廠選用兩臺(tái)容量相等雙繞組變壓器，單機(jī)容量為125MW，為了以后擴(kuò)建的可能和電壓等級(jí)的變動(dòng)，高低壓之間采用自耦變壓器為系統(tǒng)之間聯(lián)絡(luò)變壓器，發(fā)電機(jī)與變壓器為單元接線時(shí)，主變壓器的容量可按下列條件中的較大者

33、選擇.（1）按發(fā)電機(jī)的額定容量和扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后留有10%的裕度（2）按汽輪發(fā)電機(jī)組的最大連續(xù)輸出容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷.已知:PG =125WM， COS=0.85雙繞組變壓器的選擇 SMAX= 1.1PG（1-kp）/ COS (MVA)因?yàn)樵诖笕萘堪l(fā)電廠，自耦變壓器用來作高低壓系統(tǒng)之間聯(lián)絡(luò)用的變壓器，它的阻抗小，對(duì)改善系統(tǒng)穩(wěn)定性有一定的作用，可以擴(kuò)大變壓器的制造容量，便利運(yùn)輸和安裝。在110KV的發(fā)電廠應(yīng)盡可能的選用三相變壓器。所以選擇的型號(hào)為SFSZ7-160000.的三相自耦變壓器。2. 方案二 采用雙母線接線形式因?yàn)椴捎孟嗤淖儔浩魉耘c方案一的選擇要求一樣.雙繞組變壓器的

34、選擇 SMAX= 1.1PG（1-kp）/ COS選擇的型號(hào)為SFSZ7-160000的三相自耦變壓器.根據(jù)主接線和設(shè)計(jì)要求，需用兩臺(tái)型號(hào)為SFSZ7-160000/110的三相自耦主變壓器。表4-1 變壓器參數(shù)表型號(hào)變比容量(KVA)短路電壓%繞組形式臺(tái)數(shù)相數(shù)SFSZ7-160000110/13.816000013%Ynd11二三備注變壓器中性點(diǎn)全部接地4.3 廠用變壓器的選擇要求 一般廠用變壓器連接在廠用母線上，而用電設(shè)備由母線引接。為了合理正確的選擇廠用變壓器的容量，需對(duì)每段母線上引接的電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)和容量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和計(jì)算。廠用負(fù)荷計(jì)算一般采用換算系數(shù)法。當(dāng)按換算系數(shù)法求得的計(jì)算負(fù)荷接近變壓器

35、高壓繞組的額定容量時(shí)，可用軸功率法校驗(yàn)，取其大者作為計(jì)算負(fù)荷。對(duì)于廠用變壓器的選擇應(yīng)按照以上要求：（1）高壓廠用工作變壓器容量應(yīng)按高壓電動(dòng)機(jī)計(jì)算負(fù)荷的110%當(dāng)?shù)蛪簭S用電計(jì)算負(fù)荷之和選擇。低壓廠用工作變壓器的容量留有10%左右的裕度。（2）高壓廠用備用變壓器（或電抗器）或啟動(dòng)/備用變壓器，帶有公用負(fù)荷時(shí)，其容量還應(yīng)滿足最大一方高壓廠用工作變壓器的要求，并考慮該起動(dòng)/備用變壓器檢修的條件。高壓廠用備用變壓器或起動(dòng)/備用變壓器自投負(fù)荷最大的一段廠用母線時(shí)，如不滿足所帶的一類電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)的要求；亦采用分批自啟動(dòng)的方式，而不宜增大備用變壓器或啟動(dòng)/備用變壓器的容量。（3）低壓廠用備用變壓器的容量應(yīng)當(dāng)最

36、大一分低壓廠用工作變壓器容量相同。4.3.1 負(fù)荷計(jì)算1. 計(jì)算原則（1）連續(xù)運(yùn)行的設(shè)備應(yīng)予計(jì)算。（2）機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)不經(jīng)常而連續(xù)運(yùn)行的設(shè)備（如備用勵(lì)磁機(jī)，備用電工給水泵等）也應(yīng)計(jì)算。（3）不經(jīng)常短路時(shí)及不經(jīng)常而斷續(xù)運(yùn)行的設(shè)備不予計(jì)算，但由電抗器供電的應(yīng)全部計(jì)算。（4）由同一電源供電的互為備用的設(shè)備只計(jì)算運(yùn)行的部分。（5）由不同電源供電的互為備用設(shè)備時(shí)，應(yīng)全部計(jì)算，但臺(tái)數(shù)較少時(shí)，允許扣除其中一部分。（6）對(duì)于分裂繞組變壓器，其高低壓繞組應(yīng)分別計(jì)算。當(dāng)兩個(gè)低壓繞組接有互為備用設(shè)備時(shí)對(duì)高壓繞組只計(jì)算其運(yùn)行部分。對(duì)低壓繞組，則一段均予計(jì)算。4.3.2 計(jì)算方法由于接在廠用母線上的用電設(shè)備不會(huì)同時(shí)工作

