某经济开发区热电有限公司二期扩建工程设计毕业论文.doc

西华大学毕业设计说明书 某经济开发区热电有限公司二期扩建工程设计毕业论文目录1.绪论11.1社会背景11.2设计目的11.3设计思路12.总体设计方案32.1方案比较32.2方案选择43.电气主接线53.1对电气主接线的基本要求53.2电气主接线设计的原则63.3电气主接线的确定63.3.1 6kv系统接线方式的确定63.3.2 35kV系统接线方式的确定73.3.3 发电机接线方式的确定73.4主变压器的确定83.4.1变压器容量和台数的确定原则83.4.2变压器形式和结构的选择原则93.4.3本次设计变压器型号的确定103.5汽轮发电机的参数确定114.短路电流计算124.1短路的概念和危害124.2计算短路电流的目的124.3主要元件等值阻抗的计算124.3.1发电机等值电抗计算124.3.2变压器的等值电抗134.4计算电路图与等值电路图134.4.1短路点的确定134.4.2等值电路图144.5短路点短路电流的计算154.5.1 f1短路点的计算154.5.2 f2短路点的计算174.5.3 f3短路点的计算195.电气设备的选择与校验235.1电气设备选择的一般条件235.1.1一般原则235.1.2技术条件235.2断路器和隔离开关的选择255.2.1 6.3kv侧断路器和隔离开关的选择255.2.2 35kv侧断路器和隔离开关的选择285.3互感器的选择与校验295.3.1 电压互感器305.3.2 6.3kV侧发电机出口互感器选择315.3.3 35kV侧互感器选择315.4支柱绝缘子及穿墙套管的选择325.4.1 支柱绝缘子和穿墙套管的种类和型式325.4.2 支柱绝缘子和穿墙套管选择原则335.4.3 支柱绝缘子和穿墙套管的确定335.5避雷器的选择336.厂用电系统356.1厂用电概述356.1.1负荷分类356.1.2厂用电接线的基本要求366.2厂用电的电压等级366.3厂用电源及其引接376.4厂用变压器的选择386.4.1厂用负荷的计算396.4.2厂用变压器的确定406.5厂用主接线的确定417.结论428.总结与体会439.谢辞4410.参考文献45附录1：外文资料翻译46附录2：电气主接线图531.绪论1.1社会背景电能是一种清洁的二次能源。由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置（主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等）转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心。由于电源点与负荷中心多数处于不同地区，也无法大量储存，电能生产必须时刻保持与消费平衡。因此，电能的集中开发与分散使用，以及电能的连续供应与负荷的随机变化，就制约 了电力系统的结构和运行。据此，电力系统要实现其功能，就需在各个环节和不同层次设置相应的信息与控制系统，以便对电能的生产和输运过程进行测量、调节、 控制、保护、通信和调度，确保用户获得安全、经济、优质的电能。由于电能不仅便于输送和分配，易于转换为其它的能源，而且便于控制、管理和调度,易于实现自动化。因此，电能已广泛应用于国民经济、社会生产和人民生活的各个方面。绝大多数电能都由电力系统中发电厂提供，电力工业已成为我国实现现代化的基础，得到迅猛发展。1.2设计目的这次小型火电厂扩建主要是为了满足随着社会的发展，居民用电量的增加来增设发电厂的容量，从而满足广大用户的需求。虽然这样的小型火电厂的经济效益不高，也有一定的环境污染，但是还是有很大的存在价值，避免了长线路供电带来的一些不必要的浪费。本次设计就是通过改善发电厂的装机容量来提供广大用户的需求，对发电厂的一些设备进行改善，此次工程的设计范围就是完善新建厂区内的所有相关的电气部分设计，并完善一些电气设备的选择。1.3设计思路通过对发电厂设计的学习，掌握了如何建设一个发电厂站需要的各种数据，例如：短路电流的计算，设备型号的选择等。把我们所学到的专业知识运用到此次发电厂的设计中，本次设计就包括了对电气主接线的选择和设计，电气设备的选择，短路电流的计算和厂用电力系统的设计。总之，总体的设计思路就是根据我们所学知识，对小型火力发电厂扩建的系统设计。2.