煤焦化發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)

1、皖北煤焦化發(fā)電廠電氣部分學(xué)生： 指導(dǎo)老師：摘 要發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的重要組成部分，也直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與運(yùn)行。在發(fā)電廠中，一次接線和二次接線都是其電氣部分的重要組成部分。設(shè)計(jì)過程中，綜合考慮了經(jīng)濟(jì)性、可靠性和可發(fā)展性等多方面因素，在確保可靠性的前提下，力爭(zhēng)經(jīng)濟(jì)性。設(shè)計(jì)說明書中所采用的術(shù)語(yǔ)、符號(hào)也都完全遵循了現(xiàn)行電力工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的術(shù)語(yǔ)和符號(hào)。在本次設(shè)計(jì)中，主要針對(duì)了一次接線的設(shè)計(jì)。從主接線方案的確定到廠用電的設(shè)計(jì)，從短路電流的計(jì)算到電氣設(shè)備的選擇以及配電裝置的布置，都做了較為詳盡的闡述。thermal power plant electrical partabstractthe pow

2、er plant is an important part of the power system, but also directly affect the safety and operation of the entire power system.in the power plant, the wiring and secondary wiring of the electrical part of the important part of.a more detailed exposition.the design process, comprehensive considerati

3、on of various factors of the economy, reliability and developmental, under the premise of ensuring reliability, and strive to the economy. the terminology used in the design specification, the symbols are in full compliance with the current power industry standards set forth in the terms and symbols

4、.in this design, mainly for a wiring design. from the calculation of short circuit current from the main wiring program to the design of the auxiliary power to the electrical equipment selection and layout of the power distribution unit, have done a more detailed exposition.目 錄第一章 電廠電氣主接線設(shè)計(jì)1-1 原始資料分

5、析 1-2 主接線方案的擬定1-3 發(fā)電機(jī)及變壓器的選擇第二章 廠用電設(shè)計(jì)2-1 負(fù)荷的分類與統(tǒng)計(jì)2-2 廠用電接線的設(shè)計(jì)2-3 廠用變壓器的選擇第三章 短路電流計(jì)算3-1 概 述 3-2 系統(tǒng)電氣設(shè)備標(biāo)幺電抗計(jì)算3-3 短路電流計(jì)算第四章 電氣設(shè)備的布置設(shè)計(jì)4-1 概述4-2 屋內(nèi)配電裝置4-3 屋外配電裝置4-4 發(fā)電機(jī)與配電裝置的連接第五章 導(dǎo)體、電纜、架空導(dǎo)體的選擇5-1 導(dǎo)體的選擇5-2 電纜的選擇5-3 架空導(dǎo)線的選擇第六章 高壓電器設(shè)備的選擇6-1 斷路器與電抗器的選擇6-2 隔離開關(guān)的選擇6-3 互感器的配置前言火電廠原始資料1、凝氣式發(fā)電機(jī)的規(guī)模（1）裝機(jī)容量 裝機(jī)4臺(tái) 容量

6、225mw+250mw，un=10.5kv（2）機(jī)組年利用小時(shí) tmax=6500h/a（3）廠用電率 按8%考慮（4）氣象條件 發(fā)電廠所在地最高溫度38，年平均溫度25。氣象條件一般無特殊要求（臺(tái)風(fēng)、地震、海拔等）2、電力負(fù)荷及電力系統(tǒng)連接情況（1）110kv電壓級(jí)：架空線4回與電力系統(tǒng)連接，接受該廠的剩余功率，電力系統(tǒng)容量為3500mw，當(dāng)取基準(zhǔn)容量為100mva時(shí)，系統(tǒng)歸算到110kv母線上的電抗x*s = 0.083。（2）35kv電壓級(jí)：架空線六回，輸送距離最遠(yuǎn)20km,每回平均輸送容量為5.6mw。35kv電壓級(jí)最大負(fù)荷33.6mw，最小負(fù)荷為22.4mw。cos=0.8， tma

7、x =5200h/a。（3）10kv電壓級(jí)：電纜出線六回，輸送距離最遠(yuǎn)8km，每回平均輸送電量4.2mw，10kv最大負(fù)荷25mw，最小負(fù)荷16.8mw，cos = 0.8，tmax = 5200h/a。（4）發(fā)電機(jī)出口處主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tpr1 = 0.1s，后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tpr2 = 4s。3、 本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：（1）發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計(jì)（2）廠用電的設(shè)計(jì)（3）短路電流計(jì)算（4）電氣設(shè)備1的布置設(shè)計(jì)（5）導(dǎo)體、電纜、架空線的選擇（6）高壓電器設(shè)備的選擇第一章 發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計(jì)1-1 原始資料分析設(shè)計(jì)電廠總?cè)萘?25+250=150mw，在200mw以下，單機(jī)容量在50mw以下，為小型凝

8、汽式火電廠。當(dāng)本廠投產(chǎn)后，將占系統(tǒng)總?cè)萘繛?50/（3500+150）100%=4.1%15%，未超過電力系統(tǒng)的檢修備用容量和事故備用容量，說明該電廠在未來供電系統(tǒng)中的地位和作用不是很重要，但tmax=6500h/a5000h/a，又為火電廠，在電力系統(tǒng)中將主要承擔(dān)基荷，從而該電廠主接線的設(shè)計(jì)務(wù)必著重考慮其可靠性。1-2 主接線方案的擬訂在對(duì)原始資料分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合對(duì)電氣接線的可靠性、靈活性及經(jīng)濟(jì)性等基本要求，綜合考慮。在滿足技術(shù)，積極政策的前提下，力爭(zhēng)使其技術(shù)先進(jìn)，供電安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的主接線方案。發(fā)電、供電可靠性是發(fā)電廠生產(chǎn)的首要問題，主接線的設(shè)計(jì)，首先應(yīng)保證其滿發(fā)，滿供，不積壓發(fā)電能

