凝汽式火电厂一次部分设计—课程设计

1、南华大学船山学院课程设计（论文）引言 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。而在我国电源结构中火电设备容量占总装机容量的75%。本设计是对配有2台600mw的汽轮发电机的大型火电厂一次部分的初步设计，主要完成了电气主接线的设计，它主要包括了四大部分，分别为电气主接线的选择、短路电流的计算、电气设备的选择、配电装置的选择。其中详细描述了主接线的选择、短路电流的计算和电气

2、设备的选择，从不同的短路情况进行分析和计算，对不同的短路参数来进行不同种类设备的选择，并对设计进行了理论分析。1电气主接线1.1系统与负荷资料分析 （1）工程情况由原始资料可知，本设计根据电力系统的发展规划，拟在该地区新建一座装机容量为1200mw的凝汽式火力发电厂，发电厂安装2台600mw机组，总容量占相联电力系统总容量的,没有超过电力系统检修备用容量和事故备用容量的要求，这说明了该火电厂在未来电力系统中的不占主导作用和地位，主要是负责地区供电，而且年利用小时数为60005000,又为火电厂，在电力系统中将主要承担基荷，因此该电厂的电气主接线要求有较高的可靠性。该发电机端额定电压为20kv，

3、电厂建成后以6kv电压供+给本厂负荷，厂用电为6%。以500kv电压等级供给系统，架空线3回，属于i级负荷，最大输送710mw，tmax6000h/a并以220kv电压等级供给负荷，架空线5回，也属于i级负荷，最大输送330mw，tmax6000h/a。并且本设计需要做到的技术指标要求保证供电安全、可靠、经济，且功率因数达到0.9。 （2）电力系统情况 该发电厂在电力系统中的作用与地位为地区电厂，地区电厂靠近城镇，电力系统总装机容量为16000 mw，短路容量为12000mva，该发电厂联入系统的电压等级为500kv。 (3)负荷分析 该发电厂有两个电压等级，其负荷分析分别如下 ： 220kv

4、电压等级：有架空线5回，备用一回，即六回出线，负荷类型为一级负荷，最大输送330 mw，最大负荷小时数为6000 h/a，功率因数为0.9；500kv电压等级：有架空线3回，即四回出线，负荷类型为一级负荷，最大输送710 mw，最大负荷小时数为6000 h/a，功率因数为0.9。由于两个电压等级所联负荷均为一级负荷，且最大负荷小时数为6000 h/a，故对主接线的可靠性要求很高。 （4）环境情况 由原始资料可知，当地海拔高600m，故可采用非高原型的电气设备。当地年最高温度为40度，年最低温度为-32度，最热月平均最高温度为32度，最热月平均最低温度为25度，气象条件无其他特殊要求。 （5）设

5、备情况 原始资料中给出了两台发电机的容量，这里对单台600 mw发电机设备的型号进行选择。根据原始资料中给出了发电机的容量，课选择出发电机的型号，选择结果如表1.1表1.1 发电机参数发电机型 号额 定电 压(kv)额定功率(mw)功率因数次暂态电抗暂态电抗负序电抗g-1 g-2qfsn-600-2206000.90.2030.26710.20112型号含义； 22极 200/300额定容量 n氢内冷 f发电机 q汽轮机 s水内冷1.2主接线方案的拟定1.2.1 发电机-变压器单元接线图1.2 发电机-双绕组变压器单元接线600mw发电机组大都采用发电机-双绕组变压器单元接线，如图1.2所示。

6、这种接线开关设备少，操作简便，有利于实现机、炉、电的集中控制。由于省去了高压配电装置，明显地减少了设备检修工作量，以及因不设发电机电压级母线，在发电机出口可不装断路器，而在发电机和变压器之间采用分相封闭母线，使得在发电机和变压器低压侧短路的几率和短路电流相对减小，避免了由于额定电流或短路电流过大，使得选择出口断路器时，受制造条件或价格甚高等原因造成的困难。表1.3上海汽轮发电机有限公司600mw发电机组主要技术规范型号qfsn-600-2相数3相型式水氢压额定氢压（mpa）0.4额定容量mva667效率99%额定功率mw600短路比0.54最大连续出力mw660负序电抗20.3%功率因素（滞后

