1、2×600MW火電廠電氣主接線課程設計1 電氣主接線設計1.1 電氣主接線電氣主接線既是電氣設計的首要部分，又是構成電氣系統的主要環節。電氣主接線是由電氣設備通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強電流、高電壓的網絡，故又稱之電氣主系統或一次接線。主接線代表了發電廠電氣部分的主體結構，是電力系統網絡結構的重要組成部分，直接影響運行的可靠性、靈活性并對電器選擇、配電裝置布置、繼電保護、自動裝置和控制方式的擬定都有決定性的關系。因此，主接線的正確合理設計，必須綜合處理各個方面的因素，經過技術、經濟論證比較后方可確定5。電氣主接線的基本要求：（1）運行的可靠性：主接線系

2、統應保證對用戶供電的可靠性，特別是保證對重要負荷的供電。（2）運行的靈活性：主接線系統應能靈活地適應各種工作情況，特別是當一部分設備檢修或工作情況發生變化時，能夠通過倒換開關的運行方式，做到調度靈活，不中斷向用戶的供電。在擴建時應能很方便的從初期建設到最終接線。（3）主接線系統還應保證運行操作的方便以及在保證滿足技術條件的要求下，做到經濟合理，盡量減少占地面積，節省投資1。電氣主接線的設計原則：以設計任務書為依據，以國家經濟建設的方針、政策、技術規定、標準為準繩，結合工程實際情況，在保證供電可靠、調度靈活、滿足各項技術要求的前提下，兼顧運行、維護方便，盡可能地節省投資，就近取材，力爭設備元件和

3、設計的先進性與可靠性，堅持可靠、先進、適用、經濟、美觀的原則4。本設計發電廠為設計規模如下：（1）發電機和變壓器采用單元接線。（2）220kV 線路 4 回，另預留 2 回備用。（3）高壓廠用電采用 6kV。（4）低壓廠用采用 380/220V 的三相四線。1.2 發電機電壓級接線發電機和變壓器采用單元接線。單元接線是大型機組廣泛采用的接線形式。發電機出口不裝斷路器，為調試方便可裝隔離開關。對 220MW 以上機組，發電機出口采用分相封閉母線，為減少開斷點，亦可不裝隔離開關，但應留可拆點。以利于機組調試。這種單元接線，避免了由于額定電流或短路電流過大，使得選擇出口斷路器時受到制造條件或價格高等

4、原因造成的困難。接線圖如下圖 1.1 所示。圖 1.1 發電機-雙繞組變壓器單元接線(采用封母閉線）1.3 220kV 電氣主接線由于此發電廠為地區大型發電廠,考慮到為 220kV 高壓配電裝置接線且出線為 4回，按發電廠技術標準及規程規范，首先要滿足可靠性準則的要求，有兩種可能接線方式：單母線分段帶旁路接線和雙母線接線。單母線分段帶旁路接線其可靠性比單母線分段高，斷路器經過長期運行或者開斷一定次的短路電流之后，其機械性能和滅弧性能都會下降，必須進行檢修以恢復其性能。一般情況下，該回路必須停電才能檢修。設置旁路母線的唯一目的，就是可以不停電的檢修任一臺出線斷路器，但旁路母線不能代替母線工作。其

5、極大的提高了可靠性，但這增加了一臺旁路斷路器的投資。但旁路母線系統增加了許多設備，造價昂貴，運行復雜，只有在出線斷路器不允許的情況下，才應設置旁路母線。凡采用許多年內不需檢修的 SF6 斷路器時，可不裝設旁路母線6。接線圖如下圖 1.2 所示。圖 1.2 單母線分段帶有專用旁路母線接線雙母線接線此接線有兩組母線，并且互為備用。每一電源和出線的回路，都裝有一臺斷路器，有兩組母線隔離開關，可分別與兩組母線連接。兩組母線之間的聯絡，通過母線聯絡斷路器來實現。此接線停電的機會減小了，必需的停電時間縮短了，供電可靠、調度靈活、擴建方便、便于實驗。但當母線故障時，隔離開關作為倒換操作電器，使操作的及時性、

