水電站電氣主接線--畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　某水電站電氣主接線系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　二〇一三年六月</b></p><p>　學(xué) 院：</p><p>　年 級(jí)：</p><p>　專(zhuān) 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化</p><p&

2、gt;　姓 名：</p><p>　學(xué) 號(hào)：</p><p>　指導(dǎo)教師：</p><p>　　某水電站電氣主接線系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：該水電站以發(fā)電為主，兼顧攔沙、防洪等綜合利用效益。水電站總裝機(jī)容量約為 10 MV.A，為小型水電站。小型水電站的設(shè)計(jì)需要遵循國(guó)家相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，力求做到經(jīng)濟(jì)，安全，實(shí)用。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)從

3、原始資料入手，根據(jù)所給發(fā)電機(jī)的裝機(jī)容量和相關(guān)參數(shù)，分析比較了電氣主接線的的基本方式，確定35KV母線主接線方式，然后進(jìn)行主變壓器選擇。通過(guò)短路電流的計(jì)算結(jié)果，選擇了最終的電氣設(shè)備，如斷路器，隔離開(kāi)關(guān)，電流互感器、電壓互感器等，并進(jìn)行了選型和校驗(yàn)，完成該水電站一次設(shè)備裝置配置，最后論文對(duì)電站常用繼電保護(hù)以及防雷保護(hù)做了基本闡述。</p><p>　　關(guān)鍵字：小型水電站；電氣主接線；變壓器；電氣設(shè)備；</p&g

4、t;<p>　　The design of the main electrical system of </p><p>　　the Hydropower Station</p><p>　　Abstract： The main purpose of power balance of the hydropower station, and comprehensive util

5、ization benefit of sediment, flood control. The total installed capacity of hydropower is about 10M.VA, for small hydropower station! Need to follow the design standard, economy, safety design of small hydropower station

6、, utility! The design begins with primitive data, according to the installed capacity of generators, choice of the main electrical wiring basic way, determine the main wiring of main tran</p><p>　　Key words：

7、Small hydropower station; the main electrical wiring; transformer; the electrical equipment</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章 概 述1</b></p><p><b>　　前

8、言1</b></p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)目的1</p><p>　　1.2 水電站定型1</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容2</p><p>　　第二章 電氣主接線設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1 電氣主接線的基本要求3</p><p>　　2.2水電站電氣主

9、接線基本形式3</p><p>　　2.2.1電氣主接線的特點(diǎn)3</p><p>　　2.2.2 發(fā)電機(jī)電壓側(cè)接線4</p><p>　　2.2.3 高壓側(cè)接線5</p><p>　　2.2.4 原始資料7</p><p>　　2.3 電氣主接線方案的擬定與選擇8</p><p>　

10、　第三章 主變壓器的選擇12</p><p>　　3.1主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇12</p><p>　　3.2主變壓器形式的選擇12</p><p>　　3.3主變壓器主要參數(shù)的選擇13</p><p>　　3.4 廠用變壓器的選擇14</p><p>　　第四章 短路電流計(jì)算15</p><

11、;p>　　4.1 短路電流計(jì)算目的與一般規(guī)律15</p><p>　　4.2 短路電流計(jì)算15</p><p>　　4.2.2電氣設(shè)備電抗標(biāo)幺值16</p><p>　　4.2.3 短路點(diǎn)計(jì)算18</p><p>　　4.2.4短路點(diǎn)整合一覽表22</p><p>　　第五章 電氣設(shè)備的選擇與效驗(yàn)23

12、</p><p><b>　　5.1 概述23</b></p><p>　　5.2 設(shè)備選擇規(guī)律23</p><p>　　5.3 設(shè)備選擇條件23</p><p>　　5.3.1 按正常工作條件選擇電氣設(shè)備24</p><p>　　5.3.2 按短路情況校驗(yàn)25</p>&

13、lt;p>　　5.3.3 斷路器的選擇26</p><p>　　5.3.4 隔離開(kāi)關(guān)的選擇28</p><p>　　5.3.5 互感器的選擇30</p><p>　　5.4 母線的選擇31</p><p>　　5.4.1選擇及校驗(yàn)原則31</p><p>　　5.4.2 母線的確定32</p&

14、gt;<p>　　第六章 繼電保護(hù)與防雷33</p><p>　　6.1 變壓器保護(hù)33</p><p>　　6.2過(guò)電流保護(hù)33</p><p>　　6.3過(guò)電壓保護(hù)33</p><p>　　6.4調(diào)差以及差動(dòng)保護(hù)34</p><p>　　6.4.1調(diào)差34</p><p

15、>　　6.4.2差動(dòng)保護(hù)35</p><p>　　6.5防雷保護(hù)裝置35</p><p><b>　　結(jié)論36</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)37</b></p><p><b>　　致謝38</b></p><p><

16、;b>　　第一章 概 述</b></p><p><b>　　前 言 </b></p><p>　　電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、變電站、線路和用戶組成。發(fā)電站是對(duì)電能的生產(chǎn)以及部分電壓的轉(zhuǎn)換，起著發(fā)電和變換電能的作用。為滿足生產(chǎn)需要，電站中安裝有各種電氣設(shè)備，并依照相應(yīng)的技術(shù)要求連接起來(lái)。把變壓器、斷路器等按預(yù)期生產(chǎn)流程連成的電路，稱(chēng)為電氣主接線。電氣

17、主接線是由高壓電器通過(guò)連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱(chēng)為一次接線或電氣主系統(tǒng)。用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號(hào)并按工作順序排列，詳細(xì)地表示電氣設(shè)備或成套裝置的全部基本組成和連接關(guān)系的單線接線圖，稱(chēng)為主接線電路圖。</p><p><b>　　1.1 設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　1、水電站洪水時(shí)期可以調(diào)節(jié)洪峰，水能沒(méi)

18、有污染空氣！根據(jù)人們生活水平的提高,對(duì)于能源的需求也越來(lái)越迫切。因此，作為基層水利工作者如何做好小水電站的規(guī)劃設(shè)計(jì)，充分利用和合理調(diào)配水資源顯得尤為重要。</p><p>　　2、隨著國(guó)家的發(fā)展建設(shè)，電能的需求越來(lái)越重要，建設(shè)水電站為國(guó)家的發(fā)展做出貢獻(xiàn)，而水電站中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)為電氣主接線的設(shè)計(jì)與布局（把變壓器、斷路器等按預(yù)期生產(chǎn)流程連成的電路，稱(chēng)為電氣主接線）。</p><p>　　3

19、、利用所給資料進(jìn)行電廠接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主接線和自用電方案選擇，掌握短路電流計(jì)算，會(huì)進(jìn)行電氣設(shè)備的配置和選型設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　1.2 水電站定型</b></p><p>　　水電站大小是按照電站的裝機(jī)容量來(lái)計(jì)算的，單機(jī)在100MW以上的一般都是大型電廠，單機(jī)容量10-100MW的為中型電廠，單機(jī)容量10MW以下的就稱(chēng)為小型電廠了。電站共裝設(shè)3臺(tái)2500K

20、W的混流式水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)10MW，因此把該水電站定型為小水電站。該水電站以發(fā)電為主，兼顧攔沙、防洪等綜合利用效益。</p><p><b>　　1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p><b>　　1、電氣主接線設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2、主變壓器選擇</b></p>

21、;<p><b>　　3、短路電流計(jì)算</b></p><p>　　4、電氣設(shè)備的選擇效驗(yàn)</p><p>　　5、電路系統(tǒng)保護(hù)（如接地保護(hù)，過(guò)載保護(hù)，差動(dòng)保護(hù)等）</p><p>　　6、完整電氣主接線CAD圖及廠房的平面！</p><p>　　第二章 電氣主接線設(shè)計(jì)</p><p&g

