發(fā)電廠電氣部分課設說明書

1、 課程設計報告專 業(yè) 新能源科學與工程 班 級 新能131 姓 名 易航 學 號 3130644021 指導教師 楊國清 2016年春季 2目錄一、原始資料分析11.1設計原始資料11.2設計任務11.3設計資料分析1二、主接線設計32.1 主接線設計原則32.2 備選主接線方案42.3 技術(shù)經(jīng)濟指標對比52.4 擬定主接線6三、廠（站）用電設計73.1 廠用負荷分類及容量統(tǒng)計73.2 廠用電壓等級設定83.3 廠用電主接線設計8四、 短路電流計算114.1 機組（或變壓器）選型114.2 電路元件參數(shù)計算124.3 網(wǎng)絡變換144.4 短路點選擇144.5 短路電流計算154.6 計算成果匯

2、總28五、電氣設備選型295.1 電氣設備選型的技術(shù)要求295.2 高壓斷路器選型315.3 隔離開關選型345.4 互感器選型365.5 母線導體的選型41六、附錄44附圖1、電氣主接線圖44附圖2、廠（站）用電主接線圖44附表1、短路電流計算成果表44附表2、高壓電氣設備選型匯總表452一、原始資料分析1.1設計原始資料1、發(fā)電廠情況（1）、類型：火電廠（2）、發(fā)電廠容量與臺數(shù) MW，發(fā)電機電壓15.75kV,。（3）、發(fā)電廠年利用小時數(shù)；（4）、發(fā)電廠所在地最高溫度40，年平均溫度20，氣象條件一般，所在地海拔高度低于1000m。2、電力負荷情況（1）、發(fā)電機電壓負荷：最大20MW，最小

3、10MW，。（2）、110kV電壓負荷：最大50MW，最小15MW，。（3）、其余功率送入330kV系統(tǒng)，系統(tǒng)容量15000MVA。歸算到330kV母線阻抗為0.02其中MVA。（4）、自用電8%。（5）、供電線路數(shù)目發(fā)電機電壓，架空線路6回，每回輸送容量5MW，。110kV架空線路2回，每回輸送容量45MW，。330kV架空線路2回，與系統(tǒng)連接。1.2設計任務（1） 原始資料的分析；（2） 主接線的設計；（3） 廠用電的設計；（4） 短路電流的計算；（5） 電氣設備的選型。1.3設計資料分析該電廠為中型電廠，其容量為MW，占電力系統(tǒng)容量的，不超過電力系統(tǒng)的檢修備用容量8%15%，沒有達到事故

4、備用容量10%的限額，這說明該電廠在電力系統(tǒng)中的作用不太重要。年利用小時數(shù)，小于電力系統(tǒng)發(fā)電機組的平均最大利用小時數(shù)，該電廠為火電廠，在電力系統(tǒng)中不承擔基荷，從而該電廠的電氣主接線可靠性要求不高。發(fā)電廠所在地最高溫度40，年平均溫度20，氣象條件一般，所在地海拔高度低于1000m，環(huán)境條件要求并不高，因此計算時這些條件可以不予計算。 從負荷特點及電壓等級可知，發(fā)電機出口15.75kV電壓等級負荷不大，共有6回出線，應采用直饋線；110kV電壓等級共有2回出線，承擔了一部分的負荷，應采用內(nèi)橋式接線；對于330kV，雖然只有2回出線，然而送出容量MW，可 見對于330kV的接線要求很高。二、主接線

5、設計2.1 主接線設計原則（1） 主接線的設計依據(jù)在選擇電氣主接線時，應以下列各點作為設計依據(jù)：發(fā)電廠、變電所在電力系統(tǒng)中的地位與作用；發(fā)電廠、變電所的分期與最終建設規(guī)模；負荷大小與重要性；系統(tǒng)備用容量大??；系統(tǒng)專業(yè)對電氣主接線提供的具體資料。（2） 主接線設計的基本要求可靠性。可靠性要求主接線滿足：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；盡量避免發(fā)電廠、變電所全部停運的可能性；大機組超高壓電氣主接線應滿足可靠性的特殊要求。靈活性。靈活性要求主接線滿足：調(diào)度時，應可以靈活地投入和切除發(fā)電

6、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下的系統(tǒng)調(diào)度要求；檢修時，可以方便地停運斷路器、母線及其繼電保護設備，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。經(jīng)濟性。經(jīng)濟性要求主接線滿足：投資??；占地面積?。浑娔軗p失少。（3） 電氣主接線的設計原則電氣主接線設計必須以設計任務書為依據(jù)，以國家相關的法規(guī)、規(guī)程為準則，結(jié)合工程的具體特點，全面地綜合地加以分析，設計出可靠性高、運行方便靈活而又經(jīng)濟合理的最佳方案。具體設計中還應注意以下幾個問題：發(fā)電機的容量和臺數(shù)的考慮、應根據(jù)發(fā)電廠在系統(tǒng)中的地位和作用，優(yōu)先選

7、用較大容量的發(fā)電機組，因為大機組（我國現(xiàn)為300MW及以上機組）的經(jīng)濟性好。如果附近負荷有供電的要求，一般可以在負荷中心建降壓變電所解決。、為便于管理，火力發(fā)電廠內(nèi)一個廠房的機組不宜超過6臺。、發(fā)電廠最大機組的單機容量應不大于系統(tǒng)總?cè)萘康?0%。、一個發(fā)電廠內(nèi)發(fā)電機組的容量等級不宜過多，最好只有12種，同容量機組應盡量選用同一型式，以方便管理、運行和維護。電壓等級及接入系統(tǒng)方式的考慮、大中型發(fā)電廠的電壓等級不宜多于3級（發(fā)電機電壓一級，升高電壓一級或兩級）。大型發(fā)電機組要直接升壓接入系統(tǒng)主網(wǎng)（目前指330500kV超高壓系統(tǒng)）；地區(qū)電廠接入110220kV系統(tǒng)。、一般發(fā)電廠與系統(tǒng)的連接應有兩回

