【正文】 在此特別對指導(dǎo)教師沈清波老師表示感謝，有幸獲得老師的教導(dǎo)，對自己所不了解的專業(yè)知識有了完整的補充，提升了個人的專業(yè)水平。當(dāng)然最值得高興的不是完成了任務(wù)，而是自己真正通過設(shè)計學(xué)到了很多知識，將以前學(xué)過的知識系統(tǒng)化，為以后的工作奠定了良好的基礎(chǔ)。 圖71 避雷針布置圖兩支等高避雷針保護范圍：圖115 避雷針保護范圍——避雷針在水平面上的保護半徑h——避雷針高度——被保護物的高度——避雷針保護的有效高度P——避雷針高度影響系數(shù)——兩針間保護最低點的高度 避雷針保護范圍的計算步驟：確定被保護物的高度，避雷針的根數(shù)、位置與兩針距離D之后，按如下計算：（1）按D=7P，求及相應(yīng)的h=D/7P h=+（2) 避雷針在水平面上的保護半徑=（h）p（3) 兩針間保護最低點的高度 =h D/7P（4) 求兩針間水平面上保護范圍的一側(cè)最小寬度=（）只有當(dāng)針間保護范圍才能滿足要求?！?S的熱穩(wěn)定電流3. kV母線進口和出口斷路器及隔離開關(guān)的選擇 額定電壓和電流的選擇： kV = 開斷電流選擇： == kA 式中 —實際開斷瞬間的短路電流周期分量即d2點短路的最大短路電流有名值 關(guān)合電流的選擇： kA 表75 所選斷路器參數(shù)型 號ZN－10額 定 頻 率（HZ）50額 定 電 壓（kV）102S熱穩(wěn)定電流 (kA)40額 定 電 流 (A)2000額定開斷電流(kA)40額定動穩(wěn)定電流(kA)100額定關(guān)合電流（kA） 100 表76 所選隔離開關(guān)參數(shù)型 號GN10－10T/3000額 定 頻 率（HZ）額 定 電 壓（kV）103S熱穩(wěn)定電流 (kA)75額 定 電 流 (A)3000最高工作電壓 額定動穩(wěn)定電流kA160 (1)額定電壓Ue = Ue =10 kV合格(2)額定電流Ie=3000A＞2000A＞Imax=(3)開斷電流Iekd=40 kA＞I″= kA合格(4)動穩(wěn)定校驗：idw=160 kA＞100＞ich= kA合格(5)熱穩(wěn)定校驗： 滿足要求。(11)詳細計算結(jié)果見附錄。等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點之間的電抗，及轉(zhuǎn)移電抗。(1)電力系統(tǒng)中所有電源均在負荷下運行；(2)所有電機都具有自動調(diào)整勵磁裝置；(3)短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；(4)所有電源的電動勢相位角相同；(5)應(yīng)考慮對短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點的電弧電阻；計算短路電流所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路流的正常接線方式（既最大運行方式）而不能僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。為保證保護裝置可靠動作，應(yīng)按二次電流及保護靈敏度來校驗零序電流互感器的變比，電纜式零序電流互感器的窗口應(yīng)能通過一次回路的所有電纜；母線式零序電流互感器的母線截面應(yīng)按一次回路的電流選擇，其窗口應(yīng)考慮有一根繼電保護用的二次電纜要從窗口穿過。電流互感器的二次額定電流有5A和1A兩種，一般弱電系統(tǒng)用1A，強電系統(tǒng)用5A，當(dāng)配電裝置距離控制實較遠時亦考慮用1A，保護用電流互感器按用途可分為穩(wěn)態(tài)保護用（P）和暫態(tài)保護用（TP）兩類。(2)倒閘操作。根據(jù)《高壓架空線路和發(fā)電廠、變電所環(huán)境污區(qū)分級及外絕緣選擇標準》(GB/T 16434—1996)的規(guī)定[8], 離海岸1km以內(nèi), 當(dāng)鹽密大于時, 為I級污穢等級, cm /kV。