裝機容量為4×300WM大型火力發(fā)電廠的初步設計畢業(yè)設計

1、 1 引 言 隨著社會的發(fā)展，我國的電力工業(yè)也在不斷發(fā)展。電力工業(yè)的發(fā)展和電氣化程 度已成為衡量一個國家國民經(jīng)濟發(fā)展水平的重要標志。目前，我國的電力工業(yè)已經(jīng) 進入了大電網(wǎng)、超高壓、自動化發(fā)展的新時期。電力行業(yè)在國民經(jīng)濟中起著非常重 要的作用，它不僅影響國民經(jīng)濟其它部門的發(fā)展，同時也影響著人民的物質與文化 水平的提高，影響著整個社會的進步。 這次設計的主要內容是對裝機容量為 4300wm 大型火力發(fā)電廠的初步設計，根 據(jù)電廠的實際情況，選擇適合本廠的電氣主接線方案，并對這些方案做技術經(jīng)濟比 較選出最優(yōu)方案。然后對廠用電進行合理設計，包括廠用變的選擇，廠接線的設計； 對短路電流進行計算并選擇主要電

2、氣設備，根據(jù)短路電流對設備進行校驗。最后是 廠用電動機的聯(lián)鎖回路設計及發(fā)電機主要故障及其處理。 電力工業(yè)的迅速發(fā)展對發(fā)電廠的設計也提出了更高的要求，而大機組的能源利 用率高、環(huán)境污染較小型機組少，已經(jīng)成為電力工業(yè)發(fā)展的主流。 2 第一章 主接線設計及主變選擇 1.1 電氣主接線的一般要求 發(fā)電廠電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分。它表明了發(fā)電機、變壓器、 線路和斷路器等電氣設備的數(shù)量和連接方式及可能的運行方式，從而完成發(fā)電、變 電、送電的任務。它設計合理與否，直接關系著全廠電氣設備的選擇、配電裝置的 布置、繼電保護和自動裝置的確定，關系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟運 行。因此，主接線

3、的設計是一個綜合性的問題，必須在滿足國家有關技術經(jīng)濟政策 的前提下，力爭使其技術先進、經(jīng)濟合理、安全可靠。 電氣主接線基本要求： （1）可靠性 供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，電氣主接線也必須滿足這 個要求。衡量主接線運行可靠性的標志是： 斷路器檢修時，能否不影響供電。 線路、斷路器或母線檢修時，停運出線回路數(shù)的多少和停電時間的長短，以 及能否保證對重要用戶的供電。 發(fā)電廠全部停運的可能性。 對大機組超高壓情況下的電氣主接線，應滿足可靠性準則的要求。 （2）靈活性 調度靈活，操作簡便：應能靈活地投入某些機組、變壓器或線路，調配電源 和負荷，能滿足系統(tǒng)在事故、檢修及特殊運行方式下的調度要求

4、。 檢修安全：應能方便地停運斷路器、母線及其繼電保護設備，進行安全檢修 而不影響電力網(wǎng)的正常運行及對用戶的供電。 （3）經(jīng)濟性 投資?。褐鹘泳€應簡單清晰，控制、保護方式不過于復雜，適當限制斷路器 電流。 占地面積小：電氣主接線設計要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件。 電能損耗少：經(jīng)濟合理地選擇主變壓器的型式、容量和臺數(shù)，避免兩次變壓 而增加電能損失。 1.2 發(fā)電廠主要接線形式 1.2.1 大、中型發(fā)電廠主接線形式特點 電廠單機容量 200mw 以上，總容量 1000mw 及以上，主要用于發(fā)電，多為凝 3 汽式火電廠，其主接線特點如下： （1）在系統(tǒng)中地位重要、主要承擔基本負荷、負荷曲線平穩(wěn)、設備利用

5、小時數(shù)高、 發(fā)展可能性大，因此其主接線要求較高。 （2）不設發(fā)電機電壓母線，發(fā)電機與主變壓器采用簡單可靠的單元接線，發(fā)電機出 口至主變壓器低壓側之間采用封閉母線。 （3）升高電壓部分為 220kv 及以上。220kv 配電裝置，一般采用雙母線帶旁路母 線、雙母線帶分段旁路母線接線，接入 220kv 配電裝置的單機容量一般不超過 300mw；330500kv 配電裝置，當進出線數(shù)為 6 回及以上時，采用一臺半斷路器接 線；220kv 與 330500kv 配電裝置之間一般用自耦變壓器聯(lián)絡，它的阻抗小，對 改善系統(tǒng)穩(wěn)定性有一定的作用，可以擴大變壓器的制造容量，便利運輸和安裝。 1.2.2 設計方案

6、介紹 本廠為 220kv 與 500kv 兩個電壓等級，共 4 臺機組，單機容量為 300mw，220kv 側出線為 14 回，500kv 側出線為 8 回。220kv 系統(tǒng)側考慮到出線 回路數(shù)較多，故采用雙母三分段的接線方式。500kv 系統(tǒng)側采用一臺半斷路器接線 方式，其中有兩個單元接到 500kv 配電裝置。第二種方案為 220kv 側采用雙母帶 旁路接線形式，500kv 側采用雙母四分段接線方式。 第一種方案電氣主接線如圖 1-1： 圖 1-1 4300mw 發(fā)電廠電氣主接線圖（1） 4 第二種方案接線如圖 1-2 所示： 圖 1-2 4300mw 發(fā)電廠電氣主接線圖（2） 與第二種方

