沱江電廠電氣一次部分初步設(shè)計

1、電力工程綜合項目設(shè)計（課程設(shè)計） 題 目 沱江電廠電氣一次部分初步設(shè)計 學(xué)院(部) 電子信息工程學(xué)院 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 學(xué)生姓名 陳建 學(xué) 號 5 年級 2010級 指導(dǎo)教師 李紅蓮 職稱 副教授 2013 年 12月 15日題目：沱江電廠電氣一次部分初步設(shè)計專 業(yè)：電氣工程及其自動化 學(xué) 號：5 學(xué) 生：陳 建 指導(dǎo)老師：李紅連 摘 要本文是對沱江電廠電氣一次部分初步設(shè)計，設(shè)計火電廠的初步設(shè)計，主要設(shè)計的內(nèi)容有電氣主接線的設(shè)計、短路電流的計算和電氣設(shè)備的選擇。在電氣主接線設(shè)計中，經(jīng)過分析單母線分段接線和單母線直接接地的優(yōu)缺點，最終選擇單母線分段接線。進行了主變壓器的選擇，從太數(shù)、相

2、數(shù)、容量、繞線數(shù)量、連接方式和型號來分析考慮。在短路電流的計算中，主要進行了三相短路電流計算和機端出口短路電流的計算，從而得出基準(zhǔn)電壓、短路電流、沖擊電流、短路全電流和穩(wěn)態(tài)短路電流。在設(shè)備的選擇之中，主要進行了母線的選擇、隔離開關(guān)、高壓斷路器、電壓互感器和電流互感器的選擇。關(guān)鍵詞：電廠設(shè)計；電氣主接線；短路電流；電氣設(shè)備選擇Title: Electric power plant once part of the preliminary design Tuojiangosaurus AbstractThis article is the content of the preliminary de

3、sign, preliminary design of the thermal power plant design, electrical design Tuojiangosaurus major part of the plant once there select the main electrical wiring design, calculation of short-circuit current and electrical equipment. In the main electrical wiring design, through the advantages and d

4、isadvantages single busbar and single busbar connection directly to ground, and the final choice single busbar connection. Main transformer were selected from too few, number of phases, capacity, winding number, connections and models to analyze considered. In the calculation of short-circuit curren

5、t, the main three-phase short-circuit current was calculated computing and machine-side short-circuit current exports to arrive at the reference voltage, short-circuit current, inrush current, short-circuit current and the steady-state full short circuit current. Among the choice of equipment, mainl

6、y for the selection of the bus, the isolation switch, high voltage circuit breakers, voltage and current transformersKey words: Plant design; main electrical wiring; short-circuit current; electrical equipment selection目 錄題目：沱江電廠電氣一次部分初步設(shè)計1目 錄31.緒 論71課程設(shè)計的目的與意義71.2課程設(shè)計的原始資料72.1 概述82.1.1 火力發(fā)電廠電氣主接線的特

7、點82.1.2 電氣主接線的基本要求92.1.3 35kV電壓等級常用接線方式及預(yù)選方案92.2擬定主接線方案92.2.1方案一92.2.2方案二102.2.3方案的比較與選定102.3主變壓器的選擇112.3.1臺數(shù)選擇112.3.2相數(shù)的選擇122.3.3主變壓器容量122.3.4繞組數(shù)量和連接方式的選擇132.3.5主變壓器型號確定142.4發(fā)電機型號的選擇142.5廠用主變壓器型號的選擇142.6廠用電的電壓等級153短路電流的計算163.1短路計算的原因與目的163.2短路計算的計算條件16一、基本條件：16二、一般規(guī)定：173.3短路電流的計算173.3.1系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)圖183.

8、3.2各元件電抗的標(biāo)幺值計算183.3.3 35KV母線三相短路電流計算193.3.4機端出口短路電流計算213.3.5短路電流計算結(jié)果244.電氣設(shè)備的選擇與校驗254.1概述254.1.1電氣設(shè)備選擇的一般原則254.2電氣設(shè)備的選擇與校驗254.2.1回路最大持續(xù)工作電流的確定254.2.2母線的選擇和校驗264.3隔離開關(guān)的選擇和校驗294.3.1變壓器回路294.3.2母聯(lián)斷路器314.3.3連接中心變電站的架空線314.3.4 連接近區(qū)負荷的線路324.3.5發(fā)電機機端324.4高壓斷路器的選擇與校驗334.4.1變壓器回路334.4.2母聯(lián)斷路器354.4.3連接中心變電站的架空

9、線354.4.4 連接近區(qū)負荷的線路364.5電壓互感器的選擇與校驗364.5.1變壓器回路374.5.2 35KV母線384.5.3連接中心變電站架空線384.5.4 連接近區(qū)負荷的線路394.5.5發(fā)電機出口回路40 4.6電流互感器的選擇與校驗414.6.1變壓器回路414.6.2 母線聯(lián)絡(luò)回路424.6.3 連接中心變電站架空線424.6.4 連接近區(qū)負荷線路434.6.5發(fā)電機極端出口435.總 結(jié)45參考文獻46致 謝471.緒 論1課程設(shè)計的目的與意義本次課程設(shè)計是為了對之前所學(xué)知識查漏補缺，去復(fù)習(xí)和鞏固舊知識，重新去學(xué)習(xí)以前不懂的新知識。讓我們把理論知識運用到實際的工程之中，對

