热电二期2_600MW机组电气部分初步设计本科毕业论.doc

交通大学 毕业设计（论文） 中文题目：热电二期 2*600MW 机组电气部分初步设 计 学 院：交通大学远程与继续教育学院 专 业： 电气工程及其自动化 姓 名： 学 号： 指导教师： 年 4 月 30 日 2 远程与继续教育学院 3 交通大学 毕业设计(论文)成绩评议 年级 2010 春 季 层次专升本专业电气工程自动化姓名 题目热电二期 2*600MW 电气部分设计 指 导 教 师 评 阅 意 见 成绩评定： 指导教师： 年 月 日 评 阅 教 师 意 见 评阅教师： 年 月 日 答 辩 小 组 意 见答辩小组负责人： 年 月 日 4 交通大学 毕业设计(论文)任务书 本任务书下达给： 10 春 级 本 科 电气工程 专业学生 设计（论文）题目：热电二期 2*600MW 电气部分设计 一、设计（论述）内容： 二、基本要求： 三、重点研究的问题： 四、主要技术指标： 五、其他要说明的问题 下达任务日期： 年 月 日 要求完成日期： 年 月 日 答辩日期： 年 月 日 指导教师： 5 开 题 报 告 题 目：热电二期 2*600MW 电气部分设计 报告人： 年 3 月 8 日 一、文献综述 电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的 重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身的运行的可靠性、 灵活性和经济性密切相关。并且对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控 制方式的拟定有较大的影响。因此，必须正确处理好各方面的关系，全面分析有 关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线的方案。 二、选题的目的和意义 我国电力工业今后发展的目标是：优化发展火电，规划 300MW、600MW 火力发电机组为主干。此次设计的是 2x600MW，符合电力工 业主干机组的规划前景，对于实现社会主义现代化的需要，满足工农生产和人民 生活用电不断增长的需要有着迫切的现实意义。 三、研究方案： 电气主接线方案的确定、变电站站用电接线设计、主变压器的选择、短路电 流的计算和主要电气设备的选择、变电站防雷设计、电气平面布置及配电装置设 计、绘制图纸。 四、进度计划： 6 -2- 1 -3-30完成论文初稿及中期检查准备 -3-31 -5-2论文修改并完成论文 五、指导教师意见： 指导教师： 年 月 日 7 中 期 报 告 题目：热电二期 2*600MW 电气部分设计 报告人： 一、总体设计 电气主接线设计的原则：应根据发电厂在电力系统的地位和作用， 首先应满足电力系统的可靠运行、经济调度和调度灵活的要求。根据 规划容量、本期建设规模、输送电压等级、进出线回路数、供电负荷 的重要性、保证供需平衡、电力系统线路容量、电气设备性能和周围 环境及自动化规划与要求等条件确定。应满足可靠性、灵活性和经济 性的要求。根据本次设计的设计依据，二台 600MW 国产亚临界燃煤水 冷发电机组，接入 500kV 系统。 二、框架（框图） 1 引言 2 电气主接线 2.1 概述 2.2 主接线的设计原则 2.3 发电机参数 2.4 主变压器的选择 2.5 厂用电接线 3 短路电流的计算 3.1 短路计算等值电路与元件电抗 3.2 短路电流计算 8 4 导体与电气设备选择 4.1 选择电气一次设备遵循的条件 4.2 断路器与隔离开关的选择 4.2 电流互感器选择 4.3 电压互感器的选择 4.4 避雷器的选择 4.5 导体的选择 5电气平面布置与配电装置设置 5.1 配电装置的基本要求和设计原则 5.2 配电装置的类型 5.3 屋外配电装置的布置原则 6 总结 三、进展情况 根据计划，查阅资料，按时完成毕业论文。 四、指导教师意见 9 结 题 验 收 一、完成日期 二、完成质量 三、存在问题 四、结论 指导教师： 年 月 日 10 中 文 摘 要 近年来，一些地区已先后出现了电力紧缺的情况，这严重影响了 地区经济的发展和人民的日常生活。面对此种情况，国家积极调整电 力政策，先后新建和扩建了一大批电厂，这有效的缓解了经济发达地 区电力供应紧缺的局面。目前国外电力技术的先进水平主要表现在超 高压、大系统、大机组、大电厂、高度自动化以及核电技术和直流输 电技术。我国电力工业今后发展的目标是：优化发展火电，规划 300MW、600MW 火力发电机组为主干。此次设计的是 2x600MW，符合电 力工业主干机组的规划前景，对于实现社会主义现代化的需要，满足 工农生产和人民生活用电不断增长的需要有着迫切的现实意义。 