毕业设计（论文）-2×12MW凝汽式火力发电厂电气部分设计.doc

攀枝花学院本科毕业论文ABSTRACT 212MW凝汽式火力发电厂电气部分设计 攀枝花学院本科毕业论文摘要I攀枝花学院本科毕业论文ABSTRACT摘 要本设计主要介绍了某区凝汽式火电站电气部分的相关知识，包括了电气主接线以及厂用电的设计、电气开关的选择、配置继电保护、防雷及接地等各方面的内容。待建电站第一期工程装机容量和台数为212MW，第二期为225MW。总装机容量=212+225=74MW，小于200MW，单机容量小于50MW，为小型凝汽式火电厂。当本厂完全投产后，在系统总容量中占据的比列为：74/（425+225+74）100%=33%，超过了电力系统检修备用容量与事故备用容量，而且最大负荷利用时间在四千到七千小时之间、包括了类负荷和类负荷，说明该火电站在未来供电系统中占据主要地位。从负荷特点及电压等级可知，它具有10KV， 110KV两级电压负荷。10KV负荷为地方负荷。110KV接受本厂剩余功率。最大可能接受本厂送出电力为74-13.2-7410%=53.4MW，最小可能接受本厂送出电力为74-18.9-7410%=47.7MW。关键词：凝气式火电厂 电气部分 212MW + 225MW40ABSTRACTThis design mainly introduces the condenser type selecting good electrical part of the relevant knowledge. It also includes the main electrical wiring and APC design, the choice of electrical switch, configuration relay protection, lightning protection and grounding and so on various aspects of content. The power station is to be built, and its installed capacity and the numbers are 2 x 12MW for the first phase of the project, 2 x 25MW for the second phase. The total installed capacity of is equal to 2 x 12 + 2 x 25 = 74MW, but less than 200 MW. The standalone capacity of small condenser type coal-fired plants is less than 50MW .After the factorys production completely, it occupies total capacity in the system, taking as: 74 / (than 4 * 25 + 2 x 25 + 74) x 100% = 33%, which is more than the power system maintenance spare capacity and accident the spare capacity. Besides ,the biggest load of the using time is from 4,000 to 7,000 hours, including thekind of load and thekind of load. From what have been mentioned above all, which embody that the power-stations play an important role in future power supply system .From the load characteristics and voltage grade we know that it has two levels load voltage both 110KV and 10 KV . 