发电厂毕业论文

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1、四川大学（函授）本科毕业论文 4100MW凝汽式火电厂电气部分第一篇 说 明 书原始数据1、 凝汽式火电厂的规模（1）装机容量： （2）机组年利用小时： 取（3）负荷曲线图： 典型日负荷曲线（夏季155天 、 冬季210天 ）（4）厂用电率： 10%。2、电力负荷及与电力系统连接情况：（1）110kV升高电压级 架空线2回，与系统连接线2回，最大输送功率100MW, =0.8。（2）220kV升高电压级 架空线2回，与系统连接线2回，最大输送功率260MW，=0.8。（3）发电机出口后备保护时间。3、电厂气象条件： 发电厂所在地，年最高温度39；年最低温度13；最热月平均气温21；当地海拔高度

2、800米；风向：西，风势37级。 60km 220kV 110kV本厂在220Kv、110Kv电压等级上接入电力系统的示意图第一章 电气主接线设计1-1 对原始资料的分析该设计电厂为中小型凝汽式火电厂，其容量为400MW，最大单机容量为100MW，年利用小时,在系统中将主要承担基荷。本厂投产后，220kV输送容量超过该系统的检修备用容量和事故备用容量，说明该电厂在系统的地位和作用都是至关重要的。各升高电压等级均有四回出线，为保证供电可靠性，拟采用双母线接线方式为宜；10.5kV电压为发电机出口电压，无直配负荷，又无特殊要求，拟采用单元接线方式。根据出口电压10.5kV，额定容量为100MW，现

3、选用发电机为哈尔滨电机厂QFN1002型号发电机。表11发电机型号及参数型 号额定容量（MW）额定电压（kV）额定电流（A）功率因数瞬变电抗超瞬变电抗QFN100210010.564750.8528.6%18.3%1-2 主接线设计依据根据火力发电厂设计技术规程，本电厂的主接线依据如下：(1).125MW及以下的发电机与变压器为单元接线时，发电机出口一般不装设断路器，应装设隔离开关；(2).当发电机为扩大单元回路，或选用变压器为三绕组变压器或自耦变压器时，发电机出口处必须安装断路器；(3).110220kV配电装置，当出线回路数为4回及以上时，采用双母线接线；(4).110220kV的单母线或

4、双母线配电装置，当采用少油型或压缩空气型断路器时，如断路器有条件停电检修，可不设置旁路母线；(5).在发电厂有两种升高电压等级的情况下，当机组容量为125MW及以下时，宜采用三绕组变压器，但每个绕组的通过功率应达到该变压器额定容量的15%以上；(6).在高、中压系统均为中性点直接接地系统的情况下，可考虑采用自耦变压器；(7).每个单元接线的发电机都引出一回线路作为厂用电接线。1-3 主接线方案的拟定在对原始资料分析的基础上，结合对电气主接线的可靠性、灵活性以及经济性等基本要求，综合考虑。在满足技术、经济政策的前提下，力争使其成为技术先进、供电安全可靠、经济合理的主接线方案。发电、供电可靠性是发

5、电厂生产的首要问题，主接线的设计，首先应该保证其满发、满供、不积压发电能力，同时尽最大可能减少能量传输过程中的损失，以保证供电经济性。为此，对大、中型发电厂主接线的可靠性，拟从以下几个方面考虑：（1） 断路器检修时，是否影响连续供电；（2） 线路、断路器或者母线故障，以及在母线检修时，造成停运馈线回路的多少和停电时间的长短，能否满足对、类重要负荷连续供电的要求；（3） 本发电厂有无全厂停电的可能性；此外，主接线还应具有足够的灵活性，能适应多种运行方式的变化，而且在检修、事故等特殊状态下操作方便、调度灵活、检修安全，扩建发展方便。主接线的可靠性与经济性应该综合考虑、辨证统一，在满足技术要求的前提

6、下，尽可能投资省、占地面积少、年运行费用为最小。根据对原始资料的分析，本厂采用机变单元接线形式。现将各可能采用的较佳方案列出，进而以优化组合的方式，组成最佳可比方案。根据以上分析，保留下面两种可能接线方案，如图1-1、1-2所示。根据主接线形式初步选择主变型号如下表：表1-2 主变压器型号及参数型 号额定容量（MVA）额定变比空载电流(%)空载损耗（KW）负载损耗(KW)阻抗电压(%)单价（万元）高中高低中低高中高低中低SSPS3-120000/220120242/121/10.50.714864012.411.116.25320SFPSO-240000/220240242/121/10.50

