【正文】 補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的性能或當(dāng)主保護(hù)和后備保護(hù)退出運(yùn)行而增設(shè)的簡(jiǎn)單保護(hù)，稱為 輔助保護(hù)。 所謂故障的切除時(shí)間是指保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間與斷路器的跳閘時(shí)間之和。即：電流將急劇增大、電壓將急劇下降、電壓與電流之間的相位 角將發(fā)生變化。 （ 2）定時(shí)限過電流保護(hù)的基本原理 中性點(diǎn)不接地 系統(tǒng)中，廣泛采用的兩相兩繼電器的定時(shí)限過電流保護(hù)的原理接線圖。 800MW 區(qū)域發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì) 第 38 頁共 43 頁 出口中間繼電器的觸點(diǎn)接通了跳閘線圈回路，從而使被保護(hù)回路的斷路器跳閘切斷了故障回路，保證了非故障回路的繼續(xù)運(yùn)行。 因 此保護(hù)裝置的一次返回電流 If 應(yīng)大于最大負(fù)荷電流 。但按選擇性的要求，應(yīng)只由保護(hù)裝置 3（離故障點(diǎn)最近）動(dòng)作于跳閘?？墒?，越靠近電源端線路的阻抗越小，短路電流將越大，而保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)。它一般不需要時(shí)間繼電器。所以不必考慮返回系數(shù)。只是由一只電磁式中間繼電器替代了時(shí)間繼電器。因此，它的保護(hù)范圍就必然會(huì)延伸到下一段線路的始端去。 對(duì)于第一段電流保護(hù)，究竟采用瞬時(shí)電流速斷保護(hù)，還是采用略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)，可由具體情況確定。就是以瞬時(shí)電流速斷保護(hù)作為第一段，以加速切除線路首端的故障，用作輔助保護(hù)；以略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)作為第二段，以保護(hù)線路的全長(zhǎng)，用作主保護(hù)；以定時(shí)限過電流保護(hù)作為第三段，以作為線路全長(zhǎng)和相臨下一級(jí)線路的后備保護(hù)。 也就是說，其保護(hù)范圍可保護(hù)到線路全長(zhǎng)并延伸到變壓器高壓側(cè)。略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)的原理接線和定時(shí)限過電流保護(hù)的原理接線相同。 （ 5）略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù) 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)最大的優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)作迅速，但只能保護(hù)線路的首端。保護(hù)范圍以外的區(qū)域稱為 “死區(qū) ”。 （ 3）瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的整定原則和保護(hù)范圍 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)與過電流保護(hù)的區(qū)別，在于它的動(dòng)作電流值不是躲過最大負(fù)荷電流，而是必須大于保護(hù)范圍外部短路時(shí)的最大短路電流。 3. 電流速斷保護(hù) （ 1）什麼是電流速斷保護(hù) 電流速斷保護(hù)是一種無時(shí)限或略帶時(shí)限動(dòng)作的一種電流保護(hù)。也就是越靠近電源端，保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限越長(zhǎng)，有如階梯一樣，故稱為階梯性時(shí)限特性。 Kf返回系數(shù)，一般小于 1； Nlh電流互感器的變比。也就是只有在被保護(hù)線路故障時(shí)才啟動(dòng)，而在最大負(fù)荷電流出現(xiàn)時(shí)不應(yīng)動(dòng)作。當(dāng) CT 的二次電流大于電流繼電器的起動(dòng)值時(shí)，電流繼電器動(dòng)作。 （ 2）反時(shí)限過電流保護(hù)的基本原理 當(dāng)供電線路發(fā)生相間短路時(shí)，感應(yīng)型繼電器 KA1 或 (和 )KA2 達(dá)到整定的一定時(shí)限后動(dòng)作，首先使其常開觸點(diǎn)閉合，這時(shí)斷路器的脫扣器 YR1 或(和 )YR2 因有 KA1 (和 )KA2 的常閉觸點(diǎn)分流 (短路 )，而無電流通過 ,故暫時(shí)不會(huì)動(dòng)作。