發(fā)電廠(chǎng)電氣部分課設(shè)

1、大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化課程名稱(chēng)：發(fā)電廠(chǎng)電氣部分設(shè)計(jì)題目：火力發(fā)電廠(chǎng)電氣部分設(shè)計(jì):宋丹學(xué)號(hào)：20101965指導(dǎo)教師：瞿曉東成績(jī):發(fā)電廠(chǎng)電氣部分課程設(shè)計(jì)評(píng)分表序號(hào)評(píng)分項(xiàng)該項(xiàng)得分1論文結(jié)構(gòu)20分；2論文容正確，正文結(jié)構(gòu)合理 20分；3參考文獻(xiàn)引用質(zhì)量10分；4附件圖紙10分；5出勤20分；6答辯成績(jī)20分。論文評(píng)語(yǔ)：課程設(shè)計(jì)總成績(jī)：目錄1設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 41.1設(shè)計(jì)的原始資料 41.2設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求 42電氣主接線(xiàn)62.1系統(tǒng)與負(fù)荷資料分析 62.2主接線(xiàn)方案的選擇 6方案擬定的依據(jù) 6主接線(xiàn)方案的擬定 82.3主變壓器的選擇與計(jì)算 9變壓器容量、臺(tái)數(shù)和型式的確

2、定原則 9變壓器的選擇與計(jì)算 103短路計(jì)算113.1短路計(jì)算的一般規(guī)則 113.2短路電流的計(jì)算 11各元件電抗的計(jì)算 113.2.2等值網(wǎng)絡(luò)的化簡(jiǎn) 124電氣設(shè)備的選擇 174.1電氣設(shè)備選擇的一般原則 174.2電氣設(shè)備的選擇條件 17按正常工作條件選擇電氣設(shè)備 17按短路情況校驗(yàn) 18斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的選擇 204.2.4 電流互感器的選擇 215結(jié)束語(yǔ) 226參考文獻(xiàn) 231火力發(fā)電廠(chǎng)電氣部分設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1.1設(shè)計(jì)的原始資料凝汽式發(fā)電廠(chǎng)：(1) 凝汽式發(fā)電組3臺(tái)：3X100MW，出口電壓：10.5KV，發(fā)電廠(chǎng)次暫態(tài) 電抗：0.12 ;額定功率因數(shù)：0.8(2) 機(jī)組年利用小時(shí)：Tmax

3、=5700小時(shí)；廠(chǎng)用電率：8%發(fā)電機(jī)主保護(hù)動(dòng) 作時(shí)間0.1秒，環(huán)境溫度36度，年平均氣溫為22度。電力負(fù)荷：送入220KV系統(tǒng)容量200MW，剩余容量送入110KV系統(tǒng)。發(fā)電廠(chǎng)出線(xiàn)：220KV出線(xiàn)3回；110KV出線(xiàn)4回(10KM,無(wú)近區(qū)負(fù)荷。電力系統(tǒng)情況：220KV系統(tǒng)的容量為無(wú)窮大，選基準(zhǔn)容量100MVAB算到發(fā)電廠(chǎng)220KV母線(xiàn)短路容量為3400MVA 110KV系統(tǒng)容量為500MVA1.2設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求(1)發(fā)電機(jī)和變壓器的選擇表1-1汽輪發(fā)電機(jī)的規(guī)格參數(shù)型 號(hào)額定電壓額定容量功率因數(shù)接線(xiàn)方式次暫態(tài)電抗QFS-100-210.5KV100MW0.8YY0.12注：發(fā)電及參數(shù)如上表，要

4、求選擇發(fā)電廠(chǎng)的主變，聯(lián)絡(luò)110KV和 220KV的聯(lián)絡(luò)變壓器的型號(hào)。(2)電氣主接線(xiàn)選擇注：火力發(fā)電廠(chǎng)的發(fā)電機(jī)-變壓器接線(xiàn)方式通常采用單元接線(xiàn)的方式，注意主變?nèi)萘繎?yīng)與發(fā)電機(jī)容量相配套。110KV和 220KV電壓級(jí)用自耦變壓器聯(lián)接，相互交換功率，我們的兩電壓等級(jí)母線(xiàn)選用的接線(xiàn)方式為：220KV采用雙母三分段接線(xiàn)，110K V采用雙母線(xiàn)接線(xiàn)。(3) 短路電流的計(jì)算 在滿(mǎn)足工程要求的前提下，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，對(duì)短路電流進(jìn)行近似計(jì)算法 結(jié)合電氣設(shè)備選擇選擇短路電流計(jì)算點(diǎn)求出各電源提供的起始次暫態(tài)電流 I ''，沖擊電流 I sh ，及計(jì)算短路電流熱效應(yīng)所需不同時(shí)刻的電流。(4) 主要電氣