10、實際的工程有一定的認(rèn)識。在這段過程之中對火電廠的具體設(shè)備有初步的理解，對理解不同回路連線的優(yōu)缺點有進一步了解，對各種電氣設(shè)備的選擇有進一步掌握，比如斷路器、變壓器的選擇，而且學(xué)習(xí)怎樣計算短路電流。學(xué)會獨立思考的能力，學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題，分析問題的能力，而且對自己設(shè)計的方案的評估。在這個過程之中可以培養(yǎng)自己嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S邏輯的能力。本次課程設(shè)計為我們以后在從事電氣方面的行業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。1.2課程設(shè)計的原始資料（1）裝機情況：本火力發(fā)電廠裝機2臺容量25MW汽輪發(fā)電機組（額定電壓10.5KV,功率因數(shù)0.80，次暫電抗0.2），有近區(qū)負荷2回，距電廠10KM, 35KV,每回8MW, ,功率因數(shù)0.80

11、.（廠用電率10%，線路正序阻抗0.4）；（2）系統(tǒng)情況：本火力發(fā)電廠通過2回架空線路與距15KM地區(qū)中心變電站35KV聯(lián)絡(luò)。地區(qū)中心變電站最大運行方式下的短路容量200MVA。（3）環(huán)境條件：本火力發(fā)電廠處環(huán)境條件無嚴(yán)重污染，地質(zhì)條件良好但場地有限，交通方便，平均雷暴日50天，海拔高度不超過1000m，年平均溫度為25C，最高氣溫為40C，最低氣溫為0C。1.3課程設(shè)計主要內(nèi)容（1）火力發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計；（2）火力發(fā)電廠短路電流計算；（3）火力發(fā)電廠電氣設(shè)備選擇。2.電氣主接線設(shè)計2.1 概述2.1.1 火力發(fā)電廠電氣主接線的特點(1)地方性火力發(fā)電廠建設(shè)在城市或工業(yè)負荷中心，且多為熱電

12、廠，在為工業(yè)和民用提供蒸汽和熱水熱能的同時，生產(chǎn)的電能大部分都用發(fā)電機電壓直接饋送給地方用戶，只將剩余的電能以升高電壓送往電力系統(tǒng)。由于受供熱距離的限制，一般熱電廠的單機容量多為中、小型機組。電氣主接線包括發(fā)電機電壓級接線及1-2級升高電壓級接線，且與系統(tǒng)相連接。(2) 區(qū)域性火力發(fā)電廠區(qū)域性火電廠屬大型電廠，建在煤炭生產(chǎn)基地或港口附近，為凝汽式電廠，一般距負荷中心較遠，電能幾乎全部用高壓或超高壓輸電線路送至遠方。單機容量為200MW以上， 目前以600MW為主力機組。由原始資料可知，本火力發(fā)電廠單機容量為25MW遠遠小于200MW的標(biāo)準(zhǔn)，是為一地方性的火力發(fā)電廠，地形條件限制不嚴(yán)格，但從節(jié)省

13、用地考慮，盡可能使其布置緊湊，便于運行管理。另外，周圍的環(huán)境和氣候?qū)υO(shè)備的選擇的制約也不大。綜上，在設(shè)計中要充分分析所給的原始資料，同時結(jié)合實際的情況，做到設(shè)計的方案具有可靠性、安全性、經(jīng)濟性等2.1.2 電氣主接線的基本要求電氣主接線的選擇正確與否對電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟運行，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和靈活性，以及對發(fā)電廠電氣設(shè)備的選擇，配電裝置的布置，繼電保護及控制方式的擬定等都有重大的影響。在選擇電氣主接線時，應(yīng)注意發(fā)電廠在電力系統(tǒng)中的地位、進出線回路數(shù)、電壓等級、設(shè)備特點及負荷性質(zhì)等條件，并應(yīng)滿足下列基本要求。（1） 運行的可靠性；（2） 具有一定的靈活性；（3） 操作應(yīng)盡可能簡單方便；（4）

14、經(jīng)濟上合理；（5） 應(yīng)具有擴建的可能性。2.1.3 35kV電壓等級常用接線方式及預(yù)選方案35110kV線路為兩回及以下時，宜采用橋形、線路變壓器組或線路分支接線。超過兩回時，宜采用擴大橋形、單母線或分段單母線的接線。3563kV線路為8回及以上時，亦可采用雙母線接線。故預(yù)選方案為：單母線接線和單母線分段接線。2.2擬定主接線方案2.2.1方案一采用單母線分段接線 圖2-1方案一接線圖2.2.2方案二采用單母線接線方式，主接線如圖2-2。圖2-2方案二接線圖2.2.3方案的比較與選定方案一、單母線分段接線：1、缺點：1）、當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間停電。

