火力发电厂电气一次部分毕业设计

华北水利水电学院毕业设计BM5火力发电厂电气一次部分设计任务书一、毕业设计的目的毕业设计和毕业论文是本科生培养方案中的重要环节。学生通过毕业设计，旨在培养学生综合运用所学的基本理论和方法解决实际问题的能力，提高学员实际操作的技能以及分析思维能力，使学员能够掌握文献检索、研究分析问题的基本方法，提高学员阅读外文书刊和进行科学研究的能力。在作毕业论文的过程中，所学知识得到疏理和运用。它既是一次检阅，又是一次锻炼。二、主要设计内容 1、发电厂电气主接线方案设计。 2、短路电流计算。 3、主要电气设备选择。4、发电机电压母线选择。三、重点研究问题 1、电气主接线方案的设计，要求方案应合理，主接线方案论证与比较不能少于两个方案。 2、短路电流及电气设备选择计算方法。四、主要技术指标或主要设计参数该火力发电厂海拔高度200m，地震烈度6度，厂区无严重污染，最大复水厚度b=10cm，最大风速25m/s，属于我国第六标准气象区。主要服务对象是一个以工业为主的新兴城市，位于主要电能用户附近，交通方便，水源丰富，燃煤充足。1、凝汽式发电厂参数（1）凝汽式发电机组2台：2*145 MW；出口电压：15.75 kV；发电机次暂态电抗：0.119；额定功率因数：0.85。（2）机组年利用小时数：Tmax=6300小时。（3）厂用电率：6.8%。（4）发电机出口处主保护动作时间取0.1秒。（5）环境温度：最高温度40，年平均气温20.5。2、电力负荷送入220kV系统容量190MW，剩余容量送入110kV系统。3、发电厂出线220kV出线2回，110kV出线2回，无近区负荷。4、电力系统情况220kV系统容量为无穷大，选基准容量100MVA归算到发电厂，220kV母线短路容量为2800MVA，110kV系统容量为500MVA。 五、设计成果要求 1、设计要求 （1）电气主接线方案设计应合理，主接线方案论证与比较不能少于两个方案。 （2）短路电流及电气设备选择计算方法应正确。 （3）主接线图形符号、线条及图签符号规范，接线正确，图面布局合理，参数标注正确，图形清晰美观。 （4）论文格式应符合要求，结构严谨，逻辑性强，层次分明，文理通顺，无错别字，要求打印，统一用A4纸。 （5）独立完成，严禁抄袭或请人代做。 （6）按分配时间阶段完成相应的任务。 2、毕业设计论文说明书及计算书装订次序：（1）毕业设计（论文）开题报告；（2）毕业设计（论文）任务书（抄录原件有关内容）；（3）目录；（4）毕业设计（论文）正文；（5）计算书。 3、设计图纸（1）电气主接线图（手工绘制1号图纸1张，CAD出A3图1张）；（2）高压厂用电接线图（A3图纸1张，CAD出图）。 4、专业相关文献翻译（原件及译文，汉字要求3000字以上）。 六、其他 1、参考文献 1范锡普主编 发电厂电气部分（第二版） 水利电力出版社 1995 2西北电力设计院 电力工程电气一次设计手册 水利电力出版社 1989 3西北电力设计院 电力工程电气二次设计手册 水利电力出版社 1989 4陈绗主编 电力系统稳态分析 中国电力出版社 1998 5李光琦主编 电力系统暂态分析 中国电力出版社 2002 6贺家李 宋从矩合编 电力系统继电保护 水利电力出版社 2003 2、时间安排 本次设计的时间共13周，各部分设计内容的时间安排大致如下：1收集资料，熟悉任务 1周 2方案论证比较 1周 3短路电流计算 1.5周 4电气设备选择计算 2.5周 5计算机绘图 2周 6完善设计成果、编制设计说明书 1周 7审核、校对 1周 8翻译资料 1周 9答辩 1周 总计 12周华北水利水电学院本科生毕业设计开题报告 2010 年 3 月 26日学生姓名学号专业电气工程及其自动化题目名称BM5火力发电厂电气一次部分设计课题来源模 拟主要内容一待设计电火厂电气一次部分设计的相关原始资料该火电厂近距离服务对象是一个以轻工业为主的新城市。厂址交通方便，水源丰富，燃煤充足。该地区的最高温度40，年平均气温20.5，该火力发电厂海拔高度200m，地震烈度6度，厂区无严重污染，最大复水厚度b=10cm，最大风速25m/s，属于我国第六标准气象区。主要服务对象是一个以工业为主的新兴城市，位于主要电能用户附近，交通方便，水源丰富，燃煤充足。由原始资料获知，本设计中的火电厂的近距离服务对象是一个以轻工业为主的新城市，所以该火电厂电气主接线的选择，由以下几方面决定：1可靠性 火电厂是电力系统的重要组成部分，其可靠性应与系统相适应。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。应保证操作的方便性、调度的灵活性、扩建的方便性等。3经济性 设计应在满足可靠性、灵活性的前提下做到经济合理。