5、設(shè)備的選擇要求選擇：110KV側(cè)出線(xiàn)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流互感器 。2 電氣主接線(xiàn)2.1 系統(tǒng)與負(fù)荷資料分析發(fā)電廠(chǎng)容量的確定與國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃、 電力負(fù)荷增長(zhǎng)速度、 系統(tǒng)規(guī)模和電 網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及備用容量等因素有關(guān)。 發(fā)電廠(chǎng)裝機(jī)容量標(biāo)志著發(fā)電廠(chǎng)的規(guī)模和在電力 系統(tǒng)中的地位和作用。發(fā)電廠(chǎng)運(yùn)行方式及年利用小時(shí)數(shù)直接影響著主接線(xiàn)設(shè)計(jì)。從年利用小時(shí)數(shù) 看，該電廠(chǎng)年利用小時(shí)數(shù)為 5700h/a ，遠(yuǎn)大于我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組的平均最大 負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) 5000h/ 年；又為火電廠(chǎng)，所以該發(fā)電廠(chǎng)為帶基荷的發(fā)電廠(chǎng)，在 電力系統(tǒng)占比較重要的地位， 因此，該廠(chǎng)主接線(xiàn)要求有較高的可靠性； 從負(fù)荷特 點(diǎn)及電壓等級(jí)可知，該電

6、廠(chǎng)具有110KV和220KV兩級(jí)電壓負(fù)荷。110KV電壓等級(jí) 有 4 回架空線(xiàn)路，最大年利用小時(shí)數(shù)為 5700h/a ，說(shuō)明對(duì)其可靠性有一定要求； 220KV電壓等級(jí)有3回架空線(xiàn)路，最大年利用小時(shí)數(shù)為5700h/a,其可靠性要求較2.2 主接線(xiàn)方案的選擇2.2.1 方案擬定的依據(jù)電氣主接線(xiàn)又稱(chēng)為電氣一次接線(xiàn)， 它是將電氣設(shè)備以規(guī)定的圖形和文字符號(hào)， 按電能生產(chǎn)、傳輸、分配順序及相關(guān)要求繪制的單相接線(xiàn)圖。對(duì)電氣主接線(xiàn)的基本要求， 概括的說(shuō)應(yīng)該包括可靠性、 靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方 面。(1) 電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)的基本要求a. 可靠性安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠是電氣主接 最基本的要求。電氣主

7、接線(xiàn)的可靠性不是絕對(duì)的。 同樣形式的主接線(xiàn)對(duì)某些發(fā)電廠(chǎng)和變電站 來(lái)說(shuō)是可靠的，而對(duì)另外一些發(fā)電廠(chǎng)和變電站則不一定能滿(mǎn)足可靠性要求。 所以， 在分析電氣主接線(xiàn)可靠性時(shí)， 要考慮發(fā)電廠(chǎng)和變電站在系統(tǒng)中的地位和作用、 用 戶(hù)的負(fù)荷性質(zhì)和類(lèi)型、設(shè)備制造水平及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)等諸多因素。 發(fā)電廠(chǎng)或變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用。 負(fù)荷的性質(zhì)和類(lèi)型。 設(shè)備的制造水平。 長(zhǎng)期運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。b. 靈活性電氣主接線(xiàn)應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并能靈活地進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換。 靈活性包括以下幾個(gè)方面。 操作的方便性。 調(diào)度的方便性。 擴(kuò)建的方便性。c. 經(jīng)濟(jì)性 在設(shè)計(jì)主接線(xiàn)時(shí)，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟(jì)性之間。經(jīng)濟(jì)性主要從一

