220KV发电厂变电站设计-毕业论文

. . 220KV发电厂变电站设计 装订线. . . 目 录摘要IAbstract1 引言11.1意义11.2 原始资料简要分析12 电气主接线的设计22.1高压配电所的主接线图22.2 电气主接线的选择33 变压器、发电机的选择53.1 主变压器的选择53.1.1 主变压器台数的选择53.1.2 主变压器容量的选择53.1.3 电力变压器并列运行条件53.1.4 主变压器的选择结果53.2 发电机的选择63.3 高厂变的选择63.4 励磁变的选择74 短路电流计算75 电气设备的选择105.1 断路器的选择105.2 隔离开关的选择125.3 电流互感器的选择125.4 电压互感器的选择135.5 熔断器的选择155.6 导体的选择156 厂用电186.1 厂用电率196.2 厂用电压等级196.3 厂用电原则206.4 厂用电接线形式216.5本设计的厂用电设计217 防雷和接地设计218 保护配置238.1 短引线保护238.2 启备变保护248.3 断路器保护248.4 发变组保护258.5 进线段保护268.6 主设备继电保护26参考文献28致谢29ContentsAbstract1 Introduction11.1 Significance11.2 A brief analysis of the raw data12 Design of main electrical writing22.1 The main wiring diagram of the high voltage power distribution22.2 Main electrical wiring selection33 Choose transformers,generators53.1 Select the main transformer53.1.1 Select the number of main transformer station53.1.2 Main transformer capacity of choice53.1.3 Conditions of parallel operation of power transformers53.1.4 Select the result of the main transformer53.2 Select the generators63.3 Auxiliary power transformer selection63.4 Excitation transformer selection74 Short circuit calculation75 Choose electrical equipment105.1 Select the circuit breaker105.2 Disconnector selection125.3 Current transformer selection125.4 Voltage transformer selection135.5 Fuse selection155.6 Select conductor156 Auxilizry power186.1 Consumotion rate196.2 Plant voltage level196.3 Auxiliary power principles206.4 Auxiliary power connection type216.5 The design of the power plant design217 Lightning protection and gronding design218 Protection configuration238.1 Stub protection238.2 Kai standby transformer protection24 8.3 Breaker protection248.4Transformer protection258.5 Into the line protection268.6 Master relay26References28Acknowledgements29发电厂变电站220KV设计 摘要：本设计主要介绍了220kV发电厂变电站的设计内容和设计方法。涉及电压等级220kV、20kV、6kV、400V。设计的内容有220kV发电厂变电站的电气主接线的选择，主变压器、厂用变压器、启/备用变压器、励磁变压器、高压厂用变压器的选择，母线、发电机、发电机自动同期装置、断路器和隔离开关的选择，电流互感器、电压互感器的配置，220kV线路短路电流的计算。设计中还对主要高压电气设备进行了校验，如断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等。