2X100 4X300MW发电厂电气部分初步设计 78页

'2X1004X300MW发电厂电气部分初步设计1 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书摘要此次设计的主要任务是2*100MW+4*300MW的地区性火电厂电气部分的初步设计。首先确定电气主接线方案，选择发电机、主变压器、联络变压器、厂用变压器和启/备变压器。用所选择的发电机与变压器的参数进行标幺值的计算；并做出可能发生各种短路的等值电路图，分别计算各电源对短路点的计算电抗，列出短路计算结果表；通过对各设备最大持续电流的计算，分别对断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、熔断器、全连式分相封闭母线等设备进行选择，并通过短路计算结果中的各短路点值对所选的设备进行校验。通过对自动准同期装置的原理的学习，了解电力系统并网情况，实现系统并列运行，以提高系统的稳定、可靠运行及线路负荷的合理、经济分配。关键词：电气主接线；短路计算；设备选择；自动准同期装置；发电机主保护；配电装置设计。 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书AbstractThemainassignmentofthedesignistheinitialplanofelectricwithregardtoregionalfossill—fuleplant(2*100MW+4*300MW).Tobeginwith,wemustensuretheprojectofelectricmainline.Whatmore,weselectthecapacityofgenerator,weselectgenerator,transformer,liasiontransformer,transformerwhichusedinthefactoryandenlightensparetransformer.Wecancarryouttheshortcircuitcalculation.Thediagramofequivalentcanbemakeoutatthebasicoftransformerandgeneratordatarespectively.Atlast,wecalculatethereactancewhichthepointofshortcircuittoeverypowersystemandlayoutthetableofshortcircuit.Interrupter,disconnectswitch,busbar,lightingarresterscanbeselectedbywayofthecalculation.Wecanchecktheinstallwechooseviatheresultofshortcircuit.Knowthemovementsituationoftheprotection.Keywords:electricmainline;short-circuitcalculation;equipmentchoice;Automaticsynchronizedsystem;generatormainprotection;powerdistributionequipment. 符号说明常用符号：--电流--额定电流—基值电流（KA）—基值电压（KV）--额定电压（一次侧）（KV）--二次侧额定电压（V）—电网工作电压（KV）--电压--电抗--电阻--容量--负荷--能量—电势--系统基准容量（MVA）--变压器额定容量专用符号--励磁电流--短路电流冲击值（KA）--最大持续工作电流--稳态三相短路电流--0S短路电流周期分量(标幺值)--0S短路电流周期分量（有名值）--断路器的额定开断路器（KA）--断路器极限通过电流峰值（KA）--断路器实际开断时间t秒的短路电流周期分量（KA）--断路器t秒热稳定电流--短路容量（MVA）--支路计算电抗（标幺值）--支路转移电抗（标幺值）--短路电流发热等值时间（又称假象时间）（S）--固有分闸时间（S）--热稳定系数--母线截面系数--经济电流密度73 73 引言电力自从应用于生产以来，已成为现代化生产、生活的主要能源，在工农业、交通运输业、国防、科学技术和人民生活等方面都得到了广泛的应用。电力工业发展水平和电气化程度已经成为衡量一个国家国民经济发展水平的重要标志。此次设计题目为2*100MW+4*300MW凝气式火力发电厂的电气部分进行初步设计。分别以110KV和220KV两种电压向系统供电,各有出线4回，最大负荷利用时间6500h,系统电抗0.44。主要任务是选择主变和厂用变的容量，台数、型号以及参数，选取几个接线方案，通过比较确定最优方案，通过计算短路电流从而确定所需的设备及装置。电力工业的迅速发展，对发电厂的设计提出了更高的要求。随着一次能源的不断减少，对能源的利用率要求也越来越高；而大机组的能源利用率高、在环境污染方面较小机组要小；因此，在火电厂的设计中，大机组的设计已经成为现在设计的主流。73 第一章电气主接线设计1.1主接线的设计原则和要求发电厂电气主接线是电力系统接线的主要组成部分。它表明了发电机、变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成发电、变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。因此，主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。设计主接线的基本要求是：（1）可靠性供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，电气主接线也必须满足这个要求。衡量主接线运行可靠性的标志是：①断路器检修时，能否不影响供电。②线路、断路器或母线检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。③发电厂全部停运的可能性。④对大机组超高压情况下的电气主接线，应满足可靠性准则的要求。（2）灵活性①调度灵活，操作简便：应能灵活地投入某些机组、变压器或线路，调配电源和负荷，能满足系统在事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。②检修安全：应能方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不影响电力网的正常运行及对用户的供电。（3）经济性①投资省：主接线应简单清晰，控制保护方式不过复杂，适当限制断路器电流。②占地面积小：电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件。③电能损耗少：经济合理地选择主变压器的型式、容量和台数，避免两次变压而增加电能损失。1.2电气主接线的设计步骤73 电气主接线的设计伴随着发电厂或变电所的整体设计，即按照工程基本建设程序，历经可行性研究阶段、初步设计阶段和施工设计阶段等四个阶段。在各阶段中随要求、任务的不同，其深度、广度也有所差异，但总的设计思路、方法和步骤相同。具体步骤如下：（1）本工程情况：发电厂类型：区域性凝气式火电厂，设计规划容量2´100MW+4´300MW,远离负荷中心。（2）电力系统情况：系统的电压等级：电厂联入系统的电压等级为220KV，归算到220KV系统电抗0.44220KV架空线4回,负荷为351～521MW，为I、II级负荷，cosφ=0.85.Tmax=6500h；110KV架空线4回,负荷为61～94MW，为I、II级负荷，cosφ=0.85.Tmax=6000h,其余送220KV系统。厂用电率8%。（3）环境条件：当地年最高温度36℃,年最低温度－29℃,最热月平均最高温度29℃,最热月平均地下温度15℃,当地海拔高度1000米,当地雷暴日14日／年。（4）技术要求:①电气主接线设计、厂用电设计，要满足可靠性、灵活性、方便性、经济性等要求。②主变和厂用变型号容量选择要按照新型设备选择，主要电气设备尽量选新型设备并要求校验，要求绘制电气设备选择结果总表。③短路电流计算要准确无误，并要求绘制短路计算结果表。（5）220KV主保护动作时间为0.02s,后备保护动作时间为1s,110KV主保护动作时间为0.03s,后备保护动作时间为2s。1.2.1大、中型发电厂及配电装置的接线要求大型发电厂（总容量1000MW及以上，单机容量200MW以上），一般距负荷中心较远，电能须用较高电压输送，故宜采用简单可靠的单元接线方式，直接接入高压或超高压系统。其主接线的特点是：（1）在系统中的地位重要、主要承担基本负荷、负荷曲线平稳、设备利用小时数高、发展可能性大，因此，其主接线要求较高。73 （2）不设发电机电压母线，发电机与主变压器采用简单可靠的单元接线，发电机出口至主变压器低压侧之间采用封闭母线。除厂用电外，绝大部分电能直接用220KV及以上的1～2种升高电压送入系统。附近用户则由地区系统供电。（3）升高电压部分为220KV及以上。220KV配电装置，一般采用双母线带旁路母线、双母线分段带旁路母线，接入220KV配电装置的单机容量一般不超过300MW；中型发电厂（总容量200～1000MW、单机容量50～200MW）和小型发电厂（总容量200MW以下、单机50MW以下），一般靠近负荷中心，常带有6～10KV电压级的近区负荷，同时升压送往较远用户或与系统连接。发电机电压超过10KV时，一般不设机压母线而以升高电压直接供电。对于6～220KV电压配电装置的接线，一般分为两大类：其一为母线类，包括单母线、单母线分段、双母线、双母线分段和增设旁路母线的接线；其二为无母线类，包括单元接线、桥形接线和多角形接线等。1.2.2主接线的类型与使用范围(1)不分段的单母线：①6～10KV配电装置，出线回路数不超过5回。②35～63KV配电装置，出线回路数不超过3回。③110～220KV配电装置，出线回路数不超过2回。（2）分段的单母线：①6～10KV配电装置，出线回路数为6回及以上。②35～63KV配电装置，出线回路数为4～8回时。