中型火电厂电气部分设计毕业论文.doc

陕西理工学院毕业设计 中型火电厂电气部分设计毕业论文中型火电厂电气部分设计毕业论文 目 录 1 引 言 1 1 1 设计在工程建设中的作用 1 1 2 设计工作应遵循的主要原则 1 1 3 设计的基本程序 1 2 电气主接线设计 2 2 1 原始资料 2 2 2 主接线方案的拟定 2 2 3 主接线方案的评定 5 2 4 发电机及变压器的选择 5 3 厂用电设计 8 3 1 负荷的分类与统计 8 3 2 厂用电接线的设计 9 3 3 厂用变压器的选择 10 4 短路电流计算 11 4 1 概 述 11 4 2 系统电气设备电抗标幺值计算 11 4 3 短路电流计算 12 4 3 1 10 5kV 侧短路计算 12 4 3 2 35kV 侧短路计算 15 4 3 3 110kV 侧短路计算 18 5 电气设备的选择 23 5 1 断路器的选择 23 5 1 1 110kV 侧高压断路器的选择 23 5 1 2 35kV 侧高压断路器的选择 25 5 1 3 10 5kV 侧断路器的选择 28 5 25 2 隔离开关的选择隔离开关的选择 31 5 2 1 110kv 侧隔离开关的选择 31 5 2 2 35kV 侧隔离开关的选择 33 5 2 3 10 5kV 隔离开关的选择 35 陕西理工学院毕业设计 I 5 35 3 电流互感器的选择电流互感器的选择 38 5 3 1 110kV 侧电流互感器的选择 38 5 3 2 35kV 侧的 TA 的选择 41 5 3 3 10kV 侧电流互感器的选择 43 5 45 4 电压互感器的选择电压互感器的选择 45 5 4 1 110kV 侧 TV 的选择 46 5 4 2 35kV 侧 TV 的选择 46 5 4 3 发电机 TV 的选择 47 5 55 5 导体的选择及校验导体的选择及校验 47 5 5 1 110kV 母线选择 48 5 5 2 110kV 连接线选择 49 5 5 3 35kV 母线选择 50 5 5 4 35kV 连接线选择 51 5 5 5 10 5kV 母线选择 52 5 5 6 发电机端封闭母线的选择 53 6 配电装置规划及布置 54 6 1 概 述 54 6 2 屋内配电装置 54 6 3 屋外配电装置 55 6 4 发电机与配电装置的连接 55 7 主系统保护配置整定 56 7 1 系统防雷保护 56 7 1 1 110kV 侧避雷器的选择和校验 57 7 1 2 35kV 侧避雷器的选择和校验 57 7 1 3 10 5kV 侧避雷器的选择和校验 58 7 2 变压器继电保护配置及整定 59 7 3 发电机继电保护配置及整定 61 7 4 输电线路保护 64 总 结 65 致 谢 66 参考文献 67 附录 A 68 附录 B 69 陕西理工学院毕业设计 II 附录 C 71 陕西理工学院毕业设计 第 0 页 共 78 页 1 引 言 在高速发展的现代社会中 电力工业在国民经济中有着重要作用 它不仅全面地影响国民经济 其他部门的发展 同时也极大的影响人民的物质与文化生活水平的提高 发电厂是电力系统的重要组成部分 它直接影响整个电力系统的安全与经济 发电厂的作用是 将其他形式的能量转化成电能 按能量转化形式大体分为火力发电厂 水力发电厂 核能发电厂和 风力发电场 而火力发电是现在电力发展的主力军 在现在提出和谐社会 循环经济的环境中 我 们在提高火电技术的方向上要着重考虑电力对环境的影响 对不可再生能源的影响 虽然现在中国 已有部分核电机组 但火电仍占领电力的大部分市场 近年电力发展滞后经济发展 全国上了许多 火电厂 但火电技术必须不断提高发展 才能适应和谐社会的要求 1 11 1 设计在工程建设中的作用设计在工程建设中的作用 设计工作是工程建设的关键环节 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 起着决定性作用 设计是工程建设的灵魂 设计的基本任务是 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 安全实用 技术先进 综合效益好的设计 有效的为电力建设服务 1 21 2 设计工作应遵循的主要原则设计工作应遵循的主要原则 1 遵守国家的法律 法规 贯彻执行国家的经济建设方针 政策和基本建设程序 特别应贯 彻执行提高综合经济效益和促进技术进步的方针 2 要运用系统工程的方法从全局出发 正确处理中央与地方 工业与农业 城市与乡镇 近 期与远期 技改与新建 生产与生活 安全与经济等方面的关系 3 要根据国家规范 标准与有关规定 结合工程的不同性质 要求 从实际情况出发 合理 确定设计标准 4 要实行资源的综合利用 节约能源 水源 保护环境 节约用地等 1 31 3 设计的基本程序设计的基本程序 设计要执行国家规定的基本建设程序 工程进入施工阶段后 设计工作还要配合施工 参加工 程管理 试运行和验收 最后进行总结 从而完成设计工作的全过程 随着我国电力工业的技术水平和管理水平不断提高 现在已有许多电厂实现了集中控制和采用 计算机监控 电力系统也实现了分级集中调度 所有电力企业都在努力增产节约 降低成本 确保 安全远行 随着我国国民经济的发展 电力工业将逐步跨入世界先进水平的行列 火力发电厂是生 产工艺系统严密 