200MW地区凝汽式火力发电厂电气部分设计课程设计

河北科技师范学院课程设计任务书学院：机电工程学院专业：电气工程及其自动化学生姓名学号：课程设计题目：200MW地区凝汽式火力发电厂电气部分设计起迄日期:课程设计地点:指导教师:

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名：日期：

学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名： 日期：年月日导师签名：日期：年月日指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神□优□良□中□及格□不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度□优□良□中□及格□不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力□优□良□中□及格□不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性□优□良□中□及格□不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）指导教师：（签名）单位：（盖章）年月日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）评阅教师：（签名）单位：（盖章）年月日PAGEPAGE47教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况□优□良□中□及格□不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况□优□良□中□及格□不及格3、学生答辩过程中的精神状态□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格评定成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）教研室主任（或答辩小组组长）：（签名）年月日教学系意见：系主任：（签名）年月日

课程设计任务书1．设计目的：通过课程设计巩固和加深学生对所学的电力工程专业课程知识,结合工程实际问题,锻炼学生分析和解决问题的能力;提高学生使用技术资料,进行计算,绘图以及编写技术文件的技能,掌握设计的步骤和方法,学会运用规程,规范,手册和参考资料。通过课程设计应使每个学生都受到较全面的训练,在教师的具体指导下独立完成规定的设计任务。2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：1）某地区根据电力系统的发展规划，拟在该地区新建一座装机容量为200MW的凝汽式火力发电厂，发电厂安装2台50MW机组，1台100MW机组，发电机端电压为10.5kV,电厂建成後以10kV电压供给本地区负荷，其中有机械厂、钢厂、棉纺厂等，最大负荷48MW,最小负荷为24MW，最大负荷利用小时数为4200小时，全部用电缆供电，每回负荷不等，但平均在4MW左右，送电距离为3-6km，并以110kV电压供给附近的化肥厂和煤矿用电，其最大负荷为58MW,最小负荷为32MW，最大负荷利用小时数为4500小时，要求剩余功率全部送入220kV系统，负荷中Ⅰ类负荷比例为30%，Ⅱ类负荷为40%，Ⅲ类负荷为30%。2）计划安装两台50MW的汽轮发电机组，型号为QFQ-50-2，功率因数为0.8，安装顺序为#1、#2机；安装一台100MW的起轮发电机组，型号为TQN-100-2，功率因数为0.85，安装顺序为#3机；厂用电率为6%，，机组年利用小时Tmax=5800。3）按负荷供电可靠性要求及线路传输能力已确定各级电压出现列于下表：10kV110kV220kV名称回路数名称回路数名称回路数机械厂2化肥厂2系统2钢厂4煤矿2棉纺厂2市区4预留2预留2预留1合计14合计6合计34）计算短路电流资料：220kV电压级与容量为2000MW的电力系统相连，以100MVA为基数值归算到本厂220kV母线上阻抗为0.048，系统功率因数为0.85。5）厂址条件：厂址位于江边，水源充足，周围地势平坦，具有铁路与外相连。6）气象条件：绝对最高温度为400C；最高月平均温度为260C；年平均温度为10.7；风向以东北风为主。3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕：进行配电所电气主接线的设计、短路电流计算、主要电气设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线等）、各电压等级配电装置设计。同时，完成配电所一次部分总接线图，具体为：1）变电所电气主接线的设计；2）短路电流计算；3）主要电气设备（开关柜）选型；4．