188发电厂电气部分初步设计任务书毕业论文.doc

2012.1.01 188发电厂电气部分初步设计任务书毕业论文目录第一部分 说明书摘要：1ABSTRACTII第1章 原始资料- 1 -1.1 毕业设计原始资料：- 1 -1.2 毕业设计任务- 1 -1.3 毕业设计要求- 2 -第2章 电气主接线的设计- 3 -2.1 电气主接线设计的基本要求与选择原则- 3 -2.2 电气主接线设计的一般步骤- 4 -2.3 电气主接线设计方案- 4 -第3章 变压器的选择- 8 -3.1 主变压器的选择- 8 -3.2 厂用变压器的选择- 9 -第4章 短路电流计算- 10 -4.1 短路的类型- 10 -4.2 短路计算的目的- 10 -4.3 短路电流计算条件- 10 -4.4 短路计算的步骤- 11 -4.5 短路点的选择- 12 -4.6 短路计算结果- 12 -第5章 电气设备的选择- 16 -5.1 电气设备选择的一般条件- 16 -5.1.1 按正常工作条件选择电气设备- 16 -5.1.2 按短路状态校验设备- 18 -5.2 电气设备的选择与校验- 21 -5.2.1 断路器- 21 -5.2.2 隔离开关- 23 -5.2.3 母线- 24 -5.2.4 绝缘子和穿墙套管- 26 -5.2.5 电压互感器- 28 -5.2.6 电流互感器- 29 -5.2.7 熔断器- 31 -5.2.8 电抗器- 32 -5.2.9 避雷器- 34 -第6章 继电保护配置- 35 -6.1 发电机继电保护的配置- 35 -6.2 防雷保护的配置- 35 -第7章 配电装置设计- 36 -7.1 配电装置的基本规定- 36 -7.2 本电厂配电装置的设计- 37 -第二部分 计算书第1章 变压器的选择- 35 -第2章 短路电流的计算- 35 -2.1 各元件的参数化简412.2 等值网络和短路点的选择412.3 短路电流的计算42第3章 电气设备的选择- 35 -3.1 断路器的选择533.2 隔离开关的选择563.3 母线的选择583.4 电压互感器的选择613.5 电流互感器的选择623.6 熔断器的选择653.7 母线电抗器的选择663.8 线路电抗器的选择673.9 消弧线圈的选择673.10 避雷器的选择683.11 绝缘子和穿墙套管的选择69第4章 发电机保护整定计算- 10 -4.1 BCH-2型继电器的差动保护- 10 -4.2 横差动保护整定- 10 -4.3 后面外部相间短路的后备保护- 10 -致谢77附录78外文原文及翻译78参考文献9191第一部分 说明书第1章 原始资料1.1毕业设计原始资料： 1.厂址概况本电厂拟采用1条110KV输电线路（厂系线）直接与系统联系；另一条110KV输电线路（厂甲线）经过变电站甲与系统构成环网。该电厂还以双回110KV线路（厂乙线I、厂乙线II）向变电站乙供电。甲、乙变电站的主要用户是煤矿、化肥厂、钢铁厂及一些乡镇工业、农副产品加工业、农业、居民生活用电等。电力系统在热电厂正北方100KM处，变电站甲在热电厂东北方85KM处, 变电站乙在热电厂东北方85KM处。该地区年最高温度40，年最低温度-16，最热月平均最高温度+32，海拔高度200m，地震烈度6度，厂区无严重污染，土壤热阻率t=120cm/w，土壤温度20。2.机组参数凝汽式发电机4台：2QF2-65-2-10.5；2QFQ-75-2-10.5发电机次暂态电抗：QF2-65-2-10.5：0.186 QFQ-75-2-10.5：0.175机组年利用小时数：Tmax=5500小时。额定功率因数：0.85；厂用电率：8%；发电机出口处主保护动作时间取0.2秒。1.2毕业设计任务1发电厂电气主接方案设计；2短路电流计算及主要电气设备选择；3配电装置设计；4发电机的保护配置设计；5发电机保护设计；6发电机保护整定设计。1.3毕业设计要求1. 完成电站电气主接线方案设计，并确定主变压器的台数和型号；2. 根据设计资料计算短路电流；3. 选择设计站110KV高压电气设备并进行动、热稳定计算；4. 主变压器保护的配置；5. 设计说明书、计算书一份；6. CAD绘制电气主接线图、开关站平面布置图、发电机保护原理接线图及展开图、10KV配电室平面布置图。第2章 电气主接线的设计2.1电气主接线设计的基本要求与选择原则电气主接线设计是火电厂电气设计的主体。它与电力系统、枢纽条件、电厂动能参数以及电厂运行的可靠性、经济性等密切相关，并对电气布置、设备选择、继电保护和控制方式等都有较大的影响，必须紧密结合所在电力系统和发电厂的具体情况，全面地分析有关影响因素，正确处理它们之间的关系，通过技术经济比较，合理地选定接线方案。