6、快速性受到一定影響。接線圖如下圖 1.3 所示。圖 1.3 雙母線接線綜述：從技術、經濟及供電可靠性等多方面進行比較，此發電廠 220kV 電氣主接線選擇雙母線接線方式。1.4 6kV 廠用電接線 按發電廠技術標準及規程規范，高壓廠用電采用 6kV，高壓廠用電系統應采用單母線分段接線。采取可靠的“按爐分段”的接線原則，每臺鍋爐由兩段母線供電， 兩段母線由同一臺廠用變壓器供電。低壓廠用母線采用單母線分段接線，即按爐分段。且由于低壓系統負荷較多，故采用動力與照明分開，分組供電。單母線分段的特點如下：單母線用分段斷路器進行分段，當任一段母線或某一臺母線隔離開關故障及檢修時，自動或手動跳開分段斷路器，

7、僅有一半線路停電，另一段母線上的各回路仍可正常運行。重要的負荷分別從兩段母線上各引出一條供電線路，就保證了足夠的供電可靠性，兩段母線同時故障的概率較小，此接線還具有良好的靈活性、經濟性，但當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該母線的回路都要在檢修期停電1。接線圖如下圖 1.4 所示。圖 1.4 單母線分段接線低壓廠用采用 380/220V 的三相四線制系統。廠用工作電源從主變壓器的低壓側引接，供給本機組廠用負荷。接線圖如 1.5 所示。圖 1.5 廠用電源變壓器低壓側引接高壓廠用啟動（備用）電源經由啟/備變壓器從 220kV 母線上引接。接線圖如 1.6所示。圖 1.6 從發電機電壓母線上引

8、接低壓廠用啟動（備用）電源引自相應的高壓廠用 6kV 母線段。2 負荷計算及變壓器選擇2.1 廠用負荷計算計算變壓器的容量時，不但要統計變壓器連接分段母線上實際所接電動機的臺數和容量，還要考慮它們是經常工作的還是備用的，是連續運行的還是斷續運行的。為了計及這些不同的情況，選出既能滿足負荷要求又不致容量過大的變壓器，所以又提出按使用時間對負荷運行方式進行分類。經常負荷是指每天都要使用的電動機；不經常負荷是指只在檢修、事故或機爐起停期間使用的負荷；連續負荷是指每次連續運轉 2 小時以上的負荷；短時負荷是指每次僅運轉 10120min 的負荷；斷續負荷是指反復周期性地工作，其每一周期不超過 10mi

9、n 的負荷5。變壓器母線分段上負荷計算原則如下：（1）經常連續運行的負荷應全部計入。如吸風機、送風機、電動給水泵、循環水泵、凝結水泵、真空泵等電動機。（2）連續而不經常運行的負荷應計入。如充電機、事故備用油泵、備用電動給水泵等電動機。（3）經常而斷續運行的負荷亦應計入。如疏水泵、空壓機等電動機。（4）短時斷續而又不經常運行的負荷一般不予計算。如行車、電焊機等。但在選擇變壓器時，變壓器容量應留有適當裕度。（5）由同一臺變壓器供電的互為備用的設備，只計算同時運行的臺數。除了考慮所接的負荷因素外，還應考慮：自啟動時的電壓降；低壓側短路容量；再有一定的備用裕度5。2.2 主變臺數、容量和型式的確定在發

10、電廠和變電所中，用來向電力系統或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器。主變壓器的容量、臺數直接影響主接線的形式和配電裝置的結構。它的確定除依據傳遞容量基本原始資料外，還應根據電力系統 510 年發展規劃、輸送功率大小、饋線回路數、電壓等級以及接入系統的緊密程度等因素，進行綜合分析和合理選擇。如果變壓器容器選得過大、臺數過多，不僅增加投資，增大占地面積，而且也增加了運行電能損耗，設備未能充分發揮效益；若容量選的過小，將可能“封鎖”發電機剩余功率的輸出或者會滿足不了變電所的需要，這在技術上是不合理的，因為每千瓦的發電設備投資遠大于每千瓦變電設備的投資。為此，在選擇變電所主變壓器時，應符合一些要求。主

