火電廠畢業(yè)設(shè)計

1、重慶電力高等專科學(xué)校 題目：2300MW凝汽式發(fā)電廠電氣部分設(shè)計院 系 電力工程學(xué)院 專 業(yè) 發(fā)電廠及電力系統(tǒng) 班 級 學(xué) 生 姓 名 指 導(dǎo) 教 師 日 期 2015年6月15日 重慶電力高等?？茖W(xué)校 設(shè)計題目：2300MW凝汽式發(fā)電廠電氣部分設(shè)計院 系 電力工程學(xué)院 專 業(yè) 發(fā)電廠及電力系統(tǒng) 班 級 學(xué) 生 姓 名 指 導(dǎo) 教 師 日 期 2015年6月15日 重慶電力高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計題目2300MW凝氣式發(fā)電廠電氣部分設(shè)計 設(shè)計技術(shù)參數(shù)1、本廠有四回為108KM的220KV輸電線路，將本廠電能送入系統(tǒng)某500KV樞紐變電站，系統(tǒng)容量無窮大。（系統(tǒng)與母線220KV間的電抗

2、標(biāo)幺值為0.02其中，SB=100MVA）)2.本廠無其他電壓等級：廠用電率5%-8%3.環(huán)境條件：海拔500m，最熱月平均氣溫19.9OC，最熱月最高平均氣溫23 OC，極限最高氣溫31.5 OC，極限最低氣溫-2 OC，最熱月地面下0.8m處土壤平均溫度21.5 OC，雷暴日數(shù)63日/年。參考資料發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料 天津大學(xué)電力工程電氣設(shè)計手冊（電氣一次部分） 西北電力設(shè)計院發(fā)電廠 變電站電氣設(shè)備 重慶電專 黃益華主編電力系統(tǒng) 重慶電專 李霜主編電力工程電氣設(shè)備手冊（電氣一次部分） 中國電力出版社一、 設(shè)計基礎(chǔ)資料1、本廠有四回為108KM的220KV輸電線路，將本廠電能送入系

3、統(tǒng)某500KV樞紐變電站，系統(tǒng)容量無窮大。（系統(tǒng)與母線220KV間的電抗標(biāo)幺值為0.02其中，SB=100MVA2.本廠無其他電壓等級：廠用電率5%-8%3.環(huán)境條件：海拔500m，最熱月平均氣溫19.9OC，最熱月最高平均氣溫23 OC，極限最高氣溫31.5 OC，極限最低氣溫-2 OC，最熱月地面下0.8m處土21.5 OC，雷暴日數(shù)63日/年。 三、畢業(yè)設(shè)計計劃書本次設(shè)計進(jìn)程安排如下表：內(nèi)容安排時間1下達(dá)、講解設(shè)計任務(wù)及收集資料1天2發(fā)電機(jī)臺數(shù)和容量選擇1天3 主變壓器臺數(shù)和容量選擇 2天4電氣主接線選擇5天5全廠電流、電壓互感器選擇2天6短路電流計算5天7主要電氣一次設(shè)備選擇5天8 繪

4、制主接線圖4天9編輯設(shè)計說明書5天10成績考核及答辯5天摘要能源是社會生產(chǎn)力的重要基礎(chǔ)，隨著社會生產(chǎn)的不斷發(fā)展，人類使用能源不僅在數(shù)量上越來越多，而且種類也日漸繁多。電力是能源工業(yè)、基礎(chǔ)工業(yè)，在國家建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)十分重要的地位，電能也是發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，是一種無形的、不能大量存儲的二次能源。電能的發(fā)、變、送、配和用電，幾乎是在同時瞬間完成的，須隨時保持功率平衡。要滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，電力工業(yè)必須超前發(fā)展。因此，做好電力規(guī)劃，加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)，就尤為重要。本設(shè)計討論的是兩臺30萬機(jī)組的發(fā)電廠向500kV樞紐變電站送電的電氣部分的設(shè)計。對原始資料進(jìn)行分析，選擇主變壓器，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行主

5、接線設(shè)計，再進(jìn)行短路計算，選擇主要一次設(shè)備。關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)、變壓器、電氣主接線、短路電流、繼電保護(hù)。目 錄前言（7）第一章 發(fā)電機(jī)的選擇（8）1.1 概述（8）1.2 發(fā)電機(jī)選擇結(jié)果（8）第二章 主變壓器的選擇（8）2.1 概述（8）2.2 本廠主變壓器的選擇（8）第三章 電氣主接線設(shè)計（10）3.1 概述（10）3.2 本廠主接線設(shè)計（11）3.3 廠用電系統(tǒng)的設(shè)計（12）第四章 短路電流的計算（14）4.1 短路電流計算目的（14）4.2 短路等值電抗電路及其參數(shù)計算（15）4.3 各短路點短路電流計算（16）第五章 電氣設(shè)備的選擇（21）5.1 電氣設(shè)備選擇的一般原則及短路校驗（21）5

6、.2 電氣設(shè)備的整定計算（22）5.3 斷路器的選擇（23）5.4 6kV開關(guān)及開關(guān)柜的選擇（24）5.5 隔離開關(guān)的選擇v（25）5.6 電壓互感器的選擇（26）5.7 電流互感器的選擇（28）5.8 母線的選擇（29）5.9 避雷器選擇 （31）第六章 繼電保護(hù)的配置（32）6.1 概述（32）6.2 本廠個主要元件的保護(hù)（32）小結(jié) （36）謝辭 （37）參考文獻(xiàn) （38）附錄 （39）前 言畢業(yè)（課程）設(shè)計是對所學(xué)知識的一次綜合性運用，能夠加深我們對基礎(chǔ)知識的理解，為以后的工作打下良好基礎(chǔ)。本設(shè)計嚴(yán)格遵循發(fā)電廠電氣部分的設(shè)計原則，主要介紹了發(fā)電廠電氣一次部分設(shè)計的基本知識，包括設(shè)計原則