③110～220KV配电装置，出线回路数为3～4回时。（3）单母线带旁路母线接线：①6～10KV配电装置，和35～63KV配电装置，一般不设旁路母线。②110～220KV配电装置，当110KV出线为7回及以上220KV出线为5回及以上时或对在系统中居重要位置的配电装置，110KV出线为6回及上，220KV出线为4回及以上时。(4).一般双母线：①6～10KV配电装置，当短路电流较大，出线需带电抗器时。②35～63KV配电装置，出线回路数超过8回或连接的电源较多、负荷较大时。③110～220KV配电装置，出线回路数为5回及以上或该配电装置在系统中居重要地位、出线回路数为4回及以上时。(5).一般双母线带旁路接线：①6～63KV配电装置，一般不设旁路母线。②110～220KV配电装置，出线回路数为3～4回时。(6).分段的双母线接线：①73 发电机电压配电装置，每段母线上的发电机容量或负荷为25MW及以上时。②220KV配电装置，当进出线回路数为10～14时，采用双母三分段带旁路；当进出线回路数为15回及以上时，采用双母四分段带旁路接线。(7).一台半断路器接线：用于大型电厂和变电所220KV及以上、进出线回路数4回及以上的高压、超高压配电装置中。对于220KV系统，DL5000-2000《火力发电厂设计技术规程》中有如下规定：若采用双母分段接线不能满足电力系统稳定和地区供电可靠性要求，且技术经济合理时，容量为300MW及以上机组发电厂的220KV配电装置也可用一台半断路器接线方式。1.2.3设计方案的介绍本厂为110KV和220KV电压等级，单机容量为100MW和300MW，故宜采用可靠的单元接线，直接接入系统。对于220KV配电装置的接线，我们选择了双母线、双母带旁路接线两种方案。图1-1方案一73 图1-2方案二我们初步拟定了两种方案，下面对其进行比较：表1-1方案比较方案项目方案一：双母线分段方案二：双母分段带旁路可靠性1.任何断路器检修，影响用户的供电。2．有四回出线，任一台断路器检修和另一台断路器故障或拒动相重合时，切除两回以上线路。3.母线检修将导致一半容量停运。1.220KV任一段母线故障时，只有的电源和负荷停电。2.220KV任一分段断路器故障时，只有左右的电源和负荷停电。3.220KV母线，故障范围小，避免全场停电的可能。1.2.3主接线方案的评定由原始资料可知,设计为大型火电厂,其机组容量为2×100MW+4×300MW,最大单机容量300MW,年利用小时数为6500h,在电力系统中承担主要负荷,从而该厂主接线设计务必着重考虑其可靠性.发电机出口电压为20KV,采用单元接线。73 110KV电压端，为使其出线断路器检修时不停电,应采用双母线接线,以保证其供电的可靠性和灵活性.220KV电压等级,由于负荷容量大,电压高,输电距离远,为保证其可靠性,应选可靠性较高的双母带旁路接线,结论：两个方案的可靠性、灵活性均满足设计的要求，从经济上比较方案二明显比方案一可靠性高，所以选择方案二。所以本厂为110KV与220KV两个电压等级，单机容量为100MW、300MW，故宜采用可靠的单元接线，直接接入系统。对于220KV配电装置的接线我们选择双母带旁接线方法；110KV系统采用双母带旁接线。设计方案接线如图所示：图1-1发电厂电气主接线接线方案1.3发电机和主变压器的选择1.3.1发电机的选择由于本次设计的发电厂为，查《电气工程专业毕业设计指南——电力系统分册》，选发电机参数如下表。表1-1发电机参数型号额定容量（MW）功率因数CosΦ同步电抗次暂态电抗暂态电抗额定电压（kv）QFN-100-21000.851.8060.1830.28610.5QFS-300-23000.852.2640.1670.2691873 1.3.2主变压器和联络变压器的选择（1）变压器原、副边额定电压应分别与引接点和厂用电系统的额定电压相适应。（2）联结组别的选择，宜使同一电压等级（高压或低压）的厂用工作、备用变压器输出的相位一致。（3）阻抗电压及调压形式的选择，宜使在引接点电压及厂用电负荷正常波动范围内，厂用电各级母线的电压偏移不超过额定电压的。（4）变压器的容量必须保证厂用机械及设备能从电源获得足够的功率。根据以上原则选择变压器如下：（1）主变压器的选择单元接线中的主变压器容量应按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度选择。（1-1）式中：-发电机容量-发电机额定功率因数-厂用电率①与100MW发电机相连的主变压器查《电气工程专业毕业设计指南——电力系统分册》，选用SFP7-120000/110型变压器。②与300MW发电机相连的主变压器查《电力系统电气设备选择与实用计算》，选用SFP7-360000/220型变压器。73 表1-2主变压器参数项目100MW机组300MW机组型号SFP7-120MVA/110KVSFP7-360MVA/220KV相数33频率（Hz）5050额定容量（KVA）120000360000额定电压（KV）121±2×2.5%/10.5242±2×2.5%/18联结组编号Ynd11Ynd11阻抗电压（%）10.514.3（2）联络变压器的选择：联络变压器的容量应满足所联络的两种电压网络之间在各种运行方式下的功率交换，在本厂中110KV与220KV之间的潮流交换近期约为560～800MW。联络变的容量一般不应小于所联络的两种电压母线上最大一台机组容量，以保证最大一台机组故障或检修时通过联络变来满足本侧负荷的需要，同时也可在线路检修或故障时，通过变压器将剩余功率送入另一侧系统。所以，查《电力工程电气设计200例》选一台OSFPS-360000/220型三相自耦变压器表1-3联络变压器参数表项目联络变压器型号OSFPS-360000/220额定容量（MVA）360000/120000/100000高—中12.1中—低18.8高—低12空载损耗（KW）258负载损耗（KW）1164绕组形式YN，α0，d11相数三相73 第二章厂用电设计2.1厂用电的设计原则和基本要求保证厂用电的可靠性和经济性，在很大的程度上取决于正确选择供电电压、供电电源和接线方式、厂用机械的拖动方式、电动机的类型和容量以及运行中的正确和管理等措施。厂用电接线应保证厂用电的连续供应，使发电厂能安全满发，满足正常运行安全、可靠、灵活、经济、先进的要求。（1）对厂用电设计的要求厂用电设计应按照运行、检修和施工的需要，考虑全厂发展规划，积极慎重的采用经过实验鉴定的新技术和新设备，使设计达到技术先进、经济合理。（2）厂用电电压高压厂用电采用6KV。低压厂用电采用380/220V的三相四线制系统。（3）厂用母线接线方式高压厂用电和低压厂用电系统应采用单母线接线。当公用负荷较多、容量较大、采用集中供电方式合理时，可设立公用母线，但应保证重要公用负荷的供电可靠性。（4）厂用工作电源当发电机与主变压器采用单元接线时，由主变压器低压侧引接，供给本机组的厂用负荷。大容量发电机组，当厂用分支采用分相封闭母线时，在该分支上不应装设断路器，但应有可拆连接点。（5）厂用备用或起动电源高压厂用备用或起动电源采用下列引接方式：有发电机电压母线，应由该母线引接1个备用电源。2.2本厂厂用电主接线设计本厂为2×100MW+4×300MW发电机组，各发电机与主变压器均采用单元接线，厂用电由主变压器低压侧引接，供给本机组的厂用负荷。本厂为六台发电机组，选择六台厂用电主变压器，并且配备两台高压启动/备用变，1#备用变供1#、2#发电机备用，2#备用变供3#、4#、5#、6#发电机备用。1#备用变由1173 0KV系统接入，2#备用变由联络变低压侧接入。高压厂用电压采用6KV。厂用分支采用分相封闭母线，分支上不应装设断路器，但应有可拆连接点。通过分裂绕组厂用高压变压器供6KV厂用的A段和B段。厂用电主接线图：图2-1厂用电高压接线2.3厂用变压器的选择由《发电厂电气部分》可知厂用电由每台发电机供给，100MW～300MW厂用备用高压变压器设二台，故2台100MW设置1台厂备用变压器,4台300MW发电机设置1台厂备用变压器。（1）100MW发电机厂用高压变压器容量的选择：备用变压器的容量与两厂用变压器最大者容量相同。表2-11#、2#厂用主变压器的参数型号额定容量（ KVA）电压阻抗电压（%）联接组接法空载电流（%）损耗(KW)高压（kV）低压（kV）空载负载SF7-10000/101000010±2×2.5%6.37.5YN,d110.813.65373 表2-21#、2#厂用备用变压器参数型号额定容量（KVA）电压（kV）阻抗电压（%）联接组接法空载电流（%）损耗（kW）高压低压空载负载SFP7-31500/11031500110±2×2.5%6.310.5YN,d110.858.5148（2）300MW发电机厂用高压变压器容量的选择：备用变压器的容量与两厂用变压器最大者容量相同。表2-33#、4#、5#、6#厂用变压器参数型号额定容量（MVA）额定电压（kV）联接组接法损耗（kW）空载电流（%）半穿越阻抗电压（%）全穿越阻抗电压（%）空载负载SFPF7-31500/1831500/2´´1600018±2×2.5%/6.3D,d0,d030.21530.7513.367.706表2-43#、4#、5#、6#厂用备用变压器参数型号容量分配（MVA）电压（kV）联接组接法损耗（kW）空载电流（%）半穿越阻抗电压（%）全穿越阻抗电压（%）分裂系数高压低压空载负载SFF7-315000315000/2´20000230±5%6.3-6.3YN,d11,d11281500.516.69.53.473 第三章短路电流计算3.1短路电流计算的目的在发电厂和变电所的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其计算的目的主要有以下几个方面：（1）在选择电气主接线时，为了比较各种方式的接线方案，或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。（2）在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。