22、t;　　2.1 電氣主接線的基本要求</p><p>　　在設(shè)計(jì)電氣主接線時(shí)，應(yīng)使其滿足供電可靠，運(yùn)行靈活和經(jīng)濟(jì)等項(xiàng)基本要求。</p><p>　　1．可靠性：電氣接線必須保證用戶供電的可靠性，應(yīng)分別按各類(lèi)負(fù)荷的重要性程度安排相應(yīng)可靠程度的接線方式。保證電氣接線可靠性可以用多種措施來(lái)實(shí)現(xiàn)?？煽啃缘目陀^衡量標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐，估價(jià)一個(gè)主接線的可靠性時(shí)，應(yīng)充分考慮長(zhǎng)期積累的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。主接線的可靠性

23、，是由其各組成元件（包括一次設(shè)備和二次設(shè)備）的可靠性的綜合。因此主接線設(shè)計(jì)，要同時(shí)考慮一次設(shè)備和二次設(shè)備的故障率及其對(duì)供電的影響?？煽啃圆⒉皇墙^對(duì)的，同樣的主接線對(duì)于某水電站是可靠的，而對(duì)另一個(gè)水電站則可能不可靠。因此，在評(píng)價(jià)可靠性的時(shí)候，不能脫離變電站在系統(tǒng)中的地位和作用。</p><p>　　2．靈活性：電氣系統(tǒng)接線應(yīng)能適應(yīng)各式各樣可能運(yùn)行方式的要求。并可以保證能將符合質(zhì)量要求的電能送給用戶。特別是當(dāng)一部分設(shè)

24、備檢修或工作情況發(fā)生變化時(shí)，能夠通過(guò)倒換開(kāi)關(guān)的運(yùn)行方式，做到調(diào)度靈活，不中斷向用戶的供電。</p><p>　　3．安全性：電力網(wǎng)接線必須保證在任何可能的運(yùn)行方式下及檢修方式下運(yùn)行人員的安全性與設(shè)備的安全性。</p><p>　　4．經(jīng)濟(jì)性：主接線系統(tǒng)必須要保證運(yùn)行操作的方便性以及在保證技術(shù)條件的要求下，做到經(jīng)濟(jì)并且合理，減少占地面積，節(jié)省投資。其中包括最少的年運(yùn)行費(fèi)。</p>

25、<p>　　5．應(yīng)具有發(fā)展與擴(kuò)建的方便性。</p><p>　　2.2水電站電氣主接線基本形式</p><p>　　2.2.1電氣主接線的特點(diǎn)</p><p>　　根據(jù)已知資料可知，該水電站為電規(guī)模較小的二級(jí)電站，因此設(shè)計(jì)得水電站主要是為提供一些小地方的電力負(fù)荷，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，考慮將滿足以下幾個(gè)要求及其特點(diǎn)：</p><p>　

26、?。?）保證必要的供電可靠性和電能質(zhì)量的安全可靠是電力生產(chǎn)的首要條件，保證供電可靠性和電能質(zhì)量是對(duì)主接線最基本的要求！</p><p>　?。?）在小型水電站的主接線設(shè)計(jì)時(shí)，主要的矛盾往往發(fā)生在可靠性和經(jīng)濟(jì)性之間。欲使主接線可靠靈活，將導(dǎo)致投資增加，所以必須把技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩者綜合考慮，在滿足可靠、運(yùn)行靈活方便的基礎(chǔ)上，盡量使設(shè)備的投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用最少！</p><p>　　（3）水電站一般

27、離用電負(fù)荷區(qū)較遠(yuǎn)，發(fā)電機(jī)電壓側(cè)負(fù)荷小，有的可能符合為零，電站主要通過(guò)變壓器升壓后輸送出去。小水電站投產(chǎn)后一般不會(huì)擴(kuò)建，但可能會(huì)增加出線回路數(shù)，因此在出線設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該適當(dāng)?shù)念A(yù)留出線空位！</p><p>　?。?）小型水電站多數(shù)地處偏遠(yuǎn)山區(qū)，地形狹窄，配電裝置的布置容易受到地形的限制，為減少開(kāi)支，接線形式因簡(jiǎn)單清晰，并且運(yùn)行維護(hù)方便！</p><p>　　（5）小型水電站容量有限，裝機(jī)臺(tái)數(shù)多數(shù)

28、在四臺(tái)以下，相應(yīng)電站的出線電壓級(jí)、回路數(shù)及主變壓器的臺(tái)數(shù)都比較少！</p><p>　　綜上所述，對(duì)于小型水電站的電氣主接線因滿足基本要求，并且盡可能采用簡(jiǎn)單、清晰而又符合實(shí)際的接線型式！</p><p>　　2.2.2 原始資料</p><p>　　1、待設(shè)計(jì)發(fā)電廠類(lèi)型： 水力發(fā)電廠 ；</p><p>　　2、發(fā)電廠一次設(shè)計(jì)并建成，計(jì)劃安

29、裝3×2500KW 的水力發(fā)電機(jī)組，利用小時(shí)數(shù) 5000 小時(shí)/年；</p><p>　　3、待設(shè)計(jì)發(fā)電廠接入系統(tǒng)電壓等級(jí)為38.5kV， 距系統(tǒng)38.5kV發(fā)電廠2km；出線回路數(shù)為設(shè)定為4回；</p><p>　　4、電力系統(tǒng)的總裝機(jī)容量為 10MVA</p><p>　　2.2.3 發(fā)電機(jī)電壓側(cè)接線方式比較</p><p>　

30、　目前水電站的發(fā)電機(jī)電壓側(cè)接線常用的 有以下幾種，具體如下表2.1：</p><p>　　表2.1 發(fā)電機(jī)電壓側(cè)接線</p><p>　　2.2.4 高壓側(cè)接線方式比較</p><p>　　目前水電站的升壓電壓側(cè)接線常用的有以下幾種，具體如下表2.2：</p><p>　　表2.2升壓電壓側(cè)接線</

31、p><p>　　2.3 電氣主接線方案的擬定與選擇</p><p>　　電氣主接線的設(shè)計(jì)是該水電發(fā)電廠的主體。它與電力系統(tǒng)、電廠動(dòng)能參數(shù)、基本原始資料以及電廠運(yùn)行可靠性、經(jīng)濟(jì)性的要求等密切相關(guān)，并對(duì)電氣設(shè)備選擇和布置、繼電保護(hù)和控制方式等都有較大的影響。因此，主接線設(shè)計(jì)，必須結(jié)合電力系統(tǒng)和發(fā)電廠或者變電站的具體情況，全面分析有關(guān)影響因素，正確處理他們之間的關(guān)系，經(jīng)過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，合理選擇主接

32、線方案。</p><p>　　綜上述分析，由于本電站是小型水電，不承擔(dān)主要負(fù)荷，沒(méi)有重要機(jī)端負(fù)荷，主要承擔(dān)腰負(fù)荷，從接線的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和靈活性考慮。所以本電站，根據(jù)以上圖一和圖二的主接線方式，并結(jié)合本設(shè)計(jì)水電站的實(shí)際，現(xiàn)擬定以下兩種電氣主接線方案，具體方案如下：</p><p>　　方案1：發(fā)電機(jī)電壓側(cè)接線采用單元接線和擴(kuò)大單元接線，升高電壓側(cè)采用單母線分段接線，如圖1所示。</p

