凝汽式火电厂的课程讲课讲稿

1、引言随着我国经济生产的迅速发展，电力系统的发展和负荷的增长迅速。 电力网 容量的增大，电压等级和综合自动化水平也不断提高，某地原有变电所设备陈旧， 占地较大，自动化程度不高，为满足该地区经济的持续发展和人民生活的需要， 电网正在进行大规模的改造，对变电所的设计提出了更高、更新的要求。本设计 是针对该地区变电站的要求来进行配置的， 它主要包括了四大部分，分别为电气 主接线、短路电流的计算、电气设备的选择和厂用电的设计。 其中重点介绍了短 路电流的计算和电气设备的选择，从最严重的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。 内容全面简要，结构层次清晰，易于建 立现代凝汽式

2、火力发电厂，大量电气设备的各个环节的局部概念及其相互联系的 总体概念，对该设计进行了理论分析，在理论上证实了发电厂的实际可行性， 其 效果达到了设计所预期的要求。1 本设计的主要内容1.1 原始资料分析（1）发电厂建设规模 类型：凝汽式火力发电厂； 装机容量：装机 2 台，容量分别为 300MW*；2 年利用小时数为 6000h/a ；（2）电力负荷水平 220KV电压等级：架空线共5回，I级负荷，最大输送310MWV最大负荷利用小时数为 6000h/a 110V电压等级，架空线共7回，I级负荷，最大输送230MWV最大负荷 利用小时数为 6000h/a 。 cos 0.85 厂用电率 7%

3、备用： 110KV 1 回 220KV 1 回（3）厂址特点及自然环境 当地年最高温度40C，最低温度-20 C,最热月平均最高温度为32C, 最热月平均最低温度为25°C 地海拔高度为 600M 气象条件无其它特殊要求。1.2 设计任务（1）对原始资料进行分析完成发电厂电气主接线设计（ 2）厂用电设计（ 3）短路电流的计算（4）主要电气设备的选择（5）完成主接线图与设计说明书2 电气主接线设计2.1 电气主接线的基本要求（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

4、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

5、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。2.2 主接线的方案选择（1）方案一 220K V电压等级的方案选择由于 220KV 电压等级的电压回线数目是 6 回，因此其供电要充分考虑其可 靠性，所以我们可选择双母线带旁路接线形式。根据电力工程电气设计手册 和220kV500kV变电所设计技术规程可知，220KV出线回路为5回及以上时 装设专用旁路断路器。这样一来就避免了断路器检修时，不影响对系统的供电， 断路器或母线故障以及母线检修时， 减少停运的回路数和停运时间， 保证了可靠 的供电。 110K V电压等级的方案选择110KV电压等级的电压回线数目是 8回，所以在本方案中的

6、可选择的接线形式是双母线接线形式。根据电力工程电气设计手册和电力系统技术设计 规程可知，110KV出线回路为8回及以上时装设专用旁路断路器。由于双母线 接线的可靠性和灵活性高，它可以轮流检修母线，而不中断对用户的供电；当检 修任意回路的母线隔离开关时，只需断开该回路；工作母线故障时，可将全部回 路转移到备用母线上，从而使用户迅速恢复供电；可用母联断路器代替任意回路 需要检修的断路器，在种情况下，只需短时停电；在个别回路需要单独进行试验 时，可将该回路分离出来，并单独接至备用母线上。如下图 2.1所示图2.1方案一主接线简图（2）方案二 220K V电压等级的方案选择由于220KV电压等级的电压

7、回线数目是 6回，所以我们可选择双母线接线 形式。根据电力工程电气设计手册和220kV500kV变电所设计技术规程 可知，220KV出线回路为5回及以上时装设专用旁路断路器。这样一来就避免了 断路器检修时，不影响对系统的供电，断路器或母线故障以及母线检修时， 减少 停运的回路数和停运时间，保证了可靠的供电。 110K V电压等级的方案选择2.2由于110 KV电压等级的电压回线数目是 8回，所以在本方案中的可选择的 接线形式是单母线分段接线。单母线分段的优点如下：母线经断路器分段后， 对重要用户可以从不同段引出两个回路， 有两个电源供电；一段母线故障（或 检修）时，仅停故障（或检修）段工作，非

