發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計資料

1、才芮氏族人身QngtiaiSiationafittesUniversity發(fā)電廠電氣設(shè)備課程設(shè)計500kV變電站電氣部分學院：交通學院專業(yè)：酢源與動力工程班級：學號：姓名：指導老師：馬萬偉日期:2015年12月課程設(shè)計任務書一、課程設(shè)計的內(nèi)容本課程設(shè)計是發(fā)電廠電氣設(shè)備課程后的一門設(shè)計性實踐課程。其目的是使學生掌握火力發(fā)電廠及變電站電氣一次部分設(shè)計的基本方法；培養(yǎng)嚴肅認真的工作作風和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度；培養(yǎng)學生獨立解決問題的能力。具體內(nèi)容如下：1.對發(fā)電廠及變電站在系統(tǒng)中的地位和作用及所供用戶的分析；2 .選擇發(fā)電廠及變電站主變壓器的臺數(shù)、容量、型式；3 .分析確定各電壓側(cè)主接線形式及采用配電裝置型

2、式；4 .分析確定廠（站）用電接線形式；5 .進行選擇設(shè)備和導體所必須的短路電流計算；6 .選擇變壓器高、中、低壓側(cè)的斷路器、隔離開關(guān)；7 .選才?10kV硬母線；8 .選擇配電裝置型式及設(shè)計；9 .用AutoCAD繪制發(fā)電廠及變電站電氣主接線圖。二、課程設(shè)計的要求與數(shù)據(jù)1、根據(jù)電力系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃，擬在某地區(qū)新建一座裝機容量為200MWJ凝汽式火力發(fā)電廠，發(fā)電廠安裝2臺100MW幾組，發(fā)電機端電壓為10.5kVo電廠建成后以10kV電壓供給本地區(qū)負荷，其中有鋼廠、毛紡廠等，最大負荷為68MW最小負荷為34MWV最大負荷利用小時數(shù)為4200小時，全部用電纜供電，每回負荷不等，但平均在4MVfc右

3、，送電距離為36kmi并以35kV電壓供給附近的水泥廠用電，其最大負荷為58MW最小負荷為32MW最大負荷利用小時數(shù)為4500小時。負荷中I類負荷比例為30%II類負荷為40%III類負荷為30%2、計劃安裝兩臺100MW勺汽輪發(fā)電機組，功率因數(shù)為0.85,廠用電率為6%機組年利用小時Tmax=5800、時。3、按負荷供電可靠性要求及線路傳輸能力已確定各級電壓出線列于下表：10kV35kV名稱回路數(shù)名稱回路數(shù)鋼廠4水泥廠2毛紡廠2市區(qū)4預留2預留2合計12合計44、廠址條件：周圍地勢平坦5、氣象條件：絕對最高溫度為35C；最高月平均溫度為25C；年平均溫度為10 .7C；風向以西北風為主.6、

4、以100MVM基準值，母線上阻抗為1.95,Q=165kA2s,未知系數(shù)0.8-1.2.三相短路電流=4.5kA,短路電壓=6KVSj=100MV.A,Uj=10.5kv.三、課程設(shè)計應完成的工作1、設(shè)計說明書、計算書一份;2、主接線圖一張；四、課程設(shè)計進程安排序號設(shè)計各階段內(nèi)容地點起止時間1發(fā)電廠電氣主接線的設(shè)計南校實驗樓12.212短路電流計算南校實驗樓12.223主要電氣設(shè)備選擇南校實驗樓12.224配電裝置規(guī)劃及設(shè)計南校實驗樓12.235撰寫課程設(shè)計說明書并繪圖南校實驗樓12.246設(shè)計成果南校實驗樓12.25五、應收集的資料及主要參考文獻1、姚春球.發(fā)電廠電氣部分.中國電力出版社3、

5、郭琳主編.發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計.中國電力出版社.刖HL.1 .變壓器的設(shè)計2.1.1 主變壓器的選擇2.1.2 所用變壓器的選擇3.1.2.1 所用變壓器的選擇4.1.2.2 所用變壓器低壓側(cè)接線52 .電氣主接線的設(shè)計5.2.1 電氣主接線的設(shè)計要求.5.2.2 電氣主接線方案的確定.5.2.2.1 10KV側(cè)2種接線方案的比較52.2.2 10KV側(cè)電氣主接線的選擇62.2.3 35KV側(cè)3種接線方案的比較.72.2.4 35KV側(cè)電氣主接線的選擇82.3 500kV側(cè)電氣主接線的選擇92.3.1 500kV側(cè)3種接線方案的比較92.3.2 500kV側(cè)電氣主接線的選擇103 .短路電流

