火力發(fā)電廠電氣一次部分初步設計方案

1、論文火力發(fā)電廠電氣一次部分初步設計申請人：XXXXX學科（專業(yè)）：電氣工程及其自動化指導教師：XXXXX2015年5月繼續(xù)教育學院業(yè)設計（論文）任務書專業(yè)班級電氣工程及其自動化層次專升本姓名 XXX學號、畢業(yè)設計（論文）題目火力發(fā)電廠電氣一次部分初步設計、畢業(yè)設計（論文）工作自 2014年11月25日起至2015年5月26止三、畢業(yè)設計（論文）基本要求：設計電廠為中型是凝汽式發(fā)電廠，共 4臺發(fā)電機組，2臺75MVa組，2臺50MW機組，總的裝機容量為 250MVV占系統(tǒng)容量的比例為:250/（3500 250）100%6.7%，屬于一般的火電廠，因此，主要考慮其靈活性、經(jīng)濟性，年最大利用小時數(shù)

2、為 6500小時。發(fā)電廠有三個電壓等級 10.5kV、110kV、220kV。10kV電壓等級上，最大負荷為 20MWV最小負荷為15MWV共6回線，長度為500m且為電纜線，Tmax 5200小時。110kV電壓，最大負荷40MVy最小30MVy共6回架空線，Tmax 4570小時,220kV電壓，接受剩余功率，由一回與系統(tǒng)連接，為弱聯(lián)系，最大可能按受該廠剩余電量為 250 15 30 250 6% 190MW 。電廠所在地的最高氣溫為 45C，年均溫度為25C。（參數(shù)也可根據(jù)當?shù)厍闆r自行擬定）指導教師：XXXX繼續(xù)教育學院畢業(yè)設計（論文）考核評議書指導教師評語:建議成績:指導教師簽名:年

3、月曰答辯小組意見:負責人簽名答辯小組成員畢業(yè)設計（論文）答辯委員會意見:負責人簽名: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) 將電能供應到各負荷中心。電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設計的首要部分，也是構成電力系統(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。并且對電氣設備選擇、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、生活的各個領域，而在我國電源 結(jié)構中火電設備容量占總裝機容量的 75%。

4、本文是對配有 2臺 75MW 和 2 臺 50MW 凝 汽式發(fā)電機的中型火電廠一次部分的初步設計，主要完成了電氣主接線的設計。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備的選擇與校驗。設計過程中，綜合考慮了經(jīng)濟性、可靠性和可發(fā)展性等多方面因素，在確?？煽?性的前提下，力爭經(jīng)濟性。設計說明書中所采用的術語、符號也都完全遵循了現(xiàn)行電 力工業(yè)標準中所規(guī)定的術語和符號。關 鍵 詞：發(fā)電廠，變壓器，電力系統(tǒng)，電氣設備目錄摘要1 前言1.1 設計在工程建設中的作用1.2 設計工作應遵循的主要原則1.3 設計的基本

5、程序2 電氣主接線設計2.1原始資料2.2主接線方案的擬定2.3主接線方案的評定2.4發(fā)電機及變壓器的選擇3 短路電流計算3.1概述3.2系統(tǒng)電氣設備電抗標幺值計算3.3短路電流計算3.3.1 10.5kV 側(cè)短路計算3.3.2 110kV 側(cè)短路計算103.3.3 220kV 側(cè)短路計算134 電氣設備的選擇164.1 斷路器的選擇174.1.1 220kV 側(cè)高壓斷路器的選擇174.1.2 110kV 側(cè)高壓斷路器的選擇194.1.3 10.5kV 側(cè)斷路器的選擇224.2 隔離開關的選擇254.2.1 220kV 側(cè)隔離開關的選擇254.2.2 110kv 側(cè)隔離開關的選擇284.2.3

6、 10.5kV 隔離開關的選擇304.3電流互感器的選擇334.44.54.3.1 220kV 側(cè)的 TA 的選擇4.3.2 110kV 側(cè)的 TA 的選擇4.3.3 10.5kV 側(cè)電流互感器的選擇電壓互感器的選擇4.4.1 110kV 側(cè) TV 的選擇4.4.2 220kV 側(cè) TV 的選擇443 發(fā)電機TV的選擇導體的選擇及校驗4.5.14.5.24.5.34.5.44.5.54.5.6參考文獻附錄I3335373939404141220kV 母線選擇220kV 連接線選擇110kV母線選擇110kV 連接線選擇10.5kV 母線選擇發(fā)電機端封閉母線的選擇4243444546474748

