畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)-發(fā)電廠電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　發(fā)電廠電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通 過發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應(yīng)到各負(fù)荷中心。</p><p>　　電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部

2、分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠、變電所本身的運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)。并且對電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大的影響。電能的使用已經(jīng)滲透到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生活的各個(gè)領(lǐng)域，而在我國電源結(jié)構(gòu)中火電設(shè)備容量占總裝機(jī)容量的75%。本文是對配有六臺(tái)50MW汽輪發(fā)電機(jī)的大型火電廠一次部分的初步設(shè)計(jì)，主要完成了電氣主接線的設(shè)計(jì)。包括電氣主接線的形式的比較、選擇；主變壓器、啟動(dòng)/備用變

3、壓器和高壓廠用變壓器容量計(jì)算、臺(tái)數(shù)和型號的選擇；短路電流計(jì)算和高壓電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn); 并作了防雷與接地。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 變壓器；發(fā)電廠；電力系統(tǒng)；一次設(shè)計(jì)；電氣設(shè)備</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>

4、;<b>　　1前 言1</b></p><p>　　2 電氣主接線設(shè)計(jì)2</p><p>　　2.1 主接線的設(shè)計(jì)原則2</p><p>　　2.2 主接線設(shè)計(jì)的基本要求2</p><p>　　2.2.1 主接線可靠性的要求2</p><p>　　2.2.2主接線靈活性的要求2

5、</p><p>　　2.2.3 主接線經(jīng)濟(jì)性的要求3</p><p>　　2.3 電氣主接線的選擇和比較3</p><p>　　2.3.1 主接線方案的擬定3</p><p>　　2.3.2 主接線各方案的討論比較6</p><p>　　2.3.3 主接線方案的初步選擇6</p><p&

6、gt;　　3 主變壓器的選擇7</p><p>　　3.1 變壓器的確定原則7</p><p>　　3.2 方案一變壓器的選擇7</p><p>　　3.3 方案四變壓器的選擇8</p><p>　　4 短路電流計(jì)算書10</p><p>　　4.1 短路電流計(jì)算的目的10</p><p

7、>　　5 方案1主要電氣設(shè)備的選擇20</p><p>　　5.1 各回路最大持續(xù)工作電流一覽表21</p><p>　　6 方案4主要電氣設(shè)備的選擇35</p><p>　　6.2斷路器的選擇及校驗(yàn)36</p><p>　　7 主接線方案的經(jīng)濟(jì)比較51</p><p>　　7.1 方案1與方案4的綜合

8、投資51</p><p>　　8 其他電氣設(shè)備的選擇55</p><p>　　8.1 電流互感器的選擇及校驗(yàn)55</p><p>　　8.4 避雷器的選擇及校驗(yàn)66</p><p>　　8.4.1 110kV側(cè)避雷器的選擇和校驗(yàn)67</p><p>　　8.4.2 35kV側(cè)避雷器的選擇和校驗(yàn)67</

9、p><p>　　8.4.3 10kV側(cè)避雷器的選擇和校驗(yàn)68</p><p>　　9 配電裝置的設(shè)計(jì)70</p><p>　　10 防雷保護(hù)設(shè)計(jì)72</p><p>　　10.1 避雷針的作用72</p><p>　　10.2 避雷針的配置72</p><p>　　10.3防雷保護(hù)方案7

10、2</p><p>　　11 接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)75</p><p>　　11.1 設(shè)計(jì)說明75</p><p>　　11.2 接地體的設(shè)計(jì)75</p><p>　　11.3 典型接地體的接地電阻計(jì)算75</p><p>　　11.4 接地網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算75</p><p><b>　

11、　結(jié)論78</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)79</b></p><p><b>　　致謝80</b></p><p><b>　　1前 言</b></p><p>　　由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。它的功能是

12、將自然界的一次能源通 過發(fā)電動(dòng)力裝置（主要包括鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)及電廠輔助生產(chǎn)系統(tǒng)等）轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應(yīng)到各負(fù)荷中心。由于電源點(diǎn)與負(fù)荷 中心多數(shù)處于不同地區(qū)，也無法大量儲(chǔ)存，電能生產(chǎn)必須時(shí)刻保持與消費(fèi)平衡。因此，電能的集中開發(fā)與分散使用，以及電能的連續(xù)供應(yīng)與負(fù)荷的隨機(jī)變化，就制約了電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行。據(jù)此，電力系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)其功能，就需在各個(gè)環(huán)節(jié)和不同層次設(shè)置相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，以便對電能的生產(chǎn)和輸運(yùn)過程

13、進(jìn)行測量、調(diào)節(jié)、 控制、保護(hù)、通信和調(diào)度，確保用戶獲得安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。</p><p>　　電能是一種清潔的二次能源。由于電能不僅便于輸送和分配，易于轉(zhuǎn)換為其它的能源，而且便于控制、管理和調(diào)度,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。因此，電能已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)生產(chǎn)和人民生活的各個(gè)方面。絕大多數(shù)電能都由電力系統(tǒng)中發(fā)電廠提供，電力工業(yè)已成為我國實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，得到迅猛發(fā)展。到2003年底，我國發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量達(dá)38450萬