8、或兩回以上線路，并接于不同的母線段上，不應因線路故障造成“窩電”現(xiàn)象。個別地方電廠以供給本地負荷為主，僅有少量剩余功率送入系統(tǒng)，也可以用一回線路與系統(tǒng)連接。、35kV及以上高壓線路多采用架空線路，10kV線路可用架空線路，也可用電纜線路。保證負荷供電可靠性考慮、對于一級負荷必須有兩個獨立電源（即發(fā)生某種單一故障不會同時停電）供電，且當任何一個電源失去后，能保證對全部一級負荷不間斷供電。、對于二級負荷一般也要有兩個獨立電源供電，且當任何一個電源失去后，能保證全部或大部分二級負荷供電。、對于三級負荷一般只需要一個電源供電。其他方面的綜合考慮要考慮的其他因素也很多，如主要設備的供貨廠家、交通運輸?shù)挠?/p>

9、響、環(huán)境、氣象、地震、地質(zhì)、地形及海拔高度等，都會影響電氣主接線的設計，必須綜合加以考慮。2.2 備選主接線方案主接線是發(fā)電廠電氣設計的首要部分，它是由高壓電器設備通過連接線組成的匯集和分配電能的電氣主回路，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)電廠本身運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相關，并且對電氣設備的選擇、配電裝置、繼電保護和控制方式的選定有較大影響。因此，發(fā)電廠的主接線應根據(jù)發(fā)電廠在電力系統(tǒng)的地位和作用，首先應滿足電力系統(tǒng)的可靠運行和經(jīng)濟調(diào)度的要求。根據(jù)規(guī)劃容量、本期建設規(guī)模、輸送電壓等級、進出線回路數(shù)、供電負荷的重要性、保證供需平衡、電力系統(tǒng)線路容量、電氣設備性能

10、和周圍環(huán)境及自動化規(guī)劃與要求等條件確定。應滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟性的要求。（1）單母線接線優(yōu)點是接線簡單清晰，設備少、投資低，操作方便，便于擴建，也便于采用成套配電裝置。另外，隔離開關僅僅用于檢修，不作為操作電器，不易發(fā)生誤操作。缺點是可靠性不高，不夠靈活。斷路器檢修時該回路需停電，母線或母線隔離開關故障或檢修時則需全部停電。（2）單母線分段接線優(yōu)點是用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源。當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。缺點是當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段母線的回路都要在母線檢修期間內(nèi)停

11、電。當出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨熱。擴建時需向兩個方向均衡擴建。（3）雙母線接線優(yōu)點是供電可靠，調(diào)度靈活，擴建方便，便于試驗，施工時可不必停電。缺點是使用設備較多，投資較大，配電裝置較為復雜。同時在運行中需將隔離開關作為操作電器。如未嚴格按規(guī)定順序操作，會造成嚴重事故。（4）雙母線分段接線優(yōu)點是可靠性與靈活性較高。缺點是增加了一臺分段斷路器和一臺母聯(lián)斷路器，使用設備較多。（5）雙母線帶旁路母線接線優(yōu)點是增加供電可靠性，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。缺點是多裝了一臺斷路器，增加投資和占地面積，容易造成誤操作。對于發(fā)電機側(cè)，可以選用單母線分段、單母線帶

12、旁路母線、雙母線分段接線。對于110kV側(cè)，可以選用單母線接線、內(nèi)橋式接線。對于330kV側(cè)，可以選用雙母線分段接線、雙母線帶旁路母線接線。2.3 技術(shù)經(jīng)濟指標對比電氣主接線的技術(shù)比較，主要是比較各方案的供電可靠性和運行靈活性。一般衡量主接線可靠性的一般考慮為：（1） 斷路器檢修時，能否不影響供電；（2） 線路、斷路器甚至母線故障時以及母線檢修時，停運的回路數(shù)和停運時間的長短，能否保證對重要用戶的供電；（3） 發(fā)電廠或變電所全部停運的可能性。電氣主接線的經(jīng)濟比較包括計算綜合投資、計算年運行費用和方案綜合比較。（1） 計算綜合投資綜合總投資包括變壓器綜合投資、配電裝置綜合投資、輸電線路的綜合投資

13、等。（2） 計算年運行費年運行費包括設備折舊費、維修費和電能損耗費等。（3） 方案綜合比較綜合比較方法有靜態(tài)比較和動態(tài)比較兩種。2.4 擬定主接線對于發(fā)電機側(cè)，選用雙母線分段接線。對于110kV側(cè)，選用內(nèi)橋式接線。對于330kV側(cè)，選用雙母線分段接線。電氣主接線方案如下圖所示。圖1 電氣主接線圖三、廠（站）用電設計3.1 廠用負荷分類及容量統(tǒng)計廠用電負荷，根據(jù)其用電設備在生產(chǎn)中的作用和突然中斷供電對人身和設備安全所造成的危害程度，可分為如下五類： （1）、一類廠用負荷凡是屬于單元機組本身運行所必須的、短時停電會造成主輔設備損壞、危及人身安全主機停運或大量影響出力的廠用電負荷，如給水泵、凝結(jié)水泵