7、.827085015258420SFP7-120000/220120242/10.50.9118385142401-4 技术经济比较1、技术比较方案的技术特性分析，应根据发电厂具体情况，枢纽特性，电力系统要求以及设备制造水平供货情况等方面进行定性分析论证，一般从以下几个方面进行分析：（1） 供电可靠性；（2） 运行上的安全和灵活性；（3） 接线和继电保护的简化；（4） 维护与检修的方便；（5） 自动化程度；（6） 电器设备制造水平，质量和新技术的应用。由于两个方案采用相同的主接线形式，故从以上几个方面都没有存在太大的差异，主要从经济方面来考虑这两个方案，以选择经济效益最佳的方案。方案一、二在安

8、全运行性等方面均相同，主要由经济比较决定取舍。2、经济比较1） 比较内容（1） 一次投资；（2） 年运行费用；（3） 其他：如有色金属消耗量，土石方工程量，占地面积，最大运输重量，提前投入运行的技术经济价值等等。2） 计算方法为了简化计算，一般只计算各方案不同部分的一次投资、年运行费用、年电能损耗和其他比较项目。（1） 一次投资：一般用综合投资计算，内容包括：a、 主变压器；b、 35kV及以上配电装置间隔；c、 发电机电压配电装置；d、 避雷器、电压互感器装置；e、 其他：如有色金属消耗量，土石方工程量等。总的一次综合投资 （元）其中 主体设备基价，主要包括主变压器、开关电器设备； d用于安

9、装运输、基础加工等附加费用的比例系数；（2） 年运行费用： 式中：小修、维护费； 折旧费； a电能电价； A主变压器电能损耗。 A的计算方法：双绕组变压器，n台同容量变压器并联运行时；、一台变压器的空载有功损耗（千瓦）、无功损耗：（千乏）；一台变压器空载电流百分数值；、一台变压器的短路有功损耗（千瓦）、无功损耗： （千乏）；变压器的短路电压（阻抗电压）百分值；一台变压器额定容量（千伏安）；n台变压器在时段的总负荷（千伏安）；对应于负载的运行时间（小时），t=1，2，3，-m；K无功经济当量，一般发电厂取0.02；三绕组变压器，n台同容量变压器并联运行，当容量比为：100/100/100、100

10、/100/66.6、100/100/50时，、n台变压器在时段内，第1、2、3绕组承担的总负荷（千伏安）； 、一台变压器第2、第3绕组的容量（千伏安）；方案一、二的年运行费用计算结果如下表所示：表1-3 年运行费用计算结果表 单位;万元项 目总的一次综合投资Z年运行费用U方案一19042466方案二22443768从上表可知;，明显方案一优于方案二。所以，经过综合分析，决定选方案一为设计最终方案。1-5 厂用电1、厂用电压选择火力发电厂厂用电设计技术规定SDGJ1788规定，发电厂可采用3kV、6kV、10kV作为高压厂用电的电压，容量为100300MW的机组宜采用6kV；低压厂用电采用的三相

11、四线制系统。故本发电厂高压厂用电采用6kV电压级。2、厂用电接线高压厂用母线采用单母线接线。当锅炉容量为230t/h及以下，每台锅炉可用1段母线供电；锅炉容量为4001000t/h时，每台锅炉应为2段母线供电，并将双套辅机的电动机分别接在2段母线上，2段母线可由一台变压器供电；锅炉容量为1000t/h及以上时，每一种高压厂用电的母线应为2段。3、厂用变压器1） 厂用变压器台数本发电厂单机容量100MW，采用“机变”单元接线形式，从每个“机变”单元组中的变压器低压侧引出一路作为厂用电电源，其高压厂用工作变为3台，备用暂时设为1台，故本发电厂将装设4台厂用变压器。2） 型号由发电厂厂用电率10%，

12、可得厂用变压器容量：12MVA，可选用型号SF16000/10.5的厂用变压器。第二章 短路电流计算在发电厂、变电所电气设计中，计算短路电流的目的是：1）计算出最大可能短路电流，提出对运行方式的要求以及限制短路电流必须采取的措施；2）电气设备、载流导体的选择。进行短路情况下的动稳定及热稳定校验；3）屋外高压配电装置设计、接地装置设计。进行短路情况下的安全距离、接地电阻等的校验；4）继保装置的选择与整定。2-1 短路电流计算的一般规定1、 短路电流实用计算的基本假设1） 电力系统中所有发电机电势的相角都相同；2） 电力系统中各元件磁路不饱和，元件参数不随电流变化。故计算中可用叠加原理；3） 高压