本次设计的主要内容有：电气主接线方案的确定、变电站站用电 接线设计、主变压器的选择、短路电流的计算和主要电气设备的选择、 变电站防雷设计、电气平面布置及配电装置设计、绘制图纸。 关键词：电气、接线 11 英 文 摘 要 Abstract In recent years, some areas have emerged electricity shortages, which seriously affected the local economic development and peoples daily life. To face this kind of situation, the state actively adjusts the power policy to built and extend a large number of power plants. This effectively relieves the economic developed area in the power supply shortages. At present, advanced level of the foreign power technology is mainly manifested in the super high pressure, large system, big unit, big power plant, a high degree of automation, nuclear power technology and DC transmission technology. The goal of Chinas power industry in the future development is to optimize thermal power development and to plan 300MW,600MW thermal power generating units for the trunk. This design is the2x600MW, meeting the prospects of the main unit of the power industry . Its immediate significance is that it meets the need of socialist modernization ,the production of industry and agriculture and the electric growing of peoples life. The design of the main contents are the main electrical connection scheme, standing electricity substation wiring design, the selection of main transformer, the calculation of the short-circuit current, the selection of the main electrical equipment, substation lightning protection design, layout and electrical distribution equipment design and drawing drawings. KeyKey wordswords：electricelectric wiringwiring 12 目 录 1 引言-14 2 电气主接线-15 2.1 概述-15 2.2 主接线的设计原则-15 2.2.1 主接线的选择-15 2.3 发电机参数-19 2.4 主变压器的选择-19 2.5 厂用电接线-20 2.5.1 发电厂厂用电概述-20 2.5.2 厂用电负荷分类-21 2.5.3 对厂用电接线的要求-21 2.5.4 厂用电接线的设计原则-22 2.5.5 厂用电的电压等级-22 2.5.6 厂用电源及其引线-23 2.5.7 常用变压器容量的选择-24 2.5.8 脱硫变压器容量的选择-25 3 短路电流的计算-27 3.1 短路计算等值电路与元件电抗-27 3.2 短路电流计算-28 4 导体与电气设备选择-45 4.1 选择电气一次设备遵循的条件-45 4.1.1 按正常工作条件选择-45 4.1.2 按短路条件进行校验-46 4.2 断路器与隔离开关的选择-48 13 4.3 电流互感器选择-51 4.4 电压互感器的选择-53 4.5 避雷器的选择-54 4.6 导体的选择-54 5电气平面布置与配电装置设置-56 5.1 配电装置的基本要求和设计原则-56 5.1.1 配电装置的基本要求-56 5.1.2 配电装置的设计原则-56 5.2 配电装置的类型-57 5.3 屋外配电装置的布置原则-57 6 总结-60 参考文献-61 14 热电热电二期二期 2*600MW2*600MW 电气部分设电气部分设 计计 1 引言 近年来，一些地区已先后出现了电力紧缺的情况，这严重影响了 地区经济的发展和人民的日常生活。