毕业设计正文附录也加了

毕业设计正文附录也加了 长春工程学院毕业设计,论文， 目 录 1 引言 ..............................................................1 2 发电厂电气主接线部分设计 ..........................................3 2.1 主接线设计的要求和原则 ...................................... 3 2.2 原始资料 ................................................ 4 2.3 主接线的拟定 ............................................ 4 2.4 主接线方案的比较 ............................................ 6 2.5 主接线方案的确定 ............................................ 7 2.6 发电机和主变压器的选择 ...................................... 7 3 发电厂厂用电部分设计 ..............................................9 3.1 厂用电接线的设计原则 ........................................ 9 3.2 厂用电电压等级的确定 ........................................ 9 3.3 厂用电源的引接方式 .......................................... 9 3.4 厂用电接线形式 ............................................. 10 3.5 厂用高压变压器和备用/启动变压器的选择 ...................... 10 3.6 厂用电系统接线 ............................................. 11 4 短路电流计算 .....................................................13 4.1 短路电流计算的目的 ......................................... 13 4.2 500kV母线短路计算 ......................................... 14 4.3 600MW发电机出口短路 ....................................... 16 4.4 厂用高压工作变压器6kV一段短路 ............................. 18 5 电气设备的配置 ...................................................23 5.1 500KV断路器的配置 ......................................... 23 5.2 隔离开关与接地刀闸的配置 ................................... 23 5.3 电压、电流互感器的配置 ..................................... 24 5.4 避雷器的配置 ............................................... 24 5.5 电抗器的配置 ............................................... 24 5.6 封闭母线的配置 ............................................. 25 I 长春工程学院毕业设计,论文， 5.7 6KV高压开关柜的配置 ....................................... 25 6 电气设备和导体的选择 .............................................26 6.1 高压断路器和隔离开关的选择 ................................. 26 6.2 电压互感器和电流互感器的选择 ............................... 28 6.3 避雷器的选择 ............................................... 31 6.4 并联电抗器的选择 ........................................... 31 6.5 6kV高压开关柜的选择 ....................................... 32 6.6 裸导体的选择 ............................................... 34 7 继电保护及自动装置的配置 .........................................40 7.1 继电保护配置 ............................................... 40 7.2 自动装置配置 ............................................... 44 8 500KV高压配电装置设计 ............................................45 8.1 配电装置的基本要求 ......................................... 45 8.2 配电装置设计的基本步骤 ..................................... 45 8.3 配电装置的型式选择 ......................................... 45 8.4 配电装置的安全净距 ......................................... 45 8.5 屋外配电装置的布置原则 ..................................... 46 9 防雷保护设计 .....................................................48 9.1 雷害来源 ................................................... 48 9.2 直击雷的防护 ............................................... 48 9.3 入浸雷的防护 ............................................... 49 9.4 防雷接地 ................................................... 50 9.5 避雷针保护范围计算 ......................................... 50 10 总结 ............................................................53 参考文献 ............................................................54 谢 辞 ............................................................55 附 录 ............................................................56 II 长春工程学院毕业设计,论文， 1 引言 由于电力行业的发展和宏观经济形势息息相关，随着国民经济的快速发展，城市化和重化工业的高速增长带动了电力需求强劲增长，本次设计两台600MW机组对提高供电效率和经济终端节电在我国能源效率和节能具有特殊重要的意义。 海勃湾发电厂位于内蒙古乌海市海南区拉僧庙镇，国有大型企业，是乌海地区最大的火力发电厂，是坑口电站，距乌海市47公里，距宁夏石嘴山市11公里，进厂公路与109国道 200MW，其中一期工程为两台200MW机组，二期工程为两台300MW相交。远景规划总装机容量2 机组，三期工程为两台600MW机组。一、二期工程已全部建成投产发电，三期工程是为缓解西部大开发工业严重缺电而建，该项目建成后，将担负着为乌海地区供电，并确保蒙西电网电压稳定的重要任务，为本地区的经济快速健康发展提供强有力的可靠保障;作为坑口电站，变运送煤炭为输送电力，节约了运输成本，是煤炭资源生产和消费最优化配置的选择;同时还能为城镇居民提供清洁热源。 本次设计的题目是根据毕业后所签定的工作单位而拟订的。通过本次毕业设计达到以下目的: 1、巩固，提高已学过的专业知识，并通过本次设计能进一步学习新知识和技能，最终达到能通过获得综合运用理论知识解决实际问题的能力。 2、使自己懂得发电厂电气部分工程设计的基本程序和思想方法，使自己获得查阅文献、收集资料、计算比较、综合分析、设计图纸，编写书、计算书等方面的训练和基本技能。 3、能在指导老师的帮助下，通过查阅有关技术文献资料，独立完成规定内容。 4、力争在设计以及未来学习工作中，有所创新。并掌握计算机绘图的方法。 5、同时能培养遵守国家法律、法规、树立贯彻执行国家经济建设的方针、政策、观念，特别是树立贯彻执行提高综合经济效益和促进技术的进步观念。 本设计的主要内容是: 海勃湾火力发电厂三期工程2×600MW电气部分设计，着重讲述了发电厂电气主接线的最佳方案的确定(包括主变压器型式、容量的选择)，厂用电接线方案的选择，通过短路电流计算结果确定二次部分的继电保护与自动装置，以及500KV高压屋外配电装置的布置，具体内容如下: 1、确定发电厂电气主接线的最佳方案(包括主变压器型式、容量的选择); 2、确定发电厂厂用电接线的最佳方案; 3、计算个短路点的短路电流; 1 长春工程学院毕业设计,论文， 4、确定发电厂断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线、封闭母线、继电保护及自动装置的配置方案; 5、电气设备和母线的选择与校验; 6、500KV高压配电装置设计; 7、避雷针保护范围计算。 