33、><p>　　方案2：發(fā)電機(jī)電壓側(cè)接線采用單母線接線，升高電壓側(cè)采用單母線接線，如圖2所示。</p><p>　　圖1發(fā)電機(jī)電壓側(cè)接線方案1 </p><p>　　圖2發(fā)電機(jī)電壓側(cè)接線方案2</p><p>　　主接線方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)初步比較，列表2.3所示：</p><p>　　表2.3主接線方案比較</p>

34、<p>　　根據(jù)以上對(duì)方案1和方案2的比較，雖然經(jīng)濟(jì)上方案1有所欠缺，但是對(duì)于穩(wěn)定安全來(lái)說(shuō)，經(jīng)濟(jì)性顯的沒(méi)那么重要，并且隨著國(guó)家的發(fā)展需求，自動(dòng)化這方面也縣的尤為重要！況且，如果采用方案2，可能后期的維護(hù)費(fèi)用都將超過(guò)方案1設(shè)備的安裝費(fèi)用，因此最終決定采用方案1！</p><p>　　第三章 主變壓器的選擇</p><p>　　為保證供電的可靠性，避免一臺(tái)主變壓器故障或檢修時(shí)影響供

35、電，所以一般都會(huì)裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，考慮到經(jīng)濟(jì)因素，一般不超過(guò)兩臺(tái)變壓器。當(dāng)只有一個(gè)電源或變電所的一級(jí)負(fù)荷另有備用電源保證供電時(shí)，可以考慮裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。</p><p>　　當(dāng)變電所裝設(shè)兩臺(tái)及以上的主變時(shí)，每臺(tái)容量的選擇應(yīng)按照其中任一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量至少能保證所供的一級(jí)負(fù)荷或變電所全部負(fù)荷的60%～80%。通常一次變電所采用80%，二次變電所采用60%。</p><p>　　對(duì)于

36、小型水電站來(lái)說(shuō)，一般接在發(fā)電機(jī)電壓側(cè)負(fù)荷很小有的甚至沒(méi)有，所以選者主變的時(shí)候可以按照所給水輪發(fā)電機(jī)的容量來(lái)選擇，從原始資料可以看出，任務(wù)書(shū)中以給出了三臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)的容量，根據(jù)我國(guó)現(xiàn)在的變壓器標(biāo)準(zhǔn)容量選擇要求，選擇相近的但大于發(fā)電機(jī)容量的產(chǎn)品就可以了！</p><p>　　3.1主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇</p><p>　　根據(jù)上面對(duì)方案的分析，1臺(tái)主變壓器可靠性較低，一旦發(fā)生故障或檢修時(shí)，則整個(gè)

37、電廠將不能向外送電；因此選擇2臺(tái)主變壓器，可以相互作為備用，可靠性高，接線較簡(jiǎn)明，投資相對(duì)也較為經(jīng)濟(jì)。</p><p>　　3.2主變壓器形式的選擇</p><p>　?。?） 水電站中主變壓器一般采用三相變壓器，除非因制造和運(yùn)輸條件限制，并且在220kV的樞紐變電站時(shí)，采用單相變壓器組。當(dāng)裝設(shè)一組單相變壓器時(shí)，應(yīng)考慮裝設(shè)備用相。當(dāng)主變壓器超過(guò)一組，且各組容量滿足全所負(fù)荷的75%要求時(shí)，可

38、不裝設(shè)備用相。</p><p>　?。?） 水電站中的主變壓器在系統(tǒng)有調(diào)壓要求時(shí)，一般采用有載調(diào)壓變壓器。有載調(diào)壓變壓器可以帶負(fù)荷調(diào)壓，有利于變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此，在設(shè)計(jì)水電站主變壓器時(shí)，大都采用這種型式的變壓器。</p><p>　?。?）與兩個(gè)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)連接的變壓器，一般采用自耦變壓器，但仍需技術(shù)經(jīng)濟(jì)的比較。</p><p>　?。?）雙繞組和三繞組變

39、壓器的變比和分接頭可按制造標(biāo)準(zhǔn)選擇，即變壓器低壓側(cè)的線間電壓為受電設(shè)備額定電壓的105%，高、中壓側(cè)則為110%，并帶有±2×2.5%的分接頭。若正常運(yùn)行時(shí)，高、低壓同時(shí)向中壓供電，則高壓繞組的端電壓應(yīng)為受電設(shè)備額定電壓的100%，分接頭可根據(jù)要求選用±2×2.5%、-1×2.5%、-3×2.5%或-4×2.5%。</p><p>　　3.3主

40、變壓器主要參數(shù)的選擇</p><p>　?。?） 要較合理的選出變壓器額定容量，首先需要繪制水電站的年及日負(fù)荷曲線，并從該曲線得出年及日最高負(fù)荷和平均負(fù)荷。</p><p>　?。?） 主變?nèi)萘康拇_定應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)5～10年的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行選擇，因此，為了確定合理的變壓器容量，必須盡可能把5～10年負(fù)荷發(fā)展規(guī)劃做正確計(jì)算與評(píng)估</p><p>　?。?） 變壓器的最大

41、負(fù)荷按下式確定為</p><p>　　PM≥K0∑P （3-1）</p><p>　　式中PM——變電所最大負(fù)荷；</p><p>　　K0——負(fù)荷同時(shí)系數(shù)；</p><p>　　∑P——按負(fù)荷等級(jí)統(tǒng)計(jì)的綜合用電負(fù)荷。</p><p>　　對(duì)于提高供電系統(tǒng)的可靠性，在198

42、9年我國(guó)原能源部所頒發(fā)的SDJ2—88標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，其余主變?nèi)萘繎?yīng)保證該所全部負(fù)荷的80%，這樣，再將變壓器的過(guò)負(fù)荷能力考慮進(jìn)去，大致可以滿足全部負(fù)荷的需要。</p><p>　　繞組接線。常用的繞組接線有Yyn0、Yd11、YNd11、YNy0和Yy0五種接線方式。其中前三種是最常用的！Yyn0連接組的二次側(cè)可以引出中線，成為三相四線制，用于配電變壓器時(shí)可兼供動(dòng)力和照明負(fù)載。Yd11連接組用于二

43、次側(cè)電壓超過(guò)400V的線路中，此時(shí)變壓器有一側(cè)接成三角形，對(duì)運(yùn)行有利。YNd11連接組主要用于高壓輸電線路中，使電力系統(tǒng)高壓側(cè)的中性點(diǎn)可以直接接地。因此，考慮到中性點(diǎn)接地，繞組接線選用YNd11連接組。</p><p>　　由任務(wù)書(shū)可以看出，水輪發(fā)電機(jī)的容量為2500KW，電壓為6.3KV，額定功率因數(shù)為0.8，對(duì)于發(fā)電機(jī)電壓側(cè)接線采用單元接線方式來(lái)說(shuō)，主變壓器容量SN的選擇主要按照發(fā)電機(jī)容量來(lái)確定，并扣除本機(jī)組

44、的廠用負(fù)荷后，留10%的裕度來(lái)確定SN=1.1PN/cosG，經(jīng)過(guò)計(jì)算大概的容量為3000KW，選擇時(shí)容量應(yīng)大于計(jì)算容量。對(duì)于相數(shù)的選擇，根據(jù)《水電站電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》有相關(guān)介紹，當(dāng)運(yùn)輸條件不受限制時(shí)，在330KV及以下的電廠及變電所均選用三相變壓器。而且三相變壓器比相同容量的單相變壓器具有和多優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)以上分析可知，三相的節(jié)省投資，占地面積小，運(yùn)行過(guò)程損耗小，由于設(shè)計(jì)的該電廠的運(yùn)輸?shù)乩項(xiàng)l件都很好，不受限制，因而選用三相變壓器。</p