面对此种情况，国家积极调整电 力政策，先后新建和扩建了一大批电厂，这有效的缓解了经济发达地 区电力供应紧缺的局面。目前国外电力技术的先进水平主要表现在超 高压、大系统、大机组、大电厂、高度自动化以及核电技术和直流输 电技术。我国电力工业今后发展的目标是：优化发展火电，规划 300MW、600MW 火力发电机组为主干。此次设计的是 2x600MW，符合电 力工业主干机组的规划前景，对于实现社会主义现代化的需要，满足 工农生产和人民生活用电不断增长的需要有着迫切的现实意义。 本次课程设计的题目是热电二期 2*600MW 电气部分初步 设计 。 本次设计的主要内容有：电气主接线方案的确定、变电站站用电 接线设计、主变压器的选择、短路电流的计算和主要电气设备的选择、 变电站防雷设计、电气平面布置及配电装置设计、绘制图纸。 15 2 电气主接线 2.1 概述 电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电 力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所 本身的运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关。并且对电气设备选 择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大的影响。因此， 必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经 济比较，合理确定主接线的方案。 发电厂的电气主接线是保证电力网安全可靠、经济运行的关键， 是电气设备布置、选择、自动化水平和二次回路设计的原则和基础。 2.2 主接线的设计原则 电气主接线设计的原则：应根据发电厂在电力系统的地位和作用， 首先应满足电力系统的可靠运行、经济调度和调度灵活的要求。根据 规划容量、本期建设规模、输送电压等级、进出线回路数、供电负荷 的重要性、保证供需平衡、电力系统线路容量、电气设备性能和周围 环境及自动化规划与要求等条件确定。应满足可靠性、灵活性和经济 性的要求。根据本次设计的设计依据，二台 600MW 国产亚临界燃煤水 冷发电机组，接入 500kV 系统。 2.2.1 主接线的选择 (1)方案一单母线分段 16 图 2-1 单母线分段接线图 采用单母线分段。当母线的中间装设一个断路器后，即把母线分 为两段，这样对重要的用户可以由分别接于两段母线上的两条线路供 电。由于单母线分段接线保留了单母线接线本身的简单、经济、方便 等基本优点。但是，由于这种接线对重要负荷必须采用两条出现供电， 大大增加了出现数目，使整个系统可靠性受到了限制，所以，在重要 负荷的出现回路较多、供电量较大时，一般不予采用。这种接线广泛 应用于中、小容量大电厂和变电站的 610kV 接线中。 (2)方案二双母线接线 17 图 2-2 双母线接线图 双母线接线有两组母线，并可以互为备用。每一电源和出线回路， 都装有一台断路器，有两组母线隔离开关，可以分别与母线连接。两 组母线之间的联络，通过母线联络断路器来实现。有两组母线后，使 运行的可靠性和灵活性大为提高。 双母线接线有如下特点：供电可靠，通过两组母线隔离开关的倒 换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障后， 能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关时，只需断开此隔离 开关所属的一条电路和与此隔离开关相连的该组母线，其它电路均可 通过另一组母线继续运行。调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任 意分配到某一母线上，能灵活地适应电力系统中各种运行方式调度和 潮流变化的需要；通过倒换操作可以组成各种运行方式。扩建方便， 向双母线左右任何方向扩建，均不会影响两组母线的电源和负荷自由 组合分配，在施工中也不会造成原有回路停电。 (3)方案三二分之三接线 18 图 2-3 二分之三接线图 二分之三接线又叫一台版断路器接线，通常用在 300kv500kv 配 电装置中，配电装置在系统中具有重要地位。运行时它的可靠性高， 其主要特点是，任一母线故障或检修，均不停电；任一断路器检修也 不引起停电；甚至于在两组母线同时故障的极端情况下，功率仍能继 续输送。