【正文】 ......... 27 7 高壓配電裝置 ........................................................................................................................................ 28 配電裝置的設(shè)計(jì)原則 ..................................................................................................................... 28 設(shè)計(jì)要求 ......................................................................................................................................... 29 屋外配電裝置 ................................................................................................................................. 30 布置方案確定 ................................................................................................................................. 31 總結(jié) ............................................................................................................................................................... 32 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................................................... 33 致謝 ............................................................................................................................................................... 34 長(zhǎng)春工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 1 引言 銅街子水電站位 于四川省大渡河下游河段上，距樂(lè)山市 80km。系統(tǒng)提供的 220kV 系統(tǒng)阻抗 以 Sj=100MVA 為基準(zhǔn)時(shí)正序阻抗 Xs(1)=。右深槽深 30m、寬 80m，充填物為沖積層。 電氣主接線設(shè)計(jì)原則 電氣主接線是由電氣設(shè)備通過(guò)連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。 對(duì)原始資料分析 電站 安裝 4 臺(tái)軸流轉(zhuǎn)槳式水輪發(fā)電機(jī)組，單機(jī)容量 150MW。 當(dāng)采用 3/2 接線時(shí)，同樣具有很高的可靠性和靈活性。 表 21 150MW 水輪發(fā)電機(jī)型號(hào)及電氣參數(shù) 產(chǎn)品型號(hào) 額定容量 額定電壓 額定電流 轉(zhuǎn)速 功率因數(shù) 定子接線 同步電抗 次暫態(tài)電抗 零序電抗 YFSN1802 180MW 13kA 3000r/min 2Y % 20% % 主變壓器的確定 結(jié)合本設(shè)計(jì)的具體情況查看電力設(shè)計(jì)手冊(cè)和電力系統(tǒng)設(shè)備手冊(cè)，具有發(fā)電機(jī)電壓采用單元接線的主變壓器在選擇容量的時(shí)候，應(yīng)按照發(fā)電機(jī)的額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后并 留有 10%的裕度。 水電 廠廠用機(jī)械的數(shù)量、容量及重要程度等與機(jī)組容量有關(guān)，并受水頭、流量和水輪機(jī)型式以及運(yùn)行方式等條件影響。 (3)充分考慮發(fā)電廠正常、事故、檢修、啟動(dòng)等運(yùn)行方式下的供電要求，盡可 能地使切換操作簡(jiǎn)便，啟動(dòng) (備用 )電源能在短時(shí)內(nèi)投入。通常，工作電源應(yīng)不少于兩個(gè)。 ② 從發(fā)電廠聯(lián)絡(luò)變壓器的低壓繞組引接，但應(yīng)保證在機(jī)組全停情況下，能夠獲得足夠的 長(zhǎng)春工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 電源容量。為了保證廠用電系統(tǒng)的供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性，高壓廠用母線均采取按鍋爐分段的原則，即將高壓廠用母線分成若干獨(dú)立段。 ?x 長(zhǎng)春工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 表 各電源提供的短路電流周期分量計(jì)算曲線表 電源 計(jì)算電抗 0s 2s 4s 發(fā)電機(jī) A 發(fā)電機(jī) B 發(fā)電機(jī) C 發(fā)電機(jī) D 系統(tǒng) 發(fā)電機(jī)的基準(zhǔn)電流： kAIG 44 03 15 0 ???? 發(fā)電機(jī)回路對(duì)短路點(diǎn)提供的短路電流： 0s 時(shí)，發(fā)電機(jī)提供的短路電流： kAII GG 8 4 6 . ??? 