主要从节省一次投资、占地面积少、电能损耗少等方面考虑。在设计时由以上的要求首先列出4-5种初选方案，再比较各方案的可靠性、灵活性、经济性，定出两种精选方案，最后按经济性的要求确定最终主接线的形式。三短路电流的算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巨大冲击。同时二次设备的选择、整定，也需要准确的短路电流数据。根据参考文献，设计中选择短路地点分别在220kV侧、110kV侧及发电机出口侧进行短路电流的计算。三相短路电流的计算步骤如下：1根据以选择的电气主接线方案画出电气主接线图；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计算各个电气元件的电抗标么值，画出以标么值表示的等值电路图；4对各短路计算点进行网络化简，求出；5求出各个电源对短路点的转移阻抗；6求出各个电源的计算电抗Xjs，由运算曲线查出各时刻的短路电流标么值，最后求出各短路计算点的三相短路电流。四选择所需的电气设备按原始资料要求，查阅资料和电气设备手册，确定发电机的型号，再由主接线方式等查阅资料，确定变压器的容量、型号等。1 母线的选择：母线是各级电压配电装置的中间环节，它的作用是汇集分配和传递电能。从母线材料，母线截面形状等方面进行对母线的选择。选择内容：材料、截面形状、布置方式、 截面积、校验热稳定、校验动稳定。对110KV以上的母线还应校验是否发生电晕。2断路器的选择：选择内容：型式、额定电压、额定电流、校验热稳定、校验动稳定、校验切断能力。3隔离开关的选择。4接地开关和接地器的配置为保障电器设备、母线、线路停电检修时对人身和设备的安全，在主接线设计中要配置足够的接地开关或接地器。5避雷器的配置：避雷器的配置是过电压保护设计的内容，在此简要描述它的配置：1）110220kV户外配电装置的每段母线装设避雷器，架空线路不装避雷器；SF6全封闭组合电器的架空线路侧应装设避雷器。110kV及以上电缆进线段在电缆和架空线路的连接处装设避雷器。2）分级绝缘的变压器中性点，可接地或不接地运行，应装设避雷器；非直接接地系统的变压器中性点应装设避雷器。3）电力电容器的线端和不接地中性点应装设避雷器。6互感器的配置：互感器是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路信息的传感器。互感器将一次系统的高电压、大电流按比例转变为低电压（100、100/3V）和小电流（5、1A），供测量、监视、控制及继电保护使用。 采取的主要技术路线或方法一、电气主接线设计1、电厂总体分析与负荷分析电气主接线设计应满足可靠性、灵活性和积极性三项基本要求。主接线的设计应考虑变电站在电力系统中的地位和作用、分期和最终建设规模、负荷的大小和重要性、系统备用容量的大小、系统专业对应电气主接线提供的具体资料等。保证必要的供电可靠性，要充分考虑一次设备的故障率及其对供电的影响。具有调度灵活，操作方便，能满足系统在事故、检修及特殊方式下的调整要求。主接线应力求简单清晰，尽量节约一次设备的投资，节约占地面积，减少能损失，即具有经济性。应能容易地从初期过渡到最终接线，并在扩建过度时，一次设备所需要的改造最小，即具有发展和扩建的可能性2、主变压器配置方案的确定主变压器的选择包括主变压器的容量、台数的确定和型式结构的选择。（1）变压器容量和台数的确定原则: 主变压器的容量和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数据资料外，还应依据电力系统510年发展规划、输送功率大小、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。（2）变压器型式结构的选择: 选择主变压器型式结构时，应考虑相数、绕组数与结构、绕组接线组别、调压方式、冷却方法等几个问题。（3）根据本电厂对负荷的供电情况及与电力系统交换功率的情况，拟定几种可行的主变压器配置方案，通过必要的技术经济比较论证，选出一个最佳方案。这样主变压器的台数、容量就确定下来了，电厂主接线的框架也就确定了。二、短路电流计算为了保证电力系统的安全运行，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校验设备的动稳定和热稳定，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巨大冲击。一般情况下，三相短路电流产生的热效应和电动力较大，所以这里只对三相短路电流进行计算。短路电流可以手算也可以机算。