發(fā)電廠二期工程（2 × 330MW）的電氣部分初步設計.doc

畢業(yè)設計（論文）摘 要本設計主要是對淮陰發(fā)電廠二期工程（2 330MW）的電氣部分初步設計。本設計說明書從電氣主接線最佳方案的確定，進而進行短路電流計算，最終進行電氣設備的選擇以及對電氣設備的配置。設計過程中繪制電氣主接線圖，電氣平面圖，配電裝置斷面圖。關鍵詞電氣主接線 主變壓器 短路計算 設備選型Abstract：This design is mainly the preliminary design of electrical part for HuaiYin Power Plant Phase II project （2 330MW）.This design instruction booklet from the determination of the electrical host wiring preferred plan, then carries on calculating the short-circuit current , finally carries on choosing the electrical equipment as well as dispositing the electrical equipment. In the design process draws up the electrical host wiring diagram,the electricity plane chart,the sectional drawing of distribution device.Keywords: electrical mainly host wiring main transformer short-circuit calculation choosing the type of the equipmentsXLIV目 錄1 引言12 電氣主接線方案的確定22.1 電氣主接線方案的設計22.2 電氣主接線最佳方案的確定52.3 發(fā)電廠發(fā)電機的選擇52.4 主變壓器的選擇63 廠用電接線形式的確定83.1 廠用電源的引接方式83.2 廠用電接線形式83.3 廠用變壓器的選擇93.4 廠用電接線方案104 短路電流計算114.1 電力系統(tǒng)元件參數(shù)計算114.2 各短路點的短路電流計算124.3 短路電流計算結果235 母線的選擇與校驗255.1 220kV匯流母線的選擇255. 2 淮陰電廠一期、二期母線連接導線的選擇255.3 主變壓器高壓側連接導線的選擇265.4 啟/備變高壓側連接導線的選擇275.5 封閉母線的選擇276 電氣設備的選擇與校驗296.1 斷路器的選擇與校驗296.2 隔離開關的選擇與校驗316.3 電流互感器的選擇和校驗336.4 電壓互感器的選擇366.5 接地刀閘的選擇366.6 高壓熔斷器的選擇376.7 避雷器的選擇376.8 設備清單表377 高壓配電裝置398 總結40參考文獻41謝 辭421 引言本次課程設計的題目是“淮陰發(fā)電廠電氣部分初步設計”。其設計的主要內容包括：確定發(fā)電廠電氣主接線的最佳接線形式以及主變壓器的型號和容量的選擇；確定發(fā)電廠廠用電接線的最佳方案以及廠用變壓器和廠用高備變的型號和容量的選擇；確定短路點，進行短路計算；確定發(fā)電廠電流互感器、電壓互感器、避雷器、繼電保護和自動裝置的配置方案；選擇電氣設備并進行動、熱穩(wěn)定校驗；設計高壓配電裝置；繪制圖紙：電氣主接線圖、配電裝置平面圖、配電裝置斷面圖、避雷針保護范圍圖；編寫設計說明書。通過這次設計，我們能夠鞏固所學的基本理論、專業(yè)知識，并綜合運用所學知識來解決實際的工程問題，學習工程設計的基本技能，基本程序和基本方法。在設計的過程中，我們需要對原始資料進行詳細的分析、研究，全面了解整個設計的目的、內容和基本要求，最終確定設計的基本思路，這培養(yǎng)了我們初步的資料分析和計算的能力。在查閱、整理資料的過程中，也大大拓寬了我們的專業(yè)知識領域。通過獨立的分析問題、解決問題，使理論知識與工程實際問題相聯(lián)系，并達到對知識的融會貫通及合理的應用。通過畢業(yè)設計這段時間的學習，我們熟悉了國家能源開發(fā)的方針政策和有關技術規(guī)程、規(guī)定等，樹立了工程設計必須安全、可靠、經(jīng)濟的觀點。培養(yǎng)了我們嚴肅認真、實事求是和刻苦鉆研的工作作風，以便更好地適應工作的需要。設計本課題，是對已學知識的整理和進一步的理解和認識。使我們學習和掌握發(fā)電廠電氣部分設計的基本方法；培養(yǎng)我們獨立分析和解決問題的工作能力及實際工程設計的基本技能。電力工業(yè)的迅速發(fā)展，對發(fā)電廠的設計提出了更高的要求，更需要我們提高知識理解應用水平，認真對待。2 電氣主接線方案的確定電氣主接線是發(fā)電廠電氣設計的主要部分，也是構成電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)。