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毕业设计（论文） 题目水电站电气一次及 发电机继电保护设计 专业 电气工程及其自动化 班级2009秋 学生范磊 指导教师 2011年 2011 届电气工程及其自动化（电力）毕业设计（论文） 1 目目 录录 前 言.1 第一章 电气主接线设计.2 1.1 设计原则.2 1.2 各方案比较.3 第二章 厂用电设计.8 2.1 厂用电设计原则.8 第三章 短路电流计算.9 3.1 对称短路电流计算.9 3.2 非对称短路电流计算.19 第四章 电器主设备选择.30 4.1 对方案 I 的各主设备选择.30 4.2 对方案的各主设备选择.44 第五章 发电机继电保护原理设计及保护原理.47 5.1 初步分析.47 5.2 对 F1 的保护整定计算.48 5.3 对 F5 的保护整定计算：.51 第六章 计算机监控系统方案论证选择.55 6.1 系统功能.55 6.2 监控对象.57 6.3 系统结构.57 小结.59 致谢.61 参考文献.62 附 录.64 附 录.65 2011 届电气工程及其自动化（电力）毕业设计（论文） 1 前前 言言 随着我国经济的不断发展，对能源的需求量也越来越大，然而能源的 不足与需求之间的矛盾在近几年不断恶化，国家急需电力事业的发展，为 我国经济的发展提供保障。就我国目前的电力能源结构来看，我国主要是 以火电为主，但是火电由于运行过程中污染大，在煤炭价格高涨的今天， 火电的运行成本也较高，受锅炉和其他火电厂用电设备的影响，其资源利 用率较低，一般热效率只有 30%-50%左右。与之相比水电就有很多明显的 优势。因此，关于电力系统水电站设计方面的论文研究就显得格外重要。 本毕业设计（论文）课题来源于青海省直岗拉卡水电站。主要针对直 岗拉卡水电站在电力系统的地位，拟定本电厂的电气主接线方案，经过技 术经济比较，确定推荐方案，对其进行短路电流的计算，对电厂所用设备 进行选择，然后对各级电压配电装置及总体布置设计。并且对其发电机继 电保护进行设计。在这些设计过程中需要用到各种电力工程设计手册，并 且借用 AutoCAD 辅助工具画出其电气主接线图、室外配电装置图、发电机 保护的原理接线图、展开图、保护屏的布置及端子排接线图。故本论文属 于典型的针对某工程进行最优设计的工程设计类论文。 通过本论文的研究， 可以使直岗拉卡水电站安全可靠的在系统中运行， 保证其持续可靠的供电。也能提高自己使用 AutoCAD,word 等软件的能力， 培养出自己工程设计的观念，是对大学四年所学理论知识与实践的融合。 水电站电气一次及发电机保护 2 第一章第一章 电气主接线设计电气主接线设计 1.11.1 设计原则设计原则 电气主接线是水电站由高压电气设备通过连线组成的接收和分配电能 的电路。电气主接线根据水电站在电力系统中的地位、回路数、设备特点 及负荷性质等条件确定，并应满足运行可靠、简单灵活、操作方便、易于 维护检修、利于远方监控和节约投资等要求。 在电气主接线设计时，综合考虑以下方面： 1保证必要的供电可靠性和电能质量 安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠和电能质量是对主接 线最基本的要求。在设计时，除对主接线形式予以定性评价外，对于比较 重要的水电站需要进行定量分析和计算。直岗拉卡水电站虽然是一个中小 型水电站，但是由于担负了许多工业企业，及农业抗旱排涝等供电任务， 因而必须满足必要的供电可靠性。 2具有经济性 在主接线设计时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。欲使主 接线可靠、灵活，将导致投资增加。所以必须把技术与经济两者综合考虑， 在满足供电可靠、运行灵活方便的基础上，尽量使设备投资费用和运行费 用为最少。 3具有一定的灵活性和方便性，并能适应远方监控的要求。 主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行方式的转换。不仅正 常运行时能安全可靠地供电，而且无论在系统正常运行还是故障或设备检 修时都能适应远方监控的要求，并能灵活、简单、迅速地倒换运行方式， 使停电时间最短，影响范围最小。显然，复杂地接线不会保证操作方便， 反而使误操作机率增加。但是过于简单的接线，则不一定能满足运行方式 的要求，给运行造成不便，甚至增加不必要的停电次数和停电时间。 4具有发展和扩建的可能性 2011 届电气工程及其自动化（电力）毕业设计（论文） 3 随着经济的发展，已投产的水电站可能需要扩大机组容量，从主变压 器的容量、数量到馈电线路数均有扩建的可能，有的甚至需要升压，所以 在设计主接线时应留有发展余地，不仅要考虑最终接线的实现，同时还要 兼顾到分期过渡接线的可能和施工的方便。 