4200MW火力发电厂电气一次部分设计

1、摘 要AbstractI.1概述0.1.1 发电厂概述0.1.2 毕业设计的主要内容、技术指标 0.1.3 发电厂系统连接情况预设 Q.1.3.1 发电厂接入系统的原那么 01.3.2 发电厂预设规模 11.4 主要设计步骤 2.2电气主接线设计 3.2.1 概述3.2.1.1 电气主接线的根本要求 32.1.2 电压级常用接线方式 32.2 拟定主接线方案 4.2.2.1 方案一的设定42.2.2 方案二的设定42.2.3 方案的比拟与选定 52.3 发电机型号的选择 .6.2.4 主变压器的选型7.3火电厂厂用电接线的选择 a.3.1 概述8.3.1.1 厂用电设计原那么和接线形式 83.

2、1.2 厂用电的电压等级 83.1.3 厂用电系统中性点接地方式 93.1.4 厂用电源及其引接 103.2 厂用电系统的设计及确定 1.03.3 厂用主变选择 1.1.3.3.1 厂用电主变选择原那么 113.3.2 厂用主变型号确实定 114短路电流的计算134.1 概述1.3.4.2 短路电流计算条件134.2.1 短路计算的根本假定 134.2.2 短路计算的一般规定 134.3 短路计算1.4.4.3.1 画等值网络图 144.3.2 化简等值网络图,求短路电流 174.3.3 短路计算结果 245电气设备的选择与校验255.1 概述25.5.1.1 电气设备选择的一般原那么 255

3、.2 电气设备的选择与校验 255.2.1 回路最大持续工作电流确实定 255.2.2 高压断路器的选择与校验 265.2.3 隔离开关的选择与校验 305.2.4 电压互感器的选择与校验 335.2.5 电流互感器的选择与校验 365.2.6 导体的选择与校验 406防雷保护的规划446.1 雷电过电压的形成与危害 446.2 防雷保护举措.446.2.1 发电厂的直击雷防护 446.2.2 架空输电线路白防雷保护 466.2.3 旋转电机的防雷保护 466.2.4 变压器中性点防雷保护 476.2.5 母线避雷器的选择487配电装置的设计497.1 配电装置的选择原那么 497.2 配电装

4、置的类型 497.3 配电装置的选型 .498发电厂电气自动装置的配置 518.1 备用电源自动投入装置 5.8.2 发电机的自动准同期并列装置 .5.18.3 发电机的自动调节励磁装置 518.4 输电线路三相自动重合闸装置 .529发电厂的继电保护539.1 概述53.9.2 大型发电机组继电保护的总体配置 539.3 发电机的继电保护 549.3.1 发电机的纵差动保护 549.4 电力变压器的继电保护 559.4.1 变压器的瓦斯保护 569.4.2 变压器的纵联差动保护 569.4.3 变压器相间短路的过电流保护 599.4.4 变压器的过负荷保护 60总结61.参考文献62.致谢6

5、.3.附录64.奥火力发电厂电气局部设计摘要发电厂是电力系统的重要组成局部,它直接影响整个电力系统的平安与经济.其中火力发电厂更是占据着非常重要的地位,是电力开展的主力军.本次毕业设计严格遵循火力发电厂的设计标准,通过对电气主接线的设计、 厂用电的设计、短路电流的计算、电气设备的选择和校验以及配电装置、继电保护装置、防雷装置的设置,简要完成了对所给4X200MW火力发电厂电气一次局部的设计.本次设计中将四台发电机全部升压接入220kV电网,简化了电网结构及电气主接线,省去了升高电压级之间的联络变压器,降低了变压器损耗. 在电气设备选择方面尽量选取占地面积小的电气设备,节约土地资源. 关键词：火

6、力发电厂；电气主接线；电气设备Design of Electrical Part For one Fire Power PlantAbstractPower plants play an important role in power system for the directly influence on the security and economy of the whole power system. Including coal-fired power plants occupies the key position, it is the main force in power de

7、velopment.The graduation design strictly followed the standard of the coal-fired power plant design. Through the design of the main electrical connection, the calculation of short-circuit current, the selection and calibration of electrical equipments and the design of distribution device, relay pro

