2×135MW热电厂电气一次部分设计.doc

.毕业设计题 目：2135MW热电厂电气一次部分设计院 系： 专 业： 班级学号： 学生姓名： 指导教师： 成 绩： 2016年 10月 25日目 录引言51 系统与负荷资料分析62 电气主接线72.1 主接线方案的选择72.1.1各电压等级接线形式的拟定72.1.2主接线方案的拟定72.1.3 主接线方案的比较与选择82.2 主变压器的选择与计算92.2.1发电机型号的确定92.2.2 变压器容量确定原则92.2.3 主变压器的选择与计算102.3 厂用电接线方式的选择122.3.1 对厂用电接线的基本要求122.3.2 火力发电厂厂用电接线的设计原则122.3.3 厂用电接线形式的拟定132.4 主接线中设备配置的的一般规则143 短路电流的计算163.1 短路计算的一般规则163.2 短路电流的计算173.3 短路电流计算表174 电气设备的选择184.1 电气设备选择的一般原则184.2 电气设备选择的条件184.2.1按正常工作条件选择电器184.2.2按当地环境条件校验194.2.3按短路情况校验194.3电气设备选择结果表205配电装置225.1配电装置选择的一般原则225.1.1隔离开关的配置225.1.2电压互感器的配置235.1.3电流互感受器的配置235.2配电装置的选型和依据23摘要电力系统是以发电、变电、输电和用电环节组成的电能生产与消费的一个完整的系统。电气主接线也称为电气主系统一次接线，它是发电厂、变电所电气设计的主体，也是电力系统网络的重要组成部分。电气主接线反映了发电机、变压器、线路、断路器和隔离开关等有关电气设备的数量、各回路中电气设备的连接关系及发电机、变压器与输电线路、负荷间的连接方式，直接关系到电力系统的可靠性、灵活性和安全性。本次设计一个装机容量为2135MW的热电厂，考虑分期实施，2台100MW发电机变压器组，1台50MW发电机变压器组。热电厂有220kV和35kV两个升高压等级，最大输送功率300MW。通过2回220kV和1回35kV联络线与邻近的一个220kV和一个35kV的变电站并网；220kV母线采用双母线接线方式、35kV母线采用单母线接法方式。本设计满足可靠性和灵活性，并且考虑运行的经济性。关键词：发电厂、电力系统、短路电流、配电装置、同期。abstractElectric power system is a complete system of production and consumption of electricity, which is composed of power generation, power generation, electricity transmission and electricity consumption. Electrical main wiring is also known as the main electrical wiring, which is the main power plant, substation electrical design, but also an important part of the power system network. The main electrical wiring reflects the generator transformer circuit breaker and isolating switch on the number of electrical equipment, electrical equipment in each loop connection and generator transformer and transmission line load and the connection between is directly related to the power system reliability, flexibility and security.The design of an installed capacity of 135MW thermal power plant, considering the phased implementation, 2 sets of 200MW generator transformer unit, 1 sets of 300MW generator transformer. Thermal power plant has 220kV and 35kV two liters of high voltage levels, the maximum transmission power of 700MW. Through 2 times of 220kV and 1 back 35kV tie line and adjacent to a 220kV and a 35kV transformer substation; 220kV bus using double bus connection mode, 35kV bus using single bus connection method. This design meets the reliability and flexibility, and considers the economic performance of the operation.Key words: power plant, power system, short circuit current, power distribution equipment, the same period.