發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)[1]

1、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)(置于目錄前) 1摘要3引言41系統(tǒng)和負(fù)荷資料分析52電氣主接線62.1主接線方案的選擇622主變壓器的選擇和計(jì)算92.3廠用電接線方式的選擇112.4主接線中設(shè)備配置的的一般規(guī)則133短路電流的計(jì)算143.1短路計(jì)算的一般規(guī)則143.2短路電流的計(jì)算153.3短路電流計(jì)算表164電氣設(shè)備的選擇174.1電氣設(shè)備選擇的一般規(guī)則174.2電氣選擇的條件174.3電氣設(shè)備的選擇204.4電氣設(shè)備選擇的結(jié)果表225*配電裝置235.1配電裝置選擇的一般原則235.2配電裝置的選擇及依據(jù)25結(jié)束語(yǔ)26參考文獻(xiàn)27附錄I:短路計(jì)算28附錄H:電氣設(shè)備的校驗(yàn)33附錄3 :設(shè)計(jì)總圖391、系統(tǒng)和負(fù)

2、荷資料分析根據(jù)原始資料，本電廠是中型發(fā)電廠，比較靠近負(fù)荷中心。本電廠要向本地區(qū)的各工廠企業(yè) 供電，還要和220KV系統(tǒng)相連，并擔(dān)負(fù)著向市區(qū)供電，保障市區(qū)人民生產(chǎn)和生活用電的責(zé)任。由 于本廠的地理位置優(yōu)越，一般情況下都容易獲得燃料，能確保本地區(qū)以及附近的工廠、市區(qū)的正 常供電，還可以向 220KV提供電能。由資料我們可知，本電廠以 110KV的電壓等級(jí)向用戶送電。這里有兩電壓等級(jí)，分別是 110KV，有8回出線；220KV，有10回出線，全部負(fù)荷有I、川級(jí)負(fù)荷。1.1 220KV 電壓等級(jí)架空線10回，I級(jí)負(fù)荷，最大輸送 200MW TMA=6000h/a ; cos : =0.85。出線回路數(shù)

3、大于 4回 且為I級(jí)負(fù)荷，應(yīng)采用雙母帶旁路或一臺(tái)半。1.2 110KV 電壓等級(jí)架空線8回，1級(jí)負(fù)荷，最大輸送180MW TMA=6000h/a ; cos ： =0.85。出線回路數(shù)大于 4回且為I級(jí)負(fù)荷，為使其出線斷路器檢修時(shí)不停電，應(yīng)采用雙母分段或雙母帶旁路，以保證其供電 的可靠性和靈活性?？傃b機(jī)容量16000MW短路容量10000MW根據(jù)原始資料，本電廠是中型發(fā)電廠，其容量為2X 200MV,占電力系統(tǒng)總?cè)萘?800/16000 )X 100%=5%未超過(guò)電力系統(tǒng)的檢修備用容量8%15%和事故備用容量10%的限額，但年利用小時(shí)數(shù)為 6000h>5000h,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組

4、的平均 最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)，說(shuō)明該廠在未來(lái)電力系統(tǒng)中的作用和地位重要.該廠為火力發(fā)電廠，在電力系統(tǒng)中主要承擔(dān)基荷，且電力負(fù)荷均為I級(jí)負(fù)荷，從而該廠主接線設(shè)計(jì)務(wù)必著重考慮其可靠性。由資料可知發(fā)電廠通過(guò) 220KV的線路和系統(tǒng)連接且有兩回回路。對(duì)于最大機(jī)組為200MW以上的發(fā)電廠，一般以采用雙繞組變壓器加聯(lián)絡(luò)變壓器更為合理。其聯(lián)絡(luò)變壓器宜選用三繞組變壓器。2、電氣主接線2.1主接線方案的選擇主接線概述電氣主接線是發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體，它反映各設(shè)備的作用、連接方式和回路的相 互關(guān)系。所以，由文獻(xiàn)1可知；它的設(shè)計(jì)直接關(guān)系到全廠電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置，繼 電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式的確定

5、，對(duì)電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著決定的作用。概括地說(shuō) 包括以下三個(gè)方面：電氣主接線是發(fā)電廠電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)。電氣主接線的敘述1）單元接線其是無(wú)母線接線中最簡(jiǎn)單的形式，也是所有主接線基本形式中最簡(jiǎn)單的一種，此種接線方法設(shè)備更多。本設(shè)計(jì)中機(jī)組容量為 400MW所以發(fā)電機(jī)出口采用封閉母線，為了減少斷開(kāi)點(diǎn)，可不裝斷路器。 這種單元接線，避免了由于額定電流或短路電流過(guò)大，使得選擇斷路器時(shí)，受到制造條件或價(jià)格 甚高等原因造成的困難。2）單母線分段帶專用旁路斷路器的旁路母線接線優(yōu)點(diǎn)：在正常工作時(shí)，旁路斷路器以及各出線回路上的旁路隔離開(kāi)關(guān)，都是斷開(kāi)的，旁路母線不帶電，通常兩側(cè)的開(kāi)

