發(fā)電廠電氣部分設(shè)計論文

1、四川大學(xué)成人教育(職業(yè)技術(shù))學(xué)院畢業(yè)設(shè)計年 級: 2005級 學(xué)習(xí)形式及層次: 函授(?？? 學(xué) 院: 電氣信息學(xué)院 專 業(yè): 電力系統(tǒng)及自動化 題 目: 發(fā)電廠（變電所）電氣部分設(shè)計 指 導(dǎo) 老 師: 呂 林 學(xué) 生 姓 名: 王 強(qiáng) 完 成 日 期: 2010年7月 發(fā)電廠（變電所）電氣部分畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書一、原始資料： 1、發(fā)電廠（變電所）類型：皂角灣水電站 2、發(fā)電機(jī)組（變壓器）臺數(shù)與容量： 215MW 3、設(shè)計年利用小時數(shù) 4000小時 4、電力負(fù)荷： （1）、低壓負(fù)荷：廠用電率 1.1% ，待建電站鄰近1km處有一已建電站，可做備用廠用電源。 （2）、高壓負(fù)荷： 110 kV 電壓級

2、，出線 1 回，為 II 級負(fù)荷，最大輸送容 30 MW， cos = 0.8 ； 4、設(shè)計電廠（變電所）接入電力系統(tǒng)情況： （1）、待設(shè)計發(fā)電廠接入系統(tǒng)電壓等級為 110 kV，距系統(tǒng) 110 kV 發(fā)電廠 20 km；出線回路數(shù)為 1 回； 5、環(huán)境條件： 海拔 1000m；本地區(qū)污穢等級 2 級；地震裂度 7 級；最高氣溫 36C；最低溫度2.1C；年平均溫度18C；最熱月平均地下溫度20C；年平均雷暴日T=56 日/年；其他條件不限。二、設(shè)計內(nèi)容： 參照設(shè)計指示書。（畢業(yè)設(shè)計正文目錄）前言-4第一章 發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計-6 第一節(jié) 主接線的方案概述-6 第二節(jié) 初步擬定供選擇的主接線

3、方案-9 第三節(jié) 主接線的方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較-10 第四節(jié) 廠用電源接線及壩區(qū)供電方式-12第二章 短路電流計算-12 第一節(jié) 短路電流計算概述-13 第二節(jié) 短路電流計算-13第三章 導(dǎo)體、電器設(shè)備選擇及校驗-21 第一節(jié) 導(dǎo)體、設(shè)備選擇概述-21 第二節(jié) 導(dǎo)體的選擇與校驗 -22 第三節(jié) 電器設(shè)備的選擇與校驗 -24 第四節(jié) 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇成果表 -34第四章 發(fā)電廠（升壓站）配電裝置設(shè)計-35 第一節(jié) 配電裝置類型及特點(diǎn) -35 第二節(jié) 配電裝置的設(shè)計-36第五章 繼電保護(hù)、自動裝置、測量表計及同期系統(tǒng)的配置規(guī)劃-38第六章 過電壓保護(hù)和接地-46參考文獻(xiàn)-48附圖：一、主接線方案

4、比較圖 二、電氣主接線圖 三、繼電保護(hù)配置圖 四、自動裝備配置圖 五、計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)圖 六、高壓配電裝置平面布置圖 七、高壓配電裝置剖面圖（一） 八、高壓配電裝置剖面圖（二）前 言一、本畢業(yè)設(shè)計的目的與要求： 本畢業(yè)設(shè)計是電氣工程及其自動化專業(yè)學(xué)生在完成本專業(yè)教學(xué)計劃的全部課程教學(xué)、課程設(shè)計、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識與技能，解決實際問題能力的一個重要環(huán)節(jié)。通過畢業(yè)設(shè)計，使學(xué)生理論聯(lián)系實際，系統(tǒng)、全面的掌握所學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力、工程計算的能力和獨(dú)立工作的能力。使學(xué)生樹立工程觀點(diǎn)、社會主義市場經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)，初步掌握發(fā)電廠（變電所）電氣部分的設(shè)計方法，并

5、在計算、分析和解決工程問題的能力方面得到訓(xùn)練，為今后從事電力系統(tǒng)有關(guān)設(shè)計、運(yùn)行、科研等工作奠定必要的理論基礎(chǔ)。二、設(shè)計內(nèi)容： 1、電氣主接線的設(shè)計； 2、短路電流計算； 3、電器選擇； 4、高壓配電裝置的布置與電廠電氣設(shè)施的總平面布置設(shè)計； 5、繼電保護(hù)裝備、自動裝置與測量表計配置設(shè)計； 6、同期方式設(shè)計； 7、避雷器的選擇和設(shè)計；三、設(shè)計成品： 1、說明書，包含總論、主接線選擇、短路電流計算、電器設(shè)備選擇、高壓配電裝置設(shè)計、繼電保護(hù)自動裝置配置、同期方式、防雷保護(hù)等； 2、圖紙，包括：電氣主接線圖、全廠繼電保護(hù)自動裝置測量表計圖、高壓配電裝置平面圖和斷面圖、發(fā)電廠的全廠手動準(zhǔn)同期接線圖。四、

