【《两台600MW大容量机组发电厂电气部分一次设计》14000字（论文）】

两台600MW大容量机组发电厂电气部分一次设计摘要本次发电厂电气部分一次设计，是以两台600MW大容量机组为主的相关设计。结合任务书和发电厂设计规范相关手册，综合自己几年来所学专业知识，参考专业课本，进行发电厂初步设计。设计内容包含电气主接线设计，厂用电接线，短路电流分析计算，电气设备选型，配电装置布置，继电保护配置以及防雷保护各方面。其中各个设计内容的方案确定以及相关计算都参照相关书籍和手册的要求进行设计的。关键词：电气主接线短路电流电气设备高压配电装置目录TOC\o"1-2"\h\u30340第一章概述 概述开始之前，我认真分析多方面条件，查询厂址相关信息，所处地点地貌特色，思考各种因素会出现什么影响；结合任务书，了解工程概况，制定相关计划，着手准备资料，翻阅设计安规，守则，保证基础条件，力求最大限度的展现条理清晰，分布罗列的综合性设计。总结大致四方面如下：1.1环境条件内蒙古大唐托克托电厂所在地区历年最高气温可达39℃，最低气温可达-31℃，历年平均气温大约为7.3℃；历年平均风速3.2m/s，设计最大风速32m/s；最大冻土深度为137cm。厂址及灰场区域的地震基本烈度为VI度。1.2工程概况本期2台600MW机组设计。电厂以500kV主电压等级接入系统。主线出线四回，向北经安定和霸州开闭所，然后接入京津唐电网。1.3设计内容600MW机组接线、500kV电气主接线设计；600MW机组高压厂用电接线设计；短路电流计算；导体与电气设备的选择；主设备继电保护配置；高压配电装置设计；相关防雷保护规定。1.4设计依据电力工程电气设计手册电力工程电气设备手册高压配电装置设计技术规程第二章电气主接线的设计在发电厂设计中，电气主接线是最基础，同样也是最重要的一部分。因为主接线方式会直接影响系统是否可以安全有序，按照原定计划去发电和运行。而且主接线也对厂用电动机的接线，短路电流的故障点的判断，分析计算电流，以及电气设备挑选不同型号，配备靠谱运行保护的配电装置，二次接线的制定都会有较大的影响。所以，必须经过认真思考，查阅资料，结合任务书，了解工程概况之后，经过多方面比较论证，完成最终确定。2.1主接线的基本要求和原则2.1.1主接线的基本要求可靠性：安全可靠性是电力系统生产运营的第一刚需，脱离可靠性，电力系统是不存在的，电力生产将不能正常运营；灵活性：表明系统的一些不同运行状态和转换方式，需要满足基本的操作方便，在系统故障时又能灵活调度，切除故障要快，不会引起系统瓦解；经济性：指在投资过程中，尽可能少的追加投资，使建设运营最经济，面积小不占地，较少损耗电能。2.1.2主接线的基本原则由于发电厂在系统中拥有举足轻重的位置，发电厂必须可靠运行，一旦发生故障将有不可避免的损失和危害；一般情况下，我们需要先认真阅读任务书，分析所给资料，查询相关信息，翻阅资料，按照发电厂建设程序，一些基本的安全规定，从初步分析可行性，再到可行性研究，进行初步设计，方案对比，作图，最终确定。选择的主接线无论从形式还是运行可靠等阶段分析，都需要满足最基本的技术安全等要求。2.2原始资料分析本次设计为大容量，超高压的电厂设计，实际装机容量为两台600MW机组。实属供电重要范畴，经营面很广，受众面很强，设计考察考量中，应使系统运行稳定，不然一旦发生故障，将有不可预估的损失出现，包括使系统瓦解这一极其严重的情况。又因高电压、大电流对电气设备的特殊要求，必须综合分析，采用供电安全、可灵活调节的接线形式。避免局部限出力、限送电。根据不同的环境对电气设备产生的影响应采取相应措施。厂址平均海拔高度不高，不影响电气设备，所以不用校正海拔高度；电气设备一般使用的额定环境温度为40℃，而该电厂所在地年气温变化率在+39℃到-31℃之间，历年平均气温7.3℃，设备实际运行环境温度不超过额定温度，不影响一般设备；但要考虑重型设备的运输。2.3主接线方案的分析制定2.3.1图2-1发电机单元接线发电机与主变无母线形式的单元接线图2-1发电机单元接线这个方式是所有的基础接线形式中最简单的，装设的开关电器少，开断点亦很少，特别方便机组调试；因为无母线，所以不用担心因出口电流大而不好选择断路器的问题，这种情况，只需安装一组隔离开关在出口，不必设断路器在出口侧。