6x300mw火力发电设计

1、 摘 要 由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能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。电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身的运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关。并且对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大的影响。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部分的初步设计，主要完成了电气主接线

2、的设计。包括电气主接线的形式的比较、选择；主变压器、启动/备用变压器和高压厂用/备用变压器容量计算、台数和型号的选择；短路电流计算和高压电气设备的选择与校验; 并作了变压器继电保护。关键词 发电厂 变压器 电力系统 继电保护 电气设备abstract： from the generation, transformation, transmission, distribution and consumption, and other sectors of energy production and consumption system. it is the function of the nat

3、ural world through the energy generation power plants into electric energy, and then lose. substation systems and power distribution systems will be supplied to the load center. electrical wiring is the main power plant, electrical substation designed first and foremost part of the power system is a

4、lso constitute an important link. the use of power has infiltrated the social, economic, in all areas of life, and in the power structure of chinas thermal power equipment capacity of the total installed capacity of 75%. this article is equipped with 6*300mw turbo-generator of large-scale thermal po

5、wer plants a part of the preliminary design of the main completed the main electrical wiring design.connection to determine the overall power system and power plants, substations themselves the reliability of the operation, flexibility and economy are closely related. and the electrical equipment se

6、lection, distribution equipment configuration, relay control and the elaboration of a larger impact.keywords : power plant transformer power system relay protection electrical equipment目 录1 引言12 发电厂电气主接线设计22.1 主接线的设计原则22.2 主接线的方案比较及确定32.3 发电机与变压器的选择53 发电厂厂用电接线设计73.1 厂用电接线设计总的要求73.2 厂用电电压等级的确定73.3 厂用

7、电源及其引接73.4 厂用变压器的选择83.5 高压厂用电接线设计104 短路电流计算124.1 概述124.2 元件电抗计算125 导体与电气设备选择265.1 导体的选择265.2 220kv系统设备的选择295.3 电流互感器的选择315.4 电压互感器的选择325.5 避雷器的选择336 继电保护和自动装置346.1 继电保护配置347 高压配电装置设计387.1 高压配电装置设计的一般原则387.2 高压配电装置设计的要求387.3 配电装置38参考文献40致 谢411 引言本次设计6x300mw电气部分初步设计, 其主要内容包括：（1）发电厂电气主接线的设计；（2）发电厂厂用电接线

8、的设计；（3）短路电流的计算；（4）发电厂电流互感器、电压互感器、避雷器、保护及自动装置的配置方案；（5）电气设备的选择与校验；（6）高压配电装置的设计；（7）绘制有关图纸（电气主接线图、配电装置平面图与断面图）；（8）编写设计文件（说明书、计算书）；本次毕业设计，通过查阅文献、收集资料，应用所学过的专业知识了解和掌握设计方法和理念，学会正确查找设计手册与规程中的有效资料，并将其应用于设计中，较好地阅读和翻译专业性英文资料，最终形成设计报告以及图纸。通过设计加强自己的学习经验，使理论和实践有效的结合起来，为以后的工作打下一个坚实的基础。2 发电厂电气主接线设计南埔电厂一期工程（6300mw）电

9、气部分初步设计1 装机容量：装6台，总容量为1800 mw（详细参数查阅电力工程设计手册）。2 机组年利用小时tmax=6500h/a。3 厂址条件：厂址濒临大海，气候潮湿，污秽等级iii级。4 电力负荷及与系统连接情况： 220kv 电压级，架空线路4回与系统相连。 当取基准容量为100ma时，系统归算到220kv母线上电抗为0.332。2.1 主接线的设计原则2.1.1 主接线的设计依据1 发电厂在电力系统中的地位和作用电力系统中的发电厂有大型主力电厂、中小型地区电厂及企业自备电厂三种类型。本设计为大型火力发电厂。2 发电厂的分期和最终建设规模根据电力工程设计手册，本期计划建设6300mw

10、。(3)系统专业对电气主接线提供的具体资料 出线的电压等级、回路数、出线方向、每回路输送容量和导线截面等。 主变压器的台数、容量和形式。 为进行非周期分量短路电流计算，所需系统电抗x值。 变压器中性点接地方式及接地点的选择。 为保证大系统的稳定性，提出对大机组超高压电气主接线可靠性的特殊要求。 初期及最终主接线方案2.1.2 主接线设计的基本要求 电气主接线设计的基本要求，概括地说应包括可靠性、灵活性和经济性三个方面。1 可靠性主接线可靠性的具体要求通常包括以下几个方面：断路器检修时，不易影响对系统的供电；断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少运行的回路数和停运时间，并要保证对一级负荷及全部