(8)應(yīng)適當(dāng)考慮發(fā)展，留有一定的裕量。電氣設(shè)備要可靠地工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗動、熱穩(wěn)定性[7](1)應(yīng)滿足各種運行，檢修，短路和過電壓情況的運行要求。且在一般事故或檢修條件下，應(yīng)有足夠多的備用容量。(5)發(fā)電機直接接在發(fā)電機電壓主母線上時，高壓廠用備用電源的引接線方式：①，一般用電抗器從主母線引接，當(dāng)電廠有與廠外系統(tǒng)電源連接的35kV母線時，根據(jù)裝機容量及其在系統(tǒng)的作用（%），為了在全廠停電時能較迅速得取得備用電源，也可考慮從35kV母線引接。當(dāng)不能滿足以上要求時，備用廠用變壓器的容量最多可增大一級。(2)發(fā)電機與主變壓器成單元連接時，高壓廠用工作電源一般從主變壓器的低壓側(cè)引接，供本機組的廠用電；當(dāng)發(fā)電機所連接在發(fā)電機電壓主母線上時，高壓廠用工作電源一般由該發(fā)電機所連接的主母線段上引接。為了供給廠外設(shè)施用電，可設(shè)專用壩區(qū)變壓器，按其距主廠房遠近、負荷大小以及發(fā)電機電壓等條件，可采用6 kV或10 kV電壓供電，其余廠用電負荷均以380/220供電。(3)充分考慮電廠分期建設(shè)和連續(xù)施工過程中廠用電系統(tǒng)的運行方式。（5）水電站在電力系統(tǒng)中大多擔(dān)負調(diào)峰或調(diào)頻任務(wù)，機組起停頻繁，特別是在枯水期，夜間還可能經(jīng)常全廠停機，在洪水期又都擔(dān)任基荷，運行方式多變。1．單元接線的主變壓器的選擇 發(fā)電機額定有功功率PN=50MW,cosФ=，年平均廠用電率1%廠用電計算負荷S由e= （21）e——廠用電率%；S——廠用電計算負荷；電動機在運行功率時的平均功率因數(shù)，；PN——發(fā)電機的額定功率，kW。因此選用連接組別為YN，d0，d11的三繞組自耦變壓器。按結(jié)構(gòu)可把變壓器分為兩大類，即普通型和自耦型。繞組的形式主要有雙繞組和三繞組。 （3）若發(fā)電機電壓母線上接有2臺及以上的主變壓器時，當(dāng)其中容量最大的一臺因故退出運行時，其他主變壓器應(yīng)能輸送母線剩余功率的70%以上。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。 方案二雖然比其它兩種方案的可靠性都高，但其接線太過復(fù)雜，不易靈活性要求，并且還增加了很多不必要的投資。此方案中進線有5回，每一回都連有獨立的電源。 方案二 （1）220 kV電壓等級的方案選擇帶有專用旁路母聯(lián)斷路器的接線，多裝了價高的斷路器和隔離開關(guān)，增加了投資，然而這對于會先較多，負荷對供電可靠高的特殊場合，是十分必要的，由于220KV負荷有Ⅰ類負荷，所以采用雙母線帶專用旁路母聯(lián)斷路器的接線方式。方案一 （1）220 kV電壓等級的方案選擇 采用雙母線接線，其有兩組母線，每一電源和出線的回路，都裝有一臺斷路器，有兩組母線隔離開關(guān)，可分別與兩組母線連接。為了避免隔離開關(guān)誤操作，須在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。調(diào)度靈活。但當(dāng)一段母線故障時，全部回路仍需短時停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后，方能恢復(fù)非故障段的供電。④如能滿足系統(tǒng)安全運行及繼電保護要求，110kV及以下終端或分支變電所可采用簡易電器。主接線應(yīng)滿足在調(diào)度，檢修及擴建時的靈活性。（6）水電站多處山區(qū)，地形復(fù)雜，電氣設(shè)備布置及進出線走廊均受到一定限制，應(yīng)盡可能簡化接線，避免在水電站設(shè)備復(fù)雜的變電樞紐（梯級電站除外）并盡量減少電壓等級和進出線回路數(shù)。