4215;300MW发电厂第二期工程电气部分初步设计书.doc

4300MW发电厂第二期工程电气部分初步设计书第1章 发电机和主变压器的选择1.1发电机的选择发电机的选择原则：根据发的容量和出口电压来选择发电机的型号，并据此确定发电机的额定容量、额定电流、功率因数、超瞬变电抗等参数.本厂计划安装四台300MW凝汽式火力发电机组，共分两期工程，共装设四台机组。第一期工程装设两台N3002型发电机组，额定容量353MW，额定功率为300MW,COS0.85，额定电压20KV，。本期与第一期相同。1.2主变压器的选择1.2.1主变压器与发电机的连接形式本厂单机容量为300MW，据规程，200MW及以上大机组一般都采用与双绕组变压器组成的单元接线而不与三绕组变压器组成单元接线。1.2.2发电厂主变压器容量和台数的确定1.具有发电机电压母线接线的主变压器连接在发电机电压母线与系统之间的主变压器容量，应按下列条件计算：(1)当发电机电压母线上负荷最小时，能将发电机电压母线上的剩余有功和元功容量送入系统，但不考虑稀有的最小负荷情况。(2)当发电机电压母线上最大一台发电机组停用时，能由系统供给了电机电压的最荷。在电厂分期建设中，在事故断开最大一台发电机组的情况下，通过变压器向系统取得电能时，可考虑变压器的允许过负荷和限制非重要负荷。(3)根据系统经济运行的要求（如充分利用丰水季节的水能），而限制本厂输出功率时，能供给发电机电压的最大负荷。(4)按上述条件计算时，应考虑负荷曲线的变化和逐年负荷的发展。特别应注意发电厂初期运行，当发电机电压母线负荷不大时，能将发电机电压母线上的剩余容量送入系统。(5)发电机电压母线与系统连接的变压器一般为两台。对主要向发电机电压供电的地方电厂，而系统电源仅作为备用，则允许只装设一台主变压器作为发电厂与系统间的联络。对小型发电厂，接在发电机电压母线上的主变压器宜设置一台。对装设两台变压器的发电厂，当其中一台主变压器退出运行时，另一台变压器应能承担70%的容量。2.单元接线的主变压器发电机与主变压器为单元连接时，主变压器的容量可按下列条件中的较大者选择：(1) 按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度。(2 )按发电机的最大连续输出容量扣除本机组的厂用负荷。3.连接两种升高电压母线的联络变压器(1)满足两种电压网络在各种不同运行方式下，网络间的有功功率和无功功率的交换。(2)其容量一般不小于接在两种电压母线上最大一台机组的容量，以保证最大一台机组故障或检修时，通过联络变压器来满足本侧负荷的要求；同时也可在线路检修或故障时，通过联络变压器将其剩余容量送入另一系统。(3)为了布置和引接线的方便，联络变压器一般装设一台，最多不超过两台。(4)联络变压器的一般采用自耦变压器。在按上述原则选择容量时，要注意低压侧接有大量无功设备的情况，必须全面考虑有功功率和无功功率的交换，以免限制自耦变压器容量的的充分利用。1.2.3变压器型式的选择1.相数的选择主变压器采用三相或是单相，主要考虑主变压器的制造条件，可靠性要求及运输条件因素。在330KV及以下电力系统中，一般都选用三相变压器。因为单相变压器绕组相对来讲投资大、占地多、运输损耗出较大，同时配电装置结构复杂，增加了维修工作量。但是由于变压器的制造条件和运输条件的限制，特别是大型变压器，尤其需考虑其运输可能性，从制造厂到发电厂(或变电所)之间，变压器尺寸是否超过运输途中隧道、涵洞、桥洞的允许通过限额，变压器重量是否超过运输途中车辆、船舶、码头、桥梁等运输工具或设施的允许承载能力。若受到限制时，则宜选用两台小容量的在相变压器取代一台大容量的三相变压器，或者选用单相变压器组。对500KV及以上电力系统中的主变压器相数的选择，除按容量、制造水平、运输条件确定外，更重要的是考虑负荷和系统情况，保证供电可靠性，进行综合分析，在满足技术、经济的条件下来确定选用单相变压器还是三相变压器。2.绕组数的确定国内电力系统中采用的变压器按其绕组数分类有双绕组普通式、自耦式以及低压绕组分裂等型式变压器，发电厂如以两种升高电压级向用户供电或与系统连接时，可以采用二台双绕组变压器或三绕组变压器，亦可选用自耦变压器。一般是当最大机组为125MW及以下的发电厂多采用三绕组变压器，因为一台三绕组变压器的价格及所使用的控制电路和辅助设备，与相应的两台双绕组变压器相比都较少。但三绕组变压器的每个绕组通过容量应达到该变压器额定容量的15%及以上，反而不如选用两台比绕组变压器合理。