原始資料 （ 1） 待設(shè)計的變電站為一發(fā)電廠升壓站 （ 2） 計劃安裝兩臺 200MW 汽輪發(fā)電機機組 發(fā)電機型號： QFSN-200-2 Ue=15750V Cos =0.85 Xg=14.13% Pe=200MW （ 3） 220KV，出線五回，預(yù)留備用空間間隔，每條線路最大輸送容量 200MVA， Tmax=200MW （ 4）當(dāng)?shù)刈罡邷囟?41.7，最熱月平均最高溫度 32.5，最低溫度 -18.6，最熱月地面下 0.8米處土壤平 均溫度 25.3。 （ 5）廠用電率為 8%，廠用電電壓為 6KV，發(fā)電機出口電壓為 15.75KV。 （ 6）本變電站 地處 8 度地震區(qū)。 （ 7）在系統(tǒng)最大運行方式下，系統(tǒng)阻抗值為 0.054。 （ 8）設(shè)計電廠為一中型電廠，其容量為 2 200 MW=400 MW，最大機組容量 200 MW，向系統(tǒng)送電。 （ 9）變電站 220KV 與系統(tǒng)有 5 回饋線，呈強聯(lián)系方式。 說明書 主變壓器的選擇 對于 200MW 及以上的的發(fā)電機組，一般與雙繞組變壓器組成單元接線，主變壓器的容量和臺數(shù)與發(fā)電機容量配套選用。 對于中、小型發(fā)電廠應(yīng) 按下列原則選擇： （ 1） 為節(jié)約投資及簡化布置，主變壓器應(yīng)選用三相式。 （ 2） 為保證發(fā)電機電壓出線供電可靠，接在發(fā)電機電壓母線上的主變壓器一般不少于兩臺。在計算通過主變壓器的總?cè)萘繒r，至少應(yīng)考慮 5 年內(nèi)負荷的發(fā)展需要，并要求；在發(fā)電機電壓母線上的負荷為最小時，能將剩余功率送入電力系統(tǒng)；發(fā)電機電壓母線 上的最大一臺發(fā)電機停運時，能滿足發(fā)電機電壓的最大負荷用電需要；因系統(tǒng)經(jīng)濟運行而需限制本廠出力時，亦應(yīng)滿足發(fā)電機電壓的最大負荷用電。 發(fā)電機與主變壓器為單元連接時，主變壓器的容量可按下列條件中的較大者選擇： （ 1） 按發(fā)電機的額定容 量和扣除本機組的廠用負荷后，留 有 10%的裕度。 （ 2）相數(shù)的選擇：主變壓器采用三相或是單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及運輸條件等因素。 當(dāng)不受運輸條件限制時，在 330KV 及以下的發(fā)電廠和變電所， 均應(yīng)選用三相變壓器。 （ 3）繞組數(shù)量和連接方式的選擇 對于 200MW 及以上的機組，其升壓變壓器一般不采用三繞組變壓器。因為在發(fā)電機回路及廠用分支回路均采用分相封閉母線， 供電可靠性很高，而大電流的隔離開關(guān)發(fā)熱問題比較突出，特別是設(shè)置在封閉母線中的隔離開關(guān)問題更過多；同時發(fā)電機回路斷路器的價格極為昂貴，故在封 閉母線回路里一般不設(shè)置斷路器和隔離開關(guān)，以提高供電的可靠性和經(jīng)濟性。此外，三繞組變壓器的中壓側(cè)，由于制造上的原因一般不希望出現(xiàn)分接頭，往往只制造死接頭，從而對高、中壓側(cè)調(diào)壓及負荷分配不利。這樣采用三繞組變壓器就不如用雙繞組變壓器加聯(lián)絡(luò)變壓器靈活方便。 （ 4）主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風(fēng)冷卻，強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻，強迫油循環(huán)水冷卻，強迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻。 在發(fā)電廠水源充足的情況下，為了壓縮占地面積，大容量變壓器也可采用強迫油循環(huán)水冷卻。 強迫油循環(huán)水冷卻方式散熱效率高，節(jié)約材料，減少變壓器本身尺寸。 根據(jù)以 上條件，所選變壓器型號為： SSP-26000 型號及容量（ KVA） 低壓側(cè)電壓（ KV） 連接組 損耗 阻抗電壓（ %） 空載電流（ %） 空載 短路 SSP-26000 15.75 Y0/ -11 232 1460 14 0.963 電氣主接線選擇 發(fā)電廠電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分。它表明了發(fā)電機、變壓器、線路和斷路器等電氣設(shè)備的數(shù)量和連接方式及可能的運行方式，從而完成發(fā)電、變電、輸配電的任務(wù)。它的設(shè)計，直接關(guān)系著全廠電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，關(guān)系著 電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟運行。 設(shè)計原則 1 合理的確定發(fā)電機的運行方式 確定運行方式總的原則是安全、經(jīng)濟地發(fā)、供電。 承擔(dān)基荷的發(fā)電機，要求設(shè)備利用率高，年利用小時數(shù)在 5000h 以上；承擔(dān)腰荷的發(fā)電機、設(shè)備利用小時數(shù)為 30005000h；承擔(dān)峰荷的發(fā)電機，設(shè)備利用小時數(shù)在 3000h以下。 對具體的發(fā)電廠來說， 200MW 及以上的大型汽輪發(fā)電機熱效率高，供熱式發(fā)電機按熱負荷曲線工作。 