7、）0.9零序电抗9.59%额定电压kv20直轴瞬变电抗26.5%额定电流a19250横轴瞬变电抗39.5%额定转速r/min3000直轴超瞬变电抗20.5%频率 hz50横轴超瞬变电抗20.1%1.3主接线方案 1) 220kv电压等级：出线为6回架空线路，承担一级负荷，为使其检修出线断路器时不停电，采用双母线带旁路母线的接线优点：增加供电可靠性，运行操作方便，避免检修断路器时造成停电，不影响双母线的正常运行。缺点：多装了一台断路器，增加投资和占地面积，容易造成误操作。 图1.4 双母线接线方式 2）500kv电压等级：出线为4回架空线路，承担一级负荷，为了保证供电可靠性，可采用双母线四分段接

8、线或者一台半断路器接线。但进出线共8回及以下时，双母线四分段接线较贵（进出线6回时，共需10台断路器），占地面积大，综上，我们选择一台半断路器接线。图1.5 一台半断路器接线1.4厂用电接线方式的选择厂用电接线除应满足正常运行安全、可靠、灵活、经济和检修、维护方便等一般要求外，尚应满足：(1) 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。(2) 尽量缩小厂用电系统的故障影响范围，并应尽量避免引起全厂停电事故。对于200mw及以上的大型机组，厂用电应是独立的，以保证一台机组故障停运或其辅助机械的电气故障，不应影响到另一台机组

9、的正常运行。(3) 便于分期扩建或连续施工，不致中断厂用电的供应。对公用厂用负荷的供电，须结合远景规模统筹安排，尽量便于过渡且少改变接线和更换设备。(4) 对200mw及以上的大型机组应设置足够容量的交流事故保安电源。(5) 积极慎重地采用经过试验鉴定的新技术和新设备，使厂用电系统达到先进性、经济合理，保证机组安全满发地运行。1.4.1 火力发电厂厂用电接线的设计原则厂用电接线的设计原则基本上与主接线的设计原则相同。首先，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；其次，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；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、

10、新设备，使其具有可行性和先进性。实践经验表明：对于火电厂，当发电机容量在60mw及以下，发电机电压为10.5kv时，可采用3kv作为厂用高压电压；当容量在100mw300mw时，宜选用6kv作为厂用高压电压；当容量在300mw以上时，若技术经济合理，可采用3kv和10kv两段电压。火电厂厂用电率较大，为了保证厂用电系统的供电可靠性与经济性，且便于运行、检修，一般都采用“按炉分段”的接线原则，即将厂用电母线按锅炉的台数分成若干独立段，既便于运行、检修，又能使事故影响范围局限在一机一炉，不致影响正常运行的完好机炉。低压380/220v厂用电的接线，对大型火电厂，一般采用单母分段接线，即按炉分段。1

11、.4.2 厂用电接线形式的拟定600mw汽轮发电机组高压厂用电系统常用的有两种供电方案，见图1.6。方案（图1.6，a）为不设6kv公用负荷段，将全厂公用负荷分别接在各机组a、b段母线上，而方案ii（图1.6，b）为单独设置二段公用负荷母线，集中供全厂公用负荷用电，该公用负荷段正常由起动备用变压器供电。厂用高压变压器启动备用变压器去启动备用变压器厂用高压变压器66666公用公用600600（a） （b）图1.6 高压厂用电系统供电方案（a） 不设公用负荷母线；（b）设置公用负荷母线方案ii的优点是公用负荷集中，无过渡问题，各单元机组独立性强，便于各机组厂用母线清扫。其缺点是由于公用负荷集中，并

12、因起动备用变压器要用工作变压器作备用(若无第二台起动备用变压器作备用时)，故工作变压器也要考虑在起动备用变压器检修或故障时带公用段运行。因此，起动备用变压器均较方案i变压器分支的容量大，配电装备也增多，投资较大。方案i的优点是公用负荷分接于不同机组变压器上，供电可靠性高、投资省，但也由于公用负荷接于各机组公用母线上，机组工作母线清扫时，将影响公用负荷的备用。另外，由于公用负荷分接于两台机组的公用母线上，因此，在#1机发电时，必须也安装好#2机的6kv厂用配电装置，并用起动备用变压器供电。由于二种方案各有优、缺点，应经过技术经济比较后选定。而本设计采用上述方案ii，厂用电压共分两级，高压为6kv