14、、循環(huán)水泵、吸風機、送風機等都屬于一類負荷。通常，這類負荷都設有兩套或多套相同的設備，分別接到兩個獨立電源的母線上，并設有備用電源。當工作電源失去時，備用電源就立即自動投入。（2）、二類廠用負荷允許短時（如幾s至幾min）停電，恢復供電后不致造成生產(chǎn)紊亂的負荷，如工業(yè)水泵、疏水泵、灰漿泵、輸煤系統(tǒng)機械等屬于二類負荷。此類負荷一般屬于公用性質(zhì)負荷，不需要24h連續(xù)運行，而是間斷性運行，一般它們也有備用電源，常用手動切換。（3）、三類廠用負荷凡較長時間停電不致直接影響生產(chǎn)，僅造成生產(chǎn)上不方便的負荷，如修理間、試驗室、油處理室等負荷屬三類負荷。此類負荷通常由一個電源供電，在大型電廠中，也常用兩路電源

15、供電。（4）、事故保安負荷在大容量電廠中，由于自動化程度較高，要求在事故停機過程中及停機后的一段時間內(nèi)保證供電，否則可能引起主要設備損壞、重要的自動控制失靈或危及人身安全的負荷，稱為事故保安負荷。通常事故保安負荷是由蓄電池組、柴油發(fā)電機等作為其備用電源的。（5）、不間斷供電負荷不間斷供電負荷必須保證連續(xù)供電（發(fā)生事故后電源自動切換時間不大于5ms），并且要求電壓與頻率非常穩(wěn)定。因此有時被稱為0I類負荷。不間斷供電電源（UPS）一般采用以直流蓄電池組為后備的整流逆變裝置，采用靜態(tài)開關進行自動切換。由廠用電率，可以求得廠用計算負荷3.2 廠用電壓等級設定發(fā)電廠廠用電壓等級不能太多，一般分為高壓和低

16、壓兩級。低壓級為0.4kV（380/220kV），高壓級可在3、6、10kV中選用一種。超大容量機組（如600MW）則可選用兩級高壓。根據(jù)運行實踐經(jīng)驗，大致可按下列情況考慮：（1） 高壓采用3kV。火電廠當發(fā)電機容量在60MW及以下時，發(fā)電機電壓為10.5kV時，100kW以上的電動機用3kV，100kW以下的電動機用380V。（2）高壓采用6kV?；痣姀S發(fā)電機容量在100300MW時，200kW以上的電動機用6kV，200kW以下的電動機用380V。（3）高壓采用3kV和10kV兩級?；痣姀S發(fā)電機容量為300MW以上，例如600MW時，200kW以下的電動機用380V，2001800kW的電

17、動機用3kV，超過1800kW的電動機用10kV。（4）不設高壓等級。水電廠廠用機械少，電動機容量也不大，通常只設380/220V一種廠用電電壓（如果壩區(qū)有大型機械，如閘門啟閉機、船閘或升船機等，則需要專設壩區(qū)變壓器，以6kV或10kV供電）。3.3 廠用電主接線設計（1）廠用電源的引接方式廠用工作電源的引接廠用工作電源對可靠性要求很高，工作電源的引接方式與電氣主接線有密切聯(lián)系。當主接線具有發(fā)電機電壓母線時，廠用高壓工作電源從機壓母線上引接；當發(fā)電機、變壓器采用單元接線時，廠用高壓工作電源從主變壓器的低壓側(cè)引接；當主接線為擴大單元時，廠用高壓工作電源從發(fā)電機出口直接接入低壓廠用變壓器。廠用低壓

18、工作電源，一般從廠用高壓母線段上引接；當無高壓廠用母線段時，從發(fā)電機電壓母線上或從發(fā)電機出口直接接入低壓廠用變壓器以取得380/220V低壓工作電源。廠用備用電源的引接當事故情況下廠用負荷失去了工作電源時，即會自動切換到備用電源上繼續(xù)運行。因此，要求廠用備用電源具有獨立性，并有足夠的容量。最好與系統(tǒng)緊密聯(lián)系，在全廠停電情況下仍能用系統(tǒng)獲得廠用電源。有以下幾種方式：、從發(fā)電機電壓母線的不同分段上引接廠用備用電壓器。、從與電力系統(tǒng)聯(lián)系緊密的升高電壓母線上引接廠用高壓備用變壓器，如有兩極與系統(tǒng)聯(lián)系的升高電壓，盡量選用較低一級以節(jié)省投資。、從聯(lián)絡兩級升高電壓的聯(lián)絡變壓器的第三繞組引接廠用備用電壓器。、

19、從外部電網(wǎng)中引接專用線路（經(jīng)濟性差極少采用）。（2） 中性點接地方式確定中性點接地方式的一般原則、單相接地故障對連續(xù)供電的影響最小，廠用設備能夠繼續(xù)運行較長時間。、單相接地故障時，健全相的過電壓倍數(shù)較低，不致破壞廠用電系統(tǒng)絕緣水平，發(fā)展為相間短路。對于低壓廠用電系統(tǒng)，并能減少因熔斷器一相熔斷造成的電動機兩相運行的幾率。、發(fā)生單相接地故障時，能將故障電流對電動機、電纜等的危害限制在最低限度，同時有利于實現(xiàn)靈敏而有選擇性的接地保護。、盡量減少廠用設備相互間的影響。如照明、檢修網(wǎng)絡單相短路時對動力回路的影響和電動機起動時電壓波動對照明的影響等。、接地設備易于訂貨，接地保護簡單，投資少。高壓廠用電系統(tǒng)

