發(fā)電廠電氣部分課程設計[1]

1、設計任務書(置于目錄前) 1摘要3引言41系統(tǒng)和負荷資料分析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算92.3廠用電接線方式的選擇112.4主接線中設備配置的的一般規(guī)則133短路電流的計算143.1短路計算的一般規(guī)則143.2短路電流的計算153.3短路電流計算表164電氣設備的選擇174.1電氣設備選擇的一般規(guī)則174.2電氣選擇的條件174.3電氣設備的選擇204.4電氣設備選擇的結果表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結束語26參考文獻27附錄I:短路計算28附錄H:電氣設備的校驗33附錄3 :設計總圖391、系統(tǒng)和負

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，并擔負著向市區(qū)供電，保障市區(qū)人民生產(chǎn)和生活用電的責任。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的電壓等級向用戶送電。這里有兩電壓等級，分別是 110KV，有8回出線；220KV，有10回出線，全部負荷有I、川級負荷。1.1 220KV 電壓等級架空線10回，I級負荷，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級負荷，應采用雙母帶旁路或一臺半。1.2 110KV 電壓等級架空線8回，1級負荷，最大輸送180MW TMA=6000h/a ; cos ： =0.85。出線回路數(shù)大于 4回且為I級負荷，為使其出線斷路器檢修時不停電，應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)總容量(800/16000 )X 100%=5%未超過電力系統(tǒng)的檢修備用容量8%15%和事故備用容量10%的限額，但年利用小時數(shù)為 6000h>5000h,遠遠大于電力系統(tǒng)發(fā)電機組

4、的平均 最大負荷利用小時數(shù)，說明該廠在未來電力系統(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)中主要承擔基荷，且電力負荷均為I級負荷，從而該廠主接線設計務必著重考慮其可靠性。由資料可知發(fā)電廠通過 220KV的線路和系統(tǒng)連接且有兩回回路。對于最大機組為200MW以上的發(fā)電廠，一般以采用雙繞組變壓器加聯(lián)絡變壓器更為合理。其聯(lián)絡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，它反映各設備的作用、連接方式和回路的相 互關系。所以，由文獻1可知；它的設計直接關系到全廠電氣設備的選擇、配電裝置的布置，繼 電保護、自動裝置和控制方式的確定

5、，對電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟運行起著決定的作用。概括地說 包括以下三個方面：電氣主接線是發(fā)電廠電氣設計的首要部分，也是構成電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)。電氣主接線的敘述1）單元接線其是無母線接線中最簡單的形式，也是所有主接線基本形式中最簡單的一種，此種接線方法設備更多。本設計中機組容量為 400MW所以發(fā)電機出口采用封閉母線，為了減少斷開點，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大，使得選擇斷路器時，受到制造條件或價格 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：在正常工作時，旁路斷路器以及各出線回路上的旁路隔離開關，都是斷開的，旁路母線不帶電，通常兩側的開

6、關處于合閘狀態(tài)，檢修時兩兩互為熱備用；檢修QF時，可不停電；可靠性高，運行操作方便。缺點：增加了一臺旁路斷路器的投資。3）單母分段線分段斷路器兼作旁路斷路器的接線優(yōu)點：可以減少設備，節(jié)省投資；同樣可靠性高，運行操作方便；4）雙母線接線優(yōu)點：供電可靠，調度方式比較靈活，擴建方便，便于試驗。 缺點：由于220KV電壓等級容量大，停電影響范圍廣，雙母線接線方式有一定局限性，而且操作 較復雜，對運行人員要求高。5）雙母線帶旁路母線的接線優(yōu)點：增加供電可靠性，運行操作方便，避免檢修斷路器時造成停電，不影響雙母線的正常運行。 缺點：多裝了一臺斷路器，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)對主接線的基本要求，從技術上進行論 證各方的優(yōu)、缺點，淘汰了一些較差的方案，保留了兩個技術上相對較好的方案，如下所示：表2.1主接線方案比較電壓等級萬案一萬案一220KV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側采用封閉母線封閉母線按結構式可分為：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)電機中性點柜、電