对于最大机组为200MW以上的发电厂，由于机组容量大，额定电流及短路电流都甚大，发电机出口断路器制造困难，价格昂贵，且对供电可靠性要求较高，所以，一般在发电机回路及厂用分支回路均采用分相封闭母线。而封闭母线回路中一般不装设断路器和隔离开关。况且，三绕组变压器由于制造上的原因，中压侧不留分接头，只作死抽头，不利于高、中压侧的调压和负荷分配。为此一般以采用双绕组变压器和联络变压器更为合理。其联络变压器宜选用三绕组变压器，低压绕组可作为厂用备用电源或厂用启动电源，亦可连接无功补偿装置。当采用扩大单元接线时，应优先选用低压分裂绕组变压器，这样，可以大大限制短路电流。在110KV及以上中性点直接接地系统中，凡需选用三绕组变压器的场所，均可优先选用自耦变压器，它损耗小、体积小、效率高，但限制短路电流的效果较差，变比不宜过大。3.绕组接线的组别的确定变压器三相绕组的接线组别小，必须和系统电压相位一致，否则，不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有星形“Y”和三角形“D”两种。因此变压器三相绕组的连接方式 应根据具体工程来确定。我国110KV及以上电压变压器三相绕组都采用“YN”连接；35KV采用“Y”连接，其中性点多通过消弧线圈接地；35KV以下高压电压，变压器三相绕组都采用“D”连接。第2章 电气主接线的设计2.1总则电气主接线发电厂、变电站设计的主体。采用何种主接线形式，与电力系统原始资料，发电厂、变电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性要求等密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定都有较大影响。因此，主接线的设计必须根据电力系统、发电厂或变电站的具体情况，全面分析，正确处理好各方面的关系，通过技术经济比较，合理地选择主接线方案。1.电气主接线的设计原则以下达的任务书为依据，根据国家现行的“安全可靠、经济适用、符合国情”的电力建设与发展的方针，严格按照技术规定和标准，结合工程实际的具体特点，准确地掌握原始资料，保证设计方案的可靠性、灵活性和经济性。2.电气主接线的设计步骤(1) 原始资料分析。(2) 对拟定的各方案进行技术、经济比较，选出最好的方案。(3) 绘制电气主接线图。3.对主接线设计的基本要求(1)可靠； 为了向用户供应持续、优质的电力，主接线必须满足这一可靠性的要求。1）断路器检修时，不宜影响对系统的供电。2）断路器母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电。3）尽量避免发电厂、变电所全部停运的可能性。4）大机组超高压主接线应满足可靠性的特殊要求。(2)灵活性：在调度时，可以灵活地投入和切除发电机、变压器和线路等元件，合理调配电源和负荷。在检修时，可以方便停运断路器、母线及二次设备，并方便地设置安全措施，不影响电网的正常运行和对其他用户的供电。(3)经济性：1）投资省2）占地面积小3）电能损耗小4）发展性大2.2大型电厂的电气主接线大型电厂一般指总容量为1000MW及以上、单机容量为200MW及以上，其接线的特点(1)采用简单可靠的单元接线方式。有发电机变压器单元接线、扩大单元接线和发电机变压器线路单元接线等，直接入高压或超高压配电装置。(2)大型电厂的所有发电机变压器单元有部分接入超高压配电装置、部分接入220KV配电装置；也有全部接入超高压配电装置的。2.2.1发电机变压器组单元接线200MW及以上大机组一般都采用与双绕组变压器组成单元接线而不与三绕组变压器组成单元接线，当发电厂具有两种升高的电压等级时，则装设联络变压器。大机组要求避免在出口处发生短路，除采用安全可靠的分相封闭母线外，主回路力求简单，尽量不装设断路器和隔离开关。而采用双绕组变压器时，就可不装出口断路器和隔离开关。2.2.2主变压器和发电机中性点接地方式1.主变压器中性点接地方式(1)主变在110500KV侧采用中性点直接接地方式。(2)主变在663KV侧采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式。2.发电机中性点接地方式(1)发电机中性点采用非直接接地方式。(2)300MW发电机组采用发电机中性点经高电阻接地方式。2.2.3母线接线本厂500KV出线最终为2回，故选择的电气主接线方案为：双母线带旁路或一台半断路器接线。