【正文】 另外，感謝所有對我們本次課程設(shè)計提供幫助的公司、單位及學(xué)長、同學(xué)們，因為有大家的支持，本次課程設(shè)計才得以順利進(jìn)行。當(dāng)進(jìn)出線回路數(shù)為六回及以上，配電裝置在系統(tǒng)中具有重要地位時，宜采用一臺半斷路器接線；進(jìn)出線回路數(shù)少于六回，如能滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性的要求時，也可采用雙母線接線。對容量超過10000MW的大型電力系統(tǒng)，如發(fā)電廠裝有3~4臺機組時，可采用雙母線單分段接線；機組超過四臺時，可采用雙母線雙分段接線。采用單母線或雙母線的110kV~220kV配電裝置，當(dāng)配電裝置采用六氟化硫全封閉組合電器時，不應(yīng)設(shè)置旁路設(shè)施；當(dāng)斷路器為六氟化硫型時，不宜設(shè)旁路設(shè)施；當(dāng)斷路器為少油型時，除斷路器有條件停電檢修外，宜設(shè)置旁路設(shè)施，當(dāng)220kV出線在四回及以上和110kV出線在六回及以上時，可采用帶專用旁路斷路器的旁路母線。 容量為200MW~300MW的發(fā)電機與雙繞組變壓器為單元連接時，在發(fā)電機與變壓器之間不應(yīng)裝設(shè)斷路器、負(fù)荷開關(guān)或隔離開關(guān)，但應(yīng)有可拆連接點。 電氣主接線 發(fā)電機電壓母線可采用雙母線或雙母線分段的接線方式。 容量為200MW及以上的發(fā)電機與主變壓器為單元連接時，該變壓器的容量可按發(fā)電機的最大連續(xù)容量扣除一臺廠用工作變壓器的計算負(fù)荷和變壓器繞組的平均溫升在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度或冷卻水溫度下不超過65℃的條件進(jìn)行選擇。避雷器只需選擇額定電壓與線路相匹配的器件即可。 避雷器的選定避雷器(surge arrester)的作用是限制由線路傳來的雷電過電壓或由操作引起的內(nèi)部過電壓。在發(fā)電機出口處串聯(lián)的電抗器，kA，kA(由發(fā)電機決定)，代入式(41)可得。我們按照“將電抗器所在回路的短路電流限制到不大于所選用的斷路器的額定開關(guān)電流、母線最大允許電流”的原則來選擇限流電抗器。表413 LCWB110型電流互感器參數(shù)額定電壓(kV)準(zhǔn)確級額定電流比(A)5s熱穩(wěn)定電流(kA)額定動穩(wěn)定電流(峰值, kA)11025242110(4)發(fā)電機側(cè)發(fā)電機回路最大工作持續(xù)電流kA。表411 LB3500W2型電流互感器參數(shù)額定電壓(kV)準(zhǔn)確級額定電流比(A)5s熱穩(wěn)定電流(kA)額定動穩(wěn)定電流(峰值, kA)50025263160(2)220kV側(cè)最大工作持續(xù)電流A，kV，要求。低壓后備電路同樣也設(shè)三組，亦分別負(fù)責(zé)普通過流保護(hù)、差動保護(hù)、測量。電流互感器出線一般設(shè)三組，主要負(fù)責(zé)保護(hù)、測量、計量。表410 JCC110系列電壓互感器技術(shù)數(shù)據(jù)額定工作電壓(kV)連接組標(biāo)號初級繞組次級繞組剩余電壓繞組I,I0,I0 電壓互感器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗與斷路器、母線相類似，經(jīng)校驗，本方案所選電壓互感器均滿足動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定要求，在此不再贅述。不同的電壓互感器具有不同的使用范圍，簡要介紹如下：(1)6~220kV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，在高壓開關(guān)柜或在布置地位狹窄的地方，可采用樹脂澆柱式絕緣結(jié)構(gòu)；(2)35~110kV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器；(3)220kV及以上配電裝置，當(dāng)容量滿足要求時，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)線路上裝有載波通訊時，應(yīng)盡量與耦合電容器結(jié)合，統(tǒng)一選用電容式電壓互感器。 