2 接線方式 大型發(fā)電廠（總?cè)萘?1000MW 及以上，單機容量 200MW 以上），一般距負荷中心較遠，電能需要用較高電壓輸送，故 宜采用簡單可靠的單元接線方式，如發(fā)電機 -變壓器單元接線，或發(fā)電機 -變壓器 -線路單元接線，直接接入高壓或超高壓系統(tǒng)。 中型發(fā)電廠（總?cè)萘?2001000MW、單機 50200MW）和小型發(fā)電廠（總?cè)萘?00MW 以下、單機 50MW 以下），一般靠近負荷中心 ，常帶有 610KV 電壓級的近區(qū)負荷，同時升壓送往較遠用戶或與系統(tǒng)連接。發(fā)電機電壓超過 10KV 時，一般不設(shè)機壓母線而以升高電壓直接供電。全廠電壓等級不宜超過三級（即發(fā)電機電壓為 1 級，設(shè)置升高電壓 12級）。采用擴大單元接線時，組合容量一般不超過系統(tǒng)容量的 810%。 對于 6220KV 電壓配電裝置的接線，一般分為兩大類：其一為母線類，包括單母線、單母線分段、雙母線、雙母線分段和增設(shè)旁路母線的接線；其二為無母線類，包括單元接線、橋形接線和多角形接線 等。應(yīng)視電壓等級和出線回數(shù)，酌情選用。 單母線接線： 優(yōu)點：接線簡單清晰，設(shè)備少，操作方便，便于擴建和采用成套配電裝置 缺點：不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關(guān)）故障或檢修 ，均需使整個配電裝置停電。單母線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時，全部回路仍需短時停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后，才能恢復(fù)非故障 段的供電。 適用范圍：一般只適用于一臺發(fā)電機或一臺主變壓器 單母線分段接線： 優(yōu)點： 1 用斷路器把母線分段后，對重要的用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電 2 當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電 缺點： 1 當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障時或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電 2 當(dāng)出線為雙回路時，常使架空線出現(xiàn)交叉跨越。 3 擴建時需向兩個方向均衡擴建 適用范圍： 1 610KV 配電裝置出線回路數(shù)為 6 回及以上 2 3563KV 配電裝置出線回路數(shù)為 48 回 3 110220KV 配電裝置出線回路為 34 回 雙母線接線 優(yōu)點： 1 供電可靠。通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)，只停該回路。 2 調(diào)度靈活。各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活的適應(yīng)系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變化的需要。 3 擴建方便。像雙母線的左右任何一個方向擴建，均不影響兩組母線的電源和符合均勻分配，不會引起 原有回路的停電。當(dāng)有雙回架空線路時，可 以順序布置，以致連接不同的母線段時，不會如單母分段那樣導(dǎo)致出線交叉跨越。 4 便于試驗。當(dāng)個別回路需要單獨進行試驗時，可將該回路分開，單獨接至一組母線上。 缺點： 1 增加一組母線，每回路就需要增加一組母線隔離開關(guān)。 2 當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為倒閘操作電器，容易誤操作。為了避免隔離開關(guān)誤操作，需在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。 適用范圍： （ 1） 610KV 配電裝置，當(dāng)短路電流較大，出線需要帶電抗器時 （ 2） 3563KV 配電裝置， 當(dāng)出線回路數(shù)超過 8 回時，或連接的電源較多，負荷較大時 （ 3） 110220KV 配電裝置出線回路數(shù)為 5 回及以上時，或當(dāng) 110220KV 配電裝置在系統(tǒng)中居重要地位，出線回路數(shù)為 4 回及以上。 雙母線分段接線： 分段原則： 1 當(dāng)進出線回路數(shù)為 1014 回時，在一組母線上用斷路器分段 2 當(dāng)進出線回路數(shù)為 15 回及以上時，兩組母線均用斷路器分段 3 在雙母線分段接線中，均裝設(shè)兩臺母聯(lián)兼旁路斷路器 4 為了限制 220KV 母線短路電流或系統(tǒng)解列運行的要求，可根據(jù)需要將母線分段 單斷路器雙母線接線的主要缺點： 1 在倒換母線操作過程中，須使用隔離開關(guān)按等電位原則進行切換操作， 因此，在事故情況下，當(dāng)操作人員情緒緊張時，很容易造成誤操作。 2 工作母線發(fā)生故障時，必須倒換母線，此時，整個配電裝置要短時停電 3 這種接線使用的母線隔離開關(guān)數(shù)目較多，使整個配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積和投資費用也相應(yīng)增大 為克服上述缺點，采取如下補救措施： 1 為了避免在倒閘操作過程中隔離開關(guān)誤操作，要求隔離開關(guān)和對應(yīng)的斷路器間裝設(shè)閉鎖裝置，（機械閉鎖或電氣閉鎖），同時要求運行人員必須嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程 ，以防止帶負荷開、合隔離開關(guān)，避免事故的發(fā)生。 