(完整word版)发电厂主接线设计

1、目录一、题目分析1二、电气主接线方案比较1三、短路电流计算4四、电气设备的选择12五、电气主接线图22一、题目分析某水库电站是一座以灌溉为主，兼顾发电的季节性电站，冬、春季有三个多月因水库不放水或放水量少， 电站停止运行不发电。电站设计容量为三台立式机组，总装机 2000KW（ 2 800KW+1 400KW ），装机年利用小时为3760h，多年平均发电量为752万 KW.h 。根据金塔县的用电负荷情况， 该电站距城南变电所较近， 因此，除厂用电外全部电能就近送至城南 35KV 变电所联入系统。鉴于以上特点，本电站电气主接线采用三台发电机两台变压器，高压侧送电电压为35KV，一回出线。二、电气

2、主接线方案比较方案一 ： 3 台发电机共用一根母线，采用单母线接线不分段；设置一台变压器；S8GGG方案二： 1、 2 号发电机 - 变压器扩大单元接线；3 号发电机 - 变压器单元接线；设置了 2 台变压器 ;35KV线路采用单母线接线不分段。1电气主接线方案比较：（1）供电可靠性方案一供电可靠性较差；方案二供电可靠性较好。（2）运行上的安全和灵活性方案一母线或母线侧隔离开关故障或检修时，整个配电装置必须退出运行，而任何一个断路器检修时，其所在回路也必须退出运行，灵活性也较差；方案二 1、2 号发电机 - 变压器扩大单元接线与 3 号发电机 - 变压器单元接线相配合， 使供电可靠性大大提高，

3、提高了运行的灵活性。（ 3）接线简单、维护和检修方便很显然方案一最简单、维护和检修方便。（ 4）经济方面的比较方案一最经济。各种方案选用设备元件数量及供电性能列表：2方案一二断路器6 3KV44（台数）37KV12隔离开关6 3KV88（台数）37KV24主变台数12供电可靠性差较好供电灵活性一般较好母线条数11接线特点简单较简单实现自动化不易较易投资比较不大较大运行维修不方便较方便综合比较：选方案二最合适。经过综合比较上述方案，本阶段选用方案二作为推荐方案。2、 变压器容量及型号的确定：1、 S=P=2 8002000KVAT 1COS0.8经查表选择SF7-8000/35 型号，其主要技术

4、参数如下：型号额定容量额定电压（ KV）阻抗电压（%）连接组（ KVA）高压低压S9-2000/352000356.36.5Yd11P4002、 ST2500KVACOS0.8经查表选择SL7-4000/35 型号 ,其主要技术参数如下：型号额定容量额定电压（ KV）阻抗电压（%）连接组（ KVA）高压低压S9-500/35500356.36.5Yyn03三、短路电流计算3.1 短路电流计算条件为使所选电气设备具有足够的可靠性、 经济性和合理性， 并在一定时期内适应电力系统发展的需要，作校验用的短路电流应按下列条件确定。（ 1）容量和接线按本工程设计最终容量计算，并考虑电力系统远景发展规划（一

5、般为本工程建成后 5 10 年）：其接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线方式，但不考虑在切换过程中可能短时并列的接线方式。（如切换厂用变压器时的并列）。（ 2）短路种类一般按三相短路验算， 若其他种类短路较三相短路严重时， 即应按最严重的情况验算。（ 3）计算短路点选择通过电器的短路电流为最大的那些点为短路计算点。3.2 短路电流计算书短路点的选择：因本设计电压等级不多，接线简单， 一个单母线接线，一个发电机 - 变压器组单元接线，两条母线： 6.3KV 和 35KV，故在 6.3KV 母线、 3 号发电机出口处及35KV 母线各选取一点作为短路计算点，分别为k1、 k2、 k3。发电机，

6、变压器及系统的主要参数如下：1、发电机参数：2800KW+1 400KW， cos=0.8 ， Xd* =0.2 ，额定电压6.3kV2、变压器参数：2 台， 1T: U d %6.5% 2000KVA,2T: U d %6.5% , 500KVA3、线路参数：一回35kV 出线经过50km，接入变电所。4X 6K 3X4X5K1K 2X1X2X3G1G2G3选取基准值 :Sj100MVAU jUpSj100103发电机 G1:X1*X 2*X d *. SN0.2800200.8Sj100103发电机 G2:X 3*X0.240* .dSN4000.8变压器 T1: X 4*U d % Sj

7、6.510010 33.25.SN=2000100100变压器 T2: X 5*U d %Sj6.5100 103100.=50013SN 100路： X6*X 1 LS j0.41001.46线U j25037 2当 k1 点发生三相短路时：5K17XXX910G12G3S8X7*X1*201022X 8*X 3*X 5*40 13 531111111.01Y1X 6*X 8*3.251.4653X 4*所以， X 9*X 4*X 6*Y13.251.461.014.79X10*X 4*X8*13.25531.01173.97YS 单独作用下， I*110.21X9*4.79稳态短路电流 :