（3）在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离。（4）在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路电流为依据。（5）接地装置的设计，也需用短路电流。3.2短路电流计算的一般规定验算导体和电器时所用短路电流,一般有以下规定。（1）计算的基本情况①电力系统中所有电源均在额定负荷下运行；②所有同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）；③短路发生在短路电流为最大值的瞬间；④所有电源的电动势相位角相同；⑤应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路点的电弧电阻。对异步电动机的作用，仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值时才予以考虑。（2）接线方式计算短路电流时所用的接线方式，应是可能最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式），而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。（3）计算容量应按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般考虑本工程建成后5~10年）。（4）短路种类73 一般按三相短路计算。若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统以及自耦变压器等回路中的单相（或两相）接地短路较三相短路情况严重时，则应按严重情况的进行比较。（5）短路计算点在正常接线方式时，通过电器设备的短路电流为最大的地点，称为短路计算点。3.3短路电流的计算步骤（1）选择所需要计算的短路点。（2）绘制等值次暂态网络图，并将各元件电抗统一编号。（3）化简等值网络，将等值网络化简为以短路点为中心的辐射型等值网络，并求出各电源与电路点之间的电抗，即转移电抗。（4）求计算电抗：（3-1）其中为各等值发电机或系统的额定容量。（5）应用运算曲线查出各电源供给短路点的短路电流周期分量的标幺值。（6）计算无限大容量电源供给的短路电流周期分量的标幺值。（7）计算短路电流周期分量的有名值和短路容量。1.第i台等值发电机提供的短路电流为：（3-2）2.无限大功率电源提供的短路电流为：（3-3）（8）计算短路电流的冲击值，计及负荷影响时短路点的冲击电流标幺值为：（3-4）其中为短路电流周期分量的幅值，对于小容量的电动机和综合负荷，取，容量为20到50MW的电动机，取，容量为50到100MW的异步电动机，，容量为125MW以上的异步电机，。（9）计算异步电机供给的短路电流，只在计算厂低压短路电流时考虑。73 （10）绘制短路电流计算结果表。3.4主接线及厂高压短路电流计算3.4.1发电机电抗标么值计算（1）发电机G1、G2的电抗标么值的计算已知：，，，，（2）发电机G3、G4、G5、G6的电抗标么值的计算：已知：，，，，3.4.2变压器电抗标么值计算（1）1#，2#发电机主变压器电抗标么值的计算已知：，，，，（2）3#，4#,5#,6#发电机主变压器电抗标么值的计算已知：，，，，（3）1#,2#发电机厂用变压器电抗标么值计算已知：，，，73 （4）3#,4#,5#,6#发电机厂用变压器电抗标么值计算已知：，，，全穿越阻抗电压7.076（5）1#,2#发电机厂用/启动备用变压器电抗标么值计算已知：，，，（6）3#,4#,5#,6#发电机厂用/启动备用变压器电抗标么值计算已知：，，半穿越阻抗电压16.6，全穿越阻抗电压9.5，，，（7）220KV联络变压器的电抗标么值计算已知：，，，，73 3.4.3发电厂电气一次部分各短路点短路电流计算图3-1发电厂等值电路图（1）点短路即110KV母线处短路73 图3-2点短路等值电路图星角变换：发电机G1、G2相对短路点的计算电抗为：发电机G3、G4、G5、G6相对短路点的计算电抗为：220KV系统相对短路点计算电抗为：（2）点短路即220KV母线处短路73 图3-3点短路等值电路图发电机G1、G2相对短路点的计算电抗为：发电机G3、G4、G5、G6相对短路点的计算电抗为：220KV系统对短路点计算电抗为：（3）点短路即1#主变压器低压侧短路73 图3-4点短路等值电路图73 发电机G1相对短路点的计算电抗为：发电机G2相对短路点的计算电抗为：发电机G3、G4、G5、G6相对短路点的计算电抗为：220KV系统相对短路点的计算电抗为：（4）点短路即3#主变压器低压侧短路图3-5点短路等值电路图73 发电机G1、G2相对短路点的计算电抗为：发电机G3相对短路点的计算电抗为：发电机G4、G5、G6相对短路点的计算电抗为：220KV系统相对短路点的计算电抗为：（5）点短路即联络变压器低压侧短路73 图3-6点短路等值电路图星角变换：73 发电机G1、G2相对短路点的计算电抗为：发电机G3、G4、G5、G6相对短路点的计算电抗为：220KV系统相对短路点的计算电抗为：（6）点短路即1#发电机高压厂用变压器低压侧短路要计算点短路时各电源对短路点的计算电抗，先要计算点短路时各电源对短路点的转移电抗，由前面计算知：，，，，点短路计算：图3-7点短路等值电路图73 发电机G1相对短路点的计算电抗为：发电机G2相对短路点的计算电抗为：发电机G3、G4、G5、G6相对短路点计算电抗为：220KV系统相对短路点计算电抗为：（7）点短路即1#，2#发电机启动/备用变压器低压侧短路73 图3-8点短路等值电路图星角变换：73 发电机G1、G2相对短路点的计算电抗为：发电机G3、G4、G5、G6相对短路点的计算电抗为：220KV系统相对短路点的计算电抗为：（8）点短路即3#，4#，5#，6#发电机启动/备用变压器低压侧短路在点短路计算的基础上再进行计算：图3-9点短路等值电路图已知：73 发电机G1、G2相对短路点的计算电抗为：发电机G3、G4、G5、G6相对短路点的计算电抗为：220KV系统相对短路点的计算电抗为：（9）点短路即3#发电机高压厂用变压器低压侧短路要计算点短路时各电源对短路点的计算电抗，先要计算点短路时各电源对短路点的转移电抗，由前面计算知：，，，点短路的等值电路图为：图3-10点短路等值电路图已知：73 发电机G1、G2相对短路点计算电抗为：发电机G3相对短路点的计算电抗为：发电机G4、G5、G6相对短路点的计算电抗为：220KV系统对短路点的计算电抗为：由运算曲线查出各电源供给的短路电流周期分量标么值（运算曲线只作到=3.5）。计算无限大容量（或73 ≥3）的电源供给的短路电流周期分量；计算短路电流周期分量有名值和短路容量；计算短路电流冲击值。并根据计算结果列出短路电流结果表。由计算电抗查《电气工程专业毕业设计指南—电力系统分册》汽轮发电机计算曲线数字表，查0S得0S短路电流周期分量，查0.2S得0.2S短路电流，查4S得稳态电流；若计算电抗超过3.45,则取计算电抗的倒数即为短路电流值。短路电流冲击值系数取2.6，全电流最大有效值系数取1.6，列短路电流计算表如附表3-1、附表3-2、附表3-3、附表3-4。第四章电气设备的选择与校验4.1电气设备选择的一般原则由于各种电气设备的具体工作条件并不完全相同，所以，它们的具体选择方法也不完全相同，但基本要求是相同的。即：要保证电气设备可靠地工作，必须按正常工作条件选择，并按短路情况校验其热稳定和动稳定。导体和电器的选择设计，同样必须执行国家的有关技术经济政策，并应做到技术先进、经济合理、安全可靠、运行方便和适当的留有发展余地，以满足电力系统安全经济运行的需要。73 导体和电器应按正常运行情况选择，按短路条件验算其动、热稳定，并按环境条件校对电器的基本使用条件。（1）在正常运行条件下，各回路的电流，应按表4-1、4-2计算。（2）验算导体和电器时，所用短路电流的有关规定见节（短路电流）（3）验算导体和110KV以下电缆短路热稳定时，所用的计算时间，一般采用主保护的动作时间加相应的断路器全分闸时间。断路器全分闸时间包括断路器固有分闸时间和电弧燃烧时间。表4-1各回路持续工作电流回路名称计算公式发电机或同相调相机回路三相变压器回路母联断路器回路馈电回路注：①等都为设备本身的额定值。②各标量的单位为：I（A）、U（KV）、P（KW）、S（KVA）。（4）环境条件，选择导体和电器时，应按当地环境条件校核。在选择导体和电器时，一般按表4-2所列各项进行选择和校验。选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压和过电流的情况下保持正常运行。表4-2导体和电器设备选择和校验项目项目电器正常工作条件短路条件额定电压额定电流开断容量动稳定热稳定断路器√√√○○隔离开关√√√○○熔断器√√√○○电抗器√√○○电流互感器√√○○73 电压互感器√○○导线√○注：①表中“√”代表选择项目，“○”代表校验项目。②封闭电器的选择与校验项目与断路器的相同。4.2断路器的选择与校验4.2.1断路器的选择原则断路器型式的选择，除需满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑便于安装调试和运行维护，并经技术经济比较后才能确定。根据当前我国生产制造情况，电压35～110KV的电网一般选用真空断路器；电压110～500KV的电网，当真空断路器技术条件不能满足要求时，可选用六氟化硫断路器。1.断路器选择的具体技术条件简述如下：（1）电压：（电网工作电压）。（4-1）（2）电流：（最大持续工作电流）。（4-2）由于高压开断电器没有连续过载的能力，在选择其额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求，即取最大持续工作电流。当断路器使用的环境温度高于设备最高允许环境温度，即高于+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%；当使用的环境温度低于+40℃时，环境温度每降低1℃，建议增加额定电流的0.5%，但其最大过负荷不得超过20%。