火電廠一次側(cè)課程設(shè)計(jì)

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目錄

設(shè)計(jì)任務(wù)書摘要前言

2系統(tǒng)與負(fù)荷資料分析3電氣主接線

3.1主接線方案的選擇3.2主變壓器的選擇與計(jì)算3.3廠用電接線方式的選擇

3.4主接線中設(shè)備配置的的一般規(guī)則

4短路電流的計(jì)算

4.1短路計(jì)算的一般規(guī)則4.2短路電流的計(jì)算4.3短路電流計(jì)算表

5電氣設(shè)備的選擇

5.1電氣設(shè)備選擇的一般規(guī)則5.2電氣選擇的條件5.3電氣設(shè)備的選擇5.4電氣設(shè)備選擇的結(jié)果表

6*配電裝置

6.1配電裝置選擇的一般原則6.2配電裝置的選擇及依據(jù)6.3主接線中設(shè)備配置的一般原則

終止語(yǔ)(2)對(duì)擬定的各方案進(jìn)行技術(shù)，經(jīng)濟(jì)比較，選出最好的方案。各主接線方案都應(yīng)當(dāng)滿足系統(tǒng)和用戶對(duì)供電可靠性的要求，最終確定何種方案，要通過(guò)經(jīng)濟(jì)比較，選用年運(yùn)行費(fèi)用最小的作為最終方案，還要兼顧到今后的擴(kuò)容和發(fā)展；(3)電氣主接線圖。按工程要求，繪制工程圖，圖中彩新國(guó)標(biāo)圖形符號(hào)和文字，并將所有設(shè)備的型號(hào)，主要參數(shù)，母線及電纜截面等標(biāo)注在圖上。2、接線的要求：

（1）可靠性：要從三個(gè)方面來(lái)考慮。斷路器檢修時(shí)是否會(huì)影響對(duì)用戶的供電，設(shè)備和線路故障或檢修時(shí)，停電線路的多少和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)重要用戶的供電，是否存在發(fā)電廠、變電所全部中止工作的可能性；

（2）操作力求簡(jiǎn)單、便利：電氣主接線應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)單明了、明白；

（3）經(jīng)濟(jì)合理：占地面積要少，以節(jié)省基建投資和減少年運(yùn)行費(fèi)用，讓發(fā)電廠變電所盡快的發(fā)揮社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益3.1主接線方案的選擇我的方案如下圖3.1.1所示。

220KV主接線采用雙母分段接線，110KV主接線采用雙母接線。采用雙母線接線具有如下特點(diǎn)：可靠性靈活性經(jīng)濟(jì)性線路繁雜度可擴(kuò)展性雙母線帶旁可靠性高，比較靈活，比較昂貴，比較繁雜，擴(kuò)展性好，路接線方式適用與I類操作繁雜負(fù)荷設(shè)備較多但檢修線路可向母線任時(shí)，不需停意方向擴(kuò)建電單母線帶旁可靠性不靈活，操作設(shè)備較少，簡(jiǎn)單，但修可擴(kuò)展性也投資省線路母線時(shí)，需大面積停電比較好路接線方式高，不適用相對(duì)簡(jiǎn)單于I類負(fù)荷

（1）可靠性較高

①檢修任一組母線時(shí)，不會(huì)中斷對(duì)用戶的供電；

②檢修任意回路的母線隔離開關(guān)時(shí)，只需要斷開該回路兩側(cè)相關(guān)元件，在檢修期間使該回路停電；

③工作母線故障時(shí)，可將全部回路轉(zhuǎn)移到備用母線上，使用戶在經(jīng)歷短暫倒排時(shí)間后迅速恢復(fù)供電；

④檢修任意工作回路斷路器時(shí)，可用母聯(lián)斷路器來(lái)替代，而不致使該供電回路供電長(zhǎng)期中斷；

⑤對(duì)需要單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)的任意回路，只需將該回路切換到備用母線上。（2）運(yùn)行靈活

各個(gè)電源和備用回路負(fù)荷可以任意分派到某一組母線上，通過(guò)倒排操作組成各種運(yùn)行方式。其常用運(yùn)行方式有：

①單母線分段運(yùn)行。母聯(lián)斷路器閉合，進(jìn)出線分別接在兩組母線上。②單母線運(yùn)行。母聯(lián)斷路器斷開，一組母線運(yùn)行，另一組母線備用，全部進(jìn)出線均接在運(yùn)行母線上。

