【正文】 源隔開，出現(xiàn)過電壓時間隙被擊穿，閥片放電泄流。氧化鋅避雷器不帶間隙，從而解決了由于間隙放電時限及放電穩(wěn)定性所引起的各種問題。 氧化鋅避雷器與碳化硅（ SiC）閥型避雷器相比，具有下列優(yōu)點(diǎn)：殘壓低、無續(xù) 33 流、通流容量大、性能穩(wěn)定，動作迅速。 氧化鋅避雷器的型號含義如 下： 第一個字母： Y— 瓷套式金屬氧化物避雷 ， YH— 復(fù)合外套金屬氧化物避雷器 。 第二個字母 ： 標(biāo)稱放電電流 kA。 第三個字母 ： W— 無間隙 ， C— 串聯(lián)間隙 ， B— 并聯(lián)間隙 。 第四個字母 ： S— 配電型 ， Z— 電站型 ， R— 保護(hù)電容器組 ， X— 保護(hù)線路絕緣子 T— 電氣化鐵道 ， L— 直流 。 第五個字母 ： 設(shè)計序號 。 第六個字母 ： 避雷器額定電壓 kV。 第七個字母 ： W— 防污型 ， D— 帶點(diǎn)檢修型 ， L— 帶脫離裝置 ， Z— 支柱型 ， H— 橫擔(dān)式 。 避雷器的配置原則 在變壓器上避雷器的配置，有效接地系統(tǒng)中的中性點(diǎn)不接地的變壓器，如中性點(diǎn)采用分級絕緣且未裝設(shè)保護(hù)間隙，應(yīng)在中性點(diǎn)裝設(shè)雷擊過電壓保護(hù)裝置，且宜選變壓器中性點(diǎn)金屬氧化物避雷器。如中性點(diǎn)采用全絕緣；不接地、消弧線圈接地和高電阻接地系統(tǒng)中的變壓器中性點(diǎn)，一般不裝設(shè)保護(hù)裝置，但多雷區(qū)單進(jìn)線變電所且變壓器中性 點(diǎn)引出時，宜裝設(shè)保護(hù)裝置；架空進(jìn)線全部在廠區(qū)內(nèi)，且受到其他建筑物屏蔽時，可只在母線上裝設(shè)閥式避雷器；有電纜的架空線路，閥式避雷器應(yīng)裝設(shè)在電纜頭附近，其接地端應(yīng)和電纜金屬外皮相連；閥式避雷器應(yīng)以最短的接地線于主接地網(wǎng)相連，閥式避雷器附近應(yīng)裝設(shè)集中接地裝置。 避雷器的選擇 （ 1） 按額定電壓選擇，選擇避雷器額定電壓應(yīng)大于或等于所在保護(hù)回路的標(biāo)稱額定電壓如式 ： sNbN UU ? （ ） 式中 bNU —— 避雷器的額定電壓，單位為 kV sNU —— 系統(tǒng)標(biāo)稱額定電壓，單位為 kV 氧化鋅避雷器的額定電壓應(yīng)大于或等于避雷器的工頻過電壓，如 下 式 ： gbN UU ? 34 式中 gU —— 氧化鋅避雷器工頻參考電壓，單位為 kV 在中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)，避雷器的額定電壓一般與避雷器的直流 1mA 參考電壓接地或相等。而在中性點(diǎn)非有效接地時，選擇氧化鋅避雷器的直流 1mA 參考電壓應(yīng)為額定 電壓的 ～ 倍 。 （ 2） 按持續(xù)運(yùn)行電壓選擇 ， 為了保護(hù)選擇的避雷器具有一定的使用壽命，長期施加于避雷器上的運(yùn)行電壓不得超過避雷器的持續(xù)運(yùn)行電壓 即 xgby UU ? () 式中 byU —— 金屬氧化物避雷器的持續(xù)運(yùn)行電壓的有效值，單位為 kV xgU —— 系統(tǒng)最高相電壓有效值，單位為 kV （ 3） 按標(biāo)放電流選擇， 10kV 配電設(shè)備過電壓保護(hù)選用的氧化鋅 避雷器標(biāo)放電電流一般選擇 5kA； 220kV 以上的一般選用 10kA。避雷器選擇結(jié)果見 表 表 避雷器的選擇結(jié)果 位置 額定電壓 kV 額定電流 kA 500kV 出線 444 10 主變出線 420 10 電抗器側(cè) 200 10 發(fā)電機(jī)側(cè) 20 42 啟 /備變的進(jìn)線 420 10 35 9 導(dǎo)線的選擇 導(dǎo)體的選擇和校驗原則 裸導(dǎo)體分為硬導(dǎo)體和軟導(dǎo)體兩種。 