火力發(fā)電包括四個重要環(huán)節(jié)，分別是發(fā)電、變電、輸電、配電、用電，因此，這四個重要環(huán)節(jié)共同連接構成電能的生產(chǎn)系統(tǒng)和消費系統(tǒng)，火力發(fā)電是將大自然中的一次能源直接通過利用電廠鍋爐發(fā)電和其他動力設備(如火電鍋爐、汽輪發(fā)電機、發(fā)電設備和火電廠的輔助生產(chǎn)發(fā)電的系統(tǒng)等),轉變成二次電能,然后再經(jīng)過傳送、變電輸送系統(tǒng)和電網(wǎng)配電輸送系統(tǒng)把一次能源輸送到各種不同負荷的發(fā)電中心。由于國際電源點和電力負荷的管理中心大多數(shù)都是位于不同的能源地區(qū),也因此無法大量進行存放,電能的國際生產(chǎn)必須時時刻刻和國際市場能源消費保持平衡。因此,電能的集中綜合開發(fā)與分散綜合利用,以及我國電能的連續(xù)不斷供給與利用負載的隨機波動變化,就嚴重影響了我國電力系統(tǒng)的基本結構與正常運行。據(jù)此,電力系統(tǒng)為了有效實現(xiàn)其特殊的應用功能,就必須根據(jù)各個環(huán)節(jié)和不同的應用層次需要建立開發(fā)一套相應的動力電子信息和電能控制管理系統(tǒng),以便有效地對動力電能從傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展到物流輸運的整個利用過程中電能進行自動測量、調(diào)整、控制、保護、通訊和自動調(diào)度,確保電力用戶人員可以及時獲得安全、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)的利用電能。中國電力行業(yè)自從改革開放以來，得到了高速的發(fā)展，生產(chǎn)能力穩(wěn)步增長。截止2018年，我國火力發(fā)電占比75.08%，水力發(fā)電占比13.15%，其余（如核電、風力發(fā)電等）占比10.27%。較往年相比，火力發(fā)電的比重雖有降低，核電與風力發(fā)電的占比略有提升，但由于技術尚未嫻熟與成本過高的限制，核電與風力發(fā)電的發(fā)展還有待進一步發(fā)展，因此火力發(fā)電仍然是我國目前最主要的發(fā)電方式。由此可見，火力發(fā)電不僅對國民經(jīng)濟的發(fā)展起著重要作用，而且還對人民生活水平的起著重要作用。二十一世紀開端，國家開始開展“863”扶持計劃，華能玉環(huán)電廠成為了第一批在此扶持下產(chǎn)量逐步增長的電廠之一。該電廠引進了全新的超超臨界機組，并穩(wěn)步成為國家的重點發(fā)展工程。該電廠是目前世界上擁有四個百萬千瓦機組的火力發(fā)電廠。該發(fā)電廠為坑口式火力發(fā)電廠,所有的發(fā)電燃料都必須是在坑口煤礦中直接發(fā)電提供。該發(fā)電廠自主生產(chǎn)開發(fā)出來的電能除了直接用于企業(yè)工廠供電使用外,全部220kv電能輸出匹配電能的線路都被直接送入了工廠周邊供電系統(tǒng)。該新型工業(yè)園區(qū)西部地勢相對比較平坦,地質(zhì)生態(tài)環(huán)境地理條件優(yōu)良,有一條新的高速道路、鐵路運輸渠道通往各個礦井,交通方便。廠址附近有幾個大小的河流可以穿越,水量十分豐富,凍土的冰層1.5米深,覆蓋的冰厚10mm;最大夏季持續(xù)平均風速20m/s;年冬季平均溫度+6℃,最高沙漠氣溫+38℃,最低天然沙漠氣溫-36℃,土壤中的電阻氧化率通常>500。鍋爐:4HG-670/140-1汽機:2N200-130/535/535發(fā)電機:4QFQS-200-2圖1-1電力系統(tǒng)接線圖在以火力發(fā)電機為火力負荷負載核心的中小型火力發(fā)電廠,在每臺火力發(fā)電機的母線末端分別應各設置一條母線,發(fā)電機通過這個母線和它的升降電壓進入變壓器后再末端接入母線到火力發(fā)電傳輸系統(tǒng);對于那些遠離接近高壓火力負載負荷中心的大型火力發(fā)電建設工程,應直接將其母線連到遠離高壓火力電站的主干管網(wǎng)。單機總供電容量限制范圍高度為100~125WM的電力機組,當系統(tǒng)條件具備供電穩(wěn)定性的技術要求時,宜直接將電力機組全部升壓后將其接入220kv的大型電力聯(lián)絡網(wǎng);對于單機組總容量高度限制范圍為500WM及以上的電力機組,一般情況可通過直接升壓提高機組升降電壓率的方式將其接入500kv的的電力聯(lián)絡網(wǎng)[1]。本次設計中明確規(guī)定把發(fā)電廠設備生產(chǎn)的全部發(fā)電動力和備用電能除了送入工廠設備用電以外,將全部送到電動力系統(tǒng)中去,由發(fā)電廠連接且接入系統(tǒng)的基本設計原則,預投放4臺火力發(fā)電發(fā)動機組，并且全部通過升壓后直接送入220kv級的火力發(fā)電網(wǎng)系統(tǒng)。

