水电厂电气部分设计.pdf

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1、目录王直撞蛊1 1主接线方案设计1 1.l设计原则1 1.2各方案比较1 2厂用电的设计2 2.1厂用电的设计原则2 2.2厂用变压器的选择3 2.3厂用电源选择3 3发电机及变压器的选择3 3.1选择原则3 主主主虫且3 3.3主变压器3 4短路电流计算4 4.1短路电流讨算的目的4 4.2短路电流讨第条件5 4.3基准值的选择5.Li:t笠55电气设备的选择8 5.1电气设备逃择概述8 5.2电气设备选择的一般原则8 5.3断路器的选择8 5.4隔离开关的选择10 5.5电流互感器的选择11 5.6电压互感器的选择13 5.7母线地选择14 主立且蓝盎15 5.9高压炜断器的选择16 旦旦

2、皇羞罩16 6.1屋自直理草里17 7防雷部分设计17 L上坐坐17 7.2雷电过电压的形成与危害17 7.3电气设备的防常保护17 7.4遍需针的选择18 7.5遮需器的选择和配置19 笙墓量20 盈盟22 盒主主蓝23 盟主24 工程概况该电站位于某山区的一条河流上，汇流面积为900平方公里。经71(能规划 设选定装机为4500kll5，共5台卧式水轮发电机组。该电站71(）.革为不完全周i殉节，单级开发，以发电为主。年利用小时数5500小时。保证出力4500kW，多年平均发电量468105kll.L 厂用电率按装机容量的4%计算。水轮发电机型号参数：SFl118/64-6 PN=4500

3、kll,UN=l0.5kV,COSN=O.95,IN=4 71.2A,Xdn=0.23。其它资料年均最高气温：30，年均最低气温：，多年平均雨量：llOOmm,雷暴时数：40日年，交通较方便，公路可直抵电站厂房，当地山势较缓，海拔高度约在800m左右，出线走廊易于确定。接入系统方式该电站在系统中属于非主力电站，该电站以两回35kv出线与系统相连，其潮流为双向，另外，该电站以6四、lOkV出线（距离均大于3kM）向近区供电，其中三四线供II类负荷各4.6MV A,COS0.9,Tmax=3500h其余三四线供皿类负荷各2.lMV A.l主接线方案设计1.1设训原则电气主接线是水电站出高压电气设备

4、通过连线组成的接收和分配电能的电路。电气主接线根据水电站在电力系统中的地位、回路数、设备特点及负街性质等条件确定，并应满足运行可靠、简单灵活、操作方便、易于维护检修、利于远方监控和节约投资等要求。在电气主接线设计时，综合考虑以下方面：(1）保证必要的供电可靠性和电能质量安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠和电能质量是对主接线最基本的要求。在设剖肘，除对主接线形式予以定性评价外，对于比较重要的水电站需要进行定量分析和刘算，必须满足必要的供电可靠性。(2）具有经济性在主接线设计时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。欲使主接线可靠、灵活，将导致投资增加。所以必须把技术与经济两者综合考虑，在

5、满足供电可靠、运行灵活方便的基础上，尽量使设备投资费用和运行费用为最少。(3）具有一定的灵活性和方便性，并能适应远方监控的要求。主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行方式的转换。不仅正常运行H才能安全可靠地供电，而且无论在系统正常运行还是故障或设备检修时都能适应远方监控的要求，并能灵活、简单、迅速地倒换运行方式，便停电时间最短，影响范围最小。显然，复杂地接线不会保证操作方便，反而使误操作机率增加。但是过于简单的接线，则不一定能满足运行方式的要求，给运行造成不便，甚至增加不必要的停电次数和停电时间。(4）具有发展和扩建的可能性随着经济的发展，已投产的水电站可能需要扩大机组容量，从主变压器的容

6、量、数量到馈电线路数均有扩建的可能，有的甚至需要开压，所以在设刘主接线时应留有发展余地，不仅要考虑最终接线的实现，同时还要兼！顷刻分别过波接线的可能和施工的方便。根据以上几点及发电厂的总容量4500kW5，对二类负荷三四路供电各4.6MV A总共9.2MV A及对三类负荷三回路供电各2.lMV A总共8.4阳A，还弄到4.9MV A以两团出线接入系统，对于中小型水电站应考虑灵活性为主，因此对该水电站的主接线拟定以下两种方案。1.2各方案比较方案i单母线接线，这种接线每回迸出线都只经过一台断路器固定接子母线的某一段上。优点：不分段单母线接线的优点是简单清晰，设备少，投资少，运行操作方便，有利于扩