8、故障段仍可继续工作。如下图检修其中一组母线也不会影响供电情况，方案二同样可靠性较高；2）在灵活性方面，方案一检修方便，当一组母线故障时，只要将故障母线上的回路倒换到另 一组母线，就可迅速恢复供电，且调度灵活或便于扩建，相比之下方案二当一段 母线或母线隔离开关故障或检修时， 必须断开该分段上的所有电源或出现， 这样 就减少了系统的发电量，并使该分段单回路供电的用户停电；3）在经济性方面， 方案一设备较多，增设了断路器和隔离开关，方案二设备相对来说更多一点，尤 其是增设了分段设备的投资，且配电装置占地面积大，投资性价比较小。所以总 结来看，选择方案一更合理。主接线方案图如图2.3所示图2.3主接线

9、方案简图3发电机和变压器的选择3.1概述在各级电压等级的发输配电中，变压器都是主要电气设备之一，其担任着向 用户输送功率，或者两种电压等级之间交换功率的重要任务，同时兼顾电力系统负荷增长情况，并根据电力系统 510年发展规划综合分析，合理选择，否则， 将造成经济技术上的不合理。如果主变压器容量造的过大，台数过多，不仅增加 投资，扩大占地面积，而且会增加损耗，给运行和检修带来不便，设备亦未能充 分发挥效益；若容量选得过小，可能使变压器长期在过负荷中运行，影响主变压器的寿命和电力系统的稳定性。因此，确定合理的变压器的容量是发电厂安全可 靠供电和网络经济运行的保证。在生产上电力变压器制成有单相、三相

10、、双绕组、三绕组、自耦以及分裂变 压器等，在选择主变压器时，要根据原始资料和设计发电机组的容量大小和自身 的特点，在满足可靠性的前提下，要考虑到经济性来选择主变压器。选择主变压器的容量，同时要考虑到该发电厂以后的扩建情况来选择主变压 器的台数及容量。3.2发电机型号的确定根据设计书的要求选用的发电机容量为300MW选择发出的电压为 18KV,所以选择发电机型号为QFSN-300-2具体参数如表3.1表3.1 所选发电机组的型号与参数发电机型号额定 电压(KV)额定功率(MW)额定电流(A)功率因数次暂态电抗(%)效率(%)G-1、G-2QFS-300-218300113200.8516.798

11、.653.3主变压器容量和形式的选择(1) 主变压器容量的选择因为每千瓦的发电设备投资远大于每千瓦变电设备的投资。为此，在选择发电厂主变压器时，应遵循以下基本原则。 单元接线的主变压器单元接线的变压器容量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 容量应按单元接线的计算原则计算出的两台机容量之和来确定。 具有发电机电压母线接线的主变压器 连接在发电机电压母线与系统之间的主变压器的主变压器的容量， 应考虑以 下因素：当发电机全部投入运行时候， 在满足发电机电压供电的日最小负荷， 并扣除 厂用负荷后，主变压器应能将发

12、电机电压母线上的剩余有功和无功容量送入系 统。当接在发电机电压母线上的最大一台机组检修或者因供热机组热负荷变动 而需限制本厂出力时， 主变压器应能从电力系统到送功率， 保证发电机电压母线 上最大负荷的需要。若发电机电压母线上接有 2台及以上的主变压器时， 当其中容量最大的一台 因故退出运行时，其他主变压器应能输送母线剩余功率的70%以上。（2）主变压器形式的选择 变压器相数的选择容量为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。 因为单相变压器组相对来讲投资大， 占地多， 运行损 耗大，同时配电装置以及断电保护和二次接线的复杂化， 也增加了维