電氣主接線是指火力發(fā)電廠和變電所電氣等各個組成部分之間的重要要接線,主接線的作用是反映各個設備之間的相互連接關系、連接方式及其通路與通路之間的相互連接關系。因此,電氣主接線的設計形式直接影響全廠電氣設備的選型、配電設施的布局,繼電保護裝置以及自動化裝置和控制方式的準確選擇。主接線直接決定電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟和運行情況。概括來講包含以下五個基本方面:[2]1.可靠性;2.靈活性;3.經(jīng)濟性;4.操作應盡可能簡單、方便;5.應具有擴建的可能性;采用電纜雙回路分段母線或者分段式連接不同電纜的接線方式,將電纜雙回路分別母線連接于不同電纜母線連接路段上,可以有效地最大縮小對不同母線路段發(fā)生連接故障時可能造成的直接影響損害范圍,其主要故障接線處理方式介紹參見接線圖2-1。圖2-1方案一接線圖采用雙母線接線時，斷路器要采用可靠性高的斷路器。主接線形式見圖2-2。圖2-2方案二接線圖方案一般就是把兩個雙回路分別同時連接于不同的系統(tǒng)母線供電區(qū)域上,保證了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定供電性和可靠性,減小了整個系統(tǒng)電源中斷和母線短路事故發(fā)生的最大幾率,縮小了整個系統(tǒng)母線的漏電事故發(fā)生范圍。方案二本機能夠通過兩組供電母線之間的自動隔離供電開關直接進行自動倒換機的運轉供電操作,可以由一組供電母線互相串聯(lián)進行供電檢修而不至于漏電使得母線供電控制系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生自動中斷。當需要檢修任何電源線路上的電源斷路器時,此種保護回路都必須短時或立刻暫停。由于自動斷路器設備是全部采用自動斷電切削式高壓斷路器,檢修工作周期相對較長,無須經(jīng)常臨時進行停電檢修,大大降低了自動斷路器的正常檢修和防止停電事故發(fā)生的可能概率。通過對比可見,可靠性方面方案一的可行性稍高于方案二。方案一中多處還安裝了廉價的一個斷路器和一個隔離保護開關,投資有所擴大,占地面積也因此有所大幅增加。方案二該項設備的數(shù)量相對較少,投資小,年經(jīng)濟費用小,占地面積也相對較小。通過這兩種方法的對比分析可以看出,在經(jīng)濟性上方案二所取得的可行性要明顯高于方案一。通過對實際情況的研究和分析,方案二斷路器在可靠性上稍微略低于設計方案一,但是斷路器卻采用斷路器,它的維護和檢修工作周期較長,不確定是否需要頻繁地進行維護。從而可以降低斷路器的檢修和停電時間。在其經(jīng)濟性上,方案二明顯優(yōu)于方案一,因而根據(jù)綜合考量后選定方案二。主變壓器在各種大型電氣設備的前期投資中所相應占的投資比例都較大,同時其他相對于適應的大型配電電氣設備,特別在像是一些用于大容量、低電壓的大型配電電氣設備上的投資也很多。因此,主變壓器的正確使用和設備選型對于火力發(fā)電廠和水力變電所后期施工工程技術性建設有著重要的指導影響。本次設計中所需要使用的兩臺變壓器均全部采用了各個單元電路接線的設計形式,在每次進行各個單元電路接線時,變壓器的供電容量應該按照原來的發(fā)電機組的額度容量并且在扣減該發(fā)電機組廠用供電負荷之后,留有10%的充足供電裕度來確定。發(fā)電廠在其正常啟動、運轉、停役、維護以及檢修的工作過程中,有大批由火力電動機進行驅(qū)動的機械工具和輔助機械傳動裝置,用來同時保證火力發(fā)電機組的主要機械裝置及其它的輸煤、碎屑及燃料、除灰、清潔材料除塵及電廠污水處理等各種主要輔助機械裝置的正常運轉。這些高壓電動機和其他全場電的運行、執(zhí)行、測試、檢查、照明等各種日常用電保護裝置等均應當屬于企業(yè)工廠日常用電的大負荷?？