【導讀】待建電站第一期工程裝機容量和臺數(shù)為2×12MW，第二期為2×25MW。機容量=2×12+2×25=74MW，小于200MW，單機容量小于50MW，為小型凝汽式火。當本廠完全投產(chǎn)后，在系統(tǒng)總?cè)萘恐姓紦?jù)的比列為：74/. 供電系統(tǒng)中占據(jù)主要地位。從負荷特點及電壓等級可知，它具有10KV，110KV. 110KV接受本廠剩余功率。

　　

【正文】 式（ ） 其中 UN 為電氣設備的額定電壓， UNs 為電網(wǎng)的額定電壓。 2) 額定電流的選擇 IN1≥ Imax1= PN /31/2UN COS 式（ ） 110KV 側(cè)： 母線和旁路斷路器額定電流： IN1≥ Imax1= 240 10^6/（ 121 10^3） = 式（ ） 接負荷出線斷路器額定電流： IN1≥ Imax1= 240/（ 110 12） = 式（ ） 110KV 側(cè)主變壓器出線斷路器額定電流： IN1≥ Imax1= 125/（ 121） = 式（ ） 110KV 側(cè) : 母線和旁路斷路器額定電流： IN1≥ Imax1= 360/（ 242） = 式（ ） 接負荷出線斷路器額定電流： IN1≥ Imax1= 360/（ 242 6） = 式（ ） 110KV 側(cè) 主變壓器出線斷路器額定電流： IN1≥ Imax1= 200/（ 242） = 式（ ） 3) 開斷電流的選擇 高壓斷路器的額定開斷電流 INbr 不應小于實際開斷瞬間的短路電流周期分量 IPt,為了簡化計算可應用此暫態(tài)電流 I進行選擇 ,即 INbr≥ I。 本科畢業(yè)論文 5 導體和電氣設備的選擇設計 19 10KV 側(cè) : INbr≥ I= 式（ ） 110KV 側(cè) : INbr≥ I= 式（ ） 4) 短路關合電流的選擇 為了保證斷路器在關合短路時的安全，斷路器的額定關合電流 INcl 不應小于短路電流最大沖擊值 Ish，即 INcl≥ Ish。 短路發(fā)生在發(fā)電廠高壓側(cè)母線時，取 Kim = 10KV 側(cè) : INcl≥ Ish= I= = 式（ ） 110KV 側(cè) : INcl≥ Ish= I= = 式（ ） 5) 熱穩(wěn)定校驗 檢驗式為： It2t≥ Qk 式（ ） 取 tk(短路切除時間 )=4s。 110KV 側(cè) : I= I2 = I4= 式（ ） 周期分量熱效應 : Qpt=(I2+10I22+I42) tk/12=( +10 +5 ) 4/12=(KA)2 s 式（ ） t1s 不計非周期分量 Qk = Qpt =(KA)2 s 式（ ） 220KV 側(cè) : I= I2 = I4= 式（ ） 周期分量熱效應 : Qpt= (I2+10I22+I42) tk/12= (KA)2 s 式（ ） t1s 不計非周期分量 Qk = Qpt= (KA)2 s 式（ ） 6) 動穩(wěn)定校驗 ies ≥ ish 10KV 側(cè) : ies ≥ 110KV側(cè) : ies ≥ 器件選擇結果記入表 、表 ○ 2 高壓隔離開關的選擇 (QS) 選擇方式與計算方式同高壓斷路器。 器件選擇結果記入表 、表 ○ 3 電壓互感器的選擇 (TV) 選擇方式與計算方式同高壓斷路器 器件選擇結果記入表 ○ 4 電流互感器的選擇 (TA) 本科畢業(yè)論文 5 導體和電氣設備的選擇設計 20 選擇方式與計算方式同高壓斷路器 器件選擇結果記入表 器件選擇結果表： 表 110 KV側(cè)的斷路器選擇 110KV側(cè) 計算值 項目 LW11110（ P） UNs 110KV UN 110KV/126KV Imax 、 、 IN I INbr Ish INcl 80KA Qk (KA)2 s It2t 3969(KA)2 s Ish Ies 80KA 表 10 KV側(cè)的斷路器選擇 10KV側(cè) 計算值 項目 LW12220 UNs 220KV UN 220KV/252KV Imax 、 、 IN I INbr 50KA Ish INcl 125KA Qk (KA)2 s It2t 6400(KA)2 s Ish ies 125KA 表 10 KV側(cè)的隔離開關選擇 