9、力。同時(shí)盡可能減少傳輸能量過程中的損失，以保證供電的連續(xù)性，因而根據(jù)對(duì)原始資料的分析，現(xiàn)將主接線方案擬訂如下：。從負(fù)荷特點(diǎn)及電壓等級(jí)可知，它具有10.5kv，35kv，110kv三級(jí)電壓負(fù)荷。10kv容量不大，為地方負(fù)荷。110kv與系統(tǒng)有4回饋線，呈強(qiáng)聯(lián)系形式，并接受本廠剩余功率。最大可能接受本廠送出電力為150-16.8-22.4-1508%=98.8mw，最小可能接受本廠送出電力為150-25-33.6-1508%=79.4mw，可見，該廠110kv接線對(duì)可靠性要求很高。35kv架空線出線6回，為提高其供電的可靠性，采用單母線分段帶旁路母線的接線形式。10.5kv。（1）10kv電壓級(jí)：

10、共有6回電纜出線其電壓恰與發(fā)電機(jī)端電壓相符，采用直饋線為宜，且電壓較低，宜采用屋內(nèi)配電。其負(fù)荷亦較小，因此采用單母線分段的接線形式。兩臺(tái)25mw機(jī)組分別接在兩段母線上，剩余功率通過主變壓器送往高一級(jí)電壓35kv。由于25mw機(jī)組均接于10kv母線上，可選擇輕型設(shè)備，在分段處加裝母線電抗器，各條電纜饋出線上裝出線電抗器。（2）35kv電壓級(jí) 出線6回，采用單母線分段接線形式。進(jìn)線從10kv側(cè)送來剩余容量225-（1508%）+25=13mw，不能滿足35kv最大及最小負(fù)荷的要求。為此以一臺(tái)50mw機(jī)組按發(fā)電機(jī)一變壓器單元接線形式接至35kv母線上，其剩余容量或機(jī)組檢修時(shí)不足容量由聯(lián)絡(luò)變壓器與11

11、0kv接線相連，相互交換功率。（3）110kv電壓級(jí) 出線4回，考慮現(xiàn)在斷路器免維護(hù)減小投資，采用雙母線接線。其進(jìn)線一路通過聯(lián)絡(luò)變壓器與35kv連接，另一路為一臺(tái)50mw機(jī)組與變壓器組成單元接線，直接接入110kv，將功率送往電力系統(tǒng)。1-3發(fā)電機(jī)及變壓器的選擇1、發(fā)電機(jī)的選擇 查電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三冊(cè)），兩臺(tái)25mw發(fā)電機(jī)選用qf2-25-2型汽輪發(fā)電機(jī)，兩臺(tái)50mw的發(fā)電機(jī)選用qfs-50-2型汽輪發(fā)電機(jī)。2、變壓器的選擇 110kv電壓母線所接的主變器容量s = 50/0.8 = 62.5mw，查電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三冊(cè)），變壓器選用sfpl163000/110型，其短路電壓百分?jǐn)?shù)為u

12、k%=10.5；用于聯(lián)絡(luò)三級(jí)電壓的聯(lián)絡(luò)變壓器，通過它向110kv傳輸?shù)淖畲笕萘繛?0-22.4+（252）-16.8-1508%=48.8mw，35kv電壓母線所接的主變壓器容量s = 50/0.8 = 62.5mw，查電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三冊(cè)），變壓器選用sspl60000/35型，其短路電壓百分?jǐn)?shù)uk%=8.5；現(xiàn)將發(fā)電機(jī)和變壓器的選擇結(jié)果列表如下，以供查詢：表1-1發(fā)電機(jī)g1,g2qf2-25-2發(fā)電機(jī)g3,g4qfs-50-2變壓器t1sfpl163000/110 ,uk%=10.5變壓器t2sfsl60000/110，uk(1-2)%=17.5，uk(2-3)%=6.5，uk(3-1

13、)%=10變壓器t3sspl60000/35, uk%=8.5第二章 廠用電設(shè)計(jì)1-1 負(fù)荷的分類與統(tǒng)計(jì)廠用負(fù)荷，按其用電設(shè)備在生產(chǎn)中的作用和突然中斷供電時(shí)造成危害程度可分為四類：（1）類廠用負(fù)荷 凡短時(shí)停電會(huì)造成設(shè)備損壞，危及人身安全，主機(jī)停運(yùn)及大量影響出力的廠用負(fù)荷，都屬于類負(fù)荷。如火電廠的給水泵，凝結(jié)水泵，循環(huán)水泵，引風(fēng)機(jī)，送風(fēng)機(jī)，給粉機(jī)等以及水泵的調(diào)速器，壓油泵，潤(rùn)滑油泵等。通常他們都設(shè)有兩套設(shè)備互為備用，分別接到兩個(gè)獨(dú)立電源的母線上。（2）類廠用負(fù)荷 允許短時(shí)停電，恢復(fù)供電后，不致造成生產(chǎn)紊亂的廠用負(fù)荷，均屬于類負(fù)荷。如火電廠的工業(yè)水泵，疏水泵，灰漿泵，輸煤設(shè)備和化學(xué)水處理設(shè)備等，一