7、案相比第一種接線方式有以下優(yōu)點： 任一母線故障或檢修，均不停電。這種接線方式運行操作方便、安全 當同名元件接于不同串，即同一串中有一回出線、一回電源時，在兩組母線 同時故障或一組故障的極端情況下，功率仍能經(jīng)聯(lián)絡斷路器繼續(xù)輸送。 除了聯(lián)絡斷路器內部故障時與其相連的兩回路短時停電外，聯(lián)絡斷路器外部 故障或其他任何斷路器故障最多停一個回路。 任一斷路器檢修都不停電，而且可同時檢修多臺斷路器。 運行調度靈活，操作檢修方便，隔離開關僅作為檢修時隔離電器。 1.3 發(fā)電機和變壓器的選擇 1.3.1 發(fā)電機型號選擇 由于本次設計規(guī)模為 4 臺 300mw 容量的區(qū)域性大電廠，及 4 臺機組可選擇相 同型號，

8、故按照要求選擇了發(fā)電機型號，具體型號及其技術指標見表 1-1。 5 表 1-1 發(fā)電機數(shù)據(jù)表 型 號qfsn-300-2型式水氫氫 額定容量（mva）353額定功率（mw）300 額定電壓（kv）20額定電流（a）10190 功率因數(shù)cos0.85（滯后）頻率（hz）50 相數(shù)3效率99.6% 次暫態(tài)電抗0.155臺數(shù)4 臺 1.3.2 主變壓器容量及臺數(shù)的選擇 發(fā)電機與變壓器為單元接線時,主變壓器的容量按發(fā)電機的額定容量扣除本機組 的廠用負荷后留有 10%的裕度選擇。每單元的主變壓器為一臺。 （1-1.1(1)/ nngp spkcos 1） 式中 ng p發(fā)電機容量 發(fā)電機額定功率因數(shù)co

9、s p k 廠用電率 由于各臺變壓器的容量都相同，由公式 1-1 得 mva1.1(1)/1.1 300 (1 6%)/0.85364.94 nngp spkcos 所以，1#、2#機組選擇 sfp7-360000/220 型三相雙繞組升壓變壓器 3#、4#機組選擇 sfp-360000/500 型三相雙繞組升壓變壓器 1.3.3 聯(lián)絡變壓器的選擇 （1）聯(lián)絡變壓器的容量應滿足所聯(lián)絡的兩種電壓網(wǎng)絡之間在各種運行方式下的功率 交換，220kv 與 500kv 之間的聯(lián)絡線上的功率 280mva。 （2）聯(lián)絡變的容量一般不應小于所聯(lián)絡的兩種電壓母線上最大一臺機組容量，以保 證最大一臺機組故障或檢修

10、時通過聯(lián)絡變來滿足本側負荷的需要，同時也可在線路 檢修或故障時，通過變壓器將剩余功率送入另一側系統(tǒng)。其型號見表 1-2。 6 表 1-2 主變及聯(lián)絡變壓器參數(shù)表 項目1#、2#機組主變3#、4#機組主變聯(lián)絡變 型號 sfp7360000/220sfp360000/500odfps2167000/500 額定容量（mva）360360167/167/66.5 高中 12.2 中低 27.19 阻抗 電壓 （%） 高低14.031619.59 繞組形式y(tǒng)n，d11yn，d11yn，0，d11 相數(shù)三相三相三相 臺數(shù)2 臺2 臺1 臺 7 第二章 廠用電設計 現(xiàn)代大容量火力發(fā)電廠要求其生產(chǎn)過程實現(xiàn)自

11、動化并采用計算機控制，為了實 現(xiàn)這一要求，需要有廠用機械和自動化監(jiān)控設備，其中絕大多數(shù)廠用機械采用電動 機拖動。因此，需要向這些電動機、自動化監(jiān)控設備和計算機供電，這種電廠自用 的供電系統(tǒng)稱為廠用電系統(tǒng)。 2.1 廠用電設計原則 廠用電系統(tǒng)的接線是否合理，對保證廠用負荷的連續(xù)供電和發(fā)電廠安全經(jīng)濟運 行至關重要。由于廠用電負荷多，分布廣，工作環(huán)境差和操作頻繁等原因，廠用電 事故在電廠事故中占有很大的比例。此外，還因為廠用電接線的過渡和設備的異動 比主系統(tǒng)頻繁，如若考慮不周，也常常會埋下事故的隱患。因此，必須把廠用電系 統(tǒng)的合理設計安全運行提到應有的高度來認識。 對 300mw 汽輪發(fā)電機組廠用電

12、接線設計的要求是： （1）各機組的廠用電系統(tǒng)應是獨立的。廠用電接線在任何運行方式下，一臺機組故 障停運或其輔機的電氣故障不應影響另一臺機組的運行，并要求受廠用電故障影響 而停運的機組應能在短期內恢復本機組的運行。 （2）全廠性公用負荷應分散接入不同機組的廠用母線或公用負荷母線。在廠用電系 統(tǒng)接線中，不應存在可能導致發(fā)電廠切斷多于一個單元機組的故障點，更不應存在 導致全廠停電的可能性。 （3）廠用電的工作電源及備用電源接線應能保證各單元機組和全廠的安全運行。 （4）充分考慮電廠分期建設和連續(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，要便于過渡，盡量減少改變接線和更換設備。