方案一：双母线带旁路 方案二：一台半断路器接线 图2.1双母线带旁路 图2.2 一台半断路器接线表2.1方案比较项目双母线带旁路一台半断路器接线优点比较可靠性通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。进出线断路器检修时，由专用旁路断路器代替，通过旁路母线供电，对双母线的运行没有影响。每一回路由两台断路器供电，发生母线故障时，只跳开与此母线相连的所有断路器，任何回路不停电，在检修和故障相重合的情况下，停运的回路不超过两回。灵活性各个电源和各回路负荷可以任意分到某一组母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。1.为多环形供电，调度灵活。但停运一个回路需操作两台断路器，母线故障时，接线内潮流变化大。2.隔离开关要作为操作电器，当改变运行方式和处理事故时，需进行倒闸操作。经济性当出线为7回以下时，双母线分段带旁路投资比一台半断路器接线投资大。缺点比较当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。为了避免隔离开关误操作，需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。1.由于一个回路连接着两台断路器，一台中间断路器连接着两个回路，使继电保护及二次回路复杂。2.此接线虽然可靠性高，但占地造价高，为解决继电保护校验问题，保护必须双重化。因此，从综合情况下考虑，当2回出线时，一般不宜在500KV配电装置中采用双母线带旁路接线，所以采用一台半断路器接线。 第3章 厂用电接线3.1厂用电接线设计原则厂用电系统应具有调度的供电可靠性和灵活性。无论在机组起动、正常运行、正常停机和事故停机时，或在电力系统的某些部分发生短路的过渡状态下，或是由于机组热机部分缺陷造成机组解列，以及当电力系统频率与电压波动的情况下，均能可靠地向需要运行的厂用设备供电。为此，厂用电接线应满足以下几点：1.按机组自成系统，大机组尤应如此。每台机组的厂用电系统能在规定电压变化范围内工作，不受外部电力系统故障干扰，一台机组的故障、停运或其辅助设备的电气故障，不应影响另一台机组的正常运行。2.保证在厂用工作电源故障、机组起动和停运过程中必需的厂用机械的供电，一般应配置备用电源或起动电源。在机组起动、停运和事故时的切换操作要少，并能与工作电源短时并列（选择厂用工作变压器和厂用备用变压器绕组连接方式时，应计及此）。3.在满足机组安全运行的前提下，设置数量少的厂用变压器和厂用母线段，使接线简单明了和操作方便。4.充分考虑分期建设与连续施工过程中厂用电系统的运行方式。5.合理配置厂用电系统的继电保护装置，正确选择保护装置的和备用电源自投装置的动作时间，使能迅速切除故障元件，保护人身和设备安全，缩小故障影响，提高厂用电系统的安全水平。6.配备足够容量的交流事故保安电源，当厂用工作电源和备用电源均失效时，能够快速起动和自动投入。7.配备电能质量指标符合热工负荷要求的交流不间断供电装置。注：6 7两条适用于200MW及以上容量的火力发电机组。3.2厂用电供电电压等级的确定实践经验表明：对于火电厂，当发电机容量在60MW及以下，发电机电压为10.5KV时，可采用3KV作为厂用高压电压；当容量在100300MW时，宜选用6KV作为厂用高压电压；当容量在300MW以上时，若技术经济合理，可采用两种高压厂用电压，即3KV和10KV两段电压。3.3厂用电源的引接3.3.1高压厂用工作电源的引接当发电机与主变压器成单元连接机组时，根据上述原则引接各自的高压厂用工作电源。300MW机组多采用高压厂用工作电源由主变压器低压侧引接，采用分裂绕组变压器。3.3.2低压厂用工作电源引接(1)低压厂用变压器一般由高压厂用母线段上引接。当无高压厂用母线时，可从发电机电压主母线或发电机出口引接。(2)按炉分段的低压厂用母线，其工作变压器应由对应的高压厂用母线段供电。3.3.3备用电源引接方式表3.1备用电源的数量电厂类别高压厂用备用电源低压厂用备用电源一般电厂与第6个工作电源同时设置第2个备用电源与第8台低压厂用工作变压器同时设置第2个备用电源300MW机组3台机组及以下设1个，超过3台时，每2台设1个起动备用电源每台机组设1台备用变压器，或采用两台变压器互为备用的方式。(2)高压厂用备用电源的引接方式发电机与主变压器成单元连接时，厂内有两级升高电压母线，备用电源应由与系统有联系的最低电压级母线引出。对于仅有500KV母线的电厂高压厂用备用电源可从厂外较低电压电网上引接。