土建结构复杂 施工难度较大的工业建筑 电力工业的发展 单机容量的增大 总容量在百万千瓦以上火电厂的建立促使火电厂建筑结构和设计不断地改进和发展 陕西理工学院毕业设计 第 1 页 共 78 页 2 电气主接线设计 2 12 1 原始资料原始资料分析分析 设计电厂总容量4 50 200MW 当本厂投产后 将占系统总容量为200 5000 200 100 3 85 5000h a 又为火电厂 在电力系统中将主要承 担基荷 从而该电厂主接线的设计务必着重考虑其可靠性 从负荷特点及电压等级可知 它具有 10 5kV 35kV 110kV三级电压负荷 10 5kV容量不大 为地方负荷 110kV与系统有4回馈线 呈 强联系形式 并接受本厂剩余功率 最大可能接受本厂送出电力为200 15 20 200 5 155MW 最 小可能接受本厂送出电力为200 20 40 200 5 130MW 可见 该厂110kV接线对可靠性要求很高 双母线带旁路母线接线形式 35kV架空线出线5回 为提高其供电的可靠性 采用单母线分段带旁 路母线或单母线分段的接线形式 10 5kV电压级共有8回电缆出线 其电压恰与发电机端电压相符 采用直馈线为宜 2 22 2 主接线方案的拟定主接线方案的拟定 在对原始资料分析的基础上 结合对电气接线的可靠性 灵活性及经济性等基本要求 综合考 虑 在满足技术 积极政策的前提下 力争使其技术先进 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 首先应保证其满发 满供 不积 压发电能力 同时尽可能减少传输能量过程中的损失 以保证供电的连续性 因而根据对原始资料 的分析 现将主接线方案拟订如下 方案一方案一 1 10KV电压级 鉴于出线回路多 且发电机单机容量为50MW 远大于有关设计规程对选 用单母线分段接线不得超过24MW的规定 应确定为双母线分段接线形式 两台50MW机组分别接 在接在分段母线上 剩余功率通过主变压器送往高一级电压35kV 由于一台50MW机组接于10 5kV 母线上 可选择轻型设备 在分段处加装母线电抗器 各条电缆出线上装出线电抗器 2 35KV电压级 出线5回 采用单母线分段带专用旁路接线形式 进线从10KV侧送来剩余 容量1 50 200 5 20 20MW 不能满足35KV最大负荷的要求 为此以一台50MW机组按 发电机一变压器单元接线形式接至35KV母线上 其剩余容量或机组检修时不足容量由联络变压器 与110KV接线相连 相互交换功率 3 110KV电压级 出线4回 为使出线断路器检修期间不停电 采用双母线带旁路母线接线 并装有专门的旁路断路器 其旁路母线只与各出线相连 以便不停电检修 其进线一路通过联络变 压器与35KV连接 另一路为一台50MW机组与变压器组成单元接线 直接接入110KV 将功率送 往电力系统 据以上分析 接线形式如下 陕西理工学院毕业设计 第 2 页 共 78 页 图 2 1 电气主接线 方案二 方案二 1 10 5kV 鉴于出线回路多 且发电机单机容量为50MW 远大于有关设计规程对选用单 母线分段接线不得超过24MW的规定 应确定为双母线分段接线形式 两台50MW机组分别接在两 段母线上 剩余功率通过主变压器送往高一级电压35kV 由于两台50MW机组接于10 5kV母线上 可选择轻型设备 在分段处加装母线电抗器 各条电缆出线上装出线电抗器 2 35kV 出线5回 采用单母线分段接线形式 进线从10 5kV侧送来剩余容量2 50 200 5 20 70MW 能满足35kV最大及最小负荷的要求 其剩余容量或机组检修时不足容 量由联络变压器与110kV接线相连 相互交换功率 3 110kV 出线4回 为使出线断路器检修期间不停电 采用双母线带旁路母线接线 其 进线一路通过联络变压器与35kV连接 另一路为两台50MW机组与变压器组成扩大单元接线 直接 接入110kV 将功率送往电力系统 据以上分析 接线形式如下 陕西理工学院毕业设计 第 3 页 共 78 页 图 2 2 电气主接线 方案三 方案三 1 10 5kV 鉴于出线回路多 且为直馈线 电压较低 宜采用屋内配电 因此采用单母线 分段接线形式 两台50MW机组分别接在两段母线上 剩余功率通过主变压器送往高一级电压 35kV 由于两台50MW机组接于10 5kV母线上 可选择轻型设备 在分段处加装母线电抗器 各条 电缆出线上装出线电抗器 2 35kV 出线5回 采用单母线分段带专用旁路接线形式 进线从10 5kV侧送来剩余容量 2 50 200 5 20 70MW 能满足35kV最大及最小负荷的要求 其剩余容量或机组检修时不 足容量由联络变压器与110kV接线相连 相互交换功率 3 110kV 出线4回 为使出线断路器检修期间不停电 采用双母线带旁路母线接线 其 进线一路通过联络变压器与35kV连接 另一路为两台50MW机组与变压器组成扩大单元接线 直接 接入110kV 将功率送往电力系统 据以上分析 接线形式如下 陕西理工学院毕业设计 第 4 页 共 78 页 图 2 3 电气主接线 2 32 3 主接线方案的评定主接线方案的评定 该电气主接线的设计始终遵循了可靠性 灵活性 经济性的要求 在确保可靠性 灵活性的同 时 兼顾了经济性 在可靠性方面该主接线简单清晰 设备少 