引言发电厂的设计需要考虑诸多复杂的条件因素，本设计是一种简单的整体设计，严格依照设计步骤，即对原始资料分析、主接线方案的拟定与选择、短路电流计算和主要电气选择、绘制电气主接线图、编制工程预算，其中工程预算在本设计中仅作估计处理，不作严格计算，而短路电流的计算是基于变压器，发电机的选择之上且影响到后面电气设备的选择，起着承前启后的作用。设计工作是工程建设的关键环节，是工程建设的灵魂。做好设计工作，对工程建设的工期、质量、投资费用和建成投产后的运行安全可靠性和生产的综合经济效益，起着决定性的作用。它是一门涉及科学、技术、经济和方针政策等各方面的综合性的应用技术科学。设计工作的基本任务是，在工程建设中贯彻国家的基本建设方针和技术经济政策，做出切合实际、安全适用、技术先进、综合经济效益好的设计，有效地为电力建设服务。因此做好设计工作对工程的建设的工期、质量、投资费用和建成投产后的运行安全可靠性和生产的综合经济效益，起着决定性的作用。本次设计是在课程设计任务书的基础上，以熊信银主编的发电厂电气部分专业理论知识为依托，翻阅及参考了相关的电气设计资料。本设计是对2135MW总装机容量为3400MW的凝汽式区域性热电厂进行电气一次部分及其厂用电高压部分的设计，它主要包括了四大部分，分别为电气主接线的选择、短路电流的计算、电气设备的选择、配电装置的选择。其中详细描述了主接线的选择、短路电流的计算和电气设备的选择，从不同的短路情况进行分析和计算，对不同的短路参数来进行不同种类设备的选择，并对设计进行了理论分析。1 系统与负荷资料分析设计电厂为大型凝气式火电厂，其容量为2135=270MW,最大单机容量为100MW，即具有大中型容量的规模、大中型机组的特点。当电厂全部机组投入运行后，将占电力系统总容量600/34008%，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为6500h/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110KV和220KV两级电压负荷。110KV电压等级有8回架空线路，承担一级负荷，最大输送功率为110MW,最大年利用小时数为4000h/a，说明对其可靠性有一定要求；220KV电压等级有2回架空线路，承担一级负荷，最大输送功率为500MW，最大年利用小时数为4500h/a,其可靠性要求较高，为保证检修出线断路器不致对该回路断电，拟采用带旁路母线接线形式。2 电气主接线2.1 主接线方案的选择对电气主接线的基本要求，概括的说应该包括可靠性、灵活性和经济性三方面。安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基本的要求。通常定性分析和衡量主接线可靠性时，从以下几个方面考虑：断路器检修时，是否影响连续供电；线路、断路器或母线故障，以及在母线检修时，造成馈线停运的回路数多少和停电时间长短，能否满足重要的一、二类负荷对供电的要求；本电厂有无全厂停电的可能性；大型机组突然停电对电力系统稳定运行的影响与产生的后果等因素。主接线还应具有足够的灵活性，能适应多种运行方式的变化，且在检修、事故等特殊状态下操作方便、调度灵活、检修安全，扩建、发展方便。主接线的可靠性与经济性应综合考虑，在满足技术要求前提下，尽可能投资省、占地面积少、电能损耗少、年费用（投资与运行）为最小。110KV电压级：出线回路数8回且为I级负荷，应采用双母或双母带旁路，以保证其供电的可靠性和灵活性。220KV电压级：出线回路数10回且为I级负荷，采用双母带旁路或一台半。电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次主接线或气主系统。主接线代表了发电厂或变电站电气部分主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。他直接影响运行的可靠性、灵活性并对电器选择、配电装置布置、继电保护自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。1、可靠性 安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基本的要求。因此，其可靠性应从五个方面来考虑：发电厂在电力系统中的地位和作用；发电厂接入电力系统中的方式，其接入方式的选择与容量的大小、电压等级、负荷性质以及地理位置和输送电能距离等因素有关；发电厂的运行方式及负荷性质。电能生产的特点是：发电、变电、输电和用电同一时刻完成。而负荷的性质按其重要性有类、类、类之分。对担任基荷的发电厂，设备利用率较高，年利用小时数在5000h以上。