总体设计方案2.1方案比较设计任务：某经济开发区热电有限公司二期扩建工程（电气部分）设计设计依据和原始资料：(1)某热电有限公司二期扩建工程可行性研究报告。(2)各专业提供的用电负荷及有关资料。(3)业主提供的有关资料。(4)与本专业有关的现行标准、规范和规定。设计内容 (1)本工程的设计范围为电厂新建厂区内所有相关的电气部分设计。 (2)系统简况： 某经济开发区热电有限公司已建有3x75t/h CFB炉+2xC12抽凝汽轮发电机组，配2台12MVA35kv主变通过35kv金电3645、惠电3646线并入110kv通惠变35kvI、II段。架空导线截面为LGJ-185,电缆型号金电为YJLV-35,2(3x240)，惠电YJV-35,(3x300)。 (3)电气主接线 热电厂本期扩建规模为1x130t/h循环流化床+1x6MW背压机组。发电机出口电压为6.3kv，发电机出口设6.3kv母线段，取消原35kv高压备变，增设8000kVA3#主变，设6kv常用IV段，电源接自6.3kv3#发电机母线，6kv厂用IV段母线与厂用6kvI/II段，厂用6kvIII段分别互为备用。 35kv并网方式与电厂原系统不变，35kv分段运行时线路能满足任二台机的负荷，但当任一条线路故障时，不能满足3台机的负荷同时送出，经与建设单位，供电局协商，线路故障恢复较快，本期不对线路作增容改造。但当任一条线路故障时，电厂减负荷运行。 原有1#、2#厂用电抗器和部分电缆需根据本主接线方案作相应增容处理。(4)短路电流计算及设备选择选用产品均能满足载流量、动稳定、热稳定及其相关技术要求。(5)厂用电系统厂用电电压厂用负荷计算及变压器选择厂用电接线厂用电压验算厂用配电设备选择(6)电气设备布置设计成品与要求(1)编写说明书与计算书说明书：选择的依据；计算与选择结果；计算书：主要的计算公式及计算过程。（2）绘制图纸变电所主接线图（1#）配电装置图（1#）2.2方案选择 通过对原始资料的分析，发电机出口电压为6.3kv通过变压器到35kv母线再通过输电线到110kv变电站到架空线。因此发电厂的电压等级为：厂用电侧6kv、系统并网侧35kv。3.电气主接线3.1对电气主接线的基本要求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，故又称为一次入接线或电气主系统。主接线代表了发电厂或变电所电气部分主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。它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。可靠性主要体现：断路器检修时是否影响供电；断路器、母线或线路故障时以及母线或母线侧隔离开关检修时，停电线路数目的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电；有没有使发电厂或变电所全部停止工作的肯能性；大型机组突然停运时，对电力系统稳定运行的影响与后果等。灵活性主要体现：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，不致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所还需加以扩建，尤其是火电厂和变电所，从发电机、变压器一直到馈线回路数均有扩建的可能。所以在设计主接线时应留有发展扩建的余地。经济性主要体现：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所，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：即在发电厂或变电所中，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。3.2电气主接线设计的原则电气主接线选择的主要原则如下：电气主接线的设计是发电厂或变电站电气设计的主体。它与电力系统、电厂动能参数、基本原始资料以及电厂运行可靠性、经济性的要求等密切相关，并对电气设备选择和布置、继电保护和控制方式等都有较大的影响。因此，主接线设计，必须结合电力系统和发电厂或变电站的具体情况，全面分析有关影响因素，正确处理它们之间的关系，经过技术、经济比较，合理地选择主接线方案。 