11、或大部分二级负荷的供电；尽量避免发电厂或变电站全部停电的可能性；大型机组突然停运时，不应危及电力系统稳定运行。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。灵活性包括以下几个方面。 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下的系统调度要求。 检修时，可以方便地停运短路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不至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度到最终接线。在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装机组、变压器或线路而不互相干扰，并且对一次和二次部分的改

12、建工作量最少。3 经济性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方面考虑。 节省一次投资。主接线应力求简单，以节省短路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备。 占地面积小。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；同时应注意节约搬迁费用、安装费用和外汇费用。 电能损耗少。在发电厂或变电站中，电能损耗主要来自电压器，应经济合理地选择变压器的型式、容量和台数，尽量避免两次变压而增加电能损耗。2.2 主接线的方案比较及确定本厂一期只有220kv一种电压等级，共有5回出线。根据前面所叙述的电气主接线的设计依据与要求，对原始资料进行初步分析

13、，并查阅相关资料，选出以下两种方案，然后论证比较，确定最佳方案。方案一：双母线接线，如图2-1所示。 图2-1 双母线接线方案二：单母线分段接线，如图2-2所示。 图2-2单母线分段接线双母线接线和单母线分段接线的比较如下表2-1所示。表2-1 双母线接线和单母线分段接线的比较表 方案项目双母线接线单母线分段接线可靠性 修任一组母线不致使供电中断。一组母线故障后，能迅速恢复供电。检修任一回路的母线隔离开关时，其他电路均可通过另一组母线继续运行。对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。当一段母线发生故障时。分段断路器自动将故障段切除，保证正常段供电。灵活性 个电源和各回路负荷可以任意

14、分配到某一组母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。扩建方便，可向双母线左右任何方向扩建。当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路要在检修期间停电。扩建时需向两个方向均衡扩建。经济性增加一组母线就要增加一组隔离开关。需要7台断路器。接线简单，清晰。需要7台断路器。综上所述，在考虑经济性相当的情况下，双母线的可靠性、灵活性明显比单母线分段的高。因此，选方案一（双母线接线）为最终方案。2.3 发电机与变压器的选择2.3.1 发电机的选择依据对原始资料的分析，发电机的选择结果如下表2-2所示。表2-2 发电机参数表型号额定容量额定电压额定功率因数额定转速接线方式qfs

15、n3002型汽轮发电机300mva20kv0.85（滞后）3000r/minyy额定功率频率励磁方式起瞬变电抗冷却方式300mw50hz自并励静止励磁0.168水氢氢2.3.2 变压器选择本工程220kv电压等级，单机容量为300mw的发电厂，采用发电机变压器组单元接线。主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求以及运输条件等因素。当330mw及以下的发电厂，当不受运输条件限制时，均应选用三相变压器。因此，本次设计，变压器选用三相变压器。发电机与主变压器为单元连接时，主变压器容量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，即 因此，变压器的容量选择为370m

16、wa，通过分析，变压器选择的结果如下表2-3所示表2-3 主变压器参数表型号额定容量额定变压比接线组别阻抗电压三相双绕组无载调压强迫导向循环风冷铜芯低损耗变压器370mva242+22.5%/20kvynd1114%3 发电厂厂用电接线设计3.1 厂用电接线设计总的要求 厂用电设计应按照运行，检修和施工的要求，考虑全厂发展规划，妥善解决分期建设引起的问题，积极慎重地采用经过鉴定的新技术和新设备，使设计达到经济合理，技术先进，保证机组安全，经济和满发地运行。厂用电接线应满足下列要求：1 各机组的厂用电系统应是独立的。2 充分考虑机组起动和停运过程中的供电要求。3 充分考虑厂用分期建设和连续施工过

17、程中厂用电系统的运行方式。4 200mw及以上机组应设置足够容量的交流事故保安电源。3.2 厂用电电压等级的确定在发电厂中，高压厂用电压有3、6，10kv等，当发电机容量为300mw时，宜选用6kv作为高压厂用电压。故，本次设计厂用电压选用6kv作为厂用电压等级，且厂用母线分两段。低压厂用电压采用0.4kv。6kv作为高压厂用电压，其特点如下：1 6kv电动机的功率可制造得较大，以满足大容量负荷要求；2 对同样的厂用电系统，6kv厂用系统不仅节约有色金属及费用，而且短路电流亦较小；3 发电机电压若为6kv时，可以省去高压厂用变压器，直接由发电机电压母线经电抗器。3.3 厂用电源及其引接3.3.