③固定連接方式。兩組母線同時(shí)工作，通過(guò)母聯(lián)斷路器并聯(lián)運(yùn)行，電源與負(fù)荷平均分派于兩組母線上。（3）擴(kuò)展便利

可不影響兩組母線的電源和負(fù)荷自由組合負(fù)荷，向母線任意方向擴(kuò)建。雙母線接線具有可靠性較高、運(yùn)行方式靈活多變的特點(diǎn)。這一切的基礎(chǔ)都是雙母線運(yùn)行和故障、檢修時(shí)的倒閘操作。（4）雙母線的缺點(diǎn)及改進(jìn)措施

①為避免隔離開關(guān)誤操作引起事故，要求隔離開關(guān)與對(duì)應(yīng)短路期間裝設(shè)閉鎖裝置（機(jī)械閉鎖或電磁閉鎖），并要求運(yùn)行人員嚴(yán)格按操作制度進(jìn)行操作。

②為避免工作母線故障會(huì)造成全裝置停電的不利現(xiàn)象，可以采取正常運(yùn)行時(shí)兩組母線均帶電并列運(yùn)行的方式。這樣當(dāng)任一組母線故障時(shí)，通過(guò)繼保裝置作

用，將母聯(lián)斷開，并將所有回路均切換至正常母線上，使原裝置所有回路能繼續(xù)維持運(yùn)行。

③采用將母線分段的方式來(lái)減少母線故障時(shí)造成的損失，縮小停電范圍。3.2主變壓器的選擇與計(jì)算

首先選擇300MW和200MW發(fā)電機(jī)的參數(shù)如下：

型號(hào)額定功率額定電壓額定電流（KA）862511320（MW）（KV）QFSN-200-2QFSN-300-220030015.7518功率因數(shù)同步電抗（cos?）(Xd%)0.850.85203.5236.35瞬變電抗(X'd%)24.331.93超瞬變電抗(X\14.819.15300MW發(fā)電機(jī)主變?nèi)萘繛椋?/p>

額定容量?300?（1?0.08）?1.1?357.2MVA0.85200（1?0.08）?1.1?238.1MVA0.85300(1?0.08)0.85200?0.080.85

200MW發(fā)電機(jī)主變?nèi)萘繛椋?/p>

額定容量?

300MW發(fā)電機(jī)側(cè)廠用變?nèi)萘繛椋?/p>

額定容量??324.7MVA

200MW發(fā)電機(jī)側(cè)廠用變?nèi)萘繛椋?/p>

額定容量??18.8MVA

由于200MW發(fā)電機(jī)側(cè)變壓器是三繞組的，它可以將200MW發(fā)電機(jī)發(fā)的電，部分升壓送到220KV母線上，故聯(lián)絡(luò)變壓器的容量可以小一點(diǎn)。

型號(hào)額定容量（MVA）360000額定電壓中壓高壓（KV）（KV）低壓（KV）18空載電流（%）空載損耗負(fù)載損耗阻抗電壓（%）（KW）（KW）SFP-360000/220SSPS-240000SFPF7-40000/18SFF7-31242?2?2.5%0.2819086014.3高中高低中低400000/2×2000031500/242?2?2.5%18?2?2.5%15.75?2?2.5%12115.750.725724.5全穿14.5半穿越8.5系數(shù)6.3-6.36.3-6.30.80.529.428177.7150越9.5全穿15.33.74半穿越500/182×20000150000/150000/45000越9.5高中1216.30.16614008.7高低29.216.6中低18.3OSSPSZ7-150000/220242?2?2.5%

3.3廠用電接線方式的選擇

現(xiàn)代發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)往往由主發(fā)電機(jī)進(jìn)行供電，為提高該系統(tǒng)供電可靠性，廠用電系統(tǒng)接線尋常采用單母線分段并配以成套配電裝置以降低電力系統(tǒng)及廠用電設(shè)備本身故障帶來(lái)的影響。

在我的設(shè)計(jì)中廠用電采用最常見的單母分段，按爐分段的接線。并由聯(lián)絡(luò)變壓器提供備用電源。接線方法如下圖。3.4主接線中設(shè)備配置的的一般規(guī)則主變壓器容量應(yīng)留出10%的裕量