14、千瓦，發(fā)電量達(dá)19080億度，居世界第2位。工業(yè)用電量已占全部用電量的50～70%，是電力系統(tǒng)的最大電能用戶，供配電系統(tǒng)的任務(wù)就是企業(yè)所需電能的供應(yīng)和分配。電力系統(tǒng)的出現(xiàn)，使高效、無污染、使用方便、易于調(diào)控的電能得到廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)各個(gè)領(lǐng)域的變化，開創(chuàng)了電力時(shí)代，發(fā)生了第二次技術(shù)革命。電力系統(tǒng)的規(guī)模和技術(shù)水準(zhǔn)已成為一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的標(biāo)志之一。</p><p><b>　　2 電氣主接線設(shè)計(jì)&

15、lt;/b></p><p>　　2.1 主接線的設(shè)計(jì)原則</p><p>　　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)系著全站電氣設(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。主接線的設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性的問

16、題。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。</p><p>　　對于6～220KV電壓配電裝置的接線，一般分兩類：一為母線類，包括單母線、單母線分段、雙母線、雙母線分段和增設(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。</p><p>　　2.2 主接線設(shè)計(jì)的基本要求</p><p>　　發(fā)電廠的電氣

17、主接線應(yīng)根據(jù)該發(fā)電廠所在電力系統(tǒng)中的地位，發(fā)電廠的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線路、變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等條件確定。并應(yīng)綜合考慮供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過渡或擴(kuò)建等要求。</p><p>　　2.2.1 主接線可靠性的要求</p><p>　　可靠性的工作是以保證對用戶不間斷的供電。衡量可靠性的客觀標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐。主接線的可靠性是它的各組成元件，包括一、二次部分在運(yùn)

18、行中可靠性的綜合。因此，不僅要考慮一次設(shè)備對供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護(hù)二次設(shè)備的故障對供電可靠性的影響。評價(jià)主接線可靠性的標(biāo)志是：</p><p>　?。?）斷路器檢修時(shí)是否影響停電；</p><p>　?。?）線路、斷路器、母線故障和檢修時(shí)，停運(yùn)線路的回?cái)?shù)和停運(yùn)時(shí)間的長短，以及能否對重要用戶的供電；</p><p>　?。?）變電站全部停電的可能性。<

19、;/p><p>　　2.2.2主接線靈活性的要求</p><p>　　主接線的靈活性有以下幾個(gè)方面的要求：</p><p>　?。?）調(diào)度要求。可以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)在事故運(yùn)行方式下、檢修方式下以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。</p><p>　　（2）檢修要求。可以方便的停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行

20、安全檢修，且不致影響對用戶的供電。</p><p>　　（3）擴(kuò)建要求?？梢匀菀椎膹某跗谶^渡到終期接線，使在擴(kuò)建時(shí)，無論一次和二次設(shè)備改造量最少。</p><p>　　2.2.3 主接線經(jīng)濟(jì)性的要求</p><p>　　在滿足技術(shù)要求的前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。</p><p>　?。?）投資?。褐鹘泳€簡單，以節(jié)約斷路器、隔離開關(guān)等設(shè)備的投資；占

21、地面積小：電氣主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，以節(jié)約用地、架構(gòu)、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費(fèi)用。</p><p>　?。?）電能損耗少：經(jīng)濟(jì)選擇主變壓器型式、容量和臺(tái)數(shù)，避免兩次變壓而增加電能損失。</p><p>　　2.3 電氣主接線的選擇和比較</p><p>　　2.3.1 主接線方案的擬定</p><p>　　110kV側(cè)是4回出線，3

22、5kV側(cè)有6回出線，10kV側(cè)有8回出線。</p><p><b>　　方案1：</b></p><p>　　圖2-1方案一主接線</p><p><b>　　方案2：</b></p><p>　　圖2-2方案二主接線</p><p><b>　　方案3：</

23、b></p><p>　　圖2-3方案三主接線</p><p><b>　　方案4：</b></p><p>　　圖2-4方案四主接線</p><p><b>　　方案5：</b></p><p>　　圖2-5方案五主接線</p><p>　　2

24、.3.2 主接線各方案的討論比較</p><p>　　方案2：此方案中只有一臺(tái)三繞組變壓器，如果遇到檢修等情況難以保證供電的可靠性，不宜采用。</p><p>　　方案3：此方案中35kV側(cè)發(fā)電機(jī)所接雙繞組變壓器難以選出符合要求的變壓器，不宜采用。</p><p>　　方案5：10kV側(cè)采用雙母線接線。因?yàn)?0kV安裝了四臺(tái)發(fā)電機(jī)，會(huì)造成短路電流過大，不宜采用。&l

25、t;/p><p>　　2.3.3 主接線方案的初步選擇</p><p>　　通過分析原始資料,可以知道該發(fā)電廠在系統(tǒng)中的地位較重要,年運(yùn)行小時(shí)數(shù)較高,因此主接線要求有較高的可靠性和調(diào)度的靈活性.根據(jù)以上各個(gè)方案的初步經(jīng)濟(jì)與技術(shù)性綜合比較,兼顧可靠性，靈活性,我選擇方案1與方案4，待選擇完電氣設(shè)備后再進(jìn)行更詳盡的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來確定最終方案。</p><p><b&g