13、护及倒闸操 作的工作量。 组数的选择电力变压器按每相的绕组数分为双绕组、 三绕组或更多绕组等型式； 按电磁 结构分为普通双绕组、三绕组、自耦式及低压绕组分裂是等型式。发电厂以两种升高电压级向用户或与系统连接时， 可以采用 2 台双绕组变压 器或三绕组变压器。根据该厂发电机组为单元接线，主变宜采用双绕组变压器。 方式的选择为了满足用户的用电质量和供电的可靠性， 电压必须维持在允许范围内。 通 过改变变压器220KV及以上网络电压应符合以下标准：的分接头切换，改变变压 器高压侧绕组匝数，从而改变其变比，实现电压调整。切换方式有两种：一种是不带电切换，称为无激磁调压，调整范围通常在土 2X 2.5%

14、以内，应视具体工程 情况而定。另一种是带负荷切换，称为有载调压，调整范围可达30%其结构较复杂，价格较贵，只在以下情况才予以选用：接于出力变化大的发电厂的主变压 器，特别是潮流方向不固定，且要求变压器二次电压维持在一定水平； 或接于时 而为送端，时而为受端，具有可逆工作特点的联络变压器，为保证供电质量，要 求母线电压恒定时。通常，发电厂主变压器中很少采用有载调压， 因为可以通过调节发电机励磁 来实现调节电压，对于220KV及以上的降压变也仅在电网电压有较大变化的情况 时使用，一般均采用无激磁调压，分接头的选择依据具体情况而定。因此本次选用的主变压器不采用有载调压。 连接组别的选择变压器绕组的连

15、接方式必须和系统电压相位一致， 否则不能并列运行。一般 有星形“ Y'和三角形“ D”两种。 主变压器冷却方式的选择一般采用的冷却方式有：自然风冷却，强迫油循环风冷却，强迫油循环水 冷却。具体来说，风冷却一般只适用于小容量变压器；迫油循环水冷却，虽然散 热效率高，节约材料减少变压器本体尺寸等优点。 但是它要有一套水冷却系统和 相关附件，冷却器的密封性能要求高，维护工作量较大。所以，选择强迫油循环 风冷却。本设计主变为大型变压器，发热量大，散热问题不可轻佻，强迫油循环风冷 却效果较好，可选用强迫油循环风冷却方式。(3) 主变压器型号及参数的确定 台数：根据原始资料，该厂除了本厂的厂用电外

16、，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，保证了发电机电压出线的 供电可靠，所以300MV发电机组的主变压器选用两绕组变压器 2台。 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Sn1.1 NG (1- P )COSPG 发电机容量;Sn 通过主变的容量;COS 发电机的额定功率因数；一厂用电率单元接线中的主变压器容量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。发电机的额定容量为300MWV cos 0.85 ,7%，所以扣除厂用电后经过变压器的容量为：Sn 1.1 ng（仁_p） 1.

17、1* 300（1-7%）/0.85 361.05（MVA ）cos为方便计算，我们将变压器容量记为361M VA经查看电力工程电气设计200例和电力工程电气设计手册一次部分，再根据大型变压器技术数据，我们选择采用型号为SFP9-370000/220户外、三相双绕组、无载调压、OFAF铜芯、低损耗变压器的220KV双绕组无载调压电力变压器。具体参数如下表3.2表3.2主变压器的型号序号名称数据1型式及型号SFP9-370MVA/2202额定容量（MVA）（绕组温升65K）3703最高工作电压（kV ）高压/低压252/244额定电压（kV ）高压/低压242/205额定电流（A）高压/低压883

18、/106816额定电压比（kV ）242 ± 2X 2.5%/207短路阻抗（%）148联结组标号YNd119额定频率（Hz）5010绝缘耐热等级A级11绕组额定绝缘水平高压侧雷电冲击耐受电压峰值（kV）950/1050短时工频耐受电压有效值（kV）395低压侧雷电冲击耐受电压峰值（kV）200/220短时工频耐受电压有效值（kV）85高压侧中性点雷电冲击耐受电压峰值（kV）400/400短时工频耐受电压有效值（kV）200序号名称数据13效率(%)99. 7473.4联络变压器的选择(1) 联络变压器选择的一般原则 联络变压器容量应能满足两种电压网络在各种不同运行方式下有功功率 和

