2×100MW发电厂电气部分设计毕业设计精

1、内蒙古工业大学专科毕业设计说明书 1 2100mw 发电厂电气部分设计毕业设计 引 言 随着高速发展的现代社会,电力工业在国民经济中的作用已为人所共知,它不仅 全面的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水平的提 高，影响整个社会的进步,其中发电厂在电力系统中起着重要的作用.我国正在飞速 发展，经济快速的增长使得对电能的需求量在不断提高，各类发电厂的数量随之而 增加，特别是火力发电厂依然十分重要。 我本次设计的题目为“2 100mw 发电厂电气部分设计” ，设计的主要内容为：确 定电气主接线图；选择主变压器的型号；对主接线上的短路点进行短路电流计算； 设备选型及校验；发电

2、机保护整定计算；防雷接地计算；屋外配置设计。 在佈仁图老师的认真辅导下使我在此次的毕业设计中对发电厂等方面的知识有 了更多的了解,真是受益匪浅. 内蒙古工业大学专科毕业设计说明书 2 第一章绪 论 随着我国经济发展速度的不断加快，特别是伴随西部大开发和振兴东北老工业 基地的力度加大，我国的电力需求猛增。为了提高国家电力工业的效益，促进相关 工业的技术水平的提高，增加新的经济增长点。近期的重点是：发展大容量、高效 低污染的常规火电机组，积极开发洁净煤发电新技术，解决提高燃煤发电机组的效 率和改善环境污染两大关键问题；开发水电站老机组的改造技术，提高机组效益和 对水利资源的的效利用；加强电网关键技

3、术的开发研究，积极推进跨大区电网互联， 优化资源配置，建立有效电力市场体系；大力开发和推广节能降耗技术，加速对中 小机组、老机组、城市和农村电网的技术改造，降低损耗，提高效益。 我国电力的发展将朝向“大机组、超高压、大电网、新能源”方向发展。 火力发电中的主要环节是热能的传递和转换，将初参数提高到超临界状态，提 高了可用能的品位。使热能转换效率提高，这是大容量火电机组提高效率的主要方 向。与同容量亚临界火电机组比较，超临界机组可提高效率 2-2.5%，超临界机组可 提高效率约 5%。 大型超临界机组的开发与应用，可以有效的改变我国电力工业目 前能耗高和环境污染及依赖进口设备的局面，具有现实的经

4、济、社会效益。 由于空冷电站的耗水量仅为湿冷电站的 1/3，适合于我国富煤缺水的“三北” 地区建设大型坑口电站，变输煤为输电。对减轻铁路运煤压力、促进“三北”及相 邻地区的经济发展具有非常重要的现实意义。 设计为（2100）mw 发电厂电气部分设计，要任务是电气主接线，厂用电设 计、短路计算、主要设备的选择和校验、防雷与接地装置设计、发电机保护的整定 计算、配电装置设计。技术要求主接线可靠、灵活、经济、便于扩建。所有设计过 程均需要考虑国家电力部门的技术规程和规范。 内蒙古工业大学专科毕业设计说明书 3 第二章 电气主接线设计 电气主接线是发电厂、变电站设计的主体。采用何种主接线形式，与电力系

5、统 原始资料，发电厂、变电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性的要求等密切相关， 并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定都有较大的影响。 2.1 电气主接线设计的原则和基本要求 发电厂电气主接线时电力系统接线的主要组成部分。它表明了发电机、变压器、 线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的游行方式，从而完成发电、变 电、输配电的任务。它的设计直接关系到全厂电气设备的选择、配电装置的布置、 机电保护和自动装置的签订，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。由 于电能产生的特点是：发电、变电、输电和用电是在同一时刻完成的，所以主接线 设计的好坏，也将要影响到工农生产和人

6、民生活。因此主接线的设计是一个综合性 的问题。必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，力争使其技术先进、经济合 理、安全可靠。在在以国家经济建设的方针、政策、技术规范和标准为准则的前提 下，结合实际情况，对发电厂电气主接线的基本要求是：可靠性、灵活性和经济性 三方面。 2.1.1 可靠性 对于一般技术系统来说，可靠性是指一个元件、一个系统在规定时间内及一定 条件下完成预定功能的能力。电气主接线属于可修复系统，其可靠性用可靠度表示， 即主接线无故障工作时间所占的比例。 主接线在可靠性方面的具体要求是： 断路器检修时，不宜影响对系统的供电 断路器或母线故障，以及母线或母线隔离开关检修时，尽量减少停

7、运出线的 回路数和停运时间，并保证、类负荷的供电。 尽量避免发电厂全部停运的可能性 对装有大型发电机组的发电厂，应满足可靠性的特殊要求 2.1.2 灵活性 内蒙古工业大学专科毕业设计说明书 4 发电厂电气主接线在灵活性方面要满足： 调度灵活，操作方便。应能灵活的投入或切除机组、变压器或线路灵活的调 配电源和负荷，满足系统在正常、事故、检修及特殊运行方式下的要求。 检修安全。应能方便的停运线路、断路器、母线及其继电保护设备，进行安 全检修而不影响系统的正常运行及用户的供电要求。需要注意的是过于简单的接线， 可能满足不了运行方式的要求，给运行带来不便，甚至增加不必要的停电次数和时 间；而过于复杂接