此外还进行了保护成套装置的配置，如短引线保护、启备变保护、发变组保护、断路器保护，提高了整个变电站的安全性。关键词：发电厂，主接线，选择，配置The design of substation 220KV power plant Abstract This design mainly introduces the design content and design method of 220 kv power transformer substation. 220 kv voltage class, 20 kv, 6 kv and 400 v. Design the contents of 220 kv power transformer substation main electrical wiring, the choice of the main transformer, transformer factory, start/standby transformer, the choice of excitation transformer, high voltage transformer, bus, generators, generator automatically at the same time, the choice of circuit breaker and isolating switch, current transformer, voltage transformer, the configuration of the 220 kv line short-circuit current calculation. Also explains the main high voltage electrical equipment in the design of calibration, such as circuit breaker, isolating switch, current transformer, voltage transformer, etc. In addition to the protection configuration of complete sets of equipment, such as short fuse protection, rev for transformer protection, hair group protection, circuit breaker protection, improve the security of the whole substation.Keywords: Power plant; the main wiring; selection and configuration.II1 引言1.1意义毕业设计是我们作为学生在大学阶段的最后一个环节，是对所学专业知识的一种综合应用，这一过程对学生的学习能力和独立思考及工作能力也是一个培养，同时毕业设计的水平也反映了大学教育的综合水平，因此学校十分重视毕业设计这一环节，加强了对毕业设计工作的指导和动员教育。在大学的学习过程中，毕业设计是一个重要的环节，是对我们自学能力和解决问题能力的一次考验，是学校生活与社会生活间的过渡。在完成毕业设计的时候，我尽量的把毕业设计和实际工作有机的结合起来，大量查阅相关的资料，这样更有利于自己能力的提高。社会是在不断的进步、发展的，对人才的要求也越来越高，要学会学习，学会丰富自己，学会适应社会的发展要求。在走出校园，迈向社会之即，只有把握今天，才能创造未来。老师的熏陶和教诲，使我懂得了更多为人处世的道理，有了一定的钻研精神。由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心。在当今的社会生活中，不可缺少的就是电。电能作为一种能源，被广泛应用在动力、照明、冶金、化学、纺织、通信、广播等各个领域，而在我国电源结构中火电设备容量占总装机容量的75%。是科学技术发展、国民经济飞跃的主要动力。日常生活中使用的电能，主要来自其他形式能量的转换，包括水能（水力发电）、热能（火力发电）、原子能（核电）、风能（风力发电）、化学能（电池）及光能（光电池、太阳能电池等）等。这里，我进行的设计是针对火力发电厂的变电站。变电站，就是改变电压的场所。为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低，这种升降电压的工作靠变电站来完成。220KV 变电站电气部分设计使其对变电站有了一个整体的了解。该设计包括以下任务：1、主接线的设计 2、主变压器的选择 3、短路计算 4、导体和电气设备的选择 5、防雷接地设计 6、继电保护的配置等。