8、壓互感器、避雷器柜等，配套設備分別裝于抽屜小車式的電氣柜 內，由生產(chǎn)廠家隨封閉母線成批供貨。本設計中由于發(fā)電機的的最大持續(xù)工作電流過大，不能選到適用它的斷路器、隔離開關、電 流互感器、電壓互感器、避雷器等設備，所以采用了離相封閉母線，在其他設備選擇時，就不用 選10.5KV側所設計到的設備，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避免造成該回路停電，可靠性高；方案二中220KV接線簡單，設備本身故障率少；220KV故障時，停電時間較長。

9、二、靈活性：方案一各電壓級接線方式靈活性都好；220KV電壓級接線易于擴建和實現(xiàn)自動化；110KV操作過程相對簡單；方案二中220KV運行方式相對簡單，靈活性差；各種電壓級接線都便于擴建和發(fā)展；110KV操作過程復雜。三、經(jīng)濟性：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關，大大的增加了投資，同時多占用了土地。方案二中220KV設備相對少，投資小; 110KV只增加了一臺旁路斷路器的投資通過對兩種主接線可靠性，靈活性和經(jīng)濟性的綜合考慮，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，不需要經(jīng)常檢修，所以采用旁路 也就沒

10、有多大意義了，這樣一來不僅僅節(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算發(fā)電機的選擇由原始資料可知，需選用兩臺200MW的發(fā)電機，因此查電氣工程電氣設備手冊選定其型號為 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主變壓器臺數(shù)的選擇確定主變壓器臺數(shù)的因素很多，主要取決于該電廠在系統(tǒng)中的重要性并結合電廠本身的裝機臺數(shù)。 為減少主變壓器臺數(shù)，可考慮采用擴大單元接線。一般裝機一至三臺的小型非骨干電廠以確定一臺主變壓器為宜，裝機四臺及以上的小型電廠可考慮確定兩臺

11、主變壓器以滿足運行的可 靠性和靈活性。本設計中可選擇兩臺三相三繞組變壓器。主變壓器的選擇發(fā)電機一變壓器單元接線中的主變容量應按發(fā)電機額定容量扣除本機組廠用電后，留有10%的裕度來確定。主變容量一般按變電所建成后510年的規(guī)劃負荷來進行選擇，并適當考慮遠期1020年的負荷發(fā)展。根據(jù)本設計具體情況，使用三繞組變壓器比使用兩臺雙繞組變壓器經(jīng)濟，主變的容量計算如 下：P科200x （1-3%> 110%y（1_3%） = 238MWA cos 0. 85PN為發(fā)電機容量，8%為廠用電，C0為發(fā)電機功率因數(shù)。查電氣工程電氣設備手冊選定主變型號為三繞組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)絡變壓器的選擇和主變選用原則相同，則選取的型號為SFPS7-150000/220。表 2.4 : SFPS7-150000/220 主要參數(shù)額定容量KVA連接組號額定電壓（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計發(fā)電廠在

13、啟動、運轉、停役、檢修過程中，有大量由電動機拖動的機械設備，用以保證機組 的主要設備（如鍋爐、氣輪機或水輪機、發(fā)電機等）和輸煤、碎煤、除灰、除塵及水處理的正常 運行。這些電動機以及全廠的運行、操作、試驗、檢修、照明用電設備等都屬于廠用負荷，總的 耗電量，統(tǒng)稱為廠用電。廠用電設計原則廠用電的設計原則和主接線的設計原則基本相同，主要有：（1）接線應保證對廠用負荷可靠和連續(xù)供電，使發(fā)電廠主機安全運轉。（2 ）接線應靈活的適應正常、事故、檢修等各種運行方式的要求。（3）廠用電源的對應供電性。（4） 設計還應適當注意其經(jīng)濟性和發(fā)展的可能性并積極慎重的采用新技術、新設備，使廠用電接 線具有可行性和先進性。

14、（5）在設計廠用電接線時，還應對廠用電的電壓等級、中性點接地方式、廠用電源及其引線和廠 用電接線形式等問題，進行分析和論證。2.4主接線中設備配置的一般規(guī)則241開關的配置（1） 中小型發(fā)電機出口一般應裝設隔離開關；容量為200MW及以上大 機組和雙繞組變壓器的單元連接時，其出口不裝設隔離開關，但應有可拆連接點。（2） 在出線上裝設電抗器的 610KV配電裝置中，當向不同用戶供電的兩回線共用一臺斷路器和一組電抗器時，每回線上應各裝設一組出線隔離開關。（3）接在發(fā)電機、變壓器引出線或中性點上的避雷器可不裝設隔離開關。（4）一臺半斷路器接線中，視發(fā)變電工程的具體情況，進出線可裝設隔離開關也可不裝設