如不能滿足可靠性的要求， 800MW 區(qū)域發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì) 第 36 頁共 43 頁 保護(hù)裝置反而成為了擴(kuò)大事故或直接造成故障的根源。對(duì)于多相保護(hù)， Idz 取兩相短路電流最小值 Idz(2)。除此之外，它還有另 外的 意義。 對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求 對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求有四點(diǎn)：即選擇性、靈敏性、速動(dòng)性和可靠性 （ 1） 選擇性 當(dāng)供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置應(yīng)能有選擇性地將故障部分切除。如果沒架設(shè)避雷線，當(dāng)靠近變電所的進(jìn)線上遭受雷擊時(shí)，流經(jīng)避雷器的雷電電流幅值可超過 5kA，且其陡度也會(huì)超過允許值，勢(shì)必會(huì)對(duì)線路造成破壞。 裝設(shè)避雷針時(shí)對(duì)于 35kV 變電所必須裝有獨(dú)立的避雷針，并滿足不發(fā)生反擊 800MW 區(qū)域發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì) 第 33 頁共 43 頁 的要求；對(duì)于 110kV 及以上的變電所，由于此類電壓等級(jí)配電裝置的絕緣水平較高，可以將避雷針直接裝設(shè)在配電裝置的架構(gòu)上，因此，雷擊避雷針?biāo)a(chǎn)生的高電位不會(huì)造成電氣設(shè)備的反擊事故。 雷電的形成 雷電放電是帶電荷的雷云引起的放電現(xiàn)象，在某種大氣和大地條件下，潮濕的熱氣流進(jìn)入大氣層冷凝而形成雷云，大氣層中的雷云底部大多數(shù)帶負(fù)電，它在地面上感應(yīng)出大量的正電荷，這樣，雷云和大 地之間就形成了強(qiáng)大的電場(chǎng)，隨著雷云的發(fā)展和運(yùn)動(dòng)，當(dāng)空間電場(chǎng)強(qiáng)度超過大氣游離放電的臨界電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)發(fā)生雷云之間或雷云對(duì)地的放電，形成雷電。 配電屏內(nèi)安裝的低壓電器應(yīng)排列整齊。 配電室內(nèi)應(yīng)留有維護(hù)通道： 固定式配電屏為單列布置時(shí)，屏前通道為 ； 固定式配電屏為雙列布置時(shí)，屏前通道為 ； 800MW 區(qū)域發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì) 第 31 頁共 43 頁 屏后和屏側(cè)維護(hù)通道為 ，有困難時(shí)可減為 。暗裝于墻壁時(shí)，底部距地面 ；明裝于墻壁時(shí)，底部距地面 。 c)排灌專用變壓器的配電裝置可安裝于機(jī)泵房?jī)?nèi)。 (3)計(jì)算短路點(diǎn)。 IN 應(yīng)不小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流 Imax，即 IH≥Imax (5—2) 由于發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)和變壓器在電壓降低 5％時(shí)，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的 Imax，應(yīng)為發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)和變壓器的額定電流的 1． 05 倍；若變壓器有可能過負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，乙應(yīng)按過負(fù)荷確定 (1． 32 倍變壓器額定電流 )；母聯(lián)斷路器回路一般可取母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)或變壓器的 Imax；母線分段電抗器 Imax 應(yīng)為母 線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)跳閘時(shí)，保證該段母線負(fù)荷所需的電流，或最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)額定電流的 50％ 80％；出線回路的 Imax 一除考慮正常負(fù)荷 800MW 區(qū)域發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì) 第 28 頁共 43 頁 電流外，還應(yīng)考慮事故時(shí)由其他回路轉(zhuǎn)移過來的負(fù)荷。 