手算三相短路电流的步骤如下：1、 根据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、 计算各个电气元件的电抗标幺值，画出等值电路图（注意，要根据短路计算点的具体情况，恰当地选用同一计算法和个别计算法，计算短路电流）；4、 对各计算点进行网络简化；5、 求出计算电抗，求出各短路计算点的三相短路电流。三、电气设备选择（一）电气设备选择的一般原则和基本要求1、基本要求设备选择包括选型和确定技术参数。设备的选型和技术参数应能保证发电厂的安全运行和供电的可靠性，并留有适当的发展裕度，应尽量选用轻型设备和常用产品。在同一发电厂中，应尽量减少设备和材料的种类2、 最大长期工作电流的确定变压器： 主母线及母联回路：取母线上最大一台发电机Igmax；母线分段回路：Igmax=）0.50.8）Iemax（母线上最大一台发电机或变压器的Ie） （2-10）系统联络线： 用户线：单回 双回线 3、 周围空气温度的确定室外部分取当地月平均最高温度：室内配电装置取通风设计时采用的最高室温，若缺少设计数据时，按当地月平均最高温度+5考虑。4、计算时间的确定（1）开断计算时间tk为主保护动作时间tb1和断路器固有分闸时间tgf之和，即tk=tb1+tgf。（2）热稳定校验时间tr为保护时间tb和断路器的开断时间tkd之和，即tr= tb+tkd。四、配电装置设计根据本厂条件及所选各型电气设备装置的特点，对本火力发电厂进行合理的高压配电装置规划设计以及防雷保护规划设计，并简要论述选型理由。五、电气主接线图绘制在电气主接线图上要求画出电气一次部分接线和高压部分接线。图纸要求完整，即这次设计中未选择的设备也须参照参考图在图上画出。使用计算机绘图，要求图面清晰，线条粗细及设备图形符号大小合理，设备参数标准使用宋体、力求工整。图面布局合理，力求美观。预期的成果及形式通过本次毕业设计，对所学专业知识有了较为全面系统的总结，使我的关于电力工业建设的政策观念和经济技术观点得到提高，能够对工程技术中的技术与经济问题进行综合分析，并培养了自己的独立思考、分析和设计能力，为以后走向工作岗位打下良好基础。设计成果如下：（一）设计说明书一份:1、毕业设计开题报告2、毕业设计任务书3、目录4、毕业设计正文5、参考文献6、专业相关文献翻译（二）计算书（三）图纸3张:电气主接线图（手工绘制1号图纸张，CAD出A3图一张）高压厂用电接线图（A3号图纸1张，CAD出图）4、专业相关文献翻译（原件及译文，汉字要求3000字以上）。时间安排本次设计的时间共13周，各部分设计内容的时间安排大致如下：1收集资料，熟悉任务 1周 2方案论证比较 1周 3短路电流计算 1.5周 4电气设备选择计算 2.5周 5计算机绘图 2周 6完善设计成果、编制设计说明书 1周 7审核、校对 1周 8翻译资料 1周 9答辩 1周 总计 12周指导教师意 见签 名：年 月 日备注BM5火力发电厂电气一次部分设计摘 要【内容摘要】：本次毕业设计的题目是BM5火力发电厂电气一次部分设计，其主要任务是根据原始资料，利用煤炭资源发电，从而设计一个火力发电厂，并主要对其一次设备进行设计。设计主要内容包括：电气主接线设计、厂用电接线设计、短路电流计算、主要电气设备选择和校验及配电装置初步设计等。其中短路电流计算只求三相短路时的短路电流；主要的电气设备选择有：主变压器、高压厂用变压器、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器及母线等的选择。首先根据原始资料，确定主变压器型号，然后确定发电机变压器之间的连接方式；进而根据可靠性、灵活性的要求初设23种主接线形式，比较确定出两种最佳方案，最后根据经济性的要求确定主接线的最终形式；接着确定出短路点，通过网络化简得计算电抗后查运算曲线求得短路电流，计算出短路稳态电流和冲击电流；根据短路电流计算结果对母线和电气设备进行选择和校验；最后对配电装置进行初步设计。【关键词】火电厂 主接线 短路电流 电气设备 配电装置【Abstract】: This graduation project topic is BM5-Hydroelectric power plant Electricity Partial Designs, its primary mission is according to the first hand information, the use hydro energy electricity generation,thus designs a hydro-electric power station, and mainly carries on the design to its equipment. Designs the main content to include: The electrical host wiring design, the