2.3.2500KV电压母线接线1.双母线四分段接线接线方式作图如2-2所示。现在的断路器制造技术趋于完美，一般已不再使用有备用功能的旁路母线了，参考资料，学习规程，总结主接线采用SF6断路器时，旁路设施最好不要。总结一下双母四分段的好处：不管母线怎样例行检查，出线处都不会没有电；而且在巡检一组母线时，所有负荷都被移接到别的上面。(2)一般情况没有问题的运行时，电源和线路均匀分布在母线的四段上，当合上所有断路器时，所有母线均投入运行，此时为并列运行。(3)正常检修隔离开关时，母线侧是不会影响回路的，均可正常供电。(4)母线一段在运行时突然不正常，而后发生故障时，此时需要把该线上的回路倒闸到正常母线上运行，可快速恢复供电。(5)高度灵活。(6)扩建方便。图2-2双母线四分段接线综合双母四分段接线分析：首先，双母分段就是为了减少故障，缩小停电范围而来，若母线故障，继保动作于QFD，自动开跳，而后，故障处回路QF全部跳开。此时本条线路出现全部停电，与此同时，启动备用，马上就恢复供电了。也就是说，此方式只是简短跳闸，整条线路可迅速恢复正常，不会影响系统稳定。但是四分段拥有两个QFD和两个QFC，不是那么经济。同时，由于QS较多，倒换时特别麻烦，对于二次的保护配置和配电安装也是耗费经济。2.一台半断路器接线参考各方面资料显示，通常500KV超高压设计中，如果系统占据主要位置，那么最好采用一台半接线。它是一种用途广，又靠谱，还能适应各种运行方式的优良接线。在运行中，所有母线和器件均投入运行，算是一种完整运行方式，就跟系统形成多个圈的网络式环形供电一样；另一种是不完整的串运行，指的是退出任意串中的一台断路器，但不会影响其他的运行元件。但是由于交叉连线，断路器数量繁多，在检修或线路发生故障时，工作量会相当大。如图2-3所示，首先应采用交叉布置一台半断路器的方式，这样同一个回路中交织了不同母线其他串，这样可避免一个同名回路出现故障，从而导致出线整条线全部没电的现象。图2-3一台半断路器接线一台半断路器可靠性定性分析：(1)元件检修的情况无论何种情况下，需要检修母线和断路器，均不会停止向回路供电。当QF1接受例行检查时，操作步骤：断QF1，拉两侧QS11、QS12。(2)一个元件故障的情况1)任种情况，坏一个器件，系统均可以接着运行，不管是短路还是线路断掉。如W2发生断线时，启动QF3、QF6、QF9开跳，其他进出线仍可靠工作，并通过并联1母一起运行。2)严重时可使两条线的用户被迫不能用电。如QF故障在母线侧，通常也就停一回电，如QF1故障跳闸，就只影响了出线L1停止运行。只有当用于联络线路使用的断路器坏了之后，才会影响两回线。(3)断路器一个检修一个故障的情况1)例如W1母线需定期查看，突然W2坏了，这时母线立即启动保护，QF马上起跳，此时电厂可正常向外路供电，如果发生了系统未连出线的状况，机组不同，系统各异，千差万别使发电机不得均衡发力，没有源的存在自然也就不会有荷了，串出线也就没有能量了。2)断路器在接受惯例检查，母线出现状况，此时系统形势严峻，如此恶劣形势，也只影响一条线。比如：断路器2检修，母线2突然不好用，变成了断路，此时变压器1必然不能再继续下去；又如母线1不正常延伸，则线路1断开。3)线路突然出现严重状况，需要马上别隔离开断，可是断路器又不知道什么状况，拒绝了此请求，此状态已经是所有可能存在的极其恶劣严重，但由于特殊性接线，也最多就会停两回出线，不影响别的。2.4主接线方案的确定根据分析对比，从各个方面看来，综合资料显示，需要选择出来一个靠谱的接线。因为机组容量很大，又是超高压的系统，什么非正常情况都可能导致很大的冲击力对母线和系统，造成无法挽回的经济丢失。为了保证电厂运行，可靠给电网供电，综合判断，选择可靠、安全、方便、灵活的一台半断路器作为本次设计的主接线方案。第三章主变压器的选择3.1容量和台数的选择主变压器在选择时，注意要有适当的几台，合适的大小，若选用不合适的变压器，容量大了不仅增加了投资，还影响占地面积。电能损耗太大不符合经济要求。容量过小，发电机又被限制了效益，剩余功率被封锁，不符合技术选择。