6、原始資料： 1、發(fā)電廠（變電所）類型：皂角灣水電站 2、發(fā)電機(jī)組（變壓器）臺數(shù)與容量： 215MW 3、電力負(fù)荷： （1）、低壓負(fù)荷：廠用電率 1.1% ，待建電站鄰近1km處有一已建電站，可做備用廠用電源。 （2）、高壓負(fù)荷： 110 kV 電壓級，出線 2 回，為 I級負(fù)荷，最大輸送容 30 MW， cos = 0.8 ； 4、設(shè)計電廠（變電所）接入電力系統(tǒng)情況： （1）、待設(shè)計發(fā)電廠接入系統(tǒng)電壓等級為 110 kV，距系統(tǒng) 110 kV 發(fā)電廠 20 km；出線回路數(shù)為 1 回； （2）、電力系統(tǒng)的總裝機(jī)容量為 2500 MVA、歸算后的電抗標(biāo)幺值為 0.3 ，基準(zhǔn)容量 Sj=100MV

7、A； 5、環(huán)境條件： 海拔 1000m；本地區(qū)污穢等級 2 級；地震裂度 7 級；最高氣溫 36C；最低溫度2.1C；年平均溫度18C；最熱月平均地下溫度20C；年平均雷暴日T=56 日/年；其他條件不限。第一章 發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計 1-1 主接線的方案概述簡述：電氣主接線代表了發(fā)電廠或變電站電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，其直接影響發(fā)電廠或變電站運(yùn)行的可靠性、靈活性并對電器選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)、自動裝置和控制方式的擬訂有決定性的關(guān)系。對電氣主接線的基本要求包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三個方面，本次設(shè)計根據(jù)水電站機(jī)電設(shè)計手冊、電力工程設(shè)計手冊以及相關(guān)參考書目的規(guī)定，

8、結(jié)合設(shè)計任務(wù)的要求擬訂 2-3 個可行的主接線方案，進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較，得出最佳接線方案。本次設(shè)計所給皂角灣水電廠原始資料如下：1、裝機(jī)臺數(shù)和容量為：215MW 取額定電壓 UN=10.5kV2、機(jī)組年利用小時數(shù)； T=4000 小時3、氣象條件；水電站所在地區(qū)，海拔 1000m；本地區(qū)污穢等級 2級；地震裂度=25MVA）。采用 10.5 kV/ 110kV 兩級電壓，三相雙繞組變壓器。三、主接線方案初步擬訂： 在對設(shè)計原始資料分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合對電力系統(tǒng)電氣主接線的可靠性、經(jīng)濟(jì)性及靈活性等基本要求綜合考慮，在滿足技術(shù)、經(jīng)濟(jì)政策的前提下，本次設(shè)計力爭使其成為技術(shù)先進(jìn)，發(fā)電可靠、經(jīng)濟(jì)合理的主接

9、線方案。 可靠發(fā)電是本設(shè)計水電廠應(yīng)該考慮的首要問題，兼顧到經(jīng)濟(jì)性和水電廠升壓站場地狹窄等問題，設(shè)計主接線應(yīng)保證其豐期滿發(fā)，不積壓發(fā)電能力。主接線方案從以下幾個方面考慮：1、線路、斷路器、主變或母線故障或檢修時，對機(jī)組的影響，對發(fā)電機(jī)出力的影響。2、本水電廠有無全廠停電的可能性。3、主接線是否具有足夠的靈活性，能適應(yīng)各種運(yùn)行方式的變化，且在檢修事故狀態(tài)下操作方便，調(diào)度靈活，檢修安全等。4、在滿足技術(shù)要求的前提下，盡可能考慮投資省、占地面積小，電能損失小和年運(yùn)行費(fèi)用少。5、是否適宜于實現(xiàn)自動化和實現(xiàn)無人值守。通過對原始資料的分析，現(xiàn)將各電壓等級可能的較佳方案列出，進(jìn)而優(yōu)化組合，形成最佳可比方案。

10、1-2 初步擬定供選擇的主接線方案根據(jù)電站的裝機(jī)臺數(shù)和出線回路數(shù)及上述資料，擬定兩個電氣主接線方案進(jìn)行比較：1、接線方案：方案：發(fā)電機(jī)變壓器采用擴(kuò)大單元接線，通過一臺容量為25MVA的主變壓器升壓至110kV， 110kV側(cè)采用單母線接線。方案：發(fā)電機(jī)變壓器采用單元接線，分別接容量為12.5MVA的主變壓器各一臺， 110kV側(cè)母線采用單母線接線。 電氣主接線方案比較見圖：主接線方案比較圖。 1-3 主接線的方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較電氣主接線方案的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較如下：一、 技術(shù)比較（一）、方案：發(fā)電機(jī)、變壓器采用擴(kuò)大單元接線，110kV 側(cè)采用單母線接線，其優(yōu)缺點(diǎn)如下：1、優(yōu)點(diǎn)： 接線簡單清晰，運(yùn)行