factory use electricity，the wiring design, the short-circuit current computation, the main electrical equipment choice and the verification and the power distribution equipment preliminary design and so on. Short-circuit current computation only strives for three-phase to short-circuit the time short-circuitcurrent; The main choice electrical equipment includes: The main transformer, the high-pressured factory use the transformer, the high-pressured circuit breaker, the isolator, the current transformer,the voltage transformer, the arrester and the generatrix and so on.First acts according to the first hand information, the definite main transformer model, then determined between the generator - transformerthe connection way (in this design uses generator - transformer unit wiring); Then according to the reliability, the flexible at the beginning of request supposes 4 5 kind of main wiring forms,compared with is definite two kind of preferred plans, finally determines the host wiring according to the efficient request thefinal form; Then determined short-circuits the spot, results in the computation after the network simplification to look up the operation curveto obtain the short-circuit current, calculates short-circuits the steady current and the surge current; Finally carries on the preliminary design to the power distribution equipment【Key words】: hydroelectric power plant,electrical main wiring ,short-circuit current , electrical equipment, the power distribution equipment前言随着我国经济的不断发展，对能源的需求量也越来越大，然而能源的不足与需求之间的矛盾在近几年不断恶化，国家急需电力事业的发展，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的。 一、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。二、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。三、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。目录BM5火力发电厂电气一次部分设计10摘 要10前言12第一部分 BM5火电厂电气一次部分设计说明书15第1章电气主接线的设计151.1 电气主接线的设计151.1.1电气主接线设计的基本要求151.1.2 电气主接线的叙述161.1.3给出两种方案181.2 厂用电的设计20第2章 主变压器的选择222.1 主变压器台数的确定222.2 主变压器的容量确定222.3 主变压器型式的选择222.4 厂用变压器型式的选择22第3章 短路电流的计算说明2431 短路电流计算的基本假设2432短路电流的计算方法和步骤25321 短路点的选择25322 计算步骤25323 计算结果26第4章电气设备的选择和校验2641 电气设备的选择条件27411 一般原则27412 技术条件2742 电气设备的短路稳定条件28421 校验的一般原则28422环境条件2843 具体设备的选择28431 高压断路器和隔离开关的选择29432 互感器的选择294322 电压互感器30433 熔断器31434 避雷器的选择31435 支柱绝缘子和穿墙套管的选择3144 母线的选择32第五章 高压配电装置的电气布置(初步设计)3451 配电装置的定义3452 配电装置基本要求3453 配电装置分类：3454 屋内配电装置设备的布置特点3455 屋外配电装置的布置特点34第二部分 计算书35第六章 短路电流计算3561 参数的计算和说明35611 计算基本参数3562 短路点的选定和计算37第七章 电气设备的选择与校验517.1断路器的选择517.1.1 220kV侧高压断路器的选择517.1.2 110KV侧高压断路器的选择537.1.3 15.75KV侧高压断路器的选择557.2 隔离开关的选择577.2.1 220kV侧隔离开关的选择577.2.2 110KV侧隔离开关的选择597.2.3 15.75KV侧隔离开关的选择617.3 电流互感器的选择637.3.1 220KV侧电流互感器的选择637.3.2 110KV侧的CT的选择647.4 电压感器的选择667.5导体的选择与校验697.5 熔断器的选择787.6 支柱绝缘子的选择787.7 穿墙套管的选择787.8 消弧线圈的选择79第八章 避雷器的选择与校验798.1 220KV侧避雷器的选择和校验798.2 110KV侧避雷器的选择和校验808.3 15.75KV侧避雷器的选择和校验81第9章 结束语83致 谢84附录.86第一部分 BM5火电厂电气一次部分设计说明书第1章电气主接线的设计1.1 电气主接线的设计电气主接线是发电厂电气设计的首要部分,也是构成电力系统的主要环节。1.1.1电气主接线设计的基本要求（1） 运行的可靠性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，能否不影响供电 线路断路器或母线故障时以及母线或母线隔离开关检修时，停运出线回路 变电站全部停电的可能性。（2） 具有一定的灵活性电气主接线应能适用各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换，包括以下几个方面： 操作的方便性。电气主接线应在满足可靠性的条件下，接线简单，操作方便，尽可能地使操作步骤减少，以便运行人员掌握，不致在操作过程中出差错。 调度的方便性。电气主接线在正常运行时，要能根据调度的要求，方便地改变运行方式，并且在发生事故时，要能尽快地切除故障，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。 扩建的方便性。对将来要建的发电厂和变电站，其主接线必须具有扩建的方便性。尤其是火电厂和变电站，在设计主接线时应留有发展扩建的余地。（3） 经济性在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。通常设计应在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。经济性主要从以下几个方面考虑： 节省一次投资。主接线应简单清晰，并要适当采用限制短路电流的措施，以节省开关电器数量，选用廉价的电器或轻型电器，以便降低投资。 占地面积少。主接线设计要为配电装置布置创造节约土地的条件，尽可能使占地面积少，同时应节约搬迁费用、安装费用和外汇费用。对大容量发电厂和变电站，在可能和允许条件下，应采用一次设计，分期投资、建设，尽快发挥经济效益。 电能损耗少。在发电厂或变电站中，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，尽量避免两次降压而增加电能损耗。1.1.2 电气主接线的叙述1）单母分段接线优点：供电的可靠性和灵活性都比较高。缺点：由于这种接线对重要负荷必须采用两条出线供电，大大增加出线数目，是整个母线系统的可靠性受到限制。2）双母线接线优点：供电可靠，调度方式比较灵活，扩建方便，便于试验。缺点：由于220kV电压等级容量大，停电影响范围广，双母线接线方式有一定局限性，而且操作较复杂，对运行人员要求高。3）单元接线其是无母线接线中最简单的形式，也是所有主接线基本形式中最简单的一种，此种接线方法设备更多。在设计中机组容量为200MW及以上时，发电机出口采用封闭母线，为了减少断开点，可不装断路器。