200MW凝汽式火力发电厂课程设计

200MW 凝气式火力发电厂 电气一次部分课程设计 之 电气主接线设计及主变压器选择 容量为 200MW 凝气式火力发电厂的电气部分设计 目录 一、设计任务书.1 1.1 设计任务.1 1.1.1 发电厂情况：.1 1.1.2 负荷与系统情况：.1 1.2. 设计目的.1 1.3. 任务要求.2 1.4. 设计原则.2 1.5. 设计基本要求.2 二、原始资料分析.2 2.1 工程分析.2 2.2 电力系统分析.3 2.2.1 负荷情况.3 2.2.2 环境温度.3 三、主接线方案确定.3 四、主变压器确定.4 4.1 主变压器台数确定.4 4.2 主变压器容量确定.4 五、厂用电的设计与接线.5 5.1 厂用电负荷分类.5 5.2 厂用电设计原则.7 5.2.1 接线要求.错错误！未定义书签。误！未定义书签。 5.2.2 设计原则.错错误！未定义书签。误！未定义书签。 5.2.3 厂用电的电压等级.7 5.3 厂用电系统中性点接地方式.8 5.3.1 高压厂用电系统中性点接地方式.错错误！未定义书签。误！未定义书签。 5.3.2 低压厂用电系统中性点接地方式.错错误！未定义书签。误！未定义书签。 5.4 厂用电源.6 六、短路电流的计算.10 6.1. 短路电流计算的目的.10 6.2 短路计算条件.11 6.2.1 基本假设.11 6.2.2 一般规定.11 6.3 短路电流计算方法.12 6.4 各母线上短路时短路电流的计算.13 6.5 各母线上短路点电流的折算.15 七、电气设备选择及校验.17 7.1 电气设备选择的原则：.17 7.2 电气选择条件.17 7.2.1 按正常工作条件选择电器.17 7.2.2 按短路情况校验.19 7.3 设备选择及校验过程.19 7.3.1 10KV 侧设备选择及校验过程 .19 7.3.2 侧设备选择及校验过程.21 2 7.3.3 侧设备选择及校验过程.22 八、发电机及变压器的保护设计.24 8.1 继电保护的主要任务.24 8.2 继电保护的基本要求：.24 8.3 变压器的保护.24 8.3.1 常用变压器的保护.24 8.3.2 厂用变压器保护装置.25 8.3.3 变压器保护整定.25 8.4 电动机保护.26 8.4.1 电动机故障及异常运行状态.26 8.4.2 厂用电动机保护装置.27 8.4.3 电动机保护整定.28 九、设计总结.29 十、参考文献.30 3 一、设计任务书一、设计任务书 1.11.1 设计任务设计任务 1.1.11.1.1 发电厂情况：发电厂情况： （1）200MW 凝汽式火力发电厂； （2）机组容量与台数：250MW，1100MW。 1.1.21.1.2 负荷与系统情况：负荷与系统情况： （1）发电机电压负荷最大为48MW，最小为 24MW，最大负荷利用小时数 T max 5200小时； （2）110kV负荷：最大58MW，最小32MW，最大负荷利用小时数T max 4500 小时； （3）剩余最大功率220 2432 2006% 152MW送入220kV系统。 1.2.1.2. 设计目的设计目的 发电厂电气部分课程设计是学习电力系统基础课程后的一次综合性训 练，通过课程设计的实践达到： 1、巩固“发电厂电气部分”、“电力系统分析”等课程的理论知识。 2、熟悉国家能源开发策略和有关的技术规范、规定、导则等。 3、掌握发电厂（或变电所）电气部分设计的基本方法和内容。 4、学习工程设计说明书的撰写。 1 容量为 200MW 凝气式火力发电厂的电气部分设计 1.3.1.3. 任务要求任务要求 （1）电气主接线设计及主变压器选择 （2）厂用电接线设计 （3）短路电流计算。 （4）电气设备选择及校验 （5）发电机及变压器的保护设计 1.4.1.4. 设计原则设计原则 电气主接线的设计是发电厂或变电站电气设计的主体。 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，以保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的 前提下，兼顾运行、维护方便、尽可能的节省投资，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。 