8、Sj100 103II *0.21KA3U j31.946.3冲击短路电流 :ish2.55I2.551.924.90 KAS2800G12 作用下，X 7 j*X 7 *100.80.23Sj100103所以， G为有限大容量系统。12a、 t=0s ，I *5.526II*Sj5.52628000.81.01KA3U j36.3103i sh2KshI 21.91.012.72KAb、 t=2s ，I *3.3786Sj28000.8I Z 2I *3.3780.62KA1033U j36.3c、 t=4s ， I *3.234Sj2800I Z 43.2340.80.59KAI *103

9、3U j36.3S400 G3 作用下， X10 j* X10*0.80.86 3173.97Sj100 103所以， G3 为有限大容量系统。a、 t=0s ，I * 1.436ISj1.4368000.80.066KAI *36.33U jish2KshI 2 1.90.066 0.177KAt=2s ， I *1.7494Sj4000.8I Z 2I *1.74940.08KA3 6.33U jc、 t=4s ，I *1.8076Sj4000.8I Z 4I *1.80760.083KA3U j36.3b、当 k2 点发生三相短路时：网络简化图如下7K2X83X9XG12G3S8X 7*

10、X1*X 4*10 3.25 13.2521111110.84Y2X 6*X 7*131.4613.25X 5*X8*X5*X 7*Y21313.250.84144.69X 9*X 5*X 6*Y2131.460.8415.94S 单独作用下， I*10.063X9*稳态短路电流 :Sj100103KAII*3U j0.06336.30.577冲击短路电流:ish2.55I2.55 0.5771.47KAG12 作用下， X8 j*S28000.8144.692.89 3X8*Sj100 103所以， G12 为有限大容量系统。a、 t=0s ，I *0.845Sj2800II*0.8450.

11、80.155KA3U j3 6.38i sh2KshI 2 1.850.1550.405KAb、 t=2s ，I *0.933Sj2800I Z 2I *0.9330.80.171KA3U j3 6.3c、 t=4s ，I *0.933Sj2800I Z 4I *0.9330.80.171KA3U j36.3S800 G3 作用下， X 3 j*X 3*0.80.2 340100 103Sj所以， G3 为有限大容量系统。a、 t=0s ，I *5.526Sj400II *5.5260.80.253KA3U j36.3i sh2KshI 2 1.850.2530.663KAb 、 t=2s ，

12、I *3.378Sj400I Z 2I *3.3780.80.155KA3U j36.3c、 t=4s ，I *3.234Sj400I Z 4I *3.2340.80.148KA3U j36.39当 k3 点发生三相短路时：网络简化图如下：S8X 6K 3X7X8G12G3X 7*X1*X 4*103.25 13.252X8*X3*X 5*40 12 52S 单独作用下，I*110.685X6*1.46稳态短路电流 :Sj100KAII *3U j0.685371.063冲击短路电流 :ish2.55I2.55 1.062.703KA10S2800G12 作用下， X 7 j*0.8X 7*

13、Sj13.250.265 3100 103所以， G12为有限大容量系统。a、 t=0s ，I *4.064II *Sj4.06420000.127KA3U j337ish2KshI 2 1.90.1270.34KAb、 t=2s ，I *3.069I Z 2I *Sj3.06920000.096KA3373U jc、 t=4s ，I *3.056I Z 4I *Sj3.05620000.095KA3U j337S400 G3 作用下， X 8 j*X520.80.26 38*100 103Sj所以， G3 为有限大容量系统。a:t=0s，I *4.1415II*Sj4.14155000.03

14、2KA3U j337iim2K im I 21.90.0320.087KAb:t=2s，I *3.091I Z 2I *Sj3.0915000.024KA3373U jC:t=4s ，I *3.0705I Z 4I *Sj3.07055000.024KA3 373U j11短路电流计算成果表短路点K1SG12G3合计K2SG12G3合计K3SG12G3合计数据II Z 2I Z 4ish1.921.921.924.901.010.620.592.720.0660.080.0830.1772.9962.622.5937.7970.5770.5770.5771.470.1550.1710.1710

15、.4050.2530.1550.1480.6630.9850.9030.8962.5381.061.061.062.7030.1270.0960.0950.340.0320.0240.0240.0871.2191.181.183.13四、电气设备的选择4.1 电气设备选择的一般条件：12电气设备选择是发电厂和变电所设计的主要内容之一，在选择时应根据实际工作特点，按照有关设计规范的规定，在保证供配电安全可靠的前提下，力争做到技术先进，经济合理。为了保障高压电气设备的可靠运行，高压电气设备选择与校验的一般条件，按正常工作条件包括：电压、电流、频率、开断电流等进行选择；A 额定电压和最高工作电压：高