2 為了避免工作母線故障時造成整個裝置全部停電，可采用兩組 母線同時投入工作的運行方式。 3 為了避免在檢修線路斷路器時造成該回路短時停電，可采用雙母線帶旁路母線的接線。 采用上述措施后，單斷路器雙母線接線具有較高的的供電可靠性和運行靈活性。 雙斷路器雙母線接線： 優(yōu)點：任何一組運行母線或斷路器發(fā)生故障或進行檢修時，都不會造成裝置停電，各回路均用斷路器進行操作，隔離開關(guān)僅作檢修時隔離電壓之用。因此，這種接線工作是非常可靠與靈活 ，檢修也很方便。 缺點：這種接線要用較多的斷路器和隔離開關(guān)，設(shè)備投資和配電裝置的占地面積也都相應(yīng)增加，維修工作量也較大。 一臺半斷路器雙母 線接線： 優(yōu)點：這種接線具有環(huán)形接線和雙母線接線的優(yōu)點，供電可靠性高，運行靈活，操作、檢修方便，當(dāng)一組母線停電檢修時，不需要切換回路，任意一臺斷路器檢修時，各回路仍按原接線方式進行，也不需要切換；隔離開關(guān)不做操作電器使用，只在檢修電氣設(shè)備時作為隔離電源用。 缺點：所配用的斷路器數(shù)目較單斷路器雙母線要多，維修工作量增大，設(shè)備投資及變電所的占地面積相應(yīng)增大。其次。這種接線繼電保護也較其他接線復(fù)雜，且接線本身的特點 要求電源數(shù)和出線數(shù)最好相等。當(dāng)出線數(shù)目較多時，不可避免會出現(xiàn)引出線路方向不同，將造成設(shè)備布置上的困難 。 選擇一臺半斷路器雙母線接線與單斷路器雙母線接線進行詳細比較 一臺半斷路器雙母線 單斷路器雙母線 可靠性 在檢修和故障相重合的情況下，停運的回路不超過兩回 可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷，一組母線故障后能迅速恢復(fù)供電；檢修任意一回路的母線隔離開關(guān)，只停該回路。 靈活性 1 多為環(huán)形供電，調(diào)度靈活。但是停運一個回路需要兩臺斷路器，母線故障時，接線內(nèi)潮流變化大。 2 隔離開關(guān)只作為檢修電器，不作為操作電器，處理事故時，用斷路器操作，消除事故迅速。檢修斷路器時，不需要帶旁路操作 1 工作母線發(fā)生故障 時，可將全部回路切換到備用母線上，從而迅速恢復(fù)正常工作，但需短暫停電 2 檢修任意工作回路的斷路器時，可以利用母聯(lián)斷路器來替代，而不致使該回路供電長期中斷 3 需要對任意回路單獨進行電氣試驗時，可以將該回路切換到備用母線上 可擴建性 不如單斷路器雙母線接線擴建容易 便于擴建。可以任意向兩側(cè) 延伸擴建，不影響兩組母線的電源和負荷均勻分配，擴建施工時不會引起原有回路停電 經(jīng)濟性 設(shè)備投資： 8 個回路時，兩種接線相等。 7 回及以下，單斷路器雙母線接線較貴 9 回及以下，一臺半斷路器雙母線接線較貴 占地面積： 1 當(dāng)一 臺半斷路器接線為常規(guī)三列式順序布置時，因一個間隔可以雙側(cè)出線，占地面積比較少。 2 當(dāng)一臺半斷路器接線的 常規(guī)布置應(yīng)用于發(fā)電廠時，為避免縱向布置的大機組出線偏角過大，常需改變配電裝置布置形式，擴大占地面積 30%50% 選擇：單斷路器雙母線接線 短路電流計算 一、短路電流計算的目的 在發(fā)電廠和變電所的電氣設(shè)計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。其計算的目的主要有以下幾個方面： （ 1） 在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進行必要的短路電流計算。 （ 2） 在選擇電 氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。 （ 3） 在設(shè)計屋外高壓配電裝置時， 需按短路條件校驗軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離。 （ 4） 在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。 （ 5） 接地裝置的設(shè)計，也需用短路電流。 二、短路電流計算的一般規(guī)定 驗算導(dǎo)體和電器時所用短路電流，一般有以下規(guī)定。 1 計算的基本情況 （ 1） 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行； （ 2） 所有同步電機都具有自動調(diào)整勵磁裝置（包括強行勵磁）； （ 3） 短路發(fā)生在短路電流為最大 值的瞬間； （ 4） 所有電源的電動勢相位角相同； （ 5） 應(yīng)考慮對短路電流值有影響的所有的元件，但不考慮短路點的電弧電阻。對異步電動機的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大安全電流有效值時才予以考慮。 2 接線方式 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），而不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。 