火力发电厂主接线设计毕业论文

摘要电力系统以发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费的一个完整的系统。它主要是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心。电气主接线也称为电气主系统一次接线，它是发电厂、变电所电气设计的主体，也是电力系统网络的重要组成部分。电气主接线反映了发电机、变压器、线路、断路器和隔离开关等有关电气设备的数量、各回路中电气设备的连接关系及发电机、变压器与输电线路、负荷间以怎样的方式连接，直接关系到电力系统的可靠性、灵活性和安全性，直接影响发电厂、变电所电气设备的选择，配电装置的布置，保护与控制方式选择和检修的安全与方便性。而且电能的使用已经渗透到社会、经济、生活的各个领域，而在我国电源结构中火电设备容量占总装机容量的75。本文是对配有6台300MW汽轮发电机的大型火电厂电气一次部分的初步设计，主要完成了整个电气一次部分主接线的设计。包括电气主接线的形式的比较、选择；主变压器、高压厂用变压器台数、容量和型号的选择；短路电流计算和高压电气设的选择与校验以及相关的配电装置设计及选择。关键词发电厂，主接线，变压器，短路计算，电气设备，配电装置ABSTRACTFROMPOWERGENERATION,SUBSTATION,TRANSMISSION,DISTRIBUTIONANDCONSUMPTIONOFENERGYANDOTHERASPECTSOFTHECOMPOSITIONOFPRODUCTIONANDCONSUMPTIONSYSTEMSTHEFUNCTIONISTOTHENATURALWORLDTHROUGHTHEPOWEROFTHEPRIMARYENERGYINTOELECTRICALENERGYPOWERPLANT,THENLOSE,SUBSTATIONANDDISTRIBUTIONSYSTEMWILLSUPPLYELECTRICITYTOTHELOADCENTERELECTRICALWIRINGISTHEMAINPOWERPLANTS,ELECTRICALSUBSTATIONSOFTHEMOSTIMPORTANTPARTOFTHEDESIGN,BUTALSOCONSTITUTEANIMPORTANTPARTOFTHEPOWERSYSTEMCONNECTIONTODETERMINETHEOVERALLPOWERSYSTEMANDPOWERPLANTS,SUBSTATIONSRUNNINGTHEIRRELIABILITY,FLEXIBILITYANDECONOMYARECLOSELYRELATEDANDCHOICEOFELECTRICALEQUIPMENT,POWERDISTRIBUTIONDEVICECONFIGURATION,RELAYPROTECTIONANDCONTROLOFTHEFORMULATIONHASAGREATERIMPACTTHEUSEOFENERGYHASINFILTRATEDTHESOCIAL,ECONOMIC,ALLAREASOFLIFE,ANDINTHEPOWERSTRUCTUREOFCHINASTHERMALPOWEREQUIPMENTCAPACITYOFTHETOTALINSTALLEDCAPACITYOF75THISARTICLEISEQUIPPEDWITH6SETSOF300MWTURBOGENERATOROFLARGESCALETHERMALPOWERPLANTSAPARTOFTHEPRELIMINARYDESIGN,MAINLYTOCOMPLETETHEELECTRICALDESIGNOFTHEMAINTERMINALINCLUDINGTHEELECTRICALWIRINGOFTHEMAINFORMSOFCOMPARISON,THECHOICEMAINTRANSFORMER,START/BACKUPTRANSFORMERSANDHIGHVOLTAGETRANSFORMERFACTORYCAPACITYCALCULATION,THENUMBERANDTYPESOFOPTIONSSHORTCIRCUITCURRENTCALCULATIONANDHIGHVOLTAGEELECTRICALEQUIPMENTSELECTIONANDVALIDATIONANDMADEATRANSFORMERPROTECTIONKEYWORDSPOWERPLANT，TRANSFORMER，MAINCONNECTION，RELAY，ELECTRICALEQUIPMENT，DISTRIBUTIONEQUIPMENT目录摘要IABSTRACTII1绪论111电力系统概述112电力系统的国内外发展概况113火力发电厂电气部分概述214课题的主要研究工作3141主接线的方案3142确定主变形式3143计算短路电流3144合理地选择主要的电气设备3145配置主要的电气设备3发电厂电气部分总体分析521主接线原理分析5211电气主接线的设计原则5212电气主接线的主要要求522原始资料提供5221原始资料5222始资料的容量负荷分析设计623主接线方案的设计6231方案分析6232方案设计624方案论证比较9241方案一9242方案二925方案的经济比较及选定