无论检修母线或设备故障检修 均 不致造成全厂停电 每一种电压级中均有两台变压器联系 保证 在变压器检修或故障时 不致使 各级电压解列 机组的配置也比较合理 使传递能量在变压器中损耗最小 在灵活性方面 运行方 式较简单 调度灵活性好 各种电压级接线都便于扩建和发展 在经济性方面 投资小 占地面积 少 采用了单元接线及封闭母线 从而避免了选择大容量出口断路器 节省了投资 有很大的经济 性 通过以上分析 主接线方案一对所设计的这一火电厂而言 是比较合理的 可以采纳 2 42 4 发电机及变压器的选择发电机及变压器的选择 1 发电机的选择 查 电气设备运行及事故处理 两台50MW发电机选用QFS 50 2汽轮发 电机 四台50MW汽轮发电机选用QFS 50 2型汽轮发电机 2 变压器的选择 根据本设计具体情况 应该选择2台双绕组变压器 2台三绕组变压器 本设计中的主变选择如下 陕西理工学院毕业设计 第 5 页 共 78 页 110KV侧双绕组变压器容量确定公式 120 51 8 0 100 110 51 110MVA COS P S N N 查 电气设备运行及事故处理 选定变压器的容量为120MVA 根据实际要求 联络变压器的容量选取和主变一样 3 现将发电机和变压器的选择结果列表如下 以供查询 1 发电机具体参数如表2 1 表2 1 发电机技术参数 型 号 额 定 功率 MW 额 定 电压 kV 额 定 电流 A 功率因数 电抗 标幺值 d X 发电机 1 2 G G 3 4 G G QFS 50 25010 534370 80 1953 2 110kv 双绕组为SFP7 120000 110型 主要技术参数如表 2 2 表 2 2 技术参数 额定容量 kVA 连接组别额定电压 kV 空载损耗 kW 阻抗电压 120000N11Y d 高压 110 2 2 5 低压 10 5 10610 5 3 35kv 双绕组为SFP7 75000 35型 主要技术参数如表 2 3 表 2 3 技术参数 额定容量 kVA 连接组别额定电压 kV 空载损耗 kW 阻抗电压 75000N11Y d 高压 35 2 2 5 低压 10 5 5710 5 4 联络变压器选取SFPSZ 75000 110型 主要技术参数如表 2 4 陕西理工学院毕业设计 第 6 页 共 78 页 表 2 4 技术参数 额定容量 kVA 容量比 MVA额定电压 kV 空载损耗 kW 阻抗电压 连接组别 75000100 100 20 高压 110 5 中压 38 5 5 低压 10 5 80 高 中 22 5 高 低 13 中 低 8 N n0 11Y y d 4 10kV 侧三绕组变压器选取 SFSZ7 50000 110 型 主要技术参数如表 2 5 表 2 5 技术参数 额定容量 kVA 容量比 MVA额定电压 kV 空载损耗 kW 阻抗电压 连接组别 50000100 100 50 高压 110 8 1 25 中压 38 5 5 低压 10 5 71 2 高 中 10 5 高 低 18 中 低 6 5 N n0 11Y y d 陕西理工学院毕业设计 第 7 页 共 78 页 3 厂用电设计 3 13 1 负荷的分类与统计负荷的分类与统计 发电厂在电力生产过程中 有大量的电动机械 用以保证主要设备和辅助设备的正常运行 这 些电动机及全厂的运行操作 试验 修配 照明等用电设备的总耗电量 统称为厂用电或自用电 厂用负荷 按其用电设备在生产中的作用和突然中断供电时造成危害程度可分为四类 1 类厂用负荷 凡短时停电会造成设备损坏 危及人身安全 主机停运及大量影响出力 的厂用负荷 都属于 类负荷 如火电厂的给水泵 凝结水泵 循环水泵 引风机 送风机 给粉 机等以及水泵的调速器 压油泵 润滑油泵等 通常他们都设有两套设备互为备用 分别接到两个 独立电源的母线上 2 类厂用负荷 允许短时停电 恢复供电后 不致造成生产紊乱的厂用负荷 均属于 类负荷 如火电厂的工业水泵 疏水泵 灰浆泵 输煤设备和化学水处理设备等 一般它们应由两 段母线供电 并采用手动切换 3 类厂用负荷 较长时间停电 不会影响生产 仅造成生产上的不方便者 都属于 类 厂用负荷 如试验室 中央修配厂 油处理室等负荷 通常由一个电源供电 4 事故保安负荷 指在停机过程中及停机后一段时间内仍应保证供电的负荷 否则将引起 主要设备损坏 重要的自动控制装置失灵或推迟恢复供电 甚至可能危及人身安全的负荷称为事故 保安负荷 它分为直流保安负荷 如发电机组的直流润滑油泵等 其直流电源由蓄电池组供电 交 流保安负荷 如盘车电动机 实时控制用的电子计算机等都属于交流保安负荷 现将火电厂的主要 负荷统计如下 见表3 1 表3 1 分类名称负荷类别运行方式备注 锅炉 部分 引风机 鼓风机 磨粉机 给粉机 或 经常 连续 无煤粉仓时为 汽机 部分 凝结水泵 循环水泵 给水泵 给水油泵 生水泵 工业水泵 经常 连续 给水泵不带主油泵时 电气及 公用部分 充电机 变压器 变压器冷却风机 通讯电源 硅整流装置 不经常 断续 经常 短时 经常 连续 经常 连续 经常 连续 出灰 负荷 灰浆泵 碎渣机 电气除尘器 冲灰水泵 经常 连续 辅助 车间 油处理设备 中央修理车间 起重机 电气实验室 经常 连续 经常 连续 不经常 断续 不经常 断续 陕西理工学院毕业设计 第 