7、4950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。發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng) 濟。發(fā)電廠的作用是將其他形式的能量轉(zhuǎn)化成電能。 按能量轉(zhuǎn)化形式大體分為火 力發(fā)電廠， 水力發(fā)電廠，核能發(fā)電廠和風力發(fā)電場。而火力發(fā)電是現(xiàn)在電力發(fā)展 的主力軍，在現(xiàn)在提出和諧社會， 循環(huán)經(jīng)濟的環(huán)境中， 我們在提高火電技術的方 向上要著重考慮電力對環(huán)境的影響， 對不可再生能源的影響， 雖然現(xiàn)在中國已有 部分核電機組，但火電仍占領電力的大部分市場，近年電力發(fā)展滯后經(jīng)濟發(fā)展， 全

8、國上了許多火電廠， 但火電技術必須不斷提高發(fā)展， 才能適應和諧社會的要求。1.1 設計在工程建設中的作用設計工作是工程建設的關鍵環(huán)節(jié)。做好設計工作對工程建設的工期、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。設計是工程建設的靈魂。設計的基本任務是，在工程建設中貫徹國家的基本建設方針和技術經(jīng)濟政 策，做出切合實際、安全實用、技術先進、綜合效益好的設計，有效的為電力建 設服務。1.2 設計工作應遵循的主要原則1遵守國家的法律、法規(guī)，貫徹執(zhí)行國家的經(jīng)濟建設方針、政策和基本建設程序，特別應貫徹執(zhí)行提高綜合經(jīng)濟效益和促進技術進步的方針。2要運用系統(tǒng)工程的方法從全

9、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)濟等方面的關系。3要根據(jù)國家規(guī)范、標準與有關規(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。1.3 設計的基本程序設計要執(zhí)行國家規(guī)定的基本建設程序。工程進入施工階段后，設計工作還 要配合施工、參加工程管理、試運行和驗收，最后進行總結(jié)，從而完成設計工作 的全過程。隨著我國電力工業(yè)的技術水平和管理水平不斷提高， 現(xiàn)在已有許多電廠實現(xiàn) 了集中控制和采用計算機監(jiān)控 電力系統(tǒng)也實現(xiàn)了分級集中調(diào)度， 所有電力企業(yè) 都在努力增

10、產(chǎn)節(jié)約，降低成本，確保安全遠行。隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，電力 工業(yè)將逐步跨入世界先進水平的行列。 火力發(fā)電廠是生產(chǎn)工藝系統(tǒng)嚴密、 土建結(jié)構復雜、施工難度較大的工業(yè)建筑。電力工業(yè)的發(fā)展,單機容量的增大、總?cè)萘吭诎偃f千瓦以上火電廠的建立促使火電廠建筑結(jié)構和設計不斷地改進和發(fā)展。2 電氣主接線設計2.1 原始資料設計電廠為中型是凝汽式發(fā)電廠，共 4臺發(fā)電機組，2臺75MW機組，2臺 50MW 機 組 ， 總 的 裝 機 容 量 為 250MW ， 占 系 統(tǒng) 容 量 的 比 例 為 :250/(3500+250) 1X0%=6.7%<15%，未超過電力系統(tǒng)的檢修備用容量和事故備用容 量 ， 說

11、 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/a>5000h/a,又為火電廠，在電力系統(tǒng)中將主要承擔基荷，從而該電廠主接線的設計務必著重考慮其可靠性。從負荷特點及電壓等級可知，它具有10.5KV，110KV，220KV三級電壓負荷。10.5KV容量不大，為地方負荷。110KV容量也不大。220KV與系統(tǒng)有1回饋線，呈弱聯(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 250-15-30-250X 6%=190MW，最小可能接受本廠送出電力為250-20-40-250X 6%=175MW，可見，該廠220KV接線

12、對可靠性要求很高。110KV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。10.5 KV電壓級共有6回電纜出線其電壓恰與發(fā)電機端電壓相符，采用直饋線為宜。2.2 主接線方案的擬定在對原始資料分析的基礎上， 結(jié)合對電氣接線的可靠性、 靈活性及經(jīng)濟性等 基本要求，綜合考慮。在滿足技術，積極政策的前提下，力爭使其技術先進，供 電安全可靠、經(jīng)濟合理的主接線方案。發(fā)電、供電可靠性是發(fā)電廠生產(chǎn)的首要問題，主接線的設計，首先應保證其 滿發(fā)，滿供，不積壓發(fā)電能力。同時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)對原始資料的分析，現(xiàn)將主接線方案擬訂如下：(1) 1