电气主接线设计的基本原则是以设计任务书为依据，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，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。 在工程设计中，经上级主管部门批准的设计任务书或委托书是必不可少的。它将根据国家经济发展及电力负荷增长率的规划，给出所设计电厂(变电站)的容量、机组台数、电压等级、出线回路数、主要负荷要求、电力系统参数和对电厂(变电站)的具体要求，以及设计的内容和范围。这些原始资料是设计的依据，必须进行详细的分析和研究，从而可以初步拟定一些主接线方案。国家方针政策、技术规范和标准是根据国家实际状况，结合电力工业的技术特点而制定的准则，设计时必须严格遵循。设计的主接线应满足供电可靠、灵活、经济、留有扩建和发展的余地。设计时，在进行论证分析阶段，更应合理地统一供电可靠性与经济性的关系，以便于使设计的主接线具有先进性和可行性。3.3电气主接线的确定3.3.1 6kv系统接线方式的确定经过对原始资料的分析和对单母线接线、单母线分段接线的一定了解，对发电机出口即6kv侧采用单母线分段接线方式如图3.1。没有选择单母线接线主要是虽然它的优点接线简单，操作方便，设备少、经济性好，并且母线便于向两端延伸，扩建方便。但它的缺点可靠性差。母线或母线隔离开关检修或故障时，所有回路都要停止运行，造成全厂长期停电。调度不方便，电源只能并列运行，不能分列运行，并且线路侧发生短路时，有较大的电流。而这些都是原始设计不容许的，因此才采用单母线分段接线。另外，单母线分段接线的优点是：单母线用分段断路器QFD进行分段，可以提高供电的可靠性和灵活性。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障隔离，保证正常段母线不间断供电，不致重要用户停电。图3.1 单母线分段接线单母线分段接线的缺点是：当一段母线隔离开关故障或检修时，该段母线及回路全部停电。扩建时，需要向两个方向扩建。这些缺点都在此次设计的范围内。3.3.2 35kV系统接线方式的确定通过对原始资料的研究，35kv也应该采用单母线分段接线的方式，它同样满足简单、经济、可靠的要求，发电机出口直接接入35kv变压器系统，再接入电网，形式很类似因此才采用单母线接线的方式。3.3.3 发电机接线方式的确定根据对课程的了解发电机的接线方式采用单母线断路器分段如图3.2,这样的连接方式的好处在于：（1）主变压器或厂用变压器故障时，迅速断开变压器高压侧断路器和发电机出口断路器，有利于发电机和变压器的安全；（2）发电机故障只需要断开发电机出口断路器，不需要断开变压器高压侧断路器，不会造成高压系统正常运行下的接线方式改变，特别是对一台半断路器接线串数不多时，不易导致系统开环，有利于电网安全运行；（3）发电机组正常启、停或事故停机时，只需操作发电机出口断路器，厂用电可有主变压器从系统倒送，不需要切换厂用电的操作，大大提高厂用电的可靠性；（4）由于主变压器可兼作厂用的启动与备用电源，容量大、可靠性高，从而可以减少厂用变压器的台数和容量，简化厂用电系统接线，具有明显的经济效益。图3.2 单母线断路器分段3.4主变压器的确定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，用于两种电压等级之间交换功率的变压器，称为联络变压器；只供本厂（站）用电的变压器称为厂（站）用变压器或称自用变压器。3.4.1变压器容量和台数的确定原则主变压器的容量、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、传输功率大小、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；若容量选得过小，将可能“封锁”发电机剩余功率的输出或者满足不了变电站负荷的需要。这在技术上是不合理的，因为每千瓦的发电设备投资远大于每千瓦变电设备的投资。为此，在选择发电厂主变压器时，应遵循以下基本原则：(1)单元接线的主变压器：发电机的额定容量扣除机组的厂用负荷后，留有10%的裕度；按发电机的最大连续容量，扣除一台厂用变压器的计算负荷和变压器绕组平均温升在标准环境温度或冷却水温度不超过65摄氏度的条件选择。