8、tection device, lightning protection equipment, completing the electrical design of the 4 x 200MW coal-fired power plant. This design send all electrical energy to 220kV power grids, simplified the structure of power grids, saving the contacting transformer between the rising level of voltage and re

9、ducing the loss of transformer. In electrical equipment selection, try to select area small electrical equipment as far as possible to save the source of land.Key words: coal-fired power plants, the main electrical connection, electrical equipment1概述1.1 发电厂概述发电厂是电力系统的重要组成局部,它直接影响整个电力系统的平安与经济.发电厂 的作用

10、是将其他形式的能量转化成电能.按能量转化形式大体分为火力发电厂、水力发电 厂、核能发电厂、风力发电场；考虑发电厂中的地位和作用电力系统中的发电厂可分为大 型主力发电厂、中小型地区电厂、及企业自备电厂三种类型.无论是哪种形式的电厂它们 的电气局部设计的主要内容及根本思想都是相通的,本文是对某火力发电厂电气局部的设 计.1.2 毕业设计的主要内容、技术指标本次毕业设计的主要内容是一个 4X200MW火力发电厂的电气局部设计.1 .发电厂规模(1)装机容量 4X200MW=800MW(2)机组年利用小时数：Tmax=6000h/a.(3)电力负荷及系统连接情况：电厂生产的电能除厂用电外全部以双回线路

11、送入系统.2 .主要技术指标(1)保证供电平安、可靠、经济.(2)功率因数到达0.9及以上,厂用电率8%,线路阻抗0.4.1.3 发电厂系统连接情况预设1.3.1 发电厂接入系统的原那么在拟定发电厂接入系统的方案时,应明确该厂规划装机容量、单机容量、送电方向、 功率、供电距离及在电力系统中的地位和作用,对于不同规模的发电厂及发电机组,应根 据在系统中的地位,接入相应电压等级的电力网.在负荷中央的中小发电厂,在发电机端 设立母线,发电机经母线及升压变压器接入系统；对远离负荷中央的火力发电厂,应直接 接入高压主网.单机容量为100125MW的机组,当系统有稳定性要求时,应直接升压接入220kV电力

12、网；单机容量为500MW及以上的机组,一般直接升压接入500kV电力网1 本次设计中要求将电厂生产的电能除厂用电外,全部送入系统,根据发电厂接入系统的原那么,预设4台发电机组全部升压接入220kV电力网.1.3.2 发电厂预设规模1 .厂址概况：本厂远离负荷中央,在一大型煤矿区内,为坑口电厂,所有燃料由煤 矿直接供应.电厂生产的电能除用于厂用外,全部以双回220kV线路送入系统.厂区地势较不平坦,地质条件好,有新的公路、铁路通向矿区,交通方便.厂址附近有大河通过, 水量丰富.2 .气象条件：发电厂所在地,最高气温+25 C,最低气温-35C,平均气温+8,最热日 平均气温+22C,冻土层1.5

13、米,覆冰厚6mm,最大风速20M/S,大气无明显污染,土壤 电阻率大于500欧,海拔标高175米,地震根本烈度为5度.3 .机组参数：锅炉：4 XHG-670/140-1汽机：2、200-130/535/5354 .电力系统接线图本次设计中拟定的电力系统连接图如 1-1所示.连接600MW火电厂的100km架空线每回最大输送容量为110MVA,连接600MW火 电厂的150km架空线每回最大输送容量为120MVA ,连接200MW水力发电厂的100km架 空线每回最大输送容量为90MVA.100KM150KM火电厂一2 x SFP7 - 3G0/220100KM火电厂 2XTS1264/160

14、-48 2 xSFP7- 360/220_水电厂2xTQN-100-2 2 xSFP7 -1207220图1-1系统连接图1.4主要设计步骤1 .确定发电厂电气主接线的最正确方案包括主变压器容量的选择.2 .确定发电厂厂用电接线的最正确方案.3 .计算短路电流.4 .确定发电厂变电所电流互感器、电压互感器、避雷器、避雷针、继电保护及自动 装置的配置.5 .电气设备的选择与校验.6 .配电装置的设计.7 .避雷针的保护范围计算.2电气主接线设计2.1 概述2.1.1 电气主接线的根本要求电气主接线的选择正确与否对电力系统的平安、经济运行,对电力系统的稳定和调度 的灵活性,以及对发电厂的电气设备选