6、計算113.1 短路電流計算的目的113.2 短路電流計算的一般規(guī)定113.3 短路電流計算條件113.4 短路電流計算方法與步驟1.23.4.1 方法123.4.2 短路電流計算的步驟1.23.5 短路電流的計算124 .電氣設(shè)備選擇144.1 電氣設(shè)備選擇的原則144.2 電氣設(shè)備選擇的一般要求1.54.3 電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件1.54.4 主要電氣設(shè)備的選擇1.64.4.1 500kV側(cè)斷路器和隔離開關(guān)的選擇164.4.2 10KV側(cè)斷路器和隔離開關(guān)的選擇184.4.3 35kV側(cè)斷路器和隔離開關(guān)的選擇195 .電氣主接線圖（附錄圖紙）226 結(jié)237 考文獻：24、，.刖百電力工業(yè)是

7、能源工業(yè)、基礎(chǔ)工業(yè)，在國家建設(shè)和國民經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)十分重要的位置，是時間國家現(xiàn)代化的戰(zhàn)略重點。電能是一種無形的、不能大量儲存的二次能源。電能的發(fā)、變、送、配和用電，幾乎是在同一瞬間完成的，須隨時保持功率平衡。要滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的要求就必須加強電網(wǎng)建設(shè)，而變電站建設(shè)就是電網(wǎng)建設(shè)中的重要一環(huán)。在變電站的設(shè)計中，既要求所變電能能很好地服務于工業(yè)生產(chǎn)，又要切實保證工廠生產(chǎn)和生活的用電的需要，并做好節(jié)能工作，就達到以下基本要求：安全在變電過程中，不發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。可靠所變電能應滿足電能用戶對用電的可靠性的要求。優(yōu)質(zhì)所變電能應滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求。經(jīng)濟變電站的投資要少，輸送費用要低

8、，并盡可能地節(jié)約電能、減少有色金屬的消耗量和盡可能地節(jié)約用地面積。110kV變電站屬于高壓網(wǎng)絡，該地區(qū)變電所所涉及方面多，考慮問題多，分析變電所擔負的任務及用戶負荷等情況，選擇所址，利用用戶數(shù)據(jù)進行負荷計算，確定用戶無功功率補償裝置。同時進行各種變壓器的選擇，從而確定變電站的接線方式，再進行短路電流計算，選擇送配電網(wǎng)絡及導線，進行短路電流計算。選擇變電站高低壓電氣設(shè)備，為變電站平面及剖面圖提供依據(jù)。本變電所的初步設(shè)計包括了：（1）總體方案的確定（2）負荷分析（3）短路電流的計算（4）高低壓配電系統(tǒng)設(shè)計與系統(tǒng)接線方案選擇（5）繼電保護的選擇與整定（6）防雷與接地保護等內(nèi)容。隨著電力技術(shù)高新化、復

9、雜化的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)在從發(fā)電到供電的所有領(lǐng)域中，通過新技術(shù)的使用，都在不斷的發(fā)生變化。變電所作為電力系統(tǒng)中一個關(guān)鍵的環(huán)節(jié)也同樣在新技術(shù)領(lǐng)域得到了充分的發(fā)展。1 .變壓器的設(shè)計1.1 主變壓器的選擇(1)主變壓器臺數(shù)的選擇根據(jù)資料分析以及線路來看，為保障I、R類負荷的需要，以及擴建的可能性，至少需要安裝兩臺主變壓器以保證供電的可靠性，以便當其中一臺安裝主編電器故障或檢修時，另一臺能繼續(xù)供電約為1.2倍最大負荷的容量。(2)主變壓器的容量選擇最小負荷：三Pm=66MW最大負荷：7Pm=126MW用電負荷的總視在功率為Sm三Sm=三Pm/cos：=126/0.85=148.24MW主變壓器的總?cè)?/p>

10、量應滿足：2100MVA=200MVASn_k三Sm/S=0.9148.24/0.95-140MVA(k為同視率，根據(jù)資料取0.9,線損5%滿載運行且留裕10淅的容量：S=Sn/2(110%)=63.64MVA變電所有兩臺主變壓器，考慮到任意一臺主變壓器停運或檢修時，另一臺都要滿足容量：Sn,14070%=98MVA所以選每臺主變壓器容量：Sn=98MVA為了滿足系統(tǒng)要求，以及通過查表，確定每臺主變壓器的裝機容量為：100MVA總裝機容量為：考慮周圍環(huán)境溫度的影響：6P=Smax+8min)/2=(25+12.7)=18.85CKu=(25-12.7)/1001=1.123根據(jù)Sn-0.6kZ