2s 時(shí)，發(fā)電機(jī)提供的短路電流： kAII GG 3 2 0 . ??? 4s 時(shí)，發(fā)電機(jī)提供的短路電流： kAII GG 3 5 2 . ??? 系統(tǒng)在 0s、 2s 和 4s 的短路電流為： kAIII SSS . ?????? 流過(guò)短路點(diǎn) f1 點(diǎn)的短路電流： kAIII SG ????? kAIII SG 2 6 2 ????? kAIII SG ????? 發(fā)電機(jī)的沖擊系數(shù) k 取 ，短路點(diǎn)的沖擊電流為： kAkIi sh 39。 設(shè)備選擇原則 （ 1） 額定電壓 所選電氣設(shè)備的最高允許電壓必須高于或等于所在電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓。往往并不等于接于母線上的全部負(fù)荷電流的總和?，F(xiàn)行電壓等級(jí)為 110kV 及以下的設(shè)備，其外絕緣都有一定的裕度，實(shí)際上均可使用在海拔不超過(guò)2021m 的地區(qū)。 （ 2）對(duì)于發(fā)電機(jī)出口處斷路器的選擇 發(fā)電機(jī)出口處斷路器選擇，西門子３ＡＨ１真空斷路器，此型號(hào)真空斷路器為通用版。 隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn) （ 1） 220kV 隔離開關(guān)的選擇 隔離開關(guān)也是發(fā)電廠和變電站中常用的開關(guān)電器。 由前邊短路計(jì)算得沖擊電流峰值為： kAkAi sh ?? 動(dòng)穩(wěn)定符合要求。 (1)220kV 等級(jí)電流互感器的選擇 長(zhǎng)春工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 kAI 2203 24034m a x ???? 選擇型號(hào)： LB220 表 220kV 電流互感器參數(shù) 型號(hào) 二次組合 電流比 準(zhǔn)確級(jí) 熱穩(wěn)定倍數(shù) 動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) LB220 B/B/B/ 2600/5 40 100 其中： kAtQkAI k a x ???? 熱穩(wěn)定符 合要求。 為保證測(cè)量準(zhǔn)確性，電壓互感器一次額定電壓應(yīng)在所安裝電網(wǎng)額定電壓的 90%~110%之 長(zhǎng)春工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 間。 為保證正常工作時(shí)母線溫度不超過(guò)允許值，應(yīng)滿足條件： alKII ?max 式中 Ial—母線允許載流量， A； Igmax—通過(guò)母線的最大長(zhǎng)期工作電流， A。 （ 1） 220kV 母線選擇 按照電流經(jīng)濟(jì)電流密度選擇 )( 2m a x mmKAJISJ ??? 參考電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)選得型號(hào)： LGJ630/45,參數(shù)如表 ： 長(zhǎng)春工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 表 220kV 母線參數(shù) 標(biāo)稱截面 鋼 /鋁（ mm2 ） 根數(shù) /直徑 根 /mm 計(jì)算截面 mm2 外徑 mm 直流電阻 歐 /KM 剛 鋁 鋼 鋁 LGJ630/45 45/ 7/ （ 2）發(fā)電機(jī)與主變壓器之間導(dǎo)體的選擇 按照上面選擇導(dǎo)體原則，發(fā)電機(jī)與主變壓器之間母線按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇， )( 2m a x mmKAJIS J ??? 查電氣工程設(shè)備手冊(cè)選得表 型號(hào)導(dǎo)體 表 槽型導(dǎo)體參數(shù) 截面尺寸 雙槽導(dǎo)體截面 S( mm2 ) 集膚效應(yīng)系數(shù) Kf 導(dǎo)體載流量（ A） h(mm) b(mm) t(mm) r(mm) 225 105 16 9760 10150 （ 3）廠用分段母線 廠用匯流母線傳輸容量不大，因此用長(zhǎng)期允許電流來(lái)選擇。 ③ 定子繞組匝間短路保護(hù)； 對(duì)發(fā)電機(jī)匝間短路，應(yīng)按下列規(guī)定裝設(shè)匝間保護(hù)： 500MW 及以 上的發(fā)電機(jī)，當(dāng)定子繞組為星型接線，中性點(diǎn)有三個(gè)引出端子時(shí)，也應(yīng)裝設(shè)專用的匝間短路保護(hù)（單繼電器式橫差保護(hù)） ④ 發(fā)電機(jī)外部相間短路保護(hù)； 對(duì)發(fā)電機(jī)外部相間短路故障和作為發(fā)電機(jī)主保護(hù)的后備，應(yīng)按下列規(guī)定配置響應(yīng)的保 長(zhǎng)春工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 護(hù)： 50MW 及以上的發(fā)電機(jī)，可設(shè)負(fù)序過(guò)電流保護(hù)和單元件低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)，負(fù)序電流元件的動(dòng)作電流可取為 傳額定電流。 變壓器保護(hù) (1) 規(guī)程規(guī)定 ： 對(duì)電力變壓器的下列故障及異常運(yùn)行方式，應(yīng)按本節(jié)的規(guī)定裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置。在確定配電裝置型式時(shí)，必須滿足下列四點(diǎn)要求： （ 1）節(jié)約用地。