（3）开断电流（或开断容量）：（4-3）（4）动稳定：（4-4）式中：-三相短路电流冲击值；-断路器极限通过电流峰值。（5）热稳定：（4-5）式中：-稳态三相短路电流；-短路电流发热等值时间（又称假想时间）；-断路器T秒热稳定电流。73 根据当前我国生产制造情况，电压6～220KV的电网一般选用少油断路器；电压110～330KV的电网，当少油断路器技术条件不能满足要求时，可选用六氟化硫或空气断路器；大容量机组采用封闭母线时，如果需要装设断路器，宜选用发电机专用断路器。表4-3断路器的选型参考表安装使用场所可选择的主要型式参考型号规范发电机回路大型机组专用、空气断路器配电装置6～10KV少油、真空、断路器SN10-10、ZN-10、LN-10系列、SN4-10G35KV多油、少油、真空、断路器DW-35、SN10-35、SW2-35、ZN-35、LN-35、LW-35系列110～330KV少油、真空、断路器SW-110～330、KW-110～330、LW-110～330系列500KV断路器LW-500系列4.2.2断路器的选择与校验一、最大持续工作电流的计算1、110KV侧及母联侧2、110KV出线侧3、220KV侧与联络变压器相连处4、联络变压器低压侧5、220KV母线侧73 6、220KV出线侧7、1#，2#发电机厂用变压器低压侧8、3#,4#、5#,6#发电机厂用变压器低压侧9、1#，2#厂用启动/备用变压器高压侧10、1#，2#厂用启动/备用变压器低压侧11、3#，4#，5#，6#厂用启动/备用变压器低压侧12、3#，4#，5#，6#厂用启动/备用变压器高压侧表4-4各处最大持续工作电流所处位置最大持续工作电流（KA）110KV侧及母联侧0.661110KV出线侧0.247220KV侧与联络变压器相连处0.992联络变压器低压侧1.732220KV母线侧0.992220KV出线侧1.5841#，2#发电机厂用变压器低压侧1．0173 3#，4#，5#，6#发电机厂用变压器低压侧3.1831#，2#厂用启动/备用变压器高压侧0.1741#，2#厂用启动/备用变压器低压侧3.1833#，4#，5#，6#厂用启动/备用变压器高压侧0.5463#，4#，5#，6#厂用启动/备用变压器低压侧3.183二、断路器的选择与校验（1）110kV母线侧及母联侧：110KV母线侧以及母联断路器的型号相同，并都采用六氟化硫断路器：由表4-3得：,查《发电厂电气部分》选用OFPI-110型断路器。表4-5断路器参数型号额定电压额定电流额定开断电流动稳定电流（）热稳定电流固有分闸时间(S)OFPI-110110125031.58031.5（3）0.02①额定电压：②额定电流：③开断电流：④动稳定校验：⑤热稳定校验：短路电流计算时间：。（其中，—后备保护动作时间，—固有分闸时间）查《发电厂电气部分课程设计参考资料》112页图5-1得：则：短路电流热效应：故知，73 根据以上校验知，所选断路器满足要求。综上所述，所选的所有断路器列表如下。表4-12断路器参数选择表所处位置型号额定电流（A）110kV母线侧及母联侧OFPI-1101250110kV出线侧OFPI-11012501#2#厂用启动/备用变压器低压侧SN4-1050003#、4#、5#、6#厂用启动/备用变压器低压侧SN4-105000联络变压器低压侧SW2-352000220kV母线侧SW6-2201200220kV出线侧SFM220-22020001#、2#厂用变压器低压侧ZN12-10/125012503#、4#、5#、6#厂用变压器低压侧SN4-1050004.3隔离开关的选择与校验一、隔离开关的校验条件（1）电压：（2）电流：（3）开断电流（或开断容量）：（4）动稳定：（5）热稳定：二、隔离开关的选择及校验（1）110KV母线侧及母联侧：查《电气工程专业毕业设计指南——电力系统分册》选择GW4-110D型隔离开关表4-13隔离开关参数73 型号额定电压额定电流动稳定电流（）热稳定电流GW4-35/2500110250010040（4）①额定电压：②额定电流：③动稳定校验：④热稳定校验：由前面所选断路器知，短路电流热效应,根据以上校验，所选隔离开关满足要求。根据以上校验知，所选隔离开关满足要求。综上所述，所选的所有隔离开关列表如下。表4-17隔离开关参数选择表所处位置型号额定电流（A）110KV母线侧及母联侧GW4-110/10001000220KV出线侧GW4-220/200020001#、2#厂用变压器低压侧GW2-10/20002000220KV母线侧GW4-220/20002000110KV出线侧GW4-110/12501250220KV侧与联络变压器相连处GW7-220D1000联络变压器低压侧GW4-35D25004.4接地开关的选择与校验73 4.4.1接地开关的选择原则为保证检修安全在断路器的两侧和母线等处，皆应装有手动或电动的接地开关。快速接地开关的作用相当于接地短路器，可就地和远方控制。一般下列情况需要装设快速接地开关。停电回路的最先接地点，用来防止可能出现的带电误合接地造成封闭电器的损坏。利用快速接地开关来短路封闭电器内部的电弧，防止事故扩大，一般为分相操作，投入时间不小于接地飞弧后1秒。4.4.2接地开关的选择与校验110KV母线接地开关的选择与校验查《发电厂电气部分课程设计参考资料》选择JW2-110型表4-18接地开关参数型号额定电压动稳定电流（）热稳定电流JW2-11011010040（2）①动稳定校验：②热稳定校验：查《发电厂电气部分课程设计参考资料》图5-1得：则：③短路电流热效应：又知，,根据以上校验，所选接地开关满足要求。其他位置的接地开关的选择及校验同上面的方法相类似，这里这里不在细述，具体所有的接地开关选择列表如下。表4-19接地开关选择表位置型号额定电压（kV）动稳定电流（kA）热稳定电流（kA）110KV母线处JW2-11011010040(2S)220KV母线处JW2-220W22010040(2S)1#，2#发电机主变及启/备变中性点JW2-11011010040(2S)73 4.5电压互感器的选择与校验4.5.1电压互感器的选择原则（1）电压互感器的选择①电压互感器的配置原则：应满足测量、保护、同期和自动装置的要求；保证在运行方式改变时，保护装置不失压、同期点两侧都能方便地取压。②母线：6～220KV电压级的每相主母线的三相上应装设电压互感器，旁路母线则视各回路出线外侧装设电压互感器的需要而确定。③线路：当需要监视和检测线路断路器外侧有无电压，供同期和自动重合闸使用，该侧装一台单相电压互感器。④主变压器：根据继电保护装置、自动装置和测量仪表的要求，在一相或三相上装设。（2）型式：电压互感器的型式应根据使用条件选择：①6～20KV屋内配电装置，一般采用油浸绝缘结构，也可采用树脂浇注绝缘结构的电压互感器。②35～110KV的配电装置，一般釆用油浸绝缘结构的电压互感器。③220KV以上，一般釆用电容式电压互感器④当需要和监视一次回路单相接地时，应选用三相五柱式电压互感器，或有第三绕组的单相电压互感器组。（3）一次电压：1.1>>0.9（4-6）为电压互感器额定一次线电压，1.1和0.9是允许的一次电压波动范围即±10%。（4）二次电压：电压互感器二次电压，应根据使用情况，按下表选用所需的二次额定电压。表4-20电压互感器二次额定电压选择表绕组主二次绕组附加二次绕组高压侧接入方式接于线电压上接于相电压上用于中性点接地用于中性点不接地73 二次额定电压（V）220220/220220/3（5）准确等级：用于发电机、变压器、调相机、厂用或所用馈线、出线等回路中的电度表，供所有计算电费的电度表，其准确等级要求为0.2级。4.5.2电压互感器的选择与校验具体所有电压互感器的选择列表如下。表4-21电压互感器参数选择表所处位置型号变比110kV母线侧110/／0.1//0.1//0.1110kV出线侧110/／0.1//0.1//0.1220kV侧220/／0.1//0.1//0.1联络变压器低压侧35/／0.1//0.1/3100MW发电机出口侧10/／0.1//0.1/3300MW发电机出口侧20/／0.1//0.1//0.1/3厂用变压器低压母线处6/／0.1//0.1/73 厂用变压器低压侧电流互感器间6/／0.1//0.1/4.6电流互感器的选择与校验4.6.1电流互感器的选择原则（1）电流互感器的选择原则根据《电力工程电气设计手册1》一次部分P71①凡装有断路器的回路均应装设电流互感器，其数量应满足测量仪表、保护和自动装置要求。②在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器，发电机和变压器的中性点、出口。③对直接接地系统，一般按三相配置。对非直接接地系统，依具体要求按两相或三相配置。（2）参数选择：电流互感器的二次侧额定电流有5A和1A两种，一般弱电系统用1A，强电系统用5A，当配电装置距离控制室较远时，亦可考虑用1A。①一次额定电流的选择：当电流互感器用于测量时，其一次额定电流应尽量选择的比回路中正常工作电流大1/3左右，以保证测量仪表有最佳工作，并在过负荷时，使仪表有适当的指示。当保护和测量仪表共用一组电流互感器时，只能选用相同的一次电流。一次侧额定电流:（4-7）式中：：为电流互感器原边额定电流：为电流互感器安装处一次回路最大工作电流。②一次侧额定电压：（4-8）式中：为电流互感器安装处一次回路的工作电压为电流互感器额定电压。（3）准确等级的选择：73 准确级是根据所供仪表和继电器的用途考虑。互感器的准确级不得低于所供仪表的准确级；当所供仪表要求不同准确级时，应按其中要求准确级最高的仪表来确定电流互感器准确级。