4短路電流的計(jì)算

4.1短路計(jì)算的一般規(guī)則

在電力系統(tǒng)短路電流的工程計(jì)算中，大量實(shí)際問(wèn)題的解決（如電網(wǎng)設(shè)計(jì)中的電氣設(shè)備選擇）并不需要十分確切的結(jié)果，于是參數(shù)了近似計(jì)算的方法。在近似算法中，主要是對(duì)系統(tǒng)元件模型和標(biāo)幺參數(shù)計(jì)算做了簡(jiǎn)化處理。在元件模型方面，忽略發(fā)電機(jī)變壓器和輸電線路的電阻，不計(jì)輸電線路的電容，略去變壓器的勵(lì)磁電流（三相三柱式變壓器的零序等值電路除外），負(fù)荷忽略不計(jì)或只做近似估計(jì)。在標(biāo)幺參數(shù)計(jì)算方面，在選取各級(jí)平均額定電壓時(shí)，認(rèn)為變壓器變比等于其對(duì)應(yīng)側(cè)平均額定電壓之比，即所有變壓器的標(biāo)幺變比都等于1。此外，有時(shí)還假定所有發(fā)電機(jī)的電勢(shì)具有一致的相位，加上所有元件僅用電抗表示，這就避免了復(fù)數(shù)運(yùn)算，把短路電流的計(jì)算簡(jiǎn)化為直流電路的求解。4.2短路電流的計(jì)算

（一）選取SB?1000MV?A和VB?Vav，畫出等值網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算各電抗的標(biāo)幺值。

圖1.1

1234

300MW發(fā)電機(jī)：XG1?XG2?19.15%?200MW發(fā)電機(jī)：XG3?XG4?14.8%?360MVA變壓器：XT1?XT2?14.3%?1000?0.853001000?0.852023000360?0.543

?0.629

?0.397

'240MVA變壓器（先轉(zhuǎn)化為基準(zhǔn)容量下的電抗，然后進(jìn)行星三變換）：X1?X1?0.312，

'X2?X2?0.183，X3?X3?0.108

'5

聯(lián)絡(luò)變壓器（先轉(zhuǎn)化為基準(zhǔn)容量下的電抗，然后進(jìn)行星三變換)：X4?0.163，

X5?0.319

''6

系統(tǒng)到220KV母線的電抗標(biāo)幺值：XS?基準(zhǔn)容量短路容量?10008000?0.125

（二）對(duì)等值網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行簡(jiǎn)化

圖1.2

12

1X6?（0.638?0.397）?0.518

2X7?X4?X5?0.163?0.319?0.482

3

X8?1212?(X1//X1)?0.156'';

X9?12?(X2//X2)?0.092';

X10??（(X3?XG3）//（X3?XG4）)?0.424

(三)D1點(diǎn)短路時(shí)

圖1.3

1

X11?X10?（X7?X9）//X8?0.424?（0.482?0.092）//0.156?0.547

S300?10000.518?1390.5，S200?10000.547?1828.2，

SK?SN?S300?S200?8000?1390.5?1828.2?4781.3

''XS?SBSK?10004781.3?0.209

2

300MW發(fā)電機(jī)計(jì)算電抗：Xjs1?X6?SN1SBSN2SB?0.518?300?21000?0.311

34200MW發(fā)電機(jī)計(jì)算電抗：Xjs2?X11??0.547?200?21000?0.219

查表可知次暫態(tài)（0s）短路電流標(biāo)幺值為：

0s3.4864.9380.01s3.4234.8130.1s2.9953.9881s2.3392.7292s2.3332.5614s2.3322.444Ijs1*Ijs2*

Ijs1*?3.486；Ijs2*?4.938；Ips*?1Xs''?10.209?4.785

300MW發(fā)電機(jī)提供的次暫態(tài)短路電流有名值：

Ipt1?Ijs1*?SN13?Vav?3.486?3001.732?220?0.85?3.229（KA）

200MW發(fā)電機(jī)提供的次暫態(tài)短路電流有名值：Ipt2?Ijs2*?SN23?Vav?4.938?2023.732?220?0.85?3.049（KA）

無(wú)限大系統(tǒng)提供的次暫態(tài)短路電流有名值：Ips?Ips*?(KA)