电气主接线应满足以下几点要求：(1)可靠性安全可靠是电力生产和分配的首要任务，电气主接线的可靠性是指能够长期、连续、正常地向用户供电的能力。电气主接线的可靠性不是绝对的。同样形式的主接线对某些发电厂或变电站来说是可靠的，而对另一些发电厂或变电站则不一定能满足可靠性的要求。所以，在分析电气主接线的可靠性时，要考虑发电厂和变电站在电力系统中的地位和作用、用户的负荷性质和类别、设备制造水平及运行经验等诸多因素。此外，在保证可靠性的同时不可片面地追求更高的可靠性而忽视对灵活性和经济性的要求。(2)灵活性操作的方便性。电气主接线应该在满足可靠性的条件下，接线简单，操作方便，尽可能的使操作的步骤少，以便运行人员掌握，不致在操作过程中出错。调度时的方便性。电气主接线在正常运行时,能根据调度的要求,方便的改变运行状态,并且在发生事故时,能尽快的切除故障,使停电时间最短,影响范围最小,不致过多地影响对用户的供电和破坏系统的稳定运行。(3)经济性方案的经济性体现在以下三个方面：投资省。主接线力求简单，以节省一次设备的使用数量，继电保护和二次回路在满足技术要求的前提下，简化配置，优化控制电缆的走向，以节省二次设备和控制电缆的长度；采取措施，限制短路电流，得以采用价廉的轻型设备，节省投资。占地面积小。主接线的选型和布置方式，直接影响到整个配电装置的占地面积。电能损耗小，在变电所中，电能损耗主要来自变压器，因此要经济合理的选择变压器的类型，容量，数量和电压等级。此外，在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性。设计时不仅要考虑最终接线的实现，还要考虑从初期接线过渡到最终接线的可能和分阶段施工的可行方案，使其尽可能的不影响连续供电或在停电时间最短的情况下，将来可顺利完成过渡方案的实现，使改造的工作量最少。2.2电气主接线设计的一般步骤1、对设计依据和基础资料进行综合分析。2、确定主变的容量和台数，拟定可能采用的主接线形式。3、论证是否需要限制短路电流，并采取合理的措施。4、对选出来的方案进行技术和经济综合比较，确定最佳主接线方案。2.3电气主接线设计方案根据我国现行的规范和成熟的运行经验，联系本发电厂的工程实际，满足可靠性、灵活性和经济性的前提下，发电机电压接线可采纳的接线方式有以下两种：第一种方案是：110KV侧采用双母线接线，10.5KV侧也采用双母线接线。其主接线如图2-1所示。图2-1第一种方案主接线图方案一分析：110KV侧和10.5KV侧都采用双母线接线的优点是供电可靠性大，可以轮流检修母线而不使供电中断，当一组母线故障时，只要将故障母线上的回路倒换到另一组母线，就可迅速恢复供电，另外还具有调度、扩建、检修方便的优点；其缺点是每一回路都增加了一组隔离开关，使配电装置的构架及占地面积、投资费用都相应增加；同时由于配电装置的复杂，在改变运行方式倒闸操作时容易发生误操作，且不宜实现自动化；尤其当母线故障时，须短时切除较多的电源和线路，这对特别重要的大型发电厂和变电站是不允许的。第二种方案是：110KV侧采用双母线接线，10.5KV侧采用双母三分段接线。其主接线如图2-2所示。图2-2第二种方案主接线图方案二分析：110KV侧采用双母线接线，而10.5KV侧采用双母线三分段接线，比双母线具有更高的可靠性，运行方式更为灵活。如可以将两个母联断路器断开，分段断路器合上，变成双母线运行方式；也可以将母联断路器中的一个和分段断路器合上，另一个母联断路器断开，进出线合理的分配在两段上运行，此种运行方式可以减小母线故障的停电范围，母线故障时停电范围只有1/3。除此之外，双母线分段接线在一段母线检修或故障时，没有停电部分还可以按双母线或单母线分段运行，仍具有较高的可靠性。两种方案比较，见下页图表2-3. 接线方式比较项目双母线接线双母线三分段技术性具有双母线接线的优点，当线路（主变压器）断路器检修时，仍有继续供电，但母线故障时，须短时切除较多的电源和线路，这对特别重要的大型发电厂和变电站是不允许的减小母线故障的停电范围，母线故障时停电范围只有1/3。除此之外，双母线分段接线在一段母线检修或故障时，没有停电部分还可以按双母线或单母线分段运行，仍具有较高的可靠性。经济性两者投资费用都较大，后者比前者多用了一台断路器、两台隔离开关，增加投资并不很多图表2-3 两种方案对比需要说明的是：在比较接线方案是，应估计到接线中发电机、变压器、线路、母线等的继电保护能否实现及其复杂程度。