11、變壓器臺數的確定：對于單元接線的主變壓器，因為它有兩臺發電機與系統聯系緊密，故選用二臺主變壓器。主變壓器容量的確定：對于單元接線的主變壓器：發電機的額定容量扣除本機的廠用負荷后，留有 10%的裕度；按發電機的最大連續容量，（制造廠家提供的數據）扣除一臺廠用變壓器計算負荷和變壓器繞組平均升溫在標準環境溫度或冷卻水溫不超過 65的條件選擇。該 65是根據我國電力變壓器的標準，即在正常使用條件下，油浸壓器在連續額定容量穩態下的繞組平均溫度1。主變壓器型式的選擇：變壓器的選擇包括相數的選擇、繞組數的選擇、繞組聯結租好的選擇、調壓方式和中心點接地方式的選擇。（1）相數的選擇當不受運輸條件限制時，在 33

12、0kV 及以下的發電廠均應選用三相變壓器。當發電廠與系統連接的電壓為 220kV 時，經過技術經濟比較后，確定選用三相變壓器、兩臺半容量三相變壓器或單相變壓器組。對于單機容量為 600MW、并直接升壓到 220kV 的，宜選用三相變壓器。容量為 600MW 機組單元接線的主變壓器和 500KV 電力系統中的主變壓器應綜合考慮運輸和制造條件，經技術經濟比較，可采用單相組成三相變壓器。采用單相變壓器時，由于備用相一次性投資大，利用率不高，故應綜合考慮系統要求、設備質量及按變壓器故障率引起的停電損失費用等因素，確定是否裝設備用相。若確需裝設，可按地區或同一電廠 34 組的單相變壓器，合設一臺備用考慮

13、。所以選用三相變壓器1。（2）繞組數繞組的形式主要有雙繞組和三繞組。發電廠以兩種升高電壓等級向用戶供電或與系統連接時，可采用兩臺雙繞組變壓器或三繞組變壓器。規程上規定，機組容量為 200MW變壓器更為合理，故應采取雙繞組變壓器1。（3）繞組聯接組號在發電廠和和變電所中，一般考慮系統或機組的同步并列要求以及限制三次諧波對電源的影響等因素，主變壓器聯接組號一般選用 YNd11 常規接線1。（4）調壓方式為了保證發電廠或變電所的供電質量，電壓必須維持在允許范圍內，通過變壓器的分接開關切換，改變變壓器高壓繞組匝數，從而改變其變比，實現電壓調整。切換方式有兩種：一種是不帶電切換，稱為無激磁調壓，調壓范圍

14、通常在 ±2×2.5%以內。另一種是帶負荷切換，稱為有載調壓，調整范圍可達 30%。但由于有載調壓變壓器結構復雜，價格昂貴，只有在以下范圍選用：a、接于出力大的發電廠的主變壓器，特別是潮流方向不固定，且要求變壓器二次電壓維持在一定水平時。b、接于時而為送端，時而為受端，具有可逆工作特點的聯絡變壓器，為保證供電質量，要求母線電壓恒定時1。通常，發電廠主變壓器很少采用有載調壓，因為可以通過調節勵磁來實現調節電壓，因此本設計只采用無載調壓的變壓器。（5）中性點的接線方式電網的中性點接地方式，決定了主變壓器中性點的接地方式。規程上規定；凡是110kV-500kV 側其中性點必須要直

15、接接地或經小阻抗接地；主變壓器 6-63kV 采用中性點不接地。所以主變壓器的 220、6kV 側的中性點均采用直接接地方式。變壓器的容量 SN1.1×PN(1-KN)cosN式中： S N 為變壓器的計算容量（kVA）； PN 為發電機的額定功率（kW）； K P為發電機的廠用電率，一般取 8%； cos N 為發電機的功率因數，一般取 0.85。 得： SN1.1×600×103(1-0.08)0.85=714353 kVA所以選擇 SFP7-750000/220 變壓器，具體參數見表 2-1：表 2-1 SFP-750000/220 參數型 號SFP-750