10KV 及以下母線一般選用硬導(dǎo)體， 35KV及以上的母線一般選用鋼芯型鋁導(dǎo)線。常用的硬導(dǎo)體截面有矩形、槽形和管形。 載流導(dǎo)體一般采用鋁質(zhì)材料。對于持續(xù)工作電流較大且位置特別狹窄的發(fā)電機(jī)、變壓器出線端部，或采用硬鋁導(dǎo)體穿墻套管有困難時，以及對鋁有較嚴(yán)重腐蝕場所，可選用銅質(zhì)材料的硬裸導(dǎo)體。 回路正常工作電流在 4000A 及以下時，一般選用矩形導(dǎo)體。 工作電流為4000~8000A 時，一般選用槽形導(dǎo)體。對于容量為 200MW 及以上的發(fā)電機(jī)引出線和廠用電源、電壓互感器等分支線，應(yīng)采用全連式分相封閉母線。容量 200～ 225MW發(fā)電機(jī)的封閉母線，一般采用定型產(chǎn)品，如選用非定型產(chǎn)品時，應(yīng)進(jìn)行導(dǎo)體和外殼發(fā)熱、應(yīng)力、以及絕緣子抗彎的計算，并校 驗固有振動頻率。 110kV 及以上高壓配電裝置，一般采用軟導(dǎo)線。當(dāng)采用硬導(dǎo)體時，宜用鋁錳合金管形導(dǎo)體。 母線和電纜截面的選擇按長期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。對于配電裝置的匯流母線及較短導(dǎo)體可按導(dǎo)線長期發(fā)熱允許電流；對于年平均負(fù)荷較大，母線較長，傳輸容量較大的回路，均應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面。 按導(dǎo)體長期發(fā)熱允許電流選擇 導(dǎo)體在電路中最大持續(xù)工作電流 應(yīng)不大于導(dǎo)體長期發(fā)熱的允許電流 ， xuI ≥ gI （ ） 式中， gI —— 導(dǎo)體在回路中最大持續(xù)工作電流 （ A） xuI —— 相應(yīng)于導(dǎo)體在某一運(yùn)行溫度、環(huán)境條件及安裝方式下長期允許的載流量 （ A） 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面可使年計算費(fèi)用最低，對應(yīng)不同種類的導(dǎo)體和不同的最大負(fù)荷年利用小時數(shù) Tmax 將有一個年計算費(fèi)用最低的電流密度 — 經(jīng)濟(jì)電流 密度 （ J） 。 36 導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)截面可由式：jIS gj ? （ ） 式中 jS —— 經(jīng)濟(jì)截面 （ 2mm ） gI —— 回路的持續(xù)工作電流 （ A） j —— 經(jīng)濟(jì)電流密度（ A/ 2mm ） 熱穩(wěn)定校驗 在校驗導(dǎo)體熱穩(wěn)定時，若計及集 膚效應(yīng)系數(shù) 的影響，由短路時發(fā)熱的計算公式可得到短路熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)體最小截面為CQS d? 式中， C—— 熱穩(wěn)定系數(shù)； dQ —— 短路電流的熱效應(yīng)；（ sA?2 ） S —— 導(dǎo)體的載流截面。（ 2mm ） 銅 C=171；鋁及鋁錳合金 C=87；鋼（不和電器直接連接時） C=67；鋼（和電器直接相連接時） C=60。 動穩(wěn)定 校驗 動穩(wěn)定滿足公式 alph бб ? 式中 phб —— 導(dǎo)體最大相間應(yīng)力 alб —— 導(dǎo)體材料允許應(yīng)力 發(fā)電機(jī)出線母線的選擇 母線有 分相封閉母線、共箱母線和電纜母線 三種。 分相封閉母線 在 200MW 及以上發(fā)電機(jī)引出線回路中采用分相封閉母線目的：減小接地故障，避免相間短路；消除鋼構(gòu)發(fā)熱；減小相間短路電動力；母線封閉后，便有可能采用微正壓運(yùn)行方式，防止 絕緣子結(jié)露，提高運(yùn)行安全可靠性，并為母線采用通風(fēng)冷卻方式創(chuàng)造條件；封閉母線由工廠成套生產(chǎn)，質(zhì)量有保證。 