[優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計精品] 2×200M凝汽式火電廠一次部分課程設(shè)計

1、發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計題 目 2200m凝汽式火電廠一次部分課程設(shè)計學(xué)院名稱 電氣工程學(xué)院 指導(dǎo)教師 職 稱 班 級 學(xué) 號 學(xué)生姓名 2010年6月16日41凝汽式火電廠一次部分課程設(shè)計1原始資料11 發(fā)電廠建設(shè)規(guī)模1.1.1 類型:凝汽式火電廠1.1.2 最終容量、機組的型式和參數(shù)：2200mw、年利用小時數(shù)：6000h/a12 電力系統(tǒng)與本廠的連接情況1.2.1 電廠在電力系統(tǒng)中的作用與地位：地區(qū)電廠1.2.2 發(fā)電廠聯(lián)入系統(tǒng)的電壓等級：220kv1.2.3 電力系統(tǒng)總裝機容量：16000mw，短路容量：10000mva1.2.4 發(fā)電廠在系統(tǒng)中所處的位置、供電示意圖13 電力負荷水平:

2、1.3.1 220kv電壓等級：架空線10回，備用2回，i級負荷，最大輸送200mw，tmax4000h/a1.3.2 110kv電壓等級：架空線8回，i級負荷，最大輸送180mw，tmax4000h/a1.3.3 穿越本廠功率為50mva。 1.3.4 廠用電率：6%1.4 環(huán)境條件1.4.1 當?shù)啬曜罡邷?0，最低溫6，最熱月平均最高溫度28，最熱月平均最低溫度241.4.2 當?shù)睾０胃叨葹?0m1.4.3 氣象條件無其它特殊要求。2.設(shè)計任務(wù)2.1 發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計2.2 廠用電設(shè)計2.3 短路電流的計算2.4 主要電氣設(shè)備的選擇25 配電裝置3.設(shè)計成果3.1 設(shè)計說明書、計算書一

3、份3.2 圖紙一張目 錄設(shè)計任務(wù)書（置于目錄前）1摘要3引言41系統(tǒng)與負荷資料分析52電氣主接線62.1主接線方案的選擇62.2 主變壓器的選擇與計算92.3廠用電接線方式的選擇112.4 主接線中設(shè)備配置的的一般規(guī)則133短路電流的計算143.1短路計算的一般規(guī)則143.2短路電流的計算153.3短路電流計算表164電氣設(shè)備的選擇174.1電氣設(shè)備選擇的一般規(guī)則174.2電氣選擇的條件174.3電氣設(shè)備的選擇204.4電氣設(shè)備選擇的結(jié)果表225*配電裝置235.1配電裝置選擇的一般原則235.2配電裝置的選擇及依據(jù)25結(jié)束語26參考文獻27附錄：短路計算28附錄：電氣設(shè)備的校驗33附錄3：設(shè)

4、計總圖39摘要由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應(yīng)到各負荷中心。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)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及發(fā)電廠、變電所本身的運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相關(guān)。并且對電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護和控制方式的擬定有較大的影響。電能的使用已經(jīng)滲透到社會、經(jīng)濟、生活的各個領(lǐng)域，而在我國電源結(jié)構(gòu)中火電設(shè)備容量占總裝機容量的75%。本文是對配有2臺200mw汽輪發(fā)電機的大型火電廠一次部分的初步設(shè)計，主要完成了電氣主接

5、線的設(shè)計。包括電氣主接線的形式的比較、選擇；主變壓器、啟動/備用變壓器和高壓廠用變壓器容量計算、臺數(shù)和型號的選擇；短路電流計算和高壓電氣設(shè)備的選擇與校驗; 并作了變壓器保護。關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；電氣部分；變壓器；主接線設(shè)計；電氣設(shè)備。 引言在高速發(fā)展的現(xiàn)代社會中，電力工業(yè)在國民經(jīng)濟中有著重要作用，它不僅全面地影響國民經(jīng)濟其他部門的發(fā)展，同時也極大的影響人民的物質(zhì)與文化生活水平的提高。一、設(shè)計在工程建設(shè)中的作用 設(shè)計工作是工程建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。做好設(shè)計工作對工程建設(shè)的工期、質(zhì)量、投資費用和建成投產(chǎn)后的運行安全可靠性和生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟效益，起著決定性作用。設(shè)計是工程建設(shè)的靈魂。設(shè)計的基本任務(wù)是，在工程