18、1 工作电源及其引接 本期设计每台机组设1台分裂绕组高压厂用工作变压器，其高压侧从发电机主回路离相封闭母线上t接，低压侧分别带两段6kv工作母线，机组高压厂用单元负荷和主厂房成对设置的变压器分别接于两段母线。主厂房内设两段6kv公用母线，供给全厂的公用负荷，在码头附近设置码头6kv工作母线，为码头负荷、海水制氯及附近的低压变压器供电，电源从6kv公用母线引接。3.3.2 起动/备用电源及其引接厂用备用电源用于电源因事故或检修而失电时替代工作电源，起后备作用。备用电源应具有独立性和足够的供电容量，最好能与电力系统紧密联系，在全厂停电情况下仍能从系统取得厂用电源。启动电源一般是指机组在起动或停运过

19、程中，工作电源不可能供电的工况下为该机组的厂用负荷提供电源。本期设计2台机组设1台分裂绕组高压起动/备用变压器，厂用电6.3kv系统中性点采用低电阻接地方式。3.3.3 脱硫负荷的引接脱硫区布置在烟囱后面，距主厂房有一定距离，负荷较为集中，且高压负荷较多，负荷较大。通过对资料的分析，本次设计脱硫区应设置6kv段。其主要优点如下：1 脱硫高低压电源均布置在脱硫控制楼内，供电相对独立，运行管理比较方便。2 脱硫岛一般属总承包项目，设计施工分界清晰，交叉少。3 运行管理比较独立，设计施工界线明显，且脱硫岛的施工、调试、投产可不影响机组的正常运行。3.3.4 事故保安电源每台机组各设置一段事故保安pc

20、和四段事故保安mcc，为本机炉交流事故保安负荷、主厂房事故照明等负荷供电。正常运行时交流事故保安mcc由各相应动力中心供电，其备用电源为快速启动的应急式柴油发电机。其中#1机组配备的柴油发电机兼给脱硫事故保安mcc供电，容量为600kw，#2机组配备的柴油发电机容量为500kw。柴油发电机中性点直接接地。柴油发电机布置在主厂房集控楼0.00m层，保安pc、mcc布置在集控楼6.3米层。3.3.5 不停电电源交流不停电电源系统(ups)采用静态逆变装置。当全厂停电时，由机组动力用220v蓄电池供给直流电源，经逆变后向负荷供电。当逆变器故障，ups将经静态开关无扰动切换至旁路电源供电。交流电源消失

21、情况下ups装置连续供电时间为0.5小时。每台机组设置一套容量为80kva的单相交流不停电电源装置，由一套整流装置、逆变装置及旁路装置及馈线屏组成。3.4 厂用变压器的选择3.4.1 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等级确定，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。3.4.2 工作变压器台数和型式工作变压器的台数和形式主要与厂用高压母线的断数有关，而母线的断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。3.4.3 厂用变压器容量厂用变压器

22、的容量必须满足厂用电机械从电源获得足够的功率。因此，对厂用高压工作变压器应按厂用高压计算负荷的110与厂用电低压计算负荷之和进行选择；而厂用低压工作变压器的容量应留有10左右的裕度。1 该厂用电系统的电压等级为6.3kv，厂用变压器电源引接处的电压为20 kv。(mva)(mva)(mva)因此，选择容量为40000kva的分裂绕组变压器，查电力工程电气设备手册选择高压厂用变压器参数表如下表3-1所示。表3-1高压厂用变压器参数表型号额定容量台数额定电压比接线组别半穿越阻抗三相双分裂绕组无载调压自然油循环风冷铜芯低损耗变压器40000/25000-25000kva2台20+22.5%/60-6

23、.3kvdynlynl15%2 本次设计高压厂用变压器的高压侧从220kv母线上引接，降至6.3kv。由上面的分析，选择容量为40000kva的分裂绕组变压器，查电力工程电气设备手册选择启动/备用变压器参数表如下表3-2所示。表3-2 高压起动/备用变压器参数表型号额定容量台数额定电压比接线组别半穿越阻抗三相双分裂绕组有载调压自然油循环风冷铜芯低损耗变压器40000/25000-25000kva1台230971.25/6.36.3kvynyn0yn0d16.5%3.5 高压厂用电接线设计考虑“厂网分开”的原则，6kv公用段正常时均考虑由机组6kv工作段供电。因此本期高压厂用电接线设计如下：每台