13、0.5kV:鑒于出線回路多，且發(fā)電機單機容量為 50MW，遠大于有關設計規(guī)程對選用單母線分段接線不得超過 24MW的規(guī)定，應確定為雙母線分段接線形式，兩臺50MW機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 電壓110kV。由于50MW機組均接于10.5kV母線上，可選擇輕型設備，在分段處 加裝母線電抗器，各條電纜出線上裝出線電抗器。(2) 110kV:出線6回，采用雙母線帶旁路接線形式。進線從10.5kV側(cè)送來剩余容量2X50-(250 6%)+20=65MW，能滿足110kV最大及最小負荷的要求。其剩余容量或機組檢修時不足容量由聯(lián)絡變壓器與220kV接線相連，相互交換功率。(3)

14、 220kV :出線1回，為使出線斷路器檢修期間不停電，采用3/2接線。其進線一路通過聯(lián)絡變壓器與110kV連接，另一路為兩臺75MW機組與變壓器 組成單元接線，直接接入220kV，將功率送往電力系統(tǒng)。據(jù)以上分析，接線形式如下:110KVW5W4W3屮LI Yr'TI220KVW7廠備用W6S 50MWS 75MW S 75MW_1 . 該電氣主接線的設計始終遵循了可靠性、靈活性、經(jīng)濟性的要求。在確?？?0.5KV1W2WILJ LL.-J1 J UWII1.1S50MW-丿1 I I I2.3 主接線方案的評定靠性、靈活性的同時，兼顧了經(jīng)濟性。在可靠性方面該主接線簡單清晰，設備少,無

15、論檢修母線或設備故障檢修，均不致造成全廠停電，每一種電壓級中均有兩臺 比較合理，使傳遞能量在變壓器中損耗最小。在靈活性方面，運行方式較簡單, 調(diào)度靈活性好，各種電壓級接線都便于擴建和發(fā)展。在經(jīng)濟性方面，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)濟性。變壓器聯(lián)系，保證在變壓器檢修或故障時,不致使各級電壓解列。機組的配置也通過以上分析，該主接線方案對所設計的這一火電廠而言，是比較合理的, 可以采納2.4 發(fā)電機及變壓器的選擇1、發(fā)電機的選擇：查電氣設備運行及事故處理兩臺 50MW發(fā)電機選用QFS-50-2汽輪發(fā)電機，兩臺75MW汽輪

16、發(fā)電機選用QFS-75-2型汽輪發(fā)電機。2、變壓器的選擇：根據(jù)本設計具體情況，應該選擇2臺雙繞組變壓器，2臺三繞組變壓器,本設計中的主變選擇如下:注題目中沒有給定cos的值，這里取cos =0.8。220KV電壓母線所接的主變壓器容量 S = 75/0.8 = 93.75MW，查電力工程設計手冊（第三冊），選定變壓器的容量為96 MW。根據(jù)實際要求，聯(lián)絡變壓器的容量選取和主變一樣3、現(xiàn)將發(fā)電機和變壓器的選擇結(jié)果列表如下，以供查詢:（1）發(fā)電機具體參數(shù)如表2 -1:表2-1 發(fā)電機技術參數(shù)型號額定功率/mw額定電壓/kV額定電流/a功率因數(shù)電抗（標幺值）MXd發(fā)電機g1,g2QFS-50-250

17、10.534370.80.1953發(fā)電機g3,g4QFS-75-27518113210.850.167 220kv 雙繞組為 SFP-7-96000/220型。主要技術參數(shù)如表2-2：表2-2技術參數(shù)額定容量（kVA）連接組別額定電壓（kV）空載損耗（kW）阻抗電壓（%）96000Y N,d11高壓：242+2X2.5%低壓：1815515聯(lián)絡變壓器選取SSPSO-96000/220型。主要技術參數(shù)如表2-3：表2-3 技術參數(shù)額定容量（kVA）容量比/MVA額定電壓（kV）空載損耗（kW）阻抗電壓（%）連接組別96000100/100/20高壓：242±5%中壓：123低壓：10.