15、择,配电装置的布置,继电保护及限制方式的拟定 等都有重大的影响.在选择电气主接线时,应注意发电厂在电力系统中的地位、进出线回 路数、电压等级、设备特点及负荷性质等条件,并应满足以下根本要求 2.(1)运行的可靠性.(2)具有一定的灵活性.(3)操作应尽可能简单、方便.(4)经济上合理.(5)应具有扩建的可能性.2.1.2 电压级常用接线方式220kV电压级常用接线方式及适用范围总结见表2-1.表2-1 220kV电压级常用接线方式及适用范围电压接线方式适用范围220双母线或单母线采用SF6全封闭组合电器时,不设旁路举措；采用SF6断路器时,不宜设旁路举措；采用少油断路器出线在4回及以上时,采用

16、带专用旁母断路器的旁路母线双母线分段安装200MW 及以下机组,电厂容量在800MW 及以上,进出线1014回；采用双母线双分段配置困难的配电装置双母线双分段安装200MW 及以下机组,电厂容量在1000MW 及以上,进出线15回及以上2.2 拟定主接线方案2.2.1 方案一的设定采用双母线分段接线方式,将双回路分别接于不同的母线段上,可缩小母线故障的影 响范围,主接线形式见图2-1 o2.2.2 方案二的设定采用双母线接线,断路器采用高可靠性的 SF6断路器.主接线形式见图2-2图2-2方案二接线图2.2.3 方案的比拟与选定方案的比拟分别从可靠性和经济性两方面进行,比拟过程与结论见表2-2

17、.表2-2方案比拟及结果力某一力某一结论可将双回路分别接于不同的母线通过两组母线隔离开关的倒换操作,可以轮方案一略高靠段上,保证了系统的供电可靠流检修一组母线而不至使供电中断.在检修于力某一性性,减小了停电的几率,缩小了任意线路断路器时, 该回路需短时停电. 断母线的故障范围.路器采用SF6断路器,检修周期长,不需要经常检修,减小了断路器检修停电的几率.经多装了价高的断路器及隔离开设备相对少,投资小,年费用小,占地面积方案二明显济关,投资增大,占地面积增加.相对较小.局十方案一性经比拟,方案二在可靠性上略低于方案一,但断路器采用SF6断路器,它的检修周期长,不需要经常检修.这样就可以减小了断路

18、器检修停电的几率.在经济性上,方案二明 显高于方案一,因而综合考虑选择方案二.2.3 发电机型号的选择1 .发电机主要参数(1)单机容量原始资料已经给出,装机容量为 4X200MW(2)电压不同输出功率发电机的端电压见表 2-3.表2-3汽轮发电机的端电压发电机输出功率/(MW/MV A)端电压/ kV0 200MW6.3, 10.5, 13.8, 15.75 300MW2024353667MW2024 668MXA24-271000MVA26-27本方案中选定端电压UN =15.75kV.(3)功率因数600MW及以上发电机的额定功率因数采用 cosN =0.90 , 100MW500MW发

19、电机的额定功率因数采用cosN =0.85.本设计中200MW发电机采用功率因数cosN=0.85.(4)电抗和短路比我国国家标准规定200MW及以上的发电机Kc不小于0.40, 200MW及以上的不小于、一、一一一 . 、 、 一 、一 一 .一 、一 、一 一一 0.45.电抗的选择上,需注意瞬态电抗 Xd和超瞬态电抗Xd的相容性,即Xd的上限值不 .,.一一 一 . , 能太靠近Xd的下限值,一般情况下Xd不小于0.15, Xd不大于0.30(均为标幺值).2 .冷却方式的选择大型汽轮发电机的冷却方式有全氢冷、水氢氢、水水空、水水氢、全水冷和油水油冷等3.综合考虑,确定发电机机型为 QF