这种单元接线，避免了由于额定电流或短路电流过大，使得选择断路器时，受到制造条件或价格甚高等原因造成的困难。4）内桥接线特点：内桥接线在线路故障或切除、投入时，不影响其余回路的工作，并且操作简单；而在变压器故障或切除、投入时，要使相应线路短时停电，并且操作复杂。因此该线路一般适用于两进两出的火电厂。在本设计中由于该火电厂对110kV系统的供电容量接近占110kV系统总容量的20%，说明该厂在未来电力系统的作用和地位至关重要；并且年利用小时数为6300h5000h，远远大于电力系统发电机组的平均最大负荷利用小时数，所以该厂主接线设计务必着重考虑其可靠性，尤其是110kV系统的供电可靠性要求更高，但是由于出线回路数较少，综合考虑110kV直接选取双母线，以便提高其供电可靠性。1.1.3给出两种方案 第一种方案是： 110KV侧采用双母线，220KV侧采用桥型接线设计。其主接线如图3-1所示。图3-1 第一种方案主接线图第二种方案是：110KV侧采用双母线，220KV侧采用单母线分段接线。其主接线如图3-2所示。图3-2 第二种方案主接线图方案项目方案一方案二可靠性1）220KV接线简单，设备本身故障率少，供电可靠性也大大增加。2）220KV内桥接线操作简单，多适用于两进两出的火电厂。1）220KV操作简单，但是多工作人员的要求相对较高。2） 220KV虽然本身故障率少，但是220KV在检修时发生故障，对其供电有很大的影响。灵活性1）220KV运行方式相对简单，灵活较好。2）220KV电压级接线易于扩建和实现自动化。1）220KV等级接线方式比较的繁琐，对工作人员要求更加的。2）220KV接线不便于未来扩建和发展。经济性1）220kV设备相对少，投资小；1）220kV设备相对多，投资较大；通过对两种主接线可靠性，灵活性和经济性的综合考虑，辨证统一，现确定第一方案为设计最终方案。1.2 厂用电的设计目前生产的厂用变压器有油浸式和干式两种，由于干式有较多优点，因而在水电站得到广泛应用。厂用变压器容量的选择，应当在保证正常情况下，满足全厂厂用负荷的供电，并且不会由于短时过负荷过热而缩短其使用年限。在一般事故或检修条件下，应有足够的备用用量。 高压厂用变压器容量选择与由二台或三台厂用变压器联合供电时的容量选择雷同，仅计算负荷有所不同，应包括连接在高压母线上的所有负荷，除低压厂用变压器的计算负荷外，还包括高压电动机和以高压送电的厂区负荷、近区负荷以及生活负荷等。厂用电接线图如图3-3所示：第2章 主变压器的选择2.1 主变压器台数的确定确定主变压器台数的因素很多，主要取决于该电厂在系统中的重要性并结合电厂本身的装机台数。 为减少主变压器台数，可考虑采用扩大单元接线。 一般装机一至三台的小型非骨干电厂以确定一台主变压器为宜，装机四台及以上的小型电厂可考虑确定两台主变压器以满足运行的可靠性和灵活性。 2.2 主变压器的容量确定1）发电机变压器单元接线中的主变容量应按发电机额定容量扣除本机组厂用电后，留有10%的裕度来确定。主变容量一般按变电所建成后510年的规划负荷来进行选择，并适当考虑远期1020年的负荷发展。 2）高、中压电网的联络变压器应按两级电网正常与检修状态下可能出现的最大功率交换确定容量，其容量一般不应低于接在两种电压母线上最大一台机组的容量。3）小型电厂机端电压母线上的升压变压器的容量选择条件为：（1）接于该母线上的发电机处于全开满载状态而母线负荷（包括厂用电）又最小时能将全部剩余功率送出。（2）发电机开机容量最小、母线负荷最大时，经主变压器倒送的功率。（3）两台变压器并列运行互为备用时，其原则与前述联络变压器同。由于变压器的检修周期长，而且它可与该母线上的发电机检修相配合，因此不需因检修增加容量。 2.3 主变压器型式的选择1）单相变压器的使用条件 一般用三相变压器，单相变压器应用于500kV及以上的发电厂、变电站中。 2）三绕组普通变压器和三绕组自耦变压器的使用条件 使用三绕组变压器比使用两台双绕组变压器经济。使用自耦变压器不经济，且自耦变压器只能用于高、中压中性点都有效接地的电网，故其只能用于220kV及以上的发电厂和变电站。且自耦变阻抗较小可能使短路电流增加，故应经计算确定。 3）有载调压变压器的使用条件 在电压变化范围大且变化频繁的情况下需使用有载调压变压器。 有载调压变压器的价格较贵，质量不行大大降低其可靠性，所以应慎用。 根据本设计具体情况，应该选择两台三绕组变压器为主变。本设计中的主变选择如下：容量确定公式：SN=110%PNcos(1-6.8%)=110%145cos0.85（1-6.8%)=180.89MVA查发电厂电气部分课程设计资料，选定变压器的容量为240MVA。由于升压变压器有两个电压等级，所以这里选择两台三绕组变压器，查电力系统课程设计及毕业设计参考资料选定主变型号为：1）三绕组为SFPS-240000/220型。