8、下幾方面考慮。1 節(jié)約一次投資。2 占地面積少。3 電能消耗少。（2）電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)程序電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)在各階段中隨著要求、 任務(wù)的不同， 其深度、廣度也有所差 異，但總的設(shè)計(jì)原則、方法和步驟基本相同。其設(shè)計(jì)步驟及容如下。a. 對(duì)原始資料分析1 工程情況，包括發(fā)電機(jī)類(lèi)型（凝氣式火電廠(chǎng)、熱電廠(chǎng)、或者堤壩式、引 水式、混合式水電廠(chǎng)等） ，設(shè)計(jì)規(guī)定容量（近期、遠(yuǎn)景） ，單機(jī)容量及臺(tái)數(shù)， 最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)及可能的運(yùn)行方式等。2 電力系統(tǒng)情況，包括電氣系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（ 510 年），發(fā)電廠(chǎng) 或變電站在電力系統(tǒng)的地位及作用等負(fù)荷情況，包括負(fù)荷的性質(zhì)和地理位置、輸電電壓等級(jí)、出線(xiàn)回路數(shù)及輸送容量等

9、。環(huán)境條件，包括當(dāng)?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰、污穢、風(fēng)向、水文、地質(zhì)海拔高度及地震等因素c.主接線(xiàn)方案的擬定與選擇根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)對(duì)電源的出線(xiàn)回路 數(shù)、電壓等級(jí)、變壓器臺(tái)數(shù)、容量以及母線(xiàn)結(jié)構(gòu)等的不同考慮，可以確定主接線(xiàn)主接線(xiàn)方案的擬定表2-1主接線(xiàn)方案電壓等級(jí)萬(wàn)案110KV雙母線(xiàn)接線(xiàn)220KV雙母三分段接線(xiàn)圖2-1電氣主接線(xiàn)圖- G電氣主接線(xiàn)如下圖:2.3主變壓器的選擇與計(jì)算2.3.1 變壓器容量、臺(tái)數(shù)和型式的確定原則(1) 單元接線(xiàn)的主變壓器容量的確定原則 單元接線(xiàn)時(shí)主變壓器應(yīng)按發(fā)電機(jī)的額定容量扣除本機(jī)組的廠(chǎng)用負(fù)荷后， 留有 10%的裕度來(lái)確定。采用擴(kuò)大單元接線(xiàn)時(shí)

10、，應(yīng)盡可能采用分裂繞組變壓器，其容 量亦應(yīng)按單元接線(xiàn)的計(jì)算原則算出的兩臺(tái)機(jī)容量之和來(lái)確定。(2) 連接兩種升高電壓母線(xiàn)的聯(lián)絡(luò)變壓器的確定原則 聯(lián)絡(luò)變壓器容量應(yīng)能滿(mǎn)足兩種電壓網(wǎng)絡(luò)在各種運(yùn)行方式下， 網(wǎng)絡(luò)間的有功功 率和無(wú)功功率交換， 一般不應(yīng)小于接在兩種電壓母線(xiàn)上最大一臺(tái)機(jī)組的容量， 以 保證最大一臺(tái)機(jī)組故障或檢修時(shí)，通過(guò)聯(lián)絡(luò)變壓器來(lái)滿(mǎn)足本側(cè)負(fù)荷的要求。根據(jù)以上原則知，本電廠(chǎng) 3臺(tái)機(jī)組的最大容量為125MW，應(yīng)根據(jù)125MV發(fā)電 機(jī)來(lái)選擇聯(lián)絡(luò)變壓器，又為了布線(xiàn)方便，只選一臺(tái)自耦聯(lián)絡(luò)變。(3) 變壓器臺(tái)數(shù)的確定原則發(fā)電廠(chǎng)或變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)與電壓等級(jí)、 接線(xiàn)形式、傳輸容量以及和系 統(tǒng)的聯(lián)系有密切