7、、步驟和計算方法等。通過對電氣主接線的選擇設(shè)計、廠用電的選擇設(shè)計、短路電流的計算、電氣設(shè)備的選擇和校驗等，簡要完成了對所給（2300MW）凝汽式發(fā)電廠的電氣一次部分的設(shè)計。能源是社會生產(chǎn)力的重要基礎(chǔ)，隨著社會生產(chǎn)的不斷發(fā)展，人類使用能源不僅在數(shù)量上越來越多，而且種類也日漸繁多。電力是能源工業(yè)、基礎(chǔ)工業(yè)，在國家建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)十分重要的地位，電能也是發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，是一種無形的、不能大量存儲的二次能源。電能的發(fā)、變、送、配和用電，幾乎是在同時瞬間完成的，須隨時保持功率平衡。要滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，電力工業(yè)必須超前發(fā)展。因此，做好電力規(guī)劃，加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)，就尤為重要。本設(shè)計討論的是兩臺

8、30萬機(jī)組的發(fā)電廠向500kV樞紐變電站送電的電氣部分的設(shè)計。對原始資料進(jìn)行分析，選擇主變壓器，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行主接線設(shè)計，再進(jìn)行短路計算，選擇主要一次設(shè)備。使我們綜合能力有一個整體的提高。對于即將面對工作的我們，不但使我們鞏固了本專業(yè)所學(xué)的專業(yè)知識，還使我們了解、熟悉了我們所學(xué)專業(yè)，以及讓我們了解了我們以后工作的內(nèi)容。它為我們以后的學(xué)習(xí)、工作打下良好的基礎(chǔ)。第一章 發(fā)電機(jī)的選擇1.1概述電力系統(tǒng)中的發(fā)電廠有大型主力電廠、中小型地區(qū)電廠及企業(yè)自備電廠三種類型。發(fā)電廠的分期和最終建設(shè)規(guī)模以及系統(tǒng)的備用容量都是需要根據(jù)實際情況進(jìn)行計算選擇。當(dāng)今，我國電機(jī)廠家在引進(jìn)消化吸收外國先進(jìn)技術(shù)的條件下，已經(jīng)能

9、制造國際先進(jìn)水平的發(fā)電機(jī)組。按照本次課程設(shè)計的設(shè)計要求，選擇出合適型號的發(fā)電機(jī)。1.2 發(fā)電機(jī)選擇結(jié)果我選擇了型號 QFS3002，具體參數(shù)見下：型號 QFS3002 額定功率/MW 300 額定電壓/kv 18額定電流/kA 11320功率因數(shù)/cos 0.85同步電抗/xd% 236.35接線方式/ YY定子開路時轉(zhuǎn)子時間常數(shù)/s8.38 超瞬變電抗Xd% 17.1第二章 主變壓器的選擇與計算2.1 概述（變壓器容量、臺數(shù)和型式的確定原則）為節(jié)約投資及簡化布置，主變應(yīng)選用三相式。 單元接線時主變壓器應(yīng)按發(fā)電機(jī)的額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，留有10%的裕度來確定。按發(fā)電機(jī)的最大連續(xù)輸出容

10、量和扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷；為保證發(fā)電機(jī)電壓出線供電可靠，接在發(fā)電機(jī)電壓母線上的主變壓器一般不少于兩臺；在計算通過主變壓器的總?cè)萘繒r，至少應(yīng)考慮5年內(nèi)負(fù)荷的發(fā)展需要；選擇主變壓器型式時，應(yīng)從相數(shù)、繞組數(shù)、繞組接線組別、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)以及繞組接線組別。2.2本廠主變壓器的選擇2.2.1 容量的確定 單元接線時主變壓器應(yīng)按發(fā)電機(jī)的額定容量扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷后，留有10%的裕度來確定。按發(fā)電機(jī)的最大連續(xù)輸出容量和扣除本機(jī)組的廠用負(fù)荷來計算。該發(fā)電廠主接線采用兩臺容量為KVA三相雙繞組主變壓器。兩臺主變壓器分別和兩臺發(fā)電機(jī)組組成單元接線。S=( Pc Pt ) （

11、1+10%）/cosST1 = ST2=（300-3008%）1.1/0.85=357.18MVA300MW的發(fā)電機(jī)選擇最接近標(biāo)準(zhǔn)容量為360MVA的變壓器即容量為360MVA的三相三繞組升壓變壓器，具體型號選擇SFP7-/220，其參數(shù)見表。參數(shù)如下：2.2.2 主變壓器臺數(shù)的確定發(fā)電廠或變電所主變壓器的臺數(shù)與電壓等級、接線形式、傳輸容量以及和系統(tǒng)的聯(lián)系有密切關(guān)系。通常與系統(tǒng)具有較強(qiáng)聯(lián)系的大、中型發(fā)電廠和重要變電所，在一種電壓等級下，主變壓器應(yīng)不少于2臺；對弱聯(lián)系的中、小型發(fā)電廠和低壓側(cè)電壓為6-10KV的變電所或與系統(tǒng)只是備用性質(zhì)時，可只裝一臺主變壓器；對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專