①用于测量精度要求较高的大容量发电机、变压器、系统干线和500KV电压等级的电压互感器，宜用0.2级；②供重要回路（如发电机、调相机、变压器、厂用馈线、出线等）中的电能表和所有计费用的电能表的电流互感器，不应低于0.5级；③供运行监视的电流表、功率表、电能表的电流互感器，用0.5～1级；④供估计被测数值的仪表的电流互感器，可用3级；⑤供继电保护用的电流互感器，应用D级；（4）热稳定校验:电流互感器热稳定能力常以1s允许通过一次额定电流来校验　：（4-9）式中：为电流互感器的1s热稳定倍数；（5）动稳定校验：内部动稳定可用下式校验：（4-10）式中：---电流互感器的一次绕组额定电流（A）---短路冲击电流的瞬时值（KA）---电流互感器的1s动稳定倍数，它等于电流互感器极限通过电流峰值与一次绕组额定电流峰值之比，即：（4-11）4.6.2电流互感器的选择与校验220KV侧断路器与主变高压侧之间：查《电气工程专业毕业设计指南——电力系统分册》选择LCW-220型电流互感器表4-22电流互感器参数型号额定电流比准确级次1S热稳定倍数动稳定倍数LCW-200D6060①额定电压：②额定电流：③动稳定校验：73 ④热稳定校验：由前面所选断路器知，此处短路电流热效应,根据以上校验，所选电流互感器满足要求。对于其他处的电流互感器的选择及校验，方法同上完全一样，这里不在细述，具体列表如下。表4-23电流互感器的选择表所处位置型号额定电流比110kV侧与主变压器间LB-1102400/5220kV出线侧及母联侧LCW-2204300/5联络变压器220kV处LB-2201250/51#启动/备用变压器低压侧LBJ-106000/5联络变压器低压侧LCW-351000/5发电机G1、G2出口处LBJ-102000-6000/5发电机G3、G4出口处LBJ-102000-6000/54.7高压熔断器的选择与校验4.7.1高压熔断器的选择原则(1)电压：限流式高压熔断器不宜使用在工作电压低于其额定电压的电网中，以免因过电压而使电网中的电器损坏,故应为(2)电流：（4-12）式中：----熔体的额定电流----熔断的额定电流(3)根据保护动作选择性的要求校验熔体额定电流，应保证前后两级熔断器之间及熔断器与电源侧继电保护之间，及熔断器与负荷侧继电保护之间动作的选择性。(4)断流容量：（4-13）73 式中：---三相短路冲击电流的有效值---熔断器的开断电流注：保护电压互感器的熔断器，只需按额定电压和断流容量选择。4.7.2高压熔断器的选择（1）发电机G1、G2出口处熔断器的选择根据《发电厂电气部分》选用RN2-10户内型高压限流熔断器表4-24熔断器的参数型号额定电压(KV)额定电流（A）最大断流容量（MVA）RN2-10100.51000（2）发电机G3、G4、G5、G6出口处熔断器的选择根据《发电厂电气部分》,选用RN2-20户内型高压限流熔断器表4-24熔断器的参数型号额定电压(KV)额定电流（A）最大断流容量（MVA）RN2-20200.51000（3）联络变低压侧熔断器的选择根据《发电厂电气部分》选用RW5-35屋外型高压限流熔断器表4-25熔断器的参数型号额定电压(KV)额定电流（A）最大断流容量（MVA）RW5-3535200800表4-26熔断器选择表位置型号额定电流（A）三相断流容量（MVA）联络变35KV侧RW5-35200800发电机出口10KV侧RN2-100.51000发电机出口20KV侧RN2-200.510004.8避雷器的选择4.8.1避雷器的选择原则73 （1）避雷器的持续运行电压（4-14）式中：------金属氧化物避雷器的持续运行电压有效值(KV)------系统最高相电压有效值(KV)（2）避雷器的额定电压考虑安装点工频过电压的幅值和持续时间，并结合避雷器的初始能量来选择其额定电压。（3）避雷器的最大雷电冲击残压（4-15）式中：BIL------内绝缘全波额定雷电冲击耐压(KV)------雷电冲击绝缘配合系数。（4）通流容量：它表示阀片耐受通过电流的能力，通常用短持续时间（4/10μS）最大冲击电流来校验。4.8.2避雷器的选择所有避雷器的选择列表如下。表4-27避雷器的选择表所处位置型号额定电压（kV）220kV母线侧FCZ-220J220110kV出线侧FCZ-110J110110kV侧与自耦变压器间FCZ-110J110220kV母线侧Y10W1-200/520200220kV出线侧Y10W1-200/520200220kV侧与自耦变压器间Y10W1-200/5202201#、2#主变压器高压侧FCZ-110J1101#启动/备用变压器高压侧FCZ-110J1103#、4#主变压器高压侧FCZ-220220自耦变压器低压侧FCZ-3535发电机G1、G2出口处FZ-151573 发电机G3、G4出口处FZ-20206kV母线侧FZ-664.9母线与架空线的选择与校验4.9.1母线与架空线的选择原则（1）选型。载流导体一般都采用铝质材料。工业上常用的硬母线为矩形、槽形和管形。矩形母线一般只用于35KV及以下，电流在4000A及以下的配电设备中;槽形母线一般用于4000-8000A配电装置中；管形母线可用于8000A以上的大电流母线，也可用于110及以配电装置母线。110KV及以上高压配电装置，一般采用软导线。当采用硬导体时，宜用铝锰合金管形导体。（2）按经济电流密度J选择截面。由于按照经济电流密度选择的母线都能满足导体长期发热条件，故按经济电流密度选择：（4-16）式中：---正常工作时的最大持续工作电流J　---经济电流密度。对应不同种类的导体和不同的最大负荷利用小时数将有不同取值。（3）大容量发电机的引出线装置设置：大容量发电机引出线母线，厂用分支母线和电压互感器分支母线等，为了避免相间短路，提高运行的安全可靠性和减少母线电流对临近钢构的感应损耗发热，一般采用全连式分相封闭母线。与封闭母线配套供应的电压互感器、避雷器和电容器等，并装设在单独的封闭金属柜内，一般不会引起人员触电的危险；简化了土建结构和便于施工安装，也改善了运行条件。4.9.2母线的选择与校验1、110KV侧主母线的选择(1)按母线最大持续工作电流选择：由表4-3得:(2)按经济电流密度选择:已知最大负荷利用小时数6000小时查《电力系统设备选择与实用计算》得：经济电流密度故得，按经济电流密度计算的母线截面73 查《电力系统设备选择与实用计算》选择F100/90管型母线2、220KV侧主母线的选择(1)按母线最大持续工作电流选择：由表4-3得:(2)按经济电流密度选择:已知最大负荷利用小时数6500小时,查《电力系统设备选择与实用计算》得：查《电力系统设备选择与实用计算》选择F150/72管型母线4.9.3架空线的选择架空送电线路导线截面一般按经济电流密度来选择,并根据电晕、机械强度以及事故情况下的发热条件进行校验，必要时通过技术经济比较确定,但对于超高压线路，电晕往往成为选择导线截面的决定因素.按经济电流密度选择导线截面（4-17）1、110KV架空线出线的选择（1）按母线最大持续工作电流选择：由表4-3得:（2）按经济电流密度选择:已知最大负荷利用小时数6000小时,查《电力系统设备选择与实用计算》得：查《电力系统设备选择与实用计算》选择LGJ-400双分裂钢芯铝铰线。2、220KV侧架空线出线的选择：500KV出线应选用架空线出线四分裂，按经济电流密度选择架空线截面：（1）按母线最大持续工作电流选择，由表4-3得:（2）按经济电流密度选择:已知最大负荷利用小时数6000小时,查《电力系统设备选择与实用计算》得：73 查《电力系统设备选择与实用计算》选择LGJ—500四分裂钢芯铝铰线。4.9.4封闭母线的选择1、发电机G1、G2出口到主变的封闭母线的选择查《电力系统设备选择与实用计算》选择QFM-24/7000型封闭母线。2、发电机G1、G2出口到厂用变压器间的封闭母线的选择（1）按母线最大持续工作电流选择：（2）按经济电流密度选择:已知最大负荷利用小时数6000小时,查《电力系统设备选择与实用计算》得：查《电力系统设备选择与实用计算》，选择Φ90/72管型封闭母线。3、发电机G1、G2厂用变压器低压侧的封闭母线的选择(1)按母线最大持续工作电流选择：由表4-3得:(2)按经济电流密度选择:已知最大负荷利用小时数6000小时,查《电力系统设备选择与实用计算》得：查《电力系统设备选择与实用计算》，选择Φ100/90管型封闭母线4、发电机G3、G4、G5、G6出口到主变的封闭母线的选择查《电力系统设备选择与实用计算》选择QFM-24/12000型封闭母线。5、发电机G3、G4、G5、G6出口到厂用变压器间的封闭母线的选择（1）按母线最大持续工作电流选择：73 （2）按经济电流密度选择:已知最大负荷利用小时数6500小时,查《电力系统设备选择与实用计算》84页得：查《电力系统设备选择与实用计算》选择Φ120/110管型封闭母线。6、发电机G3、G4、G5、G6厂用变压器低压侧的封闭母线的选择(1)按母线最大持续工作电流选择：由表4-3得:(2)按经济电流密度选择:已知最大负荷利用小时数6500小时,查《电力系统设备选择与实用计算》得：查《电力系统设备选择与实用计算》，选择Φ130/116管型封闭母线表4-28导体选择表位置型号110KV侧主母线Φ100/90管型母线220KV侧主母线F150/72管型母线110KV架空线出线LGJ-400双分裂钢芯铝铰线220KV侧架空线出线LGJ—500四分裂钢芯铝铰线发电机G1、G2出口到主变的封闭母线QFM-24/7000发电机G3、G4、G5、G6出口到主变的封闭母线QFM-24/12000发电机G1、G2出口到厂用变间的封闭母线90/72管形母线发电机G3、G4、G5、G6出口到厂用变间的封闭母线120/110管形母线发电机G1、G2厂用变压器低压的封闭母线100/90管形母线发电机G3、G4、G5、G6厂用变压器低压的封闭母线130/116管形母线73 第五章自动准同期装置SID-2C系列微机同期控制器有两类产品:SID-2CT适用于1～12条线路并网用，SID-2CM适用于1～12台、条发电机或线路并网复用。各类产品均备有内置试验检测单元，毋需借助其它仪器设备即可进行控制器的例行试验、故障检测及外电路正确性校核等工作。SID-2C系列微机同期控制器的突出特点是能自动识别差频和同频同期性质，确保以最短的时间和良好的控制品质促成同期条件的实现，并不失时机的捕捉到第一次出现的并网机会。5.1SID-2CM型微机同期控制器的主要功能（1）SID-2CM有8～12个通道可供1~12台、条发电机或线路并网复用，或多台同期装置互为备用，具备自动识别并网性质的功能，即自动73 识别当前是差频并网还是同频并网。