18、5207高-中：7.5高-低：77.5中-低：66.7YN,ynO，d114、10.5kV側(cè)三繞組變壓器選取 OSFPS- 64000/330型。主要技術參數(shù)如表2-4:表2-4技術參數(shù)額定容量（kVA）容量比/MVA額定電壓（kV）空載損耗（kW）阻抗電壓（%）連接組別64000100/100/50高壓：242+2X1%中壓：123低壓：10.573.5高-中：8.64高-低: 94.2中-低：78.5Y N,yn0,d113短路電流計算3.1 概述電力系統(tǒng)中，常見的短路故障有三相對稱短路、兩相短路和單相接地短路。其中三相短路電流的計算是為了選擇和校驗 QF、QS、母線等電氣設備，兩相短路電

19、流用于整定繼電保護裝置。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、短路點離電源的遠近以及系統(tǒng)內(nèi)發(fā)電機是否帶有電壓自動調(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)短路電流的計算，采用短路回路總阻抗法計算；有限容量系統(tǒng) 短路電流的計算采用運算曲線法，這中間要用到網(wǎng)絡的等效變換。本次設計中，短路電流的計算就涉及到這兩個方面的內(nèi)容。3.2系統(tǒng)電氣設備電抗標幺值計算系統(tǒng)基準值Sb 100MVA，基準電壓UB= UavnBav. n1、發(fā)電機電抗標幺值的計算發(fā)電機 G1，G2 : x1dx2d =0.1953發(fā)電機 G3,G4

20、 : X3dX4d =0.1912、變壓器電抗標幺值的計算220kV主變壓器：XT罟魚匕型O.。38SN 10036010.5kV側(cè)三繞組變壓器T:Uki(%)舟U(1 2)(%)U(1 3)(%)U(2 3)(%)畀577.566.7)9.15知 2) (%)U(2 3)(%) U(1 3)(%)=丄(7.5266.777.5)1.65Uk3(%)扣(166.77.5)68.35Uk2（%）1寸7.53)(%)U(2 3)(%) U(1 2)(%)XT1Uk1(%)100SBSN迴 0.025100360XT2Uk2(%)100SBSN型 0.005100360X Uk3（%） SB 68.

21、35 100 0 19T3 100SN100360.3.母線電抗器電抗標幺值的計算:發(fā)電機G1(或G2)的額定電流ING = = 3.347kA。母線電抗器一般取發(fā)電機額定電流的5%8%,照此標準選電抗器NKL-10-400-5 型，額定電流 IN = 0.4kA,UN = 10kV，電抗百分比數(shù)XL(%) = 5,由此得電抗標么值為:X.L（%）H _L 100V3i N uSB5101002av.n丁-0.655100 V3 0.4 10.524.系統(tǒng)歸算到220kV側(cè)的電抗標么值：Xs O.。213.3短路電流計算用于校驗設備的最大三相對稱短路電流的計算。本設計中,短路計算采用近似方法計

22、算。即發(fā)電機和系統(tǒng)的次暫態(tài)電勢E" =100.0?132200k5L011星£ 0.153 i-yMl40.1510.D4?7-Ww11 OK?10,bkVp igWVvv（S圖3-1全系統(tǒng)圖的等值電路3.3.1 10.5kV側(cè)短路計算k1點發(fā)生短路，其等值電路圖如下:y . _圖3-2 系統(tǒng)圖的等值電路X14=X1 /(X 2 +X 3)=0.021/(0.191+0.038)=0.02X15=X 4+X5=0.191+0.042=0.233X16=X8+X9 =0.025-0.005=0.02X20=X12+X13 =0.655+0.1953=0.85圖3-3 系統(tǒng)圖的

23、等值電路圖3-4系統(tǒng)圖的等值電路X17X6 X10X10X6 X7X7 X100.3420.05 0.342 0.05 0.015 0.015 0.342X70.015X6 X10X6 X7X7 X100.05 0.342 0.05 0.015 0.015 0.342X60.051.5320.46X18X19X16/X 仃 0.02/ /0.067 0.015o.。5 O.342 O.。5 O.。15 O.。15 O.3420.067X6 X10 X6 X7 X7 X10X21X24X18 X211.532 0.015X18 X19 X211.532 0.46 0.015X18 X191.53

24、2 0.46rX18 X19 X211.532 0.46 0.015X19 X210.46 0.015(圖3-5 系統(tǒng)圖的等值電路0.0111.532 0.46 0.015X23X22X18 X19 X21圖3-6 系統(tǒng)圖的等值電路X25(X14+X22)/(X15+X24)+X23 (0.02 0.011 /(0.233 0.003 +0.351 = 0.379 短路等值阻抗X25/X20 /X110.379/0.85/0.1953 0.112短路電流周期分量有效值1w Iw I B8.9 J0048.9(kA)73 10.5最大有效值limp1.52Iw 1.52 48.9 74.3(kA