14、般它們應(yīng)由兩段母線供電，并采用手動(dòng)切換。（3）類廠用負(fù)荷 較長(zhǎng)時(shí)間停電，不會(huì)影響生產(chǎn)，僅造成生產(chǎn)上的不方便者，都屬于類廠用負(fù)荷。如試驗(yàn)室，中央修配廠，油處理室等負(fù)荷，通常由一個(gè)電源供電。（4）事故保安負(fù)荷 指在停機(jī)過程中及停機(jī)后一段時(shí)間內(nèi)仍應(yīng)保證供電的負(fù)荷，否則將引起主要設(shè)備損壞，重要的自動(dòng)控制裝置失靈或推遲恢復(fù)供電，甚至可能危及人身安全的負(fù)荷稱為事故保安負(fù)荷。它分為直流保安負(fù)荷，如發(fā)電機(jī)組的直流潤(rùn)滑油泵等，其直流電源由蓄電池組供電；交流保安負(fù)荷，如盤車電動(dòng)機(jī)，實(shí)時(shí)控制用的電子計(jì)算機(jī)等都屬于交流保安負(fù)荷?，F(xiàn)將火電廠的主要負(fù)荷統(tǒng)計(jì)如下（見表2-1）表2-1分類名稱負(fù)荷類別運(yùn)行方式備注鍋爐部分引風(fēng)

15、機(jī)鼓風(fēng)機(jī)磨粉機(jī)給粉機(jī)或經(jīng)常，連續(xù)無煤粉倉(cāng)時(shí)為汽機(jī)部分凝結(jié)水泵循環(huán)水泵給水泵給水油泵生水泵工業(yè)水泵經(jīng)常，連續(xù)給水泵不帶主油泵時(shí)電氣及公用部分充電機(jī)變壓器變壓器冷卻風(fēng)機(jī)通訊電源硅整流裝置不經(jīng)常，斷續(xù)經(jīng)常，短時(shí)經(jīng)常，連續(xù)經(jīng)常，連續(xù)經(jīng)常，連續(xù)出灰負(fù)荷灰漿泵碎渣機(jī)電氣除塵器沖灰水泵經(jīng)常，連續(xù)輔助車間油處理設(shè)備中央修理車間起重機(jī)電氣實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常，連續(xù)經(jīng)常，連續(xù)不經(jīng)常，斷續(xù)不經(jīng)常，斷續(xù)2-2 廠用電接線的設(shè)計(jì)廠用電接線的設(shè)計(jì)原則基本上與主接線的設(shè)計(jì)原則相同。首先，應(yīng)保證對(duì)廠用電負(fù)荷可靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)；其次，接線應(yīng)能靈活地適應(yīng)正常，事故，檢修等各種運(yùn)行方式的要求；還應(yīng)適當(dāng)注意經(jīng)濟(jì)性和發(fā)展的可能

16、性并積極慎重的采用新技術(shù)、新設(shè)備，使其具有可行性和先進(jìn)性。此外，在設(shè)計(jì)廠用電系統(tǒng)接線時(shí)還要對(duì)供電電壓等級(jí)，廠用供電電源及其引接進(jìn)行分析和論證?；痣姀S的輔助機(jī)械多、容量大，供電網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，其主要負(fù)荷分布在鍋爐、氣機(jī)、電氣、輸煤、出灰、化學(xué)水處理以及輔助車間和公用電氣部分，因此，廠用電電壓必須由10kv和0.4kv兩級(jí)電壓，以單母線分段接線形式合理地分配廠用各級(jí)負(fù)荷。一、 廠用供電電壓等級(jí)的確定發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)電壓等級(jí)是根據(jù)發(fā)電機(jī)額定電壓，廠用電動(dòng)機(jī)的電壓和廠用電網(wǎng)絡(luò)的可靠運(yùn)行等諸方面因素，由上一節(jié)負(fù)荷分析可知，取兩級(jí)廠用電壓，高壓級(jí)取10kv，由兩組廠用主變壓器從25mw機(jī)組的電壓母線上取，低壓級(jí)

17、取400v，采用母線分段式。1、10kv電壓等級(jí)供電分析對(duì)同樣的廠用系統(tǒng)，10kv網(wǎng)絡(luò)不僅節(jié)省有色金屬及費(fèi)用，且短路電流也較小，同時(shí)10kv電壓等級(jí)電動(dòng)機(jī)功率可制造得較大，滿足大量負(fù)荷要求。擬采用兩段10kv的廠母線，另外再設(shè)置兩段10kv備用母線，以提高供電可靠性。2、400v電壓級(jí)低壓供電分析400v廠用電一般采用動(dòng)力和照明共用的三相四線制接地系統(tǒng)，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，采用動(dòng)力和照明分開供電及其引接。2-3 廠用變壓器的選擇廠用變壓器容量選擇的基本原則和應(yīng)考慮的因素為：（1）變壓器原、副邊電壓必須與引接電源電壓和廠用網(wǎng)絡(luò)電壓一致。（2）變壓器的容量必須滿足廠用機(jī)械從電源獲得足夠的功率。（3）