13、，低压为380/220kv，厂用高压设全厂6kv公用厂用母线。2变压器的选择 变压器的选择包括容量、台数、型式和结构的选择。 (1) 单元接线的主变压器容量的确定原则 单元接线时主变压器应按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度来确定。采用扩大单元接线时，应尽可能采用分裂绕组变压器，其容量亦应按单元接线的计算原则算出的两台机容量之和来确定。两台主变压器的容量为600-6006%=564mw，600mw发电机的功率因素为0.9，所以这两台变压器的容量为564(1+0.1) /0.9=689.3mva (2) 连接两种升高电压母线的联络变压器的确定原则联络变压器容量应能满足两种电

14、压网络在各种运行方式下，网络间的有功功率和无功功率交换，一般不应小于接在两种电压母线上最大一台机组的容量，以保证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要求。同时，也可在线路检修或故障时，通过联络变压器将剩余容量送入另一系统。这里选择两台三绕组变压器。 （3）厂用变压器的选择 厂用变压器的选择通常是满足发电厂的正常运行安全，可靠，灵活，经济等要求，同时，也需要考虑发电机在检修的时候的方便需求，充分考虑电厂正常，事故，检修，启动等运行方式下的供电要求，需要尽可能的满足操作简便，启动备用电源的时候能在短时间内能尽快投入；尽亮减少厂用电系统故障影响范围，尽量避免全厂停电的事故。在对于

15、200mw的机组，我们需要独立的供电方式，以保障厂用供电的安全。本次设计厂用电系统主接线采用单母线分段接线方式，厂用电分别从两台发电机的出口端引接，因此，需要两台厂用变压器。由于两台发电机都属于大中型机组，为限制短路电流，提高可靠性，两台变压器均采用低压分裂绕组变压器.联络变压器的高压侧电压为20kv，作厂备用电源通过低压分裂绕组降压变压器20/6.3/6.3分别接至两段公用母线上。这个低压分裂绕组降压变压器选择sff9-50000/20。 厂用电通常采用6kv电压等级，所以对应于600mw机组的厂用变压器，由于机端电压为20kv，其各侧电压为20/6.3/6.3，容量为6006%/0.9=4

16、0mva，选用双分裂两绕组变压器。 (4) 变压器台数的确定原则发电厂或变电所主变压器的台数与电压等级、接线形式、传输容量以及和系统的联系有密切关系。通常与系统具有强联系的大、中型发电厂和重要变电所，在一种电压等级下，主变压器应不少于2台；而对弱联系的中、小型发电厂和低压侧电压为6-10kv的变电所或与系统只是备用性质时，可只装一台主变压器；对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，可设3台主变压器。 (5) 主变压器型式和结构的确定原则选择主变压器型式时，应从相数、绕组数、绕组接线组别、冷却方式、调压方式等方面考虑，通常只考虑相数和绕组数以及绕组接线组别。在330kv及以下电力系统，一般

17、都应选用三相变压器。因为单相变压器组相对来讲投资大、占地多、运行损耗也较大，同时配电装置结构复杂，增加了维修工作量。对于大型三相变压器，当受到制造条件和运输条件的限制时，则宜选用两台小容量的三相变压器来取代一台大容量三相变压器，或者选用单相变压器。一般当最大机组容量为125mw及以下的发电厂多采用三绕组变压器，对于最大机组容量为200mw及以上的发电厂，通常采用双绕组变压器加联络变压器。当采用扩大单元接线时，应优先选用低压分裂绕组变压器，这样可以大大限制短路电流。变压器三绕组的接线组别必须与系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有星型“y”和三角形“d”两种。变压器三