25、)沖擊電流ish 2.55I w 2.55 48.9124.7(kA)短路功率Skt IwSB8.9 100 89O ( MVA)3.3.2 110kV側(cè)短路計算110kV母線（k2點）發(fā)生短路，其等值電路圖如下:圖3-7 系統(tǒng)圖的等值電路X14=X1/(X2+X3)=O.O21/(O.191+O.O38)=O.O2X15=X 4+X5=O.191+O.O42=O.233X16=X8+X9 =0.025-0.005=0.02X仃=X11/(X12+X13)+X 10=0.1953/(0.655+0.1953)+0.342=0.5圖3-8 系統(tǒng)圖的等值電路X6 X70.05 0.015X6 X7

26、 X160.05 0.015 0.02X6 X160.05 0.02X6 X7 X160.05 0.015 0.02X7 X160.015 0.02X6 X7 X160.05 0.015 0.020.0090.0030.004X19X18圖3-9 系統(tǒng)圖的等值電路X 21 =X 14+X19 =0.02+0.003=0.23X22=X17+X 8=0.5+0.009=0.509短路等值阻抗 XX 23 =X 21 /X 22 +X 20 =0.023/0.509+0.004=0.026X15/X23 0.233/ /0.026 0.023短路電流周期分量有效值Iw500.02SB43.4810

27、010.87(kA)73 231最大有效值Iimp1.52Iw1.52 10.87 16.52沖擊電流ish 2.55Iw2.55 10.8727.72(kA)短路功率SktI w Sb43.48 1004348 (MVA)發(fā)電機G4出口（ k4點）短路計算，其等值電路圖如下:II. I圖3-10 系統(tǒng)圖的等值電路X14=X1 /(X 2 +X 3)=O.O21/(O.191+O.O38)=O.O2X15=X11/(X12+X13)+X10=O.1953/(O.655+O.1953)+O.342=O.5X16=X8+X9 =0.025-0.005=0.02圖3-11 系統(tǒng)圖的等值電路X6 X7

28、O.O5 0.015X6 X7 X16O.O5 0.015 O.O2X6 X16O.O5 O.O2X6 X7 X16O.O5 0.015 O.O2X7 X160.015 O.O2X6 X7 X16O.O5 0.015 O.O21 -X170.0090.0030.004Xl8X19圖3-12 系統(tǒng)圖的等值電路X2OX21X22X5X15X14X19O.O42 0.004 O.O46X17 O.5 0.009 0.509X18 O.O2 0.003 0.023短路等值阻抗(i /X 22 X20)/X4(0.023/0.509 0.046)/0.1910.05短路電流周期分量有效值20Sb205(

29、kA)V3 231最大有效值'imp 1.52Iw1.52 57.6 (kA)沖擊電流ish 2.551 w 2.55 512.75 (kA)短路功率Skt I w sb 20 1002000 (MVA)3.3.3 220kV 側(cè)短路計算(1) 220kV母線處(k3點)短路，其等值電路圖如下:X14X15X16圖3-13 系統(tǒng)圖的等值電路X1 /(XJ 0.021 /(0.1910.038) 0.02X4X823X. 0.191 0.042 0.233 5X9 0.025 0.005 0.02X17X11/(X" Xjq)0.1953/(0.655 0.1953) 0.34

30、2 0.5121310最大有效值limp1.52Iw1.528.33 12.662(kA)沖擊電流ish 2.55Iw 2.558.3321.242(kA)短路功率Skt I wSb 501005000(MVA)X18圖3-14 系統(tǒng)圖的等值電路0.05 0.015X6 X7 X16X6 X160.05 0.015 0.020.05 0.02X6 X7 X160.05 0.015 0.02X7 X160.015 0.02X6 X7 X160.05 0.015 0.020.0030.004X19X6 X7X200.009X21X22圖3-15系統(tǒng)圖的等值電路X15 X200.233 0.004

31、0.237X17 X18 0.5 0.009 0.509短路等值阻抗(X 21 /X 22 X19)/X14(0.237/0.509 0.012)/0.02 0.02短路電流周期分量有效值Iw0.0250IwSB502008.33(kA)V3 347(2)發(fā)電機G3出口( k5點)短路計算，其等值電路圖如下:X14X15X16圖3-16 系統(tǒng)圖的等值電路X4 X50.1910.0420.233X8 X9 0.025 0.005 0.02X11/(X12 X13) X10 0.1953/(0.655 0.1953) 0.342 0.5、I J $圖3-17系統(tǒng)圖的等值電路X17X6X7 X160