主要参考文献：1、王锡凡.电气工程基础.西安：西安交通大学出版社，2009年10月第2版2、牟道槐.发电厂变电站电气部分.重庆：重庆大学出版社，2007年2月第2版3、水利电力部西北电力设计院（弋东方）.电力工程电气设计手册(电气一次部分).北京：中国电力出版社，2005年05月5．设计成果形式及要求：1课程设计报告（设计说明书）2主接线图6．工作计划及进度：2012年6月2012年6月262012年7月22012年7月7、成绩组成及考核标准：学生出勤20%学生答辩回答问题情况40%学生的设计成果40%教学部主任审查意见：签字：年月日目录TOC\o"1-5"\h\z\u第一章：电气主接线设计 71.主接线介绍 71.1主接线方案选择 81.2方案选择 9第二章：确定主变压器台数及容量 102.1主变压器的选择原则； 102.2计算主变压器的容量 102.3主变压器的选择： 10第三章：厂用电的设计 113.1厂用电设计的要求和原则 113.2厂用变压器选择 12第四章：短路电流计算 134.1短路电流计算目的及规则 134.2短路计算条件 134.3短路等值电抗电路及其参数计算 144.3.1、系统参数的计算： 144.3.2、总等值电路： 154.3.3、各个等级电压下的短路电流计算： 15第五章：电气设备的选择 235.1、导体和电气设备选择的一般条件 235.1.1技术条件 235.1.2环境条件 245.2.电气设备的选型 245.2.1母线的选择与校验 255.2.2隔离开关和断路器的选型与校验 285.2.3．10.5kv出线电抗器、电缆选择： 335.2.4．电流互感器、电压互感器选择： 365.2.5．避雷器选择： 385.3.电气设备明细表 39第六章：心得体会： 41参考文献 42附录：主接线图 摘要电气工程基础课程设计是对所学知识的一次综合性应用，能加深我们队基础知识的理解。本设计严格遵循发电厂电气部分的设计原则，主要介绍了发电厂电气一次部分设计的基本知识，包括设计原则、步骤和计算方法等。通过对电气主接线的设计和计算、厂用电的设计、短路电流的计算、电气设备的选择和校验，简要完成了对所给（2×50MW+100MW）凝汽式发电厂的电气一次部分的设计。本设计为220KV、110KV和10KV三个电压等级。关键词：火力发电厂，主接线，短路电流计算，电气设备第一章：电气主接线设计1.1主接线介绍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，是构成电力系统的主要环节。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，继电保护、自动装置和控制方式的确定，对电力系统的可靠、灵活、经济运行起着决定的作用。1.2电气主接线的叙述（1）单母分段接线优点：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。另外分段断路器兼做旁路短路器可以减少设备，节省投资；同样可靠性高，运行操作方便；缺点:对于在电网中没有备用线路的重要用户以及出线回路数较多的大、中型发电厂和变电所，采用上述接线仍然不能保证供电的可靠性。（2）双母线接线优点：供电可靠，调度灵活，扩建方便，便于设计。缺点：增加了一组母线，每一回路增加一组母线隔离开关，增加了投资，操作复杂，占地面积增加。（3）双母线分段接线优点：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，不影响上母线的正常运行。缺点：多装了一台断路器，增加了投资和占地面积，断路器整定复杂，容易造成误操作。1.3执行可行的接线方案1.3.1初步主接线方案第一种方案：左边为220KV电压等级，采用单母线分段接线方式，右边为110KV电压等级，采用双母线分段的接线方式，发电机侧电压10.5KV采用双母线分段的接线方式。如图1图1方案一第二种方案：左边为220KV电压等级，采用双母线的接线方式，右边为110KV电压等级，采用双母线分段的接线方式，发电机侧电压10.5KV采用双母线分段的接线方式。如图2图2方案二第三种方案：左边为220KV电压等级，采用双母线的接线方式，右边为110KV电压等级，采用双母线分段的接线方式，发电机侧电压10.5KV采用双母线分段的接线方式，其中100MW机组采用单元接线接线方式连接到220KV侧。如图3图3方案三方案选择：方案的比较原则如下：单母线分段接线适用于：小容量发电机电压配电装置，一般每段母线上所接发电机容量为12MW左右，每段母线上出线不多于5回；变电站有两台主变压器时的6—10kv配电装置；35—63KV配电装置出线4—8回；110—220KV配电装置出线3—4回。双母线分段：用于缩小母线故障的停电范围，分段短路器将母线分为WI段和WII段，每段工作母线用各自的母线断路器与备用母线相连，电源和出线回路均匀的分布在两段工作母线上。优点是可靠性比双母线接线更高，并且具有很高的灵活性。