(2）断路器合闸时间、允许压差、过电压保护值、允许频差、均频控制系数、均压控制系数、允许功角、并列点两侧TV二次电压实际额定值、系统侧TV二次转角、同频调速脉宽、并列点两侧低压闭锁值、同频阈值、单侧无压合闸、无压空合闸、同步表功能。(3）控制器以精确严密的数学模型，确保差频并网（发电机对系统或两解列系统间的线路并网）时捕捉第一次出现的零相差，进行无冲击并网。(4）控制器在发电机并网过程中按模糊控制理论的算法，对机组频率及电压进行控制，确保最快最平稳地使频差及压差进入整定范围，实现更为快速的并网。(5)控制器具备自动识别差频或同频并网功能。在进行线路同频并网（合环）时，如并列点两侧功角及压差小于整定值将立即实施并网操作，否则就进入等待状态，并发出遥信信号。(6）控制器能适应任意TV二次电压，并具备自动转角功能。(7)控制器运行过程中定时自检，如出错，将报警，并文字提示。(8)在并列点两侧TV信号接入后而控制器失去电源时将报警。三相TV二次断线时也报警，并闭锁同期操作及无压合闸。(9)发电机并网过程中出现同频时，控制器将自动给出加速控制命令，消除同频状态。控制器可确保在需要时不出现逆功率并网。(10)控制器完成并网操作后将自动显示断路器合闸回路实际动作时间，并保留最近的8次实测值，以供校核断路器合闸时间整定值的精确性。(11)控制器提供与上位机的通讯接口（RS-232、RS-485），并提供通讯协议，和必需的开关量应答信号，以满足将同期控制器纳入DCS系统的需要。(12)控制器采用了全封闭和严密的电磁及光电隔离措施，能适应恶劣的工作环境。(13)控制器供电电源为交直流两用型，能自动适应110V、220V交直流电源供电。(14)控制器输出的调速、调压及信号继电器为小型电磁继电器，合闸继电器则有小型电磁继电器及特制高速、高抗扰光隔离无触点大功率MOSFET继电器两类供选择，后者动作时间不大于2毫秒，长期工作电压可达直流1000V，接点容量直流6安。在接点容量许可的情况下，可直接驱动断路器，消除了外加电磁型中间继电器的反电势干扰。(15)73 控制器内置完全独立的调试、检测、校验用试验装置，不需任何仪器设备即可在现场进行检测与试验。(16）可接受上位机指令实施并列点单侧无压合闸或无压空合闸。(17）在需要时可作为智能同步表使用。(18）控制器提供同步表视频转换器可选件，将同步表的相位、压差、频差及合闸信息通过视频电缆传送到控制室大屏幕的视频输入端。5.2SID-2CM型微机同期控制器的技术指标(1）输入待并断路器两侧的TV二次电压为100伏或100/伏，或一侧为线电压，另一侧为相电压。各并列点均可分别对系统侧TV二次电压进行转角设置，故不需隔离变压器和转角变压器。(2）全部输入开关量（并列点选择、远方复位、起动同期工作、单侧无压合闸确认、无压空合闸确认、断路器辅助接点等）均为常开空接点。(3）输出开关量（加速、减速、升压、降压、合闸、功角越限、报警、失电等）控制信号使用小型电磁继电器常开空接点（“失电”为常闭）,接点容量220VAC，5A或220VDC，0.5A。在合闸回路使用光隔离无触点MOSFET继电器时为1000VDC.6A（选件）。(4)RS-232及RS-485通讯接口各一个。(5)工作电源110～220伏交直流电源均可，功耗不大于20伏安。(6)绝缘强度：弱电回路对地：500伏50赫1分钟强电回路对地：2000伏50赫1分钟强弱电回路间：1000伏50赫1分钟(7)工作环境：工作温度：0°C～50°C、贮存温度：-20°Ｃ～70°Ｃ相对湿度：不大于90%5.3SID-2CM型微机同期控制器的工作原理电力系统并网的两种情况并网的确切定义：断路器联接两侧电源的合闸操作称之为并网，并网有以下两种情况：1）差频并网：发电机与系统并网和已解列两系统间联络线并网都属差频并网。并网时需实现并列点两侧的电压相近、频率相近、在相角差为0度时完成并网操作。2）同频并网：未解列两系统间联络线并网属同频并网（或合环）。这是因并列点两侧频率相同，但两侧会出现一个功角d，d73 的值与联接并列点两侧系统其它联络线的电抗及传送的有功功率成比例。这种情况的并网条件应是当并列点断路器两侧的压差及功角在给定范围内时即可实施并网操作。并网瞬间并列点断路器两侧的功角立即消失，系统潮流将重新分布。因此，同频并网的允许功角整定值取决于系统潮流重新分布后不致引起新投入线路的继电保护动作，或导致并列点两侧系统失步。差频并网合闸角的数学模型准同期的三个条件是压差、频差在允许值范围内时应在相角差j为零时完成并网。压差和频差的存在将导致并网瞬间并列点两侧会出现一定无功功率和有功功率的交换，不论是发电机对系统，或系统对系统并网对这种功率交换都有相当承受力。因此，并网过程中为了实现快速并网，不必对压差和频差的整定值限制太严，以免影响并网速度。但发电机并网时角差的存在将会导致机组的损伤，甚至会诱发后果更为严重的次同步谐振（扭振）。因此一个好的同期装置应确保在相差j为零时完成并网。在差频并网时，特别是发电机对系统并网时，发电机组的转速在调速器的作用下不断在变化，因此发电机对系统的频差不是常数，而是包含有一阶、二阶或更高阶的导数。加之并列点断路器还有一个固有的合闸时间tk，同期装置必须在零相差出现前的tk时发出合闸命令，才能确保在j=0°时实现并网。或者说同期装置应在j=0°到来前提前一个角度jk发出合闸命令，jk与断路器合闸时间tk、频差ws、频差的一阶导数及频差的二阶导数等有关。其数学表达式为：同期装置在并网过程中需不断快速求解该微分方程，获取当前的理想提前合闸角jk。并不断快速测量当前并列点断路器两侧的实际相差j，当j=jk时装置发出合闸命令，实现精确的零相差并网。5.4SID-2CM型微机同期控制器的结构与接线73 图7-1面板说明图面板的左上方为一个128´64点阵带背光的液晶显示器，用于显示菜单及设置参数，显示并列点代号、系统频率、系统电压、发电机频率、发电机电压、断路器合闸时间及其它信息。左下方为发光管构成的同步指示器，指示待并侧与系统侧电压在并网过程中的相位差。“频差/功角”及“压差”指示灯在差频并网时越上限为绿色，越下限为红色，如出现同频时频差灯也为红色，不越限时熄灭。同频并网时如果功角或压差越限，指示灯为橙色。“合闸”指示灯在控制器发出合闸命令期间点亮（红色），点亮时间为断路器合闸时间tk的二倍。面板右方有一向下可翻开的盖板，翻开盖板后可见到左面有工作方式选择开关及工作方式指示灯，用于设置控制器的三种工作方式，即“工作”、“测试”及“设置”方式。工作方式选择开关上方的工作（红色）、测试（绿色）、设置（黄色）指示灯分别与之对应。“工作”方式用于发电机或线路并网；“测试”方式用于现场试验或对控制器本身的硬件测试；“设置”方式用于整定参数和数据查询。在工作方式选择开关上方有7个按键，左键w、右键8、上键t、下键u、确认键、退出键、复位键。左、右键用于选择待设置参数，上、下键用于选择菜单项或改变参数值，“确认”键用于选择功能或存贮参数，“退出”键用于退出目前操作程序，“复位”键用于使程序复位。面板右方为测试模块的操作及指示部件，测试模块用于产生待并点两侧的TV电压、模拟有关的输入开关量信号，和指示控制器输出有关控制信号的状态。“远方复位”键用于模拟来自控制台的远方复位命令，引起控制器程序复位。73 “辅助接点”键用于模拟并列点断路器的辅助接点，反映断路器是否已合上,及实测断路器合闸回路时间。面板中部的12个并列点选择开关P1-P12，用以模拟12个并列点的同期开关状态，开关拨向上方表明该并列点选中。EC、SM、ST、NV分别为模拟双侧无压空合闸确认、同步表功能选择、起动同期工作、单侧无压合闸确认四个开入信号，拨向上方为有效。面板下方的8个开关用以模拟待并点断路器两侧TV二次断线，SF、SA、SB、SC、为系统侧熔丝（或空开）前及三相TV断线试验开关、GF、GA、GB、GC为待并侧熔丝（或空开）前及三相TV断线试验开关，开关拨前上方为断线。VS、VG旋钮用于在测试控制器时调整输入代表系统和待并侧的TV二次电压，电压值可用交流电压表在VS、VG对公共端端子上测量。还可通过“TV二次电压选择”开关选择TV二次电压为线电压（UL）或相电压（Uφ），拔向右侧为线电压。面板左下方有RS-232串行通讯接口，为9针D型插座，用于就地与笔记本电脑的RS-232通讯接口联接。也可用背板航空插座JK3内的RS-485接口与远方的上位机通讯。面板上方有8个继电器状态指示灯，用以显示相应输出控制继电器状态，降压继电器（绿色）,升压继电器（红色）,减速继电器（绿色），加速继电器（红色），合闸继电器（红色），报警继电器（黄色），合闸闭锁继电器（黄色）,功角越限继电器（黄色）。控制器在“设置”方式时通过内部SL合闸闭锁继电器自动断开合闸输出回路，因此控制器可在现场进行参数设置，不会发生误合闸。5.4.1后面板说明后面板主要装有控制器的对外联线插座，如下图所示，各引脚定义在相应表格中给出。73 图7-2后面板说明图JK1-JK6六个航空插头型号各不相同，因此没有误插的可能。设计SID-2CM同期控制器可最多纳入12个并列点，其目的不仅是为适应中、小电站集中同期方式的需要，也为实现电站多台同期装置互为备用的需要。JK1插座引脚定义：表7-1JK1插座引脚定义1234电源（－）电源（＋）地空电源使用交直流48V-220V。JK2插座引脚定义：表7-2JK2插座引脚定义1234567891011121314待并N系统N待并相线系统相线待并中线系统中线待并a相待并b相待并c相系统a相系统b相系统C相系统熔丝前待并熔丝前JK3插座引脚定义：表7-3JK3插座引脚定义123456789101112131F2F3F4F5F6F7F8F辅助接点辅助接点复位复位RS485+1415161718192021222324252673 RS485-屏蔽地同步表24V＋启动同期工作24V－9F10F11F12F单侧无压合闸确认无压空合闸确认空JK3的1-8及20-23分别联接到各并列点的同期开关一个空接点的一侧，另一侧并联后联接到17脚的开入量专用电源24V+上。15脚是RS-485接口的屏蔽地，与机壳相联。