16、000/220連接組別YNd,11額定容量（kVA）額定電壓（kV）空載損耗（kW）短路損耗（kW）空載電流（%）阻抗電壓（%）高 壓低 壓750000220/242202706300.25142.3 廠用變臺數、容量和型式的確定工作變壓器的臺數和型式的確定工作變壓器的臺數和型式主要與高壓廠用母線的段數有關，而母線的段數又與高壓廠用母線的電壓等級有關。當只有 6KV 或 10KV 一種電壓等級時，一般分 2 段；對于200MW 以上機組可分 4 段。當只有 6KV 或 10kV 一種電壓等級時，高壓廠用工作變壓器可選用 1 臺全容量的低壓分裂繞組變壓器，兩個分裂支路分別供 2 段母線；或選用

17、2臺 50%容量的雙繞組變壓器，分別供 2 段母線。對于 200MW 以上機組，高壓廠用工作變壓器可選用 2 臺低壓分裂繞組變壓器，分別供 4 段母線。因此，此發電廠高壓廠用電按 2 臺工作分裂繞組變壓器和 1 臺備用變壓器設置。廠用變壓器的容量的確定廠用變壓器的容量必須滿足廠用電機械從電源獲得足夠的功率。因此，對高壓廠用工作變壓器的容量按高壓廠用計算負荷的 110%與低壓廠用計算負荷之和進行選擇；而低壓廠用工作變壓器的容量應留有 10%左右的裕度。（1）高壓廠用工作變壓器的容量。當為雙繞組變壓器時按下試選擇容量ST1.1SH+SL式中： ST 為高壓廠用計算負荷之和； SL 為低壓廠用計算負

18、荷之和。當選用低壓繞組分裂繞組變壓器時，其各繞組容量應滿足高壓繞組 S1NSC-Sr低壓分裂繞組 S2NSCSC=1.1SH+SL式中： S1N 為廠用變壓器高壓繞組額定容量（kVA）； S2N 為廠用變壓器分裂繞組額定容量（kVA）； S C 為廠用變壓器分裂繞組計算負（kVA）; S r 為分裂繞組兩分支重復計算負荷（kVA）。（2）高壓廠用備用變壓器容量。高壓廠用備用變壓器或啟動變壓器應與最大一臺低壓廠用工作變壓器容量相同。低壓廠用備用變壓器的容量應與最大一臺低壓廠用變壓器容量相同。（3）低壓廠用工作變壓器容量。可按下式選擇變壓器容量KSSL式中：S為低壓廠用變壓器容量（kVA）； K

19、為變壓器溫度修正系數，一般對裝于屋外或由屋外進風小間內的變壓器，可取 K =1，但宜將小間進出風溫度控制在 10以內，對由主廠房進風小間內的變壓器，當溫度變化較大時，隨地區而異，應當考慮溫度進行修正。廠用變壓器容量的選擇，除了考慮所接負荷的因素外還應該考慮:電動機自啟動時的電壓降;變壓器低壓側短路容量;留有一定的裕度。3 短路電流計算本設計主要計算 220kV 母線和發電機出口的短路電流，短路點分別為 k1 和 k2，對這兩個短路點進行三相短路電流計算。短路電流計算時，忽略線路、變電壓和發電機電阻以及負荷的影響，電力系統短路計算示意圖見圖 3.1圖3.1 電力系統短路計算示意圖3.1 各元件電

20、抗標幺值的計算把系統看作無限大系統，即 S= ,已知 200k 系統電抗標幺值 X l=0.0187，發電機的等值電抗 X d'=0.205、容量 SGN=667MW ,取 SB=100MVA , UB=Uav，E*=1,注明：下列電抗下標“*”均省去。發電機：XG1=XG2=Xd SBSN=0.025100667=0.031變壓器：XT1=XT2=UK%SB(100·SN)=14100100×750=0.0187圖 3.2 為短路計算等值電路圖：圖3.2 短路計算等值電路圖3.2 220kV 母線短路電流的計算 把圖 3.2 化簡得到圖3.3，發電機 G1與 G2