所以D1點(diǎn)短路的次暫態(tài)短路電流為：

SB3?Vav?4.785?1000220?21.749

ID1?Ipt1?Ipt?Ips?3.229?3.049?21.749?28.027（KA）

2短路沖擊電流為：Ish?1.852ID1?1.85?1.414?28.027?73.316（KA）5

2次暫態(tài)（2s）短路電流有名值為：

3001.732?220?0.85?2.561?2023.732?220?0.85?1.890（KA）

ID1?0.333?6

4次暫態(tài)（

3004s）短路電

200流有名值為：

ID1?2.332?1.732?220?0.85?2.444?1.732?220?0.85?3.64?3.669?3.64?7.309（KA）

(四)D2點(diǎn)短路時(shí)

圖1.4

1將X8,X9,X10進(jìn)行星三變換：

圖1.5

X12?X8X9?X8X10?X9X10X10X8X9?X8X10?X9X10X9X8X9?X8X10?X9X10X8?0.156?0.092?0.156?0.424?0.092?0.4240.4240.156?0.092?0.156?0.424?0.092?0.4240.0920.156?0.092?0.156?0.424?0.092?0.4240.156?0.282

X13???1.299

X14???0.766

將X7和X12合并為X15：X15?X7//X12?0.482//0.282?0.1782

化簡(jiǎn)圖：

圖1.6

X16?Xs?X15（''1Xs''?1X6?1X13?1X15）?0.209?0.178?（10.209?10.518?11.299?10.178）?0.487

X17?X6?X15（1Xs''?1X6?1X13?1X15）?0.518?0.178?（10.209?10.518?11.299?10.178）?1.845

X18?X13?X15（1Xs''?1X6?1X13?1X15）?1.299?0.178?（10.209?10.518?11.299?10.178）?3.033

求轉(zhuǎn)移電抗

無(wú)限大系統(tǒng)到短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗為：X16?0.487300MW發(fā)電機(jī)到短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗為：X17?1.845

200MW發(fā)電機(jī)到短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗為：X19?X18//X14?3.03//0.766?0.6114

計(jì)算電抗：

從300MW發(fā)電機(jī)到短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：Xjs3?X17?SN3SBSN4SB?1.845?3001000?0.852023000?0.85?0.652

從200MW發(fā)電機(jī)到短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為：Xjs4?X19??0.611??0.144

從無(wú)限大系統(tǒng)到短路點(diǎn)短路電流為：Ips?

查表可知：Ijs3*Ijs4*1X16?10.487?2.053

0s1.6107.7180.01s1.5967.4670.1s1.4975.8391s1.4523.2802s1.6212.8084s1.8192.5265

由標(biāo)幺值換算為實(shí)際值如下表：Ifs3（KA）0s5.96519.0630.01s5.91318.4430.1s5.54614.42210.7761s5.3808.1022s6.0066.9364s6.7396.239Ifs4（KA）Ips（KA）6

所以D2點(diǎn)短路時(shí)短路電流為：

ID2?Ifs3?Ifs4?Ips?5.965?19.063?10.776?35.804（KA）

2s時(shí)短路電流為：ID2?6.006?6.239?10.776?23.021（KA）4s時(shí)短路電流為：ID2?6.739?6.239?10.776?23.754（KA）78

短路沖擊電流為：Ish?1.85?發(fā)電機(jī)額定電流：

ING1?ING2?SN3?UavSN3?Uav?2?352.941.732?1102?235.31.732?110?3.705（KA）422?ID2?1.85?1.414?35.804?93.66（KA）

?2.47(KA)?無(wú)限大系統(tǒng)額定電流：

IS?SB3?Uav?10001.732?110?5.249(KA)

4.3短路電流計(jì)算表短路點(diǎn)編號(hào)短路點(diǎn)平基準(zhǔn)分支分支電抗xjs額定電流IN(KA)4.5450s0.1s1s2s4s0s0.1s1s2s4s短路電流標(biāo)么值短路電流值電流分支均電IB線壓(KA)名稱(kv)無(wú)限大系統(tǒng)d1300MW發(fā)電機(jī)分支200MW發(fā)電機(jī)分支無(wú)限大系統(tǒng)d2110KV5.249300MW發(fā)電機(jī)分支200MW發(fā)電機(jī)分支0.4875.2491.6101.5962.0571.4971.4521.62110.7970.2094.78521.749220KV2.6240.5180.9263.4862.9952.3392.3332.3323.2292.7732.1662.1602.1590.5470.6184.9383.9882.7292.5612.4443.0522.4651.6871.5831.5100.6523.7055.9655.9135.5465.3806.0067.710.1442.47087.4675.8393.2802.80819.06318.44314.4228.1026.936