32、.05 0.015 0.02X6 X160.05 0.02X6X7 X160.05 0.015 0.02X7 X160.015 0.02X6X7 X160.05 0.015 0.020.0030.004X6 X7X18Xl9O.。5 O.。150.009系統(tǒng)圖的等值電路1I w X"SB圖 3-18X22 X20 /X21 X180.237 / /0.5090.0030.165短路等值阻抗(X/X22 X3)/X2(0.021/0.165 0.038)/0.191 0.044短路電流周期分量有效值122.7270.04422.727 J003.781(kA)73 347最大有效值Ii

33、mp1.52Iw 1.525.747 (kA)沖擊電流ish2.55Iw 2.55 3.7819.642 (kA)短路功率SktI w Sb 22.727 1002272.7 (MVA)4 電氣設備的選擇4.1斷路器的選擇斷路器的選擇，除滿足各項技術條件和環(huán)境條件外， 還應考慮到要便于安裝 調(diào)試和運行維護，并經(jīng)技術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。斷路器選擇的具體技術條件如下:1)額定電壓校驗:UnU max2)額定電流選擇:I max3)開斷電流:I NbrIw

34、 (短路電流有效值)4)動穩(wěn)定:iesish(短路沖擊電流)5)熱穩(wěn)定:QrQk隔離開關的選擇校驗條件與斷路器相同，并可以適當降低要求4.1.1 220kV 側(cè)高壓斷路器的選擇(1) 主變220kV側(cè)高壓斷路器的選擇流過斷路器的最大持續(xù)工作電流1.05SnI max1.050.264(kA)73 220計算數(shù)據(jù)表:表4-1 220kV高壓斷路器計算數(shù)據(jù)表U(kV)I max (kA)Iw(kA)ies (kA)2200.2642.897.37 為了滿足計算的各項條件，查電氣設備運行及事故處理參考資料,選擇LW23-252型高壓斷路器，技術參數(shù)如下:表4-2 LW23-25 2型高壓斷路器參數(shù)表

35、額定電壓最咼電壓額定開斷電流額定關合電流動穩(wěn)定 電流熱穩(wěn)定 電流額定合閘時間全開斷 時間單位kVkVAkAkAkAkAssLW23-25222025212504010010040/4s0.10.06開斷電流校驗：I Nbr = 40(kA) >I w = 2.89(kA)開斷電流校驗合格。動穩(wěn)定校驗:ies = 100(kA)> ies = 7.37(kA)動穩(wěn)定校驗合格。熱穩(wěn)定校驗:設繼電保護后備保護時間ta為0.15S，全開斷時間tb為0.05S，貝U短路計算時 間:tkta tb0.015 0.06 0.21 (S)短路電流的熱效應(kA) 2.sQk Iw2tk 2.892

36、 0.21 1.75(kA)2.sQr It2t 402 4 6400(kA)2.sQrQk熱穩(wěn)定校驗合格。所以，所選斷路器滿足要求。220kV側(cè)滿足相同的要(2) 220kV側(cè)母聯(lián)斷路器的最大工作條件與變壓器求，故選用相同設備。即選用 LW23-252型六氟化硫斷路器。220kV出線高壓斷路器的選擇220kV出線回路設備應按最大負荷進行考慮選擇，所以流過斷路器的工作電 流最大時為系統(tǒng)全部出力通過一回 220kV送入系統(tǒng)時：(六條出線回路的斷路器相同)1.05 PnI max1.05 1906亦U N COS20085 0'104(kA)計算數(shù)據(jù)表:表4-3 220kV高壓斷路器計算數(shù)

37、據(jù)表U(kV)I max (kA)Iw(kA)ish (kA)2200.1041.132.9為了滿足計算的各項條件，查電氣設備運行及事故處理參考資料，選擇LW12-252型高壓斷路器技術參數(shù)如下:表4-4 LW12-252型高壓斷路器參數(shù)表項目額定最高額定額定開額定關動穩(wěn)定熱穩(wěn)定額定合全開斷電壓電壓電流斷電流合電流電流電流閘時間時間單 位kVkVAkAkAkAkAssLW12-25222025240005012512550/4s0.10.06開斷電流校驗：iNbr = 50(kA) >Iw = 1.13(kA)開斷電流校驗合格。動穩(wěn)定校驗:ish = 125(kA)> ish =