10 KV load is the local load , and 110KV can be accepted by the rest of power .It may be accepted the maximum power 74-13.2-7410% = 53.4 MW by factory sending out while the minimum power is 74-18.9-7410%=47.7MW.Keywords：Coagulation gas type coal-fired plants Electrical parts 212MW + 225MW攀枝花学院本科毕业论文目录目 录摘 要1ABSTRACTII目 录I1 引 言12 电气主接线22.1 系统与负荷资料分析22.2主接线方案的选择22.2.1方案拟定的依据22.2.2各电压等级接线形式的拟定32.2.2主接线方案的比较与选择32.3 主变压器的选择与计算42.3.1变压器容量和台数的确定原则52.3.2变压器型式和结构的选择原则52.3.3变压器的选择与计算63 厂用电设计83.1 厂用电接线方式的选择83.1.1对厂用电接线的基本要求83.1.2火力发电厂厂用电接线的设计原则83.1.3厂用电接线形式的拟定94 短路电流的计算104.1短路计算的一般规则104.2短路电流的计算115 导体和电器设备的选择设计155.1导体和电器选择的一般原则155.2输电导线的选择与校验155.3电气设备的选择条件165.3.1按正常工作条件选择电器165.3.2按当地环境条件校验165.3.3按短路情况校验175.4主接线中设备配置的一般原则175.4.1电器元件的选择186 发电厂防雷保护216.1 雷电过电压的形成与危害216.2 电气设备的防雷保护216.2.1 发电厂和变电所的防雷保护216.2.2 架空输电线路的防雷保护216.2.3旋转电机的防雷保护216.2.4 配电网的防雷保护216.3 避雷针的配置原则226.4 避雷针位置的确定226.5 避雷器的选择和配置227 主系统保护配置整定257.1 变压器继电保护配置257.2 发电机继电保护配置整定277.3 110KV线路保护297.4 110KV母线保护297.5 10KV线路保护297.6 10KV母线保护30结论31参考文献32附录133附录235致谢36攀枝花学院本科毕业论文1 引言1 引 言电气部分的设计需要同时考虑许多复杂的元素，本设计严格依照设计的相关步骤，对原始资料进行分析、拟定主接线方案、计算短路电流和选择主要电器元件、设计防雷接地和直流系统方案，主要侧重于简单的整体设计。其中短路电流的计算在本设计中是基于发电机和变压器的选择之上、而且会影响到后续电气设备的选择，再整个设计中起着承前启后的作用。一个设计的好坏，决定着工程建设的投资费用和建成投产后各方面运行安全的可靠性和生产的整体经济效益。所以说设计工作是工程建设的灵魂。它是一门涉及了各方面综合性的.应用技术科学，主要包括了技术、科学、经济和方针政策等各个方面的内容。而毕业设计则是将大学四年里面学到的科学知识和这门科学结合起来，进行一次理论上的实践。所以认真做好这次设计无论是对于巩固自身所学的知识还是为了将来更好地投身工作而言都尤为重要。本设计的实践目的是，培养自己独立分析和解决问题的工作能力以及实际工程设计的基本技能、学习巩固发电厂电气部分设计的基本方法，并在分析和计算、解决实际工程问题的能力等方面得到训练，为今后从事电气运行管理、设计和科研工作奠定必要理论基础。本设计主要侧重于火力发电站一次方面的知识。整体以发电厂电气部分的理论知识为依托，参考了发电厂电气部分课程设计参考资料、电力系统分析、工厂供电等教材与资料，最终完成了整个设计的内容。本设计是对212MW + 225MW总装机容量为74MW的小型凝汽式火电厂进行电气部分的设计，它主要包括了电气主接线的选择、短路电流的计算、电气设备的选择、配电装置的选择防雷及接地等方面的内容。攀枝花学院本科毕业论文2 电气主接线2 电气主接线发电厂电气主接线是电力系统接线的主要组成部分。它表明了发电机、变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成发电、变电、输电的任务。它的设计，直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。由于电能生产的特点是：发电、变电、输电和用电是在同一时刻完成的，所以主接线设计的好坏，也影响到工农业生产和人民生活。因此，主接线的设计是一个综合性的问题。必须满足国家有关技术经济政策的前提下，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。2.1 系统与负荷资料分析发电厂容量的确定与国家经济发展规划、电力负荷增长速度、系统规模和电网结构以及备用容量等因素有关。发电厂装机容量标志着发电厂的规模和在电力系统中的地位和作用。设计电厂为小型凝气式火电厂，其容量为212+225=74MW,最大单机容量为25MW，工程共分为两期进行。