然而经验表明，对任何接线方案都能实现可靠的继电保护，由于一次设备投资远远大于二次设备的投资，所以即使某个别元件保护复杂化，也不能作为不采用较经济接线方案的理由。通过经济性和技术性比较，方案一较方案二经济，技术上方案二比方案一更灵活但是根据电厂自身的需要和经济性最终确定方案二为最佳方案。第3章 变压器的选择3.1主变压器的选择1. 当主变压器与发电机为单元连接时，主变压器的容量按下述要求计算；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，则Sn=1.1PNG(1-KP)/COS =1.175（1-8%）/0.85=89.29MVA2.当主变压器接于发电机电压母线和升高电压母线时，主变压器的容量按下述要求计算，当发电机电压母线上的负荷最小时，应能将发电厂的最大剩余功率送入系统，计算中不考虑稀有的最小负荷情况，则Sn=PNG(1-KP)/COS-Pmin/ COS/2=（13092%/0.85-650.90.7/0.85）/2=46.246MVA3.查发电厂电气设计手册选定主变压器型号为：SFP7-50000/110型2台,主要技术参数如表3-1：型 号额定容量(kVA)额定电压(kV)连接组别损耗（kW）空载电流（%）阻抗电压（%）高压低压YN,d11空载短路0.710.5SFP7-50000/1105000011010.555216表3-1 SFP7-50000/110技术参数SFP7-90000/110型2台,主要技术参数如表3-2：型 号额定容量(kVA)额定电压(kV)连接组别损耗（kW）空载电流（%）阻抗电压（%）高压低压YN,d11空载短路0.610.5SFP7-90000/1109000011010.585340表3-2 SFP7-90000/110变压器技术参数3.2厂用变压器的选择厂用变压器选择的基本原则和应考虑的因素：（1）变压器原、副边额定电压应分别于接线点和厂用电系统的额定电压相适应；（2）联接组别的选择，宜使统一电压级的厂用工作、备用变压器输出电压的相位一致； （3）阻抗电压及调压型式的选择，宜使在引接点电压及厂用电负荷正常波动范围内，厂用电各级母线的电压便宜不超过额定电压的5%； （4）变压器的容量必须保证厂用机械及设备能从电源获得足够的功率。厂用变压器为SF-6300/10型主要技术参数如表3-3：型 号额定容量(kVA)额定电压(kV)连接组别损耗（kW）空载电流（%）阻抗电压（%）高压低压空载短路0.810SF-8000/10800010.56.311.545表3-3 SF-8000/10变压器技术参数第4章 短路电流计算短路电流的分析、计算是电力系统分析的重要内容之一。它为电力系统的规划设计和运行中选择电工设备、分析事故提供了有效手段。供电网络中发生短路时，很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到破坏，同时使网络内的电压大大降低，因而破坏了网络内用电设备的正常工作。为了消除或减轻短路的后果，就须计算短路电流，以正确地选择电器设备和选择限制短路电流的元件。4.1短路的类型短路故障分为对称短路和不对称短路。三相短路是对称短路，造成的危害最为严重，虽然发生的机会较少但对称短路均要计算。其它的短路都是不对称短路，根据设计相关，不对称短路计算各短路点均选择两相短路计算。4.2短路计算的目的为了保证电力系统安全运行，在设计选择电气设备时，都要用可能流经该设备的最大短路电流进行热稳定校验和动稳定校验，以保证该设备在运行中能够经受住突发短路引起的发热和电动力的冲击。同时，为了尽快切断电源对短路点的供电，继电保护装置将自动地使相关断路器跳闸。4.3 短路电流计算条件1 基本假定：（1）正常工作时，三相系统对称运行；（2）所有电流的电动势相位角相同；（3）电力系统中所有电源均在额定负荷下运行；（4）短路发生在短路电流为最大值的瞬间；（5）不考虑短路点的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻都略去不计；（6）不考虑短路点的电流阻抗和变压器的励磁电流；（7）元件的技术参数均取额定值，不考虑参数的误差和调整范围；（8）输电线路的电容略去不计。2一般规定：（1）验算导体电器的动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统远景的发展计划；（2）选择导体和电器用的短路电流，在电器连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流影响；（3）选择导体和电器时，对不带电抗回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流最大地点；（4）导体和电器的动稳定、热稳定和以及电器的开断电流，一般按三相短路计算。