12、用變電所，可設(shè)3臺主變壓器。考慮到本電廠有2臺300MW發(fā)電機(jī)，且電廠和系統(tǒng)有較強(qiáng)聯(lián)系，且均采用發(fā)電機(jī)變壓器單元接線，故選擇220KV電壓等級接兩臺主變壓器。2.2.3 變壓器相數(shù)的確定選擇主變壓器型式時，應(yīng)從相數(shù)、繞組數(shù)、繞組接線組別、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)以及繞組接線組別。在不受運輸條件的限制時，在330KV及以下電力系統(tǒng)，一般都應(yīng)選用三相變壓器。2.2.4 變壓器繞組數(shù)的確定對于200MW及以上的機(jī)組，其升壓變壓器一般不采用三繞組變壓器。因為發(fā)電機(jī)回路采用封閉母線，供電可靠性高，而大電流隔離開關(guān)發(fā)熱問題比較突出也比較嚴(yán)重。此外三繞組的中壓側(cè)，由于制造上的原因

13、一般不希望出現(xiàn)分接頭，往往只制造死接頭，從而對高、中壓側(cè)的調(diào)壓及負(fù)荷分配不利。這樣采用三繞組就不如采用雙繞組變壓器靈活。所以本次變壓器選擇雙繞組變壓器。2.2.5 繞組的接線方式的確定變壓器繞組的接線方式必須與系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星型“Y”和三角形“D”兩種。變壓器三相繞組的連接方式應(yīng)根據(jù)具體工程來確定。我國規(guī)定，110KV及以上電壓等級，變壓器三繞組都采用“YN”連接；35KV采用“Y”連接，其中性點通過消弧線圈接地；35KV以下高壓電壓，變壓器三繞組都采用“D”連接。在發(fā)電廠和變電所中，一般考慮系統(tǒng)或機(jī)組的同步并列要求以及限制三次諧波對電源的影

14、響因素。根據(jù)以上繞組連接方式的原則，主變壓器接線組別一般選用YN，d11常規(guī)接線。2.2.6、本廠主變壓器的選擇結(jié)果本廠主變壓器選擇參數(shù)如下：型號容量（KVA）臺數(shù)相數(shù)繞組數(shù)接線方式SFP7-/2202三相雙繞組YN，d11第三章 電氣主接線設(shè)計 3.1 概述發(fā)電廠容量的確定與國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃、電力負(fù)荷增長速度、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)電廠裝機(jī)容量標(biāo)志著發(fā)電廠的規(guī)模和在電力系統(tǒng)中的地位和作用。設(shè)計電廠為大型凝氣式火電廠，其容量為2300=600MW,最大單機(jī)容量為300MW，即具有大中型容量的規(guī)模、大中型機(jī)組的特點。對電氣主接線的基本要求，概括的說應(yīng)該包括可靠性、靈活性和經(jīng)

15、濟(jì)性三方面。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線最基本的要求。通常定性分析和衡量主接線可靠性時，從以下幾個方面考慮：斷路器檢修時，是否影響連續(xù)供電；線路、斷路器或母線故障，以及在母線檢修時，造成饋線停運的回路數(shù)多少和停電時間長短，能否滿足重要的一、二類負(fù)荷對供電的要求；本電廠有無全廠停電的可能性；大型機(jī)組突然停電對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的影響與產(chǎn)生的后果等因素。所以對大、中型發(fā)電廠電氣主接線，除一般定性分析其可靠性外，還需進(jìn)行可靠性定量計算。主接線還應(yīng)具有足夠的靈活性，能適應(yīng)多種運行方式的變化，且在檢修、事故等特殊狀態(tài)下操作方便、調(diào)度靈活、檢修安全，擴(kuò)建、發(fā)展方便。主接線的可靠性與

16、經(jīng)濟(jì)性應(yīng)綜合考慮，在滿足技術(shù)要求前提下，盡可能投資省、占地面積少、電能損耗少、年費用為最小。220KV電壓級：出線回路數(shù)大于4回且為I級負(fù)荷，應(yīng)采用雙母帶旁路或一臺半。3.2本廠主接線設(shè)計發(fā)電機(jī)和變壓器容量相同，在發(fā)電機(jī)與變壓器之間可以不裝斷路器。特別是200MW及以上的機(jī)組，由于發(fā)電機(jī)回路額定電流或短路電流過大，使得選擇出口斷路器時，受到制造條件或價格甚高等原因的影響，發(fā)電機(jī)是不裝斷路器的，采用分相封閉母線以減少發(fā)電機(jī)回路故障的概率。由于采用封閉母線，不宜裝設(shè)隔離開關(guān)。所以，發(fā)電機(jī)出口接線采用單元接線。3.2.1主接線方案的擬定第一種方案是：300MW發(fā)電機(jī)G-1，G-2采用單元接線通過雙繞

17、組的變壓器與220KV母線相連，這樣不僅使配電裝置結(jié)構(gòu)簡化和造價降低，同時大大減小了故障可能性。220KV電壓級出線為4回，因此其供電要充分考慮其可靠性，所以我們采用雙母線接線。這樣一來就避免了斷路器檢修時，不影響對系統(tǒng)的供電，斷路器或母線故障以及母線檢修時，減少停運的回路數(shù)和停運時間，保證了可靠的供電。發(fā)電機(jī)不與110KV的母線相連，故在220KV、110KV及廠用電6KV的三個等級上采用的聯(lián)絡(luò)變壓器為三相三繞組變壓器相連，110KV母線采用雙母接線。如圖所示：方案一第二種方案是：由方案一，我們很容易想到220KV母線采用雙母帶旁路連接，110KV母線采用雙母線連接，如圖所示:方案二3.2.