当电厂全部机组投入运行后，在电力系统中占据的比例没有超过电力系统的检修备用容量为8%15%和事故备用容量为10%的限额，说明该电厂在未来电力系统中不占主导作用和主导地位，主要供给地区用电。发电厂运行方式及年利用小时数直接影响着主接线设计。从年利用小时数看，该电厂年利用小时数最高达到7000h/a，远大于我国电力系统发电机组的平均最大负荷利用小时数5000h/年；又为火电厂，所以该发电厂为带基荷的发电厂，在电力系统占比较重要的地位，因此，该厂主接线要求有较高的可靠性；从负荷特点及电压等级可知，该电厂具有10KV和110KV两级电压负荷。10KV电压等级有8回架空线路，承担级级负荷,最大年利用小时数超过5000h/a，说明对其可靠性有一定要求；110KV电压等级有2回架空线路输出，接入远方系统。2.2主接线方案的选择 2.2.1方案拟定的依据电气主接线设计的基本要求，概括起来主要包括以下三个方面的内容：可靠性、灵活性和经济性。电力生产的首要任务是安全可靠，保证供电可靠是衡量电气主接线最基本的要求。衡量主接线可靠性和进行定性分析时，通常从以下几个方面来考虑：检修断路器时，是否会影响连续供电；线路、断路器或母线出现故障、以及对母线检进行修时，造成停电时间长短和馈线停运回路数多少，能不能满足一、二类负荷的供电要求；本电站有无全厂停电可能性；大型机组突然断电会对电力系统的稳定运行产生怎样的影响等因素。所以对发电厂电气主接线，除一般对可靠性进行定性分析外，还需进行一定的可靠性定量计算。主接线还应该具有足够的灵活性，要能够适应多种运行方式的变化，而且在检修、事故等特殊状态下操作方便、调度灵活、检修安全，并且还要考虑将来的扩建、发展等方面的因素。对主接线的可靠性与经济性，应该从各个方面综合考虑，在满足技术要求的前提下，尽可能投资省、占地面积少、电能损耗少、年投资与运行费用为最小。2.2.2各电压等级接线形式的拟定通过对原始资料的分析，列举出可能的电气主接线方式，再从中选择出最合理的方案作为代建火电厂的电气主接线。发电机与变压器侧的主接线设计：根据原始资料可知，10KV母线上所承担的负荷包括钢厂、纸厂、车站、城关，共17MW。由于负荷中涵盖了、两级负荷，所以采用八回线输出。两台12MW的发电机以单元接线的方式接入10KV母线。为了保证供电的可靠性，可采用单母线分段带旁路或双母线接线形式。110KV母线电气主接线方案设计：两台25MW的发电机组采用单元接线的方式，通过升压变压器升压之后，直接将电能送入110KV母线。110母线上两回线输出，将电能送入远方系统。保证供电的可靠性和灵活性，可采用双母线接线形式。 分析原始资料之后，拟定两种电气主接线方案如表下表：表2.1 主接线方案电压等级方案1方案210KV单母线分段双母线接线110KV双母线接线双母线接线2.2.2主接线方案的比较与选择两种方案的可靠性都能满足系统需要，不做比较。，检修母线或设备故障、检修都不会全厂停电。而对于10KV级电压而言，每段母线所接发电容量为12MW，总出现回路为八回，方案一相对于方案二来说，设备较少，设备本身故障率相对较低。虽然方案二相对方案一，其母线可靠性更高，但是更具原始资料的分析，10KV线上所接的是小容量发电机，对于8回线出线，其母线可靠性已足够了，并且设备相对较少，选择方案一更加具有经济性。方案二相对于方案一而言，电厂规模可以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。所以更具有优势，但是考虑到本电站附近已经有一个火电站和一个水电站，扩建的可能性相对较小。所以，综上所述，待建凝汽式火电站的电气主接线拟选用第一种方案，即：10KV采用单母线分段接线，110KV采用双目线接线，其设计简图如下： 图2.1电气主接线简图2.3 主变压器的选择与计算在发电厂和变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器；用于两种电压级之间交换功率的变压器，称为联络变压器；只供本厂用电的变压器，称为厂用变压器。对于中小型发电厂主变压器的选择，一般按照以下几个原则来进行：为节约投资及简化布置，主编也起应选用三相式。为保证供电可靠，发电机电压母线上的主变压器一般不少于两台。在高、中系统均为中性点直接接地系统的情况下，可考虑采用自耦变压器。对潮流方向不固定的变压器，经计算采用普通变压器不能满足调压要求时，可选用有载调压变压器。2.3.1变压器容量和台数的确定原则主变压器容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的确定除依据传递容量基本原始资料外，还应根据电力系统510年发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。