陜西理工學(xué)院電氣專業(yè)火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書院（系）電氣工程系專業(yè)班級XXX班學(xué)生姓名XXX一、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)二、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作自2010年3月1日起至2010年6月25日止三、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)行地點(diǎn):501樓繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)室四、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的內(nèi)容要求：（一）設(shè)計(jì)原始資料1 .發(fā)電廠建設(shè)規(guī)模某地區(qū)根據(jù)電力系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃，擬新建一座裝機(jī)容量為700MW的凝汽式火力發(fā)電廠，裝機(jī)4臺，2臺50MW機(jī)組（Un=10.5kV）.2臺300MW機(jī)組（Un=15.75kV）,廠用電率6%.機(jī)組年利用小時(shí)Tmax=6500h。2 .電力負(fù)荷及與電力系統(tǒng)連接情況1） 10.5

2、kV電壓級：最大負(fù)荷20MW.最小負(fù)荷15MW.cos=0.8,電纜饋線10回;2） 220kV電壓級：最大負(fù)荷250MW.最小負(fù)荷200MW.COS=0.85,Tax=4500h.架空線6回;3） 330kV電壓級與容量為3500MW的電力系統(tǒng)連接.系統(tǒng)歸算到本申廠330kV母線上的標(biāo)幺電抗為0.021（基準(zhǔn)容量為100MVA）,330kV架空線4回，備用線1回。3 .環(huán)境條件當(dāng)?shù)啬曜罡邷囟?0C,年平均溫席25C；當(dāng)?shù)睾０胃叨?00m；當(dāng)?shù)乩妆┤諗?shù)30日/年；氣象條件一般，無嚴(yán)重污染。（二）設(shè)計(jì)任務(wù)1 .發(fā)電廠電氣主接線的設(shè)計(jì);2 .短路曲流計(jì)算;3 .主要電氣設(shè)備詵擇;4 .配電裝置規(guī)劃

3、及布置:5 .為由機(jī)、變壓器的保護(hù)配置及整鋁計(jì)算;6 .330kV、2200kV線路的保護(hù)配置及整定計(jì)算。（三）設(shè)計(jì)要求1、設(shè)計(jì)要遵循國家現(xiàn)行法律、法規(guī)，貫徹執(zhí)行國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策和基本建設(shè)程序;2、在滿足可靠性的前提下，盡量經(jīng)濟(jì)，便于施工、維護(hù)、檢修、擴(kuò)建等；3、積極采用成熟的新產(chǎn)品和新技術(shù)，主要設(shè)備要做到可靠、適用、先進(jìn)；4、變電站應(yīng)靠近負(fù)荷中心，節(jié)約用地；具有線路進(jìn)出線走廊，交通運(yùn)輸方便；5、電氣設(shè)備選擇結(jié)果應(yīng)以表格的形式給出；6、圖紙要求用AutoCAD繪制，圖紙的圖幅、圖框、文字、符號應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。（四）設(shè)計(jì)成果1、設(shè)計(jì)說明書一份2、發(fā)電廠電氣主接線圖一張指導(dǎo)教幣系（教

4、研室）系（教研室）主任簽名批準(zhǔn)日期接受論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)開始執(zhí)行日期學(xué)生簽名火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)XXX（陜西理工學(xué)院電氣工程系XXX班，陜西漢中）指導(dǎo)教師：XXX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(fèi)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(fù)荷中心。電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)計(jì)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(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)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(hù)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(jì)、生

5、活的各個(gè)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(jī)容量的75%o本文是對配有2臺50MW和2臺300MW汽輪發(fā)電機(jī)的大型火電廠一次部分的初步設(shè)計(jì)，主要完成了電氣主接線的設(shè)計(jì)。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(jì)算、臺數(shù)和型號的選擇；短路電流計(jì)算和高壓電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)；并作了變壓器保護(hù)配置。關(guān)鍵詞發(fā)電廠；變壓器；電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；電氣設(shè)備TheDesignOfSteampowerplantelectricalpartLifei(Grade06,class4,ThedepartmentofElectricalEngineering,Shaanx

6、iUniversityofTechnology,Hanzhong723003,Shaanxi)Tutor：LiyingfengAbstract:Bythepowergeneration,transformation,transmissionanddistributionofelectricityandenergycomponents,andotheraspectsofproductionandconsumptionsystems.Itisthefunctionofthenaturalworldthroughthepowerofprimaryenergyintoelectricalenergyp