6、建設(shè)中貫徹國家的基本建設(shè)方針和技術(shù)經(jīng)濟政策，做出切合實際、安全實用、技術(shù)先進、綜合效益好的設(shè)計，有效的為電力建設(shè)服務(wù)。二、設(shè)計工作應(yīng)遵循的主要原則1遵守國家的法律、法規(guī)，貫徹執(zhí)行國家的經(jīng)濟建設(shè)方針、政策和基本建設(shè)程序，特別應(yīng)貫徹執(zhí)行提高綜合經(jīng)濟效益和促進技術(shù)進步的方針。2要運用系統(tǒng)工程的方法從全局出發(fā)，正確處理中央與地方、工業(yè)與農(nóng)業(yè)、城市與鄉(xiāng)鎮(zhèn)、近期與遠期、技改與新建、生產(chǎn)與生活、安全與經(jīng)濟等方面的關(guān)系。3要根據(jù)國家規(guī)范、標準與有關(guān)規(guī)定，結(jié)合工程的不同性質(zhì)、要求，從實際情況出發(fā)，合理確定設(shè)計標準。4要實行資源的綜合利用，節(jié)約能源、水源，保護環(huán)境，節(jié)約用地等。三、設(shè)計的基本程序設(shè)計要執(zhí)行國家規(guī)定

7、的基本建設(shè)程序。工程進入施工階段后，設(shè)計工作還要配合施工、參加工程管理、試運行和驗收，最后進行總結(jié)，從而完成設(shè)計工作的全過程。1、 系統(tǒng)與負荷資料分析根據(jù)原始資料，本電廠是中型發(fā)電廠，比較靠近負荷中心。本電廠要向本地區(qū)的各工廠企業(yè)供電，還要與220kv系統(tǒng)相連，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優(yōu)越，一般情況下都容易獲得燃料，能確保本地區(qū)以及附近的工廠、市區(qū)的正常供電，還可以向220kv提供電能。由資料我們可知，本電廠以110kv的電壓等級向用戶送電。這里有兩電壓等級，分別是110kv，有8回出線；220kv，有10回出線，全部負荷有、級負荷。1.1 22

8、0kv電壓等級架空線10回，i級負荷，最大輸送200mw，tmax=6000h/a；cos=0.85。出線回路數(shù)大于4回且為i級負荷，應(yīng)采用雙母帶旁路或一臺半。1.2 110kv電壓等級 架空線8回，級負荷，最大輸送180mw，tmax=6000h/a；cos=0.85。出線回路數(shù)大于4回且為i級負荷，為使其出線斷路器檢修時不停電，應(yīng)采用雙母分段或雙母帶旁路，以保證其供電的可靠性和靈活性。 總裝機容量16000mw，短路容量10000mw。根據(jù)原始資料，本電廠是中型發(fā)電廠，其容量為2200mw，占電力系統(tǒng)總?cè)萘浚?00/16000）100%=5%，未超過電力系統(tǒng)的檢修備用容量8%15%和事故備

9、用容量10%的限額，但年利用小時數(shù)為6000h5000h，遠遠大于電力系統(tǒng)發(fā)電機組的平均最大負荷利用小時數(shù),說明該廠在未來電力系統(tǒng)中的作用和地位重要.該廠為火力發(fā)電廠，在電力系統(tǒng)中主要承擔基荷，且電力負荷均為級負荷，從而該廠主接線設(shè)計務(wù)必著重考慮其可靠性。由資料可知發(fā)電廠通過220kv的線路與系統(tǒng)連接且有兩回回路。對于最大機組為200mw以上的發(fā)電廠，一般以采用雙繞組變壓器加聯(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。 2、電氣主接線2.1主接線方案的選擇2.1.1 主接線概述電氣主接線是發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體，它反映各設(shè)備的作用、連接方式和回路的相互關(guān)系。所以，由文獻1可知；它

10、的設(shè)計直接關(guān)系到全廠電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置，繼電保護、自動裝置和控制方式的確定，對電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟運行起著決定的作用。概括地說包括以下三個方面：1)可靠性：在研究主接線可靠性時應(yīng)重視國內(nèi)外長期運行的實踐經(jīng)驗和其可靠性的定性分析；主接線的可靠性要包括一次部分和相應(yīng)組成的二次部分在運行中可靠性的綜合，在很大程度上也取決于設(shè)備的可靠程度?？煽啃缘木唧w要求在于斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電；斷路器或母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間，并要保證對一級負荷及全部或大部分二級負荷的供電。2)靈活性：主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴建時的靈活性。在調(diào)度時，應(yīng)可以靈活地投入和切除