7、建和采用成套配电装置。缺点：不分段单母线接线的缺点是可靠性、灵活性差。(l）任一回路的断路器检修，该由路亭电。(2）母线或任一母线隔离开关检修全部停电。方案II分段单母线接线分段单IT:线即用分段断路器将单II:线分成几段。优点：（！）两母线段可并联运行也快分裂运行。(2）重要用户可以用双回路接于不同每线段，保证不间断供电。(3）任一段母线或每线隔离开关检修，只停该段，其他段可继续供电，减小了停电范固。缺点：分段的单）：线接线增加了分段设备的投资和占地面积：3在段母线故璋或检修仍有停电问题：某回路的断路器检修，该回了停电：扩建时，需想两端均衡扩建。综合分析上述两种种方案，再结合该水电站为中小型

8、水电站的实际情况，拟定的主接线应以经济性为主，但其可靠性也需要考虑，水电厂有可能承担基荷（如车71(其11）、腰街和峰街，年最大负荷利用小时数在3000-5500h，其主接线应以保证供电调度的灵活性为主进行选择，所以考虑以上因素，选择方案二为主接线方案。k飞，哩.1字，1 1 1 剖川图1-1主接线方案I“品品阁1-2主接线方案II2厂用电的设计2.1厂用电的设讨原则保证厂用电的可靠性和经济性，在很大程度上取决于正确选择供电电压、供电电源和接线方式、厂用机械的托运方式、电动机的类型和容量以及运行中的正确和笛理等措施。厂用电接线应保证厂用电的连续供应，使发电厂能安全满发，涂满足正常运行安全、可靠

9、、灵活、经济、先进等一般要求外，尚应满足如下要求。(1)接线方式和电源容量，应充分考虑厂用设备在正常、事故、检修、启动、停运等方式下的供电要求，并尽可能地使切换操作简便，使启动（备用电源能迅速投入。(2）尽量缩小厂用电系统的故障影响范围，避免引起全厂停电蔡故。各台机组的厂用电系统应独立，尤其是200阴及以上大型机组，应做到这点，以保证在一台机组故障停运或其辅机发生电气故障时，不影响其他机绵的正常运行。(3）对200MW及以上大型机组，应设置足够容量的交流蔡故保安电源及电能质量指标合格的交流不间断供电装置。(4）充分考虑电厂分期建设和连续施工过程中厂用电系统的运行方式，特别注意对公用厂用负荷的影

10、响。要方便过渡，尽小改变接线和更换设备。2.2厂用变压器的选择厂用电负荷包括厂用电高压计算负荷和厂用电低压计算负衔，近似计算，以900kW作为近似计算，只要厂用变压器容量大于900kW目I可，同时考虑安全裕量。通过上述原则，可以知道厂用变压器的额定电压为lOkV，可选用2台50%容量的双绕组变压器，分别接于发电机电压母线，蛮有关设讨书得：厂用变的额定容量：SN=lOOOkVA厂用变压器逃型lOkv电压级S9系列双绕组电力变压器为无载调压，i饲压范围为士5%主要技术参数如下：表2-1厂用变压器参数型号额定容量额定电压连接组号空载损耗短路损耗阻抗电压空载电流S9-lOOOKVA lOkV Y d

11、11 1720W lOOOOW 4.5%1.1 1000/10 2.3厂用电源选择(1)厂用电系统接地方式厂用变采用不接地方式，高压和低压都为三角电压，当容量较小的电动机采用380V 时，采用二次厂用变，将6kV变为380V，中性点直接接地；启备变采用中性点直接接地，高压侧为星型直接接地，低压侧为三角电压。(2）厂用工作电i1阴接方式因为发电机与1OkV Ii:线采用单元接线，高压厂用工作电源由lOkVIi:线两端侧号接。(3）确定厂用电系统厂用电系统采用如附录厂用电图3发电机及变压器的选择3.1选择原则(I）电气设备选择符合“导体和电器选择设计技术规定”的要求。(2）水轮发电机的参数除满足电

12、站运行要求外，还应满足电站接入系统的要求。发电机中性点接地方式应有利于提高机组安全运行水平。(3）主变压器的容量与其连接的发电机容量相匹配，其有关参数除满足电站运行要求外，还应满足电站接入系统设计要求。主变选择单相变压器。(4）发电机出口装设专用的发电机出口断路器和电气制动开关。3.2发电机根据任务书所给水轮发电机的结构型式为臣、式，其主要技术参数如下：表3-1发电机参数型号额定容量额定电压额定电额定功率困频率额定转速次暂态流数电抗SFW118/64-6 4500kW 10.5kV 471.2A COSN=0.95 50Hz lOOOr/mi n 0.23 3.3主变压器该电站总装机容量为：5

