【正文】 b．維護(hù)、巡視和操作在室外進(jìn)行， 受外界氣象條件影響。 6kv側(cè)電流互感器的選擇 此側(cè) 最大長(zhǎng)期工作電流： = 電網(wǎng)電壓 : =10kv 故初選 LAJ10 型 所選電流互感器的技術(shù)參數(shù)如下： 額定電壓 ： 10kv 最高工 作電壓： 11kv 額定變流比 : 2020 A 動(dòng)穩(wěn)定電流： 90KA 熱穩(wěn)定電流： 50KA 動(dòng)、穩(wěn)定校驗(yàn) : 額定電流的循環(huán)倍數(shù) 次電流 26 電壓互感器的選擇 220kv 測(cè)電壓互感器的選擇 表 56電壓互感器級(jí)參數(shù)： 項(xiàng)目 參數(shù) 技術(shù)條件 正常工作條件 一次回路電壓、二次電壓、二次負(fù)荷、準(zhǔn)確等級(jí)機(jī)械荷載 承受 的電壓能力 絕緣水平、泄露、比距 環(huán)境條件 環(huán)境溫度、最大風(fēng)速、相對(duì)濕度 型式選擇 （ 1） 6～ 20kv 配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)； （ 2） 35～ 110kv 配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電壓互感器； （ 3） 220kv 及以上配電裝置當(dāng)容量和準(zhǔn)確等級(jí)滿足要求是，一般采用電容式電壓互感器； （ 4）接在 110kv 及以上線路側(cè)的電壓互感器，當(dāng)線路上有裝脖通訊時(shí)，應(yīng)盡量與偶合電路結(jié)合同意選用電容式電壓互感器； （ 5）兼作為泄能用的電壓互感器，應(yīng)選用電磁互感器。長(zhǎng)期允許電流 不得低于所在回路在各種可能運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流，即 =K K有關(guān)修正系數(shù)之積 按短路情況校驗(yàn) 的計(jì)算條件： （ 1）容量與接線 （ 2）短路和種類 （ 3）短路計(jì)算點(diǎn) B．短路時(shí)間的計(jì)算 （ 1）檢驗(yàn)熱穩(wěn)定的短路計(jì)算時(shí)間 ，即計(jì)算短路電流熱效應(yīng)時(shí)間 。即，要保證電氣設(shè)備可靠的工作，必須按正常工作條件選擇，并按短路情況校驗(yàn)其熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定 。 不考慮短路點(diǎn)的電流阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流。 確定分裂導(dǎo)線間隔棒的間距。 在方案一和方案三的比較中，不同的地方是將方案三中的兩臺(tái)發(fā)電機(jī)直接接 17 入 220KV 的系統(tǒng)中，原因有二，其一是當(dāng)把斯泰發(fā)電機(jī)接入 10KV 母線上浪費(fèi)，在 10KV 母線上有兩臺(tái)發(fā)電機(jī)已經(jīng)足夠；其二 是 220KV 電壓等級(jí)與無(wú)窮大系統(tǒng)連接，接受該發(fā)電廠的剩余功率。唯一不同的是在 10KV電壓等級(jí)上將原來(lái)方案一的 220KV 電壓等級(jí)兩個(gè)上的發(fā)電機(jī)組全部放置到了 10KV 電壓等級(jí)上，具體到電氣接線圖如圖 28 所示。 電壓等級(jí)的方案選擇。單母線的優(yōu)點(diǎn)如下：①母線經(jīng)斷路器分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電；②一段母線故障（或檢修） 時(shí)，僅停故障（或檢修）段工作，非故障段仍可繼續(xù)工作。 110KV最大負(fù)荷 70MW,最小負(fù)荷 60MW,cos =, Tmax=5000h，為Ⅱ類負(fù)荷。 c 變壓器側(cè)斷路器檢修時(shí)，變壓器需較長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)。 b 橋聯(lián)斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路需解裂運(yùn)行。這種接線形式適用于大型的發(fā)電廠。 b 當(dāng)母線故障或檢修時(shí)隔離開(kāi)關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。 b 調(diào)度靈活。很顯然雙母線分段的可靠性高于前兩種 接線方式，只是母線保護(hù)較復(fù)雜。 