7、owerplant,thenlost,transformingthesystemanddistributionsystemwillsupplypowertotheloadcenters.Electricalwiringisthemainpowerplant,electricsubstationdesignedfirstandforemostpartofthepowersystemisalsoconstituteanimportantpart.Determinationofthemaincableonthepowersystemasawholeandpowerplants,substations

8、torunitsreliability,flexibilityandeconomyarecloselyrelated.Andchoiceofelectricalequipment,powerdistributionequipmentconfiguration,relayprotectionandcontrolofthemeanstodevelopagreaterimpact.Theuseofpowerhasinfiltratedthesocial,economic,inallareasoflife,andinthepowerstructureofChina'sthermalpowere

9、quipmentcapacityofthetotalinstalledcapacityof75%.Thisarticleisequippedwith2*50and2*300MWturbo-generatoroflarge-scalethermalpowerplantsapartofthepreliminarydesignofthemaincompletedthemainelectricalwiringdesign.Includingtheelectricalwiringofthemainformsofcomparison,thechoice;maintransformer,thestart/s

10、tand-bytransformerandthehigh-voltagetransformerfactorywiththecapacityofcalculation,thenumberofmodelsandoptions;short-circuitcurrentcalculationandhigh-voltageelectricalequipmentselectionandvalidation;andmadetheprotectionoftransformer.Keywords:powerplant;transformer;powersystem;relay;electricalequipme

11、nt.目錄1引言12電氣主接線設(shè)計(jì)22.1 原始資料22.2 主接線方案的擬定22.3 主接線方案的評定32.4 發(fā)電機(jī)及變壓器的選擇33短路電流計(jì)算63.1 概述63.2 系統(tǒng)電氣設(shè)備電抗標(biāo)幺值計(jì)算63.3 短路電流計(jì)算73.3.1 10.5kV側(cè)短路計(jì)算73.3.2 220kV側(cè)短路計(jì)算93.3.3 330kV側(cè)短路計(jì)算124電氣設(shè)備的選擇164.1 斷路器的選擇164.1.1 330kV側(cè)高壓斷路器的選擇164.1.2 220kV側(cè)高壓斷路器的選擇184.1.3 10.5kV側(cè)斷路器的選擇204.2 隔離開關(guān)的選擇234.2.1 330kv側(cè)隔離開關(guān)的選擇234.2.2 220kV側(cè)隔離

12、開關(guān)的選擇254.2.3 10.5kV隔離開關(guān)的選擇274.3 電流互感器的選擇294.3.1 330kV側(cè)電流互感器的選擇304.3.2 220kV側(cè)電流互感器的選擇324.3.3 10.5kV側(cè)電流互感器的選擇344.4 電壓感器的選擇354.4.1 330kV側(cè)TV的選擇364.4.2 220kV側(cè)TV的選擇374.4.3 發(fā)電機(jī)TV的選擇374.5 導(dǎo)體的選擇及校驗(yàn)384.5.1 330kV母線選擇384.5.2 330kV連接線選擇394.5.3 220kV母線選擇404.5.4 220kV連接線選擇414.5.5 10.5kV母線選擇414.5.6 發(fā)電機(jī)端封閉母線的選擇425配電

13、裝置規(guī)劃及布置435.1 概述435.2 屋內(nèi)配電裝置435.3 屋外配電裝置445.4 發(fā)電機(jī)與配電裝置的連接446主系統(tǒng)保護(hù)配置整定456.1 系統(tǒng)防雷保護(hù)456.1.1 330kV側(cè)避雷器的選擇和校驗(yàn)466.1.2 220kV側(cè)避雷器的選擇和校驗(yàn)466.1.3 10.5kV側(cè)避雷器的選擇和校驗(yàn)476.2 變壓器繼電保護(hù)配置及整定486.3 發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)配置及整定496.4 輸電線路保護(hù)52總結(jié)53致謝54參考文獻(xiàn)55外文翻譯錯誤！未定義書簽。附錄I60附錄n61陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)在高速發(fā)展的現(xiàn)代社會中，電力工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中有著重要作用，它不僅全面地影響國民經(jīng)濟(jì)其他部門的發(fā)展，同時(shí)也極

14、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(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)。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(fēng)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(jì)的環(huán)境中，我們在提高火電技術(shù)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(jī)組，但火電仍占領(lǐng)電力的大部分市場，近年電力發(fā)展滯后經(jīng)濟(jì)發(fā)展，全國上了許多火電廠，但火電技術(shù)必須不斷提高發(fā)展，才能適應(yīng)和諧社會的要求。1.1 設(shè)計(jì)在工程建設(shè)中的作用設(shè)計(jì)工作是工程建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。做好設(shè)計(jì)工作對