1.5.1.5. 设计基本要求设计基本要求 可靠性，灵活性，经济性。 二、原始资料分析二、原始资料分析 2.12.1 工程分析工程分析 设计一座装机容量为200MW的凝汽式火力发电厂。计划安装两台50MW的 汽轮发电机组，型号为QFQ502,功率因数为0.8，安装顺序为#1、#2机；安 装一台100MW的汽轮发电机组， 型号为TQN 1002,功率因数为0.85， 安装顺 序为#3机。 2 2.22.2 电力系统分析电力系统分析 发电机电压负荷最大为 48MW ，最小为 24MW ，最大负荷利用小时数 T max 5200小时；110kV 负荷：最大58MW，最小32MW，最大负荷利用小时 4500 小时； 剩余最大功率220 2432 2006% 152MW送入220kV数Tmax 系统。设厂用电率为 8 2.2.12.2.1 负荷情况负荷情况 50MW 发电机电压端电缆出线 8 回，100MW发电机端电压电缆出线 2 回。 每回负荷不等，平均在4MW左右，送电距离为3 6km；110kV端架空线出线 3 回；220kV端架空线出线 2 回。 2.2.22.2.2 环境温度环境温度 年平均温度35C 三、主接线方案确定三、主接线方案确定 根据原始资料分析， 现将各电压等级可能采用的较佳方案， 进而以优化方案， 组成最佳方案。 （1） 、10kV电压等级：连接发电机出线端，且有八回电缆出线，发电机容量为 250MW ，为保证供电可靠性，因此选用单母线分段接线形式，2 台 50MW 机组分别接在两段母线上。其剩余功率通过双绕组变压器全部送 往220kV母线。 110kV 电压等级：（2） 、出线回路为 2 回架空线路， 为保证供电可靠性和灵活性， 3 容量为 200MW 凝气式火力发电厂的电气部分设计 选用双母线接线方式，由于此处最大负荷为58MW，所以由100MW发电 机通过三绕组变压器供电，剩余功率送至220kV系统。 （3） 、220kV电压等级：两回架空线路，采用单母线接线方式，其进线通过变压 器接入。 方案如图 1 所示 110kV110kV 220kV220kV G3 #3G3 #3 10kV10kV G1 #1G1 #1G2 #2G2 #2 图 1 四、主变压器确定四、主变压器确定 4.14.1 主变压器台数确定主变压器台数确定 根据上述方案，需要一台三绕组变压器，一台双绕组变压器 4.24.2 主变压器容量确定主变压器容量确定 三绕组变压器容量确定：S 1.1100(18%) N 0.85 140.1MW 4 所以三相绕组变压器理论容量为 140.1MW 双绕组变压器容量确定： （1）10KV 母线上负荷最小时 S N 250(18%) 24 85MW 0.8 （2）10KV 母线上负荷最大，G1，G2 有一台退出时 S N 4850(18) 3.125MW 0.8 所以双绕组变压器理论容量为 85MW 五、厂用电的设计与接线五、厂用电的设计与接线 发电厂在启动、 运转、 停役、 检修过程中， 有大量由电动机拖动的机械设备， 用以保证机组的主要设备（如锅炉、汽轮机或水轮机、发电机等）和输煤、碎煤、 除尘及水处理的正常运行。这些电动机以及全厂的运行、操作、试验、检修、照 明用电设备等都属于厂用负荷，总的耗电量，统称为厂用电1。 厂用电的可靠性， 对电力系统的安全运行非常重要。随着超临界参数大容量 机组、双水内冷发电机冷却方式、计算机实时控制的采用以及核电厂的出现，对 厂用电的可靠性提出了更高的要求。提高厂用电可靠性的目的，是使电厂长期无 故障运行， 不致因厂用电局部故障而被迫停机。为此必须认真考虑合理厂用供电 电源的取得方式，工作电源和接线方式；此外，还应配备完善的继电保护与自动 装置，合理配置厂用机械，并正确选择电动机类型、容量和台数；在运行中需对 厂用机械进行正确维护和科学管理。 厂用电的电量，大都由发电厂本身供给。其耗电量与电厂类型、机械化和自 动化程度、燃料种类及其燃烧方式、蒸汽参数等因素有关。厂用电耗电量占发电 厂全部发电量的百分数，称为厂用电率8。