11、Sm/K_1=0.60.9148.24/1.123=71.28MVA即2n=100MVAA71.28MVA滿足要求。(3)主變壓器形式的選擇相數(shù)的選擇：電力系統(tǒng)中大多數(shù)為三相變壓器，三相變壓器較之于同容量的單相變壓器組，其金屬材料少2025%運行電能損耗少1215%并且占地面積少，因此考慮優(yōu)先采用。本變電所在地勢平坦處，不受運輸條件限制，所以采用三相變壓器。繞組的確定：自耦變壓器一般用在220kV以上的變電所中，所以這里選擇自耦變壓器繞組接線方式的選擇：變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓的連接方式相位一致，否則不能進行并聯(lián)運行。我國110kV及以上變壓器繞組都選用Y連接，35KV及以下電壓繞組

12、都選擇連接方式，所以該變電所的兩臺主變壓器，高壓側(cè)（500kV）采用Y連接，低壓側(cè)（10kV）采用連接方式。根據(jù)500kV變電所設(shè)計指導，以上選擇符合系統(tǒng)對變電所的技術(shù)要求，兩臺相同的變壓器同時投入時，可選型號為：ODFPS2-250000/500勺主變壓器，技術(shù)參數(shù)如下：表1主變壓器的技術(shù)參數(shù)型號高壓低壓空載電流空載損耗負荷電流阻抗電壓連接阻別ODFPS2-250000/500550/733514438.2YNaod111.2 所用變壓器的選擇1.2.1 所用變壓器的選擇根據(jù)500kV及以上變電所設(shè)計規(guī)范規(guī)定，在有兩臺及以上主變壓器的變電所中，宜裝設(shè)兩臺容量相同可互為備用的所用變壓器，分別接

13、到母線的不同分段上。變電所的所用負荷，一般都比較小，其可靠性要求也不如發(fā)電廠那樣高。變電所的主要負荷是變壓器冷卻裝置、直流系統(tǒng)中的充電裝置和硅整流設(shè)備、油處理設(shè)備、檢修工具以及采暖、通風、照明、供水等。這些負荷容量都不太大，因此變電所的所用電壓只需0.4kV一級，采用動力與照明混合供電方式。380V所用電母線可采用低壓斷路器（即自動空氣開關(guān)）或閘刀進行分段，并以低壓成套配電裝置供電。本變電所所用容量為100kVA選用兩臺型號為S9-100/10的三相油浸自冷式銅線變壓器，接入低壓側(cè)，互為暗備用。參數(shù)如下表：表2站用電變壓器參數(shù)表產(chǎn)品型號額定容量(kVA)高壓側(cè)(kV)低壓側(cè)(kV)接線組方式短

14、路損耗(W)短路電壓(%)空載損耗(W)空載電流()S9-100/10100100.4Y,yn0150042901.61.2.2 所用變壓器低壓側(cè)接線所用電系統(tǒng)采用380/220V中性點直接接地的三相四線制，動力與照明合用一個電源，所用變壓器低壓側(cè)接線采用單母線分段接線方式，平時分裂運行，以限制故障范圍，提高供電可靠性。380V所用電母線可采用低壓斷路器(即自動空氣開關(guān))或閘刀進行分段。2 .電氣主接線的設(shè)計2.1 電氣主接線的設(shè)計要求變電所主接線須滿足以下基本要求：(1)運行可靠性斷路器檢修時是否影響供電，設(shè)備和線路故障檢修時，需要停電的用戶數(shù)目的多少和停電時間的長短，以及能否保證對重要用戶

15、的供電。(2)具有靈活性主接線正常運行時可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運行方式，達到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時，能盡快的退出設(shè)備，切出故障、停電時間最短，影響范圍最小，并且在檢修時可以保證檢修人員的安全。(3)操作應盡可能簡單、方便主接線應簡單清晰，操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運行人員掌握。復雜的接線不僅不便于操作，還往往會造成運行人員的失誤而造成事故。但接線方式過于簡單，可能會不滿足運行方式的需求，而且也會給運行造成不便或造成不必要的停電。(4)經(jīng)濟上合理主接線在保證安全可靠，操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應該使投資和年運行費用減少，占地面積最小，使其盡可能發(fā)揮最好的經(jīng)濟效益。(