19、无功功率交换。 联络变压器容量一般不应小于接在两种电压母线是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，也可在线路或故障时，通过联络变压器将剩余容量送入另一个系统。(2) 联络变压器的型号及参数的确定根据联络变压器容量的确定原则可知，联络变压器的总容量为 300MW/0.85=352.9MVA选择最接近标准容量为360MVA的变压器，即容量为360MVA勺三相三绕组降压自耦变压器，具体型号选择0SPS0-360000/2203.5厂用变压器的选择(1) 厂用变压器选择的基本原则 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。 变压器的

20、容量必须满足厂用机械从电源获得足够的功率。 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。(2) 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.联络变压器的低压侧电压为 15.75KV，作厂 备用电源通过低压分裂绕组降压变压器15.75/6.3/6.3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 SFF-31500/15.75,其参数见表2.3。单机 容量在100MW300M的发电厂，厂用电通常采用6KV电压等级，所以对应于300MW 机组的

21、厂用变压器，由于机端电压为 18KV其各侧电压为18/6.3/6.3 ，容量为 300X 7%/0.85=24.7MVA选用双分裂两绕组变压器,型号为SFF9-40000/18。 经计算后选取变压器如下： 300MWt电机组所选变压器型号为：SFP9-370000/220KV两台； 联络变压器型号为：SSPS0-36000/220KV两台 厂用变压器型号为：SFF9-40000/18K V两台SFF-31500/15KV两台其具体参数如下表3.3示表3.3所选变压器的型号及参数变压器型号额定容量（KVA额定电压（KV）短路 阻抗（%）联结组高压中/低压主变2422 X低压SFP9-370000

22、/22037000014.3YN,d11G-12.5%18G-2联咼中13.1高低络242121/11 96YN,y n0.变SSPSO-36000/220360000T-32.5 X 2%15.75中低19.2d11T-4厂全半穿穿越用越182.5 X6.3/变SFF9-40000/18400000/2 X 200009.515.3D,y n1-yn12%6.3T-5T-6厂全半穿穿越用越15.752.56.3/变SFF-31500/15.75315009.516.6D,y n1-yn1X 2%6.3T-7T-84 短路电流的计算4.1 短路计算的基本假定和计算方法（1）基本假定 正常工作时

23、，三相系统对称运行。 所有电源的电动势相位角相同。 系统中的电机均为理想电机， 不考虑电磁饱和、 磁滞、涡流及导体肌肤效 应等影响；转子结构完全对称； 短路发生在短路电流为最大的瞬间； 不考虑短路电的电弧阻抗和变压器的励磁电流。 （2）短路电流计算的方法对应系统最大运行方式下， 按无限大容量系统， 进行相关的短路点的三项短 路电流计算，求得I"、ish值。I" 三相短路电流；i sh 三相短路冲击电流。由2*300MW火电厂电气主接线图，和设计任务书中给出的相关参数， 可画出 系统的等值电抗图如图 3-1 所示。选取基准容量为 Sj =100MVAUj =Uav=1.05U

24、eS j 基准容量 U av 所在线路的品平均电压以上均采用标幺值计算方法，省去“ *”。（3）短路计算的一般规定： 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； 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； 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。（4）短路电流的计算中，常采用以下假设和原则 正常工作时，三相系统对称运行； 所有电源的电动势相位角相同； 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 以及导体集肤效应等影