对单元接线的变压器,其容量选择为(3.1)根据任务书已知：,，QUOTE=8%,由式(1.1)得主变压器的容量为QUOTE=1.1ⅹQUOTE=674667()(3.2)3.2型式和结构的选择变压器的选择关乎整个电力系统的运行。通常在选择600MW大容量机组来说，500KV电压等级的变压器应该多项考虑多种因素，如线路运输问题，制造困不困难，会不会多余浪费等条件，经过比对分析，计算数据，在满足经济要求的条件下，选择由单相变压器组成的组合，也就是三相变压器组。但是，考虑到备用相设备总是不能被充分利用，投资一次也很大，所以此次选择不考虑。由于机组大容量，和都很大，出口设备制造特别困难，断路器价格昂贵，又有一定的安全要求，所以，要采用分相封闭母线在电厂、厂用电回路里。所有分析过后，最终选用单相变压器组成三相变压器组。3.3绕组接线方式选择变压器并联运行应稳定。连接组必须与发电机电压同相。系统中使用的唯一连接是“Y”和“d”。此外，还应当按照实际应用在计划中确定。综合考虑多种因素，包括两者同步，谐波限制等，主变要选用YN，d11点接线的接线组别。3.4主变压器的选择主变是由以下参数三台额定容量为3ⅹ240000的单相变组成的三相变压器组，如表3-1陈述各主要标准制定。表3-1类型单相升压变压器（选择无载调压方式）额定容量240MVA额定电压550±2×2.5%/20kV空载损耗140kw负载损耗485kw阻抗电压13.75%中心点接线方式Yn,d11第四章厂用电接线及设计4.1厂用电接线设计的要求规定和准则4.1.1厂用电线设计的要求和规定设计要求规定需严格按照运行、检修、施工等一系列要求，考虑未来电厂运营规划，有效积极大胆慎重的采用已经发展成熟的最新设备和创新技术，力求达到经济最优，预算最少，技术科学靠前，还能保证机组可靠运行。综合分析有以下几个方面：（1）灵活可靠供电；（2）独立运行；（3）全厂公用负荷分散接入；（4）最大化考虑各种运行情况下对于供电安全的要求；（5）各系统连接甚密；（6）未来发展和各种影响措施。4.1.2厂用电设计原则设计原则和电气主接线设计原则大致相通，这里不再赘述，可参考选择主接线时参照的原则进行设计。4.2厂用电压等级的确定本设计采用600MW容量机组，经一系列技术比较，有两种选择，一个是用6kV作一级电压，另一种方法是用两个不同的等级电压作为厂用电的高压接线，比如：3KV、10KV。4.3厂用电源的不同引接模式4.3.1发电厂工作电源的连接引线工作用电源是最基本的电源在发电厂中，数量在两个及以上，此电源在发电机回路中引接时，要特别注意它和主接线之间的联系。如果采用单元接线，该电源应可做一般连接，也就是引接至从主变的低压侧。4.3.2备用电源和启用电源的引接当工作电源突发事故坏了，或者定期检查其绝缘老化性能时，必须有备用的电源来代替它工作，在这，这个电源选择需慎重，电厂设计时，此备用电可以用启动源，替其工作。三种方案可选：（1）一级降压引接；（2）两级降压引接；（3）从电网220kV系统引接专用线路。对厂内500kV主线而言，该方式由于距离甚远，使用不同的压降方式去接，不一样的引线，会减小备电的可用性；如果采用专门的特殊用途方法去架设专线路去接，由于距离甚远，又使经济性不能达标。综合以上种种考虑，厂内两台机组时，选择第一种较合理。4.4厂用电接线形式电厂布线系统,一般就是单母分段,和一套完整的配电设备接收和分配电能。为保证可靠供电，还得竭尽所能减少经费，电站高压母线按锅炉数量分为若干段。工厂的母线根据锅炉的数量分为几个独立的部分。同一母线与同一锅炉的厂负荷和汽轮机与锅炉同组的厂负荷相连。工厂低压母线一般也采用分段单母线。4.5厂用电系统接线4.5.1高压厂用电接线高电压等级的工作源：选择一般的不带负荷去做电压整理，型式为三个绕组并分裂排布，数量则为两个；高电压压侧的所供自用的主线：可以用一条主线用三个段用专门电器分四部分连用；备启动电源：和高工电源采用模式差不多，但是有一个较大区别就是说，在这里使用时，选用一个可以带着电一起用的电压管理方式。如4.1展示。图4.1高压厂用电系统接线4.5.2低压厂用电接线分段单母线运行方式，如图。