13、4500kW，因35kV两回线路间有交换功率，负荷绝大部分为三级负荷，而一、二级负荷较少，所以拟选主变压器一台，其容量选择按发电机每线上供电负荷为最小值并能将剩余电功率送入电网来确定，容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。他的确定除依据传递容量基本资料外，还应根据电力系统5-10年发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析合理选择。主变压器容量、台数直接影响主接线的形式和自己电装置的结构。他的选择涂依据基础资料，主要取决于输送功率的大小、与系统的紧密程度、运行方式及负荷的增长速度等因素，并至少要考虑5年内负荷的发展需要。如果容量逃得过大、台

14、数过多，则会增加投资、占地丽积和损耗，不能充分发挥设备的效益，并增加运行和检修的工作量；如果容量选得过小、台数过少，则可能封锁发电厂剩余功率的输送，或限制变电所负荷的需要，影响系统不同电压等级之间的功率交换及运行的可靠性。因此，应合理选择其容量和台数。(I）主变压器容量的选择单元接线中得主变压器容量SN应按发电机额、定容量相除本机组的厂负荷后，留有1()o/o的裕度选择s，.，想LIPG(l-K,.)/cos伊r.MVA p附为发电机容量，在扩大单元接线中为两台发电机发电机容量之和，MV;cos i,r;为发电机锁定功率困数；KP为厂用电率。计算主变压器的容量s.1.11-,(I-I(,)/(

15、0忡。0.14.:S(l-0.04)/0.9:S U).8,lf阳根据发电厂电气部分附表1-4应该选择容量为12500kVA。(2）主变压器相数的确定在330kV及以下的发电厂和变电所中，一般都选用三相式变压器。因为一台三相式较同容量的三台单相式投资小、占地小、损耗小，同时配电装置结构简单，运行维护较方便。如果受到制造、运输等条件限制肘，可选用两台容量较小的三相变压器，在技术经济合理肘，也可以选用单相变压器组。在500kV及以上的发电厂和变电所中应按其容量、可靠性、制造水平、运输条件、负荷和系统情况等，经技术经济比较厚确定。(3）绕组数的确定只有一手1，升高电压向用户供电或与系统连接的发电厂，

16、以及只有两种电压的变电所，采用双绕组变压器有两种升高电压向用户供电或与系统连接的发电厂，以及有三种电压的变电所，可以采用双绕组变压器或三绕组变压器。(4）绕组接线组别的确定变压器的绕组连接方式必须使得其线电压与系统线电压相位一致，否则不能并列运行，电力系统变压器采用的绕组连接方式有星形和三角形两种。我国电力变压器三绕组所采用的连接方式为：llOkV及以上电压侧均为“四”，既有中性点号出并直接接地；35kV作为高、中压侧时都可能采用“Y”，其中性点不接地或经消弧线圈接地，作为低压侧时可能用“Y”或“D”；35kV以下电压侧一般为“D”，也有“Y”方式。所以主变压器、厂变压器者ll选择“YD”组另

17、lj.综上考虑原则：该水电站容量较小，小型水电站宣采用三相油浸式变压器，并根据国家节约能源的规定采用低能耗变压器。ii次本7.电厂电气主接线的主变压器应选三相变压器。主变压器逃型35kV电压级SF7系列三相油浸自冷式铜线电力变压器为无载调压，调压范围为士5%主要技术参数如下：表3-2主变压器参数型号额定容量额定电连接组空载损短路损耗阻抗电压空载电压号耗流SF7-12500/35 12500kVA 35kV Y,d 11 16000W 63000W 7.5%0.7 4短路电流计算4.1短路电流t才算的目的在发电厂和变电所设讨中，短路电流剖算是其中的一个重要的环节。其目的主要有以下几个方面：(l）

18、在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要采用限制短路电流的措施，均需进行必要的短路电流讨算。(2）在选择电气设备肘，为了保证设备在正常运行和故障状况下都能安全、可靠的工作。同时又力求节约资金，这就需要按短路情况进行全面校验。（勿在设剖屋外高压自己电装置肘，需按短路条件校验软导线相间和相对她安全距离。(4）在选择继电保护方式和进行辈革定t才算，需以各种短路时的短路电流为依据。(5）接地装置的设剖，也需用短路电流。4.2短路电流剖算条件(l）基本假定：正常工作时，三项系统对称运行所有电流的电功势相位角相同电力系统中所有电源均在额定负荷下运行短路发生在短路电流为最大值的瞬间不

19、考虑短路点的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻都峪去不iI不考虑短路点的电流阻抗和变压器的励磁电流元件的技术参数均取额定值，不考虑参数的误差和调整班回输电线路的电容略去不1:1(2）一般规定验算导体的电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按本工程设材规划容量讨算，并考虑、电力系统远景的发展剖划。选择导体和电器用的短路电流，在电器连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流影响。选择导体和电器时，对不带电抗回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流最大地点导体和电器的动稳定、热稳定和以及电器的开断电流，一般按三相短路计算。4.3基准值的

