【導(dǎo)讀】強(qiáng)學(xué)生的繪圖能力，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決實際問題的能力。接線方案確定,進(jìn)行短路電流計算，選擇主要電氣設(shè)備及母線。水輪發(fā)電機(jī)組6臺：單機(jī)容量135MW；出口電壓：；發(fā)電機(jī)次暫態(tài)電抗：；額定功率因數(shù)：。機(jī)組年利用小時數(shù)：Tmax=4500小時。發(fā)電機(jī)出口處主保護(hù)動作時間取秒。環(huán)境溫度：最高溫度35℃，年平均氣溫15℃。送入110kV系統(tǒng)功率210MW,剩余功率全部送入220kV系統(tǒng)。110kV出線6回，220kV出線2回。院關(guān)于本科畢業(yè)設(shè)計論文格式》要求。編制畢業(yè)設(shè)計（論文）的內(nèi)容及結(jié)構(gòu)規(guī)范：。畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書；說明書的論述要流暢，結(jié)論要正確，要求打印?？煽啃?、靈活性和經(jīng)濟(jì)性是電氣主接線設(shè)計必須滿足的三項基本要求。3．維護(hù)及檢修方便。慮采用三繞組變壓器。在大容量發(fā)電廠中，自耦變壓器長被用于高壓系統(tǒng)。小發(fā)電廠中，可用三繞組變壓器作為125MW及以下發(fā)電機(jī)的升壓變壓器。當(dāng)中壓為中性點不直接接地電網(wǎng)時，只能選用普通三繞組變壓器。

　　

【正文】 及自動化系統(tǒng)復(fù)雜化，投資費(fèi)用較大，一般為了節(jié)省斷路器及設(shè)備間隔，當(dāng)出線達(dá)到 5 個回路以上時，才增設(shè)專用的旁路斷路器 。 可以輪流檢修一組 母線而不致使供電中斷；一組母線故障后能迅速恢復(fù)供電；檢修任一 進(jìn)出線 的母線 隔離開關(guān)時，只需斷開 該回路及 與 此隔離開關(guān)相連的 一 組母線， 所有 其它 回 路均可 不停電地轉(zhuǎn)移到 另一組母線 上 繼續(xù) 運(yùn)行 。 另外，雙母接線在擴(kuò)建時也比較方便，施工時可不必停電。 經(jīng)濟(jì)性 所用設(shè)備增多， 增加了投資和占地面積 ，對于只有兩回出線的 220kV側(cè)來說，不宜采用。 雙母線接線比雙母線帶旁路母線接線節(jié)省了 一臺 斷路器 、一條 母線 和數(shù)臺隔離開關(guān)，故 大大節(jié)省了投資。 110kV 單母線分段帶旁路母線 雙母 線 帶旁路母線 接線 技術(shù)性 不設(shè)專用的旁路母線，而由分段斷路器兼任。正常運(yùn)行時，旁母處于無電狀態(tài)，運(yùn)行于單目分段狀態(tài)。 當(dāng)欲 檢修 某 出線斷路器 時，分段斷路器要退出分段功能，臨時擔(dān)任旁路斷路器工作，可靠性和靈活性不太高。 運(yùn)行方便靈活， 但投資較大。 當(dāng)線路（主變壓器）斷路器檢修時，仍可以繼續(xù)供電，但旁路的倒換操作比較復(fù)雜，增加了誤操作的機(jī)會，也使保護(hù)及自動化 系統(tǒng)復(fù)雜化 。 但是110kV出線較多，且在系統(tǒng)中所占地位較重，故可靠性 、靈活性 要求 高。 經(jīng)濟(jì)性 單母線分段帶旁路母線接線比雙母線 帶旁路母線接線 投資 較少 。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁 共 59 頁 綜上所述，通過 技術(shù)性和經(jīng)濟(jì) 性對每個電壓等級電氣主接線方案的比較，方案二的可靠性、靈活性比方案一要高，而經(jīng)濟(jì)性上相差不多，故 綜合分析，選用方案二為最終設(shè)計方案，即 220kV采用雙母線接線 和 110kV采用雙母帶旁路母線 形式。 發(fā)電機(jī) 的選擇 由設(shè)計任務(wù)書可得已知數(shù)據(jù)：發(fā)電機(jī)額定有功功率 135NP MW? , ?? 選擇水輪發(fā)電機(jī)組如下 ，附上水輪發(fā)電機(jī)的技術(shù)參數(shù) 。 表 水輪發(fā)電機(jī)的技術(shù)參數(shù) 發(fā)電機(jī)型號 額定容量（ MW） 額定電壓 （ kV） 額定功率因數(shù) （ cosφ） 次暫態(tài)電抗 SF135－ 36/9200 135 變壓器 的選擇 單元接線 的主變壓器選擇 采用發(fā)電機(jī) — 雙繞組變壓器單元接線時，變壓器容量應(yīng)按發(fā)電機(jī)的額定容量扣除本機(jī)組廠用負(fù)荷后，留有 10%的裕度來確定。 