5電氣設(shè)備的選擇

5.1電氣設(shè)備選擇的一般原則1、電氣設(shè)備的選擇的重要性

（1）電氣設(shè)備的選擇是發(fā)電廠和變電所規(guī)劃的主要內(nèi)容之一，是工程上的具體應(yīng)用。正確的選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件；

（2）在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，必需執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，根據(jù)工程實(shí)際狀況，在保證安全、可靠的前提下，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行便利和留有余地，選擇適合的電氣設(shè)備。

2、電氣設(shè)備的選擇應(yīng)滿足以下原則（1）按正常工作條件選擇：

1）額定電壓

①額定電壓和最高工作電壓

所選用的電器允許最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓，即

Ualm≥Usm。

一般電器允許的最高工作電壓：當(dāng)額定電壓在220KV及以下時(shí)為1.15UN；額定電壓是330~500KV時(shí)是1.1UN。而實(shí)際電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓Usm一般不會(huì)超過(guò)電網(wǎng)額定電壓的1.1UNs，因此在選擇電器時(shí)，一般可按電器額定電壓UN不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓UNS的條件選擇,即

UN≥UNs。

②額定電流

電器的額定電流IN是指在額定周邊環(huán)境溫度θ。下，電器的長(zhǎng)期允許電流。IN不應(yīng)當(dāng)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；母聯(lián)斷路器回路一般可取母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)或變壓器的Imax；母線分段電抗器的Imax應(yīng)為母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)跳閘時(shí)，保證該段母線負(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。

此外，還與電器的裝置地點(diǎn)、使用條件、檢修和運(yùn)行等要求，對(duì)電器進(jìn)行種類和形式的選擇。

③按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核

在選擇電器時(shí)，還應(yīng)考慮電器安裝地點(diǎn)的環(huán)境（尤須注意小環(huán)境）條件，當(dāng)氣溫，風(fēng)速，溫度，污穢等級(jí)，海拔高度，地震列度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過(guò)一般電器使用條件時(shí)，應(yīng)采取措施。我國(guó)目前生產(chǎn)的電器使用的額定環(huán)境溫度θ0＝＋40℃，如周邊環(huán)境溫度高于＋40℃（但≤＋60℃）時(shí)，其允許電流一般可按每增高1℃，額定電流減少1.8％進(jìn)行修正，當(dāng)環(huán)境溫度低于＋40℃時(shí)，環(huán)境溫度每降低1℃，額定電流可增加0.5％，但其最大電流不得超過(guò)額定電流的20%。

3.、按短路條件進(jìn)行校驗(yàn)

電氣設(shè)備按短路故障狀況進(jìn)行校驗(yàn)，就是要按最大可能的短路故障（尋常為三相短路故障）時(shí)的動(dòng)、熱穩(wěn)定度進(jìn)行校驗(yàn)。但有熔斷器和有熔斷器保護(hù)的電器和導(dǎo)體（如電壓互感器等），以及架空線路，一般不必考慮動(dòng)穩(wěn)定度、熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)，對(duì)電纜，也不必進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定度的校驗(yàn)。

在電力系統(tǒng)中盡管各種電氣設(shè)備的作用不一樣，但選擇的要求和條件有諸多是一致的。為保證設(shè)備安全、可靠的運(yùn)行，各種設(shè)備均按正常工作的條件下的額定電壓和額定電流選擇，并按短路故障條件校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。（1）熱穩(wěn)定校驗(yàn)

校驗(yàn)電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定性，就是校驗(yàn)設(shè)備的載流部分在短路電流的作用下，其金屬導(dǎo)電部分的溫度不應(yīng)超過(guò)最高允許值。假使?jié)M足這一條件，則選出的電氣設(shè)備符合熱穩(wěn)定的要求。

作熱穩(wěn)定校驗(yàn)時(shí)，已通過(guò)電氣設(shè)備的三項(xiàng)短路電流為依據(jù)，工程計(jì)算中常用下式校驗(yàn)所選的電氣設(shè)備是否滿足熱穩(wěn)定的要求，即：