25、响；转子结构完全对称；定子三相绕组空间位置相差 120 度电角度； 电力系统中，各个器件的磁路不饱和，即带铁心的电气设备电抗值不随电 流大小变化而变化； 步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）； 路发生在短路电流为最大值的瞬间； 考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流； 计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，器件的电阻都忽 略不计； 件的参数都取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围； 电线的电容略去不计；4.2 短路等值电抗电路及其参数计算系统的等效电路图如图4.1fl220KVXI2图4.1系统的等效电路图设Sb 300 MVA，Ub=U av，计算各个元件标幺值:系统电抗

26、标幺值：IIXs基准容量短路容量300120000.025电机电抗标幺值:Xd“0.1550.142d3000.85主变压器电抗标幺值：Xt 0.14 300 0.114370联络变压器各绕组阻抗标幺值：1%)Sb1300X12( V高中%V高低% -V中低SN-(0.1310.11960.192)3600.0244X21 / n/2(V高中%V高低% -V中低%)SBSN1 (0.13120.1920.1196)3003600.085X31 / n/2( V高中%V高低% -V中低%)SBSN1(0.119620.1920.131)3003600.075(1)110KV母线上f2点短路：系统

27、的等效电路化简图如图4.2图4.2，系统的等效电路化简图各元件标幺值如下：Xs 0.0251 1X4 专(X, X2)寸(0.0244 0.0085) 0.05471 1X5 -(Xd'' Xt)(0.142 0.114) 0.128最后简化到电源到短路点的转移阻抗，如图4.3图4.3等值电路图X6 Xs X4Xs X4X50.025 0.05470.025 0.05470.1280.0904X7 X4 X5X5 X4Xs0.05470.1280.0547 0.1280.0250.4发电机：SN眾 352.9也I Pti 23.543 KA基值的计算:系统：Ib 国3001.5

28、06 KAVav115 -3SNi2 352.9Vav115 -3 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XgjsX7SNsB0.4352.9 23001.050秒时通过计算曲线求出短路电流标幺值:系统：* 1 1Is11.06S Xe0.0904发电机：|；G 0.985总的短路电流：I Ib I s IPti2 I pG 1.506 11.03 3.543 0.985 20.1 KA冲击电流：iim kim、2l"1.85、2 20.1 52.59KA短路容量：S 3 I Vav .3 20.1 115 4003.6MVA(2) 在220KV上

29、f1点的短路计算：等值电路图如图4.4图4.4等值电路图Xs 0.0251 1X53(Xd“ Xt)3 (0.142 0.114) 0.128基值的计算：系统：I BSB _3000.753 KAVav230 、: 3发电机：SN300085352.9 MVASn2 352.92301.772 KA计算电抗:发电机：Xgjs X5 Sn0.12820.30SB3000秒时通过计算曲线求出短路电流标幺值系统：* 1Is 0.025 40发电机：|PG 3.865总的短路电流：I Ib | S Ipti2 | PG 0.753 40 1.772 3.865 36.97kA冲击电流：iim kim

30、. 2l"1.852 36.97 96.72 KA短路容量：S 3 I Vav,3 36.97 230 14727.80MVA同理，根据所得的计算电抗值，查计算曲线数字表得任意时刻短路周期电流的标 幺值，然后求得有名值，结果记入表 4.1表4.1短路电流表短 路 占 八、 编 号短路占平八、1均电 压(kv)基准 电流I B(KA)分支 线名 称分支 电抗X js分支 额定 电流I N(KA)短路电流标么值短路电流值0s0.1s1s2s4s0s0.1s1s2s4sf 1230KV0.753无限 大系 统0.0250.7534030.12300MW发电 机分 支0.301.7723.6

31、083.0812.3792.3602.3476.3935.4604.2164.1824.159115KV1.506无限0.0250.75311.068.33f 2大系统300MW发电 机分 支1.053.5430.9850.9351.0031.0671.0673.5013.3233.5653.7923.7925电气设备的选择5.1电气设备选择的一般原则（1）应力求技术先进，安全适用，经济合理。 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。 应与整个工程的建设标准协调一致。 选择的导体品种不应太多。（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

32、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： 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。 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