1.2 原始资料简要分析该变电所主变采用2330MVA,其电压等级为220kV、20kV、6kV，其中5、6号机组有相同的结构，5号发电机电压为20kV，电压互感器将电压变为100V，电流互感器一二次侧分别为15000A和5A，有5号励磁变为发电机励磁装置提供励磁电源。5号高厂变将高压20kV变为低压6kV，提供厂内用电需要，如脱硫等。5号主变将发电机电压20kV升高到220kV，该升压站的进线三回，出线五回分别是石高线、石高线、石园线、石佛线、石佛线。根据建厂规模，对本变电所的电气主接线进行设计确定出23种方案，进行技术和经济比较，确定出最佳方案。该变电所接近负荷中心，进出线方便，接近电源侧，设备运输方便，未设在有剧烈震动、高温、多尘或有腐蚀性气体的场所，地势较平，占地面积大，交通便利，出线走廊开阔，地震烈度为7度，区域稳定可满足建所要求。根据以上所址概述，可了解到该设计中变电所的周边环境情况，减低了配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量，便于架空进出线，可推测该所地处平原地区，占地面积大，由此根据变电所配电系统和配电装置的设计原则，对本变电所进行高压配电系统及配电装置设计；接近负荷中心，则要求供电的可靠性、调度的灵活性更高。2 电气主接线的设计2.1高压配电所的主接线图高压配电所担负着从电力系统受电并向各车间变电所及某些高压用电设备配电的任务。（1） 电源进线最常见的进线方案是：一路电源来自发电厂或电力系统变电站，作为正常工作电源，而另一路电源则来自邻近单位的高压联络线，作为备用电源。该设计采用5、6主变跟56启备变做为进线。（2） 母线母线又称汇流排，是配电装置中用来汇集和分配电能的导体。该设计就是采用了双母线接线。为了测量、监视、保护和控制主电路设备的需要，每段母线上都接有电压互感器，进线和出线上都接有电流互感器。高压电流互感器均有两个二次绕组，其中一个接测量仪表，另一个接继电保护装置。为了防止雷电过电压侵入配电所击毁其中的电气设备，各段母线上必须装设避雷器。（3） 高压配电出线由于高压配电线路都是由高压母线来电，考虑到进线断路器在检修时有可能两端来电，因此为保证检修人员的人身安全，断路器两侧都必须装设高压隔离开关，使能够安全检修断路器和出线。2.2 电气主接线的选择根据对原始资料的分析以及对主接线的认识，升压站有3条进线，5条出线，出线较多，且都较为重要，所以采用双母线分段、单母线分段带旁路和一台半断路器的接线形式，现列出以下三种主接线方案。方案一： 图2-1 双母线分段接线图方案二： 图2-2 单母线分段带旁路接线图方案三： 图2-3 一台半断路器接线图方案的比较：采用双母线接线有以下特点：轮流检修母线时不停止向用户供电；检修任一回路的母线隔离开关时，只需该回路及与该隔离开关相连的母线停电；母线故障时，能迅速恢复供电；任一回路断路器因故拒动，可利用母联断路器断开该回路；调度灵活；扩建方便等特点。为了缩小母线故障的停电范围，可采用双母线分段接线，用分段断路器将工作母线分为两段，这种接线具有单母线分段和双母线的特点，较双母线接线具有更高的可靠性和灵活性。正常运行时工作母线工作，备用母线不工作。但是该升压站的主变、启备变都一起工作，没有分段的必要，所以不选用该方案。单母线分段断路器兼作旁路断路器的接线，可以减少设备、节省投资，在正常工作时按单母线分段运行，而旁路母线不带电；当段母线上的出现断路器要检修是，为了使 、段母线能保持联系，先合上分段隔离开关QSD，然后断开断路器QFD和隔离开关QS2，再合上隔离开关QS4，然后合上QFD。但是对于进出线较多的情况来说，单母线分段带旁路过于复杂，对于断路器和隔离开关的关停也比较麻烦，所以不选用该方案。一台半断路器的接线形式，供电可靠性和灵活性更高，倒闸操作方便，隔离开关仅作隔离电源用减少了误操作，而且扩建方便，接线简单的优点。在设计升压站时，不用采取别的复杂的接线形式，只要注意有可靠的接地保护就可以了。这种接线具有环形接线和双母线接线的优点，供电可靠性高，运行灵活，操作、检修方便，当一组母线停电检修时，不需要切换回路，任意一台断路器检修时，各回路仍按原接线方式进行，也不需要切换；隔离开关不做操作电器使用，只在检修电气设备时作为隔离电源用。所以选择方案三作为升压站的主接线图。本设计为2330MW燃煤机组以220kV电压接入系统，电厂220kV母线采用双母线接线，发电机-双卷变压器组采用单元接线，接入电厂220kV母线。设置2台主变。主变压器均采用三相强油风冷双绕组变压器，单台容量为370MVA。发电机中性点采用经二次侧接电阻（带中间抽头，二次电阻R=0.5）的单相变压器接地，用来限制电容电流。主变压器中性点采用经隔离开关接地方式。