18、2主接線方案的比較與選擇現(xiàn)對這兩個方案進(jìn)行綜合比較：如表方案比較方案性能方案一方案二可靠性1）接線簡單，設(shè)備本身故障率少；2）故障時，停電時間較長。1）可靠性較高；兩臺主變壓器工作，保證了在變壓器檢修或故障時，不致使各級電壓解列，提高了可靠性。靈活性1）運行方式相對簡單，靈活性差；2）各種電壓級接線都便于擴(kuò)建和發(fā)展。1）倒閘操作復(fù)雜，容易產(chǎn)生誤操作；2）不利于實現(xiàn)變電所無人值守；3)保護(hù)及二次回路接線復(fù)雜。經(jīng)濟(jì)性1）設(shè)備相對少，投資小。1）設(shè)備相對多，占地面積大，投資較大。通過對兩種主接線可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的綜合考慮，辨證統(tǒng)一，現(xiàn)確定第一方案為設(shè)計的最終方案。3.3 廠用電系統(tǒng)的設(shè)計3.3

19、.1 概述廠用電接線的設(shè)計原則基本上與主接線的設(shè)計原則相同。首先，應(yīng)保證對廠用負(fù)荷可靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機(jī)安全運轉(zhuǎn)；其次，接線應(yīng)能靈活地適應(yīng)正常、事故、檢修等各種運行方式的要求；還應(yīng)適當(dāng)注意其經(jīng)濟(jì)性和發(fā)展的可能性并積極慎重地采用新技術(shù)、新設(shè)備，使其具有可行性和先進(jìn)性。廠用電接線除應(yīng)滿足正常運行安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)和檢修、維護(hù)方便等一般要求外，尚應(yīng)滿足：(1) 充分考慮發(fā)電廠正常、事故、檢修、啟動等運行方式下的供電要求，盡可能地使切換操作簡便，啟動（備用）電源能在短時內(nèi)投入。(2) 盡量縮小廠用電系統(tǒng)的故障影響范圍，并應(yīng)盡量避免引起全廠停電事故。對于300MW及以上的大型機(jī)組，廠用電應(yīng)是獨

20、立的，以保證一臺機(jī)組故障停運或其輔助機(jī)械的電氣故障，不應(yīng)影響到另一臺機(jī)組的正常運行。(3) 便于分期擴(kuò)建或連續(xù)施工，不致中斷廠用電的供應(yīng)。對公用廠用負(fù)荷的供電，須結(jié)合遠(yuǎn)景規(guī)模統(tǒng)籌安排，盡量便于過渡且少改變接線和更換設(shè)備。(4) 對300MW及以上的大型機(jī)組應(yīng)設(shè)置足夠容量的交流事故保安電源。(5) 積極慎重地采用經(jīng)過試驗鑒定的新技術(shù)和新設(shè)備，使廠用電系統(tǒng)達(dá)到先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)合理，保證機(jī)組安全滿發(fā)地運行。3.3.2 廠用電源電壓等級實踐經(jīng)驗表明：對于火電廠，當(dāng)發(fā)電機(jī)容量在60MW及以下，發(fā)電機(jī)電壓為10.5KV時，可采用3KV作為廠用高壓電壓；當(dāng)容量在100MW300MW時，宜選用6KV作為廠用高壓電

21、壓；當(dāng)容量在300MW以上時，若技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理，可采用3KV和10KV兩段電壓。該電廠發(fā)電機(jī)容量在100MW300MW之間，應(yīng)選6KV作為廠用高壓電壓等級。3.3.3 廠用電引接線方式本廠發(fā)電機(jī)組的容量均大于125MW，其鍋爐的容量亦較大，為了安全起見，每個鍋爐用兩段廠用母線供電，即共分為4段，并且保證廠用負(fù)荷在各段上盡可能分配均勻。本廠機(jī)組容量介于100MW-300MW之間，選用6KV作為廠用電的母線電壓。廠用工作電源從發(fā)電機(jī)出口端引接，通過分裂繞組廠用高壓變壓器給6KV廠用高壓母線供電，廠用高壓變壓器兩低壓側(cè)分別接在兩段廠用母線上。廠用各高壓和低壓分段母線互為備用。依據(jù)對廠用電接線的基本要求

22、，在本次設(shè)計中，廠用電接線采用單母線分段的接線方式。3.3.4 廠用工作變壓器的選擇200MW及以上的機(jī)組的主廠房內(nèi)的低壓廠用變壓器宜采用干式變壓器。本次設(shè)計廠用電系統(tǒng)主接線采用單母線分段接線方式，廠用電分別從兩臺發(fā)電機(jī)的出口端引接，因此，需要兩臺廠用變壓器。由于兩臺發(fā)電機(jī)都屬于大中型機(jī)組，為限制短路電流，提高可靠性，兩臺變壓器均采用低壓分裂繞組變壓器，兩低壓側(cè)分別接到兩段母線上，達(dá)到相互備用的效果。3.3.5廠用變壓器容量的選擇因為廠用電率為5%8%，通過計算可以得到S=357.18*0.08=28.57MVA，選擇容量為40000KVA的變壓器加大了設(shè)備的投資，不經(jīng)濟(jì)。所以選擇容量為315

