毕业设计91110

1、 LF热电2300MW发电厂电气部分设计摘 要随着我国经济发展，对电的需求也越来越大。电作为我国经济发展最重要的一种能源，主要是可以方便、高效地转换成其它能源形式。电力工业作为一种先进的生产力，是国民经济发展中最重要的基础能源产业。 热电厂由于客观事实不可能与大型发电厂在同等起路线上“竞价上网”的。热电厂装机容量受热负荷大小、性质等制约，机组规模要比目前火电厂的主力机组小很多。热电厂由于既发电又供热，锅炉容量大于同规模火电厂。热电厂必须比一般火电厂多增设锅炉容量以备用，水处理量也大。热电厂必须靠近热负荷中心，往往又是人口密集区的城镇中心，其用水、征地、拆迁、环保要求等均大大高于同容量火电厂，同

2、时还建热力管网。在发电的同时，还利用汽轮机的抽汽或排汽为用户供热的火电厂。该设计主要从理论上在电气主接线设计、短路电流计算、电气设备的选择、配电装置的布局、防雷设计、发电机、变压器等方面做详尽的论述，并与热力发电厂现行运行情况比较，同时，在保证设计可靠性的前提下，还要兼顾经济性和灵活性，通过计算论证热电厂实际设计的合理性与经济性。采用软件绘制了大量电气图和查阅相关书籍，进一步完善了设计。关键词：主接线设计；短路电流；配电装置；电气设备选择Subsystem Design On Electricity of LF Power Plant in 2300MWAbstract With the de

3、velopment of Chinese economy, the demand for electricity is also growing. As the economic development of our country s most important energy, is convenient, can be efficiently converted into other forms of energy. Power industry regards a kind of advanced productivity, it is the most important natio

4、nal economic development based on the energy industry. Thermal power plant due to objective facts not possible with large power plants in the same line bidding. Thermal power plant with an installed capacity of heating load size, nature of such constraints, unit scale than the power plant at present

5、 the main units of small lot. Thermal power plant due to both power and heating, boiler capacity greater than the same scale thermal power plant. Thermal power plant must be greater than the general power plant more than the addition of boiler capacity to spare, water treatment of large amount. Ther

6、mal power plant must be close to the hot load center, often is a densely populated area of the town center, its use of water, land acquisition, relocation, environmental protection requirements are considerably higher than the same capacity of thermal power plant, also built in thermal pipe network.

7、 In power at the same time, also use the turbine extraction steam or steam heating for users in thermal power plant. This design mainly from theory in electrical main wiring design, short-circuit current calculation, the choice of electrical equipment, power distribution equipment layout, mine desig

8、n, generator, transformer and other aspects in detail, and the current operation of thermal power plant, at the same time, in order to ensure the design reliability under the premise, but also take account of economic and flexibility, through the calculation of actual demonstration power plant desig

9、n rationality and economy of. Using software to draw a large number of electrical diagrams and refer to the relevant books, to further improve the design.Key words: main wiring design; short circuit current; distribution equipment; electrical equipment selection目录前言1第1章 绪论21.1热电厂的发展情况21.2山西临汾热电概况21.

10、3原始资料分析31.3.1原始资料31.3.2设计内容3第2章 热力发电厂的电气部分设计内容5第3章 电气主接线设计73.1电气主接线的基本要求73.2设计步骤73.3电气主接线分析73.4 对原始资料的分析83.5电气主接线方案的比较8第4章 厂用电的设计114.1厂用负荷分类114.2厂用电的电压等级114.3厂用电源及其引接方式11第5章 变压器的选择135.1主变压器的选择原则135.2 厂用变压器容量选择的基本原则135.3 确定变压器台数及容量13第6章 短路电流的计算156.1短路电流计算目的及规则156.2 短路等值电抗电路及其参数计算15第7章 电气设备的选择207.1 电气

11、设备选择的一般原则及短路校验207.2电气设备的整定计算217.2.1断路器的选择217.2.2隔离开关的选择237.2.3 母线的选择247.2.4 电缆的选择267.2.5电压互感器的选择267.2.6 电流互感器的选择277.2.7 避雷器的选择297.2.8接地开关的选择29第8章 配电装置318.1屋内配电装置318.2屋外配电装置32设计总结33参考资料34外文资料35中文翻译38 山西大学工程学院 LF热电2300MW发电厂电气部分设计前言 本设计充分应用和巩固所学专业知识，如发电厂电气部分、电力系统分析等，进行实际运算，加深我们在校期间所学知识的理解和掌握，提高我们分析计算的能

