【正文】 ...................... 45 接地體工頻接地電阻計算 ............................................ 46 人工接地體及工頻接地電阻計算 ................................ 46 7 主變壓器保護概述 ....................................................... 48 變壓器的故障及異常運行方式 .................................... 48 電力變壓器保護裝置的構成 ...................................... 48 對電力變壓器保護裝置的要求 .................................... 49 后記 ...................................................................... 50 參考文獻 .................................................................... 52 致謝 ........................................................................ 53 3 1 緒 論 課題背景 由 發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產與消費系統(tǒng)。 電力系統(tǒng)規(guī) 劃是根據國民經濟發(fā)展計劃和現有電力系統(tǒng)實際情況，結合能源和交通條件，分析負荷及其增長速度，預計電力電量的發(fā)展，提高電源建設和系統(tǒng)網架的設想擬定、勘測、設計以及新設備試制的任務。 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，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。所謂“不允許”事故，是指發(fā)生故障后果非常嚴重的事故，如全部電源津縣停運、朱變壓器停運，全場停電事故等 。單母線接線一般只適用于一臺發(fā)電機或一臺變壓器的以下三種情況： （ 1） 6～ 10KV配電裝置的出線回數不超過 5 回； （ 2） 35～ 63KV配電裝置的出線回數不超過 3 回； （ 3） 110～ 220KV 配電裝置的出線回數不超過 3 回。另一種工作方式相當于單母線運行方式。 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。 缺點： a 變壓器的切除和投入較復雜，需動作兩臺斷路器，影響一回線路的暫時停運。 b. 110KV 電壓等級： 60km 架空出線 6 回，每回平均輸送容量 11MW。由于單母線接線本身的簡單、經濟、方便等基本優(yōu)點，采用設備少、投資省、操作方便、便于擴建和采用成套配電設備裝置，所以 220 KV電壓等級的接線形式選擇為單母線接線 。綜合考慮，則選擇單母線分段的接線形式。 不考慮短路點的衰減時間常數和低壓網絡的短路電流外，元件的 電阻略去不計。 電氣設備選擇的校驗內容 表 51 高壓設備校驗內容 序號 電器名稱 額定 電壓 額定 電流 額定 容量 機械 荷載 額定開斷電流 熱穩(wěn)定 動穩(wěn)定 絕緣水平 單位 kV A kVA N A __ __ __ 1 斷路器 是 是 __ 是 是 是 是 是 2 隔離開關 是 是 __ 是 __ 是 是 是 3 組合電器 是 是 __ 是 __ 是 是 是 4 負荷開關 是 是 __ 是 __ 是 是 是 5 熔斷器 是 是 __ 是 是 __ __ 是 6 PT 是 是 __ 是 __ __ __ 是 7 CT 是 是 __ 是 __ 是 是 是 8 電抗器 是 是 __ 是 __ 是 是 是 9 消弧線圈 是 是 是 是 __ __ __ 是 10 避雷器 是 是 __ 是 __ __ __ 是 11 穿墻套管 是 是 __ 是 __ 是 是 是 12 絕緣子 __ __ __ __ __ __ 是 __ 注 :“是”表示需要校驗 , “－”表示不用校驗 21 電氣設備選擇的技術條件 表 52 選擇電器的一般技術條件 序號 電器名稱 額定 電 壓 額定 電 流 額定 容 量 機械 荷 載 額定開斷電流 熱穩(wěn)定 動穩(wěn)定 絕緣水平 單位 KV A KVA N A __ __ __ 1 斷路器 是 是 __ 是 是 是 是 是 2 隔離開關 是 是 __ 是 __ 是 是 是 3 組合電器 是 是 __ 是 __ 是 是 是 4 負荷開關 是 是 __ 是 __ 是 是 是 5 熔斷器 是 是 __ 是 是 __ __ 是 6 PT 是 是 __ 是 __ __ __ 是 7 CT 是 是 __ 是 __ 是 是 是 8 電抗器 是 是 __ 是 __ 是 是 是 9 消弧線圈 是 是 是 是 __ __ __ 是 10 避雷器 是 是 __ 是 __ __ __ 是 11 穿墻套管 是 是 __ 是 __ 是 是 是 12 絕緣子 __ __ __ __ __ __ 是 __ 注 :“是”表示需要選 擇的技術條件 , “－”表示不用選擇的技術條件 按正常工作條件選擇 按額定電壓選擇 電氣設備的額定電壓 就是其銘牌上標的線電壓，另外還有規(guī)定允許最高工作電壓 ，所選電氣設備允許的最高工作電壓不得低于所在電網的最高運行電壓 而對于電網，由于系統(tǒng)采取各種調壓措施，電網的最高運行電壓 通常不超過電網額定電壓 的 10%，即 22 按額定電流選擇 電氣設備的額定電流 是指在額定環(huán)境條件下，電氣設備的長期允許電流。 屋外配電裝置： a．安全凈距大，占地面積大。 配電裝置的設計要求 滿足安全凈距的要求 （ 1）屋外電氣設備外絕緣體最低部位距地小于 米時，應裝設固定遮攔，屋內電氣設備外絕緣體最底部位距地小于 ，應裝設固定遮攔。 