13、 （5）設置足夠的交流事故保安電源，當全廠停電時，可以快速啟動和自動投入向保 安負荷供電。另外，還要設計符合電能質量指標的交流不間斷電源，以保證不允許 間斷供電的熱工負荷和計算機的用電。 2.2 廠用電接線形式 本廠為 4300mw 機組其中有兩個單元接 220kv 系統(tǒng)，另外兩個單元接 500kv 系統(tǒng)。廠用電壓采用 6kv 電壓等級，每臺機組設 ab 兩段廠用高壓母線，分 別由廠用高壓工作變壓器供電，工作變壓器采用低壓分裂繞組變壓器，分別由發(fā)電 機出口引接； # 1 、 # 2 機組共用一臺啟動/備用變壓器，也采用低壓分裂繞組變壓器， 8 由主變壓器側 220kv 母線引接； # 3 、

14、# 4 機組共用一臺啟動/備用變壓器，也采用低 壓分裂繞組變壓器，由 35kv 側母線引接。廠用電接線參見圖 2-1、圖 2-2。 圖 2-1 1#、2#機組廠用電接線圖 圖 2-2 3#、4#機組廠用電接線圖 2.3 廠用變壓器的選擇 由于各臺變壓器容量相同，由公式 1-1 得 mva1.1/1.1 300 6%/0.8523.3 nngp sp kcos 則對于廠用電的高壓變壓器型號選擇及其參數(shù)見表 1-3。 表 2-1 各廠用變及啟動/備用變參數(shù)表 項目 型號及額定容量 (mva) 額定電壓 （kv） 阻抗電壓 （%） 繞組形式臺數(shù)相數(shù) sff9-cy-40000/201#、2# 廠用變

15、 40/25-25 20/6.3-6.316.5d，d0，d013 sfpz1-40000/2201#、2#廠用 啟/備變 40/25-25 220/6.3-6.321 yn，d11，d1 1 13 sff9-cy-40000/203#、4# 廠用變 40/25-25 20/6.3-6.316.5d，d0，d013 3#、4#廠用 啟/備變 sff9-40000/3535/6.3-6.319 yn，d11，d1 1 13 9 第三章 短路電流計算 3.1 短路計算概述 3.1.1 短路電流計算的目的 在發(fā)電廠和變電所的電氣設計中,短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。其計算 的目的主要有以下幾個方

16、面: （1）在選擇電氣主接線時，為了比較各種方式接線方案，或確定某一接線是否需 要采取限制短路電流的措施等，均需進行必要的短路電流計算。 （2）在選擇電氣設備時，為了保證設備在正常運行和故障情況下都能安全、可靠 地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。例如：計算某 一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關設備的開斷能力和確定電抗器的電抗值； 計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗設備的熱穩(wěn)定；計算短路電流沖擊 值，用以校驗設備動穩(wěn)定。 （3）在設計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導線的相間和相對地的安 全距離。 （4）在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路電

17、流為依據(jù)。 （5）接地裝置的設計，也需用短路電流。 3.1.2 短路計算的一般規(guī)定 驗算導體和電氣時所用短路電流,一般有以下規(guī)定。 （1）計算的基本情況 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行； 所有同步電機都具有自動調整勵磁裝置（包括強行勵磁） ； 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間； 所有電源的電動勢相位角相同； 應考慮對短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點的電弧電阻，對 異步電動機的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時才予以考慮。 （2）接線方式 計算短路電流時所用的接線方式，應是可能最大短路電流的正常接線方式（即 最大運行方式） ，而不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線

18、方式。 （3）計算容量 10 應按本工程設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃（一般考慮本 工程建成后 510 年） 。 （4）短路種類 一般按三相短路計算。若發(fā)電機出口的兩相短路，或中性點直接接地系統(tǒng)以及 自耦變壓器等回路中的單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴重時，則應按嚴 重情況的進行比較。 （5）短路計算點 在正常接線方式時，通過電器設備的短路電流為最大的地點，即短路計算點。 3.1.3 短路電流計算步驟 在工程設計中，短路電流的計算通常采用實用曲線法。其計算步驟簡述如下： （1）選擇計算短路點。 （2）畫等值網(wǎng)絡（次暫態(tài)網(wǎng)絡）圖： 首先去掉系統(tǒng)中的所有負荷分支、線路電容、各

19、元件的電阻，發(fā)電機電抗用次 暫態(tài)電抗。 選取基準容量和基準電壓（一般取各級的平均電壓） 。 將各元件電抗換算為同意基準值的標幺電抗。 繪出等值網(wǎng)絡圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號。 （3）化簡等值網(wǎng)絡：為計算不同短路點的短路電流值，需將等值網(wǎng)絡分別化簡為以 短路點為中心的輻射形等值網(wǎng)絡，并求出各電源與短路點之間的電抗，即轉移阻抗 。 fs x （4）求計算電抗。 js x （5）由運算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量標幺值（運算曲線只作到 =3.5） 。 js x （6）計算無限大容量（3）的電源供給的短路電流周期分量。 js x （7）計算短路電流周期分量有名值。 （8）計算短路電流沖擊值。

20、（9）繪制短路電流計算結果表。 3.2 短路電流參數(shù)計算 電氣主接線等值網(wǎng)絡圖見圖 3-1 11 圖 3-1 電氣主接線等值網(wǎng)絡圖 3.2.1 各發(fā)電機及主變和聯(lián)絡變壓器的參數(shù)計算 （1）各發(fā)電機等值電抗計算：取mva 100 b s avb uu （3- n b g s s x155 . 0 * 1） 由于各發(fā)電機型號均相同，所以 044 . 0 353 100 155 . 0 155 . 0 * n b g s s x （2）各主變壓器的參數(shù)計算：取mva 100 b s avb uu （3- * % 100 kb t n us x s 2） * 12 %14 100 0.039 1001

21、00 360 kb tt n us xx s * 34 %16 100 0.044 100100 360 kb tt n us xx s （3）聯(lián)絡變壓器的參數(shù)計算：取 )(100 mvasb avb uu 12 =12.2 =27.19 =19.58 1 2% u 1 3% u 2 3% u =68.077 1 31 3 3 167 %()27.19 () 66.7 n n s uu s =49.023 2 32 3 3 167 %()19.58 () 66.7 n n s uu s =15.627 11 21 32 3 1 %(%) 2 s uuuu 21 22 31 3 1 %(%)3.

