【正文】 擬選定LB50。故所選電流互感器同樣滿足動穩(wěn)定性條件。（2）電流互感器的熱穩(wěn)定性校驗：計算公式為：或式中：為電流互感器的1秒鐘熱穩(wěn)定倍數(shù)。 電流互感器的選擇計算 220kV母線側(cè)電流互感器的選擇根據(jù)220kV側(cè)母線最大可持續(xù)工作電流：Imax=1984A。其參數(shù)如下表所示：表75 復合棒形懸式絕緣子FXBW1220/100技術(shù)參數(shù)型號額定電壓（kV）額定機械拉伸負荷（kN）結(jié)構(gòu)高度（mm）最小電弧距離mmL均壓環(huán)尺寸Фd爬電距離（mm）FXBW1220/1002201002160+3019003005600絕緣子的動穩(wěn)定性校驗：而 =100=60（kN）顯然有: 故滿足動穩(wěn)定的條件。即所選導體母線滿足動穩(wěn)定性。（2）母線的動穩(wěn)定性校驗：按所采用導線放置母線形式，抗彎矩為：（m3）母線導體最大相間計算應力σph為：(Pa)同相條間應力σb為：(Pa)其中：σph為母線導體最大相間應力；σal為作用在母線導體材料允許應力。則滿足條件的發(fā)熱的最小導體截面積Smin，由短路時發(fā)熱的計算公式可得到短路熱穩(wěn)定決定的導體最小面積Smin為：℃其中：Smin為根據(jù)熱穩(wěn)定決定的導體最小允許截面（mm2）；C為熱穩(wěn)定系數(shù)。擬選用兩條80mm10mm矩形鋁導體，其型號為LMJ80mm10mm。其中：σph為母線導體最大相間應力；σal為作用在母線導體材料允許應力。顯然有S≥Smin，即滿足熱穩(wěn)定性。（1）母線的熱穩(wěn)定性校驗：正常運行時導體溫度θ：℃則有θ=℃，查表不同工作溫度下裸導體的C值，可得C=95。擬選用1條100mm8mm矩形鋁導體，其型號為LMJ100mm8mm。其中：σph為母線導體最大相間應力；σal為作用在母線導體材料允許應力（硬鋁70106Pa）。（2）母線的動穩(wěn)定性校驗：按所采用導線放置母線形式，抗彎矩為：（m3）母線導體最大相間計算應力σph為：(Pa)同相條間應力σb為：(Pa)顯然有。則滿足條件的發(fā)熱的最小導體截面積Smin，由短路時發(fā)熱的計算公式可得到短路熱穩(wěn)定決定的導體最小面積Smin為：℃其中：Smin為根據(jù)熱穩(wěn)定決定的導體最小允許截面（mm2）；C為熱穩(wěn)定系數(shù)。平放允許電流為2725A，Kf=，當環(huán)境溫度為35℃時，通過查裸導體載流量在不同海拔及環(huán)境溫度下的綜合校驗系數(shù)K，可得K=，則有：KIal=2725A=2398A ≥ Imax=1984A通過查表可以確定所選導體的臨界電壓Ucr大于其最高工作電壓Umax。本次課題設計采用按長期發(fā)熱電流選擇母線。顯然有：4024 ≥ 5；即該隔離開關(guān)滿足動穩(wěn)定性要求。（2）隔離開關(guān)的熱穩(wěn)定性校驗：I2∞max=由此擬選GW4500DW，具體參數(shù)如下表所示表74 GW4500DW隔離開關(guān)的主要技術(shù)參數(shù)隔離開關(guān)型號額定電壓(kV)額定電流（A）4s熱穩(wěn)定電流（kA）極限動穩(wěn)定電流峰值kAGW4500DW500315050125（1）隔離開關(guān)的動穩(wěn)定性校驗：ies ≥ ish式中：ies為隔離開關(guān)極限通過電流峰值；ish為三相短路電流沖擊值(短路時的最大沖擊電流)。