【正文】 繼電保護(hù)和自動裝置的配置 發(fā)電機(jī)保護(hù) 本廠發(fā)電機(jī)容量為 200MW，結(jié)合發(fā)電機(jī)的容量，針對發(fā)電機(jī)的故障類型及其 不正常運(yùn)行狀 態(tài)，配置發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)。 1 采用交流操作的保護(hù)裝置時， 短路保護(hù)可由被保護(hù)電力設(shè)備或線路的電流互感器取得 操作電源，變壓器的瓦斯保護(hù)、中性點非直接接地電力網(wǎng)的接地保護(hù)和自動低頻減載等， 可由電壓互感器或變電所所用變壓器取得操作電源。 1 為了便于分別校驗保護(hù)裝置和提高起可靠性。 在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下， 當(dāng)電壓互感器二次回路斷線或其他故障能使保護(hù)誤動作 時，應(yīng)裝設(shè)斷線閉鎖或采取其他措施，將保護(hù)裝置解除工作并發(fā)出信號。 但無論 采用那種措施，都不應(yīng)引起保護(hù)誤動作。 當(dāng)采用遠(yuǎn)后備方式時，變壓器或電抗器發(fā)生短路，以及在電路助增作用很大的相鄰線 路上發(fā)生短路的情況下， 如果為了滿足相保護(hù)區(qū)末端短路時的靈敏行的要求， 將使保護(hù)過 31 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 分復(fù) 雜或在技術(shù)上難以實現(xiàn)時可以縮小后備保護(hù)作用的范圍。 對兩種故障同時出現(xiàn)地稀有情況， 使保護(hù)能按減輕電流互感器本 身故障時所產(chǎn)生地影響。 速動性是指保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除短路故障，其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障 設(shè)備和線路地?fù)p壞程度， 縮小故障波及范圍， 提高自動重合閘合備用電源或備用設(shè)備自動 投入地效果等。 繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求。 繼電保護(hù)和自動裝置設(shè)計一般規(guī)定 電力系統(tǒng)中的電力設(shè)備和線路， 應(yīng)裝設(shè)短路故障和異常運(yùn)行保護(hù)裝置。繼電保護(hù)和安全 自動裝置的配置方式， 要滿足電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)和廠站接線的要求， 并考慮電力網(wǎng)和廠站運(yùn)行方 式的靈活性。 繼電保護(hù)和安全自動裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分。母線與構(gòu)架之間距離是 3 米。母線構(gòu)架高 米，出線構(gòu)架高 15 米。雙母線構(gòu)架為門形構(gòu)架。 分相中型配電裝置 斷路器一側(cè)的母線隔離開關(guān)分解為 A、 B、 C 三相，每相隔離開關(guān)直接布置在各項母線的 下方， 母線引下線 直接從分相隔離開關(guān)支柱和支持式絕緣子引至斷路器， 從而取消復(fù)雜 的雙層構(gòu)架，布置清晰，懸式絕緣子串少，使正常的檢修和維護(hù)工作量相應(yīng)減小。同時，還將母線回路與兩組母線設(shè)備合并 29 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 布置在一個間隔內(nèi)，使整個配電裝置可減少一個間隙。 220KV 配電裝置 根據(jù)本廠情況，結(jié)合配電裝置要求，采用軟母線單柱式隔離開關(guān)的分相中 型布置。在確定配電裝置形式時，必須滿足下列 4 點要求： 節(jié)約用地 運(yùn)行安全和操作巡視方便 便于檢修和安裝 節(jié)約材料， 降低造價 設(shè)計要求： 、運(yùn)行和檢修的要求 3.噪聲的允許標(biāo)準(zhǔn)及限制措施 控制 配電裝置的型式選擇 配電裝置的型式選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜、節(jié)約用地，并 結(jié)合運(yùn)行及檢修要求，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。 28 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第七章 設(shè)計原則與要求： 總的原則： 高壓配電裝置規(guī)劃設(shè)計 高壓配電裝置的設(shè)計必須認(rèn)真貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，遵循上級頒發(fā)的有關(guān)規(guī)程、 規(guī)范及技術(shù)規(guī)定，并根據(jù)電力系統(tǒng)條件、自然環(huán)境特點和運(yùn)行、檢修、施工方面的要求， 合理制定布置方案和選用設(shè)備，積極謹(jǐn)慎的采用新布置、新設(shè)備、新材料、新結(jié)構(gòu)，使配 電裝置設(shè)計不斷創(chuàng)新，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便。 