共箱母線 37 共箱母線主要用于單 機(jī) 容量為 200～ 300MW 的發(fā)電廠的廠用回路，共箱母線是將每相多片標(biāo)準(zhǔn)型鋁母線裝設(shè)在支柱式絕緣子上，外用金屬（一般是鋁）薄板制成罩箱來保護(hù)多相導(dǎo)體的一種電力傳輸裝置。 共箱母線在發(fā)電廠中主要用于廠用高壓變壓器低壓側(cè)到廠用高壓配電裝置之間的連接線。這是因為廠用高壓變壓器高壓側(cè)分支上一般不設(shè)斷路器，需要防止由于外界因素造成低壓側(cè)引出線上的短路故障，同時又要求能夠經(jīng)濟(jì)可靠 地輸送較大的廠用功率。 電纜母線 電纜母線的每相由一至數(shù)根單芯電纜組成，每根電纜之間保持一定間距，彼此間相互平行、直線式地全部裝在罩箱內(nèi)，整套裝置均由廠用成套供貨，現(xiàn)場架空安裝。與共箱母線相比具有 以 下的優(yōu)點(diǎn)：安全可靠；裝置內(nèi)部布置緊湊；有較好的柔軟性；適應(yīng)性較強(qiáng)；一經(jīng)投入運(yùn)行，基本上無需要進(jìn)行維護(hù)、檢修。 為了提高發(fā)電機(jī)運(yùn)行的可靠性，因此 本設(shè)計中 發(fā)電機(jī)出線 選用分相封裝母線 。 38 10 補(bǔ)償裝置的選擇 補(bǔ)償裝置的分類和功能 補(bǔ)償裝置分為兩大類：串聯(lián)補(bǔ)償裝置和并聯(lián)補(bǔ)償裝 置，補(bǔ)償裝置都是設(shè)置于發(fā)電廠、變電站、配電所、換流站或開關(guān)站中，大部分連接在這些廠站的母線上，也有的補(bǔ)償裝置是并聯(lián)或串聯(lián)在線路上 ， 目前電力企業(yè)施行“廠網(wǎng)分離 , 競價上網(wǎng)”。廠網(wǎng)分離即發(fā)電和輸配電分離 ,發(fā)電企業(yè)在面對電力市場的激烈競爭時 , 只有通過降低發(fā)電成本 , 提高機(jī)組可靠性 , 提高機(jī)組競爭力才是競價上網(wǎng)的基礎(chǔ)。在不影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的前提下 , 如何提高自身的經(jīng)濟(jì)效益是發(fā)電廠關(guān)注的首要問題?，F(xiàn)代發(fā)電廠的廠用電量占發(fā)電總量的 5%～ 10%， 相當(dāng)于一個大型企業(yè)的年度用電量 。 廠用電動機(jī)需要消耗大量的無功 , 廠用電系 統(tǒng)內(nèi)的無功電流加大了線路的損耗和設(shè)備的發(fā)熱。因此在發(fā)電廠的廠用電系統(tǒng)中采用無功補(bǔ)償 , 即主要采用廠用電動機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償技術(shù) , 對廠用電系統(tǒng)長時間運(yùn)行的、負(fù)荷比較穩(wěn)定的、容量超過 200 kW 的高壓電動機(jī)進(jìn)行就地?zé)o功補(bǔ)償 , 從而提高發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益。 串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置 在 110kV 及 以 下的電網(wǎng)中，當(dāng)線路沒有分支線時，串聯(lián)補(bǔ)償裝置均裝設(shè)在線路末端的變電所，當(dāng)線路上有多個線路分支時，將串聯(lián)補(bǔ)償裝置設(shè)在線路總壓降為一半的附近變電所中。 