11、發(fā)電機、變壓器和線路，調(diào)配電源和負荷，滿足系統(tǒng)在事故運行方式、檢修運行方式以及特殊運行方式的系統(tǒng)調(diào)度要求；在檢修時，可以方便地停運斷路器、母線及其繼電保護設(shè)備，進行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運行和對用戶的供電；擴建時，可以容易地從初期接線過渡到最終接線。3）經(jīng)濟性：要節(jié)省投資，主接線應(yīng)力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備；要節(jié)省繼電保護和二次回路不過于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜；要能限制短路電流，以便于選擇價廉的電氣設(shè)備或輕型電器；主接線設(shè)計要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少；經(jīng)濟合理地選擇主變壓器的種類、容量、數(shù)量、要避免因兩次變壓而增加電能損失

12、。電氣主接線是發(fā)電廠電氣設(shè)計的首要部分,也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)。2.1.2 電氣主接線的敘述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，此種接線方法設(shè)備更多。本設(shè)計中機組容量為400mw，所以發(fā)電機出口采用封閉母線，為了減少斷開點，可不裝斷路器。這種單元接線，避免了由于額定電流或短路電流過大，使得選擇斷路器時，受到制造條件或價格甚高等原因造成的困難。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，通常兩側(cè)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

13、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）單母分段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)度方式比較靈活，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，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，增加投資和占地面積，容易造成誤操作。2.1.3 主接線方案：1)根據(jù)變壓器的組合方案擬定主接線的初步方案，并依據(jù)對主接線的基

14、本要求，從技術(shù)上進行論證各方的優(yōu)、缺點，淘汰了一些較差的方案，保留了兩個技術(shù)上相對較好的方案，如下所示： 表2.1主接線方案比較電壓等級 方案一 方案二 220kv 雙母分段帶旁路接線 雙母線分段接線 110kv 單母線帶旁路單母線分段接線2）10.5kv側(cè)采用封閉母線封閉母線按結(jié)構(gòu)式可分為：離相封閉母線、共箱封閉母線和金屬箱式電纜母線。其中離相封閉母線適用于200mw及以上發(fā)電機引出線與主變壓器、廠用變壓器之間的連接。共箱封閉母線和金屬箱式電纜母線主要用于廠用變壓器至廠用配電室之間的引出線連接。全連型離相封閉母線的配套產(chǎn)品有發(fā)電機中性點柜、電壓互感器、避雷器柜等，配套設(shè)備分別裝于抽屜小車式的

15、電氣柜內(nèi)，由生產(chǎn)廠家隨封閉母線成批供貨。本設(shè)計中由于發(fā)電機的的最大持續(xù)工作電流過大，不能選到適用它的斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器等設(shè)備，所以采用了離相封閉母線，在其他設(shè)備選擇時，就不用選10.5kv側(cè)所設(shè)計到的設(shè)備，生產(chǎn)廠家已經(jīng)隨封閉母線成批供貨。圖2.1：方案一220kv雙母分段帶旁路接線 圖2.2：方案二220kv雙母線接線3) 兩種方案的比較：一、可靠性：方案一中220kv可靠性較高；在檢修線路斷路器時避免造成該回路停電，可靠性高；方案二中220kv接線簡單，設(shè)備本身故障率少；220kv故障時，停電時間較長。二、靈活性：方案一各電壓級接線方式靈活性都好；220kv電壓

16、級接線易于擴建和實現(xiàn)自動化；110kv操作過程相對簡單；方案二中220kv運行方式相對簡單，靈活性差；各種電壓級接線都便于擴建和發(fā)展；110kv操作過程復(fù)雜。三、經(jīng)濟性：方案一的投資比方案二要大很多，增加了旁路間隔和旁路母線，每回間隔增加一把隔離開關(guān)，大大的增加了投資，同時多占用了土地。方案二中220kv設(shè)備相對少，投資小；110kv只增加了一臺旁路斷路器的投資通過對兩種主接線可靠性，靈活性和經(jīng)濟性的綜合考慮，雖然方案一比方案二供電可靠，但是由于目前斷路器采用的是六氟化硫斷路器，它的檢修周期長，不需要經(jīng)常檢修，所以采用旁路也就沒有多大意義了，這樣一來不僅僅節(jié)省了投資，也節(jié)約了用地，所以比較論證