20、选择该站最大运行方式为：5台机组j萌发并网运行；最小运行方式为：1台机组发电，保证出力且并网运行。线路均按3kM计算，电抗系数为o.4 n I剧。表4-1短路计算基准值（Sj=lOOMVA A)额定电压UN(kV)10 35 基位电压Uj(kV)10.5 37 基准电流Ij(kA)5.499 1.56 4.4衬算S帆LOOx=x.比.：.工0 23！一一一一一48单台发电机：”“s,.,4.5/0.95 x.u,%s11 s noo x 101.=-x白白”明”漠町=-0.64 主变压器：.100 s,.,100 12500 X.睛马12.s/j 4.s 100叫03.=3鸣”明阳笔厂用变压器

21、：35kV线路：.I(汾S100.VTI S归00X.=X,=x x h3-:-=0 088 -U,.,37 IOkV线路：S,I惧,t,.x,x,.x,.x,、“l.hl,-I路u.：呻.系统短路容量：m-d.J-,系统阻抗：z_,=o 1000 阁4-1等值电路4.5等值电抗讨第阁4-2等宣阻抗对于Kl点最大运行方式：凡（卡X.)If X.，X，（；叫川0.64 1.43 I 最小运行方式：X中，X.,fl Xri+X,=4.8/4.541-0.64=2.962 对于K2点最大运行方式：句，个X,)lfX，.小8川.S=Ol.791=4.5 最小运行方式：对于K3点 飞,x飞，HX r,=

22、4.&ff 4.5=2.322 Xl=l.088 对于6回路出线：对于系统：X2=0.64 基准电抗Xj(Q)1.1 13.7 35kV母线侧：最大运行方式下：X3=0.791，最小运行方式下：X3=2.322 通过Y-！：，.变换，在最大方式下，I I I x,=x，；吃了，（喃自恒剧8贺。刷掌（，四”叫：l.6,V,X,I,Otlg 0.0,?91 I I I I咱;,:,.巩x,c一，一唱一）I脯呻？”叫一一户一”一l.l?I J町，乓X,I.O.咽。两E所以，此时K3点短路电抗X 宝X 11.X.雪2.6/J.221 里1.438 最小运行方式，I I I I I x.坑”一，一，）l

23、刷川61，一一，一斗，1回S，宵。X,X,I。”盼o 2 322 I I I I I e飞.x；、，（一一一川剧8,2122叫一一一，1 J4l 爪，IC,X,I Q 6 2 J22 马2.025/7.349 1.587 所以，此时K3点短路电抗最大、最小运行方式下的短路电流计算对于Kl最大运行方式：短路电流为：，曾r-I,J”，圃崎最小运行方式：短路电流为：_!._ 0.524 0.366 kA 1.431 卢亏7了J阳对于K2一x0.524蟹。.176kA 2.962 最大运行方式：短路电流为：1_.=_!_.=_!_,5.499=6.951 k4 r一、x.蹦儿2”-0.791 最小运行

24、方式：短路电流为：；.,=！.一Jn,=_!_)16 kA l n,;”,=().866 x 0.176=0.1S2 kA l p阳，z=0.8-66 kA f p-minZ=0.-8662.368=2.05-kA f pn因主0.8663.824=3.311必4两相短路电流为：fp-niin.,=0,8“只3届5=3&1 表4-2最大、最小方式下三相、两相短路电流的值如下表所示：短路点最大运行方式最小运行方式三相短路电流网相短路电流三相短路电流肉相短路电流(kA)(kA)(kA)(kA)Kl 0.366 0.316 0.176 0.152 K 2 6.951 6.019 2.368 2.05

25、 K3 3.824 3.311 3.465 3 5电气设备的选择5.1电气设备选择概述由于各种电气设备的具体工作条件并不完全相同，所以，它们的具体选择方法也不完全相同，但基本要求是相同的。即要保证电气设备可靠的工作，必须按正常工作条件选择，并按短路情况校验其热稳定和动稳定。5.2电气设备选择的一般原则(1)应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展。(2）应按当地环境条件校核。(3）应力求技术先进和经济合理。(4）与正个工程的建设标准应协调一致。(5）同类设备应尽量减少品种。(6）用新的产品均应有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。5.3断路器的选择断路器的选择，除满足各项技