顯然有：5024 ≥ ；即該隔離開關(guān)滿足動穩(wěn)定性要求。t ≥ Qk式中：I∞為穩(wěn)態(tài)三相短路電流；tk為短路電流發(fā)熱等值時間；It為斷路器t秒熱穩(wěn)定電流。高壓隔離開關(guān)動穩(wěn)定極限通過電流峰值：ies=100kA，而220kV側(cè)短路沖擊電流ish=，顯然該隔離開關(guān)滿足動穩(wěn)定性要求。max（最大持續(xù)電流）（1）220kV側(cè)進出線回路以及主變壓器高壓側(cè)最大持續(xù)工作電流為：Igt ≥ Qk式中：I∞為穩(wěn)態(tài)三相短路電流；tk為短路電流發(fā)熱等值時間；It為斷路器t秒熱穩(wěn)定電流，；；；則有：tk=+++=顯然有：2124 ≥ ；即該斷路器滿足額穩(wěn)定性要求。斷路器動穩(wěn)定極限通過電流峰值：ies=125kA，而500kV側(cè)短路沖擊電流ish=，顯然該斷路器滿足動穩(wěn)定性要求。（2）500側(cè)進出線回路以及主變壓器高壓側(cè)最大持續(xù)工作電流為Ig（2）斷路器熱穩(wěn)定性校驗：I2∞max=992A由此擬選LW7220/3150，具體參數(shù)如下表所示：表71 LW7220/3150斷路器的主要技術(shù)參數(shù)斷路器型號額定電壓(kV)額定電流（A）額定開斷電流（kA）4s熱穩(wěn)定電流（kA）極限動穩(wěn)定電流峰值（kA）固有分閘時間（s）額定頻率（HZ）LW7220/31502203150502112550（1）斷路器動穩(wěn)定性校驗：ies ≥ ish式中：ies為斷路器極限通過電流峰值；ish為三相短路電流沖擊值(短路時最大沖擊電流)。圖63 220kV母線短路等值電路圖220kV母線處發(fā)生三相短路時各回路有名值短路電流和沖擊電流：.(3) 500kV母線處發(fā)生三相短路時，短路等值電路圖如圖64所示，圖64（b）是網(wǎng)絡簡化圖圖64 500kV母線短路等值電路圖500kV母線處發(fā)生三相短路時各回路有名值短路電流和沖擊電流：(4) 6kV母線處發(fā)生三相短路時，短路等值電路圖如圖65所示，圖65（b）是網(wǎng)絡簡化圖圖65 6kV母線短路等值電路圖6kV母線處發(fā)生三相短路時 短路電流計算結(jié)果通過上述短路電流的計算可得短路電流計算結(jié)果如下表所示：表61 短路電流計算結(jié)果數(shù)據(jù)表發(fā)電機端口出短路電流沖擊電流6kV母線處短路電流沖擊電流220kV母線處短路電流沖擊電流500kV母線處短路電流沖擊電流第七章 主要電氣設備選擇計算書 高壓斷路器的選擇計算 高壓斷路器的選擇計算高壓斷路器的額定電壓和額定電流要滿足：UN ≥ USN（電網(wǎng)額定工作電壓kV） IN ≥ Ig即忽略綜合負荷，且認為短路前電源電動勢E乃至網(wǎng)絡各點電壓均為1，則有If=1/x∑。I 表示為三相短路時的電流；ish 表示為三相短路時的最大沖擊電流。 各個回路的短路電流及沖擊電流的計算 計算前的基本假定（1）系統(tǒng)在正常的運行工況下，三相電力系統(tǒng)是對稱運行的；（2）所有電源短路前是空載的，且電動勢的相位角也是相同的；（3）短路過程恰好發(fā)生在短路電流剛好達到最大的一瞬間；（5）不考慮短路時的電弧阻抗以及變壓器的勵磁電流。發(fā)電機等值電抗XG＊：220kV側(cè)主變壓器等值電抗XT1*:500kV側(cè)主變壓器等值電抗XT2*:聯(lián)絡變壓器等值電抗:廠用高壓變壓器等值電抗XT3*:啟動備用變壓器等值電抗XT4*:220kV系統(tǒng)等值電抗X220*=。