22、427 2 s uuuu 31 32 31 2 1 %(%)52.450 2 s uuuu * 1% 15.627 100 x0.094 100100 360 sb n us s 高 * 2% 3.427 100 x0.0210 100100 360 sb n us s 中 * 3% 52.45 100 x0.314 100100 360 sb n us s 低 3.2.2 廠用變壓器參數(shù)計算 （1.）等值電抗計算： t x 圖 3-2 等值電抗圖（1） t x 如圖所示：取mva b s100 avb uu 聯(lián)立 ，3 . 3 2 2 2 1 2 x x x z z k c f f % 5

23、. 16 21 xxzb 解得： 016 . 0 1 x149 . 0 2 x 13 04 . 0 40 100 016 . 0 016 . 0 * 1 n b s s x 373 . 0 40 100 149 . 0 149 . 0 * 2 n b s s x （2）的等值電抗計算： t x 圖 3-3 的等值電抗圖（2） t x * 2 * * 2 1 2 3.3 2 f x k x x 聯(lián)立 ， * 12 100 21%0.525 40 b zxx 解得： * 1 x0.050 * 2 0.474x （3）的等值電抗計算： t x 圖 3-4 的等值電抗圖（3） t x 取 )(100

24、mvasb avb uu 聯(lián)立 ， * 2 * * 2 1 2 3.3 2 f x k x x * 12 100 19%0.475 40 b zxx 解得： * 1 x0.046 * 2 0.430x 14 設備參數(shù)計算結果整理見表 3-1 表 3-1 設備等值電抗計算結果表 發(fā)電機1#、2# 主變 3#、4# 主變 聯(lián)絡變廠用變1#、2#廠用 啟/備變 3#、4#廠 用啟/備 變 額定容量 （mva） 3533603603*（167/167/66.7 ） 40/25-2540/25-2540/20-20 等值電抗 （標幺值） 0.0440.0390.0440.094/0/0.3140.04/

25、0.3730.050/0.4740.046/0.430 3.3 各短路點的短路計算 電氣主接線等值網(wǎng)絡各短路點如下圖所示： 圖 3-5 電氣主接線短路等值網(wǎng)絡圖 （1）處的短路計算 1 k 當在 處發(fā)生短路時有，等值網(wǎng)絡圖如下： 1 k 15 圖 3-6 處發(fā)生短路的等值網(wǎng)絡圖 1 k 經(jīng)過化簡得： 圖 3-7 處發(fā)生短路的等值網(wǎng)絡化簡圖 1 k 1211 0.0440.0390.083 tg xxxx 3,43444 0.0440.044 ()/()0.044 2 tgtg xxxxx 3,4 0.094 0.1 0.0940.10.408 0.044 s ss x x xxx x 高 高

26、3,4 3,43,4 0.094 0.044 0.0940.0440.179 0.1 s x x xxx x 高 高 g1 的計算電抗值： 11 353 0.0830.293 100 n js b s xx s g2 的計算電抗值： 22 353 0.0830.293 100 n js b s xx s g3、g4 的計算電抗值： 3 43 4 22 353 0.1791.264 100 n js b s xx s ， 500kv 系統(tǒng)對短路點的轉移電抗： 0.408 fs x x 由公式 16 （3- b b b u s i 3 6） 得 ka u s i b b b 251 . 0 230

27、3 100 3 ka s s ii b n bn 886 . 0 100 353 251 . 0 （2）處的短路計算 2 k 當在發(fā)生短路時的等值網(wǎng)絡圖如下： 2 k 圖 3-8 處發(fā)生短路的阻抗等值圖 2 k 經(jīng)化簡后得： 圖 3-9 處發(fā)生短路的阻抗等值圖 2 k 2 0.0440.0390.083x ； ； 0.408 s x 3,4 0.179x 1 0.039 t x 17 23 4 111111 1/ 0.0830.4080.179 s x xxx ， （）=1/ （）=0. 050 ； 2 /0.602xx 1 c 2 /0.123 s cxx 33 4 /0.279cxx ，

28、1 0.0500.0390.089 t xxx ； 2 /0.148xx 1c /0.724 s xx 2c3 4 /0.319xx ，3 c （3）處的短路計算 3 k 當在處發(fā)生短路時的計算如下： 3 k 參考短路是的等值電抗簡化圖及有關數(shù)據(jù)有： 2 k 圖 3-10 處發(fā)生短路的阻抗等值圖 3 k 1 0.044 g x0.724 s x 2 0.148x 3 4 0.319x ， 0.040.3730.413 ta x 123 4 1111111 1/ 0.0390.1480.7240.319 gs x xxxx ， 1 （）=1/ （）=0. 027 ； 11 /0.692 g cx

