凝汽式火电厂一次部分设计

1、电气工程基础课程设计题 目凝气式火电厂一次部分设计学院名称2011年6月15日设计任务书一凝汽式式火电厂一次部分课程设计1原始资料1. 1发电厂建设规模1.1.1类型:凝汽式火电厂1. 1. 2最终容量、机组的型式和参数：2x200mw + 2x300mw、年利用小时 数：6000h/a1. 2电力系统与本厂的连接情况1. 2. 1电厂在电力系统中的作用与地位：区域电厂1.2.2发电厂联入系统的电压等级：220kv1.2.3电力系统总装机容量:14000mw,短路容量:12000mva1.2.4发电厂在系统中所处的位置、供电示意图1. 3电力负荷水平:1.3. 1 220kv电压等级：架空线1

2、0回，i级负荷，最大输送1000mw, tmax = 5000h/a1.3.2 110kv电压等级：架空线8冋，i级负荷，最大输送180mw, tmax=4500h/a1.3.3 穿越本厂功率为50mvao1.3.4厂用电率：8%1.4环境条件1.4. 1当地年最高温40°c,最低温一6c,最热月平均最高温度28°c,最热刀平均最低温度24°c1.4.2当地海拔高度为50m1.4.3气象条件无其它特殊要求。2. 设计任务2.1发电厂电气主接线设计2.2厂用屯设计2.3短路电流的计算2.4主耍电气设备的选择2.5配电装置3. 设计成果3. 1设计说明书、计算书一份3

3、.2图纸一张设计任务书 摘要言1系统与负荷资料分析22电气主接线32. 1主接线方案的选择32.2 变压器的选择与计算72 . 3厂用电接线方式的选择113短路电流的计算1 43 . 1短路计算的一般规则143.2短路电流的计算153.3短路电流计算表174电气设备的选择 1 84.1电气设备选择的一般规则 1 84.2电气选择的条件184.3电气设备的选择2 04.4电气设备选择的结果表245配电装置2 65.1配电装置选择的一般原则2 652配电装置的选择及依据 275.3主接线屮设备配置的一般原则28结束语 31参考文献 32附录i :短路计算33附录ii ：电气设备的校验36附录3：设

4、计总图摘要由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能主产与消费系统。它的 功能是将口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 及配屯系统将屯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 耍环节。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，而在我国电源结构小火电设备容量占总装机容量的75%。本文是对配有4台 300mw发电机的大型火电厂一次部分的初步设计，主要完成了电

5、气主接线的设 计。包描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；并作了变压器保护。关键词：发电厂；变压器；电力系统；继电保护；电气设备。引言经济要发展，电力需先行。进入21世纪，随着我国“十一五”计划的进行和“西部大开发”战略的实施,我国的电力建设事业将出现一个大发展的新局面， 为了适应这一新形势的要求，国家着重发展火电、水电、核电，高质量的电力资 源和口j靠的供电水平是衡量电力行业发展的指标，电力行业是国民经济发展的基 础和关键，所以电力的发展必须与吋俱进。在理论学习的基础上，为了进一步加深

6、对知识的掌握和理解，进行了本次 课程设计。本设计是针对地区变电站的要求来进行配置的，它主耍包括了四大部 分：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。 其中主要部分为短路电流的计算和电气设备的选择，从不同的短路点进行分析和 计算，不同的短路参数选择不同种类设备，并进行理论分析，在理论上证实变电 站实际可行性，达到设计要求，做好预先设计工作对工程建设的工期、质量、投 资，以及建成投产后的运行安全可靠性和生产的综合经济效益，起着重要的决定 性作用。本设计多处采用简明扼要、一目了然的表格形式及涉及到的屯路图，同时 采用我国发电厂技术方面的最新标准规范和技术材料，在此次设计过程

7、屮得到了 很多同学的热情指导和帮助，还有徐祖华老师耐心的讲解，他们提出了不少宝贵 意见，在此对他们表示衷心的感谢！限于本人的水平，木设计中难免有错误和不足z处，热诚希望读者和同仁批评指 正，本人不胜感激。1系统与负荷资料分析设计电厂为大型凝气式火电厂，其容量为2x300+2x300=1200mw,其最大单机容量为300mw,具有大型容量的规模、大型机的特点。当电厂全部机组投入运 行后，将占电力系统总容量的1200/140008. 57%,而电力系统的检修备用容量 为8%15%和事故备用容量为10%,说明该厂在未來电力系统中的作用和地位至 关重要。从年利用小吋看，该厂年利用小吋数位6000h/a

