【正文】 應(yīng)當(dāng)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(lái)的雷電流波的兩倍。當(dāng) Z=Z0時(shí)，恰好 i=i0，這種巧合實(shí)際上是不可能的；當(dāng) Z=0時(shí)， i=2i0，事實(shí)上 Z 又不可能為零；但若 ZZ0，仍可測(cè)得 02ii? 。所以，從電源的性質(zhì)看，這相當(dāng)于一個(gè)電流源的作用過(guò)程。一般， dT 大的地區(qū)，其 ? 值也較大。 根據(jù)理論研究和實(shí)測(cè)分析，我國(guó)有關(guān)規(guī)程建議 Z0取 300Ω左右。還有在設(shè)計(jì)特高桿塔時(shí)，采用此種表示將使計(jì)算更加接近于實(shí)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(shí)間定。 在電力系統(tǒng)的防雷保護(hù)計(jì)算中，要求將雷電流波形用公式描述，以便處理 ,經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化和典型化可得以下三種常用的計(jì)算波形，如圖 21所示。另一方面也在于測(cè)量條件和技術(shù)水平的不同。我國(guó)采用 ，即認(rèn)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(shí)也具有較大的陡度。s,大于 50181。我國(guó)在防雷保護(hù)設(shè)計(jì)中建議采用 。據(jù)統(tǒng)計(jì)，波頭長(zhǎng)度大多在 1181。例如幅值等于和超過(guò)50kA的雷電流，計(jì)算可得概率為 33%。波長(zhǎng)是指脈沖電流的持續(xù)時(shí)間。 雷電流的幅值、波頭、波長(zhǎng)和陡度 對(duì)于脈沖波形的雷電流，需要三個(gè)主要參數(shù)來(lái)表征。 雷電流的波形和極性 實(shí)測(cè)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(guò)程的原理解釋是一致的。海南省及雷州半島雷電活動(dòng)頻繁而強(qiáng)烈，平均年雷電日高達(dá) 100～ 133，北緯 ，一般在 80 以上，北緯 度到長(zhǎng)江一帶約 40～ 80，長(zhǎng)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(tīng)到雷聲就算一個(gè)雷電日。由于帶有負(fù)電荷雷云的存在，束縛著導(dǎo)線上的正電荷 。在先導(dǎo)通道發(fā)展的初級(jí)階段，其方向受偶然的因素影響而不定。第一次先導(dǎo) — 主放電沖擊，主要是泄放第一個(gè)電荷中心及其已傳播到先導(dǎo)通道中的負(fù)電荷，這時(shí)第一次沖擊放電過(guò)程雖已結(jié)束，但是雷云內(nèi)兩個(gè)電荷中心之間的 流注放電已開(kāi)始，由于主放電通道仍然保持著高于周?chē)髿獾膶?dǎo)電率，由第二個(gè)及多個(gè)電荷中心發(fā)展起來(lái)的先導(dǎo) — 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(fù)的沖擊放電。每次間隙時(shí)間大約幾十微秒。 以上描述的是雷云負(fù)電荷向下對(duì)地放電的基本過(guò)程，可稱(chēng)為下行負(fù)閃電。先導(dǎo)放電通道具有導(dǎo)電性，因此雷云中的負(fù)電荷沿通道分布，并繼續(xù)向地面延伸，地面上的感應(yīng)正電荷也逐漸增多，先導(dǎo)通道發(fā)展臨近地面時(shí)， 32 由于局部空間電場(chǎng)強(qiáng)度的增加，常在地面突起處出現(xiàn)正電荷的先導(dǎo)放電向天空發(fā)展，稱(chēng)為迎面先導(dǎo)。 實(shí)測(cè)表明，對(duì)地放電的雷云絕大多數(shù)帶負(fù)電荷，根據(jù)放電雷云的極性來(lái)定義，此時(shí)雷電流的極性也為負(fù)電荷。這就是閃電伴隨雷鳴，叫做雷電之故。強(qiáng)烈的上升氣流穿過(guò)云層，水滴被撞分裂帶電，輕微的水沫帶負(fù)電，被風(fēng)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(guò)電壓和感應(yīng)雷過(guò)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(gè)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(wú)電抗器 35 情況。 (4)配電裝置內(nèi)應(yīng)設(shè)有供操作、巡視用的通道 。 （ 4）配電裝置的設(shè)計(jì)必須考慮分期建設(shè)和擴(kuò)建過(guò)渡的便利。 （ 2）配電裝置中相鄰帶點(diǎn)部分的額定電壓不同時(shí)，應(yīng)按較高的額定電壓確定其安全凈距。 便于分期擴(kuò)建。 滿(mǎn)足施工、運(yùn)行和檢修的要求 。 b．運(yùn)行可靠性高，維護(hù)方便。但便于帶電作業(yè)， b．維護(hù)、巡視和操作在室外進(jìn)行， 受外界氣象條件影響。 b．維護(hù)、巡視和操作在室內(nèi)進(jìn)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(zhǎng)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(dòng)穩(wěn)定電流： 90KA 熱穩(wěn)定電流： 50KA 動(dòng)、穩(wěn)定校驗(yàn) : 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(cè)電壓互感器的選擇 表 56電壓互感器級(jí)參數(shù)： 項(xiàng)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(fù)荷、準(zhǔn)確等級(jí)機(jī)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(fēng)速、相對(duì)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(dāng)容量和準(zhǔn)確等級(jí)滿(mǎn)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(dāng)線路上有裝脖通訊時(shí)，應(yīng)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(yīng)選用電磁互感器。 （ 2）截面形狀 : 在 35KV 以下。長(zhǎng)期允許電流 不得低于所在回路在各種可能運(yùn)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(yàn) 的計(jì)算條件： （ 1）容量與接線 （ 2）短路和種類(lèi) （ 3）短路計(jì)算點(diǎn) B．短路時(shí)間的計(jì)算 （ 1）檢驗(yàn)熱穩(wěn)定的短路計(jì)算時(shí)間 ，即計(jì)算短路電流熱效應(yīng)時(shí)間 。 （ 4） 與正個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)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(yàn)其熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定 。 選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電器連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流影響。 不考慮短路點(diǎn)的電流阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流。 所有電流的電功勢(shì)相位角相同。 確定分裂導(dǎo)線間隔棒的間距。 其計(jì)算的目的的主要有以下幾個(gè)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(tái)發(fā)電機(jī)直接接 17 入 220KV 的系統(tǒng)中，原因有二，其一是當(dāng)把斯泰發(fā)電機(jī)接入 10KV 母線上浪費(fèi)，在 10KV 母線上有兩臺(tái)發(fā)電機(jī)已經(jīng)足夠；其二 是 220KV 電壓等級(jí)與無(wú)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?cè)诩夹g(shù)上都是有顯著差異的，在不同的技術(shù)等級(jí)中，都有差 異。唯一不同的是在 10KV電壓等級(jí)上將原來(lái)方案一的 220KV 電壓等級(jí)兩個(gè)上的發(fā)電機(jī)組全部放置到了 10KV 電壓等級(jí)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(jí)的方案選擇。 電壓等級(jí)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(diǎn)如下：①母線經(jīng)斷路器分段后，對(duì)重要用戶(hù)可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電；②一段母線故障（或檢修） 時(shí)，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(jí)的電壓饋線數(shù)目是 2 回，所以 220 KV 電壓等級(jí)的接線形式可以選擇單母線接線 形式 。 110KV最大負(fù)荷 70MW,最小負(fù)荷 60MW,cos =, Tmax=5000h，為Ⅱ類(lèi)負(fù)荷。 主接線的設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)的技術(shù)背景和設(shè)計(jì)依據(jù) （ 1） 電廠規(guī)模： 裝機(jī)容量 : 裝機(jī) 4臺(tái)，容量分別為 4X200MW, UN= 機(jī)組年利用小時(shí)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(wú)特殊要求 廠用電率： 8%。 c 變壓器側(cè)斷路器檢修時(shí)，變壓器需較長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)。 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(zhǎng)，故障率較高的情況下。 b 橋聯(lián)斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路需解裂運(yùn)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(gè)“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(jī) 雙繞組變壓器組成的單元接線。 b 當(dāng)母線故障或檢修時(shí)隔離開(kāi)關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。當(dāng)有雙回架空線路時(shí)，可以順序布置，以至界限不同的母線斷路時(shí)不回如單母線分段那樣導(dǎo)致出線交叉跨越。 b 調(diào)度靈活。完成母線轉(zhuǎn)換后，在斷開(kāi)母聯(lián)斷路器及其兩側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)，即可對(duì)原工作母線進(jìn)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(hù)較復(fù)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(guò)母聯(lián)斷路器并聯(lián)運(yùn)行，在進(jìn)行道砟操作時(shí)應(yīng)注意，隔離開(kāi)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(diǎn)，就是當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)發(fā)生故障或檢修時(shí)，該段母線上所連接的全部引線都要在檢修期間停電；當(dāng)出線為雙回路時(shí)，需時(shí)架空線路出現(xiàn)交 叉跨越；擴(kuò)建時(shí)須向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。