綜上所述，本設(shè)計可 選用 3 臺 SFP9—180000/110 和 3 臺 SFP10—180000/220 雙繞組變壓器 。 技術(shù)參數(shù)如下表所示： 表 單元接線的主 變壓器型號參數(shù) 安裝地點 變壓器型號 額定容量 （ kVA） 額定電壓（ kV） 聯(lián)結(jié)組 標(biāo)號 阻抗電壓 （ %） 高壓 低壓 110kV側(cè) SFP9180000/110 180000 121 YN,d11 220kV側(cè) SFP10180000/220 180000 242 YN,d11 13 聯(lián)絡(luò)變壓器一般選用三繞組變壓器 ,其第 三繞組可接發(fā)電廠廠用啟動 /備用變壓器；并可接大功率無功設(shè)備。 聯(lián)絡(luò)變壓器的臺數(shù)一般只裝設(shè)一臺，最多不超過兩臺。這是考慮到布置和引線的方便。聯(lián)絡(luò)變壓器容量應(yīng)能滿足兩種電壓網(wǎng)絡(luò)在各種不同運(yùn)行方式下有功功率和無功功率交換。 本設(shè)計中 110kV和 220kV系統(tǒng)用三繞組自耦變壓器相 連 。技術(shù)參數(shù)如下表所示： 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁 共 59 頁 表 聯(lián)絡(luò)變壓器 型號參數(shù) 名稱 三相自耦變壓器 額定 電 壓（ kV） 阻抗電壓 （ %） 變壓器 型號 OSFPSZ9120200/220 高 壓 中壓 低壓 高 中 高 低 中 低 容量 比 100/100/100 220177。 8 % 121 20 3 短路電流的計算 短路的類型 短路故障分為對稱短路和不對稱短路。三相短路是對稱短路，造成的危害最為嚴(yán)重，但發(fā)生的機(jī)會較少。其它的短路都是不對稱短路，其中單相短路發(fā)生的機(jī)會最多，約占短路總數(shù)中的 70％以上。所以在做短路計算時，選擇最嚴(yán)重的一種，三相短路計算。 短路計算的目的 為了保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，在設(shè)計選擇電氣設(shè)備時，都要用可能流經(jīng)該設(shè)備的最大短路電流進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗和動穩(wěn)定校驗，以保證該設(shè)備在運(yùn)行中能夠經(jīng) 受住突發(fā)短路引起的發(fā)熱和電動力的巨大沖擊。同時，為了盡快切斷電源對短路點的供電，繼電保護(hù)裝置將自動地使有關(guān)斷路器跳閘。 短路計算的步驟 一般 三相短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)和電動力最大，所以只對三相短路短路電流進(jìn)行計算。計算步驟如下： （ 1） 畫出以標(biāo)幺值電抗表示的 等值電路圖 ； （ 2） 網(wǎng)絡(luò)化簡 (消去中間節(jié)點 ),得到各電源對短路點的轉(zhuǎn)移阻抗 ； （ 3） 求各電源 到短路點 的計算電抗 ； （ 4） 查運(yùn)算曲線 ,得到各電源送至短路點電流的標(biāo)幺值 ； （ 5） 求各電源送至短路點電流的有名值之和 ,即為短路點的短路電流 。 短路 電流的 計算結(jié)果 系統(tǒng)的等值電 路圖如下： 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁 共 59 頁 f 2X S1X A T1X A T2220 kV110 kVX A T3S 2X S2X Lf 1G 1X T1G 2f 3G 3X T2X GG 4 G 5 G 6S 1f 4X T2 X T2X T2X GX GX G X GX GX T1 圖 系統(tǒng)的等值電路圖 短路電流計算結(jié)果 ( ),100 avdd UUM V AS ?? ： 表 短路電流計算結(jié)果 短路點 短路位置 短路電流（ kA） 沖擊電流（ kA） 基準(zhǔn)電壓(kV) fI?? (2)fI (4)fI 1f 110kV側(cè)發(fā)電機(jī)1G 出口 2f 110kV母線處 115 3f 220kV側(cè)發(fā)電 機(jī) 3G 出口 4f 220 kV母線處 230 4 導(dǎo)體與電氣設(shè)備的選擇 電氣設(shè)備選擇的一般條件 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 12 頁 共 59 頁 按正常工作條件選擇電氣設(shè)備 （ 1） 額定電壓 在選擇電氣設(shè)備時，一般可按照電氣設(shè)備的額定電壓 NU 不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓SNU的條件選擇，即 SNN UU ? （ 2） 額定電流 電氣設(shè)備的額定電流 NI 是指在額定環(huán)境溫度 0? 