【導(dǎo)讀】指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注。和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作。了明確的說明并表示了謝意。的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。最終達到能通過獲得綜合運用理論知識解決實際問題的能力.觀念，特別是樹立貫徹執(zhí)行提高綜合經(jīng)濟效益和促進技術(shù)的進步觀念.330MW電氣部分設(shè)計，著重講述了。主接線方案的確定·························································主變壓器的選擇···········

　　

【正文】 限制和功角限制功能，對于本機組為特大型機組的的特點，發(fā)電機還應(yīng)裝有自動滅磁裝置 . 故障錄波裝置 電器中應(yīng)裝設(shè)故障錄波器或其他類型的故障自動記錄裝置，在電力系統(tǒng)故障時，應(yīng)快速啟動，在系統(tǒng)振蕩時亦應(yīng)可靠啟動，記錄的參數(shù)應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)運行要確定 . 繼電保護配置 根據(jù)《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》：電力系統(tǒng)中的電力設(shè)備和線路，應(yīng)裝設(shè)在短路故障和異常運行的保護裝置 .電力設(shè)備和線路的保護應(yīng)有主保護和后備保護，必要時可增設(shè)輔助保護 .繼電保護裝置必須滿足可靠性，靈活性，選擇性和速動性 4個基本要求 . 發(fā)電機保護 發(fā)電機是電力系統(tǒng)最重要的設(shè)備之一，發(fā)電機的安全運行對保護電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和電能質(zhì)量起著決定作用 .因此要針對可能發(fā)生的不同故障和不正常運行狀態(tài)配置完善的繼電保護裝置 . 對發(fā)電機定子繞組及其引出線的相間短路故障，由于本廠是 200MW 的大容量機組，且發(fā)電機與變壓器之間設(shè)有斷路器，所以除發(fā)電機變壓器組應(yīng)共用縱聯(lián)差動保護外，發(fā)電機還宜裝設(shè)單獨的縱聯(lián)差動保護 .為了提高快速性，在機端還宜裝設(shè)復(fù)合電流速斷保護，或在變壓器增設(shè)單獨的縱聯(lián)差動保護，即采用雙重快速保護方式 . 定子繞組單獨接地故障： 為了在發(fā)電機與系統(tǒng)并列前檢查有無接地故障，或檢查發(fā)電機繞組和發(fā)電機電壓回路絕緣情況，應(yīng)在機端裝設(shè)測量零序電壓的電壓表 .對發(fā)電機 — 變壓器組，由于 200MW100MW，應(yīng)裝設(shè)保護區(qū)為 100%的定子接地保護，保護裝置常時限動作與信號 . 發(fā)電機匝間短路時 :裝設(shè)橫差保護 . 發(fā)電機外部相間短路：裝設(shè)雙重快速保護 . 定子繞組過電壓時： 200MW 及以上的汽輪發(fā)電機宜裝設(shè)過電壓保護 . 過負荷引起的發(fā)電機定子繞組的過電流：裝設(shè)定子繞組過負荷保護 .勵磁繞 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)電力學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 37 組過負荷：可采用由定時限和反時限組成的勵磁繞組過負荷保護 . 勵磁回路的接地故障： 100MW 及以上的汽輪發(fā)電機應(yīng)裝設(shè)勵磁回路一點接地保護裝置和兩點接地保護裝置 . 勵磁電流經(jīng)常下降或完全消失的失磁故障：應(yīng)裝設(shè)專用的失磁保護 . 對發(fā)電機受電動機運行的異常方式：應(yīng)裝設(shè)逆功率保護 . 1由外部短路引起的對稱過電流和非對稱過電流：用對稱，非對稱過電流保護 . 1系統(tǒng)振蕩影響機組安全時，應(yīng)采用失步保護 . 1汽輪機低頻運行造成機械振動，葉片損傷對汽輪機危害極大時：應(yīng)采用有頻率繼電器和時間繼電器構(gòu)成的低頻保護 . 電力變壓器保護 根據(jù)繼電保護設(shè)計原 則，我們要求對變壓器裝設(shè)必要的、動作可靠性高的繼電保護裝置 . 