3 計算容量 應(yīng)按本工程設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃（一般考慮本工程建成后 510 年）。 4 短路種類 一般按三相短路計算。若發(fā)電機出口的兩相短路，或中 性點直接接地系統(tǒng)以及自耦變壓器等回路中的單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴(yán)重時，則應(yīng)該按嚴(yán)重情況的進行校驗。 5 短路計算點 在正常接線方式時，通過電器設(shè)備的短路電流為最大的地點，稱為短路計算點。 三、計算步驟 在工程設(shè)計中，短路電流的計算通常采用使用曲線法。步驟如下： （ 1） 選擇計算短路點 （ 2） 畫等值網(wǎng)絡(luò)（次暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)）圖 1） 首先去掉系統(tǒng)中的所有負荷分支、線路電容、各元件的電阻，發(fā)電機電抗用次暫態(tài)電抗 Xd。 2） 選取基準(zhǔn)容量 Sb 和基準(zhǔn)電壓 Ub（一般取各級的平均電壓）。 3） 將各元件電抗換算為同一基準(zhǔn)值的標(biāo)幺電抗。 4） 繪出等值 網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號。 （ 3） 化簡等值網(wǎng)絡(luò)：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 Xnd。 （ 4） 求計算電抗 Xjs。 （ 5） 由運算曲線查出各電源供給的短路電流周期份量標(biāo)幺值（運算曲線只做到 Xjs=3.5） （ 6） 計算無限大容量（或 Xjs 3）的電源供給的短路電流周期分量。 （ 7） 計算短路電流周期分量有名值和短路容量 （ 8） 計算短路電流沖擊值 （ 9） 計算異步電動機供給的短路電流 （ 10） 繪制短路電流計算結(jié)果表 電氣設(shè)備的選擇 一般原則 （ 1） 應(yīng)滿足正常運行 、檢修、斷路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展的需要； （ 2） 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核； （ 3） 應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理； （ 4） 選擇導(dǎo)體時應(yīng)盡量減少品種； （ 5） 擴建工程應(yīng)盡量使新老電器型號一致； （ 6） 選用新的產(chǎn)品，均應(yīng)具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格 . 電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體選擇的一般條件： 1 按正常工作條件選擇 （ 1） 額定電壓。 所選電氣設(shè)備和電纜的最高允許工作電壓不得低于裝設(shè)回路的最高運行電壓。一般電氣設(shè)備和電纜的最高允許工作電壓：當(dāng)額定電壓在 220KV 及以下時，為 1.15Ue （ 2） 額定電流。 所選電氣設(shè)備的額定電流 Ie，或載流導(dǎo)體的長期允 許電流 Iy不得小于裝設(shè)回路的最大持續(xù)工作電流 Imax，即應(yīng)滿足條件 Ie（或 Iy） Imax 2 按短路狀態(tài)校驗 （ 1）熱穩(wěn)定校驗 當(dāng)短路電流通過被選擇的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體時，其熱效應(yīng)不應(yīng)超過允許值，即應(yīng)滿足下列條件： Qd Qy 或 Qd Ir2t 式中 Qd：短路電流的熱效應(yīng) Qy：電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的 Ir：設(shè)備給定的在 ts 內(nèi)允許的熱穩(wěn)定電流（有效值） 短路電流持續(xù)時間 t，應(yīng)為繼電保護動作時間 tb與斷路器全分閘時間 tdf之和。即： t=tb+tdf （ 2）動穩(wěn)定校 驗 被選擇的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，通過可能最大的短路電流值時，不應(yīng)因短路電流的電動力效應(yīng)而造成變形或損壞，即應(yīng)該滿足條件： ich idw 或 Ich Idw 式中： ich、 Ich ：三相短路沖擊電流的幅值和有效值 idw、 Idw ：設(shè)備允許通過的動穩(wěn)定電流（極限電流）峰值和有效值 用斷路器保護的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，可不校驗熱穩(wěn)定，除用有限流作用的熔斷器保護者外，它們?nèi)詰?yīng)校驗動穩(wěn)定；電纜不校驗動穩(wěn)定；用熔斷器保護的電壓互感器回路，可不校驗動熱穩(wěn)定。 斷路器的選擇： 斷路器型式的選擇，除需滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮便于安裝調(diào)試和運行維護，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后才能確定。 