20、的中性點接地方式、中性點不接地方式，用于火力發(fā)電機組的高壓廠用電系統(tǒng)，今后仍可在接地電容電流小于10A的高壓廠用電系統(tǒng)中采用。、中性點經(jīng)高電阻接地方式，用于高壓廠用電系統(tǒng)接地電容電流小于10A，但為了降低間歇性電弧接地的過電壓水平和便于尋找接地故障點的情況。、中性點經(jīng)消弧線圈接地方式，用于大機組高壓廠用電系統(tǒng)接地電容電流大于10A時。低壓廠用電系統(tǒng)的中性點接地方式、中性點經(jīng)高電阻接地方式，火力發(fā)電廠的低壓廠用電系統(tǒng)一般均可采用。、中性點直接接地方式，用于火力發(fā)電廠低壓廠用電系統(tǒng)，特別是原有低壓廠用電系統(tǒng)采用中性點直接接地的擴建廠和主廠房外供給、類負荷的輔助車間。（3） 廠用母線分段火力發(fā)電機組

21、的高、低壓廠用電系統(tǒng)均采用單母線。在本次設計中采用中性點經(jīng)高電阻接地方式，而且火力發(fā)電廠的低壓廠用電系統(tǒng)一般均可采用此種方式。圖2 廠用電主接線圖4、 短路電流計算4.1 機組（或變壓器）選型（1） 發(fā)電機的選擇表1 發(fā)電機型號及規(guī)格規(guī)格 型號SQF-100-2（北重）QFQS-200-2（北重）臺數(shù)31額定容量（MW）100200額定電壓（kV）10.515.75額定電流（A）67408625轉(zhuǎn)速（r/min）30003000功率因數(shù)0.850.85效率（%）98.498.64同步電抗（%）15.7714.43（2）變壓器的選擇具有發(fā)電機電壓母線接線的主變壓器：連接在發(fā)電機電壓母線與系統(tǒng)之間

22、的主變壓器容量，應按下列條件計算、當發(fā)電機電壓母線上負荷最小時，能將發(fā)電機電壓母線上的剩余有功和無功容量送入系統(tǒng)，但不考慮稀有的最小負荷情況。、當發(fā)電機電壓母線上最大一臺發(fā)電機組停用時，能由系統(tǒng)供給發(fā)電機電壓的最大負荷。在電廠分期建設過程中，在事故斷開最大一臺發(fā)電機組的情況下，通過變壓器向系統(tǒng)取得電能時，可考慮變壓器的允許過負荷和限制非重要負荷。、根據(jù)系統(tǒng)經(jīng)濟運行的要求，而限制本廠輸出功率時，能供給發(fā)電機電壓的最大負荷。、按上述條件計算時，應考慮負荷曲線的變化和逐年負荷的發(fā)展。特別應注意發(fā)電廠初期運行，當發(fā)電機電壓母線負荷不大時，能將發(fā)電機電壓母線上的剩余容量送入系統(tǒng)。、發(fā)電機電壓母線與系統(tǒng)連

23、接的變壓器一般為兩臺。對主要向發(fā)電機電壓供電的地方電廠，而系統(tǒng)電源僅作為備用，則允許只裝設一臺主變壓器作為發(fā)電廠與系統(tǒng)間的聯(lián)絡。對小型發(fā)電廠，接在發(fā)電機電壓母線上的主變壓器宜設置一臺。對裝設兩臺變壓器的發(fā)電廠，當其中一臺主變壓器退出運行時，另一臺變壓器應能承擔70%的容量。單元接線的主變壓器：發(fā)電機與主變壓器為單元連接時，主變壓器的容量可按下列條件中的較大者選擇、按發(fā)電機的額定容量扣除本機組的廠用負荷后，留有10%的裕度。、按發(fā)電機的最大連續(xù)輸出容量扣除本機組的廠用負荷。當采用擴大單元接線時，應采用分裂繞組變壓器，其容量應等于按上述或算出的兩臺機組容量之和。連接兩種升高電壓母線的聯(lián)絡變壓器：、

24、滿足兩種電壓網(wǎng)絡在各種不同運行方式下，網(wǎng)絡間的有功功率和無功功率的交換。、其容量一般不小于接在兩種電壓母線上最大一臺機組的容量，以保證最大一臺機組故障或檢修時，通過聯(lián)絡變壓器來有足本側(cè)負荷的要求，同時也可在線路檢修或故障時，通過聯(lián)絡變壓器將其剩余容量送入另一系統(tǒng)。、為了布置和引接線的方便，聯(lián)絡變壓器一般裝設一臺，最多不超過兩臺。、聯(lián)絡變壓器一般采用自耦變壓器。在按上述原則選擇容量時，要注意低壓側(cè)接有大量無功設備的情況，必須全面考慮有功功率和無功功率的交換，以免限別自耦變壓器容量的充分利用。 型號規(guī)格臺數(shù)211額定容量（kVA）240000150000150000額定電壓（kV）高壓中壓121/

25、低壓10.515.7513.8阻抗電壓（%）高-中10.5/高-低24.514.615.1中-低12.5/本廠所用主變壓器為雙繞組變壓器和三繞組變壓器，三繞組變壓器為星型，三角型接線。 表2 變壓器型號與規(guī)格4.2 電路元件參數(shù)計算令MVA，。要求得每個電路元件的參數(shù)，即短路電抗，有如下方法：對于系統(tǒng)S，有；對于發(fā)電機G，有；對于變壓器T，有。對于發(fā)電機，。對于發(fā)電機，。對于發(fā)電機，。對于發(fā)電機，。對于系統(tǒng)S，。對于變壓器，。 。 。對于變壓器，。 。 。對于變壓器，。對于變壓器，。4.3 網(wǎng)絡變換對于電氣主接線，它的原始網(wǎng)絡圖如下圖所示。 圖3 電氣主接線原始網(wǎng)絡經(jīng)過等效變換，它的等效電路圖