4.4 短路计算的步骤一般三相短路电流产生的热效应和电动力最大，所以只对三相短路短路电流进行计算。1.计算三相短路电流的主要步骤如下：（1）根据本发电厂主接线图画出电力系统电气接线图；（2）根据规定的电气设备选择任务，确定所用的短路计算点；（3）计算各电气元件的电抗标幺值，画出等值电路图；（4）对各短路计算点进行网络化简，求出X*；（5）求出计算电抗X*js，当Sb不等于Se时，算出X*js，由X*js查运算曲线表，求出各短路计算点不同时刻的三相短路电流。2.计算不对称短路电流时需用正序增广网络（1）绘制出正序、负序及零序网络图；（2）计算出正序、负序及零序等值电抗，即X(1)、X(2)、X(0)则：İf（1）*=Uf|0|X1+XIf=MIf（1）*，式中：X为正序增广网络中附加阻抗；M为故障相短路电流对正序分量的倍数。4.5 短路点的选择本次设计中，基准容量取100MVA，短路点的选取遵循可能通过最大电流定为短路点，可能发生最大短路电流的短路电流计算点有5个（如图4-1所示），即： 10.5kV侧发电机G1出口处短路点k1， 10.5KV侧母线出口处k2，110KV侧发电机G3出口处短路点k3，110KV侧母线处短路k4，10.5KV侧发电机G2出口处短路k5。根据这五个短路点来依次计算对应点的短路电流值，并利用这五个短路电流值来分别校验对应电压等级母线上的主要电气设备，以及与母线相连的进出线上的电气设备的动稳定和热稳验。4.6 短路计算结果 由电气主接线图2-2画出系统的等值电路图如下：图4.1 系统的等值电路图三相短路电流计算结果:短路点编号支路名称各时刻的短路电流(kA)短路电流冲击值(KA)0S0.1S0.2S2S4S系统1.1641.1641.1641.1641.16498.39发电机24.3919.3416.410.9310.72发电机9.678.838.08.1489.25发电机1.0371.0371.0371.0371.037系统0.520.520.520.520.5223.75发电机2.312.1842.1842.1842.184发电机4.625.414.24.24.2发电机1.881.881.881.881.88系统0.5970.5970.5970.5970.59792.23发电机1.681.5541.5541.681.68发电机30.0722.3118.9212.6611.83发电机0.5230.5230.5230.5230.523系统0.3980.3980.3980.3980.3989.41发电机1.21.040.940.810.81发电机0.4050.390.3140.440.44系统2.62.62.62.62.6135.68发电机13.4412.610.929.249.24发电机30.2422.6819.747.0563.78发电机5.344.954.954.854.85表4.1 对称短路电流计算结果表不对称短路电流计算结果:短路点编号支路名称单相接地短路电流（KA）两相短路电流（KA）两相接地短路电流（KA）系统-0.553-发电机-12.614-发电机-5.046-发电机-0.612-小计-19.437-系统-0.244-发电机-1.097-发电机-2.102-发电机-0.988-小计-4.431-系统-0.298-发电机-0.635-发电机-12.571-发电机-0.266-小计-14.406-系统0.1360.1690.285发电机0.3840.481.632发电机0.1330.1680.307小计1.171.4654.163表4.2不对称短路电流计算结果表第5章 电气设备的选择5.1 电气设备选择的一般条件由于各种电气设备的具体工作条件并不完全相同，所以，它们的具体选择方法也不完全相同，但基本要求是相同的。即，要保证电气设备可靠地工作，必须按正常工作条件选择，并按短路情况校验其热稳定和动稳定。5.1.1 按正常工作条件选择电气设备1.额定电压电气设备的额定电压UN就是其铭牌上标出的线电压，另外还规定有允许最高工作电压Ualm。由于电力系统负荷的变化、调压及接线方式的改变而引起功率分布和网络阻抗变化等原因，往往使得电网的实际运行电压高于电网的额定电压UNs，因此，所选电气设备的允许最高工作电压Ualm不得低于所在电网的最高运行电压Usm，即UalmUsm （式1）对于电缆和一般电器，Ualm较UN高10%15%，即Ualm=（1.11.15）UN； （式2）而电网的最高运行电压Usm通常不超过电网额定电压UNs的10%，即Usm1.1UNs可见，只要UN不低于UNs，就能满足式（式1），所以，一般可按式（2）选择UNUNs。