26、t;　　3 主變壓器的選擇</b></p><p>　　3.1 變壓器的確定原則 </p><p>　　電力變壓器（文字符號為T或TM），根據(jù)國際電工委員會(huì)的界定，凡是三相變壓器的額定容量在5kVA及以上，單相的在1kVA及以上的輸變電用變壓器，均成為電力變壓器。電力變壓器是發(fā)電廠和變電所中重要的一次設(shè)備之一，隨著電力系統(tǒng)電壓等級的提高和規(guī)模的擴(kuò)大，電壓升壓和降壓的層次增多，系

27、統(tǒng)中變壓器的總?cè)萘恳堰_(dá)發(fā)電機(jī)容量的7-10倍?？梢?，電力變壓器的運(yùn)行是電力生產(chǎn)中非常重要的環(huán)節(jié)。</p><p>　　主變壓器 在電氣設(shè)備投資中所占比例較大，同時(shí)與之相適應(yīng)的配電裝置，特別是大容量、高電壓的配電裝置的投資也很大。因此，主變壓器的選擇對發(fā)電廠、變電所的技術(shù)性影響很大。例如，大型發(fā)電廠高、中壓聯(lián)絡(luò)變壓器臺(tái)數(shù)不足（一臺(tái)）或者容量不足將導(dǎo)致電站、電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性下降，來年絡(luò)變壓器經(jīng)常過載或被迫限制兩級電網(wǎng)

28、的功率交換。反之。臺(tái)數(shù)過多、容量過大將增加投資并使配電裝置復(fù)雜化。</p><p>　　發(fā)電廠200MW及以上機(jī)組為發(fā)電機(jī)變壓器組接線時(shí)的主變壓器應(yīng)滿足DL5000—2000《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定：“變壓器容量可按發(fā)電機(jī)的最大連續(xù)容量扣除一臺(tái)廠用變壓器的計(jì)算負(fù)荷和變壓器繞組的平均溫度或冷卻水溫度不超過650C的條件進(jìn)行選擇”。</p><p>　　連接在發(fā)電機(jī)電壓母線與系統(tǒng)間的主

29、變壓器容量，應(yīng)按下列條件計(jì)算：</p><p>　?。?）當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓母線上負(fù)荷最小時(shí)，能將發(fā)電機(jī)電壓母線上的剩余有功和無功容量送入系統(tǒng)，但不考慮稀有的最小負(fù)荷情況。</p><p>　?。?）當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)組停用時(shí)，能由系統(tǒng)供給發(fā)電機(jī)電壓的最大負(fù)荷。在電廠分期建設(shè)過程中，在事故斷開最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)組的情況下，通過變壓器向系統(tǒng)取得電能時(shí)，可以考慮變壓器的允許過負(fù)荷能力和限制

30、非重要負(fù)荷。</p><p>　　（3）根據(jù)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求，而限制本廠的輸出功率時(shí)能供給發(fā)電機(jī)電壓的最大負(fù)荷。</p><p>　?。?）按上述條件計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮負(fù)荷曲線的變化和逐年負(fù)荷的發(fā)展。特別注意發(fā)電廠初期運(yùn)行時(shí)當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓母線負(fù)荷不大時(shí)，能將發(fā)電機(jī)電壓母線上的剩余容量送入系統(tǒng)。</p><p>　?。?）發(fā)電機(jī)電壓母線與系統(tǒng)連接的變壓器一般為兩臺(tái)。對裝設(shè)

31、兩臺(tái)變壓器的發(fā)電廠，當(dāng)其中一臺(tái)主變退出運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)變壓器應(yīng)承擔(dān)70%的容量。</p><p>　　5 方案1主要電氣設(shè)備的選擇</p><p><b>　　斷路器的選擇及校驗(yàn)</b></p><p>　　斷路器選擇原則與技術(shù)條件</p><p>　　在各種電壓等級的變電站的設(shè)計(jì)中，斷路器是最為重要的電氣設(shè)備。高壓斷路器

32、的工作最為頻繁，地位最為關(guān)鍵，結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜。在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，對斷路器的要求是比較高的，不但要求其在正常工作條件下有足夠的接通和開斷負(fù)荷電流的能力，而且要求其在短路條件下，對短路電流有足夠的遮斷能力。</p><p>　　高壓斷路器的主要功能是：正常運(yùn)行時(shí)，用它來倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備或線路接入電路或退出運(yùn)行，起著控制作用；當(dāng)設(shè)備或電路發(fā)生故障時(shí)，能快速切除故障回路、保證無故障部分正常運(yùn)行，能起保護(hù)作用。高壓斷路器