8 页 共 78 页 3 23 2 厂用电接线的设计厂用电接线的设计 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 应保证对厂用电负荷可靠和连 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 还应适当注意经济性和发展的可能性并积极慎重的采用新技术 新设备 使其具有可行性和 先进性 此外 在设计厂用电系统接线时还要对供电电压等级 厂用供电电源及其引接进行分析和 论证 火电厂的辅助机械多 容量大 供电网络复杂 其主要负荷分布在锅炉 气机 电气 输煤 出灰 化学水处理以及辅助车间和公用电气部分 因此 厂用电电压必须由10KV和0 4KV两级电压 以单母线分段接线形式合理地分配厂用各级负荷 现将该火电厂的厂用电接线的系统图设计示 于图3 1 图3 1 厂用电接线图 图3 1所设计电厂厂用电接线图 厂内装在二机三炉 发电机电压为10 5KV 6KV厂用高压母 线分单母线 按锅炉台分为三段 通过T11 T12 T13厂用高压变压器分别接于主母线上两个分段 上 380 220V低压厂用母线 由于机组容量不大 设启动电源和事故保安电源 低压厂用母线分为 两段 备用电源采用明备用形式 即专设一台T10备用厂用高压变压器 平时断开 当任一段厂用 工作母线的电源回路发生故障时QF3断开 QF1和QF2在备用电源自动投入装置作用下合闸 于是 T10厂用高压变压器代替T11厂用高压变压器工作 为了在主母线上发生故障时 仍有可靠的备用 陕西理工学院毕业设计 第 9 页 共 78 页 电源 运行中可将T10备用厂用高压变压器和主变压器T2都接到备用母线上 并将主母线第段的母 联断路器QF4合上 使备用母线和工作母线均带电运行 这样 当主母线发生事故时 QF4断开 T10变压器还可通过T2供电 发电厂厂用电系统电压等级是根据发电机额定电压 厂用电动机的电压和厂用电网络的可靠运 行等诸方面因素 由上一节负荷分析可知 取两级厂用电压 高压级取6KV 由两组厂用主变压器 从50MW机组的电压母线上取 低压级取380V 采用母线分段式 1 6KV电压等级供电分析 对同样的厂用系统 6KV网络不仅节省有色金属及费用 且短路电流也较小 同时6KV电压等 级电动机功率可制造得较大 满足大量负荷要求 拟采用两段6KV的厂母线 另外再设置两段6KV 备用母线 以提高供电可靠性 2 380V电压级低压供电分析 380V厂用电一般采用动力和照明共用的三相四线制接地系统 在技术经济合理时 采用动力 和照明分开供电及其引接 3 33 3 厂用变压器的选择厂用变压器的选择 厂用变压器容量选择的基本原则和应考虑的因素为 1 变压器原 副边电压必须与引接电源电压和厂用网络电压一致 2 变压器的容量必须满足厂用机械从电源获得足够的功率 3 厂用高压备用变压器或起动变压器应与最大一台高压厂用工作变压器容量相同 低压厂 用设备用变压器的容量应与最大一台低压厂用工作变压器容量相同 据此 厂用变压器T4 T5 T6 T7 选择如下 S 50 4 5 0 8 3 4200KVA 查设计手册 应选SJL1 6300 10型双绕组铝线电力 变压器 陕西理工学院毕业设计 第 10 页 共 78 页 4 短路电流计算 4 14 1 概概 述述 电力系统中 常见的短路故障有三相对称短路 两相短路和单相接地短路 其中三相短路电流 的计算是为了选择和校验QF QS 母线等电气设备 两相短路电流用于整定继电保护装置 短路发生后 短路电流的值是变化的 变化的情况决定于系统电源容量的大小 短路点离电源 的远近以及系统内发电机是否带有电压自动调整装置等因素 按短路电流的变化情况 通常把电力 系统分为无限容量系统和有限容量系统 无限容量系统短路电流的计算 采用短路回路总阻抗法计算 有限容量系统短路电流的计算采 用运算曲线法 这中间要用到网络的等效变换 本次设计中 短路电流的计算就涉及到这两个方面的内容 4 24 2 系统电气设备电抗标幺值计算系统电气设备电抗标幺值计算 系统基准值100MVA 基准电压 B S B U av n U 1 发电机电抗标幺值的计算 发电机G1 G2 G3 G4 1953 0 432d1 dddXXXX 2 变压器电抗标幺值的计算 110kV主变压器 14 0 75 100 100 5 10 100 N BK T S SU X 35kV主变压器 14 0 75 100 100 5 10 100 N Bk T S SU X 10kV侧三绕组变压器 1 1 2 1 3 2 3 1 2 k UUUU 75 13 813 5 22 2 1 2 1 2 2 3 1 3 1 2 k UUUU 75 8 138 5 22 2 1 3 1 3 2 3 1 2 1 2 k UUUU 75 0 5 22813 2 1 115 0 120 100 100 75 13 100 1 1 N Bk T S SU X 陕西理工学院毕业设计 第 11 页 共 78 页 073 0 120 100 100 75 8 100 2 2 N Bk T S SU X 006 0 120 100 100 75 0 100 3 3 N Bk T S SU X 3 母线电抗器电抗标幺值的计算 发电机G1 或G2 的额定电流ING 3 