16、5)應具有擴建的可能性由于我國工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負荷增加很快，因此在選擇主接線時還需要考慮到具有擴建的可能性。變電所電氣主接線的選擇，主要決定于變電所在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負荷的性質(zhì)，出線數(shù)目的多少，電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)等。2.2 電氣主接線方案的確定由于I類、R類負荷居多(將近60%,為了安全可靠起見，保留3種方案。2.2.1 10kV側(cè)2種接線方案的比較表3接線方案單母分段帶旁路單母分段比較結(jié)果可靠性比不帶旁路穩(wěn)定可靠比純粹單母線高，但是整體穩(wěn)定性不算高在保障安全，靈活的前提下，選擇占地和資金少的線路，且安全性和靈活性要高。變電所在10KV側(cè)為居民供電系統(tǒng)中，所以選擇單母線分段接線。靈活性倒

17、閘操作簡單簡單、方便、易于擴建經(jīng)濟性設(shè)備增多，投資增大，占地面積也相應增大具有單母線接線經(jīng)濟的特點L1L2QFa一1一3tmWB、口次i反n段IIIQFdj|電源i電由n圖5-4單母線分段帶旁路母線接線單母線分段接線2.2.2 10kV側(cè)電氣主接線的選擇由上表可以得到10kV側(cè)接線方式選擇，我們要選擇占地和資金少的線路，但是必須在保障安全，靈活的前提下，資金和占地相差不是多，而安全性和靈活性提高很多?？梢?，變電所在10kV側(cè)為居民供電系統(tǒng)中，應該選擇單母線分段接線。上經(jīng)比較10kV側(cè)選擇單母分段接線。如下圖所示2.2.3 35kV側(cè)3種接線方案的比較QSaWBaTLQSa1L1L2QFa111

18、ZL1】段,*WB一r-naQFd圖5-2單母線分段接線電源I電源n圖5-4單母線分段帶旁路母線接線表4接線方案單母分段單母分段帶旁路雙母線接線比較結(jié)果可靠性比純粹單母線高，但是整體穩(wěn)定性不算高比不帶旁路穩(wěn)定可靠可靠性較局綜上比較，在35kV時選用可靠性、靈活性及經(jīng)濟性更優(yōu)的雙母線接線。靈活性簡單、方便、易于擴建倒閘操作簡單運行靈活度局、經(jīng)濟性具有單母線接線經(jīng)濟的特點設(shè)備增多，投資增大，占地面積也相應增大設(shè)備投資小雙母線接線2.2.4 35kV側(cè)電氣主接線的選擇由上表可以得到在35kV側(cè)接線方式的選擇上，在可靠性與靈活性差不多的情況下我們要優(yōu)先選擇占地面積少設(shè)備投資小的方案，所以我們確定選取雙

19、母線接線方案。經(jīng)比較35kV側(cè)選擇雙母線接線。如下圖所示35kV側(cè)電氣主接線圖2.3 500kV側(cè)電氣主接線的選擇2.3.1 500kV側(cè)3種接線方案的比較表5接線方案雙母分段雙母帶旁母接線一臺半斷路器接線比較結(jié)果可靠性具后較局的供電可靠性比雙母分段高具用高度的供電可靠性靈活性較靈活、有倒閘操作倒閘操作復雜運行調(diào)度靈活、操作檢修方便綜合比較500kV選用一臺半斷路器接線方式輸出。經(jīng)濟性增加了母聯(lián)和斷路器，增加了投資和占地面積設(shè)備增多，投資增大，占地面積也相應增大設(shè)備減少，投資降低，經(jīng)濟性好L1L2L3L4J77L-1cJ7TLII段QFj1I段電源I電源口圖5-9雙母線分段接線”QFjZ段I段

20、(a)圖5-10雙母線帶旁路接線(a)標準接線V臺半斷路器接線2.3.2 500kV側(cè)電氣主接線的選擇由上表可以得到在500kV側(cè)接線方式的選擇上，一臺半斷路器接線方式具有更高的供電可靠性且無倒閘操作并考慮經(jīng)濟性優(yōu)良的情況下我們要優(yōu)先選擇一臺半斷路器接線方案。經(jīng)比較高壓側(cè)選擇一臺半斷路器接線。如下圖所示3 .短路電流計算3.1 短路電流計算的目的(1)在設(shè)計電氣主接線時，為了比較各種方案，確定某種接線方式是否有必要才去限制斷流的措施等，需要進行短路電流計算。(2)在進行電氣設(shè)備和載流導體的選擇時，為了保證各種電氣設(shè)備和導體在進行正常運行時和故障情況下度能安全、可靠地工作，同時又要力求節(jié)約、減少