I?teq?Itht

式中，I?——三相短路電流周期分量的穩(wěn)定值（KA）；teq——等值時(shí)間（亦稱假想時(shí)間s）；

Ith——制造廠規(guī)定的在ts內(nèi)電器的熱穩(wěn)定電流（KA）；t為與Ith相對(duì)應(yīng)的時(shí)間（s）。

短路計(jì)算時(shí)間。校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定的短路計(jì)算時(shí)間應(yīng)為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間top和斷路器全開斷時(shí)間toc之和，即

22tk?top?toc

式中，top——保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，主要有主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，

當(dāng)為主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間時(shí)一般取0.05s；當(dāng)為后備保護(hù)時(shí)間時(shí)一般取2.5s；

toc——斷路器全開斷時(shí)間（包括固有分閘時(shí)間和燃弧時(shí)間）。假使缺乏斷路器分閘時(shí)間數(shù)據(jù)，對(duì)快速及中速動(dòng)作的斷路器，取toc=0.1-0.5s,對(duì)低速動(dòng)作的斷路器，取toc=0.2s。

校驗(yàn)導(dǎo)體和110KV以下電纜的短路熱穩(wěn)定性時(shí)，所用的計(jì)算時(shí)間，一般采用主保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間加上相應(yīng)地?cái)嗦菲鞯娜珠l時(shí)間.如主保護(hù)有死區(qū)時(shí)，則應(yīng)采用能對(duì)該死區(qū)起作用的后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，并采用相應(yīng)處的短路電流值。校驗(yàn)電器和110KV以上沖油電纜的短路電流計(jì)算時(shí)間，一般采用后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間加相應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間。（2）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)

當(dāng)電氣設(shè)備中有短路電流通過(guò)時(shí)，將產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，可能對(duì)電氣設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞作用。因此，各制造廠所生產(chǎn)的電器，都用最大允許的電流的幅值imax或最大有效值Imax表示其電動(dòng)力穩(wěn)定的程度，它說(shuō)明電器通過(guò)上述電流時(shí)，不至因電動(dòng)力的作用而損害。滿足動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的條件為ish≤imax或Ish≤Imax

式中ish及Ish——三相短路時(shí)的沖擊電流及最大有效值電流。電氣設(shè)備的選擇除了要滿足上述技術(shù)數(shù)據(jù)要求外，尚應(yīng)根據(jù)工程的自然環(huán)境、位置（氣候條件、厭惡、化學(xué)污染、海拔高度、地震等）、電氣主接線極短路電流水平、配電裝置的布置及工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)等因素考慮。

5.2電氣設(shè)備選擇的條件

正確的選擇電氣設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(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)際狀況，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，選擇適合的電氣設(shè)備。

盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全一致，但對(duì)它們的基本要求卻是一致的。電氣設(shè)備要能可靠的工作，必需按正常條件下進(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。

⑴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

所選用的電氣設(shè)備允許最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓，即

Ualm≥Usm。

尋常，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，而電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓波動(dòng)，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)，一般可依照電氣設(shè)備的額定電壓UN不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓UNs的條件選擇,即

UN≥UNs。

②額定電流

電氣設(shè)備的額定電流IN是指在額定周邊環(huán)境溫度θ。下，電氣設(shè)備的長(zhǎng)期允許電流IN不應(yīng)當(dāng)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；母聯(lián)斷路器回路一般可取母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)或變壓器的Imax；母線分段電抗器的Imax應(yīng)為母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)跳閘時(shí)，保證該段母線負(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。

此外，還與電氣設(shè)備的裝置地點(diǎn)、使用條件、檢修和運(yùn)行等要求，對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行種類和形式的選擇。

③按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核

在選擇電氣設(shè)備時(shí)，還應(yīng)考慮電氣設(shè)備安裝地點(diǎn)的環(huán)境（尤須注意小環(huán)境）條件，當(dāng)氣溫，風(fēng)速，溫度，污穢等級(jí)，海拔高度，地震列度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過(guò)一般電氣設(shè)備使用條件時(shí)，應(yīng)采取措施。我國(guó)目前生產(chǎn)的電氣設(shè)備使用的額定環(huán)境溫度θ0＝＋40℃，如周邊環(huán)境溫度高于＋40℃（但≤＋60℃）時(shí)，其允許電流一般可按每增高1℃，額定電流減少1.8％進(jìn)行修正，當(dāng)環(huán)境溫度低于＋40℃時(shí)，環(huán)境溫度每降低1℃，額定電流可增加0.5％，但其最大電流不得超過(guò)額定電流的20%。

