《電氣設備》課程設計2

《電氣設備及運行維護》課程設計2

一、課程設計題目

變壓器接地保護裝置的展開圖與安裝接線圖設計。

二、設計任務

據附圖所示有關變壓器接地保護裝置原理接線圖的資料，并查閱其它相關信息，畫出其相應的展開圖、安裝接線圖（包括屏面布置圖、端子排圖、屏背面接線圖）。

三、設計成果

1.說明書一份；

2.將展開圖、安裝接線圖（包括屏面布置圖、端子排圖、屏背面接線圖）可以畫在一張3#圖紙上。

四、設計步驟

1.熟悉保護原理圖，繪制展開式原理接線圖，并進行正確的回路編號。根據回路編號原則，分別對直流及交流回路進行編號。在編號過程中，并不需要對二次回路展開圖中的每一個結點都進行編號，而只對引至端子排上的回路加以編號即可。

2.設計屏面布置圖①確定屏的形式例如：控制屏可采用直立屏，屏高2360mm，深550mm，寬有600mm、800mm兩種。注意應根據所需布置的設備的數量多少來選擇相應的屏寬。②確定布置在屏面上的設備

例如：變壓器控制屏設計時，應確定全部屏面上布置設備的種類，并按照相關規(guī)定確定其布置位置。同時依據控制屏設計的要求按一定比例畫出。

3.設計端子排

①確定端子排圖布置位置

例如：設計控制屏端子排，先應考慮該端子排放在屏后的左側還是右側，若屏內僅有一個安裝單位，放在哪一側均可。若屏內有數個安裝單位，那么根據屏面布置圖，設備靠何側，端子排也應設置在那一側。

②確定需經過端子排的回路編號及需經端子排轉接的回路。

根據展開式原理圖，將圖中設備記清，哪些放在屏上，然后把屏內設備連接的編號一一記錄下來。

③根據端子排設計原則畫控制屏端子排圖。

4.設計屏背面接線圖

①據屏面布置圖，按在屏上的實際安裝位置把各設備的背視圖畫出來。②將端子排圖畫在屏背接線圖的兩側。左側端子排圖仍畫在左側，反之亦然。③運用“相對編號法”給屏內設備之間和屏內設備到端子排間的連線進行編號。注意兩個屏之間的相互關系。

附圖：

擴展閱讀：電氣設備課程設計

電氣設備課程設計

題目電氣設備課程設計辦學學院校外學習中心

專業(yè)電氣工程及其自動化

年級指導教師學生姓名學號

201*年03月03日

題目：電氣設備課程設計

學生：**指導教師：曾仲凡

摘要

發(fā)電廠是電力系統的重要組成部分，也直接影響整個電力系統的安全與運行。在發(fā)電廠中，一次接線和二次接線都是其電氣部分的重要組成部分。

在本設計中，主要針對了一次接線的設計。從主接線方案的確定到廠用電的設計，從短路電流的計算到電氣設備的選擇都作了詳盡的闡述。二次接線則以發(fā)電機的繼電保護的設計為專題，對繼電保護的整定計算做了深入細致的介紹。

設計中，綜合考慮了經濟性、可靠性等多方面因素，在確�？煽啃缘那疤嵯�，力爭經濟性。設計說明書中所采用的屬于、符號也都完全遵循了現行電力工業(yè)標準中所規(guī)定的術語和符號。

課程設計任務書

一、原始資料：

1、發(fā)電廠類型：**水電站2、發(fā)電機組（變壓器）臺數與容量：365MW3、設計年利用小時數4492小時

4、電力負荷：

（1）、低壓負荷：廠用電率0.45%，待建電站鄰近7km處有一已建電站，可做備用廠用電源。

（2）、高壓負荷：220kV電壓級，出線1回，為I級負荷，最大輸送容195MW，cos=0.85；4、設計電廠（變電所）接入電力系統情況：

（1）、待設計發(fā)電廠接入系統電壓等級為220kV，距系統220kV發(fā)電廠7km；出線回路數為1回；5、環(huán)境條件：

海拔<2500m；本地區(qū)污穢等級2級；地震裂度<7級；最高氣溫36°C；最低溫度8°C；年平均溫度12°C；最熱月平均地下溫度20°C；年平均雷暴日T=56日/年；其他條件不限。二、設計內容：參照設計指示書。

課程設計正文目錄

前言---------------------------------------------5第一章發(fā)電廠電氣主接線設計---------------------6第一節(jié)主接線的方案概述---------------------6第二節(jié)初步擬定供選擇的主接線方案-----------9第三節(jié)主接線的方案的技術經濟比較----------10第四節(jié)廠用電源接線及壩區(qū)供電方式----------12第二章短路電流計算----------------------------14第一節(jié)短路電流計算概述--------------------14第二節(jié)短路電流計算------------------------15第三章導體、電器設備選擇及校驗----------------23第一節(jié)導體、設備選擇概述------------------24第二節(jié)導體的選擇與校驗-------------------24第三節(jié)電器設備的選擇與校驗---------------27第四節(jié)導體和電氣設備的選擇成果表---------35第四章發(fā)電廠（升壓站）配電裝置設計-------------37第一節(jié)配電裝置類型及特點-----------------37第二節(jié)配電裝置的設計----------------------38第五章繼電保護、自動裝置、測量表計及同期系統的配

置規(guī)劃----------------------------------39

第六章過電壓保護和接地------------------------48參考文獻----------------------------------------50

前言

一、本課程設計的目的與要求：

本課程設計是電氣工程及其自動化專業(yè)學生在完成本專業(yè)教學計劃的全部課程教學、生產實習、畢業(yè)實習的基礎上，進一步培養(yǎng)學生綜合運用所學理論知識與技能，解決實際問題能力的一個重要環(huán)節(jié)。通過課程設計，使學生理論聯系實際，系統、全面的掌握所學知識，培養(yǎng)學生分析問題的能力、工程計算的能力和獨立工作的能力。使學生樹立工程觀點、社會主義市場經濟觀點，初步掌握發(fā)電廠（變電所）電氣部分的設計方法，并在計算、分析和解決工程問題的能力方面得到訓練，為今后從事電力系統有關設計、運行、科研等工作奠定必要的理論基礎。二、設計內容：

1、電氣主接線的設計；2、短路電流計算；3、電器選擇；

4、高壓配電裝置的布置與電廠電氣設施的總平面布置設計；5、繼電保護裝備、自動裝置與測量表計配置設計；6、同期方式設計；7、避雷器的選擇和設計；三、設計成品：

1、說明書，包含總論、主接線選擇、短路電流計算、電器設備選擇、高壓配電裝置設計、繼電保護自動裝置配置、同期方式、防雷保護等；2、圖紙，包括：電氣主接線圖、全廠繼電保護自動裝置測量表計圖、