12、力，训练我们的综合运用能力和创造能力，为今后的工作和进一步学习打下坚实的基础。 发电厂是构成电力系统的重要环节，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行。本设计主要讲临汾热电厂电气设计，主要完成电气主接线设计、短路电流的计算、电气设备的选择和配电装置的选择等内容。 本设计由岑志刚老师指导，程丹、郝艳飞、郭建平、王东民、魏潇潇、张乐乐、王美懿、赵伟共同设计完成。 在设计过程中，岑志刚老师提供了大量的资料和有益的建议，对此表示衷心的感谢！ 郭建平 2012.5.20第1章 绪论1.1热电厂的发展情况电力工业是国民经济的重要部门之一，是一种将煤、石油、天然气、水能、核能、风能等一次能源转换成电能这个二

13、次能源的工业，作为国民经济的其他各部门的快速，稳定发展提供足够的动力，其发展水平反映了国家经济水平。近几年我国热电事业得到了迅速的发展。经过40多年来热电建设的经验积累，目前已 形成一条中最近国式的热电联产发展道路。1、热电厂的特点(1)最近几年热电厂的建设主要是在已有的工业区内搞热电联产，代替目前分散运行的小锅 炉。因而热负荷比较落实，资金易于筹集，建成后能较快的形成供热能力，发挥出较好的经 济效益。(2)热电厂的建设强调要服从城市总体规划和城市热力规划，并明确没有城市规划和热力规划不予审批，因而现在很多城市和县镇均编制有热力规划，将热电建设纳入长期发展计划。(3)热电建设中以区域热电厂为主

14、，也发展一个企业为主兼供周围企业的联片供热的热电厂 和企业纯自备热电厂，以发挥各自的优越性。(4)热电厂的建设已由电力部门独家建设，发展为电力部门、地方政府和各部门各企业共同 建设的兴旺发达局面。(5)建国初期甚至建国前建设的中低压凝汽电厂，随着城市的发展，这些电厂已处于城市的中心地带，而机组老旧煤耗高，纷纷改建为热电厂向城市供热，使老电厂恢复了生机。(6)随着城市供热规模的扩大，开始采用20、30万千瓦抽汽冷凝供热机组。这些高参数大容 量机组，在非采暖期与凝汽机组效率基本相同，在采暖期明显的节能，因而在热电联产集中、 供热中发挥巨大作用。2、现在热电联产已达到的水平到1993年底为止，我国热

15、电联产的情况：供热设备容量1550万千瓦年供热量81952.16万吉焦平均供热厂用电率6.73千瓦、时/吉焦供热标准煤耗率39.43千克/吉焦供热耗标煤3231.76万吨6000千瓦及以上供热机组总容量达1465万千瓦占同容量火电装机总容量的11.94%单机6000千瓦及以上供热机组共723台，这批供热机组按压力分：高压机组 215台 973.925万千瓦中压机组 508台 491.175万千瓦在运行的热电厂中，规模最大的为吉林热电厂，装机容量为85万千瓦。在北京、沈阳、吉林 、长春、郑州、秦皇岛和太原这些中心城市已有一批20万千瓦、30万千瓦大型抽汽冷凝两用 机组在运行。星罗棋布的热电厂不仅

16、在祖国的大江南北，长城内外迅速发展，就连黑河、海 拉尔、石河子和海南岛这些边疆城市也开花结果。区域热电厂也从城市的工业区，蔓延到了 乡镇的工业开发区。1.2山西临汾热电概况山西临汾热电有限公司位于临汾市尧都区金殿镇录井村，于2005年8月成立，由山西漳泽电力股份有限公司、山西海姿焦化有限公司和北京国宏华安能源投资有限公司分别按50%、45%、5%的比例共同出资组建。 临汾热电项目规划建设2300MW供热空冷发电机组，计划总投资31亿元人民币。一期1300MW机组工程项目于2006年底获国家发改委核准，二期1300MW机组工程项目正在核准中。 工程建设采用EPC方式，由山西省电力勘测设计院全面负