電壓互感器的選定電壓互感器和變壓器很相像，都是用來變換線路上的電壓。(4)動穩(wěn)定校驗，相間應(yīng)力(N/m)(m3)(Pa)由，查表可得。(2)熱穩(wěn)定校驗短路電流周期分量熱效應(yīng)((kA)2對于500kV系統(tǒng)的母線，發(fā)電機組額定功率為600MW，額定電壓為20kV，最大負(fù)荷利用小時數(shù)為5500小時，當(dāng)三相水平布置導(dǎo)體平放時，環(huán)境溫度為40℃。(4)動穩(wěn)定校驗，則相間應(yīng)力(N/m)(m3)(Pa)由，查表可得，則同相條間應(yīng)力(N/m) (m)，即每跨內(nèi)滿足動穩(wěn)定所必須的最少襯墊數(shù)為1個，實際襯墊跨距臨界跨距(m)故。(2)熱穩(wěn)定校驗短路電流周期分量熱效應(yīng)((kA)2 母線的選定對于220kV系統(tǒng)的母線，發(fā)電機組額定功率為300MW，最大負(fù)荷利用小時數(shù)為5500小時，當(dāng)三相水平布置導(dǎo)體平放時，環(huán)境溫度為40℃。(2)動穩(wěn)定校驗或其中，、為允許通過穩(wěn)定電流的幅值和有效值。s125kA 隔離開關(guān)的選定隔離開關(guān)在電路中起隔離作用，它沒有滅弧能力，只能在沒有負(fù)荷電流的情況下分、合電路。s80/100kA表45 220kV高壓斷路器選擇情況及計算值對比高壓斷路器型號LW2220斷路器參數(shù)計算值220kV220kV80kA(kA)2s)(6)動穩(wěn)定校驗根據(jù)規(guī)程，動穩(wěn)定應(yīng)滿足。由110kV側(cè)kA，kA，kA，可得周期分量熱效應(yīng)((kA)2(3)開斷電流高壓斷路器的額定開斷電流不應(yīng)小于實際開端瞬間的短路電流周期分量。 常見高壓斷路器型號表示一般具有如圖422所示形式：圖422 高壓斷路器型號表示形式其中，各部分表示方式為：斷路器種類(S—少油式，D—多油式，K—壓縮空氣式，Z—真空式，L—SF6式)，裝設(shè)地點(N—戶內(nèi)式，W—戶外式)，補充特性(C—手車式，G—改進(jìn)型，W—防污型，Q—防震型)。 本方案所選聯(lián)絡(luò)變壓器參數(shù)如表42所示。本方案主變壓器的選定情況如表41所示，其中550/20kV主變壓器2臺，242/10kV主變壓器2臺。(3)若發(fā)電機電壓母線上接有兩臺或以上的主變壓器時，當(dāng)其中容量最大的一臺因故退出運行時，其它主變壓器在允許正常過負(fù)荷范圍內(nèi)，應(yīng)能輸送母線剩余功率的70%以上。圖421 變壓器型號表示方式其中，各部分表示方式為：相數(shù)(S—三相，D—單相)，冷卻方式(J—油浸自冷，E—油浸風(fēng)冷，S—油浸水冷，N—氮氣冷卻，P—強迫油循環(huán)，F(xiàn)P—強迫油循環(huán)風(fēng)冷，SP—強迫油循環(huán)水冷，G—干式)，繞組數(shù)(S—三繞組(雙繞組不表示))，特性(Z—有載調(diào)壓，Q—全絕緣，O—自耦，L—鋁芯(銅芯不表示))。(李林川等, 2011) 本方案中主體設(shè)備的選定分工：各變壓器張?zhí)煊?，電壓互感器戴文凱，電流互感器鄧永迪，母線張?zhí)煊頰mp。動穩(wěn)定(dynamic stability)就是設(shè)備承受短路沖擊電流所產(chǎn)生的機械效應(yīng)的能力，滿足動穩(wěn)定的條件為 或 (43)式中，、分別為電氣設(shè)備允許通過的動穩(wěn)定電流幅值及其有效值(kA)；、分別為所在回路短路沖擊電流幅值及其有效值(kA)。電氣設(shè)備的額定電流(rated current)是指在額定環(huán)境條件(環(huán)境溫度、日照、海拔、安裝條件等)下，電氣設(shè)備的長期允許載流(current capacity)。表31 本方案短路計算結(jié)果短路容量 (MVA)18580三相短路電流(kA)213短路點平均電壓(kV)230230230525115短路點位置220kV母線300MW發(fā)電機220kV出線600MW發(fā)電機110kV出線短路點編號K1K2K3K4K5天津大學(xué)《發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計》說明書 第四章 主體設(shè)備的選擇第四章 主體設(shè)備的選擇 主體設(shè)備選擇的一般條件為保證電氣設(shè)備工作的可靠性及安全性，選擇電氣設(shè)備時需要分別按正常工作條件選擇、按短路條件校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。