21、投資，需要根據(jù)短路電流對電氣設(shè)備進行動、熱穩(wěn)定的校驗。(3)在選擇繼電器保護裝置及進行整定計算時，必須一各種不同類型短路時的短路電流作為依據(jù)。(4)設(shè)計屋外高壓配電裝置時，要按短路條件校驗軟導線的相同、相對地安全距離等。(5)設(shè)計接地裝置。(6)電力系統(tǒng)運行及故障分析等。選擇電氣設(shè)備時，只需近似地計算出通過所選設(shè)備可能出現(xiàn)的最大三相短路電流值。設(shè)計繼電器保護和系統(tǒng)故障分析時，要對各種短路情況下各支路的短路電流和各母線殘余電壓進行計算。在現(xiàn)代電力系統(tǒng)的實際情況下，要進行絲毫不差的短路計算是相當困難的，甚至是不可能的。同時，對大部分工程實際問題，也并不要求有絲毫不差的計算結(jié)果。因此，為了簡化和便于

22、計算，工程實際中多采用近似計算。3.2 短路電流計算的一般規(guī)定(1)驗算導體和電器的動、熱穩(wěn)定及電器開關(guān)電流所用的短路電流，應按工程的設(shè)計手冊規(guī)劃的容量計算，并考慮電力系統(tǒng)510年的發(fā)展。(2)接線方式應按可能發(fā)生最大短路電流和正常接線方式，而不能按切換中可能出現(xiàn)的運行方式。(3)選擇導體和電器中的短路電流時，在電氣連接的電網(wǎng)中應考慮電容補償裝置的充放電電流影響。(4)選擇導體和電器時，對不帶電抗回路的計算短路點應選擇，在正常接線方式時有最大短路電流的短路點；對帶電抗器的610kV出線應計算兩點，即電抗器前和電抗器后的短路電流。(5)短路時，導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定及電器開斷電流一般按三相電

23、流驗算，若有更嚴重的情況按更嚴重的條件計算。3.3 短路電流計算條件(1)因為系統(tǒng)電壓等級較高，輸電導線的截面積較大，電阻較小，電抗較大，因此在短路電流的計算過程中忽略R及X。(2)計算短路電流時所用的接線方式，應是可能發(fā)生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方式。(3)計算容量按無窮大系統(tǒng)容量進行計算。(4)短路種類一般按三相短路進行計算。(5)短路計算點如下：a. d-1-500kV母線短路時短路計算點b. d-2-兩臺主變電器并列運行時35kV母線短路時計算點c. d-3-10kV母線短路時的計算點3.4 短路電流計算方法與步驟3.4.1

24、 方法在工程設(shè)計中，短路電流的計算通常采用實用運算曲線法。3.4.2 短路電流計算的步驟選擇計算短路點；畫出等值網(wǎng)絡（次暫態(tài)網(wǎng)絡）圖a.首先去掉系統(tǒng)中的所有負荷分支、線路電容、各元件的電阻，發(fā)電機用次暫態(tài)電抗X;b.選取基準容量S和基準電壓U（kV）（一般取各級的平均電壓），計算基準電流Ij=S"，3U（kA）;c.計算各元件換算為同一基準值的標么電抗；d.繪制等值網(wǎng)絡圖，并將各元件統(tǒng)一編號，分子標各元件編號，分母標各元件電抗標么值；化簡等值網(wǎng)絡圖a.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的等值網(wǎng)絡；b.求出各電源與短路點之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗Xd

25、；求計算電抗Xs,即將各轉(zhuǎn)移電抗換算為各電源容量（等值發(fā)電機容量）為基準的計算電抗Xjsl,Xs2；由Xjs1,Xs2值從適當?shù)倪\算曲線中查出各電源供給的短路電流周期分量標么值（運算曲線只作到Xjs=3）;計算無限大容量（Xs>3）的電源供給的短路電流周期分量；計算短路電流周期分量有名值和短路容量；計算短路電流沖擊值；繪制短路電流計算結(jié)果表。3.5 短路電流的計算根據(jù)本變電所與電力系統(tǒng)的連接情況，將計算短路點確定為500kV母線、35kV母線、10kV母線。選取基準容量Sb=100MVA500kV級基準電壓Vb=525kM基準電流Ib=100/.3525=0.11kA10KV級基準電壓V

