电气工程及其自动化(电力)毕业设计_secret

维修电工技师维修电工技师 论文论文 题目 电气工程及自动化题目 电气工程及自动化 1 目目 录录 前 言 2 第一章 电气主接线设计 3 1 1 设计原则 3 1 2 各方案比较 4 第二章 厂用电设计 9 2 1 厂用电设计原则 9 第三章 短路电流计算 10 3 1 对称短路电流计算 10 3 2 非对称短路电流计算 20 第四章 电器主设备选择 31 4 1 对方案 I 的各主设备选择 31 4 2 对方案 的各主设备选择 45 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 附 录 59 附 录 60 2 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 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 维修电工技师 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 是对工作三年所学理论知识与实践的融合 3 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 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 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 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 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 4 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 具有发展和扩建的可能性 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 5 图 1 1 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 6 图 1 2 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 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 7 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 8 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 9 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 10 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 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 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 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 11 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 45MW cos 额定电压 10 5kV5 950 230 d X 变压器参数 3 台 1T 50MVA 2T 100MV 14 d U 14 d U 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 时 MVAS j 1000 kVU j 510 kA U S I j j j 98654 3 510 5 020kA 45MW 功率因素为 0 95 的机组容kVU j 115 115j I j j U S 3 12 量为 MVASn36847 950 45 发电机 0 23 51 FF 1 X 2 X 3 X 4 X 5 X n j d S S X 8564 36847 1000 变压器 31 BB 6 X 7 X41 100 1000 100 14 100 n j d S S U 82 50 1000 100 14 8 X 系统阻抗 10 X3930 2543 1000 10 d j S S X 对点进行短路计算 2 1 d 网络简化如下 图 3 2 网络简化图 1 d 4282 2 8564 2111 XXX 31013930917160 10912 XXX 8283 2 8564 41 43713 XXXX 6567856482 5814 XXX 13 继续简化上图 图 3 3 网络简化图 1 d 5522 65678283 65678283 141315 XXX 再化简得 图 3 4 网络简化图 1 d 4293 15 612 61216 X XX XXX 14 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 的计算电抗为 53 FF 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 的计算电抗为 21 FF 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 15 kAIZ4982620950875 kAIZ3511820955233 20 kAIZ8671620952383 2 kAIZ3361720953283 4 MVASIS FFnZd 922481736940875 21 所以 点的三相短路电流为 1 d kAIZ4104849826876503616 kAIZ0994035118712503616 20 kAIZ4203986716517603616 2 kAIZ9123933617540603616 4 kASd414880922481862106630291 点三相短路冲击电流及全电流最大有效值计算 1 d ch i ch I 1 系统 A 侧和三电源 B 侧的值采用远离发电机地点发生 53 FF chZ KK 短路时的数值 