主接線代表了發(fā)電廠電氣部分的主體結構，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡結構的重要組成部分，直接影響運行的可靠性、靈活性并對電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護、自動裝置和控制方式的擬定都有決定性的關系。因此，主接線的正確、合理設計，必須綜合處理各個方面的因素，經(jīng)過技術、經(jīng)濟論證比較后方可確定。2.1 電氣主接線方案的設計規(guī)程規(guī)定“對35220kV配電裝置的接線方式，應按發(fā)電廠在電力系統(tǒng)中的地位、負荷情況、出線數(shù)、設備特點、周圍環(huán)境以及發(fā)電廠的規(guī)劃容量等條件確定”當配電裝置在電力系統(tǒng)中居重要地位，負荷大，潮流變化大，且出線回爐較多時，,宜采用雙母線接線型式或雙母線分段的接線，有條件時，220kV配電裝置也采用一個半斷路器接線。另外規(guī)程規(guī)定“容量為200MW及以上機組在條件允許時，宜采用發(fā)電機變壓器單元接線”。單元接線是發(fā)電機與變壓器直接連接成一個單元，組成發(fā)電機變壓器組，它具有接線簡單，開關設備少，操作簡便，以及因為沒有發(fā)電機機壓母線，發(fā)電機和主變低壓側短路電流有所減少等特點。對于發(fā)電機機壓母線，發(fā)電機和主變低壓側短路電流有所減小等特點。對于發(fā)電機變壓器（雙繞組）的單元接線，在發(fā)電機出口不裝斷路器，對200MW以上的機組，若采用分相封閉母線時，可不裝設隔離開關。圖2-1 雙母線接線由于本電廠在系統(tǒng)中占有重要地位，一期為兩臺200MW機組，二期為兩臺330MW機組，綜合以上規(guī)程，我們可以擬定以下三種方案供分析選擇：（1）雙母線接線（采用六氟化硫斷路器）； （2）雙母線分段接線；（3）雙母線帶旁路母線接線。下面我們將對各個方案進行技術、經(jīng)濟比較，并確定最佳的電氣主接線方案。2.1.1 雙母線接線（采用六氟化硫斷路器）雙母線接線有兩組母線，并且可以互為備用。每一電源和出線的回路，都裝有一臺斷路器，有兩組母線隔離開關，可分別與兩組母線連接。兩組母線之間的聯(lián)絡，通過母線聯(lián)絡斷路器（簡稱母聯(lián)斷路器）來實現(xiàn)。圖2-1 所示為雙母線接線，有兩組母線后，使運行的可靠性和靈活性大為提高。其特點如下：（1）供電可靠。通過兩組母線隔離開關的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后，能迅速恢復供電；檢修任一回路的母線隔離開關時，只需斷開此隔離開關所屬的一條線路和與此隔離開關相連的該組母線，其他電路均可通過你、另一組母線繼續(xù)運行。（2）調度靈活。各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活的適應系統(tǒng)中各種運行方式調度和潮流變化的需要；通過倒換操作可以組成各種運行方式：當母聯(lián)斷路器斷開，一組母線運行，另一組母線備用，全部進出線均接在運行母線上，即相當于當母線運行；兩組母線同時工作，并且通過母聯(lián)斷路器并聯(lián)運行，電源與負荷平均分配在兩組母線上，即稱為固定連接方式運行。這也是目前運行中最常采用的運行方式，它的母線繼電保護相對比較簡單；有時為了系統(tǒng)需要，亦可將母聯(lián)斷路器斷開（處于熱備用狀態(tài)），兩組母線同時運行。此時，電廠相當于分裂為兩個電廠各向系統(tǒng)送電，這種運行方式常用于系統(tǒng)最大運行方式時，以限制短路電流。（3）擴建方便。向雙母線的左右任何一個方向擴建，均不影響兩組母線的電源和負荷均勻分配，不會引起原有回路的停電。當有雙回架空線路時，可以順序布置，以致連接不同的母線段時，不會如單母線分段那樣導致出線交叉跨越。（4）便于試驗。當個別回路需要單獨進行試驗室，可將該回路分開，單獨接至一組母線上。但雙母線接線也有如下的缺點：（1）造價高。每一回路增加了一組母線及其隔離開關，使配電裝置構架數(shù)量、構架高度及占地面積增加了許多；（2）當母線故障或檢修時，隔離開關作為操作電器，在倒換操作時容易誤操作。但可加裝斷路器與隔離開關之間的聯(lián)鎖裝置或防誤操作裝置加以克服。2.1.2 雙母線分段接線為了縮小母線故障的停電范圍，可采用雙母線分段接線。如圖2-2所示為雙母線分段接線。用分段斷路器將工作母線分為W段和W段，每段工作母線用各自的母聯(lián)斷路器與備用母線相連，電源和出線回路均勻地分布在兩段工作母線上。雙母線分段接線比雙母線接線的可靠性更高，當一段工作母線發(fā)生故障后，在繼電保護作用下，分段斷路器先自動跳開，而后將故障段母線所連的電源回路的斷路器跳開，該段母線所連的出線回路停電；隨后，將故障段母線所連的電源回路和出線回路切換到備用母線上，即可恢復供電。