16、压电气设备所在电网的运行电压因调压或负荷的变化，常高于电网的额定电压，故所选电气设备允许最高工作电压Ualm 不得低于所接电网的最高运行电压。一般电气设备允许的最高工作电压可达1.11.15U ，而实际电网的最高运行电压U 一般不超过1.1UNs因此在选Nsm择电气设备时，一般可按照电气设备的额定电压的额定电压UN 不低于装置地点电网额定电压 U WN 的条件选择，即UN UWNB 额定电流电气设备的额定电流I N 是指在额定环境温度下，电气设备的长期允许通过电流。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 ，即g.maxIN I g max 。 按短路条件包括动稳定、热稳

17、定进行校验。4.21# 、 2# 发电机回路电气设备的选择选择计算的条件：1、短路点的选择：以k1 点三相短路电流计算结果为依据，短路电流为系统和发电机G3 提供的短路电流合计值。2、短路计算时间： t jstb0.2 3.2s，取 4s；3、最大持续工作电流：I g max 1.05I GN 1.0580096.2 A6.30.834、短路电流热效应：Qk4(2.996 1.01)210(2.620 0.62)2( 2.5930.59)215.985KA2 S12 断路器的选择13根据 U WN6KV 和 I g max96.2 A ，初选 ZN28-10/630 型真空断路器， 其主要技术

18、参数如下：额定电压额定电流额定短路开断电流额定短路关合4s 热稳定电流电流（峰值）10KV630A20KA50KA20KA1、按额定短路开断电流选择I 1.920.0661.986KA I kd20 KA2、按额定短路关合电流选择i sh7.7972.725.077KA idw50 KA3、按热稳定校验Q15.985KA2 SI2t 20 241600 KA 2 Skr4、按动稳定校验i sh7.7972.72 5.077KA idw50 KA故 ZN28-10/630 型真空断路器符合条件。 电流互感器的选择根据电流互感器的用途、持续工作电流、工作电压等条件，查手册电流互感器可选用LZZBJ

19、9-10,400/5,0.5/5P10这一型号。可供给测量和差动保护装置用；1、热稳定校验QkKA 2S I2t 452 1 2025 KA 2S15.985r2 动稳定校验i sh5.077KA 112.5KA4.31# 、 2# 发电机电压互感器回路设备选择（1） 电压互感器的选择根据电压互感器的用途及工作电压等条件，查手册， 选用 JDZX9-6,6 / 0.1 / 0.1 KV 单33314相三绕组电压互感器三台，连接成Y0 / Y0 /接线，可满足测量、保护和绝缘监察的需要。4.4发电机 - 变压器组回路设备的选择 选择计算条件：1、短路点的选择：以k2 点三相短路电流计算结果为依据

20、，短路电流为系统和发电机G12 提供的。2、短路计算时间：t jstb0.23.2s，取 4s；3、最大工作电流：I g max1.05ITN8001.056.396.2A30.84、短路电流热效应：QK40.9850.253 2100.9030.155 20.896 0.148 22.23KA2 S12 隔离开关的选择根据 UWN6KV 和 I g max96.2A ，初选 GN 810T / 200 型隔离开关，其主要技术参数如下：额定电压最高工作电压额定电流极限通过电流峰值4s 热稳定电流（ KV）(KV)(A)(KA)（短时） (KA)101220025.5101、热稳定校验Qk2.2

21、3KA2 S I r2 t 102 4400KA 2 S2、动稳定校验i sh2.538 0.663 1.875KA i dw25.5KA电流互感器的选择根据电流互感器的用途，持续工作电流、工作电压及安装于户内等条件，查手册可选用LZZBJ9-10,400/5A ，0.5/5P10 这一型号，可供给测量和差动保护装置用。1、按热稳定校验QK =2.23KA 2S I r2t=452 1=2025 KA 2S2、 按动稳定校验15i sh =1.875KA 112.5KA电压互感器回路设备的选择1、电压互感器的选择根据电压互感器的用途、装置于KYN8000-10 型高压开关柜及工作电压等条件,

22、查资料，可选用 JDZX9-6, 6 /0.1 / 0.1KV单相绕组电压互感器三台，连接成Y 0 / Y 0 /接线，可333满足测量、保护和绝缘监察的需要。4.5 6.3KV侧电压互感器回路设备选择1、电压互感器的选择根据母线电压互感器的用途，及工作电压等条件, 查资料，可选用JDZX9-6,63/ 0.1 / 0.1 KV 单相绕组电压互感器三台，连接成Y0 / Y 0 / 接线，可满足测量、保护和绝33缘监察的需要。4.6变压器 1T 低压侧（ 6.3KV）设备选择选择条件1、短路点选择：以K1 点三相短路电流计算结果为据，短路电流由系统和G3 提供2、短路计算时间：t js = t