裸导体承受电压的能力由绝缘子及安全净距保证，无额定电压选择问题。电气设备安装地点的海拔对绝缘介质强度有影响。随着海拔的增加，空气密度和湿度相对地减少，使空气间隙和外绝缘的放电特性下降，设备外绝缘强度将随海拔的升高而降低，导致设备允许的最高工作电压Ualm下降。当海拔在10004000m时，一般海拔高度每增加100m，Ualm下降1%予以修正。当Ualm不能满足要求时，应选用高原型产品或外绝缘提高一级的产品。对现有110KV及以下的设备，由于其外绝缘有较大裕度，可在海拔2000m以下使用。2.额定电流电气设备的额定电流IN是指在额定环境条件（环境温度、日照、海拔、安装条件等）下，电气设备的长期允许电流。我国规定电气设备的一般额定环境条件为：额定环境温度（又称计算温度或基准温度）N，裸导体的N为25，断路器、隔离开关、穿墙套管、电流互感器、电抗器等电器的N为40；无日照；海拔高度不超过1000m。当实际环境条件不同于额定环境条件时，电气设备的长期允许电流Ial应作修正。一般情况下，各类电气设备的Ial均需按实际环境温度修正。另外，记及日照的管形导体、软导线的Ial尚需按海拔修正；电力电缆的Ial尚需按有关敷设条件修正。经综合修正后的长期允许电流Ial不得低于所在回路在各种可能运行式下的最大持续工作电流Imax，即Ial=KINImax(A)K综合修正系数，为有关修正系数的乘积；Imax电气设备所在回路的最大持续工作电流，可按下列原则计算：(1) 变压器回路：1.05倍变压器额定电流。（2）母线联络回路、主母线:母线上最大一台发电机或变压器的Imax。（3）母线分段回路：变电所应满足用户的一级负荷和大部分二级负荷。（4）出现：单回路为线路最大负荷电流；双回路为1.22倍一回线的正常最大负荷电流。当仅记及环境温度修正时，K值的计算如下：对裸导体和电缆K=al -al-25对于电器 4060时，K=1（-40）0.018040时，K=1+（40）0.0050时，K=1.2式中实际环境温度，可按下述原则取：裸导体，屋外时按最热月平均最高温度，屋内时按屋内通风设计温度，无资料时可取最热月平均最高温度加5；电缆，屋外时按最热月平均最高温度，屋内时按屋内通风设计温度，无资料时可取最热月平均最高温度加5；电器，屋外时按年最高温度，屋内时按该处通风设计温度，无资料时可取最热月平均最高温度加5。3.选择设备的种类和型式（1）应按电器的装置地点、使用条件、检修和运行等要求，对设备进行种类和型式的选择。（2）除上述考虑海拔、当地实际环境温度的影响外，尚需考虑日照、风速等环境条件的影响。5.1.2 按短路状态校验设备1.短路电流的计算条件（1）容量和接线。容量应按本工程设计的最终容量计算，并考虑电力系统的远景发展；其接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线形式，但不考虑再切换过程中可能并列运行的方式。（2）短路种类。导体和电器的动、热稳定及电器的开断电流，一般按三相短路校验。（3）短路计算点。应选择通过校验对象的短路电流为最大的那些点作为短路计算点。对两侧都有电源的电器，通常是将电器两侧的短路点进行比较，选出其中流过电器的短路电流较大的一点。2.短路计算时间校验电气设备的热稳定和开断能力时，必须合理地确定短路计算时间。（1）校验热稳定的短路计算时间tk。即计算短路电流热效应QK的时间tk=tpr+tab=tpr+（tin+ta）（s）式中tpr后备继电保护动作时间，s；tab断路器全开断时间，s；tin断路器固有分闸时间，s。查发电厂电气部分附录二：户内少油断路器为0.050.15s，户外少油断路器为0.040.07s，真空断路器为0.050.06s，SF6和压缩空气断路器为0.030.04s；ta断路器开断时电弧持续时间，s，少油断路器为0.040.06s，SF6和压缩空气断路器为0.020.04s。（2）校验开断电器开断能力的短路计算时间tbr。开断电器应能在最严重的情况下开断短路电流，故tbr=tpr1+tin式中tpr1住继电保护动作时间（s），对于无延时保护，为保护启动和执行机构动作时间之和。3.热稳定和动稳定校验（1）热稳定校验。热稳定就是要求所选的电器设备能承受短路电流所产生的热效应，在短路电流通过时，电气设备各部分的温度应不超过允许值。