100MW凝氣式發(fā)電廠設(shè)計

1、發(fā)電廠電氣部分綜合設(shè)計發(fā)電廠電氣部分綜合設(shè)計 題目題目 100mw100mw 凝汽式發(fā)電廠設(shè)計凝汽式發(fā)電廠設(shè)計 專 業(yè) 電氣工程及其自動化電氣工程及其自動化 班 級 電氣電氣(5)(5)班班 學生姓名 楊仕杰楊仕杰 2009407353620094073536 王婷婷王婷婷 2009407353720094073537 陳皓絲陳皓絲 2009407353820094073538 _ _ 任課教師 姜新通姜新通 黑龍江八一農(nóng)墾大學 2012 年 05 月 05 日 目目 錄錄 摘要摘要.- - 1 1 - - 第一部分第一部分 設(shè)計說明書設(shè)計說明書.- - 2 2 - - 第一章 電氣主接線設(shè)計

2、 .- 2 - 1.1 電氣主接線設(shè)計 .- 2 - 1.2 廠用電設(shè)計 .- 5 - 第二章 變壓器的選擇與計算 .- 7 - 2.1 變壓器容量的確定原則 .- 7 - 2.2 廠用變壓器的選擇 .- 9 - 第三章 短路電流的計算 .- 9 - 3.1 短路計算的一般規(guī)則 .- 9 - 3.2 短路計算的步驟 .- 10 - 第四章 電氣設(shè)備的選擇 .- 10 - 4.1 電氣設(shè)備選擇的一般規(guī)則 .- 10 - 4.2 電氣選擇的條件 .- 11 - 4.3 電氣設(shè)備的選擇 .- 13 - 第五章 配電裝置 .- 19 - 5.1 配電裝置選擇的一般原則 .- 19 - 5.2 配電裝置

3、選擇及依據(jù) .- 20 - 5.3 主接線中設(shè)備配置的一般原則 .- 21 - 總結(jié) .- 24 - 參考文獻 .- 25 - 第二部分第二部分 附錄附錄.- - 2626 - - 附錄：計算書 .- 26 - 附錄：電氣設(shè)備的校驗 .- 30 - 附錄：接線圖 .- 32 - 摘要 本組的課程設(shè)計是在老師的指導下，以我們平時所學的理論知識和為基礎(chǔ)， 結(jié)合教材和圖書館的相關(guān)資料，以及通過計算機網(wǎng)絡(luò)的查詢綜合考慮而設(shè)計的。 本組所設(shè)計的凝汽式電廠主要由主接線部分和廠用電部分組成。首先，分析原 始資料，擬定兩種接線方案，進行比較，考慮其可靠性、靈活性、和經(jīng)濟性， 選擇最佳方案，確定長用電接線盒電壓

4、等級。接著，根據(jù)發(fā)電機容量，負荷容 量和廠用電率確定主變壓器、備用變壓器、廠用變壓器的容量和臺數(shù)、結(jié)構(gòu)及 型式。最后選擇短路點，按照最嚴重的情況計算出短路電流點的最大短路電流， 再根據(jù)短路電流的大小選擇合適的斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器、電流互感 器等電路設(shè)備。 關(guān)鍵字：關(guān)鍵字：發(fā)電機、變壓器、主接線、斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器、電 流互感器。 第一部分第一部分 設(shè)計說明書設(shè)計說明書 第一章第一章 電氣主接線設(shè)計電氣主接線設(shè)計 1.11.1 電氣主接線設(shè)計電氣主接線設(shè)計 電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)計的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的 主要環(huán)節(jié)。中小型發(fā)電廠的主接線沒有必要為追求過高的可靠性

5、而采用復(fù)雜的 接線形式，在與電力系統(tǒng)的接入方式上可采用單回線弱聯(lián)系的接入方式。根據(jù) 原始資料，本電廠是中型發(fā)電廠，離負荷中心比較遠。本電廠以 220kv 線路 8 回與系統(tǒng)聯(lián)系，并擔負著向市區(qū)供電，保障市區(qū)人民生產(chǎn)和生活用電的責任。 由于本廠的地理位置較差，還得考慮環(huán)境及其地理因素，以保證向 220kv 提供 穩(wěn)定電能。 一、電氣主接線敘述 1、單元接線 其是無母線接線中最簡單的形式，也是所有主接線基本形式中最簡單的一 種，此種接線方法開關(guān)設(shè)備少。 本設(shè)計中機組容量為 200mw，所以發(fā)電機出口采用分相封閉母線，為了減 少開斷點，亦可不裝隔離開關(guān)，但應(yīng)留有可拆點，以利于機組調(diào)試。這種單元 接線

6、，避免了由于額定電流或短路電流過大，使得選擇出口斷路器時，受到制 造條件或價格甚高等原因造成困難。 2、單母線分段帶專用旁路斷路器的旁路母線接線 優(yōu)點：在正常工作時，旁路斷路器以及各出線回路上的旁路隔離開關(guān)，都 是斷開的，旁路母線不帶電，通常兩處的開關(guān)處于合閘狀態(tài)，檢修時兩兩互為 熱備用；檢修 qf 時，可不停電；可靠性高，運行操作方便。 缺點：增加了一臺旁路斷路器的投資。 3、單母線分段斷路器兼作旁路斷路器的接線 優(yōu)點：可以減少設(shè)備，節(jié)省投資；同樣可靠性高，運行操作方便。 4、雙母線接線 優(yōu)點：供電可靠，調(diào)度靈活，擴建方便，便于試驗。 缺點：由于 220kv 電壓等級容量大，停電影響范圍廣，