6、關(guān)處于合閘狀態(tài)，檢修時(shí)兩兩互為熱備用；檢修QF時(shí)，可不停電；可靠性高，運(yùn)行操作方便。缺點(diǎn)：增加了一臺(tái)旁路斷路器的投資。3）單母分段線分段斷路器兼作旁路斷路器的接線優(yōu)點(diǎn)：可以減少設(shè)備，節(jié)省投資；同樣可靠性高，運(yùn)行操作方便；4）雙母線接線優(yōu)點(diǎn)：供電可靠，調(diào)度方式比較靈活，擴(kuò)建方便，便于試驗(yàn)。 缺點(diǎn)：由于220KV電壓等級(jí)容量大，停電影響范圍廣，雙母線接線方式有一定局限性，而且操作 較復(fù)雜，對(duì)運(yùn)行人員要求高。5）雙母線帶旁路母線的接線優(yōu)點(diǎn)：增加供電可靠性，運(yùn)行操作方便，避免檢修斷路器時(shí)造成停電，不影響雙母線的正常運(yùn)行。 缺點(diǎn)：多裝了一臺(tái)斷路器，增加投資和占地面積，容易造成誤操作。主接線方案：1）根據(jù)

7、變壓器的組合方案擬定主接線的初步方案，并依據(jù)對(duì)主接線的基本要求，從技術(shù)上進(jìn)行論 證各方的優(yōu)、缺點(diǎn)，淘汰了一些較差的方案，保留了兩個(gè)技術(shù)上相對(duì)較好的方案，如下所示：表2.1主接線方案比較電壓等級(jí)萬(wàn)案一萬(wàn)案一220KV雙母分段帶旁路接線雙母線分段接線110KV單母線帶旁路單母線分段接線2） 10.5KV側(cè)采用封閉母線封閉母線按結(jié)構(gòu)式可分為：離相封閉母線、共箱封閉母線和金屬箱式電纜母線。其中離相封 閉母線適用于200MW及以上發(fā)電機(jī)引出線和主變壓器、廠用變壓器之間的連接。共箱封閉母線和 金屬箱式電纜母線主要用于廠用變壓器至廠用配電室之間的引出線連接。全連型離相封閉母線的 配套產(chǎn)品有發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)柜、電

8、壓互感器、避雷器柜等，配套設(shè)備分別裝于抽屜小車(chē)式的電氣柜 內(nèi)，由生產(chǎn)廠家隨封閉母線成批供貨。本設(shè)計(jì)中由于發(fā)電機(jī)的的最大持續(xù)工作電流過(guò)大，不能選到適用它的斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電 流互感器、電壓互感器、避雷器等設(shè)備，所以采用了離相封閉母線，在其他設(shè)備選擇時(shí)，就不用 選10.5KV側(cè)所設(shè)計(jì)到的設(shè)備，生產(chǎn)廠家已經(jīng)隨封閉母線成批供貨。圖2.1:方案一 220KV雙母分段帶旁路接線G1圖2.2:方案二220KV雙母線接線3）兩種方案的比較：一、可靠性：方案一中 220KV可靠性較高；在檢修線路斷路器時(shí)避免造成該回路停電，可靠性高；方案二中220KV接線簡(jiǎn)單，設(shè)備本身故障率少；220KV故障時(shí)，停電時(shí)間較長(zhǎng)。

9、二、靈活性：方案一各電壓級(jí)接線方式靈活性都好；220KV電壓級(jí)接線易于擴(kuò)建和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；110KV操作過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單；方案二中220KV運(yùn)行方式相對(duì)簡(jiǎn)單，靈活性差；各種電壓級(jí)接線都便于擴(kuò)建和發(fā)展；110KV操作過(guò)程復(fù)雜。三、經(jīng)濟(jì)性：方案一的投資比方案二要大很多，增加了旁路間隔和旁路母線，每回間隔增加一把隔離開(kāi)關(guān)，大大的增加了投資，同時(shí)多占用了土地。方案二中220KV設(shè)備相對(duì)少，投資小; 110KV只增加了一臺(tái)旁路斷路器的投資通過(guò)對(duì)兩種主接線可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)性的綜合考慮，雖然方案一比方案二供電可靠，但 是由于目前斷路器采用的是六氟化硫斷路器，它的檢修周期長(zhǎng)，不需要經(jīng)常檢修，所以采用旁路 也就沒(méi)

10、有多大意義了，這樣一來(lái)不僅僅節(jié)省了投資，也節(jié)約了用地，所以比較論證后確定采用了2.2主變壓器的選擇和計(jì)算發(fā)電機(jī)的選擇由原始資料可知，需選用兩臺(tái)200MW的發(fā)電機(jī)，因此查電氣工程電氣設(shè)備手冊(cè)選定其型號(hào)為 QFSN-200-2。表22QFSN-200-2主要參數(shù)視在功率MWA有功功率MW額定電壓V額定電流A功率因數(shù)2352001575086250.85222主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇確定主變壓器臺(tái)數(shù)的因素很多，主要取決于該電廠在系統(tǒng)中的重要性并結(jié)合電廠本身的裝機(jī)臺(tái)數(shù)。 為減少主變壓器臺(tái)數(shù)，可考慮采用擴(kuò)大單元接線。一般裝機(jī)一至三臺(tái)的小型非骨干電廠以確定一臺(tái)主變壓器為宜，裝機(jī)四臺(tái)及以上的小型電廠可考慮確定兩臺(tái)

