电气工程及其自动化毕业设计（论文）国电大渡河铜街子水电厂电气部分设计.doc

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1、目 录1 引言12 电气主接线方案的确定22.1 电气主接线设计原则22.2 对原始资料分析22.3 电气主接线确定33 厂用电接线设计53.1 厂用电接线的要求53.2 厂用电接线的设计原则63.3 厂用电源及其引接63.4 厂用电接线形式74 短路计算84.1 计算各元件电抗84.2 对各短路点进行短路计算95 导体和电气设备的选择及校验155.1 设备选择原则155.2 设备选择及校验166 继电保护256.1继电保护要求256.2 发电机保护256.3 变压器保护266.4 母线保护277 高压配电装置287.1 配电装置的设计原则287.2 设计要求297.3 屋外配电装置307.4

2、 布置方案确定31总结32参考文献33致谢341 引言铜街子水电站位于四川省大渡河下游河段上，距乐山市80km。是大渡河流域梯级开发下游最后一级电站。电站距上游龚嘴水电站33公里，距成昆铁路轸溪车站17km，以发电为主，兼顾漂木和下游通航。电站安装4台轴流转桨式水轮发电机组，单机容量150MW。发电机为空冷半伞式，额定电压13.8kV，额定容量176.47MVA，额定功率因数0.85。总装机容量600MW，保证出力130MW，多年平均发电量32.1亿kWh。电站主要为四川电力系统供电，电压220kV出线4回，并留有2回500kV出线位置。系统提供的220kV系统阻抗以Sj=100MVA为基准时

3、正序阻抗Xs(1)=0.0168。极端最高气温40。通过查阅相关资料了解到铜街子水电站实际情况，铜街子水电站坝区位于大渡河高山峡谷到丘陵宽谷的过渡带，坝址正处于峡谷出口处。河谷宽400m，左岸岸坡平缓，右岸较陡，两岸冲沟发育。坝址出露地层为二叠系峨眉山玄武岩和沙湾组页岩。大坝建基面以下分布有连续的软弱夹层及层间错动带，断层、裂隙发育。河谷左右各有一个深槽。左深槽深70m、宽40m，充填物为冲积、洪积层，并有20m厚的沙层。右深槽深30m、宽80m，充填物为冲积层。谷底分布有条断层，斜贯整个枢纽区。地震基本烈度为度。本次设计中包括电气主接线方案的选择，站用电接线方案的设计，短路电流的计算，电气设

4、备的配置，电气设备的选择，配电装置的设计，防雷保护设计等部分。设计按照实际工程设计的原则设计规程以及典型设计方案进行，力求做到内容尽量完善，达到模拟实训的最佳效果。2 电气主接线方案的确定电气主接线是发电厂、变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的主要环节。本章节是以电气主接线的设计为中心，从工程观点出发，对主接线的基本要求，典型接线形式等进行详尽的分析。综合阐述各种类型发电厂或变电站电气主接线的特点和主接线设计的一般原则、步骤、并举例说明。2.1 电气主接线设计原则电气主接线是由电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主

5、系统。用规定的电气设备图形符号和文字符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线连接图，称为主接线电路图。主接线代表了发电厂或变电站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、灵活性并对电气选择、配电装置、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、经济论比较后方可确定。电气主接线应满足以下几点要求： 1）可靠性：主接线系统应保证对用户供电的可靠性，特别是保证对重要负荷的供电。 2）灵活性：主接线系统应能灵活地适应各种工作情况，特别是当一部分设备检修或

6、工作情况发生变化时，能够通过倒换开关的运行方式，做到调度灵活，不中断向用户的供电。在扩建时应能很方便的从初期建设到最终接线。3）经济性：主接线系统还应保证运行操作的方便以及在保证满足技术条件的要求下，做到经济合理，尽量减少占地面积，节省投资。2.2 对原始资料分析电站安装4台轴流转桨式水轮发电机组，单机容量150MW。发电机为空冷半伞式，额定电压13.8kV，额定容量176.47MVA，额定功率因数0.85。总装机容量600MW，保证出力130MW。电站主要为四川电力系统供电，电压220kV出线4回，并留有2回500kV出线位置。该电站主要为四川电力系统供电，主要承担系统调峰、调相任务，且担负