當(dāng)母線的中間裝設(shè)一個(gè)斷路器后，即把母線分為兩段，這樣對(duì)重要的用戶(hù)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(yán)重的缺陷是母線停運(yùn)（母線檢修、故障，線路故障后線路保護(hù)或斷路器拒運(yùn)）將使全部支路停運(yùn)，即停電范圍為該母線段的 100%，且停電時(shí)間很長(zhǎng)，若為母線自身?yè)p壞須待母線修復(fù)之后方能恢復(fù)各支路運(yùn)行。這種接線的特點(diǎn)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(jī)或變壓器）和引出線。即： 主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單，以節(jié)省斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流和電壓互感器等一次設(shè)備，要是控制、保護(hù)不過(guò)于復(fù)雜，要能限制短路電流，以便于選擇價(jià)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(yīng)滿(mǎn)足這個(gè)要求。根據(jù)規(guī)劃容量、本期建設(shè)規(guī)模、輸送電壓等級(jí)、進(jìn)出線回路數(shù)、供電負(fù)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?chē)h(huán)境及自動(dòng)化規(guī)劃與要求等條件確定。 7 負(fù)荷大小和重要性 （ 1） 對(duì)于一級(jí)負(fù)荷必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，切當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證對(duì)全部一級(jí)負(fù)荷不間斷供電。 所以電氣主接線的擬定是一個(gè)綜合性的問(wèn)題，必須在滿(mǎn)足國(guó)家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策的前提下，力爭(zhēng)使其技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠。其次，電氣主接線表明了發(fā)電機(jī)、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(yùn)行方式。并且對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大的影響。 優(yōu)化發(fā)展火電，我國(guó)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(hù)及自動(dòng)裝置配置 5 我國(guó)電力行業(yè)發(fā)展方針 目前我國(guó)人均擁有裝機(jī)容量和人均占有發(fā)電量較低，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)平均水平不高，火電廠的污染物排放量高，電網(wǎng)相對(duì)薄弱，供電可靠性偏低。 課程設(shè)計(jì)的目的和要求 課程設(shè)計(jì)的目的 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)是 學(xué)生在學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)課程后的一次綜合性訓(xùn)練，復(fù)習(xí)鞏固本課程及其他課程的有關(guān)知識(shí)，增強(qiáng)工程觀念，通過(guò)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，掌握理論聯(lián)系實(shí)際的思路與方法 ，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的工作能力及實(shí)際工程設(shè)計(jì)的基本技能。廠區(qū)地勢(shì)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(jì)的主要內(nèi)容包括：通過(guò)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(guò)發(fā)電動(dòng)力裝置（主要包括鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)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(yīng)到各負(fù)荷中心。由于電源點(diǎn)與負(fù)荷中心多數(shù)處于不同地區(qū)，也無(wú)法大量?jī)?chǔ)存，電能生產(chǎn)必須時(shí)刻保持與消費(fèi)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。計(jì)算短路電流，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果來(lái)選擇和效驗(yàn)主要電氣設(shè)備。廠址附近有大河通過(guò)，水量豐富，屬于 6級(jí)地震區(qū)，凍土層 米深，覆冰厚 10mm；最大風(fēng)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(jì)的要 求 1） 設(shè)計(jì)本廠電氣主接線，選取幾個(gè)電氣主接線方案，確定 — 個(gè)比較合理的電氣主接線。為了提高效率和保護(hù)環(huán)境，及時(shí)關(guān)閉低效率、煤耗高、污染嚴(yán)重的小火電機(jī)組，以大帶小，裝設(shè)煙氣脫硫及降低氮氧化物