1）导体和电缆满足热稳定的条件为SSmin(mm2)式中S按正常工作条件选择的导体或电缆的截面积，mm2；Smin按热稳定确定的导体或电缆的最小截面积，mm2；2）电器满足热稳定的条件为It2tQK(KA)2s式中It制造厂规定的允许通过电器的热稳定电流，kA；t制造厂规定的允许通过电器的热稳定时间，s；QK短路电流通过电器时所产生的热效应，（kA）2s。（2）动稳定校验。动稳定就是要求电气设备能承受短路冲击电流所产生的电动力效应。1)硬导体满足动稳定的条件为almax(Pa)式中al导体材料最大允许应力，Pa；max导体最大计算应力，Pa。2）电器满足动稳定的条件为iesish(kA)式中ies电器允许通过的动稳定电流幅值，kA；ish短路冲击电流幅值，kA一般高压电路短路时，ish=2.55I”;发电机端或发电机母线短路时，ish=2.69I”；I”为短路电流周期分量的起始值，KA。（3）下列几种情况可不校验热稳定或动稳定。1）用熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，故可不校验热稳定；支柱绝缘子不流过电流，不用校验热稳定。2）用限流熔断器保护的设备，可不校验动稳定；电缆因有足够的强度，可不校验动稳定。3）电压互感器及装设在其回路中的裸导体和电器，可不校验动、热稳定。5.2 电气设备的选择与校验 本设计需要选择的设备有断路器、隔离开关、母线、绝缘子、互感器、熔断器、避雷器等。根据电气设备选择的一般原则，按照正常运行情况选择设备，按短路情况校验设备。5.2.1 断路器断路器的型式选择要根据电压等级、安装地点、该断路器对系统稳定运行的影响等因素决定。断路器要按工作电压和工作电流选择，需要校验开断能力、关合能力、热稳定校验、动稳定校验（1）按额定电压选择额定电压应满足UNUNs（2）额定电流选择额定电流应满足IalKINImax式中K温度修正系数。（3）额定开端电流选择为保证断路器能可靠地开断短路电流，一般情况下，原则上额定开断电流INbr不应小于实际开断瞬间的短路全电流有效值IK，即INbrIK注：对于采用中、慢速断路器的地点（其tbr0.1s）和在远离发电厂的变电所二次电压主母线，配电网中变电所主母线、12MW以下发电机回路和Ta0.1s等处的短路点，其开断电流可不记及非周期分量的影响，即IKI”(KA)（4）额定关合电流的选择为保证断路器在关合短路电流时的安全，不会引起触头熔接和遭受电动力的破坏，应满足iNclish注：在断路器的产品目录中，部分产品未给出iNcl，而凡给出的均有iNcl=ish故动稳定的校验中已包含了对iNcl的选择，可不校验。（5）热稳定校验热稳定应满足It2tQK(KA)2s（6）动稳定校验动稳定应满足iesish110kV侧断路器选择结果如下所示：型号额定电压（KV）额定电流（A）额定开断电流（KA）热稳定电流（KA）4s动稳定电流(KA)固有分闸时间tin（s）SW6-11011012008031.5800.04表5.1 110kV侧断路器参数10.5kV侧发电机出口处断路器选择结果如下所示：型号额定电压（KV）额定电流（A）额定开断电流（KA）热稳定电流（KA）4s动稳定电流(KA)固有分闸时间tin（s）SN5-20G/6000206000873001730.65表5.2 10.5kV发电机出口侧断路器参数10.5kV侧厂用分支断路器选择结果如下所示：型号额定电压（KV）额定电流（A）额定开断电流（KA）热稳定电流（KA）4s动稳定电流(KA)固有分闸时间tin（s）SN5-20G/6000206000873001730.65表5.3 10.5kV侧厂用分支断路器参数5.2.2 隔离开关隔离开关与断路器相比，额定电压、额定电流的选择及短路短路动、热稳定校验的项目相同。但由于隔离开关不用接通和切断短路电流，故无需进行开断电流的校验。（1）按额定电压选择额定电压应满足UNUNs（2）额定电流选择额定电流应满足IalKINImax；式中K温度修正系数。（3）热稳定校验热稳定应满足It2tQK(KA)2s（4）动稳定校验动稳定应满足iesish110kV母线侧隔离开关选择结果如下所示：型 号额定电压(kV)额定电流(A)动稳定电流(kA)热稳定电流(kA)GW4-1101106302020(4s)表5.4 110kV侧隔离开关参数10.5kV侧隔离开关选择结果如下所示：型 号额定电压(kV)额定电流(A)动稳定电流(kA)热稳定电流(kA)GW10-10T/6000106000200105(4s)表5.5 10.5kV侧隔离开关参数10.5kV侧厂用分支隔离开关选择结果如下所示：型 号额定电压(kV)额定电流(A)动稳定电流(kA)热稳定电流(kA)GW10-10T/6000106000200105(4s)表5.6 10.5kV侧厂用分支隔离开关参数5.2.3 母线（1）选型不强调防污性能时，导体一般都采用铝质材料。