则 1 80 0 97 ch K Z K 1 80 16 036 5 876 55 779KA ch i Z I8012 2 ch I 16 036 5 876 22 2 ZchZZ KKKI366339708012970 22 2 C 侧二电源的 值采用发电机机端短路时的值 故 1 90 Z K ch K ch K 0 93 Z K ch i 1 90 26 498 71 200KA Z I9012 2 26 498 22 2 ZchZZ KKKI kA608359309012930 22 3 总的冲击电流及全电流为 ch i ch I 55 779 71 200 126 979KA ch i 33 3666 35 608 68 974KA ch I 点短路电流热效应计算 1 d 其中 t 取 4S Zt Qt III Ztt Z Z 12 10 22 2 2 4 12 91239420391041048 222 6491 953kSA2 16 点短路电流计算 2 d 网络简化如下 并结合其正序阻抗图得 图 3 5 点正序阻抗网络图 2 d 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 的计算电抗为 21 FF 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 17 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 4760 1153 73694 3 21 21 因此 kAIZ445147600353 kAIZ201147605232 20 kAIZ301147607342 2 kAIZ335147608042 4 MVASIS FFnZd 524287736940353 21 C 侧 的计算电抗为 53 FF 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 点的三相短路电流为 2 d kAIZ4267149244518323 kAIZ8116786120118323 20 kAIZ0697936130118323 2 kAIZ1527985133518323 4 MVASd1691482286431524287359763 点三相短路冲击电流及全电流最大有效值计算 2 d ch i ch I 因为点在发电厂高压侧母线上 所以 1 80 0 97 2 d ch K Z K ch i Z I8012 kA9041842678012 18 7 426 ch I 22 2 ZchZZ KKKI kA636329708012970 22 短路电流热效应计算 Zt Q 其中 t 取 4st III Ztt Z Z 12 10 22 2 2 4 12 15270697104267 222 202 001 kSA2 对点短路电流计算 3 d 网络简化如下图 并结合其正序阻抗图 得 图 3 6 正序阻抗网络等值图 3 d 11 X3101 109 XX9141 43721612 XXXXXXX 继续简化得 19 图 3 7 网络简化图 3 d 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 的计算电抗为 41 FF 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 20 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 侧的计算电抗为 5 F 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 点的三相短路电流为 3 d kAIZ036285351237661259 kAIZ42924032927261259 20 kAIZ40424466881361259 2 kAIZ23224294881361259 4 MVASd838509935227957115946165 点三相短路冲击电流及全电流最大有效值计算 3 d ch i ch I A 侧和 B 侧采用远离发电厂地点 故 1 80 0 97 ch K Z K ch i Z I8012 kA19439272612598012 kAKKKII ZchZZch 445239708012970272612592 2222 21 C 侧采用发电机机端 故 1 90 0 93 ch K Z K ch i Z I9012 kA68233535129012 kAKKKII ZchZZch 774209309012930535122 2222 所以 总的和为 ch i ch I ch i 39 194 33 682 72 876kA 23 445 20 774 44 219Ka ch I 短路电流热效应计算 Zt Q 其中 t 取 4st III Ztt Z Z 12 10 22 2 2 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 22 该系统的零序阻抗为 由原始资料可知线路的零3950 92529 1000 10 d j S S X 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 短路点等效后的正序阻抗图为 1 d 图 3 10 点正序阻抗网络图 1 d 短路点效后的正序阻抗图为 241 111 1 171611 1 XXX X 23 图 3 11 点正序简化图 2 d 7060 111 1 131211 1 XXX X 短路点等效后的正序阻抗图为 3 d 图 3 12 点正序简化图 3 d 0602 111 1 14135 1 XXX X 二 负序网络的变换 短路点等效后的负序阻抗图为 1 d 图 3 13 点负序阻抗等值图 1 d 5073 2 04127 2111 XXX 3101 10912 XXX 2745 8543713 XXXXXX 再简化得 24 图 3 14 点负序简化图 1 d 2703 13 612 61214 X XX XXX 1738 12 613 61315 X XX XXX 4021 111 1 151411 2 XXX X 短路点等效后的负序阻抗图为 2 d 图 3 15 点负序简化图 2 d 3101 10911 