15、2）、擴建時需要向兩個方向均衡擴建，以保證負荷分配的均勻。3）、當(dāng)出線回路為雙回路時，常使母線出線交叉跨越。2、優(yōu)點：1）、用斷路器把母線分段后，對重要負荷可以從不同段引出兩個回路，提供雙回路供電。2）、安全性，可靠性高。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。3、適用范圍：1）、6-10KV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時。2）、35-63KV配電裝置出線回路數(shù)為4-8回時。3）、110-220KV配電裝置出線回路數(shù)為3-4回時。方案二、單母線接線1、優(yōu)點接線簡單，操作方便、設(shè)備少、經(jīng)濟性好，并且，母線便于向兩端延伸，擴建方便。同時，QS隔

16、離開關(guān)不作為操作電器，僅用作隔離電壓。2 缺點可靠性差。母線或母線隔離開關(guān)檢修或故障時，所有回路都要停止工作，也就是要造成全廠或全所長期停電。調(diào)度不方便，電源只能并列運行，不能分列運行，并且線路側(cè)發(fā)生短路時，有較大的短路電流。方案比較：通過對以上兩種方案比較，在可靠性上和靈活性上第二種方案明顯合理，經(jīng)綜合分析，決定選第一種方案為設(shè)計的最終方案。結(jié)論：35kV側(cè)采用單母線分段接線2.3主變壓器的選擇在發(fā)電廠和變電站中，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；用于兩種電壓等級之間交換功率的變壓器，稱為聯(lián)絡(luò)變壓器；只供本廠（站）用電的變壓器，稱為廠（站）用變壓器或自用變壓器。2.3.1臺

17、數(shù)選擇變壓器的容量、臺數(shù)直接影響到火電廠的電氣主接線形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。如果變壓器的容量選擇過大，臺數(shù)過多，不僅增加投資，增大占地面積，而且也增加了運行電能的損耗，設(shè)備未能充分發(fā)揮效益；若容量選的過小，將可能滿足不了火電廠的電力負荷的需要，這在技術(shù)上是不合理的在進行主變壓器的選擇之前，應(yīng)該了解變壓器的選擇原則，主要包括變壓器容量、臺數(shù)的確定原則: 1.主變壓器的臺數(shù)、容量應(yīng)根據(jù)地區(qū)供電條件、負荷性質(zhì)、用電容量和運行方式等條件綜合考慮；2.在有一級，二級負荷的火電廠中，應(yīng)該裝設(shè)兩臺主變電壓器。當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟比較合理時主變壓器的臺數(shù)也可以多于兩臺。如果火電廠可由中、低壓側(cè)電力網(wǎng)中取得足夠能量的備用電

18、源時，可以裝設(shè)一臺主變壓器；3.為了保證發(fā)電機電壓出線供電的可靠，接在發(fā)電機電壓母線上的主變壓器一般不少于2臺。若機組較多，發(fā)電機母線電壓的負荷較小，發(fā)電機主要功率送入系統(tǒng)時，主變壓器可多于2臺。對于地方發(fā)電廠，主要是向發(fā)電機母線電壓的負荷供電，而系統(tǒng)僅作備用電源時，則允許只裝設(shè)1臺主變壓器。由系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)分析可知，發(fā)電機與變壓器組成單元連接，為了保證供電的可靠性，宜選兩臺主變壓器。分別用于兩臺發(fā)電機變壓。2.3.2相數(shù)的選擇容量為300MW及以下機組單元連接的主變壓器和330kV及以下電力系統(tǒng)中，一般都應(yīng)選用三相變壓器。因為單相變壓器組相對投資大、占地多、運行損耗也較大，同時配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)

19、雜，也增加了維修工作量。但是，由于變壓器的制造條件和運輸條件的限制，特別是大型變壓器，需要考察其運輸可能性。若受到限制時，則可選用單相變壓器組。由于原始數(shù)據(jù)并未說明運輸?shù)南拗疲蕪目煽啃院徒?jīng)濟性等方面考慮，均是三相變壓器更好，三相變壓器比相同容量的單相變壓器具有節(jié)省投資，占地面積小，運行過程損耗小的優(yōu)點，因而選用三相變壓器。2.3.3主變壓器容量發(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的較大者選擇： 1.按發(fā)電機的額定容量扣除本機組的廠用負荷后，留有10%的欲度； 2.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。3.當(dāng)1臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應(yīng)能滿足全部負荷的70

20、80。根據(jù)以上原則：凝氣式機組廠用電計算負荷：廠用電計算負荷，KVA；廠用電率； 發(fā)電機額定功率；電動機在運行功率時的平均功率因數(shù)，0.8。變壓器容量的選擇發(fā)電機容量MW功率因數(shù)視在功率MVA廠用電計算平均負荷MVA實際送出容量MVA乘以10%后送出容量MVA250.8031.253.12528.12530.938所以變壓器容量選擇31.5MVA，即31500KVA等級2.3.4繞組數(shù)量和連接方式的選擇發(fā)電廠以兩種升高電壓級向用戶供電或與系統(tǒng)連接時，可以采用2臺雙繞組變壓器或三繞組變壓器。最大機組容量為125MW及以下的發(fā)電廠多采用三繞組變壓器，但三繞組變壓器的每個繞組的通過容量應(yīng)達到該變壓器