18、相绕组的连接方式应根据具体工程来确定。我国规定，110kv及以上电压等级，变压器三绕组都采用“yn”连接；35kv采用“y”连接，其中性点通过消弧线圈接地；35kv以下高压电压，变压器三绕组都采用“d”连接。在发电厂和变电所中，一般考虑系统或机组的同步并列要求以及限制三次谐波对电源的影响因素，根据以上绕组连接方式的原则，主变压器接线组别一般选用yn，d11常规接线。由于厂用电率为6%，故厂用变压器的最大容量为：=6%/=6006%1.1/0.9=44mva主变压器型号参数如表2.1所示： 表2.1 sfp-720000/220具体参数 变压器型号额定电压(kv)短 路阻 抗%额定容量(mva)

19、联结组高压中/低压 主变压器sfp-720000/220220kv2okv720yn，d11联络变压器型号参数如2.2表所示：表 2.2 sspso-720000/500具体参数表 型号 额定容量额定电压空载损耗负载损耗阻抗电压接线组别高压中压低压高|中高|低中|低sspso-720000/50036000036000040000550246 10%35190800102641ya0d11厂用变压器型号参数如表2.3所示：表2.3 sff9-50000/20具体参数如下表型 号额定容量(mva)额定电压(kv)半穿越电抗(%)空载电流(%)空载损耗(kw)负载损耗(kw)调压方式sff9-50

20、000/2050/25-252022.5%/66.3180.3127.3187.05无载调压sff9-cy-4000/204000035/6.3/6.3180.3028.1184.3无载调压3短路电流的计算短路计算在设计发电厂主接线的过程中有着重要作用，它为电气设备的选型、动稳定校正和热稳定校正提供依据。当短路发生时，对发电厂供电的可靠性可能会产生很大影响，严重时，可能导致电力系统失去稳定，甚至造成系统解列。因此，对短路事故的计算是非常有必要的，而且是必须进行一项工作。3.1短路计算的一般规则 短路电流计算中，采用以下假设条件和原则：（1） 正常工作时，三相系统对称运行（2） 所有电源的电动势

21、相位角相同。（3） 系统中的同步和异步电机均为理想电机，不考虑电机磁饱和、磁滞、涡流及导体集肤效应等影响；转子结构完全对称；定子三相绕组空间位置相差120电气角度。（4） 电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化。（5） 电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中50%负荷接在高压母线上，50%负荷接在系统侧。（6） 同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）。（7） 短路发生在短路电流为最大值的瞬间。（8） 不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流。（9） 计算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。（10） 元件的计算参数均

22、取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围。（11） 输电线路的电容略去不计。（12） 用概率统计法则制定短路电流运算曲线。3.2短路计算的一般规定(1) 验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按本工程的设计规划内容计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本工程建成后5至10年）。确定短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。(2) 选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具体反馈作用对异步电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，对不带电抗器回路的计算短路点，应选择在正常接线方

23、式时短路电流最大的点。对带电抗器的6kv至10kv出线与厂用分支回路，除其母线与母线隔离开关之间隔离板前的引线和套管的计算短路点选择在电抗器前外，其余导体和电器的计算短路点选择在电抗器后。(4) 导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流，一般按三相短路验算。若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统以及自耦变压器等回路中的两相短路严重时，则应按严重的情况计算。 3.3短路电流的计算过程短路电流由于其值很大，在极短的时间内就能产生较大的损耗，由于来不急散发热量而造成电气设备的温度急剧升高，引起设备的老化或损坏，对供电的可靠性产生影响。当所选设备不能满足短路电流的限制时，对供电的可靠性将产生极

24、为严重的影响。为此，在设计主接线时，应计算短路电流。短路电流计算的目的是为设备的选型提供依据；初步考察短路事故对发电厂以及系统的可靠性和稳定性的影响，为电厂主接线形式的选定、继电保护装置的选择和整定计算提供依据。此外，通过对短路电流的计算，还可初步确定系统的损耗，为发电厂的经济运行提供依据。本次短路计算中，选取了两个短路计算点，500kv母线和220kv母线上各一个，短路类型定为对系统影响最为严重的三相短路。图3.1 三相短路示意图设，计算各个元件标幺值：系统电抗标幺值：发电机阻抗标幺值： 主变压器电抗标幺值： 联络电压器绕组阻抗： 变压器各绕组阻抗标幺值：:厂用电压器绕组阻抗：（1）220k