双母线：双母线接线有2组母线，并且可以互为备用。它的特点是：供电可靠，调度灵活，扩建方便，能广泛用于出线带电抗器6-10KV配电装置；35-60KV出线数超过8回，或连接电源较大、负荷较大时；110KV-220KV出线为4回及以上时。由于220KV侧与系统连接，考虑要往系统送负荷，可靠性要求比较高，故220KV侧采用双母线接线，110侧有4回，备用两回，线路较多，有一级负荷，考虑采用双母线接线和双母线分段接线，10.5KV侧单机容量为25MW以上的机组，且出线较多时，发电机电压母线采用双母线分段接线适宜，考虑机组为2台50MW和一台100MW的机组，出线有14回，故采用双母线分段接线。考虑到现在断路器三种方案差别不大，现在断路器价格也下降，主要考虑其主接线的灵活性和可靠性。最终选方案二，即220侧采用双母线接线方式，110和10.5KV侧均采用双母线分段接线，其灵活性和可靠性比较高，能满足此发电厂的要求。第二章：确定变压器台数及容量2.1主变压器的选择原则；主变容量一般按变电所建成后5—10年的规划负荷来进行选择，并适当考虑远期10—20年的负荷发展。根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变的容量。对于有重要负荷的发电厂，应考虑一台主变停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，保证用户的Ⅰ级和Ⅱ级负荷，对于一般变电所，当一台主变停运时，其他变压器容量应能保证全部负荷的70%~80%。高、中压电网的联络变压器应按两级电网正常与检修状态下可能出现的最大功率交换确定容量，其容量一般不应低于接在两种电压母线上最大一台机组的容量。2.2计算主变压器的容量当发电机电压母线上的负荷最小时，应将发电厂的最大剩余功率送至系统，根据主接线的要求，选2台主变压器。当发电机电压母线上接有2台变压器，当负荷最小且其中容量最大的一台变压器退出运行时，其他主变压器应将发电厂最大剩余功率的70%以上主系统，即：3）当发电机电压母线的负荷最大且其中最大一台机组退出运行时，主变压器应能从系统倒送功率，满足发电机电压母线上最大负荷的需要：2.3主变压器的选择：综上，查《发电厂电气部分课程设计资料》，选2台三绕组变压器选用的型号为SFPS7-120000/220。参数如下：型号额定容量kv·A额定电压/kV高压中压低压SFPS7-120000/2201200002.5％12110.5,11损耗/kW阻抗电压（％）空载电流（％）联结组别总体质量/t备注空载短路高中高低中低13348014.023.07.00.8YNyn0d11197第三章：厂用电的设计发电厂在启动、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（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。这些电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。3.1厂用电设计的要求和原则1、接线要求（1）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。（2）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。（3）充分考虑发电厂正常、事故、检修、启动等运行方式下的供电要求，尽可能地使切换操作简便，启动（备用）电源能在短时内投入。（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，也便于过渡，尽量减少改变接线和更换设置。（5）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。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，主要有：（1）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。（2）接线应灵活的适应正常、事故、检修等各种运行方式的要求。（3）厂用电源的对应供电性。（4）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。（5）在设计厂用电接线时，还应对厂用电的电压等级、中性点接地方式、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。发电厂的厂用电源，必须供电可靠，且能满足各种工作要求，除应满足具有正常的工作电源外，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。设计中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。3.2厂用电变压器的选择