高压启/备变压器高压侧中性点直接接地，低压侧中性点经40中值电阻接地。该设计高压启/备用电源从220kV母线上直接引接。启/备变压器采用三相风冷低损耗有载调压分裂变压器。3 变压器、发电机的选择3.1 主变压器的选择3.1.1 主变压器台数的选择因为该厂供有大量一、二级负荷，需要供电的方向比较多，所以该设计采用5、6台主变且有一台启/备变，在正常情况下，3台机组同时运行，在主变停电检修时，启/备变的用途较大。3.1.2 主变压器容量的选择电力变压器额定容量SN.T是在一定温度条件下的持续最大输出容量。主变压器的台数选择两台时，每台变压器的容量SN.T应同时满足两个条件：任一台变压器单独运行时，宜满足总计算负荷S30的大约60%70%的需要，该设计总计算负荷S30为330MW：SN.T198231MW2、任一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷的需要：SN.TS30(+)所选变压器需满足以下要求：容量：（MVA）除去8%的厂用电率： （MVA）留10%的裕度： 即变压器容量大于上述值。3.1.3 电力变压器并列运行条件两台或多台变压器并列运行时，必须满足3个条件：1）额定一、二次电压必须对应相等。2）阻抗电压（即短路电压）必须相等。3）联结组别必须相同。该设计的5、6号主变的型号完全是一样的，所以满足并列运行的条件。3.1.4 主变压器的选择结果查电力工程电气设备手册：电气一次部分，这里选择双绕组变压器，所选5、6号主变压器的技术参数如下所示：型号：SFP10-370000/220 容量：370000KVA电压：高压（ 24222.5% KV）/ 低压 (20KV)组别标号：YN/d11额定电流：882.7/10681A频率：50HZ相数：3卷数：2短路阻抗：15.09负载损耗：692.49KW冷却方式：强油风冷厂用变压器数据：型号：D9-30/6额定容量（KVA）：30额定电压（KV）一次：6.3、6二次：0.4联结组：Yyn03.2 发电机的选择查电力工程电气设备手册：电气一次部分，所选5、6号发电机的技术参数如下所示：型号：QFSN2-330-2容量：388000KVA最大容量：330MW定子电压：20KV定子电流：11207A功率因数：0.85(滞后)转速：3000转/分频率：50HZ 3.3 高厂变的选择查电力工程电气设备手册：电气一次部分，这里选择三绕组变压器，所选5、6号高厂变的技术参数如下所示：型号：SFP10-40000/20 额定容量：40000/2500025000 KVA电压：高压（ 2022.5% KV）/ 低压 6.3-6.3KV组别标号：D/yn1-yn1电流：1154.7/2291.1-2291.1A频率：50HZ冷却方式：自冷/一级/二级风冷（60/80/100）短路阻抗：6.29%空载损耗：28.0KW空载电流：0.23%3.4 励磁变的选择查电力工程电气设备手册：电气一次部分，这里选择双绕组变压器，所选5、6号励磁变的技术参数如下所示：型号：ZLSG9-3400/20额定容量：3400kVA额定电压：200005.5%/72.6V频率：50HZ额定电流：98.15/2703.8A组别标号：yd11短路阻抗：6.5%绝缘耐热等级：F级相数：3使用条件：户内式发电机励磁系统的作用：1）在正常运行的条件下供给发电机的励磁电流，并根据发电机负载情况做相应的调整，以维持发电机端电压或电网某点电压为一定水平。2）当电力系统发生短路故障或其他原因使系统电压严重下降时，对发电机进行强行励磁以提高电力系统的稳定性。3）当发电机突然甩负荷时实行强行减磁以限制发电机端电压的过度增高。4）当发电机出现内部短路故障时能进行灭磁以减少故障损坏程度。5）能使并联运行发电机的无功功率得到合理分配。4 短路电流计算在远离发电机的无限大容量系统中短路时，两相短路电流和单相短路电流均较三相短路电流小，因此用于电气设备选择校验的短路电流，应该采用三相短路电流。两相短路电流主要用于相间短路保护的灵敏度校验，单相短路电流则主要用于单相短路保护的整定及单相短路热稳定度的校验。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。进行短路电流计算，首先要绘出计算电路图，在计算电路图上，将短路计算所需考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点。短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。接着，按所选择的短路计算点绘出等效电路图，并计算电路中主要元件的阻抗，然后将等效电路图化简，最后计算短路电流和短路容量。该设计用标幺值进行计算。