(2)具有发电机电压母线接线的变压器：应该考虑当发电机全部投入运行时，在满足发电机供电的最小负荷，并扣除厂用负荷后，主变压器应能将发电机电压母线上的剩余有功和无功容量送入系统；当接在发电机母线上的最大一台检修或因供热机组热负荷变动而需限制本厂输出功率时，主变压器应能从电力系统倒送功率，保证发电机电压母线上最大负荷的需要；若发电机母线上接有2台或以上的主变压器时，当其中容量最大的一台因故退出运行时，其他主变压器应能输送母线剩余功率的70%以上。(3)连接两种升高电压母线的联络变压器：首先，联络变压器的台数一般设置1台，最多不超过2台。其次，容量的选择还应该考虑：联络变压器容量应能满足两种电压网络在各种不同运行方式下有功功率和无功功率交换；联络变压器容量一般不应小于在两种电压母线上的最大一台机组容量，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。(4)变电站主变压器：变电站主变压器容量一般应该按510年规划负荷来选择，当采用自耦变压器在自耦变压器第三绕组接有无功补偿设备时，应根据无功功率潮流校核公共绕组的容量，对于枢纽变电站在中、低压压侧已形成环网的情况下变压器以设置两台主变压器为宜。3.4.2变压器形式和结构的选择原则 选择主变压器型式时应考虑以下问题：(1)相数容量为300MW及以下机组单元接线的主变压器和330kv及以下电力系统中，一般都应该选用三相变压器。容量为600MW机组单元连接的主变压压器和500kv电力系统中的主变压器应综合考虑运输和制造条件经技术经济比较，可采用单相组成的三相变压器。(2)绕组数和结构电力变压器按其每相的绕组数分为双绕组、三绕组或更多绕组等型式；按电磁结构分为普通双绕组、三绕组、自耦式及低压绕组分裂式等型式。机组容量为125MW及以下的发电厂多采用三绕组变压器，机组容量为200MW以上的发电厂采用发电机一双绕组变压器单元接入系统，扩大单元接线主变压器，应优先选用低压分裂绕组变压器。多绕组如四绕组电力电压器，一般用于600MW级大型机组启动兼备用变压器。(3)绕组联结组号 变压器三相绕组的联结组号必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组联结方式只有星形“Y”和三角形“d”两种。因此，变压器三相绕组的联结方式应根据具体工程来确定。在发电厂和变电站中，一般考虑系统或机组的同步并列要求以及限制3次谐波对电源的影响等因素，主变压器联结组号一般都选用YNd11常规接线。(4)阻抗和调压方式 变压器阻抗实质是绕组之间的漏抗，当变压器的电压比、型式、结构和材料确定之后，其阻抗大小一般和变压器容量关系不大。对于双绕组变压器，一般按标准规定值选择；对于三绕组普通型和自耦型变压器各侧阻抗，按用途即升压型和降压型确定。对于220kv及以上的降压变压器，仅在电网电压有较大变化的情况使用有载调压，一般均采用无激磁调压。110kv及以下变压器应至少有一级电压的变压器采用有载调压。(5)冷却方法油浸式电力变压器的冷却方式随其型式和容量不同而异，一般有自然风冷却、强迫风冷却、强迫有循环水冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环导向冷却。容量在31.5MVA及以上的大容量变压器一般采用强迫油循环风冷却，容量在350MVA及以上的特大变压器一般采用强迫油循环导向冷却。3.4.3本次设计变压器型号的确定根据以上变压器的设计原则和本次设计原始资料的要求本次设计变压器型号确定及其参数如表3-1如下：2台16MVA35kv主变压器型号为：SF7-16000/351台8000kVA35kv主变压器型号为：SSP7-8000/351台25MVA110kv联络变压器型号为：SFS7-25000/110表3-1 主变压器和联络变压器参数型号额定容量（KVA）电压组合（KV）连接组标号空载损耗（KW）负载损耗（KW）空载电流（%）短路阻抗（%）高压低压SF7-16000/35160003522.5%6.3YNd1119.0770.78SSP7-8000/3580003522.5%6.3YNd1111.545/7.5SFS7-25000/1102500011022.5%35YNyn0d1138.21481.010.53.5汽轮发电机的参数确定本次公司已建有3x75t/h