7、基荷、腰荷和峰荷，在电力系统中占有较高重要性，所以对可靠性和灵活性要求较高，电气主接线的确定在满足可靠性和灵活性的前提下还需充分考虑经济性。2.3 电气主接线确定结合本设计内容，可提出以下三种待选方案：（1）双母线接线 （2）双母线带旁路接线（3）3/2接线 当采用双母线带旁路接线时，若母联和旁路各用一台断路器，需要11台断路器。它的运行具有很高的可靠性和灵活性。但投资大，占地面积也大。当采用3/2接线时，同样具有很高的可靠性和灵活性。通常在330kV500kV配电装置中应用比较广泛，对于220kV出现回路暂不考虑3/2接线。当采用双母线接线时，拥有较高的可靠性，灵活性，由于每条进出线各需要一

8、台断路器，另外需要加一台母联断路器，因为共有8条进出线，故需要9台断路器。这种接线具有很高的经济性，广泛用于110kV220kV出现数为5回及以上。220kV侧的断路器采用SF6断路器，其检修周期长，可靠性高，故可不设旁路母线。双母线接线是最佳方案。接线如图1.1所示：图2.1 电气主接线线形式图2.3.1 发电机选择 根据设计资料可知，该火电厂的发电机单机的容量为150MW。查看电力设备手册选择，其详细电气参数见表2-1所示。表2-1 150MW水轮发电机型号及电气参数产品型号额定容量额定电压额定电流转速功率因数定子接线同步电抗次暂态电抗零序电抗YFSN-180-2180MW13.8kV13

9、kA3000r/min0.852-Y236.35%20%9.36%2.3.2 主变压器的确定 结合本设计的具体情况查看电力设计手册和电力系统设备手册，具有发电机电压采用单元接线的主变压器在选择容量的时候，应按照发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后并留有10%的裕度。因此： 主变压器容量的计算公式为： 其中为厂用电率 ,查阅电力工程设备手册，选取与之最接近的变压器的容量为180MVA，具体参数及型号见下表：表2.2 主变压器参数额定容量(MVA)电压组合及分接范围连接标 号阻抗电抗(%)高压(kV)低压(kV)空载损耗(KW)负载损耗(KW)空载电流(KA)空载损耗(KW)负载损耗 (KW)空

10、载电流(KA)24024222.5%13.8YN,D111183850.91264901.312-142.3.3 厂用变压器厂用变压器的选择主要考虑厂用高压工作变压器和启动备用变压器的选择，其选择内容包括变压器的台数、型式、额定电压、容量和阻抗。为了正确选择厂用变压器容量，首先应对厂用主要用电设备的容量、数量及运行方式有所了解，并予以分类和统计，最后确定厂用变压器容量。结合本设计的具体情况查看电力设计手册和电力系统设备手册，选择厂用变压器规格如表1.3所示：表2.3 厂用变压器参数表型号额定容量（kV.A）高压（kV）低压（kV）电抗百分数%S7-160013.8160013.86.353 厂

11、用电接线设计发电厂在启动、运转、停役、检修过程中，有大量有电动机拖动的机械设备，用以保证机组的主要设备（如水轮机、发电机等）和水处理的正常运行。这些电动机以及全厂的运行、操作、试验、检修、照明用电设备等都属于厂用负荷，总的耗电量，通称为厂用电。对水电厂来说，厂用电负荷属最重要负荷之一。水电厂厂用机械的数量、容量及重要程度等与机组容量有关，并受水头、流量和水轮机型式以及运行方式等条件影响。当水头不同时，技术供水、闸门启闭、综合利用等装置的用电要求就有所不同；当机组承但系统调相、调频任务时，其辅助设备相对也要增加，由于这些不同，使供电容量和方式皆有差异。一般水电厂最基本的厂用电负荷是水轮机调速系统