17、后確定采用了方案二。2.2 主變壓器的選擇與計算2.2.1 發(fā)電機的選擇 由原始資料可知，需選用兩臺200mw的發(fā)電機，因此查電氣工程電氣設(shè)備手冊選定其型號為qfsn-200-2。表2.2:qfsn-200-2主要參數(shù)視在功率mwa有功功率mw額定電壓v額定電流a功率因數(shù)235 200 15750 8625 0.852.2.2 主變壓器臺數(shù)的選擇確定主變壓器臺數(shù)的因素很多，主要取決于該電廠在系統(tǒng)中的重要性并結(jié)合電廠本身的裝機臺數(shù)。 為減少主變壓器臺數(shù)，可考慮采用擴大單元接線。 一般裝機一至三臺的小型非骨干電廠以確定一臺主變壓器為宜，裝機四臺及以上的小型電廠可考慮確定兩臺主變壓器以滿足運行的可靠

18、性和靈活性。本設(shè)計中可選擇兩臺三相三繞組變壓器。2.2.3 主變壓器的選擇發(fā)電機變壓器單元接線中的主變?nèi)萘繎?yīng)按發(fā)電機額定容量扣除本機組廠用電后，留有10%的裕度來確定。主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ珊?10年的規(guī)劃負荷來進行選擇，并適當考慮遠期1020年的負荷發(fā)展。 根據(jù)本設(shè)計具體情況，使用三繞組變壓器比使用兩臺雙繞組變壓器經(jīng)濟，主變的容量計算如下：pn為發(fā)電機容量，8%為廠用電，cos為發(fā)電機功率因數(shù)。查電氣工程電氣設(shè)備手冊選定主變型號為三繞組ssps-240000/220,其主要參數(shù)如下： 表2.3：ssps-240000/220主要參數(shù)額定容量kva連接組號額定電壓kv阻抗電壓（%）24000

19、0 ynyn0d11高壓：24222.5%中壓：121 低壓：15.75高-中：24.5高-低：14.5中-低：8.52.2.4 聯(lián)絡(luò)變壓器的選擇與主變選用原則相同，則選取的型號為sfps7-150000/220。 表2.4：sfps7-150000/220主要參數(shù)額定容量kva連接組號額定電壓（kv）阻抗電壓(%)150000yn,yn0,d112202x2.5%/121/15.75高-中24高-低15中-低82.3廠用電接線方式的選擇2.3.1廠用電的設(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、氣輪機或水輪機、發(fā)電機等）和輸煤、碎

20、煤、除灰、除塵及水處理的正常運行。這些電動機以及全廠的運行、操作、試驗、檢修、照明用電設(shè)備等都屬于廠用負荷，總的耗電量，統(tǒng)稱為廠用電。2.3.2廠用電設(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)計廠用電接線時，還應(yīng)對廠用電的電壓等級、中性點接地方式、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。2.3.

21、3廠用電源選擇1）廠用電電壓等級的確定：廠用電供電電壓等級是根據(jù)發(fā)電機的容量和額定電壓、廠用電動機的額定電壓及廠用網(wǎng)絡(luò)的可靠、經(jīng)濟運行等諸方面因素，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟比較后確定。因為發(fā)電機的額定容量為200mw，確定廠用電電壓等級采用6kv的等級。2）廠用電系統(tǒng)接地方式：廠用變采用不接地方式，高壓和低壓都為三角電壓，當容量較小的電動機采用380v時，采用二次廠用變，將6kv變?yōu)?80v，中性點直接接地；啟備變采用中性點直接接地，高壓側(cè)為星型直接接地，低壓側(cè)為三角電壓。3）廠用工作電源引接方式：因為發(fā)電機與主變壓器采用單元接線，高壓廠用工作電源由該單元主變壓器低壓側(cè)引接。4）廠用備用電源和啟動電源引接