斷路器選擇的具體技術(shù)條件簡述如下： （ 1） 電壓： Ug（電網(wǎng)工作電壓） Un。 （ 2） 電流： Ig.max（最大持續(xù)工作電流） In。 由于高壓開斷電器沒有連續(xù)過載能力，在選擇其額定電流時，應(yīng)滿足各種可能的運行方式下回路持續(xù)工作電流的要求，即最大持續(xù)工作電流 Ig.max。 （ 3） 開斷電流（或開斷容量）： Idt Ibr（或 Sdt Skd） 式中 Idt：斷路器實際開斷時間 t 秒的短路電流周期分量； Sdt：斷路器 t 秒的開斷容量； Ibr：斷路器的額定開斷電流； Skd：斷路器額定開斷容量。 斷路器的實際開斷時間 t，為繼電保護主保護動作時間與斷路器固有分閘時間之和。 （ 4） 動穩(wěn)定： ich imax 式中： imax：斷路器極限通過電流峰值； ich ：三相短路電流峰值。 （ 5） 熱穩(wěn)定： I 2tdz It2t 式中： I ：穩(wěn)態(tài)三相短路電流； tdz：短路電流發(fā)熱等值時間（又稱假象時間）； It： 斷路器 t 秒熱穩(wěn)定電流。 （ 6）過電壓：當(dāng)斷路器用于切、合架空輸電線時，若 220kv 線路超過 200km， 330kv線路長度超過 250km 時，應(yīng)交驗其過電壓倍數(shù)。 根據(jù)以上條件，所選斷路器的型號為： LW-220 型號 電壓（ kA） 額定電流（ A） 額定開斷能力 極限通過電流（峰值kA） 關(guān)合電流峰值（ kA） 熱穩(wěn)定電流（ 3s）(kA） 合閘時間（ s） 固有分閘時間（ s） 全開斷時間（ s） 自動重合閘無電流間隔時間（ s） 額定 最大 電流（ kA） 容量（ MVA） LW-220 220 252 3150 40 15000 100 100 40 0.15 0.04 0.06 0.03 隔離開關(guān)的選擇 隔離開關(guān)型式的選擇，應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點和使用要求等因素，進行綜合的技術(shù)經(jīng)濟比較然后確定。 選擇的技術(shù)條件： （ 1）電壓： Ug（電網(wǎng)工作電壓） Un。 （ 2）電流： Ig.max（最大持續(xù)工作電流） In。 由于高壓開斷電器沒有連續(xù)過載能力，在選擇其額定電流時，應(yīng)滿足各種可能的運行方式下回路持續(xù)工作電流的要求，即最大持續(xù)工作電流 Ig.max。 （ 3）動穩(wěn)定： ich imax 式中： imax：斷路器極限通過電流峰值； ich ：三相短路電流峰值。 （ 4）熱穩(wěn)定： I 2tdz It2t 式中： I ：穩(wěn)態(tài)三相短路電流； tdz：短路電流發(fā)熱等值時間（又稱假象時間）； It：斷路器 t 秒熱穩(wěn)定電流。 根據(jù)以上條件，所選隔離開關(guān)型號為： GW6-220GD 型號 額定電壓（ kV） 額定電流（ A） 動穩(wěn)定電流 熱穩(wěn)定電流（ s）（ kA） （ kA） GW6-220GD 220 1000 50 21(5) 母線選擇： （ 1）型式：載流導(dǎo)體一般采用鋁質(zhì)材料。對于持續(xù)工作電流較大且位置特別狹窄的發(fā)電機、變壓器出線端部，或采用硬鋁導(dǎo)體穿墻套管有 困難時，以及對鋁有較嚴(yán)重腐蝕場所，可選用銅質(zhì)材料的硬裸導(dǎo)體。 回路正常工作 電流在 4000A 及以下時，一般選用矩形導(dǎo)體。在 40008000A 時，一般選用槽形導(dǎo)體。對于容量為 200MW 及以上的發(fā)電機引出線和廠用電源、電壓互感器等分支線，應(yīng)采用全連式分相封閉母線。容量 200225MW 發(fā)電機的封閉母線，一般采用定型產(chǎn)品，如選用非定型產(chǎn)品時，應(yīng)進行導(dǎo)體和外殼發(fā)熱、應(yīng)力、以及絕緣子抗彎的計算，并校驗固有振動頻率。 110kV 及以上高壓配電裝置，一般采用軟導(dǎo)線。當(dāng)采用硬導(dǎo)體時，宜用鋁錳合金管形導(dǎo)體。 （ 2） 按最大持續(xù)工作電流選擇導(dǎo)線截面 S， 即 gg IKI max式中： gI：相應(yīng)于某一母線布置方式和環(huán)境溫度為 +25時的導(dǎo)體長期允許載流量。 gK：溫度修正系數(shù)。 （ 3） 按經(jīng)濟電流密度 J 選擇： 在選擇導(dǎo)體截面 S 時，除配電裝置的匯流母線、廠用電動機的電纜外，長度都在 20m以上的導(dǎo)體，其截面 S 一般按經(jīng)濟電流密度選擇。即： )( 2m ax mmJIS gj 式中： J：導(dǎo)體的經(jīng)濟電流密度。按此條 件選擇的導(dǎo)體截面 S，應(yīng)盡量接近計算截面 Sj。當(dāng)無合適規(guī)格導(dǎo)體時，應(yīng)允許小于 Sj。 （ 4） 熱穩(wěn)定校驗：按上述情況選擇的導(dǎo)體截面 S，還應(yīng)校驗其在短路條件下的熱穩(wěn)定。 裸導(dǎo)體熱穩(wěn)定公式： )( 2m in mmtCISSdz式中： Smin：根據(jù)熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)體最小允許截面（ mm2） C：熱穩(wěn)定系數(shù) I ：穩(wěn)態(tài)短路電流（ kA） tdz：短路電流等值時間（ s） （ 5） 動穩(wěn)定校驗： max式中：母線材料的允許應(yīng)力； max：作用在母線上的最大計算應(yīng)力。 