偟膹S房消耗利用能源,統(tǒng)稱工業(yè)廠房消耗用電。企業(yè)以及家庭客戶用電的穩(wěn)定和安全可靠性,對于保證電力系統(tǒng)安全和正常運行至關重要。提高我國工業(yè)用電廠家設備用電電源可靠性的根本工作目的,就是為了保證能夠有效促進火力發(fā)電廠長期、短期的時間內(nèi)無故障可靠地正常運行,不致由于某些工業(yè)用電廠家主要用于供電的電源局部發(fā)生故障而被迫暫時斷電停機,為此必須認真地綜合考慮并找到合理的工業(yè)廠家所用電源供電方式電源的接線獲取交換方式、工作時間供電以及電源與家用接線交換方式。發(fā)電生產(chǎn)廠家的電源用電管理系統(tǒng)的電源接線往往主要是采用單個電源母線或者多個分段進行連接的接線形式,并多用成套的電源配電系統(tǒng)設備等來進行電源接受及電線分配。大型的火電廠用的大負荷發(fā)電容量相對較大,分布使用范圍也比較寬。它的設備用電來源總量約相當占全國發(fā)電廠房總設備用電的60%以上。為了有效地充分保證整個制造廠房的設備用電管理系統(tǒng)的穩(wěn)定供電性和可靠性與設備運行中的經(jīng)濟性,且更加安全便于靈活地隨時進行用電調(diào)度,一般都應該是選擇采用"按爐分段"的方式接線供電方式,廠房所需要使用的用電負荷在各段上都必該應盡量多地分配得比較平均,且必須充分符合設備制造生產(chǎn)過程的安全要求。全廠的多個公用性配電負荷應適當?shù)剡M行集中,可以同時設立多個公用電力廠家的母電接線段或者采用低壓380/220v配電廠家的專用于配電的電流接線,大型的火電廠,一般是當?shù)剡x擇獨立的母線段來進行電流分段配電接線,即電流分段是按照鍋爐的電壓來劃分。中小型的火電廠是依據(jù)配電項目的實際具體情況而定,廠用電和低壓配電負荷的使用規(guī)模及其使用的重要性不同,全廠也只有2-3段,一般采用低壓成套連接配電線的形式來供給電能[3]。本次火電設計方案中的火力裝機容量一般控制在4×200mw,屬于一個較小的大中型商用火力鍋爐發(fā)電廠,依據(jù)以上的設計原則,確定了該發(fā)電廠家的火力用電分段連接管理方式,并以單獨的母線作為進行用電分段的連接線,按照火力鍋爐的用電方式對其進行用電分段。發(fā)電廠中通常采用低壓供電系統(tǒng),其電網(wǎng)電壓范圍在380/220v;高壓供電網(wǎng)的電壓分別是3kv、6kv、10kv。通常為了便于維護和運行,盡可能的簡單化的接線,因此電壓限制等級應盡可能少一點。如果火電廠發(fā)電機的容量在60WM及以下,且發(fā)電機的電壓等級在10.5kv時,這時候可以考慮選用3kv的電壓等級作為廠用的最高電壓;如果火力發(fā)電機組的容量控制在100~300WM時,應該考慮選用6kv的電壓等級作為廠用電的最高電壓;如果火力發(fā)電機組的容量控制在300WM以上時，可以分別采用3kv、10kv兩種輸出電壓[5].本設計的單機容量分別為200mw,因此選擇6kv變頻器作為廠用高壓供電線路,380/220v變頻器作為廠用低壓供電線路。高電壓廠用電系統(tǒng)和低電壓廠用電系統(tǒng)的各種中性點接地模式及其特征、適應區(qū)域詳表3-1。由上方表格可以看出,中性點不接地方式是指在接地的時候電容和輸出電流不相等或小于10A的高電壓等級廠用電系統(tǒng)中采用。而200WM及以下發(fā)電機組的高電壓等級廠用電系統(tǒng)中,電容和輸出的電流通常小于5~10A,所以目前一般采用不接地的系統(tǒng),因此這種接地形式比較簡易,接線方式業(yè)比較方便,所以在此次設計中高壓廠用電系統(tǒng)的接線形式采用了中性點不接地的方式。DL500《火力發(fā)電廠設計技術規(guī)程》中規(guī)定"主廠房內(nèi)的低壓廠用電系統(tǒng)不僅可以采用高電阻接地方式,也可以采用中性點直接接地方式。"由表中的結論可知,200MW及以上機組主廠房適最好采用高電阻接地,所以此次設計中低壓廠用電系統(tǒng)采用中性點經(jīng)高電阻接地方式?；鹆Πl(fā)電廠廠用電源可以劃分為工作電源和設備用電源,廠家使用電源引接形式請參照下表3-2。