電氣主接線設(shè)計的基本原則是結(jié)合工程實際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項技術(shù)要求的前提下，兼顧運行、維護方便、盡可能的接省投資，堅持可靠、先進、適用、經(jīng)濟、美觀的原則。它表明了變壓器、線路和斷路器等電氣設(shè)備的數(shù)量和連接方式及可能的運行方式，從而完成變電、輸配電的任務(wù)。，60%Ⅰ類負荷，20%Ⅱ類負荷,T max=4500h。發(fā)電的電力市場的主體是各獨立發(fā)電企業(yè)與電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)，電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)負責(zé)組織各發(fā)電公司的競爭，政府負責(zé)對電力市場進行監(jiān)督管理。在這種情勢下，電力系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計以及火電廠電氣部分設(shè)計己成為許多國家的一項主要研究課題。對發(fā)電廠電氣部分及元件保護設(shè)計進行科學(xué)的設(shè)計很有必要[2]。美國、德國等先進國家在機組運行優(yōu)化管理方面的工作己有近十年的經(jīng)驗。（1）培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)理論和技能解決實際問題的能力；（2）學(xué)習(xí)專業(yè)工程設(shè)計的方法，進行設(shè)計技能、設(shè)計方法的初步訓(xùn)練，進行科學(xué)研究方法的初步訓(xùn)練，發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和分析能力。配電裝置：全站配電裝置形式、戶內(nèi)（或戶外）配電裝置的布置；繪制總平面布置圖與典型間隔斷面圖（含道路與電纜溝道）。電氣主接線是發(fā)電廠電氣設(shè)計的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。（3）水電站開機程序比較簡單，機組啟動迅速，并容易實現(xiàn)自動化。（2）斷路器或母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間，并要保證對一級負荷及全部或大部分二級負荷供電。①主接線應(yīng)力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器和避雷器等一次設(shè)備。（1）優(yōu)點：接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴建和采用成套配電裝置。（3）實用范圍：610 kV 配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時；3563 kV 配電裝置出線回路數(shù)為48 回時；110220 kV 配電裝置的出線回路數(shù)為34回時。當(dāng)個別回路需要單獨進行實驗時，可將該回路分開，單獨接至一組母線上?？傮w思路布局：本次設(shè)計課題的要求是建設(shè)一座裝機容量為550MW的水電站，出了附近30km處某國防廠及鄰近小鎮(zhèn)用電負荷為25MW，其余功率經(jīng)200km的220kV線路送人系統(tǒng)。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障隔離。因為在進行主接線的設(shè)計中，必須時時刻刻考慮到可靠性、靈活性和經(jīng)濟性等要求，并且考慮擴建的可能性。在上述三種方案中，他們在技術(shù)上都是有顯著差異。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)模的擴大，電壓升壓和降壓的層次增多，系統(tǒng)中變壓器的總?cè)萘恳堰_發(fā)電機容量的710倍。采用擴大單元接線時，應(yīng)盡可能采用分裂繞組變壓器，其容量亦應(yīng)按單元接線的計算原則計算出的兩臺機容量之和來確定。