15、隔離開關。（5）斷路器的兩側均應配置隔離開關，以便在斷路器檢修時隔離電源。（6）中性點直接接地的普通型變壓器均應通過隔離開關接地；自耦變壓器的中性點則不必裝 設隔離開關。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，并應滿足測量、保護、同期和自動裝置的要求。電壓互感器的配置應能保證在運行方式改變時，保護裝置不得失壓，同期點的兩側都能提取到電壓。（2） 6220KV電壓等級的每組主母線的三相上應裝設電壓互感器。旁路母線上是否需要裝設電壓互感器， 應視各回出線外側裝設電壓互感順的情況和需要確定。（3）當需要監(jiān)視和檢測線路側有無電壓時，出線側的一相上應裝設電壓互感器。（4

16、）當需要在 330KV及以下主變壓器回路中提取電壓時，可盡量利用變壓器電容式套管上的電壓抽取裝置。（5）發(fā)電機出口一般裝設兩組電壓互感器，供測量、保護和自動電壓調整裝置需要。當發(fā)電機配有雙套自動電壓調整裝置，且采用零序電壓式匝間保護時，可再增設一組電壓互感器。2.4.3 電流互感受器的配置（1）凡裝有斷路器的回路均應裝設電流互感器，其數(shù)量應滿足測量儀表、保護和自動裝置要求。（2）在未設斷路器的下列地點也應裝設電流互感器；發(fā)電機和變壓器的中性點、發(fā)電機和變壓器的出口、橋形接線的跨條上等。（3）對直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置。對非直接接地系統(tǒng)，依具體要求按兩相或三相配置。（4）一臺半斷路器接線中，

17、線路一線路串可裝設四組電流互感器，在能滿足保護和測量要求的條件下也可裝設三組電流互感器可以利用時，可裝設三組電流互感器。3. 短路電流的計算3.1短路計算的一般規(guī)則3.1 . 1短路電流計算的目的在發(fā)電廠和變電所電氣設計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。其計算的目的的主要 有以下幾個方面：1）在選擇電氣主接線時，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，均需進行必要的短路電流計算。2）在選擇電氣設備時，為了保證設備在正常運行和故障狀況下都能安全、可靠的工作。同 時又力求節(jié)約資金，這就需要按短路情況進行全面校驗。3）在設計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導線

18、相間和相對地安全距離。4 ）在選擇繼電保護方式和進行整定計算，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。5 ）接地裝置的設計，也需用短路電流。短路電流計算條件1. 基本假定：1）正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行2 ）所有電流的電動勢相位角相同3）電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行4 ）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間5）不考慮短路點的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡的短路電流外，元件的電阻都略去不計6）不考慮短路點的電流阻抗和變壓器的勵磁電流7）元件的技術參數(shù)均取額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調整范圍8）輸電線路的電容略去不計2 一般規(guī)定1 ）驗算導體電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應按本工程設計規(guī)

19、 劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)遠景的發(fā)展計劃。2 ）選擇導體和電器用的短路電流，在電器連接的網(wǎng)絡中，應考慮具有反饋作用的異步電動 機的影響和電容補償裝置放電電流影響。3）選擇導體和電器時，對不帶電抗回路的計算短路點，應選擇在正常接線方式時短路電流 最大地點4）導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和以及電器的開斷電流，一般按三相短路計算。3.2短路電流的計算（見附錄I）3.3短路電流計算表（表 3.1 ）表3.1路電流計算表4. 電氣設備的選擇正確選擇電氣設備是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，并注意節(jié)

20、 省投資，選擇合適的電氣設備。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，但對它們的基本要求確是一致的。電氣設備要可靠地工作，必須按正常工作 條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗動、熱穩(wěn)定性。本設計，電氣設備的選擇包括：斷路器和隔 離開關的選擇，電流、電壓互感器的選擇、導線的選擇。4.1電氣設備選擇的一般規(guī)則應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展。應按當?shù)丨h(huán)境條件校核。4.1.3 應力求技術先進和經(jīng)濟合理。4.1.4 和正個工程的建設標準應協(xié)調一致。同類設備應盡量減少品種。用新的產(chǎn)品均應有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。4.2電氣選擇的技術