21、 合并，合并后的等值電抗為：X=(X2+X4)2=(0.0187+0.031)2=0.02485圖3.3為化簡后的等值電路圖：圖 3.3 化簡后的等值電路圖短路電流周期分量有效值:系統供給的短路電流不衰減，其周期分量標幺值、有效值：標幺值：I*S=1I1=10.0187=53.48kA有效值:IS=I*S=SB(3UAV)=53.48×100÷231÷3=13.447kA等值發電機 G 對短路點 K1的計算電抗為：XJS=XSGNSB=0.024852.667100=0.33149查運算曲線得：0S 時，發電機 G 供給短路電流周期分量有效值的標幺值為I*(0)=

22、3.24kA歸算至短路點處電壓等級等值發電機 G 的額定電流為：IGN=SGN(3UAV)=2.667(3×231)=30334kA所以，短路點 k1 三相短路電流的周期分量有效值為I''=I*(0)+ING+IS=3.24+3.334+13.447=24.25kA沖擊電流為：ish=1.82I''=1.82×24.2561.782kA3.3 600MW 發電機出口的短路電流 把圖3.2 圖化簡得到圖3.4 等值電抗:X7=X3+X5=0.0187+0.031=0.0497下圖3.4 為化簡后的等值電路圖：圖3.4 化簡后的等值電路圖把圖3.

23、4 中的 X1 、 X 7和 X 2 做星-三角變換得到圖3.5X8=(X1X7X2X7X2X1)X7=0.0187+0.0187+0.0187×0.01870.0497=0.0444X9=(X1X7X2X7X2X1)X1=0.0187+0.0497+0.0187×0.04970.0187=0.118下圖3.5 為變換后的等效電路:圖3.5 變換后的等效電路發電機 G1 和 G2 對短路點 k2 的計算電抗分別為：X4JS=X4 SGN1SB=0.031 667100=0.207X9JS=X9 SGN2SB=0.118 667100=0.787查運算曲線得：0S 時，發電機

24、 G1 和 G2 供給短路電流周期分量有效值的標幺值為I*(0)1=5.23I*(0)2=1.32歸算至短路點處電壓等級等值發電機 G1 和 G2 的額定電流為：IGN1=IGN2=SGN1(3UAV)=667(21×3)=18.338 kA系統供給的短路電流不衰減，其周期分量標幺值、有效值： I*S=1/X8=1/0.0444=22.523IS=I*S·SB/3UAV=22.523·100/3·21=61.921kA所以，短路點 k2 三相短路電流的周期分量有效值為I''=I*(0)1ING1+I*(0)2ING2+IS=5.23+18

25、.338+1.32+18.338+62.921=182.003kA沖擊電流為：ish=1.82I''=1.82*182.033=464.19kA4 主要電氣設備選擇4.1 高壓斷路器的選擇計算220kV 電壓回路的最大持續工作電流：Igmax=1.05SN/3UN=1.05×600×1033×2201653A斷路器選擇六氟化硫 LW10B-252-2500A/40kA。選擇校驗結果見表4-1。表4-1 計算數據一覽表項目額定電壓額定電流開斷電流動穩定熱穩定計算值220KV1653A24.25KA61.782KA24.252*4表4-2 六氟化硫 L

26、W10B-252-2500A/40kA技術參數項目額定電壓額定電流開斷電流動穩定熱穩定LW10B-252252kv2500A40KA100KA402 *2表4-3 SN5-20G主要技術參數一覽表項目額定電壓額定電流開斷電流極限通過電流熱穩定電流SN5-20G20KV6000A87KA173KA173KA表4-4 SN1-10主要技術參數一覽表項目額定電壓最大工作電壓額定電流極限通過電流熱穩定電流1s5s10sSN1-1010KV11.5KV400A30KA30KA20KA14KA4.2 高壓隔離開關的選擇計算隔離開關選擇 GW17-252-3150A/40kA、GW16-252-3150A/

27、40kA 和GW7-220-3150A/40kA。選擇校驗結果見表4-5。表4-5高壓隔離開關技術參數項目額定電壓額定電流動穩定熱穩定Gw7-220D252KV2500A100KA402 *2GN1-10/200010KV2000A50KA10KA表4-6 GN10-20T隔離開關技術參數型號額定電壓額定電流極限通過電流熱穩定電流（5S）GN10-20T20KV8000A145KA80KA4.3 母線的選擇計算220kV 母線的選擇有上面得 I”=24.25kA , Ig.max=3306A ，由于 Tmax 5000h ,查經濟電流密度表得 J=0.9 , SJ=Igmax/J 3306/0