21、額定容量的15及以上，否則繞組未能充分利用，反而不如選用2臺雙繞組變壓器在經(jīng)濟上更加合理，故選擇雙繞組變壓器。（2）繞組連接方式選擇：電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星形“Y”和三角形“”兩種。在發(fā)電廠和變電站中，一般考慮系統(tǒng)或機組的同步并列要求以及限制3次諧波對電源的影響等因素，主變壓器接線組別一般都選用YN，d11常規(guī)接線。2.3.5主變壓器型號確定綜合考慮選擇主變壓器型號為：SZ10-3150035型。變壓器參數(shù)如表2-1。表2-1變壓器參數(shù)電力變壓器型號額定容量（kVA）額定電壓（kV）損耗（kW）短路電壓(%)空載電流（%）聯(lián)接組標(biāo)號高壓低壓短路空載SZ10-3150035315003

22、532.5%10.51206228.420.28YN,dll2.4發(fā)電機型號的選擇本次設(shè)計采用QFW252A10.5型汽輪發(fā)電機,其額定功率為25MW,額定電壓為10.5KV,功率因數(shù)為0.80。次暫態(tài)電抗為0.2。發(fā)電機型號QFW252A10.5所表示的意義：QF：表示空冷汽輪發(fā)電機；W：表示無刷勵磁25：表示25MW，有功功率的兆瓦數(shù)2A：表示2極，新型號勵磁2.5廠用主變壓器型號的選擇由前面小節(jié)可知廠用電計算負荷為3.125MVA，即3125KVA所以廠用變壓器容量可以選為3150KVA等級的。由此可選定變壓器型號為：SCB10-3150/10。SCB10-3150/10型號含義S:表示

23、 三相變壓器C:表示 樹脂澆注式B:表示 箔繞線圈10:表示 性能水平代號3150/10：表示 額定容量3150KVA/電壓等級10KV變壓器參數(shù)如表2-2。表2-2變壓器參數(shù)電力變壓器型號額定容量（kVA）額定電壓（kV）短路阻抗(%)聯(lián)接組標(biāo)號高壓低壓SCB10-3150/10315010.50.46YN,dll2.6廠用電的電壓等級發(fā)電廠中一般采用的低壓供電網(wǎng)絡(luò)電壓為380/220V，高壓供電網(wǎng)絡(luò)有3、6、10KV。為了簡化廠用電接線，且使運行維護方便，電壓等級不宜過多。當(dāng)發(fā)電機容量為100MW以下時，宜使用0.4KV作為廠用電壓。3短路電流的計算3.1短路計算的原因與目的電力系統(tǒng)由于設(shè)

24、備絕緣破壞，架空線路的線間或?qū)Φ孛鎸?dǎo)電物短接，或雷擊大氣過電壓以及工作人員的誤操作，都可能造成相與相、相與地之間導(dǎo)電部分短接，短路電流高達幾萬安、幾十萬安培。這樣大的電流所產(chǎn)生的熱效應(yīng)及機械效應(yīng)，會使電氣設(shè)備損壞，人身安全受到威脅，由于短路時系統(tǒng)電壓驟降，設(shè)備不能運行。單相接地在中性點直接接地系統(tǒng)中，對鄰近通信設(shè)備將產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾和危險影響，所以電力系統(tǒng)必須進行短路故障計算。另外，對于電氣設(shè)備的規(guī)格選擇，繼電保護的調(diào)整整定，對載流導(dǎo)體發(fā)熱和電動力的核算，都需要對系統(tǒng)短路故障進行計算。短路計算選擇有足夠機械穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備。為了合理地配置各種繼電保護和自動裝置并正確整定其參數(shù)，必須對電

25、力網(wǎng)中發(fā)生的各種短路進行計算和分析。在設(shè)計和選擇發(fā)電廠 電力系統(tǒng)電氣主接線時，為了比較各種不同方案的接線時，確定是否需要采用限制短路電流的措施等，都需要進行必要的短路電流計算。計算電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計算，研究短路對用戶工作的影響等，也包含有短路計算的內(nèi)容。在確定輸電線路對通訊的干擾，對已經(jīng)發(fā)生的故障進行分析，都必須進行短路計算。3.2短路計算的計算條件一、基本條件：短路計算中采用以下假設(shè)條件和原則：1、正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行。2、所有電源的電動勢相位角相同。3、電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。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

26、的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。6、除計算短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都略去不計。7、元件的計算參數(shù)均取其額定值，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。二、一般規(guī)定：1、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所用的短路電流，應(yīng)按本工程設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)5l0年的遠景發(fā)展規(guī)劃。確定短路電流時，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列運行的按線方式。2、選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償放電電流的影響。3、選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗器回路的計

27、算短路點，應(yīng)選擇在正常接線方式時短路電流為最大的點；對帶電抗器6l0kV出線，選擇母線到母線隔離開之間的引線、套管時，短路計算點應(yīng)取在電抗器之前、其余導(dǎo)體和電器的計算短路點一般選擇在電抗器后。4、電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路電流計算。若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嚴(yán)重時，則應(yīng)按嚴(yán)重的計算。3.3短路電流的計算在選擇保護方式分析時，對大多數(shù)保護都必須認(rèn)真分析與考慮哪種運行方式來作為計算的依據(jù)，一般而言所選用的保護方式，應(yīng)在系統(tǒng)的各種故障參數(shù)增加而動作的保護，如電流保護，通常應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)最大運行方式來確定保護的定值，以保證選擇性，因為只