26、b=10.5kV,基準電流Ib=100/310.5=1.14kA35KV級基準電壓Vb=37.5kV,基準電流Ib=100/.337.5=1.54kA各回路最大持續(xù)工作電流根據(jù)公式Smax=3UeIgmax式中smax-所統(tǒng)計各電壓側(cè)負荷容量Ue各電壓等級額定電壓I最大持續(xù)工作電流|gmaxSmax=3UeIgmaxIgmax=Smax/（'3Ue）|gmax=80MVA/（總X100）kV=0.4619kA35kV5=68*100)kV=0.394kA短路是電力系統(tǒng)中最常見的且很嚴重的故障。短路故障將使系統(tǒng)電壓降低和回路電流大大增加，它不僅會影響用戶的正常供電，而且會破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)

27、定性，并損壞電氣設(shè)備。因此，在發(fā)電廠變電站以及整個電力系統(tǒng)的設(shè)計和運行中，都必須對短路電流進行計算。短路電流計算的目的是為了選擇導體和電器，并進行有關(guān)的校驗。按三相短路進行短路電流計算?？赡馨l(fā)生最大短路電流的短路電流計算點有3個，即500kV母線短路，10kV母線短路,35kV母線短路。4.電氣設(shè)備選擇由于電氣設(shè)備和載流導體得用途及工作條件各異，因此它們的選擇校驗項目和方法也都完全不相同。但是，電氣設(shè)備和載留導體在正常運行和短路時都必須可靠地工作，為此，它們的選擇都有一個共同的原則：按正常工作狀態(tài)選擇；按短路狀態(tài)校驗。4.1 電氣設(shè)備選擇的原則按正常工作條件選擇導體和電器1 .額定電壓和最高工

28、作電壓選用的電器和電纜允許最高工作電壓Uwmax不得低于所接電網(wǎng)的最高運行電壓Usmax,即UWmaxUsmax一般電纜和電器允許的最高工作電壓：額定電壓在220kV及以下時為1.15Uns；額定電壓為300J500kV時為1.1Uns。而實際電網(wǎng)運行的電壓5.一般不超過1.1Uns。因此在選擇設(shè)備時，一般可按照電器和電纜的額定電壓等于或大于裝設(shè)點電網(wǎng)的額定電壓Uns的條件選擇，即Un-Uns2 .額定電流所選電氣設(shè)備的額定電流In或載流導體的長期允許電流lai不得小于其裝設(shè)回路的最大持續(xù)工作電流Iwmax,即1N-1Wmax由于設(shè)備的額定電流In,指在額定周圍環(huán)境溫度久下，導體和電器的長期允

29、許電流。而環(huán)境溫度對電氣設(shè)備的長期允許電流影響很大，當設(shè)備使用的環(huán)境溫度e不等于額定環(huán)境溫度久時，其額定電流應按下式修正1.1 N=In.%-八=KlnK=iai/NiN式中IN溫度修正后的額定電流；K溫度修正系數(shù)；口,電氣設(shè)備的長期允許發(fā)熱溫度；al額定環(huán)境溫度，對裸導體為25C,對斷路器、隔離開關(guān)、電抗器等電氣設(shè)備為40C;所選電氣設(shè)備使用的環(huán)境溫度。1.2 電氣設(shè)備選擇的一般要求(1)應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展。(2)應滿足安裝地點和當?shù)丨h(huán)境條件(如海拔、氣溫等)校核。(3)應力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理。(4)同類設(shè)備應盡量減少品種。(5)與整個工程的建設(shè)

30、標準協(xié)調(diào)一致。(6)選用的新產(chǎn)品均應具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式簽訂合格。在特殊情況下，選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時，應經(jīng)上級批準。1.3 電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件高壓電器，應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。(1)電壓：選用的電器允許最高工作電壓Uma壞得低于該回路的最高運行電壓Ug=(2)電流：選用的電器額定電流Ie不得低于所在回路在各種可能運行方式下的持續(xù)工作電流Ig°校驗的一般原則：電器在選定后應按最大可能通過的短路電流進行動熱穩(wěn)定校驗，校驗的短路電流一般取最嚴重情況的短路電流。用熔斷器保護的電器可不校驗熱穩(wěn)定。短路的熱穩(wěn)定條件；Qdtd"22