8、线，则不仅增加投资，而且会增加操作步骤，给操作带来不便， 并增加误操作的几率。 扩建方便。随着电力事业的发展，往往需要对已投运的发电厂进行扩建，从 发电机、变压器直至馈线数均由扩建的可能。所以在设计主接线时，应留于余地， 应能容易的从初期过渡到最终接线，使在扩建时一、二次设备所需地改造最少。 2.1.3 经济性 可靠性和灵活性是主接线设计中在技术方面的要求，它与经济性方面之间往往 发生矛盾，即预使主接线可靠、灵活，将可能导致投资增加。所以两者必须综合考 虑，在满足技术要求的前提下，做到经济合理。 投资省。主接线应简单清晰，以节省断路器、隔离开关等一次设备投资；应 适当限制断路电流，以便选择轻型

9、电气设备。 年运行费小。年运行费包括电能损耗费、折旧费及大修费、日常小维护费。 其中电能损耗主要由变压器引起，因此，要合理地选择主变压器的型式、容量、台 数及避免两次变压器而增加电能损耗；后两项决定于工程综合投资。 占地面积小。主接线地设计要为配电装置的布置创造条件，以便节约用地和 节省构架、导线、绝缘子及安装费用。在运输条件许可的地方应都采用三相变压器。 在可靠的情况下，应采取一次设计，分期投资、投产、尽快发挥经济效益的 要求。 2.2 本厂设计 目前，按发电厂的容量划分为：总容量在 10000及以上，单机容 200及mwmw 以上的发电厂称为大型发电厂；总容量在 200-10000，单机容

10、量在 50-200mwmw 的发电机称为中型发电厂；总容量在 200及以下，单机容量在 50及以mwmwmw 下的称为小型发电厂。 内蒙古工业大学专科毕业设计说明书 5 2.2.1 本厂规模 发电厂建设规模： 类型：凝汽式火电厂 最终容量台数： ， ，本厂为中型发电厂mw1002 年 h tmax6500 本厂与电力系统的连接情况： 本厂在电力系统中的作用：承担全部基荷，为主力电厂。 本厂与系统得连接情况，见附图。 系统容量： ，mvas5005 . 0x 电力负荷水平： 厂用电率：8% 主保护开断时间有选出的设备而定。 后备保护整定时间：2.5s 气象条件：为典型号气象区 海拔高度：200

11、米； 雷暴日数：40 天/年; 地震烈度：； 土壤电 3 阻率： 污秽等级：1 级; 该地区人少地多，有出线走cm 4 108 . 0 廊，水源充足，交通方便。 2.2.2 本厂主接线设计 主接线的基本形式：有母线的主接线形式包括单母线和双母线接线。单母线又 分为单母线无分段、单母线有分段、单母线分段带旁路母线等形式；双母线又分为 双母线无分段、双母线有分段、双母线带旁路母线和二分之三接线等形式。 无母线的主接线主要有单元接线、扩大单元接线、桥式接线和多角形接线等。 在以国家经济建设的方针、政策、技术规范和标准为准则的前提下，结合实际 情况，在满足发电厂电气主接线可靠性、灵活性和经济性三方面的

12、基本要求，及根 据设计任务书，可设计本系统电气主接线具体如下： 本厂的升高电压等级只有一级，采用的是单母线分段接线，单母线用断路器将 母线分段后可进行轮换检修，对于重要用户，可从不同段引出两个回路，当一段母 线发生故障时，由于分段断路器在继电保护作用下自动将故障段迅速切除，从而保 证了正常母线段不间断供电和不致使重要用户停电。 单母分段接线既具有单母线接线简单明显、方便经济的优点，又在一定程度上 内蒙古工业大学专科毕业设计说明书 6 提高了供电可靠性。 本设计中单机容量为 100mw，采用的是单元接线。 2.3 发电机及主变压器的选择 2.3.1 发电机型号的选择 设计任务书的基本要求：本厂为

13、凝气式火电厂，且 1#、2#、发电机的容量分配 为：。2 100mw 根据电力系统分册附表 1 选发电机的型号为，相关数据如下1002qfn 表： 表 2-1 发电机技术数据 型号 额定容量 （mw） 额定电压 （kv） 功率因数次暂态电抗 1002qfn 10010.50.850.183 2.4 主变型号及容量选择 1主变压器的选择 主变压器的台数和容量直接影响主接线的形式和配制的结构。主变压器的选 择如果容量过大，台数过多，则会增加投资，占地面积和损耗，不能充分发挥设 备的效益，并增加运行和检修的工作量，如果容量选的过小，台数过少，则可能 封锁发电厂剩余功率的运输或限制变电所负荷的需要，影