(3)低压厂用备用电源引接方式低压厂用备用变压器应避免与需要由它充当备用电源的低压厂用工作变压器接在同一段高压母线上，否则当该高压母线段故障或停电时，低压备用变压器也将失去电源。发电机电压母线上的馈线不带电抗器时，低压厂用备用变压器可由该母线引接，但也应满足上述要求。经过以上分析，本设计厂用接线采用单母线分段的接线方式。图3.1 单母线分段的接线方式第4章 短路电流的计算4.1短路电流计算的主要目的(1)电气主接线的比较与选择。(2)选择断路器等设备，或对这些设备提出技术要求。(3)为继电保护的设计以及调试提供依据。(4)评价确定网络方案，研究限制短路电流的措施。(5)分析计算送电线路对通讯设施的影响。4.2短路电流计算一般规定4.2.1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。4.2.2接线方式计算短路电流所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线（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。4.2.3计算容量应按工程设计的规划容量计算，并考虑电力系统的远景规划，一般取工程建成后的510年。4.2.4短路种类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及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路情况严重时，则应按严重情况进行校验。因为本设计为2300MW发电厂设计，由规程可知，200MW及以上机组出口为封闭母线与变压器相连，不装设断路器，故不可能发生短路。而线路发生短路情况，只有三相短路时短路电流最大， 所以只计算三相短路即可。4.2.5短路计算点在正常接线方式时，通过设备的短路电流最大的地点，称为短路计算点。对于带电抗器的610KV出线与厂用分支线回路，在选择母线至母线隔离开关之间隔板前的引线；套管时短路计算点应选在套管前。选择其余的导体和电器时，短路计算点一般取在电抗器后。4.2.6短路计算方法在工程设计中，短路电流计算均采用实用计算法，是指在一定的假条件下计算出短路电流的各个分量，而不是用微分方程去求解短路电流的完整表达式。计算法中有分布系数法与星网变换法，本设计采用分布系数法，即如图： 图4.1分布系数法 n个支路 （4.1） （4.2） （4.3 (4.4)（1）将转移电抗按各相应的等值发电机的容量进行归算，便得到各等值发电机对短路点的计算电抗：（i=1,2,g） (4.5)式中为i台等值发电机的额定容量之和。（2）由，分别根据适当的计算曲线找出指定时刻t各等值发电机提供的短路周期电流的标幺值。计算曲线只作到3.45为止，当3.45时，可以近似地认为短路周期电流的幅值已不随时间而变，直接按下式计算即可： (4.6)（3）网络中无限大功率电源供给的短路周期电流是不衰减的，并由下式确定： (4.7)（4）计算短路电流周期分量的有名值第i台等值发电机提供的短路电流为： (4.8)无限大功率电源提供的短路电流为： (4.9)短路点周期电流的有名值为： (4.10)式中: 应取短路处电压级的平均额定电压；为归算到短路处电压级的第i台等值发电机的额定电流；对应于所选基准功率在短路处电压级的基准电流。(5)冲击电流的计算三相短路发生后的半个周期（t=0.01s）短路电流的瞬时值达最大，称为冲击电流ich其值近似计算为： (4.11)发电机变压器与系统之间： (4.12)4.3计算步骤(1)选择计算短路点。(2)绘出等值网络（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等值网络，并求出各电源与短路点之间的电抗。(4)求出计算电抗。(5)由运算曲线查出各电源供给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有名值和短路容量。(8)计算短路电流冲击值。(9)计算异步电机供给的短路电流。(10)绘制短路电流计算结果表。第5章 电气设备选择5.1电气设备选择总则电器选择的一般条件：1.按正常工作条件选择电器（1）额定电压和最高工作电压电器所在电网的运行电压因调压或负荷的变化，常高于电网的额定电压，故所选电器允许最高工作电压U，即UUsm。一般电器允许的最高工作电压：当额定电压在220KV及以下时为1.15UN；额定电压为330500KV时为1.1UN；而实际电网的最高运行电压Usm一般不超过1.1UNS，因此在选择电器时，一般可按照电器的额定电压UN不低于装置地点电网额定电压UNS的条件选择，发即UN UNS。