11、方便，只有一臺主變壓器； 升壓站占地面積相對較小，布置方便； 110kV設(shè)備相對少、投資較少，維護(hù)費(fèi)用低； 繼電保護(hù)比較簡單，維護(hù)工作量小。2、缺點(diǎn)： 主變壓器或斷路器檢修或故障時，必須全廠停機(jī)，使本站的電能無法送出。 運(yùn)行靈活性、供電可靠性較方案略差。 只能獲得一個廠用電電源點(diǎn)，需引接外來電源作為廠用備用電源。（二）、方案：發(fā)電機(jī)、變壓器采用發(fā)變組單元接線，110kV側(cè)母線采用單母線接線；其優(yōu)缺點(diǎn)如下：1、優(yōu)點(diǎn)： 接線簡單清晰、供電可靠性高；一臺主變故障或檢修只影響一臺發(fā)電機(jī)運(yùn)行，仍有部分電能送出；廠用電源分別從主變低壓側(cè)取得，提高了廠用電的可靠性。2、缺點(diǎn)： 需設(shè)兩臺主變，占地面積較大；

12、110kV 設(shè)備布置較方案復(fù)雜； 投資和年運(yùn)行維護(hù)費(fèi)相對較高。二、經(jīng)濟(jì)比較各方案經(jīng)濟(jì)比較見表1-1方案經(jīng)濟(jì)比較表表1-1序號項目方案方案1主變壓器(臺)122105KV 斷路器柜(臺)443105KV 互感器柜(臺)544110kV 斷路器設(shè)備（組）235主要設(shè)備投資（萬元）2312966主要設(shè)備投資差（萬元）0657年運(yùn)行維護(hù)費(fèi)（萬元）33.0240.748年運(yùn)行維護(hù)費(fèi)差（萬元）0+7.729主變年電能損失（萬kWh）48.4856.5310主變年電能損失費(fèi)（萬元）12.1214.1311主變年電能損失費(fèi)差（萬元）0+2.01經(jīng)過技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較：方案投資較低，方案投資較高；方案的接線簡單清晰

13、、運(yùn)行方便，供電的可靠性、靈活性比方案略低；方案的供電可靠性、靈活性較高，但是占地面積大。根據(jù)該電站高壓側(cè)出線回路數(shù)少，高壓側(cè)接線應(yīng)簡單、清晰、操作方便等特點(diǎn)，推薦采用方案為主接線方案，即：發(fā)電機(jī)變壓器擴(kuò)大單元接線， 110kV 側(cè)采用單母線接線。推薦發(fā)電機(jī)、變壓器組合接線方案見“電氣主接線圖”。 1-4 發(fā)電機(jī)、主變及廠變的選擇一、發(fā)電機(jī)的選擇及主要參數(shù)： 根據(jù)設(shè)計題目所給參數(shù)，查閱相關(guān)資料，本設(shè)計確定發(fā)電機(jī)形式如下： 發(fā)電機(jī)型號臺數(shù)額定容量額定電壓額定功率因數(shù)電抗標(biāo)么值TS550/79-28215MW10.5KV0.80.204二、主變壓器的選擇及主要參數(shù)：主變壓器型號：SFP7-4000

14、0KVA；額定容量：40000KVA；額定電壓比： 121/10.5kV 調(diào)壓形式： 無載調(diào)壓 調(diào)壓范圍： 12122.5%/10.5kV 接線組別： Yn,d11 冷卻方式： 強(qiáng)迫風(fēng)冷三、廠變選擇： 根據(jù)題目要求，廠用電率為1.1%，即為P=300.011=0.33MW，本廠無高壓電機(jī)之類負(fù)荷，廠用電電壓等級按0.4/0.22KV考慮。查閱相關(guān)資料，選取廠變型號及參數(shù)如下：型號：S9-600；額定容量：600KVA；額定電壓比： 10.5/0.4kV 調(diào)壓形式： 無載調(diào)壓 調(diào)壓范圍： 10.52.5%/0.4kV 接線組別： Yn,d11 1-5 廠用電源接線方式為提高廠用電的可靠性，在廠房

15、內(nèi)設(shè)置兩回廠用電源，一回通過一臺廠用變壓器接于10.5kV擴(kuò)大單元母線上，另一回電源取自待建電站鄰近1km處的已建電站，作為備用廠用電源。兩電源作為全廠低壓設(shè)備的主電源和備用電源，在副廠房設(shè)置8面PSM型固定式低壓開關(guān)柜，向全廠廠用負(fù)荷供電。本電站閘首距廠址5km，首部樞紐可靠性要求不高，通過廠用400V母線，通過一臺10kV升壓變及10kV線路供電，不設(shè)備用電源。 第二章 短路電流計算 2-1 短路電流計算概述一、短路電流計算的目的和意義 電力系統(tǒng)短路的危害：在發(fā)生短路時，由于電源供電回路的阻抗減小及突然短路時的暫態(tài)過程，使短路電流值大大增加，短路點(diǎn)的電弧有可能燒壞電器設(shè)備。另外，導(dǎo)線也會受