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)的最高運行電壓，即UlmUSm。一般電器允許的最高工作電壓：當額定電壓在220KV及以下時為1.15Un;額定電壓是330500KV時是1.1Un。而實際電網(wǎng)的最高運行電壓USm一般不會超過電網(wǎng)額定電壓的1.1Uns,因此在選擇電器時，一般可按電器額定電壓UN不低于裝置地點電網(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是指在額定周圍環(huán)境溫度B。下，電器的長期允許電流。In不應該小于該回路在各種合理運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、調相機和變壓器在電壓降低5%寸，出力保持不變，故其相應回路的Imax為發(fā)電機、調相機或變壓器的額定電流的1.05倍；若變壓器有過負荷運行可能時，Imax應按過負荷確定；母聯(lián)斷路器回路一般可取母線上最大一臺發(fā)電機或變壓器的I max；母線分段電抗器的I max應為母線上最大一臺發(fā)電機跳閘時，保證該段母線負荷所需的電流，或最大一臺發(fā)電機額定電流的 50%80%出線回路的Imax除考慮正常負荷電流外，還應考慮事故時由其他回路轉移過來的負荷。 此外，還和電器的裝置地點、使用條件、檢修和運行等要求，對電器進行種類和形式的選擇。(3 )按當?shù)丨h(huán)境條件校核在選擇電器時，還應考慮電器安裝地點的環(huán)境(尤須

23、注意小環(huán)境)條件，當氣溫，風速，溫 度，污穢等級，海拔高度，地震列度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過一般電器使用條件時，應采取措 施。我國目前生產(chǎn)的電器使用的額定環(huán)境溫度0 0=+ 40C，如周圍環(huán)境溫度高于+40 C (但W+ 60C)時，其允許電流一般可按每增高1C,額定電流減少1.8 %進行修正，當環(huán)境溫度低于+40C時，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額定電流的20%按短路情況校驗(1 )短路熱穩(wěn)定校驗短路電流通過電器時，電器各部分的溫度應不超過允許值。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I t、t電器允許通過的熱穩(wěn)定

24、電流和時間。(2 )電動力穩(wěn)定校驗電動力穩(wěn)定是電器承受短路電流機械效應的能力，亦稱動穩(wěn)定。滿足動穩(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 的動穩(wěn)定電流的有效值；電氣設備選擇的技術條件選擇的高壓電器，應能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。同時，所選擇導線和電氣設備應按短路條件下進行動、熱穩(wěn)定校驗。各種高壓設備的一般技術條件 如表：表4.1 :高壓設備的一般技術條件序號電器名稱額定電壓KV額定電 流A額定 容量KVA機械荷 載N額定開 斷電流A熱穩(wěn)定動穩(wěn)定絕緣 水平1斷路器是是是是是是是2隔離開關是是是是是是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電氣設備的選擇斷路器：斷路器的選擇，除滿足各項技術條件和環(huán)境條件外，還應考慮到要便于安裝調試和運行維護，并經(jīng)濟技術方面都比較后才能確定。根據(jù)目前我國斷路器的生產(chǎn)情況，電壓等級在10KV220KV的電網(wǎng)一般選用少油斷路器，而當少油斷路器不能滿足要求時，可以選用SF6斷路器。(1)SF6斷路器的特點：1. 滅弧能力強；介質強度高，單元滅弧室的工作電壓高，開斷電流大然后時間短。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.操作功小，機械特性穩(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,開斷電流采用 31.5KA，采用LW11-110。4.3.2 隔離開關：采用GW7-220和GW5-110W , GW7-220額定電流為1250A ,動穩(wěn)定電流為 80KA ; GW5-110W 額定電流為1600A，動穩(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按下列條件：(1) 型式：電流互感器的型時應根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。

27、對于620KV屋內配電裝置，可采用瓷絕緣結構和樹脂澆注絕緣結構的電流互感器。對于35KV及以上配電裝置，一般采用油浸式瓷箱式絕緣結構的獨立式電流互感器。有條件時，應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)準確等級：要先知道電流互感器二次回路所接測量儀表的類型及對準確等級的要求，并按準確等級要求高的表計來選擇。(5 )二次負荷：互感器按選定準確級所規(guī)定的額定容量S2N應大于或等于二次側所接負荷I 2NZ2L, 即 卩2$NI 2NZ2LZzL=ra+re+rL+rc式中，ra、rre分別為二次側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為連接導線電阻。(6 )動穩(wěn)定：式中i es、Kes電流互感器的動穩(wěn)定電流及動穩(wěn)定電流倍數(shù)，有制造廠提供。外部動穩(wěn)定校驗式為L72Fai > 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允許通過的熱穩(wěn)定電流It或一次額定電流I in的倍數(shù)K來表示，熱穩(wěn)定校驗式為2 2I t >Qk 或(

