【正文】 發(fā)電機(jī)定子 100%接地保護(hù)：主要有兩段構(gòu)成，一段（簡(jiǎn)稱(chēng)基波部分）保護(hù)定子繞組的 5%～ 100%，采用基波零序電壓原理構(gòu)成。 本電站匯流母線(xiàn)的長(zhǎng)度小于 20m，且各段電流分布不一，因此按導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇母線(xiàn)的截面積。對(duì)于中低壓配電網(wǎng)，一般按照電壓損耗條件選擇導(dǎo)線(xiàn)截面，再校驗(yàn)其他條件。 （ 1）根據(jù) 額定電壓和額定電流初步選定其型號(hào)為 表 46 2RN 熔斷器的參數(shù) 型號(hào) 額定電壓 （ kV） 額定電流 （ A） 額定開(kāi)斷電流（ MVA） 2RN 10 1000 （ 2）根據(jù) 35KV熔斷器的 額定電壓和額定電流初步選定其型號(hào)為 表 47 RW935 熔斷器的參數(shù) 型號(hào) 額定電壓 （ kV） 額定電流 （ A） 額定開(kāi)斷電流（ MVA） RW935 35 2021 熔斷器開(kāi)斷電流校驗(yàn)： dLS ≥ kS 用于保護(hù) 電壓互感器的熔斷器： 1000MVA≥ 85MVA 用于保護(hù) 35kV 電壓互感器和廠用變的熔斷器： 2021MVA≥ 172MVA 因此符合要求。 選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)按選擇在正常接線(xiàn)方式時(shí)短路電流為最大的 地點(diǎn)。 在變壓器側(cè) 隔離開(kāi)關(guān)檢修或故障時(shí)，該支路變壓器停止工作，線(xiàn)路經(jīng)跨條連接，恢復(fù)供電；引 出線(xiàn)的斷路器檢修時(shí)，該支路要停止供電，可靠性好。 （ 4）水電站規(guī)模確定后，一般不考慮擴(kuò)建。正常運(yùn)行時(shí) 廠用變壓器承擔(dān)全部自用負(fù)荷， 35kV 廠用變壓器停用，當(dāng) ，則備用變壓器擔(dān)負(fù)全部自用負(fù)荷。 一般的冷卻方式有：自然風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫空氣冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻。 主變壓器繞組數(shù)的選擇 國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)中采用的變壓器按繞組數(shù)分類(lèi)有雙繞組普通式、三繞組式、自耦式以及低壓繞組分裂式等變壓器。 主變壓器的臺(tái)數(shù)選擇技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 的比較 表 11 主變臺(tái)數(shù) 單臺(tái)變壓器 兩臺(tái)變壓器 技術(shù)指標(biāo) 供電安全性 滿(mǎn)足要求 滿(mǎn)足要求 供電可靠性 基本滿(mǎn)足要求 滿(mǎn)足要求 供電質(zhì)量 電能損耗略大 電能損耗略小 靈活方便性 靈活性差 靈活性好 擴(kuò)建適用性 稍差 好 經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 電力變壓器的綜合 投資 占地面積小，投資小 花費(fèi)投資適中 主變壓器臺(tái)數(shù) 的確定 通過(guò)對(duì)待設(shè)計(jì)水電站原始資料和數(shù)據(jù)的分析，可以看出該水電站對(duì)系統(tǒng)的影響不大，不會(huì)大范圍的影響該地區(qū)的供電質(zhì)量。 主變壓器 型式 的選擇 油浸式變壓器：過(guò)載能力強(qiáng)，維護(hù)能力強(qiáng)，價(jià)格便宜，但由于采用油為絕緣和冷卻絕緣介質(zhì)，必須要注意防火防爆，同時(shí)檢修維護(hù)復(fù)雜。通過(guò)變壓器的分接頭開(kāi)關(guān)切換，改變變壓器高壓側(cè)繞組的匝數(shù)，從而改變其變比，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。 廠用變壓器 冷卻方式的選擇 雖然空氣比油的冷卻作用差，但是此變壓器容量偏小，電流密度偏低，因此采用干式自冷式的冷卻方式比較合適。 （ 4）考慮發(fā)展的可能性和分期工程過(guò)渡。 缺點(diǎn)：（ 1）一回出線(xiàn)故障或檢修，電站一半功率需暫停輸出，帶線(xiàn)路隔離開(kāi)關(guān)拉開(kāi)后，全部功率可由另一半回路送出； （ 2）橋連斷路器檢修時(shí)，二回出線(xiàn)需解列運(yùn)行，如 有穿越功率通過(guò)將受影響； （ 3）分段隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修需全場(chǎng)停機(jī)。 在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。 （ 4） 與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致。 發(fā)電及出口一般裝設(shè)兩組電壓互感器。 電壓損耗。 二、動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù)，在技術(shù)上一般應(yīng)滿(mǎn)足四個(gè)基本要求，即選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性。