11、關(guān)系。通常與系統(tǒng)具有強(qiáng)聯(lián)系的大、中型發(fā)電廠(chǎng)和重要變電所， 在一種電壓等級(jí)下， 主變壓器應(yīng)不少于 2 臺(tái)；而對(duì)弱聯(lián)系的中、 小型發(fā)電廠(chǎng)和低 壓側(cè)電壓為6-10KV的變電所或與系統(tǒng)只是備用性質(zhì)時(shí)，可只裝一臺(tái)主變壓器； 對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專(zhuān)用變電所，可設(shè) 3 臺(tái)主變壓器。考慮到本電廠(chǎng)有3臺(tái)100MV發(fā)電機(jī)，且電廠(chǎng)和系統(tǒng)有較強(qiáng)聯(lián)系，故 220KV 電壓等級(jí)接兩臺(tái)主變壓器，110K V電壓等級(jí)接一臺(tái)主變壓器。(4) 主變壓器型式的確定原則 選擇主變壓器型式時(shí)，應(yīng)從相數(shù)、繞組數(shù)、繞組接線(xiàn)組別、冷卻方式、調(diào)壓方式等方面考慮，通常只考慮相數(shù)和繞組數(shù)以及繞組接線(xiàn)組別。在330KV及以 下電力系統(tǒng)

12、， 一般都應(yīng)選用三相變壓器。 對(duì)于大型三相變壓器， 當(dāng)受到制造條件 和運(yùn)輸條件的限制時(shí)， 則宜選用兩臺(tái)小容量的三相變壓器來(lái)取代一臺(tái)大容量三相 變壓器，或者選用單相變壓器。一般當(dāng)最大機(jī)組容量為125MV及以下的發(fā)電廠(chǎng)多 采用三繞組變壓器，對(duì)于最大機(jī)組容量為200MV及以上的發(fā)電廠(chǎng)，通常采用雙繞 組變壓器加聯(lián)絡(luò)變壓器， 當(dāng)采用擴(kuò)大單元接線(xiàn)時(shí)， 應(yīng)優(yōu)先選用低壓分裂繞組變壓 器，這樣可以大大限制短路電流。232變壓器的選擇與計(jì)算按照變壓器容量、臺(tái)數(shù)和型式的確定原則，該發(fā)電廠(chǎng)主接線(xiàn)采用3臺(tái)三相雙 繞組主變壓器和一臺(tái)聯(lián)絡(luò)變壓器。3臺(tái)主變壓器分別和3臺(tái)發(fā)電機(jī)組組成單元接 線(xiàn)，聯(lián)絡(luò)變壓器選用三相三繞組降壓自耦

13、變壓器。S= (100-100 X 8% X 1.1/0.8 =126.5MVA表2-2主變壓器的參數(shù)型號(hào)額定容量(MVA額定電壓(KV連接組別阻抗電壓(%SFP7-120000/220120000咼壓低壓YN,d11121422013.8SFP7-120000/110120000咼壓低壓YN,d111311013.8表2-3聯(lián)絡(luò)變壓器的參數(shù)型號(hào)額定電壓(KV連接組別阻抗電壓(%SFPS7-120000/220咼壓中壓低壓Yn ,y n0,d11232202313.83短路電流的計(jì)算短路計(jì)算在設(shè)計(jì)發(fā)電廠(chǎng)主接線(xiàn)的過(guò)程中有著重要作用，它為電氣設(shè)備的選 型、動(dòng)穩(wěn)定校正和熱穩(wěn)定校正提供依據(jù)。當(dāng)短路發(fā)生

14、時(shí)，對(duì)發(fā)電廠(chǎng)供電的可靠性 可能會(huì)產(chǎn)生很大影響，嚴(yán)重時(shí)，可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)失去穩(wěn)定，甚至造成系統(tǒng)解列。 因此，對(duì)短路事故的計(jì)算是非常有必要的，而且是必須進(jìn)行一項(xiàng)工作。3.1短路計(jì)算的一般規(guī)則(1) 驗(yàn)算導(dǎo)體和電氣設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電氣設(shè)備開(kāi)斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃(一般 為本工程建成后5至10年)。確定短路電流時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正 常接線(xiàn)方式，而不應(yīng)按僅在切換過(guò)程中可能并列運(yùn)行的接線(xiàn)方式。(2) 選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具體反 饋?zhàn)饔脤?duì)異步電機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。(3) 選擇導(dǎo)體和電