通過表 146 的計算數(shù)據(jù)可選擇型號為表 612 所示的電流互感器： 短路計算數(shù)據(jù)與所選電流互感器參數(shù)對比表 146 計 算 數(shù) 據(jù) UNs 10(KV) Imax (A) Qk 703[(KA) s] 2 LMZB 6 — 10 10 (KV) 2021 (A) 122 2 179。 3 = 703[( KA) 2 s ] 12 沖擊電流： i sh = KA 短路計算數(shù)據(jù)與所選斷路器參數(shù)對比表 145 計 算 數(shù) 據(jù) UNs 10 (KV) Imax (A) Qk ish 703[(KA) s] (KA) 2 綜上可得出如表 145 所示結(jié)果： SN10— 10Ⅲ C 10 (KV) 2021 (A) 40 2 179。 變壓器低壓側(cè)斷路器的選擇 根據(jù)最大 工作電流 Imax=*15750/( 3 *)= 擬選擇的斷路器的型號為： SN10— 10Ⅲ C 其參數(shù)如表 610： 斷路器參數(shù)表 610 額定電壓 （ KV） 10 額定電流 （ A） 2021 額定短路 開斷電流 （ KA） 40 額定短路 關(guān)合電流 （ KA） 125 額定峰值 耐受電流 （ KA） 125 額定短路 耐受電流 （ KA） 40 額定短路 持續(xù)時間 (s) 4 根據(jù)計算書校驗結(jié)果： 短路電流熱效應(yīng)： Qk = I 0 + 10 I tk 2 + I tk 2 2 2 12 tk = + 10 179。 高壓開關(guān)柜的選擇： 高壓開關(guān)柜是制造廠成套供應(yīng)的設(shè)備，每一回路的開關(guān)電器、測量儀表、保護(hù)電器和 輔助設(shè)備都組裝在全封閉的金屬柜內(nèi)。 按長期發(fā)熱允許電流選擇截面 查 《發(fā)電廠電氣部分》 附表 1， 選用單條 100mm*8mm 矩形鋁導(dǎo)體。 220KV 母線選擇： 通過計算回路最大允許工作電流 Igmax=*240000/( 3 *230)= K= θ al ? θ 70 ? 38 = = θ al ? θ o 70 ? 30 700C 截流量為 840A 查《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計技術(shù)規(guī)定》選擇 LGJ— 400 840*= ≥ 熱穩(wěn)定效驗 Qz={（ +10*+）/12}*=[（ KA） 2S] Qfz=*=[（ KA） 2S] Qk= Qz+ Qfz=[（ KA）2S] θ = 38+（ 7038）179。 （ 4）熱穩(wěn)定校驗： 裸導(dǎo)體進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗。采用水平布置方式。其布置方式可分為支持式和懸 掛 式。當(dāng)回路正常工作電流在 4～ 8 千安時，一般選用槽形母 線；管形截面機(jī)械強(qiáng)度高、肌膚效應(yīng)小的優(yōu)點，且電暈放電電壓高，管內(nèi)可通風(fēng)或通水 冷卻，從而使截流量大增，所以，管形母線可用于 8KA 以上的大電流母線和 110KV 及以 上的配電裝置母線。 對應(yīng)于測量儀表所要求的最高準(zhǔn)確級的電壓互感器的 額定二次容量 SN2 應(yīng)不小于電壓互感器的二次負(fù)荷容量即： SN2≥ S2. 根據(jù)上述條件選擇如表 69 型號的電壓互感器 電壓互感器參數(shù)表 69 型 號 一次繞組 額定電壓 二次繞組 剩余電壓繞組 JDC7— 220 測量繞組 （ 150VA） 220 3 100 3 （測量） 100 （保 護(hù)） 最大容量 2021VA 100 3 保護(hù)繞組 3P（ 250VA） 剩余電壓繞組 3P(200VA) 母線的選擇 母線材料的選擇 屋外配電裝置中的母線，應(yīng)根據(jù)下列條件選擇和校驗： （ 1）線材料、截面形狀和布置方式的選擇 （ 2）因為鋁的成本低，而普遍使用鋁母線； （ 3）常用的 母線截面形狀有矩形、槽形和管形。 110KV 及以上容量和準(zhǔn)確度等級允許時，采用電容式 YH， 在需要檢驗和 監(jiān)視一次回路單相接地時， 應(yīng)選用三相五柱式電壓互感器或具有等三 繞組的單相電壓互感器組。 3[(KA) s ] 2 100KA 根據(jù)表 144 選擇電流互感器如表 67 電流互 感器參數(shù)表 67 型號 LB1220W 額定輸出（滿匝） 50(VA) 額定電流比 2*750/1 短路時熱穩(wěn)定電流 2*25KA 二次組合 5P/5P/5P/5P/5P 額定動穩(wěn)定電流 100KA 準(zhǔn)確等級 電壓互感器的選擇 電壓互感器應(yīng)按下列技術(shù)要求選擇 （ 1）裝置種類和形式選擇 電壓互感器的形式和種類應(yīng)根據(jù)安裝地點和使用條件進(jìn)行選擇。 內(nèi)部動穩(wěn)定校驗應(yīng)滿足以下條件： Ish≤ （ 6）對于母線電流互感器，當(dāng)產(chǎn)品上標(biāo)明允許應(yīng)力 Fy 時，按下式校驗： Fa1≥ *107i2shLc/a(N) 對于環(huán)氧樹脂 澆注的母線電流互感器，可不校驗動穩(wěn)定。 （ 4）熱穩(wěn)定校驗 電流互 感器的熱穩(wěn)定能力，以一秒鐘允許通過的一次額定電流倍數(shù) Kt 表示，故熱 穩(wěn)定按下式校驗。 （ 2）供運(yùn)行、監(jiān)視、估算電能的電度表、功率表和電流表用電流互感器，其準(zhǔn)確等 級為 1。 S) 額定電流（ A） 1250 分合閘時間（ s） 6+/1 動 穩(wěn)定電流（ KA） 100 開斷電容電流（ A） GW6— 220GD 熱穩(wěn)定電流（ KA） S 40KA3 22 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） GW12— 220 隔離開關(guān)參數(shù)表 65 型 號 額定電壓（ KV） 220 峰值耐受電流（ KA） 125 最高工作電壓（ KV） 252 短時耐受電流（ KA） 50（ 3 秒） GW12— 220 額定電流（ A） 1600~3150 電流互感器的選擇 按設(shè)備的種類選擇 電流互感器的種類和行式應(yīng)根 據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。 3[(KA) s ] 2 50 2 179。 （ 3）動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定 。 3[(KA) s ] 2 50（ KA） 125(KA) 125(KA) Iim (KA) iim (KA) 根據(jù)表 142 選擇表 62 型號斷路器 21 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 短路器參數(shù)表 62 型 號 最高工作電壓 （ KV） 252 額定短路時耐受 電流（ KA） 50 額定電流（ A） 3150 耐受電流持續(xù)時 間（ s） 3 額定關(guān)合電流 （ KA） 125 額定短路開斷電 流（ KA） 50 LW11— 220（ P） 額定短路峰值電 流（ KA） 125 隔離開關(guān)的選擇 隔離開關(guān)的選擇應(yīng)按下列條件 : （ 1）形式和種類 。 電器設(shè)備的選擇 20 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 高壓斷路器的選擇 高壓短路器應(yīng)按下列項目選擇和校驗 （ 1）形式和種類； （ 2）額定電壓、額定電流； （ 3）開斷電流； （ 4）短路關(guān)合電流； （ 5）動穩(wěn)定、 .熱穩(wěn)定。 擾； 2。 ： （ 1）電壓地后應(yīng)按最大可能通過和短路電流進(jìn)行動、熱穩(wěn)定校驗 ； （ 2）用熔斷器保護(hù)的電器可不驗算熱穩(wěn)定； （ 3）在工作電壓和過電壓的用下，電器的內(nèi)，外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性。 技術(shù)條件： 選擇的高壓電器，應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓，過電流的情況下保持正常 運(yùn)行。 、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按兩相短路計算，若發(fā)電機(jī)出口的兩相 短路或中性點直接接地系統(tǒng)中的單相或兩相接地短路嚴(yán)重時，應(yīng)按最嚴(yán)重的情況計算。確定短路電流是，應(yīng)該按可能發(fā)生最大短路 電流的正常接線方式，而不應(yīng)該按僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的界限方式； ，在電器接線的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng) 考慮具有反饋作用的異步電動 機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響； 3.選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗器回路的短路點，應(yīng)選擇在正常接線方式時短路電流最 大的地點。 沖擊電流的計算 三相短路發(fā)生的后半個周期其短路電流的瞬時值達(dá)最大， 稱為沖擊電流 。 。 當(dāng)僅計算任一時間 t 的短路電流周期分量，各電源的發(fā)電機(jī)形式，參數(shù)相同且距離短 17 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 路點的電氣距離大致相等時，可將各電源合并為一個總的計算電抗。 U*=U/Uj S*=S/Sj I*=I/Ij X=X/Xj=XSj/Uj 網(wǎng)絡(luò)變換（圖略） 1.?/Y 變換 X1=X13╳ X12/(X13+X12+X23) X2=X12╳ X23/(X12+X13+X23) X3=X13╳X23/(X13+X12+X23) +X2+X1X2/X3 X13=X1+X3+X1X3/X2 X23=X2+X3+X2X3/X1 等值電源的計算 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中有幾個電源時，可將條件相類似的發(fā)電機(jī)，按下述條件