如果变压器容量选得过大，台数过多，不仅增加投资，增大占地面积，而且也增加了运行电能损耗，设备未能充分发挥效益；若容量过小，会满足不了变电站负荷的需要，这在技术上是不合理的。所以，主变压器的选择应该秉着经济可靠的原则，在容量和台数的选择上都尽量需求相符合。 单元接线的主变容量的确定原则单元接线时主变压器应按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度来确定。采用扩大单元接线时，应尽可能采用分裂绕组变压器，其容量亦应按单元接线的计算原则算出的两台机容量之和来确定。变压器台数的确定原则发电厂或变电所主变压器的台数与电压等级、接线形式、传输容量以及和系统的联系有密切关系。通常与系统具有强联系的大、中型发电厂和重要变电所，在一种电压等级下，主变压器应不少于2台；而对弱联系的中、小型发电厂和低压侧电压为6-10KV的变电所或与系统只是备用性质时，可只装一台主变压器；对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，可设3台主变压器。根据本厂的主接线方式可以确定，两台25MW的发电机组分别通过单元接线接入110V母线，将电能送入远方系统。而另外两台12MW发电机组主要负责本地负荷，10KV母线上剩余电能通过两台变压器送入110KV母线。所以，本设计中一共选择四台变压器作为火电厂的主变压器。2.3.2变压器型式和结构的选择原则主变压器型式的确定原则选择主变压器型式时，应从相数、绕组数、绕组接线组别、冷却方式、调压方式等方面考虑，通常只考虑相数和绕组数以及绕组接线组别。在330KV及以下电力系统，一般都应选用三相变压器。因为单相变压器组相对来讲投资大、占地多、运行损耗也较大，同时配电装置结构复杂，增加了维修工作量。对于大型三相变压器，当受到制造条件和运输条件的限制时，则宜选用两台小容量的三相变压器来取代一台大容量三相变压器，或者选用单相变压器。一般当最大机组容量为125MW及以下的发电厂多采用三绕组变压器，对于最大机组容量为200MW及以上的发电厂，通常采用双绕组变压器加联络变压器，当采用扩大单元接线时，应优先选用低压分裂绕组变压器，这样，可以大大限制短路电流。变压器三绕组的接线组别必须与系统电压相位一致，否则，不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有星型“Y”和三角形“D”两种。变压器三相绕组的连接方式应根据具体工程来确定。我国规定，110KV及以上电压等级，变压器三绕组都采用“YN”连接；35KV采用“Y”连接，其中性点通过消弧线圈接地；35KV以下高压电压，变压器三绕组都采用“D”连接。在发电厂和变电所中，一般考虑系统或机组的同步并列要求以及限制三次谐波对电源的影响因素，根据以上绕组连接方式的原则，主变压器接线组别一般选用YN，d11常规接线。综上，该电厂接于330KV以下电力系统，变压器相数选三相；又该发电厂最大机组容量为25MW，则选双绕组变压器加联络变。110KV及以上电压等级，变压器的接线方式为“YN”连接，选常规接线YN，d11常规接线。2.3.3变压器的选择与计算按照变压器容量、台数和型式的确定原则，该发电厂主接线采用四台三相双绕组主变压器和一台联络变压器。四台主变压器分别和四台发电机组组成单元接线，联络变压器选用三相三绕组降压自耦变压器。主变压器的选择与两台25MW机组相连的主变压器容量和型式一样，其每台的容量：S=( Pc Pt ) （1+10%）/cos 式（2.1）ST3 = ST4=（24-2410%-17）1.1/0.8=6.325MVA 式（2.2）ST1 = ST2=（25-2510%）1.1/0.8=30.5MVA 式（2.3）厂用变压器的选择本次设计厂用电系统主接线采用单母线分段接线方式，厂用电分别从四台发电机的出口端引接，因此，需要四台厂用变压器。由于四台发电机都属于小型机组，为限制短路电流，提高可靠性，四台变压器均采用低压分裂绕组变压器，两低压侧分别接到两段母线上，达到相互备用的效果。这个低压分裂绕组降压变压器选择SFF7-40000/35、低压侧容量为20MVA的变压器。单机容量在60KW以下的发电厂，厂用电通常采用3KV电压等级，所以对应于25MW机组的厂用变压器，由于机端电压为10.5KV，其各侧电压为10.5.3/6.3，容量为2510%/0.85=2.35MVA，选用SFFL-25000/15双分裂两绕组变压器，其高压侧容量为25 MVA,低压侧容量为16 MVA。对应于12MW机组的厂用变压器，由于机端电压为10.5KV，其各侧电压为10.5/6.3/6.3，容量为1210%/0.85=1.13MVA，选用双分裂两绕组变压器。