11、主變壓器以滿足運(yùn)行的可 靠性和靈活性。本設(shè)計(jì)中可選擇兩臺(tái)三相三繞組變壓器。主變壓器的選擇發(fā)電機(jī)一變壓器單元接線中的主變?nèi)萘繎?yīng)按發(fā)電機(jī)額定容量扣除本機(jī)組廠用電后，留有10%的裕度來(lái)確定。主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ珊?10年的規(guī)劃負(fù)荷來(lái)進(jìn)行選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期1020年的負(fù)荷發(fā)展。根據(jù)本設(shè)計(jì)具體情況，使用三繞組變壓器比使用兩臺(tái)雙繞組變壓器經(jīng)濟(jì)，主變的容量計(jì)算如 下：P科200x （1-3%> 110%y（1_3%） = 238MWA cos 0. 85PN為發(fā)電機(jī)容量，8%為廠用電，C0為發(fā)電機(jī)功率因數(shù)。查電氣工程電氣設(shè)備手冊(cè)選定主變型號(hào)為三繞組SSPS-240000/220,其主要參數(shù)如下：

12、表 2.3 : SSPS-240000/220 主要參數(shù)額定容量KVA連接組號(hào)額定電壓KV阻抗電壓（%240000YN高壓：242± 2X 2.5%高-中：24.5yn0中壓：121高-低：14.5d11低壓：15.75中-低：8.5聯(lián)絡(luò)變壓器的選擇和主變選用原則相同，則選取的型號(hào)為SFPS7-150000/220。表 2.4 : SFPS7-150000/220 主要參數(shù)額定容量KVA連接組號(hào)額定電壓（KV）阻抗電壓（%）150000YN,y n0,d11220± 2x2.5%/121/15.75咼-中24咼-低15 中-低82.3廠用電接線方式的選擇廠用電的設(shè)計(jì)發(fā)電廠在

13、啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)、停役、檢修過(guò)程中，有大量由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的機(jī)械設(shè)備，用以保證機(jī)組 的主要設(shè)備（如鍋爐、氣輪機(jī)或水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等）和輸煤、碎煤、除灰、除塵及水處理的正常 運(yùn)行。這些電動(dòng)機(jī)以及全廠的運(yùn)行、操作、試驗(yàn)、檢修、照明用電設(shè)備等都屬于廠用負(fù)荷，總的 耗電量，統(tǒng)稱為廠用電。廠用電設(shè)計(jì)原則廠用電的設(shè)計(jì)原則和主接線的設(shè)計(jì)原則基本相同，主要有：（1）接線應(yīng)保證對(duì)廠用負(fù)荷可靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)。（2 ）接線應(yīng)靈活的適應(yīng)正常、事故、檢修等各種運(yùn)行方式的要求。（3）廠用電源的對(duì)應(yīng)供電性。（4） 設(shè)計(jì)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的采用新技術(shù)、新設(shè)備，使廠用電接 線具有可行性和先進(jìn)性。

14、（5）在設(shè)計(jì)廠用電接線時(shí)，還應(yīng)對(duì)廠用電的電壓等級(jí)、中性點(diǎn)接地方式、廠用電源及其引線和廠 用電接線形式等問(wèn)題，進(jìn)行分析和論證。2.4主接線中設(shè)備配置的一般規(guī)則241開(kāi)關(guān)的配置（1） 中小型發(fā)電機(jī)出口一般應(yīng)裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)；容量為200MW及以上大 機(jī)組和雙繞組變壓器的單元連接時(shí)，其出口不裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)，但應(yīng)有可拆連接點(diǎn)。（2） 在出線上裝設(shè)電抗器的 610KV配電裝置中，當(dāng)向不同用戶供電的兩回線共用一臺(tái)斷路器和一組電抗器時(shí)，每回線上應(yīng)各裝設(shè)一組出線隔離開(kāi)關(guān)。（3）接在發(fā)電機(jī)、變壓器引出線或中性點(diǎn)上的避雷器可不裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。（4）一臺(tái)半斷路器接線中，視發(fā)變電工程的具體情況，進(jìn)出線可裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)也可不裝設(shè)

15、隔離開(kāi)關(guān)。（5）斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開(kāi)關(guān)，以便在斷路器檢修時(shí)隔離電源。（6）中性點(diǎn)直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)接地；自耦變壓器的中性點(diǎn)則不必裝 設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。2.4.2 電壓互感器的配置（1）電壓互感器的數(shù)量和配置和主接線方式有關(guān)，并應(yīng)滿足測(cè)量、保護(hù)、同期和自動(dòng)裝置的要求。電壓互感器的配置應(yīng)能保證在運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù)裝置不得失壓，同期點(diǎn)的兩側(cè)都能提取到電壓。（2） 6220KV電壓等級(jí)的每組主母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。旁路母線上是否需要裝設(shè)電壓互感器， 應(yīng)視各回出線外側(cè)裝設(shè)電壓互感順的情況和需要確定。（3）當(dāng)需要監(jiān)視和檢測(cè)線路側(cè)有無(wú)電壓時(shí)，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。（4