在正常时QFD断开运行，突然某电源故障，电源侧QF断开，才会启动QFD合闸，另一台主变压器将无条件承担所有负荷。图4.2低压厂用电系统接4.6厂用变压器的选择4.6.1额定电压的确定厂用工作变选为20千伏变电6千伏规格，备启动变压器用从500千伏变6千伏方式。4.6.2台数和形式的选择当电厂装机充足，容量有很大，就比如这个设计或者别的相当大地机组，参照手册和不同的规程，根据一般思维，会有两个不一样的可供参照的选取方法：(1)有且仅有一个时，可以用特别大的承载能力的设备。(2)可以用简单又充足的一样的两个，此时选择时可以使用多一个，数量为2，方式也比较特殊，用分裂变。毫无疑问这里选后者。所以可采用无载调压的方式。其接线组别按照常规接线选，例如：d，yn1,yn1。4.6.3选择各容量作容量选择时，有规定如下：应按高压厂用电1.1倍的计算负荷和厂用电低压计算负荷，合并起来选择；对高压厂用分裂绕组变压器，计算式如下：计算负荷(4-1)高压绕组≥(4-2)低压绕组≥(4-3)4.6.4总结各主变容量表4-1厂用分裂变压器定值如下型号SFF9-50000/20额定容量50/25-25额定电压20±2×2.5%/6.3-6.3kVUd20%联结组标号D,yn1,yn1中心点接线方式D,Yn-1,Yn-1表4-2启/备变压器分裂规定参数型号SFFZ-50000/500额定容量50/30-30额定电压Ud23%联结组标号YN,yn0,yn0中心点接线方式YN,Yn-0,Yn-0第五章计算短路电流并分析5.1短路电流计算的目的(1)根据科学数据，加以认真思考分析过后，选择合适最佳的一些设备电器；(2)对于上述所选的主线连接方式去校对，看看是否真的合理有效，特别重要的一个参考看需不需要用一些别的手段去缩小一下线上电流；(3)对于后面要做的关于二次方面的设置来说，此计算是一个有效的对比选择依据；(4)验算两个电压：接触和跨步；(5)通讯设施受此影响程度大小。5.2短路电流计算的规定5.2.1假定条件在实际选用的情况之下，由于多方多面的因素，并不能真正的了解内部，因此需要做一些空想的规矩以代替可能真的运行系统情况：(1)三相系统差120度在相位上，可靠对称。(2)不抑制发电机出力，运行在额定条件下。(3)刚发生短路时，瞬间电流最大。(4)不考虑电弧阻抗。5.2.2接线方式当三相短路发生时，短路电流是所选工作方式下的最大电流。若三相短路可达到满足，则其他情况下的短路均可。所以，选择最大运行方式。5.2.3短路类型当系统一直在正常条件下工作，就是很简单的负荷方面的计算值，而且不大。一旦机组故障，或者环节中分部发生了问题，这个电流值会根据不同的问题出现不一样的数值，此设计中，机组出口用的母线路是封闭且分相的，特别好而且靠得住。综合看来，这个类型就选数值最大，最特殊的三条线全部非正常连接的情况，标准称呼为三相短路短路电流。5.2.4短路计算点综合分析基本情况，参考实际运行中的发电厂，结合资料，在等值电路图中可设置四个点，这些点已在图中标记完好。5.3短路电流计算的步骤(1)首先确定出来第一个点；(2)网络化简，要特别关注那些类型相同的，相邻的机组，他们简算时是可以直接加起来的；还有一个必须想到的问题就是，超级无敌大电源是否存在；(3)很多的电流分开量也要算出来，如、、；(4)确定。5.4短路电流的具体计算5.4.1短路电流计算接线图根据要求，作系统等值电路图如下所示。图5.1短路电流计算接线图5.4.2元件参数的计算，。，，系统各电抗标么值计算如下：取，分别编号给各电抗，作网值简图。图5.2短路电流计算等值网络5.4.3母线出口侧短路处K11.网络化简作简图如5.3(a)和5.3(b)所示。G1与G2合并，合并后的等值电抗为(a)(b)图5.3等值网络化简2.短路电流周期分量有效值有效值G对短路点K1的计算电抗为由运算曲线得，，G归算至短路点处不同时刻K1的周期分量电流有效值分别为3.冲击电流5.4.4发电机出口K2点短路1.网络化简进一步化简分别如图5.4(a)和(b)所示。为:2.