高壓配電裝置平面圖和斷面圖、發(fā)電廠的全廠手動準同期接線圖。四、原始資料：

1、發(fā)電廠（變電所）類型：**水電站2、發(fā)電機組（變壓器）臺數與容量：365MW3、電力負荷：

（1）、低壓負荷：廠用電率0.45%，待建電站鄰近7km處有一已建電站，可做備用廠用電源。

（2）、高壓負荷：220kV電壓級，出線1回，為I級負荷，最大輸送容195MW，cos=0.85；4、設計電廠（變電所）接入電力系統情況：

（1）、待設計發(fā)電廠接入系統電壓等級為220kV，距系統220kV發(fā)電廠7km；出線回路數為1回；

（2）、電力系統的總裝機容量為47000MVA、歸算后的電抗標幺值為0.3，基準容量Sj=100MVA；5、環(huán)境條件：

海拔<2500m；本地區(qū)污穢等級2級；地震裂度<7級；最高氣溫36°C；最低溫度8°C；年平均溫度12°C；最熱月平均地下溫度20°C；年平均雷暴日T=56日/年；其他條件不限。

第一章發(fā)電廠電氣主接線設計

1-1主接線的方案概述

簡述：電氣主接線代表了發(fā)電廠或變電站電氣部分主體結構，是電力系統網絡結構的重要組成部分，其直接影響發(fā)電廠或變電站運行的可靠性、靈活性并對電器選擇、配電裝置布置、繼電保護、自動裝置和控制方式的擬訂有決定性的關系。

對電氣主接線的基本要求包括可靠性、靈活性和經濟性三個方面，本次設計根據《水電站機電設計手冊》、《電力工程設計手冊》以及相關參考書目的規(guī)定，結合設計任務的要求擬訂2-3個可行的主接線方案，進行技術和經濟比較，得出最佳接線方案。

本次設計所給皂角灣水電廠原始資料如下：

1、裝機臺數和容量為：365MW取額定電壓UN=13.8kV2、機組年利用小時數；T=4492小時

3、氣象條件；海拔<2500m；本地區(qū)污穢等級2級；地震裂度<7級；最高氣溫36°C；最低溫度8°C；年平均溫度12°C；最熱月平均地下溫度20°C；年平均雷暴日T=56日/年；其他條件不限。

4、功率因數；cos=0.855、接入系統電壓等級；220KV6、220KV輸電距離7km；

7、接入系統容量和歸算后電抗；S=47038MVA，X*=0.3

一、對原始資料的分析：

本設計水電站為中、小型水力發(fā)電廠，其容量為365MW，年利用小時數為TMAX=4492小時。當電站建成投產后，其裝機容量將占系統總容量的

0.04%；說明該廠在未來電力系統中的作用和地位并非十分重要，從而該廠主接線設計的側重點應該在經濟性和靈活性。

本次設計的重點是：水電廠高低兩級電壓電氣主接線的擬訂和水電廠機端13.8KV電壓配電裝置、220KV高壓配電裝置、廠用電配電裝置等設備的選擇。難點是：對電廠整個電氣主接線的短路電流計算及各種電器的繼電保護配置。

二、發(fā)電機與主變壓器的接線形式的確定：

本次設計發(fā)電機的形式根據水電廠實際情況采用合適型號，因其單機容量為65MW，有廠用電分支，其機端電壓等級采用13.8KV。根據發(fā)電廠主變壓器確定原則：本次設計按以有擴建可能和機組臺數較多等因數考慮，發(fā)電廠主變臺數定為23臺，總容量應大于或等于電廠總裝機容量（>=195MVA）。采用13.8kV/220kV兩級電壓，三相雙繞組變壓器。

三、主接線方案初步擬訂：

在對設計原始資料分析的基礎上，結合對電力系統電氣主接線的可靠性、經濟性及靈活性等基本要求綜合考慮，在滿足技術、經濟政策的前提下，本次設計力爭使其成為技術先進，發(fā)電可靠、經濟合理的主接線方案。可靠發(fā)電是本設計水電廠應該考慮的首要問題，兼顧到經濟性和水電廠升壓站場地狹窄等問題，設計主接線應保證其豐期滿發(fā)，不積壓發(fā)電能力。主接線方案從以下幾個方面考慮：

1、線路、斷路器、主變或母線故障或檢修時，對機組的影響，對發(fā)電

機出力的影響。

2、本水電廠有無全廠停電的可能性。

3、主接線是否具有足夠的靈活性，能適應各種運行方式的變化，且在檢修事故狀態(tài)下操作方便，調度靈活，檢修安全等。

4、在滿足技術要求的前提下，盡可能考慮投資省、占地面積小，電能損失小和年運行費用少。

5、是否適宜于實現自動化和實現無人值守。

通過對原始資料的分析，現將各電壓等級可能的較佳方案列出，進而優(yōu)化組合，形成最佳可比方案。

1-2初步擬定供選擇的主接線方案

根據電站的裝機臺數和出線回路數及上述資料，擬定兩個電氣主接線方案進行比較：

1、接線方案：

方案Ⅰ：發(fā)電機變壓器采用擴大單元接線，通過一臺容量為1800MVA的主變壓器升壓至220kV，220kV側采用單母線接線。

方案Ⅱ：發(fā)電機變壓器采用單元接線，分別接容量為90MVA的主變壓器各一臺，220kV側母線采用單母線接線。

電氣主接線方案比較見圖：主接線方案比較圖。

1-3主接線的方案的技術經濟比較

電氣主接線方案的技術、經濟比較如下：一、技術比較（一）、方案Ⅰ：

發(fā)電機、變壓器采用擴大單元接線，220kV側采用單母線接線，其優(yōu)缺點如下：

1、優(yōu)點：

①接線簡單清晰，運行方便，只有兩臺主變壓器；②升壓站占地面積相對較小，布置方便；③220kV設備相對少、投資較少，維護費用低；④繼電保護比較簡單，維護工作量小。2、缺點：

①主變壓器或斷路器檢修或故障時，必須兩臺機組停機，對本站出力影響較大。

②運行靈活性、供電可靠性較方案Ⅱ略差。

③2B主變單位占地較大，不利于洞內安裝，散熱困難。（二）、方案Ⅱ：

發(fā)電機、變壓器采用發(fā)變組單元接線，220kV側母線采用單母線接線；其優(yōu)缺點如下：

1、優(yōu)點：

①接線簡單清晰、供電可靠性高；

②一臺主變故障或檢修只影響一臺發(fā)電機運行，仍有部分電能送出；③廠用電源分別從主變低壓側取得，提高了廠用電的可靠性。④后期擴建容易2、缺點：

①需設三臺主變，占地面積較大；②投資和年運行維護費相對較高。二、經濟比較

各方案經濟比較見表1-1

方案經濟比較表

表1-1

序號12345678

項目主變壓器(臺)13.8KV斷路器柜(臺)13.8KV互感器柜(臺)220kV斷路器設備（組）主要設備投資（萬元）主要設備投資差（萬元）年運行維護費（萬元）年運行維護費差（萬元）11