20、QS-200-2,其型号含义为Q一汽轮机；F一发电机；Q一氢冷；S一转子绕组水内冷；200一额定功率；2 2极.QFQS-200-2型汽轮发电机主要参数见表 2-4表2-4 QFQS-200-2型汽轮发电机主要参数视在功率MVA有功功率MW电压V电流A功率因数2352001575086250.852.4主变压器的选型主变压器在电气设备投资中所占比例较大,同时与之相适应的配电装置,特别是大容 量、高电压的配电装置的投资也很大.因此,主变压器的选择对发电厂、变电所的技术性 影响很大.发电厂200MW及以上机组为发电机变压器组接线时的主变压器应满足DL5000 2000?火力发电厂设计技术规程?的规

21、定：“变压器容量可按发电机的最大连续容量扣除一台厂用变压器的计算负荷和变压器绕组的平均温度或冷却水温度不超过65 C的条件进行选择 4.本次设计中变压器均为单元接线形式,单元接线时变压器容量应按发电机的额度容量 扣除本机组的厂用负荷后,留有10%的裕度来确定.Sn J.PngO-Kp公式2-1cos：,G式中Png一发电机容量,为200MW; SN一通过主变的容量；K p一厂用电,为8%;coG 一发电机的额定功率,为0.85.发电机的额定容量为200MW ,扣除厂用电后经过变压器的容量为:SNI.IPng (1-Kp)cos ,：71.1 200(1-0.08)0.85=238.12MVAS

22、F10-240 ,参数为选定三相风冷自然循环双绕组无励磁调压变压器,型号为:240000 - 242 - 2 2.5%/15.753火电厂厂用电接线的选择3.1概述发电厂在启动、运转、停役、检修过程中,有大量由电动机拖动的机械设备,用以保 证机组的主要设备和输煤、碎煤、除灰、除尘及水处理等辅助设备的运行.这些电动机及 全场的运行、操作、试验、检修、照明等用电设备等都属于厂用负荷.总的耗电量,统称 为厂用电.厂用电的可靠性,对电力系统的平安运行非常重要.提升厂用电可靠性的目的, 是使发电厂长期无故障运行,不致因厂用电局部故障而被迫停机,为此必须认真考虑合理 厂用供电电源的取得方式、工作电源和接线

23、方式.1.1.1 厂用电设计原那么和接线形式发电厂厂用电系统接线通常采用单母线分段接线形式,并多以成套配电装置接受和分 配电能.火电厂的厂用负荷容量较大,分布面较广.其用电量约占厂用电量的60%以上.为了保证厂用电系统的供电可靠性与经济性,且便于灵活调度,一般都采用“安炉分段 的接线原那么,厂用负荷在各段上应尽量分配平均,且符合生产程序要求.全厂公用性负荷 应适当集中,可设立公用厂用母线段低压380/220V厂用电的接线,对于大型火电厂,一般宜采用单母线分段接线,即按炉分段,对于中小型电厂,那么根据工程具体情况,厂用低 压负荷的大小和重要程度,全厂可只分 23段,仍采用低压成套配电装置供电5.

24、本次设计中装机容量为4X200MW,属于大中型发电厂,依据上述原那么,确定厂用电 接线形式采用单母线分段接线,按炉分段.全厂共 4台锅炉,容量为670t/h,每组分A、 B两段,具体接线形式见图3-1.1.1.2 厂用电的电压等级发电厂中一般采用的低压供电网络电压为 380/220V;高压供电网路电压有3、6、10kV. 为了简化厂用电接线,且使运行维护方便,电压等级不宜过多.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作为厂用高电压；当发电机容量 在100300MW时,直选用6kV作为厂用高电压；当发电机容量在300MW以上时可采用 3kV、10kV两种

25、电压6.本次设计单机容量为200MW,因此采用6kV作为厂用高压供电网路,380/220V作为厂用低压供电网络1.1.3 厂用电系统中性点接地方式高压厂用电系统及低压厂用电系统的中性点接地方式及其特点、适用范围详见表3-1表3-1厂用电系统中性点接地方式类别中性点接地方式特点适用范围高压中性点不接地单向接地电容电流10A时,允许继续运行2h接地电容电流小于 10A的高电压厂用电系统高电阻接地二次侧接电阻的配电变压器接地选择适当电阻值,可抑制单相接地故障时健全相的过电压倍数w2.6倍相电压,预防扩大故障接地电容电流10A ,需要降低间歇性电弧接地过电压水平和便于寻找故障点的情况消弧线圈接地按不同