且主要供应、类负荷用电时，必须采用供电较为可靠的接线方式，保证有两路电源；承担腰荷的发电厂，年利用小时数在3000h以下，其接线的可靠性要求需要进行综合分析；设备的可靠程度直接影响主接线的可靠性，电气主接线是由电气设备组成的，电气设备本身的质量及可靠程度直接影响着主接线的可靠性。因此，主接线设计必须考虑一次设备和二次设备的故障率及其对供电的影响；长期实践运行经验的积累是提高可靠性的重要条件。2、灵活性 电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换。不仅正常运行时能安全可靠的供电，而且在电力系统故障或电气检修及故障时，也能适应调度的要求，并能灵活、简便、迅速地倒换运行方式，使停电时间更短，影响范围最小。因此，电气主接线必须满足调度灵活、操作方便的基本要求，既能灵活地投、切某些机组、变压器或线路，调配电源和负荷，又能满足系统在事故、检修及特殊运行方式下的调度要求，不至于过多地影响对用户的供电和破坏系统的稳定运行。根据电力系统发展需要，往往对已经投产的发电厂或变电站还需加以扩建，尤其是火电厂和变电站，从发电机、变压器一直到馈线回路数均有扩建的可能。所以在设计主接线过渡到最终接线的可能和分阶段施工的可行方案，使其尽可能地不影响连续供电或在停电时间最短的情况下完成过渡方案的实施，使改造工作最最少。3、经济性 主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理，做到投资省：即主接线简单清晰，以节省开关电器数量、降低投资；要适当采用限制短路电流的措施，以便选用价廉的电器或轻型电器；二次控制与保持方式不应过于复杂，以利于运行和节约二次设备及电缆的投资；占地面积少：即主接线设计要为配电装置布置创造节约土地的条件，尽可能使占地面积减少。同时应注意节约搬迁费、安装费用和外汇费用。对大容量发电厂或变电站，在可能和允许条件下，应采取一次设计，分期投资、投建，尽快发挥经济效益；电能损耗少：即在发电厂或变电站中，正常运行时，电能损耗主要来自变压器，应经济合理地选择变压器的型式、容量和台数，尽量避免两次变压而增加电能损耗。在对原始资料分析的基础上，结合对电气主接线的可靠性、灵活性以及经济性等基本要求，综合考虑。在满足技术、经济政策的前提下，力争使其成为技术先进、供电安全可靠、经济合理的主接线方案。发电、供电可靠性是发电厂生产的首要问题，主接线的设计，首先应该保证其满发、满供、不积压发电能力，同时尽最大可能减少能量传输过程中的损失，以保证供电经济性。为此，拟从以下几个方面考虑：断路器检修时，是否影响连续供电；线路、断路器或者母线故障，以及在母线检修时，造成停运馈线回路的多少和停电时间的长短，能否满足对、类重要负荷连续供电的要求；本发电厂有无全厂停电的可能性；此外，主接线还应具有足够的灵活性，能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，扩建发展方便。主接线的可靠性与经济性应该综合考虑、辨证统一，在满足技术要求的前提下，尽可能投资省、占地面积少、年运行费用为最小。2.1.1各电压等级接线形式的拟定根据对原始资料的分析，现将各电压等级可能采用的较佳方案列出。进而，以优化组合方式，组成最佳可比方案。(1) 110KV电压等级：出线为8回架空线路，I级负荷，最大输送110MW，为实现不停电检修出线断路器，可采用单母线分段带旁路或双母线接线形式。(2) 220KV电压等级：出线为2回架空线路，承担一级负荷，最大输送500MW,为使其检修出线断路器时不停电，可采用双母线带旁路或双母线分段带旁路或采用可靠性更高的一台半接线形式，以保证供电的可靠性和灵活性。两台100MW发电机组都采用单元接线形式接在220KV电压母线上。都采用单元接线形式，故接220KV侧母线的发电机的出线端不需接断路器。在对原始资料分析的基础上，结合对电气主接线的可靠性、灵活性以及经济性等基本要求，综合考虑。在满足技术、经济政策的前提下，力争使其成为技术先进、供电安全可靠、经济合理的主接线方案。发电、供电可靠性是发电厂生产的首要问题，主接线的设计，首先应该保证其满发、满供、不积压发电能力，同时尽最大可能减少能量传输过程中的损失，以保证供电经济性。为此，拟从以下几个方面考虑：断路器检修时，是否影响连续供电；线路、断路器或者母线故障，以及在母线检修时，造成停运馈线回路的多少和停电时间的长短，能否满足对、类重要负荷连续供电的要求；本发电厂有无全厂停电的可能性；此外，主接线还应具有足够的灵活性，能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，扩建发展方便。主接线的可靠性与经济性应该综合考虑、辨证统一，在满足技术要求的前提下，尽可能投资省、占地面积少、年运行费用为最小。2.1.2主接线方案的拟定 各种电气主接线的优缺点：1、单母线接线具有简单清晰、设备少、投资少、运行方便等优点，但是可靠性和灵活性较差，只适用于6200kV系统中只有一台发电机或一台主变压器且出线回路数又不多的中小型变电站。2、单母线分段接线可以提高供电可靠性和灵活性，这种接线广泛用于中、小容量发电厂的610kV接线和6220kV变电站。3、加设旁路母线提高屯供电的可靠性，广泛地应用于出线较多的110kV及以上高压配电装置中，主要是考虑电压等级越高对于可靠性要求也越高，同时高压断路器的检修时间也比较旗。