方案Ⅰ2583231033.020方案Ⅱ35942966540.74+7.91011主變年電能損失（萬kWh）主變年電能損失費（萬元）主變年電能損失費差（萬元）48.4812.12056.5314.13+2.01經過技術和經濟比較：方案I投資較低，方案Ⅱ投資較高；方案Ⅱ的接線簡單清晰、運行方便，供電的可靠性、靈活性比方案I略高；方案Ⅱ的供電可靠性、靈活性較高，但是占地面積大。方案I單體主變占地較大、主變散熱困難，擴建困難。根據該電站高壓側出線回路數少，高壓側接線應簡單、清晰、操作方便等特點，推薦采用方案Ⅱ為主接線方案，即：發(fā)電機變壓器單元接線，220kV側采用單母線接線。推薦發(fā)電機、變壓器組合接線方案見“電氣主接線圖”。

1-4發(fā)電機、主變及廠變的選擇

一、發(fā)電機的選擇及主要參數：

根據設計題目所給參數，查閱相關資料，本設計確定發(fā)電機形式如下：

發(fā)電機型號SF65-10/4250臺數3額定容量65MW額定電壓13.8KV額定功率因數0.85電抗標么值0.204

二、主變壓器的選擇及主要參數：

主變壓器型號：SSP9-90000/220；額定容量：90000KVA；

額定電壓比：242/13.8kV調壓形式：無載調壓

調壓范圍：(242±22.5%)/13.8kV接線組別：Yn,d11冷卻方式：強迫有循環(huán)水冷

三、廠變選擇：

根據題目要求，廠用電率為0.45%，即為P=1950.0045=0.8775MW，本廠無高壓電機之類負荷，廠用電電壓等級按0.4/0.22KV考慮。查閱相關資料，選取廠變型號及參數如下：

型號：SCB9-1000/13.8；額定容量：1000KVA；

額定電壓比：13.8/0.4kV調壓形式：無載調壓調壓范圍：(13.8±22.5%)/0.4kV

接線組別：Yn,d11

1-5廠用電源接線方式

為提高廠用電的可靠性，在廠房內設置三回廠用電源，一回通過一臺廠用變壓器接于13.8KVI段母線上，第二回通過一臺廠用變壓器接于13.8KVII段母線上，另一回電源取自7KM處已建成電站作為備用廠用電源。前兩回電源作為全廠低壓設備的主電源，后一回電源作為備用電源。在母線廊道I段、II段設置UR4高壓開關柜分別向11B、12B供電，洞外35KV開關

站設置35KV高壓開關向31B供電；低壓側設置400VHY3000型低壓開關。

本電站閘首距廠址25km，首部樞紐可靠性要求高，通過廠用13.8KV母線，通過一臺35kV升壓變及35kV線路供電，設上有九架棚電站為第一回備用電源，一臺柴油發(fā)電機為第二回備用電源。

第二章短路電流計算

2-1短路電流計算概述

一、短路電流計算的目的和意義

電力系統短路的危害：在發(fā)生短路時，由于電源供電回路的阻抗減小及突然短路時的暫態(tài)過程，使短路電流值大大增加，短路點的電弧有可能燒壞電器設備。另外，導線也會受到很大的電動力的沖擊，致使導體變形，甚至損壞。短路還會引起電網中電壓降低，使用戶的供電受到破壞。短路還會引起系統功率分布的變化，影響發(fā)電機輸出功率的變化。

電力系統短路的種類有：①三相短路；②兩相短路；③單相短路接地；④兩相短路接地。

計算短路電流的目的主要是為了選擇斷路器的電氣設備或對這些設備提出技術要求；評價并確定網絡方案；研究限制短路電流措施，為繼電保護設計與調試提供依據，分析計算送電線路對通訊設施的影響等。二、短路電流計算的基本假定和計算方法

①、本次設計短路電流計算只考慮三相短路為最嚴重的情況，只對三相短路進行計算。

②、各臺發(fā)電機均用次暫態(tài)電抗d″作為其等值電抗。③、正常工作時，三相系統對稱運行。④、所有電源的電動勢相位角相同

⑤、電力系統中所有電源都在額定負荷下運行。

⑥、電力系統中各元件的磁路不飽和，帶鐵芯的電氣設備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。

⑦、同步電機都具有自動調整勵磁裝置。短路發(fā)生在短路電流為最大值瞬間，而不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。

⑧、除計算短路電流的衰減時間常數和低壓網絡的短路電流外，元件的電阻都忽略不計。

⑨、元件的確計算參數均取其定額值，不考慮參數的誤差和調整范圍。⑩、輸電線路的電容忽略不計。本設計短路電流計算采用運算曲線法。三、短路點的選擇

因本設計水電廠電壓等級不多，接線簡單，220KV接線為單母線接線，13.8KV為單元接線，故在220KV（主變高壓側）及13,8KV（主變低壓側）母線各選取一點作為短路計算點。

2-2短路電流計算

在本設計中，短路電流計算只計算三相短路電流，短路電流計算時間為：0s；0.2s；和4s（∞）。一、短路電流計算的方法：

本次設計短路電流計算運用運算曲線法，采用電路元件的標幺值進行。二、短路電流計算電路圖：

計算電路圖如上圖所示，根據上圖，計算給出短路電流計算網絡圖，

如下：

元件參數如下表：

電氣元件發(fā)電機F1~F3主變壓器1B~3B線路系統參數365MWXd”=0.204Ω390MVAUd%=13.87km0.4Ω/km47058MVAX*=0.3圖中主要

備注1）、本設計取基準功率SB=100MVA，取電壓基準為Uj=Up（各段平均額定電壓），則系統各計算元件電抗如下表所示：

編號X1X3X6X11X12元件名稱發(fā)電機F1~3主變壓器1B線路系統標么值0.204100÷65=0.31390.105100÷90=0.153470.4100÷115=0.02120.3100÷40000=0.00072備注發(fā)電機F1~3視在功率S=P/cosф=76.47MVA

2）、短路電流計算電抗圖：

三、短路電流計算過程：1、計算d1點短路電流，網絡簡化變換和計算

過程如下：

X4=X1∥X2∥X3=0.1047X5=X11+X12=0.0219X6=X10+X4=0.1559（1）、計算電抗：Xjs5=X5=0.0219

Xjs6=X6*Se1-3/Sj=0.15593(65÷0.8)÷100=0.38

（2）、各電源供給的短路電流標么值查水輪機運算曲線得：發(fā)電機F13：

I*”=3.2I*0.2=2.64I*∞=2.85系統：

I*”=I*0.2=I*∞=1/X5=45.6221

由此，總的I*”=3.2+45.6621=48.8621；I*0.2=2.64+45.6621=48.3021；I*∞=2.85+45.6621=48.5121；