16、到很大的電動力的沖擊，致使導(dǎo)體變形，甚至損壞。短路還會引起電網(wǎng)中電壓降低，使用戶的供電受到破壞。短路還會引起系統(tǒng)功率分布的變化，影響發(fā)電機(jī)輸出功率的變化。 電力系統(tǒng)短路的種類有：三相短路；兩相短路；單相短路接地；兩相短路接地。 計算短路電流的目的主要是為了選擇斷路器的電氣設(shè)備或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求；評價并確定網(wǎng)絡(luò)方案；研究限制短路電流措施，為繼電保護(hù)設(shè)計與調(diào)試提供依據(jù)，分析計算送電線路對通訊設(shè)施的影響等。二、短路電流計算的基本假定和計算方法 、本次設(shè)計短路電流計算只考慮三相短路為最嚴(yán)重的情況，只對三相短路進(jìn)行計算。 、各臺發(fā)電機(jī)均用次暫態(tài)電抗d 作為其等值電抗。 、正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運(yùn)

17、行。 、所有電源的電動勢相位角相同 、電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行。 、電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。 、同步電機(jī)都具有自動調(diào)整勵磁裝置。短路發(fā)生在短路電流為最大值瞬間，而不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。 、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，元件的電阻都忽略不計。 、元件的確計算參數(shù)均取其定額值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。 、輸電線路的電容忽略不計。 本設(shè)計短路電流計算采用運(yùn)算曲線法。三、短路點(diǎn)的選擇 因本設(shè)計水電廠電壓等級不多，接線簡單，110KV 接線為單母線接線，10KV 接線為擴(kuò)大單元接線，故在110KV

18、（主變高壓側(cè)）及10KV（主變低壓側(cè)）母線各選取一點(diǎn)作為短路計算點(diǎn)。 2-2 短路電流計算 在本設(shè)計中，短路電流計算只計算三相短路電流，短路電流計算時間為：0s；0.2s；和4s（）。 一、短路電流計算的方法： 本次設(shè)計短路電流計算運(yùn)用運(yùn)算曲線法，采用電路元件的標(biāo)幺值進(jìn)行。 二、短路電流計算電路圖： 計算電路圖如上圖所示，根據(jù)上圖，計算給出短路電流計算網(wǎng)絡(luò)圖，如下： 圖中主要元件參數(shù)如下表：電氣元件參數(shù)備注發(fā)電機(jī)F1F2215MW Xd”=0.204主變壓器1B140MVA Ud%=10.5線路20km 0.4/km系統(tǒng)2500MVA X*=0.31）、本設(shè)計取基準(zhǔn)功率SB=100MVA，取電

19、壓基準(zhǔn)為Uj=Up（各段平均額定電壓），則系統(tǒng)各計算元件電抗如下表所示： 編號元件名稱標(biāo)么值備注X1X2發(fā)電機(jī)F1F20.20410015=1.36X3主變壓器1B0.10510040=0.26X11線路200.41001152=0.06X12系統(tǒng)0.31002500=0.012 發(fā)電機(jī)F12視在功率S=P/cos=18.75MVA 2）、短路電流計算電抗圖： 三、短路電流計算過程： 1、計算d1點(diǎn)短路電流，網(wǎng)絡(luò)簡化變換和計算過程如下：X4=X1X2=0.68X5=X11+X12=0.072X6=X3+X4=0.94 （1）、計算電抗： Xjs5=X5=0.072 Xjs6=X6*Se1-2/

20、Sj=0.942(150.8) 100=0.3525 （2）、各電源供給的短路電流標(biāo)么值查水輪機(jī)運(yùn)算曲線得： 發(fā)電機(jī)F12： I*”=3.2 I*0.2=2.64 I*=2.85 系統(tǒng)： I*”=I*0.2=I*=1/X5=13.89 由此，總的I*”=3.2+13.89=17.09； I*0.2=2.64+13.89=16.53； I*=2.85+13.89=16.74； （3）、各電流換算至115KV的額定電流和基準(zhǔn)電流為： Ij=Sj/(1.732115)=0.502； Ie=(SeIj)/Sj； 對于發(fā)電機(jī)F12：Ie1-2= (Se1-2Ij)/ Sj=0.19KA； （4）、三相短

21、路電流周期分量起始有效值： 公式：I”= I*” Ie 對于發(fā)電機(jī)F12：I”= I*” Ie=3.2 0.19=0.608KA； I0.2= I*0.2Ie=2.640.19=0.502KA； I= I*Ie=2.850.19=0.542KA； 對于系統(tǒng)：I”= I0.2= I= I*Ij=13.890.502=6.973KA； 小計： I”=0.608+6.973=7.581KA； I0.2=0.502+6.973=7.475KA； I=0.542+6.973=7.515KA； （5）、短路容量： 計算公式：S”=1.732I” Uj 對于發(fā)電機(jī)F12：S”=1.732I” Uj=121.