14、响系统不同电压等级之 间的功率交换及运行的可靠性等。因此，应合理选择其容量和台数。 本设计采用单元接线，其主变压器容量应按发电机额定容量扣除本机组 n s 的厂用负荷后选择 （2-1） mva cos kp s g png n 06.11985 . 0 1 85 . 0 100 1 . 1 11 . 1 式中发电机容量 gn pmw 发电机额定功率因数cos 厂用电率 p k 选择容量为 120mvamvasn06.119 每单元的主变压器为一台，则选择型号为型，变压器参数如220120000 7 sfp 内蒙古工业大学专科毕业设计说明书 7 下表： 表 2-2 主变型号及参数 损耗型号额定容

15、量 （kva） 空载电流 （%）空载负载 阻抗电压 （%） 220120000 7 sfp120000 0911838513 2、联络变压器容量的选择 （1）联络变压器的容量应满足所联络的两种电压网络之间在各种运行方式下 的功率交换 （2）联络变压器的容量一般不应小于所联络的两种电压母线上最大一台机组 的容量，以便记最大一台机组故障或检修时，通过联络变压器来满足本侧负荷的 需要；同时也可以在线路检修或故障时，通过联络变压器将剩余功率输入另一侧 系统，并且大部分都采用自耦变压器。本设计中采用的是 220kv 有载跳压三绕组 子耦变压器，其参数如下表： 表 2-3 联络变压器参数 阻抗电压（%）额

16、定容量 （kva） 空载损耗 （kv） 空载损耗 (kv） 空载电流 （%） 高中高低中低 31500 32 1210.9 81028341824 2.52.5 设计方案的确定 2.5.1 方案选择 根据工程情况、电厂在电力系统中的地位和作用、负荷情况及其他因素的影 响，对发电厂的主接线进行设计， 在 1.1 节确定出本厂设计采用单母线分段、 单元接线，现选择另一种方案与其进行比较，方案比较如下图所示: 方案一、如图一 内蒙古工业大学专科毕业设计说明书 8 图 21 发电厂方案一 内蒙古工业大学专科毕业设计说明书 9 方案二： 图 22 发电厂方案 2.5.2 方案比较 内蒙古工业大学专科毕业

17、设计说明书 10 1、对两方案进行经济比较 表 2-4 经济比较列表 方案 1方案 2 隔离开关 个数 812 断路器个 数 55 母联01 母线形式单母分段双母线 占地面积小大 主变数量双绕组二台双绕组二台 2、技术指标比较 两方案均是在安全、可靠的前提下设计的，因此根据上表可得出方案一比方案 二更经济，故应选择第一方案。 个 数 型 号 内蒙古工业大学专科毕业设计说明书 11 第三章 厂用电的设计 3.1 基本要求 厂用电接线尽量满足正常运行的安全、可靠、灵活、经济和检修、维护方 便等一般要求外，尚应满足下列特殊要求： （1）尽量缩小厂用电系统得故障影响范围，并应尽量避免引起 全厂停电事故

18、。 （2）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。切换操作简便。 （3）便于分期扩建或连续施工。对公用负荷的供电，要结合远景规模统筹 安排。 3.2 厂用电设计 根据设计要求，参考发电厂电气部分课程设计参考资料得到设计方案： 本厂高压厂用电采用的是 6kv，采用单母线；本设计中发电机与变压器采用单元接 线，由主变压器低压侧引接，厂用电电源共给本机组的常用负荷；本厂中的常用备 用是由联络变压器的低压绕组引接，保证在发电厂全停的情况下，能从电力系统取 得足够的电源。 厂用变压器容量的选择： 厂用变压器容量 kva80008100 0 0 厂备用变压器的型号为：sjl11000

19、0 u d %=12 表 3-1 厂用变压器的参数 损耗（kw） 型号及容量 （kva）空载短路 阻抗电压 （%） 空载电流 （%） sjl1-1000011.292120.8 内蒙古工业大学专科毕业设计说明书 12 厂用电接线图： 内蒙古工业大学专科毕业设计说明书 13 图 3.1 厂用接线图 第四章 短路电流的计算 4.1 短路电流计算的目的 在发电厂和变电所的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其计 算的目的主要有以下几方面： 在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要采 取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。 在选择电气设备时，为了保证设备

20、在正常运行和故障情况下都能安全、可靠 地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。例如：计算某 一时刻的短路电流有效值，用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值； 计算短路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳定；计算短路电流冲击 值，用以校验设备动稳定。 在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相相对地的 安全距离。 在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。 接地装置的设计，也需用短路电流。 4.2 短路电流计算的一般规定 4.2.1 计算的基本情况： 电力系统中所有电源均在额定负载下运行； 所有同步电机都具有自动调整励

21、磁装置（包括强行励磁） ； 短路发生在短路电流为最大值时的瞬间； 内蒙古工业大学专科毕业设计说明书 14 所有电源的电动势相位角相等； 应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路点的电弧电阻。对异 步电动机的作用，仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值时才予以考虑。 4.2.2 短路种类： 一般按三相短路计算，若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统及自耦 变压器等回路中单相（或两相）接地短路较三相短路情况严重时，则应该按严重情 况的进行校验 4.2.3 短路计算点： 在正常接线方式中，通过电器设备的短路电流为最大的地点，称为短路计算点。 对于带电抗器的 6-10kv 出线与厂用分支