2 长春工程学院毕业设计,论文， 2 发电厂电气主接线部分设计 2.1 主接线设计的要求和原则 接线是发电厂电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分，直接影响运行的可靠性、灵活性，并对电气设备选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。因此，主接线的正确、合理设计，必须综合处理各个方面的因素，经过技术、经济论证比较后方可确定。 主接线设计的基本要求 2.1.1 1.可靠性 定量分析主接线的可靠性时，考虑发电厂在系统中的地位和作用、用户的负荷性质和类别、设备制造水平及运行经验等诸多因素。 定性分析主接线的可靠性考虑:断路器检修时，能否不影响供电;线路、断路器或母线故障时以及母线或母线隔离开关检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对I、II类负荷的供电;发电厂或变电站全部停电的可能性;大型机组突然停运时，对电力系统稳定运行的影响与后果等因素。 灵活性 2. 电气主接线应能适应适应运行状态,并能灵活地进行运行方式的转换。灵活性包括:操作的方便性、调度的方便性和扩建的方便性。 3.经济性 在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。通常设计应在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。经济性主要考虑:节省一次投资、占地面积少和电能损耗少。 2.1.2 大机组超高压主接线可靠性的特殊要求 任何断路器检修，不影响对系统的连续供电;任何一进出线断路器故障或拒动以及母线故障，不应切除一台以上机组和相应的线路;任何一台断路器检修和另一台断路器故障或拒动相重合、以及当母线分段或母线联络断路器故障或拒动时，不应切除两台以上机组和相应的线路。 2.1.3 主接线设计的原则 根据发电厂在电力系统中的地位和作用，首先应满足电力系统的可靠运行和经济调度的 3 长春工程学院毕业设计,论文， 要求。根据规划容量、输送电压等级、进出线回路数，供电负荷的重要性、保证供需平衡、电力系统线路容量、电气设备性能和周围环境等条件确定。应满足可靠性、灵活性和经济性的要求。 2.2 原始资料分析 本次设计的凝汽式发电厂，装机容量为2600MW，属大型发电厂，在系统中有举足轻重， 的地位，供电容量大、范围广，发生事故可能使系统运行稳定遭到破坏，甚至瓦解，造成巨大损失，又因为高电压、大电流对电器设备又有特殊的要求，所以必须采用供电可靠性高、调度灵活的接线形式，并要进行定性分析。以最大限度的避免由于主接线结构引起的局部限出力、限送电。 考虑环境条件对电气设备的影响，尤其是温度和海拔高度超过电气设备的使用条件时，应采取相应措施。由于厂址一般不会超过设备额定使用高度，所以不用考虑高度对电气设备的影 ;;响;电气设备一般使用的额定环境温度为，而电厂所在地的年最高温度为38，平，40CC ;均温度为8，气象条件一般无特殊要求(台风、地震、海拔等)，设备实际运行环境温度不C ;会超过其额定温度，所以对一般设备不会造成影响;但裸导体的额定环境温度为，其，25C允许电流必须根据实际环境温度进行修正。另外要考虑重型设备运输问题。 2.3 主接线方案的拟定 2.3.1 发电机-变压器单元接线 600MW发电机组大都采用发电机-双绕组变压器单元接线，QS如图2-1所示。这种接线开关设备少，操作简便，有利于实现QF机、炉、电的集中控制。由于省去了高压配电装置，明显地减 T少了设备检修工作量，以及因不设发电机电压级母线，在发电 机出口可不装断路器，而在发电机和变压器之间采用分相封闭 图2-1 发电机-双绕组变压母线，使得在发电机和变压器低压侧短路的几率和短路电流相器单元接线 对减小，避免了由于额定电流或短路电流过大，使得选择出口 断路器时，受制造条件或价格甚高等原因造成的困难。 2.3.2 500KV电压母线接线 1.双母线四分段接线 双母线四分段接线方式如图2-2所示。由于随着断路器制造质量的提高，旁路母线的应 4 长春工程学院毕业设计,论文， 用已逐渐减少，按规定采用SF6断路器的主接线不宜增设旁路设施。 WL1WL2 QFD2 QFC2QFC1 QFD1QF2QF1 图2-2 双母线四分段接线 2.一台半断路器接线 一台半断路器(3/2)接线是600MW机组电压母线广泛采用的接线形式，不但兼有及环形接线的全部优点，而且可靠性和灵活性更高。另外与双母线四分段接线相比，隔离开关少，配电装置结构简单，占地面积小，土建投资少，隔离开关也不用参加倒闸操作,减少了因误操作引起事故的可能性。但由于每一回路包含2个断路器，进出线故障将引起2个断路器动作，增加了断路器的维护工作量。 -3所示，一台半断路器采用交叉布置的方式，即将同名回路交叉布置在不同串中如图2 的不同母线侧，可避免同名回路全部停运的现象。主变压器与500kV的配电装置之间常采用干式电缆连接，不会增加间隔布置的困难，反而提高了供电可靠性。 5 长春工程学院毕业设计,论文， WL2WL1 QS11QS41 QF1QF4 QS12QS42 QS21QS51 QF2QF5 QS22QS52 QS31QS61 QF6QF3 QS62QS32 T1T2 图2-3 一台半断路器接线 2.4 主接线方案的比较 为了确定出技术上合理，经济上可行的最终方案，现将双母线四分段接线与一台半断路器接线的优缺点进整理，并逐项比较，如表2-1所示。 表2-1 双母线四分段接线与一台半断路器接线技术经济比较 双母线四分段接线 一台半断路器接线 (1) 任何断路器检修，影响用户的供电; (1) 任何断路器检修，不影响用户的供电; 可(2) 任何一台断路器检修和另一台断路器故障或(2) 任何一台断路器检修和另一台断路器故障靠拒动时，切除两回以上的线路; 或拒动时，不切除两回以上的的线路; 性 (3) 任一母线故障，1/4电源和负荷停电，分段或(3)任一段母线故障，不影响进出线的供电 母联断路器故障，有1/2电源和负荷停电 6 长春工程学院毕业设计,论文， (1) 不形成多环供电，一个回路由一台断路器供(1) 形成多环状供电，一个回路由两台断路器供 电，调度较不方便; 电，调度灵活，但增加了断路器维护工作量; (2) 隔离开关作为操作电器，需要进行倒换操作，(2) 隔离开关只作为检修电器，不需要进行倒换灵 易造成误操作; 操作; 活 (3) 在没有旁路设施时，检修断路器，要向调度部(3) 检修断路器时，可任意停下检修; 性 门报告; (4) 成对双回线路可按地理位置布置在不同串 (4) 成对双回线路可能要交叉; 上，减少交叉; (5) 扩建较方便 (5) 扩建同样方便 经(1) 进出线共8回及以下时，双母线四分段接线较(1) 进出线共9回及以下时，一台半断路器接线济贵(进出线6回时，共需10台断路器); 较经济(进出线6回时，共需9台断路器); 性 (2) 占地面积较大 (2) 占地面积较小 2.5 主接线方案的确定 综上述分析，对大容量机组、超高压输电系统，无论什么原因，诸如断路器临时检修、母线故障、人员误操作等造成线路或电源进线停用或发电机限制出力，均可能影响几十万千瓦电力的生产，对系统将造成较大冲击，造成的损失将十分巨大。综合经济、技术比较，一台半断路器接线的运行方式比较灵活性，供电可靠性更显突出，因而500kV电压母线最终采用一台半断路器接线。 2.6 发电机和主变压器的选择 2.6.1 发电机的选择 根据容量2×600MW，选择汽轮发电机如下: 表2-2 汽轮发电机型号及参数 发 电 型号 额定 额定 额定功率额定 冷却 励磁次暂态 机 容量 功率 电 压 因 数 转速 方式 方式 电抗 QFSN663 600M20KV 0.9 3000 21.78% #1, #2 水-氢静态 -600-2 MVA W r/min -氢 2.6.2 主变压器的选择 当发电厂与系统连接的电压等级为500kV时， 600MW机组单元连接的主变压器综合考虑 7 长春工程学院毕业设计,论文， 运输和制造条件，经技术经济比较，可采用单相组成的三相变压器。 变压器三相绕组的接线组别必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有星形“Y”和三角形“d”两种。而在发电厂中，一般考虑系统或机组的同步并列要求以及限制3次谐波对电源的影响等因素，主变压器接线组别一般都选用YN，d11常规接线。 1，，,KPPN1.1cos,0.9K,6%已知:,，,由式得主变压P,600MWjS,，,pGNBcos,器的容量为 31,0.06，600，10，， S,1.1，,689000(kV,A)Bj0.9 根据《电工产品目录》，可选500kV单相升压变压器型号:DFP-240000/500，具体参数如表2-3所示。 表2-3 500kV单相升压变压器 空载空载负载 额定容阻抗电调压 型 号 额定电压(kV) 电流损耗损耗 量(kVA) 压(%) 方式 (%) (kW) (kW) 无载DFP-240000/500 240000 13.75 0.25 140 485 550/3,2，2.5%/20 调压 3，240000kV,A主变压器是由这三台单相变压器组成的三相变压器，其额定容量为。 8 长春工程学院毕业设计,论文， 3 发电厂厂用电部分设计 3.1 厂用电接线的设计原则 厂用电接线是否合理，对保证厂用负荷的连续供电和发电厂安全经济运行至关重要。由于厂用电负荷多、分布广、工作环境差和操作频繁等原因，厂用电事故在电厂事故中占有很大比例。因此，必须对厂用电系统设计予以重视。 厂用电接线的设计原则主要有:厂用电接线应保证对厂用负荷可靠和连续供电，使发电厂主机安全运转;接线应能灵活地适应正常、事故、检修等各种运行方式的要求;厂用电源的对应供电性，本机、炉的厂用负荷由本机组供电，这样，当厂用电系统发生故障时，只影响一台发电机组的运行，缩小故障范围，接线也简单;设计时还应适当注意其经济性和发展的可能性并积极慎重地采用新技术、新设备，使厂用电接线具有可行性和先进性;在设计厂用电接线时，还应对厂用电的电压等级、厂用电源及其引接和厂用电接线形式等问题进行分析。 3.2 厂用电电压等级的确定 容量为600MW及以上的机组，高压供电网络可采用6kV一级厂用电压或3kV、10kV两级厂用电压，目前国内新建600MW机组电厂基本上采用6kV一级高压厂用电压;低压供电网络通常为0.4kV(380/220V)。 3.3 厂用电源的引接方式 3.3.1 厂用工作电源的引接 发电机与主变压器采用单元接线时，高压厂用工作电源从主变压器低压侧引接，供给该机组的厂用负荷。而低压厂用工作电源，由高压厂用母线通过低压厂用变压器引接。 