变压器 型号额定容量(KVA)额定电压(KV)空载电流(%)联结组高压中/低压主 变T-1,2630011010.51.1YNd11主 变T-3,43150011010.50.8YNd11厂用变1250100.41.6表2.2 所选变压器型号及参数表发电机型 号额定电压(KV)额定容量(MW)同步电抗（）功率因数G-1、G-2QF2-12-210.5122.1270.8G-3、G-4QF2-25-210.5252.2560.8表2.3 所选发电机型号及参数表攀枝花学院本科毕业论文3 厂用电设计3 厂用电设计3.1 厂用电接线方式的选择厂用电按其负荷的重要性一般分为事故保安负荷、类负荷、类负荷、类负荷。3.1.1对厂用电接线的基本要求厂用电接线除应满足正常运行安全、可靠、灵活、经济和检修、维护方便等一般要求外，还应该满足以下几点：考虑发电厂在正常、事故、检修、启动等不同运行方式下的供电要求，尽量简化切换操作，使备用电源能在短时间内投入使用。尽量缩小厂用电系统故障影响范围，避免引起全厂性停电事故。对于大型机组，厂用电应相互独立，以保证当一台机组出现故障停运或其辅助机械的电气故障时，不会影响另一台机组的正常运行。由于本电站工程分两期进行，所以在厂用电设计上应当充分考虑连续施工或分期扩建时的供电问题。对于公共厂用负荷的供电，必须结合远景规划进行统筹安排，尽量避免改变接线和更换设备。积极慎重地采用经过试验鉴定的新技术和新设备，保证厂用电系统的先进性，使其更经济合理，最大程度低保证机组安全满发运行。3.1.2火力发电厂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。首先，厂用电接线应保证对厂用负荷进行可靠和连续供电，使电站主机安全运转；其次，接线应能灵活地适应正常、事故、检修等各种运行方式的要求；还应适当注意其经济性和发展的可能性、并积极慎重地采用新技术、新设备，使其具有可行性和先进性。资料显示：对于火电厂，当发电机容量在60MW及以下，发电机电压为10.5KV时，可采用3KV作为厂用高压电压；当容量在100MW300MW时，宜选用6KV作为厂用高压电压；当容量在300MW以上时，若技术经济合理，可采用3KV和10KV两段电压。该火电站发电机单机容量低于60MW，所以选择3KV作为常用高压电压更为合理火电厂厂用电率较大，为了保证厂用电系统的供电可靠性与经济性，且便于运行、检修，一般都采用“按炉分段”的接线原则，即将厂用电母线按锅炉的台数分成若干独立段，这样既便于运行、检修，又能使事故影响范围局限在一机一炉，不会影响正常运行的完好机炉。低压380/220V厂用电的接线，对大型火电厂，一般采用单母分段接线，即按炉分段。3.1.3厂用电接线形式的拟定依据对厂用电接线的基本要求，在本次设计中，厂用电接线采用单母线分段的接线方式。分段采取“按炉分段”的接线原则，由于本厂发电机组的容量均小于125MW，其锅炉的容量较小，每个锅炉用一段厂用母线供电，即共分为4段，并且保证厂用负荷在各段上尽可能分配均匀。本厂机组单机容量远低于60MW，选用3KV作为厂用高压电压。厂用工作电源从发电机出口端引接，通过分裂绕组厂用高压变压器给3KV厂用高压母线供电，厂用高压变压器两低压侧分别接在两段厂用母线上。备用电源从联络变压器的低压侧15.75KV引接，经低压分裂绕组变压器降压后接在两段共用备用母线上。从3KV厂用母线上以变压器分别引接到低压厂用段母线，构成厂用低压系统。厂用各高压和低压分段母线互为备用。攀枝花学院本科毕业论文4 短路电流的计算4 短路电流的计算在发电厂的电气设计中，短路电流计算是其中一个非常重要的环节。通过短路电流计算，可以在选择电气主接线时，比较各种接线方案。在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障运行情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，也需要进行全面短路电流计算。在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以短路时的短路电流为依据。当短路发生时，对电厂供电的可靠性会产生很大影响；严重时，可能会导致电力系统失去稳定，甚至造成系统解列。因此，短路电流计算是一个非常有必要、而且必须进行的工作。4.1短路计算的一般规则验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按本工程的设计规划内容计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本工程建成后5至10年）。