常用的硬母线为矩形、槽形和管形。矩形母线散热好，有一定的机械强度，便于固定连接，但集肤效应系数大，一般只用于35kV及以下，电流在4000A及以下的配电设备中；槽形母线机械强度较好，载流量大，集肤效应系数小，一般用于40008000A配电装置中；管形母线集肤效应系数小，机械强度高，管内可以通水和通风，可用于8000A以上的大电流母线，另外，由于圆管形表面光滑，电晕放电电压高，可用于110及以配电装置母线。110kV及以上高压配电装置，一般采用软导线。当采用硬导体时，宜用铝锰合金管形导体。导体截面积可按长期发热允许电流或经济电流密度选择。 对负荷利用小时数大（通常指Tmax5000h），传输容量大，长度在20m以上的导体，其截面一般按经济电流密度选择。而配电装置的汇流母线通常在正常运行方式下，传输容量不大，可按长期工作电流选择（2）110kV及以上电压的母线的校验电晕电压校验对110kV及以上电压的母线应校验母线电晕电压。使导线安装处的最高工作电压Ugmax小于临界电晕电压Ucr。即 UgmaxUcr 在海拔不超过1000m的地区，当110kV采用了不小于LGJ-70型，220kV采用了不小于LGJ-300型的钢心铝绞线时，可不进行电晕电压校验利用最小截面法校验。满足热稳定要求的最小截面对钢心铝绞线，考虑钢心发热的影响只要实际截面SSmin，则满足热稳定要求。上式中，Kf为集肤系数，对于钢心铝绞线Kf=1，矩形截面导体的Kf可查表，C为热稳定系数，可查发电厂电气主系统第136页表6-2用插值法求得。热稳定效应。 校验动稳定各种形状的硬导体通常都安装在支柱绝缘子上，短路冲击电流产生的电动力将使导体发生弯曲，因此，导体应按弯曲情况进行应力计算，而软导体不必进行动稳定校验。（3）10kV电压母线的校验10kV侧采用屋内配电装置中，10kV电压母线选用硬母线，从经济方面考虑选用硬铝母线即矩形母线，矩形导体散热条件较好，便于固定和连接，但集肤效应较大。为了避免集肤效应系数过大，单条矩形截面最大面积不得超过1250mm2，当工作电流超过最大截面单条导体允许载流量时，可将24条矩形导体并列使用，但多条导体并列的允许电流并不成比例增加。股一般避免采用4条矩形导体并列使用。校验热稳定满足热稳定要求的导体最小截面积Smin=1CKfQk（mm2），只需实际选用的导体截面积SSmin，导体便是满足热稳定的。校验动稳定硬导体通常安装在支柱绝缘子上，短路冲击电流产生的电动力将是导体发生弯曲，因此，导体应按弯曲情况进行应力计算，而软导体不必进行动稳定校验。母线选择情况如下：型 号截面积（）载流量 ()LGJ-300300690表 5.7 110kV侧母线参数截面尺寸()截面积（）集肤效应系数载流量 ()截面系数 惯性矩惯性半径hber1258081248801.1036600251442.4表 5.8 10kV侧母线参数5.2.4 绝缘子和穿墙套管（1）选择型式：根据装设地点、环境，选择屋内、屋外式或防污式及满足使用要求的产品型式。（2）选择额定电压：支柱绝缘子或套管均应符合产品额定电压大于或等于所在电网电压的要求，屋外支柱绝缘子和套管，当有冰雪和污秽时，宜选用高一级的产品。1. 绝缘子的选择（1）支柱绝缘子的选择步骤如下：1）确定屋内式或屋外式2）支柱绝缘子的额定电压不得低于其所在电网额定电压3）当三相导体水平布置时，支柱绝缘子所受电动力为Fmax=F1+F22=1.7310-7L1+L22aish式中L1、L2与绝缘子相邻的跨距将Fmax换算成绝缘子顶部所受电动力Fc，据力矩平衡关系得Fc=FmaxH1H式中H绝缘子高度（mm）H1绝缘子底部到导体水平中心线的高度（mm），H1=H+b+h2，h为导体放置高度Fd抗弯破坏负荷（N），0.6为安全系数动稳定校验条件为Fc0.6Fd（2）悬式绝缘子选择所需绝缘子的片数nUel0式中泄露比距，l0泄露距离绝缘子的选择结果如下：型 号片数盘形悬式瓷绝缘子XP-707表5.9 110kV绝缘子参数型 号额定电压(kV)绝缘子高度H(mm)机械破坏负荷（kN）ZL-10/162026516表5.10 10kV65MW侧绝缘子参数型 号额定电压(kV)绝缘子高度H(mm)机械破坏负荷（kN）ZL-10/302029030表5.11 10kV母线侧绝缘子参数2.