CFB炉+2xC12抽凝汽轮发电机组以及扩建部分1x130t/h循环流化床+1x6MW背压机组，他们的参数如下表3-2所示：表3-2 汽轮发电机参数额定容量功率（）(MVAMW)额定定子电压额定功率因数电抗值（%）7.5/6.06.3,10.50.8180-19518-2412-155.5-7.812-2015/126.3,10.50.8180-19518-2412-155.5-7.812-20各类同步电机的平均值如下表3-3所示：表3-3 各类同步电机的平均值序号类 型1容量为50MVW及以下的汽轮发电机0.1452100MVW及125MW的汽轮发电机0.1753同步电机0.15因此根据上面资料可得本次设计的发电机额定功率因素为0.8，已建有3x75t/h CFB炉+2xC12抽凝汽轮发电机组以及扩建部分1x130t/h循环流化床+1x6MW背压机组的的平均值取0.145。4.短路电流计算4.1短路的概念和危害所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地之间（对于中性点接地的系统）发生通路的情况。电力系统简单短路故障共有四种类型：三项短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路。短路故障对电力系统的正常运行和电气设备有很大的危害。危害后果一般有以下几个方面：（1）发生短路时，由于电源供电回路的总阻抗突然减小以及由此产生暂态过程，使短路电流急剧增加，可能超过额定值的许多倍。（2）短路会引起系统电压大幅度下降，对用户影响很大。（3）当短路发生地点离电源不远而持续时间又较长时并列运行的发电机可能失去同步，破坏系统运行的稳定性，造成大面积停电，这是短路最严重的后果。（4）发生不对称短路时，线路的三相不平衡电流所产生的总磁通会在相邻的通讯线路上感应出很大的电动势，干扰通讯系统的正常运行。4.2计算短路电流的目的短路电流计算是解决一系列电力技术问题所不可缺少的基本计算。在发电厂、变电所及整个电力系统的设计、运行中均已短路计算结果作为依据。即短路电流计算结果是选择电气设备的依据；是电力系统继电保护设计和整定的基础；是比较和选择发电厂和电力系统电气主接线图的依据，根据它确定限制短路电流的措施。4.3主要元件等值阻抗的计算4.3.1发电机等值电抗计算本次设计的短路计算所取基准值为：基准功率SB=100MVA，基准电压=。因此根据上面资料可得本次设计的发电机额定功率因素为0.8，已建有3x75t/h CFB炉+2xC12抽凝汽轮发电机组以及扩建部分1x130t/h循环流化床+1x6MW背压机组的的平均值取0.145。发电机电抗计算如下：取SB=100MVA，= SN1= SN2=12/0.8=15MVA，SN3=6/0.8=7.5MVA (4-1)因此发电机阻抗为：XG1= XG2=0.145=0.968 (4-2)XG3=0.145=1.936 (4-3)4.3.2变压器的等值电抗有上面的变压器选择可知本次设计：2台16MVA35kv主变压器型号为：SF7-16000/35的短路阻抗%=8%，1台8000kVA35kv主变压器型号为：SSP7-8000/35的短路阻抗%=7.5%，取SB=100MVA，=，因此可算的：XT1 =XT2= (4-4)XT3= (4-5)4.4计算电路图与等值电路图4.4.1短路点的确定根据对原始资料的分析短路点确定为四处：、。分析可得和因为是同一型号发电机，电路图也是一样的因此它们的计算数据是一样的，在此两个短路点就只算一处点短路就可以了。本次设计的计算电路图如图4.1所示：图4.1 短路点电路图4.4.2等值电路图将计算电路图转化为等值电路图，并把各个元件的等值阻抗值标记如图4.2所示：图4.2 等值电路图4.5短路点短路电流的计算4.5.1 f1短路点的计算图4.3 等值电路图从上图4.3的化简可得：=0.968, (4-6)与并联总阻抗为：= (4-7) 与并联总阻抗为：= (4-8)与串联再与+并联得出总阻抗：=0.58 (4-9)发电机额定总容量为： (4-10)因此计算电抗为： (4-11)从短路电流周期分量计算曲线数字表，汽轮发电机计算曲线数字表可得：当：时；时；时。