103主变压器选择1131主变压器台数选择1132主变压器容量选择1133主变压器型号选择114厂用接线的设计1241厂用电源的选择12411厂用电电压等级的确定12412厂用电系统接地方式12413厂用工作电源引接方式1242厂用主变选择12421厂用电主变选择原则12422确定厂用电主变容量125短路电流计算1451短路电流计算的目的1452短路电流计算条件14521基本假定14522一般规定1453短路电流计算步骤1554短路电流分析计算15541选取短路点15542画等值网络图17543将各元件电抗换算为同一基准的标么电抗17544短路计算206电气设备的选择3161高压断路器的选择3162隔离开关的选择3363互感器的选择35631电压互感器选择35632电流互感器选择3564熔断器的选择3765避雷器的选择38651选择原则38652阀式避雷器按下列条件选择38653500KV侧避雷器的选择和校验3966导体的设计和选择40661分相封闭母线与发电机出口电缆选择型别40662主回路封闭母线选择417配电装置电气总平面布置设计4371屋外配电装置43711500KV装置的布置方式4372500KV一台半断路器接线为三列式布置44721所选择的装置类型44致谢46参考文献47附录A各用电设备的选择481火力发电机482主变压器483高压断路器484隔离开关485电压互感器486电流互感器497避雷器498熔断器499导体491绪论11课题背景电能是一种清洁的二次能源。由于电能不仅便于输送和分配，易于转换为其它的能源，而且便于控制、管理和调度,易于实现自动化。因此，电能已广泛应用于国民经济、社会生产和人民生活的各个方面。绝大多数电能都由电力系统中发电厂提供，电力工业已成为我国实现现代化的基础，得到迅猛发展。目前对于大多数发展中国家来说，火力发电仍是今后很长一段时期内的必行之路。火力发电是现在电力发展的主力军，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，虽然现在在我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。“十五”期间我国火电建设项目发展迅猛。2001年至2005年8月，经国家环保总局审批的火电项目达472个，装机容量达344382MW，其中2004年审批项目135个，装机容量107590MW，比上年增长207；2005年1至8月份，审批项目213个，装机容量168546MW，同比增长420。如果这些火电项目全部投产，届时我国火电装机容量将达582亿千瓦，比2000年增长145。2006年12月，全国火电发电量继续保持快速增长，但增速有所回落。当月全国共完成火电发电量2266亿千瓦时，同比增长155，增速同比回落1个百分点，环比回落33个百分点；随着冬季取暖用电的增长，火电发电量环比增长较快，12月份与上月相比火电发电量增加223亿千瓦时，环比增长109。2006年全年，全国累计完成火电发电量23186亿千瓦时，同比增长158，增速高于2005年同期33个百分点。随着中国电力供应的逐步宽松以及国家对节能降耗的重视，中国开始加大力度调整火力发电行业的结构。本设计的主要内容包括通过原始资料分析和方案比较，确定发电厂的电气主接线。计算短路电流，并根据计算结果来选择和效验主要电气设备。12电力系统的国内外发展概况新中国成立以后，特别是改革开放以来，我国电力工业得到了迅速发展。在党中央、国务院的正确领导下，广大电力职工奋发图强，辛勤耕耘，中国的电力工业取得了令人瞩目的成就。1987年，全国电力装机容量迈上1亿千瓦台阶；1995年突破2亿千瓦；到2000年底，全国电力装机容量已达319亿千瓦。从1949年到改革开放前的1978年，我国电力装机由185万千瓦增加到5712万千瓦，增长了299倍；年发电量由43亿千瓦时增加到2566亿千瓦时，增长了587倍。而从1978年到二十世纪末，我国电力装机和年发电量又分别增长了458和433倍。目前，我国的电力装机容量和年发电量均居世界第2位；我国的电力工业也已从大电网、大机组、超高压、高自动化阶段，进入了优化资源配置、实施全国联网的新阶段。我国是发展中国家，我国的电力工业长期以来依靠多家办电的政策，吸引了大批投资，促进了我国电力工业的发展；并通过引进、消化、吸收和技术创新，极大地提高了电力的技术水平和装备水平；通过十年的坚持不懈的达标、创一流工作，大大提高了电力企业的管理水平，很多电力企业，尤其是一些发电厂的管理水平可以与发达国家的电厂的管理一比高低。但是，我国人均用电水平还很低，面临着继续快速发展的巨大压力。自从加入了WTO以后，国家电力公司已经确定了“建成控股型、经营型、集团化、现代化、国际一流的电力公司”的战略目标，并已在2000年跻身世界500强，2001年在世界500强中位居77位。中国加入WTO对电力工业来说，是机遇与挑战并存，机遇大于挑战。13火力发电厂电气部分概述在我国乃至全世界范围，火电厂的装机容量占总装机容量的70左右，发电量占总发电量的80左右。截止目前为止，我国火力发电厂单机容量以30万千瓦和60万千瓦机组为主，浙江省温州市玉环县的华能玉环电厂正在投建4台100万千瓦发电机组，首台机组预计今年投产发电。