31、2Qd=Q=|10|td/2|tdQdt在計算時間ts內(nèi)，短路電流的熱效應(KA2SItt秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值(KA2ST設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時間(s)校驗短路熱穩(wěn)定所用的計算時間Ts按下式計算t=td+tkdtd繼電保護裝置動作時間內(nèi)(S)tkd斷路的全分閘時間(s)(4)動穩(wěn)定校驗電動力穩(wěn)定是導體和電器承受短時電流機械效應的能力，稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件是：Ich-|dw上式中ich|ch短路沖擊電流幅值及其有效值idwIdw允許通過動穩(wěn)定電流的幅值和有效值(5)絕緣水平：在工作電壓的作用下，電器的內(nèi)外絕緣應保證必要的可靠性。接口的絕緣水平應按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保

32、護設(shè)備相應的保護水平來確定。由于變壓器短時過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也較大，故其計算工作電流應根據(jù)實際需要確定。高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇其額定電流時，應滿足各種可能方式下回路持續(xù)工作電流的要求。1.4 主要電氣設(shè)備的選擇1.4.1 500kV側(cè)斷路器和隔離開關(guān)的選擇(1) 500kV側(cè)斷路器的選擇參數(shù)選擇按正常工作條件中額定電壓，額定電流，開斷電流進行選擇。額定電壓Ugmax=550kV,故Umax*50kVUnw=500kV，故Un_500kV額定電流主變壓器500kV側(cè)最大持續(xù)工作電流為：Iamax=1.05Sn/1.73Un=1.05980000(1.735

33、00)=1189.6A因此，500kV側(cè)斷路器額定電流In至1189.6A開斷電流Ikd公式Ikd_IdId為短路電流周期分量，由于本變電所三相短路電流由無限大電源提供。因止匕,一一一一一一''Id就是等于Id就是等于Id1Ikd-1.98/0.75_7.65kA因此，500kV斷路器額定開斷電流Ikd>7.65kA0型式選擇選用戶外型LW13-500的斷路器。表6斷路器LW13-500參數(shù)表斷路器型號額定電壓(kV)額定電流(A)額定開斷電流(kA)動穩(wěn)定電流(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)(3S)LW13-50050025005012550動穩(wěn)定校驗因Sd=181.18MV

34、A,Ich=5.049kA故Skd>Sd,Idw>Ich滿足動穩(wěn)定要求。熱穩(wěn)定校驗去后備保護動作時間tb=4S,LW13-500斷路器全開斷時間tkd=0.06S,因此得計算時間tjs=tb+tkd=4.06S因tjs>1S,故不計非周期分量影響，P"=I"/g=1查閱短路電流周期分量發(fā)熱等值時間曲線，得：tz=3.4S.等值時間tdz=tz0.05'"=3.40.051=3.45S短路電流熱效應Qd=I二tdz=1.9823.45=13.52(KA2S)設(shè)備允許熱效應Qr=It2t=5024=10000(KA2S)因此，Qd>Qr

35、滿足熱穩(wěn)定要求。(2) 500kV隔離開關(guān)的選擇參數(shù)選擇額定電壓Ugmax=1.15x500=525kV，故Umax>525kVUnw=500kV,故Un=500kV額定電流Igmax=1189.6A因此，500kV隔離開關(guān)的額定電流In>1189.6A型式選擇選用戶外型GW12-500表7隔離開關(guān)GW11-50整數(shù)表隔離開關(guān)型號額定電壓(kV)額定電流(kA)動穩(wěn)定電流(kA)(4S)額定短路電流峰值(kA)GW12-5005002500501253秒熱穩(wěn)定電流50kA帶有接地刀閘。動穩(wěn)定校驗因Ich=12.95kV,故Idw>Ich滿足動穩(wěn)定要求。熱穩(wěn)定校驗隔離開關(guān)與斷路

36、器的工作條件相同，即tdz=3.45秒。短路電流熱效應Qd=1:2tdz=13.9223.45=688.5KA2s設(shè)備允許的熱效應Qr=It2t=5023=7500KA2s因此Qd:二Qr滿足熱穩(wěn)定要求。1.4.2 10KV側(cè)斷路器和隔離開關(guān)的選擇(1) 10kV低壓側(cè)斷路器的選擇進線斷路器的等級比主變高壓側(cè)大一級，而母線分段斷路器和進線斷路器的額定值相差不大，粗略計算，進線只取進線斷路器。假設(shè)兩臺主變同時并聯(lián)投入運行時，10kV母線上發(fā)生短路，短路電流有名值IdJ'=8.470(kA)短路沖擊電流有名值ish=2.55XId'=2.55X8.470=21.599(kA)最大負