图4-1 计算电路图确定基准值取而 计算k-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 图4-2 k-1短路的等效电路图1） 总电抗标幺值 =0.1032） 三相短路电流周期分量有效值 =2.4kA3） 其他三相短路电流 2.4kA 2.4kA=6kA 2.4kA=3.6kA4） 三相短路容量 970.9MVA计算k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 图4-3 k-2短路的等效电路图1）总电抗标幺值 = =0.06212）三相短路电流周期分量有效值 =44.3kA3) 其他三相短路电流 44.3kA 44.3kA=113kA 44.3kA=66.9kA4）三相短路容量 1610.3MVA计算k-3点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 图4-4 k-3短路的等效电路图1）总电抗标幺值 =0.1562）三相短路电流周期分量有效值 =58.8kA3）其他三相短路电流 58.8kA58.8kA=150kA58.8kA=88.8kA4）三相短路容量 641MVA5 电气设备的选择 5.1 断路器的选择根据高压断路器的装设地点，可分为户内和户外两种形式，按断路器使用的灭弧介质和灭弧原理可分为油断路器、空气断路器、六氟化硫断路器、真空断路器等。由于油断路器运行维护工作量大，且有火灾的危险，而空气断路器结构复杂、制造工艺和材料要求高，有色金属消耗量大，维护工作量大等缺点，目前油断路器、空气断路器逐渐被六氟化硫断路器和真空断路器取代。220kV系统采用六氟化硫断路器，具有开断能力强、全开断时间短、体积小、运行维护工作量小等特点，应用广泛。断路器选择的具体技术条件如下：1）额定电压校验： UNUmax2）额定电流校验： INImax3）开断电流： INbrIw（短路电流有效值）4）动稳定： iesish（短路冲击电流）5）热稳定： QrQk型号：LW15B-252/Y额定电压：252KV额定频率：50HZ额定电流：4000A短路电流：50KA直流分量百分数：453s热稳定电流（kA）：40后备保护时间：2s合闸时间：0.1s固有分闸时间：0.25s额定断开电流: 4000A额定闭合电流：4500A断路器的校验：额定电压：额定电流： =2400A 额定断开电流:=4000A=2400A 额定闭合电流：INc1=4500AIsh1=3600A 动稳定校验：Ies=INc1=4500AIsh1=3600A热稳定校验：22经查资料得到：则：2+10Itk/22)=749.8(kA2S) 因此 It2tQk所以所选断路器的热稳定满足需求。此断路器满足系统需求。6kV系统采用真空断路器，参数如下：型号：ZN12-10额定电压（kV）：10额定电流（A）：3150额定开断电流（kA）；50分闸时间：不大于40ms合闸时间：不大于75ms厂用电系统采用少油断路器，参数如下：型号：SN10-10安装方式：户内式额定电压（KV）：10 5.2 隔离开关的选择因隔离开关一般装在断路器的两侧，故可根据断路器的额定电流进选择。隔离开关的选择校验条件与断路器相同，并可以适当降低要求。因此隔离开关选择如下：型号：GW10-252DW额定电压：252KV额定电流：3150A额定频率：50HZ 动稳定电流（kA）：4500A3s热稳定电流（kA）：40隔离开关的校验：额定电压：额定电流：IN=3150Imax=2400A动稳定校验：Ies=INc1=4500AIsh1=3600A此隔离开关满足系统需求。 5.3 电流互感器的选择电流互感器的选择应按下列条件：1、动稳定：ish 2I1NKes式中， Kes是电流互感器动稳定倍数，等于电流互感器极限值，过电流峰值iES与一次绕组额定电流峰值iM之比。2、一次回路电压：UNSUN3、一次回路电流：Imax(一次回路最大工作电流)I1N（原边额定电流）4、准确等级： 测量用0.1、0.2、0.5、1、3、5等级，电流互感器的铁心在一次电路短路时应易于饱和，以限制二次电流的增长倍数；保护用5P、10P等级，电流互感器的铁心在一次电路短路时不应饱和，使二次电流能与一次电流成比例增长，以适应保护灵敏度的要求。根据以上规则选择的电流互感器如下：220KV升压站电流互感器型号：LVQB-220W2额定电压：220KV额定一次电流 21250A 额定二次电流 5A 产品型式 户外单相海拔高度 1000米 温升在额定电流下线圈不超过60.电流互感器校验：一次回路电压：一次回路电流：IN=2500Imax=2400A 动稳定校验：Ies=102kAIsh1=3.6kA所以所选电流互感器的热稳定满足需求。此电流互感器满足系统需求。