第六章 短路電流計算書 各元件基準值參數(shù)計算高壓短路電流計算一般只考慮計算一些高壓電氣設備元件（如發(fā)電機、變壓器、電抗器等等）的電抗值，對于綜合負荷以及其它相關(guān)參數(shù)值做近似忽略不計。第二篇 設計計算書本篇絕大部分內(nèi)容都是相應的算數(shù)計算，相應的計算有短路電流計算、斷路器選擇計算、隔離開關(guān)選擇計算、絕緣支柱和絕緣套管選擇、母線選擇計算、電流互感器以及電壓互感器的選擇計算。這一般有可以通過線路差動保護來完成。 220kV線路保護配置本次課題設計的發(fā)電廠一期新建只有220kV母線側(cè)有出線，對于出線的保護，依據(jù)電力系統(tǒng)要求以及多年的電網(wǎng)運行經(jīng)驗可以得出，線路故障主要是接地故障、相間短路故障等等。專用母線保護可根據(jù)不同原理構(gòu)成，如電流保護、電流電壓保護、距離保護和差動保護等等[19]。因此在發(fā)電廠設計時，母線保護的合理配置也是至關(guān)重要的。通過長期的運行經(jīng)驗總結(jié)表明，母線通常會發(fā)生各種相間短路故障和單相接地故障。通常，發(fā)電機變壓器單元接線必須配備以下保護[19]。因此，發(fā)電廠設計時，要做好充分的發(fā)電機變壓器保護配置，務必達到總體配置完善。為了確?？煽啃愿?，需要設置相應的后備保護。發(fā)電機的故障類型主要有定子繞組相間短路、發(fā)電機的低勵磁與失磁等。依據(jù)大型火力發(fā)電機組的特性以及其對繼電保護的配置要求，在設計大容量機組的繼電保護總體性配置規(guī)劃時，重點要放在保證發(fā)電機組安全運行。 發(fā)電機變壓器單元接線側(cè)保護系統(tǒng)的配置本次發(fā)電廠設計的發(fā)電機機組單機容量為300MW，一期建設兩臺，二期在擴建兩臺同樣容量的機組。根據(jù)《電力工程電氣設計手冊》規(guī)定，本廠500kV以及220kV采用半高型屋外配電裝置，而6kV則采用屋內(nèi)配電裝置。（3）參考各種配電裝置的典型設計和手冊，按照要求選擇電氣設備，繪制出配電裝置平面圖和斷面圖。 配電裝置設計的基本步驟（1）選擇配電裝置的形式。（4）靜電感應的場強水平和限制措施。（2）施工、運行和檢修的要求。 配電裝置設計要求（1）滿足安全凈距離要求。 配電裝置的設計原則配電裝置的設計必須認證貫徹國家技術(shù)經(jīng)濟政策，制定合理的布置方案和設備選型，僅可能的做到技術(shù)先進、經(jīng)濟、合理、運行可靠安全以及維護方便。半高型配電裝置介于中型和高型兩者之間，具有兩者的優(yōu)點。其缺點就是耗用鋼材較多，造價較高，操作和維護條件差。（2） 高型配電裝置。優(yōu)點：布置比較清晰，不容易造成誤操作，運行可靠，施工和維護方便，造價較省。根據(jù)電氣設備以及母線不值得高度，屋外配電裝置可分為中型配電裝置、半高型配電裝置和高型裝置。一般在發(fā)電廠中3~10kV的配電裝置大多數(shù)采用的是成套配電裝置。屋內(nèi)配電裝置主要用于35kV及以下。配電裝置可分為屋內(nèi)配電裝置和屋外配電裝置以及成套配電裝置。二次負荷S2N：S2N≥I2NZ2L，即： 各電壓等級配電裝置選擇設計配電裝置型式方案的設計是發(fā)電廠設計的重要內(nèi)容之一，主要是根據(jù)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)的連接方式，有母線，保護和測量電器，開關(guān)器和必要的輔助設備組建而成，主要是用來分配和接受電能的裝置。