16、）當(dāng)需要在 330KV及以下主變壓器回路中提取電壓時(shí)，可盡量利用變壓器電容式套管上的電壓抽取裝置。（5）發(fā)電機(jī)出口一般裝設(shè)兩組電壓互感器，供測(cè)量、保護(hù)和自動(dòng)電壓調(diào)整裝置需要。當(dāng)發(fā)電機(jī)配有雙套自動(dòng)電壓調(diào)整裝置，且采用零序電壓式匝間保護(hù)時(shí)，可再增設(shè)一組電壓互感器。2.4.3 電流互感受器的配置（1）凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器，其數(shù)量應(yīng)滿足測(cè)量?jī)x表、保護(hù)和自動(dòng)裝置要求。（2）在未設(shè)斷路器的下列地點(diǎn)也應(yīng)裝設(shè)電流互感器；發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)、發(fā)電機(jī)和變壓器的出口、橋形接線的跨條上等。（3）對(duì)直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置。對(duì)非直接接地系統(tǒng)，依具體要求按兩相或三相配置。（4）一臺(tái)半斷路器接線中，

17、線路一線路串可裝設(shè)四組電流互感器，在能滿足保護(hù)和測(cè)量要求的條件下也可裝設(shè)三組電流互感器可以利用時(shí)，可裝設(shè)三組電流互感器。3. 短路電流的計(jì)算3.1短路計(jì)算的一般規(guī)則3.1 . 1短路電流計(jì)算的目的在發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其計(jì)算的目的的主要 有以下幾個(gè)方面：1）在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采用限制短路 電流的措施，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。2）在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障狀況下都能安全、可靠的工作。同 時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要按短路情況進(jìn)行全面校驗(yàn)。3）在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線

18、相間和相對(duì)地安全距離。4 ）在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。5 ）接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。短路電流計(jì)算條件1. 基本假定：1）正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行2 ）所有電流的電動(dòng)勢(shì)相位角相同3）電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行4 ）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間5）不考慮短路點(diǎn)的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都略去不計(jì)6）不考慮短路點(diǎn)的電流阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流7）元件的技術(shù)參數(shù)均取額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍8）輸電線路的電容略去不計(jì)2 一般規(guī)定1 ）驗(yàn)算導(dǎo)體電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開(kāi)斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本工程設(shè)計(jì)規(guī)

19、 劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景的發(fā)展計(jì)劃。2 ）選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電器連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng) 機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流影響。3）選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流 最大地點(diǎn)4）導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和以及電器的開(kāi)斷電流，一般按三相短路計(jì)算。3.2短路電流的計(jì)算（見(jiàn)附錄I）3.3短路電流計(jì)算表（表 3.1 ）表3.1路電流計(jì)算表4. 電氣設(shè)備的選擇正確選擇電氣設(shè)備是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)行電器選 擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)

20、 省投資，選擇合適的電氣設(shè)備。盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體選擇 方法也不完全相同，但對(duì)它們的基本要求確是一致的。電氣設(shè)備要可靠地工作，必須按正常工作 條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來(lái)校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定性。本設(shè)計(jì)，電氣設(shè)備的選擇包括：斷路器和隔 離開(kāi)關(guān)的選擇，電流、電壓互感器的選擇、導(dǎo)線的選擇。4.1電氣設(shè)備選擇的一般規(guī)則應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過(guò)電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。4.1.3 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。4.1.4 和正個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致。同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。用新的產(chǎn)品均應(yīng)有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。4.2電氣選擇的技術(shù)

21、條件按正常工作條件選擇電器(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UlmUSm。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330500KV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UNUNs(2 )額定電流電器的額定電流In是指在額定周?chē)h(huán)境溫度B。下，電器的長(zhǎng)期允許電流。In不應(yīng)該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I max,即I N A I max由于發(fā)

22、電機(jī)、調(diào)相機(jī)和變壓器在電壓降低5%寸，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I max；母線分段電抗器的I max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，還和電器的裝置地點(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

23、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0 0=+ 40C，如周?chē)h(huán)境溫度高于+40 C (但W+ 60C)時(shí)，其允許電流一般可按每增高1C,額定電流減少1.8 %進(jìn)行修正，當(dāng)環(huán)境溫度低于+40C時(shí)，環(huán)境溫度每降低1C,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%按短路情況校驗(yàn)(1 )短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)短路電流通過(guò)電器時(shí)，電器各部分的溫度應(yīng)不超過(guò)允許值。滿足熱穩(wěn)定的條件為2I t t A Q k式中 Q k 短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)I t、t電器允許通過(guò)的熱穩(wěn)定

24、電流和時(shí)間。(2 )電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn)電動(dòng)力穩(wěn)定是電器承受短路電流機(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：I es A I sh式中I sh短路沖擊電流有效值；Ies電器允許 的動(dòng)穩(wěn)定電流的有效值；電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件選擇的高壓電器，應(yīng)能在長(zhǎng)期工作條件下和發(fā)生過(guò)電壓、過(guò)電流的情況下保持正常運(yùn)行。同時(shí)，所選擇導(dǎo)線和電氣設(shè)備應(yīng)按短路條件下進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。各種高壓設(shè)備的一般技術(shù)條件 如表：表4.1 :高壓設(shè)備的一般技術(shù)條件序號(hào)電器名稱額定電壓KV額定電 流A額定 容量KVA機(jī)械荷 載N額定開(kāi) 斷電流A熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定絕緣 水平1斷路器是是是是是是是2隔離開(kāi)關(guān)是是是是是是3電流互感器是是是是4電壓