24、机组带一段6kv公用段，每一段公用段直接从起/备变引接一回备用电源。即6kv 0ia公用段接于#1机6kv ib工作段和起/备变低压侧上，6kv 0ib公用段接于#2机6kv iib工作段和起/备变低压侧上。其接线图如下图3-1所示。 图3-1 高压厂用电接线（1）运行方式：正常运行时，公用6kv 0ia段由#1机6kv ib段带，公用6kv 0ib段由#2机6kv iib段带，起/备变做备用。任一台机组检修时，由该机组带的公用段，可继续由该机组工作段带（工作段由起/备变带），或由起/备变直接带，无备用电源。#2机未投产时，公用6kv 0ib段暂时由#1机6kv ia段带，若此时6kv ib段

25、故障，接于该段的汽动给水泵前置泵停运，将起动接在6kv ia段上的电动给水泵，脱硫同时切换到6kv ia段运行，6kv ia段有可能过负荷，可考虑将公用6kv 0ib段切换到起/备变供电。（2）优点：运行可靠性高，只有机组检修时有一段公用段仅单电源，但由于两段公用段的负荷是成对设置的，因此其可靠性能满足要求。#2机未投产时，公用负荷全部由#1机带，起/备变空载运行，可节省电费。高厂变、起/备变容量可选40/2525mva，节省投资。4 短路电流计算4.1 概述在发电厂电气设计中，短路电流计算是其中的一个环节，其计算目的是为了：电气设备选择;导体和电气设备的校验；继电保护整定计算计算步骤根据电气

26、主接线图作出计算等值电路图，并选择短路点；画等值电路图；计算电路元件参数（选基准电压，将电抗计算为统一基准的标幺电抗）；化简等值电路，并求计算电抗；由运算曲线查出各电源供给的短路电流标幺值，以及无限大容量系统供给的短路电流标幺值；各时刻的短路电流周期分量有效值，并计算短路电流的冲击值；绘制短路电流计算结果表4.2 元件电抗计算根据资料可得系统接线图如下图4-1所示。 图4-1 系统接线图4.2.1 原始数据如下1 主变压器 型号：sfp10-370000/220电压等级：24222.5%/20kv阻抗电压：=14%2 系统提供220kv母线短路电流： i（3）27.5ka3 发电机g1,g2

27、pe=300mw，cosa=0.85，ue=20kv，xd=16.8%4 起动/备用变压器 型号：sffz9-40000/220 40/25-25电压等级：23081.25/6.3kv阻抗电压：=19%（半穿越电抗） kf=3.55 高压厂用变#1，#2 型号：sff9-40000/20 40/25-25 电压等级：2022.5%/6.3kv阻抗电压：=16.5%（半穿越电抗） kf=3.54.2.2 阻抗计算依据资料可得，基准值取 =100mva 1 发电机g1-g6 2 系统s1 3 主变压器t1,t2 4 高压厂变变压器#1，#2 5 起动/备用变压器 4.2.3 短路点的确定为选择和校

28、验电气设备，进行短路电流计算，短路点确定如下：1 d1点：220kv母线短路2 d2点：g1或g2发电机出口处短路3 d3点：g1或g2高压厂用变压器低压侧短路4 d4点：启动/备用变压器低压侧短路5 综上所述，得系统阻抗图如下图 4-2 系统阻抗图 4.2.4 f1点（220kv母线侧）短路时将图4-2简化后，等值电路图如下图4-3所示。图4-3 f1点短路时的等值电路图图中：即： 无限大功率电源向短路点提供的短路电流周期分量标幺值为即，无限大功率电源提供的短路电流为求计算电抗：查表得，汽轮机，当t分别为0s，2s，4s时，短路电流周期分量标幺值如下表4-1所示图4-1 短路电流周期分量标幺

29、值 t 0s 2s 4s 3.6032.3602.3473.8722.4152.378依据电力系统分析书，第i台等值发电机提供的短路电流为 由上表可得：第1台和第2台发电机在0s，2s，4s时提供的短路电流分别为：0s时 2s时 4s时 同理可得：第3台-6台发电机在0s，2s，4s时提供的短路电流分别为：0s时 2s时 4s时 综上所述，当f1点短路时，系统在0s，2s，4s时短路电流有名值分别为0s时 2s时 4s时 0s的冲击电流为： ka4.2.5 f2点（g1或g2发电机出口处）短路时由图4-2简化后，等值电路图如下图4-4所示。图4-4 f2点短路时的等值电路图图中 对图4-4中，