13、电网的电阻忽略不计；4） 高压为330千伏以下的线路，不计输电线的电容；5） 变压器励磁电流不计；6） 同类型发电机，当他们对短路点的电气距离比较近时，可以用等值发电机；7） 发电机在额定运行状态下突然三相短路，短路属金属性短路；8） 电力系统为对称三相系统；9） 负荷只作近似计算。2、 短路类型以及短路计算点 一般按照三相短路计算。若发电机出口的两相短路或者大量采用自耦变压器的高压电网单相短路或者两相短路接地电流超过三相短路时，应以最严重情况计算。短路计算点是指在正常运行方式下，通过电器设备的短路电流为最大的短路点，本发电厂为发电机引出线及升高电压级母线。2-2 电路元件参数的计算根据第一节

14、的假设，首先去掉系统中所有负荷、线路电容、并联电抗等，同时忽略系统各元件的电阻，发电机用次暂态电抗表示，用统一的基准容量和网络平均额定电压归算系统各元件电抗的标幺值。1、 基准值基准容量 基准电压 于是可得：基准电流 基准电抗 2-3 网络变换与简化1、 网络变换的基本公式1） 常用设备电抗换算公式设备名称参数有名值（）标幺值发电机变压器电抗器（%）线路（）系统电抗已知短路容量S与系统连接的断路器开断容量从基准值换算到基准值2)对三绕组变压器或者自耦变压器其等值电抗计算公式为：系统等值网络如图所示：3）并联电源支路的合并对于n个电源支路，可用下式求其等值电势和电抗式中：各并联支路的电纳，为的倒

15、数。4）分布系数法式中：n 个电源支路的并联电抗；各个电源支路电抗。任一电源m与短路电d之间的转移电抗按下式求出： （m=1，2，n）式中：各电源到短路点d之间的总电抗对于一个节点，所以电流分布系数之和：5)网络中间节点消去法，简称法式中：电源n支路电抗 公共支路电抗于是，各电源至短路点的转移阻抗为：6)等值电源计算电抗式中：各电源合并后的计算电抗标幺值；各电源合并后的额定容量（MVA）；基准容量（MVA）。2-4 短路电流实用计算1、 计算用电抗运算曲线的自变量，是以相应发电机的额定容量为基准容量的标幺电抗值。其归算如下： 式中：第m个电源等值发电机额定容量（MVA）；第m个电源与短路点之间

16、的转移电抗（标幺值）；第m个电源与短路点之间的计算用电抗；2、 求t秒短路电流周期分量标幺值根据求得的各电源对短路点的计算用电抗，查相应的t秒运算曲线，即可得到周期分量标幺值。1） 无限大容量电源无限大容量电源提供的短路电流，或以供电电源容量为基准的计算电抗3时，认为短路电流周期分量在整个过程中不衰减：或者式中：无限大容量电源到短路点之间的总阻抗（标幺值）；其值3的计算电抗（标幺值）；无限大容量电源或者3的电源提供的短路电流周期分量标幺值，在秒的任意时刻里，均为恒定值。2） 有限大容量电源根据求得的各电源对短路点的计算电抗，查t秒运算曲线可得。3、 求t秒短路电流周期分量的有名值1） 对无限大

17、容量电源 （KA）2） 对有限容量电源 （KA）式中：、第m个电源，短路后第t秒时刻短路电流周期分量有名值（KA）与标幺值。短路点t秒短路电流周期分量的总值，为无限大容量及有限大容量电源提供的周期分量总和（本设计最高电压为220千伏级，不考虑短路电流非周期分量）。4、 短路冲击电流的计算冲击系数见下表：我国推荐的冲击系数表：短 路 地 点（KA）（KA）发 电 机 端1.92.691.62发电厂高压母线1.852.631.56远离发电厂的地点（变电所）1.82.551.51在电阻较大（）的电路1.31.841.09按照上述规定，对本发电厂进行短路电流计算。现将各短路点发生短路时的短路电流列表如

18、下。短路计算结果表短路电流ich(KA)5.8043.8165.53310.8042.57728.5342.44121.4164.4979.01013.37150.735I4实际值（KA）1.3941.2762.2684.5180.98010.4361.9223.0001.7823.4566.60516.765标幺值2.3162.1191.8841.2003.9061.5962.4900.7400.45913.16I0.2实际值（KA）1.5931.2201.8533.7730.9809.4191.5095.2211.6013.2606.60518.196标幺值2.6462.0271.5391