25、互感器是是是是是是4.3電氣設(shè)備的選擇斷路器：斷路器的選擇，除滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮到要便于安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)濟(jì)技術(shù)方面都比較后才能確定。根據(jù)目前我國(guó)斷路器的生產(chǎn)情況，電壓等級(jí)在10KV220KV的電網(wǎng)一般選用少油斷路器，而當(dāng)少油斷路器不能滿足要求時(shí)，可以選用SF6斷路器。(1)SF6斷路器的特點(diǎn)：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(kāi)斷電流大然后時(shí)間短。2. 開(kāi)斷電容電流或電感電流時(shí)，無(wú)重燃，過(guò)電壓低。3電氣壽命長(zhǎng)，檢修周期長(zhǎng)，適于頻繁操作。4.操作功小，機(jī)械特性穩(wěn)定，操作噪音小。(2) 選擇原則：1.1 max1.05IN2. U nUNs因此，22

26、0KV處斷路器的額定電壓取 220kV ,最高工作電壓選用 252kV ,額定電流選用1600A , 開(kāi)斷電流選用40 kA，采用LW-220 ;110KV處斷路器的額定電壓取 110KV ,最高工作電壓選126KV , 額定電流采用1600,開(kāi)斷電流采用 31.5KA，采用LW11-110。4.3.2 隔離開(kāi)關(guān)：采用GW7-220和GW5-110W , GW7-220額定電流為1250A ,動(dòng)穩(wěn)定電流為 80KA ; GW5-110W 額定電流為1600A，動(dòng)穩(wěn)定電流為80A。電流互感器的選擇電流互感器的選擇和配置應(yīng)按下列條件：(1) 型式：電流互感器的型時(shí)應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。

27、對(duì)于620KV屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)和樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。對(duì)于35KV及以上配電裝置，一般采用油浸式瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器。有條件時(shí)，應(yīng)盡量采用套管式電流互感器。(2) 一次回路電壓：UNUns(3 )一次回路電流：l1NI max(4)準(zhǔn)確等級(jí)：要先知道電流互感器二次回路所接測(cè)量?jī)x表的類型及對(duì)準(zhǔn)確等級(jí)的要求，并按準(zhǔn)確等級(jí)要求高的表計(jì)來(lái)選擇。(5 )二次負(fù)荷：互感器按選定準(zhǔn)確級(jí)所規(guī)定的額定容量S2N應(yīng)大于或等于二次側(cè)所接負(fù)荷I 2NZ2L, 即 卩2$NI 2NZ2LZzL=ra+re+rL+rc式中，ra、rre分別為二次側(cè)回路中所接儀表和繼電器的電流線圈電阻(忽

28、略電抗)；"為接觸電阻，一般可取0.1? ; rL為連接導(dǎo)線電阻。(6 )動(dòng)穩(wěn)定：式中i es、Kes電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定電流及動(dòng)穩(wěn)定電流倍數(shù)，有制造廠提供。外部動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)式為L(zhǎng)72Fai > 0.5 X 1.73 X 10- i sh a (N)式中F al作用于電流互感器瓷帽端部的允許力，有制造廠提供；L 電流互感器出現(xiàn)端至最近的一個(gè)母線支柱絕緣子之間的跨距；a 相間距離；0.5系數(shù)，表示互感器瓷套端部承受該跨上電動(dòng)力的一半。(7) 熱穩(wěn)定：電流互感器熱穩(wěn)定能力常以1s允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流It或一次額定電流I in的倍數(shù)K來(lái)表示，熱穩(wěn)定校驗(yàn)式為2 2I t >Qk 或(

29、KtI 1n) >Qk4.4電氣設(shè)備選擇的結(jié)果表表4.2 :斷路器的選擇uNSIMAXI IshQkIsh220KV:計(jì)算值220661.3318.1746.2772.7646.27110KV計(jì)算值1101322.6635.1189.37233.6889.37UNININbrINcl2I tt (3s)Ies220KV:LW-22O2201600401004800100110KVLW11-1101101600401002976.75100UN為額定電流；IN為額定電流；INbr額定開(kāi)斷電流；INcl額定閉合電流；les(3s)動(dòng)穩(wěn)定電 流峰值；lt (3s)熱穩(wěn)定電流。表4.3隔離開(kāi)關(guān)的

30、選擇uNSIMAXQkIsh220KV計(jì)算值220661.3372.7646.27110KV計(jì)算值1101322.66233.6889.37UNINI2ttIes220KVGW7-22022012502976.75(3s)80110KVGW5-110W11016004961.25(5s)100G-隔離開(kāi)關(guān)，W-戶外 電壓電流互感器的選擇表4.4電流互感器的選擇表電壓等級(jí)型號(hào)額定電流比準(zhǔn)確級(jí)數(shù)熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)二級(jí)負(fù)荷(Q)220KVLB-2202 X 600/50.530 (Is)752110KVLB-1102000/10.240 (3s)1000.8L-電流互感器，B-保護(hù)表4.5電壓互感