22、1MVA； S0.2=1.732 I0.2Uj=99.99MVA； S=1.732 IUj= 107.96MVA； 對于系統(tǒng)：S”= S0.2= S=1.732 I”Uj=1388.88KVA； 小計：S”z =1509.98MVA； S0.2z=1488.87MVA； Sz=1496.84MVA； （6）、短路全電流最大有效值及沖擊值： 發(fā)電機(jī)F12：Ich=0.924KA； ich=1.55KA； 系統(tǒng)：Ich=10.60KA； ich=17.78KA； 小計：Ichz=11.524KA； ichz=19.33KA；2、計算d2點(diǎn)短路電流，網(wǎng)絡(luò)簡化變換和計算過程如下：X4=X11+X12+

23、X3=0.332；（1）、計算電抗：Xjs4=X4=0.332； Xjs1= (X1Se1)/Sj=(1.36150.8)/100=0.255； Xjs2= Xjs1=0.255； （2）、各電源供給的短路電流標(biāo)么值查水輪機(jī)運(yùn)算曲線得： 發(fā)電機(jī)F12： I*”=4.4 I*0.2=3.3 I*=3.25 系統(tǒng)S： I*”=I*0.2=I*=1/X4=3.01； （3）、各電流換算至10.5KV的額定電流和基準(zhǔn)電流為： Ij=Sj/(1.73210.5)=5.498； Ie=(SeIj)/Sj； 對于發(fā)電機(jī)F12：Ie1-2= (Se1-2Ij)/ Sj=2.06KA； 其計算步驟同前，計算結(jié)果

24、見下表：發(fā)電廠短路電流計算成果表。第三章 導(dǎo)體、電器設(shè)備選擇及校驗參考電力工程設(shè)計手冊、水電站機(jī)電設(shè)計手冊、的有關(guān)要求和方法，根據(jù)導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計技術(shù)規(guī)定進(jìn)行導(dǎo)體和電器選擇。查電力工程設(shè)備手冊得出設(shè)備數(shù)據(jù)。 3-1導(dǎo)體、設(shè)備選擇概述 一、導(dǎo)體、電器選擇在發(fā)電廠和發(fā)電廠電氣設(shè)計中的地位和作用： 電氣裝置中的載流導(dǎo)體和電氣設(shè)備，在正常運(yùn)行和短路狀態(tài)時都必須安全可靠的運(yùn)行，為了保證電氣裝置的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，必須正確地選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體。 二、本次設(shè)計中選擇的導(dǎo)體、電器： 根據(jù)第一章中主接線的設(shè)計方案，本次設(shè)計中要進(jìn)行選擇的導(dǎo)體和電器主要是： 1、線路、引線及匯流母線的選擇； 2、絕緣子、穿墻套

25、管的選擇； 3、斷路器、隔離開關(guān)的選擇； 4、電流、電壓互感器及其熔斷器； 5、阻波器、耦合電容器的選擇； 6、其他電器的選擇； 3-2 導(dǎo)體的選擇與校驗一、連接導(dǎo)體的選擇： 1、發(fā)電機(jī)-變壓器導(dǎo)體選擇： 導(dǎo)體截面可按長期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，一般按長期發(fā)熱允許電流選擇，對于年負(fù)荷利用小時數(shù)較大，傳輸容量較大，長度在 20 米以上的導(dǎo)體，其截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。 根據(jù)以上原則，本次設(shè)計因 10KV 側(cè)無匯流母線，僅對發(fā)電機(jī)出口開關(guān)柜至主變之間的導(dǎo)體進(jìn)行選擇。 按長期允許發(fā)熱電流選擇： 1）、發(fā)電機(jī) F1F2 至變壓器之間導(dǎo)體選用單條矩形鋁導(dǎo)體，其中截面按公式 Imax kIal

26、確定： 計算得： Ial 2062 查表選擇得導(dǎo)體截面為：單條 125（ mm2）豎放。 、熱穩(wěn)定校驗： 運(yùn)用簡化公式進(jìn)行校驗。公式中取短路電流持續(xù)時間tdz= 0.25s，取 70時熱穩(wěn)定系數(shù)C = 87；Smin為滿足熱穩(wěn)定的最小允許截面積，查短路計算結(jié)果： I=25.26則：滿足熱穩(wěn)定要求。、動穩(wěn)定校驗： 根據(jù)動穩(wěn)定校驗條件： max= y max作用在母線上的最大計算應(yīng)力 y母線材料的允許應(yīng)力。取y= 70 106（Pa） 對于單條矩形母線： 其中：支持絕緣子間的跨距L = 1.2； 截面系數(shù)w = bh2/ 6 = 1.67 104； 沖擊電流ich= 70.3KA； 母線相間距離

