火力發(fā)電廠電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、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。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。二次接線則以發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)為專題，對(duì)繼電保護(hù)的整定計(jì)算做了深入細(xì)致的介紹。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?？煽啃缘那疤嵯?，力爭經(jīng)濟(jì)性。設(shè)計(jì)說明書中所采用的術(shù)語、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)語和符號(hào)。畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書1 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目勝利火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)專題

2、：發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)2 畢業(yè)設(shè)計(jì)要求及原始資料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）10.5kv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。（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

3、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， tmax =5200h/a。（3）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。（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 畢業(yè)設(shè)計(jì)主要任務(wù)：3、發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計(jì)4、廠用電的設(shè)計(jì)5、短路電流計(jì)算6、導(dǎo)體、電纜、架空線的選擇7、高壓電器設(shè)備8、的選擇9、電氣設(shè)備10、的布置設(shè)計(jì)11、發(fā)電廠的控制與信號(hào)設(shè)計(jì)12、（專題）

4、發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)目 錄第一章 電廠電氣主接線設(shè)計(jì)1-1 原始資料分析 71-2 主接線方案的擬定81-3 主接線方案的評(píng)定101-4 發(fā)電機(jī)及變壓器的選擇11第二章 廠用電設(shè)計(jì)2-1 負(fù)荷的分類與統(tǒng)計(jì)132-2 廠用電接線的設(shè)計(jì)162-3 廠用變壓器的選擇18第三章 短路電流計(jì)算3-1 概 述 193-2 系統(tǒng)電氣設(shè)備標(biāo)幺電抗計(jì)算203-3 短路電流計(jì)算23第四章 導(dǎo)體、電纜、架空導(dǎo)體的選擇4-1 導(dǎo)體的選擇4-2 電纜的選擇4-3 架空導(dǎo)線的選擇第五章 高壓電器設(shè)備的選擇5-1 斷路器與電抗器的選擇5-2 隔離開關(guān)的選擇5-3 互感器的配置第六章 電氣設(shè)備的布置設(shè)計(jì)6-1 概述6-2 屋

5、內(nèi)配電裝置6-3 屋外配電裝置6-4 發(fā)電機(jī)與配電裝置的連接第七章 發(fā)電廠的控制與信號(hào)設(shè)計(jì)7-1 發(fā)電廠的控制方式7-2 斷路器的控制與信號(hào)7-3 中央信號(hào)裝置7-4 發(fā)電廠的弱電控制第八章 發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)（專題）8-1 概述8-2 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)8-3 橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)8-4 低電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)8-5 過負(fù)荷保護(hù)8-6 定子繞組單相接地保護(hù)8-7 發(fā)電機(jī)保護(hù)總接線圖說明結(jié)束語參考文獻(xiàn)第一章 發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計(jì)第二章 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，為小型凝汽式火電廠。當(dāng)本廠投產(chǎn)后，將占系統(tǒng)總?cè)萘繛?50/（3500

6、+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。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。10.5kv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1

7、10kv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電壓級(jí)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。2-2 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：（1）10kv電

8、壓級(jí) 鑒于出線回路多，且為直饋線，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，采用單母線分段帶旁路接線形式。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110kv接線相連，相互交

9、換功率。（3）110kv電壓級(jí) 出線4回，為使出線斷路器檢修期間不停電，采用雙母線帶旁路母線接線，并裝有專門的旁路斷路器，其旁路母線只與各出線相連，以便不停電檢修。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)。據(jù)以上分析，接線形式如下：3主接線方案的評(píng)定該電氣主接線的設(shè)計(jì)始終遵循了可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求。在確?？煽啃浴㈧`活性的同時(shí)，兼顧了經(jīng)濟(jì)性。在可靠性方面該主接線簡單清晰，設(shè)備少，無論檢修母線或設(shè)備故障檢修，均不致造成全廠停電，每一種電壓級(jí)中均有兩臺(tái)變壓器聯(lián)系，保證 在變壓器檢修或故障時(shí)，不致使各級(jí)電壓解列