12、和润滑系统油泵、压缩空起系统的空气压缩机、发电机冷却系统和润滑系统的水泵、全场辅助机械系统的电动机、闸门启闭设备、照明及水利枢纽等设备用电。3.1 厂用电接线的要求按照运行、检修和施工的要求，考虑全厂发展规划，积极慎重地采用成熟的新技术和新设备，使设计经济合理、技术先进，保证机组安全、经济地运行。 接线应满足下述要求： (1)各机组的厂用电系统应是独立的。特别是200MW及以上机组，应做到这一点。在任何运行方式下，一台机组故障停运或其辅机的电气故障不应影响另一台机组的运行，并要求受厂用电故障影响而停运的机组应能在短期内恢复运行。 (2)全厂性公用负荷应分散接入不同机组的厂用母线或公用负荷母线。

13、 (3)充分考虑发电厂正常、事故、检修、启动等运行方式下的供电要求，尽可能地使切换操作简便，启动(备用)电源能在短时内投入。(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，特别要注意对公用负荷供电的影响，要便于过渡，尽量减少改变接线和更换设置。 (5)200MW及以上机组应设置足够容量的交流事故保安电源。当全厂停电时，可以快速启动和自动投入向保安负荷供电。3.2 厂用电接线的设计原则 厂用电接线应保证对厂用负荷可靠和连续供电； 能灵活适应正常、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

14、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、中性点接地方式、厂用电源及其引接和厂用电接线形式等问题进行分析和论证。3.3 厂用电源及其引接 （1）工作电源发电厂的厂用电源，必须供电可靠，且能满足各种工作状态的要求，除应具有正常的工作电源外，还应设置备用电源、启动电源和事故保安电源。一般电厂中，都以启动电源兼作备用电源。发电厂或变电站的厂用工作电源，是保证正常运行的基本电源。通常，工作电源应不少于两个。厂用高压工作电源从发电机电压回路的引接方式与主接线形式有密

15、切联系。当主接线具有发电机电压母线时,厂用工作电源(厂用变压器或厂用电抗器)一般直接从母线上引接；当发电机和主变压器为单元接线时，则厂用工作电源从主变压器的低压侧引接。（2） 备用电源和启动电源厂用备用电源用于工作电源因事故或检修而失电时替代工作电源，起后备作用。备用电源应具有独立性和足够的供电容量，最好能与电力系统紧密联系，在全厂停电情况下仍能从系统取得厂用电源。启动电源一般是指机组在启动或停运过程中，工作电源不可能供电的工况下为该机组的厂用负荷提供的电源。因此，启动电源实质上也是一个备用电源。备用电源的引方式：从发电机电压母线的不同分段上，通过厂用备用变压器(或电抗器)引接。从发电厂联络变

16、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。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。 当技术经济合理时，可由外部电网引接专用线路，经过变压器取得独立的备用电源或启动电源。备用电源有明备用和暗备用两种方式。中小型水电厂和降压变电站，多采用暗备用方式。 （3）事故保安电源当工作电源和备用电源都消失时，为确保在事故下能安全停机，事故消除后又能及时恢复供电，应设置事故保安电源，以保证事故保安负荷供电，如润滑油泵、密封油泵、热工仪表及自动装置、盘车装置、顶轴油泵、事故照明和计算机等。 事故保安电源通常采用快速自动程序启动的柴油发电机组、蓄电池组以及逆变器将直流变为