对于普通的35kV及以下的配电装置一般不设旁路母线，从而可以降低造价，但是考虑到可靠性要求时可以考虑加设旁路母线。4、双母线接线具有供电可靠、调度灵活、扩建方便等优点，在大中型变电站中广为采用，但是这种接线使用设备多检修出线断路器时仍然会使该回路停电。当进出线路数或母线上电源较多，输送和通过功率较大时，610KV配电装置中，短路电流较大，为了选择轻型设备，限制短路电流，提高主接线的可靠性，常采用双母线三分段，并在分段处加装母线电抗器。5、对于一台半断路器接线、三分之四台断路器接线以及变压器母线组接线都适用于大型发电厂和变电站超高压装置中，本设计不考虑这几种接线形式。6、无汇流母线的电气主接线使用的断路器数量少、结构简单。在6220kV电压等级电气主接线中广泛使用。其中单元接线是大型机组广为采用的接线形式，角形接线多用于最终规模较明确的110kV及以上的配电装置中。当只有两台变压器和两输电线路时，采用桥形接线使用的断路器数目最少。桥连断路器正常时处于闭合状态，当输电线路较长故障几率较大而变压器不需要经常切除时采用内桥接线比较合适；外桥式接线比较适用于变压器随经济运行的要求经常切换，特别适用于系统有穿越功率流经本主电站的情况。综合以上选线原则本系统拟定两种方案：方案一：220KV侧采用双母带旁路接线，110KV侧采用双母接线。方案二：220KV侧采用双母带旁路接线，110KV侧采用单母分段带旁路接线。 2.1.3 主接线方案的比较与选择表2.1 主接线方案方案项目方案一方案二可靠性1）220KV采用双母带旁路，110KV采用双母线接线，可靠性较高1） 220KV采用双母带旁路，可靠性高 2) 110KV侧采用单母分段带旁路，对于出线回路数多带一级负荷来说，可靠性低；灵活性1）各电压级接线方式灵活性都好；2）220KV电压级接线易于扩建。3）110KV电压级用联络变压器连接，灵活性好1) 220KV电压级接线方式灵活性好2）采用单母线分段兼旁路接线，进出线不多时有足够多的灵活性经济性1）无论是110KV,220KV设备都比较多，投资较大，经济性差；1）110KV设备相对少，投资较小；2）220KV设备都比较多，投资较大，经济性差，；本设计主要考虑主接线的可靠性和灵活性，经济性只做参考，所以通过比较，现确定第一方案为设计最终方案。其设计简图见图2.1：图2.1 主接线简图2.2 主变压器的选择与计算2.2.1发电机型号的确定根据设计书的要求选用的发电机容量为100MW，选择发出的电压为18KV，所以选择发电机型号为QFSN-300-2。具体参数如表2.2：表2.2 所选发电机组的型号与参数发电机型 号额 定电 压(KV)额定功率(MW)额定电流(A)功率因数次暂态电抗(%)效率(%)G-1、G-2QFS-300-218300113200.8516.798.652.2.2 变压器容量确定原则(1) 单元接线的主变压器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。(2) 连接两种升高电压母线的联络变压器的确定原则联络变压器容量应能满足两种电压网络在各种运行方式下，网络间的有功功率和无功功率交换，一般不应小于接在两种电压母线上最大一台机组的容量，以保证最大一台机组故障或检修时，通过联络变压器来满足本侧负荷的要求；同时，也可在线路检修或故障时，通过联络变压器将剩余容量送入另一系统。此外，为了布置和引线方便，通常只设两台，在中性点接地方式准许条件下，以选自耦变压器为宜。其低压绕组兼作厂用备用电源或无功功率补偿装置。应根据300MW发电机来选择联络变压器，又为了布线方便，只选两台自耦联络变。(3) 变压器台数的确定原则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。考虑到本电厂有2台300MW发电机，且电厂和系统有较强联系，故220KV电压等级接两台主变压器。(4) 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。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300MW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。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300MW，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。2.2.3 主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两台三相双绕组主变压器和一台联络变压器。两台主变压器分别和两台发电机组组成单元接线。主变压器的选择与两台300MW机组相连的主变压器容量和型式一样，其每台的容量：，选择等级360MVA的三相双绕组升压变压器，具体型号选择SFP7-360000/220，其参数见表2.3。 (2) 联络变压器的选择根据联络变压器容量的确定原则可知，联络变压器的总容量为300/0.85=352.94MVA， 选择最接近标准容量为360MVA的变压器即容量为360MVA的三相三绕组降压自耦变压器，具体型号选择SSPSO-360000/220。其参数见表2.3。(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，厂用电分别从两台发电机的出口端引接，因此，需要两台厂用变压器。由于两台发电机都属于大中型机组，为限制短路电流，提高可靠性，两台变压器均采用低压分裂绕组变压器.联络变压器的低压侧电压为15.75KV，作厂备用电源通过低压分裂绕组降压变压器15.75/6.3/6.3分别接至两段公用母线上。这个低压分裂绕组降压变压器选择SFF-31500/15.75,其参数见表2.3。单机容量在100MW300MW的发电厂，厂用电通常采用6KV电压等级，所以对应于300MW机组的厂用变压器，由于机端电压为18KV，其各侧电压为18/6.3/6.3，容量为3006%/0.85=21.176MVA，选用双分裂两绕组变压器,型号为SFF7-40000/18。其参数见表2.3。 表2.3 所选变压器的型号及参数变压器 型 号额定容量（KVA）额定电压(KV)短 路阻 抗(%)空载电流(%)联结组高压中/低压主变T-1T-2SFP7-360000/2203600002422.52% 低压1814.30.28YNd11联络变T-3T-4SSPSO-36000/2203600002422.52%12115.75高中13.1高低11.96中低19.20.5YN,yn0d11厂用变T-5T-6SFF7-40000/18400000/220000182.52%6.3/6.3全穿越半穿越0.8D,d0-d09.515.3厂用变T-7T-8SFF-31500/153150015.752.52%6.3/6.3全穿越半穿越1.45D,d0-d09.516.62.3 厂用电接线方式的选择2.3.1 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，尚应满足：(1) 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，尽可能地使切换操作简便，启动（备用）电源能在短时内投入。(2) 尽量缩小厂用电系统的故障影响范围，并应尽量避免引起全厂停电事故。对于300MW及以上的大型机组，厂用电应是独立的，以保证一台机组故障停运或其辅助机械的电气故障，不应影响到另一台机组的正常运行。(3) 便于分期扩建或连续施工，不致中断厂用电的供应。对公用厂用负荷的供电，须结合远景规模统筹安排，尽量便于过渡且少改变接线和更换设备。(4) 对300MW及以上的大型机组应设置足够容量的交流事故保安电源。(5) 积极慎重地采用经过试验鉴定的新技术和新设备，使厂用电系统达到先进性、经济合理，保证机组安全满发地运行。2.3.2 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基本上与主接线的设计原则相同。首先，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；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。实践经验表明：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。该电厂发电机容量在100MW300MW之间，应选6KV做为厂用高压电压等级。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，既便于运行、检修，又能使事故影响范围局限在一机一炉，不致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。2.3.3 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，选用6KV作为厂用高压电压，380V作为厂用低压电压。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6KV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6KV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。由于该电厂为大型电厂，应设置事故保安电源。本次设计中，备用母线段备有柴油发电机作为事故保安电源。厂用电接线图如图2.2所示： 图2.2 厂用电接线图 2.4 主接线中设备配置的的一般规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。(1) 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。(2) 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。3 短路电流的计算短路计算在设计发电厂主接线的过程中有着重要作用，它为电气设备的选型、动稳定校正和热稳定校正提供依据。