30、将 ， 进行星网变换，得图4-5图4-5 星网变换后的等值电路图中 =1.1032求得的转移电抗如下： 无限大功率电源向短路点提供的短路电流周期分量标幺值为即，无限大功率电源提供的短路电流为求计算电抗：查表得，汽轮机，当t分别为0s，2s，4s时，短路电流周期分量标幺值如下表4-2所示图4-2 短路电流周期分量标幺值表 t 0s 2s 4s6.7632.7062.4901.01.2251.2251.1181.3081.308 由上表可得：第1台发电机在0s，2s，4s时提供的短路电流分别为： 同理可得：第2台发电机在0s，2s，4s时提供的短路电流分别为： 同理可得：第3台-第6台发电机在0s

31、，2s，4s时提供的短路电流分别为：综上所述，当d1点短路时，系统在0s，2s，4s时短路电流有名值分别为 0s的冲击电流为： ka4.2.6 f3点（g1或g2高压厂用变压器低压侧）短路时由图4-2简化后，等值电路图如下图4-5所示。图4-5 f3点短路时的等值电路图图中 对图4-5中， ， 进行星网变换，与图4-4结果一致。则可得图4-6图4-6 星网变换后的等值电路图对图4-6中、，进星网变换，如图4-7所示图4-7 再次星网变换后的等值电路图图中 求得的转移电抗如下： 无限大功率电源向短路点提供的短路电流周期分量标幺值为即，无限大功率电源提供的短路电流为求计算电抗：当计算电抗时，短路电

32、流周期分量的大小已与时间t的增加无关，可用下式计算短路电流周期分量的标幺值： 所以， 所以，查表得，汽轮机，当t分别为0s，2s，4s时，短路电流周期分量标幺值如下表4-2所示图4-3 短路电流周期分量标幺值表 t 0s 2s 4s0.350.0351.0351由上表可得：第1台发电机在0s，2s，4s时提供的短路电流都为： 第2台发电机提供的短路电流为： 第3台-第6台发电机提供的短路电流为：综上所述，当f3点短路时，系统提供的短路电流有名值为0s的冲击电流为： ka4.2.7 f4点（启动/备用变压器低压侧）短路时由图4-2简化后，等值电路图如下图4-8所示。图4-8 f4点短路时的等值电

33、路图图中 对图4-8中，x7 ， 进行星网变换，如图4-9所示图4-9 星网变换后的等值电路图图中 求得的转移电抗如下： 无限大功率电源向短路点提供的短路电流周期分量标幺值为即，无限大功率电源提供的短路电流为求计算电抗：当计算电抗时，短路电流周期分量的大小已与时间t的增加无关，可用下式计算短路电流周期分量的标幺值： 所以， 所以，综上所述，第1台和第2台发电机提供的短路电流为： 第3台-第6台发电机提供的短路电流为： 综上所述，当d4点短路时，系统提供的短路电流有名值为0s的冲击电流为： ka5 导体与电气设备选择5.1 导体的选择对年负荷利用小时数大，传输容量大，长度在20m以上的导体，如发

34、电机、变压器的连接导体，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，可按长期允许电流来选择。1 按导体长期发热允许电流选择母线导体在额定环境温度和导体正常发热允许最高温度下的允许电流，经过修正后的数值应大于或等于流过导体的最大持续工作电流，即： （5-1）式中 k综合修正系数2 按经济电流密度选择按经济电流密度选择导体截面可使年计算费用最低。不同种类的导体和不同的最大负荷利用小时数讲有一个年计算费用最低的电流密度，称为经济电流密度j，这样可使年计算费用最低。导体的经济截面计算公式如下： （5-2）式中 正常工作时的最大持续工作电流(a) j经济电流密度

35、() 应尽量选择接近式（5-2）计算的标准截面，为节约投资允许选择小于经济截面的导体。按经济电流密度选择的导体截面的允许电流还必须满足式（5-1）的要求。3 热稳定校验按照上述情况选择的导体截面s，还应校验其在短路条件下的热稳定。裸导体热稳定校验公式为：式中 s 所选导体截面； 根据热稳定条件决定的导体最小允许截面； 短路电流热效应； 集肤效应系数 c 热稳定系数；5.1.1 220kv主变压器进线的选择最大持续工作电流为：由短路电流计算结果可知，f1点短路时：按经济电流密度法选择：小时，查表得，查电力工程电气设备手册，选用型号为：由手册可得，导体的主要参数如下表5-1所示。表5-1 220k