19、.0023.9061.2534.3360.6650.43313.16I0.1实际值（KA）1.7511.3061.9473.8850.9809.8691.5686.1961.6333.2986.60519.3标幺值2.9092.1701.6171.0323.9061.3025.1460.6780.43813.16I0实际值（KA）2.0271.4512.1044.1080.98010.672.0278.1431.7103.4266.60520.911标幺值3.3682.4111.7481.0913.9061.3906.7630.7100.45513.16短路支路计算电抗Xjs*0.3220.4

20、320.6140.96合计0.7580.1561.4502.265合计直连电抗Xf*0.1340.1800.1280.0640.2560.3160.0650.3020.1510.076电源容量（MVA）24024048015002402404801500名称G12G34S1S2S3G12G34S1S2S3短路点平均额定电压（kV）230115编号f1f2三相短路电流计 短路计算结果表短路电流ich(KA)106.8511.76617.32423.64247.48011.836218.9024.70722.14959.91725.61131.39560.788221.87I4实际值（KA）16.

21、3374.5336.5198.78917.654.40058.22810.29310.67014.5449.79211.67122.59877.569标幺值2.4760.6870.4940.3330.2140.8000.7401.9642.6590.3710.1904.474I0.2实际值（KA）26.4984.1116.1108.78917.654.40067.5589.3757.88320.4979.63311.67122.59880.238标幺值4.0160.6230.4630.3330.2140.8000.6651.4514.0160.3560.1904.474I0.1实际值（KA）3

22、0.9914.1906.1898.78917.654.40072.2099.4757.82321.4329.47511.67122.59881.478标幺值4.6970.6350.4690.3330.2140.8000.6781.4404.6970.3590.1904.474I0实际值（KA）39.7204.3746.4408.78917.654.40072.2099.1858.23422.2749.52111.67122.59882.481标幺值6.0200.6630.4880.3330.2140.8000.7101.5345.0200.3700.1904.474短路支路计算电抗Xjs*0.

23、1871.5682.107合计1.4880.6680.1872.7315.245合计直连电抗Xf*0.1561.3070.8783.0004.6801.2490.5950.5570.1560.5690.2830.174电源容量（MVA）12012024048015001201202404801500名称G1G2G34S1S2S3G1G2G34S1S2S3短路点平均额定电压（kV）10.510.5编号f3f4 第三章 导体和电器选择设计3-1 导体和电器选择的一般规定1、 导体和电器的选择与校验项目选择与校验导体和电器时，一般应按下表所列项目进行。并注意因地制宜，力求经济，同类设备尽量减少品种，

24、同时考虑环境因素及远景发展规划。导体和电器的选择与校验项目列表 项目电 器正常工作条件短路条件环境条件其 他额定电压（KV）额定电流（A）开断容量（KVA）准确等级二次负荷动稳定热稳定温度海拔高度断路器负荷开关隔离开关熔断器电抗器电流互感器电压互感器支持绝缘子穿墙套管导线电缆VVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVV OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO用于切断长线时应校验过电压选择保护熔断特性选择电抗百分值电晕以及允许电压校验允许电压校验注：1、表中“V”代表选择项目，“O”代表校验项目。2、封闭电器的选择与校验项目与断路器相同。2、 选择的一般条件

25、及有关规定1） 长期工作条件 ， 2） 动稳定校验3） 动稳定校验一般采用短路冲击电流峰值，当回路的冲击系数与设备规定值不同，而且冲击电流值接近于设备极限通过电流峰值时，需要校验短路全电流有效值；环境条件按交流高压电器在长期工作时的发热GB763-74规定：电器使用在环境温度高于+40（但不高于+60）时，环境温度每增高1，建议减少额定电流的1.8%；当环境温度低与+40时，环境温度每低1，建议增加额定电流0.5%，但最大过负荷不得超过额定电流的20%。用于高海拔地区（超过1000米）的电器，一般选用高原型产品或选用外绝缘提高一级的产品。4） 短路稳定条件（1） 热稳定校验 式中：电器设备允许