（3）、各電流換算至220KV的額定電流和基準電流為：Ij=Sj/(1.732220)=0.2625；Ie=(SeIj)/Sj；

對于發(fā)電機F13：Ie1-3=(Se1-3Ij)/Sj=0.3634KA；（4）、三相短路電流周期分量起始有效值：公式：I”=I*”Ie

對于發(fā)電機F13：I”=I*”Ie=3.20.3634=1.1629KA；I0.2=I*0.2Ie=2.640.3634=0.9594KA；I∞=I*∞Ie=2.850.3634=1.0357KA；對于系統：I”=I0.2=I∞=I*Ij=45.66210.2625=11.9863KA；小計：I”=1.1625+11.9863=13.1492KA；I0.2=0.9594+11.9863=12.9457KA；I∞=1.0357+11.9863=13.022KA；（5）、短路容量：

計算公式：S”=1.732I”Uj

對于發(fā)電機F13：S”=1.732I”Uj=443.1115MVA；S0.2=1.732I0.2Uj=365.5698MVA；S∞=1.732I∞Uj=394.6432MVA；對于系統：S”=S0.2=S∞=1.732I”Uj=4567.2598KVA；小計：S”z=5010.3713MVA；S0.2z=4932.8296MVA；S∞z=4961.9020MVA；

（6）、短路全電流最大有效值及沖擊值：

發(fā)電機F13：Ich=1.7676KA；ich=2.9654KA；系統：Ich=18.2192KA；ich=30.5651KA；小計：Ichz=19.9868KA；

20

ichz=33.5305KA；

2、計算d2點短路電流，網絡簡化變換和計算過程如下：

Xb=X12+X11=0.219Xa=Xc=X1+X7=0.4673X4=Xa//Xb//Xc+X8=0.0201；（1）、計算電抗：Xjs4=X4=0.0201；

Xjs2=(X2Sρ2）/Sj=（0.313965÷0.85）/100=0.2401；（2）、各電源供給的短路電流標么值查水輪機運算曲線得：

發(fā)電機F13：

I*”=4.4I*0.2=3.3I*∞=3.25系統S：

I*”=I*0.2=I*∞=1/X4=49.7513；

（3）、各電流換算至13.8KV的額定電流和基準電流為：Ij=Sj/(1.73210.5)=4.1839；Ie=(SeIj)/Sj；

對于發(fā)電機F13：Ie1-3=(Se1-3Ij)/Sj=3.1995KA；

其計算步驟同前，計算結果見下表：《發(fā)電廠短路電流計算成果表》。

第三章導體、電器設備選擇及校驗

參考《電力工程設計手冊》、《水電站機電設計手冊》、的有關要求和方法，根據《導體和電器選擇設計技術規(guī)定》進行導體和電器選擇。查《電力工程設備手冊》得出設備數據。

3-1導體、設備選擇概述

一、導體、電器選擇在發(fā)電廠和發(fā)電廠電氣設計中的地位和作用：電氣裝置中的載流導體和電氣設備，在正常運行和短路狀態(tài)時都必須安全可靠的運行，為了保證電氣裝置的可靠性和經濟性，必須正確地選擇電氣設備和載流導體。

二、本次設計中選擇的導體、電器：

根據第一章中主接線的設計方案，本次設計中要進行選擇的導體和電器主要是：

1、線路、引線及匯流母線的選擇；2、絕緣子、穿墻套管的選擇；3、斷路器、隔離開關的選擇；4、電流、電壓互感器及其熔斷器；5、阻波器、耦合電容器的選擇；6、其他電器的選擇；

3-2導體的選擇與校驗

一、連接導體的選擇：

1、發(fā)電機-變壓器導體選擇：

導體截面可按長期發(fā)熱允許電流或經濟電流密度選擇，一般按長期發(fā)熱允許電流選擇，對于年負荷利用小時數較大，傳輸容量較大，長度在20米以上的導體，其截面一般按經濟電流密度選擇。

根據以上原則，本次設計因10KV側無匯流母線，僅對發(fā)電機出口開關柜至主變之間的導體進行選擇。按長期允許發(fā)熱電流選擇：

1）、發(fā)電機F1～F3至變壓器之間導體選用單條矩形鋁導體，其中截面按公式Imax≤kIal確定：

Imax765004206.5325310.5Kal-70201.05

al-07025

計算得：Ial≥4006.224

查表選擇得導體截面為：單條250（mm）豎放。①、熱穩(wěn)定校驗：

2

運用簡化公式進行校驗。公式中取短路電流持續(xù)時間

tdz=0.25s，取70℃時熱穩(wěn)定系數C=87；Smin為滿足熱穩(wěn)定的最小允許截

面積，查短路計算結果：I∞49.7513則：

Smin49.75130.25285.926987=

滿足熱穩(wěn)定要求。②、動穩(wěn)定校驗：根據動穩(wěn)定校驗條件：σσ

max

max

=σy

作用在母線上的最大計算應力

6

σy－母線材料的允許應力。取σy=7010（Pa）

對于單條矩形母線：

其中：支持絕緣子間的跨距L=1.2；

截面系數w=bh/6=1.67104；沖擊電流ich=26.108KA；2

母線相間距離α=0.75m；振動系數β≈1；

則有：

max1.732ich2L2aw1081.3518105

σ

max

查短路計算結果：I∞7.515KA則：

Smin=152mm2>150mm2；

不能滿足熱穩(wěn)定要求，為此，選用LGJQ-185導線能滿足設計要求。二、母線的選擇：

與變壓器-母線連接線引線選擇步驟相同，本設計220KV母線選擇型號為ZF16-252/Y的GIS成套設備自帶母線。三、線路導體選擇：

與變壓器-母線連接線引線選擇步驟相同，本設計220KV母線選擇型號為LGJQ-185的鋼芯鋁絞線，其熱穩(wěn)定、電暈的校驗均能滿足要求。

3-3電器設備的選擇與校驗

一、斷路器及操作機構的選擇：

斷路器的作用是正常運行時，用它來倒換運行方式，把設備或線路接入或退出運行，起著控制作用；當設備或線路發(fā)生故障時，能快速切除故障回路，保證無故障部分正常運行，起保護作用。斷路器的形式有多油、少油、真空、六氟化硫等。

斷路器型式選用的原則是：除需滿足各項技術條件和環(huán)境條件外，還應考慮便于安裝和運行維護，并經經濟比較后確定。

1、220KV斷路器的選擇：（包括主變高壓側斷路器及線路斷路器）220KV母線上變壓器開關通過的最大持續(xù)工作電流為：214.7A；

=

220KV線路開關通過的最大持續(xù)工作電流為：214.7A；220KV母線發(fā)生三相短路，即d1點短路時的短路參數如下：S′=5010.3713MVAI′=13.1492KAI∞13.022KAich=33.5304KAIch=19.9868KA