根据以上几点，对直岗拉卡水电站的主接线拟定以下几种方案。 1.21.2 各方案比较各方案比较 方案方案 本方案采用了两个扩大单元接线和一个单元接线， 110kv 侧采用了双母 接线。双母接线的供电可靠性较高，可以轮流检修一组母线而不致使供电 中断，检修任一组母线上的隔离开关也不需要中断供电，且调度灵活，各 个电源和各回路负荷可以任意分配到一组母线上，能灵活适应电力系统中 各种运行方式调度和潮流变化的需要。扩建性也非常号，可以向母线左右 方向任意扩建，且施工过程也不会停电，只是双母接线多了一台旁路断路 器，投资有所增加。 图 1-1 电气主接线方案 水电站电气一次及发电机保护 4 方案方案 本方案采用了两个扩大单元接线和一个单元接线与110kv 侧直接相连。 110kv 侧为单母分段带专用旁路断路器的旁路母线接线方式。其特点是：扩 大单元接线接线方式简单清晰，运行维护方便，且减少了主变压器高压侧 出现，简化了高压侧接线和布置，使整个电气接线设备较省。单元接线的 接线简单、清晰、运行灵活、维护工作量少且继电保护简单，但由于主变 压器与高压电气设备增多，高压设备布置场地增加，整个电气接线投资也 增大。其 110kv 侧的单母分段带专用旁路断路器的母线接线方式中,由于增 加了分段其全厂停电的可能性为 0，且任一台断路器检修时都不会引起停 电，其供电可靠性较高 图 1-2 电气主接线方案 2011 届电气工程及其自动化（电力）毕业设计（论文） 5 方案方案 本方案采用了两个扩大单元接线，一个单元接线，110kv 侧采用了双母 带旁母的接线方式。此种接线方式大大提高了供电的可靠性，但是由于有 了专用的旁路母线，多装了价高的断路器和隔离开关，大大增加了投资， 此种接线方式对于供电可靠性有特殊需要的场合是十分必要的，但是对于 供电可靠性要求不是很高的中小型水电站来说不是很适用。 图 1-3 电气主接线方案 方案方案 本方案采用了两个扩大单元接线和一个单元接线， 110kv 侧采用了单母 水电站电气一次及发电机保护 6 接线的方式，此种接线虽然接线方式简单，投资很少，但是其供电可靠性 大大降低，其母线一旦出现故障就会造成全厂停电，严重影响了持续供电。 图 1-4 电气主接线方案 方案方案 本方案采用了一个发电机单母接线和两个单元接线，1110kv 侧采用双 母接线的方式。发电机单母接线使主变压器数量减少，投资节省，接线简 单明了，运行方便，但是发电机电压配殿装置元件多，增加检修工作量， 母线或与母线所相连的隔离开关故障或检修时，三台发电机都要停电，可 靠性及灵活性较差。 2011 届电气工程及其自动化（电力）毕业设计（论文） 7 图 1-5 电气主接线方案 综合分析上述五种方案，再结合该水电站为中小型水电站的实际情况， 拟定的主接线应以经济性为主，但其可靠性也需要考虑，方案一和方案二 最能满足这两项要求，故最终选定方案一和方案二为最终比较方案。方案 的可靠性比方案一高，如果在投资相差不多的情况小应该首选方案， 如果在方案比方案投资低较多则从经济性的角度出发应选择方案。 水电站电气一次及发电机保护 8 第二章第二章 厂用电设计厂用电设计 2.12.1 厂用电设计原则厂用电设计原则 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地新技术和新设备，使设计达到经济合理，技术 先进，保证机组安全经济地运行。其具体有如下一些要求： 1接线方式和电源容量，应充分考虑厂用设备在正常、事故、检 修、启动、停运等方式下地供电要求，并尽可能地使切换操作 简便，使启动（备用）电源能迅速投入。 2尽量缩小厂用电系统的故障影响范围，避免引起全厂停电故障。 各台机组的厂用电系统应独立，以保证在一台机组故障停运或 其辅助机发生电气故障时，不影响其他机组的正常运行。 3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 式，特别主要对公用厂用负荷的影响。要方便过渡，尽少改变 接线和更换设备。 根据上述要求，结合本水电站为中小型水电站，以及厂用电分为 6kV 和 380kV 两个电压等级的实际情况，其厂用电设计祥见附录： 2011 届电气工程及其自动化（电力）毕业设计（论文） 9 第三章第三章 短路电流计算短路电流计算 3.13.1 对称短路电流计算对称短路电流计算 发电机，变压器及系统的主要参数如下： 发电机参数：45MW5，cos950.，230. d X，额定电压 10.5kV 变压器参数：3 台，1T:%14 d U50MVA, 2T:%14 d U, 100MV 系统参数：110kV 出线四回，正序阻抗（标么值） ：0.91716，零序阻抗（标 么值）1.1235，三相短路容量：2543MVA，单相短路容量：2529.9MVA。 对方案的系统正序阻抗网络等值图为1： 图 3-1 正序阻抗网络等值图 取基准值：MVAS j 1000，kVU j 510.