發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)論文

1、設(shè)計(jì)任務(wù)書（置于目錄前）摘 ·3引 言·1 系統(tǒng)與負(fù)荷資料分析· ··········································

2、··52 電氣主接線··············································

3、3;······6主接線方案的選擇··········································&

4、#183;····6主變壓器的選擇與計(jì) 算···········································9

5、廠用電接線方式的選 擇···········································11 主接線中設(shè)備配置的的一般規(guī) 則··&

6、#183;·······························133 短路電流的計(jì)算················&#

7、183;························· 14短路計(jì)算的一般規(guī) 則······················&

8、#183;······················14短路電流的計(jì) 算·························

9、83;·······················15短路電流計(jì)算表·························

10、························ 164 電氣設(shè)備的選擇························

11、··················· 17電氣設(shè)備選擇的一般規(guī) 則····························

12、83;············17電氣選擇的條 件····································

13、;·············17電氣設(shè)備的選擇···································&#

14、183;·············20電氣設(shè)備選擇的結(jié)果表··································&#

15、183;········225*配電裝置········································

16、········23配電裝置選擇的一般原則········································

17、;·23配電裝置的選擇及依 據(jù)···········································25 結(jié)束語··

18、3;·················································26 參

19、考文獻(xiàn)·················································

20、83;27 附錄：短路計(jì)算··········································28 附錄：電氣設(shè)備的校驗(yàn)· ··

21、83;································33 附錄 3：設(shè)計(jì)總圖···············

22、83;··························391、 系統(tǒng)與負(fù)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，還要與 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

23、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、 、級(jí)負(fù)荷。220KV 電壓等級(jí)架空線 10 回， I 級(jí)負(fù)荷，最大輸送 200MW，TMAX=6000h/a ；cos =。出線 回路數(shù)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。110KV 電壓等級(jí)架空線 8 回，級(jí)負(fù)荷，最大輸送 180MW，TMAX=6000h/a； cos =。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，

24、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 2×200MW，占電力系統(tǒng)總?cè)萘?(800/16000)×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(shí)數(shù)為 6000h>5000h，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組的平均最大負(fù)荷利用 小時(shí)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(dān)基荷，且電力負(fù)荷均為級(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 220KV的線路與

25、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 主接線方案的選擇2.1.1 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，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)。2.1.2 電氣主接線的敘述1）單元接線 其是無母

26、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關(guān)，都是斷開的，旁路母線不 帶電，通常兩側(cè)的開關(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

27、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。2.1.3 主接線方案 ：1） 根據(jù)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)

28、較好的方案，如下所示：表主接線方案比較電壓等級(jí)方案一方案二220KV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）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)引出線與主變壓器、 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、電壓互感器、避雷器柜等，配套設(shè)備分別裝于抽屜小車式的 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)工作電流過大， 不能選到適

29、用它的斷 路器、隔離開關(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：方案一 220KV雙母分段帶旁路接線圖：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)。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 操作過程相對(duì)簡(jiǎn)單；方案二中 220KV 運(yùn)行方式相對(duì)

30、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方案二。主變壓器的選擇與計(jì)算2.2.1 發(fā)電機(jī)的選

31、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:QFSN-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)2352001575086252.2.2 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)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。2.2.3 主變壓器

32、的選擇發(fā)電機(jī)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%的裕度來確定。主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ珊?5 10 年的規(guī)劃負(fù)荷來進(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：PN為發(fā)電機(jī)容量， 8%為廠用電， COS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：表： 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 yn0 d11高壓： 242

33、77; 2×%中壓： 121低壓：高-中： 高-低： 中- 低：2.2.4 聯(lián)絡(luò)變壓器的選擇 與主變選用原則相同，則選取的型號(hào)為 SFPS7-150000/220。表： 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,yn0,d11220±%/121/高 - 中 24 高 - 低 15 中-低8廠用電接線方式的選擇2.3.1 廠用電的設(shè)計(jì)發(fā)電廠在啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)、停役、檢修過程中，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。

34、 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。2.3.2 廠用電設(shè)計(jì)原則廠用電的設(shè)計(jì)原則與主接線的設(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。（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題，進(jìn)行分析和論證。主接線中設(shè)備配置的一般規(guī)則2.