18、廠用高壓備用變壓器或起動(dòng)變壓器應(yīng)與最大一臺(tái)高壓廠用工作變壓器容量相同；低壓廠用設(shè)備用變壓器的容量應(yīng)與最大一臺(tái)低壓廠用工作變壓器容量相同。據(jù)此，廠用變壓器t4，t5，t6，t7，選擇如下：s=（252+502）8% / 0.83=5000kva，查設(shè)計(jì)手冊(cè)，應(yīng)選sjl1-6300 / 10型雙繞組鋁線電力變壓器。第三章 短路電流計(jì)算3-1概述電力系統(tǒng)中，常見的短路故障有三相對(duì)稱短路、兩相短路和單相接地短路。其中三相短路電流的計(jì)算是為了選擇和校驗(yàn)qf、qs、母線等電氣設(shè)備，兩相短路電流用于整定繼電保護(hù)裝置。短路發(fā)生后，短路電流的值是變化的，變化的情況決定于系統(tǒng)電源容量的大小、短路點(diǎn)離電源的遠(yuǎn)近以及

19、系統(tǒng)內(nèi)發(fā)電機(jī)是否帶有電壓自動(dòng)調(diào)整裝置等因素。按短路電流的變化情況，通常把電力系統(tǒng)分為無限容量系統(tǒng)和有限容量系統(tǒng)。無限容量系統(tǒng)短路電流的計(jì)算，采用短路回路總阻抗法計(jì)算；有限容量系統(tǒng)短路電流的計(jì)算采用運(yùn)算曲線法，這中間要用到網(wǎng)絡(luò)的等效變換。本次設(shè)計(jì)中，短路電流的計(jì)算就涉及到這兩個(gè)方面的內(nèi)容。3-2系統(tǒng)電氣設(shè)備標(biāo)幺電抗計(jì)算一、系統(tǒng)設(shè)備電運(yùn)算 100mva，基準(zhǔn)電壓uj = upj1、發(fā)電機(jī)標(biāo)幺電抗的計(jì)算發(fā)電機(jī)g1：x*g1xd*n”0.1250.4發(fā)電機(jī)g2：x*g2x*g1發(fā)電機(jī)g3：x*g3xd*n”0.1250.2發(fā)電機(jī)g4：x*g4x*g30.22、變壓器標(biāo)幺電抗的計(jì)算變壓器t1：uk1%u

20、k(1-2)%uk(3-1)%uk(2-3)%17.510.56.510.75uk2%17.510.56.56.75uk3%10.56.517.50.25x*t1.10.215x*t1.20.135x*t1.3-0.005變壓器t2：x*t10.142變壓器t3：x*t20.1673、架空線、電纜標(biāo)么值計(jì)算35kv出線架空線：xl*1x1l0.4200.58410kv出線架空線：xl*2x1l0.0680.4354、電抗器的電抗標(biāo)么值：1）母線電抗器：發(fā)電機(jī)g3(或g4)的額定電流ing1.72ka。母線電抗器一般取發(fā)電機(jī)額定電流的58，電抗百分值取為812，照此標(biāo)準(zhǔn)選得電抗器為nkl-10-

21、1000-8型，額定電流為in1ka，額定電壓un10kv，電抗百分?jǐn)?shù)xr%8，由此得電抗標(biāo)么值為：xr*j10.4192）線路電抗器：線路電抗器的額定電流為300600a，電抗百分值取36，照此標(biāo)準(zhǔn)選電抗器nkl-10-400-4型，額定電流in0.4ka，un10kv，電抗百分比數(shù)xr%4，由此得電抗標(biāo)么值為：xr*j20.5245、系統(tǒng)歸算到110kv側(cè)的電抗標(biāo)10、么值：x*s0.08333短路電流計(jì)算1、 用于校驗(yàn)設(shè)備的最大三相對(duì)稱短路電流的計(jì)算。（一）、110kv電壓級(jí)發(fā)電機(jī)變壓器母線d1點(diǎn)發(fā)生三相短路故障時(shí)，其等值電路圖如下：計(jì)算結(jié)果列于下表：表31i0（ka）i0.2（ka）i

22、2（ka）i4（ka）短路點(diǎn)的電流8.688.067.807.84校驗(yàn)qf27、qs63、qs64的短路電流7.27.017.037.115 聯(lián)絡(luò)變壓器d2點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，其等值電路圖如下：短路電流計(jì)算結(jié)果列于下表：表32i0（ka）i0.2（ka）i2（ka）i4（ka）短路點(diǎn)的電流8.387.837.657.72校驗(yàn)qf20、qs45、qs46、qs47的短路電流7.366.936.656.61110kv母線d3處發(fā)生三相短路時(shí)，短路電流計(jì)算結(jié)果列于下表：表33i0（ka）i0.2（ka）i2（ka）i4（ka）短路點(diǎn)的電流8.387.837.657.72校驗(yàn)qf26、qs69、qs70

23、、的短路電流8.387.837.657.729 110kv出線d4處發(fā)生三相短路時(shí)，短路電流計(jì)算結(jié)果列于下表：表34i0（ka）i0.2（ka）i2（ka）i4（ka）短路點(diǎn)的電流8.387.837.657.72校驗(yàn)qf21、qs48、qs49、qs50、qs51、qf23、qs56、qs57、qs58的短路電流8.387.837.657.723 用于發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)的最小兩相短路電流的計(jì)算：1、發(fā)電機(jī)g1，2、g2的繼電保護(hù)流過發(fā)電機(jī)g1出口處斷路器qf1的最小兩相短路電流：i0(2)0.86615.4613.39kai0.2(2)0.86697.79kai2(2)0.8664.824.17k