一串中任何一台断路器退出或检修时，这种运行方式称为不 对称串运行，此时仍不影响任何一个元件的运行。这种接线运行方便、 操作简单，隔离开关只在检修时作为隔离带电设备使用。交叉接线比 非交叉接线更具有更高的运行可靠性，减少特殊运行方式下事故扩大。 19 二分之三接线，运行的可靠性和灵活性很高，在检修母线或回路 断路器时不必用隔离开关进行大量的倒闸操作，并且，调度和扩建也 很方便。所以在超高压电网中得到了广泛的应用，在 500kV 的升压变 电站和降压变电站中，一般都采用这种接线。 (4)各方案技术经济比较 表 2-1 主接线技术比较 方案一方案二方案三 经济性 高 低较高 灵活性 低较高高 可靠性 低较高高 综合比较 母线段数多，操作 复杂 母线段数少，但有母联 断路器，操作复杂 母线段数 少，运行 灵活 从上面的比较看，方案三具有可靠性高，接线简单清晰，运行管 理方便、操作简单的特点，所以选择方案三。其接线图如图 2-3 所示。 2.3 发电机参数 发电机单机容量为：600MW。 表 2-2 发电机 600MW 机组参数 发电机 型号 视在 功率 有功 功率 额定 电压 额定电 流 功率 因数 次暂态 电抗 冷却 方式 QFSN- 600-2 667M VA 600MW20kv19245A0.8520.3% 氢冷 2.4 主变压器的选择 容量为 600MW 机组单元连接的 20 主变压器和 500kV 电力系统中的主变压器的容量综合考虑运输和制造 条件，技术经济比较，可采用单相组成三相变压器。 主变压器的容量：S=600/0.85(18%)1.1=714.35MVA 主变压器采用 3 台单相变压器，其型号和参数如表 2-3 所示 表 2-3 600MW 机组主变压器参数 额定电压 （kV）型号 额定容 量 （kVA） 高压低压 空载损耗 （kW） 负载损耗 （kW） 阻抗电压 （%） 空载电 流（%） SFP1- 240000/ 500 32400 00 500 22. 5% 15.75165680140.3 2.5 厂用电接线 发电厂在启动、运转、停役、检修过程中，有大量电动机拖动的 设备，用以保证机组的主要设备（如锅炉、汽轮机或水轮机、发电机 等）和输煤、除灰及水处理的正常运行，这些电动机以及全厂的运行、 操作、实验、检修、照明用电设备等都属于厂用负荷。总的耗电量统 称厂用电。 2.5.1 发电厂厂用电概述 发电厂中为了保证主要设备正常运行设置了许多辅助机械设备， 它们大都是由电动机拖动的。数量多，容量大小不等，这些电动机以 及运行、操作、试验、修配、照明等用电设备的总耗电量，统称为厂 用电或自用电。 厂用电耗电量占同一时期发电 21 厂全部发电量的百分数，称为厂用电率。一般凝汽式火电厂厂用电率 为 5%8%，热电厂为 8%10%，水电厂为 0.3%2%。 2.5.2 厂用电负荷分类 厂用电负荷，根据其用电设备在生产中的作用和突然中断供电所 造成的危害程度，按其重要性可分为四类： (1)I 类厂用负荷。 (2)II 类厂用负荷。 (3)类厂用负荷。 (4)事故保安负荷。 (5)不间断供电负荷。 2.5.3 对厂用电接线的要求 厂用电接线的设计应按照运行、检修和施工的要求，考虑全厂发 展规划，积极慎重地采用成熟的新技术和新设备，使设计达到经济合 理、技术先进，保证机组安全、经济地运行。 厂用电接线应满足下述要求： (1)各机组的厂用电系统应是独立的。 (2)全厂性公用负荷应分散接人不同机组的厂用母线或公用负荷母 线。 (3)充分考虑发电厂正常、事故、检修、启动等运行方式下的供电 要求，尽可能地使调换操作简便，启动(备用)电源能在短时内投入。 (4)充分考虑电厂分期建设和连续施工过程中厂用电系统的运行方 22 式，特别要注意对公用负荷供电的影响，要便于过渡，尽量减少改变 接线和更换设置。 (5)200MW 及以上机组应设置足够容量的交流事故保安电源。 2.5.4 厂用电接线的设计原则 厂用电接线的设计原则与主接线的设计原则基本相同，主要有： 厂用电接线应保证对厂用负荷可靠和连续供电，使发电厂主机安全 运转；接线应能灵活的适应正常、事故、检修等各种运行方式的要 求；厂用电源对应的供电性，本机、炉的厂用负荷由本机组供电， 这样，当厂用电系统发生故障时，只能影响一台发电机组的运行，缩 小故障范围，接线也简单；设计时还应注意其经济性和发展的可能 性并积极慎重的采用新技术、新设备，使厂用电具有可行性和先进性； 在设计厂用电接线时，还应对厂用电的电压等级、中性点接地方式、 厂用电源及其引接和厂用电接线形式等问题进行分析和论证。 2.5.5 厂用电的电压等级 厂用电的电压等级是根据发电机额定电压、厂用电动机的电压和 厂用电供电网络等因素，相互配合，经过技术经济综合比较后确定的。 