查閱相關資料，試選斷路器型號為：TGFM-15，其主要參數為：

型號TGFM-15額定電壓(KV)252額定電流(A)2500額定開斷電流(KA)50額定關合電流(KA)125熱穩(wěn)定電流(KA)31動穩(wěn)定電流(KA)63=

斷路器及隔離開關校驗標準：

①、最大持續(xù)工作電流小于額定電流。

②、斷路器t秒的開斷容量小于或等于斷路器額定開斷容量。

③、動穩(wěn)定校驗。ich≤imax。imax極限峰值。

④、熱穩(wěn)定校驗。Itdz2

①、F1～F3發(fā)電機出口側斷路器選擇：

試選13.8KV斷路器型號為：150VCP-WRG50其技術參數為：

型號150VCP-WRG50額定電壓(KV)15額定電流(A)4000額定開斷電流(KA)40額定關合電流(KA)125熱穩(wěn)定電流(KA)40動穩(wěn)定電流(KA)125根據校驗條件和斷路器參數校驗：

Igmax

二、隔離開關的選擇：

1、隔離開關的作用有；①、隔離電壓；②、倒閘操作；③、分、合小電流。隔離開關的形式較多；有屋內式、屋外式、單柱式、雙柱式、三柱式等。其選用原則是除需滿足各項技術條件和環(huán)境條件外，還應考慮便于安裝和運行維護，并經經濟比較后確定。2、選擇與校驗：

隔離開關一般與斷路器配套使用，其選擇用的最大持續(xù)工作電流可以參照斷路器選擇時的最大持續(xù)工作電流。①、220KV隔離開關選擇：

按d1點短路條件試選：ZF16-252/Y用于220KV出線側）。其技術參數為：

型號ZF16-252/Y額定電壓(KV)252額定電流（A）2500熱穩(wěn)定電流(KA)30動穩(wěn)定電流(KA)70根據校驗條件和斷路器參數校驗：

Igmax

I∞tdzI∞tdz在13.8KV母線上裝設一組（三相五柱式）Y/Y/△接線電壓互感器供保護、同期、測量用②、電流互感器配置：

發(fā)電機F1～F3出口側裝設6組電流互感器，按三相式配置，每組為雙繞組，分別用于發(fā)電機差動，發(fā)電機機房測量儀表，發(fā)電機過流保護和發(fā)電機自動調節(jié)勵磁用。

主變高壓側；配置2組電流互感器，按三相配置，每組為雙繞組，分別用于測量、電流保護和主變差動保護。

主變中性點：設一只電流互感器，用作變壓器中性點零序電流保護。220KV出線側配置3組電流互感器（三相雙繞組）分別用于測量、計量電流保護或距離保護。

電壓、電流互感器的配置情況，詳見電氣主接線圖。2、電壓互感器的選擇：

①、110KV母線電壓互感器選擇：

根據使用條件，查《發(fā)電廠電氣部分》附表4，P228選擇220KV母線電壓互感器的型號為：JDQXF3-220其技術參數如下表：

型號JDQXF3-220額定電壓(KV)原繞組副繞組輔助繞組2203

②、發(fā)電機出口13.8KV電壓互感器選擇：

發(fā)電機出口處電壓互感器配置有2組，分別用于自動調節(jié)、勵磁、測

量、保護、測速用，選用JDZX11-15型其技術參數如下表：

型號JDZX11-15額定電壓(KV)原繞組15副繞組輔助繞組

③、13.8KV母線電壓互感器選擇：

型號JDZX11-15額定電壓(KV)原繞組15副繞組輔助繞組

3、電流互感器選擇：

根據使用條件，查《發(fā)電廠電氣部分》教材選擇電流互感器。①、220KV出線側電流互感器：最大負荷電流：

Imax=365/(1.732220)=511.7573(A)；

選擇互感器型號為：LRB-220900/5A；②、220KV主變側電流互感器：最大負荷電流：

Imax=90000/(1.732220)=236.1957(A)；

選擇互感器型號為：LRB-220300/5A；③、13.8KV側電流互感器：a、發(fā)電機出口側最大負荷電流：

Imax=65/(1.73213.8)=2719.5(A)；

選擇互感器型號為：LZZB8-204000/5A；b、13.8KV母線側最大負荷電流：

Imax=65/(1.73213.8）=2719.5(A)；

選擇互感器型號為：LZZB8-204000/5A；c、廠用變高壓側最大負荷電流：

Imax=1/(1.73213.8)=41.9(A)；

選擇互感器型號為：LZZB9-24/220b/4100/5A；④、主變中性點電流互感器：

其一次額定電流按大于變壓器允許的不平衡電流選擇，一般情況下，可按變壓器額定電流的1/3選擇。

Ied=90000/(1.732220)=236.1957(A)；I=236.1957÷3=78.7319(A)；

選擇互感器型號為：LCW-12100/5A；

五、高壓熔斷器的選擇：

根據有關規(guī)程規(guī)定，220KV母線電壓互感器和避雷器組，不用熔斷器，而只用隔離開關開斷。對于13.8KV電壓互感器保護用熔斷器，只需按照額定電壓和開斷容量來選擇。通過查《發(fā)電廠電氣部分》附表十：13.8KV電壓互感器選用RTB-RC/13.8型限流式熔斷器，其技術參數如下：

型號RTB-RC/13.8額定電壓（KV）13.8額定電流（A）0.5開斷容量（MVA）200最大切斷電流（KA）50六、阻波器耦合電容器的選擇：

查閱相關資料，220kV阻波器、電容器型號如下：阻波器：ZXK-630-2.2/16-B4630A；耦合電容器：OWF220/-0.01H0.01亨；

3-4導體和電氣設備的選擇成果表

一、導體選擇成果表：

導體名稱發(fā)電機-變壓器導體廠用電高壓側導體110KV變壓器連接體110KV母線110KV線路導體型號12510YJV-10-350電纜ZF16-252/YZF16-252/YLGJQ-185安裝位置發(fā)電機出口廠變高壓側主變高壓側220KV母線220KV線路

二、電器設備選擇成果表：

1、斷路器，隔離開關選擇成果表：

型號TGFM-15150VCP-WRG50150VCP-W50WZF16-252/YGN19-13.8/1000-31.5額定電壓（KV）252151525213.8額定電流（A）25004000125025001000額定開斷電流（KA）504040額定關合電流（KA）125125125熱穩(wěn)定電流（KA）3140403031.5(10s)動穩(wěn)定電流（KA）6312512570752、電流、電壓互感器選擇成果表（1）電流互感器選擇一覽表

安裝地點

型號額定電(A)35

次級組合220KV220KVF1F313.8KV母線側廠變高壓側主變中性點LRB-220LRB-220LZZB8-20LZZB8-20LZZB9-24/220b/4LCW-12900/5300/54000/54000/5100/5100/50.2/0.50.2/0.50.2/0.50.2/0.50.2/0.50.2/0.5