其100万千瓦超超临界火力发电机组主蒸汽压力为25兆帕，主蒸汽和再热蒸汽温度均为600度，这不仅在我国是最高参数，在世界上也处于最前沿水平。此前，上海电气与西门子合作制造的上海外高桥2台90万千瓦火力机组是我国第一个超临界百万级项目，首台机组已于2006年开始发电。火力发电一直是我国乃至世界比较常用的一种发电形式，从瓦特发明蒸汽机到现在火力发电厂各个部分在不断地更新换代，直到今天火力发电还延续着一种古老的气息，视乎在变，但变得缓慢，其中电气部分也在不断地更新，比如变压器的改变、主接线形式的多样化、开关形式的多样化、设备使用的多样化、保护措施的多样化。火力发电厂的设计有很多方面电气部分、动力部分、规划部分、热力部分、化学部分等等。在这作为电气工程专业的学生主要还是一发电厂电气部分为主进行讨论分析，而在进行分析过程中有要对其进行细微地分支性地总结讨论，即需要对电力系统的总体进行分析，从而需要对发电、变电、输电、配电和用电进行总体的分析讨论。然而，我们所研究的是发电厂电气部分，是电力系统中的一块重要部分，也可以说是整个电力系统的核心。所以，我们在规划设计电力系统时首先应该把发电厂考虑进去，怎样能使整个发电厂高效、节能、经济、环保、安全、长期地运行。也就是说，作为学习电气工程自动化专业的我们要全面考虑发电厂的电气部分，牢牢掌握所学的每个部分，从真正意义上对发电厂用电的改革，使之全面协调运行。1）对主接线来说，要尽量简单可行，能做到省材料、省费用、发电运转长期良好、效率高、可靠性高、实用性强等。2）在设计主接线的同时还要进行对主变压器的选择运用。在选择主变压器的时候应该严格按照理论与实践过程中的要求进行；即要根据发电容量、所需变电电压等级等等来对主变压器进行选择。3）短路电流的计算以及设备的选择。短路电流计算一般情况下进行三相短路电流计算即可，有些还需要对二相、单相进行计算；在计算过程中要认真地选取可能会发生短路的短路点，然后再计算出短路电流，根据短路电流可以选出适当的用电设备和进行保护设置，达到双重效果。4）配电装置及电气总平面布置设计。配电装置的整个结构尺寸，是综合考虑设备的外形尺寸、运行维护、巡视、操作、检修、运输的安全距离及运行中可能发生的过电压等因素而决定的。5）发电机与变压器保护整定设计。作为整个电力系统的“心脏”来说，其发电机又可称为发电厂的心脏，所以要设计整定保护，以便长期使用；而对于变压器也应当给以保护，这样才能使之长远输电得到保证。14课题的主要研究工作141设计主接线的方案分析原始资料、确定主接线。进行经济比较并确定最佳方案、合理的选择各侧的接线方式、确定厂用电接线方式。142确定主变形式包括主变台数、主变容量选定、主变型号的选定。143短路电流计算合理选择计算短路点、计算各点的短路电流、并列出计算结果表。144合理地选择主要的电气设备选择500KV电气的主接线、主变双侧的断路器和隔离开关、避雷针、避雷器、避雷线和各个电压等级主母线上的电压电流互感器以及主母线。145选择主要的电气设备的配电装置配置各级电压互感器、避雷器和各个支路的电压电流互感器以及屋内屋外配电装置。发电厂电气部分总体分析21主接线原理分析发电厂和变电所的电气主接线是由电气一次设备按电力生产的顺序和功能要求连接而成的接受和分配电能的电路，是保证电网安全可靠经济运行的关键,是电气设备布置选择自动化水平和二次回路设计的原则和基础。211电气主接线的设计原则应根据发电厂和变电所在电力系统的地位和作用，首先应满足电力系统的可靠运行和经济调度的要求。根据规划容量、本期建设规模、输送电压等级、进出线回路数、供电负荷的重要性、保证供需平衡、电力系统的线路容量、电气设备性能和周围环境及自动化规划与要求等条件确定。应满足可靠性、灵活性和经济性的要求。212电气主接线的主要要求1）可靠性在研究主接线可靠性时应重视国内外长期运行的实践经验和其可靠性的定性分析；主接线的可靠性要包括一次部分和相应组成的二次部分在运行中可靠性的综合，在很大程度上也取决于设备的可靠程度。可靠性的具体要求在于断路器检修时，不宜影响对系统的供电；断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电。2）灵活性主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。在调度时，应可以灵活地投入和切除发电机、变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式的系统调度要求；在检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电；扩建时，可以容易地从初期接线过渡到最终接线。3）经济性要节省投资，主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备；要节省继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆；要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器；主接线设计要为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积减少；经济合理地选择主变压器的种类、容量、数量、要避免因两次变压而增加电能损失。