45、><p>　　查閱中小型水電站電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)，選擇的主變壓器型號(hào)為S9-3150/35，同理，對(duì)于單母線擴(kuò)大單元接線，經(jīng)過(guò)計(jì)算，主變壓器型號(hào)選擇為S9-6300/35</p><p>　　查詢手冊(cè)可知具體參數(shù)如下表3.1：</p><p>　　表3.1 主變型號(hào)及參數(shù)</p><p>　　3.4 廠用變壓器的選擇</p><p&

46、gt;　　廠用變壓器選擇原則：為滿足廠內(nèi)各種負(fù)荷的要求，一般裝設(shè)兩臺(tái)廠用變壓器。首先確定廠用電容量，一般考慮廠用負(fù)荷為發(fā)電廠總負(fù)荷的1%~2%,此發(fā)電廠的廠用負(fù)荷定為總負(fù)荷的2%。選擇型號(hào)為S9-100/35/0.4。</p><p>　　第四章 短路電流計(jì)算</p><p>　　電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備在其運(yùn)行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，其中最常見(jiàn)同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障是

47、發(fā)生各種短路，因?yàn)樗鼈儠?huì)破壞用戶的正常供電和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行以及設(shè)備的安全。</p><p>　　短路是電力系統(tǒng)中非常嚴(yán)重的故障，我們所說(shuō)的短路，是指不正常的相與相之間或相與地發(fā)生通路的情況。在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有四個(gè)：三相短路，兩相短路，兩相接地短路以及單相接地短路。其中，三相短路是對(duì)稱(chēng)短路，系統(tǒng)各相與正常運(yùn)行時(shí)一樣仍處于對(duì)稱(chēng)狀態(tài)，其他類(lèi)型的短路都是不對(duì)稱(chēng)短路。</p><p>

48、;　　電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在各種類(lèi)型的短路中，單相短路占大多數(shù)，兩相短路較少，三相短路的機(jī)會(huì)最少。但三相短路雖然很少發(fā)生，其情況較嚴(yán)重，應(yīng)給以足夠的重視。因此，我們都采用三相短路來(lái)計(jì)算短路電流，并檢驗(yàn)電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。</p><p>　　4.1 短路電流計(jì)算目的與一般規(guī)律</p><p>　?。?）在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常情況和故障情況下都能安全、可靠地運(yùn)行，同時(shí)需要考慮

49、節(jié)約資金，因此需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。</p><p>　?。?）在選擇繼電保護(hù)和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需要計(jì)算各種短路，并以計(jì)算出的短路電流為依據(jù)。</p><p>　?。?）計(jì)算電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及開(kāi)斷電流，應(yīng)按工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃，如建成后5到10年。</p><p>　?。?）選擇電氣設(shè)備時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)

50、時(shí)，應(yīng)按選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)。</p><p>　　4.2 短路電流計(jì)算</p><p>　　短路電流計(jì)算一般只計(jì)算各元件的電抗，采用標(biāo)幺值進(jìn)行計(jì)算，為了計(jì)算方便選取基準(zhǔn)值如下：</p><p>　　基準(zhǔn)容量：Sb= 100MV·A</p><p><b>　　基準(zhǔn)電壓：</b></p

51、><p><b>　　基本公式如下：</b></p><p><b>　　（4-1）</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p><b>　　（4-3）</b></p><p><b>　?。?-4

52、）</b></p><p>　　4.2.2電氣設(shè)備電抗標(biāo)幺值</p><p>　　（1）發(fā)電機(jī)的等值電抗標(biāo)幺值</p><p>　　由于所涉及的三臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)的容量和大小都相同，所以他們的電抗標(biāo)么值大小也相同，因此有如下等式：</p><p>　?。?）主變壓器等值電抗標(biāo)幺值</p><p>　　（3）各段

53、線路的等值電抗標(biāo)幺值</p><p>　　對(duì)于出線端，由于四條出線都是相同的，因此選取其中一條線路作為計(jì)算</p><p>　　耦合電抗器等值電抗標(biāo)幺值</p><p>　　同樣四條線路相同，因此選取其中一個(gè)計(jì)算</p><p>　　總的短路等值電路。如圖4-1</p><p>　　圖4-1 短路等值電路</p&

54、gt;<p>　　簡(jiǎn)化電路圖并計(jì)算短路電流</p><p>　　將系統(tǒng)圖簡(jiǎn)化并代入以上參數(shù)得圖4-2：</p><p>　　圖4-2 簡(jiǎn)化電路圖</p><p>　　4.2.3 短路點(diǎn)計(jì)算</p><p>　　對(duì)于電壓等級(jí)為38.5KV側(cè)來(lái)說(shuō)，短路點(diǎn)有f1 f2 f3 f4 f5五個(gè)點(diǎn)，分別計(jì)算短路時(shí)電抗值，具體如下： <

55、/p><p>　　f1點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)如圖4-3：</p><p>　　圖4-3 f1點(diǎn)發(fā)生短路的等值電路圖</p><p>　　全部電廠對(duì)短路點(diǎn)f1點(diǎn)的計(jì)算電抗值：</p><p>　　起始次暫態(tài)短路電流標(biāo)么值的計(jì)算：</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p&g

56、t;　　因此短路電流有名值為：</p><p><b>　　短路容量為：</b></p><p><b>　　沖擊電流為：</b></p><p><b>　　其中</b></p><p>　　f2點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)如圖4-4：</p><p>　　圖4-4

57、f2點(diǎn)發(fā)生短路的等值電路圖</p><p>　　全部電廠對(duì)短路點(diǎn)f2點(diǎn)的計(jì)算電抗值：</p><p>　　起始次暫態(tài)短路電流標(biāo)么值的計(jì)算：</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　因此短路電流有名值為：</p><p><b>　　短路容量為：</b&g

58、t;</p><p><b>　　沖擊電流為：</b></p><p>　　f3點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)如圖4-5：</p><p>　　圖4-5 f3點(diǎn)發(fā)生短路的等值電路圖</p><p>　　全部電廠對(duì)短路點(diǎn)f3點(diǎn)的計(jì)算電抗值：</p><p>　　起始次暫態(tài)短路電流標(biāo)么值的計(jì)算：</p>

59、<p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　因此短路電流有名值為：</p><p><b>　　短路容量為：</b></p><p><b>　　沖擊電流為：</b></p><p>　　f4點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)如圖4-6：</p><p&

60、gt;　　圖4-6 f4點(diǎn)發(fā)生短路的等值電路圖</p><p>　　全部電廠對(duì)短路點(diǎn)f4點(diǎn)的計(jì)算電抗值：</p><p>　　起始次暫態(tài)短路電流標(biāo)么值的計(jì)算：</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　因此短路電流有名值為：</p><p><b>　　短路容量

61、為：</b></p><p><b>　　沖擊電流為：</b></p><p>　　f5點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)如圖4-7：</p><p>　　圖4-7 f5點(diǎn)發(fā)生短路的等值電路圖</p><p>　　全部電廠對(duì)短路點(diǎn)f5點(diǎn)的計(jì)算電抗值：</p><p>　　起始次暫態(tài)短路電流標(biāo)么值的計(jì)算：&l

62、t;/p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　因此短路電流有名值為：</p><p><b>　　短路容量為：</b></p><p><b>　　沖擊電流為：</b></p><p>　　對(duì)于電壓等級(jí)為6.3KV側(cè)來(lái)說(shuō)，短路點(diǎn)有f6