15、工程建設(shè)的工期、質(zhì)量、投資費(fèi)用和建成投產(chǎn)后的運(yùn)行安全可靠性和生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟(jì)效益，起著決定性作用。設(shè)計(jì)是工程建設(shè)的靈魂。設(shè)計(jì)的基本任務(wù)是，在工程建設(shè)中貫徹國家的基本建設(shè)方針和技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，做出切合實(shí)際、安全實(shí)用、技術(shù)先進(jìn)、綜合效益好的設(shè)計(jì)，有效的為電力建設(shè)服務(wù)。1.2 設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)效益和促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的方針。2 .要運(yùn)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(yuǎn)期、技改與新建、生產(chǎn)與生活、安全與經(jīng)濟(jì)等方面的關(guān)系。3 .要根據(jù)國家規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)與有關(guān)規(guī)定，

16、結(jié)合工程的不同性質(zhì)、要求，從實(shí)際情況出發(fā)，合理確定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。4 .要實(shí)行資源的綜合利用，節(jié)約能源、水源，保護(hù)環(huán)境，節(jié)約用地等。1.3設(shè)計(jì)的基本程序設(shè)計(jì)要執(zhí)行國家規(guī)定的基本建設(shè)程序。工程進(jìn)入施工階段后，設(shè)計(jì)工作還要配合施工、參加工程管理、試運(yùn)行和驗(yàn)收，最后進(jìn)行總結(jié)，從而完成設(shè)計(jì)工作的全過程。隨著我國電力工業(yè)的技術(shù)水平和管理水平不斷提高，現(xiàn)在已有許多電廠實(shí)現(xiàn)了集中控制和采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控.電力系統(tǒng)也實(shí)現(xiàn)了分級集中調(diào)度，所有電力企業(yè)都在努力增產(chǎn)節(jié)約，降低成本，確保安全遠(yuǎn)行。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力工業(yè)將逐步跨入世界先進(jìn)水平的行列?；鹆Πl(fā)電廠是生產(chǎn)工藝系統(tǒng)嚴(yán)密、土建結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工難度較大的工業(yè)建筑。電

17、力工業(yè)的發(fā)展，單機(jī)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(gòu)和設(shè)計(jì)不斷地改進(jìn)和發(fā)展。第51頁共61頁2電氣主接線設(shè)計(jì)2.1 原始資料設(shè)計(jì)電廠總?cè)萘?X50+2X300=700MW。當(dāng)本廠投產(chǎn)后，將占系統(tǒng)總?cè)萘繛?00/(3500+700)M00%=16.7%>15%,超過了電力系統(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)中的地位和作用很重要，而且Tmax=6500h/a>5000h/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)及電壓等級可知，它具有10.5kV,220kV,330kV三級電壓負(fù)荷

18、。10.5kV容量不大，為地方負(fù)荷。330kV與系統(tǒng)有4回饋線，備用線1回，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700-15-200-7006%=443MW,最小可能接受本廠送出電力為700-20-250-7006%=388MW,可見，該廠330kV接線對可靠性要求很高，采用3/2接線形式。220kV架空線出線6回，為提高其供電的可靠性，采用雙母線帶旁路母線的接線形式。10.5kV電壓級共有10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 主接線方案的擬定在對原始資料分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合對電氣接線的可靠性、靈活性及經(jīng)濟(jì)性等基本要求，綜合考慮。在滿足技術(shù)，

19、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)對原始資料的分析，現(xiàn)將主接線方案擬訂如下：(1) 10.5kV:鑒于出線回路多，且發(fā)電機(jī)單機(jī)容量為50MW,遠(yuǎn)大于有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)程對選用單母線分段接線不得超過24MW的規(guī)定，應(yīng)確定為雙母線分段接線形式，兩臺50MW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電壓220kVo由于50MW機(jī)組均接于10.5kV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

20、出線上裝出線電抗器。(2) 220kV:出線6回，采用雙母線帶旁路接線形式。進(jìn)線從10.5kV側(cè)送來剩余容量2X50-(700>6%)+20=38MW,不能滿足220kV最大及最小負(fù)荷的要求。為此以一臺300MW機(jī)組按發(fā)電機(jī)一變壓器單元接線形式接至220kV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330kV接線相連，相互交換功率。(3) 330kV:出線4回，為使出線斷路器檢修期間不停電，采用3/2接線，。其進(jìn)線一路通過聯(lián)絡(luò)變壓器與220kV連接，另一路為一臺300MW機(jī)組與變壓器組成單元接線，直接接入330kV,將功率送往電力系統(tǒng)。據(jù)以上分析，接線形式如下：220KVW51