26、术条件和环境条件外，还应考虑到要便于安装调试和运行维护，并经济技术方丽都比较后才能确定。根据目前我国断路器的生产情况，电压等级在lOKV220KV的电网一般选用少油断路器，而当少油断路器不能满足要求时，可以选用SF6断路器。(l）断路器选择的校验内容按在班、定电压选择：按额、定电流选择：额、定开断电流选择：额、定关合电流选择：热稳定校验：动稳定校验：(2）具体断路器的选择1)35kV母联侧断路器的选捺UN二主UNS!al二E!max(A)INBR二主IK(kA)iNcL二Eish(kA)I2Tt二主QK(kA)2 S ias二Eish(kA)流过断路器的最大持续工作电流：I I.05SN 25

27、00 础古u:，v“x右二5旷.,.剖算数据虫日表5-1:表5135kV高压断路器计算数据表U(kV)35 QK(kA)2 S 202.001 I”(kA)6.6!ch(kA)0.366 计算的各项条件，查电力系统课程设讨及毕业设讨参考资料附表2-17，选择断路器技术参数如表5-2:表5-2DW6-35（的型断路器参数表型额定电压最高工额定电额定开动稳定电额定短路固有分合闲时号u 作电压U流I断电流流峰值关和电流闸时间间(kV)(kV)(A)(kA)(kA)(kA)(s)(s)SW5-35 35 40 开断电流校验：16.SkA J”=,6.6kA 开断电流校验合格。动稳定校验：Im,.=2!

28、6.5A几400A i,=J9kA:S:p斗&OkA 动稳定校验合格。热稳定校验：400 16 40 80 0.1 0.27 短路电流的热效应202.001(kA2 S）：设继电保护时间tpr为1.5S，则短路剖算时间：凡tp,+（衍1.5+0.07=1.57 s 查短路电流计算曲线数字表得：1,1 2=25.2&7岛4,.=25.296此4Q,=202.00 I (kA)S c:价3,969 (k.4)2 S 热稳定校验合格。所以，所选断路器满足要求。出线侧断路器的选择应该和主变压器的选择是一致的，因为他们共用一个短路点来t才算的。2)lOKV母线侧断路器的选择流过断路器的最大持续工作电流：

29、10是Sn I I 二.：.！.土1川.4500 I一JJ)J 恻,JUN-IJi x JO-.,计算数据如表5-3:为了满足计算的各项条件，查电力系统课程设计及毕业设计参考资料附表2-17，选择断路器技术参数如表5-4U(kV)10 表5-310日高压断路器计算数据表QK(kA)2 S 142.36 I”(kA)4.5 Ich(kA)6.951 表5-4SNl0-101（的型断路器参数表型额定电压最高工额定电流额定开动稳定电额、定短路固有分合闸H才号u 作电压UI 断电流流峰值关和电流闸时间(kV)(kV)(kA)(kA)SNl0-10 10 10 630 16 开断电流校验：f=16kA呈

30、=4.8kA 开断电流校验合格。动稳定校验：Im,.雪272.7 A 630A 匀3.:824kA呈(h望40kA动稳定校验合格。热稳定校验：(kA)(kA)(s)40 40 0.6 问(s)0.2 短路电流的热效应142.36(kA)2 S：设继电保护时间tpr为1.5S，则短路计算时间：马t,+t6,=l.5+0.2=I.7 s 查短路电计算曲线数字表得：ld.12=18.96kA 1,=18.B步kAQ.=U56.56(k均1S t t=3102(kA)2 S 热稳定校验合格。所以，所选断路器满足要求。因为出线侧最大负荷4600kW和发电机4500kV的功率相近，流过母线侧断路器最大持续

31、工作电流和流过出线侧断路器最大持续工作电流也相近，所以lOkV出线侧和母联侧的断路器的型号选择一致。5.4隔离开关的选择隔离开关的选择方法与断路器相同，但隔离开关没有灭弧装置，不承担接通和断开负荷电流和短路电流的任务，因此，不需校验额定开断电流和关合电流。(l）隔离开关选择的校验内容1额、定电压选择：UN二主UNS(V)按额、定电流选择：Ial二EImax(A)热稳定校验：I2Tt二主QK(kA)2 S 动稳定校验：ias二Eish(kA)(2）具体位置的隔离开关的选择1)35kV母联侧隔离开关的选择流过隔离开关的最大持续工作电流：Q.O S.惜句I 一一=n.o岳，.=216.SA./Jc;

32、.,/./3 35 计算数据如表5-5:表5-5主变侧隔离开关计算数据表U(kV)10 Imax(A)216.5 i,(kA)0.366 为了满足讨算各项条件，查发电厂电气部分附表2-19，选隔离开关技术参数如下：表5-6GN19-10XT型高压隔离开关参数表型号额定电压锁定电流（A）动稳定电流峰直（kA）热稳定电流（kA)kV GN19-10XT 10 630 50 20 动稳定校验：Im，.雪216.SA !J 旦630A F呻宝0.366 kA l,s 旦 50制动稳定校验合格。热稳定校验：短路电流的热效应101 3.077(kA2 S）：设继电保护时间tpr为1.白，则短路t才算时间：