圖324 600MW發(fā)電機出口短路時系統(tǒng)等效電抗圖每臺600MW發(fā)電機對短路點的計算電抗查汽輪發(fā)電機計算曲線得，汽輪發(fā)電機時，在0s、。那么，流入K2點的短路電流為短路點在發(fā)電廠高壓側(cè)母線，根據(jù)規(guī)程規(guī)定，取沖擊系數(shù)，于是可以得到?jīng)_擊電流短路電流最大有效值短路容量 220kV系統(tǒng)出線短路當(dāng)短路點選擇在220kV系統(tǒng)出線(K3)處時，系統(tǒng)等效電抗如圖323所示。系統(tǒng)2(220kV系統(tǒng))每條出線的計算電抗查汽輪發(fā)電機計算曲線得， 系統(tǒng)2每條出線時為大容量系統(tǒng)，在0s、為、。(黃純?nèi)A, 1987) 本方案中短路電流的計算 在本方案短路計算中，采取標(biāo)幺值形式，選取，另取則有220kV母線側(cè)等值電抗500kV母線側(cè)等值電抗另外，取每臺發(fā)電機的電壓。：為計算不同短路點的短路電流值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡為以短路點為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗。(次暫態(tài)網(wǎng)絡(luò))圖：(1)首先去掉系統(tǒng)中的所有負(fù)荷分支、線路電容、各元件的電阻，發(fā)電機電抗用次暫態(tài)電抗。在正常接線方式時，通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點，稱為短路計算點。計算短路電流時所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式(即最大運行方式(maximum operating plan))，而不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。(4)進(jìn)行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計算，研究短路對用戶工作的影響等。(全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會, 2011) 短路電流計算的目的在發(fā)電廠的電氣設(shè)計中，短路電流計算的目的主要有以下幾個方面：(1)以短路計算為依據(jù)，選擇有足夠機械穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備。表23 方案四的斷路器需求量電壓等級(kV)數(shù)量(個)單價(萬元)50093702201030110618由表21和表22所示數(shù)據(jù)及式(21)可知，方案三的綜合投資(萬元)則由式(22)知該方案年運行費用(萬元)采用“動態(tài)比較法”可得(萬元) 經(jīng)濟性分析結(jié)論綜上，經(jīng)過綜合投資、年運行費用及年費用NF的計算比較，在備選方案中，方案三的經(jīng)濟性優(yōu)于方案四?，F(xiàn)根據(jù)變壓器所需容量選擇變壓器型號及其參數(shù)如表21所示()。動態(tài)比較法(dynamic parison method)，即在經(jīng)濟分析中，對建設(shè)期的投資、運行期的年費用和效益都要考慮時間因素，并按復(fù)利計算，用以比較在同等可比條件下的不同方案的經(jīng)濟效益。關(guān)于的計算，在已知最大負(fù)荷和最大負(fù)荷利用小時數(shù)時，若采用n臺相同容量的雙繞組變壓器并聯(lián)運行，則 () (23)或 () (24)式中，為一臺變壓器的空載有功損耗(kW)；為一臺變壓器的空載無功損耗(kVar)；為一臺變壓器空載電流百分值；為一臺變壓器的短路有功損耗(kW)；為一臺變壓器的短路無功損耗(kVar)；為變壓器的短路電壓(或稱阻抗電壓)百分值；為一臺變壓器的額定容量(kVA)；為n臺變壓器承擔(dān)的最大總負(fù)荷(kVA)；S為