本次升級設計中主要采用的開關電氣高壓接線設計方式為廠用發(fā)電機開關升壓后和變壓器開關群組的接線形式,升壓后的開關電壓接線等級只有220kv一級,因而最終設計確定了兩個廠用開關高壓電源工作開關電源同時引自本次升級高壓開關變壓器的廠用低壓側,高壓開關備用工作開關電源工作開發(fā)電源分別同時引自220kv開關母線,低壓開關備用電源工作開關電源和高壓備用開關母線分別同時引自相同的廠用高壓開關廠用工作電源。本廠的備用電高壓系統(tǒng)總共應該配置4臺以上高壓廠的備用電源變壓器,根據(jù)各個機組廠用高壓備用啟動電源高壓系統(tǒng)設備數(shù)量的合理確定和系統(tǒng)設置中的原則,3臺以上200WM的用電機組一般來說應該至少設置兩臺以上啟動/高壓備用電源變壓器,因而機組應該至少配置一個兩臺以上啟動/高壓備用電源變壓器。廠用啟動使用的線路電源和它們分別作為廠用啟動/備用線路電源的兩種導向電路接線圖已經(jīng)在主接線圖上分別作了明確規(guī)定。圖中分別需要顯示兩臺變壓器和一臺電動開關作為備用用的變壓器,其余的的兩臺不再需要進行開關繪圖操作說明。

電力系統(tǒng)的正常運行主要存在三種基本狀態(tài):正常運轉供電狀態(tài),非正常運轉供電狀態(tài)和發(fā)生短路供電故障。在電力供電控制系統(tǒng)的基本建立和正常運轉中,還要同時充分考慮系統(tǒng)可能將會出現(xiàn)的各種故障和不正常或在使用時所可能帶來的不良影響。對電源供電控制系統(tǒng)來說尤其危害最嚴重的就是電源短路供電故障。短路時的電流增大會直接引起高壓電動力電流效應、發(fā)熱電壓效應和交流電壓值的降低。因此,短路接地電流的方式計算主要可以用于分析進行連接電氣設備主線和接線設計方案的方式比較、導體和其他連接電氣設備方式選擇、接地短路電流的方式計算和進行繼電保護的方式選擇及其它的整定。短路和短接是指不同的短路電位差所導致各個部位之間連接的異常時連續(xù)短接。比如,在電力系統(tǒng)中,相與點接地之間的每個中性點直接接地系統(tǒng)和其中的每個相與點接地之間的短接認為可能是一個中性短路。能夠保障企業(yè)電力系統(tǒng)的即安全又可靠地正常運行,在進行企業(yè)電力系統(tǒng)的安全設計和生產(chǎn)運營管理過程中,首先必須要做到充分考慮和達到防止電力系統(tǒng)異常運行的基本狀態(tài)。造成這種供電短路堵塞現(xiàn)象的主要原因一般認為有以下幾個主要方面:1.導體和其他電氣設備由于絕緣發(fā)生了老化、或者遭受到其他機械性損傷,或者是由于雷擊、超高電壓而造成的絕緣破壞。2.架空電纜線路或由于遭遇大風或大雨導線被覆蓋結冰而暴露引起的導電桿桿的倒塌等,或由于具有鳥獸性質(zhì)的跨界面而暴露的彈性導體等均等都有可能直接造成電纜短路。3.由于電氣設備由于在設計、安裝、保養(yǎng)、維修等方面的不良操作及設備自身不符合要求而引起的短路。4.運行中工作人員誤操作,例如運行中工作人員攜帶過大的負荷去拉隔離器開關,線路或裝置在檢修后沒有及時進行拆除,接地線加上一定的電壓等均可能造成短路。根據(jù)國外數(shù)據(jù)報告顯示,每一個人都應該具備違背規(guī)程和操作的意識。5.其它的原因,例如輸配電線路斷線、倒桿、撞擊線圈、或者是人為偷襲、破損等各種原因均有可能造成短路。1.正常工作運行時,三相直流電機驅(qū)動系統(tǒng)對稱地連續(xù)運行。2.所有電流的電功勢相位角相同。3.電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行。4.短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。5.在不同的考慮除了一個短路穩(wěn)壓點的電流衰減時間常數(shù)及在整個低壓整流網(wǎng)絡中可能產(chǎn)生的其他短路穩(wěn)壓電流之外,該電路元件的其他短路整流電阻忽略不計。6.而沒有考慮到短路接觸點的電流阻抗及變壓器勵磁。7.各個元件在設計時對所有的技術參數(shù)都采用了額定值,不需要考慮到參數(shù)之間的誤差及其調(diào)整區(qū)間。8.輸電線路的電容略去不計[7]。1.檢驗計算相關導體電器的短路動、熱穩(wěn)定以及在該電器的短路、開路或者運行、停止使用電流繼續(xù)使用過程中可能產(chǎn)生的電流短路或開路停止使用電流,應按照設計研究方案文件中的供電容量要求進行綜合計算,并結合情況分析考慮今后我國電力系統(tǒng)的長期穩(wěn)定發(fā)展。2.