這樣，只是部分短時停電，而不必全部短期停電。圖2-2 雙母線分段接線雙母線分段接線比雙母線接線增加了兩臺斷路器，投資有所增加。但雙母線分段接線不僅具有雙母線接線的各種優(yōu)點，并且任何時候都有備用母線，有較高的可靠性和靈活性。當220kV進出線回路數(shù)甚多時，雙母線需要分段，分段原則是：（1）當進出線回路數(shù)為1014回時，在一組母線上用斷路器分段。（2）當進出線回路數(shù)為15回及以上時，兩組母線均用斷路器分段。（3）在雙母線分段接線中，均裝設兩臺母聯(lián)兼旁路斷路器。（4）為了限制220kV母線短路電流或系統(tǒng)解列運行的要求，可根據(jù)需要將母線分段。2.1.3 雙母線帶旁路母線接線旁路母線有三種接線方式：分別為專用旁路斷路器的旁路母線接線，母聯(lián)斷路器間作旁路斷路器的旁路母線接線，分段斷路器兼作旁路斷路器的旁路母線接線。220kV電壓等級6回出線及以上宜裝設專用旁路斷路器，本方案采用了專用旁路斷路器，其接線形式如圖2-3 所示。雙母線帶旁路母線接線的優(yōu)點如下：（1）包括雙母線接法所有優(yōu)點；圖2-3 雙母線帶旁路母線接線（2）進出線斷路器故障或檢修時，能保證不中斷供電，提高可靠性；（3）增加了旁路母線，使靈活性增加。而雙母線帶旁路母線接線有如下缺點：（1）接線比雙母線更復雜，增加設備，增加了投資和配電裝置的占地面積。（2）由于其接線復雜，繼電保護難以適應各回路出線的瞬時性要求，使其整定復雜。2.2 電氣主接線最佳方案的確定綜合分析以上三個方案可知：雙母線分段接線：根據(jù)電力工程電氣設計手冊規(guī)定：“當進出線回路數(shù)為1014回時，在一組母線上用斷路器分段”而所設計的淮陰發(fā)電廠二期工程出線只有四回，不滿足規(guī)程要求，且其投資、占地面積都比較大，故本方案予以淘汰。雙母線帶旁路接線：與雙母線接線相比，多了一條旁路母線和一臺旁路斷路器，設備投資稍大，并且占地面積較大，技術上可以但經(jīng)濟性欠佳，故本方案予以淘汰。雙母線接線（采用六氟化硫斷路器）：采用六氟化硫斷路器雖然投資稍大，但是由于可靠性比較高，斷路器檢修周期長，可以省去旁路母線，并且接線和設備較為簡單，占地面積小，經(jīng)濟性較好，母線保護也比較簡單，且運行的可靠性和靈活性也都滿足要求。經(jīng)綜合考慮其性價比，最終采用該接線形式。2.3 發(fā)電廠發(fā)電機的選擇2.3.1 一期發(fā)電機型號及參數(shù)一期采用2臺QFQS-200-2型發(fā)電機。其參數(shù)如表2-1所示：表2-1 QFQS-200-2型發(fā)電機參數(shù)型號：QFQS-200-2額定容量：200MW額定電壓：15.75KV額定電流：8625ACOS=0.852.3.2 二期發(fā)電機型號及參數(shù)二期采用2臺QFSN-3300-2型發(fā)電機。其參數(shù)如表2-2所示：表2-2 QFSN-330-2型發(fā)電機參數(shù)型號：QFSN-330-2額定容量：330MW額定電壓：20KV額定電流：11200ACOS=0.852.4 主變壓器的選擇2.4.1 主變壓器型式的選擇 在發(fā)電廠中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器。（1）相數(shù)的確定主變壓器采用三相或單相，主要考慮變壓器的制造條件，可靠性要求及運輸條件等因素。容量為300MW級以下機組單元連接的主變壓器和300kV級以下電力系統(tǒng)中，一般都應采用三相變壓器。500kV及以上電力系統(tǒng)，應根據(jù)制造、運輸條件和可靠性要求等因素，經(jīng)技術經(jīng)濟比較后，確定采用三相還是單相變壓器。若選用單相變壓器組，可以考慮系統(tǒng)和設備的情況，裝設一臺備用相變壓器。本設計采用三相變壓器。（2）繞組數(shù)的確定電力變壓器的每相繞組數(shù)分為雙繞組、三繞組或更多繞組等形式；按電磁結構分為普通雙繞組、三繞組、自耦式及低壓繞組分裂式等型式。機組容量為200MW以上的發(fā)電廠，其升壓變壓器一般不采用三繞組變壓器。因為在發(fā)電機回路及廠用分支回路均采用分相封閉母線，供電可靠性很高，而大電流的隔離開關發(fā)熱問題比較突出等等。本設計采用雙繞組變壓器。2.4.2 發(fā)電廠主變壓器的容量和臺數(shù)的確定淮陰發(fā)電廠采用的是單元接線的形式。單元接線時的變壓器容量應按發(fā)電機的額定容量扣除本機組的廠用負荷后，留有10%的裕度來確定。其中，廠用電率按發(fā)電機額定容量的10%算，則主變壓器的容量為：而為了確保發(fā)電機的供電可靠性，主變壓器不應少于2臺。故選擇變壓器的型號與參數(shù)如下： （1）一期所選變壓器為兩臺三繞組變壓器 一號機的型號、參數(shù)如表2-3所示。