XXX9214 21612 XXXX 2803 4378513 XXXXXX 25 7870 111 1 131211 2 XXX X 短路点等效后的负序阻抗图为 3 d 图 3 16 点负序简化图 3 d 3101 10911 XXX4602 43721612 XXXXXXX 再化简得 图 3 17 点负序简化图 3 d 6015 12 811 81113 X XX XXX51810 11 812 81214 X XX XXX 4062 111 1 14135 2 XXX X 26 三 零序网络的变换 短路点等效后的零序阻抗图为 1 d 图 3 18 点零序简化图 1 d 5181 546 XXX9330 327 XXX 再化简为 图 3 19 点零序简化图 1 d 1965 7 16 168 X XX XXX1933 6 17 179 X XX XXX 9781 11 1 98 0 XX X 短路点等效后的零序阻抗图为 2 d 27 图 3 20 点零序简化图 2 d 5181 546 XXX9330 327 XXX 4090 111 1 761 0 XXX X 短路点等效后的零序阻抗图为 3 d 图 3 21 点零序简化图 3 d 5181 546 XXX70 217 XXX 再化简得 图 3 21 点零序简化图 3 d 28 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 点短路 1 d 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 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 29 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 点短路 2 d 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 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 30 三 点短路 3 d 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 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 31 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 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 32 图 4 1 方案 主接线图 断路器和隔离开关的选择 5 对 D1 D4断路器和 G1 G4隔离开关的选择 A 对 10 5kV D1 D4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 kVUn 5 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 kAUSII nnn 735 2 5 103 368 4705 1 3 05 1 max 3 按开断电流选择 若在 D1 D4上侧短路时流过 D1 D4的短路电流为 F1流过的短路电流 即为 26 498 2 13 249kA 而在 D1 D4下侧短路时流过 D1 D4的短路电 流 为系统和 F2 F5的短路电流之和 即 16 036 5 876 13 249 35 161kA 故应按 D1 D4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不应小于断路器开断瞬间的短路电流周期 Nbr I 33 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不小于短路冲击电流 即 es i sh i 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 8 517 6 036 16 2 kAId244 31668 8 540 6 036 16 4 代入上式 得 SkAQk 2 14 3938 则SKAQQ kt 2 14 3938 B 对 10 5kV G1 G4隔离开关的选择 1 按额定电压选择 kVUn 5 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 D1 D4为型断路器 3 433000 1010 N S 选择 G1 G4为型隔离开关3000 1010TGN 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 AIN30003000 max AI2735 kAINbr43 3 kAId35 161 2 2 SkAtIt 56 74994 3 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 G6 G9隔离开关选择 34 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 3 832 2 149 5 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不应小于断路器开断瞬间的短路电流周期 Nbr I 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不小于短路冲击电流 即 es i sh i kAIii dshes 255 15981 5 28 128 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 代入上式 得 SkAQk 2 425 132 则SKAQQ kt 2 425 132 B 对 110kV G6 G9隔离开关的选择 1 按额定电压选择 kVUn110 2 按额定电流选择 kAIIn522 0 max 3 按动稳定选择 kAii shes 255 15 4 按热稳定度校验 SKAQQ kt 2 425 132 35 选择 D5 D6为 SW6 110 型断路器 选择 G6 G9为 GW4 110D 型隔离开关 表表 4 24 2 