8、>5000h/a,又为火电厂, 在电力系统中将主要承担基荷，因此，该厂主接线要求有较高的可靠性；从负荷 特点及电压等级可知，该厂具冇llokv和220kv两级电压负荷。llokv具冇8回 架空线路，承担一级负荷，最大的输送功率为180mw,最大年利用小时数为 4300h/a,说明对其可靠性冇一定的要求，拟采用双母线接线形式；220kv电压等 级有10回架空线路，承担一级负荷，最大输送功率为1000mw,最大年利用小吋 数为5000h/a,送出本场最大可能的电力为1000-1000x8%二920mw,其可靠性要求 较高，为保证检修出线断路器不致对该回路断电，所以也拟釆用双母线接线形式。另外

9、，因此次为2x300+2x300的凝气式火电厂，故需要用到4台300mw 发电机，故结合设计手册分别选出选合适的电机，电机类型如下。300mw 的发电机：qfs-300-2所选发电机的主要参数如表1. 1表1.1发电机的主耍参数发电机型 号额定容量 (mw)功率因数额定电压 (kv)额定电流(a)xd(%)qfs-300-23000. 85181132016. 72电气主接线设计2.1主接线方案的选择2.1.1主接线方案的选择依据电气主接线是发电厂和变电所电气部分的主体，它反映各设备的作用、连接 方式和回路的相互关系。所以，由相关文献可知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，

10、继电保护、口动装置和控制方式的确定，对电力系 统的安全、经济运行起着决定的作用。概括地说包括以下三个方而：可靠性衡量可靠性的指标，一般是根据主接型式及主要设备操作的可能方式，按一 定规律算出“不允许”事件发生地规律，停运的持续时间期望值等指标，对几种 主接型式中择优。可靠安全是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基木要求。 它可以从以下儿方面考虑： 发电厂或者变电所在电力系统屮的地位和作用; 发电厂和变电所接入电力系统的方式； 发电厂和变电所的运行方式及负荷性质； 设备的可靠性程度直接影响着主接线的可靠性； 长期实践运行经验的积累是提高可靠性的重要条件。灵活性主接线应满足在调度、检修

11、及扩建时的灵活性。 调度时，应操作方便的基本要求，既能灵活的投入或切除某些机组、变 器或线路，调配电源和负荷，又能满足系统在事故运行方式、检修运行方式及特 殊运行方式下的调度要求； 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。在不影响连续供电或停 电吋间最短的情况下，投入新装机组、变压器或线路而不互相干扰，并且对一次 和二次部分的改建工作量最少。经济性主接线应在满足可靠性和灵活性的前提卜作到经济合理。一般从以下几方面 考虑。 投资省； 占地面积少； 电能损耗少。对于主接型式的具体选择可以根

12、据dl5000-2000火力发电厂设计技术规 程综合发电厂的具体要求确定。在此设计中可以参考一下相关规定：(1) 发电机电压母线可采用双母线或双母线分段的接线方式。为了限制短路 电流，可在母线分段冋路中安装电抗器。如不满足要求，可在发电机或主变压器 回路中装设分裂电抗器，也可在直配线上安装电抗器。(2) 容量为200300mw的发电机与双绕组变压器为单元连接时，在发电机与 变压器之间不应装设断路器、负荷开关或隔离开关，但应有可拆连接点。(3) 采用单母线或双母线的110220rv配电装置，当断路器为少油型或压缩 空气型时，除断路器有条件停电检修外，应设置旁路设施；当220rv出线在4 m 及以

13、上、110kv出线在6回及以上时，宜采用带专用旁路断路器的旁路母线。当 断路器为六氟化硫(sf6)型时，可根据系统、设备、布置等具体情况，冇条件时 可不设旁路设施；当需要设置旁路设施，且220kvtb线在6回及以上、llokv出 线在8冋及以上时，可采用带专用旁路断路器的旁路母线。2.1.2各电压等级接线方案的拟定根据对原始资料的分析，将各电压等级可能采用的较好的方案列出。进行优 化组合，得出最佳的方案。(1) 110kv电压等级：出线为8回，i级负荷，最大输送180mw,为实现不 停电检修出现断路器，可采用单母分段带旁路或双母接线形式。且由于110kv 侧的最大负荷为180mw,其全年平均负