26、如下圖所示。 圖4 電氣主接線等效電路圖4.4 短路點選擇短路點所取如下圖所示。圖5 短路點所取情況4.5 短路電流計算（1） 取下圖中點為短路點，可得短路電流沖擊系數(shù)=1.90。 圖6 短路點1等效圖經(jīng)過一次化簡，等效電路圖如下圖所示。 圖7 短路點1化簡1次再次化簡，等效電路圖如下圖所示。 圖8 短路點1化簡2次最終可得等效電路圖如圖所示。 圖9 短路點1化簡最終結(jié)果計算電抗：對于：=13.61，視為無窮大電源系統(tǒng)。對于：=0.4334。對于：=1.1563。對于：=1.5680。當時，。對于：=5.79kA。對于：=2.62kA。對于：=0.51kA。對于：=0.73kA。短路電流總量=

27、5.79+2.62+0.51+0.73=9.65kA。沖擊短路電流=25.93kA。當時，。對于：=5.79kA。對于：=2.30kA。對于：=0.50kA。對于：=0.61kA。短路電流總量=5.79+2.30+0.50+0.61=9.20kA。沖擊短路電流=24.72kA。當時，。對于：=5.79kA。對于：=2.24kA。對于：=0.50kA。對于：=0.61kA。短路電流總量=5.79+2.24+0.50+0.61=9.14kA。沖擊短路電流=24.56kA。（2） 取下圖中點為短路點，可得短路電流沖擊系數(shù)=1.85。 圖10 短路點2等效圖經(jīng)過一次化簡，等效電路圖如下圖所示。 圖11

28、 短路點2化簡1次再次化簡，等效電路圖如下圖所示。 圖12 短路點2化簡2次再次化簡，等效電路圖如下圖所示。 圖13 短路點2化簡3次再次化簡，等效電路圖如下圖所示。 圖14 短路點2化簡4次最終可得等效電路圖如圖所示。圖15 短路點2化簡最終結(jié)果計算電抗：對于：=3。對于：=0.3038。對于：=0.2550。對于：=0.3458。當時，。對于：=8.92kA。對于：=1.25kA。對于：=0.75kA。對于：=1.08kA。短路電流總量=8.92+1.25+0.75+1.08=12.00kA。沖擊短路電流=31.40kA。當時，。對于：=8.66kA。對于：=0.83kA。對于：=0.43

29、kA。對于：=0.77kA。短路電流總量=8.66+0.83+0.43+0.77=10.69kA。沖擊短路電流=27.97kA。當時，。對于：=8.66kA。對于：=0.82kA。對于：=0.42kA。對于：=0.79kA。短路電流總量=8.66+0.82+0.42+0.79=10.69kA。沖擊短路電流=27.97kA。（3） 取下圖中點為短路點，可得短路電流沖擊系數(shù)=1.80。 16 短路點3等效圖經(jīng)過一次化簡，等效電路圖如下圖所示。 圖17 短路點3化簡1次再次化簡，等效電路圖如下圖所示。 圖18 短路點3化簡2次再次化簡，等效電路圖如下圖所示。 圖19 短路點3化簡3次再次化簡，等效電

30、路圖如下圖所示。 圖20 短路點3化簡4次最終可得等效電路圖如圖所示。 圖21 短路點3化簡最終結(jié)果計算電抗：對于S：=163.07，可視為無窮大電源系統(tǒng)。對于：=0.1577。對于：=0.1577。對于：=13.8599?？梢暈闊o窮大電源系統(tǒng)。對于：=18.7952?？梢暈闊o窮大電源系統(tǒng)。當時，。對于：=3.37kA。對于：=24.93kA。對于：=24.93kA。對于：=0.26kA。對于：=0.39kA。短路電流總量=3.37+24.93+24.93+0.26+0.39=53.88kA。沖擊短路電流=137.16kA。當時，。對于：=3.37kA。對于：=10.04kA。對于：=10.0

31、4kA。對于：=0.26kA。對于：=0.39kA。短路電流總量=3.37+10.04+10.04+0.26+0.39=24.10kA。沖擊短路電流=61.35kA。當時，。對于：=3.37kA。對于：=9.09kA。對于：=9.09kA。對于：=0.26kA。對于：=0.39kA。短路電流總量=3.37+9.09+9.09+0.26+0.39=22.20kA。沖擊短路電流=56.51kA。4.6 計算成果匯總短路點電流時間常數(shù)短路電流(kA)沖擊電流(kA)短路電流(kA)沖擊電流(kA)短路電流(kA)沖擊電流(kA)短路點1(110kV)9.6525.939.2024.729.1424.

32、56短路點2(330kV)12.0031.4010.6927.9710.6927.97短路點3(15.75kV)53.88137.1624.1061.3522.2056.51 表3 短路電流計算匯總五、電氣設備選型5.1 電氣設備選型的技術(shù)要求（1）一般原則。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；應按當?shù)丨h(huán)境條件校核；應力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理；與整個工程的建設標準應協(xié)調(diào)一致；同類設備應盡量減少品種；選用的新產(chǎn)品均具有可靠的實驗數(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，應經(jīng)上級批準。（2）技術(shù)條件。選擇的高壓電器，應能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓

33、、過電流的情況下保持正常運行。長期工作條件：、電壓：選用的電氣允許最高工作電壓不得低于該回路的最高運行電壓，即。、電流：選用的電器額定電流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，即。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程度也較大，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，應滿足各種可能運行方式下回路持續(xù)工作電流的要求。、機械載荷：所選電器端子的允許荷載，應大于電器引線在正常運行和短路時的最大作用力。短路穩(wěn)定條件：、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三相短路時的短