在 220kV 及以上的電網(wǎng)中，一般將串聯(lián)補(bǔ)償裝置與線路中間的開關(guān)站或 變電所合建在一起，當(dāng)無中間開關(guān)站或變電所時，才將串聯(lián)補(bǔ)償裝置設(shè)置在末端變電所中 超高壓并聯(lián)電抗器 超高壓并聯(lián)電抗器一般并接于需要控制工頻過電壓幅值的線路中間或末端，常設(shè)置于線路中間開關(guān)站或末端變電所 ， 有時在一個變電所中，串聯(lián)裝置和超高壓并聯(lián)電抗器同時設(shè)置。 并聯(lián)電抗補(bǔ)償裝置 并聯(lián)電抗補(bǔ)償裝置一般連接在大型發(fā)電廠或 I 級變電所的 63kV 以下電壓母線上，在發(fā)電廠中，它常接在聯(lián)絡(luò)變壓器的低壓側(cè)，在變電所中，它常接在主變壓器的 39 低壓側(cè)。 調(diào)相機(jī)、并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置和靜止補(bǔ)償裝置 這三種裝置都是直接連接或者通過變壓器并接于需要補(bǔ)償無功的變電所、換流站的母線上。 無功補(bǔ)償裝置的選擇原則 在并聯(lián)補(bǔ)償裝置中，除了超高壓并聯(lián)電抗器之外，主要用來對電網(wǎng)的容性或感性無功功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。高壓并聯(lián)電抗補(bǔ)償裝置僅提供感性無功功率，可和并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置組合使用，在四種裝置在容量的選擇上，具有一定的共性，而在型式上各有特點(diǎn)，在選型時必須進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。 根據(jù)上述原則， 500kV 出線線路上選擇 500kV 并聯(lián)電抗器。 40 第二部分 設(shè)計計算書 11 短路電流計算 參 數(shù)的計算 取 MWSB 100? avB UU ? 變壓器阻抗標(biāo) 幺 值 0 1 8 7 ????? NBdt ssux 發(fā)電機(jī)阻抗標(biāo)幺值 0 3 4 39。39。 ????? NBdg ssxx 系統(tǒng)歸算 500kV 標(biāo)幺值 ?sx 三相 短路電流的計算 系統(tǒng)等效電路圖 系統(tǒng)的電路圖如圖 所示 圖 系統(tǒng)的電路圖 系統(tǒng)等效電路圖 如 圖 所示 41 0 . 0 18820 .0 48310 . 0 3420 . 0 188450 . 0 342 圖 等效電路圖 三相 短路計算 過程 （ 1） 當(dāng) k1（ k2） 點(diǎn)短路，簡化電路圖如圖 所示 6231 圖 簡化電路圖 a 42 172 圖 簡化電路圖 b 44810. 0342 圖 簡化電路圖 c 9 圖 簡化電路圖 d 43 0 5 ??? xxx 0 2 5 ?? xxx 6336234 ???? xx ExExE 0 4 ??? xxx 0 1 9 2 ?? xxx 8141185 ???? xx ExExE 951 ?? xEI kAIUSIBBf 11 ?? MWIUS fNk 5 0 4 93 11 ?? （ 2） 當(dāng)短路發(fā)生 在 k3 時，簡化電路圖如圖 所示 103 圖 簡化電路圖 a 44 11 圖 簡化電路圖 b ??? EEE 2110 ??? xxx 0 1 7 ?? xxx 103310637 ???? xx ExExE 1172 ?? xEI kAIUSIBBf 22 ?? MWIUS fNk 4 6 03 23 ?? 45 12 電氣設(shè)備校驗計算 組合器的校驗 （ 1） 電壓的校驗：組合器的額定電壓 420～ 525kV 大于額定電壓 500kV，滿足要求 。 （ 2） 電流的校驗：組合器的額定斷開電流 40～ 100kA 大于短路電流周期分量有效值，滿足要求。 （ 3）動穩(wěn)定的校驗：組合器的動電流 maxi =100～ 270 bi =, maxI =40～ 100 bI =,符合要求。 （ 4） 熱穩(wěn)定的校驗： SF6