437kA 母线电抗器一般取发电机额定电流的5 8 照此标准选电抗器NKL 10 400 5型 额定电流 0 4kA 10kV 电抗百分比数 N IUN 5 由此得电抗标么值为 L X 2 1003 UN B L N X S L X I Uavn 510100 0 655 2 1003 0 4 10 5 4 系统归算到330kV侧的电抗标幺值 4 34 3 短路电流计算短路电流计算 用于校验设备的最大三相对称短路电流的计算 本设计中 短路计算采用近似方法计算 即发 电机和系统的次暂态电势 1 E 图 4 1 全系统图的等值电路 4 3 14 3 1 10 5kV10 5kV 侧短路计算侧短路计算 k1点发生短路 其等值电路图如下 342 0 LX 陕西理工学院毕业设计 第 12 页 共 78 页 图 4 2 K1 点短路等值电路图 85 0 1953 0 655 0 188 0 073 0 115 0 283 0 088 0 1953 0 169 0 1 14 0 1953 0 342 0 121119 9815 5414 32113 XXX XXX XXX XXXX 图 4 3 K1 点短路 Y 电路图 图 4 4 K1 点短路 Y 转换图 陕西理工学院毕业设计 第 13 页 共 78 页 735 0 005 0 19 0 025 0025 0 005 019 0 005 0 147 0 025 0 19 0 025 0025 0005 0 19 0 005 0 019 0 19 0 19 0025 0 025 0 005 019 0005 0 6 10776106 18 7 10776106 17 10 10776106 16 X XXXXXX X X XXXXXX X X XXXXXX X Y Y 图 4 5 Y Y 转换图 022 0 735 0 017 0 147 0 017 0 735 0 189 0 735 0 017 0 147 0 735 0 147 0 004 0 735 0 017 0 147 0 017 0 147 0 201817 2018 23 201817 1817 22 201817 2017 21 XXX XX X XXX XX X XXX XX X 图 4 6 K1 点短路总等效图 296 0 189 0 022 0 283 0 004 0 169 0 222314211324 XXXXXX 短路等值阻抗 22 0 85 0 296 0 1924 XXX 短路电流周期分量有效值 7 24 3 5 10 100 5 4 5 4 22 0 11 BIII X I 陕西理工学院毕业设计 第 14 页 共 78 页 最大有效值 54 37 7 2452 1 52 1 KAIIimp 冲击电流 99 62 7 2455 2 55 2 KAIish 短路功率 133310033 13MVASISBkt 4 3 24 3 2 35kV35kV 侧短路计算侧短路计算 1 35kV母线 k2点 发生短路 其等值电路图如下 图 4 7 K2 点短路等值电路图 155 0 1953 0655 0 19 0 188 0 073 0 115 0 283 0 088 0 1953 0 169 0 14 0 1953 0 342 0 12111016 9815 5414 32113 XXXX XXX XXX XXXX Y Y 图 4 8 K2 点短路 Y 型等值电路图 陕西理工学院毕业设计 第 15 页 共 78 页 023 0 188 0 025 0 005 0 025 0 188 0 005 0 188 0 025 0 005 0 188 0005 0 001 0 188 0 025 0 005 0 025 0 005 0 1576 715 19 1576 156 18 1576 76 17 XXX XX X XXX XX X XXX XX X 图 4 9 K2 点短路等值电路图 图 4 10 K2 点短路最终等值电路图 103 0 023 0 154 0 165 0 154 0 001 0 155 0 165 0 005 0 169 0 19212022 171621 181320 XXXX XXX XXX 短路等值阻抗 075 0103 0 283 0 2214 XXX 短路电流周期分量有效值 94 20 75 363 100 33 13 3 33 13 075 0 11 KA U S IIII X I n B B 最大有效值 83 3194 2052 1 52 1 KAIIimp 冲击电流 4 5394 2055 2 55 2 KAIish 陕西理工学院毕业设计 第 16 页 共 78 页 短路功率 133310033 13MVASISBkt 2 发电机 G2出口 k4 点 短路计算 其等值电路图如下 图 4 11 K4 点短路等值电路图 169 0 14 0 1953 0 342 0 32113 XXXX 188 0073 0 115 0 155 0 1953 0655 0 19 0 9815 12111014 XXX XXXX Y Y 图 4 12 K4 点短路 Y 等值电路图 023 0 188 0 025 0 005 0 025 0 188 0 005 0 188 0 025 0 005 0 188 0005 0 001 