14、荷为180x4300/ (365x24) =88. 35mw, 不管接的是300mw还是200mw,其容量均远大于180mw和其年平均负荷82. 19mw, 若当联络变压器出现故障，将造成发电机大量积压容量，可能引起发电机甩荷现 象，选择主变压器也困难，因此110kv侧不接发电机，通过两台联络变压器从 22kv侧输送功率。(2) 220kv电压等级：出线为10冋，承担一级负荷，根据手册可知，为使 其检修出现断路器时不停电，可采用双母带旁路接线形式，以保证供电的可靠性。 但根据现实的实际应用情况，双母带旁路占地而积大，经济性差，因此常用双母 线接线方式。又四台发电机均接在220kv电压母线上，根

15、据一次侧设计手册可知, 容量在200mw及以上的人机组一般采用与双绕组变压器组成单元接线而不与三 绕组变压器组成单-元接线。发电机到变压器采用分相封闭母线相连，这样既节省 了断路器的费用，乂能限制短路电流，提高了安全性。2.1.3主接线方案的拟定根据方案选择的依据及电压等级接线方案的分析，先拟定以卜几种主接线方案。方案一四台发电机全部通过双绕组变压器组成单-元接线连接在220kv母线 上，发电机出口到变压器采用分和封闭母线。220kv电压等级采用双母线接线形 式（冇专用旁路断路器）,110kv电压等级采用单母分段带旁路接线形式，分段 断路器兼作旁路断路器；220kv电压母线和110kv电压母线

16、z间设有两台联络变 压器;通过这两台联络变压器曲220kv电压母线给110kv侧负荷供电，如图2. 1 所示。图2. 1方案一主接线图方案二 四台发电机同样通过双绕组变压器组成单元接线，和220kv母线相 连，发电机出口到变压器釆用分相封闭母线。220kv电压等级采用双母线接线形 式，也采用专用旁路断路器的接线方式，110kv电压等级采用双母线接线形式， 冇专用旁路断路器；220kv电压母线和110kv电压母线之间设冇两台联络变压器; 通过这两台联络变压器由220kv电压母线给110kv侧负荷供电，如图2. 2所示。图2. 2方案二主接线图2.1.4主接线方案的比较和选择总结两种主接线方式如表

17、2. 1表2. 1主接线方案电压等级方案i方案ii110kv单母分段带旁路双母接线220kv双母接线双母接线两种接线方式的比较如表2. 2农2. 2主接线方案比较弋案 项爪方案1方案ii可靠性 当一段母线发生故障，分段断路器 自动将故障段切除，保证正常段母线 不间断供电和不致使重要用户停电。 两台联络变压器还满足本厂的厂备 用和启动电源的要求。 供电可靠。通过两组母线隔离开 关的倒换操作，可以轮流检修一组 母线而不致使供电中断 联络变压器起了联络和厂备用 的作用。灵活性 llokv侧相对单一，灵活性差 相应的保护装置相对简单。 多种运行式。 调度灵活，但相应的保护装置较 复杂。 易于扩建和实现

18、自动化。经相对投资少、设备数量少，年费用济低。投资高、设备数量多，年费用人。性和对占地面积少。通过比较可知，两种方案中方案二是最优方案，所以选择方案二作为该凝汽式火电厂的主接线方案。2. 2变压器的选择与计算2. 2.1主变压器容量的确定原则(1) 连接在发电机电压母线与系统z间的主变压器的容量，应考虑以下因素: 发电机全部投入运行时，在满足发电机电压供电的h最小负荷，并扣除厂 用负荷后，主变压器应能将发电机电压母线的剩余有功和无功容量送入系统。 接在发电机电压母线上的最大一台机组检修或故障时，主变压器应能从电 力系统倒送功率，保证发电机电压母线上最大负荷的需耍。 若发电机电压母线上接有两台或

19、以上的主变压器时，当其中容量最大的一 台因故退出运行时，其它主变压器在允许止常过负荷范围内，应能输送母线剩余 功率的70%以上。 在电力市场环境下，主变压器应具有从系统倒送功率的能力，以满足发电 机电压母线上最大负荷的要求。(2) 主变压器型式的选择原则 相数的确定容量为300mw及以下机组单元连接的主变压器和330kv及以下电力系统中， 一般都应选用三相变压器。若受到限制吋，则宜选用两台小容量的三相变压器取 代一台大容量三相变压器，或者选用单和变压器。 绕组数和结构的确定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，但三绕 组变压器的每个绕组的通过容量应达到该变压器额定容量