但是單母線分段接線也有較顯著的缺點(diǎn)，就是當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)發(fā)生故障或檢修時(shí)，該段母線上所連接的全部引線都要在檢修期間停電；當(dāng)出線為雙回路時(shí)，需時(shí)架空線路出現(xiàn)交 叉跨越；擴(kuò)建時(shí)須向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。 單母線接線最嚴(yán)重的缺陷是母線停運(yùn)（母線檢修、故障，線路故障后線路保護(hù)或斷路器拒運(yùn)）將使全部支路停運(yùn)，即停電范圍為該母線段的 100%，且停電時(shí)間很長(zhǎng)，若為母線自身?yè)p壞須待母線修復(fù)之后方能恢復(fù)各支路運(yùn)行。 8 電氣主接線的選擇 發(fā)電廠的主接線的基本環(huán)節(jié)是電源（發(fā)電機(jī)或變壓器）和引出線。供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，主接線首先應(yīng)滿足這個(gè)要求。 7 負(fù)荷大小和重要性 （ 1） 對(duì)于一級(jí)負(fù)荷必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，切當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證對(duì)全部一級(jí)負(fù)荷不間斷供電。其次，電氣主接線表明了發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器和線路等電氣設(shè)備的數(shù)量、規(guī)格、連接方式及可能的運(yùn)行方式。 優(yōu)化發(fā)展火電，我國(guó)有豐富的煤炭、石油和天然氣，火電廠的廠址不受限制，建設(shè)周期短，能較快發(fā)揮效益。 課程設(shè)計(jì)的目的和要求 課程設(shè)計(jì)的目的 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)是 學(xué)生在學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)課程后的一次綜合性訓(xùn)練，復(fù)習(xí)鞏固本課程及其他課程的有關(guān)知識(shí)，增強(qiáng)工程觀念，通過(guò)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，掌握理論聯(lián)系實(shí)際的思路與方法 ，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的工作能力及實(shí)際工程設(shè)計(jì)的基本技能。本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：通過(guò)原始資料分析和方案比較，確定發(fā)電廠的電氣主接線。它的功能是將自然界的一次能源通過(guò)發(fā)電動(dòng)力裝置（主要包括鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)及電廠輔助生產(chǎn)系統(tǒng)等）轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應(yīng)到各負(fù)荷中心。由于電能不僅便于輸送和分配，易于轉(zhuǎn)換為其它的能源，而且便于控制、管理和調(diào)度 ,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。廠址附近有大河通過(guò)，水量豐富，屬于 6級(jí)地震區(qū)，凍土層 米深，覆冰厚 10mm；最大風(fēng)速 20m/s；年平均溫度 +6℃，最高氣溫 +38℃，最低氣溫 36℃，土壤電阻率 500 m?? 。為了提高效率和保護(hù)環(huán)境，及時(shí)關(guān)閉低效率、煤耗高、污染嚴(yán)重的小火電機(jī)組，以大帶小，裝設(shè)煙氣脫硫及降低氮氧化物設(shè)施，開(kāi)展?jié)崈裘喝紵夹g(shù)的研究及應(yīng)用 。因此，必須正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響因素，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理確定主接線的方案。 