穿墙套管的选择（1）穿墙套管的选择步骤1）确定屋内型或屋外型2)额定电压UNUNS3）额定电流不得小于其所在回路最大持续工作电流。（2）热稳定校验QKIt2t式中QK短路电流热效应【（kA）2s】Itt秒内允许通过的热稳定电流（kA）（3）动稳定校验：当三相导体水平放置时，穿墙套管端部所受电动力为Fmax=F1+F22=1.7310-7L1+L22aish2式中L1、L2与绝缘子相邻的跨距动稳定校验条件为Fmax0.6Fd式中Fd抗弯破坏负荷（N），0.6为安全系数10KV侧穿墙套管初选结果型号额定电压（kV）额定电流（A）套管长度（mm）机械破坏负荷（KN）CMWF2-2010800062539.2表5.12 10kV穿墙套管参数5.2.5 电压互感器（1）额定电压的选择电压互感器的一次绕组的额定电压必须与实际承受的电压相符，由于电压互感器接入电网方式的不同，在同一电压等级中，电压互感器一次绕组的额定电压也不尽相同；电压互感器二次绕组的额定电压应能使所接表计承受100V电压，根据测量目的的不同，其二次侧额定电压也不尽相同。三相式电压互感器（用于315KV系统），其一、二次绕组均接成星形，一次绕组三个引出端跨接于电网线电压上，额定电压均以线电压表示，分别为UNs和100V。单相式电压互感器，其一、二次绕组的额定电压表示有两种情况：（1）单台使用或两台接成不完全星形，一次绕组两个引出端跨接于电网线电压上（用于335KV系统），一、二次绕组额定电压均以线电压表示，分别为UNs和100V：（2）三台单相互感器的一、二次绕组分别接成星形（用于3KV及以上系统），每台一次绕组接于电网相电压上，单台的一、二次绕组的额定电压均以相电压表示，分别为UNs/3和100/3V。第三绕组（又称辅助绕组或剩余电压绕组）的额定电压，对中性点非直接接地系统为100/3V，对中性点直接接地系统为100V。（2）种类和形式选择电压互感器的种类和形式应根据安装地点（如屋内、屋外）和使用技术条件来选择。1）320KV屋内配电装置，宜采用油浸绝缘结构，也可采用树脂浇注绝缘结构的电磁式电压互感器。2）35KV配电装置，宜采用油浸绝缘结构电磁式电压互感器。3）110220KV配电装置，用电容式或串级电磁式电压互感器。为避免铁磁谐振，当容量和准确级满足要求时，宜优先采用电容式电压互感器。4）SF6全封闭组合电器应采用电磁式电压互感器。（3）准确级选择电压互感器准确级选择原则，可参照电流互感器准确级选择。用于继电保护的电压互感器不应低于3级。电压互感器选择结果如下：型 号电压等级kV额定电压比(kV/ kV/ kV)二次绕组额定容量(VA)最大容量(VA)JCC6-110110母线/0.10.20.512000150300500TYD-0.015110线路/0.10.20.512000100200400JDE-1010.510/0.180400JSJW-1010.510/0.1/120960表5.13 电压互感器参数5.2.6 电流互感器所有断路器的回路均应装设电流互感器,以满足测量仪表、保护和自动装置要求。变压器的中性点上装设一台，以检测零序电流。电流互感器一般按三相配置。对10kV系统，母线分段回路和出线回路按两相式配置，以节省投资，同时提高供电可靠性。（1）一次回路额定电压和电流的选择应满足UNUNsIalKIN1Imax式中K温度修正系数；IN1电流互感器一次额定电流，A。（2）额定二次电流选择额定二次电流IN2有5A和1A两种，一般弱电系统用1A，强电系统用5A。当配电装置距离控制室较远时，为能使电流互感器能多带二次负荷或减小电缆截面，提高准确度，应尽量采用1A。（3）种类和型式选择应根据安装地点（如屋内、屋外）、安装方式（如穿墙式、支持式、装入式等）及产品情况来选择电流互感器的种类和形式。（4）准确级选择准确级是根据所供仪表和继电器的用途考虑。互感器的准确级不得低于所供仪表的准确级；当所供仪表要求不同准确级时，应按其中要求准确级最高的仪表来确定电流互感器的准确级。1）用于测量精度要求较高的大容量发电机、变压器、系统干线和500KV电压级的电流互感器，宜用0.2级；2）供重要回路（如发电机、调相机、变压器、厂用馈线、出线等）中的电能表和所有记费用的电能表的电流互感器，不应低于0.5级；3）供运行监视的电流表、功率表、电能表的电流互感器，用0.51级；4）供估计被测数值的仪表的电流互感器，可用3级；5）供继电保护用的电流互感器，应用D级或B级。（5）热稳定校验热稳定校验只需对本身带有一次回路导体的电流互感器进行。电流互感器的热稳定能力，常以1s允许通过热稳定电流It或It对一次额定电流IN1的倍数Kt（Kt=It