（2）额定电流电器的额定电流IN是指在额定周围环境温度o下，电器的长期允许电流。IN应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流Imax,即INImax。由于发电机、调相机和变压器在电压降低5%时，出力保持不变，故其相应回路的Imax为发电机调相机或变压器的额定电流的1.05倍；若变压器有过负荷运行时，Imax应按过负荷确定(1.32)倍变压器额定电流)；母联断路器回路一般可取母线上最大一台发电机或变压器的Imax；母线分段电抗器的Imax应为母线上最大一台发电机跳闸时，保证该段母线负荷所需的电流，或最大一台发电机额定电流的50%80%；出线回路的Imax除考虑正常负荷电流(包括线路损耗)外，还应考虑事故时由其它回路转移过来的负荷。2.按短路情况校验（1）短路热稳定校验短路电流通过电器时，器各部件温度（或发热效应）应不超过允许值。满足热稳定的条件为: （5.1）式中:短路电流产生的热效应；电器允许通过的热稳定电流和时间（2）电动力稳定校验电动力稳定是电器承受短路电流机械效应的能力，亦称动稳定，满足动稳定的条件为：或式中： 短路冲击电流幅值及其有效值；、电器允许通过的动稳定电流的幅值及其有效值。下列几种情况可不效验热稳定或动稳定：1)用熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，故可不验算热稳定。2)采用有限泳流电阻的熔断器保护的设备，可不校验动稳定；3)装设在电压互感器回路中的裸导体和电器可不验算动、热稳定。（3）短路电流计算条件 为使所选电器具有足够的可靠性、经济性和性，并在一定时期内适应电力系统发展的需要，作验算用的短路电流应按下列条件确定。1)容量和接线按本工程设计最终容量计算。并考虑电力系统远景规化其接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线方式。2)短路种类、一般按三相短路验算，若其它种类短路较三相短路严重时，则应按最严重的情况验算。3)计算短路点，选择通过电器的短路电流为最大的那些点为短路计算点。（4）短路计算时间校验电器的热稳定和开断能力时，还必须合理地确定短路计算时间验算热稳定的计算时间为继电保护动作时间和相应断路器的全开断时间之和。即：而式中：断路全开断时间；后备保护动作时间；断路器固有分闸时间；断路器开断时电弧持续时间，对少油断路器为0.040.06s和压缩空气断路器约为0.020.04s。5.2高压断路器的选择高压断路器种类和型式的选择： 按照断路器采用的灭弧介质和灭弧方式，一般可分为：多油式断路器、少油式断路器、压缩空气高压断路器、SF6断路器、真空断路器等。 高压断路器的操动机构，大多数是由制造厂配套供应，公部分少油式断路器有电磁式。弹簧式或液压式等几种型式的操动机构可供选择。一般电磁式操动机构需配专的直流合闸电源，但其结构加工精度要求较高。操动机构的型式，可根据安装调试方便和运行可靠性进行选择。1、额定电压选择 (5.2)2、额定电流选择 (5.3)3.开断电流选择 压断路器的额定开断电流,不应小于实际开断瞬间的短路电周期分量,即。当断路器的较系统短路电流大很多时，为了简化计算，出可以用次暂态电流进行选择，即。 一般断路器开断单相短路的能力比开断三相短路要大，国外研究结果表明，约大15%，但国内尚无正式数据，如单相短路电流大于三相短路电流时，暂以单相短路为选择条件。我国生产的高压断路器，由于开断时间较长(0.1s)，短路电流非周期分量幅值20%的要求。对于使用快速保护和高速断路器者，其开断时间小于0.1s，当在电源附近短路时，短路电流的非周期分量可能超过周期分量的20%，因此需要进行验算。短路电流IK为: IK= (5.4)式中：Ipt-开断瞬间短路电流周期分量有效值，当开断时间小于0.1s时，Ipt(A) tbr-开断计算时间(S) Ta-非周期分量衰减时间常数Ta=(rd)其中，-电源至短路点的等效总电抗和总电阻。 如计算结果非周期分量超过20%以上时，订货时应向制造部门提出要求。装有自动重合闸装置的断路器，当操作循环符合厂家规定时，其额定开断电流不变。4、短路关合电流的选择 在断路器合闸之前，若线路上已存在故障，则在断路器合闸过程中，动、静触头间在未接触时即有巨大的短路电流通过(预击穿)，更容易发生触头熔焊和遭受电动力的损坏。