為了正確地充分選擇高壓導體與這些電器之間相互使用的一定一段時間內(nèi)逆向短路負載電流,在與這些電器相互連接的供電網(wǎng)絡中,應該應當充分考慮對那些具有逆向短路電流自動反饋補償效果的異步高壓電動機電流產(chǎn)生的直接影響及對高壓電容器和補償器等設備的充放電短路電流的直接影響。3.當選擇電源導體或電源繼電器時,對于不使用帶有電抗的地點計算電源短路的地點,應該認為是指在選擇正常連續(xù)電源接線電路模式時的計算短路點和電流數(shù)量為最大的計算地點。4.導體和三相繼電器的連續(xù)工作電流具有動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和以及三相繼電器的穩(wěn)定啟動暫停和自動切斷短路電流,一般來說是按照三相繼磁發(fā)電器的連續(xù)短路電流來進行計算[9]。選擇流過所有無需短路校驗的供電設備內(nèi)部及另外載入電流的導體的四個短路點將電流最大的四個短路計算點一并作為四個短路電流計算點,本次短路測試中需要選定的四個短路計算點分別為廠用發(fā)電機電源輸出口內(nèi)部短路點以及d1、220kv電源母線出口短路點以及d2、廠用6kv直流高壓電源母線出口短路點以及d3。1.去掉了系統(tǒng)線路中的所有各個負載穩(wěn)壓分支、線路上的穩(wěn)壓電容及各個穩(wěn)壓元件之間的穩(wěn)壓電阻,發(fā)動機的穩(wěn)壓電抗系統(tǒng)采用次級暫態(tài)電抗。2.計算網(wǎng)絡中各種風力發(fā)電機組的基本參數(shù)可以看作是圖4-1，各種風力變壓器組的基本參數(shù)可以看作是圖4-2。表4-1發(fā)電機參數(shù)型號額定容量額定電壓額定電流功率因數(shù)本設計的系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡圖如圖4-1所示。圖4-1等值網(wǎng)絡圖3.將各元件電抗換算為同一基準的標么電抗為使準確的計算不同電源類別的各短路輸入點的等值電源以及不同短路點的輸出輸入電流輻射數(shù)值,需要兩個不同值電源網(wǎng)絡分別控制化簡形成一個以不同短路點電源輸入輸出電流數(shù)值為控制中心的電流輻射控制網(wǎng)絡,還可以直接求出各個等值電源和不同短路輸入點之間的短路輸入和輸出電抗,即電流轉移器的輸出輸入電抗。1.d1點短路(1)網(wǎng)絡化簡,求轉移阻抗如圖4-2所示，將系統(tǒng)、合并為，、合并為，合并后的阻抗值為圖4-2d1點短路時網(wǎng)絡化簡圖2(2)求各電源的計算電抗(3)查運算曲線查得各電源0s短路電流標幺值為4s短路電流標幺值為(4)計算短路點短路電流短路點總電流為沖擊電流為(4-1)式中—沖擊系數(shù)，在電路中，,在實際中的工作穩(wěn)壓電路中,。發(fā)電機在引入高壓發(fā)電母線上時的取1.9,發(fā)電機在高壓經(jīng)過交流變壓器后的母線引入小型高壓發(fā)電母線與直流發(fā)電機在引入高壓發(fā)電母線上時的引出高壓電抗器后母線取1.85,遠離高壓發(fā)電機時的母線取1.8,低壓發(fā)電母線上的母線取1.3;計算中短路點的位置在發(fā)電機經(jīng)過變壓器后的高壓母線，所以計算時取。穩(wěn)態(tài)短路電流為2.d2點短路當d2點短路時,其網(wǎng)絡化簡圖如4-4所示。圖4-4d2點時短路網(wǎng)絡化簡圖1(1)求轉移阻抗,可將它們組合成為一個單獨的電源進行計算,電源組合并后的互聯(lián)網(wǎng)簡化流程框圖如4-5所示。圖4-5d2點短路時網(wǎng)絡化簡圖2對d2點的轉移阻抗為(2)求各電源的計算電抗圖4-6d2點短路時網(wǎng)絡化簡圖3(3)由計算電抗查運算曲線得各電源0s短路電流標幺值為4s短路電流標幺值為(4)短路點總短路電流沖擊電流為全電流為穩(wěn)態(tài)短路電流為3.d3點短路網(wǎng)絡化簡圖如4-7所示。圖4-7d3點短路時網(wǎng)絡化簡圖1(1)求轉移電抗圖4-8d3點短路時網(wǎng)絡化簡圖2(2)求各電源的計算電抗(3)由上述公式進行計算電抗標準檢查值并運算功率曲線即可得到各備用電源0s和4s之間短路最大電流的電抗標幺測量值,各個特定時刻的短路電流都是平均值相等,就應該是無限大的電源短路的電流,可以通過下式求得。0s短路電流標幺值為4s短路電流標幺值為(4)短路點總短路電流為沖擊電流為全電流為穩(wěn)態(tài)短路電流為短路計算結果匯總于表4-3。表4-3短路計算結果匯總表