33、是開關(guān)電器中最為完善的一種設(shè)備。其最大特點(diǎn)是能斷開電路中負(fù)荷電流和短路電流。</p><p>　　按照斷路器采用的滅弧介質(zhì)和滅弧方式，一般可分為：多油斷路器、少油斷路器、壓縮空氣斷路器、真空斷路器、SF6斷路器等。</p><p>　　斷路器型式的選擇，除應(yīng)滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境外，還應(yīng)考慮便于施工調(diào)試和維護(hù)，并以技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確認(rèn)。</p><p>　　目前國產(chǎn)的

34、高壓斷路器在110KV主要是少油斷路器。</p><p>　　斷路器選擇的具體技術(shù)條件如下：</p><p>　　1）電壓：Ug≤ UN Ug---電網(wǎng)工作電壓</p><p>　　2）電流：Ig.max≤ IN Ig.max---最大持續(xù)工作電流</p><p>　　3）斷開電流：Idt≤ INbr</p><

35、;p>　　Idt--- 斷路器實(shí)際斷開時(shí)間t秒的短路電流周期分量</p><p>　　INbr---斷路器額定斷開電流</p><p>　　4）動(dòng)穩(wěn)定： ich≤ imax</p><p>　　imax---斷路器極限通過電流峰值</p><p>　　ich--- 三相短路電流沖擊值</p><p>　　5）熱穩(wěn)

36、定：I∞²tdz≤It²t</p><p>　　I∞--- 穩(wěn)態(tài)三相短路電流</p><p>　　tdz --- 短路電流發(fā)熱等值時(shí)間</p><p>　　It--- 斷路器t秒熱穩(wěn)定電流　</p><p>　　其中tdz=tz+0.05β"²，tz由β" =I" /I∞和短路電流

37、計(jì)算時(shí)間t決定，從《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料》P112，圖5－1查出短路電流周期分量等值時(shí)間tz，從而可計(jì)算出tdz。</p><p>　　5.3 隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn)</p><p>　　隔離開關(guān)的選擇原則及技術(shù)條件：</p><p>　　隔離開關(guān)形式的選擇，應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用要求等要素，進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較然后確定。其選擇的技術(shù)條件與斷路器的

38、選擇的技術(shù)條件相同。</p><p>　　隔離開關(guān)也是發(fā)電廠和變電所常用的電器，它需與斷路器配套使用。但隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，不能用來接通和切斷負(fù)荷電流和短路電流。</p><p>　　隔離開關(guān)的類型很多，按安裝地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)式和屋外式，按絕緣支柱數(shù)目又可分為單柱式、雙柱式和三柱式。它對配電裝置的布置和占地面積有很大影響，選型時(shí)應(yīng)根據(jù)配電裝置特點(diǎn)和使用要求以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件來確定。本設(shè)

39、計(jì)110kV、35kV側(cè)為屋外布置，10kV為屋內(nèi)布置。</p><p>　　隔離開關(guān)的技術(shù)條件與斷路器相同。</p><p>　　6 方案4主要電氣設(shè)備的選擇</p><p>　　6.1 隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn)</p><p>　　隔離開關(guān)的選擇原則及技術(shù)條件</p><p>　　隔離開關(guān)形式的選擇，應(yīng)根據(jù)配電裝置的布

40、置特點(diǎn)和使用要求等要素，進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較然后確定。其選擇的技術(shù)條件與斷路器的選擇的技術(shù)條件相同。</p><p>　　隔離開關(guān)也是發(fā)電廠和變電所常用的電器，它需與斷路器配套使用。但隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，不能用來接通和切斷負(fù)荷電流和短路電流。</p><p>　　隔離開關(guān)的類型很多，按安裝地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)式和屋外式，按絕緣支柱數(shù)目又可分為單柱式、雙柱式和三柱式。它對配電裝置的布置和

41、占地面積有很大影響，選型時(shí)應(yīng)根據(jù)配電裝置特點(diǎn)和使用要求以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件來確定。本設(shè)計(jì)110kV、35kV側(cè)為屋外布置，10kV為屋內(nèi)布置。</p><p>　　隔離開關(guān)的技術(shù)條件與斷路器相同。</p><p>　　7 主接線方案的經(jīng)濟(jì)比較</p><p>　　本章是將方案1和方案4進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。經(jīng)濟(jì)計(jì)算是從國民經(jīng)濟(jì)整體利益出發(fā)，計(jì)算電氣主接線各方案的費(fèi)用和效益，為選

42、擇經(jīng)濟(jì)上的最優(yōu)方案提供依據(jù)。在經(jīng)濟(jì)比較中，一般有綜合投資和年運(yùn)行費(fèi)用兩大項(xiàng)。</p><p>　　7.1 方案1與方案4的綜合投資</p><p>　　(1)方案1的綜合投資</p><p><b>　　主變壓器 ：</b></p><p>　　SFS-75000

43、 2臺(tái)</p><p>　　SFPL1-90000 4臺(tái)</p><p><b>　　斷路器：</b></p><p>　　KW5-110 10臺(tái)</

44、p><p>　　SW2-35 8臺(tái)</p><p>　　SN4-10G 5臺(tái)</p><p>　　SN3-10

45、8臺(tái)</p><p><b>　　隔離開關(guān)：</b></p><p>　　GW4-110 41臺(tái)</p><p>　　GW4-35 24臺(tái)</p><p>