表2-3 一號主變的參數(shù)型號：SFP10-400000/220額定容量：400MVA額定電壓：24222.5%/121/15.75kV阻抗電壓： 二號機的型號、參數(shù)如表2-4所示。表2-4 二號主變的參數(shù)型號：SFP10-240000/220額定容量：240MVA額定電壓：24222.5%/121/15.75kV阻抗電壓： （2）二期所選變壓器為兩臺雙繞組變壓器，其參數(shù)如表2-5所示。表2-5 二期變壓器參數(shù)型號：SFP10-400000/220額定容量：400MVA額定電壓：24222.5%/24kV阻抗電壓：3 廠用電接線形式的確定廠用電設計應按照運行，檢修和施工的要求，考慮全廠發(fā)展規(guī)劃，妥善解決分期建設引起的問題，積極慎重地采用經(jīng)過鑒定的新技術和新設備，使設計達到經(jīng)濟合理，技術先進，保證機組安全，經(jīng)濟和滿發(fā)地運行。3.1 廠用電源的引接方式3.1.1 工作電源的引接方式高壓廠用工作電源（變壓器或電抗器）應由發(fā)電機電壓回路引接，并盡量滿足爐、機、電的對應要求（即發(fā)電機供給各自爐、機和主變壓器的廠用負荷），高壓廠用工作電源的引接方式根據(jù)“當有發(fā)電機與主變壓器成單元連接時，高壓廠用工作電源一般由主變壓器低壓側引接，供給該機組的廠用負荷”，故廠用高壓工作電源由主變壓器低壓側引接。參考火力發(fā)電廠廠用電設計技術規(guī)定第2、4、5條：200MW及以上的機組，高壓廠用工作電源應采用一臺分裂變壓器供給兩段高壓廠用母線；300MW及以上的機組采用兩種高壓廠用電壓等級時，應采用兩臺3繞組分裂變壓器分別供給每一種高壓廠用電壓等級的兩段母線。于是，考慮本廠實際情況，廠用工作電源在發(fā)電機出口引出一臺高壓廠用工作變壓器。3.1.2 啟動電源和備用電源引接方式廠用備用電源用于工作電源因事故或檢修而失電是替代工作電源，起備用作用。備用電源的引接應保證其獨立性，避免與廠用工作電源由同一電源引接，引接點數(shù)量應有兩個以上，并有足夠的供電容量。本廠采用備用變與電力系統(tǒng)聯(lián)系緊密、供電可靠的最低一級電壓母線引接。這樣，有可能因采用變比較大的廠用高壓變壓器，增大高壓配電裝置的投資而至經(jīng)濟性較差，但可靠性較高。3.1.3 備用電源數(shù)量參照電力工程電氣設計手冊電氣一次部分P88表3-8可知：高壓廠用備用電源應滿足當高壓廠用起動變壓器檢修時，不影響機組起停。對200300的機組，高壓廠用備用電源應按3臺機組及以下設一個。超過3臺時，每兩臺機組設一臺起動/備用電源。根據(jù)本廠特點，備用電源引自220kV母線上，選擇一臺廠用備用變壓器。3.2 廠用電接線形式淮陰電廠廠用電系統(tǒng)接線采用單母線分段接線形式，并以成套配電裝置接受和分配電能。由于廠用電負荷容量較大，分布面較廣，尤以鍋爐的輔助機械設備耗電量大，如吸風機、送風機、排粉機、磨煤機、給煤機、電動給水泵等大型設備，其用電量約占廠用電量的60%以上，為了保證廠用電系統(tǒng)的供電可靠性和經(jīng)濟性，高壓廠用母線采取按鍋爐分段的原則，即將高壓廠用母線按鍋爐臺數(shù)分成若干獨立段。3.3 廠用變壓器的選擇廠用變壓器的選擇主要考慮產用工作變壓器和啟動/備用變壓器的選擇，其選擇內容包括變壓器的臺數(shù)、型式、額定電壓、容量和阻抗。3.3.1 廠用工作變壓器選擇（1）額定電壓廠用變壓器的額定電壓應根據(jù)廠用電系統(tǒng)的電壓等級和電源引接處的電壓確定，變壓器一、二次額定電壓必須與引接電源電壓和廠用網(wǎng)絡電壓相一致。在正常電壓偏移和廠用負荷波動的情況下，廠用電各級母線的電壓偏移應不超過額定電壓的5%：當且僅當有電動機時，則不超過+10%和-5%。在本次設計中，額定電壓應為：20/6.3kV。（2）工作變壓器的臺數(shù)和形式工作變壓器的臺數(shù)和型式主要與廠用高壓母線的段數(shù)有關，而母線的段數(shù)又與廠用高壓母線的電壓等級有關?；搓庪姀S只有6kV一種電壓等級，故分兩段。廠用高壓工作變壓器選用1臺全容量的分裂繞組變壓器，兩個分裂支路分別供兩段母線。 （3）廠用變壓器的容量為正確選擇廠用變壓器容量，首先應對廠用主要用電設備的容量，數(shù)量及其運行方式有所了解，并予以分類和統(tǒng)計，最后確定廠用變壓器的容量。高壓廠用工作變壓器的容量必須滿足廠用電負荷從電源獲得足夠的功率。因此，對高壓廠用變壓器的容量應按廠用電高壓計算負荷與廠用電低壓計算負荷之和進行選擇。在此次設計中廠用工作變壓器的容量為： 高壓廠用工作變壓器的型式選擇，采用兩臺分三繞組分裂變壓器，查電力工程電氣設備手冊得廠用變壓器參數(shù)，如表3-1所示。表3-1 廠用變壓器參數(shù)型號：SFP10-50000/20額定容量：50/31.5-31.5MVA額定電壓：2022.5%/6.3-6.3kV阻抗電壓：3.3.2 高壓廠用備用變壓器選擇考慮到升高電壓母線電壓變化大，啟動備用變壓器采用帶負荷調壓變壓器，以保證廠用電安全經(jīng)濟地運行。