28、要在最大運行方式下能保證選擇性。那么，在其他運行方式下，必然能保證選擇性。根據(jù)系統(tǒng)最大負荷的要求，電力系統(tǒng)中的所有可以投入的發(fā)電設(shè)備都投入運行（全部或絕大部分投入運行），以及所有線路和規(guī)定的中性點全部投入運行的方式稱為系統(tǒng)最大運行方式即QF1、QF2都在閉合的狀態(tài)。對繼電保護而言，則是指在系統(tǒng)最大運行方式下短路時，通過該保護的短路電流為最大時的系統(tǒng)連接方式。選擇流過需要校驗設(shè)備內(nèi)部和載流導(dǎo)體的短路電流最大的短路點為短路計算點，本次設(shè)計中選擇的短路點為35KV母線短路點k1和發(fā)電機出口短路點k2。3.3.1系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)圖由發(fā)電廠電氣主接線圖和設(shè)計任務(wù)書中的參數(shù)可畫出系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)圖如圖3-1。

29、圖3-1系統(tǒng)等值網(wǎng)絡(luò)圖3.3.2各元件電抗的標(biāo)幺值計算取基準(zhǔn)容量SB=100MVA，電壓基準(zhǔn)值為UB=Uav。（1）發(fā)電機電抗標(biāo)幺值（2）主變壓器電抗標(biāo)幺值（3）架空線路電抗標(biāo)幺值（4）近區(qū)負荷線路電抗標(biāo)幺值（5）中心變電站系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值3.3.3 35KV母線三相短路電流計算（1）網(wǎng)絡(luò)化簡，求轉(zhuǎn)移電抗網(wǎng)絡(luò)化簡1，如圖3-2。圖3-2網(wǎng)絡(luò)畫簡圖1網(wǎng)絡(luò)化簡2，如圖3-3。圖3-3網(wǎng)絡(luò)化簡圖2網(wǎng)絡(luò)化簡3，如圖3-4網(wǎng)絡(luò)化簡圖3-4（2）求個電源的計算電抗（3）各電源的短路電流系統(tǒng)的短路電流查運算曲線可得電源、0s短路電流標(biāo)幺值4s短路電流標(biāo)幺值（4）計算短路點短路電流K1點短路總電流沖擊電流為式中

30、 沖擊系數(shù)，實際計算中，。發(fā)電機機端取1.9，發(fā)電機經(jīng)變壓器后的高壓母線和發(fā)電機機端母線的引出線的電抗器后取1.85，遠離發(fā)電機時取1.8，低壓電網(wǎng)取1.3；本次計算中短路點位于發(fā)電機經(jīng)變壓器后的高壓母線，所以計算時取=1.85。全電流穩(wěn)態(tài)短路電流為3.3.4機端出口短路電流計算（1）網(wǎng)絡(luò)化簡4，求轉(zhuǎn)移電抗,網(wǎng)絡(luò)化簡圖如圖3-5圖3-5網(wǎng)絡(luò)畫簡圖1網(wǎng)絡(luò)化簡圖2由網(wǎng)絡(luò)畫簡圖1經(jīng)變換得圖3-6。圖3-6網(wǎng)絡(luò)畫簡圖2去掉可得網(wǎng)絡(luò)畫簡圖如圖3-7。圖3-7網(wǎng)絡(luò)化簡圖3（2）求個電源的計算電抗（3）各電源的短路電流系統(tǒng)的短路電流查運算曲線可得電源、0s短路電流標(biāo)幺值4s短路電流標(biāo)幺值（4）計算短路點短路

31、電流K2點短路總電流沖擊電流為全電流穩(wěn)態(tài)短路電流為3.3.5短路電流計算結(jié)果表3-1短路電流計算匯總表短路點基準(zhǔn)電壓（KV）短路電流（KA）沖擊電流（KA）短路全電流（KA）穩(wěn)態(tài)短路電流(KA)K13514.27737.35322.32415.143K210.523.73563.775103.22918.8894.電氣設(shè)備的選擇與校驗4.1概述電器選擇是發(fā)電廠和變電站電氣設(shè)計的主要內(nèi)容之一。正確的選擇電器是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟運行的重要條件。在進行電器選擇時，應(yīng)根據(jù)工程實際情況，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)省投資，選擇合適的電器。盡管電力系統(tǒng)中各種

32、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，但對它們的基本要求卻是一致的。電器要能可靠的工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。本次課程設(shè)計電氣設(shè)備的選擇包括斷路器和隔離開關(guān)的選擇，母線的選擇。4.1.1電氣設(shè)備選擇的一般原則1）、應(yīng)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。2）、應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。3）、應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理4）、與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致。5）、同類設(shè)備應(yīng)盡量減少種類。6）、選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的實驗數(shù)據(jù)。4.2電氣設(shè)備的選擇與校驗（1）按正常工作條件選擇電器（2）按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件較驗（3）按短路情況