17、交流作为交流事故保安电源。3.4 厂用电接线形式发电厂厂用电系统接线通常都采用单母线分段接线形式，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，即将高压厂用母线分成若干独立段。铜街子电站安装4台轴流转桨式水轮发电机组，单机容量150MW。发电机为空冷半伞式，额定电压13.8kV，图3.1 站用电接线图4 短路计算目的：为了在电气装置的设计和运行中，用来选择电气设备、选择限制短路电流的方式、设计继电保护装置和分析电网故障等。短路点的位置：150MW发电机,220kV母线处，厂用变低压侧。4.1 计算各元件电抗 取100MVA为基准容

18、量，基准电压为各级电压的平均电压。系统归算到220kV母线上电抗为=0.0168。表4.1 各元件电抗型号及百分数元件名称型号电抗百分数%发电机YFSN-180-220主变压器SFP24000022014厂用变压器S7-160013.85计算出各元件阻抗标么值图4.1 系统等值电抗图发电机： 主变压器：厂用变压器：4.2 对各短路点进行短路计算4.2.1 f1处短路图4.2 220kV母线短路等效电路图各电源点对f1的转移电抗相应的计算点抗 各发电机回路的计算电抗将系统视为无限大电源则计算电抗等于系统电抗的标么值 查水轮机轮机计算曲线数字表，求短路电流周期分量标幺值。查出与之对应的0s、2s和

19、4s的短路电流周期分量标么值。表4.2 各电源提供的短路电流周期分量计算曲线表电源计算电抗0s2s4s发电机A0.2873.8653.0053.023发电机B0.2873.8653.0053.023发电机C0.2873.8653.0053.023发电机D0.2873.8653.0053.023系统0.016859.559.559.5发电机的基准电流：发电机回路对短路点提供的短路电流：0s时，发电机提供的短路电流：2s时，发电机提供的短路电流：4s时，发电机提供的短路电流： 系统在0s、2s和4s的短路电流为：流过短路点f1点的短路电流：发电机的冲击系数k取1.85，短路点的冲击电流为：4.2.

20、2 f2处短路取f2为短路点时，将系统各支路进行星网变换，求得各点对f2的转移电抗图4.3 发电机出口短路等效电路图 相应的计算电抗为查计算曲线短路电流周期分量标么值如下。表4.3 各电源提供的短路电流周期分量计算曲线表电源计算电抗0s2s4s发电机A11.510.0870.0870.087发电机B10.940.0910.0910.091发电机C10.940.0910.0910.091发电机D10.940.0910.0910.091系统0.1178.5478.5478.547发电机的基准电流：发电机BCD回路对短路点提供的短路电流：0s、2s、4s时，发电机提供的短路电流：发电机A回路对短路点

21、提供的短路电流：0s、2s、4s时，发电机提供的短路电流：系统在0s、2s和4s的短路电流为：流过短路点f2点的短路电流：发电机的冲击系数k取1.9，短路点的冲击电流为：4.2.3 f3处短路将短路点选择f3处时，首先对系统相对于220kv母线进行一次星网变换，此时图4.4 厂用变压器低压侧短路星角变换电路图对220kv母线的转移阻抗与f2处短路值相同，再进行一次星网变换图4.5 等效等效电路图则各电源点对f3处的转移电抗相应的计算电抗为查计算曲线短路电流周期分量标么值如表4.4表4.4 各电源提供的短路电流周期分量计算曲线表电源计算电抗0s2s4s发电机A737.90.0010.0010.0

22、01发电机B737.90.0010.0010.001发电机C737.90.0010.0010.001发电机D737.90.0010.0010.001系统7.4990.1330.1330.133发电机的基准电流：发电机回路对短路点提供的短路电流：0s、2s、4s时，发电机提供的短路电流：系统在0s、2s和4s的短路电流为：流过短路点f3点的短路电流： 发电机的冲击系数k取1.9，短路点的冲击电流为：表4.5 各短路电流总表短路点电源0s(kA)2s(kA)4s(kA)f1发电机A1.712251.331251.33925发电机B1.712251.331251.33925发电机C1.712251.