31、器的選擇表型號(hào)UN 次 KVUN 二次 KV剩余電壓繞組A最大容量KVA110KVJCC-110110/亦0.1/ 蟲(chóng)0.12000220KVJCC-220220/730.1M/30.11000發(fā)電機(jī)出口JDX-3535/750.1/ 亦O.12000J-電壓互感器，C-瓷絕緣(串級(jí)式)，D-單相油浸式，X-特有剩余電壓繞組5.配電裝置5.1配電裝置選擇的一般原則高壓配電裝置的設(shè)計(jì)必須認(rèn)真貫徹國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，遵循上級(jí)發(fā)的有關(guān)規(guī)程、規(guī)范及技 術(shù)規(guī)定，并根據(jù)電力系統(tǒng)條件、自然環(huán)境特點(diǎn)和運(yùn)行、檢修、施工方面的要求，合理制定布置方 案和選用設(shè)備，積極慎重地采用新布置、新設(shè)備、新材料、新結(jié)構(gòu)，使配電

32、裝置設(shè)計(jì)不斷假冒新， 做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便?；鹆Πl(fā)電廠及變電所的配電裝置型式選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜，節(jié)約用地，并結(jié)合運(yùn)行、檢修和安裝要求。（1）節(jié)約用地：我國(guó)人口眾多，但耕地不多，因此用地是我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的一項(xiàng)帶戰(zhàn)略性的方針；（2） 運(yùn)行安全和操作巡邏方便：配電裝置要整齊清晰， 并能在運(yùn)行中滿足對(duì)人身和設(shè)備的安全要求。使配電裝置 一旦發(fā)生事故時(shí)，也能將事故限制在最小范圍和最低程度，并使運(yùn)行人員在正常的操作和處理事故中不致發(fā)生意外，以及再次維護(hù)中不致?lián)p害設(shè)備；（3）便于檢修和安裝：對(duì)各種形式的配電裝置，都要妥善考慮檢修和安裝的條件；（4 ）節(jié)約三

33、材，降低造價(jià)：配電裝置的設(shè)計(jì)還應(yīng)采取有效措施，減少三材消耗，努力降低造價(jià)。5.1.3 基本步驟（1）根據(jù)配電裝置的電壓等級(jí)、電器的型式、出線的多少和方式、有無(wú)電抗器、地形、環(huán)境條件 等因素選擇配電裝置的型式；（2）擬定配電裝置的配置圖；（3）按照所選的外形尺寸、運(yùn)行方法、檢修及巡視的安全和方便等要求，遵照配電裝置設(shè)計(jì)技 術(shù)規(guī)程的有關(guān)規(guī)定，并參考各種配電裝置的典型設(shè)計(jì)手冊(cè)，設(shè)計(jì)繪制配電裝置的平、斷面圖。 配電裝置的整個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸、檢修和運(yùn)輸?shù)陌踩嚯x等因素而決定的。屋內(nèi)、外配電裝置中各有關(guān) 部分之間的最小安全凈距，詳見(jiàn)設(shè)計(jì)手冊(cè)。5.2 配電裝置的選擇及依據(jù)配電裝置的型式的選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理

34、情況及環(huán)境條件，因地制宜、節(jié)約用地，并結(jié)合運(yùn)行及檢修要求通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。一般情況下，在大、中型發(fā)電廠和變電所中，35KV及以下的配電裝置宜采用屋內(nèi)式；110KV及以上多為屋外式。普通中型配電裝置國(guó)內(nèi)采用比較多，廣泛用于110500KV電壓級(jí)，在這方面我國(guó)已經(jīng)有豐富的經(jīng)驗(yàn)。配電裝置的整個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸、檢修和運(yùn)輸?shù)陌踩嚯x等因素而決定的。屋內(nèi)、外配電裝置中各有關(guān)部分之間的最小安全凈距，詳見(jiàn)設(shè)計(jì)手冊(cè)。設(shè)計(jì)配電裝置中帶電導(dǎo)體之間和導(dǎo)體之間對(duì)接地構(gòu)架的距離時(shí)還要考慮：軟絞線在短路電動(dòng)力、 風(fēng)擺、溫度等作用下使相間及對(duì)地距離的減小，隔離開(kāi)關(guān)開(kāi)斷允許電流是不致發(fā)生相間和接地故 障，降低大電流導(dǎo)體附近鐵磁物

35、質(zhì)的發(fā)熱，減小110KV及以上帶電導(dǎo)體的電暈損失和帶電檢修等因素。工程上采用的距離，詳見(jiàn)設(shè)計(jì)手冊(cè)所列的數(shù)值。本設(shè)計(jì)的地理環(huán)境較好，沒(méi)有地震，雷暴 日也很少，且沒(méi)有明顯的環(huán)境污染，所以綜合所有條件和技術(shù)，選用中型配電裝置。附錄I短路計(jì)算：由于三相短路故障最為嚴(yán)重，故只計(jì)算三相短路情況。1.短路電流計(jì)算的接線圖圖一: 其等值電抗圖為：X9X7G2X572lie <v d2圖二2.各選取設(shè)備電抗值的計(jì)算（考慮到最嚴(yán)重故障情況，只進(jìn)行母線的三相短路計(jì)算）其中. ij, 1 _',Vb=15.75KV。選取Sb=100MW U=Uv，發(fā)電機(jī)選取的型號(hào)為QFSN-200-2,發(fā)電機(jī)電抗：X1