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) 。 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行 。 5％。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)的額定容量為 200MW，比較后確定廠用電電壓等 級(jí)采用 6kV 的等級(jí)。電廠是否安全、可靠運(yùn)行直接影響該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益，可見該電廠的重要性。 800MW 區(qū)域發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì) 第 5 頁共 43 頁 靈活性 ： 主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建時(shí)的靈活性。 其次， 我國(guó)電網(wǎng)發(fā)展的基本思路和實(shí)施的步驟是：一要以三峽電網(wǎng)為中心，推進(jìn)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)，三峽電網(wǎng)先向北與華北的聯(lián)網(wǎng)，以及與西北的聯(lián)網(wǎng)，向南與華南的聯(lián)網(wǎng)，向西則隨金沙江溪洛渡、向家壩電力外送，使三峽電網(wǎng)繼續(xù)擴(kuò)展并得到進(jìn)一步的加強(qiáng)；二是要配合大型水電站和火電基地的建設(shè)，進(jìn)一步加大“西電東 800MW 區(qū)域發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì) 第 4 頁共 43 頁 送”和“北電南送”的力度，實(shí)現(xiàn)以送電為主的“送電型”聯(lián)網(wǎng)；三是在不斷加強(qiáng)各大區(qū)自身電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)和地點(diǎn)按照利益均沾、互惠互利的原則，采用交流或直流，實(shí)現(xiàn)以聯(lián)網(wǎng)效益為主的“效益型”聯(lián)網(wǎng)，并把“送電型”聯(lián)網(wǎng)與“效益型”聯(lián)網(wǎng)有機(jī)地結(jié) 合起來，把全國(guó)聯(lián)網(wǎng)與加強(qiáng)各地區(qū)電網(wǎng)自身網(wǎng)架的建設(shè)結(jié)合起來，最后推進(jìn)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的形成和發(fā)展，與此同時(shí)還要重視發(fā)展我國(guó)電網(wǎng)與周邊國(guó)家電網(wǎng)的互聯(lián)。 （ 4）加快電網(wǎng)建設(shè)和電網(wǎng)互聯(lián)，有利于提高電力系統(tǒng)本身的效益，使電力發(fā)展走上集約化發(fā)展的道路。針對(duì)電力供需出現(xiàn)的新情況和新問題，黨中央、國(guó)務(wù)院未雨綢繆，及時(shí)調(diào)整了 “ 十五 ” 電力發(fā)展規(guī)劃，加強(qiáng)了宏觀調(diào)控力度，采取有力措施，加快了電力建設(shè)步伐，緩解了電力供應(yīng)緊張的局面，取得了顯著成效。 800MW 區(qū)域發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì) 第 2 頁共 43 頁 第一章 電力工業(yè)的發(fā)展 電力工業(yè)發(fā)展的狀況 中國(guó)電力自 1882 年誕生至今，經(jīng)歷了 3 個(gè)發(fā)展時(shí)期。它的功能是將自然界的一次能源通 過發(fā)電動(dòng)力裝置轉(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。本文是對(duì) 800MW 區(qū)域發(fā)電廠部分電氣的設(shè)計(jì)，主要完成了電氣主接線的設(shè)計(jì)。 “ 十五 ” 以來，我國(guó)電力工業(yè)加快發(fā)展， “ 西電東送 ” 、城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造等工作成效顯著。電網(wǎng)是電力市場(chǎng)的載體，沒有一個(gè)統(tǒng)一的互聯(lián)電網(wǎng)就不可能建立統(tǒng)一而競(jìng)爭(zhēng)有序的電力市場(chǎng)，沒有電網(wǎng)的發(fā)展，就不可能擴(kuò)展電力市場(chǎng)。在我國(guó)的電網(wǎng)建設(shè)中，要實(shí)施抓兩頭帶中間的策略。因此，電氣主接線必須保證供電可靠。 