22、线回路，在选择母线至母线隔离开关之 间隔板前的引线、套管时，短路计算电应选在电抗器前。选择其余的导体和电器时， 短路计算电一般取在电抗器后。 4.3 短路电流计算的计算步骤 选择计算短路点 画等值网络（次暂态网络）图 首先去掉系统中的所有负荷分支，线路电容、各元件的电阻，发电机电抗 用次暂态电抗。 / d x 选取基准容量和基准电压 (一般取后级的平均电压) b s b u 将各元件电抗换算为同一基准值的标么值 给出等值网络图，并将各元件电抗统一编号 化简等值网络，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 以短路点为中心的辅射形等值网络，并求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电 抗

23、。 nd x 求计算电抗。 js x 由运算曲线查出各电源共给的短路电流周期分量的表幺值。 6计算无限大容量(或)的电源供给的短路电流周期分量。3 js x 内蒙古工业大学专科毕业设计说明书 15 计算短路电流周期分量有名值和短路容量。 计算短路电流冲击值。 绘制短路电流计算结果表。 4.4 短路电流的计算方法 4.4.1 基准值计算 高压短路电流计算一般只计及元件（即发电机、变压器、电抗器、线路等）的 电抗，采用标么值计算。为了计算方便，通常取基准容量，基准电压mvasb100 一般取用名级的平均电压,既。当基准容量与基准电压选 b u eavb uuu05 . 1 b s b u 定后，基

24、准电流与基准电抗便已决定 基准电流: （4-1） bbb usi3 基准电抗 : （4-2） bbb usx3 bb su 2 表 4-1 常用基准值 电气量关系式基 准 值 sb(mav) 100(或 1000,或某元件的额定容量) ub(kv)3.156.310.515.75 37115230345 ib(ka)345 bbb usi318.39.165.53.661.560.502 0.251 0.167 xb(0.167) bbb usx3 bb su 2 0.0995 0.3971.102.4913.71325301190 4.4.2 标幺值换算 在实际电力系统接线中，各元件的电抗表

25、示方法不统一。如发电机电抗，厂家 给出的是一发电机额定容量和额定电压为基准的表幺电抗值；变压器的电抗，厂 d x 家给出的是短路电压百分值；而输电线路的电抗通常是用有名值表示的。电 0 0 d u 抗换算公式见下表： 表 4-2 常用设备电抗换算公式 设备名称厂家所给参数标幺值 内蒙古工业大学专科毕业设计说明书 16 发电机 d x gn b d s s xx 变压器 0 0 d u tn bd s su x 100 0 0 线路 l 0 xkmkm 2 b b ll u s xx 系统电抗 已知系统容量 s s x b 4.4.3 网络的等值变换与简化 在工程计算中，常采用以下方法化简网络：

26、 网络等值变换 等值变换的原则，是在网络变换前后，应使未被变换部分的状态保持不变。常 用的网络变换方法和公式列于发电厂电气部分课程设计参考资料表 45 表 75 p 46。 利用网络的对称性化简网络 在网络华简中，常遇到对短路点对称的网络，利用对称关系，并依照下列原则 可使网络简化。 对电位相等的节点，可直接相联。 等电位节点之间的电抗可短接后除去。 并联电源支路的合并 对于 n 个并联电源支路，可用下式求等值电势和电抗。dze dz x 公式: （4-3） i i n i n i ii dz ye ye e 1 1 （4-4） i n i dz y x 1 1 （4）分布系数法 内蒙古工业大

27、学专科毕业设计说明书 17 对于具有几个电源支路并联，又经一公共支路连到短路点的网络，欲求各电源 到短路点的转移阻抗，使用分布系数较为简单。 公式： （4-5） m n m x x c m md c x x 式中 n 个电源支路的并联电抗（不含公共电抗） n x 各电源支路电抗 m x -各电源到短路点之间的总电抗 x 各电源到短路点之间的转移电抗 md x 5 （5）单位电流法 在线性网络中，转移阻抗是恒定的，它仅与各个电抗及网络结构有关，而与加 在各电源支路的电式无关，所以在计算转移电抗时可以假设各电源电抗时可以假设 各电源电式相同。 4.4.4 三相短路电流周期分量的计算 （1）求计算电

28、抗 js x 是将各电源与短路点之间的转移电抗归算到以各供电电源容量为基值的 js x nd x 电标玄值。可用下式归算： (m=1.n) （4-6） b mn mdmjs s s xx 式中 为第电源等值发电机的额定容量（mva） mn s m 为第个电源与短路点之间的转移电抗（标玄值） dm x m 为第个电源至短路点的计算电抗。 mjs x m （2）无限大容量电源的短路电流计算 由无限大容量电源供给的短路电流，或计算电抗时的短路电流，可以3 js x 认为周期分量不衰减。 短路电流标幺值由下式计算： （4-7） * / * / * / * 1 x iiiz 内蒙古工业大学专科毕业设计说