确定短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具体反馈作用对异步电机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流最大的点。对带电抗器的6KV至10KV出线与厂用分支回路，除其母线与母线隔离开关之间隔离板前的引线和套管的计算短路点选择在电抗器前外，其余导体和电器的计算短路点选择在电抗器后。导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流，一般按三相短路验算。若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统以及自耦变压器等回路中的两相短路严重时，则应按严重的情况计算。短路电流的计算中，常采用以下假设和原则：正常工作时，三相系统对称运行；所有电源的电动势相位角相同；系统中的同步和异步电机均为理想电机，不考虑电机磁饱和、磁滞、涡流以及导体集肤效应等影响；转子结构完全对称；定子三相绕组空间位置相差120度电角度；电力系统中，各个器件的磁路不饱和，即带铁心的电气设备电抗值不随电流大小变化而变化； 同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）；短路发生在短路电流为最大值的瞬间；不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，器件的电阻都忽略不计；器件的参数都取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围；输电线的电容略去不计；用概率统计法制定短路电流运算曲线。4.2短路电流的计算 短路电流由于其值很大，在极短的时间内就能产生较大的损耗，由于来不急散发热量而造成电气设备的温度急剧升高，引起设备的老化或损坏，对供电的可靠性产生影响。当所选设备不能满足短路电流的限制时，对供电的可靠性将产生极为严重的影响。为此，在设计主接线时，应计算短路电流。短路电流计算的目的是为设备的选型提供依据；初步考察短路事故对发电厂以及系统的可靠性和稳定性的影响，为电厂主接线形式的选定、继电保护装置的选择和整定计算提供依据。此外，通过对短路电流的计算，还可初步确定系统的损耗，为发电厂的经济运行提供依据。本次短路计算中，选取了三个短路电流计算点，10KV母线和110KV母线上各一个；25MW发电机组接入110KV母线的单元接线处一个。短路类型定为对系统影响最为严重的三相短路。选取SB=100MVA UB=Uav 短路等效电路图如图所示：图 4.1 短路等效电路图1) 式（4.1）2) 式（4.2）3) 式（4.3）4) 式（4.4）5) 式（4.5）6) 式（4.6）7) 式（4.7）8) 式（4.8）9) 式（4.9）10) 式（4.10）11) 式（4.11）12) 式（4.12） 当d1点短路时，系统额定电流：IB=SB/（31/2VB）=100/(31/2230)=2.51KA 式（4.13）25MW发电机额定电流IN1 =(PN/COS)/ (31/2VB) =(25/0.8)/( 31/2230 =1.181KA 式（4.14）12MW发电机额定电流IN2 =(PN/COS)/ (31/2VB) =(12/0.8)/( 31/2230) =0.7383KA式（4.15）支路1：25MW发电机-主变-短路点d1：转移电抗，计算电抗Xf1 =(0.6824+0.0254) /2=0.3533 式（4.16） Xjs1 =0.3533(50/0.8)/100 =0.2208 式（4.17）支路2：12MW发电机-主变-联络变-短路点d1：转移电抗，计算电抗Xf2 =（1.2240+0.8661）/2+0.3850+0.6354=2.0754 式（4.18）Xjs2 =2.0754(250/0.85)/1000 =0.6615 式（4.19）支路3：110KV系统-短路点d1：转移电抗，计算电抗Xf3 = Xs =0.0723 式（4.20）Xjs3 = Xf3 =0.0723 式（4.21）系统提供的短路电流：Ips =1/ Xjs3 =1/0.0723 =13.831KA 式（4.22） 当d2点短路时，系统额定电流：式（4.23）IB=SB/（31/2VB）=100/(31/2115)=0.5020KA 式（4.24）25MW发电机额定电流IN1 =(PN/COS)/ (31/2VB) =(50/0.8)/( 31/2115) =2.363KA 式（4.25）12MW发电机额定电流IN2 =(PN/COS)/ (31/2VB) =(12/0.8) /( 31/2115) =1.477KA式（4.26）支路1：25MW发电机-主变-联络变-短路点d2: 转移电抗，计算电抗Xf4 =0.5933+1.0204+0.59331.0204/0.0723=9.9872 式（4.27）Xjs4 =9.9872(400/0.85)/1000 =4.7000 式（4.28）由于计算曲线只做到Xjs =3.45为止。