此外，高壓廠用備用變壓器或啟動備用變壓器的容量應與最大一臺高壓廠用工作變壓器的容量相同，當起動備用變壓器帶有公用負荷時，其容量還應滿足最大一臺高壓廠用工作變壓器的要求，并考慮該啟動備用變壓器的檢修要求，查電力工程電氣設備手冊得廠用備用變壓器的參數(shù)，如表3-2所示。表3-2 廠用備用變參數(shù)型號：SFFZ10-50000/20額定容量：50/31.5-31.5MVA額定電壓：23081.25%/6.3-6.3kV阻抗電壓：3.4 廠用電接線方案圖3-1 廠用電接線方案#1高壓廠變高壓備用變#2高壓廠變220KV高壓廠用工作電源從發(fā)電機出口引接，備用電源從220kV母線引接，廠用電高壓母線電壓為6.3kV，各母線連接線采用封閉母線。廠用電接線方案如圖3-1所示。4 短路電流計算4.1 電力系統(tǒng)元件參數(shù)計算在高壓系統(tǒng)中，電阻遠小于電抗，所以計算短路電流周期分量時，一般只考慮各元件的電抗。取基準容量MVA，基準電壓等于各級電壓的平均額定電壓值。則各元件的電抗標幺值計算如下： （1）發(fā)電機電抗標幺值：（2）變壓器電抗標幺值三繞組變壓器電抗標幺值：A 一期主變壓器T1：每個繞組的短路電壓百分數(shù)：每個繞組的電抗標幺值：B 一期主變壓器T2：每個繞組的短路電壓百分數(shù)：每個繞組的電抗標幺值：二期主變壓器T3、T4電抗標幺值： 廠用變壓器T5電抗標幺值：4.2 各短路點的短路電流計算 圖4-1短路電流計算接線圖短路電流計算接線圖如圖4-1所示。其等值電路圖如圖4-2所示。 圖4-2短路電流等值電路圖各元件參數(shù)值如表4-1所示。表4-1 各元件參數(shù)值發(fā)電機F1=0.061發(fā)電機F2=0.061發(fā)電機F3=0.0298發(fā)電機F4=0.0298一期主變壓器T1=0.036=0.021-0.001一期主變壓器T2=0.061=0.035=-0.002二期主變壓器T3=0.035二期主變壓器T4=0.035廠用變壓器T5=0.424.2.1 k1點短路電流計算（一期220kV母線處）等值電路圖如圖4-3所示，其化簡圖如圖4-4所示。其中：圖4-3 k1點短路電流等值電路圖而其計算電抗為： 圖4-4 k1點化簡后的等值電路圖（1）0S：查發(fā)電機運算曲線表找出0S時短路電流周期分量標幺值：有名值為：沖擊電流：k1點在發(fā)電廠主變壓器高壓側母線上，其沖擊系數(shù)取1.85則k1點在0S時的短路電流和沖擊電流為：（2）2S：查發(fā)電機運算曲線表找出2S時短路電流周期分量標幺值：有名值為：沖擊電流：k1點在發(fā)電廠主變壓器高壓側母線上，其沖擊系數(shù)取1.85則k1點在2S時的短路電流和沖擊電流為：（3）4S：查發(fā)電機運算曲線表找出4S時短路電流周期分量標幺值：有名值為：沖擊電流：k1點在發(fā)電廠主變壓器高壓側母線上，其沖擊系數(shù)取1.85則k1點在4S時的短路電流和沖擊電流為：（4）流過a點的短路電流以及沖擊電流：短路電流：沖擊電流：4.2.2 k2點短路電流計算（二期220kV母線處）等值電路圖如圖4-5所示，其化簡圖如圖4-6所示。由于k2點短路與k1點短路時一樣，只是流過a點的短路電流不一樣，因此，我們可以得到：圖4-5 k2點短路電流等值電路圖（1）k2點在0S時的短路電流和沖擊電流為：（2）k2點在2S時的短路電流和沖擊電流為：（3）k2點在4S時的短路電流和沖擊電流為：（4）流過a點的短路電流以及沖擊電流：短路電流：沖擊電流：4.2.3 k3點短路電流計算（發(fā)電機出口處）圖4-6 k3 點化簡后的等值電路圖圖4-7 k3點短路電流等值電路圖等值電路圖如圖4-7所示，其化簡圖如圖4-8所示。其中：而其計算電抗為：（1）0S：查發(fā)電機運算曲線表找出0S時短路電流周期分量標幺值：有名值為：沖擊電流：k3點在發(fā)電廠發(fā)電機出口處，其沖擊系數(shù)取1.9則k3點在0S時的短路電流和沖擊電流為：（2）2S：查發(fā)電機運算曲線表找出2S時短路電流周期分量標幺值：有名值為：沖擊電流：k3點在發(fā)電廠發(fā)電機出口處，其沖擊系數(shù)取1.9則k3點在2S時的短路電流和沖擊電流為：（3）4S：查發(fā)電機運算曲線表找出4S時短路電流周期分量標幺值：有名值為：沖擊電流：k3點在發(fā)電廠發(fā)電機出口處，其沖擊系數(shù)取1.9則k3點在4S時的短路電流和沖擊電流為：4.2.4 k4點短路電流計算（廠用電母線上）等值電路圖如圖4-9所示，其化簡圖如圖4-10所示。進一步化簡的等值電路如圖4-11所示。其中：圖4-9 k4點短路電流等值電路圖圖4-10 k4點化簡后的等值電路圖而其計算電抗為： 圖4-11進一步化簡后的等值電路圖 當計算電抗時，短路電流周期分量的大小已與時間t的增加無關，可用下式計算短路電流周期分量的標幺值： 。