0 188 0 025 0005 0 025 0 005 0 1576 715 19 1576 156 18 1576 76 17 XXX XX X XXX XX X XXX XX X 陕西理工学院毕业设计 第 17 页 共 78 页 图 4 13 K4 点短路最终等值电路图 164 0 005 0 169 0 154 0 001 0 115 0 111 0023 0088 0 171321 161420 18519 XXX XXX XXX 短路等值阻抗 096 0 1953 0 111 0 164 0 154 0 4192120 XXXXX 短路电流周期分量有效值 37 16 75 363 100 42 10 3 42 10 096 0 11 KA U S II X I n B 最大有效值 88 2437 1652 1 52 1 KAIIimp 冲击电流 74 4173 1655 2 55 2 KAIish 短路功率 104210042 10MVASISBkt 4 3 34 3 3 110kV110kV 侧短路计算侧短路计算 1 110kV 母线处 k3 点 短路 其等值电路图如下 陕西理工学院毕业设计 第 18 页 共 78 页 图 4 14 K3 点短路等值电路图 155 0 1953 0655 0 19 0 188 0073 0 155 0 283 0 088 0 1953 0 169 0 1953 0 14 0 342 0 12111016 9815 5414 32113 XXXX XXX XXX XXXX Y Y 图 4 15 K3 点短路 Y 等值电路图 023 0 188 0 025 0 005 0 025 0 188 0 005 0 188 0 025 0005 0 188 0005 0 001 0 188 0 025 0 005 0 025 0 005 0 1576 715 19 1576 156 18 1576 76 17 XXX XX X XXX XX X XXX XX X 陕西理工学院毕业设计 第 19 页 共 78 页 图 4 16 K3 点短路等值电路图 154 0 001 0 155 0 306 0 023 0 283 0 171621 191420 XXX XXX 短路等值阻抗 062 0169 0 005 0306 0 154 0 13182120 XXXXX 短路电流周期分量有效值 06 8 5 1153 100 13 16 3 13 16 062 0 11 KA U S II X I n B 最大有效值 26 1206 852 1 52 1 KAIIimp 冲击电流 55 2006 8 55 2 55 2 KAIish 短路功率 161310013 16MVASISBkt 2 发电机 G4出口 k5 点 短路计算 其等值电路图如下 图 4 17 K5 点短路计算等值电路图 陕西理工学院毕业设计 第 20 页 共 78 页 155 0 1953 0 655 0 19 0 188 0073 0 155 0 283 0 088 0 1953 0 12111015 9814 5413 XXXX XXX XXX Y Y 图 4 18 K5 点短路 Y 等值电路图 022 0 155 0 025 0005 0 155 0 025 0 001 0 155 0 025 0 005 0 155 0 005 0 001 0 155 0025 0 005 0 025 0 005 0 1576 157 18 1576 156 17 1576 76 16 XXX XX X XXX XX X XXX XX X 图 4 19 K5 点短路等值电路图 154 0 001 0 115 0 305 0 022 0 283 0 161520 181319 XXX XXX 陕西理工学院毕业设计 第 21 页 共 78 页 图 4 20 K5 点短路最终等值电路图 101 0 001 0 154 0 305 0 17201921 XXXX 短路等值阻抗 103 0 1953 0 14 0 101 0 342 0 23211 XXXXX 短路电流周期分量有效值 85 4 5 1153 100 71 9 3 71 9 103 0 11 n KA U S II X I B 最大有效值 38 7 85 452 1 52 1 KAIIimp 冲击电流 37 1285 4 55 2 55 2 KAIish 短路功率 123710037 12MVASISBkt 陕西理工学院毕业设计 第 22 页 共 78 页 5 电气设备的选择 5 15 1 断路器的选择断路器的选择 断路器的选择 除满足各项技术条件和环境条件外 还应考虑到要便于安装调试和运行维护 并经技术方面都比较后才能确定 根据目前我国断路器的生产情况 电压等级在 10kV 220kV 的电 网一般选用少油断路器 而当少油断路器不能满足要求时 可以选用 SF6断路器 断路器选择的具体技术条件如下 1 额定电压校验 maxN UU 2 额定电流选择 max N I I 3 开断电流 短路电流有效值 Nbrw II 4 动稳定 短路冲击电流 essh ii 5 热稳定 kr QQ 隔离开关的选择校验条件与断路器相同 并可以适当降低要求 5 1 15 1 1 110110kV 侧高压断路器的选择侧高压断路器的选择 