且断路器在关合短路电流时，不可避免地在接通后又自动跳闸，此时还要求能够切断短路电流，因此，额定关合电流是断路器重要参数之一。为了保证断路器在关全短路时的安全，断路器的额定关合电流iNC1不应小于短路电流最大冲击值ish,即：iNC1ish5.热稳定校验 (5.5)6.动稳定校验 (5.6)5.3隔离开关的选择隔离开关种类和型式的选择隔离开关的型式较多，按安装地点不同，可分为屋内式和屋外式，按绝缘支柱数目又可分为单柱式、双柱式和三柱式。它对配电装置的布置和占地面积有很大影响，选型时应根据配电装置特点和使用要求以及技术经济条件来确定。1.额定电压选择 (5.7)2.额定电流选择 (5.8)3.热稳定校验 (5.9)4.动稳定校验 (5.10)5.4电流互感器的选择5.4.1一次回路额定电压和电流的选择电流互感器一次回路额定电压和电流应满足：， (5.11)式中、为电流互感器一次额定电压和电流为了确保所供仪表的准确度，互感器的一次侧额定电流应尽可能与最大工作电流接近。5.4.2二次额定电流的选择电流互感器的二次额定电流有5A和1A两种，般弱电系统用1A,强电系统用5A。当配电装置(例如超高压)距离控制室较远时，为能使电流互感器能多带二次负荷或减小电缆截面，提高准确级，应尽量采用1A。5.4.3电流互感器种类和型式的选择在选择互感器时，应根据安装地点(如屋内、屋外)和安装方式(如穿墙式、支持式、装入式等)选择其型式。选用母线型时应注意校核窗口尺寸。5.4.4电流互感器准确级和额定容量的选择 为了保证测量仪表的准确度，互感器的准确级不得不低于所供测量仪表的准确级。当所供仪表要求不同准确级时，应按相应最高级别来确定电流互感器的准确级。为了保证互感器的准确级，互感器二次侧所接负荷S2应不大于该准确级所规定的额定容量，即 (5.12)5.4.5热稳定和动稳定校验电流互感器的热稳定校验只对本身带有一次回路导体的电流互感器进行。电流互感器热稳定能力常以1S允许通过的热稳定电流It或一次侧的额定电流IN1的倍数Kt来表示，故热稳定应按下式校验(t=1) (5.13)电流互感器内部动稳定能力常以允许通过的动稳定电流ies或一次额定电流最大值(IN1)的倍数Kes动稳定电流倍数表示，故内部动稳定可用下式校验iesish或IN1Kesish.由于邻相之间电流的相互作用，使电流互感器绝缘瓷帽上受到外力的作用，因此，对于瓷绝缘型电流互感器校验套管的机械强度。瓷套管的作用力可由一般电动力公式计算，故外部动稳定应满足 (5.14) 式中: 作用于电流互感器瓷帽端部的允许力。 电流互感器出线端至最近一个母线支柱绝缘子之间的跨距。 系数0.5表示互感器瓷套端部承受该跨电动力的一半。5.5电压互感器的选择5.5.1一次回路电压的选择为了确保电压互感器的安全和在规定的准确等级下运行，电压互感器一次绕组所接电网电压UNS应在(0.81.2) UN1范围内变动，即应满足下列条件：0.8 UN1UNS1.2UN1 (5.15)5.5.2二次回路电压的选择电压互感器的二次侧额定电压应满足保护和测量使用标准仪表的要求。5.5.3种类和型式的选择220kV及以上配电装置，当容量和准确度等级要求时，一般采用电容式电压互感器5.5.4容量和准确级选择首先根据仪表和继电器接线要求选择电压互感器的接线方式，并尽可能将负荷均匀分布在各相上，然后计算各相负荷大小，按照所接仪表的准确级和容量选择互感器的准确级和额定容量。5.5.5电压互感器的配置（1）电压互感器的数量和配置与主接线方式有关，并满足测量、保护、同期和自动装置的要求。电压互感器的配置应能保证在运行方式改变时，保护装置不能失压，同期点的两侧都能提取到电压。（2）6220KV电压等级的每组母线的三相上应装设电压互感器。（3）当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器。（4）发电机出口一般装设两组电压互感器，供测量、保护和自动电压调整装置需要。（5）500KV电压互感器按下述原则配置：对双母线接线，宜在每回出线和每组母线的三相上装设电压互感器。对一台半断路器接线，应在每回出线的三相上装设电压互感器；在主变压器进线和每组母线上，应根据继电保护装置，自动装置和测量仪表的要求，在一相或三相上装设电压互感器。5.6裸导体的选择裸导体一般按下列各项选择和校验：(1)导体材料、类型和敷设方式(2)导体截面(3)电晕(4)热稳定(5)动稳定(6)共振频率5.6.1导体材料、类型和敷设方式常用导体材料有铜、铝和铝合金。因为铜价格高，因此只用在持续工作电流大且出线位置特别狭窄或对铝有严重腐蚀而对铜腐蚀较轻的场所。