22原始资料分析221原始资料装机6台，凝气式机组6300MW20KV,厂用电率8，机组年利用小时数6500H。系统规划部门提供的电力负荷及与电力系统连接情况资料500KV电压级与容量为3500MW的电力系统连接，系统归算到本电厂500KV母线上的标幺电抗0036，基准容量100MW，500KV架空线2回路。此外，尚有相应的地理BS资料、气候条件和其它资料。222始资料的容量负荷分析设计电厂为大型火电厂,其容量为63001800MW,占电力系统容量1800/350018001003396，超过了电力系统的检修备用容量815和事故备用容量10的限额,说明该厂在未来电力系统中的作用和地位至关重要,而且年利用小时数为6500H5000H,远远大于电力系统发电机组的平均最大负荷利用小时数（如2005年我国电力系统发电机组年最大负荷利用小时数为5225H）。该厂为火电厂，在电力系统中将主要承担基荷，从而该厂主接线设计务必着重考虑其可靠性。从负荷特点及电压等级可知，20KV电压为300MW发电机出口电压，既无直配负荷，又无特殊的要求，拟采用单元接线的形式，可以节省价格昂贵的发电机出口断路器，又利于配电装置的布置；为了保证检修出线断路器不致对该回路停电，拟采用一台半和双母分段带旁路线接线形式为宜；500KV与系统有2回馈线，呈强联系形式并送出本厂最大可能的电力为1800180081656（MW）。可见，该厂500KV级的接线对可靠性要求应当很高。23主接线方案的设计231方案分析根据对原始资料的分析,现将各电压级可能采用的较佳方案列出，进而以优化组合方式,组成最佳的方案。根据对原始资料的分析,现有双母线接线形式、双母线带旁母接线形式、双母分段带旁母接线形式、一台半断路器接线形式。500KV电压级。500KV负荷容量大，其主接线是本厂向系统输送功率的主要接线方式，为保证可靠性，可能有多种接线方式，经过定性分析筛选后，可以选用的方案有一台半断路器接线，也可以是双母线分段带旁母的接线形式。232方案设计以上分析、筛选、组合，可以保留两种可能的接线方案，方案一如下图216300WM火力发电厂主接线方案一方案二如下图226300WM火力发电厂主接线方案二24方案论证比较241方案一此方案为500KV侧采用一台半断路器接线形式。一台半断路器，又称3/2接线，即每两个回路用三台断路器接至两组母线，从主接线进行对方案一的优缺点比较论证，其优点有1）任意一组母线故障或检修（所有接于该母线上的断路器断开），不影响机组和出线运行。2）一台半断路器交叉接线具有更高的运行可靠性，可减少特殊运行方式下事故的扩大。3）除了联络断路器内部故障是（同串中的两侧断路器将自动跳闸）与其相连的两回路时停电外，联络断路器外部故障或其他任何断路器故障停电回路数也不会超过两回。4）任一断路器检修时所有回路都不会停电，而且可同时检修多台断路器。5）运行调度灵活，操作、检修方便，隔离开关仅作为检修时隔离电器。其缺点1）要求电源数与出线数最好一致；为提高可靠性，要求同名回路接在不同串上；对特别重要的同名回路，要考虑“交叉换位”,即同名回路分别接入不同母线。而由于配电装置结构的特点，要求每对回路中的变压器和出线向不同的方向引线，这将增加配电装置的隔离，限制这种接线的运用。2）与方案二相比，这种接线所用断路器、电流互感器等设备多，投资较大。3）二次控制接线和继电保护都较复杂。4）正常情况时，联络断路器动作次数是其两侧断路器的2倍；一个回路故障时要跳两台断路器，断路器动作频繁，检修次数增多。242方案二方案二采用双母线分段带旁母线接线形式，其优点1）母线可以轮流检修而不致使供电中断。2）双母线通常采用单母线分段运行。3）当进出线母线隔离开关需要检修时，只需该进线（或出线）和一组母线停电，而不影响其他回路的正常供电。4）母联断路器代替被检修的断路器，不至使该回路长时间中断供电。5）双母线进出线断路器与保护为一对一方式，故保护方式比较简单。6）调度灵活，各电源和负荷可以任意在一组母线上运行，并可根据潮流变化或其他要求改变运行方式。缺点有以下几个方面1）在改变运行方式时，母线隔离开关作为操作电气设备操作，而倒闸操作比较复杂，因而易造成误操作。2）当工作母线故障时，在切换母线的过程中仍要短时停电。3）检修线路断路器时，在装接“跨条”期间仍需短时停电，这对重要用户来说是不容许的。4）需用的隔离开关数目比单母线接线增加许多，使配电装置复杂，增加了设备投资。5）加了旁路接线形式就更为复杂。25方案的经济比较及选定采用最小费用法，对拟订的两方案进行经济比较，上述两方案中的相同部分不参与比较计算，只是对相异部分进行计算。计算内容包括一次投资、年运行费用。虽然方案二比方案一供电更可靠，但是从经济的角度看，方案二的投资比方案一要大很多，增加了旁路间隔和旁路母线，每回间隔增加一把隔离开关，大大的增加了投资，同时方案二方案一多占用了土地，当今我国的土地资源比较缺乏。从技术和经济的角度论证了两个方案，虽然方案一比方案二供电可靠，但是由于目前断路器采用的是六氟化硫断路器，它的检修周期长，不需要经常检修，所以采用旁路也就没有多大意义了，这样一来不仅仅节省了投资，也节约了用地，所以比较论证后确定采用了方案一。