34、路電流，若發(fā)電機出口的兩相短路，或中性點直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路嚴重時，則應按嚴重情況校驗。用熔斷器保護的電器可不驗算熱穩(wěn)定。、短路的熱穩(wěn)定校驗通常制造廠直接給出設備的熱穩(wěn)定電流（有效值）及允許持續(xù)時間。熱穩(wěn)定條件為。式中為所在回路的短電流熱效應（），為設備允許承受的熱效應（）。校驗短路熱穩(wěn)定所用的計算時間按下式計算：，式中為繼電保護裝置后備保護動作時間（s），為斷路器的全分閘時間。、短路的動穩(wěn)定校驗通常制造廠直接給出定型設備允許的動穩(wěn)定峰值電流，動穩(wěn)定條件為。式中為所在回路的沖擊短路電流（kA），為設備允許的動穩(wěn)定電流（峰值）（kA）。絕緣水平：在工作電

35、壓和過電壓的作用下，電器的內(nèi)。外絕緣應保證必要的可靠性。電器的絕緣水平，應按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過電壓和保護設備相應的保護水平來確定。當所選電器的絕緣水平低于國家規(guī)定的標準取值時，應通過絕緣配合計算，選用適當?shù)倪^電壓保護設備。（3）環(huán)境條件。溫度：普通高壓電器在環(huán)境最高溫度為+40時，允許按額定電流長期工作。當電器安裝點的環(huán)境溫度高于+40（但不高于+60）時，每增高1，建議額定電流減少1.8%；當?shù)陀?40時，每降低1，建議額定電流增加0.5%，但總的增加值不得超過額定電流的20%。日照：如果制造部門未能提出產(chǎn)品在日照下額定載流量下降的數(shù)據(jù)，在設計中可暫按電器額定電流的80%選擇設備。在進行試驗

36、計算時，日照溫度取0.1W/，風速取。風速：一般高壓電器可在風速不大于35m/s的環(huán)境下使用。選擇電器時所用的最大風速，可取離地10m高、30年一遇的10min平均最大風速?？紤]到500kV電器體積比較大，而且重要，宜采用離地10m高，50年一遇10min平均最大風速。冰雪：在積雪的覆冰嚴重的地區(qū)，應采取措施防止冰串引起瓷件絕緣對地閃絡。隔離開關的破冰厚度一般為10mm，在重冰區(qū)（如云貴高原，山東河南部分地區(qū)，湘中、粵北重冰地帶以及東北部分地區(qū)），所選隔離開關的破冰厚度，應大于安裝場所的最大破冰厚度。濕度：選擇電器的濕度，應采用當?shù)叵鄬穸茸罡咴路莸钠骄鄬穸龋ㄏ鄬穸仍谝欢囟认?，空氣中?/p>

37、實際水汽壓強值與飽和水汽壓強值之比；最高月份的平均相對濕度該月中日最大相對濕度值的月平均值）。對濕度較高的場所（如岸邊水泵房等），應采用該處實際相對濕度。當無資料時，可取比當?shù)貪穸茸罡咴路萜骄蹈?%的相對濕度。一般高壓電器可使用在+20，相對濕度為90%的環(huán)境中（電流互感器為85%）。污穢：污穢地區(qū)內(nèi)各種污物對電氣設備的危害，取決于污穢物質(zhì)的導電性、吸水性、附著力、數(shù)量、比重及距物源的距離和氣象條件。在工程設計中，應根據(jù)污穢情況選用下列措施：、增大電瓷外絕緣的有效泄漏比距或選用有利于防污的電瓷造型。、采用屋內(nèi)配電裝置。海拔：對安裝在海拔高度超過1000m地區(qū)的電器外絕緣一般應予加強，在海拔3

38、000m以下地區(qū)，220kV及以下配電裝置也可選用性能優(yōu)良的避雷器來保護一般電器的外絕緣。地震：選擇電器時，應根據(jù)當?shù)氐牡卣鹆叶冗x用能夠滿足地震要求的產(chǎn)品。一般電器產(chǎn)品可以耐受地震烈度為8度的地震力。根據(jù)有關規(guī)程的規(guī)定，地震基本烈度為7度及以下地區(qū)的電器可不采取防震措施。（4）環(huán)境保護電磁保護：頻率大于10kHz的無線電干擾主要來自電器的電流、電壓突變和電暈放電它會損害或破壞電磁信號的正常接受及電器、電子設備的正常運行。因此，電器及金具在最高工作相電壓下，晴天的夜晚不應出現(xiàn)可見電暈，110kV及以上電器戶外晴天無線電干擾電壓不應大于2500V。對于110kV以下的電器一般可不校驗無線電干擾電壓

39、。噪音：為了減少噪音對工作場所和附近居民區(qū)的影響，所選高壓電器在運行中或操作時產(chǎn)生的噪音，在距電器2m處不應大于下列水平：、連續(xù)性噪音水平：85dB。、非連續(xù)性噪音水平：屋內(nèi)90dB；屋外110dB。5.2 高壓斷路器選型（1） 型式：除滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應考慮安裝調(diào)試和運行維護的方便。一般635kV選用戶內(nèi)式少油斷路器、真空斷路器或斷路器，110330kV選用戶外式少油斷路器或斷路器。（2）額定電壓的選擇為所選斷路器的額定電壓應大于或等于安裝處電網(wǎng)的額定電壓，即。（3）額定電流的選擇為所選斷路器的額定電流應大于或等于所在回路的最大長期工作電流，即。式中。（4）額定開斷電流的檢驗