厂用电率是发电厂运行的主要经济指 标之一。一般凝汽式或电厂的厂用电率为 5%-8%，热电厂为 8%-13%，水电厂为 0.5%-1.0%15。降低厂用电率不仅能降低电能成本，同时也相应地增大了对电力 系统的供电量。 5.15.1 厂用电负荷分类厂用电负荷分类 厂用电负荷， 根据其用电设备在生产中的作用和突然中断供电所造成的危害 程度，按其重要性可分为四类1： 1.类厂用负荷。凡是属于短时 （手动切换恢复供电所需要的时间）停机 会造成主辅设备损坏、危机人身安全、主机停运及影响大量出力的厂用负荷，都 属于类负荷。如火电厂的给水泵、凝结水泵、引风机、送风机、给粉机等以及 5 容量为 200MW 凝气式火力发电厂的电气部分设计 水电厂的调速器、压油泵、润滑油泵等。 2.类厂用负荷。允许短时停电（几秒至几分钟） ，恢复供电后，不致造成 生产紊乱的厂用负荷，均属于类厂用负荷。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，以及水电场中大部分厂用电动机。 3.类厂用负荷。较长时间停电，不会直接影响生产，仅造成生产上不方便 的厂用负荷，都属于类厂用负荷。如实验室、修配厂、油处理室的负荷等。 4.事故保安负荷。在 200MW 及以上机组的大容量电厂中，自动化程度较高， 要求在事故停机过程中及停机后的一段时间内，仍必须保证供电，否则可能引起 主要设备损坏、 重要的自动控制失灵或危机人身安全的负荷。 成为事故保安负荷。 按对电源要求的不同它又可分为：直流保安负荷，如发电机的直流润滑泵、事 故氢密封油泵等；交流保安负荷，如盘车电动机、交流润滑油泵、交流密封油 泵等。 5.不间断供电负荷。在机组运行期间，以及正常或事故停机过程中，甚至在 停机后的一段时间内，需要连续供电并具有恒频恒压特性的负荷，称为不间断供 电负荷。如实时控制用的计算机、热工保护、自动控制和调节装置等。 5.25.2 厂用供电电源厂用供电电源 5.2.1.5.2.1.厂用电工作电源厂用电工作电源 发电厂或变电所的厂用工作电源， 是保证正常运行的基本电源。不仅要求电 源供电可靠，而且应满足各级厂用电电压负荷容量的要求。通常，工作电源应不 少于两个。 现代发电厂， 一般都投入系统并联运行， 即使发电机组全部停止运行， 仍可从电力系统倒送电能供给厂用电源。本次设计的发电厂即采用了这样的配 置， 一方面从发电机得到电能，另一方面将厂用电系统连接到电网以保证供电的 可靠性。 5.2.2.5.2.2.厂用电备用电源厂用电备用电源 (1)厂用备用电源 厂用备用电源主要用于事故情况失去工作电源时，起后备作用，又称事故备 用电源。 而启动电源系指在厂用工作电源完全消失情况下，为保证使机组快速启 动， 向必要的辅助设备供电的电源。 这些辅助设备在正常运行时由工作电源供电， 只有当工作消失后，才自动切换到启动电源供电。因此，启动电源实质上也是一 个备用电源。我国目前对 200MW以上大型机组，为了确保机组安全和厂用电的 可靠才设置厂用启动电源，且以启动电源兼作事故备用电源，统称启动（备用） 电源。 (2)厂用备用电源的数量8 厂用高压或低压工作电源在 6 个及以下时， 只装设一个备用电源，并与第 一个工作电源同时设置；工作电源在 7 个及以上时，应装设第二个备用电源，并 与第 7 个工作电源同时设置。 在下列任一情况下，第二个备用电源可提前与第 6 个工作电源同时装设： 6 a 有较多的厂用工作电源均带有两段母线时； b 在连续扩建的条件下，为便于过渡时； c 工作和备用电源均在发电机电压主接线上，而备用电源不可避免要与供给 几台较大容量锅炉的工作电源接于同一主母线时， 第二备用电源可提前与第五或 第四个工作电源同时装设，实行交叉备用。 5.2.3.5.2.3.事故保安电源事故保安电源 对于 300MW及以上的大容量机组，当厂用工作电源和备用电源都消失时， 为确保在事故状态下能安全停机，事故消除后又能及时恢复供电，应设置事故保 安电源，本次设计中将不予以考虑。 