33、校驗4.2.1回路最大持續(xù)工作電流的確定（1）變壓器回路取1.05倍變壓器額定電流。（2）發(fā)電機回路取1.05倍發(fā)電機額定電流。（3）母線聯(lián)絡(luò)回路一般取母線上最大一臺發(fā)電機或變壓器的額定電流，本次計算取變壓器的額定電流=519.615（A）。（4）連接中心變電站的架空線取1.05倍架空線額定電流（5）連接近區(qū)負荷的線路取1.05倍線路額定電流4.2.2母線的選擇和校驗一般10kV及低壓母線選擇參照工廠供電設(shè)計指導(dǎo)中表5-28，所選母線均滿足短路動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求，不必進行短路校驗。但對35kV母線應(yīng)按發(fā)熱條件進行選擇，并校驗其短路穩(wěn)定度。35kV母線的材質(zhì)選擇初選LF-21Y型鋁錳合金管型導(dǎo)體

34、。其技術(shù)參數(shù)如表4-1所示。母線尺寸D1/D2/mm導(dǎo)體截面/mm2導(dǎo)體最高允許溫度為下列值時的載流量/A截面系數(shù)W/cm3慣性半徑rj/cm慣性矩J/cm4708030/202165725651.370.9762.06表4-1 LF-21Y型鋁錳合金管型導(dǎo)體參數(shù)表以下對其進行短路校驗。（1）導(dǎo)體截面的選擇按導(dǎo)體長期發(fā)熱允許電流選擇式中 母線的長時最大允許電流；流過母線的長時最大工作電流。故選擇的母線滿足導(dǎo)體截面要求。（2）綜合修正系數(shù)修正式中 母線最高允許溫度，為70；電氣設(shè)備規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度，取25；實際環(huán)境溫度，為40；綜合修正系數(shù)。則長時允許電流（3）熱穩(wěn)定校驗式中 母線截面，mm2

35、；最小熱穩(wěn)定截面,mm2；短路穩(wěn)態(tài)電流，KA；短路電流假想時間，s；母線材料的熱穩(wěn)定系數(shù)。假想短路時間為0.4s查表得熱穩(wěn)定系數(shù)為87，前面算得=15.115KA，所以=216mm2,故選擇的母線滿足熱穩(wěn)定要求。（4）動穩(wěn)定校驗檢驗?zāi)妇€動穩(wěn)定性是校驗?zāi)妇€在短路沖擊電流電動力作用下是否會產(chǎn)生永久性變形或斷裂，即是否超過母線材料應(yīng)力的允許范圍。已知母線的動穩(wěn)定校驗條件由短路計算可知，35kV母線的短路電流：=37.353(KA)母線發(fā)生三相短路時，母線受到的點動力為式中 短路沖擊電流，KA； 矩形截面導(dǎo)體的形狀系數(shù)，取1； 母線跨距，m； 母線相間距離，m。當(dāng)矩形母線水平放置時，為避免導(dǎo)體因自重而

36、過分彎曲，所選取的跨距一般不超過1.52m?？紤]到絕緣子支座及引下線安裝方便，常選取絕緣子跨距等于配電裝置間隔的寬度。取=0.9m，=0.2m。最大彎曲力矩母線材料在彎曲時最大相間計算應(yīng)力為式中W母線對垂直于作用力方向軸的截面系數(shù)，又稱抗彎矩，m3；其值與母線截面 形狀及布置有關(guān)。錳鋁合金的最大允許應(yīng)力為8.82107N/m2,因而滿足要求。4.3隔離開關(guān)的選擇和校驗隔離開關(guān)主要是用于電氣隔離而不是分段正常負荷電流和短路電流,因此,因此只需要選擇額定電壓和額定電流,校驗動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。4.3.1變壓器回路（1）隔離開關(guān)種類和形式的選擇擬選定GW4-35D/630A15KA系列高壓隔離開關(guān)。戶外

37、交流高壓隔離開關(guān)GW4-35D/630A25KA型號說明G隔離開關(guān)W戶外4設(shè)計序號35額定電壓D單接地630A額定電流（A）15KA額定熱穩(wěn)定電流（kA）技術(shù)參數(shù)如表4-5額定工作電壓（KV）額定電流（A）5s額定熱穩(wěn)定電流（KA）極限通過電流356302555表4-5 GW4-35D/630A15KA型隔離開關(guān)技術(shù)參數(shù)（2）額定電壓和額定電流的選擇，額定電壓和額定電流均滿足要求。（3）動穩(wěn)定校驗，滿足要求。（4）熱穩(wěn)定校驗滿足要求。4.3.2母聯(lián)斷路器（1）種類和形式的選擇擬選定GW4-35D/630A15KA系列高壓隔離開關(guān)，其參數(shù)如表4-5。（2）額定電壓和額定電流的選擇，所以可以選擇G

38、W4-35D/630A15KA系列高壓隔離開關(guān)（3）動穩(wěn)定校驗，滿足要求。（4）熱穩(wěn)定校驗滿足要求。4.3.3連接中心變電站的架空線（1）種類和型號的選擇擬選定GW4-35D/630A15KA系列高壓隔離開關(guān)，其參數(shù)如表4-5。（2）額定電壓和額定電流的選擇，滿足要求。（3）動穩(wěn)定校驗和熱穩(wěn)定校驗與母聯(lián)斷路器一致。4.3.4 連接近區(qū)負荷的線路（1）種類和型號的選擇擬選定GW4-35D/630A15KA系列高壓隔離開關(guān)，其參數(shù)如表4-5。（2）額定電壓和額定電流的選擇，滿足要求。（3）動穩(wěn)定校驗和熱穩(wěn)定校驗與母聯(lián)斷路器一致。4.3.5發(fā)電機機端（1）種類和型號的選擇擬選定GN22-12/250