21、W4W3I廠備用W2WIWIILITE18KV300MW S50MW電氣主接線圖S 50MWj-)i-ii_lr-iIlli_r r10.5KV18KV300MW330KVW7W6備用2.3 主接線方案的評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?、靈活性的同時(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，每一種電壓級中均有兩臺變壓器聯(lián)系，保證在變壓器檢修或故障時(shí)，不致使各級電壓解列。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。在靈活性方面，運(yùn)行方式較簡單，調(diào)度靈活性好，各種電壓級接線都便于擴(kuò)建和發(fā)展

22、。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，該主接線方案對所設(shè)計(jì)的這一火電廠而言，是比較合理的，可以采納2.4 發(fā)電機(jī)及變壓器的選擇1、發(fā)電機(jī)的選擇：查電氣設(shè)備運(yùn)行及事故處理兩臺50MW：電機(jī)選用QFS-50-2汽輪發(fā)電機(jī),兩臺300MWC輪發(fā)電機(jī)選用QFS-300-2型汽輪發(fā)電機(jī)。2、變壓器的選擇：根據(jù)本設(shè)計(jì)具體情況，應(yīng)該選擇2臺雙繞組變壓器，2臺三繞組變壓器,本設(shè)計(jì)中的主變選擇如下:2臺雙繞組變壓器容量確定公式：Pn300SN110%（16%）110%（16%）365（MVA）cos0.85查電氣設(shè)

23、備運(yùn)行及事故處理，選定變壓器的容量為360MVA。根據(jù)實(shí)際要求，聯(lián)絡(luò)變壓器的容量選取和主變一樣3.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：（1）發(fā)電機(jī)具體參數(shù)如表2-1:表2-1發(fā)電機(jī)技術(shù)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(biāo)幺值）Xd發(fā)電機(jī)G1,G2QFS-50-25010.534370.80.1953發(fā)電機(jī)G3,G4QFS-300-230018113210.850.167（2） 330kv雙繞組為SFP-7-360000/330型。主要技術(shù)參數(shù)如表2-2:表2-2技術(shù)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（%）360000Y

24、N,d11高壓：345+2X2.5%低壓：1814014（3） 220kv雙繞組為SFP-7-360000/220型。主要技術(shù)參數(shù)如表2-3:表2-3技術(shù)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（%）360000YN,dn高壓：242+2X2.5%低壓：1815515（4）聯(lián)絡(luò)變壓器選取SSPSO-360000/330型。主要技術(shù)參數(shù)如表2-4:表2-4技術(shù)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360000100/100/20高壓：363+5%中壓：242低壓：10.5207高-中：7.5高-低：77.5中-低：6

25、6.7YN,yn0,d114.10kV側(cè)三繞組變壓器選取OSFPS240000/330型。主要技術(shù)參數(shù)如表2-5:表2-5技術(shù)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240000100/100/50高壓：363+2X1%中壓：242低壓:10.573.5高-中：8.64高-低：94.2中-低：78.5YN,yn0,d113短路電流計(jì)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(jì)算是為了選擇和校驗(yàn)QRQS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

26、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)備電抗標(biāo)幺值計(jì)算系統(tǒng)基準(zhǔn)值SB100MVA,基準(zhǔn)電壓UR=Ua,nbav.n1、發(fā)電機(jī)電抗標(biāo)幺值的計(jì)算發(fā)電機(jī)G1,G2：X1dX2d=0.1953發(fā)電機(jī)Gq.G/：X.X.=0.191343d4d2、變壓器電抗標(biāo)幺值的計(jì)算vUk(%)SB151

27、00c330kV主變壓器：220kV主變壓器：XkXL_B0,042T100SN100360Uk(%)SB14100XT0.0381100SN10036010kV側(cè)三繞組變壓器T：c,1c,“Uk1(%)2U(12)(%)U(13)(%)U(23)(%)1=-(7.577.566.7)9.151c,c,c,Uk2(%)2U(12)(%)U(23)(%)U(13)(%)1,“、一=-(7.566.777.5)1.651c,c,c,Uk3(%)2U(13)(%)U(23)(%)U(12)(%)1,2、=-(77.566.77.5)68.35XT1Uk1(%)SB100 SN9.15 100100