17、责工程建设管理工作。项目于2007年4月开始“四通一平”，同年12月18日浇注第一罐混凝土，正式开工建设。两台机组计划于2010年建成投产。 该项目建成投产后，可以利用当地丰富的电煤、洗中煤作为燃料，利用污水处理厂的中水作为生产水源，年发电量可达33亿度，供热面积1300万平方米，将有效缓解本地区的缺电局面，从根本上改善临汾市的大气环境、提高空气质量，促进城市集中供热，为地区环境保护和社会经济的和谐发展发挥重要作用，实现良好的经济效和社会效益。1.3原始资料分析1.3.1原始资料（1）发电厂建设规模类型：热电厂最终容量、机组的型式和参数:表1-1 300MW汽轮发电机的主要技术参数型号额定功率

18、（MW）额定电压 (KV)额定电流(A)功率因数()瞬变电抗（Xd%）同步电抗（Xd%）超瞬变电抗(Xd%)QFSN-300-230020101890.8531.93236.3515.58年利用小时数：6000h/年（2）电力系统与本厂的连接情况 a.电厂在电力系统中的作用于地位：地区电厂 b.发电机连入系统的电压等级：220kV c. 电力系统总装机容量：8000MW，短路容量：12000MVA （3）电力负荷水平 a.220kV电压等级：架空线2回,输送距离80，级负荷，最大输送,400MW，Tmax=5000h/a b.厂用电率：8%1.3.2设计内容（1)根据对原始资料的分析和本电厂的

19、性质及其在电力系统的地位，拟定本电厂的电气主接线方案，经过初步技术经济比较，确定推荐方案；（2)厂用电系统设计；（3)对推荐方案进行短路电流计算；a.原始资料；b.网络变换；c.三相对称短路电流计算；d.不对称短路电流计算；（4）对推荐方案进行电气主设备选择和载流导体选择；a.各电压等级断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器的选择和校验；b.各级电压母线、引线的选择和校验；（5）投资概算和方案的技术经济比较，最终确定设计方案；（6）绘制电气主接线图，编写初步设计说明书；（7）各级电压配电装置及总体布置设计；（8）发、变组保护原理设计，母线保护原理设计第2章 热力发电厂的电气部分设计内容热力发

20、电厂是一座发、变电设施。它通过磨煤机、锅炉、汽轮机等设备将化学能转变为机械能，再通过发电机将机械能转变为电能，并由升压变压器将发电机出口电压升高后，经输电线路将电能输送到用户或电网中。热力发电厂的电气设备可分为电气一次设备和电气二次设备。通常把生产、输送、分配电能的设备称为一次设备,包括:(1)生产和转换电能的设备:如发电机将机械能转变成电能，电动机将电能转变成机械能,变压器使电压升高或降低，以满足输配电需要。这些都是发电厂中最主要的设备； (2)接通或断开电路的开关电器:如断路器、隔离开关、熔断器、接触器之类,它们用于正常或事故时，将电路闭合或断开；(3)限制故障电流和防御过电压的电器:如避

21、雷器；(4)接地装置:无论是电力系统中性点的工作接地还是保护人身安全的保护接地，均采用金属接地体埋入地中(或连成接地网)； (5)载流导体:如母线、电缆等，它们按设计的要求，将有关电气设备连接起来。还有一些电气设备，是对上述设备进行测量、控制、监视和保护用的，称为二次设备，包括: （1)仪用互感器:如电压互感器和电流互感器，可将电路中的电压或电流降至较低的值，供给仪表和保护装置使用；(2)测量表计:如电压表、电流表、功率因数表等，用于测量电路中的参量值； (3)继电保护及自动装置:这些装置能迅速反映不正常情况并进行调节或作用于断路器跳闸，使故障切除；(4)直流设备:包括直流发电机组、蓄电池等，

22、供给保护和事故照明的直流用电。表示一次设备电气连接关系的高压电气回路称为一次回路,在热力发电厂电气部分设计中，一次回路的设计是主体，它是保证供电可靠性、经济性和电能质量的关键，并直接影响着电气部分的投资。同时，它与继电保护、自动装置和二次接线的设计有密切关系。当热力发电厂接入电网时，它对于电力系统运行的安全性、稳定性和经济性也将发生直接影响。一次回路设计需根据该地区的社会经济、动力资源、电网现状、电网远期规划、近区负荷和邻近电源情况进行。在设计中，必须严格遵守国家有关法律法规、方针政策，按照现行规程规范的要求进行。应积极慎重地推广国内外先进技术，因地制宜地采用新设备、新材料和新布置。必须从实际