时，kA U S I j j j 98654 3 510 . ).( , kVU j 115， )(115j I j j U S 3 5.020kA,45MW 功率因素为 0.95 的机组容量 水电站电气一次及发电机保护 10 为;MVASn36847 950 45 . . 发电机 51 FF : 1 X= 2 X= 3 X= 4 X= 5 X= n j d S S X =0.238564 36847 1000 . . 变压器 31 BB : 6 X= 7 X=41 100 1000 100 14 100 . % n j d S S U 82 50 1000 100 14 8 .X 系统阻抗 10 X：3930 2543 1000 10 . d j S S X 对 1 d点进行短路计算2： 网络简化如下： 图 3-2 1 d网络简化图 4282 2 8564 2111 . . /XXX 31013930917160 10912 .XXX 8283 2 8564 41 43713 . . ./XXXX 6567856482 5814 .XXX 2011 届电气工程及其自动化（电力）毕业设计（论文） 11 继续简化上图： 图 3-3 1 d网络简化图 5522 65678283 65678283 141315 . . . / XXX 再化简得： 图 3-4 1 d网络简化图 4293 15 612 61216 . X XX XXX 水电站电气一次及发电机保护 12 7109 12 615 61517 . X XX XXX 三相短路电流周期分量计算： 系统 A 侧： MVA X S S kA X I I j d j ZA 630291 4293 1000 03616 4293 98654 16 16 510 . . . . . ).( B 侧（ 53 FF ）的计算电抗为3711 1000 104142 7109 17 . . . j n js S S XX 由计算电抗查水轮机短路电流运算曲线得： 7520. * Z I7310 20 . .* Z I8340 2 . * Z I8370 4 . * Z I 10.5kV 侧额定电流为： kA U S I j FFn FFn 8147 5103 104142 3 53 53 . . . )( )( 因此：kAIII FFnZZ 876581477520 53 . )( * kAIII FFNZZ 712581477310 53 2020 . )(.*. kAIII FFnZZ 517681478340 53 22 . )(* kAIII FFnZZ 540681478370 53 44 . )(* MVASIS FFnZd 8621061041427520 53 . )( * C 侧（ 21 FF）的计算电抗为： 2300 1000 73694 4282 11 . . . j n js S S XX 由计算电抗查短路电流运算曲线得： 0875. * Z I5233 20 . .* Z I2383 2 . * Z I3283 4 . * Z I 其 10.5kV 侧的额定电流为： kA U S I j FFn FFn 2095 5103 73694 3 21 21 . . . )( )( 因此： kAIZ4982620950875. kAIZ3511820955233 20 . . 2011 届电气工程及其自动化（电力）毕业设计（论文） 13 kAIZ8671620952383 2 .kAIZ3361720953283 4 . MVASIS FFnZd 922481736940875 21 . )( * 所以， 1 d点的三相短路电流为： kAIZ4104849826876503616. kAIZ0994035118712503616 20 . . kAIZ4203986716517603616 2 . kAIZ9123933617540603616 4 . kASd414880922481862106630291. 1 d点三相短路冲击电流 ch i及全电流最大有效值 ch I计算: (1).系统 A 侧和 53 FF 三电源 B 侧的 chZ KK ,值采用远离发电机地点发生短 路时的数值，则 ch K1.80， Z K0.97 ch i . Z I8012 =21.80(16.036+5.876)=55.779KA ch I 22 2)( ZchZZ KKKI(16.036+5.876)366339708012970 22 .).(. (2)C 侧二电源的 Z K， ch K值采用发电机机端短路时的值，故 ch K1.90， Z K 0.93 ch i . Z I9012 21.9026.49871.200KA 22 2)( ZchZZ KKKI26.498kA608359309012930 22 .).