26、通过的热稳定电流及相应时间；短路电流产生的热脉冲。计算用下式：式中：、分别为短路发生瞬间、短路切除时间、短路切除时间的短路电流周期分量值（KA）；短路切除（持续）时间，为继电保护时间与短路的断路器全开断时间之和（S）；T短路电流非周期分量等效时间，对于发电机出口取0.150.2S，发电厂升压母线取0.080.1S，一般变电所取0.05S。（2）动稳定校验：一般采用短路冲击电流峰值。3-2 高压断路器、隔离开关的选择断路器、隔离开关一览表名 称安 装地 点型 号额定电压（kV）额定电流（A）额定开断电流（kA）动稳定电流（kA）热稳定电流（kA）数量（台）断路器发电机出口SN5-20G-8000

27、20800087300120(5s)2110kV配电装置SW3-110G/12001101500215521(4s)9220kV配电装置SW4-220/1000220100018.45518.4(4s)7隔离开关发电机出口GN10-20T/8000208000224120（5）4110kV配电装置GW4-110D/100011010008023.7（4）22220kV配电装置GW7-220D/6002206005521（5）183-3 电流互感器、电压互感器的选择1、 本厂继电保护装置1） 发电机保护：（1） 单独的发电机纵联差动保护；（2） 发电机变压器组共用的纵联差动保护；（3） 100%

28、定子接地保护；（4） 定子绕组匝间短路保护；（5） 发电机外部相间短路保护；（6） 定子绕组过负荷保护；（7） 转子表层（负序）过负荷保护；（8） 励磁绕组过负荷保护；（9） 励磁回路一点接地保护；（10） 失磁保护。2） 电力变压器的保护：（1） 瓦斯保护；（2） 纵联差动保护；（3） 复合电压启动的过电流保护；（4） 零序电流保护；（5） 过负荷保护；（6） 机变间有断路器时，在变压器低压侧装零序过电流保护。3） 母联电流相位比较式母线差动保护4） 断路器失灵保护5） 线路保护：（1） 110kV线路a、 单侧电源线路三相三段式电流、电压保护；多段式零序电流保护。b、 双侧电源线路电流平衡

29、保护；多段式距离保护；零序电流横差动保护；零序多段式保护。（2） 220kV线路高频保护（主保护）；多段式距离保护；多段式零序电流保护或反时限零序电流保护；电流平衡保护（双电源侧）；零序电流横差动保护（双电源侧）。2、 电流互感器、电压互感器的配置根据本厂继电保护配置，作互感器配置图如下：附图3-1所示。3、电流互感器的选择1） 型式620kV屋内配电装置的电流互感器，根据环境条件，可采用瓷绝缘结构或树脂浇注结构；35kV及以下，一般采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立电流互感器。35kV及以上，有条件时，应采用套管式电流互感器。下列情况可以考虑装设套管式电流互感器：（1） 油浸式电力变压器a、 60

30、kV、20000KVA及以上，110kV、31500KVA及以上的变压器高压侧每一相可装1只测量级、2只保护级；b、 220kV、630000KVA及以上的变压器，高压和中压侧每一相可装1只测量级、2只保护级；c、 中性点接地系统变压器中点110、35kV套管均可装1只保护级，自耦变压器中性点引出三个35kV套管时，可在每相套管内装1只保护级（或其中1只为测量级）。（2） SW2、SW3、SW4、SW6系列35kV级少油式断路器一般在每相套管内装23只测量级或保护级（3） DW1、DW2、DW4、DW6系列35kV级多油式断路器一般在每相套管内装2只测量级或保护级，对DW2每相套管内可装4只。

31、2） 按电流电压选择电流互感器额定电压与原边额定电流应大于或等于电流互感器安装处的一次回路工作电压及最大工作电流；测量用的电流互感器一次额定电流选择：根据电气测量仪表装置设计技术规程SDJ-87规定，连接测量用的电流互感器一次额定电流，应按照正常负荷下仪表指示在标度尺上限量的三分之二以上，并应考虑过负荷时，能有适当的指示。保护用的电流互感器一次额定电流选择：当与测量用的电流互感器共同组合时，只能选用相同的额定一次电流，对于Y/组别变压器差动回路的Y 侧电流互感器，额定一次电流应扩大倍。如果，由于继保要求致使电流互感器变流比选择过大，而不能满足测量准确级要求时，宜采用二次绕组具有抽头的电流互感器

32、，或测量与保护用的电流互感器分别设置。3） 准确级选择（1） 装设在发电机、变压器、调相机、线路、厂用电等的电度表、功率表等其电流互感器的准确度应不低于0.5级；（2） 仅做电流测量用的1.5级、2.5级仪表。可使用1.0级电流互感器，非重要回路可使用23级电流互感器；（3） 一般保护用的电流互感器选用3.0级；差动、距离、高频保护用的，采用D级；零序接地可采用专用电流互感器。保护用的电流互感器一律按10%倍数曲线进行校验；4） 二次负荷计算电流互感器二次回路所连接的负荷，不应超过准确级所规定的范围，即必须满足： 式中：测量表计总阻抗和连接电缆阻抗的二次负荷； 接触电阻，一般取0.050.1欧