根據(jù)以上條件，所選母線型號為： LGJ-300。 電流互感器的選擇： （ 1）型式：電流互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對于 620kv 屋內(nèi)配電裝置。可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。對于 35kv 及以上配電裝置，一般采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器。有條件時，應(yīng)盡量采用套管式電流互感器。 （ 2）一次回路電壓： Ug Un 式中： Ug：為電流互感器安裝處一次回路工作電壓， Un：為電流互感器額定電壓。 （ 3）一次回路電流： Ig.max I1n 式中： Ig.max：為電流互感器安裝處的一次回路最大工作電流； I1n：電流互感器原邊電流。 （ 4）準(zhǔn)確等級：需先知電流互感器二次回路所接測量儀表的類型及對準(zhǔn)確等級的要求，并按準(zhǔn)確等級要求最高的表計來選擇。 （ 5）動穩(wěn)定： （ 6）熱穩(wěn)定： 212 )( tndz KItI 式中： Kt：電流互感器的 1 秒鐘熱穩(wěn)定倍數(shù)。 根據(jù)以上條件，所選電流互感器的型號為： LCW-220 避雷器的配置 與選擇 （ 1） 配電裝 置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器，但進出線都裝設(shè)避雷器時除外。 （ 2） 220kv 及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時，應(yīng)在變壓器附近 增設(shè)一組避雷器。 （ 3） 三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺避雷器。 （ 4） 下列三種情況的變壓器中性點應(yīng)裝設(shè)避雷器 1） 直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點為分級絕緣且裝有隔離開關(guān)時； 2） 直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點為全絕緣，但變電所為單進線且單臺變壓器運行時； 3） 不接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進線變壓器中性點上。 （ 5） 單元連接的發(fā)電機出線宜裝一組避雷器 （ 6） 容量為 25MW 及以上的直配線發(fā)電機 （ 7） 發(fā)電廠變電所 35KV 及以上電纜進線段，在電纜與架空線的連接處應(yīng)裝設(shè)避雷器。 （ 8） 110220KV 線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器 （ 9） SF6 全封閉電器的架空線路側(cè)必須裝設(shè)避雷器。 閥型避雷器的選擇： 應(yīng)按以下條件選擇： （ 1） 型式：選擇避雷器型式時，應(yīng)考慮被保護電器的絕緣水平和使用特點。 （ 2） 額定電壓：避雷器的額定電壓應(yīng)與系統(tǒng)額定電壓一致。 （ 3） 滅弧電壓：按照使用情況，校驗避雷器安裝地點 可能出現(xiàn)的最大的導(dǎo)線對地電壓是否等于或小于避雷器的最大允許電壓。（滅弧電壓）。 在中性點非直接接地的電網(wǎng)中應(yīng)不低于設(shè)備最高運行線電壓。在中性點直接接地的電網(wǎng)中應(yīng)不 低于設(shè)備最高運行線電壓的 80%。 （ 4） 工頻放電電壓：在中性點絕緣或經(jīng)阻抗接地的電網(wǎng)中，工頻放電電壓一般應(yīng)大于最大運行電壓的 3.5 倍。在中性點直接接地的電網(wǎng)，工頻放電電壓應(yīng)大于最大運行相電壓的 3 倍。工頻放電電壓應(yīng)大于滅弧電壓的 1.8 倍。 （ 5） 沖擊放電電壓和殘壓 ：一般國產(chǎn)閥型避雷器的保護特性與各種電器的絕緣均可配合，故此項校驗從略。 根據(jù)以上條件，選擇 FZ-220J 型避雷器。 型號 組合 方式 額 定 電 壓 （ kv） 滅弧 電壓 （ kv，有效值） 工頻放電電壓（ kv，有效值） 預(yù)放電時間1.520 s的沖擊放電 電 壓（ kv）不大于 5、 10kA 沖擊電流（波形 10/20 s）下的殘壓（ kv，幅值） 不小于 不大于 5 千安下不大于 10 千安下不大于 FCZ-220J 8 FZ-30J 220 200 448 536 630 664 (728) 主設(shè)備繼電保護 變壓器保護 配置原則 變壓器一般裝設(shè)下列繼電保護裝置 1 反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低的瓦斯保護 容量為 800kv 及以上的油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯 保護。對于高壓側(cè)為裝設(shè)斷路器的線路 變壓器組， 未采取使瓦斯保護能切除變壓器內(nèi)部故障的技術(shù)措施時，瓦斯保護可僅動作于信號。 2 相間短路保護 反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相間短路的縱聯(lián)差動保護或電流速斷保護，對其中性點直接接地側(cè)繞組和引出線的接地短路以及繞組匝間短路也能引起保護作用。 