短路电流周期分量有效值利用星角互改，求取G和S到点的抗值分别为(a)(b)图5.4等值网络化G1和G2对K2的计算电抗为当时间t分别为0秒、2秒、4秒时，G1和G2供给短路点的分量标么值为：,,,,由于周期分量不衰减，所以标么值为有效值,归算至短路点处的G1和G2K2：3.冲击电流5.4.5厂用变压器6kv一侧1.变换简图如下整个系统等值图提取部分，如下所作。图5.5等值网络化简其中2.电流分布系数及转移电抗基础条件令E都等于0，加由（a）变成（b）。使，则有，(a)(b)图5.6电流分布系数计算图，各干路的分布参数为由于完全通过。总的回路中短路电抗等值参数为可得到其他点的转移数据为13.有效值G1和G2在短路点的计算电抗分别为可以得出、 >3.45，用标么值表示为,S供给短路点的稳定的电流标么值为归算后的发电机的额定电流为基准电流由于周期分量是稳定不变的值，因此有4.短路的冲击电流5.4.6备/启变K4短路1.网络化简G1和G2合并后的电抗总值为(a)(b)图5.7简略网络图2.有效值各等值点相应的电抗转化值为电源的电抗等值计算值为可见，说明G所供一定数值电流，而且不会随着时间变化，那么计算标么值如下同理，系统给的也是不会变化的,为归算至等值点处G的额定电流为基准电流计算短路点的周期电流有效分量值为3.冲击电流5.4.7表格综合展示上面计算各值从前往后有序排列，单位一律用KA表示，表中不再赘述。表5-1各点编号故障位置各有效值冲击电流K1母线侧10.268.858.9026.16K2600MWG出口184.59136.46135.89470.70K3厂变低压侧24.3524.3524.3562.00K4备变低压侧19.4819.4819.4849.67第六章电气设备和导体的选择6.1电气设备的选择6.1.1一般原则选型电气设备选型和选择导体都是电气设计中不可或缺的部分，但是组成系统不同的电力设备，方法也不尽相同，因为用在不同的地方，工作环境，要求都不一样。虽然变化多样，但是还是有一个统一的标准的，就拿基本要求来说，要想设备可靠，系统安全，就得在正常情况下选择，在故障情况下检验，例如短路和断线故障，但断线没有短路严重，所以按最严重的恶劣的状态检验。6.1.1按正常工作条件选择1.额定电压一般可按电气设备不低于选择，即≥(6.1)2.额定电流应不小于最大持续工作电流，即≥(6.2)3.地处环境影响(1)海拔高度的影响此次设计中，海拔高度1001米，因此不计海拔高度影响。(2)温度的影响在本次电厂设计中，综合考虑地区温度，并不会影响电气设备，所以无需考虑厂址所在地温度变化的影响。6.1.2按短路状态校验1.短路热稳定校验≥(6.3)(6.4)(6.5)（6.6）可见一般取均会满足要求。2.电动力稳定校验满足动稳定的条件为≥或≥(6.7)下列特殊无需校验动、热性能的几种方式：(1)熔断器做设备保护的，熔断时间可满足热稳定，此时不再需要校验。(2)有限流电阻保护的熔断器，电流数值不大，动稳定无需重新验证。(3)当裸导体处于电压互感器回路中时，不再需要动、热稳定的校验。6.2500kV高压设备的选择回路中可持续的最大电流：由于，固不计非周期热效应。即冲击电流6.2.1高压断路器的选择本次采用3/2接线，两组母线通过4串断路器相连，进出线没有断路器，因此高压侧设置12台断路器。1.种类和型式的选择高压断路器是主系统中必然存在的电气设备，相当于可以后备保护线路，因为线路突发故障，必须可靠断开故障部分，防止大电流冲击系统。断路器种类多样，究其根本，结合资料，可选SF6断路器。此设备采用特殊气体作灭弧设备，具有超高优秀的开断性，一般不用维护，适应性极强。综合考量，选用外面使用，材料为瓷柱式支撑的，特殊气体制造的SF6设备。2.额定电压和定值电流参照≥，≥（6.8）注：设备和网络共同工作，压值选取一般都会稍微高于电网，最下的情况下也需要持平。3.电流开断能力综合选取理论上应大于。但当有相当高的数值时，可精简，即≥(6.9)4.选择短路关合电流一般系统故障，会出现一个极大的数值会危害网络运行安全，所以为保证安全有效的把线路送电成功，与比较选择如下：≥(6.10)5.校验任何开关电器、设备，选取时必不可少的步骤就是校验，只有通过验证，才可以真正被使用，验证式为≥、≥(6.11)与此刻等值。综上，可选LW6-500型SF6断路器。