根据设计材料，我们可以确定厂用电负荷Sn=6MW.

所以，从10KV母线取电供厂用。

变型号选定：SJL1—6300/10

额定容量：6300（KVA）

额定电压：10±5%

；低压—6.3（KV）

连接组标号：Y/Δ-11

损耗：空载—9.1

总损耗—61.1

阻抗电压（%）：5.5

空载电流（%）：1.3第四章：短路电流计算4.1短路电流计算目的及规则在发电厂电气设计中，短路电流计算的目的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：正常工作时，三项系统对称运行。所有电流的电功势相位角相同。电力系统中所有电源均在额定负荷下运行。短路发生在短路电流为最大值的瞬间。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。不考虑短路点的电流阻抗和变压器的励磁电流。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。输电线路的电容略去不计。二、短路计算的一般规定：验算导体的电器动稳定、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，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。4.2短路计算条件基本假定：1）正常工作时，三相系统对称运行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外，元件的电阻都略去不计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4.3短路等值电抗电路及其参数计算4.3.1、系统参数的计算：假定因主变压器容量为120MW,为使计算简便，选基准容量120MVA，基准电压为各电压的平均额定电压，变压器短路电压百分比如下：其中1为220侧，2为110侧，3为10.5侧。发电机机组电抗查表，折算为：50MW的次暂态电抗为0.1239，100MW的次暂态电抗为0.183。归算至120MVA下220系统归算到120MVA下阻抗4.3.2、总等值电路4.3.3、各个等级电压下的短路电流计算：110kv处短路时的短路电流计算：110KV处短路时的短路电流，即K4处断路器两侧短路时，经演算是断路器下侧短路时短路电流最大，其计算过程如下：首先进行简化（）,如下图：(1)系统到断路点的转移阻抗：发电机到短路点：(2)计算阻抗：(3)G和S送出的短路电流标幺值：(4)各短路电流有名值：=1\*GB3①系统送至短路点的电流为：=2\*GB3②三台发电机送至短路点的电流为：(5)短路总电流:220KV处短路时的短路电流计算：220KV处短路时的短路电流，经演算是断路器下侧短路时短路电流最大，其计算过程如下：等效电路如下：(1)系统对f点转移阻抗(2)(3)(4)各短路电流有名值：①系统送至短路点电流为②在220KV短路，流过其断路器QF的最大短路电流为：10.5KV处短路时的短路电流计算：10.5KV处短路时的短路电流，经演算得知在断路器上侧短路时，短路电流最大，其演算过程如下:等效电路如下：考虑10.5KV线侧短路，有两类断路器的短路，考虑短路时，流过的短路电流为三个电源及系统分流流过的短路电流，明显比点短路及短路时的电流要大，故选短路时来选10.5侧的断路器。(1)算短路电流从而得到计算电抗查运算曲线知而最大的断路器的开断电流只有105KA，由于短路电流太大，须选重型断路器，故须在分段联断路器处加一个电抗器，根据分段断路器选电抗器的要求，取最大一台机组的额定电流的50％-80％取额定电流，故选额定电流为3KA，电抗值为12％的普通电抗器。重新计算短路电流如下：电路图:继续化简为下图：利用单位电流法，令计算电抗所以S还要分流所以一二台2s后：4s后：第三台：2s后：4s后：所以：第五章：电气设备的选择5.1、导体和电气设备选择的一般条件正确的选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济的重要条件。在进行设备选择时，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，并注意节约投资，选择合适的电气设备。5.1.1技术条件选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。各种电器的一般技术条件如表4-1所示。序号电器名称额定电压额定电流额定关合电流额定开断电流热稳定动稳定1高压断路器√√√√√√2隔离开关√√——√√3母线√√——√√4电抗器√√——√√5电缆√√———√（1）长期工作条件a、电压:选用电器允许最高工作电压Um不得低于该回路的最高运行电压Ug，即。b、电流选用的电器额定电流Ie不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流Ig，即由于变压器短时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。高压电器没有明确的过载能力，所以在选择额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。短路稳定条件校验的一般原则电器在选定后按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定校验，校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流。用熔断器保护的电器可不校验热稳定。