25、v母线上f2点短路： 系统的等效电路化简图如图： 图3.2 系统的等效电路化简图各元件标幺值如下：最后简化到电源到短路点的转移阻抗，如图：图3.3 简化到电源的短路点转移阻抗基值的计算：系统：ka发电机：mva计算电抗：根据转移电抗结果，可求发电机g1和g2合并后对短路点的计算电抗：0秒时通过计算曲线求出短路电流标幺值：系统： 有效值： 由何仰赞、温增银.电力系统分析（上、下）武汉：华中科技大学出版社,2002附表，可得，, 归算至短路点处电压级等值机g的额定电流为： 于是短路点k1的不同时刻三相短路电流周期分量有效值分别为： 短路的冲击电流：（2） 在500kv上f1点的短路计算： 等值电路

26、图如附录： 图3.4 等值电路图基值的计算：系统： ka发电机： 计算电抗：发电机： 0秒时通过计算曲线求出短路电流标幺值：系统： 有效值 ： 由何仰赞、温增银.电力系统分析（上、下）武汉：华中科技大学出版社,2002附表，可得，, 归算至短路点处电压级等值机g的额定电流为：于是短路点k1的不同时刻三相短路电流周期分量有效值分别为： 短路的冲击电流：3.4短路电流计算表短路电流计算的结果汇总在短路电流计算表中，如表3.5所示:表3.5 短路电流计算表短路点编号短路点平均电压(kv)基准电流ib(ka)分支线名称 分支 电抗 xjs 分支 额定 电流in(ka)短路电流标么值短路电流值0s0.1

27、s1s2s4s0s0.1s1s2s4s d1 550kv0.66无限大系统0.052.902013.20600mw发电机分支0.311.543.3862.9952.3392.3332.33218.1817.6016.6416.6316.63 d2232kv1.58无限大系统0.4802.902.083.28600mw发电机分支0.663.501.6101.5351.4521.6211.8198.958658.368.959.654电气设备的选择电气设备的选择是发电厂和变电所电气设计的主要内容之一。正确的选择电气设备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。在进行电气设备选择时，应根

28、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。4.1电气设备选择的一般规则(1) 所选设备应能满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展；在满足可靠性要求的前提下，应尽可能的选用技术先进和经济合理的设备，使其具有先进性；(2) 应按当地环境条件对设备进行校准；(3) 所选设备应予整个工程的建设标准协调一致；(4) 同类设备应尽量减少品种；(5) 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。4.2电气设备的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

29、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。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。4.2.1按正常工作条件选择电气设备（1）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ualmusm。 一般情况下，当额定电压在220kv及以下时电器允许最高工作电压ualm是1.15un；额定电压是330kv500kv时为1.1un。而实际电网的最高运行电压usm不会超过电网额定电压的1.1倍，因此在选择电器时一般可按电器额定电压un不低

30、于装置地点电网额定电压uns的条件选择,即ununs。(2) 额定电流 电器的额定电流in是指额定周围环境温度下，电器的长期允许电流。in应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流imax，即inimax。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imax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（1.3-2倍变压器额定电流）；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imax；母线分段电抗器的imax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5

31、0%80%；出线回路的imax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。（1） 环境条件对电气设备选择的影响在选择电器时，还应考虑电器安装地点的环境条件，当气温、风速、温度、污秽等级、海拔高度、地震烈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。例如：当地区海拔高度超过制造部门的规定值时，由于大气压力、空气密度和湿度相应减少，使空气间隙和外绝缘的放电特性下降，一般当海拔在10003500m范围内，若海拔比厂家规定值每升高100m，则电器允许最高工作电压要下降1%。当最高工作电压不能

32、满足要求时，应采取高原型电器，或采用外绝缘提高一级的产品。对于110kv及以下电器，由于外绝缘裕度较大，可在海拔2000m以下使用。当污秽等级超过使用规定时，可选用有利于防污的电瓷产品，当经济上合理时可采用屋内配电装置。我国目前生产的电器使用的额定环境温度为40，如周围环境温度高于40（但60）时，其允许电流一般可按每增高1，额定电流减少1.8%进行修正，当环境温度低于+40时，额定电流可增加0.5%，但其最大电流不得超过额定电流的20%。4.2.2 按短路状态校验(1) 短路热稳定校验短路电流通过电器时,电器各部分的温度应不超过允许值.满足热稳定的条件为it2 ；式中为短路电流产生的热效应，