参数如表6.1所示：表6-1型号LW6-500额定电压500kV最高工作电压550kV额定电流3150A额定短路开断电流50kA2s额定短期耐受电流50kA额定峰值耐受电流125kA分析验证：全部符合标准，所选设备可行。6.2.2隔离开关的选择选型相对简单，只需要正常流程去选择就好了。多种多样多形式的开关设备供我们用，根据地点不同，可安装内部所用在屋中，或者露天形式的安排；又根据柱根数分一根，两根，三根支撑。最终，我选择了GW17型露天设备、三根支持柱。参考数值如表格。表6-2型号GW17-500额定电压500kV最高工作电压550kV额定电流4A2s热稳定电流有效值50kA动稳定电流峰值125kA6.2.3电流互感器的选择1.种类和型式的选择在强电中使用，二次额定电流选用5A。综上，选则，一种特立的电流互感器，成单个使用，油浸纸作绝缘材质，瓷箱式的结构。尽可能选择便宜又好的。2.应满足≥、≥(6.12)3.准确度在选择时，一定注意要高于测量仪表，目的是为了保证更加精准。在这里，因为很多的特殊性，最好选择0.2级的电流互感器。在往上不得高于0.5；更多保护所用暂稳态等等，这个设计中暂时不考虑。4.热稳定和动稳定校验(1)校验热稳定≥(6.13)(2)内部动稳定≥(6.14)综上各方面条件，可选型号如下，数据展示如下。表6-3型号LB1-500额定电压500kv准确级0.2级、0.5级线圈参数0.2/5P/TPY/TPY一次电流3000A二次电流1A三秒热稳定校验50满足：6.2.4电压互感器的选择1.选择种类和型式电压互感器在系统中必不可少，用来连接一、二次系统，一般来讲从低压等级开始都是用电磁的，等级越高要求会更高，用的也越精准，此时随着体积的变大，价格越来越昂贵。所以专家特别研制了适合高压等级的电容式互感器。因此该500kV系统选择后者。2.一、二次额定电压的选择(1)一次值：或/(6.15)(2)二次额定电压选100V。3.容量和准确级的选择在选择时，根据不同要求的二次接线来选，并且经最大努力将负荷分配的均匀一点，然后将其分配到各相绕组中。判断各相分配多少的负载、二次仪表的精确级别和成熟能力，选择所需的精度等级和适当的所用容量。根据高电压技术高压电器设备选型中，电压互感动热稳定不必校验，选型如下：表6-4额定电压(kV)初级绕组次级绕组剩余电压绕组0.2/0.5/0.5/3P√3/0.1:√3/0.1：√3/0.10.16.2.5并联电抗器的选择用电抗器是为了限制短路电流数值大小，选择方法都是一样的。1.种类和型式的选择市面上种类繁杂，形式多样，根据不同要求，选择不同的设备。综合前面所有分析和电压等级确定，选择油浸式并联电抗器。2.额定电压的选择(6.16)3.额定容量的选择所选电抗器必须能够限制功率频率的稳态电势的增加。当母线电压异常升高时，应可靠地降低电压。根据以往设计经验，选取BKD-50000/500型超高压油浸式并联电抗器，具体参数如表6.5所示。表6-5型号BKD-50000/500额定电压500/kv额定电抗2016.7额定容量0.05Mvar线圈绕线方式16.36KV高压开关柜的选择高压开关柜是一种先接受电能再分配电能的设备，同时兼具系统重任：保护、控制和监测电路。开关柜由许多一、二次元件组成。一次设备包括：柜体和主开关、隔离接地开关、互感器、避雷器、母线；二次元件：控制测量保护装置。开关柜装置回路的最大持续工作电流6.3.1种类和型式的选择种类、型式多种多样，在此综合选择一种特定的移开方式。6.3.2主开关的选择开关柜内主开关也就是断路器可以有很多种，比如少油、真空、SF6断路器和FC等，目前用真空断路器和FC的网系统特别多。6.3.3参考公式：≥，≥(6.17)对6KV而言(6.18)6.3.4防护等级的选择最低防护可以选择的等级为IP2X等级，这个至少可以保护生命，不至于现于危险境地。更高级别的IP3X、IP4X、IP5X。同时配备压力释放通道在间隔室，不仅保护人身安全，还可以防止故障扩大。6.3.5开关电流的取得选择方法同上，这个电流的选取都是一样的，即≥，≥(6.19)6.3.6动热稳定≥、≥(6.20)综合选择展示参数如表6-6所示。