變壓器低壓側(cè)有時為了滿足同期或者繼電保護的要求需裝設一組電壓互感器。發(fā)電機一般要裝設2~3組電壓互感器。35kV及以上輸電線上，當對端有電源時需裝設一臺單相電壓互感器。除旁路母線外，一般工作和備用母線都應裝設一組電壓互感器，用于同期、測量儀表和保護裝置用。在6~35kV屋內(nèi)配電裝置中，適合采用油浸式或澆注式電壓互感器；110~220kV配電裝置當容量和準確級滿足條件時，適合采用電容式電壓互感器，也可以采用油浸式；500kV一般均采用電容式電壓互感器。電力系統(tǒng)廣泛采用的的電壓互感器主要有電磁式和電容分壓式兩種。電流互感器熱穩(wěn)定能力常以1s允許通過的熱穩(wěn)定電流It或一次額定電流I1N的倍數(shù)Kt來表示，熱穩(wěn)定性的計算式為： 或 （414）式中：為電流互感器的1秒鐘熱穩(wěn)定倍數(shù)。、動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定校驗包括由同相的電流相互作用產(chǎn)生的內(nèi)部點動力校驗，以及不同相的電流相互作用產(chǎn)生的外部電動力校驗。則S2N由外接阻抗ZL表示。 電流互感器的技術(shù)條件一次回路電壓：UN≥Ug一次回路電流：I1N≥Imax準確等級：需根據(jù)接入的測量儀表、繼電器和自動裝置等設備對準確等級的要求確定。（3） 為了防止電流互感器的套管閃絡而造成母線事故，通常將電流互感器裝設在斷路器的出線側(cè)或者變壓器側(cè)，盡量不將電流互感器裝設在緊靠母線側(cè)。 電流互感器的配置（1） 為滿足測量和保護裝置的需要，在發(fā)電機、變壓器、線路、出線、母線分段及旁路斷路器、母聯(lián)斷路器等回路中均需要裝設電流互感器。在具體選擇電流互感器時，一定要嚴格按互感器的額定電壓、二次繞組額定電流以及二次繞組額定負載阻抗值適當選取。而強電系統(tǒng)均采用5A。 電流互感器的配置和選擇說明電流互感器是電力系統(tǒng)中的一種重要的二次設備，其種類繁多，一般在選擇是要依據(jù)具體安裝地點的電網(wǎng)電壓等級、最大持續(xù)工作電流與安裝方式進行綜合考慮。按工作元件品種分類：碳化硅閥式和金屬氧化物避雷器。避雷器是一種能釋放過電壓能量、限制過電壓幅值的保護設備。校驗支柱絕緣子機械強度時一般用計算式： （49）式中：，H1為絕緣子底部到導體水平中心地高度(mm)，H1=H+b+h/2,b為導體支持器下片厚度，一般豎直放置的矩形導體b=18mm，平放矩形導體或槽型導體b=12mm。無論支柱絕緣子或套管均要進行動穩(wěn)定校驗。具有導體的套管應對導體校驗熱穩(wěn)定，其套管的熱穩(wěn)定能力It2t，應大于或等于短路電流通過套管所產(chǎn)生的熱效應Qk，即It2t≥Qk。具有導體的穿墻套管額定電流IN應大于或等于回路中最大持續(xù)工作電流Imax，當環(huán)境溫度θ=40～60℃，導體的θal取85℃，IN應按式（47）修正，即 （47）母線型穿墻套管無需按持續(xù)工作電流選擇，只需保證套管的型式與穿過母線的窗口尺寸配合。無論支柱絕緣子或套管均應符合產(chǎn)品額定電壓大于或等于所有在電網(wǎng)電壓的要求。支柱絕緣子一般屋內(nèi)采用聯(lián)合膠裝多棱式、屋外式采用棒式、需要倒裝時采用懸掛式。、母線導體的動穩(wěn)定校驗導體最大最大相間應力σph應小于導體材料允許應力σal，計算式為： （46）其中：σph為母線導體最大相間應力；σal為作用在母線導體材料允許應力（母線上的最大計算應力）。本次設計采用長