39、0A-3150作為發(fā)電機端的高壓隔離開關(guān)。其參數(shù)如表4-6額定工作電壓（KV）額定電流（A）4s熱穩(wěn)定電流（KA）極限通過電流峰值（KA）12250050125表4-6 GN22-12/2500A-3150隔離開關(guān)技術(shù)參數(shù)（2）額定電壓和額定電流的選擇，額定電壓和額定電流均滿足要求（3）動穩(wěn)定校驗，滿足要求。（4）熱穩(wěn)定校驗滿足要求。4.4高壓斷路器的選擇與校驗高壓斷路器除按電氣設(shè)備的一般原則選擇外,由于斷路器還要切除短路故障電流,因此必須校驗斷路容量(或開斷電流)。4.4.1變壓器回路（1）斷路器種類和型式的選擇擬選定高壓六氟化硫斷路器，不檢修間隔期長，運行穩(wěn)定，安全可靠，壽命長。（2）按正

40、常條件下選擇設(shè)備的額定電壓和額定電流，由此可選擇LW8-35型高壓六氟化硫斷路器，其技術(shù)參數(shù)如表4-2。額定工作電壓（KV）額定電流（A）額定熱穩(wěn)定電流4s（KA）額定動穩(wěn)定電流峰值（KA）固有分閘時間（s）額定閉合電流（KA）額定開斷電流（KA）35160031.580 0.078031.5表4-2 LW8-35型高壓六氟化硫斷路器技術(shù)參數(shù)（3）動穩(wěn)定校驗，滿足要求。（4）熱穩(wěn)定校驗式中 開關(guān)電器熱穩(wěn)定電流，A； 熱穩(wěn)定時間，s； 三相短路穩(wěn)態(tài)電流，A； 短路電流持續(xù)時間，s。=4s；=4s滿足要求。（5）開關(guān)電器斷流能力校驗式中 斷路器開端容量，KA。，滿足要求。式中 斷路器開斷容量，MV

41、A。滿足要求。4.4.2母聯(lián)斷路器（1）斷路器種類和型式的選擇擬選定高壓六氟化硫斷路器。（2）額定電壓和額定電流的選擇，由此可選擇LW8-35型高壓六氟化硫斷路器，其技術(shù)參數(shù)如表4-3。額定工作電壓（KV）額定電流（A）額定熱穩(wěn)定電流4s（KA）額定動穩(wěn)定電流峰值（KA）固有分閘時間（s）額定閉合電流（KA）額定開斷電流（KA）35160031.580 0.078031.5表4-3 LW8-35型高壓六氟化硫斷路器技術(shù)參數(shù)斷路器的校驗與變壓器回路一致。4.4.3連接中心變電站的架空線（1）斷路器種類和型式的選擇同樣先擬選為高壓六氟化硫斷路器。（2）額定電壓和額定電流的選擇，由此可選擇LW8-3

42、5型高壓六氟化硫斷路器，其參數(shù)和校驗均與前面相同。4.4.4 連接近區(qū)負荷的線路（1）斷路器種類和型式的選擇同樣先擬選為高壓六氟化硫斷路器。（2）額定電壓和額定電流的選擇，也可選擇LW8-35型高壓六氟化硫斷路器，其參數(shù)和校驗均與前面相同。4.5電壓互感器的選擇與校驗1電壓互感器的選擇原則（1）發(fā)電機一般在出口處裝設(shè)兩組電壓互感器，一組（三只單相，雙繞組）用于自動電壓調(diào)整裝置，另一組采用三相五柱式或三臺單相式三繞組互感器，結(jié)成Yyd接線，用于測量儀表，同期和保護裝置用。（2）變壓器低壓側(cè)有時為了滿足同期或繼電保護的要求，設(shè)有一組電壓互感器。（3）6220KV電壓等級的每組主母線上的三相上裝設(shè)電

43、壓互感器，用于同期裝置、測量儀表和保護裝置。（4）110KV及以上的電壓等級，每回線路配置一組單相電容式電壓互感器，用于監(jiān)視電路有無電壓、進行同期操作設(shè)備重合閘。2電壓互感器二次繞組電壓的確定二次繞組額定電壓通常提供額定電壓為100V的儀表和繼電器的電壓繞組使用，單個單相式電壓互感器的二次繞組電壓為100V，而其余可獲得相間繞組接線方式，二次繞組電壓為100/ V，電壓互感器開口三角形的輔助繞組電壓繞組用于35KV及以下中性點不接地系統(tǒng)的電壓為100/3V，而用于110KV及以上的中性點接地系統(tǒng)的為100V。3電壓互感器準(zhǔn)確級的確定電壓互感器應(yīng)在哪一準(zhǔn)確級工作，需根據(jù)接入的測量儀表，繼電器和自