7、雙母線接線方式有 一定局限性，而且操作較復(fù)雜，對運行人員要求高。 5、雙母線帶旁路母線的接線 優(yōu)點：增加供電可靠性，運行操作方便，避免檢修斷路器時造成停電，不 影響雙母線的正常運行。 缺點：多裝了一臺斷路器，增加了投資和占地面積，斷路器整定復(fù)雜，容 易造成誤操作。 二、接線方案的選擇 1、對原始材料的分析 根據(jù)原始材料分析所設(shè)計的電廠為中型電廠，其容量為 2100=200mw，220kv 電壓等級出線回路數(shù)為 8 回，為保證檢修出線斷路器 不致對該回路停電，應(yīng)采取帶旁路母線接線形式為宜。 2、主接線方案的擬定 根據(jù)對原始材料的分析，現(xiàn)將此電壓級可能采用的較佳方案列出，進而以 優(yōu)化組合方式組成最

8、佳可比方案。 據(jù)原始材料分析 220kv 出線數(shù)為 8 回大于 4 回，為使其出線斷路器檢修時 不停電，應(yīng)采用單母線分段帶旁路接線或雙母線帶旁路接線，以保證其供電的 可靠性和靈活性。根據(jù)以上分析、篩選、組合，可保留兩種可能接線方案:方案 如圖 1-1 所示；方案如圖 1-2 所示。 圖 1-1 第一種接線方式 圖 1-2 第二種接線方式 對以上兩方案進行比較，列表 1-3 如下： 方案 項目 方案一 方案二 可靠性設(shè)備簡單節(jié)省投資故障率 少；發(fā)生故障時，停電時間較 長 兩臺主變壓器工作，保證了在 變壓器檢修或故障時，不致使各級 電壓解列，提高了可靠性。 靈活性運行方式相對簡單，靈活 性高；但接

9、線不便于擴建和發(fā) 展。 此電壓級接線方式靈活性較好； 并易與擴建和實現(xiàn)自動化。 經(jīng)濟性設(shè)備相對少，投資小。設(shè)備相對較多，投資較大。 通過對兩種主接線的可靠性，靈活性和經(jīng)濟性的綜合考慮，在技術(shù)上（可 靠性、靈活性）第二方案明顯占優(yōu)勢，但在經(jīng)濟上則不如方案一。鑒于大、中 型發(fā)電廠大機組應(yīng)以可靠性和靈活性為主，所以經(jīng)綜合分析，決定選圖 2-2 所 示的第二方案為最終設(shè)計方案。 1.21.2 廠用電設(shè)計廠用電設(shè)計 發(fā)電廠在啟動、運轉(zhuǎn)、停役、檢修過程中，有大量由電動機拖動的機械設(shè) 備，用以保證機組的主要設(shè)備（如鍋爐、汽輪機或水輪機、發(fā)電機等）和輸煤、 碎煤、除灰、除塵及水處理的正常運行。這些電動機以及全

10、廠的運行、操作、 試驗、檢修、照明等用電設(shè)備都屬于廠用負荷，總的耗電量，統(tǒng)稱為廠用電。 一、廠用電負荷分類 廠用電負荷，根據(jù)其用電設(shè)備在生產(chǎn)中的作用和突然中斷供電所造成的危 害程度，按其重要性可分為四類：類廠用負荷；類廠用負荷；類廠用負 荷；事故保安負荷和不間斷供電負荷。 2、廠用電設(shè)計原則 1、接線要求 （1）供電可靠，運行靈活。 （2）各機組的廠用電系統(tǒng)應(yīng)是獨立的。特別是 200mw 及以上機組，應(yīng)做到 這一點。 （3）全廠性公用負荷應(yīng)分散接入不同機組的廠用母線或公用負荷母線。 （4）充分考慮發(fā)電廠正常、事故、檢修、啟動等運行方式下的供電要求，盡 可能地使切換操作簡單，啟動（備用）電源能在

11、短時內(nèi)投入。 （5）供電電源應(yīng)盡量與電力系統(tǒng)保持緊密的聯(lián)系。 （6）充分考慮電廠分期建設(shè)和連續(xù)施工過程中廠用電系統(tǒng)的運行方式，特別 要注意對公用負荷供電的影響，也便于過渡，盡量減少改變接線和更換設(shè)置。 2、設(shè)計原則 廠用電的設(shè)計原則與主接線的設(shè)計原則基本相同，主要有： （1）接線應(yīng)保證對廠用負荷可靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機安全運轉(zhuǎn)。 （2）接線應(yīng)靈活的適應(yīng)正常、事故、檢修等各種運行方式的要求。 （3）廠用電源的對應(yīng)供電性。 （4）設(shè)計還應(yīng)適當注意其經(jīng)濟性和發(fā)展的可能性并積極慎重的采用新技術(shù)、 新設(shè)備，使廠用電接線具有可行性和先進性。 （5）在設(shè)計廠用電時，還應(yīng)對廠用電的電壓等級、中性點接地方式

12、、廠用電 源及其引線和廠用電接線形式等問題，進行分析和論證。 3、廠用電源 發(fā)電廠的廠用電源，必須供電可靠，且能滿足各種工作要求，除應(yīng)滿足具 有正常的工作電源外，還應(yīng)設(shè)置備用電源、啟動電源和事故保安電源。一般電 廠中，都以啟動電源兼作備用電源。 本設(shè)計中每臺發(fā)電機從各單元機組的變壓器低壓側(cè)接引一臺高壓工作廠用 變壓器作為 6kv 廠用電系統(tǒng)的工作電源。為了能限制廠用電系統(tǒng)的短路電流， 以便是 6kv 系統(tǒng)能采用輕型斷路器，并能保證電動機自啟動時母線電壓水平和 滿足廠用電纜截面等技術(shù)經(jīng)濟指標要求，高壓工作廠用變壓器選用分裂變壓器， 其低壓分裂繞組分別為 6kv 兩個分段廠用電母線。 為滿足機組啟