規(guī)程上規(guī)定，當(dāng)不受運輸條件限制時，在容量為300MW及以下機組單元連接的主變壓器和330kV及以下電力系統(tǒng)中，均選用三相變壓器。最大機組容量為125MW及以下的發(fā)電廠，當(dāng)有兩種升高電壓向用戶供電或與系統(tǒng)連接時，宜采用三繞組變壓器，但每個繞組的通過容量應(yīng)達到該變壓器額定容量的15%及以上。電力系統(tǒng)采用的組別接線方式只有星行“Y”和三角形“d”兩種。但由于有載調(diào)壓變壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴，只有在以下范圍選用：（1） 接于出力大的發(fā)電廠的主變壓器，特別是潮流方向不固定，且要求變壓 器二次電壓維持在一定水平時。（2）一般無大容量的廠用電動機，通常只需380/220V電壓供電。(1)各機組的廠用系統(tǒng)應(yīng)是獨立的，特別是200MW及以上機組，應(yīng)做到這一點。對于水電廠來說，廠用電負荷屬于最重要的負荷之一。（2）在一些大型水電站中，如有較大容量的電動機，可采用380V或3~6 kV時，一般還是爭取采用低壓380V供電為宜。(2)廠用備用電源（變壓器或電抗器）主要作為事故備用，但也應(yīng)考慮作為檢修機組起、停時的電源。(4)發(fā)電機與主變壓器成單元連接時，高壓廠用備用電源的引接方式如下：①廠內(nèi)有35kV母線，且與35kV廠外系統(tǒng)電源連接，則高壓廠用備用變壓器均由35kV母線引接。③對高壓備用電流尚應(yīng)考慮當(dāng)任一備用電源已經(jīng)帶了一段母線后，盡可能減少對其他母線供電的影響，使其他分支線有可能切換到另一組備用電源。 正確選擇電氣設(shè)備是電氣主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟運行的重要條件。(6)選用的新產(chǎn)品均應(yīng)有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。當(dāng)空氣潮濕時, 海風(fēng)帶著鹽霧吹來, 極易在電氣設(shè)備的絕緣體上沉淀積蓄, 使電氣設(shè)施受到污染。隔離開關(guān)的工作特點是在有電壓、無負荷電流情況下，分、合電路。第二個字母:D—貫穿式單匝，F(xiàn)—貫穿式復(fù)匝，M—貫穿式母線型，R—裝入式，Q—線圈式，C—瓷箱式，Z—支柱式，Y—低壓型。 一次額定電流的選擇（1）當(dāng)電流互感器用于測量時，其一次額定電流應(yīng)盡量選擇比回路中正常工作電流大1/3左右，以保證測量儀表的最佳工作，并在過負荷時使儀表有適當(dāng)?shù)闹甘尽?2)選擇和整定繼電保護裝置，使之能正確的切除短路故障。選擇發(fā)電機出口、110kV母線和廠用母線。(8)計算短路電流沖擊值。 圖63星網(wǎng)變換后的等值圖其中令則、以及帶設(shè)水電站到D點的阻抗分別為所以可得到簡化圖如下所示 圖63折算到D點的阻抗 進一步簡化得等值網(wǎng)絡(luò)圖為 圖65進一步簡化圖令則各系統(tǒng)電源歸算到帶設(shè)水電站側(cè)的阻抗為因此，系統(tǒng)各電源歸算到220 kV的最終等值網(wǎng)絡(luò)圖為 圖66最終系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖由主接線的設(shè)計方式和所選發(fā)電機、變壓器的類型，可畫出水電站的阻抗網(wǎng)絡(luò)圖。多支避雷針的保護范圍按下列方法確定：（1） 將多支避雷針的多邊形，劃分成若干個三只避雷針的三角形，劃分時必須是相領(lǐng)近的三支避雷針。其次是電氣設(shè)備的選擇，我本著全面，細致，經(jīng)濟等原則對母線，電纜，斷路器，隔離開關(guān)，以及電流互感器和電壓互感器進行選型，盡量做到最優(yōu)。本次設(shè)計由于水平有限，理論知識又不夠扎實，固在本次設(shè)計中難免存在著某些錯誤，望老師給予指正和批評。再次對所有教師表示衷心的感謝！ 11參考文獻[1][M].北京：中國電力出版，1。 在本次設(shè)計過程中，在刑老師的精心指導(dǎo)和