29、明书 18 （3）有限功率电源的短路电流计算 通常使用运算曲线法。运算曲线是一组短路电流周期分量与计算电抗短 *zt i js x 路时间 t 的变化关系曲线，即, 所以，根据各电源的计算电抗，txfi jszt , * js x 查相应的运算曲线，可分别查出对应于任何时间 t 的短路电流周期分量标玄值。 *mzt i 并由下式求出有名值 公式: （4-8）ka u s ii b mn mt mzt 3 . . 式中 第 m 各电源，短路后短路电流周期分量有名值 mzt i . -第 m 各电源等值发电机额定容量 mn s . 4.5 短路计算 4.5.1 各元件参数计算 短路点的等效图如下图

30、： 图 3.1 短路点的选择 4.5.2 标幺值计算 设：基准值为 =100mva = b s b u av u 内蒙古工业大学专科毕业设计说明书 19 发电机 gn b d s s xxx 21 85 . 0 100 100 183 . 0 156 . 0 gn b d s s xxx 87 85 . 0 50 100 195 . 0 312 . 0 gn b d s s xxx 1817 85 . 0 50 100 208 . 0 333 . 0 2 . 0 500 100 12 s s x b 变压器 0 0 320 0 310 0 210 0 1 2 1 ssss uuuu 24341

31、0 2 1 10 0 0 310 0 320 0 210 0 2 2 1 ssss uuuu 342410 2 1 0 0 0 210 0 320 0 310 0 3 2 1 ssss uuuu 102434 2 1 24 137 . 0 5 .31 100 100 10 100 0 0 1 11 tn bs s su x 0 5 . 31 100 100 0 100 0 0 2 9 tn bs s su x 762 . 0 5 . 31 100 100 24 100 0 0 3 10 tn bs s su x 167 . 0 63 100 100 5 . 10 100 0 0 1615 tn

32、 bd s su xx 088 . 0 120 100 100 5 . 10 100 0 0 1413 tn bd s su xx 内蒙古工业大学专科毕业设计说明书 20 108 . 0 120 100 100 13 100 0 0 43 tn bd s su xx 167 . 0 161565 xxxx 线路 302 . 0 115 100 4 . 0100 221 b b l l u s xx 302 . 0 12 ll xx 242 . 0 115 100 4 . 080 2243 b b l ll u s xxx 表 4-3 各点电抗标幺值列表 1 x 2 x 3 x 4 *x 5 x

33、 6 x 1l x 2l x 电抗 标幺 值 0.1560.156139.5139.50.1670.16704360199 7 x 8 x 9 x 10 x 11 x 12 x 3l x 4l x 电抗 标幺 值 0.3120.31200.7620.1370.20436279 4.6 短路电流的计算 4.6.1 当点短路时： 1 f 内蒙古工业大学专科毕业设计说明书 21 240 . 0 8675 8675 19 xxxx xxxx x 371 . 0 121 . 0 25 . 0 2 3 18161715 18161715 20 l x xxxx xxxx x 264 . 0 108 . 0

34、 156 . 0 2221 xx 377 . 0 0137 . 0 240 . 0 1191923 xxxx 411 . 0 371 . 0 044 . 0 20 1413 1413 24 x xx xx x 内蒙古工业大学专科毕业设计说明书 22 151 . 0 302 . 0 2 1 2 1 15 ll xx 872 . 0 524 52426 s l l x xx xxx 424 . 0 24 5 525 x xx xxx sl sl 转移电抗 264 . 0 2132 . 0 21 fgfg xx 377 . 0 23 43 xx fg 872 . 0 24 65 xx fg 424

35、. 0 25 xxsf 计算电抗 b n fgjsgjsg s s xxx 121 100 85 . 0 100 246 . 0 311 . 0 b n fgjsg s s xx 4 . 34 . 3 100 2 8 . 0 50 377 . 0 471 . 0 b n fgjsg s s xx 6 . 56 . 5 100 2 8 . 0 50 872 . 0 09 . 1 b n fssjs s s xx 100 500 424 . 0 12 . 2 查运算曲线得电流周期分量标幺值 时 st0 40 . 3 00 21 gg ii23 . 2 0 4 . 3 g i94 . 0 0 6 .

36、 5 g i45 . 0 0 s i 时 st2 . 0 62 . 2 2 . 02 . 0 21 gg ii85 . 1 2 . 0 4 . 3 g i87 . 0 2 . 0 6 . 5 g i48 . 0 2 . 0 s i i 有名值 00000 4 . 321 sgggf iiiii 内蒙古工业大学专科毕业设计说明书 23 v g g v g g v g g u s i u s i u s i . 0 0 . 0 0 . 0 0 333 4 . 3 4 . 3 2 2 1 1 v g v g g u s i u s i s . 0 0 . 0 0 33 6 . 5 6 . 5 115

37、3 500 45 . 0 1153 2 8 . 0 50 94 . 0 1153 2 8 . 0 50 23 . 2 2 1153 85 . 0 100 4 . 3 ka130 . 7 2 . 02 . 02 . 02 . 02 . 0 4 . 321 sgggf iiiii v g g v g g v g g u s i u s i u s i . 0 2 . 0 . 0 2 . 0 . 0 2 . 0 333 4 . 3 4 . 3 2 2 1 1 v g v g g u s i u s i s . 0 2 . 0 . 0 2 . 0 33 6 . 5 6 . 5 1153 500 48