13、動時廠用電供電和作為高壓工作變壓器的備用，每兩臺機組 配備一臺啟動備用變壓器。啟動備用變壓器電源引自升高電壓母線，采用明備 用方式。本設(shè)計廠用電壓共分兩級，高壓為 6kv，低壓為 380/220kv，廠用電 系統(tǒng)不設(shè)全廠 6kv 公用廠用母線。廠用電接線圖如圖 1-4 所示。 圖 1-4 廠用電接線 第二章第二章 變壓器的選擇與計算變壓器的選擇與計算 2.12.1 變壓器容量的確定原則變壓器容量的確定原則 一、接發(fā)電機電壓母線接線的容量的確定原則 連接在發(fā)電機電壓母線與系統(tǒng)之間的主變壓器的容量，應(yīng)考慮以下因素： 1、發(fā)電機全部投入運行時，在滿足發(fā)電機電壓供電的日最小負荷，并扣除 廠用負荷后，主

14、變壓器應(yīng)能將發(fā)電機電壓母線的剩余有功和無功容量送入系統(tǒng)。 2、接在發(fā)電機電壓母線上的最大一臺機組檢修或故障時，主變壓器應(yīng)能從 電力系統(tǒng)倒送功率，保證發(fā)電機電壓母線上最大負荷的需要。 3、若發(fā)電機電壓母線上接有兩臺或以上的主變壓器時，當其中容量最大的 一臺因故退出運行時，其主變壓器在允許正常過負荷范圍內(nèi)，應(yīng)能輸送母線剩 余功率的 70%以上。 二、主變壓器型式的選擇原則 1、相數(shù)的確定 在 330kv 及以下電力系統(tǒng)中，一般都應(yīng)該選用三相變壓器。若受到限制時， 則宜選用兩臺小容量的三相變壓器取代一臺大容量三相變壓器，或者選用單相 變壓器。 2、組數(shù)的確定 一般最大機組容量為 125mw 及以下的

15、發(fā)電廠多采用三繞組變壓器，但三 繞組變壓器的每個繞組的通過容量應(yīng)達到該變壓器額定容量的 15%以上。對于 最大機組為 200mw 以上的發(fā)電廠采用發(fā)電機雙繞組變壓器單元接入系統(tǒng)， 而兩種升高電壓級之間加裝聯(lián)絡(luò)變壓器更為合理。其聯(lián)絡(luò)變壓器宜選用三繞組 變壓器。 3、繞組接線組號的確定 變壓器三相繞組的聯(lián)結(jié)組號必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。 我國 110kv 及以上電壓，變壓器三相繞組都采用“yn”連接，35kv 采用 “y”連接，其中性點多通過消弧線圈接地，35kv 以下高壓電壓，變壓器三相 繞組都采用“d”連接。 根據(jù)以上繞組連接方式的原則，主變壓器接線組號一般采用 yn，d11

16、常規(guī) 接線。 主變?nèi)萘坑嬎阋姼戒洝?由于升壓變壓器有一個電壓等級，所以這里挑選兩臺雙繞組變壓器，查 電力系統(tǒng)課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計參考資料選定主變壓器型號：為雙繞組 sfp7-120000/220 型。 主要技術(shù)參數(shù)如表 2-1： 額定電壓 變 壓 器 型號 額定 容量 （mv. a） 高壓（kv） 低壓 (kv ) 阻抗 電壓 （% ） 聯(lián) 結(jié) 組 t-1,2sfp7-120000/220120%5 . 2224210.513.0 11 ,dyn 所以一次性選擇兩臺 sfp7-120000/220 變壓器為主變。 2.22.2 廠用變壓器的選擇廠用變壓器的選擇 廠用電分別從兩臺發(fā)電機取得電源，所

17、以需要兩臺；在聯(lián)絡(luò)變壓器的選型 當中，低壓側(cè)電壓時 10.5kv，所以也需要兩臺變壓器。本設(shè)計采用廠用電母線 分段形接線，以提高可靠性，也使調(diào)配靈活。所以發(fā)電機電壓級的變壓器采用 分裂繞組，兩低壓側(cè)分別接到兩段母線上，達到相互備用的效果，而聯(lián)絡(luò)變壓 器的備用也分別接到兩公用母線上。 廠用變壓器容量是：= 4,3t smwp g 8%8100%8 選用接近此容量的標準容量為 8mw。 高壓廠用備用變壓器容量。高壓廠用備用變壓器或啟動變壓器應(yīng)與最大一 臺 高壓廠用工作變壓器的容量相同；低壓廠用備用變壓器的容量應(yīng)與最大一臺低 壓廠用工作變壓器容量相同,具體參數(shù)見表 3-1。 第三章第三章 短路電流的

18、計算短路電流的計算 3.13.1 短路計算的一般規(guī)則短路計算的一般規(guī)則 短路電流計算是發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)計的主要計算項目，它涉及接線方 式和設(shè)備選擇。 短路電流計算的一般規(guī)則： （1）驗算導體和電氣動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電氣開斷電流所用的短路電流， 應(yīng)按本工程的設(shè)計規(guī)則規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃。 確定短路電流時，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按 僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。 （2）選擇導體和電氣用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反 饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。 （3）選擇導體和電氣時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應(yīng)

19、選擇在正常 接線方式時短路電流為最大的地點。 對帶電抗器的 610kv 出線與廠用分支回路，除其母線與母線隔離開關(guān)之 間隔板前的引線和套管的計算短路點應(yīng)選擇在電抗器前外，其它導體和電氣的 計算短路點一般選擇在電抗器后。 (4) 導體和電氣的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電氣的開斷電流，一般按三相短路 驗 算。若發(fā)電機出口的兩相短路，或中性點直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中 的單相、兩相接地短路較三短路嚴重時，則應(yīng)按嚴重情況計算。 3.23.2 短路計算的步驟短路計算的步驟 短路計算的一般步驟如下： （1）根據(jù)電廠和變電所的接線和設(shè)備，查出短路電流的計算參數(shù)，繪制等效 阻抗圖。 （2）對各設(shè)備的阻抗進行換算