33、tJ.=,马，1.5+0.05=I.55s I=25.2&7.l:A 查短路电流计算曲线数字表得：I f,Ir,=25.275kA。.，唱惜，i.r.,.,_,.,，.，.，.对2-,I垒.刻22 Q,=I/t=21向巳2311吨kA)1s CJ、B，例。fL求守，立刻，向M足三穴hm满开川关商币1。开隔U卜格离侧de合隔线忡验逃出才L校所JHI元旧川稳以川约热所2由于主变停运时，每联才会有大电流流过，所以其最大运行条件与35kVIi:联侧有着同样的要求，ii次可以选用相同型号的隔离开关。3)lOkV出线侧隔离开关的选择流过出线隔离开关的最大电流应按其最大负荷进行考虑和i在棒，所以隔离开关的最

34、大工作电流：(6条出线回路的隔离开关逃择相同）旦旦旦旦gI.05 x 4600/79.67 A .fiu.,/,J3 x 35 计算数据如表5-7:表5-7lOkV隔离开关数据表U(kV)Igmax(A)i,(kA)10 79.67 6.951 表5-8GN5-10型高压隔离开关参数表型号额定电压kV额定电流（A)动稳定电流dt辈值热稳定电流（kA)(kA)GNl0-10 10 200 25.5 10 为了满足计算的各项条件，查发电厂电气部分附表2-19，选择隔离开关技术参数如表5-8:问：动稳定校验：Im,.79.67 A几200A!,6.591 kA I s IOkA 动稳定校验合格。热稳

35、定校验：短路电流的热效应（kA2 S）：设继电保护时间tpr为1.5s，贝I短路计算时tJ.=,马，l.5+0.03=1王3s查短路电流计算曲线数字君主得：，.，=25.2.23kA f.=25.2.78kA Q,附心11阳）s 1 J 1963 22（圳、热稳定校验合格。所以，所选隔离开关满足要求。的lOkV母线侧隔离开关的选择因为出线侧最大负荷4600kW和发电机4500kW的功率相近，流过母线侧隔离开关最大持续工作电流和流过出线侧隔离开关最大持续工作电流也相近，所以lOkV出线侧和母联侧的隔离开关的型号选择一致。5.5电流互感器的选择（！）电流互感器的选择和配置应按下列条件型式：电流互感

36、器的型式应根据使用环境条件和产品情况选择。对于6-20kV屋内自己电装置，可采用瓷绝缘结构和树脂浇注绝缘结构的电流互感器。对于35kV及以上自己电装置，一般采用油浸式瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器。有条件时，应尽量采用套管式电流互感器。一次回路电压：UNSUN 一次回路电流：Imax=o二IaL准确等级：要先知道电流互感器二次回路所接测量仪表的类型及对准确等级的要求，并按准确等级要求高的表剖来选择。二次负荷：式中，S.vi=t!,zN 2,s,=飞2Z1,动稳定：ish五.fi.I NIK S2三二SN2式中，K.，是电流互感器动稳定倍数，等于电流互感器极限值，过电流l峰值i时与一次绕组额定

37、电流Im峰债之比，自IKt.,=it,/.J,i I 热稳定：(2)lOkV出线CT的选择一次回路电压：(K,r,1)2 a Q1.(kA/s UNs:s;uN=lOkV，、，SN4 4 4仅）（）吨_.I d 二次回路电流：fma,古u.:x古:i-101l.017(tA)SJ 同.12 满足热稳定性要求。综上所述，所边的电流互感器LA-10/(500/5）满足动热稳定性要求。lOkV母线侧CT的选择因为出线侧最大负荷4600kY和发电机4500kV的功率相近，流过母线侧二次回路电流和流过出线侧二次回路电流也相近，所以lOkV出线侧和母联侧的电流互感器的型号选择一致。(3)35kV出线CT的

38、选择一次回路电压：UNS运UN=35kV，、，SN4 4 12500 87.22A 满足长期充许发热条件。(2）热稳定校验条件热稳定校验：Q.:r!x,s.07 2 0.4 1 s.75 (M)2.判经查表：。，.2008御30r=245 代入下面的公式C=149 x lln注：刚才1号需l03.37 s_ 阵川旷d刷刷KS=l.01 满足热稳定。(3）动稳定校验：f础2.55/=9”。7必4FPI,-1.73 x 10-1 _ r,.1 21.1 N 6主汇 L：A，：L一一23N-1n.,.IO a旦乙二年乙队1376oa 四川1v,.now.,.10I,*Ii w_.=_!_b量h=J.