28、3600.025XT 2Uk2(%)100SbSN1.651001000.005360XT3Uk3(%)100SBSn68.351001000.193603.母線電抗器電抗標(biāo)幺值的計(jì)算:額定電流IN=0.4kA, UN=10kV,電抗百分比數(shù)發(fā)電機(jī)G1(或G2)的額定電流Ing=3.347kA。母線電抗器一般取發(fā)電機(jī)額定電流的5%8%,照此標(biāo)準(zhǔn)選電抗器NKL-10-400-5型,Xl(%)=5,由此得電抗標(biāo)么值為：XXl(%)Un SbL 100 3In U 2 av.n101001003 0.4 10.520.6554.系統(tǒng)歸算到330kV側(cè)的電抗標(biāo)么值：Xs0.0213.3短路電流計(jì)算用于

29、校驗(yàn)設(shè)備的最大三相對稱短路電流的計(jì)算。機(jī)和系統(tǒng)的次暫態(tài)電勢 E" =1。本設(shè)計(jì)中，短路計(jì)算采用近似方法計(jì)算。即發(fā)電330kVk3k5k110.5kVk2k4220kV圖3-1全系統(tǒng)圖的等值電路3.3.1 10.5kV側(cè)短路計(jì)算k1點(diǎn)發(fā)生短路，其等值電路圖如下:14=X/(X+X)=0.021/(0.191+0.038)=0.02123X15=X4+X5=0.191+0.042=0.233XXQ+XQ=0.025-0.005=0.0216=89X=X+X=0.655+0.1953=0.85201213Y一1718X6 X10 X6 X7X7 X10X10X6 X10 X6 X7 X7

30、X10X70.05 0.342 0.05 0.015 0.015 0.3420.0670.3420.05 0.342 0.05 0.015 0.015 0.342 , 1.5320.015X19X6X10X6X7X7X100.050.3420.050.0150.0150.342ff0.46X60.05X21X16/X170.02/0.0670.015X22X23X18X21X18X19X21X18X191.5320.0150.0111.5320.460.0151.5320.46X24X18X1919XX2121X18X19X211.5320.460.0150.3510.460.0150.003

31、1.5320.460.015X25(X14+X22)(X15+X24)+X23(0.020.01D/(0.2330.003)短路等值阻抗+0.351=0.379X25/X20/X110.379/0.85/0.19530.112短路電流周期分量有效值Iw18.90.1121008.9-310.548.9(kA)最大有效值Iimp1.52Iw1.5248.974.3(kA)沖擊電流短路功率Skt IwSB8.9 100 890 (MV A)3.3.2220kV側(cè)短路計(jì)算發(fā)生短路，其等值電路圖如下:(1) 220kV 母線(k2 點(diǎn))!：ir.u.->ish2.55Iw2.5548.9124.

32、7(kA)14=X/(X+X)=0.021/(0.191+0.038)=0.0223X15=X4+X5=0.191+0.042=0.233XX口+XQ=0.025-0.005=0.0216=89X17=X/(X+X)+X=0.1953(0.655+0.1953)+0.342=0.51711121310X18X19X20X6 X7X6 X7 X160.05 0.0150.05 0.015 0.020.009X6 X16X6 X7 X160.05 0.020.05 0.015 0.020.003X7 X16X6 X7 X160.015 0.020.05 0.015 0.020.004X91=X14

33、+X=0.02+0.003=0.23211419X22=X17+X18=0.5+0.009=0.509X23=X21/X22+X20=0.023/0.509+0.004=0.026短路等值阻抗XXJ/Xg0.233/0.0260.0231523短路電流周期分量有效值10.0250SB100IBIwtb43.4810.87(kA)、3Un.3231最大有效值I.m八1.52I1.5210.8716.52impw沖擊電流1sh2.55Iw2.5510.8727.72(kA)短路功率SktIwSb43.481004348(mva)(2)發(fā)電機(jī)G4出口(k4點(diǎn))短路計(jì)算，其等值電路圖如下:X6 X7X

34、6 X 7 X160.009X14=X1/(X2+X3)=0.021/(0.191+0.038)=0.02X15=X11/(X12+X13)+X10=0.1953/(0.655+0.1953)+0.342=0.5X16=X8+X9=0.025-0.005=0.02Y0.050.0150.050.0150.02X18X6X16X6X7X160.050.020.050.0150.020.003X19X7X16X6X7X160.0150.020.050.0150.020.004X20X21X22X5X15X14X0.0420.0040.04619X17X180.50.0090.5090.020.00