20、。 （3）三相短路電流周期分量計算。 （4）三相短路電流非周期分量計算。 （5）沖擊電流和全電流計算。 （6）不對稱短路電流計算。提供正序網(wǎng)絡(luò)、負序網(wǎng)絡(luò)、零序網(wǎng)絡(luò)的阻抗，進 行三相短路、二相短路、單相接地短路和二相接地短路及合成電流計算。 （7）短路電流的熱效應(yīng)計算。 （8）廠用短路計算，并考慮電動機反饋電流影響。 短路電流計算見附錄： 短路電流計算結(jié)果見表 3-1： 短路點編號 1 d 2 d 3 d 沖擊電流（ka）917.12892.219892.219 表 3-1 第四章第四章 電氣設(shè)備的選擇電氣設(shè)備的選擇 4.14.1 電氣設(shè)備選擇的一般規(guī)則電氣設(shè)備選擇的一般規(guī)則 （1）應(yīng)滿足正常運

21、行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展； (2) 應(yīng)按當?shù)丨h(huán)境條件校核； （3）應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理； （4）與整個工程的建設(shè)標準應(yīng)協(xié)調(diào)一致； （5）同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種； 4.24.2 電氣選擇的條件電氣選擇的條件 正確的選擇電氣是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟運行的重要條 件。在進行電氣選擇時，應(yīng)根據(jù)工程實際情況，在保證安全可靠的前提下，積 極而穩(wěn)妥的采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電氣。 盡管電力系統(tǒng)中各種電氣的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不 完全相同，但對它們的基本要求卻是一致的。電氣要能可靠的工作，必須按正 常條件下進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗

22、熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。 一、按正常工作條件選擇電氣 1、額定電壓和最高工作電壓 所選用的電氣允許最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運行電壓，即 smalm uu 一般電氣允許的最高工作電壓：當額定電壓在 220kv 及以下時為 1.15；額定電壓時 330500kv 時是 1.1。而實際電網(wǎng)的最高運行電壓 n u n u 一般不會超過電網(wǎng)額定電壓的 1.1，因此在選擇電氣時，一般可按電氣 sm u sn u 額定電壓不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓的條件選擇，即 n u sn u snn uu 2、額定電流 電氣設(shè)備的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備的長期允 n i 0 許電流。應(yīng)不小于該回路在

23、各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流， n i max i 即 max iin 由于發(fā)電機、調(diào)相機和變壓器在電壓降低 5%時，輸出功率可保持不變，故 其相應(yīng)回路的應(yīng)為發(fā)電機、調(diào)相機或變壓器的額定電流的 1.05 倍；若變壓 max i 器有過負荷運行可能時，應(yīng)按過負荷確定；母聯(lián)斷路器回路一般可取母線 max i 上最大一臺發(fā)電機或變壓器的；母聯(lián)分段電抗器的應(yīng)為母線上最大一 max i max i 臺發(fā)電機跳閘時，保證該段母線負荷所需的電流，或最大一臺發(fā)電機額定電流 的 50%80%；出線回路的除考慮正常負荷電流外，還應(yīng)考慮事故時由其他 max i 回路轉(zhuǎn)移過來的負荷。 此外，還與電氣裝置的地點

24、、使用條件、檢修和運行等要求，對電氣進行 種類和形式的選擇。 3、按當?shù)丨h(huán)境校驗 在選擇電氣時，還應(yīng)考慮電氣安裝地點的環(huán)境（注意小環(huán)境）條件，當氣 溫，風速，溫度，污穢等級，海拔高度，地震等級和覆冰厚度等環(huán)境條件超過 一般電氣使用條件時，應(yīng)采取措施。我國目前生產(chǎn)的電氣使用的額定環(huán)境溫度 ，如果周圍溫度高于 40但不大于 60時，其允許電流一般可按每40 0 增高 1，額定電流減少 1.8%進行修正；當環(huán)境溫度低于+40時，環(huán)境溫度每 降低 1，額定電流可增加 0.5%，但其最大電流不得超過額定電流的 20%。 二、按短路狀態(tài)校驗 1、短路熱穩(wěn)定校驗 短路電流通過電氣設(shè)備時，電氣設(shè)備各部分的溫度

25、應(yīng)不超過允許值。滿足 熱穩(wěn)定的條件為 kt qti 2 式中， 短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng) k q 、t電氣設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間。 t i 2、電動力穩(wěn)定校驗 電動力穩(wěn)定是電氣設(shè)備承受短路電流機械效應(yīng)的能力，亦稱動穩(wěn)定。滿足 動穩(wěn)定條件為： 或 shes ii shes ii 式中： 、短路沖擊電流幅值及其有效值； sh i sh i 、電氣設(shè)備允許的動穩(wěn)定電流的幅值及其有效值。 es i es i 4.34.3 電氣設(shè)備的選擇電氣設(shè)備的選擇 一、斷路器的種類和形式的選擇 1、接入 220kv 有 8 回出線，所以高壓斷路器應(yīng)選擇高壓少油斷路器 2、主變 220kv 側(cè)高壓斷路器選擇 a