36、v主变压器进线参数表型号计算截面导体最高允许温度下的载流量2 531.371024a计算截面为：2 531.37=修正系数：所以， 满足要求。热稳定校验，查表得：c=87。所以满足要求。5.1.2 220kv起备用变压器进线的选择最大持续工作电流为：f1点短路时：按经济电流密度法选择：小时，查表得，通过查阅电力工程电气设备手册，综合考虑后，选用型号为：。由手册可得，导体的主要参数如下表5-2所示。表5-2 220kv起备用变压器进线型号计算截面导体最高允许温度下的载流量425.24882a修正系数：所以， 满足要求。热稳定校验，查表得：c=87。所以满足要求。5.2 220kv系统设备的选择根

37、据短路电流的计算结果，主要设备220kv等级按短路电流水平50ka级选择，6.3kv等级按短路电流水平40ka级选择。根据对原始资料及其现场的分析，并查阅工程电气设备手册可得，本期220kv系统采用gis成套设备（sf6全封闭组合电器）。采用sf6全封闭组合电器其优点如下：1 相对投资大，但占地面积小，安装、调试工期短，防污性能好，可靠性高，检修、维护工作量小，投资主要用在电气设备上，投资利用效果好。2 由于本厂址濒临大海，气候潮湿，因此户外电气设备会受到盐雾严重腐蚀，绝缘容易损坏，易发生污闪，造成停电事故。3 随着国民经济的发展，用户对供电质量可靠性要求逐步提高，相应的电网对电厂供电的可靠性

38、要求更高。因此，升压站选择好的设备、事故少，其长期经济效益更显得可观。所选的sf6全封闭组合电器参数结果如下表5-3所示。表5-3 sf6全封闭组合电器参数表项目数据 成 套 装 置额定电压220kv最高工作电流252 kv额定电流2000a额定频率50hz额定热稳定电流3s50ka额定动稳定电流峰值125 ka对所选的设备进行校验，如下：1 额定电压, 满足要求。2 额定电流， 满足要求。3 热稳定校验满足要求。4 动稳定校验， 满足要求。综上所述，220kv系统设备选用sf6全封闭组合电器。sf6全封闭组合电器所包括的电气设备的主要参数如下表5-4所示。表5-4 sf6全封闭组合电器电气设

39、备参数表设备名称额定电压额定电流准确级断路器（cb）220kv2000a50ka（额定开断电流）隔离开关2000a电流互感器220kv1200-2000/5a5p25/5p25/5p255p25/0.5/0.255p25/5p25/0.25电压互感器220/0.1/0.1/0.1/0.1氧化锌避雷器y10w1-200/496200kv(有效值)496kv(8/20雷电冲击波残压峰值最大值)检修接地开关125a快速接地开关125a5.3 电流互感器的选择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。互感器将高电压、大电流按比例变成低电压（100、100/v）和小电流

40、（5、1a），其一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表与继电保护等。5.3.1 电流互感器的选择1 种类和型式的选择。选择电流互感器时，应根据安装地点(如屋内、屋外)和安装方式(如穿墙式、支持式、装入式)选择其型式。2 一次回路额定电压和额定电流的选择。一次额定电压和额定电流应满足：, 为确保所供仪表的准确级，电流互感器的一次侧额定电流应尽可能与最大工作电流接近。3 准确级和额定容量的选择。为了保证测量仪表的准确级，电流互感器的准确级不得低于所供测量仪表的准确级。装于重要回路(如发电机、变压器、厂用馈线、出线等回路)中的电流互感器的准确级不应低于0.5级；对测量精度要求较高的大容量发电机、变压器

41、、系统干线和220kv级宜用0.2；对供运行监视、估算电能的电能表和控制盘上的仪表的电流互感器应为0.5-1级；供只需估计电参数仪表的电流互感器可用3级。5.3.2 发电机出口及中性点处电流互感器选择最大持续工作电流： 因此，选择电流互感器参数如下：一次电流：15000/15000/15000/15000/15000二次电流：5a保护级：5p20/5p20/0.5/0.5/0.55.3.3 主变高压侧及中性点处电流互感器选择最大持续工作电流： 因此，选择的电流互感器型号为lrd-220-b,其主要参数如下表5-5所示：表5-5 电流互感器参数表型号额定电流比准确级lrd-220-b1200/5