当短路发生时，对发电厂供电的可靠性可能会产生很大影响，严重时，可能导致电力系统失去稳定，甚至造成系统解列。因此，对短路事故的计算是非常有必要的，而且是必须进行一项工作。3.1 短路计算的一般规则(1) 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。(2) 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。(3) 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。(4) 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：(1) 正常工作时，三相系统对称运行；(2) 所有电源的电动势相位角相同；(3) 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；(4) 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； (5) 同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）；(6) 短路发生在短路电流为最大值的瞬间；(7) 不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流； (8) 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；(9) 器件的参数都取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围；(10) 输电线的电容略去不计；短路是电力系统的严惩故障。所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地的系统）发生通路的情况。产生短路的原因很多，主要有如下几方面：1、元件的损坏；2、气象条件恶化；3、违规操作；4、其它。短路电流计算应按远景规划水平年来考虑，远景规划水平年一般取工程建成后5-10年中的某一年。计算内容时为系统在最大运行方式时各枢纽点的三相短路电流和单相接地短路电流，并列表供查用。在发电厂、变电所电气设计中，计算短路电流的目的是：1）为选择和校验各种电气设备的机械稳定性和热稳定性提供依据，为此，计算短路冲击电流以校验设备的机械稳定性，计算短路电流的周期分量以校验设备的热稳定性；2）计算出最大可能短路电流，为设计和选择发电厂和变电站的电气主接线提供必要的数据，为设计提出对运行方式的要求以及限制短路电流必须采取的措施；3）屋外高压配电装置设计、接地装置设计。进行短路情况下的安全距离、接地电阻等的校验；4）继保装置的选择与整定。1、短路点的选择；发电机和变压器回路应比较断路器前后短路时通过断路器的电流值，则选其大的为短路计算点；断路器回路应考虑母联断路器向备用母线充电时，备用母线的故障；带电抗器的出线路回路选择电抗器后为短路计算点；所有母线上都应选择短路点。2、短路电流实用计算的基本假设电力系统中所有发电机电势的相角都相同；电力系统中各元件磁路不饱和，元件参数不随电流变化。故计算中可用叠加原理；高压电网的电阻忽略不计；高压为330千伏以下的线路，不计输电线的电容；变压器励磁电流不计；同类型发电机，当他们对短路点的电气距离比较近时，可以用等值发电机；发电机在额定运行状态下突然三相短路，短路属金属性短路；电力系统为对称三相系统；负荷只作近似计算。3、网络简化的假设 负荷略去不计； 略去各元件的电阻、导纳； 无限大功率电源的内阻抗等于零； 电位相等的节点可直接相连； 等电位点之间的电抗可短接后除去。4、短路计算公式根据假设，首先去掉系统中所有负荷、线路电容、并联电抗等，同时忽略系统各元件的电阻，发电机用次暂态电抗表示，用统一的基准容量和网络平均额定电压归算系统各元件电抗的标幺值。基准值基准容量 基准电压 （kV）于是可得：基准电流 基准电抗 各元件电抗标么值计算公式常用设备电抗换算公式设备名称参数有名值（）标幺值发电机变压器电抗器（%）线路（）系统电抗已知短路容量S与系统连接的断路器开断容量从基准值换算到基准值对三绕组变压器或者自耦变压器的等值电抗计算公式： （ n=1,2,3）U1(%)=1/2Uk(1-2)(%)+ Uk(1-3)(%)- Uk(2-3)(%)U2(%)=1/2Uk(1-2)(%)+ Uk(2-3)(%)- Uk(1-3)(%)U3(%)=1/2Uk(1-3)(%)+ Uk(2-3)(%)- Uk(1-2)(%)5、转移电抗的计算合并电源在简化网络中常把距短路点电气距离（即相联系的电抗值）大致相等的同类行的发电机可以合并，远离短路点的不同类型发电机可以合并，直接与短路点相连的发电机应单独考虑，无限大功率系统因提供的短路电流周期分量不衰减而不必查曲线，应单独计算。星网交换 Xij网络节点i和节点j之间的电抗 Xkn星形网络中节点k与待消节点n之间的电抗 m网络的顶点数等值电势法 （为并联支路阻抗的计算公式）求出各等值发电机对短路点的转移电抗Xif(i=1，2)以及无限大功率对短路点的转移电抗Xsf6、计算各电源点对短路点的计算电抗运算曲线的自变量，是以相应发电机的额定容量为基准容量的标幺电抗值。