【導(dǎo)讀】設(shè)的興衰成敗，因此有“經(jīng)濟(jì)要發(fā)展，電力應(yīng)先行”的口號(hào)。程度也越來(lái)越高，相應(yīng)的對(duì)系統(tǒng)的安全性，穩(wěn)定性的要求也越來(lái)越高。本次設(shè)計(jì)是我們?cè)谛Ｆ陂g進(jìn)行的一次比較系統(tǒng)、具體、完整的頗為重要的設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)主接線并進(jìn)行方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，可靠性指標(biāo)的定量分析計(jì)算，主變的選擇，短路電流計(jì)算，電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)，配電裝置、廠用電、防雷保護(hù)及發(fā)電機(jī)和主變保護(hù)設(shè)計(jì)。計(jì)計(jì)算書(shū)各一份，英文原版翻譯一份，繪制電氣主接線圖、平面布置圖、斷面圖。在完成此設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們可以學(xué)習(xí)電力工程設(shè)計(jì)、技術(shù)問(wèn)題研究的程序和方法，補(bǔ)充新知識(shí)和技能。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，結(jié)合發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)，進(jìn)一步鞏固所學(xué)的專(zhuān)。業(yè)知識(shí)，提高理論聯(lián)系實(shí)際的能力，為將來(lái)走向社會(huì)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　

【正文】 種 [2]。 電壓互感器的選擇原則與配置 （ 1）電壓互感器 的配置原則： ① 發(fā)電機(jī)回路。發(fā)電機(jī)回路一般裝設(shè) 23 組電壓互感器。 12 組電壓互感器（三相五柱式或三臺(tái)單相三繞組），供給發(fā)電機(jī)的測(cè)量?jī)x表、保護(hù)及同步設(shè)備，其開(kāi)口三角形接一電壓表，供給發(fā)電機(jī)啟動(dòng)而并列前檢查接地用。另一組電壓互感器供給自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置。對(duì) 50MW 及以上的發(fā)電機(jī)，中性點(diǎn)常有一單相電壓互感器，用于100%定子接地保護(hù)。 ② 母線： 330500kV 電壓級(jí)的 母線，當(dāng)采用一臺(tái)半斷路器接線時(shí)，根據(jù)繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和測(cè)量?jī)x表要求，在每段母線的一相或三相上裝設(shè)。其電壓互感器為電容式。 （ 2） 電壓互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用條件選擇： ① 620kV 屋內(nèi)配電裝置，一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，也可采用樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器。 ② 35110kV 的配電裝置，一般釆用油浸絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器。 ③ 220kV 以上，一般釆用電容式電壓互感器和六氟化硫斷路器 相互配合的方法。 邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 發(fā)電機(jī)出口處電壓互感器的選擇 發(fā)電機(jī)出口 電壓互感器型號(hào)如表 43 中所示 ，而且中性點(diǎn)也采用此型號(hào)的電壓互感器。 表 43 發(fā)電機(jī)出口電壓互感器型號(hào) 型號(hào) 額定 變比 （ V） 準(zhǔn)確度等級(jí)下額定容量 （ VA） 最大 容量 （ VA） 級(jí) 1 級(jí) 3 級(jí) 單相屋內(nèi)式 JDZJ— 20 80 150 320 640 本發(fā)電機(jī)出口電壓互感器采用單相，油浸式三繞組變壓器，供電給發(fā)電機(jī)的測(cè)量?jī)x表、保護(hù)及同步設(shè)備，其中開(kāi)口三角形接電壓表，供發(fā)電機(jī) 啟動(dòng)而未并列前檢查接地用 [9]。 500kV母線電壓互感器的選擇 500kV母線電壓互感器采用如表 44 所示的型號(hào)，出線也采用此型號(hào)的電壓互感器。 表 44 500kV母線電壓互感器的型號(hào) 型號(hào) 設(shè)備最高電壓（ kV） 絕 緣 水 平 準(zhǔn)確級(jí)次 /額定容量（ VA） 額定電壓（ kV） 工頻 耐壓 雷電 沖擊 操作 沖擊 11xa 22xa ffxa TYD4500/√3 （ H） 550 740 1675 1175 /200 /200 3P /100 /400 00 3P /100 500kV 進(jìn)出線電壓互感器選擇： )(0 0 ?，額定電壓： [2]。 邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 電流互感器的選擇與校驗(yàn) 電流互感器的作用 將一次回路的大電流變?yōu)槎位芈返臉?biāo)準(zhǔn)的小電流（ 5A 或 1A）；使二次設(shè)備與高壓部分隔離，且二次側(cè)接地，以保證安全。 