23、出发，按照需要与可能、近期与远期相结合的原则，合理布局。电气一次部分设计，通常包括以下几个方面的内容:(1)发电厂与电网的连接:根据地方的电力系统规划设计及发电厂接入系统设计，确定本发电厂的送电地区、输电电压等级、出线回路数目、输电容量以及电网对本发电厂的运行方式、稳定措施等方面的要求；(2)电气主接线:论证、选定电气主接线； (3)厂用电系统:确定厂用电源的取得方式与厂用电电压等级，统计厂用电高低压负荷，选择高压、低压厂用变压器容量、台数，确定厂用电接线； (4)电气设备选择:计算短路电流，按照短路电流计算结果选择变压器、断路器、隔离开关和互感器等电气设备的型式、规格及有关技术参数；(5)设

24、备布置:包括主厂房内、外的电气设备平面布置和升压站布置；(6)过电压保护和接地:选定主厂房及电气设备的过电压保护方式、保护设备型式、规格及其布置位置，计算接地电阻及敷设接地装置等。第3章 电气主接线设计发电厂和变电所的电气主接线，是由高压电器设备通过连接线组成接受和分配电能的电路，也称为一次接线。它反映各设备的作用、连接方式和各回路间相互关系，从而构成发电厂或变电所电气部分的主体。电气主接线是保证出力、连续供电和电能质量的关键环节，它直接影响着配电装置的布置、继电保护的配置、自动装置和控制方式的选择，它必须满足工作可靠、调度灵活、运行检修方便且具有经济性和发展的可能性等基本要求。3.1电气主接

25、线的基本要求(1)保证必要的供电可靠性和电能质量安全可靠是电力生产的首要任务，停电不仅使发电厂造成损失，而且对国民经济各部门带来的损失将更严重，往往比少发电能的损失大几十倍，至于导致人身伤亡、设备损坏、产品报废、城市生活混乱等经济损失和政治影响，更是难以估量。因此，主接线的接线形式必须保证供电可靠。 (2)具有一定的灵活性和方便性主接线不仅正常运行时能安全可靠地供电，而且在系统故障或设备检修及故障时，也能适应调度的要求，并能灵活、简便、迅速地倒换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。(3)具有经济性在主接线设计时，在满足供电可靠的基础上，尽量使设备投资费和运行费为最少，注意节约占地面积和搬迁

26、费用，在可能和允许条件下应采取一次设计，分期投资、投产，尽快发挥经济效益。(4)具有发展和扩建的可能性在设计主接线时应留有余地，不仅要考虑最终接线的实现，同时还要兼顾到分期过渡接线的可能和施工的方便。3.2设计步骤电气主接线的一般设计步骤如下:(1)对设计依据和基础资料进行综合分析；(2)选择发电机台数和容量，拟定可能采用的主接线形式；(3)确定主变压器的台数和容量；(4)厂用电源的引接；(5)论证是否需要限制短路电流，并采取什么措施；(6)对选出来的方案进行技术和经济综合比较，确定最佳主接线方案。3.3电气主接线分析（1）单元接线其是无母线接线中最简单的形式，也是所有主接线基本形式中最简单的

27、一种，此种接线方法设备更多。本设计中机组容量为300MW，所以发电机出口采用封闭母线，为了减少断开点，可不装断路器。这种单元接线，避免了由于额定电流或短路电流过大，使得选择断路器时，受到制造条件或价格甚高等原因造成的困难。（2）单母线分段带专用旁路断路器的旁路母线接线优点：在正常工作时，旁路断路器以及各出线回路上的旁路隔离开关，都是断开的，旁路母线不带电，通常两侧的开关处于合闸状态，检修时两两互为热备用；检修QF时，可不停电；可靠性高，运行操作方便。缺点：增加了一台旁路断路器的投资。（3）单母分段线分段断路器兼作旁路断路器的接线优点：可以减少设备，节省投资；同样可靠性高，运行操作方便；（4）双