22、方式：采用兩臺啟備變，獨立從220kv母線引至啟備變，啟備變采用低壓側(cè)雙繞組分裂變壓器。5)確定廠用電系統(tǒng)：廠用電系統(tǒng)采用如圖方案一和方案二，廠用電在兩個方案中都是一樣。2.3.4廠用變壓器的選擇1) 廠用電主變選擇原則：1、變壓器、副邊額定電壓應(yīng)分別與引接點和廠用電系統(tǒng)的額定電壓相適應(yīng)。2、連接組別的選擇，宜使同一電壓級的廠用工作、備用變壓器輸出電壓的相位一致。3、阻抗電壓及調(diào)壓型式的選擇，宜使在引接點電壓及廠用電負荷正常波動范圍內(nèi)，廠用電各級母線的電壓偏移不超過額定電壓的5。4、變壓器的容量必須保證常用機械及設(shè)備能從電源獲得足夠的功率。 由本設(shè)計要求可知變壓器所選型號是sff10-3150

23、0/20。 表2.5：sff10-31500/20主要參數(shù)額定容量kva連接組號額定電壓（kv）阻抗電壓(%)31500yn，yn0,d1120/6.3/6.3152.4 主接線中設(shè)備配置的一般規(guī)則2.4.1 開關(guān)的配置（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)變電工程

24、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)。2.4.2 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)電壓互感順的情況和需要確定。 （3）當需要監(jiān)視和檢測線路側(cè)有無電

25、壓時，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。 （4）當需要在330kv及以下主變壓器回路中提取電壓時，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，供測量、保護和自動電壓調(diào)整裝置需要。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。2.4.3 電流互感受器的配置（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

26、求按兩相或三相配置。 （4）一臺半斷路器接線中，線路一線路串可裝設(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。 3.短路電流的計算3.1短路計算的一般規(guī)則3.11 短路電流計算的目的在發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。其計算的目的的主要有以下幾個方面：1）在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采用限制短路電流的措施，均需進行必要的短路電流計算。2）在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運行和故障狀況下都能安全、可靠的工作。同時又力求節(jié)約資金，這就需要按短路情況進行全面校驗。3）在設(shè)計屋外

27、高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導(dǎo)線相間和相對地安全距離。4）在選擇繼電保護方式和進行整定計算，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。5）接地裝置的設(shè)計，也需用短路電流。3.1.2 短路電流計算條件1基本假定：1）正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行2）所有電流的電動勢相位角相同3）電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行4）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間5）不考慮短路點的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都略去不計6）不考慮短路點的電流阻抗和變壓器的勵磁電流7）元件的技術(shù)參數(shù)均取額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍8）輸電線路的電容略去不計2一般規(guī)定1）驗算導(dǎo)體電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電

28、流所用的短路電流，應(yīng)按本工程設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)遠景的發(fā)展計劃。2）選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電器連接的網(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影響。3）選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗回路的計算短路點，應(yīng)選擇在正常接線方式時短路電流最大地點4）導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和以及電器的開斷電流，一般按三相短路計算。3.2 短路電流的計算（見附錄）3.3短路電流計算表（表3.1）表3.1路電流計算表短路電流值ka2s16.670.66517.3431.251.40432.651s16.670.73617.4131.251.64032.890.5s16.670.

29、82217.4931.251.91533.170s16.671.5118.1731.253.8635.11短路電流表么值2s66.672.65962.52.8081s66.672.94462.53.2800.5s66.673.28862.53.8290s66.676.0262.57.718分支額定電流in(ka)0.251.180.52.36分 支電 抗xjs0.0150.180.0160.14分 支 線 名 稱系統(tǒng) g1,g2 小計系統(tǒng)g1,g2小計基準電流ibka0.250.50短 路 點 平 均 電 壓230115表2.1 短路電流計算總表短 路 點 編 號d1d2 4.電氣設(shè)備的選擇正

30、確選擇電氣設(shè)備是電氣主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟運行的重要條件。在進行電器選擇時，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)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電氣設(shè)備。盡管電力系統(tǒng)中各種電器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確是一致的。電氣設(shè)備要可靠地工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗動、熱穩(wěn)定性。本設(shè)計，電氣設(shè)備的選擇包括：斷路器和隔離開關(guān)的選擇，電流、電壓互感器的選擇、導(dǎo)線的選擇。4.1電氣設(shè)備選擇的一般規(guī)則4.1.1 應(yīng)滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展。4.1.2 應(yīng)按當?shù)丨h(huán)境條件校核