反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低時，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護 . 對于由于外部相間短路引起的變壓器過電流可采用： a：過電流保護 b：復(fù)合電壓起動的過電流保護 c：負序電流保護和單相式低壓起動的過電流保護 外部相間短路時：對于 200MW 及以上的發(fā)電機 變壓器組，當裝有雙重快速過電流保護時，且在發(fā)電機側(cè)社有帶時限的后備保護時，作為相鄰元件的后備，應(yīng)在變壓器高壓側(cè)裝設(shè)后備保護 . 對發(fā)電機 變壓器組：因發(fā)電機 變壓器間沒有斷路器，故可用縱聯(lián)差動保護 . 中性點直接接地網(wǎng)中的變壓器外部接地短路時的零序電流保護 (做主變壓器主保護的后備保護 ). 過負荷保護 . 過激磁保護 . 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)電力學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 38 發(fā)電機變壓器組保護 大型發(fā)電機 變壓器組保護可分為短路保護 (主保護、后備保護 )和異常運行保護(不設(shè)后備保護 ). 雙重快速保護裝置 A：裝設(shè)發(fā)電機縱差動保護，升壓變壓器差動保護和發(fā)電機變壓器組差動保護，保護區(qū)只伸至高壓母線側(cè)電流互感器，為消除變壓器高壓側(cè)電流互感器與斷路器之間的死區(qū)和作為母線保護的后備，在升壓后高壓側(cè)裝設(shè)一套全阻抗保護 . B：裝設(shè)發(fā)電機差動保護和發(fā) 電機變壓器差動保護，在發(fā)電機中性點側(cè)裝設(shè)一套復(fù)合電流速斷保護，對發(fā)電機、發(fā)電機到變壓器的引線及變壓器的一部分裝設(shè)雙重快速保護 . 主要配置： (1)短路保護 a．升壓變壓器瓦斯保護 b．高壓廠用變壓器瓦斯保護 c．發(fā)電機差動保護 d．發(fā)電機變壓器組差動保護 e．高壓廠用變壓器差動保護 f．升壓變壓器差動保護 (2)異常運行保護 a．過負荷保護 b．失磁保護 c．過電壓保護 d．熔斷器失靈保護 e．逆功率保護 廠用電源保護 1．工作變壓器 (1)縱聯(lián)差動保護 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)電力學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 39 (2)電流速斷保護 (3)瓦斯保護 (4)過電流保護 (5)單相接地保護 (6)低壓側(cè)分支縱聯(lián)差動保護 2．高壓變壓器 (1)縱差動保護 (2)電流速斷保護 (3)零序過電流保護 (4)備用分支過電流保護 線路繼電保護 1．線路接地保護 宜裝設(shè)零序電流方向保護，當采用單相重合閘時宜用三段式，當采用三相重合閘時，宜用分段式，必要時可裝設(shè)接地距離保護 . 2．相間距離保護 (1)單側(cè)單回可裝三相多段式 (或距離保護 ). (2)雙側(cè)宜裝階段式距離保護 . 3．線路縱差保護 (1)宜裝高頻相差保護 . (2)線路中還應(yīng)裝自動重合閘裝置，對于 220KV 及以上的超高壓電網(wǎng)的送電線路上，宜用綜合自動重合閘，它兼有單相與三相重合閘的功能 .在線路上發(fā)生單相故障時，實現(xiàn)單相重合閘，相間故障時，實現(xiàn)三相重合閘 . 母線保護與斷路器失靈保護 可采用電流差動、相位比較的保護方式，可設(shè)專用的母線保護方式、斷路器失靈保護 (作為一種近后備保護方式 )目的是當發(fā)生故障斷路器拒動時，快速而有選擇性地切除故障 . 母線保護 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)電力學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 40 10KV 及以上的雙母線應(yīng)設(shè)有專用的母線保護 . 要求如下： (1)對雙母線并列運行的，母線保護應(yīng)先跳 開母聯(lián)斷路器，以防失去選擇性 . (2)當有平行線接于雙母線的不同母線，母線保護動作時，應(yīng)閉鎖橫差保護 . (3)在外部短路不平和電流作用下，母線保護不應(yīng)動作 . 6KV 母線保護：應(yīng)采用不完全電流差動母線保護 . 失靈保護 又稱后備保護，當斷路器拒動時，能以較短的時限切除與拒動斷路器連接在同一母線上的所有電源支路的斷路器使停電范圍限制到最小 . 