（1）0S：查發(fā)電機運算曲線表找出0S時短路電流周期分量標幺值：有名值為：沖擊電流：k4點在發(fā)電廠廠用電母線上，其沖擊系數(shù)取1.9則k4點在0S時的短路電流和沖擊電流為：（2）2S：查發(fā)電機運算曲線表找出2S時短路電流周期分量標幺值：有名值為：沖擊電流：k4點在發(fā)電廠廠用電母線上，其沖擊系數(shù)取1.9則k4點在0S時的短路電流和沖擊電流為：（3）4S：查發(fā)電機運算曲線表找出4S時短路電流周期分量標幺值：有名值為：沖擊電流：k4點在發(fā)電廠廠用電母線上，其沖擊系數(shù)取1.9則k4點在0S時的短路電流和沖擊電流為：4.3 短路電流計算結果短路電流計算結果見表4-1。表4-1短路電流計算結果短路點支路名稱基準電壓支路電源名稱支路計算電抗0s短路電流2s短路電流4s短路電流沖擊電流（kA）標幺值有名值（kA）標幺值有名值（kA）標幺值有名值（kA）K1點一期220kV母線上230kVF10.2783.8722.2872.4151.4262.3781.4055.983F20.3692.8931.7092.1681.2812.2341.3194.471F30.2524.3524.2412.4912.4282.4152.35411.096F40.2524.3524.2412.4912.4282.4152.35411.096Ik112.4787.5637.43221.55a8.4824.8564.70822.192K2點二期220kV母線上230kVF10.2783.8722.2872.4151.4262.3781.4055.983F20.3692.8931.7092.1681.2812.2341.3194.471F30.2524.3524.2412.4912.4282.4152.35411.096F40.2524.3524.2412.4912.4282.4152.35411.096Ik212.4787.5637.43221.55a3.9962.7072.72410.454K3點發(fā)電機出口處24kVF10.5721.84710.0361.7519.9111.92510.89629.278F20.761.397.8681.4848.3991.5969.03424.274F30.1168.96383.712.79526.1042.51223.461224.929F40.5162.03218.9781.84217.2031.99718.65150.994Ik3120.59261.61762.042324.031K4點發(fā)電廠廠用電母線上6.3kVF112.1670.0821.7680.0821.7680.0821.7684.751F216.1740.0621.3370.0621.3370.0621.3373.592F32.4610.41714.8360.41914.9080.41914.90840.057F410.9870.0913.2380.0913.2380.0913.2388.699Ik421.17921.25121.25157.0995 母線的選擇與校驗5.1 220kV匯流母線的選擇由于淮陰電廠年負荷利用小時數(shù)，故采用經(jīng)濟電流密度法選擇導線截面。選擇鋼芯鋁絞線，經(jīng)查表得：J=0.95，而導體所在回路中最大持續(xù)工作電流為：則導線截面積為為：根據(jù)其截面，查設備手冊選擇導線，其參數(shù)如表5-1所示。表5-1導線參數(shù)型號：2（LGJ-400/20）截面：854.62導體最高允許溫度時的載流量（70）：898A肌膚效應系數(shù)：0.93對其進行熱穩(wěn)定校驗。正常運行時導體溫度（環(huán)境溫度為+40）：查表得=91。而短路電流熱效應為：則滿足短路時的發(fā)熱的最小導體截面為：滿足熱穩(wěn)定要求。5. 2 淮陰電廠一期、二期母線連接導線的選擇淮陰電廠一期、二期母線連接導線選擇鋼芯鋁絞線，經(jīng)查表得：J=0.95，而導體所在回路中最大持續(xù)工作電流為：則導線截面積為為：根據(jù)其截面，查設備手冊選擇導線，其參數(shù)如表5-2所示。表5-2 導線參數(shù)型號：2（LGJ-400/20）截面：854.62導體最高允許溫度時的載流量（70）：898A肌膚效應系數(shù)：0.93對其進行熱穩(wěn)定校驗。正常運行時導體溫度（環(huán)境溫度為+40）：查表得C=91。而短路電流熱效應為：則滿足短路時的發(fā)熱的最小導體截面為：滿足熱穩(wěn)定要求。5.3 主變壓器高壓側連接導線的選擇主變壓器高壓側連接導線選擇鋼芯鋁絞線，經(jīng)查表得：J=0.95，而導體所在回路中最大持續(xù)工作電流為：則導線截面積為為： 根據(jù)其截面，查設備手冊選擇導線。其參數(shù)如表5-3所示。表5-3 導線參數(shù)型號：2（LGJ-400/20）截面：854.62導體最高允許溫度時的載流量（70）：898A肌膚效應系數(shù)：0.93對其進行熱穩(wěn)定校驗。