⑵按短路狀況校驗(yàn)①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。滿足熱穩(wěn)定

的條件為It2t≥Qk

式中Qk—短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)

It、t—電氣設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流和時(shí)間。

②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，亦稱動(dòng)穩(wěn)定。滿足動(dòng)穩(wěn)定條件為：

Ies≥Ish

式中；；Ish—短路沖擊電流有效值；

Ies—電氣設(shè)備允許的動(dòng)穩(wěn)定電流的有效值；

5.3電氣設(shè)備的選擇

1.高壓斷路器的選擇(QF)

⑴斷路器的種類和形式的選擇由于110KV側(cè)有12回出線，220KV側(cè)有6回出線，所以接入110KV,220KV側(cè)的高壓斷路器應(yīng)選擇SF6斷路器。

⑵額定電壓的選擇

110KV側(cè)UN=UNs=1.1×110KV=121KV220KV側(cè)UN=UNs=1.1×220KV=242KV⑶額定電流的選擇300MW

220KV側(cè)IN≥Imax=1.05×300/(3×220×0.85)=0.973KA200MW

110KV側(cè)IN≥Imax=1.05×200/(3×110×0.85)=1.297KA

⑷開斷電流的選擇

高壓斷路器的額定開斷電流INbr不應(yīng)小于實(shí)際開斷瞬間的短路電流周期分量IPt,為了簡(jiǎn)化計(jì)算可應(yīng)用次暫態(tài)電流I\進(jìn)行選擇,即INbr≥I\。110KV側(cè)INbr≥I\220KV側(cè)INbr≥I\

⑸短路關(guān)合電流的選擇

為了保證斷路器在關(guān)合短路時(shí)的安全，斷路器的額定關(guān)合電流INcl不應(yīng)小于短路電流最大沖擊值Ish，即INcl≥Ish。110KV側(cè)INcl≥ish=93.66KA220KV側(cè)INcl≥ish=70.854KA

⑹熱穩(wěn)定校驗(yàn)

It2t≥Qk

取tk(短路切除時(shí)間)=4s。0s2s4s110KV35.82524.27923.739220KV28.03110KV周期分量熱效應(yīng)

Qpt?(I''225.49225.418?10I22?I4)?tk/12?(35.825?24.279222?23.739)?4/12?812.147（KA）?S22

t>0.1s不計(jì)非周期分量Qk=Qpt220KV周期分量熱效應(yīng)

Qpt?(I''2?10I22?I4)?tk/12?(28.03?25.492?25.418)?4/12?693.866（KA）?S22222

⑺動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)ies≥ish

110KVies≥93.66KA220KVies≥70.854KA

5.4電氣設(shè)備選擇的結(jié)果表根據(jù)上述計(jì)算填寫以下表格斷路器選擇110K型計(jì)算值LW11-110V側(cè)號(hào)UNs110KVUN110KVImax1.297KAIN1.6--3.15KAI\25.07KAINbr31.5/40KAIsh93.66KAINcl80/100KAQk812.147(KA)2·sIt2t402×3=4800(KA)2·sIsh93.66KAies80/100KALW2-220220KV2.5KA31.5KA80KA2976.75(KA)2·s80KA

隔離開關(guān)選擇

校驗(yàn)通過(guò)通過(guò)通過(guò)通過(guò)通過(guò)通過(guò)220K計(jì)算值V側(cè)UNs220KVImax0.973KAI\27.086KAIsh70.854KAQk693.866(KA)2·sIsh70.854KA型號(hào)UNININbrINclIt2ties校驗(yàn)通過(guò)通過(guò)通過(guò)通過(guò)通過(guò)通過(guò)

110K計(jì)算值V側(cè)UNs110KVUNImax1.297KAINQk812.147(KA)2·sIt2tIsh93.66KAiesGW4-110D110KV2KA6400(KA)2·s100KA校驗(yàn)通過(guò)通過(guò)通過(guò)通過(guò)220K計(jì)算值V側(cè)UNs220KVUNImax0.973KAINQk693.866(KA)2·sIt2tIsh