26、u s i n n 66.330 3220 120000 05 . 1 3 05 . 1 max 計算數(shù)據(jù)如表 4-1： u max i i im i 220(kv) 330.66 4094（ka） 12.917（ka） 表 4-1 根據(jù)計算數(shù)據(jù)，選擇 sw6-220 型斷路器，具體參數(shù)見表 4-5。 按海拔 1200m 修正后的最高工作電壓： kvkvu24296.246%)2252(252 按 42修正后的額定電流： max 8 . 11561200)018 . 0 21 (iai 開斷電流校驗： 21ika 此斷路器符合標準，校驗見附錄。 3、220kv 出線斷路器選擇 最大工作電流：

27、ai33.661 3220 2120000 05 . 1 max 計算數(shù)據(jù)如表 4-2： u max i i im i 220(kv)661.33(a)4.94(ka)12.917(ka) 表 4-2 根據(jù)計算數(shù)據(jù)選擇 sw6-220 型斷路器，具體參數(shù)見表 4-5。 按海拔 1200m 修正后的最高工作電壓： kvkvu24296.246%)2252(252 按 42修正后的額定電流： max 8 . 11561200)018 . 0 21 (iai 開斷電流校驗： 21ika 斷路器校驗見附錄。 二、主 變高壓側(cè)隔離開關(guān)選擇： 1、主 變高壓側(cè)隔離開關(guān)選擇 最大工作電流：ai66.330

28、max 計算數(shù)據(jù)如表 4-3： u max i im i 220(kv)661.33(a)12.917(ka) 表 4-3 根據(jù)計算數(shù)據(jù)，選擇 gw4-220d 型隔離開關(guān)，具體參數(shù)見表 4-5。 按 42修正后的額定電流： max 9641000)018 . 0 21 (iai 2、220kv 出線隔離開關(guān)選擇 ai33.661 max 計算數(shù)據(jù)如下表 4-4： u max i im i 220(kv)661.33(a)12.917(ka) 表 4-4 選用型號與主變高壓側(cè)隔離開關(guān)相同。 按 42修正后的額定電流：i=964a max i 具體校驗見附錄。 器件電壓級 (kv) 型號額定電

29、壓 （kv） 最高電 壓(kv) 額定電 流(a) 額定開 斷電流 (ka) 短路關(guān) 合電流 (ka) 斷路器 220sw6-220220252125015.841 隔離開 關(guān) 220gw4-220d2201250 表 4-5 電氣設(shè)備選擇的結(jié)果 g-隔離開關(guān) s-三相 w-戶外 d-接地刀閘 三、電流互感器的選擇 1、主變 220kv 側(cè) ct 的選擇 （1）一次回路電壓：kvuu snn 220 （2）一次回路電流：a u s ii n n n 89.419 2203 120000 3 4 3 4 3 max1 由此可得，初選 lb-220（600/5）戶外獨立式電流互感器，其參數(shù)如表 4

30、-6： 額定電流比準確級次二次負荷1s 熱穩(wěn)定倍 數(shù) 動穩(wěn)定倍數(shù) 600/50.5 2 30 t k75 es k 表 4-6 電流互感器技術(shù)參數(shù) 經(jīng)校驗（參見附錄），所選 lb-220（600/5）滿足要求。 2、220kv 出線回路 ct 的選擇 （1）一次回路電壓：kvuu nsn 220 （2）一次回路電流：a u s ii n n n 78.839 2203 1200002 3 4 3 4 3 2 max1 根據(jù)以上倆類要求，選擇 lcwd-220 型戶外獨立式電流互感器，其參數(shù)如下 表 4-7： 額定電流比準確級次二級負荷1s 熱穩(wěn)定倍 數(shù) 動穩(wěn)定倍數(shù) 1200/5b0.5 2 3

31、0 t k355 . 2 es k 表 4-7 電流互感器技術(shù)參數(shù) 經(jīng)校驗（校驗見附錄），所選 lcwd-220（1200/5）滿足要求。 3、220kv 母聯(lián) ct 由于 220kv 母聯(lián)與變高 220kv 側(cè)運行條件相應(yīng)，故同樣選用 lcwd- 220（1200/5）型 ct。 四、電壓互感器的選擇 1、220kv 母線 pt 的選擇 （）型式：采用串聯(lián)絕緣油侵式電壓互感器，作電壓，電能測量及繼電保 護用。（因為 u110kv） （2）額定一次電壓: kvu n 220 1 kvu n 3/1 . 0 2 （3）準備等級：用于保護、測量、計量用，其準備等級為 0.5 級，查相關(guān)設(shè) 計手冊，

32、選擇 pt 的型號：jcc-220，其參數(shù)如表 4-8： 額定電壓（kv）型號 一次繞組二次繞組輔助繞組 最大容量 (v.a) jcc-220 220/ 30.1/ 3 0.12000 表 4-8 電壓互感器技術(shù)參數(shù) 2、220kv 出線回路 pt 的選擇 （1）型式：采用串聯(lián)絕緣油侵式電壓互感器，作電壓、電能測量及繼電保 護用，并兼作電力線載耦合電容器用。 （2）額定一次電壓： kvu n 220 1 kvu n 3/1 . 0 2 （3）準備等級：用于估計電壓數(shù)值和周期，其準備等級為 3 級。 （4）查發(fā)電廠電氣部分，選定 pt 的型號為：ydr-220，其參數(shù)如表 4- 9： 額定電壓（

33、kv）型號 一次繞組二次繞組輔助繞組 最大容量 (v.a) ydr-220 220/ 30.1/ 3 0.11200 表 4-9 電壓互感器技術(shù)參數(shù) j-電壓互感器（油浸式） l-電流互感器 c-瓷絕緣（串級式） w-戶外 b-保護 五、導體的選擇 導體截面可以按長期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟密度選擇，除配電裝置的匯流母 線外，對于年負荷利用小時數(shù)大，傳輸容量大，長度在 20m 以上的導體，其截 面一般按經(jīng)濟電流密度選擇。 一般來說，母線系統(tǒng)包括截面導體和支撐絕緣兩部分，載流導體構(gòu)成硬母 線和軟母線，軟母線是鋼芯鋁絞線，有單根，雙分和組合導體等形式，因其機 械強度決定支撐懸掛的絕緣子，所以不必校驗其機