33、； 与接触级相对应的二次额定阻抗，即 （、电流互感器额定容量、额定二次电流）5） 动稳定、热稳定校验多匝式电流互感器应校验内部动稳定、外部动稳定：内部动稳定 式中：短路电流冲击值； 电流互感器的一次额定电流； 电流互感器动稳定倍数。外部动稳定 （KA）式中：a相间距离（m）; L电流互感器出线（瓷帽）端部至最近一个支柱绝缘子的距离（m）。单匝式电流互感器只校验外部动稳定。母线型电流互感器也只校验外部动稳定，按下式校验： （牛）式中：导体平均计算长度（m）环氧树脂浇注的母线型电流互感器，可不校验动稳定。电流互感器热稳定校验： 式中：电流互感器的1秒钟热稳定倍数。根据互感器的配置及其选择校验条件，

34、该发电厂所用电流互感器选择如下表所示：安 装 地 点型 号额 定 变 比级 次 组 合发电机回路LMZD208000/50.5/D、0.5/0.5、D/D220kV双绕组变压器回路LCLWD2220600/5220kV三绕组变压器高压侧回路LCLWD2220600/5LRD220B600/5D2LR220B600/50.5220kV三绕组变压器中压侧回路LCLWD21101000/5LRD110B1000/5D2LR110B1000/50.5 220kV母线及出线回路LCLWD2220300/5110kV母线及出线回路LCLWD2110100/54、 电压互感器的选择1） 型式 620kV屋内

35、配电装置，一般采用油绝缘结构，也可采用树脂浇注绝缘结构； 35110kV配电装置，一般采用油绝缘结构； 220kV及以上配电装置，当容量和准确级满足要求时，一般采用电容式电压互感器。2） 按电压选择 电压互感器的额定电压应与所接入的电网电压相适应，即： 3） 准确级选择 连接发电机、变压器、线路、厂用电等的电度表、功率表等其电流互感器的准确级不应低于0.5级； 1.5级电压表，其准确级不应低于0.5级； 供运行监视估算电能的电度表、功率表、电压继电器，准确级一般用1.0级； 2.5级电压表，准确级可用1.03.0级。 4） 二次负荷计算： 电压互感器的二次侧的三相负荷经常是不平衡的，通常用最大

36、一相的负荷和电压互感器的一相额定容量相比校验。 根据互感器的配置及其选择校验条件，该发电厂所用的电压互感器选择如下表：安装地点型 号额定变比准确级次备 注发电机回路JSJW100.5带副边开口三角形110kV母线及出线0.5三只单相式220kV母线及出线0.5三只单相式3-4 绝缘子和穿墙套管的选择1、 支柱绝缘子 1） 型式 屋内一般采用联合胶装的多棱式支柱绝缘子； 屋外一般采用棒式支柱绝缘子，在需要倒装时，宜用悬挂式支柱绝缘子，在有污秽、冰雪时，320kV支柱绝缘子应采用高一级电压的产品。 2） 电压选择 式中：绝缘子额定电压； 绝缘子安装处电网工作电压。 3） 动稳定校验 （牛） 式中：

37、绝缘子破坏负荷（牛）； 短路时，作用于绝缘子（或穿墙套管）的力（牛） 可按下式计算： 其中： 悬挂式绝缘子不需要校验动稳定。2、 穿墙套管 1） 型式 一般采用铝导体穿墙套管。母线型穿墙套管，应校验窗口允许穿过的尺寸。 2） 电压 选择条件与支柱式绝缘子相同。 3） 电流 式中：穿墙套管安装处通过的最大工作电流； 穿墙套管的额定电流。 4） 热稳定校验 5） 动稳定校验与支柱绝缘子动稳定校验方法相同。根据绝缘子和穿墙套管选择校验条件，本设计发电厂所用的绝缘子和穿墙套管选择如下表所示：名 称型 号工作电压（kV）机械破坏负荷（KN）备 注支柱绝缘子ZLD1010.520发电机回路及厂用分支安装悬