JK4插座引脚定义：表7-4JK4插座引脚定义12345678910合闸（－）加速（－）减速（－）降压（－）升压（－）闭锁闭锁电源（－）功角越限报警111213141516171819失电合闸（＋）加速（＋）升压（＋）功角越限减速（＋）报警降压（＋）失电合闸输出如用电磁继电器输出，为空接点，无极性。如用MOSFET继电器作合闸输出，则有+、-极性之分，接线请注意。MOSFET继电器可直接驱动断路器合闸回路，彻底消除了电磁中间继电器的延时和感应电势的干扰。JK5插座引脚定义：表7-5JK5插座引脚定义12345678待并侧N相系统侧N相待并侧A相待并侧A相系统侧A相系统侧A相待并侧B相待并侧B相910111213141516系统侧B相待并侧A相待并侧B相待并侧C相系统侧A相系统侧B相系统侧C相系统侧熔前1718192021222324待并侧熔前1F2F3F4F5F6F7F252627282930313273 8F辅助接点辅助接点复位复位同步表24V(+)起动同期工作333435363738394024V(-)9F10F11F12F单侧无压合闸确认无压空合闸确认合闸4142434445464748加速减速降压升压同期闭锁同期闭锁报警失电49505152535455合闸加速升压减速报警降压失电此插座用於将控制器内置试验模块的全部信号通过专用的联线将JK5插头与控制器的JK2、JK3、JK4扦座联接。单独试验同期装置时还应从控制器的JK7和JK1接入220V交流电源。请注意，JK7不能输入直流电源。表7-6JK6插座引脚定义1234脉振电压脉振电压合闸接点合闸接点5.5SID-2CM微机同期控制器端子接线表本表列出了SID-2CM同期装置的对外引线号及信号形式，有以下两点需作说明：（1)JK2-6、JK2-4、JK2-5、JK2-3是同期装置检测同期条件的TV二次电压信号，JK2-7，JK2-12、JK2-1、JK2-2是同期装置用以检测待并侧及系统侧TV二次断线用的TV二次电压信号。（2)如同期装置通过外接电磁型中间继电器实施加速、减速、升压、降压及合闸控制，为避免在中间继电器绕组断开时所产生的过电压不致对同期装置产生大的干扰，应在各外接中间继电器的两端并联串有泄能电阻（约200欧）的续流二极管。5.6SID-2CM型微机同期控制器二次线设计示例本接线图仅为示例，共设计参考，具体设计可能与此不同。TQMG、TQMo、TQMs’、TQMo’分别为待并侧和系统侧TV二次电压，用于获取并网信息，它们可以根据需要选择相电压或线电压。73 并列点选择部分共有12个相似回路，本示例只画出第1及第12并列点，当需要多个并列点时，相应接线端子请参阅SID-2CM端子接线表。建议使用我公司的SID-2X型多同期点共用同期装置自动选线器取代1TK--12TK，实现自动切换。调速调压回路、装置输出合闸继电器接点容量为220VDC.0.5A,当驱动容量大于此值时，则必须外加中间继电器扩大接点容量后再对外进行控制。本图中未画出用于监视TV断线的10个端子，相应接线端子请参阅SID-2CM端子接线表。只有当现场同期装置有需要进行“单侧”或“双侧”无压合闸的情况下，才有必要接此10个TV端子。若现场无法提供这10个TV端子或现场同期装置在任何运行方式下都没有可能进行“单侧”或“双侧”无压合闸需求的情况下，这10个端子就全部空着。接线如下图7-3所示。73 图7-3SID-2CM型微机同期控制器二次线设计示同期装置工作全过程：（1)DCS选择并列点并保持；（2)若欲使同期装置做“同步表”、“单侧无压”合闸、“双侧无压”合闸操作，则DCS将相应的开入量接通并保持，若此次操作是同期操作，则跳过此步；（3)DCS控制“同期装置上电”，其接点为点动短信号；（4)DCS启动同期工作，其接点为点动短信号；（5)同期装置工作并合闸；（6)DCS控制“同期装置退电”，其接点为点动短信号；（7)DCS退出“并列点选择”“单侧无压”确认“双侧无压”确认信号。第六章发电机的主保护设计6.1发电机保护配置原则同步发电机的安全运行对保证电力系统的正常工作和电能质量起着决定的作用。如果发生故障，不仅机组本身受到损伤，而且会对系统产生严重的影响。因此，对大机组的继电保护必须精心设计，合理配置保护。着眼点不仅限于机组本身，而且要从保障整个系统安全运行综合来考虑，装设性能完善的继电保护装置。继电保护双重化的配置原则是：两套独立的TA、TV检测元件，两套独立的保护装置，两套独立的断路器跳闸机构，两套独立的控制电缆，两套独立的蓄电池供电。（1）纵联差动保护。73 对于1MW以上的发电机定子绕组及其引出线的相间短路，应装设纵联差动保护。（2）定子绕组接地保护。对于发电机变压器组，容量在100MW以上发电机应装设保护区为100%的定子接地保护。（3）定子绕组匝间短路保护。对于中性点只有三个引出端子的大容量发电机，一般采用零序电压式或转子二次谐波电流式保护装置。（4）发电机外部相间短路保护。对于1MW以上发电机采用复合电压启动的过电流保护。（5）定子绕组过负荷保护。（6）定子绕组过电压保护。对于200MW以上的汽轮发电机，应装设过电压保护。（7）转子表层过负荷保护。对于100MW及以上的发电机，应装设由定时限和反时限两部分组成的负序过负荷保护。（8）励磁回路一点两点接地保护。用于转子水内冷或100MW及以上的汽轮发电机。（9）失磁保护。100MW以上的发电机应装设专用的失磁保护。（10）逆功率保护。对于汽轮发电机主汽门突然关闭，为防止汽轮机遭到损害，对大容量机组可考虑装设逆功率保护。综上所述，在对200MW和300MW机组保护进行配置时，应对以下保护给予足够的重视：双重化差动保护、定子接地保护、过励磁保护、失磁失步保护等。同时，因该考虑配置低频、误上电、启停机保护。在保护的动作特性方面应考虑和机组的能力相匹配，竟可能在过热保护上采用反时限特性，快速保护动作时间应尽可能的短。下面具体介绍几种主要的发电机保护。6.2发电机的纵差动保护对于大容量的发电机（100MW及以上），当故障发生在发电机中性点附近时，为了减少纵差保护的死区，要求将动作电流降低，并保证在区外短路时不误动作。因此，目前推荐采用性能更好的比率制动式差动保护。下图为整流型比率制动式差动继电器总差保护单相原理接线图及其特性曲线。73 图11-3比率制动差动继电器纵差保护单相原理接线图及其特性曲线（a）原理接线图；（b）制动特性；（c）比较电路图图中是继电器差动回路的工作绕组，、是制动绕组，两者的关系是=2=2；是差动保护的工作电流，是制动电流，在正常运行时，，。在外部短路时必有，所以有（6-1）——外部短路电流。在内部短路时，是由系统供给的短路电流，方向与上图（a）所标正方向相反，所以有（6-2）——内部短路电流。73 从上面分析可以看出，外部短路时，工作电流。这种继电器的制动特性如上图（b）重点折线PQS所示。其中OP表示当制动电流=0。在最大外部短路电流下，制动电流。由于电流互感器的误差，虽然一次，但二次侧，故出现不平衡电流（图中以KT表示）。图中虚线OT为在不同的外部短路电流下差动回路的不平衡电流，OT低于PQS制动特性曲线，以保证继电器在穿越性短路时不会误动作。定义动作电流与制动电流之比为制动系数，既由于这一比率系数决定着电器的制动特性，故称比率制动式差动继电器。当差动电流大于继电器动作电流时，继电器动作。6.3发电机100%定子绕组单相接地保护发电机100%定子绕组的接地保护种类很多，现介绍其中利用三次谐波电压构成的100%定子绕组接地保护。该保护由两部分构成，一部分为零序电压保护，它可以保护85%-90%的定子绕组。另一部分利用发电机的三次谐波电压构成，它用来消除零序电压保护的死区，从而实现保护100%定子绕组的接地保护。为了可靠起见，两部分的保护区有一段重叠。第二部分的工作原理是利用发电机中性点和出线端的三次谐波电压在正常运行和接地故障时变化相反的特点构成。正常运行时，发电机中性点的三次谐波比发电机出线端的三次谐波电压大；而在发电机内部定子接地故障时，出线端的三次谐波电压却比中性点的三次谐波电压大。利用其变化的特点，使发电机出口的三次谐波电压成为动作量，而使中性点的三次谐波电压成为制动量，利用绝对值比较原理，当发电机出口三次谐波大于中性点三次谐波电压时继电器动作。这样保护就会在正常时制动，在定子绕组接地时动作。73 图6.2零序电压和三次谐波电压相结合构成100%定子接地保护原理接线图图中UX1和UX2为电抗变换器，UX1的一次绕组接在发电机端电压互感器TV1的开口三角绕组侧，反应机端的三次谐波电压。电容和UX1的一次绕组并联，组成对三次谐波电压的并联谐振电路。并联谐振电路能对谐振频率的电压起选频放大作用，故能放大机端的三次谐波电压。同理，接在发电机中性点侧的电压互感器TV二次侧的UX2，由于其一次绕组和电容组成并联谐振电路，也能放大中性点侧的三次谐波电压。UX1和UX2的二次电压分别反应和，经过整流滤波后即可以进行绝对值比较。图中电容、对基波起到阻波的作用，这是因为容抗和频率成反比，基波频率低，使容抗增大的缘故。零序电压保护部分由接在机端电压互感器的开口三角接线侧的三次谐波电压滤过器和零序电压元件组成。三次谐波电压的保护区约为30%，零序电压保护区约为85%，两者结合就可以保护全部的定子绕组。6.4发电机定子绕组匝间短路保护同步发电机定子绕组的匝间短路，包括同一分支匝间和同一相不同分支匝间的短路。发生匝间短路时，短路环中的电流可能很大，若不及时处理，故障处的温度升高，使绝缘损坏，很可能导致定子绕组单相接地或发展成相间短路。对于这种故障，纵差保护不能反映。因此，在发电机应装设匝间短路保护。保护动作后，断开发电机断路器和自动灭磁开关。73 发电机定子绕组匝间短路时，将在转子回路感应二次谐波电流。发电机正常对称运行时，转子电流无二次谐波成分。因此，可以利用转子二次谐波电流构成匝间短路保护。图6.3二次谐波式匝间短路保护原理图为了得到二次谐波电流，在转子回路中接入专用的电流变换器UX。匝间短路保护继电器接到NX的二次侧，它由二次谐波过滤器和电流继电器组成。为了防止外部不对称短路引起的保护误动，采用了负序功率方向闭锁元件KWH，它由负序电压滤过器、负序电流滤过器、相敏元件等组成。定子绕组匝间短路后，当转子二次谐波电流大于保护装置的启动电流时，匝间短路保护继电器动作。此时，负序功率由发电机流向系统，故KWH不动作，KWH不发出闭锁信号，从而保护无延时送出跳闸脉冲。