10、。機(jī)組的配置也比較合理，使傳遞能量在變壓器中損耗最小。但是10kv及35kv母線檢修將導(dǎo)致一半設(shè)備停運(yùn)。在靈活性方面，運(yùn)行方式較簡單，調(diào)度靈活性差，但各種電壓級(jí)接線都便于擴(kuò)建和發(fā)展。在經(jīng)濟(jì)性方面，投資小，占地面積少，采用了單元接線及封閉母線，從而避免了選擇大容量出口斷路器，節(jié)省了投資，有很大的經(jīng)濟(jì)性。通過以上分析，該主接線方案對(duì)所設(shè)計(jì)的這一小型火電廠而言，是比較合理的，可以采納。1-4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 35kv電壓母線所接

11、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；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uk%=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，當(dāng)35kv母線所連機(jī)組和10.5kv母線所連機(jī)組各有一臺(tái)檢修時(shí)，通過聯(lián)絡(luò)變壓器的最大容量為14.2+12=26.2mw。綜合考慮，聯(lián)絡(luò)變

12、壓器應(yīng)選48.80.8=61mw，故選sfsl60000/110型，其中uk(1-2)%=17.5，uk(2-3)%=6.5，uk(3-1)%=10.5，。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t1sspl60000/35, uk%=8.5變壓器t2sfpl163000/110 ,uk%=10.5變壓器t3sfsl60000/110，uk(1-2)%=17.5，uk(2-3)%=6.5，uk(3-1)%=10第二章 廠用電設(shè)計(jì)1-1 負(fù)荷的分類與統(tǒng)計(jì)發(fā)電廠在電力生產(chǎn)過程中，有大量的電動(dòng)機(jī)械，用以保證主要設(shè)備

13、和輔助設(shè)備的正常運(yùn)行。這些電動(dòng)機(jī)及全廠的運(yùn)行操作、試驗(yàn)、修配、照明等用電設(shè)備的總耗電量，統(tǒng)稱為廠用電或自用電。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

14、等，一般它們應(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

15、分引風(fēng)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

16、的可能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。火電廠的輔助機(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?，F(xiàn)將該火電廠的廠用電接線的系統(tǒng)圖設(shè)計(jì)示于圖2-1。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6kv，

17、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)取380v，采用母線分段式。1、 6kv電壓等級(jí)供電分析對(duì)同樣的廠用系統(tǒng)，6kv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)6kv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6kv的廠母線，另外再設(shè)置兩段6kv備用母線，以提高供電可靠性。2、 380v電壓級(jí)低壓供電分析380v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。二、 廠用電工作電源及其引接 圖2-1所設(shè)計(jì)電廠廠用電接線圖，廠內(nèi)裝在二機(jī)三爐，發(fā)電機(jī)電壓為10.5kv，6kv廠用高壓母線分單母線，按鍋爐臺(tái)分為

18、三段，通過t11、t12、t13廠用高壓變壓器分別接于主母線上兩個(gè)分段上，380/220v低壓廠用母線，由于機(jī)組容量不大，設(shè)啟動(dòng)電源和事故保安電源，低壓廠用母線分為兩段，備用電源采用明備用形式，即專設(shè)一臺(tái)t10備用廠用高壓變壓器，平時(shí)斷開，當(dāng)任一段廠用工作母線的電源回路發(fā)生故障時(shí)qf3斷開，qf1和qf2在備用電源自動(dòng)投入裝置作用下合閘。于是，t10廠用高壓變壓器代替t11廠用高壓變壓器工作。為了在主母線上發(fā)生故障時(shí)，仍有可靠的備用電源，運(yùn)行中可將t10備用廠用高壓變壓器和主變壓器t2都接到備用母線上，并將主母線第段的母聯(lián)斷路器qf4合上，使備用母線和工作母線均帶電運(yùn)行。這樣，當(dāng)主母線發(fā)生事故

19、時(shí)，qf4斷開，t10變壓器還可通過t2供電。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）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1-1 概 述電力系統(tǒng)中，常

20、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

21、準(zhǔn)電壓uj = upj1、發(fā)電機(jī)標(biāo)2、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*g30.23、變壓器標(biāo)4、幺電抗的計(jì)算變壓器t1：x*t10.142變壓器t2：x*t20.167變壓器t3：uk1%uk(1-2)%uk(3-1)%uk(2-3)%17.510.56.510.75uk2%17.510.56.56.75uk3%10.56.517.50.25x*t3.10.215x*t3.20.135x*t3.3-0.0055、架空線、電纜標(biāo)6、么值計(jì)算35kv出線架空線：xl*1x1l

