【正文】 應當特別注意的是 :定義中的雷電流 i恰好等于沿雷電通道 傳播而來的雷電流波的兩倍。當 Z=Z0時，恰好 i=i0，這種巧合實際上是不可能的；當 Z=0時， i=2i0，事實上 Z 又不可能為零；但若 ZZ0，仍可測得 02ii? 。所以，從電源的性質(zhì)看，這相當于一個電流源的作用過程。一般， dT 大的地區(qū)，其 ? 值也較大。 根據(jù)理論研究和實測分析，我國有關(guān)規(guī)程建議 Z0取 300Ω左右。還有在設(shè)計特高桿塔時，采用此種表示將使計算更加接近于實際。 圖 221（ b） 為斜角平頂波，其陡度α可由給定的雷電流幅值 I 和波前時間定。 在電力系統(tǒng)的防雷保護計算中，要求將雷電流波形用公式描述，以便處理 ,經(jīng)過簡化和典型化可得以下三種常用的計算波形，如圖 21所示。另一方面也在于測量條件和技術(shù)水平的不同。我國采用 ，即認為雷電流的平均陡度石和幅值線性相關(guān)： ? (23) 即幅值較大的雷電流同時也具有較大的陡度。s,大于 50181。我國在防雷保護設(shè)計中建議采用 。據(jù)統(tǒng)計，波頭長度大多在 1181。例如幅值等于和超過50kA的雷電流，計算可得概率為 33%。波長是指脈沖電流的持續(xù)時間。 雷電流的幅值、波頭、波長和陡度 對于脈沖波形的雷電流，需要三個主要參數(shù)來表征。 雷電流的波形和極性 實測結(jié)果表明，雷電流是單極性的脈沖波，這與前述雷 電放電過程的原理解釋是一致的。海南省及雷州半島雷電活動頻繁而強烈，平均年雷電日高達 100～ 133，北緯 ，一般在 80 以上，北緯 度到長江一帶約 40～ 80，長江以北大部分地區(qū) (包括東北 )多在 20～ 44。在一天內(nèi)只要聽到雷聲就算一個雷電日。由于帶有負電荷雷云的存在，束縛著導線上的正電荷 。在先導通道發(fā)展的初級階段，其方向受偶然的因素影響而不定。第一次先導 — 主放電沖擊，主要是泄放第一個電荷中心及其已傳播到先導通道中的負電荷，這時第一次沖擊放電過程雖已結(jié)束，但是雷云內(nèi)兩個電荷中心之間的 流注放電已開始，由于主放電通道仍然保持著高于周圍大氣的導電率，由第二個及多個電荷中心發(fā)展起來的先導 — 主放電以更快的速度沿著先前的放電通道發(fā)展，這就出現(xiàn)了多次重復的沖擊放電。每次間隙時間大約幾十微秒。 以上描述的是雷云負電荷向下對地放電的基本過程，可稱為下行負閃電。先導放電通道具有導電性，因此雷云中的負電荷沿通道分布，并繼續(xù)向地面延伸，地面上的感應正電荷也逐漸增多，先導通道發(fā)展臨近地面時， 32 由于局部空間電場強度的增加，常在地面突起處出現(xiàn)正電荷的先導放電向天空發(fā)展，稱為迎面先導。 實測表明，對地放電的雷云絕大多數(shù)帶負電荷，根據(jù)放電雷云的極性來定義，此時雷電流的極性也為負電荷。這就是閃電伴隨雷鳴，叫做雷電之故。強烈的上升氣流穿過云層，水滴被撞分裂帶電，輕微的水沫帶負電，被風吹得較高，形成一些局部帶正電的區(qū)域。它可以分為直擊雷過電壓和感應雷過電壓兩種基本形式。 半高型配電裝置：將斷路器、電流互感器、內(nèi)置在一個相鄰的一組母線下方，該組母線升高的裝置。 單層次：把所有的電氣設(shè)備布置在底層、它適用于 6 10kv 出線無電抗器 35 情況。 (4)配電裝置內(nèi)應設(shè)有供操作、巡視用的通道 。 （ 4）配電裝置的設(shè)計必須考慮分期建設(shè)和擴建過渡的便利。 （ 2）配電裝置中相鄰帶點部分的額定電壓不同時，應按較高的額定電壓確定其安全凈距。 便于分期擴建。 滿足施工、運行和檢修的要求 。 b．運行可靠性高，維護方便。但便于帶電作業(yè)， b．維護、巡視和操作在室外進行， 受外界氣象條件影響。 b．維護、巡視和操作在室內(nèi)進行，不受外界氣象條件的影響。 6kv側(cè)電流互感器的選擇 此側(cè) 最大長期工作電流： = 電網(wǎng)電壓 : =10kv 故初選 LAJ10 型 所選電流互感器的技術(shù)參數(shù)如下： 額定電壓 ： 10kv 最高工 作電壓： 11kv 額定變流比 : 2020 A 動穩(wěn)定電流： 90KA 熱穩(wěn)定電流： 50KA 動、穩(wěn)定校驗 : 額定電流的循環(huán)倍數(shù) 次電流 26 電壓互感器的選擇 220kv 測電壓互感器的選擇 表 56電壓互感器級參數(shù)： 項目 參數(shù) 技術(shù)條件 正常工作條件 一次回路電壓、二次電壓、二次負荷、準確等級機械荷載 承受 的電壓能力 絕緣水平、泄露、比距 環(huán)境條件 環(huán)境溫度、最大風速、相對濕度 型式選擇 （ 1） 6～ 20kv 配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)； （ 2） 35～ 110kv 配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電壓互感器； （ 3） 220kv 及以上配電裝置當容量和準確等級滿足要求是，一般采用電容式電壓互感器； （ 4）接在 110kv 及以上線路側(cè)的電壓互感器，當線路上有裝脖通訊時，應盡量與偶合電路結(jié)合同意選用電容式電壓互感器； （ 5）兼作為泄能用的電壓互感器，應選用電磁互感器。 （ 2）截面形狀 : 在 35KV 以下。長期允許電流 不得低于所在回路在各種可能運行方式下的持續(xù)工作電流，即 =K K有關(guān)修正系數(shù)之積 按短路情況校驗 的計算條件： （ 1）容量與接線 （ 2）短路和種類 （ 3）短路計算點 B．短路時間的計算 （ 1）檢驗熱穩(wěn)定的短路計算時間 ，即計算短路電流熱效應時間 。 （ 4） 與正個工程的建設(shè)標準應協(xié)調(diào)一致。即，要保證電氣設(shè)備可靠的工作，必須按正常工作條件選擇，并按短路情況校驗其熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定 。 選擇導體和電器用的短路電流，在電器連接的網(wǎng)絡(luò)中，應考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流影響。 不考慮短路點的電流阻抗和變壓器的勵磁電流。 所有電流的電功勢相位角相同。 確定分裂導線間隔棒的間距。 其計算的目的的主要有以下幾個方面： 電氣主接線的比選。 在方案一和方案三的比較中，不同的地方是將方案三中的兩臺發(fā)電機直接接 17 入 220KV 的系統(tǒng)中，原因有二，其一是當把斯泰發(fā)電機接入 10KV 母線上浪費，在 10KV 母線上有兩臺發(fā)電機已經(jīng)足夠；其二 是 220KV 電壓等級與無窮大系統(tǒng)連接，接受該發(fā)電廠的剩余功率。 1 1 0 K V1 0 K V 圖 28 方案三接線圖 在上述三種方案中，他們在技術(shù)上都是有顯著差異的，在不同的技術(shù)等級中，都有差 異。唯一不同的是在 10KV電壓等級上將原來方案一的 220KV 電壓等級兩個上的發(fā)電機組全部放置到了 10KV 電壓等級上，具體到電氣接線圖如圖 28 所示。 2 1 3 4 1 0 K V1 1 0 K V2 2 0 K V? ? 6 回 圖 27 方案二接線圖 電壓等級的方案選擇。 電壓等級的方案選擇。 所以可以將主接線形式表示如圖 26 所示。單母線的優(yōu)點如下：①母線經(jīng)斷路器分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電；②一段母線故障（或檢修） 時，僅停故障（或檢修）段工作，非故障段仍可繼續(xù)工作。 由于 220KV 電壓等級的電壓饋線數(shù)目是 2 回，所以 220 KV 電壓等級的接線形式可以選擇單母線接線 形式 。 110KV最大負荷 70MW,最小負荷 60MW,cos =, Tmax=5000h，為Ⅱ類負荷。 主接線的設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計的技術(shù)背景和設(shè)計依據(jù) （ 1） 電廠規(guī)模： 裝機容量 : 裝機 4臺，容量分別為 4X200MW, UN= 機組年利用小時數(shù) : Tmax=6200h 氣象條件：年最高溫度 40度，平均氣溫 25 度，氣象條件一般，無特殊要求 廠用電率： 8%。 c 變壓器側(cè)斷路器檢修時，變壓器需較長時間停運。 適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠、變電所，并且變壓器不經(jīng)常切換或線路 較長，故障率較高的情況下。 b 橋聯(lián)斷路器檢修時，兩個回路需解裂運行。 橋型接線 12 W L1W L2W L1W L2Q F1Q F2Q F3T1T2Q F1Q F2Q F3 T1T2( a ) ( b ) 圖 2 5 前 形 接 線（ a ） 內(nèi) 橋 式 （ b ） 外 橋 式 兩個“變壓器 線路”連接，便構(gòu)成橋型接線。這種接線形式適用于大型的發(fā)電廠。 （ 1）發(fā)電機 雙繞組變壓器組成的單元接線。 b 當母線故障或檢修時隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。當有雙回架空線路時，可以順序布置，以至界限不同的母線斷路時不回如單母線分段那樣導致出線交叉跨越。 b 調(diào)度靈活。完成母線轉(zhuǎn)換后，在斷開母聯(lián)斷路器及其兩側(cè)的隔離開關(guān)，即可對原工作母線進行檢修。很顯然雙母線分段的可靠性高于前兩種 接線方式，只是母線保護較復雜。雙母線接線，其中一組為工作母線，以組為備用母線，并通過母聯(lián)斷路器并聯(lián)運行，在進行道砟操作時應注意，隔離開關(guān)的操作原則是：在等電位下操作或先通后斷。 