各种厂用机械的电动机容量差别很大，从几瓦到几千千瓦，而电 动机的容量与其额定电压有关。 厂用电压等级一般分为高压和低压两级。 低压级为 0.4kV(380/220V)，高压级可在 3、6、10kV 中选用一种。 23 大容量机组(如 600MW)则可选用两级高压。 (1)高压采用 3kV。发电机容量在 60MW 及以下，发电机电压为 10.5kV 时，100kW 以上的电动机用 3kV，100kW 以下的电动机用 380V。 (2)高压采用 6kV。发电机容量在 100300MW 时，200kW 以上的电 动机用 6kV，200kW 以下的电动机用 380V。 (3)高压采用 3kV 和 10kV 两级。发电机容量为 300MW 以上，如 600MW 时，200kW 以下的电动机用 380V，2001800kW 的电动机用 3kV， 超过 1800kW 电动机用 10kV。 在本设计中，为了简化厂用电接线，且使运行维护方便，厂用电 电压等级不宜过多。所以低压采用 400V，高压厂用电压采用 6kV。 2.5.6 厂用电源及其引线 发电厂的厂用电源，必须供电可靠，且能满足各种工作状态的要 求，除应具有正常的工作电源外，还应设置备用电源、启动电源和事 故保安电源。一般电厂中，都以启动电源兼作备用电源。 1、工作电源 发电厂或变电站的厂用工作电源，是保证正常运行的基本电源。 通常，工作电源应不少于两个。 所以，本设计中的厂用电工作电源从每台发电机的出口引出 2、备用电源和启动电源 厂用备用电源用于工作电源因事故或检修而失电时替代工作电源， 起后备作用。 在本设计中备用电源则从 220kV 系统设专用变压器引接 本设计每台机组设一台分裂绕组高压厂用电变压器，引自发电机 24 出口。不装设断路器和隔离开关，厂用电压等级为 6kV。接线方式如图 2-4 图 2-4 厂用点接线方式 2.5.7 厂用变压器容量的选择 600 8%56 cos0.85 KPMW SMA 根据所给的厂用负荷所选择的 600MW 厂用高压电压器为分裂绕组 变压器，其型号和参数如表 2-4 所示。 表 2-4 600MW 机组的厂用高压变压器参数表 额定电压（kV）型号额定容 量 （MVA） 高压低压 连接组号阻抗电 压（%） SFF7- 63/35 63/35- 35 2022. 5% 6.3-6.3D,d0-d020 高压备用变压器的容量和它的厂用变压器的容量相同，其型号和 参数如表 2-5 所示。 25 表 2-5 600MW 机组的厂用高压备用变压器参数 额定电压（kVA）型号额定容量 （MVA）高压低压 连接组号阻抗电 压 （%） SFFZ- 63000/35 000 63/23523081.2 5% 6.3- 6.3 Yn,d11-d1124 图 2-5 起备变接线方式 26 2.5.8 脱硫变压器容量的选择 根据负荷的计算选择的变压器容量型号和参数如表 2-6 所示 表 2-6 脱硫变压器的参数 额定电压（kV）型号额定容量 （kVA）高压低压 阻抗电压 （%） 连接组号 SFP3- 200002 0 200002022.5%6.310.5YN,d11-d11 27 28 3 短路电流的计算 3.1 短路计算等值电路与元件电抗 发电机的次暂态电抗 Xd“=20.3% 主变压器的阻抗为 14% 厂用用变压器的阻抗为 20% 厂用脱硫变压器的阻抗为 10.5% 选取统一的基准电功率和基准电压=100MVA，kV B S500 Bav UU 500KV 系统 正序阻抗 1 0.0045 S X 短路电流等值电路图如下图： C 1 d 2 d 7 0.0045 3 0.01944 4 0.01944 1 0.02867 2 0.02867 5 0.3175 6 0.3175 9 0.42 8 0.42 29 图 3-1 短路点的选取 发电机标幺值计算： 12 100 0.85 20.3%0.02876 600 B d N S XXX S 主变压器标幺值计算： 34 %14 100 0.01944 100100 3 240 dB N US XX S 厂用变压器标幺值计算： 56 %20 100 0.3175 100100 3 240 dB N US XX S 脱硫变： 89 %10.5 100 0.42 100100 25 dB N US XX S 3.2 短路电流计算 (1)点发生短路 1 d 3 d 4 d 56 30 其等值电路图如 3-2 图 3-2 点短路等值电路 1 d 1013 0.0482XXX 1124 0.0482XXX 101110 600 0.04820.34 0.85 100 N jsjs B S XXX S 各电源供给的短路电流标幺值如下（查计算曲线）： 发电机 5，6： “ * 3.285I *0.1 2.755I *0.2 2.692I *2 2.820I *4 2.891I 系统： 7 X “ *0.1*0.2*2*4 IIIII 7 7 11 222.22 0.0045 js X X C 1 d 56 7 0.0045 10 0.0482 11 0.0482 31 各个电源对短路点 D1 的短路电流周期分量的标幺值如下表 2-1 表 2-1 各个电源对短路点 D1 的短路电流周期分量的标幺值 电源 0s0.1s0.2s2s4s G53.2852.7552.6922.8202.891 G63.2852.7552.6922.8202.891 500KV 系统 222.22222.22222.22222.22222.22 各电源短路电流周期分量有效值如下： 发电机 5，6：kA 600 0.776 30.853 525 N e av S I U “ * 2.54916 e II I 0.1*0.1 2.13788 e III 0.2*0.2 2.088992 e III 2*2 2.18832 e II I 4*4 2.243416 e II I 系统=kA 7 X “ I 0.1 I 0.2 I 2 I 4 I “ * 100 222.2224.44 33 525 B B S I U 各秒电流总计： =2 2.54916+24.44=29.54kA “ I =2 2.13788+24.44=28.716kA 0.1 I =2 2.088992+24.44=28.618kA 0.2 I =2 2.18832+24.44=28.817kA 2 I =2 2.243416+24.44=28.927kA 4 I 32 各个电源对短路点 D1 的短路电流周期分量的有效值如下表 2-2 表 2-2 各个电源对短路点 D1 的短路电流周期分量的有效值 短路电流（kA）电源 0s0.1s0.2s2s4s G52.549162.137882.0889922.188322.243416 G62.549162.137882.0889922.188322.18832 500KV 系统 24.4424.4424.4424.4424.44 总计 （kA ） 29.5428.71628.61828.81728.927 冲击电流： kA “ 22 1.85 29.5477.285 shim ik I 点发生短路 2 d 其等效电路图如图 3-3 图 3-3 点短路等值电路 2 d 0.0482 1142 XXX 利用化简得：= Y Y 294.41 3711 111111 0.019440.00450.0482XXX 0.026 1237 XYX X 0.276 13311 XYX X C 2 d 2 d 2 d CC 5 55 6 6 6 7 0.0045 7 0.0045 3 0.01944 3 0.01944 1 0.02867 1 0.02867 1 0.02867 11 0.0482 11 0.0482 12 0.026 13 0.276 34 计算电抗如下: 11 600 0.028760.203 0.85 100 N js B S XX S 1313 600 0.2761.947 0.85 100 N js B S XX S 各电源供给的短路电流标幺值如下（查计算曲线）： 发电机 5：5.526 5.184 3.856 3.378 “ * I *0.1 I *0.2 I *2 I 3.234 *4 I 发电机 6：0.536 0.538 0.551 0.556 “ * I *0.1 I *0.2 I *2 I 0.556 *4 I 系统：=38.46 12 X “ * I *0.1 I *0.2 I *2 I *4 I 12 1 X 1 0.026 各个电源对短路点 D2 的短路电流周期分量的标幺值如下表 2-3 表 2-3 各个电源对短路点 D2 的短路电流周期分量的标幺值 电 源 0s0.1s0.2s2s4s G55.5265.1843.8563.3783.234 G60.5360.5380.5510.5560.556 500 kV 系 统 38.4638.4638.4638.4638.46 各电流短路电流周期分量有效值如下： 发电机 5：18.52kA 600 30.85322 N e av S I U 35 =102.34kA “ I “ *e I I 96kA 0.1*0.1 e III 71.413kA 0.2*0.2e III 62.561kA 2*2e II I 59.894kA 4*4e II I 发电机 6：18.52kA 600 30.85322 N e av S I U =9.927kA “ I “ *e I I 10 kA 0.1*0.1 e III 10.2kA 0.2*0.2e III 10.3 kA 2*2e