22、0.4200.58410.5kv出線架空線：xl*2x1l0.0680.4357、電抗器的電抗標(biāo)8、么值：1、母線電抗器：發(fā)電機(jī)g1(或g2)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-10-1000-8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*j20.52

23、49、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2 用于校驗(yàn)設(shè)備的最大三相對(duì)稱短路電流的計(jì)算。、10.5kv電壓等級(jí)發(fā)電機(jī)出口處d1點(diǎn)發(fā)生短路（假定qs5閉合，qs6打開），其等值電路圖如下：2 網(wǎng)絡(luò)化簡，求計(jì)算電抗系統(tǒng)s對(duì)d1點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗x180.34，計(jì)算電抗為xsjs0.3414.88。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x3js0.3570.45。電源g2對(duì)d1點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗x150.819，計(jì)算電抗為x2js0.8190.26。電源g1對(duì)d1點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗x110.4，計(jì)算電抗為x1js0.40.13。4 查供電技術(shù)氣輪機(jī)運(yùn)

24、算曲線數(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，、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。i20.0671

25、.9632.4672.79516.1813.544.264.8238.8ka。i40.0672.0882.4042.51216.1814.414.154.3339.07ka。、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d2點(diǎn)發(fā)生三相短路故障其等值電路圖如下：網(wǎng)絡(luò)化簡為：可見，d2點(diǎn)的短路電流與d1點(diǎn)的短路電流完全相同，但是校驗(yàn)qf4，qs5，qs6的短路電流為：i0（q

26、f4）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d3點(diǎn)發(fā)生三相對(duì)稱短路等值電路圖如下：2 網(wǎng)絡(luò)化簡，求計(jì)算電抗系統(tǒng)s對(duì)d3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x110.4，計(jì)算電抗為

27、x2js0.40.13。3 、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。i44.830.83

28、62.5124.837.214.3316.37ka。、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d4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31i0（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8.918.568.698

29、.695、電纜末端d5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32i0（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、35kv電壓級(jí)1、發(fā)電機(jī)變壓器母線d6點(diǎn)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3-3i0（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d7處發(fā)生三相短路時(shí)，同d6點(diǎn)的短路電流完全相

30、同，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、110kv電壓級(jí)3 發(fā)電機(jī)變壓器母線d8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35i0（ka）i0.2（ka）i2（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d9點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，其等值電路圖如下：短路

31、電流計(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8.387.837.657.72校驗(yàn)qf20、qs45、qs46、qs47的短路電流7.366.936.656.617 110kv母線d10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37i0（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、的短路電流8.387.837.657.729 110kv出線d11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37i0（ka）i0.2（ka）i2（ka）i4（ka）短路點(diǎn)的電流8.38

32、7.837.657.72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)0.8664.824.17kai4(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)。第四章 導(dǎo)體、電纜、架空導(dǎo)體的選擇4-1導(dǎo)

33、體的選擇一、10.5kv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- 0）i

34、max2/ 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/a1.7310

35、-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(70-9.2)10

36、660.8106 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。4-2 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，正常允許最

37、高溫度60，x0.073/km，r0.155/km。2 按長期發(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%4-3 架空導(dǎo)線的選擇一、 選擇原則架空線路導(dǎo)線的選擇

38、，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125mm10mm矩形鋁導(dǎo)體

39、10.5kv電纜6根zlq2-3240型3kv架空線6根lgj-120型第五章 高壓電氣設(shè)備的選擇5-1 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)正常情況正氣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。10.5kv電壓級(jí)1 校驗(yàn)qf1、qf2 *104頁發(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

40、-10/2000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5-1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5-1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。2 校驗(yàn)qf3imax1.05(25-16.82

41、)10/10.50.81198aqp4577kas由于tk1，故qkqp577kasish2.6911.6731.4ka表5-2計(jì)算數(shù)據(jù)sn10-10/1000uns 10kvun 10kvimax 1198ain 1000ai 11.7kainbr 31.5kaish 31.4kainc1 80 kaqk 577 kasitt 31.52=1985 kasish 31.4kaics 80ka3 校驗(yàn)qf4imax1.05(225-16.8)10/10.50.82405aqkqp43561kasish2.6932.0686.2ka表5-3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5-3計(jì)算