27、= 0.75m； 振動系數(shù) 1； 則有： max150 mm2；不能滿足熱穩(wěn)定要求，為此，選用LGJQ-185 導(dǎo)線能滿足設(shè)計要求。二、母線的選擇： 與變壓器-母線連接線引線選擇步驟相同，本設(shè)計 110KV 母線選擇型號為LGJQ-185 的鋼芯鋁絞線，其熱穩(wěn)定、電暈的校驗均能滿足要求。三、線路導(dǎo)體選擇： 與變壓器-母線連接線引線選擇步驟相同，本設(shè)計 110KV 母線選擇型號為LGJQ-185 的鋼芯鋁絞線，其熱穩(wěn)定、電暈的校驗均能滿足要求。 3-3 電器設(shè)備的選擇與校驗一、 斷路器及操作機(jī)構(gòu)的選擇： 斷路器的作用是正常運(yùn)行時，用它來倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備或線路接入或退出運(yùn)行，起著控制作用；當(dāng)設(shè)

28、備或線路發(fā)生故障時，能快速切除故障回路，保證無故障部分正常運(yùn)行，起保護(hù)作用。 斷路器的形式有多油、少油、真空、六氟化硫等。 斷路器型式選用的原則是：除需滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮便于安裝和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)經(jīng)濟(jì)比較后確定。 1、110KV 斷路器的選擇：（包括主變高壓側(cè)斷路器及線路斷路器） 110KV 母線上變壓器開關(guān)通過的最大持續(xù)工作電流為：241A； 110KV 線路開關(guān)通過的最大持續(xù)工作電流為：241A； 110KV母線發(fā)生三相短路，即d1點(diǎn)短路時的短路參數(shù)如下： S =159.98MVA I =7.581KA I=7.515KA ich= 19.33KA Ich= 11.524

29、KA 查閱相關(guān)資料，試選斷路器型號為：LW6-110/1250，其主要參數(shù)為：型 號額定電壓(KV)額定電流(A)額定開斷電流(KA)額定關(guān)合電流(KA)熱穩(wěn)定電流(KA)動穩(wěn)定電流(KA)LW6-110110125031.5632163 斷路器及隔離開關(guān)校驗標(biāo)準(zhǔn)： 、最大持續(xù)工作電流小于額定電流。 、斷路器 t 秒的開斷容量小于或等于斷路器額定開斷容量。、 動穩(wěn)定校驗。 ich imax。 imax極限峰值。、熱穩(wěn)定校驗。 Itdz2 Itt。It斷路器（隔離開關(guān)）t 秒熱穩(wěn)定電流。根據(jù)校驗條件和斷路器參數(shù)校驗： Igmax Ie S Sed ichimax I 2tdzIt2t 所選 LW

30、6-110型六氟化硫斷路器完全滿足在 110KV 母線上短路條件下的開斷容量、動熱穩(wěn)定的要求，斷路器操作機(jī)構(gòu)選用液壓或氣動裝置。 2、10KV 斷路器的選擇：本設(shè)計 10KV 斷路器在僅在 F1F2 發(fā)電機(jī)出口側(cè)和1臺廠用電高壓側(cè)設(shè)置。選擇發(fā)電機(jī)出口側(cè)斷路器時按 d2 點(diǎn)短路選擇校驗。、F1F2 發(fā)電機(jī)出口側(cè)斷路器選擇：Igmax=(1.0518750)/(1.73210.5)=1082A；d2點(diǎn)短路參數(shù)為：S = 465.75MVAI = 25.61 KAI =23.25 KAich= 65.31KAIch= 38.94 KA試選 10KV 斷路器型號為：ZN5-10/1250 其技術(shù)參數(shù)為

31、：型 號額定電壓(KV)額定電流(A)額定開斷電流(KA)額定關(guān)合電流(KA)熱穩(wěn)定電流(KA)動穩(wěn)定電流(KA)ZN5-10/125010125025632563根據(jù)校驗條件和斷路器參數(shù)校驗：Igmax Ie S Sed ichimax I 2tdzIt2t所選 ZN5-10/1250 型真空斷路器完全滿足在 10KV母線上短路條件下的開斷容量、動熱穩(wěn)定的要求，斷路器操作機(jī)構(gòu)選用電磁或彈簧操作機(jī)構(gòu)。、廠用變 10KV 側(cè)斷路器選擇：Igmax=35A試選 10KV 斷路器型號為：ZN5-10/630 其技術(shù)參數(shù)為：型 號額定電壓(KV)額定電流(A)額定開斷電流(KA)額定關(guān)合電流(KA)熱