29、KtI 1n) >Qk4.4電氣設備選擇的結果表表4.2 :斷路器的選擇uNSIMAXI IshQkIsh220KV:計算值220661.3318.1746.2772.7646.27110KV計算值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額定開斷電流；INcl額定閉合電流；les(3s)動穩(wěn)定電 流峰值；lt (3s)熱穩(wěn)定電流。表4.3隔離開關的

30、選擇uNSIMAXQkIsh220KV計算值220661.3372.7646.27110KV計算值1101322.66233.6889.37UNINI2ttIes220KVGW7-22022012502976.75(3s)80110KVGW5-110W11016004961.25(5s)100G-隔離開關，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型號額定電流比準確級數(shù)熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)二級負荷(Q)220KVLB-2202 X 600/50.530 (Is)752110KVLB-1102000/10.240 (3s)1000.8L-電流互感器，B-保護表4.5電壓互感

31、器的選擇表型號UN 次 KVUN 二次 KV剩余電壓繞組A最大容量KVA110KVJCC-110110/亦0.1/ 蟲0.12000220KVJCC-220220/730.1M/30.11000發(fā)電機出口JDX-3535/750.1/ 亦O.12000J-電壓互感器，C-瓷絕緣(串級式)，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計必須認真貫徹國家的技術經(jīng)濟政策，遵循上級發(fā)的有關規(guī)程、規(guī)范及技 術規(guī)定，并根據(jù)電力系統(tǒng)條件、自然環(huán)境特點和運行、檢修、施工方面的要求，合理制定布置方 案和選用設備，積極慎重地采用新布置、新設備、新材料、新結構，使配電

32、裝置設計不斷假冒新， 做到技術先進、經(jīng)濟合理、運行可靠、維護方便?；鹆Πl(fā)電廠及變電所的配電裝置型式選擇，應考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜，節(jié)約用地，并結合運行、檢修和安裝要求。（1）節(jié)約用地：我國人口眾多，但耕地不多，因此用地是我國現(xiàn)代化建設的一項帶戰(zhàn)略性的方針；（2） 運行安全和操作巡邏方便：配電裝置要整齊清晰， 并能在運行中滿足對人身和設備的安全要求。使配電裝置 一旦發(fā)生事故時，也能將事故限制在最小范圍和最低程度，并使運行人員在正常的操作和處理事故中不致發(fā)生意外，以及再次維護中不致?lián)p害設備；（3）便于檢修和安裝：對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：配電裝置的設計還應采取有效措施，減少三材消耗，努力降低造價。5.1.3 基本步驟（1）根據(jù)配電裝置的電壓等級、電器的型式、出線的多少和方式、有無電抗器、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、運行方法、檢修及巡視的安全和方便等要求，遵照配電裝置設計技 術規(guī)程的有關規(guī)定，并參考各種配電裝置的典型設計手冊，設計繪制配電裝置的平、斷面圖。 配電裝置的整個結構尺寸、檢修和運輸?shù)陌踩嚯x等因素而決定的。屋內、外配電裝置中各有關 部分之間的最小安全凈距，詳見設計手冊。5.2 配電裝置的選擇及依據(jù)配電裝置的型式的選擇，應考慮所在地區(qū)的地理

34、情況及環(huán)境條件，因地制宜、節(jié)約用地，并結合運行及檢修要求通過技術經(jīng)濟比較確定。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式；110KV及以上多為屋外式。普通中型配電裝置國內采用比較多，廣泛用于110500KV電壓級，在這方面我國已經(jīng)有豐富的經(jīng)驗。配電裝置的整個結構尺寸、檢修和運輸?shù)陌踩嚯x等因素而決定的。屋內、外配電裝置中各有關部分之間的最小安全凈距，詳見設計手冊。設計配電裝置中帶電導體之間和導體之間對接地構架的距離時還要考慮：軟絞線在短路電動力、 風擺、溫度等作用下使相間及對地距離的減小，隔離開關開斷允許電流是不致發(fā)生相間和接地故 障，降低大電流導體附近鐵磁物