33、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。5.2 电气设备选择的一般条件(1) 额定电压的选择在选择电气设备时，一般可按照电气设备的额定电压UN 不低于装置地点电网额定电压LNs的条件选择，即Un> LNs(2) 额定电流的选择电气设备的额定电流 I N 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I max，即I NI max(3) 注意事项 由于发电机、调相机和变压器在电压降低5%寸出力保持不变，故其相应回路的Imax为其发电机、调相机和

34、变压器的额定电流的1.05倍。 对于母联断路器回路，一般可取母线上最大一台发电机或变压器的Imax。5.3 高压断路器的选择 (QF)(1) 额定电压的选择高压断路器的额定电压不低于安装处电网额定电压，即UN UNs。(2) 额定电流的选择 110KV侧：母联断路器额定电流：I n> I maX=1.05 X 370/ (1.732 X 110) =2.04KA接负荷出线断路器额定电流：I NI max=1.05X230/(1.732X110X7) =0.18KA 220KV侧：母联断路器额定电流：I NI max=1.05X370/(1.732 X 220) =1.02KA 接负荷出线

35、断路器和旁路断路器的额定电流：I NI max=1.05X310/(1.732 X 220X5) =0.17KA(3) 开断电流的选择高压断路器的额定开断电流I Nbr不应小于实际开断瞬间的短路电流周期分量I Pt,为了简化计算可应用次暂态电流I"进行选择，即I Nbr> I"。有短路计算可得，110KV侧：I"=20.1KA 220KV 侧：36.51KA110KV侧：I Nbr> I"=20.1KA220KV侧:I Nbr> I"=36.51KA(4) 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

36、电流 I Ncl 不应小于 短路电流最大冲击值I sh，即| Nel > Ish。短路发生在发电厂高压侧母线时，取 Kim =1.85110KV侧:I Nel > lsh=1.414 X 1.85 X |"=1.414 X 1.85 X 20.1=52.59KA220KV侧:I Nei > I sh=1.414 X 1.85 X I"=1.414 X 1.85 X 36.51=95.52KA(5) 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It2t >Q;式中Qk为短路电流产生的热效应，It、t分别为电器允

37、许通过的 热稳定电流和时间。检验式为：It > Q取 t k=4s。 110KV侧:I"=20.1KAQ=l"t k=20.1 X 20.1 X 4=1616.04 (KA 2 SQ=tk=40X 40X 4=6400 (KA 2 S 220KV侧:I"=36.51KA2Q=I"t k=36.51 X 36.51 X 4=5331.92(KA) SQ=It2tk=40X 40X 3=4800 (KA 2 S( 6 动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i es> ish, lesIsh；式中

38、jsh、I sh分别为短路冲击电流幅值和有效值，i es、 I es分别为电器允许的动稳定电流的幅值和有效值。i es i sh110KV侧:i es =100KA> 52.59KA220KV侧:i es =100KA> 95.52KA器件选择结果记入表 5.1 和表 5.2表 5.1 110 KV 侧的断路器选择110KV 侧计算值项目LW36-110 (P)Uks110KVUN110KV/126KVI max2.04KA、0,18KAI N3.15KAI"20.1KAI Nbr40KAI sh52.59KI Ncl100KAQ21616.04(KA) sI t2t26

39、400(KA) sI sh52.59KAI es100KA表5.2 220 KV侧的断路器选择220KV 侧计算值项目SW2-220IVUk220KVUN220KV/252KVI max1.02KA、0.171KAI N2.5KAI"36.51KAI Nbr40KAI sh95.52KAI Ncl100KAQ25331.92(KA) s211126400(KA) sI sh95.52KAi es100KA5.3高压隔离开关的选择(QS)隔离开关是电力系统中应用最多的一种高压电器，它的主要功能是：建立明显的绝缘间隙，保证线路或电气设备修理时人身安全；转换线路、增加线路连接的灵活性，电网