32、穩(wěn)定電流(KA)動穩(wěn)定電流(KA)ZN5-10/6301063012.54012.540根據(jù)校驗條件和斷路器參數(shù)校驗：Igmax Ie S Sed ichimax I 2tdzIt2t所選 ZN5-10/1250 型真空斷路器完全滿足在 完全滿足在 0.4KV 母線上短路條件下的開斷容量、動熱穩(wěn)定的要求，斷路器操作機(jī)構(gòu)選用電磁或彈簧操作機(jī)構(gòu)。二、 隔離開關(guān)的選擇： 1、隔離開關(guān)的作用有；、隔離電壓；、倒閘操作；、分、合小電流。隔離開關(guān)的形式較多；有屋內(nèi)式、屋外式、單柱式、雙柱式、三柱式等。其選用原則是除需滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮便于安裝和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)經(jīng)濟(jì)比較后確定。 2、選擇與

33、校驗： 隔離開關(guān)一般與斷路器配套使用，其選擇用的最大持續(xù)工作電流可以參照斷路器選擇時的最大持續(xù)工作電流。 、110KV 隔離開關(guān)選擇： 按 d1 點(diǎn)短路條件試選：GW4-110（GW4-110D 用于 110KV 出線側(cè)）。其技術(shù)參數(shù)為：型 號額定電壓(KV)額定電流（A）熱穩(wěn)定電流(KA)動穩(wěn)定電流(KA)GW4-110110100023.780 根據(jù)校驗條件和斷路器參數(shù)校驗：Igmax Ie I 2tdzIt2t 所選 GW4-110 型戶外隔離開關(guān)完全滿足設(shè)計要求。 、10KV 隔離開關(guān)選擇： 按 d2 點(diǎn)短路條件試選：GN2-10。其技術(shù)參數(shù)為：型 號額定電壓(KV)額定電流（A）熱穩(wěn)

34、定電流(KA)動穩(wěn)定電流(KA)GN2-1010200036(10s)85 根據(jù)校驗條件和斷路器參數(shù)校驗：Igmax Ie I 2tdzIt2t 所選 GN2-10 型戶內(nèi)隔離開關(guān)完全滿足設(shè)計要求。三、穿墻套管及絕緣子的選擇： 1、穿墻套管選擇： 根據(jù)工作電壓和額定電流，查發(fā)電廠電氣部分附表 4 選用 CMWD2-20 母線型套管，套管長度 L = 645mm ，機(jī)械破壞負(fù)荷 Fde= 19600N 。 2、支柱絕緣子的選擇： 根據(jù)母線額定電壓和裝設(shè)地點(diǎn)，屋內(nèi)支柱絕緣子選用 ZC-10F 型，其抗彎破壞負(fù)荷 F=12250N，絕緣子高度 H=225mm。屋外支柱絕緣子選用電壓高一級的 ZCP-

35、35，其 F=12250N，H=400mm。 3、懸式絕緣子的選擇： 根據(jù)室外 110KV 母線額定電壓為 110KV，選用母線用懸式絕緣子型號為 XP-7，每串組合為9片。 四、電壓、電流互感器的選擇： 1、電壓、電流互感器的配置： 、電壓互感器的配置： 發(fā)電機(jī)：本次設(shè)計每臺發(fā)電機(jī)出口側(cè)裝設(shè)兩組電壓互感器，一組（三只單相，雙繞組）接成 Y/Y 形供發(fā)電機(jī)自動調(diào)節(jié)勵磁裝置用，另一組（三相五柱式）接成Y/Y/形供測量儀表、同步和保護(hù)裝置用，其開口三角形供發(fā)電機(jī)在未并列之前檢查是否接地用。 在 1B主變低壓側(cè)擴(kuò)大單元母線上裝設(shè)一組（三只單相，三繞組）電壓互感器，接成 Y/Y/形，供發(fā)電機(jī) F1F4

36、 并列和測量儀表用。 110KV 母線：在 110KV 母線上裝設(shè)一組（三只單相，三繞組）Y/Y/接線電壓互感器，用于測量和保護(hù)用。 、電流互感器配置： 發(fā)電機(jī) F1F42出口側(cè)裝設(shè) 3 組電流互感器，按三相式配置，每組為雙繞組，分別用于發(fā)電機(jī)差動，發(fā)電機(jī)機(jī)房測量儀表，發(fā)電機(jī)過流保護(hù)和發(fā)電機(jī)自動調(diào)節(jié)勵磁用。另外發(fā)電機(jī) F1F42變壓器側(cè)還應(yīng)設(shè) 1 組電流互感器，按三相配置用于主變差動保護(hù)和測量儀表用。 主變高壓側(cè)；配置 2 組電流互感器，按三相配置，每組為雙繞組，分別用于測量、電流保護(hù)和主變差動保護(hù)。 主變中性點(diǎn)：設(shè)一只電流互感器，用作變壓器中性點(diǎn)零序電流保護(hù)。 110KV 出線側(cè)配置 2 組