23、331251.33925发电机D1.712251.331251.33925系统14.9414.9414.94总计21.78920.26520.297f2发电机A0.6220.6220.622发电机B0.6430.6430.643发电机C0.6430.6430.643发电机D0.6430.6430.643系统2.0522.0522.052总计4.6034.6034.603f3发电机A0.01150.01150.0115发电机B0.01150.01150.0115发电机C0.01150.01150.0115发电机D0.01150.01150.0115系统0.3340.3340.334总计0.380

24、.380.385 导体和电气设备的选择及校验为了保证设备工作的可靠性及安全性，必须按照正常的工作条件选择，并按照短路条件校验其动稳定和热稳定。5.1 设备选择原则（1）额定电压 所选电气设备的最高允许电压必须高于或等于所在电网的最高运行电压。设备允许长期承受的最高工作电压，厂家一般规定为相应电网额定电压的1.101.15倍，而电网实际运行的最高工作电压一般不超过其额定电压的1.15倍。因此在选择设备时，一般可按设备的额定电压不低于装设地点电网的额定电压。（2）额定电流 电气设备的额定电流是指在额定环境温度下，电气设备的长期允许电流。应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流，即 各种

25、回路最大长期工作电流的计算方法: 发电机和变压器回路 由于发电机和变压器在电压降低5%时，出力可保持不变，故该回路最大工作电流应不小于相应额定电流的1.05倍。若变压器有过负荷运行的可能时，还应计及其实际的过负荷电流。馈电线路母线分段断路器及母联断路器回路 母线分段断路器的最大工作电流，一般可取母线分段上一台最大发电机额定电流的50%80%；母联断路器的最大工作电流则应取母线上最大一台发电机或变压器的最大工作电流。 汇流母线汇流母线的最大长期工作电流应根据电源支路与负荷支路在母线上的实际排列顺序确定。往往并不等于接于母线上的全部负荷电流的总和。（3）环境条件对设备选择的影响 温度和湿度一般高压

26、电气设备可在环境温度为-30+40的范围内长期正常运行。当使用环境温度低于-30时，应选用适合高寒地区的产品；若使用环境温度超过+40时，应选用型号后带“TA”字样的干热带型产品。 我国生产的电气设备一般使用的额定环境温度为+40，如周围环境温度高于+40 (但+60 )时，其允许电流一般可按每增高l ，额定电流减少1.8%进行修正；当环境温度低于+40 时，环境温度每降低l ，额定电流可增加0.5%，但其最大电流不得超过额定电流的20%。污染情况 安装在污染严重，有腐蚀性物质、烟气、粉尘等恶劣环境中的电气设备，应选用防污型产品或将设备布置在室内 。 海拔高度 一般电气设备的使用条件为不超过1

27、000m。当用在高原地区时，由于气压较低，设备的外绝缘水平将相应下降。因此，设备应选用高原型产品或用外绝缘提高一级的产品。现行电压等级为110kV及以下的设备，其外绝缘都有一定的裕度，实际上均可使用在海拔不超过2000m的地区。 安装地点 配电装置为室内布置时，设备应选户内式；配电装置为室外布置时，设备则选户外式。 此外，还应考虑地形、地质条件以及地震影响等。5.2 设备选择及校验5.2.1 断路器的选择及校验（1）220kV断路器选择参考电力工程电气设计手册，对于220kv电压等级的高压断路器选择形式为断路器。断路器在正常工作情况下出现的最大电流短路电流周期分量最大冲击电流参考电力工程电气设

28、备手册可选择断路器参数如表5.1表5.1 220kV断路器参数表型号额定电压额定电流额定开断电流动稳定电流(峰值)热稳定电流LW12-220220kV2000A40kv100kA40kA稳定和动稳定校验计算若不计短路电流非周期发热量，假设完全切断短路电流的时间为t=4s,结合前面f1点的短路电流计算值I=21.789KA，I=20.265KA，I=20.297KA，则短路电流的热效应为： 热稳定符合要求。由前边短路计算得冲击电流峰值为： 动稳定符合要求。（2）对于发电机出口处断路器的选择 发电机出口处断路器选择，西门子真空断路器，此型号真空断路器为通用版。 他将系列整个系统和产品的优点都协调地