電流互感器的選擇與校驗(yàn)原則 （ 1）電流互感器的配置原則 ① 凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器，其數(shù)量應(yīng)滿足測(cè)量?jī)x表 、 保護(hù)和自動(dòng)裝置要求。發(fā)電機(jī) 雙繞組變壓器單元接線的發(fā)電機(jī)出口和發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)處應(yīng)裝設(shè)電流互感器。 ② 測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置一般均由單獨(dú)的電流互感器供電或接于不同的二次繞組，因?yàn)槠錅?zhǔn)確度要求不同，同時(shí)為了防止儀表開(kāi)路時(shí)引起保護(hù)的不正確動(dòng)作。 ③ 對(duì)直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置。對(duì)非直接 接地系統(tǒng)，依具體要求按兩相或三相配置。 （ 2）參數(shù)選擇 電流互感器的二次側(cè)額定電流有 5A 和 1A 兩種，一般 弱電系統(tǒng)用 1A，強(qiáng)電系統(tǒng)用 5A，當(dāng)配電裝置距離控制室較遠(yuǎn)時(shí)，亦可考慮用 1A。 ① 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定可用下式校驗(yàn)： √2?????????? ???? （ 43） ??????— 電流互感器的一次繞組額定電流 （ A） ????— 短路沖擊電 4流的瞬時(shí)值 （ kA） ???? — 電流互感器的 1s動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) 500kV母線處電流互感器的選擇 500kV 母線處的最大持續(xù)工作電流 )(873max AI g ?? ， 可 選擇的 電流互感器的型號(hào)如表 45 所示，型號(hào)為： LB3 ?500[2]。 邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 表 45 500kV母線處電流互感器的型號(hào) 型 號(hào) 二 次 組 合 額 定 電流比 （ A） 繞組 序號(hào) 準(zhǔn) 確 級(jí) 額定 輸出 （ VA） 負(fù)荷功率因數(shù) 3s 熱穩(wěn)定電流 額定 動(dòng)穩(wěn)定 電流 ????3?500 5P/5P/ TPY/TPY/ TPY/TPY 2 1500/1 5P 50 40 (kA) 100 (kA) 2 750/1 20 2 1500/1 30 TPY 15 20 發(fā)電機(jī)出口處電流互感器的選擇 發(fā)電機(jī)出口最大持續(xù)工作電流： = √322 = (kA) 選擇電流互感器型號(hào) ： LRB20， 額定電流： 25000/5A。 高壓熔斷器的選擇與校驗(yàn) 熔斷器的工作原理 熔斷器串聯(lián)接入被保護(hù)電路中，在正常工作情況下，由于電流較小，通過(guò)熔體時(shí)熔體的溫度雖然上升，但不致熔化，電路可靠接通；一旦電路發(fā)生過(guò)負(fù)荷或短路，電流增大，熔體由于自身溫度超過(guò)熔點(diǎn)而熔化，將電路切斷。 選擇的技術(shù)原則 （ 1） 電壓： ???? ≤ ???? （ 44） 限流式高壓熔斷器不宜使用在工作電壓低于其額定電壓的電網(wǎng)中，以免熔斷器截流使電網(wǎng)過(guò)電壓而使電網(wǎng)中的電器損壞。 （ 2） 電流： ≤ ????2?? ≤ ????1?? （ 45） 式中： ????2??— 熔體的額定電流 ????1??— 熔斷的額定電流 ?cos邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 （ 3） 斷流容量： Ich ≤ Ikd （ 46） Ich三相短路沖擊電流的有效值 Ikd熔斷器的開(kāi)斷電流 （ 4）保護(hù)電壓互感器的熔斷器，只需按額定電壓和斷流容量選擇、不必校驗(yàn)額定電流。 保護(hù)電壓互感器的熔斷器選擇 保護(hù)電壓互感器的熔斷器所在支路最大持續(xù)工作電流為： ????.?????? = 640√320200 = (??) 故所選擇高壓熔斷器型號(hào)為： RN420，如表 46 所示 [9]。 表 46 高壓熔斷器型號(hào) 型號(hào) 額定電壓 （ kV） 額定電流 （ A） 斷流容量 （ MVA） RN420 20 5500 高壓熔斷器校驗(yàn) （ 1） Ug ≤ UN = 35(kV) （ 2） 電壓互感器容量 ： ???? ?????? = 640(????) ????為電壓互感器額定容量 ,滿足要求，合格 [9]。 母線的選擇與校驗(yàn) 分相封閉母線的選擇與校驗(yàn) （ 1）發(fā)電機(jī)出口分相封閉母線的選擇 發(fā)電機(jī)出口處最大持續(xù)工作電流的確定 ： 已知 PNG = 600(MW) UNG = 20(kV) cos?????? = 所以發(fā)電機(jī)出口處最大持續(xù)電流為 = PNG√3UNGcosφNG= 600√3 20 = (kA) 邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 封閉母線的額定電流： ?????? = ??1.??2.???? K1 = （發(fā)電機(jī)電壓波動(dòng)修正值） K2 = （裕度） 所以 INF = = (kA) 則可選擇如表 47 所示型號(hào)。 