(. (3) 总的冲击电流 ch i及全电流 ch I为： ch i55.77971.200126.979KA ch I=33.3666+35.608=68.974KA 1 d点短路电流热效应计算： Zt Qt III Ztt Z Z 12 10 22 2 2 其中 t 取 4S =4 12 91239420391041048 222 . =6491.953kSA2 水电站电气一次及发电机保护 14 2 d点短路电流计算. 网络简化如下，并结合其正序阻抗图得， 图 3-5 2 d点正序阻抗网络图 11 X3101 109 . XX8283 21612 ./XXXX 5522 5843713 .)/()/(XXXXXX 三相短路电流周期分量计算： 系统 A 侧： MVA X S S kA X I I j d j ZA 359763 3101 1000 8323 3101 0205 11 11 110 . . . . . )( B 侧（ 21 FF ）的计算电抗为： 3630 1000 73694 8283 12 . . . j n js S S XX 由计算电抗查水轮机短路电流运算曲线得： 0353. * Z I5232 20 . .* Z I7342 2 . * Z I8042 4 . * Z I 2011 届电气工程及其自动化（电力）毕业设计（论文） 15 其 110kV 侧得额定电流为： kA U S I j FFn FFn 4760 1153 73694 3 21 21 . . )( )( 因此： kAIZ445147600353. kAIZ201147605232 20 . . kAIZ301147607342 2 .kAIZ335147608042 4 . MVASIS FFnZd 524287736940353 21 . )( * C 侧（ 53 FF ）的计算电抗为： 3630 1000 104142 5522 13 . . . j n js S S XX 由计算电抗查水轮机短路电流运算曲线得： 0353. * Z I5232 20 . .* Z I7342 2 . * Z I8042 4 . * Z I 其 110kV 侧得额定电流为： kA U S I j FFn FFn 7080 1153 104142 3 53 53 . . )( )( 因此： kAIZ149270800353. kAIZ786170805232 20 . . kAIZ936170807342 2 .kAIZ985170808042 4 . MVASIS FFnZd 2864311041420353 53 . )( * 所以， 2 d点的三相短路电流为： kAIZ4267149244518323. kAIZ8116786120118323 20 . . kAIZ0697936130118323 2 . kAIZ1527985133518323 4 . MVASd1691482286431524287359763. 2 d点三相短路冲击电流 ch i及全电流最大有效值 ch I计算： 因为 2 d点在发电厂高压侧母线上，所以 ch K1.80， Z K0.97 ch i= . Z I8012 =kA9041842678012. ch I= 22 2)( ZchZZ KKKI7.426kA636329708012970 22 .).(. 水电站电气一次及发电机保护 16 短路电流热效应计算： Zt Qt III Ztt Z Z 12 10 22 2 2 其中 t 取 4s =4 12 15270697104267 222 . =202.001 kSA2 对 3 d点短路电流计算： 网络简化如下图，并结合其正序阻抗图，得： 图 3-6 3 d正序阻抗网络等值图 11 X3101 109 . XX9141 43721612 .)/()/(XXXXXXX 继续简化得： 2011 届电气工程及其自动化（电力）毕业设计（论文） 17 图 3-7 3 d网络简化图 0266 12 811 11813 . X XX XXX 8058 11 812 12814 . X XX XXX 三相短路电流周期分量计算： 系统 A 侧： MVA X S S kA X I I j d j ZA 946165 0266 1000 1259 0266 98654 13 13 510 . . . . . ).( B 侧（ 41 FF ）的计算电抗为： 6681 1000 472189 8058 14 . . . j n js S S XX 由计算电抗查水轮机短路电流运算曲线得： 6120. * Z I6020 20 . .