29、结合在一起，这对大部分应用有决定意义。它可以完成次操作循环并免维护，包括至的整个中压系列。3AH系列真空断路器是西门子公司是上世纪90年代中期推向市场的全球第一款免维护型产品, 供货范围覆盖下列参数：工作电压高达40.5kV，工作电流高达6300A，短路开断电流高达72kA，几乎覆盖了所有的中压场合，其稳定的优良性能得到了电力系统用户的一致推崇。（3）6.3kV厂用电电压等级断路器的选择断路器在正常工作情况下出现的最大电流短路电流周期分量最大冲击电流 该电压等级短路器的选择型号为：HS2510M-06MF-C 参数如表5.2表5.2 6.3kV断路器参数型号额定电压额定电流开段电流动稳定电流（

30、峰值）热稳定电流（4S）HS2510M-06MF-C12kV63031.5KA80KA31.5KA 热稳定符合要求。由前边短路计算得冲击电流峰值为： 动稳定符合要求。5.2.2 隔离开关的选择及校验（1）220kV隔离开关的选择隔离开关也是发电厂和变电站中常用的开关电器。他需要与断路器配套使用。但隔离开关无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流，因此，隔离开关的选择及校验项目与断路器相比只少了开断电流和关合电流。隔离开关在正常工作情况下出现的最大电流：参考电力工程电气设计手册，对于220kv电压等级的高压隔离开关选择型号为GW4-220DW其参数如表5.3：表5.3 220kV隔离开关

31、参数型号额定电压额定电流动稳定电流(峰值)热稳定电流GW4-220DW220kV1000A80kA21.5kA由前面计算 动稳定符合要求冲击电流峰值: 热稳定符合要求（2）发电机与主变压器之间隔离开关的选择隔离开关在正常工作情况下出现的最大电流：参考电力工程电气设计手册，对于15.75kV电压等级的高压隔离开关选择型号为GN10-20/8000其参数如表5.4所示：表5.4 发电机出口隔离开关参数型号额定电压额定电流动稳定电流(峰值)热稳定电流GN10-20/800020kV8000A224kA74 热稳定符合要求。由前边短路计算得冲击电流峰值为： 动稳定符合要求。（3）发电机出口到厂用变压器

32、之间隔离开关的选择隔离开关在正常工作情况下出现的最大电流：参考电力工程电气设计手册，对于220kv电压等级的高压隔离开关选择型号为GN1-10/200其参数如表5.5：表5.5 发电机与厂用变压器之间隔离开关参数型号额定电压额定电流动稳定电流(峰值)热稳定电流GW4-220DW10kV200A25kA10kA（4）厂用变压器低压侧隔离开关的选择隔离开关在正常工作情况下出现的最大电流：参考电力工程电气设计手册，对于15.75kV电压等级的高压隔离开关选择型号为GN5-10/200其参数如表5.6所示：表5.6 厂用变压器低压侧隔离开关参数型号额定电压额定电流动稳定电流(峰值)热稳定电流GN5-1

33、0/20010kV200A25.5kA10kV 热稳定符合要求。由前边短路计算得冲击电流峰值为： 动稳定符合要求。5.2.3 电流互感器的选择及校验电流互感器选择要求1）电流互感器的额定电压不小于装设电流互感器回路所在电网的额定电压。2）电流互感器的一次额定电流不小于装设回路的最大持续工作电流。当电流互感器用于测量时，其一次额定电流应尽量选择得比回路中正常工作电流大1/3左右，以保证测量仪表的最佳工作，并在过负荷时使仪表有适当的指示。3）电力变压器中性点电流互感器的一次额定电流应按大于变压器允许的不平衡电流选择，一般情况下，可按变压器额定电流的1/3进行选择。4）发电机横联差动保护用的电流互感