正常運行時導體溫度（環(huán)境溫度為+40）：查表得C=91。而短路電流熱效應為：則滿足短路時的發(fā)熱的最小導體截面為：滿足熱穩(wěn)定要求。5.4 啟/備變高壓側連接導線的選擇啟/備變高壓側連接導線選擇鋼芯鋁絞線，經(jīng)查表得：J=0.95，而導體所在回路中最大持續(xù)工作電流為： 則導線截面積為為： 根據(jù)其截面，查設備手冊選擇導線，其參數(shù)如表5-4所示。表5-4 導線參數(shù)型號： LGJ-300/70截面：376.61導體最高允許溫度時的載流量（70）：766A肌膚效應系數(shù)：1.2 對其進行熱穩(wěn)定校驗。正常運行時導體溫度（環(huán)境溫度為+40）：查表得C=99。而短路電流熱效應為：則滿足短路時的發(fā)熱的最小導體截面為：滿足熱穩(wěn)定要求。5.5 封閉母線的選擇封閉母線包括共箱式和分相全連式封閉母線。目前，我國200600MW機組的發(fā)電機引出線廣泛采用全連式分相封閉母線。母線有鋁管制成，每相母線各封閉在單獨的外殼內。外殼兩端用短路板連接，具有以下優(yōu)點：（1）運行可靠性高，保障人體接觸時的安全；（2）短路時母線相間電動力降低；（3）改善母線附近鋼構的發(fā)熱；（4）安裝維護工作量最小。5.5.1 發(fā)電機引出線母線的選擇根據(jù)設計手冊選擇導線，其參數(shù)如表5-5所示。表5-5 導線參數(shù)鋁導體：外殼：額定工作電壓：20kV額定工作電流：12500A動穩(wěn)定電流：熱穩(wěn)定電流：5.5.2 廠用分支母線的選擇根據(jù)設計手冊選擇導線，其參數(shù)如表5-6所示。表5-6 導線參數(shù)鋁導體：外殼：額定工作電壓：20kV額定工作電流：1600A動穩(wěn)定電流：熱穩(wěn)定電流：6 電氣設備的選擇與校驗6.1 斷路器的選擇與校驗6.1.1 出線及母聯(lián)處的斷路器選擇與校驗淮陰電廠出線及母聯(lián)處的最大持續(xù)工作電流為：根據(jù)發(fā)電廠出線回路及母聯(lián)回路的額定電壓和最大持續(xù)工作電流，查電氣設備手冊，可選六氟化硫斷路器。根據(jù)前面的短路計算結果，短路電流熱效應為：沖擊電流為：表6-1列出斷路器的有關參數(shù)，并與計算數(shù)據(jù)進行比較。表6-1 斷路器選擇結果表計算數(shù)據(jù)六氟化硫型斷路器CB由表6-1 可知，所選斷路器符合要求。6.1.2 主變高壓側的斷路器選擇與校驗淮陰電廠主變高壓側的最大持續(xù)工作電流為：根據(jù)發(fā)電廠出線回路及母聯(lián)回路的額定電壓和最大持續(xù)工作電流，查電氣設備手冊，可選六氟化硫斷路器。根據(jù)前面的短路計算結果，短路電流熱效應為：沖擊電流為：表6-2列出斷路器的有關參數(shù)，并與計算數(shù)據(jù)進行比較。表6-2 斷路器選擇結果表計算數(shù)據(jù)六氟化硫型斷路器CB由表6-2 可知，所選斷路器符合要求。6.1.3 電廠一期、二期母線聯(lián)絡線處的斷路器選擇與校驗淮陰電廠一期、二期母線聯(lián)絡線處的最大持續(xù)工作電流為：根據(jù)發(fā)電廠出線回路及母聯(lián)回路的額定電壓和最大持續(xù)工作電流，查電氣設備手冊，可選六氟化硫瓷柱式斷路器：LW6-220/4000根據(jù)前面的短路計算結果，短路電流熱效應為：沖擊電流為：表6-3列出斷路器的有關參數(shù)，并與計算數(shù)據(jù)進行比較。表6-3 斷路器選擇結果表計算數(shù)據(jù)六氟化硫瓷柱式斷路器由表6-3 可知，所選斷路器符合要求。6.1.4 電廠高備變高壓側的斷路器的選擇淮陰電廠高備變高壓側的最大持續(xù)工作電流為：根據(jù)發(fā)電廠出線回路及母聯(lián)回路的額定電壓和最大持續(xù)工作電流，查電氣設備手冊，可選少油斷路器，型號為：SW6-220IV（W）。根據(jù)前面的短路計算結果，短路電流熱效應為：沖擊電流為：表6-4列出斷路器的有關參數(shù)，并與計算數(shù)據(jù)進行比較。表6-4 斷路器選擇結果表計算數(shù)據(jù)SW6-220IV（W）型斷路器由表6-4 可知，所選SW6-220IV（W）型斷路器符合要求。6.2 隔離開關的選擇與校驗隔離開關與斷路器相比，額定電壓、額定電流的選擇及短路動、熱穩(wěn)定校驗的項目相同。但由于隔離開關不用來接通和切除短路電流，故無需進行開斷電流和短路關合電流的校驗。6.2.1 電廠出線處、母線連接處的隔離開關選擇與校驗淮陰電廠出線處、母線連接處的最大持續(xù)工作電流為：根據(jù)發(fā)電廠出線回路及母聯(lián)回路的額定電壓和最大持續(xù)工作電流，查電氣設備手冊，可選DS隔離開關。根據(jù)前面的短路計算結果，短路電流熱效應為：沖擊電流為：表6-5列出隔離開關的有關參數(shù)，并與計算數(shù)據(jù)進行比較。