下，電氣設(shè)備的長期允許電流。 NI 應(yīng)不小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流 maxI ，即 maxIIN ? （ 3） 環(huán)境條件對設(shè)備選擇的影響 ① 溫度和濕度 一般高壓電氣設(shè)備可在溫度為＋ 20oC ，相對濕度為 90％的環(huán)境下長期正常運(yùn)行。當(dāng)環(huán)境的相對濕度超過標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)選用型號后帶有“ TH” 字樣的濕熱帶型產(chǎn)品。 ② 污染情況 安裝在污染嚴(yán)重，有腐蝕性物質(zhì)﹑煙氣﹑粉塵等惡劣環(huán)境中的電氣設(shè)備，應(yīng)選用防污型產(chǎn)品或設(shè)備布置在室內(nèi)。 ③ 海拔高度 一般電氣設(shè)備的使用條件為不超過 1000m。當(dāng)用在高原地區(qū)時，由于氣壓較低，設(shè)備的外絕緣水平將相應(yīng) 降低。因此，設(shè)備應(yīng)選用高原型產(chǎn)品或用外絕緣提高一級的產(chǎn)品?，F(xiàn)行電壓等級為 110kV及以下的設(shè)備，其外絕緣都有一定的裕度，實際上均可使用在海拔不超過 2020m 的地區(qū)。 ④ 安裝地點 配電裝置為室內(nèi)布置時，設(shè)備應(yīng)選戶內(nèi)式；配電裝置為室外布置時，設(shè)備應(yīng)選戶外式。此外，還應(yīng)考慮地形、地質(zhì)條件以及地震影響等。 按短路狀態(tài)校驗設(shè)備 （ 1） 短路熱穩(wěn)定校驗 通常制造廠直接給出設(shè)備的熱穩(wěn)定電流（有效值） tI 及允許持續(xù)時間 t。熱穩(wěn)定條件為 2tkIt Q? 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 13 頁 共 59 頁 式中 2tIt— — 設(shè)備允許承受的熱效應(yīng)， 2kAS? 。 kQ— — 所在回路的短路電流熱效應(yīng)， 2kAS? 。 （ 2） 短路動穩(wěn)定校驗 制造廠一般直接給出設(shè)備的動穩(wěn)定峰值電流 maxi ，動穩(wěn)定條件為 max shii? 式中 shi — — 所在回路的沖擊短路電流， kA； maxi —— 設(shè)備允許的動穩(wěn)定電流（峰值）， kA。 具體 電氣 設(shè)備的選擇 及結(jié)果 本設(shè)計要求選擇的設(shè)備有斷路器、隔離開關(guān)、互感器、 避雷器以及母線等。根據(jù)電氣設(shè)備選擇的一般原則，按照正常運(yùn)行情況選擇設(shè)備，按短路情況校驗設(shè)備。同時兼顧今后的發(fā)展，選用性價比高，運(yùn)行經(jīng)驗豐富，技術(shù)成熟的設(shè)備，盡量減少選用設(shè)備的類型，以減少備品備件，也有利于運(yùn)行、檢修等工 作。 斷路器 （ 1） 額定電壓和電流選擇 SNN UU ?， maxIIN ? 式中 NU 、SNU― 分別為電氣設(shè)備和 安裝處 電網(wǎng)的額定電壓， kV NI 、 maxI ― 分別為電氣設(shè)備的額定電流和 所在回路的最大長期工作電流 ， A （ 2） 校驗開斷電流 ktbr II ? 式中 brI ― 斷路器的額定開斷電流， kA ktI ― 斷路器實際開斷瞬間的短路 全電流有效值 ， kA 當(dāng)斷路器的 brI 較系統(tǒng)短路電流大很多時，簡化計算時可用 IIbr? 進(jìn)行選擇， I 為短路電流值。 （ 3） 校驗動穩(wěn)定和 熱穩(wěn)定 2 kIt Q? ， shes ii ? kQ ― 短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)； tI 、 t― 電氣設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間。