40、條件為。式中為剛分電流（斷路器觸頭剛分瞬間的短路全電流有效值）?？紤]到斷路器的安全，周期電流的數(shù)值通常取其短路初瞬的有效值，這樣校核條件變?yōu)?。?） 熱穩(wěn)定校驗應滿足。式中。（6）動穩(wěn)定校驗應滿足。高壓斷路器的選擇：（1）15.75kV：選擇戶內(nèi)少油式斷路器。規(guī)格如下表：表4 高壓斷路器型號與規(guī)格1型號額定電壓（kV）額定電流（A）額定開斷電流（kA）熱穩(wěn)定電流動穩(wěn)定電流峰值（kA）大小（kA）時間（s）SN5-20G/120002012000871204300校驗：型式：為戶內(nèi)式少油斷路器，符合一般標準。額定電壓：額定電壓為20kV，大于安裝處電網(wǎng)額定電壓15.75kV，符合標準。額定電流：

41、發(fā)電機回路的最大長期工作電流為=4.528（kA），額定電流為12kA大于最大長期工作電流，符合標準。開斷能力：短路電流有效值為53.88kA，小于斷路器額定開斷電流87kA，符合標準。校驗熱穩(wěn)定：所在回路的短電流熱效應為3068.00，小于斷路器允許承受的熱效應57600，符合標準。校驗動穩(wěn)定：所在回路的沖擊短路電流=137.16kA，小于動穩(wěn)定電流峰值=300kA，符合標準。（2）110kV：選擇戶外式少油斷路器，規(guī)格如下表：表5 高壓斷路器型號與規(guī)格2型號額定電壓（kV）額定電流（A）額定開斷電流（kA）熱穩(wěn)定電流動穩(wěn)定電流峰值（kA）大?。╧A）時間（s）SW2-110 （W）1101

42、6002525463校驗：型式：為戶外式少油斷路器，符合一般標準。額定電壓：額定電壓為110kV，等于安裝處電網(wǎng)額定電壓110kV，符合標準。額定電流：發(fā)電機回路的最大長期工作電流為=1.556（kA），額定電流為1.6kA大于最大長期工作電流，符合標準。開斷能力：短路電流有效值為9.65kA，小于斷路器額定開斷電流25kA，符合標準。校驗熱穩(wěn)定：所在回路的短電流熱效應為341.02，小于斷路器允許承受的熱效應2500，符合標準。校驗動穩(wěn)定：所在回路的沖擊短路電流=25.93kA，小于動穩(wěn)定電流峰值=63kA，符合標準。（3）330kV：選擇戶外式少油斷路器，規(guī)格如下表：表6 高壓斷路器型號與

43、規(guī)格3型號額定電壓（kV）額定電流（A）額定開斷電流（kA）熱穩(wěn)定電流動穩(wěn)定電流峰值（kA）大?。╧A）時間（s）SW6-330 330200031.531.5480校驗：型式：為戶外式少油斷路器，符合一般標準。額定電壓：額定電壓為330kV，等于安裝處電網(wǎng)額定電壓330kV，符合標準。額定電流：發(fā)電機回路的最大長期工作電流為=0.324（kA），額定電流為2kA大于最大長期工作電流，符合標準。開斷能力：短路電流有效值為12.00kA，小于斷路器額定開斷電流31.5kA，符合標準。校驗熱穩(wěn)定：所在回路的短電流熱效應為467.01，小于斷路器允許承受的熱效應3969，符合標準。校驗動穩(wěn)定：所在回

44、路的沖擊短路電流=31.40kA，小于動穩(wěn)定電流峰值=80kA，符合標準。5.3 隔離開關選型高壓隔離開關是在無載情況下斷開或接通高壓線路的輸電設備，以及對被檢修的高壓母線、斷路器等電氣設備與帶電的高壓線路進行電氣隔離的設備。高壓隔離開關的工作特點是在有電壓、無負荷電流的情況下分、合路線。它的主要功能是保障高壓電器設備在檢修時的安全，但是不能用于切斷、投入負荷電流或開斷短路電流，僅允許用于不產(chǎn)生強大電弧的一些操作，其功能總的來說有以下幾個：隔離電壓、倒閘操作、分合小電流。隔離開關和斷路器相比，額定電壓、電流及短路動、熱穩(wěn)定校驗的方法相同。但因為隔離開關不用來接通（切除）短路電流，所以不用來進行

45、開斷電流的校驗。高壓隔離開關使用條件：（1）海拔高度不大于1000m為普通型，海拔高度大于1000m為高原型。（2）地震裂度不超過8度（3）環(huán)境溫度不高于+40，戶內(nèi)產(chǎn)品環(huán)境溫度不低于-10，戶外產(chǎn)品環(huán)境溫度不低于-30。（4）戶內(nèi)產(chǎn)品空氣相對濕度在25時，其日平均值不大于95，月平均值不大于90%（有些產(chǎn)品要求空氣相對濕度不大于85%）。（5）戶外產(chǎn)品的覆冰厚度分為5mm和10mm。（6）戶內(nèi)產(chǎn)品周圍空氣不受腐蝕性或可燃氣體、水蒸汽等顯著污穢的污染，無經(jīng)常性的劇烈振動。戶外產(chǎn)品的使用環(huán)境為普通型用于級污穢區(qū)、防污型用于級（中污型）、級（重污型）污穢區(qū)。隔離開關的選擇：（1）15.75kV：選