表6-5 隔離開關選擇結果表計算數(shù)據(jù)DS隔離開關由表6-5可知，所選G隔離開關符合要求。6.2.2 主變高壓側的隔離開關選擇與校驗淮陰電廠主變高壓側的最大持續(xù)工作電流為：根據(jù)發(fā)電廠發(fā)電機出口回路的額定電壓和最大持續(xù)工作電流，查電氣設備手冊，可選DS隔離開關。根據(jù)前面的短路計算結果，短路電流熱效應為：沖擊電流為：表6-6列出隔離開關的有關參數(shù)，并與計算數(shù)據(jù)進行比較。表6-6 隔離開關選擇結果表計算數(shù)據(jù)DS隔離開關由表6-6可知，所選隔離開關符合要求。6.2.3 電廠一期、二期母線連接處的隔離開關選擇與校驗淮陰電廠一期、二期母線連接處處的最大持續(xù)工作電流為：根據(jù)發(fā)電廠發(fā)電機出口回路的額定電壓和最大持續(xù)工作電流，查電氣設備手冊，可選型號為：GW4-220DW的隔離開關。根據(jù)前面的短路計算結果，短路電流熱效應為：沖擊電流為：表6-7列出隔離開關的有關參數(shù)，并與計算數(shù)據(jù)進行比較。表6-7 隔離開關選擇結果表計算數(shù)據(jù)GW4-220DW型隔離開關由表6-7可知，所選GW4-220DW型隔離開關符合要求。6.2.4 電廠高備變側的隔離開關選擇與校驗淮陰電廠高備變側回路的最大持續(xù)工作電流為：根據(jù)發(fā)電廠發(fā)電機出口回路的額定電壓和最大持續(xù)工作電流，查電氣設備手冊，可選型號為： GW4-220D型和GW4-220DW的隔離開關根據(jù)前面的短路計算結果，短路電流熱效應為：沖擊電流為：表6-8列出隔離開關的有關參數(shù)，并與計算數(shù)據(jù)進行比較。表6-8 隔離開關選擇結果表計算數(shù)據(jù)GW4-220W型隔離開關GW4-220DW型隔離開關由表6-8可知，所選GW4-220W型和GW4-220DW型隔離開關符合要求。6.3 電流互感器的選擇和校驗6.3.1 電廠出線處、母線連接處的電流互感器的選擇與校驗 淮陰電廠出線處、母線連接處的最大持續(xù)工作電流為：根據(jù)發(fā)電廠出線回路及母聯(lián)回路的額定電壓和最大持續(xù)工作電流，查電氣設備手冊，可選六氟化硫電流互感器為。其參數(shù)如表6-9所示。表6-9 電流互感器參數(shù)型號： 六氟化硫電流互感器CT額定電壓： 220kV額定電流變比： 21250/5A次級組合： 5P20/5P20/5P20/5P20/0.5/0.2s熱穩(wěn)定電流倍數(shù)： 63動穩(wěn)定電流倍數(shù)： 160根據(jù)前面的短路計算結果，短路電流熱效應為：沖擊電流為：對其動、熱穩(wěn)定校驗如下：由上式可知，電流互感器滿足要求。6.3.2 電廠主變壓器高壓側的電流互感器的選擇與校驗淮陰電廠主變壓器高壓側的最大持續(xù)工作電流為：根據(jù)發(fā)電廠主變壓器高壓側的額定電壓和最大持續(xù)工作電流，查電氣設備手冊，可選六氟化硫電流互感器和套管電流互感器。其參數(shù)如表6-10和表6-11所示。表6-10 電流互感器參數(shù)型號： 六氟化硫電流互感器CT額定電壓： 220kV額定電流變比： 21250/5A次級組合： 5P20/5P20/5P20/5P20/0.5/0.2s熱穩(wěn)定電流倍數(shù)： 63動穩(wěn)定電流倍數(shù)： 160表6-11 電流互感器參數(shù)型號： 套管電流互感器額定電壓： 220kV額定電流變比： 600-1200/5A次級組合： 5P20/5P20/0.2熱穩(wěn)定電流倍數(shù)： 63動穩(wěn)定電流倍數(shù)： 160根據(jù)前面的短路計算結果，短路電流熱效應為：沖擊電流為：對其動、熱穩(wěn)定校驗如下：由上式可知，電流互感器滿足要求。7.3.3 電廠一期、二期母線連接處的電流互感器的選擇與校驗淮陰電廠一期、二期母線連接處的最大持續(xù)工作電流為：根據(jù)發(fā)電廠出線回路及母聯(lián)回路的額定電壓和最大持續(xù)工作電流，查電氣設備手冊，可選六氟化硫電流互感器。其參數(shù)如表6-12所示。表6-12 電流互感器參數(shù)型號： LVQB-220W2額定電壓： 220kV額定電流變比： 21250/5A次級組合： 5P20/5P20/5P20/5P20/0.5/0.2s熱穩(wěn)定電流倍數(shù)： 63動穩(wěn)定電流倍數(shù)： 160根據(jù)前面的短路計算結果，短路電流熱效應為：沖擊電流為：對其動、熱穩(wěn)定校驗如下：由上式可知，電流互感器滿足要求。6.3.4 電廠啟備變高壓側的電流互感器的選擇與校驗淮陰電廠啟備變高壓側的最大持續(xù)工作電流為：根據(jù)發(fā)電廠出線回路及母聯(lián)回路的額定電壓和最大持續(xù)工作電流，查電氣設備手冊，可選電流互感器為：LB-220W型。其參數(shù)如表6-13所示。表6-13 電流互感器參數(shù)型號：