導體和配套電器的選型和設計,同樣必須遵守黨和國家的法律及其有關技術政策,因此，我們盡可能的做到技術水平先進,經(jīng)濟分配合理,安全性能有保障,運行方便和適宜留有余地,以滿足我們的電力系統(tǒng)安全和正常運行的要求,因此，導體和配套電器的選型和設計規(guī)定具體內(nèi)容如下:1.應變器能夠充分滿足正常的設備運行,檢修,短路及電流過電壓等復雜條件下的應用性能穩(wěn)定要求,并充分地地考慮到未來的應用遠景。2.應按當?shù)丨h(huán)境條件檢驗。3.應與整個項目的施工標準相適應和規(guī)劃要求相協(xié)調(diào)。4.選擇導線時應盡量減少品種。5.在選擇新的產(chǎn)品時應積極謹慎,新的產(chǎn)品要求是必須具備可靠的試驗資料,并經(jīng)當?shù)刂鞴軝C關認證為合格。導體和繼電器應按正常工作狀態(tài)的情況進行選擇,按照規(guī)定的短路條件來測量其驅(qū)動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定,并按照規(guī)定的環(huán)境條件來校準核電器的基礎使用要求:1.在正常工況下,各個供電回路之間的連續(xù)工作電流,應按照國家有關要求和規(guī)定的順序進行測量。2.檢驗并計算導體和繼電器的短路電流,按照下面簡述情況進行計算:(1)除了正確計算每個短路穩(wěn)壓電流的每個衰減時間常數(shù)及計算低壓整流網(wǎng)絡電路中的每個短路穩(wěn)壓電流外,元件的每個短路整流電阻均常數(shù)可以忽略不計。(2)對于各種電氣相互連接的補償網(wǎng)絡中,應當特別充分考慮對那些具有良好反饋補償效果的異步補償電動機性能產(chǎn)生的直接影響及對補償電容器和補償開關設備的充放電壓和電流的直接影響。(3)在一些大型的變電所中,應該充分考慮如果安有同步調(diào)速相機時,應將其作為一個附加的電源,短路時產(chǎn)生電流的計算公式與發(fā)電機相同。(4)對沒有電抗器回路的電路計算短路點時，應該選擇正常接線形式下的短路電流為最大的點。有電抗器并且6-10kv線路點計算時，除去母線隔離開關前的引線和套管，應該選擇電抗器之外的線路來計算，其他的導線和電抗器應該選擇在電抗器的后面。3.驗算各種半導體和110kv以下的有線電纜在當發(fā)生最大短路熱穩(wěn)定時,所用它來計算的動作時間,一般可以使用一個主或被保護位置動作計算時間數(shù)值來減少增加其與電纜相應保護位置不存在的電源斷路器完全進行分閘的計算時間,若主或被保護動作位置內(nèi)部存在電纜死區(qū)時,則一般可直接采用一個設計能對此保護位置的電纜處死或斷區(qū)進行發(fā)生最大短路熱穩(wěn)定作用的后備箱主保護位置動作計算時間,并且也可以直接采用與電纜相應保護位置在此處的發(fā)生短路熱穩(wěn)定作用電流比的數(shù)值。電器和110kv及以上的無線充電機油式導線電纜和后備短路電流保護分閘電流在工程計算中指的是,一般必須通過使用后備短路保護的一個動作來對時間表的增大或減小加上一個相應的電流短路器完整進行分閘。4.對于機電導體和家用電器的電流傳動穩(wěn)定,熱穩(wěn)定以及家用電器的啟動開斷和停止電流,可按以下三相接地短路方式進行短流驗算,若是在火力發(fā)電機組的輸入口和出口兩相接地短路或兩個中性點直接接地系統(tǒng),自由電耦合的變壓器等兩個輸入接地回路的其中的一個為短路單相,兩個直相接地系統(tǒng)短路比三相接地短路嚴重時,則一般認為應按嚴重的短路情況下來進行短路驗算。5.環(huán)境質(zhì)量條件:在當?shù)剡x擇導體和其他集成電路時,應按當?shù)氐南嚓P環(huán)境質(zhì)量情況分別進行校核,當當?shù)貧鉁?、風速、濕度、污濁、海拔、覆蓋結冰等相關環(huán)境質(zhì)量條件已經(jīng)明顯超出普通家用電器的環(huán)境基礎性保護使用條件要求時,應通過各種社會經(jīng)濟學和科學技術的綜合比較分別進行考慮,并采取以下保護措施:(1)向制造業(yè)主管部門申請補充,訂制出適用于該行業(yè)環(huán)境的產(chǎn)品。