電氣主接線的設(shè)計(jì)依據(jù) 發(fā)電廠在電力系統(tǒng)中的地位和作用 電力系統(tǒng)中的發(fā)電廠有大型主力電廠、中小型地區(qū)電廠及企業(yè)自備電廠三種類型。應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求。做到投資省。為了便于投入或切除任何一條進(jìn)、出引線每條引線上都裝有可以切除符合電流和故障電流的斷路器。 由于單母線分段接線既保留了單母線接線本身的簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、方便等基本優(yōu)點(diǎn)，又在一定程度上克服了它的缺點(diǎn)，所以這種接線目前仍被廣泛應(yīng)用。它可以有兩種運(yùn)行方式，一種是固定連接分段運(yùn)行方式。 雙母線接線的適用范圍： （ 1） 6～ 10KV 配電裝置，當(dāng)短路電流較大，出線需要帶電抗器時(shí)； （ 2） 35～ 63KV 配電裝置的出線回?cái)?shù)超過(guò) 8 回火連接電源較多、負(fù)荷較大時(shí)； （ 3） 110～ 220KV 配電裝置的出線回?cái)?shù)為 5 回以上時(shí)，或 110～ 220KV 配電裝置，在系統(tǒng)中居重要地位，出線回?cái)?shù)在 4回以上時(shí)。 d 便于實(shí)驗(yàn)。在圖 24（ a）和（ b）中，發(fā)電機(jī)和變壓器成為一個(gè)單元組，電能經(jīng)升壓后直接進(jìn)入高壓電網(wǎng)。橋型接線分為內(nèi)橋接線和外橋接線兩種，如圖 25所示。 (2) 外橋型接線 優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)量少，四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器。 （ 2） 出線回?cái)?shù)： 電壓等級(jí)： 15km 電纜饋線 10 回，每回平均輸送容量 。由于單母線接線本身的簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、方便等基本優(yōu)點(diǎn)，采用設(shè)備少、投資省、操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電設(shè)備裝置，所以 220 KV電壓等級(jí)的接線形式選擇為單母線接線 。 2 1 3 4 1 0 K V1 1 0 K V2 2 0 K V 圖 26 方案一接線圖 （ 2） 方案二 電壓等級(jí)的方案選擇。 在方案二中的 10KV 電壓等級(jí)的 接線形式仍然選擇單母線分段接線形式。單母線分段在投資上是比雙母線接線的投入要小的，而雙母線接線的可靠性又比單母線分段接線的可靠性高。 選擇導(dǎo)體和電器。 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行。 選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方 式時(shí)短路電流最大地點(diǎn)。 （ 5） 同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。持續(xù)工作電流在 4000A 及以下的屋內(nèi)配電裝置中，一般采用矩形母線，在 35KV 以上的屋外配電裝置中，可采用鋼芯鋁母線， 110KV 以上，持續(xù)工作電流在 8000A 以上的屋內(nèi)外配電裝置，可再用管形母線。 c．設(shè)備受氣象及外界有害氣體影響較小，可減少維護(hù)工作量。 c．安裝工作量小，建設(shè)周期短，而且便于擴(kuò)建和搬遷。 設(shè)計(jì)的基本步驟 選擇配電裝置的形式 根據(jù)電壓等級(jí)、電器形式、出線多少和方式、有無(wú)電抗器、地形及環(huán)境等因素，選擇配電方式。 運(yùn)行要求 (1)各級(jí)電壓配電裝置之間，以及它們和各種建筑物之間的距離和安全 相對(duì)位置，應(yīng)按最終規(guī)模統(tǒng)籌規(guī)劃，充分考慮運(yùn)行的安全和便利 。 層外配電裝置 : 根據(jù)電器和用線布置的高度，層外配電可分為：中型、高型、半高型。 雷電放電是由于帶電荷的雷云引起的。 大多數(shù)雷電發(fā)生在雷云之間，它對(duì)地面沒(méi)有什么直接影響。 當(dāng)先導(dǎo)通道到達(dá)地面或者與迎面先導(dǎo)相遇以后，就在通道端部因大氣強(qiáng)烈游離而產(chǎn)生高密度的等離子區(qū)，此區(qū)域自下而上迅速傳播，形成一條高導(dǎo)電率的等離子通道，使先導(dǎo)通道以及雷云中的負(fù)電荷與大地的正電荷迅速中和，這就是 主放電過(guò)程。