38、式绝缘子X4.51104.5110kV配电装置中使用X4.5 2204.5220kV配电装置中使用穿墙套管CMWF2-202040发电机引出线用：额定电流8000A，孔径 220210(mm)3-5 避雷器的选择1、 避雷器的设置 根据电力设备过电压保护设计技术规程的规定，一般在下列情况下装设避雷器： 310kV变电所每条架空进线上；非全线架设避雷线的35110kV架空线，其变电所进线端；重要性较高的35110kV变电站的每条进线；架空线路与电缆线路接头处； 各电压等级的每组母线上，并应尽可能靠近被保护的主要电气设备，当装设的避雷器与主变压器的电气距离超过允许值时，应在主变压器附近增设一组阀型

39、避雷器； 主变压器的大电流接地系统侧的中性点，主变压器的小电流接地系统侧中性点装有消弧线圈时；与架空线路连接的三绕组变压器低压侧；自耦变压器高、中侧绕组引进线与断路器之间；直接与架空线相连的旋转电机以及“发电机-变压器”单元接线，当母线桥或组合导线无金属屏网部分的长度大于50米时，在发电机出口及中性点处应装设避雷器。 根据上述原则，该发电厂避雷器选择结果如下表所示：安 装 地 点型 号组合方式额定电压（kV）发电机回路FCD10单独元件10.5220kV母线、三绕组变压器与断路器之间FZ220J8FZ30J220110kV母线、三绕组变压器与断路器之间FZ110J4FZ30J110220kV双

40、绕组变压器中性点Y1W5146/320单独元件1463-6 裸导体的选择1、 型式 一般采用铝导体材料。只有在大电流且位置特别狭窄的发电机、变压器出线端部或者采用铝导体有困难时，以及对铝有严重腐蚀的场所，才采用铜材料。 35kV以下，一般选用硬导体。工作电流4000A以下，一般选用矩形；40008000A，一般选用槽形导体；容量20万千瓦及以上的发电机回路采用封闭母线形式。 35kV级，根据配电装置条件，可选硬导线或软导线。 110kV及以上，一般采用软导体，在进出线多或地势狭窄的地方，也可采用铝锰合金管型硬导体。2、 截面积选择 1） 按持续工作电流选择 配电装置的汇流母线、短导体或年平均负

41、荷小的导体，一般按持续工作电流选择： 式中：回路内最大工作电流； 导体允许载流量； 温度修正系数。 2） 按经济电流密度选择 全年平均负荷大，线路长度为20米及以上的导体，如发电机主变压器连接导体，均应按照经济电流密度选择，即： （mm2） 式中：经济截面； J经济电流密度（，取0.9）3、 热稳定校验 热稳定校验要求，导体最小截面为： （mm2） 式中：C热稳定系数（经查表，本设计取值87）； 集肤效应系数； 短路电流等值作用时间。4、 动稳定校验 硬导体母线应按照下述校验短路动稳定： 式中：导体材料的允许应力（），硬铝； 硬导体母线上最大计算应力，其计算方法： 1） 单条矩形母线 （Pa）

42、 式中：L支柱绝缘子之间的距离（m）; W截面系数（m3） ; 母线相间距离（m）； 振动系数（查表得1.48）。 2） 多条矩形母线 式中：相间作用力，计算公式同单条矩形母线； 条间作用力，按下式计算： 式中：衬垫中心线间距离（m）； b矩形母线的厚度（m）; h矩形母线的宽度（m）； 同相导体间单位长度相互作用力（牛/米），可按下式计算： （N/m）每相两条时； 3） 双槽形母线 式中：相间作用力，计算公式同单条矩形曲线； 条间作用力，按下式计算： （Pa） 共振校验： 布置在同一个平面的母线固有震动频率为： （Hz） 式中：母线惯性半径（m）； 材料系数，铝： 当在下述范围之内时，即：单

43、条母线为35135Hz；多条母线35155Hz；槽型、管形母线3060Hz；应考虑有共振危险。 软导体不做动稳定校验。 5）电晕电压校验 110kV及以上导体，可按下表进行电晕电压校验： 按电晕条件规定的导线最小外径额定电压（kV）110220330500导线外径（mm）9.621.333.2导线型号LGJ50240600240根据裸导体选择校验条件，该发电厂所用裸导体选择结果如下表所示： 裸导体选择结果一览表安 装 地 点型 号载流量（A）备 注发电机出口引线7550双槽形铝质硬导体厂用分支引线（1256.3）1693矩形铝质硬导体220kV双绕组变压器高压侧引线LGJ300690钢芯铝绞线