由于负序电流取自机端电流互感器，因此在内部两相短路时，匝间短路保护继电器也动作，KWH不发出闭锁信号。此时，匝间短路保护兼作内部两相短路保护。负序电流也可取自中性点侧的电流互感器。当发电机发生外部不对称短路时，转子回路也会出现二次谐波电流，匝间短路保护继电器可能误动作，此时负叙功率由外部流向发电机，KWH动作，发出闭锁信号，是保护闭锁。负序功率方向闭锁二次谐波电流匝间短路保护，在结构上比较简单。灵敏系数较高，一般用于大型发电机组的定子绕组匝间短路保护。6.5发电机励磁回路接地保护100MW及以上的汽轮发电机应装设励磁回路一点接地保护装置（带时限动作于信号）和两点接地保护装置（带时限动作于停机）。73 励磁回路两点接地故障是一种严重的故障，因此励磁回路两点接地保护通常作用于跳闸。目前广泛采用的是励磁回路两点接地保护，是利用四臂电桥原理构成的。通常在发电机转子发生永久性一点接地时便投入工作。电桥式转子两点接地保护的原理：图6.4电桥式转子两点接地保护原理接线图电桥中，由励磁绕组的电阻Rm和附加可调电阻Ra组成桥臂。当励磁绕组的E1点接地时，E1点就将励磁绕组的电阻分成俩部分。这时，和上刀闸开关S1，按下按钮SB，调节附加可调电阻Ra的滑动臂，使毫伏表指示值为零，则电桥达到平衡状态，各臂满足下述状态：。用毫伏表调好电桥的平衡后，在合上刀闸开关S2，将电流继电器接在电桥的对角线上。由于电桥处在平衡状态，电流继电器KA中没有电流流过，故不会动作。当励磁绕组发生在E2点接地时，电桥的平衡遭到破坏，于是电流继电器流过电流。当电流大于他的动作电流值时，电流继电器就会动作。通过继电器的电流数值决定与电桥的不平衡程度。E2点离E1点越远，通过继电器的电流越大；反之，则越小。当E2点离E1点非常近，使电流小于继电器的动作电流时，继电器就不会动作。这个动作范围就是保护装置的死区。6.6发电机失磁保护发电机失磁是指发电机的励磁电流突然全部消失或部分消失。失磁的主要原因有励磁供电电源故障，励磁绕组开路或短路、自动灭磁开关误跳闸，自动励磁调节装置故障以及运行人员误操作等。73 对于容量为100MW及以上的发电机和采用半导体励磁的发电机，一般采用根据发电机失磁后定子回路参数变化的特点构成失磁。失磁保护可以根据多种原理来构成，在这里仅介绍一种根据机端测量阻抗的变化，用阻抗继电器构成的失磁保护。如下图：图6-5发电机失磁保护原理接线图图中，KZ为失磁保护的阻抗继电器。KBB为电压回路断线闭琐继电器，其作用为防止电压回路断线时，阻抗继电器误动作KBB的动断接触点和阻抗继电器的动合接触点想串联，当电压回路断线时，动断触点打开，断开保护的正电源，从而起断线闭琐作用。KT为时间继电器，时限为1-2S，是为了防止保护在系统振荡或自同步并列时误动作。第七章配电装置7.1配电装置的相关问题7.1.1配电装置的特点（1）屋内配电装置的特点是：①安全净距小并可分层布置，占地面积小；②维护、巡视和操作在室内进行；③设备受气象及外界有害气体影响较小，可减少维护工作量；73 ④建筑投资大。（2）屋外配电装置的特点基本上与屋内配电装置相反，其特点是：①安全净距大，占地面积大，但便于带电作业；②维护、巡视和操作在室外进行，受外界气象条件影响；③设备受气象及外界有害气体影响较大，运行条件较差，须加强绝缘，设备价格较高；④土建工程量和费用较少，建设周期短，扩建较方便。（3）成套配电装置的特点是：①结构紧凑，占地面积小；②运行可靠性高，维护方便；③安装工作量小，建设周期短，而且便于扩建和搬迁；④消耗钢材较多，造价较高。发电厂和变电所中，35KV及以下（特别是3～10KV）多采用屋内配电装置，而且广泛采用成套配电装置；110KV及以上多采用屋外配电装置，但110KV及220KV当有特殊要求时，如深入城市中心或处于严重污秽地区，经技术经济比较，也可采用屋内配电装置。另外，SF6全封闭组合电器也已在110KV及220KV配电装置推广应用。7.1.2配电装置的基本要求配电装置的设计必须认真贯彻国家的技术经济政策，遵循上级颁发的有关规程、规范及技术规定。（1）节约用地。配电装置少占地、不占良田和避免大量开挖土石方，是一条必须认真贯彻的重要规定。（2）保证运行可靠。应根据电力系统条件和自然环境特点，合理选择设备，合理制定布置方案，并积极慎重地采用新设备，新材料和新布置；保证各种电气的安全净距，布置整齐、清晰，各间隔之间有明显的界限。所谓间隔，是指配电装置中的一个电路（进、出线，分段、母联断路器等）的连接导线及电器所占据的范围。在装配式屋内配电装置中，是用砖、混凝土和石棉水泥板做成的分间；在成套式配电装置中，一个开关柜就是一个间隔。间隔内可根据需要分为若干个小室。屋外配电装置的间隔没有实体界限，但各间隔的区分也很明显。（3）保证人身安全和防火要求。例如有必要的保护接地、防误操作的闭锁装置、必要的标志、遮拦；有防、防爆和畜、排油措施等。73 （4）安装、运输、维护、巡视、操作和检修方便。例如要有必要的出口、通道，合理的操作位置，高处作业的措施，良好的照明条件等。（5）在保证安全前提下，布置紧凑，力求节省材料和降低造价。（6）便于分期建设和扩建。7.1.3配电装置设计基本步骤（1）选择配电装置的型式。根据电压等级、电器型式、出线多少和方式、有无电抗器、地形及环境条件等因素，选择配电装置的型式。（2）拟定配置图。即将进线、出线、母联断路器、分段断路器、厂用变压器、互感器、避雷器等合理分配于各间隔，并表示出导线和电器在个间隔或小室中的轮廓，但不要求按比例尺寸绘制。配置图主要用来分析配电装置的布置方案和统计所用的主要设备。（3）设计配电装置的平面图和断面图。平面图是表示配电装置的各间隔、电器、通道、出口等的平面布置轮廓。断面图是沿配电装置纵向（进出线方向）的断面侧视图，它表示配电装置电路中各设备的相互连接及具体布置。7.2屋内配电装置7.2.1屋内配电装置布置形式（1）三层式：是把所有的电气设备分别布置在三层（三层、二层、底层）中。它适用于6～10KV出线带电抗器的情况，其中断路器、电抗器分别布置在二层和底层。其优点是安全、可靠性高，占地面积小；缺点是结构复杂，施工时间长，造价高，运行、检修不大方便。（2）二层式：是把所有的电气设备分别布置在两层（二层、底层）中。它适用于6～10KV出线带电抗器及35～220KV的情况，其中前者是将断路器和电抗器都布置在底层。与三层式比较，二层式的优点是造价较低，运行、检修较方便；缺点是占地面积有所增加。（3）单层式：是把所有的电气设备都布置在底层。它适用于6～10KV出线无电抗器及35～220KV情况。单层式的优点是结构简单，施工时间短，造价低，运行、检修方便，如容量不太大，通常可采用成套开关柜；缺点是占地面积大。7.2.2屋内配电装置图73 图7-1屋内配电装置图设计配置图时应注意以下几点：（1）同一回路的设备应布置在同一间隔内，以保证检修安全和限制故障范围；（2）较重的设备（如电抗器）布置在下层，以减轻楼板负重和便于安装；（3）尽量将电源布置在相应段的中部，使母线截面通过的电流较小；（4）充分利用间隔的位置，以节省投资；（5）布置对称，便于操作；（6）方便扩建。7.3屋外配电装置根据电器和母线布置的高度，屋外配电装置可分为中型、高型和半高型三类。其中，中型配电装置又分为普通中型和分相中型两类。本次设计应用的是220KV、双母线带旁路、合并母线架、断路器单列布置的配电装置。7.3.1屋外配电装置图及相关说明73 1、2－母线；3、4、7、8－隔离开关；5－少油断路器；6－电流互感器；9－旁路母线；10－阻波器；11－耦合电容器；12－避雷器；13－中央门形架；14－出线门形架；15－支持绝缘子；16－悬式绝缘子窜；17－母线构架；18－架空地线图7-2屋外配电装置图普通中型布置的特点是布置比较清晰，不以误操作，运行可靠，施工和维修都比较方便，构架高度较低，抗震性能好，所用钢材少，造价较低，但占地面积大。结论本次设计已经完成了所要求的所有内容，即对电气主接线和厂用电接线的设计、短路计算、设备的选择与校验、发电机保护、还有配电装置的叙述。其中电气主接线设计为：2×100+4×300MW发电机接220KV电压端，为使其满足电气主接线的要求及经济方面的要求,采用了双母线带旁接线。厂用电接线设计为73 ：厂用电由主变压器低压侧引接，供给本机组的厂用负荷。本次设计为六台发电机，所以选择六台变压器，且配备二台高压启动备用变，供六台发电机备用。作出短路计算结果表、主接线设计图和本厂电气设备的选择和校验。在这次设计中我学到了很多以前在课本里体会不到的东西，并且更好的把以前学过的知识巩固了一遍，特别是对新知识的学习，了解和掌握了目前大型发电厂的基本概况，加深了对理论知识的掌握，并在实践中能够很好的运用。参考文献[1]姚春球.发电厂电气部分.中国电力出版社.2004：236--270[2]黄纯华.发电厂电气部分课程设计参考资料.中国电力出版社.2001：全书[3]傅知兰.电力系统电气设备选择与实用计算.中国电力出版社.2004：134--356[4]电力工业部西北电力设计院.电力工程电气设备手册73 电气一次部分.中国电力出版社.1989：230--468[5]电力工程设计200例.中国电力出版社.2003：23--486[6]张明君，弭洪涛.电力系统微机保护.冶金工业出版社.2003：15--46[7]B.A.Amora、AssessmentoftheEffectsofWindFarmsCommectedinaPowerSystem、IEEETransactionsonPowerApparatusandSystems、2000、September[8]A.Bossanyi.Adaptivepitchcontrolfora250kwWindTurbine,Proc.BritishWindEnergyConference、1986：85--92[9]RL.stoll,GChenandN.pillingcomparisonoftwosimplehigh-frequencyearthingelectradesIEEEProceedingsGenerationTransmisson&Distributionvolume(5)number2March2004：135--14973'