（2）電壓互感器選擇一覽表

額定電壓(KV)安裝地點型號原繞組副繞組輔助繞組220KV母線發(fā)電機出口JDQXF3-220JDZX11-152203151513.8KV母線側JDJZ-10

3、熔斷器的選擇成果表

型號RJB-RC/13.8額定電壓（KV）13.8額定電流（A）0.5開斷容量（MVA）200最大切斷電流（KA）50

4、絕緣子、穿墻套管的選擇成果表

安裝地點高壓室屋內屋外110KV母線型號CMWD2-20ZC-10ZCP-35XP-7數量3額定電壓（KV）201*35110片數9

5、阻波器、耦合電容器的選擇成果表

安裝地點220KV出線220KV出線型號ZXK-630-2.2/16-B4OWF220/-0.01H數量220/額定電壓（KV）201*額定電流/電容630A0.01亨

第四章發(fā)電廠（升壓站）配電裝置設計

根據電氣主接線和《高壓配電裝置設計技術規(guī)程》進行配電裝置設計，確定配電裝置的總體平面布置，斷面結構，屋內，屋外配電裝置，校驗安全距離。

4-1配電裝置類型及特點

配電裝置是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分。它是根據主接線的連接方式，由開關電器、保護和測量電器、母線和必要的輔助設備組建而成，用來接受和分配電能的裝置。

配電裝置按電器裝設地點不同分為戶內和戶外配電裝置，按組裝方

式，可分為裝配式和成套式，屋外配電裝置可分為中型、半高型和高型。配電裝置的特點按其形式不同而不同：

屋內配電裝置的特點：①、由于允許安全凈距小和可以分層布置而使占地面積較��；②、維修、巡視和操作在室內進行，不受氣候影響；③、外界污穢空氣對電器影響小，可減少維護工作量；④、房屋建筑投資較大。屋外配電裝置的特點：①、土建工作量和費用較少建設周期短；擴建比較方便；②相鄰設備之間距離大，便于帶電作業(yè)；③、占地面積較大；④、受外界環(huán)境影響，設備運行條件差，須加強絕緣；⑤、不良氣候對設備維修和操作有影響。成套配電裝置的特點：①、電器布置在封閉或半封閉的金屬外殼中，相間和對地距離可以縮小，結構緊湊，占地面積��；②、所有電器元件已在工廠組裝成一體，大大減少現場安裝工作量，有利于縮短建設周期，也便于擴建和搬遷；③、運行可靠性高，維護方便；④耗用鋼材較多，造價較高。

4-2配電裝置的設計

一、本次設計的要求：

本次設計根據主接線設計導體選擇及電器設計選擇的結果，13.8KV配電裝置選擇屋內式成套配電裝置，對于220KV配電裝置則采用屋外式中型布置。根據主接線和相關規(guī)程規(guī)定，針對13.8KV配電裝置采用屋內式成套配電裝置是由于其13.8KV設備較少和屋內式布置的特點確定的。二、配電裝置設計的步驟和原則：

本設計13.8KV配電裝置采用屋內成套配電裝置，13.8KV高壓室與水電廠主廠房、付廠房控制室等一起配套建成，開關柜型式采用目前較先進的UR4系列。13.8KV廠用變也可以考慮安裝在室內。400V廠用電屏也采用成套配電裝置，選用8面PSM型固定式低壓開關柜，向全廠廠用負荷供電。

對于220KV配電裝置，采用室內GIS中型布置，按主接線型式，不考慮升壓站地形起伏。三、配電裝置布置：

1、配電裝置的最小安全距離按以下表格進行校驗。

屋內配電裝置的安全凈距（mm）

符號適用范圍1、帶電部分與接地部分之間；2、網狀或板狀遮欄向上延伸2.3m處；與遮欄上方帶電部分之間1、不同帶電部分之間；2、斷路器和隔離開關的斷口兩側帶電部分之間；1、柵狀遮欄與帶電部分之間；2、交叉的不同時停電檢修的無遮欄帶電部分之間；網狀遮欄與帶電部分之間；無遮欄裸導體至地面之間；平行的不同時停電的裸導體之間；通向屋外的穿墻導管至屋外通道的路面；額定電壓(KV)10125220J850備注A1A2B1B2CDE1258752252425192540009001600950315026505000“J”是指中性點直接接地系統第五章繼電保護、自動裝置、測量表計

及同期系統的配置規(guī)劃

一、繼電保護配置：

**水電站的繼電保護配置根據現行的規(guī)程規(guī)范要求，保護裝置選用微機型，結合本電站的實際情況，各主要電氣設備設置如下（但不限于）保護：

（一）發(fā)電機：

發(fā)電機保護、定值及動作后果

保護名稱PT變比CT變比定值種類制動系數Kz啟動電流Iq拐點電流Ig負序電壓U2速斷倍數Is解除TA斷線功能差流倍數Ict額定電流Ie過流定值低電壓定值4000/5A動作延時t1動作延時t2電流記憶延時t0動作電壓Ug--動作時間t系統低電壓Uh1機端低電壓Ug1阻抗圓圓心-Xc阻抗圓半徑Xr轉子低電壓初始動作值Vfd1轉子低電壓4000/5A特性曲線系數Kfd反映功率Pt過功率Pg定值0.41.16A2.33A10V6倍0.1倍（不投該功能）3.88A4.90A70V2.0s2.5s3s130V0.3s不投該判據80V-8.286.3763V待定動作后果發(fā)電機差動--4000/5A跳出口開關、滅磁開關、停機。低壓記憶過流13800/100過電壓13800/100t1時限：跳主變高壓側開關；t2時限：跳出口開關、滅磁開關、停機。跳出口開關、滅磁開關。失磁13800/100t1=t2時限：跳出口開關；t4時限：跳出口開關。定子接地

13800/100--待定294.02Wt1=t2=1s，動作時間t1～t5t4=0.5s，t3及t5不投基波電壓3U0g8V40

跳出口開關、滅定時限定子過負荷--反時限定子過負荷--負序過流發(fā)電機軸電流保護名稱勵磁變過流勵磁變限時速斷轉子一點接地勵磁變溫度升高勵磁變溫度過高--PT變比----------基波判據延時t動作電流4000/5A延時時間下限啟動電流Is下限長延時ts上限電流Iup4000/5A上限時間tup熱值系數K1散熱系數K2動作電流I2g14000/5A動作時間t11動作電流Izg動作時間tCT變比200/5A200/5A------定值種類動作電流Idz延時時間t動作電流Idz延時時間t動作阻抗Rg1保護動作時限動作溫度動作溫度5s4.29A6s4.46A300s15.15A0.4s41.51.012.33A5s0.3A2s定值1.75A0.5s6.04A0.1s10k6s130℃150℃磁開關、停機。信號。跳出口開關、滅磁開關、停機。跳出口開關、滅磁開關、停機。信號。動作后果跳出口開關、滅磁開關、停機。跳出口開關、滅磁開關、停機。信號。信號。跳出口開關、滅磁開關、停機。（二）主變壓器：