37、，且工作的設(shè)備也未必滿載運(yùn)行，同時(shí)考慮到供電線路電能損失和電動(dòng)機(jī)效率等因素的影響，將實(shí)際電源供給的容量小于用電設(shè)備的總?cè)萘?，采用二者之比即用換算系數(shù)K表示。已知K后，則有： 式中 -廠用分段母線計(jì)算負(fù)荷，KVA。 -換算系數(shù)；綜合考慮了各電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率、同時(shí)率、效率、功率因數(shù)等系數(shù) 。 -電動(dòng)機(jī)及其他用電設(shè)備的計(jì)算功率。表4-2 換算系數(shù)表K電動(dòng)機(jī)類型機(jī)組容量（KW）125000200000給水泵及循環(huán)水泵電機(jī)1.01.0凝結(jié)水泵電機(jī)0.81.0其它高壓電動(dòng)機(jī)及低壓廠用變壓器0.80.85其他低壓電動(dòng)機(jī)0.80.7電動(dòng)機(jī)及其它用電設(shè)備的計(jì)算功率與電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)有關(guān)，所以應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的運(yùn)行方式及

38、特點(diǎn)確定。動(dòng)力負(fù)荷：表4-3 不同動(dòng)力負(fù)荷的計(jì)算功率表不同動(dòng)力負(fù)荷計(jì)算功率不同動(dòng)力負(fù)荷計(jì)算功率連續(xù)運(yùn)行電機(jī)中央修配廠的用電負(fù)荷短時(shí)及斷續(xù)運(yùn)行電機(jī)煤場機(jī)械不經(jīng)常運(yùn)行電機(jī)注：該類電動(dòng)機(jī)額定功率之和（KW）最大5臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定功率之和（KW）其中最大3 臺(tái)發(fā)電機(jī)額定功率之和（KW）照明負(fù)荷，計(jì)算公式：需要系數(shù)，一般取0.81.0安裝容量，（KW）4.4 廠用變壓器的選擇發(fā)電機(jī)與主變壓器為擴(kuò)大單元接線，應(yīng)采用分裂繞組變壓器供廠用，每臺(tái)發(fā)電機(jī)出口處接入廠用變，總共為兩臺(tái)，同時(shí)配備兩臺(tái)高壓廠用啟動(dòng)/備用變。表4-4工作廠用變壓器技術(shù)參數(shù)機(jī)組容量MW工作廠用變壓器KVA備用廠用變壓器KVA12516000KV

39、A/13.8KV16000KVA/1104.5 電氣主接線方案的確定通過對(duì)以上兩種可行性方案的比較可知，方案1較方案2結(jié)構(gòu)簡單，投資較少，但是對(duì)于110KV 電壓級(jí)，綜合考慮各方面因素，如用電負(fù)荷情況，電氣主接線的基本要求以及該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)水平等，最后決定選用雙母線接線的主接線形式。目前大型火力發(fā)電廠都采用雙母線的接線方式，因?yàn)檫@種接線方式具有很高的供電可靠性，高度靈活性，且擴(kuò)建方便，適合目前電力發(fā)展的需求，因此采用方案2。第5章 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇 5.1 設(shè)備選擇要求及任務(wù)導(dǎo)體和電器的選擇設(shè)計(jì)，同樣必須執(zhí)行國家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、運(yùn)行方便和適當(dāng)?shù)牧粲邪l(fā)

40、展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要。1.一般原則（1）應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要；（2）應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核；（3）應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理；（4）選擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量減少品種；（5）擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電器型號(hào)一致；（6）選用的新產(chǎn)品，均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。2.有關(guān)的幾項(xiàng)規(guī)定導(dǎo)體和電器應(yīng)按正常運(yùn)行情況選擇，按短路條件驗(yàn)算其動(dòng)、熱穩(wěn)定，并按環(huán)境條校核電器的基本使用條件。（1）在正常運(yùn)行條件下，各回路的持續(xù)工作電流，應(yīng)按下表計(jì)算。 表5-1各回路的持續(xù)工作電流表回路名稱 計(jì)算公式變壓器回路饋電回路 注：1. PN、UN、IN等都為設(shè)