20、的15%以上。对于最大 机组为200mw以上的发电厂，一般以采用双绕组变压器加联络变压器更为合理。 其联络变压器宜选用三绕组变压器。 绕组接线组别的确定变压器三相绕组的接线组别必须和系统的相位一致，否则，不能并列运行。 我国110kv及以上电压，变压器三相绕组都采用“yw连接，35kv采用“y”连 接，其中性点多通过消弧线圈接地，35kv以下高压电压，变压器三相绕组都采 用“d”连接。 变压器型号的表示方法：特殊环境代号电压等级(kv)额定容量代(kva)设计序号产品代号变压器产詁代号含义:s三相f风冷却装置p强迫油循环s三绕组根据以上绕组连接方式的原则，主变压器接线组别一般都采用yn, dl

21、l常规接线。(3) 主变压器的选择:根据主接线图将2台300mw和2台300mw的发电机都接在220kv侧，容量可 通过联络变压器传送110kv侧。和发电机相连的主变压器容量计算公式为:s二（p（；p 厂）x （1+10%） /cosy则根据公式和300mw发电机相连的主变压器容量为：stb 2=(300-300x8%) xi. 1/0. 85=357. 17mw故与300mw发电机相连的主变压器选择的容量为360mw变压器的型号为 sfp7-360000/220,其参数见表 2. 3。2. 2. 2连接两种升高电压母线的联络变压器容量的确定原则(1) 联络变压器容量应能满足两种电压网络在各种

22、不同运行方式下，网络间 的有功功率和无功功率的交换。(2) 联络变压器容量一般不应小于接在两种电压母线上最人一台机组的容 量，以保证最大一台机组故障或检修，通过联络变压器来满足木侧负荷的要求，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。(3) 联络变压器为了布置和引线方便，通常只选一台，最多不超过两台。在 屮性点接地方式允许条件下，以选自耦变压器为宜。其第三绕组，及低压绕组兼 作厂用备用电源或引接无功补偿装置。但该发电厂的110kv电压级靠联络变压器来捉供电源，功率主要从220kv 的高压侧输送到110kv的中压侧，用门耦的变压器所需的公共容量太大。因为 110kv电压

23、级的口j靠性要求也比较高，且200mw及以上机组，-般采用两台联络 变压器，所以，该电厂也用了两台。且采用y-y-连接方式，满足相位条件。 根据原则，可得容量为：st二pg/cos/ =300/0. 85=352. 94mw所以用两台吋，每一台是总容量的一半，即st5, 6二176. 47mw,选标准的是180mw。 根据以上分析，选得0sfps7-180000/220,其参数见表2. 4。2. 2. 3厂用变压器的选择厂用电分别从4台300mw的发电机取得电源，所以，需要4台；在联络变压 器的选型当屮，低压侧电压是18kv,所以也需耍两台变压器。本设计采用厂用 电母线分段形接线，以提高可靠性

24、，也使调配灵活。所以，发电机电压级的变压 器采用分裂绕组，两低压侧分别接到两段母线上，达到相互备用的效果，而联络 变压器的备用也分别接到两公用母线上。由手册可知,容量为100mw"300mw的发电机,厂用电电压等级为6kv,故200mw 机组的发电厂厂用电15. 75/6. 3/6. 3, 300mw机组的发电厂厂用电一般采用6kv, 所以发电机电压级的变压器要用18/6. 3/6. 3,而联络变压器低压侧用18/6. 3。 300mw发屯机旁的厂用变压器容量是：sn. 8=1. 1xpgx8%/cos=1. lx300x8%/0. 85= 31.06 mw选用接近此容量的标准容量为

25、31. 5mwo联络变压器低压侧的厂用备用变压器容量应该满足厂用电,所以其容量取 31.5mw。根据以上分析，发电级电压级厂用电变压器选为，联络变压器低压侧选 为，其具体参数见表2. 5和表2. 6。表2.3主变压器的参数产品型号额定容 量(kv a)联结组 标号额定电压(kv)短路阻 抗(%)空载电 流 (%)损耗(kw)高压低压空载负载sfp7-360360000yn,220 ±21814.30. 28190860000/220dllx2. 5%表2.4联络变压器的参数产品型号额定容量(kv a)联结 组标号额定电压(kv)短路阻抗()损耗(kw)高 压中 压低压高-p中 低高低