其归算如下： 式中：第m个电源等值发电机额定容量（MVA）；第m个电源与短路点之间的转移电抗（标幺值）；第m个电源与短路点之间的计算用电抗；7、对无限大功率系统无限大容量电源提供的短路电流，或以供电电源容量为基准的计算电抗3时，认为短路电流周期分量在整个过程中不衰减：或者式中：无限大容量电源到短路点之间的总阻抗（标幺值）；其值3的计算电抗（标幺值）；无限大容量电源或者3的电源提供的短路电流周期分量标幺值，在秒的任意时刻里，均为恒定值。8、有限大容量电源根据求得的各电源对短路点的计算电抗，查t秒运算曲线可得9、计算短路电流周期分量的有名值3.2 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。本次短路计算中，选取了两个短路计算点，110KV母线和220KV母线上各一个；短路类型定为对系统影响最为严重的三相短路。短路电流计算的结果如表3.3 短路电流计算表短路点编号短路点平均电压(kv)基准电流IB(KA)分支线名称 分支 电抗 xjs 分支 额定 电流IN(KA)短路电流标么值短路电流值0s0.1s1s2s4s0s0.1s1s2s4s d1 230KV0.753无限大系统0.0330.75330.30322.82300MW发电机分支0.3061.7723.5333.032.3552.3442.3386.2615.3694.1734.1544.143 d2115KV1.506无限大系统0.1020.7539.80414.765300MW发电机分支0.943.5541.1031.04341.09641.2161.2163.9223.7083.8974.3224.3224 电气设备的选择电气设备的选择是发电厂和变电所电气设计的主要内容之一。正确的选择电气设备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。在进行电气设备选择时，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，并注意节省投资，选择合适的电器。4.1 电气设备选择的一般原则(1) 所选设备应能满足正常运行、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；(2) 应按当地环境条件对设备进行校准；(3) 所选设备应予整个工程的建设标准协调一致；(4) 同类设备应尽量减少品种；(5) 选用新产品均应具有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格。在特殊情况下，选用未经正式鉴定的新产品时，应经过上级批准。电气设备的选择是发电厂和变电站设计的主要内容之一。正确地选择电气设备的目的是为了使导体在电器无论在正常情况或是故障情况下，均能安全、经济合理地运行。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，积极而稳妥地采用新技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。1、满足工作要求；2、适应环境要求；3、先进合理；4、整体协调；5、适应发展。、按工作条件选择1、额定电压必须满足UNeUNs（UNe电气设备上表示的额定电压（kV）；UNs电网额定工作电压（kV）2、额定电流必须满足INIWmax（IN 电气设备上表示的额定电流（A）；IWmax回路中最大长期工作电流（A）3、环境条件空气温度 标准的电器周围空气温度一般为40当大于40时，则设备的额定电流应按下式进行修正： (Ial电气设备的额定电流经实际的周围环境温度修正后的允许电流（A）Kt温度修正值，al电气设备的长期发热最高允许温度，实际的周围环境温度，取所在地方最热月平均最高气温，Ne电气设备的额定环境温度)海拔高度 在电器使用条件中，制造厂规定的基准海拔高度为1000m，一般海拔高度不超过4000m时，额定电流可以保持不变。在海拔高度为1000-3500m的范围内，海拔高度每升高100m，电器最高工作电压要下降1%，以此修正电器最高工作电压值。防护措施 当电气设备安装在污秽严重、风速较大、覆冰较厚地区，在设计或运行中应采用相应的防护措施，如采用层内配电装置，水冲洗、加减震器以及设置熔冰线等。、按短路条件进行校验校验电气设备的热稳定性，就是校验设备的载流部分在短路电流的作用下，其金属导电部分的温度不应超过最高允许值。作热稳定校验时，是以通过 式中：电器设备允许通过的热稳定电流及相应时间；短路电流产生的热脉冲。计算用下式： 式中：、分别为短路发生瞬间、短路切除时间、短路切除时间的短路电流周期分量值（KA）；短路切除（持续）时间，为继电保护时间与短路的断路器全开断时间之和（S）；T短路电流非周期分量等效时间，对于发电机出口取0.150.2S，发电厂升压母线取0.080.1S，一般变电所取0.05S。4.2 电气设备选择的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。4.2.1按正常工作条件选择电器(1) 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