配置方案 在 110~500KV 電力網(wǎng)中， 500KV 為重要部分 . 要求： (1)失靈保護的動作時限，應(yīng)大于故障線路或電器設(shè)備的斷路器跳閘時間及保護裝置返回時間之和 . (2)斷路器失靈，保護應(yīng)首先動作于斷開母聯(lián)或分段斷路器 . (3)失靈保護動作時，對有斷路器的自動重合閘裝置閉鎖 . 本廠采用電流相位比較差動保護 . 保護和用經(jīng)速飽和交流器的總差動電流作啟動判據(jù)，比較母聯(lián)電流與總差動電流的相位來選擇故障母線，當母聯(lián)電流與差動電流兩個電流向量基本相同時相位元件動作，反向時制動 . 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)電力學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 41 第 5 章 母線的選擇與校驗 母線導(dǎo)體型式的選擇 常用的導(dǎo)體材料有銅、鋁和鋁合金，綜合考慮導(dǎo)體電阻 率、機械強度、抗腐蝕性和經(jīng)濟性等特點，在發(fā)電廠中一般采用鋁或鋁合金材料作為導(dǎo)體材料 .常用的硬導(dǎo)體截面有矩形、雙槽型和圓管型 .矩形導(dǎo)體散熱條件較好，便于固定和連接，但集膚效應(yīng)較大，主要用于 35KV 及以下，電流在 4000A 以下的配電裝置中 .槽型導(dǎo)體機械強度好，載流量大，集膚效應(yīng)系數(shù)較小，常用于 4000A— 8000A 的配電裝置中 .管型導(dǎo)體集膚效應(yīng)系數(shù)小、機械強度高、管內(nèi)可以通水和通風(fēng)，可用于 8000A 以上的大電流母線，此外，圓管表面光滑，電暈放電電壓高，可用在 110KV 以上的配電裝置中 . 母線選擇和校驗 條件 選擇條件 按持續(xù)工作電流選擇 gxu II ? 按經(jīng)濟電流密度選擇 jIS ge ? 按短路動穩(wěn)定校驗 一般要求： [? ] ?? 按熱穩(wěn)定校驗 按熱穩(wěn)定要求的導(dǎo)體最小截面為： 3m in 10?? CKQS fd 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)電力學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 42 220KV 母線選擇 按照最大持續(xù)工作電流選擇 maxI = NS / 3 AVU = 240000/( 3 220)= 2m a x 3 6 1 mmJIS ??? 根據(jù)此電流和母線工作電壓并考慮電暈效應(yīng)，選擇鋁錳合金管型導(dǎo)體 Φ 80/72，查其參數(shù)： 導(dǎo)體截面 954 2mm 導(dǎo)體最高允許溫度時的載流量 1900 A (70℃ ) 截面系數(shù) (W) ㎝179。 慣性系數(shù) ㎝ 慣性矩 ㎝ 4 導(dǎo)體密度 ㎏ /m 彈性模數(shù) 104 集膚效應(yīng)系數(shù) 允許應(yīng)力 8820N/cm2 2570 38700 ?????? ?? ??alalK= ???? 動穩(wěn)定校驗 1)正常狀態(tài)時母線所受的最大彎矩 Mmax和應(yīng)力σ max的計算 maxM = 22)( sfMcfMczM ?? σ =100 WMmax 其中 : czM = K1 q1 l2js 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)電力學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 43 Mcf= K2 P ljs Msf= K1 av Kv D116max2V l2js 查表得 K1=， K2= 則： czM = ?????? 221 jslq (Nm) cfM = ?jsPl = 8 ??? =(Nm) 則風(fēng)壓 ?????? 22m a x1 vDKaf vvv(Kg/m) sfM ??????? 22jsv lf (Nm) 正常狀態(tài)時母線所受的最大彎矩 Mmax和應(yīng)力σ max的計算 maxM = 22)( sfMcfMczM ?? ? ? ???? 22 (Nm)σ=100WMmax = ??79 (N/m2) 此值小于材料的允許應(yīng)力 8820 N/m2，故滿足要求 . 2)短路狀態(tài)時母線所受的最大彎矩 Mmax和應(yīng)力σ max的計算 Md= 2)(2)( sdMsfMcfMczM ???? σ =100WMmax 則 ????? 3 22 ?aif chd(Kg/m) ??????? 