39、67160 x10000 x,.i=-i%子子0.082.90 计算电抗标么值,Nud 刊阴阳啊，归算到基准值下S.,5.82:5 x，.x,i 子=2.90了0,167X.-=2.19 丽的t才算电抗 B 川”ii仪vl:,所以，查短路电流计算曲线得I,=0.474,/0_;,=11,=0.486，此时有名值为=4.452:点4t=4.342:阳，I，则电压损失利残压分别为：d蜘x,tsin 。协卦。6 I.叫介刊千8%x兰；86.84%呈70Y.N啃W-热、动稳、校验：Q.=U9.74(kA)2 SJ,;101(kA)2 SJ 匀门.67kAs:25.5kA 可见，电压损失、残压、热动稳均

40、满足要求，所以电抗器XKGKL-10-400-8型。5.9高压烙断器的选择熔断器是最简单的保护电器，它用来保护电器设备免受过裁和短路电流的损害，保护电压互感器的高压烙断器只须与开断能力两项进行选择。u 主u(1)额定电压选择：(2）额、定电流选择：熔断器的额定电流选择，包括炜管和熔体的额定电流的选择。为了保证熔断器器先不致损坏，高压熔断器的烙管额定电流应大于、等于烙你的额定电流，flll:l,1 2:IN饥为了防止烙体在通过变压器励磁涌流和保护范回以外的短路用电动机自启动等冲击电流时误动作，保护35kV及经下电力变压器的高压俗断器，其熔体的额定电流可按下式选择：I=Kl K为可靠系数，不计电动

41、机自启动时K=1.11.3,I，.为变压器回路最大工作电流。(3）熔断器开断电流校验：INft二主INfs取K=1.2,35kV侧：供II类负荷的出线回路：I=Kl=l.2x83.74=100.488A I=1.2 x 38.22=45.864 A 供III类负荷的出线回路：lOkV侧：I=Kl=l.2xl66.05=199.26A 表5四17熔断器如下表所示Riil系列Ri13系列电压等级负荷出线额定电压kV额定电流kA额定电压kV额定电流kA供II类负荷的出35kV侧线供Ill类负荷的出线lOkV侧lOkV侧6配电装置35 200 35 100 10 200 自己电装置是发电厂和变电所的重

42、要组成部分。它是根据主接线傲的连接方式，由开关电器、保护和测量电器、母线和必要的辅助设备连接而成，用来接受和分自己电能的装置。自己电装置按电器装设地点的不同，可分为屋内和屋外自己电装置。(1）屋 内自己电装置的特点是：由于允许安全净距小和可以分层布置而使占地丽积较小；维修、巡视和操作在室内进行，不受气候影响：外界空气的污染对电器的影响较小，因此可以减少维护工作量。同时，由于污染小，还可延长设备的使用寿命。房屋建设肘，需要征用大量的土地，投资较大。(2）屋外自己电装置的特点是：土建工作量和费用较小，建设用期短；扩建方便：相邻设备之间距离较大，便于带电作业；占地丽积大：受外界环榄影响，设备运行条件

43、较差，须加强绝缘；不良气候对设备维修和操作有影响。(3）自己电装置的型式选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地结lj宜，节约用地，并结合运行及检修要求，通过技术经济比较确定。一般情况下，在大中型发电厂中，35kV及以下的配电装置直采用屋内式：llOkV及以上多为屋外式。当在污秽地区或市区建llOkV屋内和屋外自己电装置的造价相近肘，宜采用屋内式。因此本厂配电装置采用屋内配电装置。(4）自己电装置应满足以下基本要求：自己电装置的设讨必须贯彻执行国家基本建设方针和技术经济政策，声日节约土地。保证运行可靠。按照系统和自然条件合理选择设备，在布置上力求整齐，清晰，保证具有足够的安全距离。便于检

44、修，巡视和操作。在保证安全的前提下，布置紧凑，力争节约材料和降低造价。安装和扩建方便。6.1屋内配电装置屋内自己电装置的结构型式与电气设备的类型和主接线的形式，出线回路数多少及有无电抗器等因素有着密切的关系。同时还与施工，检修，运行经验，生活习惯等因素有关。(1）布置方式的确定：发电厂6-lOkV屋内自己电装置的布置方式一般分为三层、二层及单层式，综合考虑施工的复杂程度投资，选择二层式，将断路器和电抗器布置在底层。(2）母线及隔离开关的布置母线装在配电装置的上部，考虑到母线电压6kV，短路电流大，选用垂直式，母线相间距离为700-800，两组每线以垂直的隔墙分开。隔离开关通常设在母线的下方，为