表6-6型号KYN3-10额定电压6KV最高压值7.2KV额定电流3KA开断定值40KA动稳80热稳31.5防护等级IP2X6.4裸导体的选择6.4.1500KV母线的选择1.导线选型电力电缆型号超多，铜线和铝芯不尽相同，各有特点，绝缘不同对应种类不同，结构又有很多种，选择时，综合考虑各种因素。这里用导线分裂形式。2.选取表面积方法有二：一种是按照不浪费，可持续的办法，另一个是对比它一直的通流大小来挑，此设计中用二者其后，统称：按长期可通过的电流，即≤(6.21)K值计算式：(6.22)参照修正系数，500KV主线属重量级的部分在系统当中，一般不太会让它出事，所以应当按照普通时候的通容流量来计算，所指为长期能够通过的负荷值大小，还得考虑一个超高压线普遍存在的一个发光发热的现象，综合参数如表6-7标注。表6-7型号70时载流量标称截面外径拉断力LGJK-630100063048(mm)206000(N)温度比对：I最高2000，环境39摄氏度。6.4.2封闭母线的选择可选QLFM-24/23000型全连式分相封闭母线，具体参数如表6-8所示。表6-8型号额定电压额定电流冲击值4s热稳有效值外径×壁厚QLFM-24/2300024KV2.3KA560KA200560KA(mm)6.4.3电晕电压校验对分裂导线，有：(6.23)所以：取，，时，，则有：6.4.4热稳定校验计及集肤效应影响时，参照式：(6.24)符合要求。第七章500KV高压配电装置设计7.1配电装置的基本要求配电装置，要求都会高一些，因为它关乎系统安全问题。为了系统不正常故障时，可以少点系统撞击。因此配电装置的基本要求有：(1)保证满足可靠的距离，在此条件下安全运转设备。(2)操作方便，巡检维修容易。(3)尽可能少占地，成本低，节约材料。(4)便于工人干活，减小工作量。7.2配电装置的型式选择关于高压配电装置的设计应当贯彻国家法律法规，执行相关规定政策，符合一系列要求，包括环境保护。根据工程特点、规模和未来规划。远、近结合；以近期为主，还得要节约用地。综上所述：本设计所选的配电装置是500kV电压等级的，这里我选择的断路器的布置方式为：三列式；然后用悬挂式管型母线，采用分相中型；此接线必须配备隔离开关，开启方式为：单柱立式;消波器悬挂在输出框架上。接入系列中的两个主变压器采用低价横穿方式连接，断路器母线上的两个主变压器从母线端连接到母线上。7.3配电装置的安全净距由于本设计发电厂所处海拔高度合格。各部分参数如表7-1所示。表7-1屋外配电装置500kV电压等级的安全净距名称A1A2B1B2CD安全净距(mm)3800430045503900750058007.4500kV配电装置高度的选择①母线计算：母线构架高低取决于母线开关电器的外围、静电感应以及所要求的到地保障运输距离，合计过后，母高16.2m，悬挂架子为20.5m。②门型进出线结构高度：进出线门型构架高度取决于线路弧弯和下面的母高以及相邻导体里面距离安全等要求，通过计算，没有低架跨线横穿的为26m，有低架跨线横穿的为28m，主变低架进线构架高度为20.5m，主变高架进线构架高度为33m。在实际运用中，可将高度一起用参数28m来使用，当然，据实测来更新实属最佳选项。③配电设备中间隔之宽：本设计500kV屋外配电装置采用悬吊式管母线，间隔宽度取28m。第八章继电保护设计与配置8.1发电机保护最难的恶劣的情况就是发电机故障，机组保护也最难实现，情况超级特殊。旋转中的电机是最不好配备保护的一种设备了，由于制造工艺高，对特性有很多的特殊要求，电机本身也是一个相当珍贵的东西。一旦出现不好的情况，就伴随着很多的本不应出现的事情发生，所以呢，关于这类电气设备，要根据任何有几率发生的不好的状态去设计完美又正确，各方面功能都很优良的保护配置。每个时刻，所发生的事故不同，发电机也会有千奇百怪的状态去应对，就像突发大气过压，出回线上感受到了巨大的回流值。此时，在系统机组侧感受到了更加偏大的电流，如果没有相对应的制止措施，发电机可能会引起定转子过热，无限恶循环，最终面临报废。所以，不管它是被波及到的还是自身原因造成的一系列的不好的状态，比如：定子不正常，转子故障，突然没了励磁绕组的负荷；抑或是过负荷、过流、过压，自己主汽门突然非计划合上这些不按常规套路的意外状况。