35、4.1 開關(guān)的配置（1）中小型發(fā)電機(jī)出口一般應(yīng)裝設(shè)隔離開關(guān)；容量為 200MW及以上大 機(jī)組與雙繞組變壓器的單元連接時(shí)，其出口不裝設(shè)隔離開關(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 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 離開關(guān)也可不裝設(shè)隔離開關(guān)。（5）斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(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)通過隔離開關(guān)接地；自耦變壓 器的中

36、性點(diǎn)則不必裝設(shè)隔離開關(guān)。2.4.2 電壓互感器的配置（1）電壓互感器的數(shù)量和配置與主接線方式有關(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)有無電壓時(shí)，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。 （4）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

37、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，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

38、裝設(shè) 三組電流互感器。3. 短路電流的計(jì)算短路計(jì)算的一般規(guī)則 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

39、的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。3.1.2 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)定以及電器開斷電流所用的短路電流， 應(yīng)按本工程設(shè)計(jì)規(guī)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

40、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)定和以及電器的開斷電流，一般按三相 短路計(jì)算。短路電流的計(jì)算（見附錄） 短路電流計(jì)算表（表）表路電流計(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)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

41、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：斷路器和隔離開關(guān)的選擇，電流、電壓互感器的選擇、導(dǎo)線 的選擇。電氣設(shè)備選擇的一般規(guī)則4.1.1 應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。4.1.2 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 與正個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致。4.1.5 同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。4.1.6 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。 電氣選擇的技術(shù)條件4.2.1 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

42、最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓， 即 Ualm Usm 。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；額定 電壓是 330500KV時(shí)是。而實(shí)際電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓 Usm一般不會(huì)超過電網(wǎng) 額定電壓的， 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 I N 是指在額定周圍環(huán)境溫度。 下，電器的長(zhǎng)期允許電流。I N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Imax，即I N I max由于發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)和變壓器在電壓降低 5%時(shí)，出力保持不變， 故其相 應(yīng)回路

43、的 I max為發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)或變壓器的額定電流的倍；若變壓器有過負(fù) 荷運(yùn)行可能時(shí)， I max應(yīng)按過負(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 I max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)移過來的負(fù)荷。此外，還與電器的裝置地點(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 （尤須注意小環(huán)境） 條件， 當(dāng)氣溫，風(fēng)速，溫度，

44、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 40，如周圍環(huán)境溫度高于 40（但 60）時(shí)，其 允許電流一般可按每增高 1，額定電流減少進(jìn)行修正，當(dāng)環(huán)境溫度低于 40時(shí)，環(huán)境溫度每降低 1，額定電流可增加，但其最大電流不得超 過額定電流的 20%。4.2.2 按短路情況校驗(yàn)（1）短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)短路電流通過電器時(shí)， 電器各部分的溫度應(yīng)不超過允許值。 滿足熱穩(wěn)定 的條件為 It2 t Q k式中 Q k 短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)I t 、 t 電器允許通過的熱穩(wěn)定電流和時(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

45、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 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；4.2.3 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)生過電壓、過電流的情 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 ：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 關(guān)是是是是是是3電流 互感器是是是是4電壓 互感器是是是是是是電

46、氣設(shè)備的選擇4.3.1 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，開斷電流大然后 時(shí)間短。2開斷電容電流或電感電流時(shí)，無重燃，過電壓低。 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. I max2. U N UNs 因此，2

47、20KV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，采用 LW11-110。4.3.2 隔離開關(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。4.3.3 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

48、選擇。對(duì)于 620KV 屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)和樹脂澆注絕緣結(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： I 1NImax（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 22NZ2L，即2S2N I 2NZ2LZ2L=r a+r re+r L+rc式中，ra、rre 分別為二次側(cè)回路

49、中所接儀表和繼電器的電流線圈電阻（忽略 電抗）； r c 為接觸電阻，一般可取 ?； r L為連接導(dǎo)線電阻。（6）動(dòng)穩(wěn)定：內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)式為： i esish或 2 I 1NKesish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)-7 2Fal×× 10-7 i 2sha（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； 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 允許通過的熱