23、00KVA的變壓器作為廠用變壓器，因為有載調(diào)壓可以在一定成都上調(diào)節(jié)無功的平衡，更能保證供電的可靠性。3.3.6 廠用備用變壓器的選擇火力發(fā)電廠一般均設(shè)置備用電源。備用電源的接引應(yīng)保證其獨立性，避免與廠用工作電源由同一電源處接引。由于考慮到該廠的常用負(fù)荷的要求，用獨立的柴油發(fā)電機(jī)提供備用/啟動電源，需要很多的小型發(fā)電機(jī)組，占地面積較大，而且設(shè)備投資較大，不經(jīng)濟(jì)。備用電源從系統(tǒng)中獲取，就需備用變壓器將系統(tǒng)電壓220KV變?yōu)?.3KV，其變壓器人采用三相雙繞組變壓器。備用變帶動全廠的廠用負(fù)荷，及容量為S=2*31.5=63MVA，根據(jù)設(shè)備手冊選出的型號如下，因為低壓側(cè)的電壓等級要求，只有一個滿足要求

24、，具體參數(shù)如上所示。備用變壓器：第四章 短路電流的計算4.1短路電流計算目的在發(fā)電廠電氣設(shè)計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)，其計算的目的主要有以下幾個方面：1、電氣主接線的比選；2、選擇導(dǎo)體和電器；3、確定中性點接地方式； 4、確定分裂導(dǎo)線間隔棒的間距；5、驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓；6、選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計算。4.2 短路等值電抗電路及其參數(shù)計算由2300MW火電廠電氣主接線圖，和查的給出的相關(guān)參數(shù)，可畫出系統(tǒng)的等值電抗圖如圖所示：選取基準(zhǔn)容量為SB=100MVA 基準(zhǔn)電壓為VB=VavSB 基準(zhǔn)容量；Vav 所在線路的平均電壓；系統(tǒng)容量可以看成是一個無窮大容量，4.2.

25、1 電抗計算(1) 發(fā)電機(jī)電抗=Xd*Sb/Sn=Sb/(Pn/cos)=0.171*100/(300/0.85)=0.084 （2）主變壓器電抗X1=Uk%/100*(Sb/Sn)=14.3*100/(360*100)=0.040(3)線路電抗=0.03（4）廠用變壓器電抗全穿越阻抗：6.76%半穿越阻抗：13.71% X8=X10電抗值計算： X6-X8=13.71% X6-0.5 X8=6.76% X8=x8(Sb/Sn)=0.139*100/40=0.348X6=-0.19X8=13.9%4.3 各短路點短路電流計算短路點的選擇應(yīng)選擇通過導(dǎo)體和電器的短路電流為最大的那些點作為短路計算點

26、。 首先，應(yīng)在兩條電壓等級的母線上選擇兩個短路計算點dl、d2。無限大功率系統(tǒng)的主要特征是：內(nèi)阻抗x=o，端電壓U=C，它所提供的短路電流周期分量的幅值恒定且不隨時間改變。雖然非周期分量依指數(shù)率而衰減，但一般情況下只需計及他對沖擊電流的影響。因此，在電力系統(tǒng)短路電流計算中，其主要任務(wù)是計算短路電流的周期分量。而在無限大功率系統(tǒng)的條件下，周期分量的計算就變得簡單。4.3.1短路點kl的計算（220Kv母線側(cè)） 圖一：X5=0.03，X3=X4=0.048, X1=X2=0.040圖二：X5=0.03，X12=0.020, X34=0.024圖三：X5=0.03，X31=0.044對于無窮動系統(tǒng)K

27、im=1.8標(biāo)幺值Ip*=1/X5=1/0.03=33.3有名值Isn=Sb/(Uau 3)=100/230*1.732=0.251KAIm =IP =IP* Isn=0.251*33.3=8.36Iim=I(1+2(Kim-1)2=8.36*(1+67*67)=12.62KAiim= I Kim 2 =8.36*1.88*1.414=21.30KA(2) 對于發(fā)電機(jī)：Kim=1.85標(biāo)幺值：X31*Sw/Sb =0.044*2*300 /(100*0.85)=0.31查發(fā)電機(jī)的運行曲線(電力系統(tǒng)p188) t=Os時，I=3.5 t=ls時1=2.32 t=2s時1=2.34有名值： t=O

28、s時，I=6.202KA t=ls時I=4.111KA t=2s時1=4.146KA iim = I(1+2(Kim-1)2=9.704KA iim=I Kim*2=16.224KA對于短路點K1 t=Os時I=14.562KA t=ls時I=12.471KA4.3.2短路點k2的計算(發(fā)電機(jī)端18KV)等效電路圖：圖一：X5= 0.03, X1=X2=0.040, X3= X4 =0.048I圖二：X5= 0.03;X42=X4+X2=0.088 Xac：X5 +X1+（X5*X1/X42）=0.03+0.040+(0.03*0.0400/0.088)=0.084圖三： Xbc=X1+X42

29、+X1*X42/X5=0.040+0.088+0.088*0.040/0.03=0.245(1)對于無窮大系統(tǒng)：Kim=1.8標(biāo)幺值：IP*=1/Xac=1/0.084=11.95有名值：Isn=Sb/（Uau*3）=100/(18*1.732)=3.21Im =IP =IP* Isn =11.905*3.21=38.22Iim=I（1+2（kim-1）2=38.22*1+(1.8-1)2=57.71KAiim=l Kim2=38.22*1.8*2=97.28KA(2)對于發(fā)電機(jī)G1: Kim=1.9標(biāo)幺值：X3*Sw/Sb=0.048*300/(100*0.85) = 0.169查發(fā)電機(jī)的運