3.3.2 备用/启动电源的引接 火力发电厂均设置备用电源，尤其是600MW及以上的1000MW的汽轮发电机更应该保证备用电源的可靠性。备用电源的引接应保证其独立性，避免与厂用工作电源由同一电源处引接，引接点电源数量应有两个以上，并有足够的供电容量，最好能和电力系统紧密联系。厂用备用电源一般有以下几种引接方式: 1、从发电机电压母线的不同分段上，通过厂用备用变压器引接; 2、从发电厂联络变压器的低压绕组引接，但应保证在机组全停情况下，能够获得足够的电源容量; 9 长春工程学院毕业设计,论文， 3、从与电力系统联系紧密，供电可靠的最低一级电压母线引接。这样，有可能因采用变比较大的厂用高压变压器，增大高压配电装置的投资而致经济性较差，但可靠性较高; 4、当技术经济合理时，可由外部电网引接，经过变压器取得独立的备用电源或启动电源; 综上所述，根据本设计的实际情况是500KV电压等级，目前国内500KV/6.3KV-6.3KV的高压启动/备用变压器尚无运行业绩，国内厂商制造还有困难，只能靠从国外进口，但是价格相当昂贵，经过技术经济比较，结合本电厂实际情况，本设计采用第3种方案即从与电力系统联系紧密，供电可靠的最低一级电压母线引接，由附近220KV变电站引接电源。 3.4 厂用电接线形式 发电厂厂用电系统接线通常采用单母线分段接线，并多以成套配电装置接受和分配电能。为了保证厂用电系统的供电可靠性和经济性，高压厂用母线均采取按锅炉分段的原则，即将高压厂用母线按锅炉台数分成若干独立段，凡属同一台锅炉的厂用负荷均接在同一段母线上，与锅炉同组的汽轮机的厂用负荷一般也接在该段母线上，而该段母线由其对应的发电机组供电。低压厂用母线一般也采用按锅分段。 3.5 厂用高压变压器和备用/启动变压器的选择 3.5.1 额定电压的确定 厂用变压器的额定电压应根据厂用电系统的电压等级和电源引接处的电压确定，变压器一、二次额定电压必须与引接电源电压和厂用网络电压相一致。根据前面分析，厂用工作变 启动变压器的额定电压选为500/6kV。 压器的额定电压选为20/6kV，备用/ 3.5.2 台数和型式的选择 1.厂用工作变压器 当机组容量增大至600MW及以上等级时，对于厂用工作变压器的设置有以下两种方式: (1) 采用一台大容量分裂变压器。这种方式下由于变压器供给的短路电流也大，需要将厂用电系统的断路器开断电流提高到50A及以上。 (2) 采用两台较小相同容量的分裂变压器。这种方式可降低厂用电系统的短路电流水平以及每个低压绕组出口断路器的额定电流，提高厂用电源的运行可靠性。 目前，国内600MW机组的厂用高压工作电源，都采用了较小的两台同容量分裂变压器并列运行的方式。由于厂用高压工作变压器引至发电机出口，而机端电压又十分稳定，所以可采用无载调压的方式。其接线组别选用d，yn1,yn1常规接线。 2.备用/启动变压器 10 长春工程学院毕业设计,论文， 由于每台600MW机组使用了两台高压厂用分裂变压器并列运行，将高压厂用母线分成四段，因此需用两台备用变压器，而且是从220kV系统引接。为使提供的电压稳定，可采用三绕组分裂式有载调压变压器。四个备用电源分别从其四个低压分裂绕组引接至四段高压四段母线。考虑主变压器和高压厂用工作变压器的连接组别，保持高压厂用母线和备用电源电压的相位一致，备用变压器接线组别采用YN，yn0，yn0。这样当备用变压器代替厂用高压变压器时，可以短时并列运行，避免厂用电源的断电。 3.5.3 厂用变压器和备用/启动变压器的确定 cos,0.9K,6%已知:,，，所以厂用变压器容量P,600MW,pGN 3P600，10GN S,，K,，0.06,40000(KV,A)BJP,COS0.9 根据以上计算，可选用厂用高压工作变压器型号:SFF9-50000/20，如表3-1所示。 表3-1 厂用高压变压器技术数据 半穿越 额定容量空载电空载损负载损调压方型 号 额定电压(kV) 电抗 (MVA) 流(%) 耗(kW) 耗(kW) 式 (%) 无载调SFF9-50000/20 50/25-25 18 0.31 27.3 187.05 20,2，2.5%/6.3~6.3 压 备用/启动变压器的容量与厂用高压工作变压器的容量相同，所选型号如表3-2所示。 表3-2 备用/启动变压器技术数据 型 号 额定容量(MVA) 额定电压(kV) 半穿越电抗(%) 调压方式 SFPFZ-63000/220 63/31.5-31.5 230+8×1.25%/6.3-6.3 23 有载调压 3.6 厂用电系统接线 3.6.1 高压厂用电接线 每台机组的厂用高压工作电源采用两台三绕组分裂式无载调压变压器，高压厂用母线采用单母线四分段接线，备用/启动电源共采用两台三绕组分裂式有载调压变压器，其低压侧分别连接到各机组的四段厂用工作母线上,如图3-1所示。 11 长春工程学院毕业设计,论文， 220KV 550KV 12高备变11高备变 1A厂用变1B厂用变 1号发电机6.3KV2B2段 6.3KV2A2段 6.3KV2B1段 6.3KV2A1段 6.3KV 1A1段6.3KV 1B1段6.3KV 1A2段6.3KV 1B2段 图3-1 高压厂用电系统接线 3.6.2 低压厂用电接线 低压厂用电接线也采用单母线分段接线方式，如图3-2所示。分段断路器可以保证低压厂用电源的互为备用，提高运行可靠性。正常运行时分段断路器断开，两半段低压厂用母线分别由各自的电源变压器供电，只有当其中一个电源断路器因变压器停运或其他原因断开时，分段断路器才会合闸，由另一台变压器负担全部负荷。 QFD11QFD12 图3-2 低压厂用电系统接 12 长春工程学院毕业设计,论文， 4 短路电流计算 4.1 短路电流计算的目的 本次设计，进行短路电流计算主要是为了导体和电气设备的选择;短路点选择为三点，即母线、发电机出口、厂高变分裂绕组一侧。 4.1.1 短路电流计算接线图 为了进行短路电流计算，现将电气主接图化简，如图4-1所示。图中各元件的技术数据已标出，线路电压采用平均额定电压，3个短路点也已确定，且均为三相短路。 S K1525KV 720MVA T1U%,13.75T2K K2 21KV 50MVAT3 U%,181,2667MVA ''X,0.218d K3G26.3KVG1 图4-1 短路电流计算接线图 4.1.2 参数计算 S,, 视系统为无限大容量电源，即，已经500kV母线与系统联系的电抗标么值 U,U,525KVX,0.148。取S,1000MVA，，计算各元件电抗的标么值 Bav,nlB S1000BXXX,,",0.218，,0.327,G1,G2dS667N 13 长春工程学院毕业设计,论文， U，，%S13.751000kB XX,,,，,0.191,T1,T2S100100720N US%18，10001,2B X,,,3.6*T3S100100，50N 取，并将各元件电抗编号，做出等值网络如图4-2所示。这是纯电抗等值网络，E,1, 图中电抗值前的均已略去，并将电抗下标“*”也略去，相应的运算以实数运算。 j S 1 0.148 K1 54 0.1910.191 K2 6 3.632K30.3270.327 G1G2 图4-2短路电流计算等值网络 4.2 500kV母线短路计算 1.网络化简 等值网络化简及进一步化简分别如图4-3(a)和(b)所示。发电机G与G合并，合并后的12等值机G对短路点的等值电抗为 14 长春工程学院毕业设计,论文， 11，，，，X,X，X,，0.327，0.191,0.259 82422 SS 1 K10.148 1 0.148 K145 0.1910.191 8 320.2590.3270.327 G2G1G (a)网络化简 (b)进一步化简 图4-3等值网络化简 2.短路电流周期分量有效值 系统供给的短路电流不衰减，其周期分量有效值 11标么值 I ,,,6.76,sX0.1481 S1000B，，I,I,6.76，,7.43kA有效值 s,s3U3，525av,k 等值机G对短路点K的计算电抗为 1 S2，667GNXX,,0.259，,0.35 js8S1000B 查运算曲线，可得 I,3.159I,2.754I,2.159I,2.252I,2.283，,,， ,，，0*(0.1)*(0.2),，，2*(4) 归算至短路点处电压级等值机G的额定电流为 15 长春工程学院毕业设计,论文， S2，667G，， I,,1.47kANG3U3，525av,k于是短路点K的不同时刻三相短路电流周期分量有效值分别为 1 ，，I",II，I,3.159，1.47，7.43,12.07kA ,，，0NGS I,II，I,2.754，1.47，7.43,11.48(KA) (0.1)*(0.1)NGS I,II，I,2.519，1.47，7.43,11.13(KA) (0.2)*(0.2)NGS I,II，I,2.252，1.47，7.43,10.74(KA) (2)*(2)NGS I,II，I,2.283，1.47，7.43,10.79(KA) (4)*(4)NGS 3.短路的冲击电流 ，，i,1.82I",2.55，12.07,30.72kAsh 4.3 600MW发电机出口短路 1.网络化间 将图4-4的等值网络进行化简及进一步化简分别如图4-4(a)和(b)所示。 X 等值电抗为 9 X,X，X,0.327，0.191,0.518 935 16 长春工程学院毕业设计,论文， SG2S 911 0.5180.1480.148 4 45 0.1910.1910.191 K2K2 232 0.3270.3270.327 G1G2G1 (a)网络化简 (b)进一步化简 图4-4等值网络化简 2.