3主变压器选择31主变压器台数选择由于发电厂6300MW的发电机组共6台发电机，考虑到可靠性与高效性又与实际相符合，在主接线设计中需要使用6台主变压器。所以选择的变压器台数6台32主变压器容量选择单元接线中的主变压器容量SN应按发电机额定容量扣除本机组的厂用负荷后，预留10的裕度选择，为MWPNG30S1MVA式（31）CO1PK发电机容量，在扩大单元接线中为两台发电机容量之和NGP发电厂额定功率因数K厂用电率根据查阅相关资料国内产品300MW汽轮发电机公司主要有东方电机股份有限公司，上海汽轮发电机有限公司、哈尔滨电机厂有限公司、北京汽轮电机有限责任公司。在这里主要选择是按照各公司的生产技术，其中上海电机厂较为恰当，根据需求选择发电机型号是QFSN3002额定功率为300MW，额定功率因数为085。根据上述数据可得NS3494MVA850131所以，所需容量为3494MVA的主变压器。33主变压器型号选择根据上述的容量计算要求和实际设计，应选择360MW的双绕组变压器，其高压侧为500KV，变压器型号为SFP7360000/500接线组可为,空载损耗,1NYD为180KW,短路损耗为828KW阻抗电压为167总重量263吨。4厂用接线的设计41厂用电源的选择411厂用电电压等级的确定厂用电供电电压等级是根据发电机的容量和额定电压、厂用电动机的额定电压及厂用网络的可靠、经济运行等诸方面因素，经技术、经济比较后确定。因为发电机的额定容量为300MW，由文献可知；比较后确定厂用电电压等级采用6KV的等级。412厂用电系统接地方式厂用变采用高压三角低压采用星型接地，当容量较小的电动机采用380V时，采用二次厂用变，将6KV变为380V，中性点直接接地；启备变采用中性点直接接地，高压侧为星型直接接地，低压侧为星型或三角型，可变换使用。413厂用工作电源引接方式因为发电机与主变压器采用单元接线，高压厂用工作电源由该单元主变压器低压侧引接。42厂用主变选择421厂用电主变选择原则1）变压器、副边额定电压应分别与引接点和厂用电系统的额定电压相适应。2）连接组别的选择，使同压级厂用工作、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偏移不超过额定电压的5。422确定厂用电主变容量按厂用电率确定厂用电主变的容量，厂用电率确定为8，PKNGS28235MVA；选型号为SF1031500/21，额定容量为GCOSKPNG850331500KVA；电压比为21225/6363图41厂用电接线简单示意图5短路电流计算51短路电流计算的目的在发电厂电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其计算的目的的主要有以下几个方面1电气主接线的比选。2中性点接地方式确定。3电气设备的选择。4计算软导线的短路摇摆。5确定分裂导线间隔棒的间距。6验算接地装置的接触电压和跨步电压。7选择继电保护装置和进行整定计算。52短路电流计算条件521基本假定1正常工作时，三项系统对称运行。2所有电流的电功势相位角相同。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。522一般规定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。53短路电流计算步骤现在，电力系统设计部门对复杂电力系统及发电厂、变电所短路电流的计算几乎都在计算机上进行。作为单体的发电厂、供电企业，对设计验算、设备改造等需要进行短路电流计算时，有时无需专购短路电流计算程序，进行手算会更方便，概念更清楚，这里只介绍短路电流计算的基本数据设备，短路电流计算阻抗图绘制和计算步骤，不涉及具体的计算程序和上机操作，其计算步骤如下1）绘制相应的电力系统、发电厂主接线。2）确定与短路电流有关的运行方式。3）计算各元件的阻抗。4）绘制相应的短路电流计算阻抗图。5）根据需要取不同的短路点进行短路电流计算。6）列出短路电流计算结果表。54短路电流分析计算541选取短路点由原始资料分析得，根据短路点选择的要求和条件，确定的短路点分布情况如下选择母线处短路点D1，发电机回路出口处短路点D2、D3、D4、D5、D6、D7和厂用变低压侧短路点D8、D9、D10、D11、D12、D13，如图51所示图51短路点选择示意图具体元件用等值电抗表示,如图52图52等值电抗短路点示意图根据分析试图采用查曲线法，看查曲线法是否符合要求。542画等值网络图1去掉系统中的所有负荷分支、线路电容和各元件的电阻，发电机电抗用次暂太电抗XD表51发电机参数A型号额定容量额定电压额定电流功率因素XDQFQS2002200MW1575KV8625A0851444QFS3002300MW20KV10189A0852745TS1264/30048300MW20KV11000A08753056TQN1002100MW105KV6475A085183表52变压器参数B型号额定电压（KW）空载损耗（KW）短路损耗（KW）阻抗电压（）SF10240000242/157513SF103150020/6363118SFP7360000500/202017SFP7120000242/10514543将各元件电抗换算为同一基准的标么电抗取基准容量100MVA，基准电压BSAVU新建