變壓器的不正常工作狀態(tài)主要是由外部短路或過(guò)負(fù)荷引起的過(guò)電流油面降低和過(guò)勵(lì)磁等。 當(dāng)電力系統(tǒng)中被保護(hù)元件出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)時(shí)，繼電保護(hù)應(yīng)能及時(shí)反應(yīng)，并根據(jù)運(yùn)行 維護(hù)條件，動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)、減負(fù)荷或跳閘。 機(jī)械強(qiáng)度。 6 ～ 220kV 電壓等級(jí)的每一組主母線(xiàn)的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。 （ 2） 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件（如海拔、大氣污染程度和環(huán)境溫度等）校核。因此，我們都采用三相 短路來(lái)計(jì)算短路電流，并檢驗(yàn)電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。 10 電氣主接線(xiàn)的選擇 方案一 ： 35KV 采用單母線(xiàn)接線(xiàn)， 采用單母線(xiàn)接線(xiàn)，如圖 21。 （ 3）具有必要的運(yùn)行靈活性。 cos? —— 水電站負(fù)荷平均功率因數(shù)。 本次設(shè)計(jì)的水電站 采用 Yd11 連接方式。 5 即 m i n ( 2 1 5 0 0 2 6 0 0 ) 1 5 0 6 4 1 1 . 7 6 K V Ac o s 0 . 8 5nPPS ?? ? ? ? ?? ? ?≤ nS 式中 S—— 所需變壓器容量， KVA； P? —— 發(fā)電機(jī)組總有功功率， KW； minP —— 發(fā)電機(jī)電壓母線(xiàn)側(cè)最小負(fù)荷值， KW； cosn? —— 發(fā)電機(jī)額定功率因數(shù)； nS —— 變壓器標(biāo)準(zhǔn)容量， KVA。 一臺(tái)主變壓器符合了經(jīng)濟(jì)性和供電可靠性的要求，兩臺(tái)主 變壓器雖符合供電可靠性 ，但投資經(jīng)費(fèi)不符合經(jīng)濟(jì)性。 主變壓器連接方式的選擇 變壓器三繞組的組別必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則就不能并列運(yùn)行。 本水電站的主變壓器容量為 6300kVA，因此選用自然風(fēng)冷卻方式。當(dāng)主電路發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)在電路結(jié)構(gòu)上使故障的影響限制在一定范圍內(nèi)，不致造成事故的擴(kuò)大。 （ 5）水電站多處山區(qū)，地形復(fù)雜，電氣設(shè)備布置及進(jìn)出線(xiàn)走廊均受一定限制，應(yīng)盡可能簡(jiǎn)化接線(xiàn) ，避免在水電站設(shè)置復(fù)雜的變電樞紐（階梯除外），并盡量減少電壓等級(jí)和進(jìn)出線(xiàn)回路數(shù)。 靈活性 調(diào)度靈活，檢修變壓器兩側(cè)設(shè)備時(shí)，要停機(jī)，擴(kuò)建麻煩，靈活性差 調(diào)度靈活，檢修一臺(tái)變壓器兩側(cè)設(shè)備時(shí)，不影響線(xiàn)路供電，擴(kuò)建方便，靈活性好 調(diào)度靈活，檢修一臺(tái)變壓器兩側(cè)設(shè)備時(shí)，不影響線(xiàn)路供電，擴(kuò)建方便，靈活性好 經(jīng)濟(jì)性 投資省，站地面積小，電能損失少 投資較大，站地面積小，電能損失大 投資較大，站地面積小，電能損失大 14 第 3 章 短路電流的計(jì)算 概述 電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備，在運(yùn)行中必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見(jiàn)同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障發(fā)生故障是發(fā)生各種形式的短路，因?yàn)樗鼈儠?huì)遭到破壞對(duì)用戶(hù)的正常供電和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。 15 各元件參數(shù)的計(jì)算 一、基準(zhǔn)值的選取 100BS MVA? ； B avUU? 表 31 基準(zhǔn)值 表 額定電壓UN ( kV) 6 35 基準(zhǔn)電壓UB ( kV) 37 二、計(jì)算各元件參數(shù) 系統(tǒng)如圖 31所示 ： 圖 31 計(jì)算各元件參數(shù)的標(biāo)幺值 100BS MVA? ； B avUU? 發(fā)電機(jī) 1：1* 1000 . 2 1 1 1 . 91 . 5 / 0 . 8 5Bd NSS? ? ? ? ? ? ? 發(fā)電機(jī) 2：2* 1000 . 2 1 1 1 . 91 . 5 / 0 . 8 5Bd NSS? ? ? ? ? ? ? 發(fā)電機(jī) 3：3* 1000 . 2 1 6 . 8 72 . 6 / 0 . 8 5Bd NSS? ? ? ? ? ? ? 16 變壓器 4：4* % 7 .5 1 0 0 1 .1 91 0 0 1 0 0 6 .3k BNU SS? ? ? ? ? ? 