26、保护方式对灵敏度和选择性的要求,在中性点接低值电阻,将 单相接地故障电流加大至100600A,接地保护动作于跳闸接地电容电流大于 10A的场合低压中性点直接接地网络比拟简单,动力、照明和检修网络可以共用；单相接地故障时,中性点不发生位移,相电压不会出现不对称和超过 250V ;保护装置立即动作于跳闸,厂用电动机停运原有低压厂用电系统为中性 点直接接地的扩建厂及主厂 房外n、出类负荷辅助车间 供电网络；125MW及以下机 组；低压不采用熔断器的供 电系统高电阻接地单相接地故障时,预防开关立即跳 闸和电动机停运；预防了熔断器一 组熔断造成电动机两相运转；需设 接地故障检测和保护装置；要安装 专用的

27、照明、检修变压器200MW及以上机组主厂房由上表可以看出,中性点不接地方式适用于接地电容电流小于 10A的高电压厂用电系统.而200MW及以下机组的高压厂用电系统中,电容电流一般不会大于510A,所以传统上一直采用不接地系统,而且这种接地方式较简单,接线也方便,因而本次设计中高压 厂用电系统采用中性点不接地方式.DL500?火力发电厂设计技术规程?中规定“主厂房内的低压厂用电系统宜采用高电 阻接地方式,也可采用中性点直接接地方式.结合上表中,200MW及以上机组主厂房适 宜采用高电阻接地,因而本次设计中低压厂用电系统采用中性点经高电阻接地方式.1.1.4 厂用电源及其引接火力发电厂厂用电源分为

28、工作电源和备用工作电源,厂用电源的引接方式见表3-2.表3-2厂用电源的引接方式电气接线厂用工作电源厂用备用、启动/备用电源高压低压高压低压引自升压变压器引自对应的高弓1自升压站最低电压级引自高压厂发电机一变压器组低压侧压厂用母线母线或联络变压器低压绕组,也可由外部电网引接专用线路用母线或启动/备用变压器弓1自连接该机组引自高压厂用引自发电机电压母线或引自高压厂有发电机的发电机电压母母线或发电机升压站母线用母线或发电压母线线电压母线电机电压母线本次设计中电气接线为发电机一变压器组形式,升压电压级仅 220kV一级,因而确定 厂用高压工作电源引自升压变压器低压侧, 高压备用启动电源引自220kV

29、母线,低压工作 电源与备用电源分别引自对应的高压厂用母线.3.2 厂用电系统的设计及确定本厂用电系统共设4台高压厂用变压器,根据厂用备用电源数量的设置原那么,3台以上200MW机组一般每两台机组设一台启动/备用变压器,因而共设置两台启动/备用变压 器.厂用电源及其启动/备用电源的引接已在主接线图中标明.图中显示为两台变压器及一台启动/备用变压器,其余两台不再绘图说明.1#主变2#主变6kV2B锅炉2B变图3-1厂用电接线3.3 厂用主变选择3.3.1 厂用电主变选择原那么1 .变压器、副边额定电压应分别与引接点和厂用电系统的额定电压相适应.2 .连接组别的选择,宜使同一电压级的厂用工作、备用变

30、压器输出电压的相位一致3 .阻抗电压及调压型式的选择,宜使在引接点电压及厂用电负荷正常波动范围内,厂用电各级母线的电压偏移不超过额定电压的 i5%04 .变压器的容量必须保证常用机械及设备能从电源获得足够的功率.3.3.2 厂用主变型号确实定1 .高压厂用变压器的容量选择按厂用电率确定厂用电主变的容量,厂用电率确定为公式(3-1)SC cosav=-Cav 100% =8%Pn式中Kp一厂用电率;Sc一厂用计算负荷kVA;cosav一平均功率因数,一般取 0.8; Pn发电机的额定功率(kW)o由上式得出：Sc 二 一KP一PN 二 20000kVA cos 邛 av 100%由上式选定高压厂