5.35.3 厂用电接线的设计原则和接线形式厂用电接线的设计原则和接线形式 5.3.15.3.1 厂用电接线的要求和设计原则厂用电接线的要求和设计原则 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 极慎重地采用成熟的新技术和新设备，使设计达到经济合理、技术先进、保证机 组安全、经济地运行1。 厂用电接线应满足如下要求： 各机组的厂用电系统应该是独立的；全厂性公 用负荷应分散接入不同机组的厂用母线或公用负荷母线； 在厂用电接线中不应存 在可能导致切断多于有一个单元机组的故障点， 更不应存在导致全厂停电的可能 性，应尽量缩小故障影响范围；充分考虑发电厂正常、事故、检修、启动等运行 方式下的供电要求，尽可能地使切换操作简便，启动（备用）电源能在短时内投 入； 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，特别要注 意对公用负荷供电的影响，要便于过渡、尽量减少改变接线和更换设置1。 厂用电接线的设计原则与主接线的设计原则基本相同， 主要有： 厂用电接线应保证对 厂用负荷可靠和连续供电，使发电厂主机安全运转；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；厂用电源的对应供电性，本机、炉的厂用负荷由本机组供电， 这样， 当厂用电系统发生故障时， 只影响一台发电机组的运行， 缩小故障范围， 接线也简单； 设计时还应适当注意其经济性和发展的可能性并积极慎重地采用新技术、 新设备、 使厂用 电接线具有可行性和先进性； 在设计厂用电接线时， 还应对厂用电的电压等级、 中性点接 地方式、厂用电源及其引接和厂用电接线形式等问题进行分析和论证8。 5.3.25.3.2 厂用电的电压等级厂用电的电压等级 厂用电系统的电压等级要根据发电机额定电压、 厂用电系统的可靠性和经济 性等多方面因素综合考虑。发电厂厂用电压等级不能太多，一般分为高压和低压 两级。低压级为 0.4kV（380/220V） ，高压级可在 3、6、10kV 中选用一种。超大 大容量机组（如 600MW）则可选用两级高压。 厂用电电压的选择原则8： 7 容量为 200MW 凝气式火力发电厂的电气部分设计 (1)当发电机电压为 6.3kV 时，采用 6kV； (2)当发电机电压为 10.5kV 时，采用3kV，当采用燃油锅炉时，由于高压电 动机台数较少，厂用电电压也可选用 6kV，但在设计中，由于系统容量较大，超 过 300MW，在技术经济合理的情况下，也可采用两种高压厂用电压； (3)125MW 机组一般采用 6kV，当技术经济合理时也可采用 3kV； (4)发电机的电压和容量不同时，应优先采用统一的 3kV 或 6kV，只有经济 上有显著优势时，才可采用 3kV 和 6kV 并存的厂用电系统。 根据以上原则本厂的厂用电系统采用 6kV 的电压等级。 5.3.35.3.3 厂用电系统中性点接地方式厂用电系统中性点接地方式 (1)高压厂用电系统中性点接线方式，高压（3、6、10KV）厂用电系统中性 点接地方式的选择，与接地电容电流的大小有关1。 中性点不接地方式。 当高压厂用电系统发生单相接地故障时，流过短路点的 电流为电容性电流，且三相线电压基本平衡；中性点经高电阻接地方式。高压厂 用电系统的中性点经过适当的电阻接地， 可以抑制单相接地故障时健全相的过电 压倍数不超过额定相电压的 2.6 倍， 避免故障扩大； 中性点经消弧线圈接地方式。 在这种接地方式下，厂用电系统发生单相接地故障时，中性点的唯一电压产生感 性电流流过接地点，补偿电容电流，将接地点的综合电流限制到 10A 以下，达到 自动熄弧，继续供电的目的。 由于接地电容电流小于 10A，所以本厂的高压厂用电系统选择采用中性点不 接地方式。 (2)低压厂用电系统中性点接地方式主要有中性点经高电阻接地和中性点直 接接地两种接地方式1。 中性点经高电阻接地方式， 接地电阻值的大小以满足所选用的接地指示装置 动作作为原则，但不应超过电动机带单相接地运行的允许电流值（一般按10A 考虑） ；中性点直接接地方式。在低压厂用电系统中，发生单相接地故障时，中 性点不发生位移，防止了相电压出现不对称和超过 250V，保护装置立即动作于 跳闸。 