45、防止带负荷误动作引起电弧，而造成母线短路，母线与母线隔离开关之间宜装设耐火隔饭。(3）断路器及躁动机构布置断路器通常设在单独小室内，布置在两侧有隔墙的间隔内即可，可和互J感器同放一室。躁动机构为电磁型设在操作通道内，由于其重量大，所以落地装在混基础上。(4）配电装置通道和出口的布置通道均设有开关装置，则维护通道1.Om；操作机构为固定式，贝lj操作通道2.0 m：防爆通边1.2m;配电装置室长度大于7m，两端均设置出口；由于电缆出线较多，为方便敷设和维护，宜采用电缆隧高1.Sm以上，两侧设数层电缆支架，在充分考虑防雨雪，风沙及污秽等条件下，开窗采光及通风，还应装事ii次通风设备。7防雷部分设计

46、7.1概述在电力系统中除了内部过电压影响系统的供电可靠性，还有大气过电压，就是所说的雷击过电压。雷击过电压会使电气设备发生损坏，造成停电事故。为保证电力系统的正常安全可靠运行，必须做好电力系统的大气过电压保护。7.2蓄电过电压的形成与危害（！）直击雷：雷电直接对电气设备或建筑物进行放电，称为直接雷击或直击雷。直击霄过电压又引起数万安的强大蓄电流通过被击物体而入地，产生破坏性很大的热效应和机械效应，击坏设备，引起火灾，甚至造成人身伤亡。(2）感应篱：雷电落在电气设备附近或雷动在电气设备上方移动时，通过无暇感应或电磁感应在电气设备上呈现出数万乃至数千万伏的感应过电压，称作感应霄或间接雷击。(3）入

47、侵雷：当输电线路上遭受直接雷或感应雷产生的雷电波侵入发电厂或变电所，产生过电压击坏电气设备，称为蓄电波入侵或入侵霄，由于蓄电波侵入造成的ri害事故占全部ri窑察ii设的一半以上，因此需采取特别措施。7.3电气设备的防篱保护防止雷电对设备的造成过电压，从被保护物体上方引导雷电通过，并安全：l纽入大地，防止蓄电直击，减小在其保护范围内的电器设备（架空输电线路及通电设备和建筑物遭受直击蓄的概率。因为电气设备的结构和工作性质的不同，所采取的措施也不同。（！）发电厂和变电所的防窗保护发电厂和变电所电气设备对直击需的防护主要采用避雷针：对入侵富的防护采用进线保护和避雷保护的综合措施，llP用进线保护限制蓄

48、电流的，11币值和陡度，用避篱器限制蓄电过电压的同值。(2）架空输电线路的防窗保护电线路采用装设避雷线的方法防止线路遭受直击雷引起跳闸次数，可采用系统中性点经消弧线圈接地工作方式，为避免雷击跳闸造成供电中断，可采用自动重合闸装置。(3）配电网的防窗保护除了对配电变压器高低j玉侧以及柱上断路器必须装设避雷器或放电间隙保护外，对配电线路本身主要应适当提高其绝缘水平，应广泛采用亟合闷，以减少断线和停电察故。发电厂是电力系统的心脏，万一发生损坏设备的蔡故，往往会带来严重的后果，造成重大的损失。设讨中重点对发电机、变压器组、线路的防雷保护进行配置。(4）直配旋转电机的防窗保护完善进线保护的同时，还应采用

49、性能良好的问型避篱器或金属氧化物谜雷器，来保护电机的主绝缘，同时还应考虑装设电容器和中性点遮遮雷器，以保护臣间绝缘和中性点绝缘。7.4避雷针的选择(I）避rJ!r针的配置原则独立式避雷针宣装设独立的接地装置。在非高土壤电阻率地区，其工频、接地电也R.!.IOQ。当有困难时，可将该接地装置与主接地网连接，但i盛窗针与主接地网的地下连接点沿接地线的长度不得小子15m。立式避雷针与变配电装置在空气中的问Re叫:20.2R;+0.I h且叫呈5 rn：独立式避窗针的接地装置与变自己电所主接地网在地中距离d1:2 0.3R，且di注3.111，式中R;为冲击接地电沮。(2）避需针的保护范围针的保护范围如

50、图7寸，高度为hx的水平面上，其保护半径G可按下式剖算：h n J-当（2时，rx 吉(h-hA.)P h n r-当，.，（、Z时，rx宝(LS/J-2!Jx)P 式中：h为避雷针高度（m);hx为被保护物体的高度（m);P为高度影响系数（h s;3Qn1时，p=l;p产30 cdu,雪o.s 40.25 军32.2 kV，满足要求。(4）工频、放电电压校验：下限值：u 尤U=340.25/.J3=69.72 I -kV 型号额定电玉(kV)表7-2避雷器参数灭弧电压工频放电电压有效冲击放电电峰有效值值（kV)值(kV)不小于不大于(1.5/20ps)8/20s冲击残压不大于(kV)FCZ-