40、运行情况下，为了保证检修工作电安全进行，除了使工作点与带电部分隔离外，还必须采取检修接地措施防止意外带电。为此，要求在高压配电装置的母线侧和线路侧装设带专门接地刀闸的隔离开关，以便在检修母线或线路断路器时，使之可靠接地。这种带接地刀闸的隔离开关的工作方式为：正常运行时，主刀闸闭合，接地刀闸断开；检修时，主刀闸断开，接地刀闸闭合。这种工 作方式由操作机构之间具有机械闭锁的装置来实现。原则： I max> 1.05I N UN> Uns(1) 额定电压的选择高压断路器的额定电压不低于安装处电网额定电压，即Uh> LNso(2) 额定电流的选择 110KV侧：最大工作持续电流：I

41、ma=1.05 X 370/ (1.732 X 110) =2.04KA> 1.051 nUNUNs拟选型号为GW110D系列隔离开关 220KV侧：lma=1.05 X 370/ (1.732 X 220) =1.02KA> 1.051 nUNNNs拟选型号为GW4220 D系列隔离开关(3) 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lt2tQk;式中Qk为短路电流产生的热效应，It、t分别为电器允许通过的 热稳定电流和时间。检验式为：I /tQk取 t k=4s。 110KV侧:I"=20.1KAQ=I" 2t k=

42、20.1 X 20.1 X 4=1616.04 (KA 2 SQr=It2tk=31.5 X 31.5 X 4=3969 ( KA) 2 S 220KV侧:I"=36.51KAQ=I" 2t k=36.51 X 36.51 X 4=5331.92 (KA) 2 S2 2Qr=It t k=40X 40X 4=6400 (KA S(6) 动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i esi sh , I esI sh ；式中i sh> I sh分别为短路冲击电流幅值和有效值，i es、 I es分别为电器允许的动稳定电流的幅

43、值和有效值。i esi sh110KV侧:i es =80KAi sh=52.59KA220KV侧:i es =100KAi sh=95.52KA器件选择结果记入表5.3和表5.4表5.3 110 KV侧的隔离开关选择110KV 侧计算值项目GW 110DLks110KVLN110KV/126KVI max2.04KAI N2.0KAI"20.1KAIt40KAQ21616.04(KA) sI t2tk23969(KA) sI sh52.59KAI es80KA表5.4 220 KV侧的断路器选择220KV 侧计算值项目GW 220DLks220KVLN220KV/252KVI ma

44、x1.02KAI N1.0KAI"36.51KAI Nbr40KAQ25331.92(KA) sI t2tk26400(KA) sI sh95.52KAi es100KA5.4电流互感器的选择(TA)(1) 电流互感器的选择和配置应按下列条件： 型式：电流互感器的型式应根据使用环境条件和产品情况选择。对于 620KV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电流互感 器。有条件时，应尽量采用套管式电流互感器。 一次回路电压：UNs< UN 一次回路电流：I N1 > I max动稳疋：i

45、 shW 2 I NlKes式中，Kes是电流互感器动稳定倍数，等于电流互感器极限值，过电流峰值i es与一次绕组额定电流I m峰值之比，即Kes=i es/ 2 I N1热稳定：QW (I nK)2(2) 110KV侧电流互感器的选择 一次回路电压：UNs=110< UNmaxSNVav_37°_ 42.590 KA110“33由此可得，初选LVQB6-110户外独立式电流互感器，其参数如表 5.5表5.5电流互感器技术参数额定电流比准确级次1S热稳定倍数动稳定倍数2 X 2000/50.5K=12.5Kes=31.25 动稳定校验：i sh< , 2 I NlKes.