因此可得有名值为： 因 =，则 (4-12) (4-13) (4-14)由表4-1可得不同短路点的冲击系数：表4-1 不同短路点的冲击系数短路点推荐值发电机端1.9发电厂高压侧母线及发电机出线电抗器后1.85远离发电厂的地点1.80因此可知这里选取则在忽略周期分量的衰减，短路冲击电流可计算为： (4-15)将计算结果整理可得到表4-2：表4-2 短路电流计算结果短路点短路电流标幺值短路电流有名值/kAt=0st=2st=4st=0st=2st=4s4.9382.5612.4442.891.501.434.5.2 f2短路点的计算图4.4 等值电路图从上图4.4可知短路点为和并联供电和供电产生的因此计算如下：（1）单独看和供电时：为发电机电抗和对应变压器的阻抗之和，同理所示： (4-16)由图可知和供电时的总阻抗为和串联得到，因此可得： (4-17) 和发电机额定总容量为： = (4-18) 计算电抗计算得：=0.331 (4-19)从短路电流周期分量计算曲线数字表，汽轮发电机计算曲线数字表可得：当：时；时；时。因此可得有名值为：因 =，则 (4-20) (4-21) (4-22)因此同上可知这里选取则在忽略周期分量的衰减，短路冲击电流可计算为： (4-23)（2）单独看供电时：总阻抗就是发电机阻抗： (4-25)发电机额定总容量为： = (4-26)计算电抗为：=0.145 (4-27)从短路电流周期分量计算曲线数字表，汽轮发电机计算曲线数字表可得：当：时；时；时。因此可得有名值为：因 =，则 (4-28) (4-29) (4-30)因此同上可知这里选取则在忽略周期分量的衰减，短路冲击电流可计算为： (4-31) 由于短路点为和并联供电和供电产生的因此点总短路电流为各电源支路电流之和，故： (4-32) (4-33) (4-34) (4-35)将计算结果整理可得到表4-3：表4-2 短路电流计算结果短路点短路电流有名值/kAt=0st=2st=4s16.6868.4918.2044.5.3 f3短路点的计算图4.5 等值电路图从上图4.5可知短路点为和并联供电和供电产生的因此计算如下：（1）单独看和供电时：为发电机电抗和对应变压器的阻抗之和，同理所示： (4-36) (4-37)与并联得在与串联得。=0.734，=+ (4-38)和发电机额定总容量为： = (4-39) 计算电抗计算得：=0.502 (4-40)从短路电流周期分量计算曲线数字表，汽轮发电机计算曲线数字表可得：当：时；时；时。因此可得有名值为：因 =，则 (4-41) (4-42) (4-43)因此同上可知这里选取则在忽略周期分量的衰减，短路冲击电流可计算为： (4-44)（2）单独看供电时： 总阻抗就是发电机阻抗： (4-45)发电机额定总容量为： = (4-46) 计算电抗为：=0.145 (4-47)从短路电流周期分量计算曲线数字表，汽轮发电机计算曲线数字表可得：当：时；时；时。因此可得有名值为：因 =，则KA (4-48) (4-49) (4-50)因此同上可知这里选取则在忽略周期分量的衰减，短路冲击电流可计算为： (4-51)由于短路点为和并联供电和供电产生的因此点总短路电流为各电源支路电流之和，故： (4-52) (4-53) (4-54) (4-55)将计算结果整理可得到表4-3：表4-3 短路电流计算结果短路点短路电流有名值/kAt=0st=2st=4s10.777.067.305.电气设备的选择与校验电气设备的选择，必须执行国家的有关技术经济政策，并应做到技术先进合理、安全、可靠、运行方便和适合当地留有发展余地，以满足电力系统安全经济运行的需要。并且严格按照正常工作条件选择电气设备，例如：额定电压，额定电流，环境条件对设备选择的影响。另外就是严格按照短路状态校验，例如：热稳定、动稳定等等。5.1电气设备选择的一般条件5.1.1一般原则 选择电气设备的一般原则如下：（1） 应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展；（2） 应按当地环境条件校核；（3） 应力求技术先进和经济合理；（4） 与整个工程的建设标准应协调一致；（5） 同类设备尽量减少品种；（6） 选用的新产品均应有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格，在特殊情况下，选用未正式鉴定的新产品时应经过上级批准。5.1.2技术条件 选择电气设备应能在正常工作条件下和发生过电压、过电流等情况下保持可靠运行。