II I 10.3kA 4*4e II I 系统： 12 X =kA “ I 0.1 I 0.2 I 2 I 4 I “ * 100 38.64100.93 3322 B N S I S 各秒电流总计 102.34+9.927+100.93=213.197kA “ I =96+10+100.93=206.93kA 0.1 I =71.413+10.2+100.93=182.546kA 0.2 I 36 =62.561+10.3+100.93=173.791kA 2 I =59.894+10.3+100.93=123.791kA 4 I 各个电源对短路点 D2 的短路电流周期分量的有效值如下表 2-4 表 2-4 各个电源对短路点 D2 的短路电流周期分量的有效值 短路电流（kA）电源 0s0.1s0.2s2s4s G5102.349671.41362.51659.894 G69.9271010.210.310.3 500kV 系统 100.93100.93100.93100.93100.93 总计 （kA ） 213.197206.93182.546173.791123.791 冲击电流 kA “ 22 1.85 453.046557.79 shim ik I 点发生短路 其等效电路图如图 3-4 3 d 37 3 d 3 d 3 d C C C C 5 5 6 6 6 6 7 0.0045 7 0.0045 7 0.0045 11 0.0482 11 0.0482 11 0.0482 3 0.01944 3 0.01944 1 0.02867 1 0.02867 5 0.3175 5 0.3175 14 0.552 16 6.513 17 0.608 38 图 3-4 点短路的等值电路 0.0482 1142 XXX 利用化简得：Y 531 111111 89.36 0.31750.019440.02876 Y XXX 0.552 1453 XYX X 0.816 1551 XYX X 再次利用化简得：Y 14711 111111 244.78 0.5520.00450.0482 Y XXX 161411 6.513XYX X 17147 0.608XYX X 各电源供给的短路电流标幺值如下（查计算曲线） 发电机 5：1.254 1.199 1.217 1.507 “ * I *0.1 I *0.2 I *2 I 1.513 *4 I 发电机 6：0.15 “ * I *0.1 I *0.2 I *2 I *4 I 系统：1.645 17 X “ * I *0.1 I *0.2 I *2 I *4 I 3 d 3 d 5 5 15 0.816 15 0.816 39 各个电源对短路点 D3 流周期分量的标幺值如下表 2-5 表 2-5 各个电源对短路点 D3 流周期分量的标幺值 电源 0s0.1s0.2s2s4s G51.2541.1991.2171.5071.513 G60.150.150.150.150.15 500kV 系统 1.6451.6451.6451.6451.645 各电流短路电流周期分量有效值如下： 发电机 5：kA 600 64.69 30.8536.3 N e av S I U 81.12kA “ *e II I 77.56kA 0.1*0.1 e III 78.73kA 0.2*0.2e III 97.49kA 2*2e II I 197.88kA 4*4e II I 发电机 6：64.69kA 600 30.8536.3 N e av S I U =9.7kA “ I 0.1 I 0.2 I 2 I 4 I “ *e I I 系统：=kA 17 X “ I 0.1 I 0.2 I 2 I 4 I “ * 100 1.64515.08 336.3 B N S I S 各秒电流总计： 81.12+9.7+15.08=105.9kA “ I =77.56+9.7+15.08=102.34kA 0.1 I 40 =78.73+9.7+15.08=103.51kA 0.2 I =97.49+9.7+15.08=122.27kA 2 I =197.88+9.7+15.08=222.66kA 4 I 各个电源对短路点 D3 短路电流周期分量的有效值如下表 2-6 表 2-6 各个电源对短路点 D3 短路电流周期分量的有效值 短路电流（kA）电源 0s0.1s0.2s2s4s G581.1277.5678.7397.49197.88 G69.79.79.79.79.7 500kV 系统 15.0815.0815.0815.0815.08 总计 （kA） 105.9102.34103.51122.27222.66 冲击电流 kA “ 22 1.85 105.9277.07 shim ik I (4)点发生短路 