46、;　　GW10-10T 10臺(tái)</p><p>　　GN1-10 30臺(tái)</p><p>　　(2)方案4的綜合投資</p><p><b>　　主變壓器：</b></p&

47、gt;<p>　　SFPL1-90000 4臺(tái)</p><p>　　SFSLQ-63000 2臺(tái)</p><p><b>　　斷路器：</b></p><p>　　KW5-1

48、10 10臺(tái)</p><p>　　SW2-35 8臺(tái)</p><p>　　SN4-10G-1500 11臺(tái)</p><

49、;p>　　SN4-10G-6000 1臺(tái)</p><p><b>　　隔離開關(guān)：</b></p><p>　　GW2-110 2臺(tái)</p><p>　　GW4-110

50、 37臺(tái)</p><p>　　GW4-35 8臺(tái)</p><p>　　GW2-35 18臺(tái)</p><p>　　G

51、N10-10T-3000 24臺(tái)</p><p>　　GN10-10T-4000 10臺(tái)</p><p>　　GN10-10T-6000 6臺(tái)</p>

52、<p>　　8 其他電氣設(shè)備的選擇</p><p>　　8.1 電流互感器的選擇</p><p>　　電流互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對于6~20kV屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器，對于35kV及以上配電裝置，一般用油浸箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器，有條件時(shí)，應(yīng)盡量釆用套管式電流互感器。</p><p>

53、;　　電流互感器的二次側(cè)額定電流有5A和1A兩種，一般弱電系統(tǒng)用1A，強(qiáng)電系統(tǒng)用5A，當(dāng)配電裝置距離控制室較遠(yuǎn)時(shí)，亦可考慮用1A。</p><p>　　電流互感器的技術(shù)條件主要包括以下幾項(xiàng)：</p><p>　　1)一次側(cè)額定電壓： UN≥Ug</p><p>　　Ug為電流互感器安裝處一次回路的工作電壓，UN為電流互感器額定電壓。</p><p

54、>　　2)一次側(cè)額定電流：I1N≥Ig.max </p><p>　　Ig.max為電流互感器安裝處一次回 路的工作電壓，I1N為電流互感器額定電壓</p><p><b>　　3) 熱穩(wěn)定校驗(yàn):</b></p><p>　　電流互感器熱穩(wěn)定能力常以1s允許通過一次額定電流Im來校驗(yàn)：</p><p>　　(Im&

55、#215;Kt)²≥I∞²tdz，</p><p>　　Kt---CT的1s熱穩(wěn)定倍數(shù)；</p><p><b>　　4)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：</b></p><p>　　內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定可用下式校驗(yàn)：</p><p><b>　　ImKdw≥ich</b></p><p&

56、gt;　　Im--- 電流互感器的一次繞組額定電流（A）</p><p>　　ich--- 短路沖擊電流的瞬時(shí)值（kA）</p><p>　　Kdw---CT的1s動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)</p><p>　　8.2 電壓互感器的選擇</p><p>　　電壓互感器的配置原則是應(yīng)滿足測量、保護(hù)、同期和自動(dòng)裝置的要求；保證在運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù)裝置不失壓、

57、同期點(diǎn)兩側(cè)都能方便的取壓。通常如下配置：</p><p>　　1．母線 6—220kV電壓級的每組母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器，旁母線則視各回路出線外側(cè)裝設(shè)電壓互感器的需要而定。</p><p>　　2．線路 當(dāng)需要堅(jiān)實(shí)和檢測線路斷路器外側(cè)有無電壓，共同期和自動(dòng)重合閘使用，該側(cè)裝一臺(tái)單相電壓互感器。</p><p>　　3．發(fā)電機(jī) 一般在出口處裝兩組。一組（△/

58、Y）用于自動(dòng)重合閘。一組供測量儀表、同期和繼電保護(hù)使用。</p><p>　　各種互感器的使用范圍</p><p>　　（1）6—220kV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)；在高壓開關(guān)柜或在布置地位狹窄的地方，可采用樹脂膠柱絕緣結(jié)構(gòu)。</p><p>　?。?）35—110kV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器。</p><p>　?。?/p>

59、3）220kV以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確登記滿足要求時(shí)，一般采用電容式電壓互感器。</p><p>　?。?）接在110kV及以上線路側(cè)的電壓互感器，當(dāng)線路上裝有載波通訊時(shí)，應(yīng)盡量與耦合電容器結(jié)合，統(tǒng)一選用電容式電壓互感器。</p><p>　　1. 110kV母線側(cè)</p><p>　　擬選型號為JCC—110系列電壓互感器</p><p>

60、;　　表8-10 JCC—110系列電壓互感器技術(shù)數(shù)據(jù)</p><p>　　型號含義：J——電壓互感器</p><p><b>　　C——串級絕緣 </b></p><p><b>　　C ——瓷箱式</b></p><p><b>　　110——額定電壓</b></p&