36、=X2=Xd' X SB/SN =0.142 X 100/235=0.06 變壓器各繞組阻抗表么值：X3=X4=1/2(V1-2+V1-3-V2-3)X5=X6=1/2(V1-2+ V2-3- V1-3)X7=X8=1/2(V1-3+V2-3-V1-2)聯(lián)絡(luò)變壓器的阻抗表么值：XI - II =1/2(V1-2+V1-3-V2-3)xn -川=1/2(V1-2+ V2-3- V1-3)XII = X I - n + X n -川=0.16圖二可繼續(xù)化簡(jiǎn)為下：X SB/SN=1/2(0.245+0.145-0.085)X SB/SN=1/2(0.245+0.085-0.145)X SB/

37、SN=1/2(0.145+0.085-0.245)X 100/240=0.064X 100/240=0.039X 100/240=-0.033X SB/SN=1/2(0.24+0.15-0.08)X100/150=0.103X SB/SN =1/2(0.24+0.08-0.15)X100/150=0.057X5XI 3X11C2圖三圖中 X12=X13=X1+X7=X2 +X8=0.06-0.033=0.027XI o圖五圖四X14=1/2X3=1/2X4=0.032X15=1/2X5=1/2X6=0.0195X16=1/2X12=1/2X13=0.0135.對(duì)X14，X15, X16支路進(jìn)行

38、Y 變換得出圖五等值電路圖，其中:X17=X14+X16+ X 14X16/ X15=0.032+0.0135+0.032X 0.0135/0.0195=0.067X18=X14+X15+ X 14X15/ X16=0.098X19=X11+X10=0.16+0.025=0.185計(jì)算系統(tǒng)的電抗及短路容量，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組對(duì)短路點(diǎn)XK=X17/X18/X19=0.067/0.098/0.185=0.032d2的轉(zhuǎn)移電抗為:SK=SB/XK=100/0.032=3125WMASC=10000-3125=6875WMA可求的系統(tǒng)的電抗為：X9=SB/SC=100/6875=0.015系統(tǒng)對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算

39、電抗為Xjs9=0.015IN= SB/ 3Vav=100/ (3 X 230) =0.25d2 的計(jì)算電抗為：Xjs= (X 17/ X 18) X 235 X 2/100=0.18IN=SN/(、3 x 230) =235 X 2/、3 X 230=1.18其分支額定電流為發(fā)電機(jī)組對(duì)短路點(diǎn) 其分支額定電流為系統(tǒng)對(duì)短路點(diǎn)的短路電流的表么值為計(jì)算電抗的倒數(shù)；各發(fā)電機(jī)組對(duì)短路點(diǎn)的短路電流表么值，可查發(fā)電機(jī)計(jì)算曲線數(shù)字表得出，所得短路電流表么值，如表3.1，短路電流值I" =18.17KA沖擊電流ish=ksh 1,其中ksh為沖擊系數(shù)，表示沖擊電流對(duì)周期分量幅值的倍數(shù)，當(dāng)時(shí)間常數(shù)由零到

40、無(wú)限大時(shí)，沖擊系數(shù)的范圍為：1< ksh<2,則取ksh為1.8，所以：ish=1.8X X 11.52=46.27KA（2） 110KV母線上短路點(diǎn)d2的短路電流計(jì)算：由于110KV母線上短路點(diǎn)和 220KV上等值電路圖對(duì)稱，則有：H可化簡(jiǎn)為1對(duì)X14, X15, X16支路進(jìn)行Y 變換得出圖五等值電路圖，其中X20= X15+X16+ X15X16/ X14=0.041X 2仁 X14+X15+ X14X15/ X16=0.098X 22=X11+X9=0.16+0.065=0.225計(jì)算系統(tǒng)的電抗及短路容量，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組對(duì)短路點(diǎn)d2的轉(zhuǎn)移電抗為：XK=X20/X21/X22=

41、0.041/0.098/0.225=0.026SK=SB/XK=100/0.026=3846.15WMASC=10000-3846.15=6153.85WMA可求的系統(tǒng)的電抗為：X10=SB/SC=100/6153.85=0.016系統(tǒng)對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗為Xjs10=0.016其分支額定電流為IN= s B/乜3 Vav=100/ （応x 115） =0.50發(fā)電機(jī)組對(duì)短路點(diǎn)d2的計(jì)算電抗為：Xjs=（X 20/ X 21） X 235 X 2/1°°=°.14其分支額定電流為 IN=SN/（、3 X 115） =235 X 2/ '3 x 115=2.3