当Xjs 3.45时，近似的认为为短路周期电流的幅值已不随时间而变，短路电流为： Ips =1/4.7000=0.213 式（4.29） 支路2：12MW发电机-主变-短路点d2: 转移电抗，计算电抗Xf5 =(0.8661+1.2240) /2=1.0451 式（4.30）Xjs5 =1.0451(250/0.85) /100 =0.3074 式（4.31）系统提供的短路电流：Ips =1/ Xjs6 =1/1.2170 =0.822 KA 式（4.32）根据所得的计算电抗值，查计算曲线数字表可得短路周期电流的标幺值。攀枝花学院本科毕业论文5 导体和电气设备的选择设计5 导体和电器设备的选择设计导体和电器的选择设计，同样必须执行国家的有关技术经济政策，并应做到技术先进、经济合理、可靠安全、运行方便和适当的留有发展余地，以满足电力系统安全经济运行的需要。5.1导体和电器选择的一般原则 所选设备应能满足电厂正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展；在满足可靠性要求的前提下，应尽可能的选用技术先进和经济合理的设备，使其具有先进性；必须按当地环境条件对设备进行校准；所选设备应和整个工程建设标准协调；扩建工程应尽量使新老电器型号一致；同类设备选择时应尽量减少品种；选用新产品均应具有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格。5.2输电导线的选择与校验由原始资料分析可得，待建火电厂的本地负荷主要由10KV母线承担，包括了钢厂、纸厂、车站、城关。其中钢厂、纸厂、车站、城关都有、两级负荷，为了保证供电可靠性，本设计采用两回LGJ型钢芯架空线输电，及，10KV回路上共有八回线输出。其输电导线选择校验如下：钢厂：所需负荷为6MW，每回线的输送功率为3MW，计算电流：。 式（5.1）根据负荷时间查表可得经济电流密度。 式（5.2）经济截面。 式（5.3）选取标准截面240，则选择导线型号为：. 校验发热条件：查电力系统分册附表8得，.，满足发热条件。校验机械强度：查表得，10KV架空线钢芯铝线最小截面，所选导线满足机械强度要求。同理可得，纸厂所选输电导线型号为：。车站和城关所选输电导线型号为：。5.3电气设备的选择条件正确的选择电器是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电器选择时，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，并注意节省投资，选择合适的电器。电器要能可靠的工作，必须按正常条件下进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定。5.3.1按正常工作条件选择电器额定电压和最高工作电压 所选用的电器允许最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压，即UalmUsm。一般情况下，当额定电压在220KV及以下时电器允许最高工作电压Ualm是1.15UN；额定电压是330KV500KV时为1.1UN。而实际电网的最高运行电压Usm不会超过电网额定电压的1.1倍，因此在选择电器时一般可按电器额定电压UN不低于装置地点电网额定电压UNs的条件选择,即UNUNs。额定电流 电器的额定电流IN是指额定周围环境温度下，电器的长期允许电流。IN应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流Imax，即INImax。由于发电机、调相机和变压器在电压降低5%时，出力保持不变，故其相应回路的Imax为发电机、调相机或变压器的额定电流的1.05倍；若变压器有过负荷运行可能时，Imax应按过负荷确定（1.3-2倍变压器额定电流）；母联断路器回路一般可取母线上最大一台发电机或变压器的Imax；母线分段电抗器的Imax应为母线上最大一台发电机跳闸时，保证该段母线负荷所需的电流，或最大一台发电机额定电流的50%80%；出线回路的Imax除考虑正常负荷电流外，还应考虑事故时由其他回路转移过来的负荷。