34、械強度。110kv 及以上高壓 配電裝置一般采用軟導線。 硬導體截面常用的有矩形.槽形和管形。單條矩形導體截面最大不超過 1250，以減小集膚效應(yīng)，使用于大電流時，可將 24 條矩形導體并列使用， 2 mm 矩形導體一般只用于 35kv 及以下.電流在 4000a 及以下的配電裝置中；槽形導 體機械強度好，載流量大，集膚效應(yīng)系數(shù)較小，一般用于 40008000的配電 裝置中；管形導體集膚效應(yīng)系數(shù)小.機械強度高，用于 8000a 以上的大電流母線 或要求電暈電壓高的 110kv 及以上的配電裝置中。軟導體常用的有鋼芯鋁絞線. 組合導線.分裂導線和擴徑導線，后者多用于 330kv 及以上配電裝置。

35、 六、避雷器的選擇 在電力系統(tǒng)中除了內(nèi)部過電壓影響系統(tǒng)的供電可靠性,還有大氣過電壓,就 是所說的雷擊過電壓。雷擊過電壓會使電氣設(shè)備發(fā)生損壞，造成停電事故。為 保證電力系統(tǒng)的正常安全可靠運行，必須做好電力系統(tǒng)的大氣過電壓保護。保 護電氣一般指的就是避雷器。 避雷器的選擇和配置： 1型式：選擇避雷器型式時，應(yīng)考慮被保護電氣的絕緣水平和使用特點， 按下表選擇： 表 4-10 避雷器型式選擇 型號型式應(yīng)用范圍 fs 配電用普通閥型10kv 以下配電系統(tǒng)、電纜終端盒 fz 電站用普通閥型3-220kv 發(fā)電廠、變電所配電裝置 fcz 電站用磁吹閥型 330kv 及需要限制操作的 220kv 以 及以下配

36、電，某些變壓器中性點 fcd 旋轉(zhuǎn)電機用磁吹閥 型 用于旋轉(zhuǎn)電機、屋內(nèi) y 氧化鋅避雷器配電系統(tǒng), 發(fā)電廠、變電所 型號含義： f閥型避雷器； s配電所用； z發(fā)電廠、變電所用； c磁吹； d旋轉(zhuǎn)電機用； j中性點直接接地； y氧化鋅 避雷器。 2額定電壓： 避雷器的額定電壓應(yīng)與系統(tǒng)額定電壓一致。 n u 3校驗項目： （1）滅弧電壓： mdmh ucu 接地系數(shù)。對于非直接接地，20kv 及以下=1.1，35kv 及以上 d c d c =1.0；對直接接地=0.8。 d c d c 最高工作允許電壓，為電網(wǎng)額定電壓的 1.15 倍。 m u （2）工頻放電電壓下限值： xggfx uku

37、0 內(nèi)部過電壓允許計算倍數(shù)，對非直接接地 63kv 及以下=4；110kv 及 0 k 0 k 以下=3.5；對直接接地 110220kv，=3。 0 k 0 k 設(shè)備最高運行相電壓（kv） 。 xg u 工頻放電電壓上限值： gfxgfs uu2 . 1 （3）避雷器的殘壓： mhbhbc uku 指波形為 8/20的一定幅值的沖擊電流通過避雷器時，在閥片上產(chǎn)生的電s 壓峰值。我國標準規(guī)定：220kv 及以下避雷器沖擊電流幅值為 5ka。 避雷器的保護比，fz 型=2.32.35，fcz 型=1.862。 bh k bh k bh k （4）避雷器沖擊放電電壓上限值： bcchfd uu 根

38、據(jù)避雷器配置原則，配電裝置的每組母線上，一般應(yīng)裝設(shè)避雷器，變壓 器中性點接地必須裝設(shè)避雷器，并接在變壓器和斷路器之間；110kv、35kv 線 路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。 第五章第五章 配電裝置配電裝置 5.15.1 配電裝置選擇的一般原則配電裝置選擇的一般原則 高壓配電裝置的設(shè)計必須認真貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟政策，遵循上級發(fā)的有 關(guān)規(guī)程、規(guī)范及技術(shù)規(guī)定，并根據(jù)電力系統(tǒng)條件、自然環(huán)境特點和運行、檢修、 施工方面的要求，合理制定布置方案和選用備用，積極慎重地采用新布置、新 設(shè)備、新材料、新結(jié)構(gòu)，使配電裝置設(shè)計不斷更新，做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、 運行可靠、維護方便。 火力發(fā)電廠及變電所的配電裝置型式選擇，

39、應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況及 環(huán)境條件，因地制宜，節(jié)約用地，并結(jié)合運行、檢修和安裝要求。 （1）節(jié)約用地：我國人口眾多，但耕地不多，因此用地是我國現(xiàn)代化建設(shè) 的一項帶戰(zhàn)略性的方針； （2）進行安全和操作巡邏方便：配電裝置要整齊清晰，并能在運行中滿足 對人身設(shè)備和要求。使配電裝置一旦發(fā)生事故時，也能將事故限制在最小范圍 和最低程度，并使運行人員在正常的操作和處理事故中不致發(fā)生意外，以及再 次維護中不致?lián)p害設(shè)備； （3）便于檢修和安裝：對各種形式的配電裝置，都要妥善考慮檢修和安裝 的條件； （4）節(jié)約三材，降低造價：配電裝置的設(shè)計還應(yīng)采取有效措施，減少三材 消耗，努力降低造價。 一、總的原則 高壓配