1 主变 110kV 侧高压断路器的选择 流过断路器的最大持续工作电流 661 0 1103 120 05 1 3 05 1 maxKA U S I N N 计算数据表 表 5 1 110kV 高压断路器计算数据表 U kV kA maxI kA w I kA sh i 1100 6618 0620 55 为了满足计算的各项条件 查 电气设备运行及事故处理 参考资料 选择 SFM110 110 2000 高压断路器 技术参数如下 陕西理工学院毕业设计 第 23 页 共 78 页 表 5 2 SFM110 110 2000 型高压断路器参数表 项 目 额定 电压 最高 电压 额 定 电 流 额定 开断 电流 额定关 合电流 动稳定 电 流 热稳定 电 流 额定合 闸时间 全开断 时 间 单 位kVkVAkAkAkAkAss SFM110 110 2000 110121200031 5808031 5 3s0 10 1 开断电流校验 31 5 kA 8 06 kA 开断电流校验合格 Nbr I w I 动稳定校验 80 kA 20 55 kA 动稳定校验合格 sh i sh i 热稳定校验 设继电保护后备保护时间为 0 1S 全开断时间为 0 1S 则短路计算时间 a t b t 0 1 0 1 0 2 S kab ttt 短路电流的热效应 2 kA s skAtIQr 993 122 006 8 2 k 22 skAtIQtr 75 29763 5 31 2 22 r Q k Q 热稳定校验合格 所以 所选断路器满足要求 2 110kV 出线高压断路器的选择 110kV 出线回路设备应按最大负荷进行考虑选择 所以流过断路器的工作电流最大时为系统全 部出力通过一回 110kV 送入系统时 四条出线回路的断路器相同 105 8 85 0 1103 4 5000 05 1 3 05 1 maxkA U P I NCOS N 计算数据表 表 5 3 110kV 高压断路器计算数据表 U kV kA maxI kA w I kA sh i 1108 1058 0620 55 陕西理工学院毕业设计 第 24 页 共 78 页 为了满足计算的各项条件 查 电气设备运行及事故处理 参考资料 选择 SFM110 110 2500 高压断路器 技术参数如下 表 5 4 SFM110 110 2500 型高压断路器参数表 项 目 额定 电压 最高 电压 额 定 电 流 额定 开断 电流 额定关 合电流 动稳定 电 流 热稳定 电 流 额定合 闸时间 全开断 时 间 单 位kVkVAkAkAkAkAss SFM110 110 2500 11012125004010010040 3s0 10 05 开断电流校验 40 kA 8 06 kA Nbr I w I 开断电流校验合格 动稳定校验 100 kA 20 55 kA es i es i 动稳定校验合格 热稳定校验 设继电保护后备保护时间为 0 1S 全开断时间为 0 05S 则短路计算时间 a t b t 0 1 0 05 0 15 S kab ttt 短路电流的热效应 2 kA s skAtIQr 745 915 0 06 8 2 k 22 skAtIQtr 4800340 2 22 r Q k Q 热稳定校验合格 所以 所选断路器满足要求 110kV 四条回路选择相同的高压断路器 5 1 25 1 2 35kV35kV 侧高压断路器的选择侧高压断路器的选择 1 主变 35kV 侧高压断路器的选择 流过断路器的最大持续工作电流 kA 078 2 353 12005 1 3 05 1 max N N U S I 陕西理工学院毕业设计 第 25 页 共 78 页 计算数据表 表 5 5 35kV 高压断路器计算数据表 U kV kA maxI kA Iw kA es i 352 07820 9453 40 为了满足计算的各项条件 查 电气设备运行及事故处理 参考资料 选择 LW8 40 5 型 高压断路器 技术参数如下 表 5 6 LW8 40 5 型高压断路器参数表 项 目 额定 电压 最高 电压 额 定 电 流 额定 开断 电流 额定关 合电流 动稳定 电 流 热稳定 电 流 额定合 闸时间 全开断 时 间 单 位kVkVAkAkAkAkAss LW8 40 53540 5160031 5808031 5 4s0 10 06 开断电流校验 31 5 kA 20 94 KA Nbr I w I 开断电流校验合格 动稳定校验 80 kA 53 40 kA es i es i 动稳定校验合格 热稳定校验 设继电保护后备保护时间为 0 15S 全开断时间为 0 05S 则短路计算时间 a t b t S 0 0150 060 21 kab ttt 短路电流的热效应 2 kA s sKAtIQkwk 082 9221 0 94 20 22 39694 5 31 222 sKAIQwr r Q k Q 热稳定校验合格 所以 所选断路器满足要求 2 35kV 侧母联断路器的最大工作条件与变压器 35kV 侧满足相同的要求 故选用相同设备 即 选用 LW8 40 5 型断路器 3 35kV 出线高压断路器的选择 陕西理工学院毕业设计 第 26 页 共 78 页 35kV 出线回路设备应按最大负荷进行考虑选择 