30、行曲線(電力系統(tǒng)p187) t=Os時，I=6.4 t=ls時，1=2.96 t=2s時1=2.68有名值： t=Os時，I=72.448KA t=ls時1=33.5072KA t=2s時，1=30.3376KA Iim =I1+2(Kim-1)2=117.26KA iim= I*Kim*2=194.64KA(2)對于發(fā)電機(jī)G2: Kim=1.8標(biāo)幺值：Xis=Xbc*Sw/Sb=0.245*300/(100*0.85)=0.865查發(fā)電機(jī)的運行曲線(電力系統(tǒng)p187) t=Os時，I=1.1 t=ls時1=1.22 t=2s時1=1.31有名值： t=Os時，I=12.452KA t=ls時

31、，1=13.8104KA t=2s時1=14.8292KA Iim =I(1+2(Kim-1)2=18.803KA iim=l*Kim*2=31.693KA對于短路點K2 t=Os時I=123.12KA t=ls時1=85.8104KA t=2s時1=83.8292KA Iim= 57.71+117.26+18.803=193.773KA Iim= 97.28+194.64+31.693=323.613KA4.3.3 短路點k3的計算等效電路圖：圖-: x5=0.03, x1=x2=0.040, x3=x4=0.048, x6=0, x8=0.348圖二: x5=0.03, x1=0.040,

32、 x3=0.048, x68=x6+x8=0.348, x24=x2+x4=0.088圖三: x5=0.03, x3=0.048, x68=0.348 xAC = x5 + x1+( x5*x1/X42)=0.03+0.04+(0.03*0.04/0.088) = 0.01 xBC=xl+X42+( xl*x42/X5)=0.04+0.088+(0.04*0.088/0.03)=0.245圖四：x68=0.348，xAC=0.0836， xBCl= xB C * x3/( xB C+x3)= 0.245 x 0.048/( 0.245+0.048)=0.04xAD=xAC+x68+xAC*x6

33、8/Xbc1= 0.0836 + 0.348 + 0.0836 x 0.348/0.04=1.159圖五：xED = x68 + xBCI + x68*xBC1/ xA C=0.348 + 0.04+0.348*0.04/0.0836 =0.555對于無窮大系統(tǒng)：Kim=1.8Ip*=1/Xad=1/1.159=0.863標(biāo)幺值： Isn=Sb/(3*Uau)=100/(1.732*6.3)=9.165 Iw = IP = Ip * ISN = 0.863 x 9.165 = 7.909KA有名值： Iim=Ip*(1+2(Kim-1)2 = 1.943KA iim =Ip*Kim *2= 7

34、.909 x1.8 x2; = 20.130KA(2)對于發(fā)電機(jī)G2: Kim=1.8Xjs=XDESn/Sb=0.555*600/(100*0.85)=3.92標(biāo)幺值：I=1/Xjs=1/3.92=0.255In=SG/(3*Uau*cos)=600/(1.732*0.85*6.3)=64.691KAIw=IP = Ip* Isn = 0.255 x 64.691 =16.496KA有名值Iim = It=01=2(Kim-1)2=16.496*1+2（1.85-1）2=25.793KA itm = It=o*Kim*2 = 16.496 x1.85 x2 = 43.152KA對于短了點K3

35、: I=7.909+16.496=24.405KAIim=793 KAilm= 152K短路電流計算結(jié)果：電壓系數(shù)(KA)短路點短路電流同期分量有效值(KA)短路全電流最大有效值（KA）短路沖擊電流（KA）T=0.5sT=1sT=2s220220W母線K114.56212.47112.50622.32437.52418發(fā)電機(jī)端K2123.1285.537683.3868193.773323.61366k廠用導(dǎo)線24.40524.40524.40537.73663.282第五章 電氣設(shè)備的選擇5.1 電氣設(shè)備選擇的一般原則及短路校驗5.1.1、設(shè)備選擇的一般原則1、（1）應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)，安全適用

36、，經(jīng)濟(jì)合理。（2）應(yīng)滿足正常運行、檢修和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。（3）應(yīng)與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。(4)選擇的導(dǎo)體品種不應(yīng)太多。2、選用的電器最高允許工作電壓，不得低于該回路最高運行電壓。3、選用導(dǎo)體的長期允許電流不得小于該回路的持續(xù)工作電流。由于高壓開斷電器設(shè)有持續(xù)過載能力，在選擇其額定電流時，應(yīng)滿足各種可能運行方式下回路 持續(xù)工作電流的要求。4、驗算導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流作用的短路電流時，應(yīng)按具體工作的設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景規(guī)劃。5、驗算導(dǎo)體和電器的短路電流，按下列情況計算：（1）除計算短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)電流外，元件電阻都應(yīng)

37、略去不計。（2）對不帶電抗器回路的計算，短路點應(yīng)選擇在正常接線方式短路電流最大的點。6、導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流按發(fā)生短路最嚴(yán)重情況計算。7、驗算裸導(dǎo)體短路熱效應(yīng)應(yīng)計算時間，應(yīng)采用主保護(hù)動作時間和相應(yīng)的斷路器全分閘時間，繼電器的短路熱效應(yīng)計算時間，宜采用后備保護(hù)動作時間和相應(yīng)的斷路器全分閘時間。8、在正常運行時，電氣引線的最大作用力不應(yīng)大于電器端子允許的負(fù)載。5.1.2、 按短路條件進(jìn)行校驗電氣設(shè)備按最大可能的短路故障（通常為三相短路故障）時的動、熱穩(wěn)定度進(jìn)行校驗。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相同的。為保證設(shè)備安全、可靠的運行，各種設(shè)