33、it、t分别为电器允许通过的热稳定电流和时间。(2) 电动力稳定校验电动力稳定是电器承受短路电流机械效应的能力，亦称动稳定。满足动稳定的条件为iesish，iesish；式中ish、ish分别为短路冲击电流幅值和有效值，ies、ies分别为电器允许的动稳定电流的幅值和有效值。电气设备的具体选择与动稳定校验和热稳定校验过程见附录ii。4.3高压断路器的选择 (1)断路器的种类和形式的选择(qf)通常因为500kv侧有4回出线，220kv侧有6回出线，所以接入500kv,220kv侧的高压断路器应选择sf6断路器。额定电流的选择: 220kv侧： 母联断路器额定电流：in1imax1=1.0536

34、0/（1.732220）=0.992ka 接负荷出线断路器额定电流： in1imax1=1.05220/（1.7322206）=0.101ka 500kv侧: 母联断路器额定电流：in1imax1=1.05720/（1.732 500）=0.873ka 接负荷出线断路器和旁路断路器的额定电流： in1imax1=1.05710/（1.732 5003）=0.215ka 500kv侧主变压器出线断路器额定电流：in1imax1=1.05720/（1.732 500）=0.873ka 开断电流的选择:高压断路器的额定开断电流inbr不应小于实际开断瞬间的短路电流周期分量ipt,为了简化计算可应用此

35、暂态电流i进行选择,即inbri。500kv侧: inbri=18.18ka 220kv侧: inbri=8.95ka 短路关合电流的选择:为了保证断路器在关合短路时的安全，断路器的额定关合电流incl 不应小于短路电流最大冲击值ish，即inclish。短路发生在发电厂高压侧母线时，取kim =1.85 500kv侧: inclish=1.4141.85 i=1.4141.8518.18=47.56ka220kv侧: inclish=1.4141.85 i=1.4141.858.95=23.41ka 热稳定校验检验式为：it2tqk取tk(短路切除时间)=4s。500kv侧: i0=18.1

36、8ka i2 =16.63ka i4=16.63ka 周期分量热效应:qpt= (i02+10i22+i42)tk/12=(18.1818.18+1016.636.63+16.6316.63)4/12= 1124.21(ka)2s t1s不计非周期分量 qk = qpt =1124.21(ka)2s220kv侧: i0=8.95ka i2 =8.95ka i4=9.65ka 周期分量热效应:qpt= (i2+10i22+i42)tk/12= 324.75(ka)2st1s不计非周期分量 qk = qpt=324.75 (ka)2s 动稳定校验ies ish500kv侧: ies 46.63ka

37、220kv侧: ies 23.73ka(2) 高压隔离开关的选择(qs) 220kv侧：隔离开关额定电流：in1imax1=1.05360/（1.732220）=0.992ka接负荷出线隔离开关额定电流： in1imax1=1.05220/（1.7322206）=0.101ka 500kv侧:隔离开关额定电流：in1imax1=1.05720/（1.732 500）=0.873ka接负荷出线隔离开关额定电流： in1imax1=1.05710/（1.732 5003）=0.215ka500kv侧主变压器出线隔离开关额定电流：in1imax1=1.05720/（1.732 500）=0.873k

38、a 热稳定校验检验式为：it2tqk 取tk(短路切除时间)=4s。500kv侧: i0=18.18ka i2 =16.63ka i4=16.63ka 周期分量热效应:qpt= (i02+10i22+i42)tk/12=(18.1818.18+1016.636.63+16.6316.63)4/12= 1124.21(ka)2s t1s不计非周期分量 qk = qpt =1124.21(ka)2s220kv侧: i0=8.95ka i2 =8.95ka i4=9.65ka 周期分量热效应:qpt= (i2+10i22+i42)tk/12= 324.75(ka)2st1s不计非周期分量 qk =