61、gt;<p><b>　　2．35kV母線側(cè)</b></p><p>　　擬選型號為JDJJ—35系列電壓互感器</p><p>　　表8-11 JDJJ—35系列電壓互感器技術(shù)數(shù)據(jù)</p><p>　　型號含義：J——電壓互感器</p><p><b>　　D—單相</b></

62、p><p><b>　　J ——油浸式</b></p><p><b>　　J——接地保護(hù)用</b></p><p><b>　　35——額定電壓</b></p><p><b>　　3．10kV母線側(cè)</b></p><p>　　擬選

63、型號為JSJB—10系列電壓互感器</p><p>　　表8-12 JSJB—10系列電壓互感器技術(shù)數(shù)據(jù)</p><p>　　型號含義：J——電壓互感器</p><p><b>　　S——三相</b></p><p><b>　　J ——油浸式</b></p><p><

64、;b>　　B——帶補(bǔ)償繞組</b></p><p><b>　　10——額定電壓</b></p><p>　　8.3 母線的選擇及校驗(yàn)</p><p>　　導(dǎo)線截面的選擇按下列技術(shù)條件選擇：（1）工作電流；（2）經(jīng)濟(jì)電流密度；（3）電暈；（4）動(dòng)穩(wěn)定和機(jī)械強(qiáng)度；（5）熱穩(wěn)定。同時(shí)也應(yīng)注意環(huán)境條件，如溫度、日照、海拔。</

65、p><p><b>　　9 配電裝置的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　配電裝置是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分。它是根據(jù)主接線的聯(lián)結(jié)方式，由開關(guān)電器、保護(hù)和測量電器、母線和必要的輔助設(shè)備組建而成，用來接受和分配電能的裝置。</p><p>　　配電裝置按電器裝設(shè)地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)和屋外配電裝置。</p><p>　　屋內(nèi)配

66、電裝置的特點(diǎn)是：</p><p>　　1、由于允許安全凈距小和可以分層布置而使占地面積較小；</p><p>　　2、維修、巡視和操作在室內(nèi)進(jìn)行，不受氣候影響；</p><p>　　3、外界污穢空氣對電器影響較小，可減少維護(hù)工作量；</p><p>　　4、房屋建筑投資較大。</p><p>　　屋外配電裝置的特點(diǎn)是：

67、</p><p>　　1、土建工作量和費(fèi)用較小，建設(shè)周期短；</p><p><b>　　2、擴(kuò)建比較方便；</b></p><p>　　3、相鄰設(shè)備之間距離較大，便于帶電作業(yè)；</p><p><b>　　4、占地面積大；</b></p><p>　　5、受外界環(huán)境影響，設(shè)

68、備運(yùn)行條件較差，須加強(qiáng)絕緣；</p><p>　　6、不良?xì)夂驅(qū)υO(shè)備維修和操作有影響。</p><p>　　配電裝置的型式選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜、節(jié)約用地，并結(jié)合運(yùn)行及檢修要求，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。一般情況下，在大、中型發(fā)電廠和變電所中，35kV及以下的配電裝置宜采用屋內(nèi)式；110kV及以上多位屋外式。當(dāng)在污穢地區(qū)或市區(qū)建110kV屋內(nèi)和屋外配電裝置的造價(jià)相近

69、時(shí)，宜采用屋內(nèi)型，在上述地區(qū)若技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，220kV配電裝置也可采用屋內(nèi)型。</p><p>　　發(fā)電廠和變電所中6~10kV的屋內(nèi)配電裝置，按其布置型式，一般可以分為三層、二層和單層式。三層式是將所有電器依其輕重分別布置在各層中，它具有安全、可靠性高，占地面積少等特點(diǎn)，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工時(shí)間長，造價(jià)較高，檢修和運(yùn)行不大方便。二層式是將斷路器和電抗器布置在底層。與三層式相比，它的造價(jià)較低，運(yùn)行和檢修較方便，但

70、占地面積有所增加。三層式和二層式均用于出線有電抗器的情況。單層式占地面積較大，如容量不太大，通常采用成套開關(guān)柜，以減少占地面積。</p><p>　　屋外配電裝置的型式除與主接線有關(guān)外，還與場地位置、面積、地址、地形條件及總體不知有關(guān)，并受到設(shè)備材料的供應(yīng)、施工、運(yùn)行和檢修要求等因素的影響和限制。</p><p>　　普通中型配電裝置，國內(nèi)采用較多，已有豐富的經(jīng)驗(yàn)，施工、檢修和運(yùn)行都比較方

71、便，抗震能力較好，造價(jià)比較低。缺點(diǎn)是占地面積較大。中型配電裝置廣泛應(yīng)用于110~500kV電壓級。</p><p>　　高型配電裝置的最大優(yōu)點(diǎn)是占地面積少，一般比普通中型節(jié)約50%左右。但耗用鋼材較多，檢修運(yùn)行不及中型方便。半高型布置節(jié)約占地面積不如高型顯著，但運(yùn)行、施工條件稍有改善，所用鋼材比高型少。一般高型適用于220kV配電裝置，而半高型宜于110kV配電裝置。</p><p>　　