42、6系統(tǒng)對(duì)短路點(diǎn)的短路電流的表么值為計(jì)算電抗的倒數(shù)；各發(fā)電機(jī)組對(duì)短路點(diǎn)的短路電流表么值，可查發(fā)電機(jī)計(jì)算曲線數(shù)字表得出，所得短路電流表么值，如表3.1，短路電流值I " =35.11KA沖擊電流 ish=1.8 X，X 35.11=89.37KA附錄n電氣設(shè)備的校驗(yàn)：1.斷路器的校驗(yàn)（一） 220KV電壓等級(jí)斷路器的校驗(yàn) 所選斷路器LW-220,UnA Uns=220KV,滿足要求。流過(guò)斷路器的最大持續(xù)工作電流：IMAX =1.05 In s=1.05 X 240000/ (，X 220)(1)動(dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn)I MAX=661.33A，斷路器額定電流 IN=1600A,所以 I MAX &

43、lt; IN動(dòng)穩(wěn)定電流峰值I es =80KA, I sh=46 27 KA 所以les> Ish則動(dòng)穩(wěn)定檢驗(yàn)合格。(2)熱穩(wěn)定校驗(yàn)短路電流的熱效應(yīng)(kA2 S):設(shè)繼電保護(hù)時(shí)間tpr為2.0S,則短路計(jì)算時(shí)間tk = tpr tbr = 2.0+0.06 = 2.06(S)查短路電流計(jì)算曲線數(shù)字表得：Itk/2=2.944, Itk=2.659所以 Q = ( I +10丨-+ I ' )tk/12= ( 18.172 +10x2.94 4 2 + 2.65 9 2)x2.06/12=72.76其中，短路電流的對(duì)應(yīng)值是發(fā)電機(jī)總的短路電流的一半，而電器可以承受的熱效應(yīng)是：2 2I

44、 tt= 40 X 3=4800 >Qk斷路器熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。(三)開(kāi)斷電流校驗(yàn)額定開(kāi)斷電流 INbr=40> I ” =18.17開(kāi)斷電流校驗(yàn)合格。(四)短路閉合電流校驗(yàn)額定閉合電流 INcI=100> I sh=46.27閉合電流校驗(yàn)合格110KV電壓級(jí)斷路器的選擇和校驗(yàn)所選斷路器LW11-110, U n> UNs=110KV,滿足要求。流過(guò)斷路器的最大持續(xù)工作電流：IMAX =1.05 In s=1.05 X 240000/ ( X 110)(1)動(dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn)I MAX=1322.66A ,斷路器額定電流 In=1600A, 所以 I MAX < In動(dòng)穩(wěn)

45、定電流峰值 Ies=100KA, I sh=89.37KA所以 Ies> Ish則動(dòng)穩(wěn)定檢驗(yàn)合格。(2)熱穩(wěn)定校驗(yàn)短路電流的熱效應(yīng)(kA2 S)：設(shè)繼電保護(hù)時(shí)間tpr為2.0S,則短路計(jì)算時(shí)間tk = tpr tbr = 2.0+0.08 = 2.08(S)查短路電流計(jì)算曲線數(shù)字表得：=661.33A=1322.66A所以 Q = ( I 2+iJ+)TK/12=(35.112 +10 x3.2802 +2.8082)X 2.08/12=233.68其中，短路電流的對(duì)應(yīng)值是發(fā)電機(jī)總的短路電流的半，而電器可以承受的熱效應(yīng)是:I 2tt= 31.52X 3=2976.75> QkItk

46、/2=3.280, Itk=2.808斷路器熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。(三)開(kāi)斷電流校驗(yàn)額定開(kāi)斷電流 INbr=40> I ” =35.11開(kāi)斷電流校驗(yàn)合格。(四)短路閉合電流校驗(yàn)額定閉合電流 INcl=100> I sh=89.37閉合電流校驗(yàn)合格2隔離開(kāi)關(guān)的校驗(yàn)(一) 220KV電壓等級(jí)隔離開(kāi)關(guān)的校驗(yàn)所選隔離開(kāi)關(guān)GW7-220,UN> UNs=220KV，滿足要求。流過(guò)隔離開(kāi)關(guān)的最大持續(xù)工作電流：IMAX =1.051 ns=1.05 X 240000/ ( X 220) =661.33A(1)動(dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn)I MAX=661.33A , 隔離開(kāi)關(guān)額定電流 IN=1250A, 所以I

47、MAX < IN動(dòng)穩(wěn)定電流峰值Ies=80KA, I sh=46.27KA所以> Ish則動(dòng)穩(wěn)定檢驗(yàn)合格。(2)熱穩(wěn)定校驗(yàn)短路電流的熱效應(yīng)(kA2 S):設(shè)繼電保護(hù)時(shí)間tpr為2.0S，則短路計(jì)算時(shí)間：tk = tpr tbr = 2.0+0.06 = 2.06(S)查短路電流計(jì)算曲線數(shù)字表得：Itk/2=2.944, Itk=2.659所以 Q = ( I "2+10丁+ I ' - ) TK/12=( 18.172 +10 x2.9442 + 2.6592 )X 2.06/12=72.76其中，短路電流的對(duì)應(yīng)值是發(fā)電機(jī)總的短路電流的一半，而電器可以承受的熱效應(yīng)是：2 2I tt=