4 d 41 C C 5 5 6 6 4 d 4 d 7 0.0045 7 0.0045 1 0.02867 1 0.02867 3 0.01944 3 0.01944 11 0.0482 11 0.0482 11 0.0482 8 0.42 8 0.42 20 8.52 42 图 3-5 点短路等值电路 0.0482 1142 XXX 利用化简得：Y 831 111111 88.59 0.420.019440.02876 Y XXX 0.723 1883 XYX X 1.07 1981 XYX X 再次利用化简得：Y 18711 111111 244.35 0.7230.00450.0482 Y XXX 201811 8.52XYX X 19187 0.795XYX X 各电源供给的短路电流标幺值如下（查计算曲线）： 4 d C C 5 5 6 6 4 d 4 d 7 0.0045 18 0.723 19 1.07 19 1.07 21 0.795 43 发电机 5：1.009 0.98 1.002 1.152 “ * I *0.1 I *0.2 I *2 I 1.152 *4 I 发电机 6：0.12 “ * I *0.1 I *0.2 I *2 I *4 I 系统：1.258 19 X “ * I *0.1 I *0.2 I *2 I *4 I 各个电源对短路点 D4 短路电流周期分量的标幺值如下表 2-7 表 2-7 各个电源对短路点 D4 短路电流周期分量的标幺值 电源 0s0.1s0.2s2s4s G51.0090.981.0021.1521.152 G60.120.120.120.120.12 500kV 系统 12581.2581.2581.2581.258 各电流短路电流周期分量有效值如下： 发电机 5：kA 600 64.69 30.8536.3 N e av S I U 65.27kA “ *e II I 63.4kA 0.1*0.1 e III 64.82kA 0.2*0.2e III 74.52kA 2*2e II I 74.52kA 4*4e II I 发电机 6：64.69kA 600 30.8536.3 N e av S I U =7.8kA “ I 0.1 I 0.2 I 2 I 4 I “ *e I I 44 系统：=kA 19 X “ I 0.1 I 0.2 I 2 I 4 I “ * 100 1.25811.53 336.3 B N S I S 各秒电流总计 65.27+7.8+11.53=84.6kA “ I =63.4+7.8+15.08=82.73kA 0.1 I =64.82+7.8+11.53=84.15kA 0.2 I =74.52+7.8+15.08=93.85kA 2 I =74.52+7.8+11.53=93.8kA 4 I 各个电源对短路点 D4 短路电流周期分量的有效值如下表 2-8 表 2-8 各个电源对短路点 D4 短路电流周期分量的有效值 短路电流（kA）电源 0s0.1s0.2s2s4s G565.2763.464.8274.5274.52 G67.87.87.87.87.8 500kV 系统 11.5311.5311.5311.5311.53 总计 （kA） 84.682.7384.1593.8593.85 冲击电流 kA “ 22 1.85 84.6271.08 shim ik I 45 4 导体与电气设备选择 4.1 选择电气一次设备遵循的条件 电气设备的选择是变电所电气设计的主要内容之一，正确的选择 电气设备的目的是为了使导体和电器无论在正常情况或故障情况下， 均能安全、经济合理的运行。在进行设备选择时，应根据工程实际情 况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥的采用新技术，并注意 节约投资，选择合适的电气设备。 电气设备的选择的一般要求是： 满足工作要求。应满足正常运行、检修以及短路过电压情况下 的工作要求。 适应环境条件。阴干当地的环境条件进行校验。 先进合理。应力求技术先进和经济合理。 整体协调。应与整个工程的建设标准协调一致。 适应发展。应适当考虑发展，留有一定的裕量。 电气设备能安全、可靠的工作，必须按正常工作条件进行选择， 斌干短路条件来校验其动稳定和热稳定。 4.1.1 按正常工作条件选择 选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流 的情况下保持正常运行。同时，所选择导线和电气设备应按短路条件 下进行动、热稳定校验。 46 各种高压设备的一般技术条件如下表： 序号 12367 电器名称 断 路 器 隔 离 开 关 组 合 电 气 PTCT 额定电压 kV 额定电流 A 额定容量