2 2 22jsdsd lfM (Nm) 22139。 ?????? vDkdf vvv (Kg/m) ??????? 2239。39。 jsvsf lfM (Nm) 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)電力學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 44 Md= 2)(2)(sdMsfMcfMczM ???? = ? ? ? ? 22 ??? = (Nm) σ =100WMmax =? =(N/cm2) 此值小于材料的允許應(yīng)力 8820 N/m2，故滿足要求 . 3)撓度的校驗 (1)母線自重產(chǎn)生的撓度 Y1= K3EJjslq10041 K3 均布載荷撓度系數(shù) ,取 ； Y1= ???? ??? 5(cm) (2)集中載荷產(chǎn)生的撓度 Y2=K4EJjspl1003 K4 集中載荷撓度系數(shù)，取 ； Y2= 5 1 0 0 1 563 ??? ??? =(cm) (3)合成撓度 Y= Y1＋ Y2=+=(cm) 此時， Y 值小于 =，滿足要求 . 熱穩(wěn)定校驗 母線在最大工作電流時運行工作溫度 θ =θ 0 ＋ (θ al－θ 0)22maxalII =38＋ (70－ 38) 2 =℃，則得 C=97 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)電力學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 45 周期分量熱效應(yīng)： Qp= tIII ????12)4(2)2(210)0(2 = 412 8 4 7 9 222 ???? =(KA2 s) 因為 t1s，所以不計非周期分量熱效應(yīng) .Qk = Qp= s CKQS sk /m in ? = ??? 97/ 954mm2 滿足要求 . 封閉母線 封閉母線包括共箱式和分相全連式封閉母線 .目前，我國 20— 60 萬 KW 機組的發(fā)電機引出線廣泛采用全連式分相封閉母線 .母線有鋁管作成，每相母線各封閉在單獨的外殼內(nèi) .外殼兩端用短路板連接，具有以下優(yōu)點： (1)運行可靠性高，保障人體接觸時的安全； (2)短路時母線相間電動力降低； (3)改善母線附近鋼構(gòu)的發(fā)熱； (4)安裝維護工作量最小 . 對于發(fā)電機引出線全年負荷利用小時數(shù)較大，母線較長 (大于 20 米 )傳輸容量較大的回路，均按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)體截面 . 公式： Sj=Ig/j 已知機組的年利用小時 Tmax=5500h/a 查表得： j=(A/mm) 則 Ig= 代入公式： Sj=(mm2) 查《設(shè)備手冊》：全連分相封閉母線主回路部分： 外殼： 216。=850 δ =7mm 導(dǎo)體： 216。=400mm δ =12mm 廠用分支部分： Ig=(A)代入公式： Sj=(mm2) 外殼： 216。=600mm δ =5mm 導(dǎo)體： 216。=150mm δ =10mm 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)電力學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 46 第 6 章 電氣設(shè)備的選擇與校驗 電器選擇的一般條件 正確的選擇電器是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟運行的重要條件 .在進行電器選擇時，應(yīng)根據(jù)工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥的采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電器 .盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的具體要求卻是一致的 .電器要能可靠的工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定 按正常工作條件選擇電器 通常情況下，按所選電器的允許最高工作電壓 almU 和回路的最大持續(xù)工作電流maxI 進行選擇 .回路的最大持續(xù)工作電流 maxI 按下式計算： maxI =NUS3? ； 按短路情況進行校驗 短路熱穩(wěn)定校驗 熱穩(wěn)定條件為