31、用变压器型号为：SF10- 31500/15.75 ,额定容量为： 31500/2X20000;电压比为：15.75 2X2.5%/6.3- 6.3 02 .高压启动/备用变压器的容量选择200MW及以上的机组中,厂用工作变压器电源由发电机母线直接引接,其高压侧一 般不设断路器,这种接线方式使得高压厂用变压器一旦发生较大故障,势必使发电机停机,从而使得启动/备用电源的“备用在一定程度上意义减小,而主要担负起“启动的功能, 对该电源容量的要求,也改为在带有设计的公用负荷后,仍能满足最大一台高压厂用变压 器的备用要求,所以一般启动/备用电源的容量不能小于最大一个厂用工作电源容量.本次设计中选用的高

32、压厂用变压器容量为 31.5MVA ,因而启动/备用变压器选用两台 40MVA的变压器,型号为：SFSZ10- 40000/220,额定容量为：40000/220000,电压 比为：230 8 X1.5%/6.3kV .4短路电流的计算4.1 概述在进行电气设备和载流导体的选择时,为了保证各种电气设备和导体在正常运行时和 故障情况下都能平安、可靠的工作,同时又要力求节约、减少投资,需要根据短路电流对 电气设备进行动、热稳定的校验.在进行继电保护装置及进行整定计算时,必须以各种不 同类型短路时的短路电流作为依据.4.2 短路电流计算条件4.2.1 短路计算的根本假定1 .正常工作时,三相系统对称

33、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 .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外,元件的电阻略去不计.6 .不考虑短路点的电流阻抗和变压器的励磁电流.7 .元件的技术参数均取额定值,不考虑参数的误差和调整范围.8 .输电线路的电容略去不计7.4.2.2 短路计算的一般规定1 .验算导体电器的动稳定、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开展方案.2 .选择导体和电器用的短路电流,在电器连接的网络中,应考虑具有反应作用的异 步电动机的影响和电容补偿装

34、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 路电流最大地点.4.导体和电器的动稳定、热稳定和以及电器的开断电流,一般按三相短路计算网4.3 短路计算选择流过所要校验的设备内部和载流导体的短路电流最大的短路点为短路计算点,本次计算中选取的短路点为发电机出口短路点di、220kV母线短路点d2、厂用6kV高压母线短路点d3o4.3.1 画等值网络图1 .去掉系统中的所有负荷分支、线路电容和各元件的电阻,发电机电抗用次暂态电 抗Xd.2 .计算网络中各发电机的根本参数见表4-1,各变压器的根本参数见表 4-2.表4-1发电机参数型号额定容量额定电压额

35、定电流功率因数XdQFQS-200-2200MW15.75kV8625A0.8514.44%QFS-300-2300MW18kV11320A0.8516.7%TS1264/300-48300MW18kV11000A0.87530.56%TQN-100-2100MW10.5kV6475 A0.8518.3%表4-2变压器参数型号额定电压(kW)短路阻抗(%)SF10-240000242/15.7513SF10-3150015.75/6.39.8SFP7-360000242/1814SFP7-120000242/10.514由4X200MW火力发电厂电气主接线图,和设计任务书中给出的相关参数,可画

36、出系统的等值网络图如图4-1所示LI12 叉 X 内 9. oX X图4-1等值网络图3 .将各元件电抗换算为同一基准的标么电抗取基准容量Sj =100MVA ,电压基准值为各段的平均额定电压,Upi=242kV, pUp2=15.75kV, U p3=6.3kV0 pp4 200MW火力发电厂QFQS-200-2发电机的电抗标幺值为Xd %Sj14 44100X17 =Xi9 -X21 -X23 -()()=()()=0.0722171921231 00SN100200SF10-240000主变压器的电抗标幺值为Us%、. Sx-2022而)(Sn13100)=()()=0.05411002

37、40SF10-31500厂用高压变压器的电抗标幺值为、,、,、,、,Kf、,/Sj、-X 24= X 27= X30= X33= (1- -)X1-2()= (1-4Sn3.4100一)0.0980.046431.5X 25 = X 26 = X 28 = X 29 = X 31 = X 32=X 34 = X 351Sj1100Kf X1-2 (L)3.4 0.0980.5292Sn231.5(2)系统 S11、S12QFS-300-2发电机的电抗标么值为X1 = X3Xd % SjX 100SN16.7 1000.0557100 300SFP7-360000变压器的电抗标幺值为X X Us