10KV側(cè) 計算值 項目 GW4200D UNs 10KV UN 220KV/252KV Imax 、 、 IN Qk (KA)2 s It2t 6400(KA)2 s Ish ies 125KA 表 110 KV側(cè)的隔離開關選擇 110KV側(cè) 計算值 項目 GW4110D UNs 110KV UN 110KV/126KV Imax 、 、 IN Qk (KA)2 s It2t 3969(KA)2 s Ish ies 80KA 表 各部分電壓互感器的選擇 項目 型號 一次 /kv 二次 /V 剩余電 壓繞組 /V ImaxA 110KV JCC1M110 110/ 100/ 100 2020 10KV JCC5220 220/ 100/ 100 2020 發(fā)電機 出口端 JDZ620 18 100 100 500 表 各部分電流互感器的選擇 本科畢業(yè)論文 5 導體和電氣設備的選擇設計 21 項目 型號 額定電流 比 /A 短時熱穩(wěn) 電流 /KA 額定動穩(wěn) 電流 /KA 滿匝額定輸 出 /VA 110KV LCWB6110 2 300/5 80 50 10KV LCWB7220 2 600/1 2 21 2 55 40 發(fā)電機出口 LDZJ110 1500/5 80 163 40 本科畢業(yè)論文 6 發(fā)電廠防雷保護 22 6 發(fā)電廠防雷保護 發(fā)電廠、變電所是電力系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，如果發(fā)生雷擊事故，將造成大面積停電，嚴重影響國民經(jīng)濟和人民生活，因此發(fā)電廠、變電所的防雷保護必須十分可靠。發(fā)電廠所遭受的累害可能來自兩個方面：雷直擊于發(fā)電廠、雷擊線路，沿線路向發(fā)電廠入侵的雷電波。根據(jù)設計原始資料可知，待建發(fā)電廠所處位置七 八月有雷雨，所以必須進行防雷保護的設計。 雷電過電壓的形成與危害 ①直擊雷，雷電直接對電氣設備或建筑物進行放電，稱為直接雷擊或直擊雷。直擊雷過電壓又引起數(shù)萬安的強大雷電流通過被擊物體而入地，產(chǎn)生破壞性很大的熱效應和機械效應，擊壞設備，引起火災，甚至造成人身傷亡。 ②入侵雷 當輸電線路上遭受直接雷或感應雷產(chǎn)生的雷電波侵入發(fā)電廠或變電所，產(chǎn)生過電壓擊壞電氣設備，稱為雷電波入侵或入侵雷，由于雷電波侵入造成的雷害事故占全部雷害事故的一半以上，因此需采取特別措施。 電氣設備的防雷保護 因為電氣 設備的結構和工作性質(zhì)的不同，所采取的措施也不同。 發(fā)電廠和變電所的防雷保護 發(fā)電廠和變電所電氣設備對直擊雷的防護主要采用避雷針；對入侵雷的防護采用進線保護和避雷保護的綜合措施，即用進線保護限制雷電流的幅值和陡度，用避雷器限制雷電過電壓的同值。 架空輸電線路的防雷保護 電線路采用裝設避雷線的方法防止線路遭受直擊雷引起跳閘次數(shù)，可采用系統(tǒng)中性點經(jīng)消弧線圈接地工作方式，為避免雷擊跳閘造成供電中斷，可采用自動重合閘裝置。 旋轉(zhuǎn)電機的防雷保護 旋轉(zhuǎn)電機的防雷保護應包括電機主絕緣 、匝間絕緣和中性點絕緣的保護。完善進線保護的同時，還應采用性能良好的閥型避雷器或金屬氧化物避雷器，來保護電機的主絕緣，同時還應考慮裝設電容器和中性點避避雷器，以保護匝間絕緣和中性點絕緣。 配電網(wǎng)的防雷保護 除了對配電變壓器高低壓側(cè)以及柱上斷路器必須裝設避雷器或放電間隙保本科畢業(yè)論文 6 發(fā)電廠防雷保護 23 護外，對配電線路本身主要應適當提高其絕緣水平，應廣泛采用重合閘，以減少斷線和停電事故。 發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的心臟，萬一發(fā)生損壞設備的事故，往往會帶來嚴重的后果，造成重大的損失。設計中重點對發(fā)電機、變壓器組、線路的防雷保護進行配置。 避雷針的配置原則 ○ 1 獨立式避雷針宜裝設獨立的接地裝置。在非高土壤電阻率地區(qū)，其工頻接地電阻 ??10eR 。當有困難時，可將該接地裝置與主接地網(wǎng)連接，但避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點沿接地線的長度不得小于 15m。 ○ 2 ．獨立式避雷針與變配電裝置在空氣中的間距 5id R h d m? ? ?且；獨立式避雷針的接地裝置與變配電所主接地網(wǎng)在地中距離 2 idR? ，且2 3dm? ，式中 iR 為沖擊接地電阻。 避雷針位置的確定 首先應根據(jù)發(fā)電廠設備平面布置圖的情況而確定，避雷針的初步選定安裝位置與設備的電氣距離應符合各種規(guī)程規(guī)范的要求。 ○ 1 電壓 110KV 及以上的配電裝置，一般將避雷針裝在配電裝置的構架或房頂上，但在土壤電阻率大于 1000n 米的地區(qū)，宜裝設獨立的避雷針。 ○ 2 獨立避雷針（線）宜設獨立的 接地裝置，其工頻接地電阻不超過 10Ω 。 ○ 3 35KV 及以下高壓配電裝置架構或房頂不宜裝避雷針，因其絕緣水平很低，雷擊時易引起反擊。 ○ 4 在變壓器的門型架構上，不應裝設避雷針、避雷線，因為門形架距變壓器較近，裝設避雷針后，構架的集中接地裝置，距變壓器金屬外殼接地點在址中距離很難達到不小于 15m 的要求。 避雷器的選擇和配置 閥式避雷器應按下列條件選擇： ○ 1 型式：選擇避雷器型式時，應考慮被保護電器的絕緣水平和使 用特點，按下表選擇： 本科畢業(yè)論文 6 發(fā)電廠防雷保護 24 表 避雷器型式選擇 型號 型式 應用范圍 FS 配電用普通閥型 10KV以下配電系統(tǒng)、電纜終端盒 FZ 電站用普通閥型 3~220KV發(fā)電廠、變電所配電裝置 FCZ 電站用磁吹閥型 330KV 及需要限制操作的 220KV 以及以下配電 某些變壓器中性點 FCD 旋轉(zhuǎn)電機用磁吹閥型 用于旋轉(zhuǎn)電機、屋內(nèi) 型號含義： F—— 閥型避雷器； S—— 配電所用； Z—— 發(fā)電廠、變電所用； C—— 磁吹； D—— 旋轉(zhuǎn)電機用； J—— 中性點直接接地 ○2額定電壓 nU ： 避雷器的額定電壓應與系統(tǒng)額定電壓一致。 ○3校驗項目： 滅弧電壓： mdmh UCU ? 式（ ） dC — 接地系數(shù)。對于非直接接地， 20KV 及以下 dC =， 35KV 及以上dC =； 對直接接地 dC =。 mU — 最高工作允許電壓，為電網(wǎng)額定電壓的 倍。 工頻放電電壓下限值： xggfx UkU 0? 式（ ） 0k — 內(nèi)部過電壓允許計算倍數(shù)，對非直接接地 63KV 及以下 0k =4； 110KV 及以下 0k =；對直接接地 110～ 220KV， 0k =3。 xgU — 設備最高運行相電壓（ KV）。 上限值： gfxgfs UU ? 式（ ） 避雷器的殘壓： mhbhbc UkU ? 式（ ） 指波形為 8/20 s? 的一定幅值的沖擊電流通過避雷器時，在閥片上產(chǎn)生的電壓峰值。我國標準規(guī)定： 220KV 及以下避雷器沖擊電流幅值為 5KA。 bhk — 避雷器的保護比， FZ型 bhk =～ ， FCZ 型 bhk =～ 2。 避雷器沖擊放電電壓上限值： bcchfd UU ? 式（ ） 根據(jù)避雷器配置原則，配電 裝置的每組母線上，一般應裝設避雷器，變壓器本科畢業(yè)論文 6 發(fā)電廠防雷保護 25 中性點接地必須裝設避雷器，并接在變壓器和斷路器之間； 1 35kv 線路側(cè)一般不裝設避雷器。 本科畢業(yè)論文 7 主系統(tǒng)保護配置整定 26 7 主系統(tǒng)保護配置整定 變壓器繼電保護配置 電力變壓器是電力系統(tǒng)的重要電氣設備之一，它的安全運行直接關系到電力系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行，特別是大型電力變壓器，由于其造價昂貴，結構復雜，一旦因故障而遭到損壞，其修復難度大，時間也很長，必然造成很大的經(jīng)濟損失。所以，本設計中主變保護配置如下： A. 縱聯(lián)差動保護， B. 瓦斯保護； C. 過電流保 護； D. 過電壓保護； E. 過負載； F. 壓力釋放閥保護； G. 超溫保護 由于本文篇幅有限，僅對其中一些保護縱差保護作要求。 變壓器縱差保護主要是用來反應變壓器繞組、引出線及套管上的各種短路故障，是