28、.9=3673mm2按以上結果選擇鋁鎂系合金管母線 （LDRE200/184）,他的集膚系 kf =1.11，熱穩定系數C=87 ， K(70-40/70-25)=0.816熱穩定校驗： KIy=0.816×2945=2403.12AIg.maxSMIN242500.297111.8mm2120mm2所以，滿足要求。短路狀態時母線所受的最大彎矩 M d ，由導體自重、集中荷載、短路電動力及對應于過電壓情況下的風速所產生的最大彎矩組成。動穩定校驗：短路電動力產生的水平彎矩 Msd 及短路電動力 fd （相間距離 a=3m，震動系數=0.58）： fd=1.76isha=1.76

29、3;61.782·0.58/300=12.92kg/mMsd=0.125·fdlfs2·9.8=0.125·12.92·11.52·9.8=2093.12Nm在內過電壓情況下的風速產生水平彎矩 Msf' 及風壓 fsf2 ：fd=dv·kv·v2/16=1×1.2×0.1×15216=1.69kg/mMsf'=0.125·fv'l fs2·9.8=0.125·1.69·11.52·9.8=273.8Nm母線自重產

30、生的垂直彎距 Mcz 為（自重 q1=4.08kg/m ）：MCZ=0.125q1lfs2·9.8=0.125·4.08·11.52·9.8=660.98Nm集中荷載產生的垂直彎矩 Mcf 為（查表得集中荷載最大彎曲系數為 0.188）：Mcf=0.188Plfs·9.8=0.188·15·11.5·9.8=317.8Nm短路狀態時母線所承受的最大彎曲應力為：Md=(Msd+Msf')2+(Mcz+Mcf)2=(2093.12+273.8)2+(660.98+317.8)2=2560.94NmFd=100M

31、d/W=100·2560.94/33.8=7576.74N/cm2此值小于材料短路時允許應力 8820 N/cm2，所以滿足要求。發電機出口封閉母線的選擇發電機出口的最大持續工作電流Igmax=1.05PN/(3UNcos)=1.05·600·103/(3·21·0.85)根據發電機出口的 U N 和 Igmax ，可選 QLFM-24/23000 型全連式分相封閉母線，具體參數如表 4-7 所示。表 4-7 全連式分相封閉母線型 號額定電壓（kV）額定電流（A）短路電流ies（kA）4s 熱穩定電流有效值（kA）外徑×壁厚（mm）Q

32、LFM-24/2300024230005602000 900×15熱穩定校驗，tk=4S 時，短路電流的熱效應It2t=2002·4=160000(kA)2S>QK=79584(kA)2SQk<It2t動穩定校驗： ish=470.7kA<560kA可見，所選 QLFM-24/23000 全連式分相封閉母線合格。4.4 高壓絕緣子和穿墻套管的選擇計算選用防污型實心棒式支柱絕緣子，型號為 ZSW-220/16K,技術參數為額定電壓220kV，干耐受工頻試驗電壓不低于 495kV, 濕耐受工頻試驗電壓不低于395kV，全波沖擊試驗電壓幅值電壓不低于 950kV

33、，抗彎扭 16kN。動穩定校驗:取總高 H2300mm，計算跨距 Lc=1m ，相距 a0.7mHtFmax /H=(2300+0.5·85)/2300·1.73·24.25·10-7·106=148.28N0.6Fde=600N4.5 電流互感器的選擇計算220kV 側電流互感器的選擇（1）型號的選擇:查表選擇六氟化硫氣體絕緣LVQB-220W2 型電流互感器，額定電壓 220kV,額定電流2×1250/5A，準確級5P20/5P20/5P20/5P50/0.5/0.2S，短時熱穩定電流I t=40 kA,耐受沖擊電流 imax=1