主要技术参数如表2-1：额定容量连接组标号额定电压（kV）空载损耗阻抗电压 24000（KVA）YN,yn0d11高压：24222.5%中：121低压：10.5（KV257KW高中:24.5高低：14.5中低:8.5所以一次性选择两台SFPS7-150000/220型变压器为主变。2.4 厂用变压器型式的选择容量确定公式：SN=110%PNcos6.8%=110%145cos0.856.8%=12.46MVA查发电厂电气部分课程设计资料，选定变压器的容量为MVA。由于升压变压器有两个电压等级，所以这里选择两台三绕组变压器，查电力系统课程设计及毕业设计参考资料选定主变型号为：1）双绕组为SC8-12500/20型。主要技术参数如表2-2：额定容量连接组标号额定电压（kV）空载损耗阻抗电压（%）12500（KVA）YN,d11高压：15.75低压：6.316600W9第3章 短路电流的计算说明短路是电力系统中最常见的且很严重的事故和故障。发生短路时，网络的总阻抗突然减小，回路中的电流可能超过正常运行电流很多倍。短路电流使导线和设备过热，绝缘被破坏，持续的时间越长，其危害就越严重。 短路故障将使系统电压降低和回路电流大大增加，它不仅会影响回路的正常供电，而且会破坏电力系统的稳定性，并损坏电气设备。导体流过短路电流时，还会产生强大 的机械力，使导体变形或支架损坏。对拟订的电气主接线，为了选择合理的电气设备，需进行短路电流计算（一般情况下，三相短路电流产生的热效应和电动力较大，所以这里只对三相短路电流进行比较）。因此，在发电厂变电站以及整个电力系统的设计和运行中，都必须对短路电流进行计算。31 短路电流计算的基本假设短路电流是在有一定的假设前提下来进行计算的，主要有以下几个假设：（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相角相同；（3） 电力系统中的所有电源都在额定负荷下运行；（4） 短路发生在短路电流为最大时刻瞬间；（5） 不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；（6） 除去短路电流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；（7） 元件的计算参数均可取其额定值,不考虑参数的误差和调整范围。32短路电流的计算方法和步骤 321 短路点的选择为了保证电力系统安全允许，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，以保证设备在运行中能够受住突然短路引起的发热和电动力的巨大冲击。同时二次设备的选择、整定也需要准确的短路电流数据。根据参考文献，设计中选择短路地点分别在220KV侧、110KV侧及发电机出口侧进行短路电流的计算。322 计算步骤在工程计算中，短路电流的计算常采用实用曲线法。其计算步骤如下：1 根据已经选定的电气主接线方案画出电气主接线图；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 计算各个电气元件的电抗标幺值，画出以标幺值表示的等值电路图；4 对各短路计算点进行网络划简，求出X；5 求出各个电源对短路点的转移阻抗；6 求出各个电源的计算电抗Xjs，由运算曲线查出个时刻的短路电流标幺值；最后求出各短路计算点的三相短路电流。这里所设计的发电厂基准容量取100MVA。323 计算结果表2-2 短路计算结果短路点基准电压短路电流（0时刻）冲击电流短路容量短路电流（时刻）短路电流（时刻）(kV)(kA)(kA)(MVA)(kA)(kA)K111515.2838.893043.4711.1211.40K223011.3728.944529.359.7279.807K315.75124.45316.753394.8779.1470.53K415.75124.45316.753394.8779.1470.53第4章电气设备的选择和校验电力系统中的电气设备主要包括以下几个方面：软导体、主母线、断路器、隔离开关、互感器等。在高压电路中，只能起到隔离电源构成明显断开点作用的设备称为隔离开关，选择要求与断路器相同，但不需要校验其开断电流。高压断路器是电力系统中输配电、接通分断电路和保护电路的主要设备。无论电气设备空载负荷或短路故障它都应能可靠地工作。高压断路器是根据其主要技术参数来选择，即额定电压、额定电流、装置种类、构造形式、开断电流、热稳定和动稳定。发电厂屋内和屋外配电装置的主母线、变压器等电气设备与配电装置母线之间的连接导体，各种电器之间的连接导体，统称为母线。