* Z I6540 2 . * Z I6540 4 . * Z I 水电站电气一次及发电机保护 18 10.5kV 侧的额定电流为： kA U S I j FFn FFn 41810 5103 472189 3 41 41 . . . )( )( 因此： kAIZ3766418106120. kAIZ2726418106020 20 . . kAIZ8136418106540 2 .kAIZ8136418106540 4 . MVASIS FFnZd 9571154721896120 41 . )( * C 侧 5 F的计算电抗为： 2300 1000 36847 8564 5 . . . j n js S S XX 由计算电抗查水轮机短路电流运算曲线得： 8124. * Z I4673 20 . .* Z I2503 2 . * Z I1843 4 . * Z I 10.5kV 侧的额定电流为： kA U S I j Fn Fn 6052 5103 36847 3 5 5 . . . )( )( 因此： kAIZ5351260528124. kAIZ032960524673 20 . . kAIZ466860522503 2 .kAIZ294860521843 4 . MVASIS FnZd 935227368478124 5 . )( * 所以， 3 d点的三相短路电流为： kAIZ036285351237661259. kAIZ42924032927261259 20 . . kAIZ40424466881361259 2 . kAIZ23224294881361259 4 . MVASd838509935227957115946165. 3 d点三相短路冲击电流 ch i及全电流最大有效值 ch I计算： A 侧和 B 侧采用远离发电厂地点，故 ch K1.80， Z K0.97 ch i . Z I8012 kA19439272612598012.).(. kAKKKII ZchZZch 445239708012970272612592 2222 .).(.).()( 2011 届电气工程及其自动化（电力）毕业设计（论文） 19 C 侧采用发电机机端，故 ch K1.90， Z K0.93 ch i . Z I9012 kA68233535129012. kAKKKII ZchZZch 774209309012930535122 2222 .).(.)( 所以，总的 ch i和 ch I为： ch i39.19433.68272.876kA ch I=23.445+20.774=44.219Ka 短路电流热效应计算： Zt Qt III Ztt Z Z 12 10 22 2 2 其中 t 取 4s =4 12 23224404241003628 222 . =2442.920 kSA2 三相短路电流计算成果汇总见附录： 3.23.2 非对称短路电流计算非对称短路电流计算 该系统的负序阻抗与正序阻抗图相比只是发电机出口端的负序阻抗是正序 阻抗的 1.45 倍，故负序阻抗如下3： 图 3-8 负序阻抗网络图 水电站电气一次及发电机保护 20 该系统的零序阻抗为3950 92529 1000 10 . . d j S S X，由原始资料可知线路的零 序阻抗为 1.1235，故其零序阻抗图为： 图 3-9 零序阻抗网络图 （一）正序网络的变换4 短路 1 d点等效后的正序阻抗图为： 图 3-10 1 d点正序阻抗网络图 241 111 1 171611 1 . XXX X 2011 届电气工程及其自动化（电力）毕业设计（论文） 21 短路 2 d点等效后的正序阻抗图为： 图 3-11 2 d点正序简化图 7060 111 1 131211 1 . XXX X 短路 3 d点等效后的正序阻抗图为; 图 3-12 3 d点正序简化图 0602 111 1 14135 1 . XXX X (二).负序网络的变换 短路 1 d点等效后的负序阻抗图为： 水电站电气一次及发电机保护 22 图 3-13 1 d点负序阻抗等值图 5073 2 04127 2111 . . /XXX 3101 10912 .XXX 2745 8543713 .)/()/(XXXXXX 再简化得, 图 3-14 1 d点负序简化图 2703 13 612 61214 . X XX XXX 1738 12 613 61315 . X XX XXX 2011 届电气工程及其自动化（电力）毕业设计（论文） 23 4021 111 1 151411 2 . XXX X 短路 2 d点等效后的负序阻抗图为： 图 3-15 2 d点负序简化图 3101 10911 .XXX9214 21612 ./XXXX 2803 4378513 .)/()(XXXXXX 7870 111 1 131211 2 . XXX X 短路 3 d点等效后的负序阻抗图为： 图 3-16 3 d点负序简化图 3101 10911 .XXX4602 43721612 .)