46、擇戶內(nèi)型高壓隔離開關。規(guī)格如下表：表7 高壓隔離開關型號與規(guī)格1型號額定電壓（kV）額定電流（A）動穩(wěn)定電流峰值（kA）熱穩(wěn)定電流大?。╧A）時間（s）GN10-20T2050002241055校驗：型式：為戶內(nèi)式高壓隔離開關，符合一般標準。額定電壓：額定電壓為20kV，大于安裝處電網(wǎng)額定電壓15.75kV，符合標準。額定電流：發(fā)電機回路的最大長期工作電流為=4.528（kA），額定電流為5kA大于最大長期工作電流，符合標準。校驗熱穩(wěn)定：所在回路的短電流熱效應為3068.00，小于斷路器允許承受的熱效應55125，符合標準。校驗動穩(wěn)定：所在回路的沖擊短路電流=137.16kA，小于動穩(wěn)定電流峰

47、值=224kA，符合標準。（2）110kV：選擇戶外式少油斷路器，規(guī)格如下表：表8 高壓隔離開關型號與規(guī)格2型號額定電壓（kV）額定電流（A）動穩(wěn)定電流峰值（kA）熱穩(wěn)定電流大?。╧A）時間（s）GW5-110 W110160010031.54校驗：型式：為戶外式高壓隔離開關，符合一般標準。額定電壓：額定電壓為110kV，等于安裝處電網(wǎng)額定電壓110kV，符合標準。額定電流：發(fā)電機回路的最大長期工作電流為=1.556（kA），額定電流為1.6kA大于最大長期工作電流，符合標準。校驗熱穩(wěn)定：所在回路的短電流熱效應為341.02，小于斷路器允許承受的熱效應3969，符合標準。校驗動穩(wěn)定：所在回路的

48、沖擊短路電流=25.93kA，小于動穩(wěn)定電流峰值=100kA，符合標準。（3）330kV：選擇戶外式少油斷路器，規(guī)格如下表：表9 高壓隔離開關型號與規(guī)格3型號額定電壓（kV）額定電流（A）動穩(wěn)定電流峰值（kA）熱穩(wěn)定電流大小（kA）時間（s）GW6-330330200062403校驗：型式：為戶外式少油斷路器，符合一般標準。額定電壓：額定電壓為330kV，等于安裝處電網(wǎng)額定電壓330kV，符合標準。額定電流：發(fā)電機回路的最大長期工作電流為=0.324（kA），額定電流為2kA大于最大長期工作電流，符合標準。校驗熱穩(wěn)定：所在回路的短電流熱效應為467.01，小于斷路器允許承受的熱效應4800，符

49、合標準。校驗動穩(wěn)定：所在回路的沖擊短路電流=31.40kA，小于動穩(wěn)定電流峰值=62kA，符合標準。5.4 互感器選型（1）電流互感器型式的選擇根據(jù)安裝的場所和使用條件，選擇電流互感器的絕緣結(jié)構(gòu)（澆注式、瓷絕緣式、油浸式等）、安裝方式（戶內(nèi)、戶外、裝人式、穿墻式等）、結(jié)構(gòu)型式（多匝式、單匝式、母線式等）、測量特性（測量用、保護用、具有測量暫態(tài)的特性等)。一般常用型式為：低壓配電屏和配電裝置中，采用LQ線圈式和LM母線式，620kV戶內(nèi)配電裝置和高壓開關柜中，常用LD單匝貫穿式或復匝貫穿式；發(fā)電機回路或2000A以上的回路，可采用LMC、LMZ、LAJ、LBJ型或LRD、LRZD型；35kV及其

50、以上的電流互感器多采用油浸式結(jié)構(gòu)。在條件允許時，如回路中有變壓器套管、穿墻套管，應優(yōu)先采用套管電流互感器，以節(jié)省占地和減小投資。按額定電壓選擇電流互感器的額定電壓不小于裝設電流互感器回路所在電網(wǎng)的額定電壓。按額定電流選擇電流互感器的一次額定電流不小于裝設回路的最大持續(xù)工作電流。電流互感器的二次額定電流，可根據(jù)一次負荷的要求分別選擇5A或1A等。為了保證測量儀表的最佳工作狀態(tài)，并且在過負荷時使儀表有適當?shù)闹甘?，當TA用于測量時，其一次額定電流應盡量選擇得比回路中正常工作電流大1/3左右。按準確度選擇電流互感器的準確度級應符合其二次測量儀表、繼電保護等的要求。用于電能計量的電流互感器，準確度級不應

51、低于0.5級。用于電保護的電流互感器，誤差應在一定的限值之內(nèi)，以保證過電流時的測量準確度的要求。根據(jù)電力系統(tǒng)要求切除短路故障和繼電保護動作時間的快慢，對互感器保證誤差的條件提出了不同的要求。在大多數(shù)情況下，繼電保護動作時間相對來說比較長，對電流互感器規(guī)定穩(wěn)態(tài)下的誤差就能滿足使用要求，這種互感器稱為一般保護用電流互感器，適合于電壓等級較低的電力網(wǎng)。如果系統(tǒng)要求繼電保護實現(xiàn)快速保護時，應選用鐵芯帶有小氣隙的暫態(tài)特性好的電流互感器，因為它能保證其暫態(tài)誤差在規(guī)定的范圍內(nèi)。校驗二次負荷的容量為保證電流互感器工作時的準確度符合要求，電流互感器的二次負荷不超過（某準確度下）允許的最大負荷。電流互感器的二次總負荷包括二次測量儀表、繼電器電流線圈、二次電纜和接觸電阻等部分的電阻。當電流互感器的二次負荷不平衡時，應按最大一相的二次負荷校驗。校驗二次負荷的公式：按容量校驗。按阻抗校驗。式中，為電流互感器二次的最大一相負荷（VA），為電流互感器的二次額定負荷（VA），為電流互感器二次的最大一相負荷（），為電流互感器的額定二次負荷()。計算電流互感器二次的