表 47 封閉母線型號(hào) 絕緣水平 (kV) 型號(hào) 額定電流（ A） 動(dòng)穩(wěn)定電流 (kA) 4s 熱穩(wěn)定電流 (kA) 尺寸 (mm) 導(dǎo)體 Φ 900 16 外殼直徑 相間距離 中心高度 24 外殼 Φ 1400 8 22020 560 220 1400 1800 970 （ 2） 廠用變高壓側(cè)封閉母線的選擇 廠用變高壓側(cè)最大持續(xù)工作電流的確定是根據(jù)廠用主變的額定電流確定的。 )(50 MVAS N ? ， UN = 22(kV) = 50√3 22 = (kA) 則可選擇如 表 48 所示型號(hào) [9]。 表 48 廠用變高壓側(cè)封閉母線的型號(hào) 型號(hào) 額定 電流 (A) 動(dòng)穩(wěn)定電 流 (kA) 2S 熱穩(wěn) 定電流 (kA) 外殼 尺寸 母線導(dǎo)體尺寸 外殼 厚度 導(dǎo)體 Φ 150 10 外殼 Φ 700 5 1200 209 209 Φ 650 5 Φ 150 10 廠用高壓側(cè)封閉母線的校驗(yàn)與發(fā)電機(jī)出口封閉母線的校驗(yàn)方法相同。 500kV母線的選擇與校驗(yàn) 一般規(guī)定， 20kV 及以下回路正常工作電流在 4000A 及以下時(shí)，宜選用矩形導(dǎo)體； 4000～ 8000A 時(shí)，宜選用槽形導(dǎo)體。 110kV 及以上高壓配電裝置，當(dāng)用硬導(dǎo)體時(shí)，宜選用鋁合金管形導(dǎo)體。 500kV 硬導(dǎo)體可采用鋁錳合金管形導(dǎo)體，固定方式采用支持或吊式。 ?邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 主變壓器出口最大持續(xù)工作電流 ： )( 1352 5 24 a x AU SI N Ng ?????? 根據(jù)最大持續(xù)工作電流和母線的位置，選擇鋁錳合金管形導(dǎo)體 ，型號(hào)如 表 49[9]。 表 49 500kV母線的型號(hào) 導(dǎo)體 尺寸 (mm) 導(dǎo)體截面 (????2) 導(dǎo)體最高允許溫度 為下值時(shí)的載流量 （ A） 截面 系數(shù) W(????3) 慣性 半徑 ????(cm) 慣性矩 ????(cm) +70 +80 Φ 60/54 539 1240 1072 500kV 進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn) 500kV出線選擇 本電廠采用 500kV 兩回出線， 電廠出線回路的最大持續(xù)工作電流 ，除考慮正常負(fù)荷電流外，還考慮事故狀態(tài)下兩臺(tái) 600MW 機(jī)組用一回線送出功率。 單臺(tái)發(fā)電機(jī)的額定容量： ????1 = (MVA) 高壓廠用工作變壓器額定容量： MVASN 502 ? （ 共 2 臺(tái)工作 ） 500KV 出線負(fù)荷 ： S = ????1 ?????2 ? ??廠用 = 2 (1 ?6%) = (??????) 出線負(fù)荷電流： ?? = 2 S√3Ub n= 2 √3 500 2= (kA) 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面： Sj = （ j— 經(jīng)濟(jì)電流密度； ????— 經(jīng)濟(jì)截面） 由 查得 2/ mmAj ? )( 9 2 4 4 7 2mmS j ?? 根據(jù)最大持續(xù)工作電流選擇鋼芯鋁絞線 ，型號(hào)為 LGJQ400，參數(shù)如下表 410[9]。 dD/Co CohT 7000max ?邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 表 410 500kV出線的型號(hào) 導(dǎo)線 型號(hào) 最高允許溫度 股數(shù) /股徑（ mm） 截面 (mm ) 直流電阻 Ω/kM 拉斷力（ ） 安全 電流 （ A） +70 +80 鋁 鋼 鋁 鋼 綜合 LGJQ400 825 836 54/ 7/ 392 441 11900 845 500kV主變壓器進(jìn)線選擇 由于發(fā)電機(jī)和變壓器在電壓降低 5%時(shí)，其出力不變，故進(jìn)線最大工作電流為 。 )( 1352 5 24 a x AU SI N Ng ?????? 根據(jù)上求出的最大持續(xù)工作電流求導(dǎo)體的截面： )( 1 0 3 1 2mmS j ?? （ 取 1108m??2） 選擇 單根導(dǎo)體： LGJQ600，安全電流為 ，方法同上 [9]。 高壓廠備用變壓器進(jìn)線選擇 最大持續(xù)工作電流： )(5253 a x AU SI NNg ?????? 導(dǎo)體經(jīng)濟(jì)截面： )( 2mmSj ?? 選 擇導(dǎo)線型號(hào)： LGJ95， 安全電流： 330A。校驗(yàn) 略 [9]。 接地開(kāi)關(guān)的選擇與校驗(yàn) 選擇原則 為保證檢修安全在斷路器的兩側(cè)和母線等處，皆應(yīng)裝有手動(dòng)或電動(dòng)的接地開(kāi)關(guān)?？焖俳拥亻_(kāi)關(guān)的作用相當(dāng)于接地短路器，可就地和遠(yuǎn)方控制。一般下列情況需要裝設(shè)快速接地開(kāi)關(guān)。 停電回路的最