42、a5p40/5p405.3.4 高压厂用变高压侧最大持续工作电流： 因此，选择电流互感器参数如下：一次电流：2000/2000/2000/15000/15000二次电流：5a保护级：5p20/5p20/0.2/5p20/5p205.4 电压互感器的选择电压互感器选择的一般规定如下：1 为了满足测量和保护装置的需要，在发电机、变压器、出线、母线分段及母联断路器等回路中均设有电流互感器。对于中性点直接接地系统，一般按三相配置；对于中性点非直接接地系统，依据保护、测量与电能计量要求按二相或三相配置。2 保护用电流互感器的装设地点应按尽量消除主保护装置的死区来设置。如有两组电流互感器，应尽可能设在断路

43、器两侧，使断路器处于交叉保护范围之中。3 为了防止电流互感器套管闪络造成母线故障，电流互感器通常布置在断路器的出线侧，尽可能不在紧靠母线侧装设电流互感器。根据上述条件，选择发电机出口电压互感器的型号为jdzj-20，具体参数如下表5-6所示：表5-6 电压互感器参数表型号额定电流额定电压jdzj-20150ka5.5 避雷器的选择5.5.1 避雷器配置的原则1 在每回出线上均装设一组避雷器；2 每台主变压器高压侧均装设一组避雷器。3 母线上不装设避雷器。5.5.2 避雷器的选择220kv系统甩负荷和空载长线等因素的影响系数较大，线路侧和主变侧的避雷器其额定电压一般可按1.3和1.4倍最大相电压

44、选择。 避雷器持续运行电压u要满足u大于u，其中：u氧化锌避雷器的持续运行电压的有效值（kv）u系统最高相电压有效值（kv）避雷器标称放电。对于220kv系统有多组避雷器时，每组不大于20ka，根据电厂的实际情况选为10ka。持续运行电压： 线路侧：主变侧：对于220kv电压等级： 综上所述，所选的线路侧和主变压器侧的避雷器型号均为：y10w-200/496。6 继电保护和自动装置继电保护和自动装置应符合可靠性、选择性、速动性和灵敏性的要求，当确定其配置和构成方案时应考虑以下几个方面的问题：电力设备和电力网的结构特点和运行特点，故障出现的概率和可能出现的结果，电力系统近期发展的情况，经济的合理

45、性，国内、国外的经验。继电保护和自动装置是电力系统的重要组成部分，它应满足电力网的结构和厂用电主接线要求和厂用电运行方式的灵活性。6.1继电保护配置6.1.1继电保护配置一般原则1 系统中的电力设备和线路，应装设在断路故障和异常运行的保护装置上，电力设备和线路故障和异常运行装置应有主保护和后备保护，必要使可增设辅助设备。 主保护：满足系统稳定及设计安全要求，有选择的切除被保护设备和全线路故障的保护。 后备保护：主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护。后备保护可分为远后备和近后备两种方式。 辅助保护：为补充主保护和后备保护的不足而增设的简单接线。2 继电器应满足可靠性、速动性、灵活性和选择性。

46、 可靠是指保护该动作时应可靠动作不该动作时应可靠不动作。 选择性是首先由故障设备或线路的保护切除故障，当故障设备或线路的保护或断路器拒动时，应由相邻设备或线路的保护切除故障。 灵敏性是指在被保护设备或线路范围内故障是保护装置应具有必要的灵敏系数。 速动性是指保护装置应能尽快地切除断路故障目的是提高系统稳定性限制。3 指定保护配置方案时，对稀有故障，根据对电网影响程度和后果应采取相应措施，保护能按要求切除。4 在各保护装置接于lh二次绕组本身时，应考虑到既要消除死区，同时又要尽可能减轻本身故障所产生的影响。5 当采用后给方式时，变压器或电抗器后面发生短路，以及在电路助增作用很大的相邻线路上发生短