所以流过断路器的工作电流最大时为系统全 部出力通过一回 35kV 送入系统时 五条出线回路的断路器相同 163 0 85 0 353 5 40 05 1 cos3 05 1 maxKA U P I N N 计算数据表 表 5 7 35kV 高压断路器计算数据表 U kV kA maxI kA w I kA sh i 350 16320 9453 40 为了满足计算的各项条件 查 电气设备运行及事故处理 参考资料 选择 ZW7 40 5 型 高压断路器技术参数如下 表 5 8 ZW7 40 5 型高压断路器参数表 项 目 额定 电压 最高 电压 额定 电流 额定开 断电流 额定关 合电流 动稳定 电 流 热稳定 电 流 额定合 闸时间 全开断 时 间 单 位kVkVAkAkAkAkAss SW2 35 3540 51500 24 863 463 416 5 4s0 10 06 开断电流校验 24 8 kA 20 94 kA Nbr I w I 开断电流校验合格 动稳定校验 63 4 kA 53 40 kA sh i sh i 动稳定校验合格 热稳定校验 设继电保护后备保护时间为 0 15S 全开断时间为 0 06S 则短路计算时间 a t b t 0 15 0 05 0 21 S kab ttt 短路电流的热效应 2 kA s Qk Iw2tk 20 942 0 21 92 082 KA 2 s Qr It2t 16 5 4 1089 KA 2 s r Q k Q 陕西理工学院毕业设计 第 27 页 共 78 页 热稳定校验合格 所以 所选断路器满足要求 35kV 侧五条回路选择相同的高压断路器 4 35kV 侧旁路断路器的最大工作条件与 35kV 侧出线回路满足相同的要求 故选用相同设备 即选用 ZW7 40 5 型断路器 5 1 35 1 3 10 5kV10 5kV 侧断路器的选择侧断路器的选择 1 发电机出口断路器的选择 母线侧 流过断路器的最大持续工作电流 kA max 1 05 1 05 50 3 608 3 10 50 8 3 N N S I U 计算数据表 表 5 9 10 5kV 高压断路器计算数据表 U kV kA maxI kA w I kA sh i 10 53 60824 760 99 为了满足计算的各项条件 查 电气设备运行及事故处理 参考资料 选择 ZN28 12 型高 压断路器 技术参数如下 表 5 10 ZN28 12 型高压断路器参数表 项 目 额定 电压 最高 电压 额定 电流 额定开 断电流 额定关 合电流 动稳定 电 流 热稳定 电 流 额定合 闸时间 全开断 时 间 单 位kVkVAkAkAkAkAss ZN28 12101240005012512550 4s0 060 03 开断电流校验 50 kA 24 7 kA 开断电流校验合格 Nbr I w I 动稳定校验 125 kA 60 99 kA 动稳定校验合格 sh i sh i 热稳定校验 设继电保护后备保护时间为 0 1S 全开断时间为 0 03S 则短路计算时间 a t b t S 13 003 0 1 0 battt 短路电流的热效应 2 kA s skAtIQr 3117 7913 0 7 24 2 k 22 陕西理工学院毕业设计 第 28 页 共 78 页 skAtIQt 10000450 2 r 22 r Q k Q 热稳定校验合格 所以 所选断路器满足要求 2 10 5kV 侧母联断路器和分段断路器的最大工作条件与发电机出口断路器的选择满足相同的 要求 故选用相同设备 即选用 ZN28 12 型断路器 3 10 5kV 出线断路器选择 10 5kV 出线回路设备应按最大负荷进行考虑选择 所以流过断路器的工作电流最大时为系统 全部出力通过一回 220kV 送入系统时 十条出线回路的断路器相同 180 0 8 0 5 103 8 20 05 1 3 05 1 maxkA U P I NCOS N 计算数据表 表 5 11 10 5kV 高压断路器计算数据表 U kV kA maxI kA w I kA sh i 10 50 18024 760 99 为了满足计算的各项条件 查 电气设备运行及事故处理 参考资料 选择 ZN12 12 型高 压断路器 技术参数如下 表 5 12 ZN12 12 型高压断路器参数表 项 目 额定 电压 最高 工作 电压 额 定 电 流 额定开断 电流 额定关 合电流 动稳定 电 流 热稳定 电 流 额定 合闸 时间 全开断 时 间 单 位kVkVAkAkAkAkAss ZN12 12101231505012512550 4s0 060 03 开断电流校验 50 kA 24 7 kA Nbr I w I 开断电流校验合格 动稳定校验 125 kA 60 99 kA sh i sh i 动稳定校验合格 陕西理工学院毕业设计 第 29 页 共 78 页 热稳定校验 设继电保护后备保护时间为 0 1S 全开断时间为 0 03S 则短路计算时间 a t b t S 13 0 03 01 0 battt 短路电流的热效应 2 kA s skAtIQr 3117 7913 0 7 24 2 k 22 222 50410000 kA s t r QI t r Q k Q 热稳定校验合格 所以 所选断路器满足要求 4 10 5kV