短路的热稳定条件：式中：--在计算时间s内，短路电流的热效应（KAs）Itt秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（KA）t设备允许通过的热稳定电流时间（s）校验短路热稳定所用的计算时间按下式计算：式中：--继电保护装置后备保护动作时间（s）--断路器全分闸时间（s）（3）短路动稳定条件：式中：短路冲击电流峰值（KA）短路全电流有效值（KA）电器允许的极限通过电流峰值（KA）电器允许的极限通过电流有效值（KA）5.1.2环境条件环境条件主要有温度、日照、风速、冰雪、湿度、污秽、海拔、地震。由于设计时间仓促，所以在设计中主要考虑温度条件。按照规程上的规定，普通高压电器在环境温度为+40°时，允许按照额定电流长期工作。当电气安装点的环境温度高于+40°时，每增加1°建议额定电流减少1.8%；当低于+40°时，每降低1°，建议额定电流增加0.5%，但总的增加值不得超过额定电流的20%。5.2.电气设备的选型本设计要求选择的设备有母线、断路器、隔离开关、互感器、避雷器，所有设备和母线应满足正常工作及短路状态的要求。5.2.1母线的选择与校验220kv母线选择：取，查表有取选直径的管型导体。则热稳定校验：查表C=83，满足短时发热的最小截面积为<258.857电晕校验：管型直接为40/35(a=3m),则r=1.33cm几何均距取边相：1.06×244.95=259.647kv中间相：0.96×244.95=235.152kv线路实际运行相电压为故不会发生电晕4、动稳定校验：因为母线间应力为220kv母线截面系数导体最大相间应力绝缘子间最大允许跨距因此，符合硬导体动稳定校验要求110KV管型导体母线:所以选择直径为50/45的管型母线因为Imin=850A（+80摄氏度时的电流值）所以Imin*K=850*0.8=680A>367.4A所以40摄氏度时电流I40>Imin>367.4A热稳定性校验几何间距Dm=2.53m取m1=0.9，m2=1.0，=1.0边相=204.6*1.06=216.876KV中间相=204.6*0.96=196.416kv所以不会产生电晕热稳定性校验查表C=83，满足短时发热的最小截面积为<258.857动稳定性校验取因为母线间应力为220kv母线截面系数导体最大相间应力绝缘子间最大允许跨距因此，符合硬导体动稳定校验要求、10kv矩形导体10KV母线导体选择过程：按长期发热允许电流选择截面由于故选多条导体。查附表，选择三条矩形导体，平放。允许电流为3725A，=1.8温度系数K=其中=25。取平均温度40。从而求得K=1.15则=2\*GB2⑵热稳定校验正常运行时导体温度查得C=91，则满足短路时发热的最小导体截面为。其中=925.72=3\*GB2⑶动稳定校验取L=1.5m。根据极限安全净距取a=0.75m按采用的效量母线方式，表面系数相间最大应力为母线同相间作用应力计算由导体形状系数曲线查得则有临界跨距（每相铝导体=1197）及条间衬垫最大跨距分别为所选衬里跨距应小于及，为了便于安装，没跨绝缘子应设三个衬里则满足要求。5.2.2隔离开关和断路器的选型与校验220KV断路器、隔离开关的选择：（一）一般条件： 1、主变220kv侧查表可选SW6-220/1200短路热稳定计算时间：短路开断时间：故用校验冲击电流为：查《发电厂电气部分》，选用SW6-220/1200型少油断路器。其固有分闸时间为0.04S，设继电保护时间为2S，则tdz=2.04S>1S，具体参数如下：计算数据SW6-220/1200GW4-220D/1000-80220220KV220453A1200A10006.3743KA21KA——17.127KA55KA——151.075764KA2808.45选择断路器SW6-220/1200隔离开关为GW4-220D/1000-80。2、220KV母联断路器及隔离开关的最大工作条件与变高220KV侧应满足相同的要求，故选用相同设备。即选用SW6-220/1200型少油断路器和GW4-220D/1000-80型隔离开关。3、220出线出线回路设备应按最大负荷进行考虑选择，而在本设计用220KV出线的最大负荷为：50+50+100-24-32=144MW所以流过断路器的工作电流最大时为系统全部出力通过一回220KV送入系统时：Imax===382A查《发电厂电气部分》选用SW6-220/1200型断路器，其固有分闸时间为0.04S,设备保护时间为3S，则tdz=3+0.04=3.04s>1s，隔离开关选择GW4-220D/600-50型。从表中可知，SW6-220/1200与GW4-220D/600-50均满足要求。计算数据SW6-220/1200GW4-220D/1000-80220220KV220453A1200A10006.3743KA21KA——17.127KA55KA——151.075764KA2808.4、110KV隔离开关、断路器的选型与校验（一）一般条件：（一）主变110kv侧查表可选SW4-110/1000短路热稳定计算时间：短路开断时间：故用校验冲击电流为：查《发电厂电气部分》选择SW4-110/1000断路器和GW4-110D/1000-80隔离开关，设继保时间为tkd=4S，具体参数如下：计算数据SW4-110/1000GW4-110D/1000-80110KV110KV110KV367A1000A100010.89KA40KA——27.72KA100KA——183.13KA2S2311.25由选择结果比较表中，我们可以清晰地看到，断路器和隔离开关都能满足要求。5.3110kv母联由于当一台主变停运时，母联才会有大电流流过，所以其最大运行条件与变中110kv侧有着同样的要求，故可以选用相同型号的断路器和隔离开关。即择SW4-110/1000断路器和GW4-110D/1000-80隔离开关5.4110kv出线1、