短路电流周期分量有效值 X 系统S和发电机G对短路点K的转移(对、、 进行星—三角变换)XX22914 分别为 XX0.148，0.19114X,X，X，,0.148，0.191，,0.394 14SkX0.5189 XX0.191，0.51849 X,X，X，,0.191，0.518，,1.38k249X10.148 系统供给的短路电流不衰减，其周期分量有效值 11标么值 I,,,2.54 ,sX0.394SK S1000B，，I,I,2.54，,69.8kA有效值 s,s3U3，21av,k 发电机G和G对短路点K的计算电抗分别为 122 17 长春工程学院毕业设计,论文， S667NG1 XX,,0.327，,0.218jsG.12S1000B S667NG2 XX,,1.38，,0.92jsGk.22S1000B 查运算曲线，分别查t为0、0.1、0.2、2、4s时，发电机G和G供给的短路12 电流周期分量有效值的标么值 I,4.938I,3.988I,3.487I,2.561I,2.444,,,, *，，01*(0.1)1*(0.2)1*，，21*，，41I,1.153I,1.089I,1.055I,1.279I,1.279,,,, *，，02*(0.1)2*(0.2)2*，，22*，，42 归算至短路点处电压级G1和G2的额定电流为 S667NG1，，I,I,,,19.26kA NGNG213U3，20av,k 于是短路点K不同时刻的三相短路电流周期分量的有效值分别为 2 '' I,II，II，I,(4.938，1.153)，19.26，69.8,187.1(KA)*(0)1NG1*(0)2NG2S I,II，II，I,(3.988，1.089)，19.26，69.8,94.76(KA) (0.1)*(0.1)1NG1*(0.1)2NG2S I,II，II，I,(3.487，1.055)，19.26，69.8,93.61(KA) (0.2)*(0.2)1NG1*(0.2)2NG2S I,II，II，I,(2.561，1.279)，19.26，69.8,143.8(KA) (2)*(2)1NG1*(2)2NG2S I,II，II，I,(2.444，1.279)，19.26，69.8,141.51(KA) (4)*(4)1NG1*(4)2NG2S 3.短路的冲击电流 ，，i,1.82I",2.55，187.1,476.2kAsh 4.4 厂用高压工作变压器6kV一段短路 1.网络化简 将图4-2的等值网络进行化简，如图4-5所示。 X等值电抗为 9 X,X，X,0.327，0.191,0.518 935 18 长春工程学院毕业设计,论文， S 1 0.148 49 0.1910.518 26 0.3273.6 K3 G2G1 图4-5等值网络化简 2.电流分布系数及转移电抗 进行网络变换，如图4-6(a)所示。用单位电流法求电流分布系数，令各等值电源电动势 , 均为0，在短路点K加电动势变为等值网络图4-6(b)。 E3k 114 40.148 0.1480.1910.191S66I1E3.6K3.6G2I49I290.5180.518IG1K2I230.3270.327 (a)网络图 (b)等值网络图 图4.6单位电流法求电流分布系数 在此图中使I,1为单位电流，则有 1 IX0.14811I,,,0.286，I,I，I,1，0.286,1.286 2412X0.5189 19 长春工程学院毕业设计,论文， IX，IX0.148，1.286，0.1911144，I,,,1.2043X0.3273 I,I，I,1.286，1.204,2.49 K43 根据电流分布系数的定义，各电源支的电流分布系数为 I11系统 C,,,0.402SI2.49k I0.2862发电机G C,,,0.1152 2I2.49k I1.2043发电机G C,,,0.4831 1I2.49k C，C，C,0.345，0.138，0.517,1对电流分布系数验算 S21可见计算结果正确。 短路回路的总等值电抗为 ，，，，X,X//X，X//X，X,0.148//0.518，0.191//0.327，3.6,3.758 k,19426 从而得各电源对短路点转移电抗为 X3.758k,X系统 ,,,9.348 SskC0.402s X3.758k,X发电机G ,,,7.781 11kC0.4831 X3.758k,X发电机G ,,,32.678 22kC0.11523.短路电流周期分量有效值 发电机G1和G2对短路点的计算电抗分别为 S667NG1XX,,7.781，,5.19 jsk11S1000B S667NG2XX,,32.678，,21.796 jsk22S1000B 20 长春工程学院毕业设计,论文， XX 由于、均大于3.45，表示发电机G和G供给的短路电流周期分量不衰减，其12js1js2 标么值可分别用下式计算 1111, II,,,0.193,,,0.046*2*1XX5.1921.796js1js2 系统供给短路电流周期分量有效值的标么值为 11 I,,,0.107s*X9.348sk S1000B有效值 I,I,,0.107，,9.806(KA) SS*3U6.3，3av 归算至短路点处电压级各发电机的额定电流为 S667NG1，，I,I,,,61.13kA NGNG213U3，6.3av,k 由于各电源供给的短路电流周期分量均不衰减，固短路点短路电流周期分量有 效值为 I,II，II，I,(0.193，0.046)，61.13，9.806,24.42(KA) K*1NG1*2NG2S 4.短路的冲击电流 ，，i,1.82I",2.55，24.42,62.15kAsh 计算结果列表 将以上三相短路电流的计算结果进行整理，如附表所示。 附表 k,k点三相短路电流计算结果 13 短路的冲击电流 不同时刻短路电流周期分量有效值(KA) 短路点编号 短路点位置 ish(KA) I0.1I0.2 I''I2I4 12.07 11.48 11.13 10.74 10.79 30.72 500KV母线 K1 21 长春工程学院毕业设计,论文， 187.1 94.76 93.61 143.8 141.5 476.2 600MW发电机K2 出口 高厂变低压侧 24.42 24.42 24.42 24.42 24.42 62.15 K3 22 长春工程学院毕业设计,论文， 5 电气设备的配置 本期工程以500kV一级电压接入系统。为满足系统稳定性和可靠性的要求，并考虑运行的灵活性和建设的经济性，500kV屋外配电装置采用一个半断路器接线。本期500kV配电装置中，主变进线两回，出线两回，设有两个完整串，并且保留再扩建的可能性。其中,1机和其出线构成一个完整串，采用交叉接线;#2机和其出线构成另一个完整串。依据以上接线形式采取配置。 5.1 500KV断路器的配置 500kV SF6断路器 ? 型式 瓷柱式 ? 额定电压 500kV ? 额定电流 3150A ? 额定短路开断电流 50kA ? 额定短路关合电流 125kA 5.2 隔离开关与接地刀闸的配置 5.2.1 隔离开关的配置 因本期工程仅有两台机组和两路出线,只构成两个完整串,为保持线路及变压器停运时能成串运行,在本期工程的两串进出线上均装设隔离开关;每串三台断路器两侧均装设隔离开关。其中，母线上配置垂直断口伸缩式隔离开关，出线与进线侧配置断断口水平伸缩式隔离开关，每两台断路器之间配置双断口水平伸缩式隔离开关。 500kV隔离开关 ? 型式 水平断口、双柱折迭立开式 ? 额定电压 500kV ? 额定电流 3150A ? 额定短时耐受电流(3s) 50KA ? 额定峰值耐受电流 125kA 5.2.2 接地刀闸的配置 母线的接地刀闸宜装设在母线电压互感器的隔离开关上，也可装于其它回路母线隔离开 23 长春工程学院毕业设计,论文， 关的基础上，本工程采用专设母线接地刀闸。 500kV配电装置的断路器两侧隔离开关和线路隔离开关的线路侧宜配置接地刀闸，主变压 器进线隔离开关的主变压器侧宜装设一组接地刀闸。 5.3 电压、电流互感器的配置 5.3.1 电压互感器配置 发电机回路配置9台(三组)电压互感器，供给发电机励磁调节、测量、保护及同期等 应用; 在每回主变进线及出线上均装设三组电容式电压互感器，供给测量、保护及同期等应用; 在每组母线C相上装设单相电容式电压互感器，供给同期使用; 发电机中性点配置单相接地变压器，为接地保护提供信号。 5.3.2 电流互感器的配置 断路器每侧管设置一组电流互感器，每组电流互感器有4个二次绕组; 发电机出口回路及发电机接地侧各设置一组电流互感器; 主变压器高压侧设置一组电流互感器; 厂用变压器高压侧及低压侧各设置一组电流互感器; 启动/备用变压器高压侧及低压侧各设置一组电流互感器。 5.4 避雷器的配置 在每回出线上均装设一组氧化锌避雷器; 每台主变压器高压侧均装设一组氧化锌避雷器; 每台发电机出口均装设一组氧化锌避雷器; 母线上不装设避雷器。 5.5 电抗器的配置 电抗器按其用途可分为并联电抗器(补偿电抗器)和串联电抗器(限流电抗器)，在单机 容量为600MW及以上的发电厂中只装设并联电抗器。并联电抗器的作用: 1、降低工频电压升高; 2、降低操作过电压; 3、避免发电机带空长线出现自励过电压; 4、有利于单相自动重合闸。 24 长春工程学院毕业设计,论文， 5.6 封闭母线的配置 随着单机容量的不断增大，发电机的额定电流也相应增大。额定电压为20KV的600MW发电机，额定电流高达19245A，1000MW发电机额定电流高达23759A。对大容量发电机母线而言，不仅有母线本身电动力问题、发热问题，还有母线的支持、悬吊钢构架以及母线附近混凝土柱、楼板、基础内的钢筋在交变强磁场中感应涡流引起的发热问题。一旦母线短路，发电机本身将遭受损伤，并影响系统安全供电以及系统的稳定运行。为解决此问题，采用了金属外壳的分相封闭母线。封闭母线的作用: 1、减少接地故障，避免相间短路; 2、减少母线周围钢结构发热; 3、减少相间电动力; 4、母线封闭后，通常采用微正压方式运行，可防止绝缘子结露，提高了运行的可靠性，并且为母线强迫通风冷却创造了条件; 5、封闭母线由工厂成套生产，施工安装简便，简化了对土建的要求，运行维护工作量小。 5.7 6KV高压开关柜的配置 高压开关柜分为固定式、手车式和中置式三种类型，固定式开关柜检修、调试不方便，现很少用。手车式较大，质量大，以往电厂广泛采用。200MW以上机组为使主厂房无油化，少油断路器已不采用，SF6断路器装在室内需防SF6气体泄漏等措施，用的很少，目前用真空断路器和FC回路较多。 25 长春工程学院毕业设计,论文， 6 电气设备和导体的选择 6.1 高压断路器和隔离开关的选择 6.1.1 选择的要求 1.高压断路器的选择 本次采用的3/2接线，两组母线通过2串断路器相连，而进出线不设断路器，所以高压侧共需6台断路器。断路器的选择应在各种合理的运行方式下，按流过断路器的长期工作电流和短路电流最大的一台进行选择。 (1).种类和型式的选择 高压断路器根据灭弧介质不同，可分为少油断路器、压缩空气断路器、真空断路器和六氟化硫SF断路器四种。其中SF断路器有断口耐压高、灭弧能力强、开断性能好、无噪声和66 干扰、制作精度高和密封性能好、体积和面积小等特点，而且维护工作量小、检修周期长和寿命长，目前SF断路器已被广泛应用于电力系统。所以为满足可靠性的要求，本设计选用户6 外瓷柱式SF断路器。 6 (2).额定电压和电流的选择 UIIU?，? NNmaxNs UU式中 、——分别为电气设备和电网的额定电压，kV; NNs II 、——分别为电气设备的额定电流和电网的最大负荷电流，A。 