31、。4.1.3 應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理。4.1.4 與正個工程的建設(shè)標準應(yīng)協(xié)調(diào)一致。4.1.5 同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。4.1.6 用新的產(chǎn)品均應(yīng)有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。4.2電氣選擇的技術(shù)條件4.2.1按正常工作條件選擇電器 （1）額定電壓和最高工作電壓所選用的電器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ualm usm 。一般電器允許的最高工作電壓：當額定電壓在220kv及以下時為1.15un；額定電壓是330500kv時是1.1un。而實際電網(wǎng)的最高運行電壓usm一般不會超過電網(wǎng)額定電壓的1.1uns，因此在選擇電器時，一般可按電器額定電壓un不低于裝置地點電網(wǎng)額定

32、電壓uns的條件選擇,即ununs（2）額定電流電器的額定電流in是指在額定周圍環(huán)境溫度。下，電器的長期允許電流。in不應(yīng)該小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流imax，即in imax由于發(fā)電機、調(diào)相機和變壓器在電壓降低5%時，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的imax為發(fā)電機、調(diào)相機或變壓器的額定電流的1.05倍；若變壓器有過負荷運行可能時，imax應(yīng)按過負荷確定；母聯(lián)斷路器回路一般可取母線上最大一臺發(fā)電機或變壓器的imax；母線分段電抗器的imax應(yīng)為母線上最大一臺發(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imax除考慮正常負荷電流

33、外，還應(yīng)考慮事故時由其他回路轉(zhuǎn)移過來的負荷。此外，還與電器的裝置地點、使用條件、檢修和運行等要求，對電器進行種類和形式的選擇。（3）按當?shù)丨h(huán)境條件校核在選擇電器時，還應(yīng)考慮電器安裝地點的環(huán)境（尤須注意小環(huán)境）條件，當氣溫，風速，溫度，污穢等級，海拔高度，地震列度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過一般電器使用條件時，應(yīng)采取措施。我國目前生產(chǎn)的電器使用的額定環(huán)境溫度 040，如周圍環(huán)境溫度高于40（但60）時，其允許電流一般可按每增高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%。4.2.2 按短路情況校驗（1）短路熱穩(wěn)定校

34、驗短路電流通過電器時，電器各部分的溫度應(yīng)不超過允許值。滿足熱穩(wěn)定的條件為 it2 t q k式中 q k 短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng) it、t電器允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間。（2）電動力穩(wěn)定校驗電動力穩(wěn)定是電器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：i esi sh式中 i sh短路沖擊電流有效值； i es電器允許 的動穩(wěn)定電流的有效值；4.2.3電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件選擇的高壓電器，應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。同時，所選擇導(dǎo)線和電氣設(shè)備應(yīng)按短路條件下進行動、熱穩(wěn)定校驗。各種高壓設(shè)備的一般技術(shù)條件如表：表4.1 ：高壓設(shè)備的一般技術(shù)條件序號電器名

35、稱額定 電壓kv額定 電流a額定 容量kva機械 荷載n額定開斷電流a熱穩(wěn)定動穩(wěn)定絕緣水平1斷路器是是是是是是是2隔離開關(guān)是是是是是是3電流 互感器是是是是4電壓 互感器是是是是是是4.3電氣設(shè)備的選擇4.3.1斷路器：斷路器的選擇，除滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮到要便于安裝調(diào)試和運行維護，并經(jīng)濟技術(shù)方面都比較后才能確定。根據(jù)目前我國斷路器的生產(chǎn)情況，電壓等級在10kv220kv的電網(wǎng)一般選用少油斷路器，而當少油斷路器不能滿足要求時，可以選用sf6斷路器。(1)sf6斷路器的特點：1.滅弧能力強；介質(zhì)強度高，單元滅弧室的工作電壓高，開斷電流大然后時間短。2開斷電容電流或電感電流時，無

36、重燃，過電壓低。3電氣壽命長，檢修周期長，適于頻繁操作。4操作功小，機械特性穩(wěn)定，操作噪音小。（2）選擇原則： 1. imax1.05in 2. ununs因此，220kv處斷路器的額定電壓取220kv，最高工作電壓選用252kv，額定電流選用1600a，開斷電流選用40 ka，采用lw-220；110kv處斷路器的額定電壓取110kv，最高工作電壓選126kv，額定電流采用1600，開斷電流采用31.5ka，采用lw11-110。4.3.2 隔離開關(guān)：采用gw7-220和gw5-110w，gw7-220額定電流為1250a，動穩(wěn)定電流為80ka；gw5-110w額定電流為1600a，動穩(wěn)定電