如為高型及半高型布置時(shí)，要對(duì)上層母線及隔離開關(guān)的檢修、試驗(yàn)采取適當(dāng)措施；要考慮構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化和工廠化，減少架構(gòu)類型；設(shè)置設(shè)備搬運(yùn)道路、起吊設(shè)施和良好的照明條件等。 長(zhǎng)春工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 設(shè)計(jì)要求 （ 1）滿足安全凈距的要求 屋外配電裝置的安全凈距不應(yīng)小于表 7－ 1 所列數(shù)值。配電裝置與外部公路連接的道路一般不小于 米。各級(jí)電壓配電裝置的回路排列和相序排列應(yīng)一致。 ③ 檢修要求。 屋外配電裝置 屋外配電裝置概述 ⑴ 屋外配電裝置的分類及特點(diǎn) 屋外配電裝置將所有電氣設(shè)備和母線都裝設(shè)在露天的基礎(chǔ)支架或構(gòu)架上 。 中型配電裝置廣泛用于 110～ 500kV 電壓等級(jí)。矩形母線用于 35kV 及以下配電裝置，管型則用于 110kV 及以上的配電裝置。 ③ 避雷器 避雷器也有高式和低式兩種布置。一般情況下，在大中型發(fā)電廠中， 35kv 及以下的配電裝置宜采用屋內(nèi)式； 110kv 及以上多為屋外式。在此次設(shè)計(jì)中，難免遇到自己難以解決的問(wèn)題，在老師孜孜不倦的指導(dǎo)下，終于得以解決。在此致以最誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。好在這個(gè)摸索過(guò)程有王老師指引方向，他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、精益求精的工作作風(fēng)、誨人不倦的崇尚師德深深的感染和激勵(lì)著我。學(xué)會(huì)了如何快速有效的查詢相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)程、設(shè)備參數(shù)、技術(shù)資料等。屋外配電裝置內(nèi)應(yīng)設(shè)置 ～ 1m 的巡視小道，以便運(yùn)行人員巡視電氣設(shè)備，電纜溝蓋板可作為部分巡視小道。低式布置的斷路器安裝在 ～ 1m 的混凝土基礎(chǔ)上，其優(yōu)點(diǎn)是檢修比較方便，抗震性能好，但低式布置必須設(shè)置圍欄，因而影響通道的暢通。 ⑵ 屋外配電裝置的布置原則 ① 母線及構(gòu)架 屋外配電裝置的母線有軟母線和硬母線兩種。此中型式一般用在非高產(chǎn)農(nóng)田地區(qū)及不占良田和土石方工程量不大的地方，并宜在地震烈度較高的地區(qū)采用。選擇時(shí)應(yīng)考慮配電裝置的電壓等級(jí)、電氣設(shè)備的型式、出線多少和方式、有無(wú)電抗器、地形、環(huán)境條件等因素。柵欄最低欄桿至地面的凈距不應(yīng) 大于 200mm。 ② 運(yùn)行要求。為使設(shè)備搬運(yùn)方便，配電裝置內(nèi)可設(shè)置環(huán)形道路或回車道。確定布置型 式時(shí)要注意充分利用地形、因地制宜、不占或少占農(nóng)田；在保證安全可靠的前提下，布置力求整齊、簡(jiǎn)單、緊湊，便于安裝、運(yùn)行、檢修和試驗(yàn)。 （ 3）便于檢修和安裝。 (1) 利用母線上其它供電元件的保護(hù)裝置來(lái)切除故障 (2) 采用專門的母線保護(hù) ① 110kV 及以上的雙母線和分段母線上 ,為保證有選擇的切除任一組 (或段 )母線的故障 ,而使另一組 (或段 )無(wú)故障仍能繼續(xù)運(yùn)行 ,應(yīng)裝設(shè)專用的母線保護(hù) ② 110kV 及以上的單母線 ,重要發(fā)電廠或 110 及以上 的重要變電所 35－ 66kV 母線 ,按照裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù)的要求 ,必須快速切除母線上的故障時(shí) ,應(yīng)裝設(shè)專用的母線保護(hù) ③ 對(duì)發(fā)電廠和主要變電所提 6－ 10kV 分段母線及并列運(yùn)行的雙母線 ,在下列情況下應(yīng)裝設(shè)專用的母線保護(hù)：必須快速而有選擇地切除一段或一組母線上的故障 ,以保證發(fā)電廠和電力網(wǎng)的安全運(yùn)行 ,以及對(duì)重要負(fù)荷可靠供電時(shí)；電網(wǎng)則采用母線不完全差動(dòng)保護(hù) .當(dāng)線路斷路器不允許切除線路電抗器前的短路時(shí) 由此可見 ,母線保護(hù)除應(yīng)滿足其速動(dòng)性和選擇性外 ,還應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)其可靠性并盡量簡(jiǎn)化其結(jié)構(gòu) .電力系統(tǒng)中的母線保護(hù) ,一般采用差動(dòng)保護(hù)就可 以滿足要求 .對(duì)于中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中 ,采用母線完全差動(dòng)。 一點(diǎn)接地保護(hù)帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)，兩點(diǎn)接地保護(hù)帶時(shí)限動(dòng)作于停機(jī)。繼電保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置必須滿足以下四個(gè)要求： 發(fā)電機(jī)保護(hù) (1) 保護(hù)配置 根據(jù)《電 力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知發(fā)電機(jī)應(yīng)配置的保護(hù)有： ① 定子繞組相間短路保護(hù)； 對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組及其引