流过出线断路器的最大电流应按其最大负荷进行考虑和选择，最大负荷为：p=58/4=14.5MW，所以断路器的最大工作电流：Imax===99.2A查相关《电力系统规划设计手册》选用OFPT(B)—110/1250型SF6断路器，其固有分闸时间为t=0.2s后备保护时间为t=4.0s。所以隔离开关按额定电流和额定电压选用GW4-110D/1250相关参数比较，如下表OFPT(B)—110/1250GW4-110D/1250Ug(KV)110Un110Un110Ig.max(A)99.2In1250In1250I”(A)6.98Ikd35Ikd35Ich(A)10.89Imax80Imax80Ish27.72Ies80Ies80从表中，可对比得知OFPT(B)—110/1250和GW4-110D/1250都能满足动热稳定性要求。、10KV断路器、隔离开关的选型与校验（一）主变低侧10kv出线故选初选断路器隔离开关选GW410-10G-1100，动稳定电流200KA，热稳定电流9443开断电流选择：=105KV>=82.074KA隔离开关选GW410—10T—11000计算数据SN4-10G-11000型断路器GW410-10T-1100隔离开关10KV10KV10KV6972A11000A11000A78.22KA105KA105KA199.1KA300KA200KA9443KA5.610KV母联的断路器及隔离开关的选择由于10KV母联只有在一台主变停运时才有大电流通过，所与选择与主变低侧相同，故选用SN4—10G/11000型断路器与GW410-10T/11000型隔离开关。5.7#1发电机端10KV断路器#1、#2机端断路器的最大电流按发电机容量来选择Imax===3800A查相关设备手册，选择SN4-10G/5000少油断路器，所以隔离开关按额定电压和额定电流选用GN10—10T/5000，具体参数比较如下.SN4-10G/5000GN10-10T/5000Ug(KV)10Un10Un10Ig.max(A)3800In5000In5000I”(A)78.23Ikd105Ikd105Ish199.1Ies300Ies200由表中可知，SN4-10G/5000与GN10-10T/5000均满足要求。5.8#3发电机端10KV断路器#3机端断路器的最大电流按发电机容量来选择Imax===7600A故选择与主变低侧相同的断路器与隔离开关。5.910KV出线出线回路设备的选择应按最大负荷所在回路进行考虑选择。这里，最大负荷48MW，所以，流过断路器的最大持续工作电流：Imax===3600A查相关手册，选用SN4-10G/5000少油断路器，所以隔离开关按额定电压和额定电流选用GN4-10/5000。具体参数比较如下：GN4-10G/5000GN4-10/5000Ug(KV)10Un10Un10Ig.max(A)3600In5000In5000I”(A)78.23Ikd105Ikd105Ish199.1Ies300Ies200由上表比较可知，断路器与隔离开关都满足要求。5.2.3．10.5kv出线电抗器、电缆选择：一、10.5KV电抗器的选择1、最大持续工作电流根据额定电压，电流选择NKL-10-400型号的电抗器。出线断路器选择的是型，其开断电流为105KA。2、电抗百分比的选择假定出线侧短路，只有三个发电机可提供短路电流，可提供短路电流，系统侧由于变压器的限制，流过的短路电流很少，忽略不计，经验算：50MW的次暂态电抗为0.1239100MW的次暂态电抗为0.183归算至120MVA下其中分段断路器之间的电抗器也会限制器短路电流。归算到电抗器前的的总电抗当采用=3%时，经演算，出线处短路的次暂态电流为不满足动热稳定要求，故选用=4%，取=1+0.2=1.2s。查短路电流计算曲线后并换算成短路电流有名值。=3、短时残压校验：4、热稳定校验：因>1s，故不计非周期分量热效应。得：5、电压损失校验6、动稳定校验：故电压损失、短路残压，动热稳定均满足需求，选NKL-10-400-4型的电抗器二、10.5KV出线电缆选择1、按导线截面选择查曲线选用两根10KVZLQ2三芯油浸纸绝缘铝芯电力电缆，每根电缆S=1502，按长期允许电流校验查表知=1.07，=0.9（按电缆间距取200mm），=1。则两根直埋电缆允许载流量为不满足要求考虑到有预留出线，为了节约经济10.5kv出线上有=1\*ROMANI、=2\*ROMANII类负荷，经验算，选10kv，ZLQ—2三芯油浸纸绝缘铝芯铅色钢带铠装阶磨电缆，每根电缆S=240=325A。正常允许温度60。