Nmax (3).开断电流的选择 II高压断路器的额定开断电流，不应小于实际开断瞬间的短路电流周期分量。但当NbrPt I断路器的较系统短路电流大很多时，可简化计算，即 Nbr ''I? INbr (4).短路关合电流的选择 I为了保证断路器在关合短路电流时的安全，断路器的额定关合电流不应小于短路电流Ncl i的最大冲击值，即 sh 26 长春工程学院毕业设计,论文， ? IiNclsh (5).短路热稳定和动稳定校验 校验式为 2It?Q、i?i tkessh 断路器的额定短路关合电流等于其额定动稳定电流峰值。 IiNcles 2.隔离开关的选择 隔离开关与断路器配套使用，对3/2接线，进出线不设隔离开关。但在500KV系统中，电压互感器与电网之间需装设隔离开关。隔离开关与断路器相比，额定电压、额定电流的选择及短路动、热稳定校验的项目相同。但由于隔离开关不用来接通和切除短路电流，故无需进行开断电流和短路关合电流的校验。 隔离开关型式的选择。按安装地点不同，可分为屋内式和屋外式;按绝缘支柱数目又可分为单柱式、双柱式各三柱式。型式对配电装置的布置和占地面积有很大影响，由于组合电器结构紧凑，占地面积小，有利于配电装置的布置。而GW7系列户外、三柱式隔离开关便于发展成组合电器，所以可选用此形式的隔离开关。 6.1.2 设备的确定 1. 500kV高压设备的选择 500kV电压回路的最大持续工作电流 31.05S1.05，720，10N ，，I,,,873Amax3U3，500N ，，t,4s,1s 由于，固不计非周期热效应。根据前面短路电流的计算结果，短路电流的k Q热效应等于周期分量热效应Q，即 kP "222222I，10I，I12.07，10，10.74，10.792tktk/2/4,,，，Q,t,，4,472kA,s kk1212 i,30.72(kA)而已知短路的冲击电流 sh 2. 高压断路器的选择 IU根据高压回路的、及断路器的种类和型式，可选LW6-500型SF断路器，具体参6maxNs 27 长春工程学院毕业设计,论文， 数如表6-1所示。 断路器技术数据 表6-1 高压SF6 额定峰值额定短时额定电压最高工作额定电流额定开断固有分闸型 号 耐受电流耐受电流(kV) 电压(kV) (A) 电流(kA) 时间(s) (kA) (kA/s) LW6-500 500 550 3150 50 125 50/3 0.028 将所选型号数据与相应的计算数据比较，如表6-3所示。可见，所选LW6-500型断路器合格。 3.高压隔离开关的选择 I根据高压回路的U、及隔离开关的种类和型式，可选GW7-500D型隔离开关，具体maxNs 参数如表6-2所示。 表6-2 高压隔离开关技术数据 最高工作电压动稳定电流峰值型 号 额定电压(kV) 额定电流(A) 热稳定电流(kA/s) (kV) (kA) GW7-500D 500 550 3150 125 50/3 将所选型号参数与相应的计算数据比较，如表6-3所示。可见，所选GW7-500D型隔离开关合格。 表6-3 断路器、隔离开关选择比较 计算数据 LW6-500型断路器 GW7-500D型隔离开关 UUU500kV 500kV 500kV NSNN III873A 3150A 3150A maxNN '' I50kA —— 12.07kA I Nbr ii30.72kA 125kA —— shNcl 2222222 472 QIt(kA),s50，3,750(kA),s50，3,750(kA),sIttkt iii30.72kA 125kA 125kA sheses 6.2 电压互感器和电流互感器的选择 6.2.1 电压互感器的选择 1.种类和型式的选择 对500KV采用的3/2接线，应在每条母线上装设一组单相电压互感器，每回出线上装设一组三相电压互感器;由于500kV配电装置中，通常配有双套主保护，并考虑到后备保护、 28 长春工程学院毕业设计,论文， 自动装置和测量的要求，电压互感器应具有三个二次绕组，即两个主二次绕组和一个辅助二次绕组;另外500kV系统广泛采用电容式电压互感器。 2.500KV电压互感器的选择 根据高压回路的U及电压互感器的种类和型式，可选TYD500/-0.005H型电容电压3Ns 互感器，具体参数如表6-4所示。 表6-4电容式电压互感器技术参数 额定电容额定输出剩余绕组输型 号 额定电压比(kV) 准确级次 (VA) 出(VA) (,F) 5000.10.1 ///0.10.2，0.5，3P 100，200，200 50 0(005 TYD500/-0.005H 3333 电压互感不必样验其热稳定和动稳定，固所选TYD500/3-0.005H型电容式电压互感受器合格。 3.发电机出口电压互感器的选择 根据额定电压选择电容式电压互感器其中，每台发电机出口装设3组9台电压互感器， 发电机出口电压互感器选择的型号为:HY10W-24KV。 6.2.2 电流互感器的选择 1.种类和型式的选择 按用途分测量用和保护用(B)两种，而保护用电流互感器又可分为稳态保护用(P)和暂时态保护用(TP)两种;按安装地点可分为户内式和户外式。在强电系统中，二次额定电流选用5A。 2.一次回路额定电压和电流和选择 UI一次回路额定电压和电流应满足 N1N UIIU?、? N1NmaxNs 为确保所供仪表的准确度，电流互感器一次侧额定电流应尽可能与最大工作电流接近。 3.准确级的选择 为了保证测量仪表的准确度，电流互感器的准确级不得低于所供测量仪表的准确级。500KV电流互感器的准确级不应低于0.5级;而稳态保护用电流互感器的准确级常用的有5P 29 长春工程学院毕业设计,论文， 和10P，暂态保护用电流互感器的准确级分别有TPX、TPY、TPZ三个级别。 4.热稳定和动稳定校验 t,1s(1) 热稳定考验，一般以时允许通过的稳定电流或一次额定电流I的倍数IK1Ntt 来校验，即 22It?Q或?Q ，，K，Itkkt1N 动稳定校验包括内部动稳定和外部动稳定校验，这里只进行内部动稳的校验，通常以(2) K额定动稳定电流i或动稳定电流倍数表示，即 eses i?i或?Q 2IKesshk1Nes 5.500KV电流互感器的选择 IU根据高压回路的、及电流互感器的种类和型式，可选LVBQ-500W2型电流互感器，maxNs 具体参数如表6-5所示。 表6-5 电流互感器技术数据 保护级 测量级(VA) 额定电压额定电流型 号 额定输出 额定输出准确限值系(kV) (kA) 仪表保安数 (VA) 数 0.2级 0.5级 10P1520 LVBQ-500W2 500 1250/5 50 50 40 Fs5 5{1520 热稳定校验 2222 ,,,,，，，，It,50，3,7500kA,S,Q,472kA,Stk 动稳定校验 ，，，，i,125kA,i,30.72kA essh 可见，所选LVBQ-500W2型电流互感器合格。 6.其他电流互感器的选择 其他电流互感器的选择如表6-6所示。 表6-6 电流互感器选择一览表 600MW 配置位置 LZZB9-24/180b/4 发电机出口回路 30 长春工程学院毕业设计,论文， LZZB9-24/180b/4 发电机接地侧 LZZB9-24/180b/2 主变高压侧 LZZB9-24/180b/4 厂高变高压侧 LZZB9-24/180b/4 厂高变低压侧 高备变高压侧 LVQB6-220(245) 高备变低压侧 LVQB6-220(245) 6.3 避雷器的选择 目前我国生产和使用的避雷器，有以电工碳化硅阀片味基本元件的各种阀式为基本元件的各种阀式避雷器和以氧化锌阀片为主体的金属氧化物避雷器。 避雷器的使用条件为: 1、使用地点的海拔高度不超过1000m，高于1000m的地区，应选用高原型避雷器; 2、使用地区的环境温度不高于+40?，不低于-40?; 3、户内和户外; 4、安装地点可能出现相对地最高工频电压，该电压不得大于避雷器的灭弧电压; 5、没有严重污秽和腐蚀金属、绝缘件的气体的地区; 6、没有剧烈震动和冲击的场所; 7、允许的最大风速为35m/s。 表6-7 避雷器选择一览表 600MW 配置位置 HY5WZ-51/125GYW 发电机出口 Y20W1-420/ 1046 (W) 主变压器高压侧 Y20W1-444/ 1106(W) 500KV出线 6.4 并联电抗器的选择 单机容量为600MW的发电厂中，通常在高压母线上并联电抗器，以补偿高压输电网的电容和吸收其无功功率，解决500kV母线电压偏高问题，并能提高线路的功率因数，降低超高压输电线路的电能损耗和有利于自动重合闸。并联电抗器是超高压电网中普遍采用的重要电气设备。 31 长春工程学院毕业设计,论文， 1.种类和型式的选择 超高压并联电抗器按结构可分为油浸电抗器和干式空芯电抗器，且每种电抗器又分三相电抗器和由单相组成的三相电抗器。目前，超高压系统并联电抗器采用油浸式较多。 2.额定电压的选择 并联电抗器的额定电压应不低于装置点电网的额定电压，即 U,U NNs 额定容量的选择 3. 并联电抗器的容量必须使系统同期并列点的工频稳态电位升高有所限制;当母线电压升高时，并联电抗器应使电压降低;降低潜工电流，提高单相快速重合闸的成功率。 500kV电压母线通常选取BKD-50000/500型超高压油浸式并联电抗器，具体参数如表6-7所示。 表6-7 超高压并联电抗器主要技术参数 额定容量额定电抗 型 号 额定电压(kV) 线圈连接方式 噪声(dB) (kvar) ,() BKD-50000/500 50000 2016.7 1 ?80 3550/ 6.5 6kV高压开关柜的选择 6.5.1 高压开关柜主要用来接受和分配电能，同时亦对电路和设备起保护、控制和监测的作用。开关柜由柜体和装于柜内的主开关(断路器)、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线等一次元件及控制、测量、保护装置等二次元件组成。 1.种类和型式的选择 高压开关柜按主开关的安装方式分固定式和移开式，由于固定式开关柜检修、调试不方便，现已很少采用，而多采用移开式;按隔室结构分铠装型、间隔型和箱型，其中铠装型具有单独的隔板，且防护等及不低于IP2X，当柜内某一隔室发生短路故障时，可将故障限制在该隔室内而不使故障扩大，因而可靠性比较高，应用也较多;按开关柜的主母线系统分单母线、单母线带旁路母线和双母线。 2.主开关的选择 开关柜内主开关可以是少油、真空、SF断路器和FC等，200MW以上机组为使主厂房无油6 化，少油断路器已不采用，SF断路器装在室内需防SF气体泄露等措施，用得较少，目前用66 32 长春工程学院毕业设计,论文， 真空断路器和FC回路较多。 