63、 一個(gè)點(diǎn)，計(jì)算短路時(shí)電抗值，具體如下：</p><p>　　f6點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)如圖4-7：</p><p>　　圖4-8 f6點(diǎn)發(fā)生短路的等值電路圖</p><p>　　全部電廠對(duì)短路點(diǎn)f6點(diǎn)的計(jì)算電抗值：</p><p>　　起始次暫態(tài)短路電流標(biāo)么值的計(jì)算：</p><p>　　因此短路電流有名值為：</p>

64、;<p><b>　　短路容量為：</b></p><p><b>　　沖擊電流為：</b></p><p>　　4.2.4短路點(diǎn)整合一覽表</p><p>　　將所計(jì)算最大方式下短路電流值列成下表4.1：</p><p>　　表4.1各點(diǎn)短路電流值</p><p&

65、gt;　　第五章 電氣設(shè)備的選擇與效驗(yàn)</p><p><b>　　5.1 概述</b></p><p>　　電氣設(shè)備的選擇也是水電站設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，如何正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)是非常重要的。在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。</p>

66、<p>　　電氣設(shè)備的選擇須執(zhí)行且符合國(guó)家的有關(guān)規(guī)定政策，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、運(yùn)行方便的原則，還有也應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)牧粲幸恍┌l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)的發(fā)展建設(shè)。如果要使電氣設(shè)備都能夠安全可靠的工作，必須按符合要求的條件來(lái)進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)計(jì)算出來(lái)的數(shù)據(jù)根據(jù)公式計(jì)算，最終校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定，在滿足要求的同時(shí)選擇的高壓電氣設(shè)備，還有要能在長(zhǎng)期的工作條件下和發(fā)生短路或者其他情況的前提下都能保持正常運(yùn)行。</p&

67、gt;<p>　　5.2 設(shè)備選擇規(guī)律</p><p>　?。?） 能滿足正常運(yùn)行、維護(hù)、短路和過(guò)電壓的情況要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展；</p><p>　　（2） 按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件；</p><p><b>　　（3） 經(jīng)濟(jì)合理；</b></p><p>　?。?） 盡量使設(shè)備數(shù)量最簡(jiǎn)；</p>&

68、lt;p>　?。?） 選用的產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。</p><p>　　5.3 設(shè)備選擇條件</p><p>　　盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備的作用以及工作條件都不相同，并且他們的選擇方法也有一定的差異，但對(duì)它們的基本要求卻是一致的。電氣設(shè)備要能可靠的工作，必須按正常條件下進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來(lái)校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。</p><p>　　

69、5.3.1 按正常工作條件選擇電氣設(shè)備</p><p>　　（1） 額定電壓和最高工作電壓</p><p>　　所選用的電氣設(shè)備允許最高工作電壓不低于裝置地點(diǎn)所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓。一般電器允許的最高工作電壓：當(dāng)額定電壓在220kV及以下時(shí)為1.15；額定電壓是330～500kV時(shí)是1.1。而實(shí)際電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓一般不會(huì)超過(guò)電網(wǎng)額定電壓的1.1，因此在選擇電器時(shí)，一般可按電器額定電壓UN

70、不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓的條件選擇,即</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中——電氣設(shè)備銘牌上所標(biāo)示的額定電壓，KV；</p><p>　　——電網(wǎng)額定工作電壓，KV；</p><p><b>　　（2） 額定電流</b></p><p>

71、;　　電氣設(shè)備的額定電流是指在額定周?chē)h(huán)境溫度θ0下，電氣設(shè)備的長(zhǎng)期允許電流。不應(yīng)該小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流，即</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　在決定具體參數(shù)時(shí)，應(yīng)以發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)和變壓器的額定容量和線路的負(fù)荷作為出發(fā)點(diǎn)，同時(shí)考慮長(zhǎng)期工作狀態(tài)，電壓降低5%，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的為發(fā)電機(jī)或變壓器的額定

72、電流的1.05倍；若變壓器有過(guò)負(fù)荷運(yùn)行的可能，應(yīng)按照過(guò)負(fù)荷來(lái)確定；母聯(lián)斷路器回路一般取母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)或者變壓器的；母線分段電抗器的應(yīng)為母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)斷開(kāi)時(shí)，保證可以滿足該段母線負(fù)荷所需的電流；出線回路的除考慮正常負(fù)荷電流外，還應(yīng)考慮發(fā)生短路時(shí)其他回路相對(duì)該出線的負(fù)荷。此外，還與電氣設(shè)備的裝置地點(diǎn)、使用條件、檢修和運(yùn)行等要求，對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行種類(lèi)和形式的選擇。</p><p>　　（3） 按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校

73、核</p><p>　　在選擇電氣設(shè)備時(shí)，還應(yīng)考慮電氣設(shè)備的安裝地點(diǎn)的環(huán)境條件是否適合該電氣設(shè)備，當(dāng)溫度，風(fēng)速，溫度，海拔，地震等環(huán)境條件超過(guò)一般電氣設(shè)備使用條件時(shí)，應(yīng)采取措施。目前我國(guó)生產(chǎn)的電氣設(shè)備使用的額定環(huán)境溫度 ＝＋40℃，如周?chē)h(huán)境溫度高于＋40℃（但≤＋60℃）時(shí)，其允許電流一般可按每增高1℃，額定電流減少1.8％進(jìn)行修正，當(dāng)環(huán)境溫度低于＋40℃時(shí)，環(huán)境溫度每降低1℃，額定電流可增加0.5％，但其最

74、大電流不得超過(guò)額定電流的20%。</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中 ——電氣設(shè)備的額定電流經(jīng)實(shí)際的周?chē)h(huán)境溫度修正后的允許電流，A；</p><p><b>　　——溫度修正系數(shù)；</b></p><p>　　——電氣設(shè)備長(zhǎng)期發(fā)熱最高允許溫度，；</p

75、><p>　　——實(shí)際的周?chē)h(huán)境溫度，取所在地最熱月的平均最高溫度，；</p><p>　　—— 電氣設(shè)備的額定環(huán)境溫度，。</p><p>　　5.3.2 按短路情況校驗(yàn)</p><p>　　當(dāng)短路電流通過(guò)電氣設(shè)備時(shí)，將產(chǎn)生熱效應(yīng)及點(diǎn)動(dòng)力效應(yīng)。因此必須對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。</p><p>　?。?） 短路熱

76、穩(wěn)定校驗(yàn)</p><p>　　電氣設(shè)備的載流部分在短路電流作用下，也就是短路電流通過(guò)電氣設(shè)備時(shí)電器各部分的溫度應(yīng)不超過(guò)允許值。滿足熱穩(wěn)定的條件為：</p><p>　　2 t ≥； （5-4）</p><p>　　式中 ——短路電流熱效應(yīng)；</p><p>　　——電氣設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定

77、電流；</p><p>　　T——所選電氣設(shè)備允許通過(guò)的時(shí)間；</p><p>　?。?） 電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn)</p><p>　　當(dāng)電氣設(shè)備通過(guò)短路電流時(shí)，可能對(duì)電氣設(shè)備產(chǎn)生一定的破壞，電動(dòng)力穩(wěn)定是電氣設(shè)備承受短路電流的能力，亦稱(chēng)動(dòng)穩(wěn)定。滿足動(dòng)穩(wěn)定條件為：</p><p>　　； （5-5）&