24、ai4(2)0.8664.333.75ka3、發(fā)電機(jī)g3，4、g4的繼電保護(hù)由于采用了封閉式母線，使出口處發(fā)生短路的幾率大大減小，故可以不裝保護(hù)。（二）、10kv電壓等級(jí)1、發(fā)電機(jī)出口處d5點(diǎn)發(fā)生短路（假定qs5閉合，qs6打開），其等值電路圖如下：32（1）網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)，求計(jì)算電抗系統(tǒng)s對(duì)d5點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗x180.34，計(jì)算電抗為xsjs14.88。電源歸并后，g3g4對(duì)d1點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗x170.357，計(jì)算電抗為x3js0.45。電源g2對(duì)d1點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗x150.819，計(jì)算電抗為x2js0.26。電源g1對(duì)d1點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗x110.4，計(jì)算電抗為x1js0.13。（2）查供電技術(shù)氣輪機(jī)運(yùn)算

25、曲線數(shù)值表，求短路電流：a由于xsjs14.883，b所以i*0.067。cg3g4各時(shí)刻短路電流：i0*2.302，i0.2*1.95，i2*1.963，i4*2.088，dg2各時(shí)刻短路電流：i0*4.178，i0.2*3.106，i2*2.467，i4*2.404，eg1各時(shí)刻短路電流：i0*8.963，i0.2*5.22，i2*2.795，i4*2.512，（3）各時(shí)刻短路電流的有名值：i00.0672.3024.1788.96316.1815.887.2115.4654.73ka。i0.20.0671.9503.1065.2216.1813.465.369.044ka。i20.067

26、1.9632.4672.79516.1813.544.264.8238.8ka。i40.0672.0882.4042.51216.1814.414.154.3339.07ka。（4）校驗(yàn)qf1、qs1的短路電流為：i0（qf1）i0i0g154.7315.4639.27kai0.2（qf1）i0.2i0.2g1449.035kai2（qf1）i2i2g138.84.8233.98kai4（qf1）i4i4g139.074.3334.74ka2、母線d6點(diǎn)發(fā)生三相短路故障其等值電路圖如下：（1）網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)為：可見，d6點(diǎn)的短路電流與d5點(diǎn)的短路電流完全相同，但是校驗(yàn)qf4，qs5，qs6的短路電流

27、為：i0（qf4）i0i0g2i0g154.737.2115.4632.06kai0.2（qf4）i0.2i0.2g2i0.2g1445.369.035kai2（qf4）i2i2g2i2g138.84.264.8229.72kai4（qf4）i4i4g2i4g139.074.154.3330.59ka3、母線電抗器d7點(diǎn)發(fā)生三相對(duì)稱短路等值電路圖如下：（1）網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)，求計(jì)算電抗系統(tǒng)s對(duì)d7點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗x201.513，計(jì)算電抗為xsjs1.51366.19。電源歸并后，g1、g3、g4對(duì)d3點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗x190.841，計(jì)算電抗為x3js0.8411.31。電源g2對(duì)d3點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗x110.

28、4，計(jì)算電抗為x2js0.40.13。（2）供電技術(shù)氣輪機(jī)運(yùn)算曲線數(shù)值表，求短路電流：a、由于xsjs66.193，所以i*0.02。b、電源g1、g3、g4各時(shí)刻短路電流：i0*0.793，i0.2*0.74，i2*0.836，i4*0.836，c、電源g2各時(shí)刻短路電流：i0*8.963，i0.2*5.220，i2*2.795，i4*2.512，各時(shí)刻短路電流的有名值：i00.020.7938.9634.836.8415.4627.13ka。i0.24.830.745.224.836.389.020.21ka。i24.830.8362.7954.837.214.8216.86ka。i44.

29、830.8362.5124.837.214.3316.37ka。、校驗(yàn)qf3、qs3、qs4及電抗器l1的短路電流為：i0（qf3）i0i0g227.1315.4611.67kai0.2（qf3）i0.2i0.2g220.219.011.21kai2（qf3）i2i2g216.864.8212.04kai4（qf3）i4i4g216.374.3312.04ka4、電纜出線處d8點(diǎn)發(fā)生三相對(duì)稱短路等值電路圖如下：現(xiàn)將計(jì)算結(jié)果列于下表：表35i0（ka）i0.2（ka）i2（ka）i4（ka）短路點(diǎn)的電流8.918.568.698.69校驗(yàn)qf3、qs3、qs4及電抗器l1的短路電流8.918.5

30、68.698.695、電纜末端d9點(diǎn)發(fā)生三相對(duì)稱短路等值電路圖如下：現(xiàn)將計(jì)算結(jié)果列于下表：表36i0（ka）i0.2（ka）i2（ka）i4（ka）短路點(diǎn)的電流5.315.195.325.32校驗(yàn)電纜的短路電流5.315.195.325.32（三）、35kv電壓級(jí)1、發(fā)電機(jī)變壓器母線上發(fā)生三相短路等值電路圖如下：計(jì)算結(jié)果列于下表：表3-7i0（ka）i0.2（ka）i2（ka）i4（ka）短路點(diǎn)的電流10.878.928.238.45校驗(yàn)qf11、qs19、qs31 、qf19、qs43、qs44的短路電流5.935.435.676.01 2、35kv架空線出線處發(fā)生三相短路時(shí)，計(jì)算結(jié)果列于下