40、電裝置的設(shè)計必須認真貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟政策，遵循上級頒發(fā)的 有關(guān)規(guī)定、規(guī)范及技術(shù)要求，并根據(jù)電力系統(tǒng)條件、自然環(huán)境特點和運行、檢 查、施工方面的要求，合理制定布置方案和選擇設(shè)備，積極慎重地采用新布置、 新設(shè)備、新材料、新結(jié)構(gòu)，使配電裝置不斷創(chuàng)新，做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、 運行可靠、維護方便。 火力發(fā)電廠及變電所的配電裝置形式的選擇，應(yīng)考慮 地區(qū)的地理情況及環(huán) 境條件，因地制宜，節(jié)約用地，并結(jié)合運行，檢修和安裝要求，通過技術(shù)經(jīng)濟 比較予以確定。 二、基本要求 1、配電裝置的設(shè)計必須貫徹執(zhí)行國家基本建設(shè)方針和經(jīng)濟技術(shù)政策，如節(jié) 約土地。 2、保證運行可靠按照系統(tǒng)和自然條件，合理選擇設(shè)備，在布置上力

41、求整齊、 清晰，保證具有足夠的安全距離。 3、便于巡視、檢修和操作。 4、在保證安全的前提下，布置緊湊，力求節(jié)約材料和降低造價。 5、安全和擴建方便。 三、基本步驟 1、根據(jù)配電裝置的電壓等級、電氣的型式、出線的多少和方式、有無電抗 器、地形、環(huán)境條件等因素選擇配電裝置的型式； 2、擬定配電裝置的配置圖； 3、按照所選的外形尺寸、運行方法、檢修及巡視的安全和方便等要求，遵 循配電裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)程的有關(guān)規(guī)定，并參考各種配電的典型設(shè)計手冊， 設(shè)計繪制配電裝置的平、斷面圖。 配電裝置的整個結(jié)構(gòu)尺寸、檢修和運輸?shù)陌踩嚯x等因素而決定的。屋內(nèi)、 外配電裝置中各有關(guān)部分之間的最小安全凈距，參照有關(guān)手冊。

42、5.25.2 配電裝置選擇及依據(jù)配電裝置選擇及依據(jù) 配電裝置的型式的選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，并結(jié)合 運行及檢修要求通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定。一般情況下，在大、中型發(fā)電廠和變 電所中，35kv 及以下的配電裝置宜采用屋內(nèi)式；100kv 及以上多為屋外式。 普通中型配電裝置國內(nèi)采用比較多，廣泛用于 110500kv 電壓級，在這方面我 國已經(jīng)有豐富的經(jīng)驗。 配電裝置的整個結(jié)構(gòu)尺寸、檢修和運輸?shù)陌踩嚯x等因素決定的。屋內(nèi)、 外配電裝置中各有關(guān)部分之間的最小安全凈距，詳見手冊。 設(shè)計配電裝置中帶電導體之間和導體之間對地的構(gòu)架距離時還要考慮：軟 絞線在短路點動力、風擺、溫度等作用下使相間及

43、對地距離的減小，隔離開關(guān) 開斷允許電流時不致發(fā)生相間和接地故障，降低大電流導體附近鐵磁物質(zhì)的發(fā) 熱，減小 110kv 及以上帶電導體的電暈損失和帶電檢修等因素。 本設(shè)計的發(fā)電廠屬高原地區(qū)，年最高溫度+42，海拔 1200m，一般當海拔 在 10003500m 范圍內(nèi)，若海拔比廠家規(guī)定值每升高 100m，則電氣設(shè)備允許最 高工作電壓要下降 1%。當最高工作電壓不能滿足要求時，應(yīng)采用高原型電氣設(shè) 備，或采用外絕緣高一電壓等級的產(chǎn)品。我國目前生產(chǎn)的電氣使用的額定環(huán)境 溫度，如果周圍溫度高于 40但不大于 60時，其允許電流一般可40 0 按每增高 1，額定電流減少 1.8%進行修正；當環(huán)境溫度低于+

44、40時，環(huán)境溫 度每降低 1，額定電流可增加 0.5%，但其最大電流不得超過額定電流的 20%。 屋外安裝最熱月平均最高溫度（取多年平均值）裸導體 屋內(nèi)安裝該處通風設(shè)計溫度。 屋外安裝年最高溫度（所測得的年最高溫度的多年平均值） 屋內(nèi)電抗器該處通風設(shè)計最高排風溫度 電氣設(shè)備 屋內(nèi)其他該處通風設(shè)計溫度。 表 5-1 選擇導體和電氣設(shè)備的環(huán)境最高溫度 此外，還應(yīng)按電氣設(shè)備的裝置地點、使用條件、檢修、運行和環(huán)境保護 （電磁干擾、噪聲）等要求，對電氣設(shè)備進行種類（屋內(nèi)或屋外）和型式（防 污、防爆、濕熱等）的選擇。 5.35.3 主接線中設(shè)備配置的一般原則主接線中設(shè)備配置的一般原則 一、隔離開關(guān)的配置

45、1、中小型發(fā)電機出口一般應(yīng)裝設(shè)隔離開關(guān)；容量為 200mw 及以上大機組 與雙繞組變壓器的單元連接時，其出口不裝設(shè)隔離開關(guān)，但應(yīng)有可拆連接點。 2、在出線上裝設(shè)電抗器的 610kv 配電裝置中，當向不同用戶供電的兩回 線共用一臺斷路器和一組電抗器時，每回線上應(yīng)各裝設(shè)一組出線隔離開關(guān)。 3、接在發(fā)電機、變壓器引出線或中性點上的避雷器可不裝設(shè)隔離開關(guān)。 4、一臺半斷路器接線中，視發(fā)電工程的具體情況，進出線可裝設(shè)隔離開關(guān) 也可不裝設(shè)隔離開關(guān)。 5、斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便在斷路器檢修時隔離電源。 6、中性點直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地；自耦變壓器的 中性點則不必裝設(shè)隔離開關(guān)。

