【正文】 ③ 二次繞組的數(shù)量決定于測量儀表、保護裝置和自動裝置的要求。 電壓互感器的選擇和校驗 參數(shù)選擇 電壓互感器主要技術參數(shù)見表 表 電壓互感器主要技術參數(shù)表 項目 參數(shù) 技術條件 正常工作條件 一次回路電壓、一次回路電流、二次負荷、準確度等級、機械負荷 承受過電壓能力 絕緣水平，泄露比距 環(huán)境條件 環(huán)境溫度、最大風速、相對濕度、海拔高度、地震烈度 型式選擇 電壓互感器按下列使用條件選擇。 河南城建學院畢業(yè)設計（ 論文 ） 火力發(fā)電廠一次設備的選擇 27 ③ 具有盡可能短的開斷時間，這對減少電網(wǎng)的故障時間，減輕故障設備的損害，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性都是有利的。 高壓斷路器的選擇和校驗 高壓斷路器是主系統(tǒng)的重要設備之一。導線截面不應小于其最小允許截面。 主要導體和電纜的特性及主要用途 ① 硬導體機械強度越高，載流量越大，布置所要求的鄉(xiāng)間距離越小，故主要作為發(fā)電機及變壓器的引出線及屋內高低壓配電裝置； ② 軟導線施工方便，主要適用于架空電力線路及各型戶外配電裝置； ③ 無鎧裝電力電纜由于不能承受壓力和拉力的作用。 在電力系統(tǒng)中盡管各種電氣設 備的作用不一樣，但選擇的要求和條件有諸多是相同的。因此，在非高海拔地區(qū)， 按所在電網(wǎng)的額定電壓選擇電氣設備的額定電壓即可滿足要求。應滿足正常運行、檢修以及短路過電壓情況下的工作要求。 3）系統(tǒng)中的電機均為理想電機，不考慮電磁飽和、磁滯、渦流及導體肌膚效應等影響；轉子結構完全對稱； 4）短路發(fā)生在短路電流為最大的瞬間； 5）不考慮短路電的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。 短路的原因及后果 ① 短路原因 造成短路的原 因通常有以下幾種： 1）電氣設備及載流導體因絕緣老化、或遭受機械損傷，或因雷擊、過電壓引起的絕緣損壞。 ② 主變壓器的 110500KV 側采用中性點直接接地方式 ③ 凡是自耦變 壓器，其中性點需要直接接地或經(jīng)小阻抗接地。對于110KV 以下的變壓器，設計時才考慮到變壓器采用有載調壓的方式。 2）當發(fā)電機電壓母線上最大一臺發(fā)電機組停用時，能由系統(tǒng)供給發(fā)電機電河南城建學院畢業(yè)設計（ 論文 ） 變壓器的選擇 15 壓的最大負荷。因此選用方案Ⅲ：雙母線接線 3） 10kv 電氣主接線設計 方案Ⅰ：單母線接線 單母線接線方案見圖 圖 單母線接線 方案Ⅱ：單母線分段接線 單母線分段接線方案見圖 方案Ⅲ： 雙母線接線 雙母線接線方案見圖 河南城建學院畢業(yè)設計（ 論文 ） 4 200MW 火力發(fā)電廠電氣主接線的確定 13 圖 單母線分段接線 圖 雙母線接線 主接線方案技術經(jīng)濟比較見表 表 主接線技術經(jīng)濟對比表 方案 項目 單母線接線 （方案Ⅰ） 單母線分段接線 （方案Ⅱ） 雙母線接線 （方案Ⅲ） 技術 簡單清晰、操作方便、易于發(fā)展、可靠性差、靈活性差 當一段母線發(fā)生故障時，分段斷路器自動將故障段隔離，保證正常段母線不間斷供電靈 活性好，各電壓級便于擴建和發(fā)展。 b 牽連斷路器檢修時，兩個回路需解裂運行。 雙母線接線也有其缺點： a 增加一組母線和使每回路就須加一組母線隔離開關。另一種工作方式相當于單母線運行方式。 主接線的基本形式 ?單母線接線 河南城建學院畢業(yè)設計（ 論文 ） 4 200MW 火力發(fā)電廠電氣主接線的確定 5 只有一組母線的接線如圖 所示是一個典型的單母線 接線圖。 電氣主接線的主要要求 電氣主接線的設計原則是：根據(jù)發(fā)電廠在電力系統(tǒng)的地位和作用，首先應滿足電力系統(tǒng)的可靠運行和經(jīng)濟調度的要求。 