/)(/(XXXXXXX 水电站电气一次及发电机保护 24 再化简得： 图 3-17 3 d点负序简化图 6015 12 811 81113 . X XX XXX51810 11 812 81214 . X XX XXX 4062 111 1 14135 2 . XXX X （三）零序网络的变换： 短路 1 d点等效后的零序阻抗图为： 图 3-18 1 d点零序简化图 5181 546 .XXX9330 327 ./XXX 再化简为： 2011 届电气工程及其自动化（电力）毕业设计（论文） 25 图 3-19 1 d点零序简化图 1965 7 16 168 . X XX XXX1933 6 17 179 . X XX XXX 9781 11 1 98 0 . XX X 短路 2 d点等效后的零序阻抗图为： 图 3-20 2 d点零序简化图 5181 546 .XXX9330 327 ./XXX 4090 111 1 761 0 . XXX X 短路 3 d点等效后的零序阻抗图为： 水电站电气一次及发电机保护 26 图 3-21 3 d点零序简化图 5181 546 .XXX70 217 ./XXX 再化简得： 图 3-21 3 d点零序简化图 3910 7 36 368 . X XX XXX7914 6 73 739 . X XX XXX 2793 11 1 98 0 . XX X 不对称短路电流计算 （一） 1 d点短路 正序综合阻抗241 1 . X 负序综合阻抗4021 2 . X 零序综合阻抗9781 0 . X 1. 单相短路电流 正序电流的标么值2110 1 021 1 1 . )( * XXX I 2011 届电气工程及其自动化（电力）毕业设计（论文） 27 正序电流的有名值kAIII j 60211986542110 1 1 1 1 . )( * )( 单相短路电流kAmII80634602113 1 1 1 . )( )( 2. 单相短路电流 正序电流的标么值3780 1 21 2 1 . )( * XX I 正序电流的有名值kAIII j 78520986543780 2 1 2 1 . )( * )( 两相短路电流kAI00136785203 2 . )( 3. 两相接地短路电流 正序电流的标么值4810 1 02 02 1 11 1 . ),( * XX XX X I 正序电流的有名值kAIII j 44826986544810 11 1 11 1 . ),( * ),( 两相接地短路电流kAI XX XX I9623913 11 1 2 02 0211 . )( ),( ),( (二) 2 d点短路 正序综合阻抗7060 1 . X 负序综合阻抗7870 2 . X 零序综合阻抗4090 0 . X 1. 单相短路电流 正序电流的标么值5260 1 021 1 1 . )( * XXX I 正序电流的有名值kAIII j 641202055260 1 1 1 1 . )( * )( 单相短路电流kAmII923764123 1 1 1 . )( )( 2. 单相短路电流 正序电流的标么值6700 1 21 2 1 . )( * XX I 正序电流的有名值kAIII j 363302056700 2 1 2 1 . )( * )( 两相短路电流kAI825536333 2 . )( 水电站电气一次及发电机保护 28 3. 两相接地短路电流 正序电流的标么值0261 1 02 02 1 11 1 . ),( * XX XX X I 正序电流的有名值kAIII j 151502050261 11 1 11 1 . ),( * ),( 两相接地短路电流kAI XX XX I854713 11 1 2 02 0211 . )( ),( ),( (三) 3 d点短路 正序综合阻抗0602 1 . X 负序综合阻抗4062 2 . X 零序综合阻抗2793 0 . X 1. 单相短路电流 正序电流的标么值1290 1 021 1 1 . )( * XXX I 正序电流的有名值kAIII j 0937986541290 1 1 1 1 . )( * )( 单相短路电流kAmII2792109373 1 1 1 . )( )( 2. 单相短路电流 正序电流的标么值2240 1 21 2 1 . )( * XX I 正序电流的有名值kAIII j 31712986542240 2 1 2 1 . )( * )( 两相短路电流kAI33421317123 2 . )( 3. 两相接地短路电流 正序电流的标么值2890 1 02 02 1 11 1 . ),( * XX XX X I 正序电流的有名值kAIII j 89115986542890 11 1 11 1 . ),( * ),( 两相接地短路电流kAI XX XX I9472313 11 1 2 02 0211 . )( ),( ),( 不对称短路计算结果如下： 2011 届电气工程及其自动化（电力）毕业设计（论文） 29 表表 3.1 不对成短路电流计算结果不对成短路电流计算结果 短路点单相短路电流 (kA) 两相短路电流 (kA) 两相接地短路电 流(kA) 1 d34.8067.92321.114 2 d36.0015.82521.334 3 d 39.9627.85423.947 因为方案的等效阻抗图与方案相同，故方案的短路电流计算结果与 方案也相同。 