50、穩(wěn)定電流 It或一 次額定電流 I 1N的倍數(shù) Kt來表示，熱穩(wěn)定校驗(yàn)式為I 2tQk或 （KtI 1N） 2Qk 電氣設(shè)備選擇的結(jié)果表表：斷路器的選擇uNSIMAXIIshQkIsh220KV計(jì)算值220110KV計(jì)算值110UNININbrINcl2I 2tt （3s）Ies220KVLW-22O2201600401004800100110KVLW11-111016004010010010UN 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；Ies（3s） 動(dòng)穩(wěn)定電流峰值； I t （ 3s）熱穩(wěn)定電流。表隔離開關(guān)的選擇uNSIMAXQkIsh220K

51、V計(jì)算值220110KV計(jì)算值110UNINI 2t tIes220KVGW7-2202201250(3s)80110KVGW5-110W1101600(5s)100G-隔離開關(guān) , W- 戶外 電壓電流互感器的選擇表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 （）220KVLB-2202×600/530（1s）752110KVLB-1102000/140（3s）100L-電流互感器 ,B- 保護(hù)表電壓互感器的選擇表型號(hào)UN 次KVUN 二 次KV剩余電 壓繞組 A最大容 量KVA110KVJCC-1102000220KVJCC-2201000

52、發(fā)電機(jī)出口JDX-3535/2000J- 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

53、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、有無電 抗器、地形、環(huán)境條件等因素選

54、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，詳見設(shè)計(jì)手冊(cè)。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。

55、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 關(guān)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(dǎo)體附近鐵磁物質(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， 沒有地震，雷暴日也很少，且沒有明

56、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：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)選 取 SB=100MW， UB=Uav ， 發(fā) 電 機(jī) 選 取 的 型 號(hào) 為 QFSN-200-2， 其 中 ，VB=。發(fā)電機(jī)電抗： X1=X2=Xd× SB/SN =×100/235= 變壓器各繞組阻抗表么值： X3=X4=1/2(V1-2+V1-3-V2-3) × SB/SN=1/2+ V2-3- V1-3)

57、 ×SB/SN=1/2+ 聯(lián)絡(luò)變壓器的阻抗表么值：X - =1/2(V1-2+V1-3-V2-3) × SB/SN=1/2+ V2-3- V1-3) ×SB/SN =1/2+ X -+ X-=圖二可繼續(xù)化簡(jiǎn)為下：圖三圖中 X12=X13=X1+X7=X2 +X8母=線上短路點(diǎn) d1 的短路電流計(jì)算，則有圖四可化簡(jiǎn)為X14=1/2X3=1/2X4=X15=1/2X5=1/2X6=X16=1/2X12=1/2X13=.對(duì) X14，X15， X16支路進(jìn)行 Y變換得出圖五等值電路圖，其中：X17=X14+X16+ X14X16/ X15=+×=X18=X14+

58、X15+ X14X15/ X16=X19=X11+X10=+=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：3 3 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,UNUNS=220KV，滿足要求。流過斷路器的最大持續(xù)工作電流： IMAX =×240000/ （ ×220）= （1）動(dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn)IMAX=， 斷路器額定電流 I N=1600A, 所以 IMAX< I N 動(dòng)穩(wěn)定電流峰值 I es =80KA, I sh=所以 I es> I sh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·

59、S）：設(shè)繼電保護(hù)時(shí)間 tpr 為，則短路計(jì)算時(shí)間： t k tpr tbr +（S）查短路電流計(jì)算曲線數(shù)字表得：Itk/2=, Itk=所以 Qk =（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： 22I tt= 40 ×3=4800 >Qk 斷路器熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。 （三） 開斷電流校驗(yàn) 額定開斷電流 INbr=40> I = 開斷電流校驗(yàn)合格。（四）短路閉合電流校驗(yàn) 額定閉合電流 INcl=100> I sh= 閉合電流校驗(yàn)合格 110KV電壓級(jí)斷路器的選擇與校驗(yàn) 所選斷路器 LW11-110, UNUNS=110KV,滿足要求。流過斷路器的最大持續(xù)工作電流： IMAX =×240000/ （ ×110）= （1）動(dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn)IMAX=， 斷路器額定電流 I N=1600A