23、b +0.2=3+0.2=3.2S,取 4S3、 I g. max =1.05 2800=192.45A36.3 0.8断路器的选择根据 U WN6KV 和 I g . max =192.45A ，初选 SN10-10I 型真空断路器，其主要参数如下：额定电压额定电流额定开断电流额定短路关合电流( 峰值 )热稳电流10KV630A16KA40KA16KA1、按额定开断电流校验I =2.996-1.01=1.986KA I kd =16KA2、按额定短路关合电流选择16ish =7.97-2.72=5.25KA I dw =40KA3、按动稳定校验ish =5.25KA 40KA4、按热稳定校验

24、QK= 4 (1.92 0.066) 210 (1.92 0.08) 2(1.92 0.083) 2 15.985 KA 2 S12 I r 2t=1600 KA2S 电流互感器选择根据 电流互感器的用途、持续工作电流、工作电压等条件，查手册, 电流互感器可选用 LZZBJ9-10,800/5,0.5/5P10这一型号。1、 按热稳定校验QK =15.985KA 2SI r 2t=6400 KA 2S2、 按动稳定校验i sh =5.25KA I dyn =160KA4.7 变压器 1T 高压侧 (35KV 侧) 回路设备选择 选择条件1、 短路点选择 : 以 k3 点三相短路计算结果为依据,

25、 短路电流由系统和G3提供 ;2、短路计算时间 : tt btgk2.5 0.2 2.7s,取 3s, 开关电器选择短路计算时间;t=0+0.2=0.2s,导体选择短路计算时间 .I g max1.05I TN1.05200031.5 A3、最大持续工作电流3 38.5:4、 短路电流热效应 :QK41.060.0322101.060.02421.060.0242KA2S124.71 断路器的选择1、 按工作电压和工作电流选择I NI g max31.5AU NUWN35KV17根据电网电压以及安装于屋外的特点, 初选SW3-35/600 型少油断路器 , 其主要技术参数如下 :额定电压额定电

26、流额定开断电流极限通过电流及4s 热稳定电流关合电流峰值35KV600A6.6KA17KA6.6KA1、 按额定关合电流选择i sh1.470.6632.133KAi dw17KA2、按额定开断电流校验I 1.2190.1271.092KAI kd6.6KA3、 按动稳定校验i sh2.133KAi dw17 KA4、 按热稳定校验QK 4.71KA 2 S I r2 t 6.624 174.24KA 2 S 隔离开关的选择1、按工作电压和工作电流选择I NI g max31.5AU NUWN35KV根据电网电压以及安装于屋外的特点, 初选 GW4-35D/600型隔离开关 , 其主要技术参数

27、如下:4s 热稳定电流极限通过电流峰值额定电压最高工作电压额定电流15.8KA50KA35KV40.5KV600A1、按动稳定校验i sh2.133KAi dw50 KA2、 按热稳定校验Q4.71KA 2 S I2t 15.824 998.56KA 2 SKr18经检验 , 选用的设备合格 .（4）电流互感器的选择根据用途， 计量和测量用选 LR-35-200六只，额定电流变比150/5A ，准确度级次0.5 级；保护用选 LRB-35-200 六只，额定电力变比150/5A ，准确度级次10P 级。LR系列电流互感器不需要进行动、热稳定校验。4.8 变压器 2T 高压侧 (35KV 侧)

28、回路设备选择 选择条件1、短路点选择 : 以 k3 点三相短路计算结果为依据, 短路电流由系统和G12 提供 ;2、 短路计算时间 : ttbt gk2.5 0.2 2.7s,取 3s, 开关电器选择短路计算时间;t=0+0.2=0.2s,导体选择短路计算时间 .3、最大持续工作电流:I g max1.05I TN1.055007.87A338.54、 短路电流热效应 :QK41.060.1272101.060.09621.060.0952KA2S125.37 断路器的选择1、 按工作电压和工作电流选择I NI g max7.87AU NUWN35KV根据电网电压以及安装于屋外的特点, 初选 SW3-35/1000 型少油断路器 , 其主要技术参数如下 :额定电压额定电流额定开断电流极限通过电流及4s 热稳定电流关合电流峰值35KV1000A16.5KA42KA16.5KA1、按额定关合电流选择i sh2.5380.6631.875KAi dw42KA192、 按额定开断电流校验I 3.455 0.2583.197KAI kd16.5KA3、 按动稳定校验ish1.219 0.0321.187KAi dw42KA4、 按热稳定校验Q5.37KA 2 S I2t 16.524 1089KA2 SKr 隔离开关的选择1、按工作电压和工作电流