31、表：表38i0（ka）i0.2（ka）i2（ka）i4（ka）短路點(diǎn)的電流10.878.928.238.45校驗(yàn)qf12、qs29、qs30 、qs33 、qs32 、qf13、qs20、qs21、qs22的短路電流10.878.928.238.45第四章 電氣設(shè)備的布置設(shè)計(jì)4-1 概 述配電裝置是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分。它是根據(jù)主接線做的連接方式，由開關(guān)電器、保護(hù)和測(cè)量電器、母線和必要的輔助設(shè)備連接而成，用來接受和分配電能的裝置。配電裝置按電器裝設(shè)地點(diǎn)的不同，可分為屋內(nèi)和屋外配電裝置。一、屋內(nèi)配電裝置的特點(diǎn)是：1、由于允許安全凈距小和可以分層布置而使占地面積較??；2、維修、巡視和操作在

32、室內(nèi)進(jìn)行，不受氣候影響；3、外界空氣的污染對(duì)電器的影響較小，因此可以減少維護(hù)工作量。同時(shí)，由于污染小，還可延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。4、房屋建設(shè)時(shí)，需要征用大量的土地，投資較大。二、屋外配電裝置的特點(diǎn)是：1、土建工作量和費(fèi)用較小，建設(shè)用期短；2、擴(kuò)建方便；3、相鄰設(shè)備之間距離較大，便于帶電作業(yè)；4、占地面積大；5、受外界環(huán)境影響，設(shè)備運(yùn)行條件較差，須加強(qiáng)絕緣；6、不良?xì)夂驅(qū)υO(shè)備維修和操作有影響。三、配電裝置的型式選擇，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(yùn)行及檢修要求，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。一般情況下，在大中型發(fā)電廠中，35kv及以下的配電裝置宜采用屋內(nèi)式；110kv及以上

33、多為屋外式。當(dāng)在污穢地區(qū)或市區(qū)建110kv屋內(nèi)和屋外配電裝置的造價(jià)相近時(shí)，宜采用屋內(nèi)式。四、配電裝置應(yīng)滿足以下基本要求：1、配電裝置的設(shè)計(jì)必須貫徹執(zhí)行國(guó)家基本建設(shè)方針和技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，如節(jié)約土地。2、保證運(yùn)行可靠。按照系統(tǒng)和自然條件合理選擇設(shè)備，在布置上力求整齊，清晰，保證具有足夠的安全距離。3、便于檢修，巡視和操作。4、在保證安全的前提下，布置緊湊，力爭(zhēng)節(jié)約材料和降低造價(jià)。5、安裝和擴(kuò)建方便。4-2 屋內(nèi)配電裝置屋內(nèi)配電裝置的結(jié)構(gòu)型式與電氣設(shè)備的類型和主接線的形式，出線回路數(shù)多少及有無電抗器等因素有著密切的關(guān)系。同時(shí)還與施工，檢修，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，生活習(xí)慣等因素有關(guān)。一、 布置方式的確定：發(fā)電廠6-

34、10kv屋內(nèi)配電裝置的布置方式一般分為三層、二層及單層式，考慮10kv側(cè)出線帶出線電抗器，且綜合考慮施工的復(fù)雜程度投資，選擇二層式，將斷路器和電抗器布置在底層。二、 母線及隔離開關(guān)的布置a) 母線裝在配電裝置的上部，考慮到母線電壓10kv，短路電流大，選用垂直式，母線相間距離為700-800，兩組母線以垂直的隔墻分開。b) 隔離開關(guān)通常設(shè)在母線的下方，為防止帶負(fù)荷誤動(dòng)作引起電弧，而造成母線短路，母線與母線隔離開關(guān)之間宜裝設(shè)耐火隔板。三、 斷路器及操動(dòng)機(jī)構(gòu)布置四、 斷路器通常設(shè)在單獨(dú)小室內(nèi)，布置在兩側(cè)有隔墻的間隔內(nèi)即可，可和互感器同放一室。操動(dòng)機(jī)構(gòu)為電磁型設(shè)在操作通道內(nèi)，由于其重量大，所以落地裝

35、在混基礎(chǔ)上。五、 配電裝置通道和出口的布置a) 通道均設(shè)有開關(guān)裝置，則維護(hù)通道1.0m；操作機(jī)構(gòu)為固定式，則操作通道2.0 m；防爆通道1.2m。b) 配電裝置室長(zhǎng)度大于7m，兩端均設(shè)置出口六、 電纜隧道，室內(nèi)采光 風(fēng)的布置1、于電纜我出線較多，為方便敷設(shè)和維護(hù)，宜采用電纜隧高1.8m以上，兩側(cè)設(shè)數(shù)層電纜支架，在充分考慮防雨雪，風(fēng)沙及污穢等條件下，開窗采光及通風(fēng)，還應(yīng)裝事故通風(fēng)設(shè)備。4-3 屋外配電裝置屋外配電裝置的結(jié)構(gòu)型式與主接線的型式、電壓等級(jí)、容量、重要程度、母線和構(gòu)架的型式、斷路器和隔離開關(guān)型式等有著密切關(guān)系。一、 布置形式的確定該廠為小型火電廠，且無特殊的氣候地形的要求，所以35kv

36、和110kv兩級(jí)電壓電氣設(shè)備采用屋外配電裝置。又因所建電廠無防嚴(yán)重污穢及地震的要求，所以采用普通中型就可滿足要求。中型配電裝置的所有電器均安裝在同一水平面內(nèi)，并裝在一定高度的基礎(chǔ)上，使帶電部分對(duì)地保持高度，以保證人員安全，母線所在水平面稍高于電器所在水平面。二、 母線及構(gòu)架的布置35kv及110kv的母線為鋼芯鋁絞線，三相呈水平布置，用懸式絕緣子懸掛在母線構(gòu)架上，軟母線可選用較大檔距。構(gòu)架采用鋼筋混凝土構(gòu)架，這可節(jié)約大量鋼材，但不便于固定設(shè)備。三、 電力變壓器的布置電力變壓器t2型號(hào)：sspl-60000/35，油重為58.7t，t3型號(hào)為sspl1-6300/110，油重為11t，為防止變壓