34、00kA。（2）校驗:校驗結果見表 4-8。表 4-8 220kV 電流互感器校驗表項目計算數據電流互感器（LVQB-220W2）合格與否額定電壓220kV220kV額定電流2067A2×1100/5A準確級 5P/5P/5P/0.5/0.2動穩定14.861kA125kA熱穩定 2.06KA/3s 50kA/3s表4-9 LW2-220技術參數一覽表型號額定電壓額定電流額定短路開斷電流額定短路關合電流額定峰值耐受電壓4s熱穩定電流LW2-220220KV2.5KA31.5KA80KA100KA40KA20kV 側電流互感器的選擇：Igmax= 1.05PN/(3·UN&#

35、183;0.85)=21395A（1）型號的選擇 : 查表選擇 LMZ-6 型電流互感器，額定電壓 24kV,額定電流25000/5A，準確級 0.5/3，短時熱穩定電流 It=500 kA,耐受沖擊電流imax=90kA。（2）校驗 ：校驗結果見表 4-10。表 4-10 20kV 電流互感器校驗表項目計算數據電流互感器（LMZ-6）合格與否額定電壓20kV24kV額定電流20377A25kA準確級0.5/3動穩定464.19kA500kA熱穩定20.377kA/4s90kA/4s4.6 電壓互感器的選擇計算220kV 電壓互感器的選擇互感器的配置（1）母線：一般各段工作母線及備用母線上個裝

36、一組電壓互感器，必要時旁路母線也裝一組電壓互感器；橋形接線中的兩端各裝一組電壓互感器。用于供電給母線、主變壓器和出現的測量儀表、保護、同步設備、絕緣監察裝置（6-35kV 系統）等。（2）6-220kV 母線在三相上裝設：其中，6-20kV 母線的電壓互感器，一般為電磁型三相五柱式；35-220kV 母線的電壓互感器，一般由三臺單相三繞組電壓互感器構成，35kV 為電磁式，110-220kV 為電容式或電磁式（為避免鐵磁諧振，以電容式為主）。（3）主變壓器回路：主變壓器回路中，一般低壓側裝一組電壓互感器，供發電廠與系統在低壓側同步用，并供電給主變壓器的測量儀表和保護。當發電廠與系統在高壓側同步

37、，或利用 6-10kV 備用母線同步時，這組互感器可不裝設。（4）線路：當對端有電源時，在出線側上裝設一組電壓互感器，供監視線路有無電壓、進行同步和設置重合閘用。其中，35-220kV 線路在一相上裝設；330-500kV 線路在三相上裝設。電壓互感器的選擇內容包括：根據安裝地點和用途，確定電壓互感器的結構類型、接線方式和準確級；確定額定電壓比；計算電壓互感器的二次負荷，使其不超過相應準確度的額定容量4電壓互感器及型式的選擇：電壓互感器的種類和型式應根據安裝地點和使用條件進行選擇，在 635kV 屋內配電裝置中一般采用油浸式或澆注式電壓互感器。110220kV配電裝置中一般采用半級式電磁式電壓

38、互感器。220kV 及以上配電裝置，當容量和準確級滿足要求時，一般采用電容式電壓互感器。電壓互感器選擇如下表所示：4-11 電壓互感器技術參數一覽表型號計算值額定電壓（kv）JCC2-2201200VA220一次繞組二次繞組附加繞組220/30.1/30.1YDR-2202000VA220220/30.1/30.1JSJW-1520200.10.1134.7避雷器選擇 防雷保護的現狀：近年來隨著電力系統的發展,微機保護和綜合自動化系統在電力系統中得到大量的應用,這對提高電力系統的自動化水平,提高電力系統的運行靈活性起了很大的作用。這與過去傳統的保護和控制裝置相比，是一次技術上的革命。迄今為止，

39、信息傳輸與交換仍然以電信設備作為傳輸的媒體。無論是無線傳送的天線，還是有線傳送的電纜或光纜，都必須暴露在空氣中或埋于地下。因此必然受到電力系統和天空雷電的干擾和侵入，造成通信設備損壞和信息傳輸中斷。一旦有這類意外發生，直接經濟損失有的達數十萬元甚至上千萬元，間接損失更難以估算。 防雷保護的基本原理：閃電多發生在夏季，是從積雨云中發展起來的自然放電現象。 其破壞作用由以下三方面引起：直接雷擊是雷電直接對建筑物或其他物體放電， 產生破壞性很大的熱效應和機械效應； 感應雷是雷電的靜電感應或電磁感應引起的過電壓，能擊穿電氣絕緣，引起火災；雷電侵入波是直擊雷或感應雷產生的高電壓雷電波沿架空線路侵入變配電