而且，人們眼睛觀察到的一次閃電，實(shí)際上往往包含多次先導(dǎo) 主放電的重復(fù)過(guò)程，一般為 2~3次，最多可達(dá) 40多次。但當(dāng)距離地面達(dá)某一高度時(shí)，先導(dǎo)通道的頭部至地面某一感應(yīng)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)了其它方向，先導(dǎo)通道大致沿其頭部至感應(yīng)電荷的集中點(diǎn)的方向連續(xù)發(fā)展，至此放電發(fā)展才有方向。每年的雪電日數(shù)相差較大，故采用的是多年平均值。許多雷電流波形都是在峰值附近出現(xiàn)明顯的雙峰，波尾部分也有不太大的隆起。 幅值和波頭又決定了雷電流隨時(shí)間上升的變化率，稱為雷電流的陡 度。s～ 5181。s 的僅占 18%～ 30%。我國(guó)幅員遼闊，各地自然條件千差萬(wàn)別。斜角波的數(shù)學(xué)表達(dá)式最簡(jiǎn)單，便于分析與雷電流波前有關(guān)的波程，并且斜角平頂波用于分析發(fā)生在 10181。 地面落雷密度 雷云對(duì)地放電的頻繁和強(qiáng)烈程度，由地面落雷密度 ? 來(lái)表小。 雷電放電的物理過(guò)程雖然是很復(fù)雜的，但是從地而感受到的實(shí)際效果和防雷保護(hù)的工程角度，還是可以把它看成是一個(gè)沿著一條固定波阻抗的雷電通道向地而傳播的電磁波過(guò)程，據(jù)此建立計(jì)算模型。因而在防雷保護(hù)計(jì)算的彼德遜等值電路中，如圖 213所示，等值雷電流源通常就直接用雷電流來(lái)表示。如圖 22的雷電流源等值電路，有 : Z Z0 i=2i0 雷擊流源 被擊電路 37 圖 22雷電流等值電路 ZZZii ??0002 （ 28） 顯然 i與 Z有關(guān)。實(shí)際上， ? 值與年平均雷電日 dT 有關(guān)。 圖 221（ c）為等值半余弦波，雷電流波形的波前部分，接近半余弦波，可用下式表達(dá)： )c os1(2 tIi m ??? （ 25） 這種波形多用于分析雷電流波前的作用，因?yàn)橛糜嘞液瘮?shù)波前計(jì)算雷電流通過(guò)電感支路所引起壓降比較方便。 雷電流極性及波形 35 國(guó)內(nèi)外實(shí)測(cè)結(jié)果表明， 75%～ 90%的雷電流是負(fù)極性，加之負(fù)極性的沖擊過(guò)電壓波沿線路傳播衰減，因此電氣設(shè)備的防雷保護(hù)中一般按負(fù)極性進(jìn)行分析研究。 (3)雷電流陡度 由于雷電流的波頭長(zhǎng)度變化范圍不大，所以雷電流的陡度和幅值必然密切相關(guān)。s～ 。 34 （ 1）雷電流幅值的概率分布 我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)推薦按下式計(jì)算 88lg IP ?? (21) 式中： I是雷電流幅值， kA； P是 幅值等于大于 I的雷電流概率。因此電氣設(shè)備的防雷保護(hù)和絕緣配合通常都是取負(fù)極性的雷電沖擊波進(jìn)行研究分析。 我國(guó)各地雷電日的多少和該地的緯度及距海洋的遠(yuǎn)近有關(guān)。 帶有負(fù)電荷的雷云接近輸電線路時(shí)，強(qiáng)大的電場(chǎng)在導(dǎo)線上產(chǎn)生靜電感應(yīng)。雷云是一塊大介質(zhì)，電荷在其內(nèi)部不容易運(yùn)動(dòng)，因此如前所述，在雷云積聚電荷的過(guò)程中，就可能形成若干個(gè)密度較高的電荷中心。由于主放電的發(fā)展速度很高，約為 2 107～ 108m/s，所以出現(xiàn)甚強(qiáng)的脈沖電流，可達(dá)幾十乃至二、三百千安。這正是我們主要關(guān)心的問(wèn)題。一般認(rèn)為雷云是在有利的大氣和大地條件下，由強(qiáng)大的潮濕的熱氣流不斷上升，進(jìn)入稀薄的大氣層冷凝的結(jié)果。 高型層外配電裝置：將斷路器、電流互感器、布置在旁路母線下方，同時(shí)兩組母線重疊布置。 (3)架空出線間隔的排列應(yīng)根據(jù) 出線走廊規(guī)劃的要求，盡量避免線路交叉，并與終端塔位置相配合 ， 各級(jí)電壓配電裝置各回路的相序排列應(yīng)盡量一致 。 配電裝置的設(shè)計(jì)要求 滿足安全凈距的要求 （ 1）屋外電氣設(shè)備外絕緣體最低部位距地小于 米時(shí)，應(yīng)裝設(shè)固定遮攔，屋內(nèi)電氣設(shè)備外絕緣體最底部位距地小于 ，應(yīng)裝設(shè)固定遮攔。 配電裝置的基本要求和設(shè)計(jì)的基本步驟 基本要求 滿足安全凈距離的要求 。 屋外配電裝置：