41、備本身的額定值。 2.各標(biāo)量的單位為：I（A）、U（KV）、P（KW）、S（KVA）。（2）驗(yàn)算導(dǎo)體和電器時(shí)，所用短路電流的有關(guān)規(guī)定見節(jié)（短路電流）（3）驗(yàn)算導(dǎo)體和110KV以下電纜短路熱穩(wěn)定時(shí)，所用的計(jì)算時(shí)間，一般采用主保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間加相應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間。斷路器全分閘時(shí)間包括斷路器固有分閘時(shí)間和電弧燃燒時(shí)間。（4）短路熱穩(wěn)定時(shí)，導(dǎo)體的最高允許溫度可參照發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料P106表5-2所列數(shù)值。表5-2導(dǎo)體的最高允許溫度表導(dǎo)體種類和材料短路時(shí)導(dǎo)體允許工作溫度（C0）導(dǎo)體最長允許工作溫度（C0）熱穩(wěn)定系數(shù)C值母線（鋁） 200 70 87（5）驗(yàn)算短路動(dòng)穩(wěn)定時(shí)，硬導(dǎo)體的最大應(yīng)力

42、大于表5-3所列數(shù)值。表5-3 導(dǎo)體和電器的選擇與校驗(yàn)項(xiàng)目表材料 硬銅 硬鋁 鋼最大允許應(yīng)力 137×106 69×106 157×106（6）環(huán)境條件。選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。在選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，一般按表5-4所列各項(xiàng)進(jìn)行選擇和校驗(yàn)。 選擇的高壓電器，應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓和過電流的情況下保持正常運(yùn)行。表5-4導(dǎo)體和電器設(shè)備選擇和校驗(yàn)項(xiàng)目表項(xiàng) 目電 器正常工作條件短路條件額定電壓額定電流開斷容量動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定斷路器隔離開關(guān)熔斷器電抗器電流互感器電壓互感器導(dǎo)線5.2 導(dǎo)體及電器設(shè)備的選取及校驗(yàn)1.長期工作條件（1）電壓選用的電器在允許最高工

43、作電壓不低于該回路的最高運(yùn)行電壓，即 （2）電流選用的電器額定電流不得低于所在回路在各種可能方式下的持續(xù)工作流 2. 短路穩(wěn)定條件（1）校驗(yàn)的一般原則電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。校驗(yàn)的短路電流一般取三相短路時(shí)的短路電流，若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路，或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況校驗(yàn)。用熔斷器保護(hù)的電器可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定。當(dāng)熔斷器有限流作用時(shí)，可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。用熔斷器保護(hù)的電壓互感器，可不校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定。（2）短路的熱穩(wěn)定條件： It -t秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值(kA)t-設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時(shí)間(s)校

44、驗(yàn)短路熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時(shí)間按下式計(jì)算： tb-繼電保護(hù)裝置后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間（s）td-斷路器全分閘時(shí)間（s）注：驗(yàn)算導(dǎo)體和110KV以下電纜適中熱穩(wěn)定時(shí)，用的計(jì)算時(shí)間釆用主保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間加相應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間。3.短路的動(dòng)穩(wěn)定計(jì)算： ich- 短路沖擊電流峰值（kA）imax-電器允許的極限通過電流峰值（kA）5.3 母線的選擇及校驗(yàn)1. 根據(jù)導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定載流導(dǎo)體宜采用鋁質(zhì)材料，下列場所可選用銅質(zhì)材料的硬導(dǎo)體。（1）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)體穿墻套管有困難時(shí)。（2）污穢對(duì)銅腐蝕較輕微而對(duì)鋁有較嚴(yán)重腐蝕的場所。20KV以下回路的正常工作電