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SW6 110GW4 110D计算数据 kVUN110110 kVUN110 AIN12001200 max AI522 kAINbr31 5 kAId5 981 2 2 SkAtIt 39694 5 31 2 25004252 2S kAQk132 425 kAies8080 kAies15 225 由上表可知所选断路器和隔离开关的技术参数能满足 对 10 5kV G5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 kVUn 5 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 kAUSII nnn 735 2 5 103 368 4705 1 3 05 1 max 3 按动稳定电流选择 若在 G5上侧短路时流过 G5的短路电流为 F5流过的短路电流为 12 535kA 而在 G5下侧短路时流过 G5的短路电流为系统和 F1 F4的短路 电流之和 即 9 125 6 376 15 501kA 15 501 12 535 故按 G5下侧短 路时来选择设备 其短路电流为 15 501kA 电器允许通过的动稳定电流不小于短路冲击电流 即 es i sh i kAii shes 649 41501 1529 1 4 按热稳定度校验 tIIIQdtd dk 12 10 2 2 2 2 其中 501 15 z I kAIz938 15813 6 125 9 2 kAIz938 15813 6 125 9 4 代入上式得 则SKAQk 2 5001011 SKAQQ kt 2 5001011 36 表表 4 34 3 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GN2 10计算数据 kVUN10 kVUN10 AIN3000 max AI2735 2 2 SkAtIt 144004602 2S kAQk1011 500 kAies100 kAies41 649 由上表可知所选断路器和隔离开关的技术参数符合要求 对 D7断路器和 G10 G11隔离开关选择 A 对 110kV 侧 D7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 IN Imax kA N U Sn 3 051 2610 1103 36847051 3 按开断电流选择 若在 D7上侧短路时流过 D7的短路电流为 F5流过的短路电流 即为 2 149 1 445 0 704kA 而在 D7下侧短路时流过 D7的短路电流为系统和 F1 F4的短路电流之和 即 3 832 2 1 445 6 722kA 故应按 D7下侧短 路时来选择设备 其短路电流为 6 7221kA 断路器的额定开断电流不应小于断路器开断瞬间的短路电流周期 Nbr I 分量 即 Id 6 722kA Nbr I 4 按动稳定电流校验 电器允许通过动稳定电流 ies 不小于短路冲击电流 ish 即 ies ish 6 722 17 111kA d I281 281 5 按热稳定校验 37 Qk t III ZtZtZ 12 10 22 2 2 其中 6 722kA Z I 3 832 21 301 6 434kA 2Z I 3 832 2 1 335 6 502kA 4Z I 带入上式得 Qk 167 1kA2 s 则 Qt Qk 167 1 kA2 s B 对 110kV 侧 G10 G11 隔离开关的选择 1 按额定电压选择 UN 110 kV 2 按额定电流选择 IN 0 261A 3 按动稳定校验 ies ish 17 11kA 4 按照热稳定校验 Qt Qk 167 1 kA2 s 选择 D7 为 SW6 110 型断路器 选择 G10G11 为 GW4 110D 型隔离开关 表表 4 44 4 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SW6 110GW4 110D计算数据 UN kV 110110UN kV 110 IN A 12001000Imax A 261 INbr kA 31 5 Id kA 6 722 It2 t31 524 3969 2524 250 0 Qk kA2 s 167 1 ies kA 8080ish kA 17 11 由上表可知所选断路器隔离开关符合技术参数要求 对于 D8 D11断路器 和 G12 G23 隔离开关的选择 A 对 110kV 侧 D8 D11断路器选择 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 UN 110 kV 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 38 IN Imax 0 326 kA N U Sn 3 051 41103 368475051 3 按开断电流选择 若在 D8 D11下侧短路电流时流过 D8 D11的短路电流为系统侧短路电流 即为 3 832kA 而在 D8 D11上侧短路时流过 D8 D11短路电流为 5 台发电 机短路电流之和 即为 1 445 2 149 3 549kA 3 832 3 594 所以 按照 D8 D11下侧短路的短路电流来选择设备 其短路电流为 3 832kA 断路器的额定开断电流不应小于断路器开断瞬间的短路电流周期 Nbr I 分量 即 断路器额定开断电流 INbr Id 3 832kA 4 按动稳定电流校验 电器允许通过动稳定电流 ies 不小于短路冲击电流 ish 即 ies ish 3 832 9 756kA d I281 281 5 按热稳定校验 Qk t III ZtZtZ 12 10 22 2 2 其中 3 832kA 带入上式得 Z I 2Z I 4Z I Qk 58 739 kA2 s 则 Qt Qk 58 739 kA2 s B 对 G12 G23隔离开关的选择 1 按额定电压选择 UN 110 kV 2 按额定电流选择 IN Imax 0 326 kA 3 按动稳定电流校验 ies ish 9 756kA 4 按热稳定校验 Qt Qk 58 739 kA2 s 选择 D8 D11为 SW4 110 型断路器 选择 G12 