【正文】 發(fā)電機定子 100%接地保護：主要有兩段構成，一段（簡稱基波部分）保護定子繞組的 5%～ 100%，采用基波零序電壓原理構成。 本電站匯流母線的長度小于 20m，且各段電流分布不一，因此按導體長期發(fā)熱允許電流選擇母線的截面積。對于中低壓配電網(wǎng)，一般按照電壓損耗條件選擇導線截面，再校驗其他條件。 （ 1）根據(jù) 額定電壓和額定電流初步選定其型號為 表 46 2RN 熔斷器的參數(shù) 型號 額定電壓 （ kV） 額定電流 （ A） 額定開斷電流（ 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為 表 47 RW935 熔斷器的參數(shù) 型號 額定電壓 （ kV） 額定電流 （ A） 額定開斷電流（ MVA） RW935 35 2021 熔斷器開斷電流校驗： dLS ≥ kS 用于保護 電壓互感器的熔斷器： 1000MVA≥ 85MVA 用于保護 35kV 電 壓互感器和廠用變的熔斷器： 2021MVA≥ 172MVA 因此符合要求。 選擇導體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應按選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地 點。 在變壓器側 隔離開關檢修或故障時，該支路變壓器停止工作，線路經(jīng)跨條連接，恢復供電；引出 線的斷路器檢修時，該支路要停止供電，可靠性好。 （ 4）水電站規(guī)模確定后，一般不考慮擴建。正常運行時 廠用變壓器承擔全部自用負荷， 35kV 廠用變壓器停用，當 ，則備用變壓器擔負全部自用負荷。 一般的冷卻方式有：自然風冷卻、強迫空氣冷卻、強迫油循環(huán)水冷卻、強迫油循環(huán)風冷卻、強迫油循環(huán)導向冷卻。 主變壓器繞組數(shù)的選擇 國內(nèi)電力系統(tǒng)中采用的變壓器按繞組數(shù)分類有雙繞組普通式、三繞組式、自耦式以及低壓繞組分裂式等變壓器。 主變壓器的臺數(shù)選擇技術指標和經(jīng)濟指標 的比較 表 11 主變臺數(shù) 單臺變壓器 兩臺變壓器 技術指標 供電安全性 滿足要求 滿 足要求 供電可靠性 基本滿足要求 滿足要求 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 擴建適用性 稍差 好 經(jīng)濟指標 電力變壓器的綜合 投資 占地面積小，投資小 花費投資適中 主變壓器臺數(shù) 的確定 通過對待設計水電站原始資料和數(shù)據(jù)的分析，可以看出該水電站對系統(tǒng)的影響不大，不會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：過載能力強，維護能力強，價格便宜，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，同時檢修維護復雜。通過變壓器的分接頭開關切換，改變變壓器高壓側繞組的匝數(shù)，從而改變其變比，實現(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渡。 缺點：（ 1）一回出線故障或檢修，電站一半功率需暫停輸出，帶線路隔離開關拉開后，全部功率可由另一半回路送出； （ 2）橋連斷路器檢修時，二回出線需解列運行，如有 穿越功率通過將受影響； （ 3）分段隔離開關故障或檢修需全場停機。 在選擇電氣設備時，為了保證設備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。 （ 4） 與整個工程的建設標準應協(xié)調(diào)一致。 發(fā)電及出口一般裝設兩組電壓互感器。 電壓損耗。 二、動作于跳閘的繼電保護，在技術上一般應滿足四個基本要求，即選擇性、速動性、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負荷引起的過電流油面降低和過勵磁等。 當電力系統(tǒng)中被保護元件出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)時，繼電保護應能及時反應，并根據(jù)運行維 護條件，動作于發(fā)出信號、減負荷或跳閘。 機械強度。 6 ～ 220kV 電壓等級的每一組主母線的三相上應裝設電壓互感器。 （ 2） 應按當?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 路來計算短路電流，并檢驗電氣設備的穩(wěn)定性。 10 電氣主接線的選擇 方案一 ： 35KV 采用單母線接線， 采用單母線接線，如圖 21。 （ 3）具有必要的運行靈活性。 cos? —— 水電站負荷平均功率因數(shù)。 