37、器事故時(shí)，燃油流失使事故擴(kuò)大，在設(shè)備下面需設(shè)置貯油池或擋油墻，其尺寸應(yīng)比設(shè)備外廓大1m，貯油池內(nèi)一般鋪設(shè)厚度不小于0.25m的卵石層。四、 斷路器的布置由于是中型配電裝置，則多采用高式布置，即將它們安裝在約高2m的混凝土基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)高度應(yīng)滿足：電氣支柱絕緣子最低裙邊的對(duì)地距離為2.5m，且電器間連線對(duì)地面距離符合安全凈距的要求。五、 避雷器的布置避雷器有高式和低式兩種布置方式，110kv閥型避雷器由于器身較長(zhǎng)，落地安裝在0.4m的基礎(chǔ)上；35kv閥型避雷器本體矮小，穩(wěn)定度較好，采用高式布置即可。六、 通道的布置為了運(yùn)輸設(shè)備和消防的需要，應(yīng)在主要設(shè)備近旁設(shè)行車道路。屋外配電裝置內(nèi)設(shè)0.81的巡視

38、小道，以便運(yùn)行人員巡視設(shè)備 。4-4 發(fā)電機(jī)與配電裝置的連接發(fā)電機(jī)與配電裝置的連接有電纜，敞露母線或封閉母線三種連接方式。一、 電纜連接：由于電纜價(jià)格昂貴，且電纜頭運(yùn)行可靠性高，因此只在機(jī)組容量不大，且由于廠房和設(shè)備的布置無法采用敞露母線或母線時(shí)才予以采用。二、敞露母線連接：因g1，g2兩臺(tái)機(jī)為屋內(nèi)，且機(jī)組容量不大，所以采用敞露母線橋連接。三、封閉母線連接：由于敞露母線易受污穢，氣候和外物的影響，造成絕緣子閃絡(luò)或短路，而對(duì)大型機(jī)組不允許，因此對(duì)50mw機(jī)組的連接母線均采用全連式分相封閉母線。封閉母線與發(fā)電機(jī)、變壓器及設(shè)備連接處采用螺栓連接，其余的部分均采用焊接。第五章 導(dǎo)體、電纜、架空導(dǎo)體的選

39、擇5-1導(dǎo)體的選擇一、10kv母線的選擇選用鋁質(zhì)，矩形截面；三相水平布置，平放，相間距a0.75m，絕緣子跨距l(xiāng)1.2m，彈性模量e71010pa。1、 按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選截面imaxial，式中imax導(dǎo)體所在回路最大持續(xù)工作電流。ial在額定環(huán)境溫度0=25時(shí)的導(dǎo)體允許電流。imax225103/10.50.83437a，查手冊(cè)，選3條125mm10mm矩形鋁導(dǎo)體，平放允許電流ial3903a，集膚效應(yīng)系數(shù)ks1.8，可見合乎要求。2、 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 短路持續(xù)時(shí)間為：tk=4s周期分量的熱效應(yīng)：qp46525ka2s因t1s，故忽略非周期分量熱效應(yīng)。qk=qp正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體溫度：0+（al

40、- 0）imax2/ ial 225+（70-25）34372/3903260（）查手冊(cè)，c91滿足導(dǎo)體短路時(shí)發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面：smin/c/911191（mm2）3125103750（mm2）滿足熱穩(wěn)定要求。3、 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)導(dǎo)體的自振頻率由以下求得：mhbw0.1250.0127003.375(kg/m)ibh3/120.010.1253/121.6310-6(m4)按匯流母線為兩端簡(jiǎn)支多跨梁查手冊(cè)，nf3.56，則f1454.5（hz）155（hz），故1。發(fā)電機(jī)出口短路時(shí)，沖擊系數(shù)k1.9，則ish=1.9i2.6954.73147ka。母線相間應(yīng)力：fph1.7310-7ish2/a

41、1.7310-71470002/0.754984(n/m)導(dǎo)體截面系數(shù)w0.5bh20.50.010.125278.12510-6m3，則ph fphl2/10w49841.22/1078.12510-69.2106pa同相條間作用應(yīng)力計(jì)算：0.08，10/(10+125) 0.074， 30/1350.222查設(shè)計(jì)手冊(cè)導(dǎo)體形狀系數(shù)k120.37，k130.57，得fb8(k12+k13) 10-9ish2/b8(0.37+0.57) 10-91470002/0.0116250 pa條間襯墊跨距計(jì)算：每相三條鋁導(dǎo)體1197，臨界跨距l(xiāng)crb411970.0140.63mbalal-ph(70-

42、9.2)10660.8106 pa條間襯墊最大跨距：lbmaxb0.010.31m 0.63m為了便于安裝，每跨絕緣子中設(shè)三個(gè)襯墊：lbl/41.2/40.3m二、35kv母線和110kv母線均用鋼芯鋁絞線，其型號(hào)分別為：lgjq600和lgj400。5-2 電纜的選擇1 按經(jīng)濟(jì)電流密度選截面通過每回電纜的最大持續(xù)工作電流：imax1.0525103/10.56240(a)，原263查手冊(cè)tmax5200h/a,j0.9a/mm2,則imax/j240/0.9267 mm2,選用6根10kv zlq2-3240三芯油浸紙絕緣鋁芯鉛包鋼帶鎧裝防腐電纜，每根電纜s240 mm2，ial25325a