37、電流互感器（三相雙繞組）分別用于測量、計量電流保護(hù)或距離保護(hù)。 電壓、電流互感器的配置情況，詳見電氣主接線圖。 2、電壓互感器的選擇： 、110KV 母線電壓互感器選擇： 根據(jù)使用條件，查發(fā)電廠電氣部分附表 4， P228 選擇 110KV 母線電壓互感器的型號為：JCC2-110 其技術(shù)參數(shù)如下表：型號額定電壓(KV)副邊繞組額定容量(VA)最大容量(VA)原繞組副繞組輔助繞組020513JCC2-1100.150010002000、發(fā)電機(jī)出口10KV電壓互感器選擇：發(fā)電機(jī)出口處電壓互感器配置有 2 組，分別用于自動調(diào)節(jié)勵磁和測量保護(hù)用，選用 JDZ-10 型和 JSJW-10 型，其技術(shù)參

38、數(shù)如下表：型號額定電壓(KV)副邊繞組額定容量(VA)最大容量(VA)原繞組副繞組輔助繞組020513JDZ-10100SJW-10100.1120200480960、1B主變低壓側(cè)電壓互感器選擇：型號額定電壓(KV)副邊繞組額定容量(VA)最大容量(VA)原繞組副繞組輔助繞組020513JDJZ-1030501202003、電流互感器選擇：根據(jù)使用條件，查發(fā)電廠電氣部分教材選擇電流互感器。、110KV 出線側(cè)電流互感器：最大負(fù)荷電流：Imax=(1.0537.5)/(1.732110)=206.67(A)；選擇互感器型號為：LCWD-110 300/5A；、110K

39、V 主變側(cè)電流互感器：最大負(fù)荷電流：Imax=(1.0537.5)/(1.732110)=206.67(A)；選擇互感器型號為：LCWD-110 300/5A；、10KV 側(cè)電流互感器：a、發(fā)電機(jī)出口側(cè)最大負(fù)荷電流：Imax=(1.0518.75)/(1.73210.5)=1083(A)；選擇互感器型號為：LMCD-10 2000/5A；b、主變低壓側(cè)最大負(fù)荷電流：Imax=2(1.0518.75)/(1.73210.5)=2166(A)；選擇互感器型號為：LMCD-10 3000/5A；c、廠用變高壓側(cè)最大負(fù)荷電流：Imax=(1.050.5)/(1.73210.5)=28.86(A)；選擇

40、互感器型號為：LA-10 50/5A；、主變中性點(diǎn)電流互感器：其一次額定電流按大于變壓器允許的不平衡電流選擇，一般情況下，可按變壓器額定電流的 1/3 選擇。Ied=40000/(1.732110)=209.95(A)；I = 209.953=69.98(A)；選擇互感器型號為：LCW-35 100/5A；五、高壓熔斷器的選擇： 根據(jù)有關(guān)規(guī)程規(guī)定，110KV 母線電壓互感器和避雷器組，不用熔斷器，而只用隔離開關(guān)開斷。對于 10KV 電壓互感器保護(hù)用熔斷器，只需按照額定電壓和開斷容量來選擇。通過查發(fā)電廠電氣部分附表十： 10KV 電壓互感器選用 RN2-10 型限流式熔斷器，其技術(shù)參數(shù)如下：型號

41、額定電壓（KV）額定電流（A）開斷容量（MVA）最大切斷電流（KA）RN2-10100.520050六、阻波器耦合電容器的選擇： 查閱相關(guān)資料，110kV 阻波器、電容器型號如下： 阻波器：ZXK-630-1.1/16-B4 630A； 耦合電容器：OWF110/ -0.01H 0.01 亨； 3-4 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇成果表一、導(dǎo)體選擇成果表：導(dǎo)體名稱導(dǎo)體型號安裝位置發(fā)電機(jī)-變壓器導(dǎo)體12510發(fā)電機(jī)出口廠用電高壓側(cè)導(dǎo)體YJV-10-350電纜廠變高壓側(cè)110KV變壓器連接體LGJQ-185主變高壓側(cè)110KV母線LGJQ-185110KV母線110KV線路LGJQ-185110KV線路二、電器設(shè)備選擇成果表：1、斷路器，隔離開關(guān)選擇成果表：型號額定電壓（KV）額定電流（A）額定開斷電流（KA）額定關(guān)合電流（KA）熱穩(wěn)定電流（KA）動穩(wěn)定電流（KA）LW6-110110125031.5602160ZN5-10/125010125025632563ZN5-10/6301063012.54012.540GW4-110110100023.780GN2-1010200036(10s)852、電流、電壓互感器選擇成果表（1）電流互感器選擇一覽表安裝地點(diǎn)型號額定電(A)次級組合二次負(fù)荷熱穩(wěn)定電流(A)動穩(wěn)定電流(A)0.51D110KVLCWD-110300/5