28、母线接线优点：依手册，该接线适用于220kv配电装置的出线回路数为5回以上时；或220kv配电装置在系统中居重要地位，出线回路数为4回及以上时，双母线可选。供电可靠，调度方式比较灵活，扩建方便，便于试验。缺点：由于220KV电压等级容量大，停电影响范围广，双母线接线方式有一定局限性，而且操作较复杂，对运行人员要求高。（5）双母线带旁路母线的接线优点：依据手册可知，220kv线路输送功率较多，送电距离较远，停电影响较大，并且220kv少油断路器平均每台每年检修时间约需5天及7天，停电时间较长，一般须摄旁路母线或旁路隔离开关。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

29、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。3.4 对原始资料的分析从原始资料可以知道，本电厂属于地区性热力发电厂，有两台300MW的发电机组成，该电厂的发电容量除了本厂厂用电后剩余的电力向系统供电。因此，本电厂在系统中有重要作用。电厂是否安全、可靠运行直接影响该地区的经济效益，可见该电厂的重要性。3.5电气主接线方案的比较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首要环节。主接线的确定对电力系统整体如发电厂、变电所本身运行的可靠性、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影响。因此，必须正确处理好各

30、方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案。据原始资料可知：220kv出线为两回，主变进线两回，厂备用变两回，进出线共计六回。按电力工程电气设计手册中第二章（电气主接线）对主接线的基本要求为：安全性、可靠性、灵活性、经济性。方案一：双母线接线双母线的两组母线同时工作，并通过母线联络断路器并联运行，电源与负荷平均分配在两组母线上。由于母线继电保护的要求，一般某一回路固定与某一组母线连接，以固定连接的方式运行。 图3-1方案一第二种方案是：由方案一，我们很容易想到220kv侧采用双母线分段接线，充分保证供电的可靠性。如图3-2所示:图3-2 方案二现对这两个方案进行综合

31、比较：如表3-1表3-1 方案比较方案性能方案一方案二可靠性1）接线简单，设备本身故障率少；2）故障时，停电时间较长。1）可靠性较高；两台主变压器工作，保证了在变压器检修或故障时，不致使各级电压解列，提高了可靠性。灵活性1）运行方式相对简单，灵活性差；2）各种电压级接线都便于扩建和发展。1）倒闸操作复杂，容易产生误操作；2）不利于实现变电所无人值守；3)保护及二次回路接线复杂。经济性1）设备相对少，投资小。1）设备相对多，占地面积大，投资较大。通过对两种主接线可靠性、灵活性和经济性的综合考虑，辨证统一，现确定第二方案为设计的最终方案。第4章 厂用电的设计根据电力工程电气设计手册中第三章（厂用电

32、接线第3-1节厂用电接线总的要求）：300MW汽轮发电机组厂用电接线的要求：（1）每台机组的厂用电系统应是独立的；（2）全厂性公用负荷应分散接入不同机组的采用母线或公用负荷母线；（3）厂用电的工作电源及备用电源接线应能保证各单元机组和全厂的安全运行；（4）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，要便于过渡，尽量减少改变接线和更换设备；（5）设置足够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。4.1厂用负荷分类根据电力工程电气设计手册中第三章（厂用电接线第3-2节厂用负荷）发电厂厂用负荷根据其重要性、合理提供电源和供电

33、方式，负荷可分以下几类：类负荷：在瞬时短时停电，可能对人身和设备造成安全，使生产停顿或发电量大幅度下降，如送、引风机、给水泵等负荷，要求这类负荷的供电系统可靠，工作电源故障后，应有备用电源自动投入。对设备配置上要有备用设备，双电源供电，自动切换。类负荷：这类负荷允许短时停电，但如停电时间过长，有可能损坏设备或影响正常生产，如磨煤机、碎煤机等负荷。这类负荷供电与类负荷相似，电源也应可靠，但是备用电源可不自投，而用手动投入即可。类负荷一般也有备用设备，如不配备用设备，也要双电源供电。类负荷：一般与生产工艺过程无直接联系，即使较长时间停电，也不会直接影响到电厂正常运行，如油处理设施及中央修配厂等负荷

34、。这类负荷的供电的可靠性可以略低些，允许只有一个电源。4.2厂用电的电压等级根据火力发电厂厂用电设计技术规定 DL/T 5153-2002中第四章（厂用电接线第4-1厂用电电压）发电厂可采用3kV、6kV、10kV作为高压厂用电的电压。容量为600MW及以下的机组，发电机电压为10.5kV，可采用3kV；发电机电压为6.3kV时，可采用6kV；容量为125MW-300MW级的机组，宜采用6kV。故采用6kV作为高压厂用电的电压。4.3厂用电源图2-1 （1）厂用工作电源根据火力发电厂厂用电设计技术规定 DL/T 5153-2002中第四章（厂用电接线第4-4厂用电工作电源）高压厂用工作电源可采