38、%X2 = X4 =100SjXSn14 100 0.0389100 360(3)系统 S21、S22TS1264/300-48发电机的电抗标么值为X5 = X 7Sj100Sn30.56 1000.1019100300SFP7-360000变压器的电抗标幺值为X 6 = X8U S100 Sn14 100 0.0389100 360系统S31、S32TQN-100-2发电机的电抗标么值为X9 = X11Xd % Sj黑100Sn18.3 100 0.183100 100SFP7-120000变压器的电抗标么值为X10 = X12Us%100SSN14 100 0.1167100 120(5)

39、线路阻抗标幺值10.4100Sj=0.4100100=0.03412U；242210.4 150Sj= 0.4150100= 0.05122U；2422120.4100SjUpi2=0.41001002422=0.0341X 14X13X154.3.2化简等值网络图,求短路电流为计算不同短路点的短路电流值,需将等值网络分别化简为以短路点为中央的辐射网络,并求出各电源与短路点之间的电抗,即转移电抗.1. di点短路(1)网络化简,求转移阻抗如图4-2所示,将系统Sii、S12合并为Si,S21、S22合并为S2,S31、S32合并为S3,合并后的阻抗值为1 1X36 (X1 X12)(0.055

40、7 0.0389) =0.04732 21 1X37(X5 X6)(0.1019 0.0389) = 0.07042 21 1X38(X9 X10)(0.183 0.1167) -0.14992 2X39 -X40 -X41 -X42 -X16 X17 =0.0722 0.0541 =0.1263将X 36、X 13合并为X 43,X37、X14合并为X44, X38、X15合并为X45,如图4-3所示.X43 =X36 X13 =0.0473 0.0341 =0.0814X44 =X37 X14 =0.0704 0.0512 =0.1216X45 =X38 X15 =0.1499 0.034

41、1 =0.184图4-3 di点短路时网络化简图3X39, X40, X41, X42 即为 G1、G2、G3、G4对 d1 点的转移阻抗,X即为&、S2、S3对d1点的转移阻抗.求各电源的计算电抗XS1 jsXS3 jS600= 0.08140.4884100600= 0.1216 =0.7296100200= 0.184 = 0.368100X G1 js =XG2js =XG3js =XG4js200= 0.1263 = 0.2526100(3)查运算曲线查得各电源0s短路电流标幺值为I = I = I = IG1G2G3 G4= 4.25Is1 =2.19;Is2 =1.41 ;IS3

42、 =3.054s短路电流标幺值为I G1 = I G2=1 G3 = 1 G4= 2.39I& =2.02;Is2 =1.69;J =2.82(4)计算短路点短路电流短路点总电流为200600600200I =4.254 2.19 1.41 3.05.3 242. 3 2423 242. 3 242= 8.112 3.134 2.018 1.455 =14.719(kVA )ish = 2Kshl冲击电流为公式(3-1)式中Ksh一冲击系数,实际电路中,1Ksh 户d2iaGd图4-5 d2点短路时网络化简图 2图4-4 d2点时短路网络化简图如图4-6所示,将星形X47、X46、X22化成网

43、形X48、X49、X50 ,即消去了网络中的中间节点,X49即为G对d2点的转移阻抗,X 50即为系统S对d2点的转移阻抗X 49 - X 47 X 46X47X460 039 0 0421=0.039 0.0421= 0.111X 220.0541X 50 = X 47 X222=0.039 0.0541 .039 0.0541 = 0.143X460.0421G4对d2点的转移阻抗为X23 =0.0722求各电源的计算电抗XG js600= 0.111 =0.666100200Xg/s = 0.0722 =0600 200Xsjs =0.143100= 2.002

44、G图4-6 d2点短路时网络化简图3(3)由计算电抗查运算曲线得各电源0s短路电流标幺值为Ig =1.53; Is =0.523; Ig4=7.544s短路电流标幺值为Ig =1.598; Is =0.497; =2.493(4)短路点总短路电流= 1.536003 15.750.52314003 15.757.54200,3 15.75= 33.65 26.84 55.28 115.77(kVA )冲击电流为ish = .2KshI =2 1.9 115.77 =311.1(kVA)全电流为Ict = lJ2(Ksh-1)2 =115.771 2 0.92 =115.77 1.619 = 1