本次設計的水電站 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)電機組總有功功率， KW； minP —— 發(fā)電機電壓母線側最小負荷值， KW； cosn? —— 發(fā)電機額定功率因數(shù)； nS —— 變壓器標準容量， KVA。 一臺主變壓器符合了經(jīng)濟性和供電可靠性的要求，兩臺主變 壓器雖符合供電可靠性 ，但投資經(jīng)費不符合經(jīng)濟性。 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，否則就不能并列運行。 本水電站的主變壓器容量為 6300kVA，因此選用自然風冷卻方式。當主電路發(fā)生故障時，應在電路結構上使故障的影響限制在一定范圍內(nèi)，不致造成事故的擴大。 （ 5）水電站多處山區(qū)，地形復雜，電氣設備布置及進出線走廊均受一定限制，應盡可能簡化接線 ，避免在水電站設置復雜的變電樞紐（階梯除外），并盡量減少電壓等級和進出線回路數(shù)。 靈活性 調(diào)度靈活，檢修變壓器兩側設備時，要停機，擴建麻煩，靈活性差 調(diào)度靈活，檢修一臺變壓器兩側設備時，不影響線路供電，擴建方便，靈活性好 調(diào)度靈活，檢修一臺變壓器兩側設備時，不影響線路供電，擴建方便，靈活性好 經(jīng)濟性 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 短路電流的計算 概 述 電力系統(tǒng)的電氣設備，在運行中必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運行狀態(tài)，最常見同時也是最危險的故障發(fā)生故障是發(fā)生各種形式的短路，因為它們會遭到破壞對用戶的正常供電和電氣設備的正常運行。 15 各元件參數(shù)的計算 一、基準值的選取 100BS MVA? ； B avUU? 表 31 基準值 表 額定電壓UN ( kV) 6 35 基準電壓UB ( kV) 37 二、計算各元件參數(shù) 系統(tǒng)如圖 31所示 ： 圖 31 計算各元件參數(shù)的標幺值 100BS MVA? ； B avUU? 發(fā)電機 1：1* 1000 . 2 1 1 1 . 91 . 5 / 0 . 8 5Bd NSS? ? ? ? ? ? ? 發(fā)電機 2：2* 1000 . 2 1 1 1 . 91 . 5 / 0 . 8 5Bd NSS? ? ? ? ? ? ? 發(fā)電機 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? ? ? ? ? ? 線路 5和線路 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 8：8* 1000 . 3 3 1 . 2 22 3 / 0 . 8 5Bd NSS? ? ? ? ? ? ? 線路 9：9* 22 1000 . 4 7 7 0 . 2 3110BL avSL U? ? ? ? ? ? ? ? ? 發(fā)電機 10：1 0 * 1000 . 3 5 0 . 6 54 6 / 0 . 8 5Bd NSS? ? ? ? ? ? ? 畫等值電路圖 ： 圖 32 化簡等值電路圖 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 化簡得如圖 33： 圖 33 繼續(xù)簡化： 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) 當在 35kv 母線（即 ??31K 處）發(fā)生三相短路時： 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) 當在 母線（即 ??32K 處）發(fā)生三相短路時： 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 短路電流計算結果 短路點 類型 ??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 電氣設備的選擇 概述 電氣裝置中的載流導體和電氣設備，在正常運行和短路狀態(tài)時，都必須安全可靠地運行。 在未設斷路器的下列地點應裝設電流互感器：發(fā)電及變壓器中性點、發(fā)電機和變壓器出口、橋形接線的跨條上。 表 414 LGJ50型導線的參數(shù) 型號 計算外徑 （ mm ） 計算截面（ 2mm） 單位質(zhì)量 （ g/m） 屋外載流量 （ A） LGJ50 195 220 導線的 校驗 ： 安全電流。 35kV 母線的選擇 按導體長期發(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 表 416 單片矩形鋁母線的載流