78、lt;/p><p>　　； （5-6）</p><p>　　式中、—短路沖擊電流有效值，KV；</p><p>　　、—電器允許通過(guò)的動(dòng)穩(wěn)定電流的有效值，KV；</p><p>　　5.3.3 斷路器的選擇</p><p>　　高壓斷路器是重要的電氣設(shè)備之一，高壓斷路

79、器----高壓開(kāi)關(guān)，它不僅可以切斷或者閉合高壓電路中的空載電流還有負(fù)荷電流，而且當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路或者其他一些故障時(shí)通過(guò)繼電器保護(hù)裝置，切斷過(guò)負(fù)荷電流或者短路電流，以達(dá)到安全保護(hù)的作用，并且現(xiàn)在它已經(jīng)具有相當(dāng)完善的滅弧結(jié)構(gòu)和足夠的斷流能力。它具有完善的滅弧性能，正常運(yùn)行時(shí)，用來(lái)接通和開(kāi)斷負(fù)荷電流，在水電站電氣主接線中，還會(huì)改變主接線的運(yùn)行方式，故障時(shí)，斷路器通常以繼電保護(hù)的方式配合使用，斷開(kāi)短路電流，切除故障線路，保證非故障線路的正常供電及

80、系統(tǒng)的穩(wěn)定性。</p><p>　　高壓斷路器應(yīng)根據(jù)斷路器安裝地點(diǎn)、環(huán)境以及使用技術(shù)條件等要求選擇其種類(lèi)及型式，可分為：油斷路器（多油斷路器、少油斷路器）、六氟化硫斷路器（SF6斷路器）、真空斷路器、壓縮空氣斷路器等，對(duì)于該小水電站，為了靈活方便水電站的運(yùn)行，因此6.3KV選擇萬(wàn)能自動(dòng)空氣斷路器，由于真空斷路器、SF6斷路器比少油斷路器，可靠性更好，維護(hù)工作量更少，滅弧性能更高，目前得到普遍推廣，故35kV～22

81、0kV一般采用SF6斷路器，10kV采用少油斷路器。參數(shù)具體計(jì)算如下：</p><p>　　根據(jù)短路電流計(jì)算可知，對(duì)于F1點(diǎn)短路時(shí)，短路沖擊電流為358.06A</p><p>　?。?） 6.3kV電壓等級(jí)斷路器的選擇</p><p>　　1）額定電壓和電流選擇</p><p>　　① 額定電壓=20kV；② 額定電流=8KA；</p

82、><p><b>　　其中；故有：≥ 。</b></p><p><b>　　2）開(kāi)斷電流的選擇</b></p><p>　　高壓斷路器的額定開(kāi)斷電流不應(yīng)小于實(shí)際開(kāi)斷瞬間的短路電流周期分量為了簡(jiǎn)化計(jì)算可應(yīng)用此暫態(tài)電流I"進(jìn)行選擇,即≥I"。</p><p>　　=87kA≥I&quo

83、t;=2.46KA</p><p><b>　　3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)</b></p><p>　　2 t ≥；取Tk(短路切除時(shí)間)=4s；熱穩(wěn)定電流It；</p><p>　　= (+ 10I22+ I42)×Tk/12=（2.462+10×2.532+2.582）×4/12</p><p>

84、　　=25.57(kA)2·s</p><p>　　式中分別為計(jì)算電抗查短路電流計(jì)算曲線所得，具體參考電力工程基礎(chǔ)</p><p>　　It2t=872×4=30.28(kA)2·s</p><p><b>　　可知2 t ≥；</b></p><p><b>　　4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)

85、</b></p><p>　　=8KA≥=6.26KA</p><p>　　對(duì)于f6點(diǎn)短路來(lái)說(shuō)，以為其連接兩個(gè)斷路器，并且參數(shù)相同，因此主接線中的兩組斷路器選擇相同型號(hào)！</p><p>　　（3） 38.5kV電壓等級(jí)斷路器的選擇</p><p><b>　　額定電壓和電流選擇</b></p>

86、<p><b>　　對(duì)于f4點(diǎn)短路來(lái)說(shuō)</b></p><p>　?、?額定電壓=40.5kV；② 額定電流IN=2kA；</p><p>　　其中；故有：IN≥ 。</p><p><b>　　2）開(kāi)斷電流的選擇</b></p><p>　　高壓斷路器的額定開(kāi)斷電流不應(yīng)小于實(shí)際開(kāi)斷瞬間

87、的短路電流周期分量為了簡(jiǎn)化計(jì)算可應(yīng)用此暫態(tài)電流I"進(jìn)行選擇,即≥I"。</p><p>　　=31.5kA≥I"=129.72kA</p><p><b>　　3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)</b></p><p>　　It2t≥Qk；取Tk(短路切除時(shí)間)=4s；</p><p>　　Qk = (+ 10

88、I22+ I42)×Tk/12=（129.722+10×135.282+136.662）×4/12</p><p>　　=72.46(kA)2·s</p><p>　　式中分別為計(jì)算電抗查短路電流計(jì)算曲線所得，具體參考電力工程基礎(chǔ)</p><p>　　It2t=31.52×4=3969 (kA)2·s<

89、;/p><p><b>　　可知2 t ≥；</b></p><p><b>　　4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)</b></p><p>　　=31.5KA≥=330.16A</p><p>　　35KV線路其他斷路器的選擇計(jì)算略，結(jié)果見(jiàn)表5.1</p><p>　　5.3.4 隔離開(kāi)關(guān)的選擇

90、</p><p>　　隔離開(kāi)關(guān)裝配在主接線上，保證了線路或者設(shè)備檢修時(shí)可以形成明顯的斷開(kāi)，與帶電部分充分的隔離，達(dá)到安全的檢修，由于隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置并且開(kāi)斷能力比較低，所以操作隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，必須遵守倒閘操作順序，先斷路器，在隔離開(kāi)關(guān)。具體順序是，送電時(shí)首先合上母線隔離開(kāi)關(guān)，然后合上線路側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)，最后在合上斷路器，停電則與上面的敘述相反。</p><p><b>　　隔離開(kāi)關(guān)

91、的配置：</b></p><p>　　1）斷路器的兩側(cè)均應(yīng)裝配有隔離開(kāi)關(guān)，在檢修斷路器時(shí)會(huì)斷開(kāi)連接，與電源側(cè)形成電隔離；</p><p>　　2）中性點(diǎn)直接接地的普通型變壓器需要通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)接地；</p><p>　　3）母線上的避雷器和電壓互感器可以采用一組隔離開(kāi)關(guān)，為了保證電氣設(shè)備和母線的安全，每段母線上需要裝設(shè)1到2組接地刀閘。</p>

92、<p>　　4）變壓器引出線或中性點(diǎn)上的避雷器可以不安裝隔離開(kāi)關(guān)；</p><p>　　5）當(dāng)用戶側(cè)安裝有電源時(shí)，斷路器相對(duì)用戶的那一側(cè)，可以不裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)，但如果花費(fèi)較小時(shí)，為了防止雷電產(chǎn)生的過(guò)電壓，也可以裝設(shè)。</p><p>　　（1） 6.3kV電壓等級(jí)隔離開(kāi)關(guān)的選擇</p><p>　　1）額定電壓和電流選擇</p><p

93、>　　同樣對(duì)于f6點(diǎn)短路來(lái)說(shuō)</p><p>　　① 額定電壓=20kV；② 額定電流IN=8kA；</p><p><b>　　其中；故有：≥ 。</b></p><p><b>　　2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)</b></p><p>　　2 t ≥；取Tk(短路切除時(shí)間)=4s；</p>