39、qpt=324.75 (ka)2s 动稳定校验ies ish500kv侧: ies 46.63ka220kv侧: ies 23.73ka （3）电压互感器的选择(tv); 220kv侧： 电压互感器额定电流：in1imax1=1.05360/（1.732220）=0.992ka 接负荷出线电压互感器额定电流： in1imax1=1.05220/（1.7322206）=0.101ka 500kv侧: 母联电压互感器额定电流：in1imax1=1.05720/（1.732 500）=0.873ka 接负荷出线电压互感器的额定电流： in1imax1=1.05710/（1.732 5003）=0.2

40、15ka 500kv侧主变压器出线电压互感器额定电流：in1imax1=1.05720/（1.732 500）=0.873ka （4）电流互感器的选择(ta) 220kv侧： 电流互感器器额定电流：in1imax1=1.05360/（1.732220）=0.992ka 接负荷出线电流互感器额定电流： in1imax1=1.05220/（1.7322206）=0.101ka 500kv侧: 电流互感器额定电流：in1imax1=1.05720/（1.732 500）=0.873ka 接负荷出线电流互感器的额定电流： in1imax1=1.05710/（1.732 5003）=0.215ka 50

41、0kv侧主变压器出线电流互感器额定电流：in1imax1=1.05720/（1.732 500）=0.873ka热稳定校验检验式为：（kpi1）2i2tk取tk(短路切除时间)=4s。500kv侧: （kpi1）2=（3.1550）2= 24806.25(ka)2s i2tk=8.7924=309.05(ka)2s 220kv侧: （kpi1）2=（1.242）2=2540.16(ka)2s i2tk=9.1024=331.24(ka)2s动稳定校验检验式为：1.414i1keish500kv侧: 1.414i1ke=1.4143.1580=356.328ka ish=46.63ka 220k

42、v侧:1.414i1ke=1.4141.2110=186.648ka ish =23.73ka4.4电气设备选择结果表表4.1 220 kv侧的断路器lw-550/y4000-63参数序 号 名 称 单 位 数 据1额定电压kv2522额定频率hz503额定电流a31504额定短路开关电流ka40/505额定短路关合电流ka100/1256额定短时耐受电流ka40/507额定峰值耐受电流ka100/1258额定线路充电开断电流a1259额定失步开断电流ka10/12.510额定操作顺序0-0.3s-c0-180s-c0表4.2 220 kv侧的隔离开关选择220kv侧计算值项目gw6220du

43、ns220kvun220kvimax648.5ain1.0kaqk714.712(ka)2sit2t1764(ka)2sish26.531kaies50ka表4.3 550kv高压隔离开关技术数据型 号额定电压(kv)最高工作电压(kv)额定电流(a)动稳定电流峰值(ka)热稳定电流(ka/s)gw7-500d500550315012550/3表4.4 550 kv侧的断路器lw-550/y4000-63参数表4.5 各部分电压互感器的选择项目型号一次/kv二次/v剩余电压绕组/vimaxa550kvtyd500500/30.5500/30.51002000a220kvjcc5-220220/

44、30.5100/30.5100648.5a发电机出口端jdz6-2018100100500表4.6 各部分电流互感器的选择项目 型号额定电流比/a热稳倍数动稳倍数满匝额定输出/va准确 级550kvsas550 3150 50 80 500.2220kvlcwb7-2202600/121 255 40 0.2联络变低压lzzb7-35800/5 31.5 80 50 0.2发电机出口ldzj1-101500/5 80 163 40 0.2j-电压互感器（油浸式） l-电流互感器 c-瓷绝缘（串级式） w-户外 b-保护4.5 主接线中设备配置的一般原则4.5.1隔离开关的配置 （1）中小型发电

45、机出口一般应装设隔离开关；容量为200mw及以上大机组与双绕组变压器的单元连接时，其出口不装设隔离开关，但应有可拆连接点。（2）在出线上装设电抗器的6-10kv配电装置中，当向不同用户供电的两回线共用一台断路器和一组电抗器时，每回线上应各装设一组出线隔离开关。（3）接在发电机、变压器引出线或中性点上的避雷器可不装设隔离开关。 （4）一台半断路器接线中，视发变电工程的具体情况，进出线可装设隔离开关也可不装设隔离开关。 （5）断路器的两侧均应配置隔离开关，以便在断路器检修时隔离电源。 （6）中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地；自耦变压器的中性点则不必装设隔离开关。4.5.2 电压互感