29、x 22 /0.182cxx ； 3 /0.037 s cxx 43 4 /0.085cxx ， 0.0270.4130.440 ta xxx ； 11 /0.636 g xxc 22 /2.418xxc ； 3 /11.892 s xxc 3,44 /5.176xxc 18 g1 的計算電抗值： 11 353 0.6362.245 100 n jsg b s xx s g2 的計算電抗值： 22 353 2.4188.536 100 n js b s xx s g3、g4 的計算電抗值： 3 43,4 22 353 5.17636.543 100 n js b s xx s ， 500kv

30、系統(tǒng)對短路點的轉移電抗： 11.892 fs x x ；ka u s i b b b 165 . 9 3 . 63 100 3 ka s s ii b n bn 352.32 100 353 165 . 9 （4）處的短路計算 4 k 當在處發(fā)生短路時的計算如下： 4 k 圖 3-11 處發(fā)生短路的阻抗等值圖 4 k 12 0.083xx 1,2 0.042x 3,4 0.044x 0.05030.4740.524 tb x ； 0.408 s x 3,4 0.179x 1 23 4 111111 1/0 031 0.0420.4080.179 s x xxx ， （）=1/ （）= . ；

31、； ； 11 2 /0.738cxx ， /0.076 s xx 2 c 33 4 /0.173cxx ， 19 0.031 0.5240.555 tb xxx ； ； 1 2 /0.752xx ，1 c 2 /7.307 s xx c 3 43 /3.210xx ， c g1、g2 的計算電抗值： 1 21 2 22 353 0.7525.309 100 n js b s xx s ， g3、g4 的計算電抗值： 3 43 4 22 353 3.21022.663 100 n js b s xx s ， 500kv 系統(tǒng)對短路點的轉移電抗： 7.307 fs x x ka u s i b b

32、 b 165 . 9 3 . 63 100 3 ka s s ii b n bn 352.32 100 353 165 . 9 （5） 處的短路計算 5 k 當在處發(fā)生短路時的計算如下： 5 k 圖 3-12 處發(fā)生短路的等值網(wǎng)絡圖 5 k 化簡后得： 圖 3-13 處發(fā)生短路的等值網(wǎng)絡化簡圖 5 k 20 ； ； ； ； 1,2 0.042x 3,4 0.044x0.408 s x 3,4 0.179x 1,23 4 111111 1/ 0.0420.4080.179 s x xxx ， （）=1/ （）=0. 031 ； 1,2 /0.738xx 1 c 2 /0.076 s cxx 33

33、 4 /0.173cxx ， 0.031 0.3140.345xxx 低 ； ； 1 2 /0.467xx ，1 c/4.539 s xx 2c3,4 /1.994xx 3c g1、g2 的計算電抗值： 1 21 2 22 353 0.4673.297 100 n js b s xx s ， g3、g4 的計算電抗值： 3 43,4 22 353 1.99414.078 100 n js b s xx s ， 500kv 系統(tǒng)對短路點的轉移電抗：4.539 fs x x ka u s i b b b 560 . 1 373 100 3 ka s s ii b n bn 507 . 5 100

34、353 5605 . 1 （6） 處的短路計算 6 k 當在處發(fā)生短路時計算如下： 6 k 參考短路是的等值電抗簡化圖及有關數(shù)據(jù)有： 5 k 圖 3-14 處發(fā)生短路的阻抗等值圖 6 k ； ； 1 2 0.467x ， 4.539 s x 3 4 1.994x ， 0.0460.430.476 tc x 21 1,23 4 111111 1/ 0.4674.5391.994 s x xxx ， （）=1/ （）=0. 349 ； ； 1,2 /0.747xx 1 c 2 /0.077 s cxx 33 4 /0.175cxx ， 0.3490.4760.825 tc xxx ； ； 1 2

35、/1.104xx ，1 c/10.714 s xx 2 c 3,4 /4.714xx 3 c g1、g2 的計算電抗值： 1 21 2 22 353 1.1047.794 100 n js b s xx s ， g3、g4 的計算電抗值： 3 48 22 353 4.71433.281 100 n js b s xx s ， 500kv 系統(tǒng)對短路點的轉移電抗：10.714 fs x x ka u s i b b b 165 . 9 3 . 63 100 3 ka s s ii b n bn 352.32 100 353 165 . 9 （7）處的短路計算 7 k 當處發(fā)生短路的等值網(wǎng)絡圖為：

36、 7 k 圖 3-15 處發(fā)生短路的等值網(wǎng)絡圖 7 k 經(jīng)化簡后得： 22 圖 3-16 處發(fā)生短路的等值網(wǎng)絡化簡圖 7 k 1,21122 0.0440.039 ()/()0.042 2 tgtg xxxxx 3434 0.0440.0440.088 tg xxxx 1,21,2 0.0940.0420.136xxx 高 g1、g2 的計算電抗值： 1 21 2 22 353 0.1360.960 100 n js b s xx s ， g3 的計算電抗值： 33 353 0.0880.311 100 n js b s xx s g4 的計算電抗值： 44 353 0.0880.311 10

37、0 n js b s xx s 500kv 系統(tǒng)對短路點的轉移電抗：0.1 fs xx ka u s i b b b 110 . 0 5253 100 3 ka s s ii b n bn 388 . 0 100 353 110 . 0 （8）處的短路計算 8 k 當在處發(fā)生短路時的計算如下： 8 k 23 圖 3-17 處發(fā)生短路的阻抗等值圖 8 k 經(jīng)化簡后得： 圖 3-18 處發(fā)生短路的阻抗等值圖 8 k 1,2 0.042x 1,2 0.136x 34 0.088xx 3 0.044 t x 1 24 11111 1/ 0.1360.10.088 s x xxx ， 1 （）=1/ （