94、<p>　　= (+ 10I22+ I42)×Tk/12=（2.462+10×2.532+2.582）×4/12</p><p>　　=25.57(kA)2·s</p><p>　　式中分別為計(jì)算電抗查短路電流計(jì)算曲線所得，具體參考電力工程基礎(chǔ)</p><p>　　It2t=802×4=25.60(kA

95、)2·s</p><p><b>　　可知2 t ≥；</b></p><p><b>　　3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)</b></p><p>　　=80KA≥=6.26KA</p><p>　?。?） 38.5kV電壓隔離開(kāi)關(guān)的選擇</p><p>　　1）額定電壓和電流選

96、擇</p><p><b>　　對(duì)于f4點(diǎn)短路來(lái)說(shuō)</b></p><p>　?、?額定電壓=40.5kV；② 額定電流IN=1000A；</p><p>　　其中；故有：IN≥ 。</p><p><b>　　2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)</b></p><p>　　It2t≥Qk；取T

97、k(短路切除時(shí)間)=4s；</p><p>　　Qk = (+ 10I22+ I42)×Tk/12=（129.722+10×135.282+136.662）×4/12</p><p>　　=72.46(kA)2·s</p><p>　　式中分別為計(jì)算電抗查短路電流計(jì)算曲線所得，具體參考電力工程基礎(chǔ)</p><

98、;p>　　It2t=21.52×4=1849 (kA)2·s</p><p><b>　　可知2 t ≥；</b></p><p><b>　　3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)</b></p><p>　　=21.5KA≥=330.16A</p><p>　　35KV線路其他隔離開(kāi)關(guān)的選擇

99、計(jì)算略，結(jié)果見(jiàn)表5.1</p><p>　　經(jīng)過(guò)對(duì)所有斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的計(jì)算，最后選擇器件的型號(hào)及參數(shù)如下表5.1：</p><p>　　表5.1斷路器隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)表</p><p>　　5.3.5 互感器的選擇</p><p><b>　　電流互感器：</b></p><p><b>

100、　　對(duì)于一次側(cè)</b></p><p>　?。?）在現(xiàn)在電流互感器的一次額定電流應(yīng)大于所在回路可能出現(xiàn)的最大的負(fù)荷電流。確定最大負(fù)荷電流時(shí)，應(yīng)考慮回路可能出現(xiàn)的過(guò)負(fù)荷、近5年之內(nèi)負(fù)荷的增長(zhǎng)等情況。</p><p>　　應(yīng)滿足短時(shí)熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定電流的要求。</p><p>　　由同一母線引出的各回路，電流互感器的變比盡可能相同，以方便維護(hù)和實(shí)現(xiàn)母線差動(dòng)保護(hù)

101、。</p><p>　　對(duì)于二次側(cè)，選取二次側(cè)電壓為5V。型號(hào)為：LAJ-10-0.5 600/5A和LAJ-10-0.5 400/5A。</p><p><b>　　電壓互感器：</b></p><p>　?。?） 電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)和容量。電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)是指在規(guī)定的一次電壓和二次負(fù)荷變化范圍內(nèi)，功率負(fù)荷因數(shù)為額定值時(shí)，電壓誤差的最大值。

102、</p><p>　　由于電壓互感器本身有勵(lì)磁電流和內(nèi)阻抗，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的大小和相位有誤差，而電壓互感器的誤差與負(fù)荷有關(guān)，所以用一臺(tái)電壓互感器對(duì)于不同的準(zhǔn)確級(jí)有不同的容量，通常額定容量是指對(duì)應(yīng)于最高準(zhǔn)確級(jí)的容量。</p><p>　　（2） 按一次回路電壓選擇。為了保證電壓互感器安全和在規(guī)定的準(zhǔn)確級(jí)下運(yùn)行，電壓互感器一次繞組所接電網(wǎng)電壓應(yīng)在（1.1～0.9）范圍內(nèi)變動(dòng)，即應(yīng)滿足：1.1&g

103、t;>0.9</p><p>　?。?） 按二次回路電壓選擇。電壓互感器的二次側(cè)額定電壓應(yīng)滿足保護(hù)和測(cè)量使用標(biāo)準(zhǔn)儀表的要求。</p><p>　　各電壓等級(jí)均采用電容式電壓互感器。選擇型號(hào)為：JDZJ2-35 35/1.732 0.1/1.732 0.1/3KV和JDZJ2-6 6/1.732 0.1/1.732 0.1/3KV兩種。</p><p><

104、b>　　5.4 母線的選擇</b></p><p>　　5.4.1選擇及校驗(yàn)原則</p><p><b>　　(1) 選型</b></p><p>　　載流導(dǎo)體一般都采用鋁質(zhì)材料，工業(yè)上常用的硬母線為矩形、槽形和管形。矩形母線散熱好，有一定的機(jī)械強(qiáng)度，便于固定連接，但集膚效應(yīng)系數(shù)大，一般只用于35kV及以下，電流在4000A及

105、以下的配電設(shè)備中；槽形母線機(jī)械強(qiáng)度較好，載流量大，集膚效應(yīng)系數(shù)小，一般可用于4000-8000A的配電裝置中；相對(duì)管形母線，集膚效應(yīng)系數(shù)小，并且機(jī)械強(qiáng)度高，管內(nèi)可通風(fēng)，可用于8KA以上的大電流的母線，另外，由于圓管的表面很光滑，因此電暈的放電電壓高，可用于高電壓110kV及以上配電裝置母線。 對(duì)于110kV及以上高壓配電裝置，一般采用軟導(dǎo)線。當(dāng)采用硬導(dǎo)體時(shí)，宜用鋁錳合金管形導(dǎo)體。</p><p>　?。?/p>

106、2） 截面選擇   </p><p>　?、?軟母線的截面選擇</p><p>　　按照經(jīng)濟(jì)電流密度選擇的母線都能滿足導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱條件，故按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇  </p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　式中——正常工作時(shí)的最大持續(xù)工作電流；</p&

107、gt;<p>　　——經(jīng)濟(jì)電流密度（取0.9）。對(duì)應(yīng)不同種類(lèi)的導(dǎo)體和不同的最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)，將有不同取值。</p><p>　?、?硬母線的截面選擇。</p><p>　　硬母線一般用于電壓較低的配電裝置中，所以，可以按最大持續(xù)工作電流選擇導(dǎo)線截面積</p><p><b>　　（5-8）</b></p><

108、p>　　式中——母線布置方式和環(huán)境溫度為+25℃時(shí)的導(dǎo)體長(zhǎng)期允許載流量。</p><p><b>　　——溫度修正系數(shù)。</b></p><p><b>　　對(duì)于6.3KV側(cè)，</b></p><p>　　對(duì)于38.5KV側(cè)，</p><p>　　5.4.2 母線的確定</p>

109、<p><b>　　對(duì)于母線的的確定：</b></p><p>　　首先按最大長(zhǎng)期工作電流，只要母線正常工作的溫度不超過(guò)允許溫度，而且實(shí)際周?chē)鷾囟扰c母線規(guī)定的溫度相同就可以確定選型，若不相同，則需要進(jìn)行溫度的修正，可按下面的公式來(lái)進(jìn)行修正：</p><p><b>　　（5-9）</b></p><p>　　式

110、中 ——母線最高長(zhǎng)期允許溫度，；</p><p>　　——規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度，；</p><p>　　——母線運(yùn)行的時(shí)間溫度，；</p><p>　　按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，導(dǎo)體通過(guò)點(diǎn)流時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電能損耗，因此降低電能損耗是非常重要的，截面積越大，節(jié)省曰多，但是截面積越大，費(fèi)用也越好，因此需要按經(jīng)濟(jì)電流密度的方法來(lái)計(jì)算經(jīng)濟(jì)截面積，公式如下：</p><p