主變壓器保護、定值及動作后果

CT變比定值種類定值制動系數Kz0.5諧波制動比η0.14啟動電流Iq1.57A4000/5A300/5A拐點電流Ig2.36A201*/5A速斷倍速（Ie）6201*/5A解除TA斷線功能0.1倍（不差流倍數（Ie）投）額定電流Ie3.94A電流定值3I0g1待定100/5A動作時間t11.5s動作時間t21.5s電流定值3I0g1待定100/5A動作時間t12.0s動作時間t22.0s41

保護名稱動作后果主變差動跳高壓側開關、發(fā)電機出口開關及滅磁開關、廠變高壓側開關、近區(qū)開關、啟動失靈。零序過流Ⅰ段零序過流Ⅱ段t1時限：信號；t1時限：同“差動”后果t1時限：信號；t1時限：同“差動”后果高壓側復壓方向過流300/5A2201*0/100V100/5A間隙零序過流低壓側零序電壓高壓側開關啟動失靈300/5A動作電流Ig低電壓定值Ui負序電壓定值U2g動作時間t動作電流3I0jxg零序電壓3U0jxg動作時間t零序電壓3U0g動作時間t動作電流Ig零序動作電流3I0g動作時間t1動作時間t24.97A70V10V0.7s5A180V0.3s10V6s4.13A0.98A0.2s0.3s4.59A0.5s1.1～1.2m/s56kPa56kPa33kPa跳高壓側開關、啟動失靈。同“差動”后果。信號。t1時限：解除失靈保護的復壓閉鎖；t2時限：啟動220kV母線失靈保護，跳開母線上所有開關。啟動冷卻器。同“差動”后果。同“差動”后果。同“差動”后果。信號。信號。信號。信號。信號。主變通風重瓦斯壓力釋放冷卻器全停油溫度過高繞組溫度過高油溫度升高輕瓦斯高壓側TV斷線低壓側TV斷線300/5A--------2201*0/100V13800/100V動作電流Ig動作時間t流速時效開啟壓力開啟壓力關閉壓力油面油面容積（三）220KV線路保護：采用光纖差動和光纖距離保護（四）母線保護：

本站設置的母線保護裝置具有如下功能：母差保護、復合電壓閉鎖、斷路器失靈保護均動作于斷開與母線有電源聯系的各側斷路器；并具有CT、PT斷線閉鎖及告警功能，按系統要求配置。二、電站綜合自動化：

（一）電站控制系統：

**水電站的控制方式按“無人值班、少人值守”的原則設計，全廠采用全計算機監(jiān)控的方式，并在現場設置必要的常規(guī)控制設備。

電站的計算機監(jiān)控系統擬采用光纖以太網構成的雙環(huán)網系統結構。計算機顯示器里顯示全廠主要電氣設備的模擬接線和控制單元開關電氣元件，能清晰地顯示各設備的運行狀態(tài)，便于值班人員能訊速、正確判斷處理故障或事故。

（二）計算機監(jiān)控系統的控制對象：

皂角灣水電站計算機監(jiān)控系統的監(jiān)控對象主要有：（1）三臺水輪發(fā)電機組；（2）三臺220KV主變壓器；（3）一回220KV線路及其裝置；（4）機組出口13.8KV配電裝置；（5）400V廠用電裝置；（6）全站的油、水、氣系統；（7）閘首泄洪閘、防空洞閘門（三）機組控制：

通過計算機監(jiān)控系統對機組進行啟、停和有功/無功調整以及并網操作；通過現地LCU可對機組進行操作調節(jié)，能實現自動采樣，當獲得開機令后，能自動判斷確定導葉的開度。故障或事故時能自動減載或停機。

（四）機組輔助設備和全廠公用設備控制：

機組輔助設備和全廠公用設備的控制擬采用PLC組成的控制裝置并自成系統，并與計算機監(jiān)控系統接口。一些主要信號送計算機監(jiān)控系統，并接受計算機下達的啟、停機命令。自動采樣，與預先設定值比較后實現自動啟、停、報警。

（五）線路控制：

220KV線路設置檢同期三相一次自動重合閘裝置，當線路發(fā)生故障時，先讓對側的斷路器按檢無壓的條件進行自動重合閘，本側才進行同步條件檢查進行捕捉同期。

（六）廠用電源裝置備自投控制：

本電站的主用廠用電源從發(fā)電機出口擴大單元母線上取得，備用電源采用明備用方式，從XX電站35KV母線上取得，當廠變失電后利用備自投裝置實現備用電源側斷路器自動投入，各重要負荷的動力配電裝置引入雙電源，設置備用電源自動投入。

（七）勵磁系統：

本電站擬采用自并勵可控硅靜止勵磁裝置。勵磁調節(jié)器采用數字式雙通道勵磁調節(jié)器，兩個獨立的調節(jié)通道各自具備自動電壓閉環(huán)調節(jié)、電流閉環(huán)調節(jié)及無功功率閉環(huán)自動調節(jié)功能，且互為備用；勵磁裝置中設置可靠的快速自動滅磁裝置。

（八）故障錄波裝置：

為便于分析變壓器、220KV電力線路故障及保護裝置和安全自動裝置動作的正確性，擬設置一套微機故障錄波裝置，對變壓器、220KV線路的實時數據和狀態(tài)及其突變量進行連續(xù)記錄，以利于對故障或事故進行分析判斷。

三、測量系統：

（一）電氣量測量：

根據電氣測量儀表裝置設計技術規(guī)程，要求監(jiān)測的有關電氣量均進入本電站計算機監(jiān)控系統予以監(jiān)測，主要監(jiān)測量如下：

（1）發(fā)電機

發(fā)電機主要監(jiān)測量有：交流電流、交流電壓、有功功率、無功功率、

頻率、勵磁電壓、勵磁電流、功率因素、有功電度、無功電度、零序電壓等。

（2）變壓器

變壓器主要監(jiān)測量有：交流電流、有功功率、無功功率等。（3）220KV線路

220KV線路主要監(jiān)測量有：交流電流、有功功率、無功功率、有功電度表、無功電度等。

（二）非電氣量測量：

本電站計算機監(jiān)控系統除對前述電氣量進行監(jiān)測外，還將對非電氣量進行監(jiān)測如：水位、油位、壓力、溫度、流量、開度、溫度、水頭、壓差、轉速等。