GW7-200D(W)220KV1.0KA2976.75(KA)2·s80KA

校驗(yàn)通過(guò)通過(guò)通過(guò)通過(guò)70.854KAies電壓互感器的選擇110KV220KV主變壓器發(fā)電機(jī)出口型號(hào)剩余電壓繞UN一次(KV)UN二次(KV)組(A)ImaxA避雷器的選擇

避雷器是用來(lái)防止雷電產(chǎn)生的過(guò)電壓波沿線路侵入變電所或其它建筑物內(nèi)，以免危及被保護(hù)設(shè)備的絕緣。避雷器主要有閥式避雷器排氣式避雷器角型避雷器等幾種。

（1）避雷器的配置原則

1）配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器，但進(jìn)出線都裝設(shè)避雷器時(shí)除外；2）旁路母線上是否需要裝設(shè)避雷器，應(yīng)視在旁路母線投入運(yùn)行時(shí)，避雷器

到保護(hù)設(shè)備的電氣距離是否滿足要求而定；

3）220KV以下變壓器到避雷器的電氣距離超過(guò)允許值，應(yīng)在變壓器附設(shè)一組避雷器；

4）三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺(tái)避雷器；

5）自耦變壓器必需在其兩個(gè)自耦合的繞組出線上裝設(shè)避雷器，并應(yīng)接壓器與斷路器之間；

6）以下狀況的變壓器中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)避雷器：1直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為分級(jí)絕緣且裝有隔離開關(guān)時(shí)；2直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為全絕緣，但變電所為單進(jìn)線且為單臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)；3不接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進(jìn)線變壓器中性點(diǎn)上。

7）連接在變壓器低壓側(cè)的調(diào)相機(jī)出線處宜裝設(shè)一組避雷器；

8）發(fā)電廠變電所35KV及以上電纜進(jìn)線段，在電纜與架空線的連接處應(yīng)裝設(shè)避雷器；

9）變電所10KV及以下進(jìn)線段避雷器的配置應(yīng)遵照《電力設(shè)備過(guò)電壓保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》執(zhí)行；

10）六氟化硫全封閉電器的架空線路側(cè)必需裝設(shè)避雷器。（2）避雷器的確定

本工程采用220KV、110KV配電裝置構(gòu)架上設(shè)避雷針。為了防止反攻，主變構(gòu)架上不設(shè)避雷針，采用避雷器來(lái)防止雷電的入侵波對(duì)電氣設(shè)備造成危害。所選避雷器的參數(shù)如表5-9所示。表5-9避雷器的參數(shù)安裝地點(diǎn)220KV母線110KV母線主變中性點(diǎn)

避雷器型號(hào)（有效值，KV）FZ-220JFZ-110FZ—44滅弧電壓（KV）20012650系統(tǒng)額定電壓工頻參考電壓（峰（有效值，KV）值，KV）22011044??323254102?536314122?6繼電保護(hù)配置

繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置是變電所的重要組成部分，為了反映電力系統(tǒng)故障和不正常工作狀態(tài),滿足各種故障時(shí)主保護(hù)與后備保護(hù)可靠動(dòng)作，保證變電站及電力系統(tǒng)安全運(yùn)行,在變電站各元件上應(yīng)配置以下繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置。1.主變壓器保護(hù)

主變保護(hù)裝置采用微機(jī)保護(hù)裝置，有以下功能配置：

（1)主變保護(hù)由差動(dòng)保護(hù)與主變非電量本體保護(hù)組成，差動(dòng)保護(hù)采用雙重化微機(jī)保護(hù)裝置，保護(hù)裝置具有差動(dòng)速斷保護(hù)、二次諧波制動(dòng)和比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)；本體保護(hù)裝置包含有：本體重瓦斯保護(hù)、本體輕瓦斯保護(hù)、有載瓦斯保護(hù)和壓力釋放閥保護(hù)，重瓦斯作用于跳閘，輕瓦斯作用于信號(hào)；

（2)主變后備保護(hù)選用微機(jī)型保護(hù)裝置，主要保護(hù)有復(fù)合電壓閉鎖方向過(guò)流保護(hù)、零序過(guò)流可帶方向保護(hù)、零序過(guò)電