38、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其動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。（1）熱穩(wěn)定校驗校驗電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定性，就是校驗設(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)超過最高允許值。如果滿足這一條件，則選出的電氣設(shè)備符合熱穩(wěn)定的要求。做熱穩(wěn)定校驗時，通過電氣設(shè)備的三相短路電流為依據(jù)，工程計算中常用下式校驗所選的電氣設(shè)備是否滿足熱穩(wěn)定的要求，即：式中 ，三相短路電流周期分量的穩(wěn)定值（KA）； 等值時間（亦稱假想時間s）； 制造廠規(guī)定在ts內(nèi)電器的熱穩(wěn)定電流（KA）；t為與相對應(yīng)的時間（s）。短路計算時間：校驗短路熱穩(wěn)定的短路計算時間應(yīng)為繼電保護(hù)動作時間top和斷路器

39、全開斷時間toc之和，即式中 ， 保護(hù)動作時間，主要有主保護(hù)動作時間和后備保護(hù)動作時間，當(dāng)為主保護(hù)動作時間時一般取0.05s；當(dāng)為后備保護(hù)時間時一般取2.5s； 斷路器全開斷時間（包括固有分閘時間和燃弧時間），如果缺乏斷路器分閘時間數(shù)據(jù)，對快速及中速動作的斷路器，取toc=0.1-0.5s,對低速動作的斷路器，取toc=0.2。（2）動穩(wěn)定校驗當(dāng)電氣設(shè)備中有短路電流通過時，將產(chǎn)生很大的電動力，可能對電氣設(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值imax或最大有效值Imax 表示其電動力穩(wěn)定的程度，它表明電器通過上述電流時，不至因電動力的作用而損害。滿足動態(tài)穩(wěn)定的

40、條件為 ish imax或Ish Imax 式中ish及Ish三相短路時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、化學(xué)污染、海拔高度、地震等）、電氣主接線、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)備的整定計算220KV側(cè)各個回路的最大工作電流 (1)出線回路 INl =/1.732*Un.=0. 308KA IMAXl =1. 05 In1 =0. 324KA(2)母線側(cè) IN2 =2*/1.732*Un=1000/(3*220*0. 85) =3. 082KA IMxi =1. 05* IN2=3

41、. 236KA (3)雙繞組變壓器回路IN3 =300/（3UN cos)=0. 926KAIMAX3 =1. 05*IN3 =0. 973KA（4）發(fā)電機(jī)側(cè)回路的最大工作電流： IMAX =1.05 I N =1.0511320=11886A5.3斷路器的選擇斷路器是在電力系統(tǒng)正常運行和故障情況下用作斷開或接通電路中的正常工作電流及開斷故障電流的設(shè)備。SF6斷路器和真空斷路器目前應(yīng)用廣泛，少油斷路器因其成本低，結(jié)構(gòu)簡單，依然被廣泛應(yīng)用于不需要頻繁操作及要求不高的各級高壓電網(wǎng)中，壓縮空氣斷路器和多油斷路器已基本淘汰。SF6斷路器的特點是：（1）滅弧能力強(qiáng)，介質(zhì)強(qiáng)度高，單元滅弧室的工作電壓高，開

42、斷電流大，時間短；（2）開斷電容電流或電感電流時，無重燃，過電壓低；（3）電氣壽命長，檢修周期長，適于頻繁操作；（4）操作率小，機(jī)械特性穩(wěn)定，操作噪音小。 1、主變壓器回路最大工作持續(xù)電流： IMAX =1.05 IN =948.7A UNs =1.1220KV=242KV UN UNs擬選型號為LW2220（W）系列六氟化硫斷路器，參數(shù)如表所示:表 LW2220（W）系列六氟化硫斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)額定工作電壓（KV）最高工作電壓（KV）額定電流（A）3s 熱穩(wěn)定電流（KA）額定動穩(wěn)定電流峰值（KA）固有分閘時間（S）額定頻率（HZ）220252250031.5800.0350 1) 動穩(wěn)定校驗：

43、 IMAX IIM 動穩(wěn)定電流IMAX=80KA，220KV側(cè)短 路沖擊電流為IIM =14.743KA 即： IMAX IIM 滿足動穩(wěn)定條件 2) 熱穩(wěn)定校驗： LW2220（W）系列六氟化硫斷路器的固有分閘時間0.03s，全分閘時間為0.15s。周期分量熱效應(yīng)計算，非周期分量熱效應(yīng)不計，短路電流的熱效應(yīng)： 71.46 3=2976.76滿足熱穩(wěn)定條件。3）三繞組變壓器回路最大工作持續(xù)電流： IMAX =1.05 IN =632.6A UNs =1.1220KV=242KV UN UNs擬選型號為LW2220（W）系列六氟化硫斷路器5.4 6kV開關(guān)及開關(guān)柜的選擇高壓開關(guān)柜以空氣作為絕緣介

44、質(zhì)，柜內(nèi)各項導(dǎo)體的相間距離與對地距離應(yīng)滿足下列要求：3KV=7.5;6KV=10CM;10KV=12.5cm.高壓開關(guān)柜應(yīng)實現(xiàn)電氣和機(jī)械的“五防連鎖”防止誤操作，提高安全可靠性。選擇結(jié)果：名稱參數(shù)名稱參數(shù)額度電壓（KV）3、6、10額定熱穩(wěn)定時間（s）4最高工作電壓（KV）3.6、7.2、12額定電流（A）630-1000、1250-3000額定關(guān)合電流（KA）80母線系統(tǒng)單母線額度動穩(wěn)定電流（KV）80額定熱穩(wěn)定電流（KV）31.5使用條件：（1）環(huán)境溫度：上限+40，下限-5（2）海拔高度：不超過1000米（3）相對濕度：不大于90%（+25）（4）地震列度：不超過8（5）沒有火災(zāi) 爆炸危