44、220kV三绕组变压器高压侧引线LGJ300690220kV三绕组变压器中压侧引出线LGJQ6001050220kV汇流母线LGJ240610110kV汇流母线LGJ300690第四章 同期系统接线4-1 发电厂的同期方式根据发电机投入电力系统并列运行的方法的不同，厂用的同期方式有两种，即准同期方式和自同期方式。1、 准同期方式准同期方式是：在发电机并列前已励磁，对已励磁的发电机的电压、频率进行调节，促使待并发电机与系统同期，即电压相等；相位相同。然后将发电机断路器合闸。在理想情况下，断路器合闸瞬间，发电机定子电流等于零，电磁力矩也等于零。其优点是：冲击电流和冲击力矩不大，对发电机不会产生大的

45、危害，不会导致系统电压降低。但其装置比较复杂，同期过程比较长且可能造成非同期并列。准同期方式虽然有上述缺点，但正常情况下均能获得较理想的效果，因此准同期方式得到广泛应用，成为主要的同期方式。2、 自同期方式自同期方式是在发电机转速升高到接近系统同期转速时，将未加励磁的发电机投入系统，然后给发电机加上励磁，在原动机转矩、同步转矩等作用下将发电机自行拉入同期。其优点是：能消除非同期合闸的可能性，只需要对机组的转速进行调节，简化了接线；能使发电机迅速投入系统。为防止电力系统瓦解、事故扩大和较快地恢复正常供电起到了重要作用。但是自同期方式将未加励磁的发电机投入系统，将吸取大量的无功功率，出现短时超过额

46、定值的冲击电流。且造成电力系统各主要发电厂和变电站的母线电压下降。3、 同期方式的选择和应用根据继电保护和安全自动装置技术规程DL400-91规定：该发电厂选用自动准同期装置和带相位闭锁的手动准同期装置。4-2 同期点的选择根据继电保护和安全自动装置技术规程DL400-91、火力发电厂、变电所二次接线设计技术规定NDG8-89等规定，本厂同期点及同期方式选择如图4-1所示：（见另页）4-3 同期仪表的设置1、 同期仪表的设置 为了完成手动准同期，并列合闸操作；目前，发电厂、变电站均装有精密的表计来监视、控制同期系统，一般配备有两种方式：1） 装设两个电压表、两个频率表、一个同期表；需要对是否满

47、足同期条件进行判断；最原始的方法是用三个指示灯，分别接入待发并发电机与系统的相之间，待三只灯同时灭时，表明已满足同期条件，即可进行并列操作；2） 装设一个组合式同期表、一个电压表、一个频率表。该发电厂将采用自动准同期和集中手动准同期方式，同期接线见附图。 第五章 高压配电装置布置5-1 设计原则与要求1、 高压配电装置的分类及设计原则高压配电装置主要有以下几种：1） 户外配电装置屋外配电装置不需要建筑房屋，投资较省。屋外配电装置分为普通中型、分相中型、半高型几种形式。2） 屋内配电装置屋内配电装置的设备都布置在屋内，占地面积小，能有效防止污染，但房屋建筑投资较大。在大中型发电厂和变电所中，35

48、kV及以下的配电装置多采用屋内配电装置，110kV及以下的配电装置由于设备体积大、各种间隔距离（综合考虑到设备外形尺寸、检修维护和搬运的安全距离、电气绝缘等因素而决定的）大，故多为屋外配电装置。近年来，由于电气布置和土建结构的改进，110220kV屋内配电装置的造价明显降低，故在有特殊要求（如110220kV供电深入城市、工厂负荷中心）或者严重环境污染地区，110220kV配电装置也可考虑屋内式。3） 成套配电装置成套配电装置一般布置在屋内，是在制造厂内把电气设备全部组装在开关柜内，采用成套开关柜可简化配电装置安装、缩小占地面积。我国335kV高压成套配电装置已广泛应用于各类发电厂、变电所中。4）全封闭配电装置全封闭电器配电装置占地面积小，避免了空气污染，抗震性好，一般造价较高。在确定配电装置的形式时，必须满足下列四点要求：a、 节约用地b、 运行安全和操作巡视方便c、 便于安装和检修d、 节约三材、降低造价2屋外配电装置的安全间距配电装置的整个结构尺寸，是综合考虑到设备外形尺寸、检修和搬运的安全距离、电气绝缘距离等因素而决定的。各种间隔距离中，最基本的是空气的最小安全净距。设计中按照高压配电装置设计技术规程SDJ5-85规定的屋外配电最小安全净距来设计。屋外电