44、動裝置等設(shè)備對準(zhǔn)確等級的要求確定，規(guī)定如下：（1）用于發(fā)電機、變壓器、調(diào)相機、廠用饋線、出線等回路中的電度表，所有計算的電度表，其準(zhǔn)確等級要求為0.5級。（2）供監(jiān)視估算電能的電度表、功率表和電壓繼電器等，其準(zhǔn)確等級要求一般為1級。（3）用于估計被測量數(shù)值的標(biāo)記，如電壓表等，其準(zhǔn)確等級要求較低，要求一般為3級即可。在電壓互感器二次回路中，統(tǒng)一回路接有幾種不同形式和用途的表計時，應(yīng)按要求準(zhǔn)確等級高的儀表，確定為電壓互感器工作的最高準(zhǔn)確度等級。4.5.1變壓器回路（1）種類和形式低壓側(cè)設(shè)置一組電壓互感器，擬選定單相雙繞組電壓互感器。（2）一次額定電壓和二次額定電壓的選擇一次繞組額定電壓二次繞組額定

45、電壓（3）容量和準(zhǔn)確級的選擇用于估計電壓數(shù)值和周期，其準(zhǔn)確等級為3級。根據(jù)上述條件，擬選定JDZ-10型電壓互感器，其技術(shù)參數(shù)如表4-6。型號額定電壓（KV）副繞組額定容量最大容量JDZ-10原繞組副繞組3級（VA）（VA）100.1300500表4-6JDZ-10型電壓互感器4.5.2 35KV母線（1）種類和形式采用串聯(lián)絕緣油浸式電壓互感器，作電壓、電能測量及繼電保護用。（2）一次額定電壓和二次額定電壓的選擇一次繞組額定電壓二次繞組額定電壓（3）容量和準(zhǔn)確級的選擇用于同期裝置、測量儀表和保護裝置用，其準(zhǔn)確等級為0.5級。擬選定JDJJ2-35型電壓互感器，其技術(shù)參數(shù)如表4-7。表4-7 J

46、DJJ2-35型電壓互感器型號額定電壓（KV）副繞組額定容量最大容量JDJJ2-35原繞組副繞組0.5級（VA）（VA）35/0.1/15010004.5.3連接中心變電站架空線（1）種類和形式擬采用電容式電壓互感器。（2）一次額定電壓和二次額定電壓的選擇一次繞組額定電壓二次繞組額定電壓（3）容量和準(zhǔn)確級的選擇用于估計電壓數(shù)值和周期，其準(zhǔn)確等級為1級。擬選定JDJJ2-35型電壓互感器，JDJJ2-35系列電容式電壓互感器是戶外型產(chǎn)品。其技術(shù)參數(shù)如表4-8。型號額定電壓（KV）副繞組額定容量最大容量JDJJ2-35原繞組副繞組1級（VA）（VA）220/0.1/2501000表4-8 JDJJ

47、2-35型電壓互感器4.5.4 連接近區(qū)負荷的線路（1）種類和形式擬采用電容式電壓互感器。（2）一次額定電壓和二次額定電壓的選擇一次繞組額定電壓二次繞組額定電壓（3）容量和準(zhǔn)確級的選擇用于估計電壓數(shù)值和周期，其準(zhǔn)確等級為1級。擬選定JDJJ2-35型電壓互感器，JDJJ2-35系列電容式電壓互感器是戶外型產(chǎn)品。其技術(shù)參數(shù)如表4-8。型號額定電壓（KV）副繞組額定容量最大容量JDJJ2-35原繞組副繞組1級（VA）（VA）220/0.1/2501000表4-8 JDJJ2-35型電壓互感器4.5.5發(fā)電機出口回路（1）種類和形式擬選三相五柱式電壓互感器或三臺單相式三繞組互感器。（2）一次額定電壓

48、和二次額定電壓的選擇一次繞組額定電壓二次繞組額定電壓（3）容量和準(zhǔn)確級的選擇三臺單相式三繞組互感器用于測量儀表，同期和保護裝置用,其準(zhǔn)確等級為0.5級。根據(jù)上述條件，擬選定JDZJ-10型電壓互感器，其技術(shù)參數(shù)如表4-9。表4-9JDZJ-10型電壓互感器型號額定電壓（KV）副繞組額定容量最大容量JDZJ-10原繞組副繞組0.5級（VA）（VA）10/0.1/50400.6電流互感器的選擇與校驗4.6.1變壓器回路（1）種類和形式采用支柱式電流互感器。（2）額定電壓和額定電流的選擇一次額定電壓 ，一次額定電流 ，根據(jù)上述條件，選擇LZZB9-35D型電流互感器，其技術(shù)參數(shù)如表4-10。額定電流比1s熱穩(wěn)定動穩(wěn)定600/5電流(KA)倍數(shù)電流(KA)倍數(shù)31.5380表4-10LZZB9-35D型電流互感器技術(shù)參數(shù)（3）熱穩(wěn)定校驗滿足要求。（4）熱穩(wěn)定校驗,滿足要求。4.6.2 母線聯(lián)絡(luò)回路（1）種類和形式采用戶外型電流互感器。（2）額定電壓和額定電流的選擇一次額定電壓 ，一次額定電流