26、空载负载osfps7-180000/220180000/90000/180000yn,ao,dll242 ±2x2.5%121188121214141895105430515表2. 5厂川变压器的参数产品型号额定容量 (kv a)联结 组标号额定电压(kv)短路 阻 抗 (%)空载 电 流()损耗(kw)高压低压空载负载sffl-315000/15.75315000/2000020000d,d0-d018±2x2.5%6.3-6316.628.0150.0表2.6厂备用变压器的参数产品型号额定容量(kv a)联结组标号额定电压(kv)短路 阻 抗()空载'u 流 (

27、%)损耗(kw)高圧低压空载负载sff7-315000/15.75315000/20000-20000d,d0-d018±2x2.5%6.3-6.313.529.8160.023厂用电接线方式的选择发电厂在启动、运转、停役、检修过程屮，冇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、气轮机或水轮机、发电机等)和输煤、碎煤、 除灰、除尘及水处理的正常运行。这些屯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。2. 2. 1厂用电电压等级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、

28、经济运行等诸方面因素，经技术、经济比较后确定。查找 手册可知：(1) 容量60mw及以下、发电机电压10. 5kv时，可采用3kv。(2) 容量 100mw300mw,宜用 6kv。(3) 容量在300mw以上，当技术经济合理吋，可采用3kv和10kv两段电压。2. 2. 2厂用电设计原则(1) 接线要求 各机组的厂用电系统应是独立的。特别是200mw及以上机组，应做到这一 点。一台机组的故障停运或者其辅助机的电气故障，不应影响到另一台机组的正 常运行。并能在短时内恢复本机组的运行。 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。 充分考虑发屯厂正常、事故、检修、启动等运行方式下的

29、供电要求，尽可 能地使切换操作简便，启动(备用)电源能在短吋内投入。 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，也便于过渡，尽量减少改变接线和更换设置。200mw 及以上机组应设置足够容量的交流事故保安电源。当全厂停电时，可以快速启动 和自动投入，向保安负荷供电。 200mw及以上机组应设置足够容量的交流事故保安电源。当全厂停电吋，可以快速启动和自动投入向保安负荷供电。(2) 设计原则厂用电的设计原则与主接线的设计原则基本相同，主要冇： 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。 接线应灵活的适应正常、事故、检修等各种运行方式的

30、要求。 厂用电源的对应供电性。 设计还应适当注意其经济性和发展的可能性并积极慎重的采用新技术、新 设备，使厂用电接线具有可行性和先进性。 在设计厂用电接线吋，还应对厂用电的电压等级、屮性点接地方式、厂用 电源及其引线和厂用电接线形式等问题，进行分析和论证。另外由于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。(3) 厂用电源发电厂的厂用电源，必须供电可靠，冃能满足各种工作要求，除应满足具 有止常的工作电

31、源外，还应设置备用电源、启动电源和事故保安电源。一般电厂 中，都以启动电源兼作备用电源。根据以上设计原则，每台发电机从各单元机组的变压器低压侧接引一台高压 工作厂用变压器作为6kv厂用电系统的工作电源。为了能限制厂用电系统的短路 电流，以便是6kv系统能采用轻型断路器，并能保证电动机自启动时母线电压水 平和满足厂用电缆截面等技术经济指标要求，高压工作厂用变压器选用分裂变压 器，其低压分裂绕组分别供6kv两个分段厂用母线。为满足机组启动时厂用电供电和作为高压工作变压器的备用，每两台机组 配备一台启动备用变压器。启动备用变压器电源引自升高电压母线，采用明备用 方式。厂用电接线图如图2. 3所示：图

32、2. 3厂用电接线图用3短路电流的计3. 1短路计算的一般规则3.1.1短路电流计算的目的在发电厂和变屯所电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其计 算的口的的主要有以下几个方面：(1) 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 耍采用限制短路电流的措施，均需进行必要的短路电流计算。(2) 在选择电气设备时，为了保证设备在止常运行和故障状况下都能安全、 可靠的工作。同时又力求节约资金，这就需要按短路情况进行全面校验。(3) 在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线相间和相对地安 全距离。(4) 在选择继电保护方式和进行整定计算，需以各种短路时的短路电流为依