15、器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常 接線(xiàn)方式時(shí)短路電流最大的點(diǎn)。對(duì)帶電抗器的6KV至10KV出線(xiàn)與廠(chǎng)用分支回路， 除其母線(xiàn)與母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)之間隔離板前的引線(xiàn)和套管的計(jì)算短路點(diǎn)選擇在電抗 器前外，其余導(dǎo)體和電器的計(jì)算短路點(diǎn)選擇在電抗器后。(4) 導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開(kāi)斷電流，一般按三相短路 驗(yàn)算。3.2短路電流的計(jì)算各元件電抗的計(jì)算發(fā)電機(jī)：s/ S2' S3' = 100=125MVA0.8選基準(zhǔn)容量：Sd=100MVA Uav=UdX1X3X2=0.12=0.076856.25等值電源：S1： Sd=100MV，S1=3400MVAXs1Sd100=

16、0.0294S1 * S1 3400S2:S2=500MVA1Xs2*=-S2*Sd =型=0.2S1 500變壓器：T1T2: XT1* = XT2*= Uk(%)=100SdSt(N)13100欲108電纜:T3T4: X t 3* = Xt 2* = X T1*:X 一Uk(%) X t 4* 100Sd23St(N) 100100 =0.19120X l* =0 4 10-100r=0.031153.2.2等值網(wǎng)絡(luò)的化簡(jiǎn)t2圖2-2等值網(wǎng)絡(luò)圖11X圖2-3等值網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖1 Es2E3圖2-4等值網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖2El |EjIS(G3.F2)圖2-5等值網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖3srG?.F5?>圖

17、2-6等值網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖4圖2-7等值網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)圖5各電抗值的計(jì)算:X1 X2 XT1 X/' =0.108+0.0768=0.1848X3 Xt3 X3 =0.108+0.0768=0.1848X5XeqXt4XeqXT4 =0.08175+0.19+ 0.08175 0.19 =0.8Xs10.0294X6Xs1XT4XeqXT4 =0.0294+0.19+ 0.0294 0.19 =0.288Xeq0.08175G3與Es2合并后電抗：X7X3XS2 = 01848 0.2 =0.096X3 XS2 0.1848 0.2轉(zhuǎn)移阻抗：X1KXl?X6 (-11)X5 X6 X7 XlX 0

18、.288X (占=0.03=0.4191 10.2880.09610.03X2KXl?X7(1X51 1X6 X71Xl)=0.03 X 0.096 (丄0.810.28810.09610.03X3K=0.14)=0.8 X 0.03 (10.2881 10.0960.03)計(jì)算電抗：Xceq = X3K ? S(1,2) =1.163125 2 =2.9075Sd100X5?Xl (丄X51X61X7Xl10.8=1.163表3-1短路電流計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算時(shí)間電流值/KAG 12G 3 , S 2S1短路電流/KA0標(biāo)幺值0.3277.3862.795有名值0.5133.7081.4035.

19、6241標(biāo)幺值0.3277.3862.795有名值0.5133.7081.4035.6242標(biāo)幺值P 0.3277.3862.795有名值0.5133.7081.4035.624電流基準(zhǔn)值：1一 Sd =仁52 =1Id(13U3 115=1.261001 d(S1)0.502,3 115短路電流：IK =0.513+3.708+1.403=5.6244 電氣設(shè)備的選擇電氣設(shè)備的選擇是發(fā)電廠(chǎng)和變電所電氣設(shè)計(jì)的主要容之一。正確的選擇電 氣設(shè)備是使電氣主接線(xiàn)和配電裝置達(dá)到安全、 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。 在進(jìn)行電氣 設(shè)備選擇時(shí)， 應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況， 在保證安全可靠的前提下， 積極而穩(wěn)妥的采 用新技術(shù)

20、，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電器。4.1 電氣設(shè)備選擇的一般原則(1) 所選設(shè)備應(yīng)能滿(mǎn)足正常運(yùn)行、 檢修、短路和過(guò)電壓情況下的要求， 并考 慮遠(yuǎn)景發(fā)展； 在滿(mǎn)足可靠性要求的前提下， 應(yīng)盡可能的選用技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理 的設(shè)備，使其具有先進(jìn)性；(2) 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件對(duì)設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)；(3) 所選設(shè)備應(yīng)予整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致；(4) 同類(lèi)設(shè)備應(yīng)盡量減少品種；(5) 選用新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)， 并經(jīng)正式鑒定合格。 在特殊情況 下，選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)經(jīng)過(guò)上級(jí)批準(zhǔn)。4.2 電氣設(shè)備的選擇條件 正確的選擇電器是使電氣主接線(xiàn)和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條 件。在進(jìn)行電器選擇時(shí)，