35、30.023短路等值阻抗(X21/X22X20)/X4(0.023/0.5090.046)/0.1910.05短路電流周期分量有效值0.0520IwIwSB3Un20100一5(kA)3231最大有效值Iimp1.52Iw1.5257.6(kA)沖擊電流ish2.55IW2.55512.75(kA)短路功率SktSB201002000(MVA)3.3.3330kV側(cè)短路計(jì)算(1)330kV母線處（k3點(diǎn)）短路，其等值電路圖如下:X14X6 X7X6 X7 X160.009X18X19X6 X16X6 X7 X160.05 0.020.05 0.015 0.020.003X20X7 X16X6

36、X7 X160.015 0.020.05 0.015 0.020.004X/(XX)0.021/(0.1910.038)0.0223X_X/X：0.1910.0420.2331545XXQX0.0250.0050.021689X17X11/(X12X13)X100.1953/(0.6550.1953)0.3420.5Y0.050.0150.050.0150.02XXX9n0.2330.0040.237211520X22X17X180.50.0090.509短路等值阻抗X(X21/X22X19)/X14(0.237/0.5090.012)/0.020.02短路電流周期分量有效值10.0250SB

37、3Un50100,33478.33(kA)最大有效值1kmp1.52Iw1.528.3312.662(kA)沖擊電流短路功率(2)發(fā)電機(jī)G3出口（ k5點(diǎn)）短路計(jì)算，其等值電路圖如下:ish2.55Iw2.558.3321.242(kA)SktIwSB501005000(MVA)X14X15X16X17X/X0.1910.0420.23345X8X90.0250.0050.02X11/(X12X13)X100.1953/(0.6550.1953)0.3420.5X6 X7X6 X 7 X160.0090.050.015X18X6 X16X6 X 7 X160.05 0.020.05 0.015

38、 0.020.003X19X7 X16X6 X7 X160.015 0.020.05 0.015 0.020.0040.050.0150.02X"X/XX0.237/0.5090.0030.165222021180.044短路等值阻抗X(X1/X22X3)/X2(0.021/0.1650.038)/0.191短路電流周期分量有效值22.7270.044SB22.727100,3 3473.781(kA)最大有效值1kmp1.52Iw1.525.747(kA)沖擊電流ish2.55Iw2.553.7819.642(kA)短路功率SktIwSB22.7271002272.7(MVA)4電

39、氣設(shè)備的選擇4.1 斷路器的選擇斷路器的選擇，除滿足各項(xiàng)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(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)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(dāng)少油斷路器不能滿足要求時(shí)，可以選用SR斷路器。斷路器選擇的具體技術(shù)條件如下：1）額定電壓校驗(yàn):UnU max2）額定電流選擇:INImax3）開斷電流:I Nbr Iw （短路電流有效值）4）動穩(wěn)定:5）熱穩(wěn)定:ies ish（短路沖擊電流）Qr Qk隔離開關(guān)的選擇校驗(yàn)條件與斷路器相同，并可以適當(dāng)降低要求4.1.1 330kV側(cè)高壓斷路器的選擇（1）主變330kV側(cè)

40、高壓斷路器的選擇流過斷路器的最大持續(xù)工作電流1.05Sn360Imax一1.05Z0.661（kA）3un3330計(jì)算數(shù)據(jù)表：表4-1330kV高壓斷路器計(jì)算數(shù)據(jù)表U(kV)Imax(kA)Iw(kA)ish(kA)3300.6618.3321.24為了滿足計(jì)算的各項(xiàng)條件，查電氣設(shè)備運(yùn)行及事故處理參考資料，選擇LW15-363/Q高壓斷路器，技術(shù)參數(shù)如下：.= 40(kA) > Q8.33 (kA)開斷電流校驗(yàn)合格。表4-2LW15-363/Q型高壓斷路器參數(shù)表項(xiàng)目額定電壓最高電壓額定電流額定開斷電流額定關(guān)合電流動穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流額定合閘時(shí)間全開斷時(shí)間單位kVkVAkAkAkAkAss

41、LW15-363/Q33036331504010010040/4s0.10.05開斷電流校驗(yàn)動穩(wěn)定校驗(yàn):ish=100(kA)>ish=21.24(kA)動穩(wěn)定校驗(yàn)合格。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：設(shè)繼電保護(hù)后備保護(hù)時(shí)間ta為0.15S,全開斷時(shí)間L為0.05&則短路計(jì)算時(shí)間：tktatb=0.15+0.05=0.2(S)短路電流的熱效應(yīng)(kA)2,sQkIw Nbr = 40(kA) >Iw = 8.33(kA)開斷電流校驗(yàn)合格。動穩(wěn)定校驗(yàn):tk8.3320.213.878(kA)2.s2_22QrIt2t40246400(kA)2.sQrQk熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。所以，所選斷路器滿足要求。(