3.额定电压和额定电流的选 高压开关柜的额定电压和额定电流应满足 UII?U，? NNmaxNs 式中 U——开关柜装置地点的电网额定电压，kV; Ns I——开关柜装置回路的最大持续工作电流，A。 max 对6KV厂用配置的开关柜 1.05SN I,max3UN 式中 S——分裂变压器一个分裂绕组的容量，MV?A; N U ——分裂变压器的分裂绕组额定电压，kV。 N 4. 防护等级的选择 开关柜由固定的柜体(金属外壳)和真空断路器手车组成，为防止人体接近其带电部分和 触及其运动部分免受伤害，现行规定开关柜外壳的最低防护等级为IP2X，此外更高的防 护等级还有IP3X、IP4X、IP5X。同时对于每个隔室应有压力释放通道，以保护人身安全，防 止故障扩大。 5.开断和关合短路电流的选择 开关柜短路开断、关合电流实际就是断路器的额定开断、关合短路电流，选择方法同断 路器一样，即 ''IIi?，? INbrNclsh 6.短路热稳定和动稳定校验 校验式为 2ItQii?、? tkessh i其中，短路的冲击电流应是6KV厂用母线短路时，流经厂用高压变压器或备用/启动变sh 压器短路冲击电流的较大者。 6.5.2 开关柜装置回路的最大持续工作电流 33 长春工程学院毕业设计,论文， 1.05S1.05，25000N，， I,,,2406Amax3U3，6.3N 根据开关柜装置回路的及开关柜的种类和型式，可选KYN3-10型金属铠装移开式高UNs 压开关柜，具体参数如表6-8所示。 表6-8 金属铠装移开式高压开关柜技术参数 额定额定最高工额定额定开额定动额定热稳热稳防护母线型 号 电压作电压电流断电流稳定电定电流断路器 定时等级 系统 (kV) (kV) (A) (kA) 流(kA) (kA/s) 间(s) 单线KYN3-10 6 7.2 3000 40 80 31.5 4 IP2X SN10-10I 线 根据前面短路电流的计算结果，显然厂用高压工作变压器供给的短路电流大，所以使用 k点的短路计算结果，即 3 I",I,I,24.42 tk/2tk/4 短路电流热效应 "222I，10I，I222tktk/2/4,,，， Q,t,I"t,24.42，4,2385kA,skkk12 ，，i,62.15kA已经知的冲击电流 sh 将所选开关柜的有关参数与计算数据进行比较，如表6-9所示。可见，所选KYN3-10型 开关柜合格。 表6-9 开关柜选择结果比较 计算数据 KYN3-10型高压开关柜 UU6kV 6kV NSN II2406A 3000A maxN '' I40kA 24.42kA I Nbr ii62.15kA 80kA shNcl 2222 2385 Q(kA),sIt53.15，4,3969(kA),stk ii62.15kA 80kA shes 6.6 裸导体的选择 34 长春工程学院毕业设计,论文， 6.6.1 裸导体选择的要求 1.500KV母线的选择 (1)导线选型 500KV配电装置中的导线选择考虑电晕现象的影响，宜采用扩径导线或铝合金绞线组成的分裂导线，分裂间距可取200,400m。如采用空心扩软导线组成的分裂导线，对双分裂间距一般取400m。 (2)截面的选择 导体截面可按长期发热允许电流或经济电流密度选择。对年负荷利用小时数大(通常指T>5000h)，传输容量大，长度在20m以上的导体，如发电机、变压器的连接导体，其截面max 一般按经济电流密度选择;而对500kV扩径导线，由于经济电流密度选取的困难，可按长期允许电流来选择，即 I?KI maxa1 I式中 ——导体所在回路中最大持续工作电流，A; max 0;I——在额定环境温度时导体允许电流，A; ,,，25Ca1 K——与实际环境温度和海拔有关的综合校正系统。 ;当导体允许最高温度为和不计日照时，K值可用下式计算 ，70C ,,,a1 ,K,,,a1; ,,式中，、分别为导体长期发热允许最高温度和导体安装地点实际环境温度。 a1 2.封闭母线的选择 对功率为200MW及以上的发电机引出线、厂用电源等分支线，为避免相间短路和减少导体对邻近钢构的感应发热，宜采用全连式分相封闭母线;对厂用高压变压器高压侧不设断路器，为提高厂用电系统的供电可靠性，由厂用高压变压器低压侧至厂用高压配电装置宜采用共箱封闭母线。如选定型产品，将提供有关的额定电压、电流和动稳定等参数，可按电气设备选择的一般原则进行选择和校验。如选用非定型封闭母线，应进行导体和外壳发热，应力及绝缘子抗弯的计算，并进行共振校验。为达到设计目的，这里只选定型产品。 35 长春工程学院毕业设计,论文， 3.电晕电压校验 对110kV及以上裸导体(包括扩径导线)需要按晴天不发生全面电晕条件校验，即裸导 体的临界相电压U应大于最高工作相电压。对分裂导线，电晕临界相电压应按下式计Ucrmax 算 D,,0.298nm, ,,，,U44.388mr1lgcr,,,rrr,,,eq，1d 式中 ——导线光滑系数,对绞线取0.9; m ,——空气的相对密度，晴天一般取1; ——导线的半径，cm; r ——导线的分裂数; n ——与n有关的常数，取2时，也取2; ,,n d——分裂间距，cm; D——三相导线的几何平均距离，cm; m r——分裂导线的等值半径，cm。 eq U对一字排列的中间相导线的电晕临界相电压较上式的低5%。 cr r对双分裂导线的等值半径为 eq r,rdeq 4.热稳定校验 K计及集肤效应系数的影响时，由短路热稳定决定的导体最小截面为 f 1S,QK minkfC C式中 ——热稳定系数，其值见附表所示; 2Q——短路热效应，; Ask K——集肤效应系数，一般取1。 f 由于所选母线为软导线，固不必进行动稳定校验。 36 长春工程学院毕业设计,论文， 6.6.2 500KV主母线的选择 1.按长期发热允许电流选择 根据前面计算，导体所在回路的最大持续工作电流I,873(A)，考虑电晕电压的影响，max选2条LGJK-630型扩径导线线组成双分裂导线，具体参数如表6-10所示。 表6-10 扩径导线技术数据 ;2 标称截面型 号 外径(mm) 拉断力(N) (mm)70时载流量(A) C LGJK-630 1000 630 48 206000 ;所以分裂导线的允许电流达2000A，由于环境最高温度为，计算出温度的修正系数 ，38C ,,,70,38al K,,,0.84,,,70,25al0 ，，，，KI,0.84，2000,1680A,873A则 al 2.电晕电压校验 通常三相导线水平排列，如果相间距离为4m，则三相导线的几何平均距离 33 ，，D,DDD,400，400，2，400,503.97cmmabbcca 双分裂导线的分裂间距一般取400mm，其等值半径为 ，，r,rd,2.4，40,9.798cmeq m,0.9,,1.0n,2取，，时，则电晕临界相电压为 ,,2 D,,0.298nm,U,44.388mr,1，,lgcr,,r,rr,,,eq1，d ,,0.2982503.97,44.388，0.9，1.0，2.4,1，,，，lg ,,2，2.49.7982.4，1.0,,1，40 ，，,95.878，1.192，1.786，1.711,349.24KV 中间相电晕临界相电压应为。假设500kV母线运行相电压为0.95，349.24,331.78(kV)525/3,303.1(kV)，由于331.18>303.1，可见，采用此分裂导线时，如果母线相间距离 在4m以上，晴天运行则不会发生电晕现象。 37 长春工程学院毕业设计,论文， 3.热稳定校验 正常运行时导体温度 22I873;max ，，，，，，,,,，,,,,38，70,38,47CNal221680，，KIal 2C,93，由前面计算已知，则满足短路时发热的最小导体截 查表得,,，，Q,472kA,sk 面为 11622，，，，S,QK,472，10，1,233.61mm,630mm kfminC93 满足热稳定要求。可见，所选2×LGJK-630型双分裂扩径导线(分裂间距为400m)合格。 6.6.3 发电机出口主封闭母线的选择 发电机出口的最大持续工作电流 1.05P1.05，600N ，，I,,,20207Amax3Ucos3，20，0.9N, UI根据发电机出口的和，可选QLFM-24/23000型全连式分相封闭母线，具体参数Nmax 如表6-11所示。 表6-11 全连式分相封闭母线 短路电流冲击值外径×壁厚4s热稳定电流 型 号 额定电压(kV) 额定电流(A) (mm) i(kA) 有效值(kA) es QLFM-24/ ,900，1524 23000 560 2000 23000 t,4s 热稳定校验，时，短路电流的热效应 k "222222I，10I，I187.1，10，143.8，141.52tktk/2/4,,，，Q,t,，4,87271kA,s kk1212 2222 ,,,,，，，，It,200，4,160000kA,S,Q,87271kA,stK 2Q,I kt 动稳定校验 ，，，，i,476.2kA,560kA sh 38 长春工程学院毕业设计,论文， 可见，所选QLFM-24/23000全连式分相封闭母线合格。 6.6.4 共箱封闭母线的选择 ，，根据前面计算，厂用高压变压器低压回路的最大持续工作电流，而该回I,2406Amax路的额定电压为6kV。查共箱封闭母线的定型产品目录，可选BGFM-10型封闭母线，具体参数如表6-12所示。 热稳定校验 由于短路电流的热效应 2 ,,，，Q,2385kA,sk 电气设备允许的最大热效应 2222 ,,，，，，It,40，2,3200kA,S,2385kA,st ，，，，i,62.15KA,100KA动稳定校验 sh 可见，BGFM-10所选型共箱封闭母线合格。 表6-12 共箱封闭母线主要技术参数 动稳定电流峰值2s热稳定电流型 号 额定电压(kV) 额定电流(A) 冷却方式 (kA) 有效值(kA) BGFM-10 10 3000 100 40 自然冷却 39 长春工程学院毕业设计,论文， 7 继电保护及自动装置的配置 7.1 继电保护配置 7.1.1 发电机保护 发电机保护配置 根据《继电保护和安全自动装置技术规程》规定，对上述故障及不正常运行状态，容量为600MW发电机应装设的保护装置如附表所示。 