21、應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全可靠的前提下， 積極 而穩(wěn)妥的采用新技術(shù)， 并注意節(jié)省投資， 選擇合適的電器。 電器要能可靠的工作， 必須按正常條件下進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來(lái)校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。4.2.1 按正常工作條件選擇電氣設(shè)備(1) 額定電壓和最高工作電壓 電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓調(diào)壓或負(fù)荷的變化， 有時(shí)會(huì)高于電網(wǎng)的額定電 壓，故所選電氣設(shè)備允許的最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓。 通 常，規(guī)定一般電氣設(shè)備允許的最高工作電壓為設(shè)備額定電壓的 1.1-1.15 倍，而電網(wǎng)運(yùn)行電壓的波動(dòng)圍，一般不超過(guò)電網(wǎng)額定電壓的 1.15 倍。因此，在選擇電氣設(shè)備時(shí)，所選用的電氣設(shè)備允許最高工作

22、電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電 壓，即卩Un > Usn。( 2) 額定電流電氣設(shè)備的額定電流 IN 是指額定周?chē)h(huán)境溫度下，電氣設(shè)備的長(zhǎng)期允許電 流。In應(yīng)不小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流Imax，即In> Imax。由于發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)和變壓器在電壓降低 5%時(shí)，出力保持不變，故其相應(yīng) 回路的Imax為發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)或變壓器的額定電流的1.05倍；若變壓器有過(guò)負(fù) 荷運(yùn)行可能時(shí)，Imax應(yīng)按過(guò)負(fù)荷確定(1.3-2倍變壓器額定電流)；母聯(lián)斷路器 回路一般可取母線(xiàn)上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)或變壓器的 Imax;母線(xiàn)分段電抗器的Imax 應(yīng)為母線(xiàn)上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)跳閘時(shí)， 保證該

23、段母線(xiàn)負(fù)荷所需的電流， 或最大一臺(tái) 發(fā)電機(jī)額定電流的50%-80%出線(xiàn)回路的Imax除考慮正常負(fù)荷電流外，還應(yīng)考 慮事故時(shí)由其他回路轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)的負(fù)荷。4.2.2 按短路情況校驗(yàn)a. 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)短路電流通過(guò)電氣設(shè)備時(shí) , 電氣設(shè)備各部分的溫度應(yīng)不超過(guò)允許值 . 滿(mǎn)足熱 穩(wěn)定的條件為2lt t >Qk式中：Qk為短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)，It、t分別為電器允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電 流和時(shí)間。b. 電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn)電動(dòng)力穩(wěn)定是電氣設(shè)備承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力， 亦稱(chēng)動(dòng)穩(wěn)定。 滿(mǎn)足動(dòng) 穩(wěn)定的條件為ies > ish 或 les > lsh式中 ish 、 Ish 分別為短路沖擊電流幅值和有效

24、值； ies 、 Ies 分別為電氣設(shè)備允許的動(dòng)穩(wěn)定電流的幅值和有效值。同時(shí)，應(yīng)按電氣設(shè)備在特定的工程安裝使用條件， 對(duì)電氣設(shè)備的機(jī)械負(fù)荷能 力進(jìn)行校驗(yàn)，即電氣設(shè)備的端子允許荷載應(yīng)大于設(shè)備引線(xiàn)在短路時(shí)的最大電動(dòng) 力。下列幾種情況可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定或動(dòng)穩(wěn)定。（1）用熔斷器保護(hù)的電氣設(shè)備， 其熱穩(wěn)定由熔斷時(shí)間保證， 故可不驗(yàn)算熱 穩(wěn)定。（2）采用有限流電阻的熔斷器保護(hù)的設(shè)備可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。（3）裝設(shè)在電壓互感器回路中的裸導(dǎo)體和電氣設(shè)備可不驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)定。c. 短路計(jì)算時(shí)間（1）熱穩(wěn)定短路計(jì)算時(shí)間 tk 。該時(shí)間用于校驗(yàn)電氣設(shè)備在短路狀態(tài)下的熱穩(wěn) 定，其值為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 tpr 和相應(yīng)斷路器的全開(kāi)斷