因为铝价廉，一般采用或铝合金材料作为导体材料。常用的硬导体截面有矩形、槽形和管形。矩形导体散热条件较好，便于固定和连接，但集肤效应较大。为避免集肤效应系数过大，单条矩形截面最大不超过1250mm。当工作电流超过最大截面单条导体允许截流量时，可将24条矩形导体并列使用，4条并列一般避免。矩形导体一般只用于35KV及以下，电流在4000A及以下的配电装置中。槽形导体机械强度好，载流量大，集肤效应系数小，用于40008000A的配电装置中。管形导体集肤效应系数小、机械强度高、管内可以通水或通风，因此，可用于8000A以上的大电流母线。此外，圆管表面光滑，电晕放电电压高，可用在110KV及以上的配电装置中。矩形导体三相水平布置，导体竖放散热好，载流量大，机械强度差，导体平放与之相反。配电装置多采用三相垂直布置，导体坚放，综合二者优点。常用软导线有钢芯铝绞线。组合导线、分裂导线和扩径导线，后者多用于330KV及以上配电装置。5.6.2导体截面选择导体截面可按长期发热允许电流或经济电流密度选择。(1)按导体长期发热允许电流选择： (5.16) 式中：导体所在回路中最大持续工作电流。在额定环境温度时导体允许电流。修正系数，当导体允许最高温度为70和不计日照时： (5.17)其中：导体长期发热允许最高温度。、导体额定环境温度和安装地点实际环境温度。(2)当年负荷利用小时数大，传输容量大，长度在20m以上的导体，按经济电流密度选择。 (5.18) 式中：正常工作时的最大持续工作电流。最大利用小时数，对应的经济电流密度。5.6.3电晕电压校验裸导体的临界电压应大于最高工作电压即。5.6.4热稳定校验计及集肤效应系数的影响，得由热稳定决定的导体最小截面为: (5.19) 式中： 热稳定系数所选截面应大于等于。5.6.5硬导体的动稳定校验矩形导体应力计算包括单条矩形和多条矩形两种(1)单条矩形导体所受的最大弯矩为： (5.20)式中：单位长度导体上所受相间电动力 (5.21)导体支柱绝缘子间的跨距（m） 当跨距数为2时 (5.22) 导体最大相间计算应力 (5.23) (5.24) W导体对垂直于作用力方向轴的截面系数。 (5.25) 导体材料允许应力设计中常根据材料最大允许应力来确定绝缘子间最大允许跨距：（m） (5.26)(2)多条矩形母线中最大机械应力由相间应力和同相条间应力叠加而成。 (5.27) 由于同相条间距离很近，条间作用力大，为了减少，条间通常设有衬垫，衬垫间允许的最大跨距临界跨距 (5.28) 式中:b.h矩形导体的宽和高（m） 系数，铜：双条为1774，三条为1355；铝：双条为1003，三条为1197。所选衬垫跨距应满足 边条导体所受弯矩 (Nm) (5.29) 条间作用应力 ()或 (5.30)若多条组成母线的最大应力母线满足动稳定要求。简化计算： (5.31)若所取的则导体满足动稳定要求。第6章 高压配电装置6.1设计原则高压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，并根据电力系统条件、自然环境特点和运行检修、施工方面的要求，合理制定布置方案和选用设备，积极慎重地采用新布置、新设备、新材料、新结构，使配电装置设计不断创新，做到技术先进、经济合理、运行可靠、维护方便。火力发电厂及变电所的配电装置型式选择选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜，节约用地，并结合运行、检修和安装要求，通过技术经济比较予以确定。在确定配电装置型式时，必须满足下列四点要求。(1)用地(2)安全和操作巡视方便(3)检修和安装方便(4)节省三材，降低造价6.2设计要求(1)要求(2)运行和检修的要求(3)允许标准及限制措施(4)应的场强水平和限制措施(5)线电干扰的特性和控制6.3配电装置型式选择应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜，节约用地，并结合运行及检修要求，通过技术经济比较确定。一般情况下，在大中型发电厂和变电所中，35KV及以下的配电装置宜采用屋内式；110KV及以上多为屋外式。当在污秽地区或市区建110KV屋内和屋外配电装置的造价相近时，宜采用屋内型，在上述地区若技术经济合理时，220KV配电装置也可采用屋内型。6.4 500KV配电装置布置及结构特点采用软母线配单柱式隔离开关的分相中型布置。