附表 600MW发电机保护配置 序号 保护配置名称 动作结果 保护类型 1 发电机纵差保护 动作于停机 定子绕组相间短路 2 发电机变压器组纵差保护 带时限动作于信号 3 100%定子绕组单相接地保护 定子绕组单相接地 必要时动作于停机 4 发电机匝间保护 动作于停机 定子绕组匝间短路 5 复合电压过电流保护 短时限动作于解列 发电机外部相间短路 经长时限动作于停机 6 负序过电流保护 7 定子绕组过电压保护 动作于解列灭磁 定子绕组过电压 8 定子绕组过负荷保护 带时限动作于信号 定子绕组过负荷 9 负序过负荷保护 带时限动作于信号 转子表层过负荷 10 励磁绕组过负荷保护 带时限部分:动作于信号或自动减负荷 励磁绕组过负荷 反时限部分:动作于解列灭磁或程序跳闸 11 励磁回路一点接地保护 带时限动作于信号 励磁回路一点接地 12 低励失磁保护 母线电压低于允许值时:带时限动作于解励磁电流下降或消失 列 母线电压未低于允许值时:动作于信号并 40 长春工程学院毕业设计,论文， 切换厂用电源 13 过励磁保护 低定值部分:带时限动作于信号和降低励定子铁芯过励磁 磁电流 高定值部分:动作于解列灭磁或程序跳闸 14 逆功率保护 带时限动作于信号 发电机逆功率运行 经长时限动作于解列 15 低频保护 动作于信号并有累计时间显示 频率异常 16 失步保护 动作于信号 失步 必要时动作于解列 17 断水保护 动作于信号 发电机定子、线圈及绝 缘 7.1.2 变压器保护 根据实际实际情况，变压器与高压输电线路元件相比，故障机率小，但其故障后对电力系统的影响却很大，特别是大容量变压器，任何由于保护装置本身的不合理动作都将给电力系统或变压器本身造成极大的危害。因此，必须合理的进行变压器保护配置。 主变压器保护配置 (1) 瓦斯保护。当壳内故障产生轻微瓦期或油面下降时，应瞬时动作于信号;当产生大量瓦斯时，应瞬时切除故障。 (2) 差动保护。大型变压器一般采用差动保护反映相间短路，同时还能在一定程度上反映内部匝间短路及中性点接地侧的接地短路和引出线套管的短路故障。差动保护做为主保护，应瞬时切除故障。 (3) 发电机变压器组共用差动保护 (4) 低组抗保护。用于保护外部相间短路引起的变压器过电流，应带时限动作于跳闸。 (5) 零序电流保护。反应变压器中性点直接接地侧的单相接地短路，对500kV电力变压器，高压侧零序一段带时限动作于变压器本侧断路器，二段带时限保证切除故障。 (6) 过负荷保护。反应变压器过负荷状态，带时限动作于信号。 (7) 过励磁保护。过励磁是由于频率降低和电压升高引起的，其保护由两段组成，低定值段动作于信号，高定值段动作于跳闸。 41 长春工程学院毕业设计,论文， (8) 相间后备保护。由于发电机变压器组单元接线方式的大型机组保护常采用双重化设置，这此保护往往与发电机变压器组共用一套。 (9) 开量保护。其包括绕组温度保护、油温保护、冷却器故障保护、压力释放等，可动作于信号或跳闸。 高压厂用和备用变压器保护配置 高压厂用变压器和备用压器的保护基本相同，主要有:瓦斯保护、差动保护、复合过流保护、分支电缆差动保护、分去过流保护、零序保护、非电气量保护。 7.1.3 并联电抗器保护 1.并联电抗器故障 并联电抗器常见的故障类型有: (1) 引线的相间短路和单相接地短路; (2) 绕组的单相接地和匝短路; (3) 由过电压引起的过负荷; (4) 油面降低; (5)温度升高和冷却系统故障。 2.并联电抗器保护配置 (1) 差动保护、零序差动保护。保护动作后，瞬时作用于跳闸，当电抗器线圈或引线发生单相接地短路时，保护快速动作，合闸时产生的励磁涌流不会导致保护动作。 (2) TA断线闭锁。动作后断开保护出口回路，并发出信号。 (3) 过电流保护。采用三相式过流保护，带时限动作于跳闸并闭锁重合闸。 (4) 过负荷保护。采用三相式过流保护，带时限动作于信号。 (5) 匝间短路保护。采用零序电流闭锁的带偏移零序方向阻抗保护作为电抗器匝间短路的保护，保护带时限动作于跳闸。 (6) 非电量保护。重瓦斯、高温、压力释放、冷却器全停等动作于出口;轻瓦期、油位、温度等动作于信号。 7.1.4 500kV线路保护 1.主保护配置 (1) 设置两套完整、独立的全线速动主保护。 42 长春工程学院毕业设计,论文， (2) 两套主保护的交流电流、电压回路分别采用电流互感器和电压互感器的不同二次绕组，直流回路应分别采用专用的直流熔断器供电。 (3) 每一套主保护对全线路内发生的各种类型故障，均能无时限动作切除故障。 (4) 每套主保护应具有独立选相功能，能按用户要求实现分相跳闸或三相跳闸。 (5) 断路器有两组跳闸线圈，每套主保护分别启动一组跳闸线圈。 (6) 两套主保护分别使用独立的远方信号传输设备。 2.后备保护配置 (1) 线路保护采用近后备保护方式。 (2) 每条线路都应配置能反应线路各种类型故障的后备保护。当双重化的每套主保护都有完善的后备保护时，可不再另设后备保护。只要其中一套主保护无后备保护，则应再设一套完整的独立后备保护。 (3) 对引间短路后备保护宜采用阶段式距离保护。 (4) 对接地短路，应装设接地距离保护并辅以阶段式或反时限零诹电流保护;对中长线路，若零序电流保护能满足要求时也可只装设阶段式零序电流保护。接地后备保护应保证在 300,接地电阻不大于，能可靠地、有选择性地切除故障。 (5) 正常运行方式下，保护安装处短路，电流速断保护的灵敏系数在1.2以上时，还可装设电流速断保护作为辅助保护。 7.1.5 母线和断路器失灵保护 1.母线保护 母线故障大多是单相接地短路和由其引起的相间短路，根据规程规定，220,500kV母线应装设能快速而有选择地切除故障的母线保护，对3/2接线，每组母线宜装设两套母线保护。 2.断路器失灵保护 对于220,500kV系统，装设断路器失灵保护的规定: (1) 线路保护采用近后备方式时，对220,500kV分操作的断路器，可只考虑断路器单相拒动的情况。 (2) 线路保护采用远后备方式时，由其他线路或变压器的后备保护切除故障将扩大停电范围，并引起平生后果时。 (3) 如断路器与电流互感器之间发生故障，不能由该回路主保切除，而由其他断路器和 43 长春工程学院毕业设计,论文， 变压器后备保护切除又将扩大停电范围，并引起严重后果时。 一般断路器失灵保护必须同时满足条件:跳闸脉冲已经发出;断路器却没有跳开;经延时故障依然存在，可用电流或母线电压来确定。 7.2 自动装置配置 1.自动重合闸装置 3kV及以上的架空线路，在具有断路器的条件下，如用电设备允许且无备用电源自动投入时，应装设自动重合闸装置;低压侧不带电源的降压变器，可装设自动重合闸装置;必要时母线故障可采用母线自动重合闸装置;对330,500kV线路，一般情下，应装设综合重合闸装置。 2.自动投入和准同步装置装置 装有备用电源的发电厂厂用电源，应装设备用电源和备用设备的自动投入装置。对单机容量为600MW及以上的发电厂，应装设自动准同步装置和带相位闭锁的手动准同步装置。 3.自动调节励磁和灭磁装置 发电机均应装设自动调节励磁装置，并且自动调节励磁装置应具备如下功能:在电力系统发生故障时，按给定的要求强行励磁;在正常运行情况下，按给定要求保持电压;在并列运行发电机之间，按给定要求分配无功负荷;提高静态稳定极限。对大型发电厂，可采用对电阻放电逆变灭磁、非线性电阻灭磁等灭磁方式。 4.自动故障装置 为了分析电力系统事故及继电保护和安全自动装置在事故过程中的动作情况，以及为迅速判定线路故障点的位置，在主要发电厂，应装设故障录波器或其它类型的自动故障记录装置。 44 长春工程学院毕业设计,论文， 8 500KV高压配电装置设计 8.1 配电装置的基本要求 配电装置是根据电气主接线的连接方式，由开关设备、保护和测量电器，母线和必要的辅助设备组建而成的总体装置。它是发电厂用来接受和分配电能的重要组成部分，而且在系统故障时，能迅速切断故障部分，维持正常运行。为此，配电装置的设计应满足基本要求: (1) 保证运行可靠，设备选择合理，布置整齐、清晰，并有足够的安全净距。 (2) 便于操作、巡视和检修。 (3) 占地面积小，造价低，节省材料。 (4) 施工、安装和扩建方便。 8.2 配电装置设计的基本步骤 (1) 选择配电装置的型式，选择时应考虑电压等级、电气设备的型式、出线多少和方式、有无电抗器、地形、环境条件等因素。 (2) 配电装置的型式确定后，接着拟定配电装置的配置图。 (3) 按照所选电气设备的外形尺寸、运输方法、检修及巡视的安全和方便要求，遵照配电装置设计有关技术规程的规定，并参考各配电装置的典型设计和手册，设计绘制配电装置平面图和断面图。 8.3 配电装置的型式选择 500KV高压配电装置常采用屋外配电装置，而屋外配电装置又分为中型配电装置、高型配电装置和半高型配电装置。由于中型配电装置比较清晰，不易误操作，运行可靠，施工和维护方便，造价较省，并有多年的运行经验，所以广泛用于500KV电压等级。 8.4 配电装置的安全净距 按工程规定，500kV屋外配电装置的最小安全净距A、B、C、D值见表6.1所示。 表7-1 500kV屋外配电装置的安全净距 A1 A2 B1 B2 C D 名称 3800 4300 4550 3900 7500 5800 安全净距(mm) 另外，屋外配电装置带电部分的上面或下面，不应有照明、通信和信号线路架空跨越或穿过。屋外电气设备外绝缘体最低部位距地小于2.5m时，应装设固定遮栏。屋外配电装置使 45 长春工程学院毕业设计,论文， 用软导线时，带电部分至接地部分和不同相的带电部分之间的最小电气距离，应根据外过电压和风偏，内过电压和风偏，最大工作电压、短路摇摆和风偏三种条件进行校验，并用其中最大数值。由于过电压(包括工频过电压和操作过电压)是影响安全净距的主要原因，所以为限制内过电压影响，规定500kV系统不允许超过最高工作电压的2.0,2.3倍。 8.5 屋外配电装置的布置原则 1.母线及构架 对软母线三相呈水平布置，用悬式绝缘子悬挂在母线构架上。软母线可选用较大的档距，但一般不超过三个间隔宽度，档距越大，导线弧垂越大，因而导线相间及对地距离就要增加，母线及跨越线构架的宽度和高度均要加大。 2.电力变压器 由于变压器外壳不带电，故采用落地布置，安装在铺有铁轨的双梁形钢筋混凝土基础上。主变压器与建筑物的距离不应小于1.25m，且距离变压器5m以内的建筑物，在变压器总高度以下及外廓两侧各3m的范围内，不应有门窗和通风孔。当变压器油量超过2500kg以上时，两台变压器之间的防火净距不应小于51,0m，如布置有困难，应设置防火墙。 3.高压断路器 按照断路器在配电装置中所占据位置，可分单列、双列和三列布置。对交差布置的3/2接线，宜采用三列式布置。断路器又分低式和高式两种布置，在中型配电装置中，断路器和互感器多采用高式布置，即把断路器安装在约高2m的混凝土基础上，基础高度应满足:电气设备支柱绝缘子最低裙边对地距离为2.5m;设备间的连线对地面距离应符合C值要求。 