35、用下列引线方式：当有发电机电压母线时，有各段母线引接，供给接在该段母线上的机组的厂用负荷。当发电机与主变压器为单元接线时，由主变压器低压侧引线，供给该机组的厂用负荷。该设计中发电机与主变压器为单元接线，所以由主变压器低压侧引线供给该机组的厂用负荷。200MW、300MW机组的高压厂用工作电源宜采用1台分裂变压器，600MW机组的高压厂用工作电源可采用一台或两台变压器。该设计为300MW机组，所以高压厂用电采用1台分裂变压器。（2） 厂用备用、起动/备用电源 全长应该设置可靠的高压厂用备用或起动/备用电源。 125MW及以下机组的高压厂用备用变压器主要作为事故备用电源，兼作机炉检修、起动或停用电

36、源。 200MW及以上机组的高压厂用起动/备用变压器，主要作为机组起动/备用变压器，主要作为机组起动或停机的电源，兼作厂用备用电源。 容量为200MW-300MW的机组，每两台机组可设1台高压厂用起动/备用变压器。（3）事故保安电源 容量为200MW及以上的机组，应设置交流保安电源。交流保安电源宜采用自动快速起动的柴油发电机组，按允许加负荷的程序，分批投入保安负荷。 交流保安电源的电压和中性点的接地方式宜与低压厂用电系统一致。 每两台200MW机组宜设置1台柴油发电机组，每台300MW或600MW机组宜设置1台柴油发电机组。故设置1台柴油发电机组。 交流保安母线段应采用单母线接线，按机组分段分

37、别供给本机组的交流保安负荷。正常运行时保安母线段应由本机组的低压明或暗备用动力中心供电，当确认本机组动力中心真正失电后应能切换到交流保安电源供电。 第5章 变压器的选择5.1主变压器的选择原则 根据电力工程电气设计手册中第五章（主变压器选择）：（1）为保证发电机电压出线供电可靠，接在发电机电压母线上的主变压器一般不少于两台。在计算通过主变压器的总容量时，至少应考虑5年内负荷的发展需要，并要求：在发电机电压母线上的负荷为最小时，能将剩余功率送入电力系统；发电机电压母线上最大一台发电机停运时，能满足发电机电压的最大负荷用电需要；因系统经济运行而需限制本厂出力时，亦应满足发电机电压的最大负荷用电。（

38、2）对潮流方向不固定的变压器，经计算采用普通变压器不能满足调压要求是，可采用有载调压变压器。5.2 厂用变压器容量选择的基本原则 根据电力工程馆电气设计手册厂用变压器容量选择的基本原则如下：（1）变压器原、副边电压必须与引接电源电压和厂用网络电压一致。（2）变压器的容量必须满足厂用机械从电源获得足够的功率。（3）厂用高压备用变压器或起动变压器应与最大一台高压厂用工作变压器容量相同；低压厂用备用变压器的容量应与最大一台低压厂用工作变压器容量相同。5.3 确定变压器台数及容量 （1）台数：根据原始资料，该厂除了本厂的厂用电外，其余向系统输送功率，所以不设发电机母线，发电机与变压器采用单元接线，保证

39、了发电机电压出线的供电可靠，300MW发电机组的主变压器选用两绕组变压器2台。向本厂供电变压器选用三相式两绕组变压器2台，厂用备用电源选用两绕组变压器1台，三个电压等级的母线之间的母连变压器选用三相三绕组变压器。（2）容量：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 发电机额定容量；通过主变的容量；发电机的额定功率 ；厂用电率 发电机G-1、G-2的额定容量为300MW，扣除厂用电后经过变压器的容量为： 经计算后选取变压器如下：1、300MW发电机组所选变压器型号为：SFP3-370000/220两台；2、连接发电机与厂用电的变压器型号为：S