水电站电气一次及发电机保护 30 第四章第四章 电器主设备选择电器主设备选择 4.14.1 对方案对方案 I I 的各主设备选择的各主设备选择 其接线方式如下图： 图 4-1 方案主接线图 断路器和隔离开关的选择5 对 D1D4断路器和 G1G4隔离开关的选择 A.对 10.5kV D1D4断路器的选择 （1）按额定电压选择： 断路器的额定电压不小于安装地点电网额定电压，即 kVUn5 .10 （2）按额定电流选择 断路器的额定电流不小于流过断路器的长期负荷电流，即 2011 届电气工程及其自动化（电力）毕业设计（论文） 31 kAUSII nnn 735. 2)5 .103/(368.4705. 1)3/(05. 1 max （3）按开断电流选择 若在 D1D4上侧短路时流过 D1D4的短路电流为 F1流过的短路电流， 即为 26.498/213.249kA，而在 D1D4下侧短路时流过 D1D4的短路电流 为系统和 F2F5的短路电流之和，即 16.0365.87613.24935.161kA， 故应按 D1D4下侧短路时来选择设备，其短路电流为 35.161kA。 断路器的额定开断电流 Nbr I不应小于断路器开断瞬间的短路电流周期 分量。即 kAII dNbT 161.35 （4）按动稳定电流选择 电器允许通过的动稳定电流 es i不小于短路冲击电流 sh i，即 kAIii dshes 583.94161.3529 . 129 . 1 （5）按热稳定度校验 tIIIQdtd dk 12/ )10( 2 2 2 2 kAId161.35 kAId987.30434. 8517. 6036.16 2 kAId244.31668. 8540. 6036.16 4 代入上式，得SkAQk 2 14.3938 则SKAQQ kt 2 14.3938 B.对 10.5kV G1G4隔离开关的选择 （1）按额定电压选择：kVUn5 .10 （2）按额定电流校验：kAIIn735. 2 max （3）按动稳定度校验：583.94 shes ii （4）按热稳定度校验：SkAQQ kt 2 14.3938 选择 D1D4为3 .433000/1010 N S型断路器 选择 G1G4为3000/1010TGN型隔离开关 表表 4.14.1 所选各设备技术数据与计算数据所选各设备技术数据与计算数据 设备参数 34330001010./ N S3000/1010TGN 计算数据 )(kVUN1010)(kVUN10 水电站电气一次及发电机保护 32 )(AIN30003000)( max AI2735 )(kAINbr433)( kAId35.161 )( 2 2 SkAtIt 56.749943 .43 2 196004702 )( 2S kAQk3938.1 4 )(kAies130160)(kAies94.58 由上表可知所选断路器和隔离开关的技术参数能满足 对 D5，D6断路器和 G6G9隔离开关选择 A对 110kV D5，D6断路器的选择 （1）按额定电压选择： 断路器的额定电压不小于安装地点电网额定电压，即 kVUn110 （2）按额定电流选择 断路器的额定电流不小于流过断路器的长期负荷电流，即 kAUSII nnn 522. 0)1103/(736.9405. 1)3/(05. 1 max （3）按开断电流选择 若在 D5，D6上侧短路时流过 D5，D6的短路电流为 F1和 F2流过的短路电 流为 1.445kA，而在 D5，D6下侧短路时流过 D5，D6的短路电流为系统和 F3 F5的短路电流之和，即 3.8322.1495.981kA，故应按 D5，D6下侧短路时 来选择设备，其短路电流为 5.981kA。 断路器的额定开断电流 Nbr I不应小于断路器开断瞬间的短路电流周期 分量。即 kAII dNbT 981. 5 （4）按动稳定电流选择 电器允许通过的动稳定电流 es i不小于短路冲击电流 sh i，即 kAIii dshes 255.15981. 528 . 128 . 1 （5）按热稳定度校验 tIIIQdtd dk 12/ )10( 2 2 2 2 kAId981. 5 kAId768. 5 2 kAId367. 5 4 2011 届电气工程及其自动化（电力）毕业设计（论文） 33 代入上式，得SkAQk 2 425.132 则SKAQQ kt 2 425.132 B.对 110kV G6G9隔离开关的