选择配电装置中的母线主要考虑因素：母线截面形状（矩形、管形、槽形）；母线的材料（铜、铝、钢）；母线截面的大小（按长期发热允许电流选择截面和按经济电流密度选择截面）；校验母线的热稳定和动稳定；对110kV及其以上的母线还应考虑校验是否会发生电晕。互感器是一次系统和二次系统间的联络元件。电流互感器与电压互感器将一次回路的大电流或大电压转化为标准的二次侧的低电流和底电压，供电给测量仪表和保护装置的电压线圈，使测量装置标准化和小型化。41 电气设备的选择条件安全、经济运行是选择设备的重要条件。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，积极而稳妥的采用新技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。411 一般原则（1） 应该满足运行、检修、短路和过压情况下的要求，并考虑远景发展的需要；（2） 应该按照当地环境条件进行校核；（3） 选择导体时应尽量减少品种；（4） 应力求技术先进和经济合理；（5） 扩建工程应尽可能使新老电器型号一致；（6） 选用的新产品，均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格412 技术条件选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。各种高压电器的一般技术条件如下：（1） 电压选用设备允许额定电压UN不得低于该回路电网电压UNS，即UNUNS（2） 电流选用的设备额定电流IN不得低于所在回路在各种可能运行方式下的最大持续工作电流Igmax，即INIgmax由于变压器短时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也很大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。高压设备没有明确的过载能力，所以选择额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。42 电气设备的短路稳定条件421 校验的一般原则（1）电器在选定后按最大可能通过的短路电流进行动、 热稳定校验，校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流。（2）用熔断器保护的设备可不校验热稳定。（3）短路的热稳定条件Qk(I1nKt)2（4）短路动稳定条件ishies其中： ish短路冲击电流； ies电气设备允许通过的动稳定电流峰值。422环境条件环境条件主要有温度、风速、冰雪、温度、污垢、海拔、地震。由于设计时间仓促，所以在设计中主要考虑温度条件。 按照规程上的规定，普通高压设备在环境最高温度为时，允许按照额定电流长期工作。当设备安装点的环境温度高于时，每增加建议额定电流减少1.8%，当低于时，每降低，建议额定电流增加0.5%，但总的增加值不得超过额定电流的20%。 43 具体设备的选择本设计要求选择的设备有断路器、隔离开关、互感器、熔断器、绝缘子及穿墙套管、消弧线圈、避雷器，所有设备应满足正常工作以及短路状态的要求。431 高压断路器和隔离开关的选择高压断路器、隔离开关及高压熔断器按照下表进行选择和校验：表4-1电器设备额定电压额定电流开断电流动稳定热稳定高压断路器隔离开关高压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，并进行经济技术方面的比较后才能确定。根据目前我国断路器的生产情况，电压等级在110kV220kV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。432 互感器的选择 电流互感器的选择和配置应按下列条件：（1）、型式：电流互感器的型式应根据使用环境条件和产品情况选择。对于620KV屋内配电装置，可采用瓷绝缘结构和树脂浇注绝缘结构的电流互感器。对于35KV及以上配电装置，一般采用油浸式瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器。有条件时，应尽量采用套管式电流互感器。（2）、一次回路电压： UnsUn （3）、一次回路电流：ImaxI1n （4）、准确等级：要先知道电流互感器二次回路所接测量仪表的类型及对准确等级的要求，并按准确等级要求高的表计来选择。（5）、动稳定： ish2I1nKes 式中，Kes是电流互感器动稳定倍数，等于电流互感器极限值，过电流峰值ish与一次绕组额定电流I1n峰值之比，即Kes=ish2I1n （6）、热稳定：Qk(I1nKt)2 4322 电压互感器1型式的选择根据电压互感器安装的场所和使用条件，选择电压互感器的绝缘结