40、F10-50000/20两台；3、连接6KV与三绕组变压器的变压器型号为：SFZ10-50000/220一台。其具体参数如表5-1所示表5-1所选变压器型号及其参数型号额定容量（KVA）额定电压（KV）阻抗电压（UK%）连接组标号高压中压低压SFP3-370000/22037000024222.5%2014.03YN,d11SF10-50000/20500002022.5%6.36.316D,d0-d0SFZ10-5000/1550/31.5-31.522081.25%6.36.3全穿越半穿越Ynd11,d119.516.6第6章 短路电流的计算6.1短路电流计算目的及规则在发电厂电气设计中，

41、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个方面：1、电气主接线的比选；2、选择导体和电器；3、确定中性点接地方式；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。一、短路电流计算条件： （1）正常工作时，三项系统对称运行；（2）所有电流的电动势相位角相同；（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时，元件的电阻略去不计；（6）不考虑短路点的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

42、数的误差和调整范围；（8）输电线路的电容略去不计。二、短路计算的一般规定：（1）验算导体和电器的动稳定、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时，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的点；（4）导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流，一般按三相短路计算。6.2 短路等值电抗电路及其参数计算由2300MW热电厂电气主接线图3-1，和查的给出的相关参数，可画出系统的等值电

43、抗图如图6-1所示： 图3-1图6-1选取基准容量为SB=100MVA 基准电压为VB=VavSB 基准容量；Vav 所在线路的平均电压；均采用标幺值计算方法，省去“*”。系统容量可以看成是一个无穷大容量，所以： 等值电路图化简得，如图6-2所示：图6-2 （1）220KV侧母线短路时短路电流的计算：正序图如图6-3所示：图6-3负序图如图6-4所示：图6-4零序图如图6-5所示：图6-5正序总电抗为：负序总电抗为：零序总电抗为：a. 两相短路电流的计算 附加电抗： 计算电抗： 查汽轮机运算曲线得： t=0s时， 则 b. 单相短路电流的计算 附加电抗： 计算电抗： 查汽轮机运算曲线得： t=

44、0s时， 则 c. 三相短路电流的计算 等效电抗： 计算电抗： 查汽轮机运算曲线得： t=0s时， ； t=0.1s时，；t=0.2s时，； t=2s时， ；t=4s时， 因 ，所以 ； ； ；。取，则由220KV侧短路电流计算可知，三相短路电流大于两相、单相短路电流，所以选择设备时使用三相短路电流去整定计算，因此，110KV侧可以不用再计算单相、两相短路电流。（2）6KV三相短路电流的计算 等效电抗： 计算电抗： 查汽轮机运算曲线得： t=0s时， ； t=0.1s时，；t=0.2s时，； t=2s时， ；t=4s时， 因，所以 ；取，则第7章 电气设备的选择7.1 电气设备选择的一般原则及

45、短路校验 一、根据电力工程电气设计手册中第六章（高压电气选择）设备选择的一般原则1、（1）应力求技术先进，安全适用，经济合理。（2）应满足正常运行、检修和过电压情况下的要求，并考虑远景发展。（3）应按当地环境条件校核。（4）应与整个工程的建设标准协调一致。（5）选择的导体品种不应太多。（6）选用新产品应积极慎用。新产品应有可靠的实验数据，并经主管单位鉴定合格。2、选用的电器最高允许工作电压，不得低于该回路最高运行电压。3、选用导体的长期允许电流不得小于该回路的持续工作电流。由于高压开断电器设有持续过载能力，在选择其额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。4、验算导体和电器的

46、动稳定、热稳定以及电器开断电流作用的短路电流时，应按具体工作的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景规划。5、验算导体和电器的短路电流，按下列情况计算：（1）除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络电流外，元件电阻都应略去不计。（2）对不带电抗器回路的计算，短路点应选择在正常接线方式短路电流最大的点。6、导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流按发生短路最严重情况计算。7、验算裸导体短路热效应应计算时间，应采用主保护动作时间和相应的断路器全分闸时间，继电器的短路热效应计算时间，宜采用后备保护动作时间和相应的断路器全分闸时间。8、在正常运行时，电气引线的最大作用力不应大于电器端子允许的负载。二