6kV电源电流互感器参数为：型号：LMZ-10电流变比：4000/5A额定电压（kV）：10注意事项：1、 在工作时其二次侧不得开路2、 二次侧有一端必须接地3、 注意其端子的极性4、 5.4 电压互感器的选择电压互感器配置（1）母线 除旁路母线外，一般工作及备用母线都装有一组电压互感器，用于同步、测量仪表和保护装置。（2）线路 35KV及以上输电线路，当对端有电源时，为了监视线路有无电压进行同步和装置重合闸，装有一台单相电压互感器（3）发电机一般装23组电压互感器。一组供自动调节励磁装置。另一组供测量仪表，同步和保护装置用，该互感器采用三相五柱式或三只单相专用互感器，其开口三角形供发电机在未并列之前检查是否接地之用。当互感器负荷太大时，可增设一组不完全星形连接的互感器，专供测量仪表使用。200MW及以上发电机中性点常接有单相电压互感器，用于100%定子接地保护。（4）变压器变压器低压侧有时为了满足同步或继电保护的要求，没有一组电压互感器。（5）容量和准确级的选择随着电力系统输电电压的增高，电磁式电压互感器的体积越来越大，成本也越来越高。为了满足电力工业日益发展的需要，研制出了电容式电压互感器，实质是一个电容分压器，在被测装置和地之间有若干相同的电容器串联，具有冲击绝缘强度高、制造简单、重量轻、体积小、成本低、运行可靠、维护方便并可兼作高频载波通信的耦合电容等优点。当一次系统发生短路，它的暂态过程持续时间远较电磁式电压互感器长。在220kV及以上得到广泛应用。220kV母线测电压互感器参数如下：TYD220/3-0.0075H型电容式电压互感器1.额定一次电压:220/3KV2.额定频率:50HZ3.温度类别:-40/A 4.电容量:0.007424F6kV母线电压互感器参数为：设备型号：JDZJ=6一次电压（V）：二次电压（V）：辅助绕组电压（V）：准确等级：0.5负荷30VA，单相50Hz注意事项：1）工作时其二次侧不得短路2）二次侧有一端必须接地3）注意其端子的极性互感器的作用：1）用来使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘2）用来扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围3）电压互感器将高电压转换成低电压，一般为100V；电流互感器将大电流转换成低电流，一般为5A。5.5 熔断器的选择高压熔断器是一种保护电器，当其所在电路的电流超过规定值并经一定时间后，它的熔体熔化而分断电流、断开电路。熔断器主要用来进行短路保护，但有的也具有过负荷保护功能。电压互感器的一、二次测均有熔断器进行保护，所以熔断器的选择需要与电压互感器的选择相适应，与电压等级有关。5.6 导体的选择对大容量发电机母线而言，不仅有母线本身电动力问题、发热问题，还有母线支持、悬吊钢构架以及母线附近混凝土柱、楼板、基础内的钢筋在交变强磁场中感应涡流引起的发热问题。一旦母线短路，不仅一般敞露母线和绝缘子的机械强度很难满足要求，而且发电机本身也遭受损伤，并由此影响系统安全供电以及系统的稳定运行。为了解决上述问题，采用能承受巨大短路电动力的特殊绝缘子；选用槽型、方管、圆管等形状的母线来改善母线材料的有效利用，提高母线机械强度；采用强迫冷却解决母线散热问题；在母线附近避免使用钢构件或在钢构件上装设短路环，在混凝土内的钢筋才确屏蔽隔磁，以及在楼板上铺设铝板等措施降低感应发热。实践证明，采用金属外壳的分相封闭母线，是解决上述问题的有效办法。所谓金属外壳的分相封闭母线，是将载流母线分别用金属外壳封闭保护起来，并将外壳接地。封闭母线的作用：1）减少接地故障，避免相间短路。大容量发电机出口短路电流很大，发电机承受不住出口短路电流的冲击。封闭母线因为具有金属外壳保护，基本避免了相间短路故障，提高了发电机运行的可靠性。2）减少母线周围钢结构发热。金属封闭母线的外壳祈祷屏蔽作用，大大减少了母线周围钢结构的发热。3）减少相间电动力。使短路电流产生的磁通大大减弱。4）母线封闭后，采用微正压方式运行，可防止绝缘子结露，提高了运行的可靠性，为母线强迫通风冷却创造了条件。5）由工厂成套生产，施工安装简便，简化了对土建结构的要求，运行维护工作量小。封闭母线的结构：1）母线导体均采用圆管铝母线，封闭母线在一定长度范围内，设置有焊接的不可拆卸的伸缩补偿装置，母线导体采用多层薄铝片制成的伸缩节，与两端母线搭焊连接；封闭母线与设备连接处或需拆卸的部位设置可拆卸的螺接伸缩补偿装置，母线导体与设备端子连接的导电接触面接镀银处理，其间用铜编织线伸缩节连接。2）母线支持绝缘体三项母线导体分别密封于各自的铝制外壳内，导体主要采用同一断面三个绝缘子支撑方式，绝缘子上部开有凹孔或装有附件，内装橡胶弹性块及蘑菇型金具或带有调节螺纹的金具。金具顶端与母线导体接触，导体可在金具上滑动或固定。