72、根據(jù)以上原則，選擇配電裝置如下表：</p><p><b>　　配電裝置表</b></p><p><b>　　10 防雷保護(hù)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　發(fā)電廠和變電所是重要的電力樞紐,一旦發(fā)生雷擊事故,就會(huì)造成大面積停電。一些重要設(shè)備如變壓器等,多半不是自恢復(fù)絕緣,其內(nèi)部絕緣如故發(fā)生閃絡(luò),就會(huì)損壞設(shè)備。</p

73、><p>　　發(fā)電廠和變電所的雷害事故來自兩個(gè)方面:一是雷直擊變電所;二是雷擊輸電線路產(chǎn)生的雷電波沿線路侵入變電所。</p><p>　　10.1 避雷針的作用</p><p>　　防直擊雷最常用的措施是裝設(shè)避雷針，它是由金屬制成，比被保護(hù)設(shè)備高，具有良好接地裝置，其作用是將雷吸引到自己身上并安全導(dǎo)入地中，從而保護(hù)了附近比它矮的設(shè)備、建筑免受雷擊。</p>

74、<p>　　10.2 避雷針的配置</p><p>　　一、避雷針的配置原則：</p><p>　　1.獨(dú)立式避雷針宜裝設(shè)獨(dú)立的接地裝置。在非高土壤電阻率地區(qū)，其工頻接地電阻。當(dāng)有困難時(shí)，可將該接地裝置與主接地網(wǎng)連接，但避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)沿接地線的長度不得小于15m。</p><p>　　2.獨(dú)立式避雷針與變配電裝置在空氣中的間距≥0.2＋0.

75、1h,且；獨(dú)立式避雷針的接地裝置與變配電所主接地網(wǎng)在地中距離≥0.3，且，式中為沖擊接地電阻。</p><p>　　二、避雷針位置的確定：</p><p>　　首先應(yīng)根據(jù)變電所設(shè)備平面布置圖的情況而確定，避雷針的初步選定安裝位置與設(shè)備的電氣距離應(yīng)符合各種規(guī)程規(guī)范的要求。</p><p>　　1、電壓110kV及以上的配電裝置，一般將避雷針裝在配電裝置的構(gòu)架或房頂上。

76、</p><p>　　2、35kV及以下高壓配電裝置架構(gòu)或房頂不宜裝避雷針，因其絕緣水平很低，雷擊時(shí)易引起反擊。</p><p>　　3、在變壓器的門型架構(gòu)上，不應(yīng)裝設(shè)避雷針、避雷線，因?yàn)殚T形架距變壓器較近，裝設(shè)避雷針后，構(gòu)架的集中接地裝置距變壓器金屬外殼接地點(diǎn)在地中距離很難達(dá)到不小于15m的要求。</p><p>　　10.3防雷保護(hù)方案</p>&

77、lt;p>　　避雷針的設(shè)計(jì)一般有以下幾種類型：</p><p>　?、?單支避雷針的保護(hù)；</p><p>　?、?兩針避雷針的保護(hù)；</p><p>　　③ 多支避雷針的保護(hù)；</p><p>　　在對較大面積的發(fā)電廠和變電所進(jìn)行保護(hù)時(shí),采用等高避雷針聯(lián)合保護(hù)要比單針保護(hù)范圍大。因此，為了對本站覆蓋,采用四支避雷針。</p>

78、;<p><b>　　11 接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　11.1 設(shè)計(jì)說明</b></p><p>　　變電站需要有良好的接地裝置，以滿足工作安全和防雷保護(hù)接地要求。一般做法是根據(jù)安全和工作接地的要求，敷設(shè)一個(gè)統(tǒng)一的接地網(wǎng)，然后再在避雷針和避雷器下面增加接地體，以滿足防雷接地的要求?？偟慕拥仉娮铻樗浇拥伢w接地

79、電阻和垂直接地體接地電阻的并聯(lián)等效阻值。一般要求總的接地電阻,才能保證運(yùn)行的安全。</p><p>　　11.2 接地體的設(shè)計(jì)</p><p>　　工程實(shí)用的接地體主要由扁鋼、圓鋼、角鋼或鋼管組成，埋入地表下0.5—1m。水平接地體多用扁鋼，寬度一般為20～40mm，厚度不小于4mm，或者用直徑不小于6mm的圓鋼。垂直接地體一般用角鋼（～）或鋼管，長度一般為2.5m。</p>

80、<p>　　11.3 典型接地體的接地電阻計(jì)算</p><p>　　1）垂直接地體： </p><p>　　式中：l是接地體長度（m）;d是接地體直徑（m）。當(dāng)采用扁鋼時(shí)d=d/2,b為扁鋼的寬度。當(dāng)采用角鋼時(shí)d=0.84b,b是角鋼每邊寬度。</p><p>　　當(dāng)有n根垂直接地體時(shí)，總接地電阻可按并聯(lián)電阻計(jì)算：</p

81、><p>　　式中：稱為利用系數(shù)，它表示由于電流互相屏蔽而使接地體不能充分利用的程度，一般為0.65—0.8。</p><p><b>　　2}水平接地體： </b></p><p>　　式中：L是接地體的總長度（m）;h是接地體埋設(shè)深度（m）；A是表示因受屏蔽影響是接地體電阻增加的系數(shù)。其數(shù)值如下表</p><p>　　1