四、同期系統設置：

根據《繼電保護和安全自動裝置設計規(guī)程》（GB50062-92）規(guī)定，結合本電站具體情況擬定如下：

（一）同期方式：

電站同期方式擬定非同期閉鎖的自動準同期方式。（二）同期點：

三臺發(fā)電機出口處、主變高壓側開關處、線路出口開關處分別設置共7處同期點

五、信號系統設置：（一）位置信號：

集中指示位置信號：

斷路器位置信號：合閘位置紅燈亮，分閘位置綠燈亮。

隔離開關位置信號：所有信號均在計算機上顯示，按合閘位置為紅色，分閘位置為綠色。

本電站所有斷路器、滅磁開關的位置信號均反應在計算機主接線畫面上，按合閘位置為紅色，分閘位置為綠色配置。

現地指示位置信號：

設在發(fā)電機、變壓器、線路斷路器柜上的位置信號：斷路器合閘紅燈亮，斷路器分閘綠燈亮。

設在機旁勵磁屏上滅磁開關位置信號：滅磁開關合閘紅燈亮，滅磁開關跳閘綠燈亮。

（二）音響信號

音響信號分為事故音響和故障音響信號。由計算機自動判別是事故還是故障,并分別發(fā)出不同的音響和語音提示,給運行維護人員提供準確的信息,縮短維修處理時間。

音響可手動和自動復歸，計算機顯示屏中提示畫面只能由運行人員手動復歸。

六、直流系統設置：

根據規(guī)范，本電站設置一套微機高頻開關直流電源系統向電站控制、保護、合閘、事故照明等直流負荷供電，各組重要直流負荷均采用雙電源供電，各組直流負荷之間形成環(huán)網回路，以滿足供電可靠性要求。

蓄電池容量選用500Ah，并采用壽命長、性能好的閥控式密封鉛酸蓄電池。直流系統的技術性能達到從模塊到系統完全實現智能化管理和嚴格按照預置的充放電曲線對蓄電池進行浮充，系統具有完善的自動檢測和報警功能，能實現遙測、遙信、遙控的要求。設置巡檢裝置對每一單電池進行電壓監(jiān)測，監(jiān)測裝置能與計算機接口，以隨時掌握直流系統的運行狀況。

設置兩套逆變裝置，直流側分別接于直流母線上，廠用電源消失后，由逆變裝置向計算機監(jiān)控系統等重要交流用電設備供電。

電氣二次主要設備見表

電氣二次主要設備表

表5-1

序號14567891011121314151617181920名稱計算機監(jiān)控系統220kV線路保護屏發(fā)電機保護屏變壓器保護屏廠用電保護裝置直流電源系統故障錄波裝置屏電能計費及系統機組LCU屏公用LCU屏勵磁系統火災報警系統輔機設備控制裝置控制電纜控制箱、端子箱二次電纜橋架二次防火涂料及堵料電氣試驗設備技術規(guī)范微機型微機型微機型微機型500Ah微機型微機型微機型微機型PLC數量1236221133319512831單位套套面面套套面面面面套套套km個tt套備注包括直流屏包括勵磁變

第六章過電壓保護和接地

一、電氣設備絕緣配合原則：

（1）根據電網中出現的各種電壓（工作電壓、過電壓）和設備的絕緣水平，并考慮設備造價、維護費用和事故損失三個方面，力求達到安全、經濟和高質量供電的目的。

（2）對于220kV系統，以雷電過電壓絕緣水平即以避雷器的殘壓為基礎確定設備的絕緣水平并保證輸電線路有一定的防雷要求。

（3）在絕緣配合中不考慮諧振過電壓，因此在電網設計和運行中應避免和消除出現諧振過電壓的條件。

（4）短時工頻耐受電壓按相應的國標或部頒標準執(zhí)行。二、過電壓保護方式：

本電站的過電壓保護分為直擊雷保護和雷電侵入波保護兩部分。

1、對直擊雷的保護：

a、在電站中對建（構）筑物均采用避雷針保護。b、對220kV線路，全線架設避雷線保護。2、對雷電侵入波保護：

a、在220kV側電壓的母線上裝設一組氧化鋅避雷器。b、在發(fā)電機出口母線裝設一組氧化鋅避雷器。c、在主變中性點裝設一只氧化鋅避雷器。三、接地系統：

1、廠區(qū)接地：

廠區(qū)接地采用在水工開挖基礎面敷設水平接地體和垂直接地體，充分利用水工建筑物內的鋼筋和埋入混凝土中的壓力管道、廠房機組鋼筋等自然接地體以及在土壤中和混凝土中敷設的人工接地網（扁鋼-505mm）的混合接地方式，接地體連網并上引至各接地點，接地網設散流帶，接地點與接地散流帶應并聯，不能串接。

要求整個接地網的接地電阻小于0.5Ω。2、開關站接地

在開關站內敷設人工接地網（均壓網），并與廠區(qū)接地網連接，其連接點不少于兩點，在連接處設接地電阻測量井。在下階段設計時，將根據實測的土壤電阻率詳細計算接地電阻值，當接地電阻值不能滿足要求時，將采用引外接地和灌注接地降阻劑等方法，使電站的接地電阻值滿足要求。

3、首部接地

首部接地采用在水工開挖基礎面敷設水平接地體和垂直接地體，充分利用水工建筑物內的鋼筋和埋入混凝土中的管道等自然接地體以及在土壤中和混凝土中敷設的人工接地網（扁鋼-505mm），接地體連網并上引至各接地點，接地網設散流帶，接地點與接地散流帶應并聯，不能串接，接地電阻小于4Ω。

參考文獻

[1]、電力系統分析華中理工大學何仰贊[2]、水電站機電設計手冊（電氣二次）水電站機電設計手冊編寫組

[3]、發(fā)電廠電氣設計與CAD應用四川大學劉繼春[4]、電力系統繼電保護配置及整定計算四川電力調度局張軍文[5]、電力工程電氣設計手冊（電氣二次）能源部西北電力設計院

發(fā)電廠短路電流計算成果表

表2-1

短路點平均電壓Up(kV)220d-1220短路電流沖標I1I2擊么值(k(kA)值A)ich(kI*4A)t=4短路短電短短路流路路容最容容量大量量S0.S”S”4有2(M(MV效(M值VA)VA)A)Ich(kA)443.1115365.5698394.6432短路點編號基準電流In(kA)支路名稱計算電源容量(MVA)計算電抗Xjs(Ω)額定電流I"標I(k么0.2(kA)值A)I*0t=0t=0.2標么值I*0.2發(fā)電0.2機625F1~F30.9594系統1950.0.3638343.21.0.1.2.2.2.961695036485542994574511..698626314511..698626311.76760.021945.662111.45630.518.2987.2565119263984567.25984567.2598

友情提示：本文中關于《《電氣設備》課程設計2》給出的范例僅供您參考拓展思維使用，《電氣設備》課程設計2：該篇文章建議您自主創(chuàng)作。

來源：網絡整理 免責聲明：本文僅限學習分享，如產生版權問題，請聯系我們及時刪除。

《《電氣設備》課程設計2》由互聯網用戶整理提供,轉載分享請保留原作者信息,謝謝!
鏈接地址：http://www.taixiivf.com/gongwen/740516.html

• 上一篇：東盟十國商標法律環(huán)境小結
• 下一篇：黔東南州201*年社科普及周知識競賽活動的啟事