35、質的發(fā)熱，減小110KV及以上帶電導體的電暈損失和帶電檢修等因素。工程上采用的距離，詳見設計手冊所列的數(shù)值。本設計的地理環(huán)境較好，沒有地震，雷暴 日也很少，且沒有明顯的環(huán)境污染，所以綜合所有條件和技術，選用中型配電裝置。附錄I短路計算：由于三相短路故障最為嚴重，故只計算三相短路情況。1.短路電流計算的接線圖圖一: 其等值電抗圖為：X9X7G2X572lie <v d2圖二2.各選取設備電抗值的計算（考慮到最嚴重故障情況，只進行母線的三相短路計算）其中. ij, 1 _',Vb=15.75KV。選取Sb=100MW U=Uv，發(fā)電機選取的型號為QFSN-200-2,發(fā)電機電抗：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X14，X15, X16支路進行

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計算系統(tǒng)的電抗及短路容量，兩臺發(fā)電機組對短路點XK=X17/X18/X19=0.067/0.098/0.185=0.032d2的轉移電抗為: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)對短路點的計算

39、電抗為Xjs9=0.015IN= SB/ 3Vav=100/ (3 X 230) =0.25d2 的計算電抗為：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)電機組對短路點 其分支額定電流為系統(tǒng)對短路點的短路電流的表么值為計算電抗的倒數(shù)；各發(fā)電機組對短路點的短路電流表么值，可查發(fā)電機計算曲線數(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)，表示沖擊電流對周期分量幅值的倍數(shù)，當時間常數(shù)由零到

40、無限大時，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d2的短路電流計算：由于110KV母線上短路點和 220KV上等值電路圖對稱，則有：H可化簡為1對X14, X15, X16支路進行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計算系統(tǒng)的電抗及短路容量，兩臺發(fā)電機組對短路點d2的轉移電抗為：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)對短路點的計算電抗為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)電機組對短路點d2的計算電抗為：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)對短路點的短路電流的表么值為計算電抗的倒數(shù)；各發(fā)電機組對短路點的短路電流表么值，可查發(fā)電機計算曲線數(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電氣設備的校驗：1.斷路器的校驗（一） 220KV電壓等級斷路器的校驗 所選斷路器LW-220,UnA Uns=220KV,滿足要求。流過斷路器的最大持續(xù)工作電流：IMAX =1.05 In s=1.05 X 240000/ (，X 220)(1)動穩(wěn)定的校驗I MAX=661.33A，斷路器額定電流 IN=1600A,所以 I MAX &

43、lt; IN動穩(wěn)定電流峰值I es =80KA, I sh=46 27 KA 所以les> Ish則動穩(wěn)定檢驗合格。(2)熱穩(wěn)定校驗短路電流的熱效應(kA2 S):設繼電保護時間tpr為2.0S,則短路計算時間tk = tpr tbr = 2.0+0.06 = 2.06(S)查短路電流計算曲線數(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，短路電流的對應值是發(fā)電機總的短路電流的一半，而電器可以承受的熱效應是：2 2I

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

45、定電流峰值 Ies=100KA, I sh=89.37KA所以 Ies> Ish則動穩(wěn)定檢驗合格。(2)熱穩(wěn)定校驗短路電流的熱效應(kA2 S)：設繼電保護時間tpr為2.0S,則短路計算時間tk = tpr tbr = 2.0+0.08 = 2.08(S)查短路電流計算曲線數(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，短路電流的對應值是發(fā)電機總的短路電流的半，而電器可以承受的熱效應是:I 2tt= 31.52X 3=2976.75> QkItk

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

47、MAX < IN動穩(wěn)定電流峰值Ies=80KA, I sh=46.27KA所以> Ish則動穩(wěn)定檢驗合格。(2)熱穩(wěn)定校驗短路電流的熱效應(kA2 S):設繼電保護時間tpr為2.0S，則短路計算時間：tk = tpr tbr = 2.0+0.06 = 2.06(S)查短路電流計算曲線數(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，短路電流的對應值是發(fā)電機總的短路電流的一半，而電器可以承受的熱效應是：2 2I tt=