【正文】 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)或許是我五年大學(xué)生活中短時(shí)間受益最深的環(huán)節(jié)。在設(shè)計(jì)期 間，是我對(duì)大學(xué)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)的概括與總結(jié)，并很好的結(jié)合起來(lái)綜合應(yīng)用。 風(fēng)江水電站工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 36 9 總 結(jié) 電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用大學(xué)五年所學(xué)理論知識(shí)，獨(dú)立分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的初步能力的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 對(duì)雙分裂導(dǎo)線的等值半徑 eqr 為 rdreq? 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 計(jì)及集膚效應(yīng)系數(shù) fK 的影響時(shí)，由短路熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)體最小截面為 fk KQCS 1m in ? 式中 C —— 熱穩(wěn)定系數(shù)，其值見(jiàn)附表所示； kQ —— 短路熱效應(yīng)， sA2 ； fK —— 集膚效應(yīng)系數(shù)，一般取 1。為達(dá)到設(shè)計(jì)目的，這里只選定型產(chǎn)品。 當(dāng)導(dǎo)體允許最高溫度為 C?70? 和不計(jì)日照時(shí)， K 值可用下式計(jì)算 ????? ???11aaK 式中， 1a? 、 ? 分別為導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許最高溫度和導(dǎo)體安裝地點(diǎn)實(shí)際環(huán)境溫度。 裸導(dǎo)體的選擇 220KV 母線的選擇 220KV 配電裝置中的導(dǎo)線 選擇考慮電暈現(xiàn)象的影響，宜采用擴(kuò)徑導(dǎo)線或鋁合金絞線組成的分裂導(dǎo)線，分裂間距可取 200～ 400m。 防護(hù)等級(jí)的選擇 開(kāi)關(guān)柜由固定的柜體 (金屬外殼 )和真空斷路器手車組成，為防止人體接近其帶電部分和觸及其運(yùn)動(dòng)部分免受傷害， 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定開(kāi)關(guān)柜外殼的最低防護(hù)等級(jí)為 IP2X，此外更高的防護(hù)等級(jí)還有 IP3X、 IP4X、 IP5X。 主開(kāi)關(guān)的選擇 開(kāi)關(guān)柜內(nèi)主開(kāi)關(guān)可以是少油、真空、 SF6斷路器和 FC等， 200MW 以上機(jī)組為使主廠房無(wú)油化，少油斷路器已不采用， SF6斷路器裝在室內(nèi)需防 SF6氣體泄露等措施，用得較少，目前用真空斷路器和 FC回路較多。 風(fēng)江水電站工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 31 并聯(lián)電抗器的額定電壓應(yīng)不低于裝置點(diǎn)電網(wǎng)的額定電壓，即 NsN UU ? 并聯(lián)電抗器的容量必須使系統(tǒng)同期并列點(diǎn)的工頻穩(wěn)態(tài)電位升高有所限制；當(dāng)母線電壓升高時(shí)，并聯(lián)電抗器應(yīng)使電壓降低；降低潛工電流，提高單相快速重合閘的成功率。 并聯(lián)電抗器的選擇 單機(jī)容量為 300MW 的發(fā) 電廠中，通常在高壓母線上并聯(lián)電抗器，以補(bǔ)償高壓輸電網(wǎng)的電容和吸收其無(wú)功功率，解決 220kV 母線電壓偏高問(wèn)題，并能提高線路的功率因數(shù)，降低超高壓輸電線路的電能損耗和有利于自動(dòng)重合閘。 (1) 為保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，電壓互感器一次額定電壓應(yīng)在所安裝電網(wǎng)額定電壓的 90%～ 110%之間。 一次回路額定電壓 NU 和電流 NI1 應(yīng)滿足 NU ≥ NsU 、 NI1 ≥ maxI 為確保所供儀表的準(zhǔn)確度，電流互感器一次側(cè)額定電流應(yīng)盡可能與最大工作電流接近。型式對(duì)配電裝置的布置和占地面積有很大影響，由于組合電器結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，有利于配電裝置的布置。隔離開(kāi)關(guān)與斷路器相比，額定電壓、額定電流的選擇及短路動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)的項(xiàng)目相同。但如果在 500KV 側(cè)，由于離電源 的電氣距離較遠(yuǎn)，同樣非周期分量衰減較多，固可不計(jì)非周期熱分量效應(yīng)。I 由于 NbrI 僅計(jì)入了 20%的非周期分量，一般中、慢速斷路器，開(kāi)斷時(shí)間較長(zhǎng)(≥ )，短路電流非周期分量衰減較多，能滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。所以為滿足可靠性的要求，本設(shè)計(jì)選用戶外瓷柱式 SF6斷路器。 (2) 采用有限流電阻的熔斷器保護(hù)的設(shè)備，可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。 按短路狀態(tài)校驗(yàn) 短路電流通過(guò)電器時(shí)，電氣設(shè)備各部件溫度（或發(fā)熱效應(yīng)）應(yīng)不超過(guò)允許值，即滿足 熱穩(wěn)定的條件 tIt2 ≥ kQ 式中 kQ —— 短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)， ? ? skA?2 ； tI 、 t —— 電氣設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)電流和時(shí)間， kA、 s。 (1) 海拔高度的影響 當(dāng)?shù)貐^(qū)海拔超過(guò)制造廠家的規(guī)定值時(shí)，由于大氣壓力、空氣密度和溫度相應(yīng)減少，使空氣間隙和外絕緣的放電特性下降。 按正常工作條件選擇 電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷的變化，有時(shí)會(huì)高于電網(wǎng)的額定電壓，故所選電氣設(shè)備允許的最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓。 等值電抗 8X 為 1 3 ????? XXX 系統(tǒng) S和發(fā)電機(jī) G2對(duì)短路點(diǎn) K2的轉(zhuǎn)移 (利用星 — 三角變換 )分別為 風(fēng)江水電站工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 21 (a)網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn) (b)進(jìn)一步化簡(jiǎn) 圖 等值網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn) 0 4 0 1 1 4141 ???????? X XXXXX Sk 84842 ???????? X XXXXX k 發(fā)電機(jī) G1和 G2對(duì)短路點(diǎn) K2的計(jì)算電抗分別為 2 006 670 ???? BNGjs SSXX 066 711 ???? BNGkjs SSXX 根據(jù)運(yùn)算曲線，分別查 t 為 0、 4s時(shí)，發(fā)電機(jī) G1和 G2供給的短路電流周期分量有效值的標(biāo)么值 ? ? * ?I , ? ? * ?I , ? ? * ?I ? ? * ?I , ? ? * ?I , ? ? * ?I 由系統(tǒng)供給的短路電流周期分量不衰減，其有效值的標(biāo)么值為 11* ??? sks XI 固有效值 ss II *? , ? ?kAUSII kavBsB ????? ?? 歸算至短路點(diǎn)處電壓級(jí) G1 和 G2的額定電流為 ? ?kAUSIIkavNGNGNG 112 ?????? sG 2G 1G 2K 2 K 2sG 1 風(fēng)江水電站工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 22 于是短路點(diǎn) K2不同時(shí)刻短路電流周期分量的有 效值分別為 ? ? ? ?? ? ? ?? ?? ?kAIIIIIIIIIISNSNGNG)(120*10*220*110*??????????? ? ? ? ?kAI 3 ????? ? ? ? ?kAI 3 ????? ? ?kAIi sh ???? 高壓短路電流的計(jì)算一般只計(jì)算個(gè)元件（即：發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器、線路等）的電抗，采用標(biāo)幺值計(jì)算，為了計(jì)算方便，通常取基準(zhǔn)容量 Sj=100MVA或 Sj=1000MVA，基準(zhǔn)電壓 Uj一般取各級(jí)的平均電壓，當(dāng)基準(zhǔn)容量 Sj與基準(zhǔn)電壓 Uj選定后，基準(zhǔn)電流 Ij與基準(zhǔn)電抗 Xj便已決定，即： 基準(zhǔn)電流： USIjjj 3? 基準(zhǔn)電抗： SUIUXjjjjj23 ?? 常用的基準(zhǔn)值有： 風(fēng)江水電站工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 23 常用基準(zhǔn)值（ Sj=100MVA） 基準(zhǔn)電壓 Uj （ kv） 18 37 63 115 162 230 345 525 基準(zhǔn)電流 Ij （ kA） 基準(zhǔn)電抗 Xj （Ω） 132 263 529 1190 2756 電路元件的標(biāo)幺值為各有名值與基準(zhǔn)值之比。取 MVASB 100? ， navB UU ?? ，計(jì)算各元件電抗的標(biāo)么值 21 ????? ?? NBdGG SSXXX ? ? %21 ????? ??NBkTT SSUXX ????TX ????TX 1?E 2?E 3?E 1X 2X 3X 4X 5X 1X 2X 3X 4X 5X kE 1?I 2?I 3?I kI? 風(fēng)江水電站工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 19 取 1??E ，并將各元件電抗編號(hào)，做出等值網(wǎng)絡(luò)如圖 所示。 電流分布系數(shù)及轉(zhuǎn)移電抗 用單位電流法可以比較方便地求得開(kāi)式網(wǎng)絡(luò)各支路的電流分布系數(shù)和轉(zhuǎn)移抗。 短路的沖擊電流 39。 A。