4.避雷器 避雷器也有高式和低式两种布置。110kV及以上的阀型避雷器由于器身细长，多落地安装在0.4m的基础上。磁吹避雷器及35kV阀型避雷器形体矮小，稳定度较好，一般采用高式布置。 5.隔离开关和互感器 隔离开关和互感器均采用高式布置，其要求与断路器相同。隔离开关的手动操动机构装在其靠边一相基础上。 6.电缆沟和道路 屋外配电装置中电缆沟的布置，应使电缆所走的路径最短。为了运输设备和消防的需要， 46 长春工程学院毕业设计,论文， 应在主要设备近旁铺设行车道路。大型发电厂内一般均应铺设宽3m的环形道。屋外配电装置内应设置0.8,1m的巡视小道，以便运行人员巡视电气设备，电缆沟盖板可作为部分巡视小道。 47 长春工程学院毕业设计,论文， 9 防雷保护设计 9.1 雷害来源 发电厂遭受雷害来自两个方面:一是雷电直击于发电厂，即直击雷;二是雷击线路，雷电沿线路传播到发电厂，即入浸雷。无论是直击雷还是入浸雷，都将产生雷电过电压，其幅值可达数十万伏，甚至数兆伏，及可能损坏主压器及其他电气设备，造成大面积停电，严重影响国民经济和人民生活，所以，发电厂的防雷保护十分重要。 9.2 直击雷的防护 9.2.1 直击雷防护措施 对直击雷的防护一般采用避雷针或避雷线。避雷针适用于像发电厂那样相对集中的对象，而像架空线路那样伸展很广的保护对象应采用避雷线。 9.2.2 避雷针装设的基本原则 所有被保护设备均应处于避雷针的保护范围之内，以免遭到直接雷击;防止反击，避雷针与被保护设备或架构之间的空气距离一般不应小于5m，避雷针接地装置与被保护设备的接地装置在土壤中距离不应小于3m;对110kV及以上配电装置，一般将避雷针装设在配电装置的架构上，且接地部分与带电部分间的空气距离不得小于绝缘子串的长度;装设避雷针的配电架构应装设辅助接地装置，且接地装置与发电厂接地网的连接点离主变夺器接地装置与发电厂接地网的连接点之间的距离不小于15m;在主变压器的门型架构上不应装设避雷针，110KV及以上的配电装置，可将线路避雷线引到出线门型架构上;屋外设备保护的重点是变压器，应装设独立避雷针;独立避雷针不应设在人经常通行的地方，避雷针与道路或出入口等的距离不宜小于3m。 9.2.3 避雷针的保护范围 我国有关规程规定的保护范围系对应于0.1%的绕击率，这样小的绕击率一般可认为其保护作用已是足够可靠了。 1.单支避雷针 hr在某一被保护物高度的水平面上的保护半径，可按下式计算 xx h/2hr,(h,h)P当?时 xxx 48 长春工程学院毕业设计,论文， h/2当<时 r,(1.5h,2h)P hxxx 式中 h——避雷针的高度，m; Ph ——高度修正系数，是考虑到避雷针很高时h不与高成正比增大而引入的一个修x P,1h正系数，当?30m时，。 2.两支等高避雷针 两针外侧的保护范围仍按单支避雷的计算方法确定，两针间的保护范围可用下式计算 Dh,h,，， b,1.5h,h 0x0x7P h式中 ——避雷针的高度，m; h ——两针间联合保护范围上部边缘的最低点的高度，m; 0 2bh——在高度的水平面上，保护范围的最小宽度，m。 xx 3.三支或更多支避针 三支避雷的联合保护范围可按每两支的不同组合，分别计算出双针的联合保护范围，只 hb在被保护物体高度的水平面上，各个双针的均?0，那么三针组成的三角形中间部分都xx 受到三针的联合保护。 四针及多针时，可以按每三支针的不同组合分别求取其保护范围，然后叠加起来得出总 b的联合保护范围。如各边的保护范围最小宽度均?0，则多边形中间全部面积都处于联合保x 护范围之内。 3 入浸雷的防护 9. 9.3.1 入浸雷防护措施 为防止传入发电厂的过电压波损坏电气设备，可采取两方面保护措施:一是装设阀型避雷器;二是在距发电厂适当距离内装设可靠的进线段保护。 9.3.2 避雷器的配置要求 避雷器的安装位置和组数，应根据电气设备的雷电冲击绝缘水平和避雷器特性以及入侵波陡度，并结合配电装置的接线方式确定。 9.3.3 避雷器的配置原则 发电厂中所有电气设备都应受到避雷器的保护，即电气设备与避雷器间的电气距离不能 49 长春工程学院毕业设计,论文， 超进允许值;330KV及以上变压器和并联电抗器处必须装置避雷器，并尽可能靠边靠近设备本体;避雷器至断路器、隔离开关等绝缘水平高的电气设备的允许距离可增大;各段母线上一般都应装设避雷器;经变压器送电的重要发电机，应在出线上装设一组磁吹阀型避雷器，再并联一助组保护电容，并在发电机中性点装设一个避雷器。 9.3.4 避雷器参数选择 1.额定电压 避雷器的额定电压应等于安装处的电网额定电压，即正常运行时作用在避雷器上的工频工作电压。 2.灭弧电压 在中性点有效接地电网中，可能出现的最大工频电压等于电网额定电压的80%;而在中性点非有效接地电网中，最大工频电压将等于该电网额定电的100%,110%。避雷器的灭弧电压应大于上述情况的最大工频电压。 灭弧电压是避雷器最重要的选择依据，如采用多少只单元间隙，多少个阀片，均系根据灭弧电压选定的。 3.冲击放电电压 对于330kV及以上的超高压避雷器，其冲击放电电压包括标准雷电冲击波下的放电电压(幅值)上限和标准操作冲击波下的放电电压(幅值)上限。 4.工频放电电压 避雷器的工频放电电压不但要小于某一工频电压，而且还要大于内部过电压。 5.残压 我国标准规定，残压的上限分别对应于冲击电流幅值为5kA(220kV及以下的避雷器)和10kA(330kV及以上的避雷器)，电流波形则统一取8/20s。 9.4 防雷接地 防雷接地是针对防雷保护的需要而设置的，用来将雷电流顺利泄入地下，以减少它所引起的过电压。各种防雷保护设备的接地是否良好，对保护作用的发挥有着直接的影响，其接地电阻值的大小，对电力系统的安全运行有着密切的关系，因此规定其接地电阻值在1,30的范围内。 9.5 避雷针保护范围计算 50 长春工程学院毕业设计,论文， 9.5.1 避雷针的布置图 避雷针均布置在配电装置的架构上，初步确定为18针，如附图所示。 bx1-77r8x15bbx7-8x8-15b15-16x1 21bx1-21642bx17 bx16-172144269 bx2-34217 17-18bx31342510 4218bx3-421bx12-18bb11-124-11xx12411针高h=25 214145.541 附图 避雷针布置图 9.5.2 避雷针高度的确定 164126，mhm,15高压配电装置占地，被保护设备最高为。试取各避雷针高度x P,1hm,25hm,30，因，取高度修正系数。 各针的保护半径 1. hhm,,/212.5因为 x 所以各针的保护半径均为 rhhpm,,,,，,2515110，，，，xx 2.针1-2 h两针联合保护范围上部边缘的最低点的高度可按式(8.3)计算,即 D4212,hhm,,,,,25190771P， ,,,,,,bhhm1.51.5191560，，，，xx120, 3.针3-4 51 长春工程学院毕业设计,论文， 22Dm,，,214246.96,34 D46.96,34 hhm,,,,,2518.290771P， bhhm,,,,,,1.51.518.29154.940，，，，xx,340 4.针1-7 D2117,,,,,,hhm25220，771P bhhm,,,,,,1.51.5221510.50，，，，xx170, 针6-8 5. 22Dm,，,414258.69,68 D58.69,68 hhm,,,,,2516.620771P， bhhm,,,,,,1.51.516.62152.430，，，，xx,680 6.针7-8 D4178,,,,,,hhm2519.140，771P bhhm,,,,,,1.51.519.14156.210，，，，xx780, 7.针15-16 22Dm,，,412146.07,1516 D46.07,1516 hhm,,,,,2518.420771P， bhhm,,,,,,1.51.518.42155.130，，，，xx,15160 8.其它各针间 bbbbm,,,,6xxxx231617171812,,,, bbm,,6.21xx41178,, bbm,,5.25xx1112815,, bbm,,5.13xx12181516,, b同理,其它各边的联合保护范围最小宽度?0,所以中间全部面积都处于联合保护范围X 25m之内，如附图。故各避雷针高度取合格。 52 长春工程学院毕业设计,论文， 10 总结 毕业设计是培养学生综合运用大学四年所学知识解决工程实际问题的一个重要环节。通过复习以前学习的专业知识及参考《电力工程电气设计手册》、《电力工程电气设备手册》等书籍的有关内容，在指导教师和同学的帮助下，我顺利完成了本次毕业设计。 本次设计的题目为《海勃湾发电厂三期工程2×600MW电气部分设计》，在整个设计中，我本着先提出问题，再分析问题，最后解决问题的原则进行了这次设计。此次设计的海勃湾发电厂三期工程为两台600MW机组，升高电压等级为500kV，采用3/2电气主接线方式。这样的接线方式在我国火力发电厂的新建项目中得到广泛应用。此次设计主要是围绕着短路电流的计算，设备的选择及校验，继电保护及自动装置的规划，图纸的绘制这几个方面。通过查找资料和咨询老师，经过各种方案的比较和论证，我选择了合适的接线方式、电气设备及保护配置等。 由于此次设计的重要性，使我更有压力和动力去学习更多的知识。通过这次毕业设计，使我对大学四年所学的专业知识有了系统的复习，更锻炼了自己分析问题和解决问题的能力。在毕业前完成这样一次设计，对即将到电厂工作的我来说是一次知识和能力的历练，相信对以后的工作和学习都将产生积极的影响。 53 长春工程学院毕业设计,论文， 参考文献 [1] 弋东方.电力工程电气设计手册1(电气一次部分).北京:水利电力出版社 [2] 卓乐友.电力工程电气设计手册2(电气二次部分)北京:水利电力出版社 [3] 张芙蓉.电气工程专业毕业设计指南.北京:中国水利水电出版社,2003 [4] 张云洲.我国区域电网未来主网架结构特点与发展趋势.中国电力,2005,38(1):1,6 [5] 孙锐,赵敏,秦丰.推广应用600MW超超临界机组的必要性和可行性研究.中国电力,2005,38(8):37,40 [6] 熊信银.发电厂电气部分.第三版.北京:中国电力出版社,2004 [7] 华中工学院.发电厂电气部分.第一版.北京:水利电力出版社,1980 电力系统分析.第二版.北京:中国电力出版社,2004 [8] 于永源,杨绮雯. 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