37、荷電流Imax=1.05X25000/(a/3x10.5)=1445(A)額定電壓UNS=10kV高工作電壓Ualm>Usm=500X1.05=52.5(kV)斷路器額定電壓UN>Uns斷路器額定電流Ie>Imax按斷開電流選擇INbBId1'按短路電流計算iNba>ish根據(jù)資料，可以知道內(nèi)高壓真空斷路器ZN12-10滿足要求，具體參數(shù)如下：表8ZN12-10真空斷路器其主要參數(shù)電壓等級型號額定電壓額定電流Ir(kA)額定關(guān)合電流(kA)21rt動穩(wěn)定電流10kVZN12-1012kV2000A50140140kA(1)校驗熱穩(wěn)定QD=It2t=502父4=1

38、0000(kA2.S)22QK=|Pt2tK=16.516.54=1089(kA.S)即Qd>Qk滿足要求；(2)校驗動穩(wěn)定11140>ish2=2.5517.2=21.932 2即滿足要求；3 3)10KV高壓隔離開關(guān)的選擇短路電流有名值Id/'=8.4704(kA)短路沖擊電流有名值ish=2.55XId1''=2.55X8.4704=21.5992(kA)最大負荷電流Imax=1445(A)額定電壓UNs=10KV高工作電壓Ualm>Usm=10<1.15=11.5(kV)隔離開關(guān)額定電壓UNUNs隔離開關(guān)額定電流Ie>Imax根據(jù)資

39、料，可以知道GN6-10T/1000滿足要求，具體參數(shù)如下：表9隔離開關(guān)GN6-10T/1000參數(shù)表隔離開關(guān)型號額定電壓(kV)額定電流(kA)動穩(wěn)定電流(kA)熱穩(wěn)定電流(kA)(10S)GN6-10T/10001010005220熱穩(wěn)定校驗：It2*t=202X10=4000(KA2S)QK=I-Xt=8.47042X10=717.476(KA2S)因為It2*tQK所以滿足熱穩(wěn)定要求動穩(wěn)定校驗：因為ies=52kA>ish=21.5992kA通過校驗，所選隔離開關(guān)滿足設(shè)計要求。4.4.335kV側(cè)斷路器和隔離開關(guān)的選擇(1) 35側(cè)斷路器的選擇參數(shù)選擇額定電壓Ugmax=1.15

40、M35=40.25kV，故Ugmax之40.25kVUnw=35kV,G故Un-35kV額定電流變壓器35kV側(cè)出口處最大工作電流：Igmax=1.05Sn/1.73Un=1.05980000-：-(1.7335)=16994.2A因此35kV側(cè)斷路器的額定電流In之16994.2A開斷電流Ikd由于主變10kV出口處串聯(lián)兩臺電抗器后，短路電流周期分量被限制到Id3"=0.337kA,按技術(shù)規(guī)范：Ikd之Id3"之0.337kA關(guān)合電流Igh短路電流沖擊值Ich=0.3346kA按技術(shù)規(guī)范Igh_Ich_0.3346kA型式選擇35kV斷路器主要用于開合武功補償電力電容器，

41、而電容性電弧的特點要求一種滅弧能力強，開合迅速的斷路器，真空斷路器在開合電容性電流方面具有滅弧能力強，重燃概率小的優(yōu)點。選用戶內(nèi)式3API-FG-72.5型真空斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下：表10斷路器3API-FG參數(shù)表電壓等級型號額定電壓額定電流Ir(kA)額定關(guān)合電流(kA)動穩(wěn)定電流35kV3API-FG72.5kV3150A50140140kA動穩(wěn)定校驗：因Ich=3346kA,故Idw>Ich滿足動穩(wěn)定要求。熱穩(wěn)定校驗：取后備保護時間tb=1S,tkd=0.06S.得：計算時間tjs=tb+tkd=1.06S因tjs>1S,故不計非周期分量影響，P"=I"/g=1。查閱短路電流周期分量發(fā)熱等值時間曲線，得：tdz=0.85S.短路電流熱效應Qd=I二2tdz=8.720.85-64.3KA2S設(shè)備允許熱效應Qr=It2t=1624=1024KA2s因此，Qd:二Qr滿足熱穩(wěn)定效應。(2) 35kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇參數(shù)選擇額定電壓Un=Unw=35kVUmax=Ugmax=35kV額定電流Igmax=272.6A因此，35kV側(cè)隔離開關(guān)額定電流In>272.6A型式選擇選用戶內(nèi)GW4-35D型隔離開關(guān)，其技術(shù)參數(shù)如下：表1