38、）=0. 035 ； ； 1 2 /0.257xx 1， c 2 /0.350 s cxx 34 /0.398cxx 3 0.0350.0440.079 t xxx ； ； 1,2 /0.307xx 1c /0.226 s xx 2c4 /0.198xx 3c （9） 處的短路計算 9 k 當在處發(fā)生短路時的計算如下： 9 k 參考短路是的等值電抗簡化圖及有關數(shù)據(jù)有： 8 k 24 圖 3-19 處發(fā)生短路的阻抗等值圖 9 k 1,2 0.307x 3 0.044 g x0.226 s x 0.198x 4 0.040.3730.413 td x 31 24 11111111 1/ 0.044

39、0.3070.2260.198 gs x xxxx ， （）=1/ （）=0. 028 ； 13 /0.636 g cxx 1 2 /0.091xx 2， c ； 3 /0.124 s cxx 44 /0.141cxx 0.0280.4130.441 td xxx ； 31 /0.693 g xxc 72 /4.846xxc ； 23 /3.556 s xxc 44 /3.128xxc g1、g2 的計算電抗值： 1 27 22 353 4.84634.213 100 n js b s xx s ， g3 的計算電抗值： 33 353 0.6932.446 100 n jsg b s xx s

40、 g4 的計算電抗值： 44 353 3.12811.042 100 n js b s xx s 500kv 系統(tǒng)對短路點的轉移電抗： 2 3.556 fs x x ka u s i b b b 165 . 9 3 . 63 100 3 25 ka s s ii b n bn 352.32 100 353 165 . 9 第四章 電氣設備選型及校驗 電氣設備選擇的一般原則是： 1、按正常工作條件選擇 （1）類型和型式的選擇。應根據(jù)安裝地點和使用條件等進行選擇。 （2）額定電壓。應按設備的額定電壓大于裝設地點的電壓為準，即 （4-1） gn uu （3）額定電流。所選設備的額定電流不小于該回路的

41、最大持續(xù)工作電流為基準，即 （4- maxgn ii 2） 2、按短路狀態(tài)進行校驗 因為，當電氣設備和導體通過短路電流時，會產(chǎn)生電動力和發(fā)熱兩種效應，一方 面使設備受到很大的電動力作用，同時又使它們的溫度升高，可能使電氣設備的絕 26 緣受到損壞。所以，在進行電氣設備和導體的選擇時必須對短路電流進行電動力和 發(fā)熱計算，以驗算動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 3、按環(huán)境條件進行校核 選擇電氣設備和導體時，應按當?shù)丨h(huán)境進行校驗。當氣溫、濕度、污穢、海拔、 地震、覆冰等環(huán)境條件超出設備基本使用條件時，應經(jīng)過技術比較后向制造商提出 補充要求。 4.1 斷路器及隔離開關的選擇和校驗原則 （1）斷路器的選擇校驗原則 斷路

42、器型式的選擇除需滿足各項技術條件和環(huán)境條件外，還應考慮便于安裝調 試和運行維護，并經(jīng)技術經(jīng)濟比較后才能確定。大容量機組采用封閉母線時，如果 需要裝設斷路器，宜選用發(fā)電機專用斷路器。斷路器選擇的具體技術條件簡述如下： 額定電壓： （電網(wǎng)工作電壓） gn uu 額定電流： （最大持續(xù)工作電流） maxgn ii 開斷電流： （4-3）iibr 斷路器額定開斷電流； br i 短路電流周期分量的起始值。 i 動穩(wěn)定： （4-4） ch ii max 斷路器極限通過電流峰值； max i 三相短路電流沖擊值。 ch i 熱穩(wěn)定： （4-titi tdz 22 5） 穩(wěn)態(tài)三相短路電流； i 27 斷路器

43、 t 秒熱穩(wěn)定電流； t i 短路電流發(fā)熱等值時間（又稱假想時間） ； dz t （2） 隔離開關的選擇原則 隔離開關的選擇：應根據(jù)配電裝置的布置特點，和使用要求等因素，進行綜合 的技術經(jīng)濟比較然后確定。其選擇的技術條件與斷路器選擇的技術條件相同。 1、220kv 母線側及母聯(lián)斷路器和隔離開關的選擇及校驗 （1）220kv 母線側及母聯(lián)斷路器選擇及校驗 （4- max 1.051.05 3 n gn n s ii u 6） max 360 1.051.051.050.992 33220 n gn n s iika u 表 4-1 根據(jù)電氣工程設計 200 例選擇斷路器的型號為： lw-220

44、額定電壓 （kv） 額定電流 （a） 額定開斷電流 （ka） 動穩(wěn)定電流 （ka） 3s 熱穩(wěn)定電流 （ka） 固有分閘時間 （s） 220100040100400.04 校驗如下： 額定電壓： gngn uukvukvu220220 額定電流： maxmax 10.992 ngng ikaikaii 額定開斷電流：9.54540 brbr ikaikaii 動穩(wěn)定檢驗： maxmax 27.843100 chch ikaikaii 熱穩(wěn)定校驗： 222 4034800() t itkas （4- prkin ttt 7） r 50.045.04 kpin ttts 1，所以導體的發(fā)熱主要由周