45、險、嚴(yán)重污染，化學(xué)腐蝕及劇烈震動的場所5.5隔離開關(guān)的選擇 隔離開關(guān)是電力系統(tǒng)中應(yīng)用最多的一種高壓電器，它的主要功能是：（1）建立明顯的絕緣間隙，保證線路或電氣設(shè)備修理時人身安全；（2）轉(zhuǎn)換線路、增加線路連接的靈活性。 在電網(wǎng)運行時，為保證檢修工作安全進(jìn)行，除了使工作點與帶電部分隔離外，還必須采取檢修接地措施防止意外帶電。為此，要求在高壓配電裝置的母線側(cè)和線路側(cè)裝設(shè)帶專門接地刀閘的隔離開關(guān)，以便在檢修母線和線路斷路器時，使之可靠接地。這種帶接地刀閘的隔離開關(guān)的工作方式為：正常運行時，主刀閘閉合，接地刀閘斷開；檢修時，主刀閘斷開，接地刀閘閉合。這種工作方式由操作機(jī)構(gòu)之間具有機(jī)械閉鎖的裝置來實現(xiàn)。

46、5.5.1. 220KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇(1)主變壓器回路最大工作持續(xù)電流：IMAX =948.7AUNs =1.1220KV=242KVUN UNs擬選型號為GW46220（D）系列隔離開關(guān)，參數(shù)如表所示。 表GW46220（D）系列隔離開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)額定工作電壓（KV）額定電流（A）3s 熱穩(wěn)定電流（KA）額定動穩(wěn)定電流峰值（KA）額定頻率（HZ）22025003012550GW46220W系列隔離開關(guān)是三相交流50HZ高壓開關(guān)設(shè)備，供在有電壓五無負(fù)載的情況下，斷開或閉合線路之用。該系列隔離開關(guān)的主刀閘和接地刀閘可分配各類電動型或手動型操作機(jī)構(gòu)進(jìn)行三相聯(lián)動操作，主刀閘和接地刀閘有機(jī)械連鎖裝置

47、。1)動穩(wěn)定校驗： IMAX IIM 動穩(wěn)定電流IMAX=125KA，220KV側(cè)短路沖擊電流為IIM =14.732KA 即： IMAX IIM 滿足動穩(wěn)定條件 2) 熱穩(wěn)定校驗： LW2220（W）系列斷路器的固有分閘時間0.03s，全分閘時間為0.15s。周期分量熱效應(yīng)計算，非周期分量熱效應(yīng)不計，短路電流的熱效應(yīng)： 71.46 3=2700 滿足熱穩(wěn)定條件。（2）三繞組變壓器回路最大工作持續(xù)電流： IMAX =1.05 IN =632.6A UNs =1.1220KV=242KV UN UNs擬選型號為GW46220W系列隔離開關(guān)5.6電壓互感器的選擇電壓互感器的配置原則應(yīng)滿足測量、保護(hù)

48、、同期和自動裝置的要求,保證在運行方式改變時，保護(hù)裝置不失壓,同期點兩側(cè)都能方便的取壓。通常如下配置： （1）母線:6220KV電壓級的每組母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器，旁母線側(cè)視各回路出線外側(cè)裝設(shè)電壓互感器的需要而定； （2）線路:當(dāng)需要檢測線路斷路器外側(cè)有無電壓，共同期和自動重合閘使用，該側(cè)裝一臺單相電壓互感器； （3）發(fā)電機(jī):一般在出口處裝兩組，一組（/Y）用于自動重合閘，一組供測量儀表、同期和繼電保護(hù)使用。各種互感器的使用范圍： （1）6220KV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu),在高壓開關(guān)柜或在布置地位狹窄的地方，可采用樹脂澆柱式絕緣結(jié)構(gòu)； （2）35110KV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)

49、構(gòu)電磁式電壓互感器； （3）220KV以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確基滿足要求時，一般采用電容式電壓互感器； （4）接在110KV及 以上線路側(cè)的電壓互感器，當(dāng)線路上裝有載波通訊時，應(yīng)盡量與耦合電容器結(jié)合，統(tǒng)一選用電容式電壓互感器。5.6.1. 220KV母線側(cè)電壓互感器 擬選型號為JCC5-220系列電壓互感器,具體參數(shù)表所示。表 JCC5-220系列電壓互感器技術(shù)數(shù)據(jù)額定工作電壓（KV）二次負(fù)荷連接組標(biāo)號初級繞組次級繞組剩余電壓繞組1級3級220/0.1500VA500VA 型號含義： J電壓互感器 C串級絕緣 C瓷箱式 220/額定電壓油浸式電壓互感器為串級式全密封結(jié)構(gòu)，由金屬膨脹器、套管、器身、基座及其他部件組成。鐵心采用優(yōu)質(zhì)硅鋼片加工而成，疊成口字形，鐵心上柱套有平衡繞組、一次繞組，下柱套有平衡繞組、一次繞組、測量繞組、保護(hù)繞組及剩余電壓繞組，器身經(jīng)真空處理后由低介質(zhì)損耗絕緣材料固定在用鋼板焊成的基座上，裝在充滿變壓器油的瓷箱內(nèi)。5.6.2.發(fā)電機(jī)出口側(cè)電壓互感器的選擇