42、數(shù)據(jù)sn10-10/3000uns 10kvun 10kvimax 2405ain 3000ai 32.06kainbr 43.3kaish 86.2kainc1 130 kaqk 3561kasitt 43.34=7499 kasish 86.2kaics 130ka4 校驗(yàn)qf5、qf6、qf7、qf8、qf9、qf10。imax1.05(256)10/10.50.8=302aqkqp4303(kas)ish2.698.9124ka表5-4計(jì)算數(shù)據(jù)sn9-10/600uns 10kvun 10kvimax 302ain 600ai 8.9kainbr 14.4kaish 24kainc1

43、36.8kaqk 303kasitt 14.44=829 kasish 24kaics 36.8ka可見，sn9-10/600滿足要求。、35kv電壓級(jí)1 校驗(yàn)qf11、qf12imax1.055010/350.81103aqkqp4131kasish2.695.9316ka表5-5計(jì)算數(shù)據(jù)sw2-35/1000uns 35kvun 35kvimax 1103ain 1000ai 5.9kainbr 24.8kaish 16kainc1 63.4kaqk 131kasitt 24.84=2460 kasish 16kaics 63.4ka 2、校驗(yàn)斷路器qf13、qf14、qf15、qf16、

44、qf17、qf18imax1.05(33.66)10/350.8123aqkqp(10.87+108.23+8.45)4/12289kasish2.6910.8729.2ka表5-6列出了斷路器的有關(guān)參數(shù)，并與計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，由表5-6可見，所選擇的斷路器還是滿足要求的。表5-6計(jì)算數(shù)據(jù)dw8-35/600uns 35kvun 35kvimax 123ain 600ai 10.9kainbr 16.5kaish 29.2kainc1 41kaqk 289kasitt 16.54=1089 kasish 29.2kaics 41ka3、校驗(yàn)qf19imax1.0533.610/350.874

45、1aqkqp(5.93+105.67+6.01)4/12131kasish2.695.9316ka表5-7計(jì)算數(shù)據(jù)sw2-35/1000uns 35kvun 35kvimax 741ain 1000ai 5.9kainbr 24.8kaish 16kainc1 63.4kaqk 131kasitt 24.84=2460 kasish 16kaics 63.4ka110kv電壓級(jí)1、校驗(yàn)qf20imax1.0548.810/1100.8338aqkqp(7.36+106.65+6.61)4/12180kasish2.697.3619.8ka表5-8計(jì)算數(shù)據(jù)sw4-110/1000uns 110k

46、vun 110kvimax 338ain 1000ai 7.4kainbr 18.4kaish 19.8kainc1 55kaqk 180kasitt 215=2205 kasish 19.8kaics 55ka 2、校驗(yàn)qf21、qf22、qf23、qf24、qf25imax1.05(98.84)10/1100.8171aqkqp(8.38+107.65+7.72)4/12218 kasish2.698.3822.5 ka表5-9計(jì)算數(shù)據(jù)sw4-110/1000uns 110kvun 110kvimax 171ain 1000ai 8.38kainbr 18.4kaish 22.5kainc

47、1 55kaqk 218kasitt 215=2205 kasish 22.5kaics 55ka 3、校驗(yàn)qf26imax1.05(48.8+50)10/1100.8685aqkqp(8.38+107.65+7.72)4/12218 kasish2.698.3822.5ka表5-10計(jì)算數(shù)據(jù)sw4-110/1000uns 110kvun 110kvimax 685ain 1000ai 8.4kainbr 18.4kaish 22.5kainc1 55kaqk 218kasitt 215=2250 kasish 22.5kaics 55ka 4、校驗(yàn)qf27imax1.055010/1100.

48、8347aqkqp(7.2+107.03+7.11)4/12199 kasish2.697.213.4ka表5-11計(jì)算數(shù)據(jù)sw4-110/1000uns 110kvun 110kvimax 347ain 1000ai 7.2kainbr 18.4kaish 13.4kainc1 55kaqk 199kasitt 215=2250 kasish 13.4kaics 55ka5-2 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