82、1.4 接地網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用先在地下深為h的水平面上敷設(shè)方格形狀的水平接地體，如圖所示：（俯視圖）</p><p><b>　　接地網(wǎng)俯視圖</b></p><p>　　調(diào)整水平接地體的間距可以改變水平接地體電阻的阻值，然后再在兩水平接地體的相交處敷設(shè)垂直接地體。 如圖所示（側(cè)視圖）</p><p

83、><b>　　接地體側(cè)視圖</b></p><p>　　設(shè)水平接地體的間距為8m，則應(yīng)敷設(shè)水平接地體間距為[108.8/8][56.4/8]=137格（[] 為取整符號 ），需要148根。由于138=104<108.8;78=56<56.4，所以接地網(wǎng)比變電站小一點(diǎn)。水平接地體埋設(shè)深度取h=0.8m,采用寬度為40mm,厚度為4mm的扁鋼；垂直接地體采用的角鋼，長度為2.5

84、m。已知土質(zhì)為黏土，</p><p>　　垂直接地體的電阻阻值：</p><p><b>　　取得 Rz=</b></p><p>　　水平接地體的電阻值：L=10138+10147=2020m；</p><p>　　取A=2.14得： </p><p>　　總的接地電阻阻值為以上兩個(gè)電阻

85、的并聯(lián)：</p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　當(dāng)間距取9m時(shí)算不符合要求，若間距取得比10m小，則不符合經(jīng)濟(jì)性的要求，所以取10m最好.</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　通過了解發(fā)電廠以及變電所一次系統(tǒng)的運(yùn)行原理，并根據(jù)對常規(guī)發(fā)電廠的設(shè)計(jì)

86、要求與步驟，完成了110kV發(fā)電廠的一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)，內(nèi)容包括電氣主接線的選擇，主變壓器的選擇，短路電流的計(jì)算，電氣主設(shè)備的選擇，配電裝置設(shè)計(jì)和總平面布置，防雷及接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)。另外，根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，繪制了電氣主接線圖一張，電氣總平面布置圖一張，配電裝置圖三張（110kV，35kV，10kV），廠用電布置圖一張，防雷接地圖一張。本畢業(yè)設(shè)計(jì)的最終方案可靠性較高，選用的設(shè)備也較合適，因此經(jīng)濟(jì)性好。另外，還有一些問題考慮不足，由于所獲取的資料有限，本

87、設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)比較只能是粗略的比較。因此導(dǎo)致對于方案的可靠性與經(jīng)濟(jì)性的平衡方面考慮得欠缺。在以后的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)中，根據(jù)實(shí)際的情況和設(shè)備的選擇搭配，采取更為充分有效的方法來進(jìn)行比較，盡可能的滿足發(fā)電廠的技術(shù)經(jīng)濟(jì)平衡。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 程電氣設(shè)計(jì)手冊．中國水利水電出版社，1989．</p><p&g

88、t;　　[2] 西北電力設(shè)計(jì)院．發(fā)電廠變電所電氣接線和布置．中國水利水電出版社，1984．</p><p>　　[3] 黃純?nèi)A．發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料．.中國水利水電出版社．1987．</p><p>　　[4] 李光琦．電力系統(tǒng)暫態(tài)分析．中國電力出版社，1995．</p><p>　　[5] 戈東方．電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊．中國水利水電出版社，1989．&l

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90、電力出版社，2000</p><p>　　[10] 西北電力設(shè)計(jì)院.電氣工程設(shè)計(jì)手冊電氣一次部分.上?？茖W(xué)技術(shù)出社1980</p><p>　　[11] 江蘇省電力設(shè)計(jì)院.35-110kV無人值班變電所典型方案的設(shè)計(jì),中國電力出版社，2002 </p><p>　　[12] 樸在林. 35-110kV變電工程通用圖集.中國水利水電出版社,2

91、001</p><p>　　[13] 唐志平.供配電技術(shù).電子工業(yè)出版社,2005</p><p>　　[14] 陳生貴.電力系統(tǒng)繼電保護(hù).重慶大學(xué)出版社,2003</p><p>　　[15] 何仰贊.電力系統(tǒng)分析.華中科技大學(xué)出版社,2002</p><p><b>　　致謝</b></p><p

92、>　　歷時(shí)將近兩個(gè)半個(gè)月的時(shí)間終于將這篇論文寫完，雖然在論文的寫作過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙，可是在這寫論文的過程中讓我體會(huì)到了知識的魅力。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是在我的指導(dǎo)老師xx老師親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。從畢業(yè)設(shè)計(jì)選題到設(shè)計(jì)完成，感謝x老師給予了我耐心熱情的指導(dǎo)與細(xì)心關(guān)懷，謝謝！</p><p>　　由于我的學(xué)術(shù)水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請老師和學(xué)友批評和指正！感謝關(guān)心我支持我的朋友們，感謝學(xué)