发电厂发电机、变压器、厂用变的标么值发电机G1、G2、G3、G4、G5、G6009159X10123X140DNBS1045273变压器T1、T2、T3、T4、T5、T600672345678910DNBS10723厂用主变一次侧1005615X617819X204FK2_1XNBS厂用主变二次侧212342562782930132X0393NBFSXK2_151043式中F分裂系数，通常在34之间,上式中FK34穿越电抗（单相于普通变压器的短路电抗）12系统300MW火电厂QFS发电机、变压器、厂用电的标幺值如图53所示图53等值电抗示意图发电机009159X10123X14变压器006723456789厂用变一次侧005615X617819X20厂用变二次侧039321X2342562782930132X544短路计算为计算不同短路点的短路电流值，需将等值网络分别化简为以短路点为中心的辐射网络，并求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗1）化简D1短路点的等值网络由图53化简得图5415870620915314531587062095126373148图54D1点短路化简等值电抗示意图对图54进一步化简如下图55D1点短路等值电抗化简示意图D1点的短路电流计算过程如下A此时转移阻抗为139082X3401345/029XB计算电抗为JBJSS3500183712SJX19625051JSC由计算电抗查运算曲线得各电源01S短路电流标幺值12074,SIIID电源点供给基准电流3NSUJI若不损耗3500MW电源侧417650NJI900MW电源侧823JSIU900MW电源侧105NJIE电源点供给的短路周期分量有效值,12SJII3500MW电源侧“I355KA900MW电源侧13605KA900MW电源侧“I13605KA短路点总短路电流“I总35513605136056071（KA）F短路容量和短路电流最大值短路容量“350671526DSUIMVA”总冲击电流若取冲击系数8IMPK则冲击电流182081KIMPI，总全电流KA22I675946IIMP，总（K1）2）对D2、D3、D4、D5、D6、D7短路点进行短路计算A等效阻抗计算图562点短路等值电抗示意图化简图56如下图562点短路等值网络由图可知4235367381/057314XX1046图572点短路等值电抗示意图由图57化简得084167201834由图57化简到图58如下490367143XC528423179306145CX5824246图582点短路等值网络示意图由于D2、D3、D4、D5、D6、D7计算结果一样，对D2进行计算即可。其所归算转移阻抗分别为4546901793,0158,015XXB计算阻抗可为7310SJ2465829X330915238JSXC由计算电抗查运算曲线得各电源01S短路电流标幺值122,7,4SIII由曲线可知，当JSX345，各时刻的短路电流均相等，相当于无限大电源的短路电流，可以用1/JS求得。D电源点供给基准电流3NUJI若不损耗3500MW电源侧NJSI4176550300MW电源侧10193NJI291500MW电源侧2037JSIU176450E电源点供给的短路周期分量有效值“12SIJI3500MW电源侧“I2019300MW电源侧18031500MW电源侧“I662短路点总短路电流“I总201918036624484（KA）F短路容量和短路电流最大值短路容量,32048153276DSUIWVA总冲击电流若取冲击系数1IMPK则冲击电流KA,859IMPI，总全电流KA,2IK48156704IIMP总3对D8、D9、D10、D11、D12、D13进行短路电流计算图598系列短路点等值电抗示意图1由图59化简到图510得4794561043X92148图5108系列短路点等值电抗示意图2由图510化简到图511得4928004388479X219451C70834672X152973C04381450X7129451C0834952XB计算阻抗可为176280SJ2483X319651JS由于计算电抗大于3，所以采用“10486314821KA0“对D8、D9、D10、D11、D12、D13进行短路电流的冲击电流计算19663BI“201584CHIIKA因为,1852CHII总所以周期分量有效值为KA708152CHI，总短路容量和短路电流最大值短路容量3631DSUI，总总冲击电流,259184MCHBEIX全电流270156408CHIMPIKKA，总表53短路电流计算结果表短路电流周期分量起始值短路容量短路电流冲击值短路全电流最大有效值短路点位置短路点平均工作电压UKVI“KAS“MVAICHKAICHKAD1、D2、D3500KV母线500KV607152576158819496D4D9发电机出口20KV44841553257611729770114D10D1563KV母线63KV70877733118541110846电气设备的选择为了满足电力生产和保证电力系统运行的稳定性和经济性，发电厂和变电所中安装有各种电气设备，根据电气设备的作用不同，可以将电气设备分为一次设备和二次设备。