38、. 0 1153 2 8 . 0 50 87 . 0 1153 2 8 . 0 50 85 . 1 2 1153 85 . 0 100 62 . 2 ka008 . 6 4.6.2 当点短路时： 2 f 内蒙古工业大学专科毕业设计说明书 24 264 . 0 108 . 0 156 . 0 3119 xxx 240 . 0 8675 8675 20 xxxx xxxx x 25 . 0 18161715 18161715 21 xxxx xxxx x 044 . 0 1413 1413 22 xx xx x 151 . 0 302 . 0 2 1 2 1 35 ll xx 377 . 0 01

39、37 . 0 240 . 0 1092023 xxxx 内蒙古工业大学专科毕业设计说明书 25 294 . 0 222124 xxx 667 . 0 524 52427 s l l x xx xxx 454 . 0 24 5 528 x xx xxx sl sl 098 . 0 27 . 0 155 . 0 27 . 0 155 . 0 25 x 206 . 0 108 . 0 098 . 0 42526 xxx 用分布系数法计算转移电抗 从图知 即 f ii 41 4 f i i c 内蒙古工业大学专科毕业设计说明书 26 得 635 . 0 155 . 0 27 . 0 27 . 0 1

40、c 365 . 0 635 . 0 1 2 c 1 1923 23 3 c xx x c 635 . 0 156 . 0 377 . 0 377 . 0 449 . 0 314 ccc449 . 0 635 . 0 186 . 0 2 2827 28 5 c xx x c 365 . 0 667 . 0 454 . 0 454 . 0 148 . 0 526 ccc148 . 0 365 . 0 217 . 0 转移电抗 459 . 0 449 . 0 206 . 0 3 26 1 c x x fg 156 . 0 2 2 xx fg 108 . 0 186 . 0 206 . 0 4 26

41、4 . 3 c x x fg 392 . 1 148 . 0 206 . 0 5 26 6 . 5 c x x fg 949 . 0 217 . 0 206 . 0 6 26 c x xsf 计算电抗 b n fgjsg s s xx 11 100 85 . 0 100 459 . 0 54 . 0 b n fgjsg s s xx 22 100 85 . 0 100 156 . 0 184 . 0 b n fgjsg s s xx 4 . 34 . 3 100 2 8 . 0 50 108 . 1 385 . 1 b n fgjsg s s xx 6 . 56 . 5 100 2 8 . 0

42、 50 392 . 1 74 . 1 b n fssjs s s xx 100 500 949 . 0 745 . 4 内蒙古工业大学专科毕业设计说明书 27 查运算曲线得电流周期分量标幺值 因为 45 . 3 745 . 4 sjs x 则按 211 . 0 745 . 4 11 sjs ps x i 时 st0 87 . 1 0 1 g i82 . 5 0 2 g i76 . 0 0 4 . 3 g i52 . 0 0 6 . 5 g i36 . 0 0 s i 时 st2 . 0 68 . 1 2 . 0 1 g i93 . 3 2 . 0 2 g i69 . 0 2 . 0 4 . 3

43、 g i59 . 0 2 . 0 6 . 5 g i2 . 5 2 . 0 s i 时 st4 97 . 1 4 1 g i43 . 2 4 2 g i76 . 0 4 4 . 3 g i61 . 0 4 6 . 5 g i41 . 2 4 s i i 有名值 000000 6 . 54 . 321 sggggf iiiiii v g g v g g v g g u s i u s i u s i . 0 0 . 0 0 . 0 0 333 4 . 3 4 . 3 2 2 1 1 v g v g g u s i u s i s . 0 0 . 0 0 33 6 . 5 6 . 5 1153 5

44、00 6 . 3 1153 2 8 . 0 50 52 . 0 1153 2 8 . 0 50 76 . 0 1153 85 . 0 100 82 . 5 1153 85 . 0 100 87 . 1 037 . 9 803 . 0 542 . 4 382.14 171.17054.13803 . 0 314 . 3 2 . 0 f i 4.7 短路电流冲击值及全电流最大有效值计算 （4-9）iki chch 2 式中 -短路电流冲击值 ch i -短路电流冲击系数 ch k 对于冲击系数，如果电路只有电抗，则;如果电路只有电阻，则； ch k, 0 a t 内蒙古工业大学专科毕业设计说明书

45、28 所以可知。工程设计中，我国对推荐值如下表：1 ch k12 ch k ch k 表 4-4 我国推荐的冲击系数 ch k 短路地点 ch kkaichkaich 发电机端 发电帮高压侧母线 远离发电厂的地点 1.9 1.85 1.8 / 69 . 2 i / 63 . 2 i / 55 . 2 i / 62 . 1 i / 56 . 1 i / 51 . 1 i （4-10） 2 121 chch kii 式中 -全电流最大有效值 ch i 短路电流数据列表 内蒙古工业大学专科毕业设计说明书 29 第五章 主要电气设备的选择及校验 5.1 电气设备选择的一般原则 导体和电器的选择设计，同