所设计的保护装置都应该完好无损的去保护发电机。综上情况介绍，在本次设计中，主要为发电机设计了以下几个方案：作用于定子绕组处的发电机纵差动保护，主要是为了可以更精准的让处于启动还在旋转中的设备可以有效得到控制，并且停下来；有百分百保证的定子绕组单相接地保护，可以为了给到二次监测监测器件一个重要又精准的信号源，收不到的情况下也要稳住设备；匝间保护，主要目的同（1），但可以有效保护绕线；复合、负序电压过流保护，机组发生非里面的部分故障时，根据整个运行调度指令，寻找时机，把系统解开，在短时间内，如果很长时间还不能满足重新并网的要求，那就马上停止该电机；逆功率和频率过低的保护，与（4）通用解释，多一项频率检查，并有显示器来显示累计时限。8.2变压器保护在现实操作中,变压器和其他高压输配电线路组件故障概率相比非常小,但其失败后对电力系统的影响是无穷尽的,尤其是通流量很大的变压器,任何保护设备本身,因为不合理的行动将会对电力系统造成巨大的伤害或变压器本身。因此，变压器的保护配置必须合理。保护变压器相对于发电机来讲，那还是简单易行的多了，制定它的具体可行措施时，必然要注意，它的各个可能性指标，对比分析结合会更加稳得住，可以更好的把各个保护的长处发挥到最佳最强。综合翻阅资料，查看课本关于这方面的防护，做出以下几个配置：(1)瓦斯保护。这是变压器器最最基本的，也可以说就是最低配置，是一个气体，有两个信号源，一轻一重，各有特点，各司其职。但是一旦有很多这样的气体弥漫，就要开启瞬切除能力。(2)差动保护。为了相间非正常时动作，可立即快速解决故障。(3)发电机变压器组共用差动保护。(4)低阻抗保护。(5)零序电流保护。8.3并联电抗器保护在超高压系统中配备电抗器作并联使用时，是为了节省能源，少损失电能，就可以多储备一点备用，因此，高压领域中所采用的配件中，它必不可少。它安全，线路就安全，系统也就可安全运转。在这里，简述一下关于电抗器并联使用时需要给予的防护：(1)针对温差过大却不能自降，启用差别动作、零序测量，马上准备起跳，一旦电抗器线圈发生不可逆的所有故障，抑或是线路接触地面时，继电器触头闭合，完成工作；(2)TA断线闭锁。测量监测设备发生了故障，马上把整个回路封锁；(3)过电流保护。加上一个时间的滞后效应，起跳过后，可以再一次连接线路，判断是否可以重回正常；(4)过负荷保护。带有正常间隔时间，动作信号源；(5)匝间短路保护。(6)别的不需要电的防护设施。8.4500kV线路保护1.首要满足的保护配置(1)无论线路出现在哪个地方，那个时间节点，必须无条件跳闸，整条线都在范围中被安全有效的守护。(2)主保护的两组电路采用交流形式，分别采用电流感应器和电压感应器不同的二次边，此时的直流电路必须被保护，用专门的保险丝回路。(3)每组主保护可对整条线路发生的各类故障进行无时限的故障排除。(4)可独自判断相，并可根据实际运行要求判断用一个还是多个相。(5)起跳保护圈共计两个，每组配置一个防护可分别挑一个圈用于动作。(6)远距离信号传递设施也在其中。2.后备保护配置(1)第一次不成功，第二次百分百选择，此为近。(2)后备保护作为基础存在，必须有连贯性，每一个电器都得有，装成一组一组的型式。(3)引接线保护用距离，然后成阶段展示。(4)接地必然存在零序，此时要想设计系列保护，采用的对等不同相的间隔。8.5失灵保护1.何为失灵保护在高压等级的发电厂和变电站中，某部分突发不确定性的短路时，需要装置中的保护设备马上把此元件切开，与系统分离，与此同时，可能会有伴随的不妙情况发生，比如应当立即起跳的装置由于不知名内部回路没有接收到信号，然后它没有任何表示，称之为，拒绝响应。表明此设备没有了可用性，它失灵了。这个时候必须配备一个相近点来动作，此为失灵保护。它是为了保护而生，也极尽其责。2.断路器失灵保护(1)当保护方式选用一次模式作后方时，工作电器只考虑一相拒绝的时候。(2)线路保护采用二次后备方式时，故障排除的情况下会造成极其恶劣的影响。如果一次没满足，可以允许由电流决定，在一定的时间内排出即可，当然母线电压也是一个不失重要的参