此外，还与电器的装置地点、使用条件、检修和运行等要求，对电器进行种类和形式的选择。5.3.2按当地环境条件校验在选择电器时，还应考虑电器安装地点的环境条件，当气温、风速、温度、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等环境条件超过一般电器使用条件时，应采取措施。例如：当地区海拔高度超过制造部门的规定值时，由于大气压力、空气密度和湿度相应减少，使空气间隙和外绝缘的放电特性下降，一般当海拔在10003500m范围内，若海拔比厂家规定值每升高100m，则电器允许最高工作电压要下降1%。当最高工作电压不能满足要求时，应采取高原型电器，或采用外绝缘提高一级的产品。对于110KV及以下电器，由于外绝缘裕度较大，可在海拔2000m以下使用。当污秽等级超过使用规定时，可选用有利于防污的电瓷产品，当经济上合理时可采用屋内配电装置。我国目前生产的电器使用的额定环境温度为40，如周围环境温度高于40（但60）时，其允许电流一般可按每增高1，额定电流减少1.8%进行修正，当环境温度低于+40时，额定电流可增加0.5%，但其最大电流不得超过额定电流的20%。5.3.3按短路情况校验短路热稳定校验 短路电流通过电器时,电器各部分的温度应不超过允许值.满足热稳定的条件为ItItTkQk ；式中Qk为短路电流产生的热效应，It、t分别为电器允许通过的热稳定电流和时间。电动力稳定校验电动力稳定是电器承受短路电流机械效应的能力，亦称动稳定。满足动稳定的条件为iesish，IesIsh；式中ish、Ish分别为短路冲击电流幅值和有效值，ies、Ies分别为电器允许的动稳定电流的幅值和有效值。5.4主接线中设备配置的一般原则 对电气主接线的基本要求，概括的说应该包括供电的可靠性、经济性、灵活性以及操作的方便性和扩建的可能性等方面。为了满足这些要求，除与主接线形式有重要关系外，与设备的配置也有密切联系。设备配置包括设备的选择和摆放问题，因此，设备配置的一般原则包括设备选择的原则和摆放原则。下面简要介绍一下。设备选择的原则 选择设备时，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，必然要选用高质量、现代化的设备和自动装置，从而导致投资费用的增加。因此，在选择设备时，应综合考虑可靠性与经济性，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证对负荷安全可靠供电要求时，应尽量使投资省，选择电能损耗少、占地面积小、价格便宜以及维护方便的设备。在技术经济条件允许的情况下，应尽可能的使用经过试验鉴定的新设备、新技术以使主接线具有可靠性和先进性。设备的摆放原则设备的摆放的主接线的可靠性和经济性以及系统的安全性有一定影响，因此，在摆放设备时，应综合考虑其可靠性和经济性，在保证运行安全可靠的前提下，应尽可能使设备布置紧凑、美观，检修、巡视和操作方便，力求节约材料和减少占地面积，以降低投资。5.4.1电器元件的选择高压断路器的选择1) 断路器的种类和形式的选择因为10KV侧有4回出线，110KV侧有2回出线，所以接入10KV,110KV侧的高压断路器可SN断路器。额定电压的选择10KV侧: UN= UNs =1.110KV=11KV 式（5.4）110KV侧: UN= UNs =1.1110KV=121KV 式（5.5）其中UN 为电气设备的额定电压，UNs 为电网的额定电压。2) 额定电流的选择IN1Imax1=1.05 PN /31/2UN COS 式（5.6）110KV侧：母线和旁路断路器额定电流：IN1Imax1=1.05240106/（1.732 0.85121103）=1.415KA式（5.7）接负荷出线断路器额定电流：IN1Imax1=1.05240/（1.732 0.8511012）=0.118KA 式（5.8）110KV侧主变压器出线断路器额定电流：IN1Imax1=1.05125/（1.732 0.85121）=0.737KA 式（5.9）110KV侧:母线和旁路断路器额定电流：IN1Imax1=1.05360/（1.732 0.85242）=1.061KA 式（5.10）接负荷出线断路器额定电流：IN1Imax1=1.05360/（1.732 0.852426）=0.177KA 式（5.11）110KV侧主变压器出线断路器额定电流：IN1Imax1=1.05200/（1.732 0.85242）=0.589KA 式（5.12）3) 开断电流的选择高压断路器的额定开断电流INbr不应小于实际开断瞬间的短路电流周期分量IPt,为了简化计算可应用此暂态电流I进行选择,即INbrI