45、期分量決定，可不計其非周期分量的影響。 k t 28 9.545 1.188 8.033 i i 根據(jù)發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料112 頁圖 5-1 得： 4.36 z ts4.360.044.40 dzzin ttts 22 22 8.0334.40283.928() kdzt qitkasit 根據(jù)校驗所選斷路器滿足要求。 （2）220kv 母線側及母聯(lián)隔離開關的選擇及校驗 表 4-2 根據(jù)電力系統(tǒng)設計分冊175 頁選擇隔離開關型號為：-220/1250 7 gw 額定電壓（kv）額定電流（a）動穩(wěn)定電流（ka）4s 熱穩(wěn)定電流（ka） 22012508031.5 校驗如下: 額定電壓

46、： gngn uukvukvu220220 額定電流： maxmax 1.250.992 ngng ikaikaii 動穩(wěn)定檢驗： maxmax 27.84380 chch ikaikaii 熱穩(wěn)定校驗： 2 22 31.543969() t itkas r 50.045.04 kpin ttts 1，所以導體的發(fā)熱主要由周期分量決定，可不計其非周期分量的影響。 k t 9.545 1.188 8.033 i i 根據(jù)發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料112 頁圖 5-1 得： 4.36 z ts4.360.044.40 dzzin ttts 22 22 8.0334.40283.928() kd

47、zt qitkasit 根據(jù)校驗所選隔離開關滿足要求. 2、500kv 母線側斷路器和隔離開關的選擇及校驗 （1）500kv 母線側斷路器的選擇及校驗 29 max 360 1.051.051.050.436 33 500 n gn n s iika u 表 4-13 根據(jù)電力工程電氣設計 200 例選擇斷路器型號為：sfm-500 額定電壓 （kv） 額定電流 （a） 額定開斷電流 （ka） 動穩(wěn)定電流 （ka） 3s 熱穩(wěn)定電流 （ka） 固有分閘時間 （s） 500200040100400.02 校驗如下： 額定電壓： gngn uukvukvu500500 額定電流： maxmax 4

48、36 . 0 2 gngn iikaikai 額定開斷電流：iikaikai brbr 40998 . 6 動穩(wěn)定檢驗： chch iikaikai maxmax 100592.18 熱穩(wěn)定校驗：skatit 22 2 )(4800340 sttt ink 02 . 5 02 . 0 5 pr 1，所以導體的發(fā)熱主要由周期分量決定，可不計其非周期分量的影響。 k t 138 . 1 150 . 6 998 . 6 i i 根據(jù)發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料112 頁圖 5-1 得： stz56 . 4 4.58 dzzin ttts tiskatiq tdzk 2 22 2 )(227.173

49、58 . 4 150 . 6 根據(jù)校驗所選斷路器滿足要求。 （2）500kv 母線側隔離開關選擇及校驗 表 4-3 根據(jù)電力系統(tǒng)設計分冊175 頁選擇隔離開關型號為：-500/2500 7 gw 額定電壓（kv）額定電流（a）動穩(wěn)定電流（ka）4s 熱穩(wěn)定電流（ka） 500250012550 校驗如下: 30 額定電壓： gngn uukvukvu500500 額定電流： maxmax 2.50.436 ngng ikaikaii 動穩(wěn)定檢驗： maxmax 18.592125 chch ikaikaii 熱穩(wěn)定校驗： 2 22 5037500() t itkas r 50.025.02 k

50、pin ttts 6.998 1.138 6.150 i i 1，可不計其非周期分量的影響 k t 根據(jù)發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料112 頁圖 5-1 得： 4.56 z ts4.58 dzzin ttts 22 22 6.1504.58173.227() kdzt qitkasit 根據(jù)校驗所選隔離開關滿足要求. 3、發(fā)電機廠用變壓器 6kv 側斷路器的選擇及校驗 # 21 、 max 25 1.051.051.052.526 336 n gn n s iika u 表 4-4 根據(jù)發(fā)電廠電氣部分489 頁表 2-15 選擇斷路器型號為：zn12-10 額定電壓 （kv） 額定電流 （a

51、） 額定開斷電流 （ka） 動穩(wěn)定電流 （ka） 3s 熱穩(wěn)定電流 （ka） 固有分閘時間 （s） 10315031.580500.065 校驗如下： 額定電壓： gngn uukvukvu610 額定電流： maxmax 526 . 2 15 . 3 gngn iikaikai 額定開斷電流：iikaikai brbr 5 . 31194.22 動穩(wěn)定檢驗： chch iikaikai maxmax 80539.59 熱穩(wěn)定校驗：skatit 22 2 )(7500350 31 sttt inprk 065 . 5 065 . 0 5997 . 0 291.22 194.22 i i 1，可

52、不計其非周期分量的影響。 k t 根據(jù)發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料112 頁圖 5-1 得： stz18 . 4 4.20 dzzin ttts tiskatiq tdzk 2 22 2 )(932.208320 . 4 291.22 根據(jù)校驗所選斷路器滿足要求。 4、發(fā)電機廠用 6kv 側斷路器的選擇及校驗 # 43 、 max 25 1.051.051.052.526 336 n gn n s iika u 表 4-5 根據(jù)發(fā)電廠電氣部分489 頁表 2-15 選擇斷路器型號為：zn12-10 額定電壓 （kv） 額定電流 （a） 額定開斷電流 （ka） 動穩(wěn)定電流 （ka） 3s 熱穩(wěn)