46、2 I nKs= 2 X 4.0 X 31.25=176.78KAi sh=52.59KA满足要求； 热稳定校验：(I NiKt)2> Qk2 2Q=l" tk=20.1 X 20.1 X 1=404.01 (KA) S2 2 2 2(I N1Kt) =(4.0 X 12.5) =2500( KA - S> Q=20.1 X 20.1 X 1=404.01 (KA - S 满足热稳定性要求。综上所述，所选的电流互感器LVQB6-110满足动热稳定性要求。器件选择结 果记入表5.6表5.6 110 KV侧的电流互感器选择110KV 侧计算值项目LVQB6-110Ums110

47、KVUN110KVI max2.590KAI N12 X 1.5KAI"20.1KAI N12 X 1.5KAQk2404.01(KA) s2(I nK)22500(KA) sI sh52.59KAU 2 I N1176.78KA(3) 220KV侧电流互感器的选择 一次回路电压：UNs=110< UN In1 > I 並 370 _41.295 KAmaxVav 220 J33由此可得，初选LVQBT-220户外独立式电流互感器，其参数如表5.7表5.7 电流互感器技术参数额定电流比准确级次1S热稳定倍数动稳定倍数2500/50.5220K；s=50 动稳定校验：i s

48、h<、2 InKs2InKs= -2 X 2.5 X 50=176.78KA> i sh=95.52KA满足要求； 热稳定校验：(I N1Kt)2> QkQ=l" 2t k=36.51 X 36.51 X 仁 1332.98 (KA) 2 S(I N1Kt)2=(2.5 X 20) 2=2500( KA 2 -S> Q=36.51 X 36.51 X 1=1332.98 (KA) 2 -S 满足热稳定性要求。综上所述，所选的电流互感器 LVQBT-220满足动热稳定性要求。器件选择结果记入表5.8表5.8 220KV侧的电流互感器选择110KV 侧计算值项目L

49、GB- 220Ums110KVLN110KVI max1.295KAI N12.0KAI"36.51KAI N12.0KAQ1332.98(KA) 2 s(I nK)22500(KA)2 sI sh95.52KA寸 2 I N1«s176.78KA5.5电压互感器的选择（TV）（1）电压互感器的选择和配置应按下列条件： 型式：620KV屋内互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；35KV110KV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 感器。在需要检查和监视一次回路单相接地

50、时，应选用三相五柱式电压互感器或 具有第三绕组的单相电压互感器。 一次电压 U : LN> U> 0.9Un 二次电压 Un： U2n=100/ 3 准确等级：电压互感器应在哪一准确等级下工作，需根据接入的测量仪表，继电器和自动装置等设备对准确等级的要求确定，规定如下：用于发电机、变压器、调相机、厂用馈线、出线等回路中的电度表，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。 二次负荷S: S2W S（2）110KV母线设备PT的选择型式：采用串联绝缘油浸式式电压互感器， 作电压、电能测量及继电保护 用。电压：

51、额定一次电压 Uln=110KV U 2n=0.1/ ,3 KV 准确等级：用户保护，测量、计量用，其准确等级为0.5级。查电力工程电气设备手册（一次部分），选定 PT的型号为：JCC6-110,器件选择结果记入表5.9表5.9电压互感器技术参数型 号额定电压（KV）最大容量（V A）一次绕组二次绕组辅助绕组JCC6-110110/ V30.1/ <30.12000（3）220kv侧母线PT的选择型式：采用串联绝缘油浸式电压互感器，作电压、电能测量及继电保护用（因为 U> 110KV电压：额定一次电压 Uin=220KV U 2n=0.1/ ,3 KV 准确等级：用于保护、测量、计

52、量用，其准确等级为0.5级，查相关设计手册，选择PT的型号：JCC5-220,其参数如表5.10表5.10电压互感器技术参数型 号额定电压（KV）最大容量（V A）一次绕组二次绕组辅助绕组JCC5-110110/ 罷0.1/ V30.120005.5避雷器的选择避雷器是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变电所或其它建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘。避雷器主要有阀式避雷器排气式避雷器角型避雷器 等几种。（1）避雷器的配置原则 配电装置的每组母线上，应装设避雷器，但进出线都装设避雷器时除外； 旁路母线上是否需要装设避雷器，应视在旁路母线投入运行时，避雷器到 保护设备的电气距离是否满足要求而定； 220K V以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值，应在变