46、样必须执行国家的有关技术经济政策，并应做到技 术先进、经济合理、安全可靠、运行方便和适当的留有发展余地，以满足电力系统 安全经济运行的需要。 5.1.1 对导体和电器选择设计的规定 一般原则： 应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展需要； 应按当地环境条件校验； 应力求技术先进和经济合理； 选择导体时应尽量减少品种； 扩建工程应尽量使新老电器型号一致； 内蒙古工业大学专科毕业设计说明书 30 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。 有关的几项规定： 导体和电器应按正常运行情况选择，按短路条件验算其动稳定、热稳定，并按环 境条件校核电器的基本使用条件。

47、（1）在正常运行条件下，各回路的持续工作电流，应按下表计算。 表 5-1 各回路的持续工作电流表 回路名称 计算公式 发电机回路 =1.05=1.05 max.g i n i nn n u p cos3 变压器回路 =1.05=1.05 max.g i n i n n u p 3 注：pn、un、in等都为设备本身的额定值。 各标量的单位为：i（a） 、u（kv） 、p（kw） 。 （2）验算导体和电器时，所用短路电流的有关规定见节（短路电流） （3）验算短路热稳定时，导体的最高允许温度可参照发电厂电气部分课程设计 参考资料p106 表 3-2 所列数值。 （4）环境条件。选择导体和电器时，应

48、按当地环境条件校核。 5.1.2 校验的一般原则： 电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动稳定校验。校验的短路电 流一般取三相短路时的短路电流，若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系 统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相严重时，则应按严重情况校 验。 用熔断器保护的电器可不校验热稳定。当熔断器有限流作用时， 可不验算动 稳定。用熔断器保护的电压互感器，可不验算动、热稳定。 短路的热稳定条件： （5-1） dzt titi 22 式中 -t 秒内设备允许通过的热稳定电流有效值(ka) t i -设备允许通过的热稳定电流时间(s)t 校验短路热稳定所用的计算时间按下式计算：

49、dz t dbdz ttt 内蒙古工业大学专科毕业设计说明书 31 （5-2） 式中 -继电保护装置后备保护动作时间（s） b t -断路器全分闸时间（s） d t 注：验算导体和 110kv 以下电缆适中热稳定时，用的计算时间釆用主保护的 动作时间加相应的断路器全分闸时间。 短路的动稳定计算： ch ii max （5-3） 式中 - 短路冲击电流峰值（ka） ch i -电器允许的极限通过电流峰值（ka） max i 5.2 断路器和隔离开关的选择及校验 断路器型式的选择，除需满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑便于安装 调试和运行维护，并经技术经济比较后才能确定。根据当前我国生产制造情

50、况，电 压 6220kv 的电网一般选用少油断路器；电压 110330kv 的电网，当少油断 路器技术不能满足要求时，可选用六氟化硫或空气断路器；大容量机组采用封闭母 线时，如果需要装设断路器，宜选用发电机专用断路器。 隔离开关型式的选择，应根据配电装置的布置特点和使用要求等因素,进行综合 的技术经济比较后然后确定。隔离开关的选择方法与断路器的选择方法相同，但隔 离开关没有灭弧装置，不承担接通和断开负荷电流和短路电流的任务，因此，不需 校验额定开断电流和关合电流。 5.2.1 100mw 发电机出口 根据发电厂电气部分课程设计资料查得 1#与 2#发电机出口回路的最大 105 p 持续工作电流

51、为： maxg i )(56.6792 8 . 0 5 . 103 10000005 . 1 cos3 05 . 1 05 . 1 max a u p ii nn n ng 且 1#与 2#发电机出口回路的额定电压为 10kv，由上式计算可知最大持续工作 电流很大，所以无隔离开关。 5.2.2 220kv 母线侧断路器和隔离开关的选择与校验： 因为 220kv 母线侧的 1#、2#变压器容量相同，所以 220kv 母线侧五组断路器和 隔离开关的型号相同。 根据发电厂电气部分课程设计资料查得变压器高压侧回路的最大持续 105 p 内蒙古工业大学专科毕业设计说明书 32 工作电流为： maxg i

52、 )(330 2203 12000005. 1 3 05. 1 05 . 1 max a u s ii n n ng 且变压器高压侧的额定电压为 220kv，所以根据发电厂电气部分表 491 p 选择变压器高压侧处断路器的型号为断路器型，隔离开关的型172 6 sf220ofpi 号选择为型，其各参数如表：d220g.2200g-gw6 表 5-2 断路器型号及参数 型号 额定电压 （kv） 额定电流 （a） 额定开断 电流 （ka） 极限通过 电流 （ka） 3s 热稳定 电流 （ka） 固有分闸 时间 （s） ofpi220125040100450.06 表 5-3 隔离开关型号及参数 型