G23为 GW4 110 型隔离开关 表表 4 54 5 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SW4 110GW4 110计算数据 UN kV 110110UN kV 110 IN A 1000630Imax A 326 39 INbr kA 18 4 Id kA 3 832 It2 t31 524 3969 2024 160 0 Qk kA2 s 58 739 ies kA 5550ish kA 9 756 对 D12断路器和 G24 G25隔离开关选择 A 对母联断路器 D12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 UN 110 kV 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 IN Imax kA N U Sn 3 051 2610 1103 36847051 3 按开断电流选择 若在 D12上 下侧短路时 其短路电流都是 7 426kA 断路器的开断电流 INbr不应小于断路器开断开断瞬时的短路电流周期分量 即 断路器额定开断电流 INbr Id 7 426kA 4 按动稳定电流校验 电器允许通过动稳定电流 ies 不小于短路冲击电流 ish 即 ies ish 7 426 18 9kA d I281 281 5 按热稳定校验 Qk t III ZtZtZ 12 10 22 2 2 其中 7 426kA 7 069kA 7 152kA 带入上式得 Z I 2Z I 4Z I Qk 202 001 kA2 s 则 Qt Qk 202 001 kA2 s B 对母联隔离开关 G24 G25的选择 1 按额定电压选择 UN 110 kV 2 按额定电流选择 IN Imax 261 kA 3 按动稳定电流校验 ies ish 18 9kA 4 按热稳定校验 Qt Qk 202 001kA2 s 40 选择 D12为 SW6 110 型断路器 选择 G24 G25为 GW4 110D 型隔离开关 表表 4 64 6 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SW6 110GW4 110D计算数据 UN kV 110110UN kV 110 IN A 12001000Imax A 261 INbr kA 31 5 Id kA 7 426 It2 t31 524 3969 2524 250 0 Qk kA2 s 200 001 ies kA 8080ish kA 18 9 对方案 所选断路器 隔离开关汇总如下 表表 4 74 7 方案方案 所选各断路器隔离开关技术数据所选各断路器隔离开关技术数据 断路器断路器型号隔离开关隔离开关型号 41 DD 3 433000 1010 N S 41 GG 3000 1010TGN 75 DD SW6 110 116 GG GW4 110D 118 DD SW4 110 2312 GG GW4 110 12 DSW6 110 2524 GG GW4 110D 5 G GN2 10 电流互感器的选择 6 1 110kV 侧电流互感器的选择 型号的选择 选择 LVQB 110型 S气体绝缘电流互感器 其参数如下 2 W 6 F 表表 4 84 8 所选电流互感器技术数据所选电流互感器技术数据 电流互感器额定电压 kAUn 额定电流 AIn 短时热稳定 电流 kA t I 耐受冲击电 流 max kAi LVQB 110110150050115 41 2 W 按额定电流选择 根据该水电站主变压器容量为 2 50 100 200MVA 其额定电压为 110kV 则主变压器 110kV 侧的工作电流为 所选电流A1102 1103 200051 互感器一次额定电流为 1500A 满足该水电站一次负荷电流变化的要求 按动稳定校验 LVQB 110型电流互感器的动稳定电流为 115kA 大于该水电站 2 W max i 110kV 侧短路时的冲击电流 满足动稳定要求 kAish90418 按热稳定校验 LVQB 110型电流互感器热稳定电流为 50kA 大于该水电站 2 W t I 110kV 侧短路时的稳定电流 7 152kA 满足热稳定要求 2 10 5kV 发电机出口处电流互感器的选择 型号的选择 选择 LZZBJ9 12 175b 2s 型电流互感器 其参数如下 表表 4 94 9 所选电流互感器技术数据所选电流互感器技术数据 电流互感器额定电压 kAUn 额定电流 AIn 短时热稳定 电流 kA t I 耐受冲击电 流 max kAi LZZBJ9 12 175b 2s10 5315080160 按额定电流选择 根据发电机的容量 47 368MVA 其额定电压为 10 5kV 则发电机出口处的 工作电流为 所选电流互感器一次额定电流为A2735 5103 36847051 3150A 满足该水电站一次负荷电流变化的要求 按动稳定校验 LZZBJ9 12 175b 2s 型电流互感器的动稳定电流为 160kA 大于该水电 max i 站发电机出口处的冲击电流 满足动稳定要求 kAish979126 按热稳定校验 LZZBJ9 12 175b 2s 型电流互感器热稳定电流为 80kA 大于该水电站 t I 42 发电机出口处的热稳定电流 39 912 kA 电压互感器的选择 型号的选择 110kV 侧选择 WVB110 20 H 型电压互感器 10 5kV 侧选择 JDZX10 12BG 型电压互感器 其各参数如下 表表 4 104 10 所选电压互感器技术数据所选电压互感器技术数据 电压等级选择型号额定电压额定绝缘水平 110kVWVB110 20 H 一次 二次 1 0 3 1 0 3 1 0 3 110 选择最高电压 126kV 选择绝缘耐压 185kV 额定雷电冲击电压 450kV 10 5kVJDZX10 12BG 1 0 3 1 0 3 1 0 3 110选择最高电压 12kV 选择绝缘耐压 185kV 额定雷电冲击电压 450kV 避雷器的选择 7 110kV 侧避雷器的选择 1 避雷器型号的选择 选择 Y10W5 110 260 型无间隙氧化锌避雷器 其参数为 表表 4 114 11 所选避雷器技术数据所选避雷器技术数据 型号系统额定 电压 kV 避雷器额 定电压