45、87.4(kVA)稳态短路电流为200,3 15.7560014001-=1.598 0.497 2.4933 15.753 15.75= 35.15 25.51 18.28 78.94(kVA )3. d3点短路网络化简图如4-7所示.1 1X51 X34 X330.529 0.046 = 0.31052 2S O图4-7 d3点短路时网络化简图1(1)求转移电抗如图4-8所示,将星形X50X49、X23、X 51化成网形,只计算有关的转移阻抗X52X 53、X 54 图4-8 d3点短路时网络化简图2、,、,、, 111X52 =X50 X51 (=-X49X50X514X 231111=

46、 0.143 0.3105 ()= 1.4680.111 0.143 0.3105 0.07221111X53 =X49X51()X49X50X51 X231111= 0.111 0.3105 ( ) =1.1400.111 0.143 0.31050.0722、,、,、, 1X54 = X23X51 (一X4911X50X51X23= 0.0722 0.3105 (1-0.111 0.143 0.31051 )=0.741 0.0722求各电源的计算电抗XGjs600 = 1.140 一 =6.84100X G4js200 = 0.741 =1.482100Xsjs =1.468600 60

47、0 200 : 20.552100由计算电抗查运算曲线得各电源 0s和4s短路电流标幺值当Xjs之3.45,各时刻短路电流相等,相当于无限大电源短路电流,可以用1/Xjs求得.0s短路电流标幺值Ig4 =0.712; Ig =1/6.84 =0.146; I s = 1/20.552 = 0.0494s短路电流标幺值Ig4 =1.39; Ig =1/6.84 =0.146; Is =1/20.552 =0.049(4)短路点总短路电流为= 0.146600 3 6.30.0491400.3 6.30.712200、3 6.3= 8.028 6.287 13.05 = 27.365(kVA )冲

48、击电流为ish = 2Ksh I =$2 1.3 27.365 = 50.31(kVA )全电流为Ict =l.,1 2(Ksh-1)2 =115.771 2 0.32 =27.365 1.086 = 29.72(kVA)稳态短路电流为= 0.1466003 6.30.04914003 6.31.39200.3 6.3= 8.028 6.287 25.48 =39.795(kVA )4.3.3短路计算结果短路计算结果汇总于表4-3.表4-3短路计算结果汇总表短路点基准电压(kV)短路电流,、l (kVA)冲击电流i sh (kVA)稳态短路电流i 0a(kVA)短路全电流l ct (kVA)d

49、122014.71938.5111.21819.31d215.75115.77311.778.94187.4d36.327.36550.3139.79529.725电气设备的选择与校验5.1概述正确选择电气设备是电气主接线和配电装置到达平安、经济运行的重要条件.在进行 电器选择时,应根据工程实际情况,在保证平安、可靠的前提下,积极而稳妥地采用新技 术,并注意节省投资,选择适宜的电气设备.电气设备要可靠地工作,必须按正常工作条 件进行选择,并按短路状态来校验动、热稳定性.本设计,电气设备的选择包括断路器和隔离开关的选择,电流、电压互感器的选择以 及导体的选择.5.1.1 电气设备选择的一般原那么

50、1 .应满足正常运行、检修、断路等的要求,并考虑远景开展的需要2 .应按当地环境条件校验.3 .应力求技术先进与经济合理.4 .选择导体时应尽量减少品种.5.2电气设备的选择与校验5.2.1 回路最大持续工作电流确实定1 . 220kV出线回路双回线路计算工作电流Iwmax为1.22倍一回线的正常最大负荷电流(1)连接600MW 火电厂的100km架空线PN110In : N = 339.6(A)3UNcos13 220 0.85IWmax =1.2In -1.2 339.6 -407.52(A)(2)连接600MW 火电厂的150km架空线I _Pn_120 一 370 AI n370.5(A)3UnC0S13 220 0.85IWmax =1.2In =1.2 370.5 =444.6 (A)连接200MW水力发电厂的100km架空线I n = f=N= -= 277.9(A)3UNcos：,3 220 0.851 Wmax = 1.2In =1.2 277.9 =333.5 (A)2 .变压器回路I Wmax取1.05倍变压器的额定电流=629.8 (A)SN _ 240 1