但是單母線分段接線也有較顯著的缺點，就是當一段母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時，該段母線上所連接的全部引線都要在檢修期間停電；當出線為雙回路時，需時架空線路出現(xiàn)交 叉跨越；擴建時須向兩個方向均衡擴建。當母線的中間裝設(shè)一個斷路器后，即把母線分為兩段，這樣對重要的用戶可以由分別接于兩段母線上的兩條線路供電。 單母線接線最嚴重的缺陷是母線停運（母線檢修、故障，線路故障后線路保護或斷路器拒運）將使全部支路停運，即停電范圍為該母線段的 100%，且停電時間很長，若為母線自身損壞須待母線修復之后方能恢復各支路運行。這種接線的特點是電源和供電線路都聯(lián)在同一母線上。 8 電氣主接線的選擇 發(fā)電廠的主接線的基本環(huán)節(jié)是電源（發(fā)電機或變壓器）和引出線。即： 主接線應力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器等一次設(shè)備，要是控制、保護不過于復雜，要能限制短路電流，以便于選擇價廉的電氣設(shè)備或輕型電器。供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，主接線首先應滿足這個要求。根據(jù)規(guī)劃容量、本期建設(shè)規(guī)模、輸送電壓等級、進出線回路數(shù)、供電負荷的重要性、保證供需平衡、電力系統(tǒng)線路容量、電氣設(shè)備性能和周圍環(huán)境及自動化規(guī)劃與要求等條件確定。 7 負荷大小和重要性 （ 1） 對于一級負荷必須有兩個獨立電源供電，切當任何一個電源失去后，能保證對全部一級負荷不間斷供電。 所以電氣主接線的擬定是一個綜合性的問題，必須在滿足國家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟政策的前提下，力爭使其技術(shù)先進，經(jīng)濟合理，安全可靠。其次，電氣主接線表明了發(fā)電機、變壓器、斷路器和線路等電氣設(shè)備的數(shù)量、規(guī)格、連接方式及可能的運行方式。并且對電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護和控制方式的擬定有較大的影響。 優(yōu)化發(fā)展火電，我國有豐富的煤炭、石油和天然氣，火電廠的廠址不受限制，建設(shè)周期短，能較快發(fā)揮效益。 6） 主變壓器保護及自動裝置配置 5 我國電力行業(yè)發(fā)展方針 目前我國人均擁有裝機容量和人均占有發(fā)電量較低，技術(shù)經(jīng)濟指標平均水平不高，火電廠的污染物排放量高，電網(wǎng)相對薄弱，供電可靠性偏低。 課程設(shè)計的目的和要求 課程設(shè)計的目的 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計是 學生在學習電力系統(tǒng)課程后的一次綜合性訓練，復習鞏固本課程及其他課程的有關(guān)知識，增強工程觀念，通過設(shè)計，加強學生對所學知識的理解，掌握理論聯(lián)系實際的思路與方法 ，培養(yǎng)學生獨立分析和解決問題的工作能力及實際工程設(shè)計的基本技能。廠區(qū)地勢較不平坦，地質(zhì)條件好，有新的公路、鐵路通向礦區(qū)，交通方便。本設(shè)計的主要內(nèi)容包括：通過原始資料分析和方案比較，確定發(fā)電廠的電氣主接線。 電能是一種清潔的二次能源。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置（主要包括鍋爐、汽輪機、發(fā)電機及電廠輔助生產(chǎn)系統(tǒng)等）轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應到各負荷中心。由于電源點與負荷中心多數(shù)處于不同地區(qū)，也無法大量儲存，電能生產(chǎn)必須時刻保持與消費平衡。由于電能不僅便于輸送和分配，易于轉(zhuǎn)換為其它的能源，而且便于控制、管理和調(diào)度 ,易于實現(xiàn)自動化。計算短路電流，并根據(jù)計算結(jié)果來選擇和效驗主要電氣設(shè)備。廠址附近有大河通過，水量豐富，屬于 6級地震區(qū)，凍土層 米深，覆冰厚 10mm；最大風速 20m/s；年平均溫度 +6℃，最高氣溫 +38℃，最低氣溫 36℃，土壤電阻率 500 m?? 。 課程設(shè)計的要 求 1） 設(shè)計本廠電氣主接線，選取幾個電氣主接線方案，確定 — 個比較合理的電氣主接線。為了提高效率和保護環(huán)境，及時關(guān)閉低效率、煤耗高、污染嚴重的小火電機組，以大帶小，裝設(shè)煙氣脫硫及降低氮氧化物