(2)建筑物在設計或使用中要有一些相應的安全保護措施,例如采用屋內(nèi)配電設備、水力沖洗、減震器。要求一個設備的首段額定工作電壓不可能低于一個設備目前所在工作地點的某處交流移動電網(wǎng)額定首端工作電壓,由于供電線路上的一個供電連接終端額定的的工作電壓不能高于所承受到一個供電連接終端額定的的工作電壓10-5%,電器能長期工作的最大電壓稱為最高工作電壓,對220kv及以下設備最高額定工作電壓額定的首端工作電壓高15%,330及500kv的設備最高額定工作電壓應于額定的首端工作電壓高10%,所以,只要一個設備的額定首端工作電壓不超過該處交流電網(wǎng)的額定首端工作電壓,其最高額定工作電壓不超過該處交流電網(wǎng)的額定首端工作電壓,其最高額定工作電壓必然能夠長期達到，同時滿足該處交流電網(wǎng)的受到首端額定工作電壓。設備的額定電流不可能超出或等于流經(jīng)設備的最高長期負荷的電流,當周圍介質(zhì)溫度低于規(guī)定的限值時,對設備的最高允許電流也應該進行糾偏。導體的最高短時電器工作脈沖溫度應遠小于短時電器所能達到允許的最高短時工作脈沖溫度,對于短時電器來說,是因為短路穩(wěn)定電流的熱工作脈沖遠遠小于短時電器所需的短時允許的熱工作脈沖溫度t,是因為t能在秒鐘內(nèi)的熱脈沖穩(wěn)定短路電流。及和t的數(shù)值,這兩個相關數(shù)字我們可以從電器上的產(chǎn)品銘牌或者電器使用手冊上進行查閱可以得到。對于各種導體(包括母線)而言,其中在通過三相短路電流沖擊連接電流時所應力產(chǎn)生的允許應力不小遠遠大于超出了導體材料的最大允許沖擊應力,對于自動繼電器而言,是通過它的三相反向短路電流沖擊連接電流時所應力產(chǎn)生的不小遠大于它最大值的允許應力運行穩(wěn)定的沖擊電流。1.變壓器回路2.發(fā)電機回路3.母線聯(lián)絡回路一般這種情況下取母線上最大一臺發(fā)電機或者是一臺變壓器的最大額定電流,本次設計選取變壓器的的額定電流為。1.變壓器回路(1)斷路器種類和型式的選擇選擇高壓六氟化硫斷路器,性能可靠，檢修周期長,穩(wěn)定運行性能高,,使用壽命長。(2)額定電壓和電流選擇按下列原則選取(3)開斷電流選擇高壓斷路器額定開斷電流不應超過其實際啟動時瞬間額定開斷的電流短路周期的分量,簡化了使用計算機的方法,。(4)短路關合電流的選擇斷路器的額定開關電流不宜小于最大短路時對電源的沖擊。根據(jù)以上各種電路設計方案要求,擬選一個LW-220型中頻高壓交流六氟化硫交流斷路器,LW-220型中頻高壓交流六氟化硫交流斷路器不僅可以輕松實現(xiàn)快速自動地進行重合和分閘,并且?guī)в蠰RB-220型高頻電流電壓互感器,供電壓測量和過流保護之用,該斷路器在最高的交流工作電壓下,能夠準確地自動開斷120~360MVA兩種交流變壓器的交流電感器和電流。在最高的直流工作電壓下,能夠直接自動開斷200~400km的大型空載式架空輸電線路的穩(wěn)壓電容和電流輸出。斷路器電流可在不需要定期檢修的條件情況下,能夠同時承受一次滿額定容量的短路開斷持續(xù)時間內(nèi)不大于10次或者整個開斷時間內(nèi)累積的開斷電流500KA以上。它的相關技術性及資料來源詳見表5-1。表5-1lw-220型通用高壓交流六氟化硫交流斷路器的相關技術應用資料(5)動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定校驗式為滿足動穩(wěn)定校驗式,校驗合格。(6)熱穩(wěn)定校驗設保護設備的后備保護工作時間限制在3.5s,則按照短路方式來計算工作時間短路電流的衰減特點,由周期式分量的等值曲線可以查得短路電流熱效應動穩(wěn)定檢驗式為經(jīng)過嚴格的檢驗,滿足各種熱穩(wěn)定性的校驗型號,校驗結果均為合格。2.母聯(lián)斷路器(1)斷路器種類和型式的選擇擬選定高壓六氟化硫斷路器。(2)額定電壓和電流選擇(3)開斷電流與短路關合電流的選擇同上。根據(jù)以上的技術條件,擬定選擇一臺LW-220型專用高壓交流六氟化硫交流斷路器,技術設計資料請參見表5-5。表5-5lw-220型通用高壓交流六氟化硫交流斷路器的相關技術應用資料(4)校驗電機的機械驅(qū)動穩(wěn)定和熱轉換穩(wěn)定驅(qū)動校驗的工作過程非常類似于電力變壓器的一個電機驅(qū)動回路,此處將不再對此作詳細的討論敘述。1.