dX 表示，略去非短路點(diǎn)的負(fù)荷，只計(jì)短路點(diǎn)附近大容量電動(dòng)機(jī)的反饋電流； (4) 繪出等值網(wǎng)絡(luò)，并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào)； (5) 網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)，在離短路點(diǎn)的電氣距離很近時(shí)，可將同一類型的發(fā)電機(jī) 進(jìn)行合并，但無(wú)限大容量電源應(yīng)單獨(dú)考慮； (6) 求轉(zhuǎn)移電抗 sknk XX 、 (分別是等值電源和無(wú)限大容量電源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗 )； (7) 求計(jì)算電抗 jsX ，即將前面求出各等值電源的轉(zhuǎn)移電抗按各相應(yīng)等值電源的容量進(jìn)行歸算； (8) 由計(jì)算電抗分別查出 0、 4s 時(shí)各等值電源供出的三相短路電流周期分量有效值的標(biāo)么值 tnI? ，由無(wú)限大容量電源供給的三相短路電流不衰減，其周期分量有效值的標(biāo)么值 sks XI /1?? ； (9) 計(jì)算短路電流周期分量有值 39。 短路電流計(jì)算方法 在工程設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算均采用實(shí)用計(jì)算法，即在一定假設(shè)的條件下，計(jì)算出短路電流的各個(gè)分量。 短路計(jì)算點(diǎn) 在計(jì)算電路圖中，同電位各短路點(diǎn)的短路電流值均相等，但通過(guò)各支路的短路電流將隨著短路點(diǎn)的位置不同而不同。對(duì) 3/2 接線主系統(tǒng)，最大運(yùn)行方式應(yīng)是將每一串中的 3臺(tái)斷路器都投入工作。 (8) 不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗。039。 (5) 發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)均采用次暫態(tài)電動(dòng)勢(shì) 39。 (2) 系統(tǒng)中所有發(fā)電機(jī)都在額定負(fù)荷下運(yùn)行。 根據(jù)風(fēng)江水電站機(jī)組全部投運(yùn)后 %（ ）的廠用電率運(yùn)行情況看，此廠用變壓器的選擇能夠保證電站在正常情況下滿足全場(chǎng)出現(xiàn)的最大負(fù)荷。分段斷路器可以保證低壓廠用電源的互為備用，提高運(yùn)行可靠性。 A。因此，對(duì)廠用工作變壓器的容量應(yīng)按廠用電高壓計(jì)算負(fù)荷的 110%與廠用電低壓計(jì)算負(fù)荷之和進(jìn)行選擇；而廠用低壓工作變壓器的容量應(yīng)留有 10%左右的裕度。為使提供的電壓穩(wěn)定，可采用三繞組分裂式有載調(diào)壓變壓器。 目前，國(guó)內(nèi) 300MW 機(jī)組的廠用高壓工作電源，都采用了較小的兩臺(tái)同容量分裂變壓器并列運(yùn)行的方式。 風(fēng)江水電站工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 9 臺(tái)數(shù)和型式的選擇 當(dāng)機(jī)組容量增大至 300MW 及以上等級(jí)時(shí)，對(duì)于廠用工作變壓器的設(shè)置有以下兩種方式： (1) 采用一臺(tái)大容量分裂變壓器。為了保證廠用電系統(tǒng)的供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性，高壓廠用母線均采取按機(jī)組分段的原則，即將高壓廠用母線按機(jī)組臺(tái)數(shù)分成若干獨(dú)立段，凡屬同一臺(tái)機(jī)組的廠用負(fù)荷均接在同一段母線上，與機(jī)組同組的汽輪機(jī)的廠用負(fù)荷一般也接在該段母線上，而該段母線由其對(duì)應(yīng)的發(fā)電機(jī)組供電。 廠用電壓等級(jí)的確定 容量為 300MW及以上的機(jī)組，高壓供電網(wǎng)絡(luò)可采用 6kV一級(jí)廠用電壓或 3kV、10kV 兩級(jí)廠用電壓，本設(shè)計(jì) 300MW 機(jī)組低壓供電網(wǎng)絡(luò)通常為 (380/220V)。 Q SQ FT圖 發(fā)電機(jī) 雙繞組變壓器單元接線 風(fēng)江水電站工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 8 5 廠用電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 廠用電接線的設(shè)計(jì)原則 廠用電接線是否合理，對(duì)保證廠用負(fù)荷的連續(xù)供電和發(fā)電廠安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行至關(guān)重要。 主接線方案的擬定 發(fā)電機(jī) 變壓器單元接線 300MW 發(fā)電機(jī)組大都采用發(fā)電機(jī) 雙繞組 變壓器單元接線，如圖 所示。 經(jīng)濟(jì)性：通過(guò)優(yōu)化比選，工程設(shè)計(jì)應(yīng)盡力做到投資省、占地面積小、電能損耗小。 表 B2 變壓器短路電壓百分?jǐn)?shù) 發(fā)電站名稱 臺(tái)數(shù) 單臺(tái)容量 （ MVA） 短路電壓百分?jǐn)?shù) UIⅡ % UIⅢ % UⅡ Ⅲ % 長(zhǎng)沙 火電站 3 360 14 長(zhǎng)沙變 2 180 17 6 湘潭 火電站 3 180 湘潭變 2 180 17 6 株洲變 2 180 17 6