38、2.9(kA)動穩(wěn)定校驗合格。熱穩(wěn)定校驗:設繼電保護后備保護時間ta為0.15S，全開斷時間tb為0.06S，則短路計算時 間:tk ta tb = 0.15+0.05= 0.21 (S)短路電流的熱效應(kA) 2.sQkIw2tk 1.132 0.21 0.26(kA)2.sQr It2t 502 4 10000(kA)2.sQrQk熱穩(wěn)定校驗合格。所以，所選斷路器滿足要求。220kV側(cè)六條回路選擇相同的高壓斷路器。220kV側(cè)旁路斷路器的最大工作條件與 220kV側(cè)出線回路滿足相同的要求，故選用相同設備。即選用 LW12-252型六氟化硫斷路器.4.1.2 110kV 側(cè)高壓斷路器的選擇

39、(1)主變110kV側(cè)高壓斷路器的選擇1.05SnI max73u n流過斷路器的最大持續(xù)工作電流961.05 L0.529(kA)73 110計算數(shù)據(jù)表:表4-5 110kV高壓斷路器計算數(shù)據(jù)表U(kV)I max (kA)Iw(kA)ies (kA)1100.5295.7614.75 為了滿足計算的各項條件，查電氣設備運行及事故處理參考資料,選擇LW21-123型高壓斷路器，技術參數(shù)如下:表4-6 LW21-123型高壓斷路器參數(shù)表項目額定電壓最高電壓額定 電流額定 開斷 電流額定關合電流動穩(wěn)定 電流熱穩(wěn)定 電流額定合閘時間全開斷 時間單位kVkVAkAkAkAkAssLW21-12311

40、0123125010505040/4s0.10.06開斷電流校驗：I Nbr = 10(kA) >I w = 5.76(kA)開斷電流校驗合格。動穩(wěn)定校驗:ies = 50(kA)> ies = 14.75(kA)動穩(wěn)定校驗合格。熱穩(wěn)定校驗:設繼電保護后備保護時間ta為0.15S，全開斷時間tb為0.05S，貝U短路計算時 間:tkta tb0.015 0.06 0.21 (S)短路電流的熱效應(kA) 2.sQkIw2tk5.762 0.21 6.96(kA)2.sQr It2t 102 4 400(kA)2.sQr Qk熱穩(wěn)定校驗合格。所以，所選斷路器滿足要求。110kV側(cè)滿足

41、相同的要(2) 110kV側(cè)母聯(lián)斷路器的最大工作條件與變壓器求，故選用相同設備。即選用 LW21-123型六氟化硫斷路器。(3) 110kV出線高壓斷路器的選擇110kV出線回路設備應按最大負荷進行考慮選擇，所以流過斷路器的工作電 流最大時為系統(tǒng)全部出力通過一回 220kV送入系統(tǒng)時：(六條出線回路的斷路器相同)1.05 PnI max v3u n cos-=0.057(kA)73 110 0.8計算數(shù)據(jù)表:表4-7 110kV高壓斷路器計算數(shù)據(jù)表U(kV)I max (kA)Iw(kA)ish(kA)1100.0570.621.59為了滿足計算的各項條件，查電氣設備運行及事故處理參考資料,選

42、擇LW11-123型高壓斷路器技術參數(shù)如下:表4-8 LW11-123型高壓斷路器參數(shù)表項目額定最高額定額定開額定關動穩(wěn)定熱穩(wěn)定額定合全開斷電壓電壓電流斷電流合電流電流電流閘時間時間單 位kVkVAkAkAkAkAssLW11-1231101234000307512550/4s0.10.06開斷電流校驗：iNbr = 30(kA) >Iw = 0.62(kA)開斷電流校驗合格。動穩(wěn)定校驗:ish = 75(kA)> ish = 1.59(kA)動穩(wěn)定校驗合格。熱穩(wěn)定校驗:設繼電保護后備保護時間ta為0.15S,全開斷時間tb為0.06S,則短路計算時間:tk ta tb = 0.1

43、5+0.05= 0.21 (S)短路電流的熱效應(kA) 2.sQk Iw2tk 0.622 0.21 0.08(kA)2.sQr lt2t 302 4 3600(kA)2.sQrQk熱穩(wěn)定校驗合格。所以，所選斷路器滿足要求。110kV側(cè)六條回路選擇相同的高壓斷路器。110kV側(cè)旁路斷路器的最大工作條件與110kV側(cè)出線回路滿足相同的要求，故選用相同設備。即選用 LW11-123型六氟化硫斷路器.4.1.3 10.5kV側(cè)斷路器的選擇(1) 發(fā)電機出口斷路器的選擇(母線側(cè))I max1.05sn流過斷路器的最大持續(xù)工作電流:廠1.05 503.608(kA)V3 10.5 0.8計算數(shù)據(jù)表:U