33、 据。(5) 接地装置的设计，也需用短路电流。3.1.2短路计算的一般规则 短路电流计算的一般规定：(1) 验算导体和电器动稳定、热稳定以及屯器开断电流所用的短路屯流， 应按木工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划确定短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅 在切换过程屮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，对不带电抗器冋路的计算短路点，应选择在正常 接线方式时短路电流为最大的地点。对带电抗器的610kv出线与厂用分支回路，

34、除其母线与母线隔离开关z间 隔板前的引线和套管的计算短路点应选择在电抗器前外，其它导体和电器的计 算短路点一般选择在电抗器后o(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及自耦变压器等冋路中 的单相、两相接地短路较三短路严重时，则应按严重情况计算。3.1.3短路电流的计算中，常采用以下假设(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) 系统屮的同步和异步电机均为理想电机，不考虑电机磁饱和、磁滞、 涡流及导休集肤效应等影响，转子结构完全对称，

35、定子三和绕组空间位置相差为 120°电气角度。(5) 电力系统中各元件的磁路不饱和，以孙带铁芯的电气设备电抗值不随 屯流大小发生变化。(6) 电力系统屮所有电源都在额定负荷下运行，其屮50%负荷援在高压母线 上，50%负荷接在系统侧(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(9) 不考虑短路点的电流阻抗和变压器的励磁电流(10) 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(11) 输电线路的电容略去不计3. 2短路电流的计算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

36、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。短路电流计算的口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 选择和整定计算捉供依据。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，110kv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。短路电流计算的结果如表 3. 1所示，详细

37、计算过程见附录i。3. 3短路电流计算表农3.1短路计算结果寻ss cn 寸s e 6cn66us£z6os elg寸jq en6611e6卜gs00cnl£cn66z6r-s e o卜 o 寸寸 寸66usoc00卜g66 © 廿lg66us6尊r*oo00lt<g¥£&m cm&69 rs9o 寸 o尊 o¥s cie66 (n 4ri69&9o ! * 寸 o尊 o04ws苫 us 4 4eq69&9o 寸 o尊o耳r4cn ow00s&69&9! *6 og o同04ge&

38、amp;e6oo&69&96 oo oen en1&(n9評 4cm o尊cn窝cng o9 o04 o0.0157cm&e60.08130帜鄴竝離c4o dm寸o o ed oe寸d o鞘曲i立g o壊噩w和骊-tf 出(kv)111155壊崔抵嘛wa4电气设备的选择4. 1电气设备选择的一般规则应能满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发 展;应按当地环境条件校核；应力求技术先进和经济合理；与整个工程的建设标准应协调一致；同类设备应尽量减少品种；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甜吋，

39、应经过上级批准。4. 2电气设备选择的条件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，选择合适的电气设备。尽管电力系统中齐种电气设备的作用和工作条件并不一样，貝体选择方法也 不完全相同，但对它们的基本要求却是一致的。电气设备要能口j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。按正常工作条件选择电气设备 额定电压和最高工作电压所选用的电气设备允许最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压，即ualm 鼻 usm °通常，规

40、定一般电气设备允许的最高工作电压为设备额定电压的1. 11. 15 倍，而电气设备所在电网的运行电压波动，一般不超过电网额定电压的1.15倍。 因此，在选择电气设备时，一般可按照电气设备的额定电压从不低丁装置地点 电网额定电压叽的条件选择，即 额定电流电气设备的额定电流in是指在额定周围环境温度（）。卜，电气设备的长期 允许屯流h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 即由于发电机、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啖为发电机、调相机或变压器的额定电流的105倍；若变压器冇过负 荷运行可能时，i甸应按过负荷确定；母联断路器回路一般可取母线上最大一台

41、 发电机或变压器的tmax；母线分段电抗器的t观应为母线上最大一台发电机跳闸 吋，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%； ib 线冋路的i环除考虑正常负荷电流外，还应考虑事故时由其他冋路转移过来的负此外，还与电气设备的装置地点、使用条件、检修和运行等要求，对电气 设备进行种类和形式的选择。 按当地环境条件校核在选择电气设备时，还应考虑电气设备安装地点的环境（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 条件超过一般电气设备使用条件时，应采取措施。我国目而生产的电气设备使用 的额定环境温度 0o=+4o°c,如周