47、、 按短路条件进行校验电气设备按最大可能的短路故障（通常为三相短路故障）时的动、热稳定度进行校验。在电力系统中尽管各种电气设备的作用不一样，但选择的要求和条件有诸多是相同的。为保证设备安全、可靠的运行，各种设备均按正常工作的条件下的额定电压和额定电流选择，并按短路故障条件校验其动稳定度和热稳定度。（1）热稳定校验校验电气设备的热稳定性，就是校验设备的载流部分在短路电流的作用下，其金属导电部分的温度不应超过最高允许值。如果满足这一条件，则选出的电气设备符合热稳定的要求。做热稳定校验时，通过电气设备的三相短路电流为依据，工程计算中常用下式校验所选的电气设备是否满足热稳定的要求，即：式中 ，三相短路

48、电流周期分量的稳定值（KA）； 等值时间（亦称假想时间s）； 制造厂规定在ts内电器的热稳定电流（KA）；t为与相对应的时间（s）。短路计算时间：校验短路热稳定的短路计算时间应为继电保护动作时间top和断路器全开断时间toc之和，即式中 ， 保护动作时间，主要有主保护动作时间和后备保护动作时间，当为主保护动作时间时一般取0.05s；当为后备保护时间时一般取2.5s； 断路器全开断时间（包括固有分闸时间和燃弧时间），如果缺乏断路器分闸时间数据，对快速及中速动作的断路器，取toc=0.1-0.5s,对低速动作的断路器，取toc=0.2。（2）动稳定校验当电气设备中有短路电流通过时，将产生很大的电动

49、力，可能对电气设备产生严重的破坏作用。因此，各制造厂所生产的电器，都用最大允许的电流的值imax或最大有效值Imax 表示其电动力稳定的程度，它表明电器通过上述电流时，不至因电动力的作用而损害。满足动态稳定的条件为 ish imax或Ish Imax 式中ish及Ish三相短路时的冲击电流及最大有效值电流。电气设备的选择除了要满足上述技术数据要求外，尚应根据工程的自然环境（位置、气候条件、化学污染、海拔高度、地震等）、电气主接线、短路电流水平、配电装置的布置及工程建设标准等因素考虑。7.2电气设备的整定计算发电机侧回路的最大工作电流： =1.05=1.0510189=10698.45A与主变压

50、器所连回路的最大持续工作电流： 与三绕组变压器所连回路6KV侧的最大持续工作电流： 7.2.1断路器的选择断路器是在电力系统正常运行和故障情况下用作断开或接通电路中的正常工作电流及开断故障电流的设备。SF6断路器和真空断路器目前应用广泛，少油断路器因其成本低，结构简单，依然被广泛应用于不需要频繁操作及要求不高的各级高压电网中，压缩空气断路器和多油断路器已基本淘汰。SF6断路器的特点是： （1）灭弧能力强，介质强度高，单元灭弧室的工作电压高，开断电流大，时间短；（2）开断电容电流或电感电流时，无重燃，过电压低；（3）电气寿命长，检修周期长，适于频繁操作；（4）操作率小，机械特性稳定，操作噪音小。

51、1. 220KV侧断路器的选择(1)主变压器回路最大工作持续电流： =1.05=790.74A =1.1220KV=242KV 查电气工程设备手册可选型号为LW15220（W）系列六氟化硫断路器，参数如表7-1所示:表7-1 LW15220（W）系列六氟化硫断路器技术数据额定工作电压（KV）最高工作电压（KV）额定电流（A）3s 热稳定电流（KA）额定动稳定电流峰值（KA）固有分闸时间（S）额定频率（HZ）220252200050800.0650 动稳定校验： IMAX IIM 动稳定电流IMAX=80KA，220KV侧短路冲击电流为IIM =15.067KA 即： IMAX IIM 满足动稳

52、定条件 热稳定校验： LW15220（W）系列六氟化硫断路器的固有分闸时间0.06s，全分闸时间为0.15s。周期分量热效应计算，非周期分量热效应不计，短路电流的热效应： 满足热稳定条件。（2）三绕组变压器回路最大工作持续电流： IMAX =1.05 IN =632.6A UNs =1.1220KV=242KV UN UNs按设备手册可选型号为LW15220（W）系列六氟化硫断路器根据额定电流和电压所选型号和动、热稳定校验与主变压器回路基本相同，这里就不再作详细的叙述。2. 6KV侧开关柜的选择最大工作持续电流： IMAX =1.05 IN =2309.47A UNs =1.16KV=6.6KV UN UNs查电气工程设备手册,拟选型号为GFC-15Z(F)系列高压开关柜，