線(xiàn)路 5和線(xiàn)路 6：5 * 6 * 22 1000 . 4 7 . 9 0 . 2 337BL avSL U? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 變壓器 7:7* % 1 2 . 1 1 0 0 0 . 1 11 0 0 1 0 0 1 1 0k BNU SS? ? ? ? ? ? 發(fā)電機(jī) 8：8* 1000 . 3 3 1 . 2 22 3 / 0 . 8 5Bd NSS? ? ? ? ? ? ? 線(xiàn)路 9：9* 22 1000 . 4 7 7 0 . 2 3110BL avSL U? ? ? ? ? ? ? ? ? 發(fā)電機(jī) 10：1 0 * 1000 . 3 5 0 . 6 54 6 / 0 . 8 5Bd NSS? ? ? ? ? ? ? 畫(huà)等值電路圖 ： 圖 32 化簡(jiǎn)等值電路圖 把串聯(lián)支路相加，并聯(lián)支路并聯(lián)得： 11 * 7* 9 * 10 * ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1 2 * 5 * 6 *1 1 1 0 . 2 3 0 . 1 22 2 2? ? ? ? ? ? ? ?13 *1 * 2 * 3 *11 1 1 11 1 111. 9 11. 9 7? ? ? ?? ? ? ????? ???? ??? ? ??? 17 化簡(jiǎn)得如圖 33： 圖 33 繼續(xù)簡(jiǎn)化： 8 * 1 1 *1 4 * 1 2 *8 * 1 1 *1 . 2 2 0 . 9 9 0 . 1 2 0 . 6 71 . 2 2 0 . 9 9? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? 如圖 34： 圖 34 1) 當(dāng)在 35kv 母線(xiàn)（即 ??31K 處）發(fā)生三相短路時(shí)： 圖 35 圖 36 1 5 * 4 * 1 3 * 1 .1 9 3 .1 8 4 .3 8? ? ? ? ? ? ? ?1 4 * 1 5 *1 6 *1 4 * 1 5 *0 . 6 7 4 . 3 8 0 . 5 80 . 6 7 4 . 3 8? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 即總電抗：* ??? 短路電流標(biāo)幺值：* *11 1 .7 20 .5 8fI ?? ? ?? 短路電流有效值：* 1001 . 7 2 2 . 6 83 3 3 7Bff BSI I K AU? ? ? ?? 18 沖擊電流： 2 2 1 .8 2 .6 8 6 .8 2c h M fi K I K A? ? ? ? ? ? ? 短路容量： * 2 10 0 17 2k f BS I S M VA? ? ? ? ? 2) 當(dāng)在 母線(xiàn)（即 ??32K 處）發(fā)生三相短路時(shí)： 圖 37 圖 38 1 7 * 4 * 1 4 * 1 .1 9 0 .6 7 1 .8 6? ? ? ? ? ? ? ? 1 3 * 1 7 *1 8 *1 3 * 1 7 *3 . 1 9 1 . 8 6 1 . 1 73 . 1 9 1 . 8 6? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 即總電抗：* ??? 短路電流標(biāo)幺值：* *11 0 .8 51 .1 7fI ?? ? ?? 短路電流有效值：* 1000 .8 5 7 .7 93 3 6 .3Bff BSI I K AU? ? ? ?? 沖擊電流： 2 2 1 .8 7 .7 9 1 9 .8c h M fi K I KA? ? ? ? ? ? ? 短路容量： * 5 10 0 85k f BS I S M VA? ? ? ? ? 表 32 短路電流計(jì)算結(jié)果 短路點(diǎn) 類(lèi)型 ??31K ??32K 短路電流 ??3KI （ kA） 沖擊電流 chi （ kA） 短路容量 kS （ MVA） 172 85 19 第 4 章 電氣設(shè)備的選擇 概述 電氣裝置中的載流導(dǎo)體和電氣設(shè)備，在正常運(yùn)行和短路狀態(tài)時(shí)，都必須安全可靠地運(yùn)行。 在未設(shè)斷路器的下列地點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)電流互感器：發(fā)電及變壓器中性點(diǎn)、發(fā)電機(jī)和變壓器出口、橋形接線(xiàn)的跨條上。 表 414 LGJ50型導(dǎo)線(xiàn)的參數(shù) 型號(hào) 計(jì)算外徑 （ mm ） 計(jì)算截面（ 2mm） 單位質(zhì)量 （ g/m） 屋外載流量 （ A） LGJ50 195 220 導(dǎo)線(xiàn)的 校驗(yàn) ： 安全電流。 35kV 母線(xiàn)的選擇 按導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇 m a xm a x 2 1 5 0 0 2 6 0 01 . 0 5 1 . 0 5 1 1 43 c o s 3 3 5 0 . 8 5gNPIAU ? ??? ? ? ? ?? ? ? ? yNI ≥ m a x 114 1 4 0 .70 .8 1gI AK? ?? 根據(jù)以上數(shù) 據(jù)可初步選定 20 3=60（ 2mm ）的矩形鋁母線(xiàn) 表 416 單片矩形鋁母線(xiàn)的載流量