111、><b>　　其中取</b></p><p>　　根據(jù)以上短路電流的計(jì)算，以及上面的方法確定，對(duì)于這種電流較小的電站時(shí)，可以根據(jù)以上兩個(gè)選擇出母線的型號(hào)，型號(hào)為：鋼芯鋁絞線，LGJ-95和鋁母線LNY-50×5，具體將標(biāo)注于CAD電氣主接線圖中。</p><p>　　第六章 繼電保護(hù)與防雷</p><p><b>　　

112、6.1 變壓器保護(hù)</b></p><p>　　變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件，它的故障將對(duì)供電可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的影響！變壓器的故障可分為內(nèi)部和外部?jī)煞N故障：</p><p>　　（1） 內(nèi)部故障是指變壓器油箱里面的各種故障，主要故障類(lèi)型有：</p><p>　　1）各繞組之間發(fā)生的相間短路；</p><p>

113、　　2）單相繞組部分線圈之間發(fā)生的匝間短路；</p><p>　　3）單相繞組或引出線通過(guò)外殼發(fā)生的單相接地短路；</p><p><b>　　4）鐵芯燒損。</b></p><p>　?。?）變壓器的外部故障類(lèi)型有：</p><p>　　1）絕緣套管閃絡(luò)或破碎而發(fā)生的單相接地（通過(guò)外殼）短路；</p>&

114、lt;p>　　2）引出線之間發(fā)生的相間故障。</p><p>　?。?）變壓器的主保護(hù)回路</p><p>　　1）當(dāng)變壓器繞組和引出線發(fā)生相間短路以及變壓器發(fā)生匝間短路時(shí)，其保護(hù)應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作。這種保護(hù)由差動(dòng)保護(hù)來(lái)完成，因此，差動(dòng)保護(hù)為變壓器的主保護(hù)。</p><p>　　2）當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部短路時(shí)，短路點(diǎn)電弧使變壓器油分解，形成瓦斯氣體。重瓦斯保護(hù)作用于斷路器

115、跳閘，為變壓器的主保護(hù)；輕瓦斯作用于信號(hào)。瓦斯繼電器與變壓器成套供應(yīng)。</p><p><b>　　6.2過(guò)電流保護(hù)</b></p><p>　　為了反應(yīng)變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過(guò)電流，以及在變壓器內(nèi)部故障時(shí)，作為差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)的后備，所以需裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)。過(guò)電流保護(hù)主要是通過(guò)設(shè)置電流互感器將大電流轉(zhuǎn)換為小電流來(lái)實(shí)現(xiàn)！</p><p&g

116、t;<b>　　6.3過(guò)電壓保護(hù)</b></p><p>　?。?） 外過(guò)電壓保護(hù)</p><p>　　外過(guò)電壓保護(hù)是通過(guò)電壓繼電器來(lái)反映外部工頻點(diǎn)壓升高的。電壓繼電器可接在放電線圈或放電用電壓互感器的二次側(cè)。在同一母線上接有幾組電容器的情況下，電壓繼電器也可以接在母線電壓互感器二次側(cè)，幾組電容器共用一套過(guò)電壓保護(hù)。對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的過(guò)電壓，只考慮對(duì)稱(chēng)過(guò)電壓，因此，可以只用

117、一個(gè)電壓繼電器。但為了防止電壓回路斷線，過(guò)電壓保護(hù)拒動(dòng)，還是建議采用三相三繼電器接線。為了防止瞬時(shí)出現(xiàn)過(guò)電壓時(shí)，電壓繼電器動(dòng)作不返回，應(yīng)選用高返回系數(shù)的電壓繼電器作為電容器的過(guò)電壓保護(hù)。</p><p>　　（2） 內(nèi)過(guò)電壓保護(hù)</p><p>　　在一組電容器中，故障切除或短路一部分電容器后，剩余電容器承受的電壓大小與電容器組的接線方式、每組并聯(lián)的臺(tái)數(shù)、串聯(lián)的段數(shù)等因素有關(guān)。在設(shè)計(jì)中可采

118、用的接線方式有三角接線、中性點(diǎn)不接地的單星形接線、中性點(diǎn)接地的單星形接線、中性點(diǎn)接地的雙星性接線、中性點(diǎn)不接地的雙星性接線等。每相串并聯(lián)的方式與電容器組的工作電壓以及電容器的總量有關(guān)，因此，內(nèi)過(guò)電壓的接線方式也很多。裝設(shè)內(nèi)過(guò)電壓保護(hù)的目的是防止電容器組中因個(gè)別電容器故障切除后，健全電容器上的電壓超過(guò)額定電壓的1.10倍。</p><p>　　在一組電容器的各串聯(lián)段上裝設(shè)電壓互感器，可以監(jiān)視電容器兩端出現(xiàn)的工頻點(diǎn)壓

119、。但這就需要許多臺(tái)電壓互感器和電壓繼電器，使過(guò)電壓保護(hù)復(fù)雜化，在工程中應(yīng)用得很少。</p><p>　　在實(shí)際工程中應(yīng)用到的是不平衡保護(hù)。這種保護(hù)的原理是檢測(cè)一組電容器中，健全部分與故障部分之間的差異，將這種差異作為保護(hù)的動(dòng)作量，其數(shù)值大于整定值時(shí)，保護(hù)動(dòng)作切除故障電容器組。</p><p>　　6.4調(diào)差以及差動(dòng)保護(hù)</p><p><b>　　6.4.

120、1調(diào)差</b></p><p>　　水輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置開(kāi)機(jī)并網(wǎng)試驗(yàn)中，確定發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)特性方向即調(diào)差極性極為重要，只有在勵(lì)磁調(diào)差極性和調(diào)差率符合設(shè)計(jì)要求的情況下，勵(lì)磁裝置的其他負(fù)載試驗(yàn)才有實(shí)際價(jià)值。對(duì)于一臺(tái)主變壓器并聯(lián)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)這種擴(kuò)大單元的勵(lì)磁裝置來(lái)說(shuō)，勵(lì)磁調(diào)差極性正確已否，還直接關(guān)系到這兩臺(tái)勵(lì)磁裝置能否并網(wǎng)運(yùn)行。</p><p><b>　　6.4.2差動(dòng)保護(hù)&

121、lt;/b></p><p>　　對(duì)變壓器繞組和引出線上發(fā)生故障，以及發(fā)生匝間短路時(shí)，其保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作，跳開(kāi)各側(cè)電源斷路器。</p><p><b>　　6.5防雷保護(hù)裝置</b></p><p>　　現(xiàn)代電力系統(tǒng)中實(shí)際采用的防雷保護(hù)裝置主要有：避雷針、避雷線、保護(hù)間隙、各種避雷器、防雷接地、電抗線圈、電容器組、消弧線圈、自動(dòng)重合閘等等。而

122、電力系統(tǒng)中需要安裝直接雷擊防護(hù)裝置，廣泛采用的即為避雷針和避雷線。其中避雷針適宜用于變電所、發(fā)電場(chǎng)這樣相對(duì)集中的保護(hù)對(duì)象；避雷線適宜用于象架空線路那樣伸展很廣的保護(hù)對(duì)象。變電所的防雷保護(hù)主要依靠閥式避雷器，它在電力系統(tǒng)過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合中都起著重要的作用，它的保護(hù)特性是選擇高電壓電力設(shè)備絕緣水平的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>