3 后備保護 復(fù)合電壓（包括負序電壓及線電壓）起動的過電流保護，可用于 63000kvA及以上的升壓變電器。 4 中性點直接接地電網(wǎng)中的變壓器外部接地短路時的零序電流保護 110kv 及以上中性點 直接接地電網(wǎng)中，如果變壓器中性點可能接地運行，對于 兩側(cè)或三側(cè)電源的升壓變壓器或降壓變壓器上應(yīng)裝設(shè)零序電流保護，作為變壓器主保護的后備保護，并作為相鄰元件的后備保護。 計算書 短路電流計算 （ 1） 進行網(wǎng)絡(luò)的化簡和各元件參數(shù)計算，繪制等值網(wǎng)絡(luò)。 X1 X2 X3 X4 X5 X6 設(shè) SB=1000MVA，選取基準(zhǔn)電壓 UB=UP，線路長 200km，線路電抗為 km4.0 系統(tǒng)容量為： 2000MVA 系統(tǒng)阻抗為： X1=0.054 378.023010002004.04141 222 PBUSXX302.02 X 6.085.02001000145.0100%43 eBd SSUXX616.085.02001000145.065 eBd SSXXXX7 356.0302.0054.0217 XXX X8 608.0645364538 XXXX XXXXX計算電抗： 712.07 Bejs SSXX 短路點在母線側(cè)時： 系統(tǒng)側(cè)： 查表得： st 0 48.1* I kAUSIIBet 43.73* 0 st 03.0 38.1 03.0* I kAIt 93.62303200038.103.0 st 06.0 32.1 06.0* I kAIt 63.62303200032.106.0 st 52 1.352* IkAIt 56.1523032 0 0 01.352 st 5 6.15* I kAIt 03.8230320006.15 系統(tǒng)側(cè)沖擊電流： kAIKi chc h a 44.1943.785.122 發(fā)電機側(cè)： )(6.42085.02002 M V AS e 計算電抗： 256.010006.420608.08 Bejs SSXX 查表得： st 0 2.40* I 43.423036.4202.43 0* 0 Bet USII st 03.0 1.4 03.0* I kAIt 33.423036.4201.403.0 st 06.0 9.3 06.0* I kAIt 12.423036.4209.306.0 st 5.2 35.2* I kAIt 17.323036.42035.2 st 5 4.25* I kAIt 53.223036.4204.25 發(fā)電機側(cè)沖擊電流： )(59.1143.485.122 0 kAIKi tchc h b 短路點 d1的沖擊電流： )(03.3159.1144.19 kAiii c hbc hach st 0 的短路電流： )(86.1143.443.70 kAI t st 5 的短路電流： )(56.1053.203.85 kAI t 短路點 d1在變壓器和斷路器之間， 系統(tǒng)側(cè)： )(43.7 kAI )(44.19 kAicha 發(fā)電機側(cè) a： )(06.212.421 )2( kAI )(39.578.1021)2( kAi ch 發(fā)生短路時，流過斷路器 最大的短路電流： )(11.906.205.7 )2()1( kAIII )(83.2339.544.18)2()1( kAiii chchch a b 不對稱短路電流計算： 短路點發(fā)生在母線上時： 零序電抗：變壓器零序電抗與正序電抗相等，為 0.6 每條線路的零序電抗： 54.423010002002.12002.1 221 BBUSX線路總的零序電抗： 908.04154.454.4)4154.4(54.4總X （ 1） 兩相短路 356.07附加電抗： 22.0608.0356.0 608.0356.02)2( XXd(2) 附加電抗串連于正序網(wǎng)絡(luò)末端： 608.0822.09Y 變換： 705.0608.022.0356.022.0356.08979710XXXXXX10Xd(2) 204.1356.022.0608.022.0608.07989811XXXXXX11X 系統(tǒng)側(cè)： 計算電抗： 41.11 0 0 02 0 0 0705.010 Bejs SSXX 查表得： 73.0)2(* I 17.332303100073.033)2(*)2( BBUSII發(fā)電廠側(cè)： 計算電抗： 57.01 0 0 085.02002204.111 Bejs SSXX 查表得： 82.1)2(* I 57.42303100082.13)2(*)2( BBUSII短路點短路電流： )(74.757.417.3)2( kAI 總（ 2） 單相短路 附加電抗： 356.07d(1) 45.023.022.06.021054.0908.0)6.021()054.0908.0(22.002)1( XXX608.0845.09將附加電抗串連于零序網(wǎng)絡(luò)末端： Y 變化： 07.16 0 8.045.03 5 6.045.03 5 6.08979710XXXXXX10Xd(1) 83.13 5 6.045.06 0 8.045.06 0 8.07989811XXXXXX11X 系統(tǒng)側(cè)： 計算電抗： 14.21000200007.110 Bejs SSXX 查表得： 48.0)1(* I )(61.32 3 031 0 0 048.03)1( kAI a 發(fā)電廠側(cè)： 計算電抗： 