42、2)330kV出線高壓斷路器的選擇330kV出線回路設(shè)備應(yīng)按最大負(fù)荷進(jìn)行考慮選擇，所以流過斷路器的工作電流最大時(shí)為系統(tǒng)全部出力通過一回330kV送入系統(tǒng)時(shí)：(四條出線回路的斷路器相同)1.05pn1.053500Imax41.891(kA)3UnCOS33300.85計(jì)算數(shù)據(jù)表：表4-3330kV高壓斷路器計(jì)算數(shù)據(jù)表U(kV)Imax(kA)Iw(kA)ish(kA)3301.8918.3321.24為了滿足計(jì)算的各項(xiàng)條件，查電氣設(shè)備運(yùn)行及事故處理參考資料，選擇LW15-363/Q高壓斷路器，技術(shù)參數(shù)如下：表4-4LW15-363/Q型高壓斷路器參數(shù)表項(xiàng)目額定電壓最高電壓額定電流額定開斷電流額

43、定關(guān)合電流動穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流額定合閘時(shí)間全開斷時(shí)間單位kVkVAkAkAkAkAssLW15-363/Q33036331504010010040/4s0.10.05開斷電流校驗(yàn)ies=100(kA)>ies=21.24(kA)動穩(wěn)定校驗(yàn)合格。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：設(shè)繼電保護(hù)后備保護(hù)時(shí)間ta為0.15S,全開斷時(shí)間tb為0.05S,則短路計(jì)算時(shí)間:tktatb=0.15+0.05=0.2(S)短路電流的熱效應(yīng)(kA)2,s222QkIw2tk8.3320.213.878(kA)2.sQrIt2t40246400(kA)2.sQrQk熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。所以，所選斷路器滿足要求。330kV四條回路選擇相

44、同的高壓斷路器.4.1.2220kV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1.05Sn360Imax-：1.050.992(kA)3un3220計(jì)算數(shù)據(jù)表：表4-5220kV高壓斷路器計(jì)算數(shù)據(jù)表U(kV)Imax(kA)Iw(kA)ies(kA)2200.99210.8727.72為了滿足計(jì)算的各項(xiàng)條件，查電氣設(shè)備運(yùn)行及事故處理參考資料，選擇LW23-252型高壓斷路器，技術(shù)參數(shù)如下：表4-6LW23-252型高壓斷路器參數(shù)表項(xiàng)目額定電壓最高電壓額定電流額定開斷電流額定關(guān)合電流動穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流額定合閘時(shí)間全開斷時(shí)間單位kVkVAkAkAkAkA

45、ssLW23-25222025212504010010040/4s0.10.06開斷電流校驗(yàn)INbr=40(kA)>Iw=10.87(kA)開斷電流校驗(yàn)合格。動穩(wěn)定校驗(yàn)：ies=100(kA)>ies=27.72(kA)動穩(wěn)定校驗(yàn)合格。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：設(shè)繼電保護(hù)后備保護(hù)時(shí)間ta為0.15S,全開斷時(shí)間tb為0.05S,則短路計(jì)算時(shí)間：tktatb0.0150.060.21(S)短路電流的熱效應(yīng)(kA)2.sQkIw2tk10.8720.2124.813(kA)2.sQrIt2t40246400(kA)2.sQrQk熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。所以，所選斷路器滿足要求。(2) 220kV側(cè)母聯(lián)斷路器

46、的最大工作條件與變壓器220kV側(cè)滿足相同的要求，故選用相同設(shè)備。即選用LW23-252型六氟化硫斷路器。(3) 220kV出線高壓斷路器的選擇220kV出線回路設(shè)備應(yīng)按最大負(fù)荷進(jìn)行考慮選擇，所以流過斷路器的工作電流最大時(shí)為系統(tǒng)全部出力通過一回220kV送入系統(tǒng)時(shí)：(六條出線回路的斷路器相同)1.05Pn1.05250Imax60.135(kA)3UNcos32200.85計(jì)算數(shù)據(jù)表：表4-7220kV高壓斷路器計(jì)算數(shù)據(jù)表U(kV)Imax(kA)Iw(kA)ish(kA)2200.13510.8727.72為了滿足計(jì)算的各項(xiàng)條件，查電氣設(shè)備運(yùn)行及事故處理參考資料，選擇LW12-252型高壓斷