43、，正常允許最高溫度60，x0.073/km，r0.155/km。2 按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流校驗(yàn)ial25325a240a。3 熱穩(wěn)定校驗(yàn)周期分量熱效應(yīng)qp=4113ka2s由于tk1，故qkqp113ka2s短路前電纜最高運(yùn)行溫度為： 0+（al- 0）imax2/ ial 225+（60-25）2632/325250電纜的熱穩(wěn)定系數(shù)：c10-210-269.5熱穩(wěn)定所需最小截面積為smin/c/69.5153mm240mm4 電壓降校驗(yàn) u%173 imaxl(rcos+xsin)/u1732638(0.1550.80.0730.6)/105005.5%5-3 架空導(dǎo)線的選擇一、 選擇原則架空線

44、路導(dǎo)線的選擇，目前，一般均選用鋁線或鋼芯鋁絞線。送電線路和高壓配電線路的導(dǎo)線截面，一般根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。二、經(jīng)濟(jì)電流密度選導(dǎo)線截面： imax1.05(33.66)10/350.83123(a)查手冊(cè),tmax5200h/a，j0.9a/mm,則simax/j123/0.9136mm選用lgj-120型鋼芯鋁絞線。2、按全線電壓損失校驗(yàn)導(dǎo)線截面負(fù)荷矩mpl(33.66)20112(mw-km)查手冊(cè)，cos0.8時(shí)，u%0.0416%(mw-km)，全線電壓損失ul%u%m0.0416%1124.7%5%現(xiàn)將母線，電纜，架空線的選擇結(jié)果列表如下：表4-110.5kv母線3條125mm10m

45、m矩形鋁導(dǎo)體10.5kv電纜6根zlq2-3240型3kv架空線6根lgj-120型第六章 高壓電氣設(shè)備的選擇6-1斷路器與電抗器的選擇為了保證電氣設(shè)備的可靠運(yùn)行，并在通過最大可靠的短路電流時(shí)不致受到嚴(yán)重?fù)p壞，除了根據(jù)正常情況額定電壓斷路器選擇外，還需要對(duì)短路電流產(chǎn)生的動(dòng)、熱穩(wěn)定性進(jìn)行校驗(yàn)校驗(yàn)電器的熱穩(wěn)定時(shí)間tktpr2tinta取tin0.06s,ta0.04s,tpr24s,則tk4.1s4s，2s。10kv電壓級(jí)1 校驗(yàn)qf1、qf2發(fā)電機(jī)最大持續(xù)工作電流：imax1.052510/10.50.81804a根據(jù)發(fā)電機(jī)斷路器的uns、imax及安裝在屋內(nèi)的要求，查表，可選sn10-10/2

46、000型少油斷路器。周期分量熱效應(yīng)qp=44765(kas)由于tk1,故qkqp4765(kas)沖擊電流ish=1.9i=2.6939.27=105.6ka表6-1列出斷路器的有關(guān)參數(shù)，并與計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。表6-1計(jì)算數(shù)據(jù)sn10-10/2000uns 10kvun 10kvimax 1804ain 2000ai 39.3kainbr 43.3kaish 105.6kainc1 130 kaqk 4765itt 43.34=7500 kasish 105.6kaics 130ka由選擇結(jié)果表可見，sn10-10/2000合乎要求。其他10kv，35kv，110kv斷路器校驗(yàn)方法相同不在重

47、復(fù)計(jì)算6-2電抗器選擇1、母聯(lián)電抗器預(yù)選電抗器為nkl-10-1000-8型，其un10kv，in1000a，xr%8，動(dòng)穩(wěn)定電流ies31.9 ka，itt37.11376 kas。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：ishkshi2.5511.6729.8 kaies。由于tk1，故qkqp(11.67+1012.04+12.04)4/12=577kas1376 kas滿足要求。2、出線電抗器預(yù)選nkl-10-400-4型，un10 kv，in400 a，xr%4，ies=31.9 ka，itt37.11376 kas。動(dòng)熱穩(wěn)定校驗(yàn)：ish2.558.9122.7ka25.5 ka，由于tk1，故qkqp(8.9

48、1+108.69+8.69)4/12303kas493 kas合乎要求。 現(xiàn)將斷路器、電抗器的選擇結(jié)果列表于下：表5-2sn10-10/2000qf1、1f2sn10-10/1000qf3sn10-10/3000qf4sn9-10/600qf5、qf6、qf7、qf8、qf9、qf10sw2-35/1000qf11、qf12、qf19dw8-35/600qf13、qf14、qf15、qf16、qf17、qf18sw4-110/1000qf20、qf21、qf22、qf23、qf24、qf25、qf26、qf27電抗器l1nkl-10-1000-8電抗器l2、l3、l4、l5、l6、l7nkl-10-400-46-3 隔離開關(guān)的選擇一、10kv電壓級(jí)1 校驗(yàn)以qs1、qs2為例，其他隔離開關(guān)方法相同表5-3計(jì)算數(shù)據(jù)gn10-10t/3000-160uns 10kvun 10kvimax 1804ain 3000aqk 4765kasitt 755=28125 kasish 10.56kaies 160ka現(xiàn)將隔離開關(guān)的選擇結(jié)果列于下表：表5-4gn10-10t/3000-160qs1、qs2 、qs5、qs6gn6-10/1000-80qs3、qs4gn6-10/600-52qs7、qs8、qs9、qs10、qs11