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的工作，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由文献可知电气设备选择的一般原则1）应满足正常运行、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）与正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）用新的产品均应有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。61高压断路器的选择高压断路器是电力系统最重要的控制和保护设备。它的功能是接通和断开正常工作电流、过负荷电流和故障电流，它是开关电气中最完善的一种设备。在正常运行时，可用它来将用电负荷或某线路接入或退出电网，起倒换运行方式的作用；当设备或线路上发生故障时，可通过继电保护装置联动断路器迅速切除故障用电设备或线路，保证无故障部分仍正常运行。由此可见，高压断路器在电力系统中担负着控制和保护电气设备或线路的双重作用。高压断路器具有分断能力强、性能稳定、工作可靠和运行维护方便的特点，其核心部件是灭弧装置和触头。按使用不同的灭弧介质而生产了各类高压断路器，目前我国电力系统中应用的断路器有如下几种高压空气断路器是以压缩空气为灭弧介质和弧隙绝缘介质。并兼作操作机构的动力，操作机构与断路器合为一体。六氟化硫（SF）高压断路器则采用SF气体作为灭弧介质，这种断路器具66有开断能力强、全开断时间短，断口开距小，体积小，质量较轻，维护工作量小，噪声低，寿命长等优点；但结构较复杂，金属消耗量较大，制造工艺、材料和密封要求高，价格昂贵。目前国内生产的SF断路器有10500KV电压级产品。SF6断路器及以SF为绝缘的有关电器组成的封闭组合电器（GIS），在城市高压配电66装置中的应用日益广泛。真空高压断路器是利用真空的高介质强度来实现灭弧的断路器。这种断路器具有开断能力强，灭弧迅速，触头不易氧化，运行维护简单，灭弧室内不需检修，结构简单、体积小、质量轻，噪声低、寿命长，无火灾和爆炸危险等优点；但制造工艺、材料和密封要求较高，开断电流和断开电压不能做的很高。目前国内只生产35KV及以下电压等级产品。油高压断路器是利用变压器油作为灭弧和弧隙绝缘介质。按其绝缘结构及变压器油所起的作用不同，分为多油式和少油式两种高压断路器。多油高压断路器的变压器油除了作为灭弧介质外，还作为弧隙绝缘及带电部分与接地外壳（油箱）之间的绝缘。少油高压断路器的变压器油只作为灭弧介质和弧隙绝缘介质，其油箱带电，油箱对地绝缘则通过瓷介质（支持瓷套）来实现。少油高压断路器的灭弧能力较强，工作安全可靠，维护方便，而且体积小，用油量少、重量轻，价格便宜，所以在电力系统中获得最为广泛的采用。在20KV及以下电压等级的供配电系统中广泛采用SN10系列（户内式）断路器，在20KV以上则大量使用SW4和SW6（户外式）断路器。A断路器种类的选择6SF断路器LW500系列B按额定电压选择，500KV式（61）NUSN式中U安装地点电网额定电压C按额定电流选择I49923KAMAX850351I（KA），即49923KA式62）N式中I流过高压断路器的最大持续工作电流MAXI高压断路器的额定电流D按额定开断电流选择NCHISIE热稳定校验QITQ式63）RT2K式中Q电器设备允许的短时热效应Q短时电流热效应K表61LW6500/3150技术参数表极限通过电KA热稳定电KA型号额定电压KV额定电流A断流容量MVA额定断流量KA峰值4S固有分闸时间SSW6500/3150500315060005012550004IT410000（KA）2S电弧持续时间取006S，热稳定时间为T22501100400612S1S故忽略非周期分量。K查短路电流计算曲线并计算短路电流的有名值为I211261118KA60350641735092I209261106KA20Q12245361232K12,TKI12068076222（KA）2S,所以，T,满足热稳校验。2TIKQH动稳定校验；断路器在母线中间，所以500KV；ESIHNU即125KA15881KA满足校验要求SSHI又由电压可知，先可选择断路器为6SF短路器LW500系列、一台半断路器,型号为LW6500/315062隔离开关的选择隔离开关是一种没有专门灭弧装置的开关设备，主要用来断开无负荷电流的电路，隔离高压电流，在分闸状态时有明显的断开点，以保证其他电气设备的安全检修。在合闸状态时能可靠地通过正常负荷电流及短路故障电流。因它未有专门的灭弧装置，不能切断负荷电流及短路电流。因此，隔离开关只能在电路已被断路器断开的情况下才能进行操作，严禁带负荷操作，以免造成严重的设备和人身事故。只有电压互感器、避雷器、励磁电流不超过2A的空载变压器及电流不超过5A的空载线路，才能用隔离开关进行直接操作。高压隔离开关一般可分为户内式和户外式两种。户外式高压隔离开关GW435G型高压隔离开关也是目前应用较广泛的设备。它为双柱式结构，制成单极型式，借助于交叉连杆组成三极联动的隔离开关，也可作单极使用。主要用于220KV及以下各型配电装置，系列全，可以高型布置，重量较轻，可以手动，电动操作。