44、(kV)I max (kA)Iw(kA)ish(kA)10.53.60848.9124.710.5kV高壓斷路器計算數(shù)據(jù)表表4-9 為了滿足計算的各項條件，查電氣設備運行及事故處理參考資料,選擇ZN28-12型高壓斷路器，技術參數(shù)如下:表4-10 ZN28-12型高壓斷路器參數(shù)表額定最咼額定電流額定開額定關合電流動穩(wěn)定熱穩(wěn)定 電流額定合閘時間全開斷 時間電壓電壓斷電流電流單位kVkVAkAkAkAkAssZN28-12101240005012512550/4s0.060.03開斷電流校驗：開斷電流校驗合格。動穩(wěn)定校驗合格。I Nbr = 50(kA) >Iw = 48.9(kA)動穩(wěn)定校

45、驗：ish = 125(kA)> ish = 124.7(kA)熱穩(wěn)定校驗：設繼電保護后備保護時間ta為0.15S，全開斷時間tb為0.03S，貝U短路計算時 間:tkta tb0.015 0.03 0.18 (S)短路電流的熱效應(kA) 2.sQk Iw2tk 48.92 0.18 430.4178(kA)2.sQrIt2t 502 4 10000(kA)2.sQrQk熱穩(wěn)定校驗合格。所以，所選斷路器滿足要求。10.5kV側(cè)母聯(lián)斷路器和分段斷路器的最大工作條件與發(fā)電機出口斷路器的選擇滿足相同的要求，故選用相同設備。即選用ZN28-12型斷路器。10.5kV出線斷路器選擇10.5kV出

46、線回路設備應按最大負荷進行考慮選擇，所以流過斷路器的工作電流最大時為系統(tǒng)全部出力通過一回 220kV送入系統(tǒng)時：（十條出線回路的斷路器相同）I max1.05 Pn>/3u NCOSr。5 2%43 10.50.24(kA)0.8計算數(shù)據(jù)表:U(kV)I max (kA)Iw (kA)ish (kA)10.50.2481.5865.9高壓斷路器計算數(shù)據(jù)表表 4-11 10.5kV 為了滿足計算的各項條件，查電氣設備運行及事故處理參考資料,選擇ZN12-16型高壓斷路器，技術參數(shù)如下:表4-12 ZN12-12型高壓斷路器參數(shù)表項目額定電壓最高工作電壓額定 電流額定開斷電流額定關合電流動穩(wěn)

47、定電流熱穩(wěn)定電流額定 合閘 時間全開斷 時間單位kVkVAkAkAkAkAssZN12-12101231508590090050/4s0.060.03開斷電流校驗:iNbr = 85(kA) >Iw = 81.5(kA)開斷電流校驗合格。動穩(wěn)定校驗:ish = 900(kA)> ish = 865.9(kA)動穩(wěn)定校驗合格。熱穩(wěn)定校驗:設繼電保護后備保護時間ta為0.15S，全開斷時間tb為0.03S，貝U短路計算時間：tk ta tb0.015 0.03 0.18 (S)短路電流的熱效應(kA) 2.sQk Iw2tk 81.52 0.18 1195.6(kA)2.sQr It2

48、t 852 4 28900(kA)2.sQrQk熱穩(wěn)定校驗合格。所以，所選斷路器滿足要求。(4) 10.5kV側(cè)三繞組變壓器低壓側(cè)斷路器選擇流過斷路器的最大持續(xù)工作電流I max1.05snN721.05 4.157(kA)73 10.5計算數(shù)據(jù)表:表4-13 10.5kV 高壓斷路器計算數(shù)據(jù)表U(kV)I max (kA)Iw (kA)ish (kA)10.54.15748.9124.7 為了滿足計算的各項條件，查電氣設備運行及事故處理參考資料,選擇ZN28-12型高壓斷路器，技術參數(shù)如下:表4-14 ZN28-12 型高壓斷路器參數(shù)表項目額定電壓最高工作電壓額定 電流額定開斷 電流額定關合 電流動定 電流熱穩(wěn)定 電流額定 合閘 時間全開 斷時 間單位kVkVAkAkAkAkAssZN28-12101240005012512550/4s0.060.03開斷電流校驗：I Nbr = 50(kA) >I w = 48.9(kA)開斷電流校驗合格。動穩(wěn)定校驗:ish = 125(kA)> ish = 124.7(kA)動穩(wěn)定校驗合格。熱穩(wěn)定校驗:設繼電保護后備保護時間ta為0.15S，全開斷時間tb為0.