電氣主接線設計的重要性 首先，電氣主接線圖示電氣運行人員進行各種操作和事故處理的重要依據(jù)，因此電氣運行人員必須熟悉本廠電氣主接線土，了解電路中各種電器設備的用途、性能及維護、檢察項目和運行的步驟。 華東、華北、東北和華中四大電力系統(tǒng)的容量均已超過 400 萬千瓦 . 畢業(yè)設計的主要內容及基本思想 本次畢業(yè)設計的主要內容是一個 4 200MW 火力發(fā)電廠的電氣部分設計。 本次設計中將四臺發(fā)電機全部升壓接入 220kV 電網(wǎng)，簡化了電網(wǎng)結構及電氣主接線，省去了升高電壓級之間的聯(lián)絡變壓器，降低了變壓器損耗。因此，電能已廣泛應用于國民經(jīng)濟、社會生產和人民生活的各個方面。 7）設計計算書一份。 ?負荷大小和重要性 一級負荷：中斷供電將造成人身傷亡或重大設計損壞，且難以挽回，帶來極大的政治、經(jīng)濟損失者屬于一級負荷。即： 主接線應力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關、電流和電壓互感器等一次設備，要是控制、保護不過于復雜，要能限制短路電流，以便于選擇價廉的電氣設備或輕型電器。 G 1主變G 2主變圖 單母線接線 G 1主變G 2主變圖 單母線分段接線 河南城建學院畢業(yè)設計（ 論文 ） 4 200MW 火力發(fā)電廠電氣主接線的確定 6 但是單母線分段接線也有較顯著的缺點，就是當一段母線或母線隔離開關發(fā)生故障或檢修時，該段母線上所連接的全部引線都要在檢修期間停電；當出線為雙回路時，需時架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴建時須向兩個方向均衡擴建。 b調度靈活。 b 橋聯(lián)斷 路器檢修時，兩個回路需解裂運行。 110KV最大負荷 70MW,最小負荷 60MW,cos =, Tmax=5000h，為Ⅱ類負荷。 主變壓器 在電氣設備投資中所占比例較大，同時與之相適應的配電裝置，特別是大容量、高電壓的配電裝置的投資也很大。 三相變壓 器的一組相繞組或連接成三相組的三相變壓器的相同電壓的繞組連接成星型、三角型、曲折型時，對高壓繞組分別以字母 Y、 D或 Z表示，對中壓或低壓繞組分別以字母 y、 d 或 z 表示。 當接地電容電流超過允許值時，可采用消弧線圈補償電容電流，保證接地電弧瞬間熄滅，以消除弧光間歇接地過電壓。在供電系統(tǒng)的設計和運行中，還要考慮到可能發(fā)生的故障以及不正常運行情況。這是短路所導致的最嚴重后果； 5）巨大的短路電流將在周圍空氣產生很強大電磁廠，尤其是不對稱短路時，不平衡電流所產生的不平衡交變磁場，對周圍的通信網(wǎng)絡、信號系統(tǒng)、晶閘管觸發(fā)系統(tǒng)及自動控制系統(tǒng)產生干擾。 7）計算三相短路沖擊電流 ish。 電氣設備能安全、可靠的工作，必須按正常工作條件進行選擇，斌干短路條件來校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 2）海拔高度。校驗電器和 110KV 以上沖油電纜的短路電流計算時間，一般采用后備保護動作時間加相應的斷路器全分閘時間。 ① 發(fā)熱條件。 屋內配電裝置由于線間距離較小，布置緊湊，采用硬母線。 ③ 空氣斷路器斷路能力大、動作時間快、尺寸小、重量輕、無火災危險，但結構復雜、價格貴、需要裝設壓縮空氣系統(tǒng)等，主要用于 110KV 及以上對電氣參數(shù)及斷路時間有較高要求的系統(tǒng)中。但由于隔離開關不用來接通和切除短路電流，故無需進行開斷電流的校驗。 ③ 當電容式電壓互感器由于開口三角繞組的不平衡電壓較高，而影響零序保護的靈敏度時，應要求制造部門裝設諧波濾波器。 ③ 選擇母線式電流互感器時，尚應校驗窗口允許穿過的母線尺寸。 接線與保護 ① 在滿足二次電壓合負荷要求的條件下，電壓互感器宜采用簡單接線，當需要零序電壓時， 320kv 宜采用三柱五柱電壓互感器。 ② 倒閘操作：投入備用母線或旁路母線以及改變運行方式時，常用隔離開關配合短路器，協(xié)同操作來完成 ③ 分、合小電流：因隔離開關具有一定的分、合小電流和電容電流的能力，河南城建學院畢業(yè)設計（ 論文 ） 火力發(fā)電廠一次設備的選擇 28 故一般可用來進行以下操作：分、合避雷器、電壓互感器和空載母線；分、合勵磁電流不超過 2A的空載變壓器；關合電容電流不超過 5A 的空載線路。 ② 少油斷路器用油少、油箱結構小而堅固，具有節(jié)省材料、防爆防火特點。 35KV 及以上的屋外配電裝置中采用鋁絞線的軟母線。電力線路的選擇包括類型的選擇和截面的選擇兩部分。 如果缺乏斷路器分閘時間數(shù)據(jù)，對快速及中速動作的斷路器，取toc=,對低速動作的斷路器，取 toc=。若安裝地點日最高溫度高于 40℃，但不超過 60℃，則因散熱條件較差，最大連續(xù)工作電流應適當減少，則設備的額定電流應按下式修正： ( ) / ( )a l t N e a l a l N e N eI K I I? ? ? ?? ? ? ? 式中， Ial—— 電氣設備的額定電流經(jīng)實際的周圍環(huán)境溫度修正后的允許電流（ A） Kt—— 溫度修正系數(shù) ? al—— 電氣設備的長期發(fā)熱最高允許溫度（℃） ? —— 實際的周圍環(huán)境溫度，取所在地方最熱月平均最高溫度（℃） ? Ne—— 電氣設備的額定環(huán)境溫度（℃） 河南城建學院畢業(yè)設計（ 論文 ） 火力發(fā)電廠一次設備的選擇 23 設備的額定環(huán)境溫度一般取 40℃，如周圍環(huán)境溫度高于 40℃，但小于或等于 60℃時，其允許電流一般可按每增加 1℃，其額定電流減少 %進行修正；當環(huán)境溫度低于 40℃，每降低 1℃，額定電流可增加 %，但其最大負荷不得超過其額定電流的 20%。 ⑤ 適應發(fā)展。 5）選取合適的短路點。 ② 短路后果 短路故障發(fā)生后，由于網(wǎng)絡總阻抗大為減小，將在系統(tǒng)中產生幾倍甚至幾十倍于正常工作電流的短路電流。雙母線接線有兩臺以上主變壓器時，可考慮兩臺主變壓器中性點接地。電力網(wǎng)中性點接地方式有以下幾種： ① 中性點不接地 中性點不接地方式最簡單，單相接地時允許帶故障運行兩小時，供電連續(xù)性好，接地電流僅為線路及設備的電容電流。 具體計算的過程如下： 電壓等級下的最大容量 S =（ SGSG 8%Smin） = (400400 ) = 352 = 電壓等級下的最大容量 S = Smax/ =70/= 電壓等級下的最大容量 S = (S10max+S110max) / = (20+70) / = 根據(jù)上面的計算可知道低壓側的容量為最大，所以，以此為基準可以選擇一個三繞組的變壓器 . ② 繞組連接方式的確定 變壓器的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。電力變壓器是發(fā)電廠和變電所中重要的一次設備之一，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)中變壓器的總容量已達發(fā)電機容量的 710 倍。 10KV最大負荷 20MW,最小負荷 16MW,cos =, Tmax=5300h，為Ⅰ類、Ⅱ類負荷。 1)內橋型接線 優(yōu)點：高壓斷路器數(shù)量少，四個回路只需三臺斷路器。 雙母線接線的優(yōu)點有： G 1主變G 2主變圖 雙母線接線 河南城建學院畢業(yè)設計（ 論文 ） 4 200MW 火力發(fā)電廠電氣主接線的確定 7 a供電可靠。單母線分段接線適用范圍： 1） 6～ 10KV 配電裝置的出線回數(shù)為 6回及以上時； 2） 35～ 63KV 配電裝置的出線回數(shù)為 4～ 8回時； 3） 110～ 220KV 配電裝置的出線回數(shù)為 3～ 4 回時 。在操作時間便、安全、不易發(fā)生誤操作的“方便性”