46、 二、電壓互感器的配置 1、電壓互感器的數(shù)量和配置與主接線方式有關(guān)，并應(yīng)滿足測量、保護、同 期和自動裝置的要求。電壓互感器的配置應(yīng)能保證在運行方式改變時，保護裝 置不得失壓，同期點的兩側(cè)都能提取到電壓。 2、6220kv 電壓等級的每組主母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。旁路母 線上是否需要裝設(shè)電壓互感器，應(yīng)視各回出線外側(cè)裝設(shè)電壓互感器的情況和需 要確定（本設(shè)計不設(shè)）。 3、當需要監(jiān)視和檢測線路側(cè)有無電壓時，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感 器（本設(shè)計不設(shè)）。 4、當需要在 330kv 及以下主變壓器回來中提取電壓時，可盡量利用變壓 器電容式套管上的電壓抽取裝置。 5、發(fā)電機出口一般裝設(shè)兩組電壓互感器

47、，供測量、保護和自動電壓調(diào)節(jié)裝 置需要。當發(fā)電機配有雙套自動電壓調(diào)整裝置，且采用零序電壓式匝間保護時， 可再增設(shè)一組電壓互感器。 三、電流互感器的配置 1、凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器，其數(shù)量應(yīng)滿足測量儀表、保 護和自動裝置要求。 2、在未設(shè)斷路器的下列地點也應(yīng)裝設(shè)電流互感器；發(fā)電機和變壓器的中性 點、發(fā)電機和變壓器的出口、橋形接線的跨條上等。 3、對直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置。對非直接接地系統(tǒng)，依具體要求按 兩相或三相配置。 4、一臺半短路器接線中，線路線路串可裝設(shè)四組電流互感器，在能滿足 保護和測量要求的條件下也可裝設(shè)三組電流互感器可以利用時，可裝設(shè)三組電 流互感器。 四、變壓器

48、繼電保護配置 電力變壓器是電力系統(tǒng)的重要電氣設(shè)備之一，它的安全運行直接關(guān)系到電 力系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行，特別是大型電力變壓器，由于其造價昂貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 一旦因故障而遭到損壞，其修復(fù)難度大，時間也很長，必然造成很大的經(jīng)濟損 失。所以，本設(shè)計中主變保護配置如下： （1）縱聯(lián)差動保護。 （2）非電量保護。 （3）過電流保護。 （4）過負荷保護和零序過流保護。 五、220kv 線路保護 220kv 線路的安全運行，對整個電力系統(tǒng)有著相當重要的影響，所以，本 工程為 220kv。 線路配置的保護如下： （1）光纖縱聯(lián)差動保護。 （2）距離保護。 （3）零序過流保護。 （4）過電流保護。 總結(jié)總結(jié) 通過本

49、次設(shè)計，鞏固及加深了我們對發(fā)電廠電氣部分的理解，學到了很多 東西在此要感謝我們的指導老師對我們細心的指導，感謝老師給我們的幫助。 在設(shè)計過程中，我們通過查閱有關(guān)資料，和其他組交流，并向老師請教等方式， 使自己學到了不少知識，收獲了很多知識。在整個設(shè)計中我們懂得了許多東西， 也培養(yǎng)了我們獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后 的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我們充分 體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。由于專業(yè)知識的匱乏，在 選擇主變壓器的時候，費了很大的功夫。本組的設(shè)計雖然不是很完美，還有幾 處需實踐驗證，但這是，但是在設(shè)計中我們所了解到

50、得專業(yè)知識受益一生。 通過本次設(shè)計，不僅收獲了專業(yè)知識，還加強了團隊工作能力，收獲了不 少東西，由于專業(yè)知識的淺薄，對電氣專業(yè)了解膚淺，設(shè)計中難免出現(xiàn)錯誤， 還望諒解。 參考文獻參考文獻 1 熊信銀.發(fā)電廠電氣部分（第四版）.中國電力出版社，2009. 2 牟道槐、李玉盛、馬良玉.發(fā)電廠變電站電氣部分.重慶大學出版社，2006. 3 傅知蘭.電力系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇與實用計算.中國電力出版社，2004. 4 卓樂友.電氣工程設(shè)計手冊電氣第一部分.中國電力出版社，1989. 5 房俊龍.電力系統(tǒng)分析.中國水利水電出版社，2007. 6 西北電力設(shè)計院編.電力工程電氣設(shè)計手冊.中國電力出版社，1995

51、. 第二部分 附錄 附錄附錄：計算書：計算書 一、主變壓器容量的確定 變壓器容量的確定： cos/%101)(）（ 廠 pps gn amvst.064.11985. 0/1 . 1%8100100 2, 1 ）（ 主變?nèi)萘看笥?119.064mva，選用 sfp7-120000/220。. 二、短路電流的計算 等效網(wǎng)絡(luò)圖 2-1 各元件阻抗標么值的計算： 取基準容量： mvas100 0 基準電壓 ： av uu 0 01. 0 1 x 108 . 0 120/10013. 0 12 t xx 113 . 0 65.117/1001325 . 0 13 g xx 108 . 0 120/10013 . 0 24 t xx 113 . 0 125 gg xxx 1、點短路計算： 1 d 網(wǎng)絡(luò)簡化圖 2-2 221 . 0 3223 xxx 221 . 0 5445 xxx （1） 、發(fā)電機、電抗計算： 1 g 2 g 26 . 0 100/65.117221 . 0 21 cc xx 查發(fā)電機運算曲線得：13 . 4 i kausi n 29