40、所或用戶，造成的危害占雷害總數的一半以上。 近年來的發電廠和變電所的防雷保護主要采取以下措施： 發電廠和變電所的直擊雷保護。裝設避雷針是直擊雷防護的主要措施，避雷針是保護電氣設備、建筑物不受直接雷擊的雷電接受器。裝設避雷針時對于35kV變電所必須裝有獨立的避雷針，并滿足不發生反擊的要求；對于110kV及以上的變電所，由于此類電壓等級配電裝置的絕緣水平較高，可以將避雷針直接裝設在配電裝置的架構上，因此，雷擊避雷針所產生的高電位不會造成電氣設備的反擊事故。變電所對入侵波的保護。對入侵波保護的主要措施是在其進線上裝設閥型避雷器。閥型避雷器的基本元件為火花間隙和非線性電阻。變電所的進線保護。對進線實施

41、防雷保護，其目的就是限制流經避雷器的雷電電流幅值和雷電波的陡度。當線路上出現過電壓時，將有行波沿導線向變電所運動，其幅值為線路絕緣的50沖擊閃絡電壓，線路的沖擊耐壓比變電所設備的沖擊耐壓要高很多。變壓器的防護。變壓器的基本保護措施是靠近變壓器處安裝避雷器，這樣可以防止線路侵入的雷電波損壞絕緣。裝設避雷器時，要盡量靠近變壓器，并盡量減少連線的長度，以便減少雷電電流在連接線上的壓降。同時，避雷器的接線應與變壓器的金屬外殼及低壓側中性點連接在一起。 變電所的防雷接地。變電所防雷保護滿足要求以后，還要根據安全和工作接地的要求敷設一個統一的接地網，然后避雷針和避雷器下面增加接地體以滿足防雷的要求，或者在

42、防雷裝置下敷設單獨的接地體。本課程設計所選擇避雷器為FCZ-220J。4-12 FCZ-220J技術參數一覽表型號系統額定電壓額定電壓持續運行電壓雷電沖擊殘壓陡坡沖擊殘壓FCZ-220J220KV200KV146KV520KV582KV4-13 FCD3-15技術參數一覽表型號系統額定電壓額定電壓殘壓工頻放電電壓FCD3-1520KV19KV45KV37-45KV4.8 各主要電氣設備選擇結果一覽表表4-14 主要電氣設備型號一覽表發電機QFSN-600-2變壓器SFP-750000/220高壓斷路器LW10B-252-2500A/40kASN5-20G、SN1-10隔離開關Gw7-220D、

43、GN1-10/2000GN10-20T母線QLFM-24/23000、LDRE200/184電流互感器LVQB-220W2、LW2-220、LMZ-6電壓互感器JCC2-220 1200VA、JSJW-15YDR-220 2000VA避雷器FCZ-220J、FCD3-15總 結本次課程設計的主要是2×600MW發電廠主接線與設備布置方案的設計，年利用小時數一般在5000小時以上，廠用電率為8%。220kV 系統等值電抗為 0.0187。我們小組主要進行了主接線的設計、廠用電設計、變壓器的選擇、最大持續工作電流的計算、短路電流的計算、主要電氣設備的選擇，以及Auto CAD的電氣主接線的繪圖。我主要是進行了主接線的設計、變壓器的選擇以及CAD繪圖。其中主接線的設計中發電機變壓器采用單元接線（用封閉母線），根據方案比較選擇了雙母線接線；變壓器的選擇中主變壓器選擇雙繞組三相無載變壓器，廠用變壓器設置了兩臺三繞組分裂變壓器和一臺備用變壓器。由于沒有經驗和專業水平有限的問題，對于計算都只是粗糙的計算，另由于時間只有一周，并且第