GW6型高压隔离开关的特点为220500KV，单柱、钳夹、可以分相布置，220KV为偏折，330KV为对称折，多用于硬母线布置或做为母线隔离开关。GW7型高压隔离开关的特点为220500KV，三柱式、中间水平转动，单相或三相操作，可以分相布置，多用于330KV及以上的屋外中型配电装置。户内式高压隔离开关GN6、GN10的特点为三级，可以前后连接，可以立装、平装和斜装，价格比较便宜，主要用于屋内配电装置，成套的高压开关柜；GN10的特点为单极，大电流300013000A，可以手动、电动操作，用于大电流和发电机回路；GN18和GN22的特点为三级，10KV，大电流20003000A,机械锁紧，用于大电流回路和发电机回路A额定电压选择500KVNUSB额定电流选择4364KAIMAXC极限通过电流选择15881KAESIHGW7500D/100080，其技术参数如下表表62GW7500D/3150125技术参数表极限通过电流KA热稳定电流KA型号额定电压KV额定电流A峰值4SGW7500D/3150125500315012550D热稳定校验TQ2TIK10000（KA）2S2TI504所以，TQ满足热稳校验。KE动稳定校验125KA15881KA满足校验要求。ESISHI由上述可知，所选隔离开关各项均满足要求。F出线侧隔离开关的选择及校验过程如下95092A850352MAXI同理可知GW7500D/3150125同样满足出线隔离开关的选择。63互感器的选择互感器的作用主要是与测量仪表配合，对线路的电压、电流、电能进行测量；与继电保护装置配合，对电力系统和设备进行保护；使测量仪表、继电保护装置与线路高电压隔离，以保证运行人员和二次装置的安全；将线路电压与电流变换成统一的标准值，以利仪表和继电保护装置的标准化。631电压互感器选择电压互感器是一种电压的变换装置，可将高电压变换为低电压，以便用低压量值反映高压量值的变化可以直接用普通电气仪表进行测量。由于电压互感器二次侧均为100V，使测量仪表和继电器电压线圈标准化，因此电压互感器在电力系统中得到了广泛应用。电压互感器的形式选择如下10KV的配电装置一般采用油浸绝缘结构在高压开关柜中或在布置地方比较狭窄的地方,可采用树脂浇注绝缘结构。当需要零序电压时，一般采用三相五株式电压互感器。500KV的配电装置，当容量和准确度等级满足要求时，一般采用电容式电压互感器。接在500KV线路侧的电压互感器，当线路上装有载波通讯时，应尽量与耦合电容器结合，统一选用电容式电压互感器。兼作为泄能用的电压互感器，应选用电磁式电压互感器。由于电压为20KV侧与500KV侧，则选择电容式互感器JDZJ20和50TYDH型号。632电流互感器选择电流互感器是一种电流变换装置，可将高压电流和低压大电流变换成电压较低的小电流，供给仪表和继电器保护装置，并将仪表和保护装置与高压隔离电路隔开。电流互感器的二次电流均为5A，使测量仪表和继电保护装置使用安全、方便。因此，电流互感器在电力系统中得到了广泛应用。选择标准如下电流互感器的额定电压与电网的额定电压应相符。电流互感器一次额定电流的选择，应使运行电流为其2010010KV继电保护用的电流互感器一次侧电流一般应不大于设备额定电流的15倍。所选用电流互感器应符合规定的准确度等级。根据被测电流的大小选择电流互感器的变比，要使一次线圈额定电流大于被测电流。电流互感器二次负载所消耗的功率或阻抗应不超过所选用的准确度等级相应的额定容量，以免影响准确度。根据系统运行方式和电流互感器的接线方式来选择电流互感器的台数。电流互感器选择之后，应根据装设地点的系统短路电流校验其动稳定和热稳定。形式选择如下A35KV以下屋内配电装置的电流互感器，根据安装使用条件和产品的情况，采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构。一般常用的形式为低压配电屏和配电设备中LQ线圈式，LM母线式；620KV屋内配电装置和高压开关柜中LD单匝贯穿式，LF复匝贯穿式；发电机回路和2000A以上的回路，LMC、LMZ型，LAJ、LBJ型，LRD、LRZD型。20KV侧采用LRBZ20型号的装入式电流互感器B35KV及其以上的配电装置一般采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器，常常采用LC系列。具体如下500KV侧电流互感器的选择如下主变500KV侧CT的选择一次回路电压500KVNUNE一次回路电流63395AIMAX34508根据以上两项，初选LCW（1/）户外独立式电流互感器，其参数如63表表63LCW500（3150/5）参数准确等级10倍数1S热稳定动稳定05135P10P型号额定电流A级次组合准确级次02VAVA二次负荷倍数电流倍数电流倍数LCW5003150/5D/DD/05D05122412306060A动稳定校验2MIDWKSHI315060267286KA15881KASHI式中为电流互感器的动稳定倍数。DW满足动稳定要求。B热稳定校验（）MITK2KQ（）（315060）35721KAS23727KAST22KQ2满足热稳定要求。式中为以1S允许通过的一次额定电流倍数。T综上所述，所选设备满足要求。64熔断器的选择高压熔断器是一种保护电