53、定電流 （ka） 固有分閘時間 （s） 10315031.580500.065 校驗如下： 額定電壓： gngn uukvukvu610 額定電流： maxmax 526 . 2 15 . 3 gngn iikaikai 額定開斷電流：iikaikai brbr 5 . 31528.26 動穩(wěn)定檢驗： chch iikaikai maxmax 80814.70 熱穩(wěn)定校驗：skatit 22 2 )(7500350 sttt ink 065 . 5 065 . 0 5 pr 998 . 0 593.26 528.26 i i 1，可不計其非周期分量的影響。 k t 根據(jù)發(fā)電廠電氣部分課程設計參

54、考資料112 頁圖 5-1 得： stz18 . 4 4.20 dzzin ttts 32 tiskatiq tdzk 2 22 2 )(188.297020 . 4 593.26 根據(jù)校驗所選斷路器滿足要求。 5、發(fā)電機廠備用變 220kv 側斷路器及隔離開關選擇校驗 # 21 、 （1）發(fā)電機廠備用變壓器 220kv 側斷路器的選擇及校驗 # 21 、 ka u s ii n n ng 110 . 0 2203 40 05 . 1 3 05 . 1 05 . 1 max 表 4-6 根據(jù)電氣工程設計 200 例選擇斷路器的型號為： lw-220 額定電壓 （kv） 額定電流 （a） 額定開

55、斷電流 （ka） 動穩(wěn)定電流 （ka） 3s 熱穩(wěn)定電流 （ka） 固有分閘時間 （s） 220100040100400.04 校驗如下： 額定電壓： gngn uukvukvu220220 額定電流： maxmax 10.110 ngng ikaikaii 額定開斷電流：9.54540 brbr ikaikaii 動穩(wěn)定檢驗： maxmax 27.843100 chch ikaikaii 熱穩(wěn)定校驗： 222 4034800() t itkas r 50.045.04 kpin ttts 9.545 1.188 8.033 i i 1，所以導體的發(fā)熱主要由周期分量決定，可不計其非周期分量的影

56、響。 k t 根據(jù)發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料112 頁圖 5-1 得： 4.36 z ts4.40 dzzin ttts 22 22 8.0334.40283.928() kdzt qitkasit 根據(jù)校驗所選斷路器滿足要求。 （2）發(fā)電機廠備用變壓器 220kv 隔離開關的選擇校驗 # 21 、 表 4-7 根據(jù)電力系統(tǒng)設計分冊175 頁選擇隔離開關型號為：-220/1250 7 gw 33 額定電壓（kv）額定電流（a）動穩(wěn)定電流（ka）4s 熱穩(wěn)定電流（ka） 22012508031.5 校驗如下: 額定電壓： gngn uukvukvu220220 額定電流： maxmax 1.

57、250.110 ngng ikaikaii 動穩(wěn)定檢驗： maxmax 27.84380 chch ikaikaii 熱穩(wěn)定校驗： 2 22 31.543969() t itkas r 50.045.04 kpin ttts 9.545 1.188 8.033 i i 1，所以導體的發(fā)熱主要由周期分量決定，可不計其非周期分量的影響。 k t 根據(jù)發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料112 頁圖 5-1 得： 4.36 z ts4.40 dzzin ttts 所選隔離開關滿足要求。 22 22 8.0334.40283.928() kdzt qitkasit 6、發(fā)電機廠備用變 35kv 側斷路器選擇

58、校驗 # 43 、 ka u s ii n n ng 693 . 0 353 40 05 . 1 3 05 . 1 05 . 1 max 表 4-8 根據(jù)發(fā)電廠電氣490 頁選擇斷路器的型號為： dw8-35 額定電壓 （kv） 額定電流 （a） 額定開斷電流 （ka） 動穩(wěn)定電流 （ka） 4s 熱穩(wěn)定電流 （ka） 固有分閘時間 （s） 3510006.64116.50.07 校驗如下： 額定電壓： gngn uukvukvu3535 額定電流： maxmax 10.693 ngng ikaikaii 額定開斷電流：3.2946.6 brbr ikaikaii 動穩(wěn)定檢驗： maxmax

59、8.78941 chch ikaikaii 34 熱穩(wěn)定校驗： 2 22 16.541089() t itkas r 50.075.07 kpin ttts 3.294 1 3.294 i i 1，所以導體的發(fā)熱主要由周期分量決定，可不計其非周期分量的影響。 k t 根據(jù)發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料112 頁圖 5-1 得： 4.2 z ts4.27 dzzin ttts 22 22 3.2944.2746.331() kdzt qitkasit 根據(jù)校驗所選斷路器滿足要求。 7、發(fā)電機廠備用變 6kv 側斷路器選擇校驗 # 21 、 ka u s ii n n ng 526 . 2 63

60、25 05. 1 3 05 . 1 05 . 1 max 表 4-9 根據(jù)發(fā)電廠電氣489 頁選擇斷路器的型號為：zn12-10 額定電壓 （kv） 額定電流 （a） 額定開斷電流 （ka） 動穩(wěn)定電流 （ka） 3s 熱穩(wěn)定電流 （ka） 固有分閘時間 （s） 10315031.580500.065 校驗如下： 額定電壓： gngn uukvukvu610 額定電流： maxmax 3.152.526 ngng ikaikaii 額定開斷電流：11.93731.5 brbr ikaikaii 動穩(wěn)定檢驗： maxmax 31.84580 chch ikaikaii 熱穩(wěn)定校驗： 2 22 5