42、围环境温度高于+ 40°c （但w + 60°c）时, 其允许电流一般可按每增高1°c,额定电流减少1.8%进行修正，当环境温度低 于+ 40°c时，环境温度每降低1°c,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%。按短路情况校验短路热稳定校验短路电流通过电气设备时，电气设备各部分的温度应不超 过允许值。满足热稳定的条件为l21 k 式中qk短路电流产生的热效应lu t电气设备允许通过的热稳定电流和时间。电动力稳定校验屯动力稳定是电气设备承受短路电流机械效应的能力，亦称动稳定。满足动稳定条件为:i esi sh式中i sh

43、短路冲击电流有效值;i cs电气设备允许的动稳定电流的有效值;4. 3电气设备的选择 4. 3.1高压熔断器的选择(qf)(1) 断路器的种类和形式的选择因为110kv侧有12冋出线，220kv侧有6冋出线，所以接入110kv,220kv 侧的高压断路器应选择sf(，断路器。额定电压的选择110kv 侧 un=uns=1.1x110kv=121kv220kv 侧 un= uns =1.1 ><220kv=242kv额定电流的选择为简化选择的复朵性，用双绕组回路上最大的额定电流作为所选断路器的额 定电流值。300mw发电机双绕组回路：110kv 侧 ln>lmax=l.05x3

44、00/( a/3 x 110x0.85)=l .945ka220kv 侧 innibwi.05x300/(馆 x220x0.85)=0.973ka由上述计算可知，以300mw发电机双绕组冋路的额定电流作为断路器的额 定电流。开断电流的选择高压断路器的额定开断电流口不应小于实际开断瞬间的短路屯流周期分量i.,为了简化计算可应用此暂态电流r进行选择，即i皈110kv 狈ij inbl>r-9.49ka220kv 侧 inbl>r!=25.07ka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inci不应小于 短路电流最大冲击值ish，即lncl>isho

45、110kv 侧 inci>ish=24.87ka220kv 侧 lnd>ish=65.66ka热稳定校验取tk(短路切除时间)=4so110 kv 1二9. 49ka, i2=9. 57, i 产9. 57周期分量热效应 qpl (严+ 101/+ i42)xtk/12=365. 83 (ka)2 - st>0. is不计非周期分量qk =qpt220 kv 1二25. 07ka, i2=22. 46, i 产22. 66周期分量热效应 qk =qpt=(z"2+10 i22+ i42)xtk/12=2062. 17(ka)2 s动稳定校验ies nish110 k

46、v ics >24.87ka220 kv ie$ >65.66ka根据选择原则和计算的值，选择断路器和隔离开关，结果填入表4.14.2。4. 3. 2隔离开关的选择隔离开关是高压开关的一种，因为没有专门的灭弧装置，所以不能切断负荷 屯流和短路电流。但是它冇明显的断开点，可以冇效的隔离电源，通常与断路器 配合使用。隔离开关型式的选择，其技术条件与断路器相同，应根拯配电装置的布置特 点和使用要求等因素进行综合的技术经济比较，然后确定。其选择的技术条件与 断路器选择的技术条件相同。所以根据上述断路器相关参数的计算，选择出相应 的隔离开关，结果填入表4. 34. 44. 3. 3电流互感器

47、的选择电流互感器的选择和配置应按下列条件：(1) 形式的选择：根据安装的地点及使用条件，选择电流互感器的绝缘结构、 安装方式、一次绕组匝数等。对于6-20kv屋内配电装置，可采用瓷绝缘结构和树脂浇注绝缘结构的电流 互感器。对于35kv及以上配电装置，一般采用油浸式瓷箱式绝缘结构的独立式流互感器。有条件时，应尽量采用套管式电流互感器。选用母线式互感器时，应 该校核其窗口允许穿过的母线尺寸。(2) 额定电压：电流互感器一次回路额定电压不应低于安装地点的电网额定 电压,b|j： u&ue(3) 额定电流：电流互感器一次回路额定电流不应小于所在回路的最大持续 工作电流，即：lie >ig

48、max(4) 准确等级:要先知道电流互感器二次回路所接测量仪表的类型及对准确等 级的要求，并按准确等级要求高的表计来选择。(5) 二次负荷的效验:互感器按选定准确级所规定的额定容量s2n应大于或等 二次侧所接负荷，即 s2&s2其中s2 =i2ez2s2e=i2ez2z2=rv+rf+rd+re式中，rv. rf分别为二次侧凹路屮所接仪表和继电器的电流线圈电阻(忽略电抗); re为接触电阻，一般可取0. 1 q； rd为连接导线电阻。(6) 热稳定：屯流互感器热稳定能力常以is允许通过的热稳定屯流tt或一次 额定电流i1n的倍数kt来表示,热稳定校验式为:(krile)2 mi% 式中