绝缘子下部固定于支撑板上，支撑板用螺板紧固在焊接于外壳外部的绝缘子底座上。3）母线金属外壳外壳的支持采用铰销式底座，在支持出先用槽钢抱箍将外壳抱紧，抱箍通过铰销与底座连接，而底座用螺栓固定于支撑横梁上，横梁则支持或吊装于工地预埋的钢构架上。各段外壳间采用对接或双半圆抱瓦搭接焊接，封闭母线外壳在一定长度范围内，采用多层铝制波纹管，与两端外壳搭焊连接作为伸缩补偿装置。封闭母线外壳与设备连接处或需要拆卸的部位设置可拆卸的螺接伸缩补偿装置，外壳采用橡胶伸缩套连接，同时起到封闭作用。外壳间需要全连导电时，伸缩套两端外壳间加装可伸缩的导电外壳伸缩节，构成外壳回路。分相封闭母线在大型发电厂中的使用范围是：从发电机出线端子开始，到主变压器低压侧引出端子的主回路母线，自主回路母线引出至厂用高压变压器和电压互感器，避雷器等设备的各个分支线。采用全连分相封闭母线，与敞露母线相比，有以下的优点：1)供电可靠。封闭母线有效地防止了绝缘遭受灰潮气等污秽和外物造成的短路。2)运行安全。由于母线封闭在外壳内，且外壳接地，使工作人员不会触及带电导体。3)由于外壳的屏蔽作用，母线的电动力大大减小，而且基本消除了母线周围钢构体的发热。4)运行维护工作量小。300MW机组发电机引出线至主变压器侧及高厂变用全连式离相封闭母线，特点如下：1）“发电机-变压器”单元接线，不设发电机出口断路器和隔离开关，但在主母线上设可拆连接点。2）发电机出口侧经高压熔断器接有三组电压互感器；发电机出口侧有一组避雷器。3）发电机出口主封闭母线上有接地刀，母线接地刀能承受主回路动、热稳定的要求。接地刀附近有观察接地刀位置窥视窗。发电机出口全连式自冷离相封闭母线技术参数：表5-1 母线技术参数参数 主回路 厂用变压器分支 电压互感器分支 主变压器低压侧额定电压（KV） 24额定电流（A） 25000 2500 12500保护动作时间（s） 4母线厚度 900 200 200 600和外径（mm） 15 10 10 15外壳外径 1450 750 750 1150和厚度（mm） 10 7 7 8相间距离（mm）1800 1800 1500冷却方式 自然冷却表面要求 导体外表面及外壳内表面涂无光泽黑漆，外壳、外表面涂无光泽灰漆220kV母线架空线路：按长期允许电流选择母线截面。母线最大持续工作电流不超过一台主变压器的最大持续工作电流，故母线最大持续工作电流为：最热月平均最高温度32.5，基准条件下的长期允许电流，有环境温度所选校正系数K=0.89，故长期允许电流为：大于928A，所以母线LGJ-300适用。热稳定校验:计算热稳定最小允许截面：短路持续时间：短路电流周期分量热效应QZ，计算母线短路前通过最大持续工作电流时的工作温度：按80取热稳定系数C=83，非周期分量热效应：短路电流热效应：小于300mm2,故能满足热稳定要求。从高厂变到发电机，从发电机到主变这两段线路，采用封闭母线形式接线。按发热条件选择三相系统中的相线截面时，应使其允许载流量Ia1不小于通过相线的计算电流I30，即所谓导线的允许载流量，就是在规定的环境温度条件下，导线能够连续承受而不致使其稳定温度超过允许值的最大电流。= 查表得，20kV系统选择母线类型为LMY-1250，每相母线条数为4条，采用竖放的形式，母线尺寸（宽厚）为125 10（mm mm）= 动稳定校验：式中：母线材料的允许应力；：作用在母线上的最大计算应力。满足条件。查表得，6kV系统选择母线类型为LMY-640，每相母线条数为2条，采用平放的形式，母线尺寸（宽厚）为80 8（mm mm）动稳定校验：满足条件。 6 厂用电发电厂在电力生产过程中，有大量以电动机拖动的机械设备，用以保证主要设备（锅炉、汽轮机、发电机等）和辅助设备的正常运行。这些电动机以及全厂的运行操作、试验、修配、照明、电焊等用电设备所消耗的电量总和，通称为厂用电或厂用电量，用表示，单位： 。 6.1 厂用电率厂用电量占同期全厂发电量的百分数，成为厂用电率。可用下式计算：式中厂用电率（%）；厂用计算负荷（kVA）;平均功率因数，一般取0.8；发电机的额定功率（kW）。不同类型电厂的厂用电率： 发电厂：5%8%， 热电厂：8%13%，水电厂：0.5%1.0%。 6.2 厂用电压等级发电厂厂用电压等级是根据发电机额定电压、厂用电动机的容量和厂用电网络的可靠性等诸多方面因素，经过经济、技术综合比较后确定的。发电厂中一般采用的低压供电网络电压为380/220V；高压供电网络电压为6kV。200MW以上的电动机采用6kV电源供电，动力中心（PC）和电动机控制中心（MCC）的组合方式，每段母线由一台低压厂用变压器供电，两台低压厂用变压器分别接至厂用高压母线的不同分段上，其备用方式可以是明备用或暗备用。PC和MCC均采用抽屉式开关柜。