火力发电厂低压厂用电系统，特别是原有低压厂用电系统采用中性点直接 接地的扩建电厂和主厂房外供给、类负荷的辅助车间，宜采用中性点直接接 地方式。 在本次设计中采用中性点经高电阻接地方式， 而且火力发电厂的低压厂用电 系统一般均可采用此种方式。 5.45.4 厂用变压器的选择厂用变压器的选择 5.4.15.4.1 火电厂主要厂用电负荷火电厂主要厂用电负荷 火电厂的厂用电负荷包括全厂机、炉、电、燃运等的用电设备，面广量大， 且随各电厂机炉类型、容量、燃料种类、供水条件等而差异较大1。例如：高温 高压电厂比同容量的中温中压电厂的给水泵容量大；大容量机组的辅助设备比 中、小型机组要多且功率大；开式循环冷却方式比闭式冷却方式的耗电量要小； 8 各种燃料的发热量不同，需要的风量不同，风机容量也不同，同时除尘设备也不 尽一样； 若电厂采用汽动给水泵则可大大减少厂用变压器容量等。一般厂用变压 器连接在厂用母线段上，而用电设备由母线引接。 5.4.25.4.2 厂用变压器的选择厂用变压器的选择 1.额定电压 厂用变压器的额定电压应根据厂用电系统的电压等级和电源引接处的电压 确定，变压器一、二次额定电压必须与引接电源电压和厂用网络电压相一致9。 2.工作变压器的台数和型式 工作变压器的台数和型式主要与厂用高压母线的段数有关， 而母线的段数又 与厂用高压母线的电压等级有关。当只有 6kV 一种电压等级时， 厂用高压工作变 压器可选用 1 台全容量的分裂绕组变压器， 两个分裂支路分别供两段母线；或选 用 2 台 50%容量的双绕组变压器，分别供两段母线9。本厂即采用 2 台 50%容量 的双绕组变压器，分别供两段母线。 3.厂用变压器的容量 厂用变压器的容量必须满足厂用电负荷从电源获得足够的功率。因此，对厂 用高压工作变压器的容量应按常用高压计算负荷的 110%左右的裕度9。 4.厂用变压器的阻抗 变压器的阻抗是厂用变压器的一项重要指标。 厂用工作变压器的阻抗要求比 一般动力变压器的阻抗大，这是因为要限制变压器低压侧的短路容量，否则将影 响到开关设备的选择，一般要求阻抗应大于 10%9。厂用工作变压器如果选用分 裂绕组变压器， 则能在一定程度上缓解上述矛盾，因为分裂绕组变压器在正常工 作时具有较小阻抗，而分裂绕组出口短路时则具有较大的阻抗。 根据以上的原则，本次设计所选用的如下表所示： 表 3-1 厂用高压变压器相关参数 设备设备容量容量额定电压（额定电压（kVkV）额定电流（额定电流（kAkA）阻抗阻抗 名称名称（kVAkVA）高压低压高压低压 #1#1 厂厂1000010.5 6.355091812 高变高变22. 5% #2#2 厂厂1000010.5 6.355091812 高变高变22. 5% #3#3 厂厂16000105%6.3923.81466.310.4 高变高变 设备设备冷却结线方式结线方式制造厂制造厂型号型号 名称名称方式 #1#1 厂厂油浸Y/Y 12哈尔滨SJL 1 高变高变风冷10000/10 #2#2 厂厂油浸Y/Y 12哈尔滨SJL 1 高变高变风冷10000/10 #3#3 厂厂油浸Y/Y 12辽阳变压器厂SF7- 高变高变风冷16000/10 9 容量为 200MW 凝气式火力发电厂的电气部分设计 厂用电设计如图 2 所示 图 2 六、短路电流的计算六、短路电流的计算 6.1.6.1. 短路电流计算的目的短路电流计算的目的 1、电气主接线的比选。 2、选择导体和电器。 3、确定中性点接地方式。 4、计算软导体的短路摇摆。 5、确定分裂导线间隔的间距。 6、验算接地装置的接触电压和跨步电压。 10 7、选择继电保护装置和进行整定计算。 6.26.2 短路计算条件短路计算条件 6.2.16.2.1 基本假设基本假设 （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）元件的技术参数均曲额定值，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。 6.2.26.2.2 一般规定一般规定 （1）验算导体的电器动稳定、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的影响。 （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）导体和电器动稳定、热稳定以及电器的开断电流，一般安三相短路计算。 11 容量为 200MW 凝气式火力发电厂的电气部分设计 6.36.3 短路电流计算方法短路电流计算方法 对应系统最大运行方式， 按无限大容量系统，进行相关短路点的三相短路电 流计算，求得I f 、i sh 、I sh 值。 I f _三相短路电流； i sh 三相短路冲击电流，用来校验电器和母线的动稳定。 I sh 三相短路全电流最大有效值，用来校验电器和载流导体的热稳定。 S k 三相短路容量，用来校验断路器和开断容量以及判断容量是否超过规定 值，作为选择限流电抗器的依据。 注：选取基准容量为S j 100MVAU j U av 1.05U N S j 基准容量（MVA） U av 所在线路的平均电压（kV） 按电压等级计算短路电流，该系统共有三个电压等级，故有三个短路电流， 短路电流的具体计算过程如下。等值电抗图如下： 12 220kV220kV x x1 1 10kV10kV x x2 2x x3 3 x x4 4 110kV110kV x x5 5 G G1 1G G2 2x x6 6 x x7 7 均采用标幺值算法，省去“*”。 G G3 3 X X X X X X X 1 0.117,X 2 X 3 X 7 0.2,X 4 0.02958,X 5 0.07708,X 6 0.05875 8 X /X 23 0.2/0.2 0.1 0.1170.1 0.217 9 X X 81 10 X X X 6 X 7 0.05880.2 0.2588 X 5 X 4 X 5 X 10 X 4 X 10 10 114 X 10 0.1155 0.3876 1.0100 124 X X 5 13 X X 5 X 5 X 104 6.46.4 各母线上短路时短路电流的计算各母线上短路时短路电流的计算 1、10kV母线上发生短路时（ d 1点）短路电流的计算 将系统电抗图简化并计算： 13 容量为 200MW 凝气式火力发电厂的电气部分设计 220kV220kV x x1 1 10kV10kV x x4 4 x x8 8 x x10 10 G G1.2 1.2 G G3 3 d 1点短路时等值电路电抗化简图 X 14 X 1 X 4 X 10 0.1170.029580.2588 0.4054 I f1 I 1 I 2 1X 8 1X 14 1 0.11 0.405412.4667 2、 110kV 母线上发生短路时（ d 2点）短路电流的计算 将系统电抗图简化并计算： 110kV110kV 220kV220kV x x11 11 x x9 9 x x12 12 x x13 13 G G1.2 1.2 G G3 3 d 2 点短路时等值电路电抗化简图 X 15 X 9 X 11 0.2170.1155 0.3325 14 I f 2 I 3 I 4 1X 15 1X 13 1 0.332511.01 3.9976 3、220kV母线上发生短路时（d 3 点）短路电流的计算 将系统电抗图简化并计算： 220kV220kV x x 9 9 x x 1010 G G 1.21.2 G G 3 3 d 3 点短路时等值电路电抗化简图 X 16 X 4 X 10 0.029580.2588 0.2884 I f 3 I 5 I 6 1X 9 1X 16 1 0.2171 0.28848.0757 6.56.5 各母线上短路点电流的折算各母线上短路点电流的折算 1、各点基准电流： d 1 21 2 1点： I B1 S B 3 U B1 100 3 10.5 5.4986kA d 1 21 2 2 点： I B2 S B 3 U B2 100 3 115 0.502kA d 3 点：I B3 S B 31 2U 2 B3 100 31 230 0.251kA 2、各点电流： d 1点： I 1 I B1 I f1 74.3kA 15 容量为 200MW 凝气式火力发电厂的电气部分设计 d d 2 点: 点: I I 2B2 I f 