86.047.083.11 0 0 0 85.0200211 XX js 查表得： 2.1)1(* I )(04.951.26.3230310002.13)1( kAIb 總的短路電流： )(65.1204.961.3)1( kAI （ 3） 兩相接地短路 附加電抗： 356.07d(1,1) 11.023.022.023.022.00202)1,1( XXXXX608.08Y 變化： 53.0608.011.0356.011.0356.08979710XXXXXX10Xd(1,1) 91.0356.011.0608.011.0608.07989811XXXXXX11X 系統(tǒng)側(cè)： 計算電抗： 06.11000200053.010 Bejs SSXX 查表得： 98.0)1,1(* I )(92.437.398200098.023032000)1,1(*)1,1( kAII a 51.1)23.022.0( 23.022.013)(13 220202)1,1( XX XXm )(43.751.192.4)1,1( kAI a 發(fā)電廠側(cè)： 計算電抗： 82.11000200091.011 Bejs SSXX 查表得： 58.0)1,1(* I )(69.037.398 6.47058.02303 85.02002)1,1(*)1,1( kAII b 51.1)1,1( m )(04.151.169.0)1,1( kAI b 總的短路電流： )(47.804.143.7)1,1( kAI 電氣設(shè)備選擇計算 主變壓器： 容量： )(294.23585.0200 MV AS 除去 8%的廠用電率： )(47.216%)81(294.235 M V AS 留 10%的裕度： )(238117)(117.238%)101(47.216 K V AM V AS 所選變壓器型號為： SSP-26000 型號及容量（ KVA） 低壓側(cè)電壓（ KV） 連接組 損耗 阻抗電壓（ %） 空載電流（ %） 空載 短路 SSP-26000 15.75 Y0/ -11 232 1460 14 0.963 斷路器和隔離開關(guān)： 主保護動作時間： stb 01 后備保護時間： stb 42 發(fā)電機回路的最大持續(xù)工作電流： )(5901085.02423 20005.1 3m a x kAI 型號 電壓（ kA） 額定電流（ A） 額定開斷能力 極限通過電流（峰值kA） 關(guān)合電流峰值（ kA） 熱穩(wěn)定電流（ 3s）(kA） 合閘時間（ s） 固有分閘時間（ s） 全開斷時間（ s） 自動重合閘無電流間隔時間（ s） 額定 最大 電流（ kA） 容量（ MVA） LW-220 220 252 3150 40 15000 100 100 40 0.15 0.04 0.06 0.03 斷路器觸頭剛分開時，實際開斷時間（主保護動作時間 + 固有分閘時間）： )(04.004.001 sttt gbk 熱穩(wěn)定校驗時的短路持續(xù)時間（后備保護時間 +全分閘時間）： )(06.406.042 sttt dfb 由短路電流計算結(jié)果可見，三相短路電流大于兩相短路電流，故按三相短路進行熱穩(wěn)定校驗。 周期分量熱效應(yīng)計算，認(rèn)為 t 5s 后的短路電流周期分量穩(wěn)定不變，把 It-5 看作穩(wěn)態(tài)短路電流， )(8.1566512 56.1073.181086.1151210 22222 52 5.22 skAttIQ ttS 非周期分量熱效應(yīng)不計。短路電流熱效應(yīng)為： )(8.1566 2 skAQQ Sd 母線： （ 1） 按長期允許電流選擇母線截面。母線最大持續(xù)工作電流不超過一臺主變壓器的最大持續(xù)工 作電流，故母線最大持續(xù)工作電流為： )(651102423 26005.1 3m a x AI 最熱月平均最高溫度 32.5，基準(zhǔn)條件下的長期允許電流 AIy 755，有環(huán)境溫度所選校正系數(shù) K=0.89，故長期允許電流為： )(95.67175589.0 AIKI yy 大于 651A，所以母線 LGJ-300 適用。 （ 2） 熱穩(wěn)定校驗。 計算熱穩(wěn)定最小允許截面：CQS dmin短路持續(xù)時間： 0 . 0 6 ( s )0 . 0 601 dfb ttt短路電流周期分量熱效應(yīng) QZ， )(1025.606.012)103.23()1081.23(10)1086.11(06.0121026232323206.0203.02sAIIIQ ttZ 計算母線短路前通過最大持續(xù)工作電流時的工作溫度： 1.78)56.669 651()4580(45)( 22m a x00 yyf II （） 按 80取熱穩(wěn)定系數(shù) C=83， 非周期分量熱效應(yīng)： )(1025.11)1086.11(08.0 26232 SAITQ fz 短路電流熱效應(yīng)： )(105.171025.111025.6 2666 SAQQQ fzzd )(36.5083 105.17 26m i n mmS 小于 300mm2,故能滿足熱穩(wěn)定要求。 電流互感器： 1 LCW-220型電流互感器參數(shù)： 此互感器具有 4個鐵芯，供測量用鐵芯準(zhǔn)確度為 0.5 級。 線路上裝設(shè) 3只電流表，并設(shè)有有功功率表，無功功率表，有功電度表和無功電度表各一只。 2 選擇二次連接導(dǎo)線的截面： 電流互感器各相二次負荷（ VA） 儀表名稱 U相 V相 W相 電流線圈數(shù) 消耗功率