37、流為80a。4.3.3 電流互感器的選擇電流互感器的選擇和配置應(yīng)按下列條件：（1）型式：電流互感器的型時應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對于620kv屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)和樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。對于35kv及以上配電裝置，一般采用油浸式瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器。有條件時，應(yīng)盡量采用套管式電流互感器。（2） 一次回路電壓：ununs（3）一次回路電流：i1nimax（4）準確等級：要先知道電流互感器二次回路所接測量儀表的類型及對準確等級的要求，并按準確等級要求高的表計來選擇。（5）二次負荷：互感器按選定準確級所規(guī)定的額定容量s2n應(yīng)大于或等于二 次側(cè)所接負荷i22nz

38、2l，即s2ni22nz2lz2l=ra+rre+rl+rc式中，ra、rre分別為二次側(cè)回路中所接儀表和繼電器的電流線圈電阻（忽略電抗）；rc為接觸電阻，一般可取0.1；rl為連接導(dǎo)線電阻。（6）動穩(wěn)定： 內(nèi)部動穩(wěn)定校驗式為：iesish或i1nkesish式中 ies、kes電流互感器的動穩(wěn)定電流及動穩(wěn)定電流倍數(shù)，有制造廠提供。 外部動穩(wěn)定校驗式為fal0.51.7310-7i2sh(n)式中 fal作用于電流互感器瓷帽端部的允許力，有制造廠提供； 電流互感器出現(xiàn)端至最近的一個母線支柱絕緣子之間的跨距； a相間距離； 0.5系數(shù)，表示互感器瓷套端部承受該跨上電動力的一半。（7）熱穩(wěn)定：電流

39、互感器熱穩(wěn)定能力常以1s允許通過的熱穩(wěn)定電流it或一次額定電流i1n的倍數(shù)kt來表示，熱穩(wěn)定校驗式為i2tqk或 (kti1n)2qk4.4電氣設(shè)備選擇的結(jié)果表表4.2：斷路器的選擇 unsimaxiishqkish220kv計算值220661.3318.1746.2772.7646.27110kv計算值1101322.6635.1189.37233.6889.37unininbrincli2tt（3s）ies220kvlw-22o2201600401004800100110kvlw11-1101101600401002976.75100un 為額定電流；in 為額定電流；inbr額定開斷電流

40、；incl額定閉合電流；ies(3s)動穩(wěn)定電流峰值；it（3s）熱穩(wěn)定電流。表4.3隔離開關(guān)的選擇unsimaxqkish220kv計算值220661.3372.7646.27110kv計算值1101322.66233.6889.37unini2tties220kvgw7-22022012502976.75(3s)80110kvgw5-110w11016004961.25(5s)100g-隔離開關(guān), w-戶外電壓電流互感器的選擇表4.4電流互感器的選擇表電壓等級型號額定電流比準確級數(shù)熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)二級負荷（）220kvlb-2202600/50.530（1s）752110kvlb-11

41、02000/10.240（3s）1000.8l-電流互感器,b-保護表4.5電壓互感器的選擇表型號un 次kvun 二次kv剩余電壓繞組a最大容量kva110kvjcc-1100.12000220kvjcc-2200.11000發(fā)電機出口jdx-3535/o.12000j-電壓互感器,c-瓷絕緣（串級式）,d-單相油浸式，x-特有剩余電壓繞組 5.配電裝置5.1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設(shè)備，積極慎重地采用新布置、新設(shè)備、新材料

42、、新結(jié)構(gòu)，使配電裝置設(shè)計不斷假冒新，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，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）運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和設(shè)備的安全要求。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；（

43、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。5.1.1 總的原則 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,遵循上級頒發(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、檢查、施工方面的要求，合理制定布置方案和選用設(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)合運行，檢修和安裝要求，通過技術(shù)經(jīng)濟比較予以確定。5.1.2 基本要求（1）配電裝置的設(shè)計必須貫徹執(zhí)行國

44、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。5.1.3 基本步驟（1）根據(jù)配電裝置的電壓等級、電器的型式、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，遵照配電裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)程的有關(guān)規(guī)定，并參考各種配電裝置的典型設(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

45、、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，詳見設(shè)計手冊。5.2 配電裝置的選擇及依據(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，因地制宜、節(jié)約用地，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；110kv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，詳見設(shè)計手冊。設(shè)計配電裝置中帶電導(dǎo)體之間和導(dǎo)