47、路器技術(shù)參數(shù)如下：表4-8LW12-252型高壓斷路器參數(shù)表項(xiàng)目額定電壓最高電壓額定電流額定開斷電流額定關(guān)合電流動穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流額定合閘時(shí)間全開斷時(shí)間單位kVkVAkAkAkAkAssLW12-25222025240005012512550/4s0.10.06開斷電流校驗(yàn)iNbr=50(kA)>Iw=10.87(kA)開斷電流校驗(yàn)合格。動穩(wěn)定校驗(yàn)：ish=125(kA)>ish=27.72(kA)動穩(wěn)定校驗(yàn)合格。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：設(shè)繼電保護(hù)后備保護(hù)時(shí)間ta為0.15S,全開斷時(shí)間h為0.065則短路計(jì)算時(shí)間:tktatb=0.15+0.05=0.21(S)短路電流的熱效應(yīng)(kA)2,

48、sQkIw2tk10.8720.2124.813(kA)2.s222QrIt2t502410000(kA)2.sQrQk熱穩(wěn)定校驗(yàn)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。(4) 220kV側(cè)旁路斷路器的最大工作條件與 備。即選用LW12-252型六氟化硫斷路器.4.1.310.5kV側(cè)斷路器的選擇220kV側(cè)出線回路滿足相同的要求，故選用相同設(shè)(1)發(fā)電機(jī)出口斷路器的選擇(母線側(cè)) 流過斷路器的最大持續(xù)工作電流：1.05snI max _3u n計(jì)算數(shù)據(jù)表：_1.05_50_3 10.5 0.83.608(kA)U(kV)I max (kA)Iw(kA)i s

49、h (kA)10.53.60848.9124.7表4-9 10.5kV 高壓斷路器計(jì)算數(shù)據(jù)表為了滿足計(jì)算的各項(xiàng)條件，查電氣設(shè)備運(yùn)行及事故處理參考資料，選擇 壓斷路器，技術(shù)參數(shù)如下：ZN28-12 型高項(xiàng)目額定電壓最高電壓額定 電流額定開斷電流額定關(guān) 合電流動穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定 電流額定合 閘時(shí)間全開斷 時(shí)間單位kVkVAkAkAkAkAssZN28-12101240005012512550/4s0.060.03表4-10 ZN28-12型高壓斷路器參數(shù)表開斷電流校驗(yàn)：iNbr=50(kA)習(xí)w=48.9(kA)開斷電流校驗(yàn)合格。動穩(wěn)定校驗(yàn)：ish=125(kA)>ish=124.7(kA)動

50、穩(wěn)定校驗(yàn)合格。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：設(shè)繼電保護(hù)后備保護(hù)時(shí)間ta為0.15S,全開斷時(shí)間tb為0.03S,則短路計(jì)算時(shí)間：tktatb0.0150.030.18(S)2短路電流的熱效應(yīng)(kA).s2_2_2QkIw2tk48.920.18430.4178(kA)2.s2_22QrIt2t502410000(kA)2.sQrQk熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。所以，所選斷路器滿足要求。(2) 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(jī)出口斷路器的選擇滿足相同的要求，故選用相同設(shè)備。即選用ZN28-12型斷路器。(3) 10.5kV出線斷路器選擇10.5kV出線回路設(shè)備應(yīng)按最大負(fù)荷進(jìn)行考慮選擇，所以流過斷路器

51、的工作電流最大時(shí)為系統(tǒng)全部出力通過一回220kV送入系統(tǒng)時(shí)：(十條出線回路的斷路器相同)1 051.0520sImax-.PN.100.144(kA).3Uncos310.50.8計(jì)算數(shù)據(jù)表：表4-1110.5kV高壓斷路器計(jì)算數(shù)據(jù)表U(kV)Imax(kA)Iw(kA)ish(kA)10.50.14448.9124.7為了滿足計(jì)算的各項(xiàng)條件，查電氣設(shè)備運(yùn)行及事故處理參考資料，選擇ZN12-12型高壓斷路器，技術(shù)參數(shù)如下：表4-12ZN12-12型高壓斷路器參數(shù)表項(xiàng)目額定電壓最高工作電壓額定電流額定開斷電流額定關(guān)合電流動穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流額定合閘時(shí)間全開斷時(shí)間單位kVkVAkAkAkAkAssZN