53、号 额定电压 （kv） 额定电流 （a） 动稳定电流 （ka） 5s 热稳定电流 （ka） gdggw200.220622010005025 对所选的断路器进行校验：（当点短路时）1d 额定电压： 故满足要求 nsn uu 额定电流： 故满足要求 max gal ii 额定开断电流： （断路器实际开断时间 t 秒kakaid40521. 3 0 . 0 . d i 的短路电流周期分量） 故满足要求 动稳定： 故满足要求kakaich10023.10 热稳定：条件为 titi tdz 22 式中 -稳态三相短路电流 i -假想时间 dz t -断路器 t 秒的热稳定电流 t i 226 . 1

54、87 . 2 521 . 3 / / i i 因为后备保护时间，所以可以忽略非周期分量的影响，只考虑sstk15 . 2 周期分量的影响。查发电厂电气部分课程设计资料图，得曲线 112 p15st56 . 2 的。stz22 . 3 内蒙古工业大学专科毕业设计说明书 33 stt zdz 3 . 3226 . 1 05 . 0 22 . 3 05 . 0 22/ )(6075345 22 2 skatit 故满足要求tiskati tdz 2 22 2 )(18.273 . 387 . 2 故 220kv 母线侧的断路器的型号为型，即、2201ofp1qf2qf3qf 、均选型。4qf5qf2

55、201ofp 对所选择 220kv 母线侧隔离开关的的校验：（当点短路时）1d 额定电压： 故满足要求 nsn uu 额定电流： 故满足要求 max gal ii 动稳定： 故满足要求kakaich5023.10 热稳定：条件为 titi tdz 22 式中 -稳态三相短路电流 i -假想时间 dz t -隔离开关 t 秒的热稳定电流 t i 226 . 1 87 . 2 52 . 3 / / i i 因为后备保护时间，所以可以忽略非周期分量的影响，只考虑sstk15 . 2 周期分量的影响。查发电厂电气部分课程设计资料图，得曲线的 112 p15st5 。stz6 . 4 stt zdz 7

56、 . 4226 . 1 05 . 0 6 . 405 . 0 22/ )(2205521 22 2 skatit 故满足要求tiskati tdz 2 22 2 )(49.137 . 487 . 2 故 220kv 母线侧的隔离开关、的型号都选择27qs28qs29qs30qs 型。gdggw200.2206 5.3 电流互感器的选择与校验 1电流互感器的选择原则 根据电力工程电气设计手册 1一次部分 171 p 电流互感器的配置原则： 凡装有断路器的回路均应装设电流互感器，其数量应满足测量仪表、保护和自 动装置要求。 在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器，发电机和变压器的中性点、出 口。

57、 内蒙古工业大学专科毕业设计说明书 34 对直接接地系统，一般按三相配置。对非直接接地系统，依具体要求按两相或 三相配置。 2种类和型式的选择 电流互感器应根据安装地点（如屋内、屋外） 、安装方式（如穿墙式、支持式、 装入市等）及产品情况来选择电流互感器的种类和型式。 6 至 20kv 屋内配置可采用瓷绝缘结构或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用油浸瓷箱式结构的独立式电流互感器，常用 lcw 系列， 在有条件时，如回路中有变压器套管、穿墙套管，应优先采用套管电流互感器，以 节约投资和占地。选择母线式电流互感器时，应校核其窗口允许穿过的母线尺寸。 当继电保护有特殊

58、要求时，应采用专用的电流互感器。 3 准确等级的选择： 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。 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； 供重要回路中的电能表和所有计费用的电能表的电流互感器，不应低于0.5 级； 供运行监视的电流表、功率表、电能表的电流互感器，用0.5至1级； 供估计被测数值的仪表的电流互感器，可用3级； 供继电保护用的电流互感器，应用d级或b级。 根据发电厂电气部分课程设计资料表5-11查得

59、电流互感器所供仪表类型： 131 p 表5-4常用测量表技术数据 电流线圈项目 仪表名称 型 号 线圈电 流 a 二次负 荷 每相消耗 功率 va 线圈 数目 准确 等级 电流表1t1-a50.12311.5 三相有功功率表1d1-w50.0581.4522.5 三相无功功率表1d1-var50.0581.4522.5 三相三线有功电度表 82, , 1dsdsds50.020.520.5 内蒙古工业大学专科毕业设计说明书 35 三相三线无功电度表 82, , 1dxdxdx50.020.520.5 由上表可确定电流互感器工作的最高准确度等级为0.5级。 至此可初选出电流互感器的型号，由产品目

60、录或手册查得其在相应准确级下的 二次负荷额定阻抗，热稳定倍数和动稳定倍数。 2n z t k es k 5.3.1 100mw 发电机出口处与中性点处电流互感器的选择与校验：ct 根据发电厂电气部分课程设计资料查得 1#与 2#发电机出口回路的最大 105 p 持续工作电流为： maxg i )(6790 8 . 0 5 . 103 10000005 . 1 cos3 05 . 1 05 . 1 max a u p ii nn n ng 且 1#与 2#发电机出口回路的额定电压为 10kv，所以根据发电厂电气部分 表选择 1#与 2#发电机出口处的型号为型，其各参数如表： 497 p252ct