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，同時兩組母線重疊布置。這正是我們主要關心的問題。雷云是一塊大介質，電荷在其內部不容易運動，因此如前所述，在雷云積聚電荷的過程中，就可能形成若干個密度較高的電荷中心。 我國各地雷電日的多少和該地的緯度及距海洋的遠近有關。 34 （ 1）雷電流幅值的概率分布 我國現行標準推薦按下式計算 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。 (3)雷電流陡度 由于雷電流的波頭長度變化范圍不大，所以雷電流的陡度和幅值必然密切相關。 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： )c os1(2 tIi m ??? （ 25） 這種波形多用于分析雷電流波前的作用，因為用余弦函數波前計算雷電流通過電感支路所引起壓降比較方便。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。 雷電放電的物理過程雖然是很復雜的，但是從地而感受到的實際效果和防雷保護的工程角度，還是可以把它看成是一個沿著一條固定波阻抗的雷電通道向地而傳播的電磁波過程，據此建立計算模型。斜角波的數學表達式最簡單，便于分析與雷電流波前有關的波程，并且斜角平頂波用于分析發(fā)生在 10181。s 的僅占 18%～ 30%。 幅值和波頭又決定了雷電流隨時間上升的變化率，稱為雷電流的陡 度。每年的雪電日數相差較大，故采用的是多年平均值。而且，人們眼睛觀察到的一次閃電，實際上往往包含多次先導 主放電的重復過程，一般為 2~3次，最多可達 40多次。 大多數雷電發(fā)生在雷云之間，它對地面沒有什么直接影響。 層外配電裝置 : 根據電器和用線布置的高度，層外配電可分為：中型、高型、半高型。 設計的基本步驟 選擇配電裝置的形式 根據電壓等級、電器形式、出線多少和方式、有無電抗器、地形及環(huán)境等因素，選擇配電方式。 c．設備受氣象及外界有害氣體影響較小，可減少維護工作量。 （ 5） 同類設備應盡量減少品種。 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行。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。 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 電壓等級的方案選擇。 （ 2） 出線回數： 電壓等級： 15km 電纜饋線 10 回，每回平均輸送容量 。橋型接線分為內橋接線和外橋接線兩種，如圖 25所示。 d 便于實驗。它可以有兩種運行方式，一種是固定連接分段運行方式。為了便于投入或切除任何一條進、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。應滿足可靠性、靈活性和經濟性的要求。因此，必須正確處理好各方面的關系，全面分析有關影響因素，通過技術經濟比較，合理確定主接線的方案。廠址附近有大河通過，水量豐富，屬于 6級地震區(qū)，凍土層 米深，覆冰厚 10mm；最大風速 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?? 。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置（主要包括鍋爐、汽輪機、發(fā)電機及電廠輔助生產系統(tǒng)等）轉化成電能，再經輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應到各負荷中心。 課程設計的目的和要求 課程設計的目的 發(fā)電廠電氣部分課程設計是 學生在學習電力系統(tǒng)課程后的一次綜合性訓練，復習鞏固本課程及其他課程的有關知識，增強工程觀念，通過設計，加強學生對所學知識的理解，掌握理論聯系實際的思路與方法 ，培養(yǎng)學生獨立分析和解決問題的工作能力及實際工程設計的基本技能。其次，電氣主接線表明了發(fā)電機、變壓器、斷路器和線路等電氣設備的數量、規(guī)格、連接方式及可能的運行方式。供電可靠性是電力生產和分配的首要要求，主接線首先應滿足這個要求。 單母線接線最嚴重的缺陷是母線停運（母線檢修、故障，線路故障后線路保護或斷路器拒運）將使全部支路停運，即停電范圍為該母線段的 100%，且停電時間很長，若為母線自身損壞須待母線修復之后方能恢復各支路運行。很顯然雙母線分段的可靠性高于前兩種 接線方式，只是母線保護較復雜。 b 當母線故障或檢修時隔離開關作為倒換操作電器，容易誤操作。 b 橋聯斷路器檢修時，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。 電壓等級的方案選擇。 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發(fā)電機直接接 17 入 220KV 的系統(tǒng)中，原因有二，其一是當把斯泰發(fā)電機接入 10KV 母線上浪費，在 10KV 母線上有兩臺發(fā)電機已經足夠；其二 是 220KV 電壓等級與無窮大系統(tǒng)連接，接受該發(fā)電廠的剩余功率。 不考慮短路點的電流阻抗和變壓器的勵磁電流。長期允許電流 不得低于所在回路在各種可能運行方式下的持續(xù)工作電流，即 =K K有關修正系數之積 按短路情況校驗 的計算條件： （ 1）容量與接線 （ 2）短路和種類 （ 3）短路計算點 B．短路時間的計算 （ 1）檢驗熱穩(wěn)定的短路計算時間 ，即計算短路電流熱效應時間 。但便于帶電作業(yè)， b．維護、巡視和操作在室外進行， 受外界氣象條件影響。 （ 2）配電裝置中相鄰帶點部分的額定電壓不同時，應按較高的額定電壓確定其安全凈距。 半高型配電裝置：將斷路器、電流互感器、內置在一個相鄰的一組母線下方，該組母線升高的裝置。 實測表明，對地放電的雷云絕大多數帶負電荷，根據放電雷云的極性來定義，此時雷電流的極性也為負電荷。第一次先導 — 主放電沖擊，主要是泄放第一個電荷中心及其已傳播到先導