對(duì)原始資料的分析 從原始資料可以知道，本電廠屬于地區(qū)性火力發(fā)電廠，建成后總?cè)萘繛?00MW，建成后與周邊的幾個(gè)電廠形成區(qū)域電網(wǎng)。 同時(shí)方案二比方案一多占用了土地，當(dāng)今我國(guó)的土地資源比較缺乏， 但我國(guó)人口多，人均占地面積少，所 800MW 區(qū)域發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì) 第 8 頁共 43 頁 以我們更應(yīng)該合理而有效的利用土地，積極提倡“節(jié)約為主，長(zhǎng)效機(jī)制”的原則。 800MW 區(qū)域發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì) 第 9 頁共 43 頁 廠用主變選擇 廠用電主變選擇原則： 變壓器、副邊額定電壓應(yīng)分別與引接點(diǎn)和廠用電系統(tǒng)的額定電壓相適應(yīng)。 第四章 短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算的目的 在發(fā)電廠電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 輸電線路的電容略去不計(jì) 。 一、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備 1．額定電壓 電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電匝因調(diào)壓或負(fù)荷的變化，有時(shí)會(huì)高于電網(wǎng)的額定電壓，故所選電氣設(shè)備允許的最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓。按本工程設(shè)計(jì)最終容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃 (一般為本工程建成后 5—10 年 )；其接線應(yīng)采用可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，但不考慮 在切換過程中可能短時(shí)并列的接線方式 (如切換廠用變壓器時(shí)的并列 )。設(shè)在發(fā)電廠、變配電所等處。 室外配電箱應(yīng)牢固地安裝在支架或基礎(chǔ)上，箱底距地面高度不低于，并采取防止攀登的措施。 配電室進(jìn)出引線的導(dǎo)體截面應(yīng)按允許載流量選擇。 配電屏應(yīng)牢固地安裝在基礎(chǔ)型鋼上，型鋼頂部應(yīng)高出地面 10mm，屏體內(nèi)設(shè)備與各構(gòu)件連接應(yīng)牢固。 800MW 區(qū)域發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì) 第 32 頁共 43 頁 支持母 線的金屬構(gòu)件、螺栓等均應(yīng)鍍鋅，母線安裝時(shí)接觸面應(yīng)保持潔凈，螺栓緊固后接觸面緊密，各螺栓受力均勻。 (1) 變電所的直擊雷防護(hù)。對(duì)變電所進(jìn)線實(shí)施防雷保護(hù)，其目的就是限制流經(jīng)避雷器的雷電電流幅值和雷電波的陡度。 (5) 變電所的防雷接地。即：為滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備的要求，能以最快速度有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)，就稱為主保護(hù)；當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，用以切除故障的保護(hù)，就稱為后備保護(hù)。 （ 2） 靈敏性 靈敏性系指繼電保護(hù)裝置對(duì) 故障和異常工作狀況的反映能力。由于斷路器一經(jīng)選定，其跳閘時(shí)間就已確定，目前我國(guó)生產(chǎn)的斷路器跳閘時(shí)間均在 以下。 （ 2） 繼電保護(hù)的類型 在電力系統(tǒng)中以上述物理量的變化為基礎(chǔ)，利用正常運(yùn)行和故障時(shí)各物理量的差別就可以構(gòu)成各種不同 原理和類型的繼電保護(hù)裝置。它是由兩只電流互感器和兩只電流繼電器、一只時(shí)間繼電器和一只信號(hào)繼電器構(gòu)成。而信號(hào)繼電器的動(dòng)作使信號(hào)指示牌掉下并發(fā)出警報(bào)信號(hào)。即： If 因此，定時(shí)限過電流裝置電流繼電器的動(dòng)作電流 為： =(). 式中 800MW 區(qū)域發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì) 第 39 頁共 43 頁 Kk可靠系數(shù)，考慮到繼電器動(dòng)作電流的誤差和計(jì)算誤差而設(shè)。在故障切除后，保護(hù)裝置 2 返回。 也就是說過