2 2.18kA I f 3 2.21kA 3 I I 3B3 3、各点冲击电流： d d d 1 点：i sh1 2.55I 1 189.5kA 点: 点: 2 i i sh2 2.55I 2 5.553kA 2.55I 3 5.627kA 3sh3 短路电流计算结果表如下： 短路点基准电 流 （kA） 支路名称X d 标幺值有名值 （kA） 冲击电流 （kA） d d d 1 5.510kV发电机0.1， 0.4054 13.513474.3189.5 2 0.50110kV发电机0.3325，4.33722.185.553 1.01 0.251220kV发电机 3 0.217， 0.2884 2206.52.215.627 16 七、电气设备选择及校验七、电气设备选择及校验 7.17.1 电气设备选择的原则：电气设备选择的原则： 1、应能满足正常运行、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、同类设备应尽量减少品种； 6、选用新产品均应具有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格。在特殊情况下 选用未经正式鉴定的新产品时，应经过上级批准。 7.27.2 电气选择条件电气选择条件 正确的选择电器是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条 件。在进行电器选择时，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，并注意节省投资，选择合适的电器。 尽管电力系统中各种电器的作用和工作条件并不一样， 具体选择方法也不完 全相同，但对它们的基本要求却是一致的。电器要能可靠的工作，必须按正常条 件下进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定。 7.2.17.2.1 按正常工作条件选择电器按正常工作条件选择电器 额定电压和最高工作电压 所选用的电器允许最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压，即 U aln U sn 。一般电器允许的最高工作电压：当额定电压在 220kV 及以下时为 1.15U N 1.1 ； 额定电压是330 500kV时是 U N。 而实际电网的最高运行电压 U sn 17 容量为 200MW 凝气式火力发电厂的电气部分设计 一般不会超过电网额定电压的 1.1U Ns，因此在选择电器时，一般可按电器额定 电压UN不低于装置点电网额定电压U Ns的条件选择,即UN 额定电流 U Ns。 电器的额定电流 I N是指在额定周围环境温度 下，电器的长期允许电流。 I N不应该小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流 I max，即 I N I ma x 。由于发电机、调相机和变压器在电压降低 5%时，出力保持不变， 故其相应回路的 I max为发电机、调相机或变压器的额定电流的1.05倍；若变压器 有过负荷运行可能时，Imax应按过负荷确定； 母联断路器回路一般可取母线上最 大一台发电机或变压器的 I max；母线分段电抗器的 I max应为母线上最大一台发 电机跳闸时，保证该段母线负荷所需的电流，或最大一台发电机额定电流的 50% 80%；出线回路的 I max除考虑正常负荷电流外，还应考虑事故时由其他回 路转移过来的负荷。 此外，还与电器的装置地点、使用条件、检修和运行等要求，对电器进行种 类和形式的选择。 按当地环境条件校核 在选择电器时，还应考虑电器安装地点的环境（尤须注意小环境）条件，当 气温，风速，温度，污秽等级，海拔高度，地震列度和覆冰厚度等环境条件超过 一般电器使用条件时，应采取措施。我国目前生产的电器使用的额定环境温度 0 40C ，如周围环境温度高于 40C（但 60C）时，其允许电流一般可 按每增高1C，额定电流减少1.8%进行修正，当环境温度低于 40C 时，环境 温度每降低 1C ，额定电流可增加 0.5%