34、器一次电流，应按下列情况选择： 安装于各绕组出口处时，一般按定子绕组每个支路的电流选择。 安装于中性点连接线上时，可按发电机允许的最大不平衡电流选择。根据运行经验，此电流一般取发电机额定电流的2030。(1)220kV等级电流互感器的选择 选择型号：LB-220表5.7 220kV电流互感器参数型号二次组合电流比准确级热稳定倍数动稳定倍数LB-220B/B/B/0.52600/50.540100其中： 热稳定符合要求。 动稳定符合要求。 （2）发电机出口处电流互感器选择 选择型号： LMZ1-20表5.8 发电机出口电流互感器参数型号额定电流比次级组合准确级LMZ1-20600012000/5

35、0.5/0.5/0.5/B/B/B0.5 (3)厂用变压器低压侧电流互感器选择 选择型号：LFZJ1-10表5.9 厂用变压器低压侧电流互感器参数型号额定电流比次级组合准确级热稳定倍数动稳定倍数LFZJ1-1020200/50.5/3及1/30.5120210 热稳定符合要求。 动稳定符合要求。5.2.4 电压互感器的选择由设计手册知道，在110kV以上的配电装置中尽可能采用电容式电压互感器。接在110kV及以上线路侧的电压互感器，当线路上装有载波通信时，应尽量与耦合电容器结合，统一选用电容式电压互感器。为保证测量准确性，电压互感器一次额定电压应在所安装电网额定电压的90%110%之间。220

36、kV电压等级处电压互感器，参考电力工程电气设备手册选得下列型号：表5.10 220kV电压互感器参数型 号额定电压（kV）初级绕组次级绕组剩余电压绕组TYD220-0.005H2200.10.1发电机出口处电压互感器，参考电力工程电气设备手册选得下列型号：表5.11 发电机出口电压互感器参数型 号额定电压（kV）初级绕组次级绕组剩余电压绕组JDJ18-0.005H180.10.15.2.5 避雷器的选择 在选择避雷器型式时，应考虑被保护电器的绝缘水平和使用特点。采用金属氧化锌阀型，它具有优异的非线性伏安特性，残压随冲击电流波头时间的变化特性平稳，陡坡响应特性好，没有间隙的击穿特性和灭弧问题。需

37、满足的要求a、 避雷器的持续运行电要满足压Uby 要满足：UbyUxyUby金属氧化物避雷器的持续运行电压有效值（kV）Uxy系统最高相电压有效值（kV）b、 避雷器的额定电压Ubn可分别按1.21.4倍的最大相电压选取。c、 避雷器最大雷电冲击残压Ublc。则选避雷器型号：Y10W1192/476 。5.2.6 导线的选择母线的截面选择方法： 按导体长期发热允许电流选择； 按经济电流密度选择。 发电厂的主母线和引下线以及持续电流较小，年利用小时数较低的其它回路的导线，一般按最大长期工作电流选择； 发电机出口母线，以及年平均负荷较大，且长度较长的回路的导线，则应按经济电流密度选择。 1.按导体

38、长期发热允许电流选择 为保证正常工作时母线温度不超过允许值，应满足条件：式中 Ial母线允许载流量，A； Igmax通过母线的最大长期工作电流，A。2.按经济电流密度选择当导体通过电流时，要产生电能损耗。一年中导体所损耗的能量，与导体通过的电流大小和年利用小时数有关，还与导体的截面有关。从降低损耗考虑，导体截面越大越好；但从降低投资、维修费用、利息支付及有色金属消耗量等方面考虑，导体截面越小越好。年计算费用最小所对应的导体截面是最经济的，称之为经济截面。导体单位经济截面上通过的电流称为经济电流密度，用J表示。 按经济电流密度选择母线截面： (1)根据确定的母线材料和最大负荷年利用小时, 查出经