46、器的配置（1）电压互感器的数量和配置与主接线方式有关，并应满足测量、保护同期和自动装置的要求。电压互感器的配置应能保证在运行方式改变时，保护装置不得失压，同期点的两侧都能提取到电压。（2）6220kv电压等级的每组主母线的三相上应装设电压互感器。旁路母线上是否需要装设电压互感器，应视各回出线外侧装设电压互感顺的情况和需要确定。 （3）当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器。 （4）当需要在330kv及以下主变压器回路中提取电压时，可尽量利用变压器电容式套管上的电压抽取装置。 （5）发电机出口一般装设两组电压互感器，供测量、保护和自动电压调整装置需要。当发电机配有双套自

47、动电压调整装置，且采用零序电压式匝间保护时，可再增设一组电压互感器。5 配电装置配电装置是发电厂和变电所的重要组成部分。它是根据主接线的连接方式，由开关电器、保护和测量电器、母线和必要的辅助设备组建而成，用来接受和分配电能的装置。按电器装设的地点不同，配电装置可分为屋内型和屋外型。5.1配电装置选择的一般原则高压配电装置的设计必须认真贯彻国家的技术经济政策，遵循上级颁发的有关规程、规范及技术规定，并根据电力系统条件、自然环境特点和运行、检修以及施工方面的要求，合理指定布置方案和选用设备，积极慎重的采用新的布置、新设备、新材料、新结构，使配电装置设计不断创新，做到技术先进、经济合理、运行可靠、维

48、护方便。火力发电厂及变电所的培植形式的选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜，节约用地，并结合运行、检修和安装要求，通过技术经济比较予以确定。配电装置应满足以下四点要求：(1) 节约用地：我国人口众多，但耕地不多，因此节约用地是我国现代化建设的一项带战略性的方针。(2) 运行安全和操作巡逻方便：配电装置要整齐清晰，并能在运行中满足对人身和设备的安全要求。使配电装置在一旦发生事故时，也能将事故限制在最小范围和最低程度，并使运行人员在正常的操作和处理事故中不致发生意外，以及在维修维护中不致损害设备。(3) 便于检修和安装：对各种形式的配电装置，都要妥善考虑检修和安装的条件。(4) 节约

49、材料，降低造价：在保证安全的前提下，配电装置应采用布置紧凑，力求节约材料和降低造价。5.2配电装置的选择及依据配电装置的型式的选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜、节约用地，并结合运行及检修要求通过技术经济比较确定。一般情况下，在大、中型发电厂和变电所中，35kv及以下的配电装置宜采用屋内式；110kv及以上多为屋外式。普通中型配电装置国内采用比较多，广泛用于110500kv电压级，在这方面我国已经有丰富的经验。6安全保护装置 在电力系统中，一定的保护装置是必要的，主要是防雷保护和继电保护。6.1避雷器的选择 避雷器应按下列条件选择：（1） 型式：选择避雷器型式时，应考虑被保护电

50、器的绝缘水平和使用特点，按下表选择： 表6.1 避雷器型式参考型号型式应用范围fs配电用普通阀型10kv以下配电系统、电缆终端盒fz电站用普通阀型 3-220kv发电厂、变电所配电装置fcz电站用磁吹阀型 330kv及需要限制操作的220kv以及以下配电 某些变压器中性点fcd旋转电机用磁吹阀型 用于旋转电机、屋内（2）额定电压：避雷器的额定电压应与系统额定电压一致。（3）灭弧电压：按照使用情况，校验避雷器安装地点可能出现的最大导线对地电压，是否等于或小于避雷器的最大容许电压（灭弧电压）。(4)工频放电电压ugf：在中性点绝缘或经阻抗接地的电网中，工频放电电压一般大于最大运行相电压的3.5倍。在中性点直接接地的电网中，工频放电电压应大于最大运行相电压的3倍。工频放电电压应大于灭弧电压的1.8倍。 (5)冲击放电电压和残压：一般国产阀式避雷器的保护特性与各种电器的具有均可配合，故此项校验从略。