47、路的情况下，如果为了满足相邻保护区末端短路是的灵敏性的要求，将使保护过分复杂或在技术上难以实现，可以缩小后备作用的范围。6 电力设备或电力网的保护装置，除预先规定以外，都不允许系统因震荡引起的误动作。7 在正常情况下，当电压互感器的二次或其他故障使保护误动作时，应装设线路闭锁或其他措施。6.1.2继电保护配置依据对原始资料以及现成状况的分析，并且参照继电保护配置的一般原则，可总结出继电保护的配置，如下所述。1 发电机变压器组、高压启动/备用变压器保护采用微机保护。2 低压厂用变压器、低压备用变压器也采用微机保护。3 发电机变压器线路组设置如下保护：发电机变压器组差动保护发电机差动保护主变压器差

48、动保护发电机变压器组阻抗保护发电机定子接地保护发电机定子匝间保护发电机低压带电流记忆过流保护发电机负序过电流保护发电机对称过负荷保护发电机转子两点接地保护发电机失磁保护发电机过压保护发电机过励磁保护发电机逆功率保护发电机连续低频保护发电机失步保护发电机断水保护发电机程序逆功率主变压器零序保护主变压器通风保护主变压器瓦斯保护主变压器压力释放保护主变压器温度保护断路器非全相保护失灵保护启停机保护热工保护4 高压厂用变压器设置如下保护：变压器差动保护变压器复合电压过电流保护变压器零序过流保护变压器分支过流保护变压器瓦斯保护变压器温度保护变压器压力释放5 高压启动/备用变压器设置如下保护：变压器差动保

49、护变压器过流保护变压器零序过流保护变压器瓦斯保护变压器温度保护变压器有载跳压分接头瓦斯保护6.2继电保护配置1 自动装置的作用如下： 保证电力系统可靠经济运行，消除运行人员在执行某项操作时可能发生的不准确或错误动作。 保证电气设备的安全可靠运行，使运行人员及时准确地判断运行中的异常情况并及时处理。 自动装置应符合可靠性、选择性、灵敏性和速断性的要求。2 本工程自动装置配置结果如下： 自动励磁调节装置、同期装置及厂用电切换装置采用微机型装置。发电机励磁系统型式为自并励静止励磁系统。励磁系统为高起始响应特性系统。励磁系统强行切除率不大于0.1。强励电压倍数为2倍。励磁系统主要由励磁变压器、三相全控

50、桥式整流装置、灭磁及转子过压保护装置、起励装置和微机励磁调节器等组成。 高压启动/备用变压器带有有载调压装置，可实现带负荷调压。 每台机组设置独立的机组故障录波器并实现和gps的时钟同步。全厂统一计时系统的计时信号源与电力系统统一，标准时钟由卫星全球定位系统(gps)提供。gps作为计时信号源，提供全厂的sis系统、dcs系统、远动装置、所有保护及自动化装置提供计时信号源。该系统由热控专业统一配置。7 高压配电装置设计7.1 高压配电装置设计的一般原则1 节约用电。2 运行安全和巡视方便。3 便于检修和安装。4 节约材料，降低造价。7.2 高压配电装置设计的要求1 满足安全净距的要求。2 满足

51、施工、运行和检修的要求： 电压等级为110kv及以上的屋外配电装置，应视其在系统中的地位、接线方式、配电装置形式以及该地区的检修经验情况考虑带电作业的要求。 为保证检修人员在检修电器及母线时的安全，电压为6.3kv及以上的配电装置，对断路器两侧的隔离开关和线路隔离开关的线路侧，宜配置接地刀闸，每段母线上宜装接地刀闸。 屋外配电装置的通道宽度宜取0.8-1.0m，也可以利用电缆沟盖板作为巡视小道。 大型变电所的屋外配电装置的周围宜装高度不低于1.5m的围栏，防止任意进入。7.3 配电装置配电装置是发电厂和变电所的重要组成部分。它是按主接线的要求，由开关设备、载流导体、保护和测量电器以及其他必要的

52、辅助设备构成，用来接受和分配电能的装置。220kv配电装置有sf6全封闭组合电器(gis)、屋外装配式配电装置和屋内装配式配电装置三种方案。1 屋内配电装置按其布置形式的不同，一般可分为三层装配式布置、双层装配式布置、单层装配式布置、单层装配与成套混合式布置和双层装配与成套混合布置。2 屋外配电装置根据电气设备和母线的布置高度，屋外配电装置可分为低型、中型、半高型和高型等。中型配电装置又分为普通中型配电装置和分相中型配电装置。3 sf6全封闭组合电器sf6全封闭组合电器（gis），它是由断路器、隔离开关、快速或慢速接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线和出线套管等元件，按电气主接线的要求依次连接组