49、j为电 流互感器一次侧额定电流，k为电流互感器的is热稳定倍数，kr=ir/ile,由制 造厂家提供。(7) 动稳定：内部动稳定校验式为：iesish 或 42ilnkex > isfl式ties、kes是电流互感器的动稳定电流及动稳定电流倍数，有制造厂提供。 外部动稳定校验式为：fy鼻fmaxfmax=1.73x 10-7/v/t7式中fy作用于电流互感器瓷帽端部的允许力，有制造厂提供；l一电流互感器出现端至最近的一个母线支柱绝缘子z间的跨距； a相间距离；器件选择结果记入表4. 54. 3. 4电压互感器的选择电压互感器的选择和配置应按卜列条件：(1) 形式的选择：6-20kv屋内互

50、感器的型式应根据使用条件可以采用树脂 胶主绝缘结构的电压互感器；35kv-110kv配电装置一般采用油浸式结构的电压 互感器；220kv级以上的配电装置，当容量和准确等级满足要求，一般采用电容 式电压互器。在需要检查和监视一次回路单项接地时，应选用三项五柱式电压互 感器或具有第三绕组的单项电压互感器。(2) 额定电压的选择：一次绕组额定电压应满足：1. lule>ul>0. 9ule ,其中u1为电网电压，ule为一次绕组电压选择二次绕组额定电压时及接成开口三角形的辅助绕组额定电压时，应满足 测量仪表及继电器保护的要求。通常当一次侧绕组接丁-电网线电压z间时，二次 绕组额定电压选为

51、100v,当一次侧绕组接于电网相电压之间时，二次绕组额定 电压选为100v3vo当电网为中性点直接接地系统时，辅助绕组电压选为100v； 当电网为中性点直接接地系统时，辅助绕组电压选为100/3vo(3) 准确等级:所选电压互感器的准确级，不得低于其二次测量仪器。冇如下 原则作参考：接于发电机、变压器、调相机、厂用馈线、出线等冋路屮的电度表, 共所有计算的电度表，其准确等级要求为0. 5级。供监视估算电能的电度表，功 率表和电压继电器等，其准确等级，要求一般为1级。用于估计被测量数值的标 记，如电压表等，其准确等级要求较低，耍求一般为3级即可。在电压互感器二 次回路，同一回路接冇几种不同型式和

52、用途的表计吋，应按要求准确等级高的仪 表，确定为电压互感器工作的最高准确度等级。(4) 二次负荷的校验电压互感器的最大一相二次负荷不超过与该准确级相应的一相额定容量，即 应满足条件s2maxs2e/3, s2max为电压互感器最大的一相二次负荷，s2e 为屯压互感器在所选标准等级下的额定容量。器件选择结果记入表4. 64. 4电气设备选择的结果表根据上述计算填写下列表格表4.1 110kv侧断路器选择11okv 侧计算值型号lw11-11ouns11 okvu、11 okvimax1. 945kain1. 63. 15kar9. 49ka【nbr31.5/40kaish24. 87kainci

53、80/100kaqi、365. 83 (ka)2 - si,2t402x3=4800(ka)2 stsh24. 87kales80/100ka表4. 2 220kv侧断路器选择220kv 侧计算值型号lw2-220uns220kv220kvi max0. 973kain2. 5karz25. 07kainbr31. 5kaish65. 66kainci80kaqk2062. 17 (ka)2 sl2t2976.75 (ka)2 sish65. 66kales80ka表4. 3 11okv隔离开关选择11 okv 侧计算值gw4-110duns11 okvu、11 okvi max1.945ka

54、、1.297kain2kaqk365. 83 (ka)2 si?t6400 (ka)2 sish24. 87kales100ka表4. 4 220kv隔离开关选择220kv 侧计算值gw7-200d(w)u"220kvux220kvimax0.973ka、0. 648kain1.0kaqk2062. 17 (ka)2 sit2t2976.75 (ka)2 sish65. 66kales80ka表4. 5电压互感器的选择表项目型号一次/kv二次 /kv剩余电 压绕组/v二次负 荷/va最大容 量/va准 确 级110kvjcc3-11ob110/v3100/v310030020000.5220kvjcc5-220220/巧100/v31003002