75kW200kW的电动机和容量较大的静态负荷由380V动力中心（PC）供电，75kW以下的电动机和容量较小的杂散负荷由380V电动机控制中心（MCC）供电。明备用是专门设置一台备用变压器，它的容量等于厂用变压器中最大一台的容量，多用于大中型电厂，特别是发电厂。暗备用是不另设专用的备用变压器，而将每台工作变压器的容量加大。多用于中小型水电厂或变电所。对厂用电动机的供电方式有个别供电和成组供电两种，所有高压厂用电动机及容量大于75kW的低压电动机都是采用个别供电方式。成组供电一般只用于低压电动机。容量在400t/h及以上的锅炉有两段高、低压厂用母线，其锅炉或汽机同一用途的甲、乙辅机，应分别接在本机组的两段厂用母线上；工艺上属于同一系统的两台及以上的辅机，应接在本机组的同一段厂用母线上。该设计的厂用电特点：1)厂用高压：厂用高压系统为6kV；电动机的额定功率大于200kW时采用额定电压为6kV。2)厂用低压：厂用低压为400V三相四线50Hz；电动机的额定功率在200kW以下时的额定电压为380V；交流单相控制电压为220V。3)厂用控制直流电压：厂用控制直流电压为110V,来自110V直流系统，电压允许变化范围为-15+10%额定电压。4）厂用动力直流电压厂用动力直流电压为220V，由机组220V直流系统供电，向空、氢侧应急直流油泵电机供电，电压允许变化范围从187242V。5） 设备照明和维修电压：设备照明由单独的400/230V照明变压器引出；维修插座电源额定电压为400/230V、50Hz。 6.3 厂用电原则（1）供电可靠，运行灵活。厂用负荷除了正常情况下有可靠的工作电源外，还应保证异常或事故情况下有可靠的备用电源，并可实现自动切换。另外，由于厂用电系统负荷种类复杂、供电回路多，电压变换频繁，波动大，运行方式的变化多样，要求无论在正常、事故、检修以及机组启停情况下均能灵活地调整运行方式，可靠、不间断地实现厂用负荷的供电。（2）各机组的厂用电系统应是独立的，特别是200MW以上机组应做到这一点。在任何运行方式下，一台机组故障停运或其辅机的电气故障，不应影响另一台机组的运行，并要求受厂用电故障影响而停运的机组应能在短期内恢复运行。（3）全厂性公用负荷应分散接入不同机组的厂用母线或或公用负荷母线。在厂用电系统接线中，不应存在可能导致切断多于一个单元机组的故障点，更不应存在导致全厂停电的可能性，应尽量缩小故障影响的范围。（4）充分考虑发电厂正常、事故、检修、启停等运行方式下的供电要求，一般均应配备可靠的启动/备用电源，尽可能地使切换操作简便，启动/备用电源能在短时内投入。（5）供电电源应尽量与电力系统保持紧密的联系。当机组无法取得正常的工作电源时，应尽量从电力系统取得备用电源，这样可以保证其与电气主接线形成一个整体，一旦机组故障时以便从系统倒送厂用电。（6）充分考虑电厂分期建设和连续施工过程中厂用电系统的运行方式，特别要注意对公用负荷供电的影响，要便于过渡，尽量减少接线和更换设置。 6.4 厂用电接线形式高、低压厂用母线通常采用单母线接线形式，并多以成套配电装置接受和分配电能。为了保证厂用电系统的供电可靠性和经济性，高压厂用母线均采取按锅炉分段的原则，即将高压厂用母线按锅炉台数分成若干独立段，凡属同一台锅炉的厂用负荷均接在同一段母线上，与锅炉同组的汽轮机的厂用负荷一般也接在该段母线上，而该段母线由其对应的发电机组供电。每炉的每级高压厂用母线不少于两段，两段母线可由一台高压厂用变压器供电。每台锅炉的重要辅助机械设备（如引风机、送风机）各装设2台，在锅炉满负荷时，必须同时投入运行，所以可将它们接在同一段母线上。但每台汽轮机均装设2台循环水泵和凝结水泵，其中一台纯属备用，故允许分别接在不同母线段上。全厂公用负荷，应根据负荷功率及可靠性的要求，分别接到各段母线上，各段母线上的负荷应尽可能均匀分配。当公用负荷大时，可设公用母线段。按锅炉分段接线特点：若某一段母线发生故障，只影响其对应的一台锅炉的运行，使事故影响范围局限在一机一炉；厂用电系统发生短路时，短路电流较小，有利于电气设备的选择；将同一机炉的厂用电负荷接在同一段母线上，便于运行管理和安排检修。 6.5本设计的厂用电设计330MW机组采用设置1台高压厂用分裂低压绕组变压器两段与一台三相双绕组启动备用变压器相连，设置两段公用负荷母线，特点：高压厂用变压器不带公用负荷，故其容量较小。正常运行时一台齐备变压器的两个绕组各带一段公用母线，两段公用母线分开运行。两台启备变压器是互为备用的。7 防雷和接地设计避雷针包括接闪器、引下线和接地体三部分。接闪器可用直径10mm以上、长12m的圆钢制作，引下线用直径6mm以上的圆钢制作，接地体一般可用几根2.5m长的40mm40mm4mm的角钢打入地中再并联后与引下线可靠连接。铁件必须作防腐处理，如果用铜件最好。单支避雷针的保护范围：在某一高度hx的水平面上，其保护半