39、济电流密度J。 (2) 经济截面积：式中正常工作时母线回路的最大长期工作电流，A。 （1）220kV母线选择按照电流经济电流密度选择 参考电力工程电气设备手册选得型号：LGJ-630/45,参数如表5.11：表5.12 220kV母线参数标称截面钢/铝（）根数/直径根/mm计算截面外径mm直流电阻欧/KM刚铝钢铝LGJ-630/4545/4.207/2.80623.4543.10666.5533.60（2）发电机与主变压器之间导体的选择 按照上面选择导体原则，发电机与主变压器之间母线按经济电流密度选择，查电气工程设备手册选得表5.12型号导体表5.13 槽型导体参数截面尺寸双槽导体截面S()集

40、肤效应系数导体载流量（A）h(mm)b(mm)t(mm)r(mm)22510512.51697601.28510150（3）厂用分段母线厂用汇流母线传输容量不大，因此用长期允许电流来选择。 选得矩形铝导体参数如表5.13所示：表5.14 矩形导体参数导体尺寸单条平放（A）竖放（A）Kf6376711.02在校验导体热稳定时，若计及集肤效应系数的影响，由短路时发热的计算公式可得到短路热稳定决定的导体最小截面积为 式中 C热稳定系数 短路热效应 热稳定符合要求6 继电保护6.1继电保护要求随着电力工业的发展，机组容量的增大和自动化程度的提高，机组本身及电网对继电保护与自动化装置提出了更高的要求。当

41、今电子技术、计算机技术、通信技术日新月异的发展变化又为继电保护技术的发展注入新的活力。随着新技术、新材料、新工艺的应用，继电保护硬件设备的可靠性提高，运行维护的方便性也得到了改善。目前继电保护仍处于多种硬件结构并存的时期，世界各国都有自己的传统习惯：系统条件、工艺水平及通讯规约，在应用于继电保护技术方面都有自己的优势和特点，但在保护性能及技术指标上对实现装置的可靠性、快速性、选择性、灵敏性、双重化等方面是有共识的。因此，了解掌握每一种继电保护的特点对于安全运行具有重大意义。继电保护装置和自动装置必须满足以下四个要求： 6.2 发电机保护(1) 保护配置根据电力工程电气设计手册可知发电机应配置的

42、保护有： 定子绕组相间短路保护；对发电机定子绕组及其引出线的相间短路故障：对1MW以上的发电机应装设纵联差动保护；当发电机与变压器之间设有断路器时；100MW及以上的发电机可只装设发电机变压器组共用纵联差动保护。 定子绕组接地保护；对发电机定子绕组的单相接地故障，接地电流允许值和接地保护应符合以下要求：发电机变压器组,对100MW及以上的发电机，应装设保护区为100%的定子接地保护。 定子绕组匝间短路保护；对发电机匝间短路，应按下列规定装设匝间保护：500MW及以上的发电机，当定子绕组为星型接线，中性点有三个引出端子时，也应装设专用的匝间短路保护（单继电器式横差保护） 发电机外部相间短路保护；

43、对发电机外部相间短路故障和作为发电机主保护的后备，应按下列规定配置响应的保护：50MW及以上的发电机，可设负序过电流保护和单元件低电压起动的过电流保护，负序电流元件的动作电流可取为0.1-0.6传额定电流。 对称负荷保护；对过负荷引起发电机定子绕组过电流应按下列规定装设定子绕组定子绕组过负荷保护：定子绕组非直接冷却的发电机，应装设定时限过负荷保护，保护装置直接一相电流，带时限动作于信号。励磁回路一点及两点接地保护。发电机转子承受负序电流的能力，以此为判据，对不对称负荷，非全相运行以及外部不对称短路引起的负序电流应按下列规定装设发电机转子表层过负荷保护：50MW及以上A=10的发电机，应装设规定时限