25、時(shí)間 tbr 之和，即tk=tpr +tbr斷路器全開(kāi)斷時(shí)間 tbr 是指給斷路器的分閘脈沖傳送到斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)的跳閘線(xiàn)圈時(shí)起，到各相觸頭分離后電弧完全熄滅為止的時(shí)間段。顯然，tbr 包括兩 個(gè)部分，即t br =t in（2）短路開(kāi)斷計(jì)算時(shí)間 tk '。斷路器不僅在電路中作為操作開(kāi)關(guān)， 而且在短路 時(shí)要作為保護(hù)電器， 能迅速可靠地切斷短路電流。 為此，斷路器應(yīng)能在動(dòng)靜觸頭 剛分離時(shí)刻， 可靠開(kāi)斷短路電流， 該短路開(kāi)斷計(jì)算時(shí)間 tk '和斷路器固有分閘時(shí)間 tin 之和，即tk = t pr1tin對(duì)于無(wú)延時(shí)保護(hù)， t pr1 為保護(hù)啟動(dòng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)間之和， 傳統(tǒng)的電磁式保護(hù)

26、裝置一般為 0.050.06s ，微機(jī)保護(hù)裝置一般為 0.0160.03s 。423斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的選擇選 Pn =20MVA發(fā)電機(jī)最大持續(xù)工作電流:I max31.05Pn05 20 10105.4AUNS,3Un3 115根據(jù)110KV出線(xiàn)回路的Uns、丨max及斷路器安裝在屋的要求，查附表 5,可選SW4-110 /1000型少油斷路器，固有分閘時(shí)間tm為0.06s短路熱穩(wěn)定計(jì)算時(shí)間tK為2s由于tK>1s,不計(jì)非周期熱效應(yīng)，短路電流的熱效應(yīng) Qk等于周期分量熱效應(yīng)Qp222Qk|"2 10l22tK=562410 J245264 2=63.26(KA)2?s短路開(kāi)端時(shí)

27、間tk' tpk1 tin =0.1+0.06>0.1s，故用I''校驗(yàn) 扁o沖擊電流：ish 18.2 5.62414.31(KA)表4-1斷路器、隔離開(kāi)關(guān)選擇結(jié)果:表計(jì)算數(shù)據(jù)SW-110/1000型斷路器GW4-1100/1000-80 型隔離開(kāi)關(guān)U Ns110KVU N110KVUn110KVI max105.4AI N1000AI N1000AnI5.624KAI Nbr32KA-i sh14.31KAI Nc155KA-223212亠221.5 5Qk63.26 kA 2? sIt?t21024KA? sIt?t22311.25 KA ?Si sh14.

28、31KAi es55KAi es80KA斷路器的選擇：1 從表 1-2 中可知，Un Usn 110KV,In Imax。符合高壓斷路器額定電壓和電流的選擇。2開(kāi)斷電流選擇：從表1-2中可知INbr I''3. 短路關(guān)合電流的選擇：從表1-2中可知iNCL ish4. 短路熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：從表 1-2 中知，lt2?t 322 11024(KA)2?s Qk 63.26(KA)2 ?si ES Ish隔離開(kāi)關(guān)與斷路器相比，在額定電壓、電流的選擇及短路動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)的項(xiàng)目相同。但由于隔離開(kāi)關(guān)不用來(lái)接通和切除短路電流，故無(wú)需進(jìn)行開(kāi)斷電流和短路關(guān)合電流的校驗(yàn)。電流互感器的選擇ish =14.31A Qk =63.26 (KA)2 ?S I max=105.4A根據(jù)電流互感器安裝處的電網(wǎng)電壓，Imax，查附表8電流互感器的技術(shù)參數(shù), 選LCWD-11C型電流互感器。校驗(yàn)互感器的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定：從附表8中得知，熱穩(wěn)定系數(shù)Kt =75,動(dòng)穩(wěn)定