主要从以下几点考虑：（1）长期工作条件：额定电压：一般可按电气设备的额定电压不低于装设地点的电网额定电压的条件选择，即 额定电流：电气设备的额定电流，经校政以后不得小于装设回路的最大持续工作电流，即应满足。为综合校正系数。当仅计及环境温度影响时：对于电器：当时，；当时，；当时， 。计算回路的最大持续工作电流时，应考虑回路在各种运行方式下的持续工作电流，选用最大的那一个，见表5-1。表5-1 回路最大持续工作电流回路名称最大持续电流说明发电机回路1.05倍发电机额定电流当发电机冷却气体温度低于额定值时，人、允许每低电流增加0.5%变压器回路1.05倍变压器额定电流；1.3-2.0倍变压器额定电流变压器通常允许正常和事故过负荷，必要时按1.3-2.0倍计算母线分段回路发电厂为最大一台发电机额定电流的50%-80%；变压器应满足用户一级负荷和大部分二级负荷。考虑电源元件事故跳闸后仍能保证该段母线负荷出线单回路：线路最大负荷电流包括线损和事故时转移过来的负荷双回路：（1.2-2.0）倍一回线的正常最大负荷电流包括线损和事故时转移过来的负荷（2）短路校验条件校验的一般原则：电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定校验。检验用的短路电流，其容量应按具体工程的设计规划容量计算，并应考虑电力系统的远景发展规划（宜为该期工程建成后5-10年）；计算用电路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连接方式；短路的种类一般按三相短路校验；若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统、自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路更严重时，应按严重情况检验；用熔断器保护的电气设备和载流导体，可不校验热稳定；除用有限流作用的熔断器保护外，它们仍应校验动稳定；电缆不校验动稳定；用熔断器保护的电压互感器回路，可不检验动、热稳定。热稳定校验：当短路电流通过被选择的电气设备和载流导体时，其热效应不应超过允许值，即应满足下列条件：或式中短路电流的热效应；电气设备和载流导体允许的热效应；设备给定的时间内允许的热稳定电流（有效值）。短路电流持续时间，应为继电保护动作时间与断路器全分闸时间之和，即，断路器固有分闸时间与灭弧时间之和。动稳定校验：被选择的电气设备和载流导体，通过可能最大的短路电流值时，不应因短路电流的电动力效应而造成变形和损坏，即应满足条件：或，和三相短路冲击电流的副值和有效值；和设备允许通过的动稳定电流（极限电流）峰值和有效值。（3）环境条件影响电气设备的环境条件有：温度、海拔、日照、风速、冰雪、湿度、污秽、地震。在这里由于环境条件对于此处的电气设备影响不大，因此这次设计就不做具体的研究。5.2断路器和隔离开关的选择5.2.1 6.3kv侧断路器和隔离开关的选择(1)、发电机最大持续电流为：A (5-1)根据发电机回路的、及短路器安装在发电厂的要求，查发电厂电气部分课程设计表5-30，可选型断路器。并取短路热稳定时间，由于，不计非周期热效应。因此，短路电流的热效应等于周期分量热效应，即 (5-2)短路开断时间为，故用校验。冲击电流为 (5-3)表5-2列出断路器、隔离开关的有关参数，并与计算数据进行比较。由表5-2可见，选用断路器、隔离开关合格。表5-2 断路器、隔离开关选择结果计算数据型断路器隔离开关6.3kV10kV10Kv1443.42A1600A2000A16.686kA31.5kA/43.66kA80kA/355.5739691300543.66kA80kA85kA按最高室温修正后的长期发热允许电流： (5-4) 热稳定校验：断路器=3969 =355.57，断路器满足条件；隔离开关=13005 =355.57,隔离开关满足条件。 动稳定校验：断路器=80kA =43.66kA,断路器满足条件；隔离开关=85kA =43.66kA，隔离开关满足条件。(2)发电机最大持续电流为：A (5-5)根据发电机回路的、及短路器安装在发电厂的要求，查发电厂电气部分课程设计表5-30，可选型断路器。并取短路热稳定时间，由于，不计非周期热效应。因此，短路电流的热效应等于周期分量热效应，即 (5-6)短路开断时间为，故用校验。