45、流在4000A及以下時(shí)，宜采用矩形導(dǎo)體，在4000-8000A時(shí)，宜選用槽形導(dǎo)體。110KV及以上高壓配電裝置，當(dāng)采用硬導(dǎo)體時(shí)，宜選用鋁合金管形導(dǎo)體。2. 110KV母線選擇及校驗(yàn)（1）按導(dǎo)體長期發(fā)熱允許電流選擇截面導(dǎo)體所在回路中最大持續(xù)工作電流在額定環(huán)境溫度K與實(shí)際環(huán)境溫度和海拔有關(guān)的綜合校正系數(shù)當(dāng)導(dǎo)體允許最高溫度為+70和不計(jì)日照時(shí)，K用下式計(jì)算 其中 、 分別為導(dǎo)體長期發(fā)熱允許最高溫度和導(dǎo)體安裝地點(diǎn)實(shí)際環(huán)境溫度 按長期發(fā)熱允許電流選擇截面，查電氣設(shè)備實(shí)用手冊附表（鋁合金管形導(dǎo)體長期允許載流量和集膚效應(yīng)系數(shù)K f ）選用3根截面系數(shù)為954mm的鋁錳合金。則 （2）母線校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)短路持

46、續(xù)時(shí)間為 周期分量的熱效應(yīng) 因t1s，故不計(jì)算非周期分量的熱效應(yīng)：正常導(dǎo)體運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體溫度： 根據(jù)發(fā)電廠電氣部分查表，C=97滿足短路時(shí)發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為滿足熱穩(wěn)定要求。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)查發(fā)電廠電氣部分表3-5單跨、兩端固定多等跨，簡支=3.56 L=8m對(duì)該母線不計(jì)共振影響。取發(fā)電機(jī)出口短路時(shí)，沖擊系數(shù)為1.8，所以母線相間應(yīng)力計(jì)算：其中 a=2.4m為相間距離滿足動(dòng)穩(wěn)定要求導(dǎo)線選擇結(jié)果如表5-5所示 表5-5 導(dǎo)線選擇結(jié)果項(xiàng)目壓電級(jí)別主母線導(dǎo)體尺寸D1/D2導(dǎo)體截 面S（mm）最高溫度下允許栽流量（A）截面系數(shù)W（cm 3）質(zhì)量（Kg/m）慣性距（Cm4）110KV鋁猛合金管形母線80/7295

47、4190017.32.66920.45.4 電氣設(shè)備的選取及校驗(yàn)5.4.1 斷路器選擇在電力系統(tǒng)中，斷路器的主要作用是：在正常情況下控制各電力線路和設(shè)備的開斷及關(guān)合；在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)切除短路電流，以保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。按照電力工程設(shè)計(jì)手冊高壓斷路器選擇規(guī)定：斷路器型式的選擇除應(yīng)滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮便于施工調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定選擇斷路器。1. 斷路器選擇內(nèi)容除需滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮便于安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能確定。根據(jù)當(dāng)前我國生產(chǎn)制造情況，電壓6 220KV的電網(wǎng)一般選用少油斷路器；電壓110 330KV的電網(wǎng)，

48、當(dāng)少油斷路器技術(shù)條件不能滿足要求時(shí)，可選用六氟化硫或空氣斷路器；大容量機(jī)組采用封閉母線時(shí)，如果需要裝設(shè)斷路器，宜選用發(fā)電機(jī)專用斷路器。（1） 斷路器選擇的具體技術(shù)條件簡述如下：電壓： 電流： 由于高壓開斷電器沒有連續(xù)過載的能力，在選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)滿足各種可能運(yùn)行方式下回路持續(xù)工作電流的要求，即取最大持續(xù)工作電流開斷電流（或開斷容量）：（或） 式中 斷路器實(shí)際開斷時(shí)間T秒的短路電流周期分量； 斷路器額定開斷電流； 斷路器T秒的開斷容量； 斷路器額定開斷容量。 斷路器的實(shí)際開斷時(shí)間T，為繼電主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間與短路器固有分閘時(shí)間之和。動(dòng)穩(wěn)定： 式中 三相短路電流沖擊值； 斷路器極限通過電流峰值。熱

49、穩(wěn)定： 式中 穩(wěn)態(tài)三相短路電流； 短路電流發(fā)熱等值時(shí)間； 斷路器T秒熱穩(wěn)定電流。2. 110KV側(cè)斷路器選擇因?yàn)?，所以根?jù)查電氣手冊，可選SW7-110ZC型高壓少油斷路器。短路計(jì)算時(shí)間： 短路周期熱效應(yīng)： 4沖擊電流 斷路器選擇結(jié)果如表5-6所示：表5-6 110 KV斷路器選擇比較表計(jì)算數(shù)據(jù)SN10-110/1000110KV110KV1551.6A1600A16.808KA21KA42.786KA55KA112917645.4.2 隔離開關(guān)的選擇 隔離開關(guān)是高壓設(shè)備的一種，在結(jié)構(gòu)上，隔離開關(guān)沒有專門的滅弧裝置因此不能用來拉合負(fù)荷電流和短路電流。正常分開位置時(shí)，隔離開關(guān)兩端之間有符合安全要