46、體之間對接地構(gòu)架的距離時還要考慮：軟絞線在短路電動力、風擺、溫度等作用下使相間及對地距離的減小，隔離開關(guān)開斷允許電流是不致發(fā)生相間和接地故障，降低大電流導(dǎo)體附近鐵磁物質(zhì)的發(fā)熱，減小110kv及以上帶電導(dǎo)體的電暈損失和帶電檢修等因素。工程上采用的距離，詳見設(shè)計手冊所列的數(shù)值。本設(shè)計的地理環(huán)境較好，沒有地震，雷暴日也很少，且沒有明顯的環(huán)境污染，所以綜合所有條件和技術(shù)，選用中型配電裝置。 結(jié)束語本次課程設(shè)計的題目是“400mw區(qū)域性發(fā)電廠電氣部分設(shè)計”。在這次設(shè)計中的發(fā)電機臺數(shù)為四臺，裝機容量分別為2200mw；機組年利用小時數(shù)：，廠用電，發(fā)電機的額定功率因數(shù)，在這次設(shè)計得過程中，作者翻閱了許多的相

47、關(guān)資料，最重要的是通過本次設(shè)計，能夠鞏固所學(xué)的基本理論、專業(yè)知識，并綜合運用所學(xué)知識來解決實際的工程問題，學(xué)習(xí)工程設(shè)計的基本技能，基本程序和基本方法。在本設(shè)計中，主要做了以下幾個方面：1）發(fā)電廠電氣主接線的設(shè)計（完成主接線；主變及廠變的選擇：包括容量計算、臺數(shù)和型號的選擇；繪出主接線圖）；2）短路電流計算；3）主要電氣設(shè)備選擇； 4）主系統(tǒng)保護整定配置，防雷保護規(guī)劃設(shè)計。所設(shè)計的火電廠電氣部分具有可靠性、靈活性、經(jīng)濟性，并能滿足工程建設(shè)規(guī)模要求。采用的電氣主接線具有供電可靠、調(diào)度靈活、運行檢修方便且具有經(jīng)濟性和可擴建發(fā)展的可能性等特點。所選主變經(jīng)濟、合理。在設(shè)計過程中，短路電流是按最嚴重情況考

48、慮計算的，并結(jié)合實際環(huán)境，選擇的電氣設(shè)備提高了運行的可靠性，節(jié)約運行成本。課程設(shè)計已結(jié)束，通過對凝汽式地區(qū)發(fā)電廠一次部分的設(shè)計，對發(fā)電廠電氣部分有了更深刻的了解、掌握，初步學(xué)會了如何運用理論知識設(shè)計實際中需要的設(shè)備，即初步學(xué)會了把理論轉(zhuǎn)化為實踐。在此次設(shè)計中要求畫電氣主接線圖，大家深知電氣主接線圖是電氣技術(shù)人員和電氣工人分析實際機械設(shè)備電路的藍圖。這次設(shè)計要求自己設(shè)計、繪制電氣主接線圖，這既是一種挑戰(zhàn)，也是一次練兵。由于對autocad軟件理論知識只學(xué)習(xí)了幾個學(xué)時，通過這次設(shè)計，更加對autocad軟件的應(yīng)用有了更多的了解。通過這次設(shè)計，進一步領(lǐng)會電力工業(yè)建設(shè)中的政策觀念和經(jīng)濟技術(shù)觀念，以及對

49、工程技術(shù)中的技術(shù)和經(jīng)濟問題，能夠進行比較全面的綜合分析。使大家對電力系統(tǒng)有了一個整體和具體的了解，這對今后工作有積極的意義。參考文獻：1 戈東方. 電力工程電氣設(shè)計手冊（一次部分）m. 北京：中國電力出版社，20042 熊信銀. 發(fā)電廠電氣部分m. 中國電力出版社，20043 何仰贊，溫增銀.電力系統(tǒng)分析m.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2002.4 傅知蘭. 電力系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇與實用計算m. 北京：中國電力出版社，2004.5 鄭忠. 新編工廠電氣設(shè)備手冊.m.北京：兵器工業(yè)出版社.6 馮炳陽. 輸電設(shè)備手冊.m.北京：機械工業(yè)出版社，20007中國電器工業(yè)協(xié)會.輸配電設(shè)備手冊.上、下冊. 北京：機械工業(yè)出版社8卓樂友.電力工程