冲击电流为： (5-7)表5-3列出断路器、隔离开关的有关参数，并与计算数据进行比较。由表5-3可见，选用断路器、隔离开关合格。表5-3 断路器、隔离开关选择结果计算数据型断路器隔离开关 6.3kV10kV10Kv721.71A1250A1000A10.77kA31.5kA/28.17kA80kA/222.573969800028.17kA80kA80kA按最高室温修正后的长期发热允许电流： (5-8)热稳定校验：断路器=3969 =222.57，断路器满足条件；隔离开关=8000 =222.57,隔离开关满足条件。 动稳定校验：断路器=80kA =28.17kA,断路器满足条件；隔离开关=80kA =28.17kA，隔离开关满足条件。因此6.3kV侧，即发电机出口接线的电器选用：、发电机出口选用断路器、隔离开关，发电机出口选用断路器、隔离开关。5.2.2 35kv侧断路器和隔离开关的选择（1）、发电机通过35kV变压器最大持续电流为： (5-9)（2）发电机通过35kV变压器最大持续电流为： (5-10)根据发变压器回路的、及短路器安装在发电厂的要求，查发电厂电气部分课程设计表5-31，可选型断路器。并取短路热稳定时间，由于，不计非周期热效应。因此，短路电流的热效应等于周期分量热效应，即 (5-11)短路开断时间为，故用校验。冲击电流为： (5-12)表5-4列出断路器、隔离开关的有关参数，并与计算数据进行比较。由表5-4可见，选用断路器、隔离开关合格。表5-4 断路器、隔离开关选择结果计算数据型断路器隔离开关35kV35kV35Kv262.15A630A400A10.77kA80kA/7.56kA20kA/10.972569807.56kA20kA52kA按最高室温修正后的长期发热允许电流： (5-13)热稳定校验：断路器=256 =10.97，断路器满足条件；隔离开关=980 =10.97,隔离开关满足条件。 动稳定校验：断路器=20kA =7.56kA,断路器满足条件；隔离开关=52kA =7.56kA，隔离开关满足条件。5.3互感器的选择与校验互感器分为电流互感器和电压互感器，选择的互感器应该满足继电保护、自动装置和测量仪表的要求。因此我们必须按照合理要求选择，互感器的目的是将高电压、大电流按比例变成低电压（、）和小电流（5、1A），其中一次侧接在一次系统，二次侧接在测量仪表与继电保护装置等。这里主要介绍电压互感器：5.3.1 电压互感器（1）按安装地点和使用条件等选择电压互感器的类型：6-20kV屋内配电装置中，一般采用油浸绝缘结构；在高压开关柜中或布置在狭窄的地方可采用树脂浇注绝缘结构。35-110kV配电装置宜选用油浸绝缘电磁式电压互感器。220kV及以上配电装置中，如果容量和准确度级满足要求，宜选用电容式电压互感器。接在110kV及以上线路侧的电压互感器，统一选择电容式电压互感器。兼作为泄能电压互感器，应选用电磁式互感器。（2）按一次回路电压选择。电压互感器一次侧的额定电压，应大于或等于所接电网的额定电压。但电网电压的变动范围，应满足下列条件：1.10.9（3）按二次回路电压选择。电压互感器二次侧额定电压，可按表5-5选择：表5-5 电压互感器二次侧额定电压接线方式电网电压（kV）型式基本二次绕组电压（V）辅助二次绕组电压（V）Y/Y3-35单相式100无此绕组110J-500J单相式1003-60单相式100/33-15三相五柱式100100/3（每相）（4）接线方式选择。在满足二次电压和负荷要求的条件下，电压互感器应尽量采用简单接线。（5）按容量和准确度级选择。电压互感器准确度级选择的原则，可参照电流互感器准确度级的选择。选定准确度级之后，在此准确级下的额定二次容量,应不小于互感器的二次负荷，即。（6）电压互感器不需要进行动稳定和热稳定校验。5.3.2 6.3kV侧发电机出口互感器选择由上面互感器的选择原则可知：6-20kV屋内配电装置中，一般采用油浸绝缘结构；在高压开关柜中或布置在狭窄的地方可采用树脂浇注绝缘结构；电压互感器一次侧的额定电压，应大于或等于所接电网的额定电压即；在此准确级下的额定二次容量,应不小于互感器的二次负荷，即。再根据有功功率表、无功功率表、有功电能表DS1频率表、电压表的台数及每线圈消耗的功率和仪表电压线圈的功率因素和各种仪表的数目的多少可算出次级绕组的额定容量，即为该相的最大负荷。因此选用