變壓器回路(1)隔離開關種類和型式的選擇擬從中選擇一種GW6系列交流高壓戶外隔離輸電開關,GW6系列交流高壓戶外隔離輸電開關主要原理是一種完全采用交流單柱式三相高壓交流50HZ的戶外隔離輸電開關裝置,俗稱剪刀式交流高壓戶外隔離輸電開關,當分閘通電后會自動形成一個豎直或橫方向的高壓絕緣體隔斷口,肉眼可見,方便檢測監(jiān)視和控制減少戶外變電所需的占地面積等特點[10]。(2)額定電壓和電流選擇根據(jù)以上列舉的條件,擬選用GW6-220D型隔離式開關,技術資料見表5-6。表5-6GW6-220D型隔離開關技術數(shù)據(jù)(3)動穩(wěn)定校驗滿足動穩(wěn)定校驗式,校驗合格。(4)熱穩(wěn)定校驗滿足熱穩(wěn)定校驗式,校驗合格。2.母線聯(lián)絡回路(1)種類和型式的選擇擬選定GW6系列高壓隔離開關。(2)額定電壓和電流選擇根據(jù)以上列舉的條件,擬擇GW6–220D型隔離式開關,技術資料詳見表5-10。表5-10GW6–220D型隔離開關的技術資料(3)校驗電機的起動運行穩(wěn)定和熱轉換穩(wěn)定性該校驗的工作過程非常類似于一般的電機變壓器校驗回路,此處將不再對此作詳細的描述說明。1.220kV母線(1)導體截面選擇按導體長期發(fā)熱允許電流選擇按照該合金類型的該半導體最大電壓可以連續(xù)產(chǎn)生工作的額定電流,依照《電力工程電氣設計手冊》的相關要求,選擇了一種具有橫向直截面53mm2的矩形圓管型合金鋁錳合金高壓半導體,其主要基本技術設計資料結構如下表見表5-18所示。表5-18圓管形鋁錳合金導體參數(shù)表(2)綜合校正系數(shù)校修正:當一導體的允許照射溫度為+70℃時,K值可以通過使用下試公式來進行計算溫度修正系數(shù)為式中—導體長期發(fā)熱允許最高溫度,為70℃根據(jù)實際的環(huán)境條件確定了最熱導體安裝位置的溫度,取決于最熱天氣的日平均溫度22℃。則導體長期發(fā)熱允許電流(3)熱穩(wěn)定校驗所選導體截面積為539,滿足要求。(4)動穩(wěn)定校驗由荷載手冊中的相差計算得到的均勻分布豎向荷載最大彎矩曲率系數(shù)為的定義公式為0.125,則由由該荷載母線自重所加后產(chǎn)生的均布豎向荷載彎矩系數(shù)公式定義為由該使用手冊我們可以直接查得一個集中運動荷載最大彎矩的阻力系數(shù)為其定義公式為0.188,則一個集中運動荷載對其所能運動產(chǎn)生的最大垂直方向彎矩可用公式定義為短路電動力產(chǎn)生的水平彎矩為短路電動力為內(nèi)部通過電壓條件下的風速所產(chǎn)生的最大風壓公式為水平彎矩短路狀態(tài)時母線所受的最大彎矩應力為鋁錳合金的最高容量是允許應力8820,因而可以滿足這個條件。2.變壓器引出線(1)導體選型擬選用鋼芯鋁絞線。(2)導體截面選擇按經(jīng)濟電流密度來選擇選用LGJ-800型優(yōu)質(zhì)鋼芯焊接鋁合金承重絞線,標稱部件承重時的面積長度設置為LGJ-800,允許絞線承重時的流量長度設置為1330A,外徑長度設置為36.9mm。校驗過程與出線相似,此處不再做詳細說明。3.發(fā)電機引出線200WM及以上大型小功率高壓發(fā)電機的電流引入發(fā)電線以及汽車到達專用高壓發(fā)電工廠時所使用的交流變壓器、電壓移動互感器和高壓避雷器柜、中性點焊的接地柜和設備安裝柜等的各個構件分支線都已經(jīng)是同時采用了全部串連式的分相線和閉合相間母線,有效率地防止了在閉合相間母線短路和斷電同時有效消除周圍各個鋼結構件的熱力渦流產(chǎn)生發(fā)熱,也大大減少了在閉合母線相間短路時可能造成的鋼結導體和構件外殼摩擦產(chǎn)生的巨大電動力。本次技術設計中主要采用的是一條自冷式充氣密封殼體母線,可在殼內(nèi)內(nèi)部加裝微壓或正壓式的充氣密封裝置,向密封殼體內(nèi)部空氣提供干燥清潔的殼內(nèi)空氣,其相關技術設計資料詳見表5-19。表5-19自冷式封閉母線技術數(shù)據(jù)所以新設計的大型火電廠在重要電氣保護部位設計應當保證具有良好的工作可靠性、靈活性和使用經(jīng)濟性,并應當能夠完全滿足適應火電工程施工量的規(guī)模。所需要采用的各種電氣線路主要連接線在系統(tǒng)設計上主要具有總線供電可靠性高、調(diào)度靈活、運營簡單、檢修方便、具有實際投產(chǎn)使用的成本經(jīng)濟性與改擴建新的可能