通过双分裂软母线配GW6型双柱式隔离开关的合闸式试验，证明当导线承受风速20Mm/s时的风力及相应于40KA短路电流的电动力作用时，单相隔离开关能保证可靠的合闸，而且显著的压缩配电装置的纵向尺寸。此外，采用敏感式组合电器，也可起到节约用地的作用。（1）一台半断路器三列式布置：1)线布置在两端，中间三个断路器排成三列；2)断路器上方没有架空软导线，设备检修较有利；3)与断路器不对应，分区性差。（2）一台半断路器平环布置：1)母线相临布置，中间联络断路器横列布置，形成一个“环”；2)断路器上方没有架空软导线，设备检修最有利；3)装置结构简单。（3）一台半断路器单列布置：1)母线分开布置，利用上层斜拉导线将三个布置在一列的断路器连接成串；2)断路器上方都有架空软导线，设备检修条件交差；3)装置结构最简单。本厂采用一台半断路器三列式布置。 第7章 继电保护和安全自动装置7.1总则1.本规程为电力系统继电保护和安全自动装置科研、设计、制造、施工和运行等有关部门共同遵守的基本原则2.本规程适用于1KV及以上电力系统中电力设备和线路的继电保护和自动装置3.继电保护和安全自动壮志应付和可靠性、选择性、灵敏性和速动性。当确定其配置和构成方案时，应综合考虑以下几个方面。（1）电力设备和电力网的机构特点和运行特点（2）故障出现的概率和可能造成的后果（3）电力系统的近期发展情况（4）经济上的合理性（5）国内和国外的成熟经验4.继电保护和安全自动装置是电力系统的重要组成部分。确定电力网结构、 厂站主接线盒运行方式时，必须与继电保护和安全自动装置的配置统筹考虑，合理安排。继电保护和安全自动装置的配置方式，要满足电力网机构和厂站主接线的要求，并考虑电力网和厂站运行方式的灵活性。对导致继电保护和安全自动装置不能保证电力系统安全运行的电力网机构形式，厂站主接线形势、变压器接线方式和运行方式，宜根据继电保护和安全自动装置的要求，限制使用，或辅以适当的措施。5.应根据审定的电力系统设计或审定的系统接线图及要求，进行继电保护。7.2保护和安全自动装置系统设计为便于运行管理和有利于性能配合，统一电力网或同一厂站的继电保护和安全自动装置的形式，不宜品种过多。一般规定：1.电力系统中的电力设备和线路，应装设短路故障和异常运行保护装置，电力设备中和线路的保护应有助保护和后备保护，必要时可在增设辅助保护。电力系统和线路的保护拥有主保护和后备保护，必要时可在增设辅助保护。（1）主保护：满足系统稳定及设计安全要求，有选择的切除被保护设备和全线路故障的保护。（2）后备保护：主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护。后备保护可分为远后备和近后备两种方式。远后备：当主保护或断路器拒动时，有相邻电力设备或线路的保护实现后备。近后备：当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护实现后备，当断路器拒动时有短路失灵保护实现后备。（3）辅助保护：为补充主保护和后备保护的不足而增设的简单接线。2.继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性要求（1）可靠性是指保护该动作时应可靠动作不该动作时应可靠不动作。（2）选择性是首先由故障设备或线路的保护切除故障，当故障设备或线路的保护或断路器拒动时，应由相邻设备或线路的保护切除故障。（3）灵敏性是指在被保护设备或线路范围内故障是保护装置应具有必要的灵敏系数。（4）速动性是指保护装置应能尽快地切除断路故障其目的是提高系统稳定性限制。3.制定保护配置方案时，对稀有故障，根据对电网影响程度和后果应采取相应措施，使保护能按要求切除故障，对两种故障同时出现的稀有情况仅保证切除故障。4.在配置各类保护装置的电流互感器二次线圈时应考虑到既要消除保护四区，同时又要尽可能减轻电流互感器本身故障时所产生影响。5.当采用远后备方式时，在变压器后面或带电抗器线路上发生断路，以及在电流助增作用很大的相邻线路上发生短路等情况下如果为了满足相邻保护区末端短路时的灵敏性要求将是保护过份复杂或在技术上难以实现时可以缩小后备作用的范围。6.如由于短路电流衰减、系统振荡和电弧电阻的影响可能是带时限的保护装置拒绝动作时，应根据具体情况，设置按短路电流或阻抗初始值动作的瞬时测定贿赂或采取其它措施但无论采用哪种措施都不应引起保护装置误动作。7.电力设备或电力网的保护装置当不允许因系统振荡引起误动作时，应装设振荡闭锁装置。必要时，也可按振荡是不误动作的条件来选去保护整定值。8.装有管型避雷器的线路为了在避雷器放电是不致误动作保护装置的动作