50、求的可見絕緣距離，在電網(wǎng)中，其主要用途有：設(shè)備檢修時(shí)，用來隔離有電和無電部分，形成明顯的開斷點(diǎn)，保證工作人員和設(shè)備的安全；和斷路器相配合，進(jìn)行倒閘操作，以改變系統(tǒng)接線的運(yùn)行方式。 隔離開關(guān)與斷路器相比，額定電壓、額定電流的選擇及短路、熱穩(wěn)定校驗(yàn)的相同。但是，由于隔離開關(guān)不能用來接通和切除短路電流，無須進(jìn)行開斷電流和短路關(guān)合電流的校驗(yàn)。隔離開關(guān)選擇如表5-7下，并配合選擇2型接地開關(guān)。表5-7 110KV側(cè)隔離開關(guān)選擇計(jì)算數(shù)據(jù)GW5110D（W）110KV110KV1551.6A1600AQK1129(KA2)SIt2t1600(KA2)S42.786KA50KA5.4.3 絕緣子和穿墻套管根據(jù)

51、導(dǎo)體和電氣選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 屋外支柱絕緣子宜采用棒式支柱絕緣子。屋外支柱絕緣子需倒裝時(shí)，可用懸掛式支柱絕緣子。屋內(nèi)支柱絕緣子宜采用聯(lián)和膠裝的多棱式支柱絕緣子。屋內(nèi)配電裝置宜采用鋁導(dǎo)體穿墻套管。對(duì)于母線型穿墻套管應(yīng)該校核窗口允許穿過的母線尺寸。高壓穿墻套管有瓷絕緣和油紙電容式絕緣兩種。瓷絕緣的穿墻套管適用于交流電壓635kv系統(tǒng)，油紙電容式絕緣適用于交流電壓60500kv中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。1. 110KV側(cè)（1）支柱絕緣子選擇 根據(jù)母線額定電壓110V和安裝地點(diǎn)，屋外支柱絕緣子選用電壓高一級(jí)支柱絕緣子：ZS-110/4型，其4000N 、 H=1060mm則：F選擇A級(jí) 3675N ZS-11

52、0/8驗(yàn)算方法同屋內(nèi)支柱絕緣子的方法相同。穿墻套管選擇，是根據(jù)工作電壓額定電流來選的，選CWL-110/630其長度 1020mm， 4000。套管容口尺寸為： 215×372（mm）644（mm）計(jì)算跨度： 套管受力： 絕緣子和套管選擇結(jié)果如表5-8所示：表5-8絕緣子和套管選擇結(jié)果電壓級(jí)別設(shè)備類型110KV絕緣子ZS-110/4穿墻套管CWL-110/6305.4.4 互感器的選擇互感器是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路信息的傳感器。互感器將高電壓、大電流按比例變成低電壓和小電流，其一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表。二次繞組必須有可靠的接地，以防止繞組間

53、絕緣損壞而使二次部分長期存在高電壓。1. 電壓互感器選擇（1）特點(diǎn)容量很小，結(jié)構(gòu)上要求有較高的安全系數(shù)；二次側(cè)儀表和繼電器的電壓線圈阻抗大，互感器接近空載運(yùn)行。電壓互感器將高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓，供各種設(shè)備和儀表用。（2）用途供電量計(jì)算用做繼電保護(hù)的電壓信號(hào)源用作合閘和重合閘檢查同期、檢無壓信號(hào)（3）電力工程設(shè)計(jì)手冊對(duì)電壓互感器配置的規(guī)定電壓互感器的配置與數(shù)量和配置主接線方式有關(guān)，并應(yīng)滿足測量、保護(hù)周期和自動(dòng)裝置的要求。電壓互感器應(yīng)能在運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù)裝置不能失壓，周期點(diǎn)的兩側(cè)都能提取到電壓。6220KV電壓等級(jí)的一組主母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器，旁路上是否需要裝設(shè)電壓互感器，應(yīng)視各回出線外側(cè)裝設(shè)壓互的情況和需要確定。當(dāng)需要監(jiān)視和檢測線路側(cè)