=3，热稳定校验短路前电缆温度4，电压降校验电缆的动稳定性由厂家保证，不需校验，可见选1根ZLQZ-240，满足要求。5.2.4．电流互感器、电压互感器选择电流互感器选择配置原则：为了满足测量和保护装置的需要，在发电机、变压器、出线、母线分段及母联断路器、旁路断路器等回路中均设有电流互感器。对于中性点直接接地系统，一般按三相配置；对于中性点非直接接地系统，依照具体情况（如符合是否对称、保护灵敏度是否满足等）按二相或三相配置。对于保护用电流互感器的装设地点应按尽量消除主保护装置的不保护区来设置。为了防止支持式电流互感器套管闪络造成母线故障，电流互感器通常布置在断路器的出线或变压器侧。为了减轻内部故障时发电机的损伤，用于自动调节励磁装置的电流互感器应布置在发电机定子绕组的出线侧。为了便于分析和在发电机并入系统前发现内部故障，用于测量仪表的电流互感器已装在发电机中性点测。发电机侧电流互感器的选择：额定电压：UN=UNg=10.5kV额定电流：Imax===3390A选择发电机侧电流互感器的型号为：LMC—1010kv母线侧电流互感器的选择：额定电压：UN=UNg=10.5kV额定电流：In=3Igmax/2=3247A选择母线侧电流互感器的型号为：LMC—10110kv侧电流互感器的选择：额定电压：UN=UNg=110kV额定电流：In=Imax===275.5A选择变压器高压侧电流互感器的型号为：LCWD—10同理可选择220kv侧电流互感器的型号为：LCW—10电压互感器的选择电压互感器是一种电压的变换装置，可将高电压变换为低电压，以便用低压量值反映高压量值的变化可以直接用普通电气仪表进行测量。由于电压互感器二次侧均为100V，使测量仪表和继电器电压线圈标准化，因此电压互感器在电力系统中得到了广泛应用。a）各电压互感器除供给测量仪表和继电保护外，另有辅助绕组，供给保护及绝缘监察装置用。电压互感器的配置原则如下：b）母线除旁路母线外，一般工作及备用母线都装有一组电压互感器，用于同步、测量仪表和保护装置。c）线路35KV级以上输电线路，当对端有电源时，为了监视线路有无电压、进行同步和设置重合闸，装有一台单相电压互感器。d）发电机一般装2~3组电压互感器。一组（三只单相、双绕组）供自动调节励磁装置。另一组供测量仪表、同步和保护装置使用，该互感器采用三相五柱式或三只单相接地专用互感器，，其开口三角形供发电机在未并列之前检查是否接地之用。当互感器负荷太大时，可增设一组不完全星形连接的互感器，专供测量仪表使用。5万KW级以上发电机中性点常接有单相电压互感器，用于100%定子接地保护。e）变压器低压侧有时为了满足同步或继电保护的要求，设有一组电压互感器。电压互感器的形式选择如下:（1）10KV的配电装置一般采用油浸绝缘结构;在高压开关柜中或在布置地方比较狭窄的地方,可采用树脂浇注绝缘结构。当需要零序电压时，一般采用三相五株式电压互感器。（2）220KV及其以上的配电装置，当容量和准确度等级满足要求时，一般采用电容式电压互感器。（3）接在110KV及其以上线路侧的电压互感器，当线路上装有载波通讯时，应尽量与耦合电容器结合，统一选用电容式电压互感器。（4）兼作为泄能用的电压互感器，应选用电磁式电压互感器。发电机侧及母线侧电压互感器的选择：额定电压：UN=UNg=10.5kV选择发电机侧电压互感器的型号为：JDJ—10110kV高压侧电压互感器的选择：额定电压：UN=UNg=110kV选择变压器高压侧电压互感器的型号为：220kV高压侧电压互感器的选择：额定电压：UN=UNg=220kV选择变压器高压侧电压互感器的型号为：5.2.5110kV高压侧避雷器选择：额定电压：UN=UNg=110kV选择高压侧避雷器型号为：FCZ-110.220kV高压侧避雷器的选择：额定电压：UN=UNg=220kV选择高压侧避雷器的型号为：FCZ-220.5.3.电气设备明细表1、侧主要电气设备：设备名称型号主要参数设备台数断路器（）额定开断电流,极限通过电流峰值，热稳定电流12隔离开关（）极限通过电流峰值，热稳定电流24#1发电机端及电缆出线端断路器SN4-10G/5000额定开断电流,极限通过电流峰值，热稳定电流#1发电机端及电缆出线端隔离开关GN10—10T/5000限通过电流峰值，热稳定电流母线3条矩形铝导体竖放允许电流为，2电缆ZLQZ-240截面积8电抗器通过容量8电压互感器（）一次绕组额定电压二次绕组额定电压2电流互感器（）额定电流比（）,2厂用电变压器SJL1—6300/10额定容量：6300（KVA）

额定电压：10±5%

；低压—6.3（KV）

连接组标号：Y/Δ-111母联电抗器通过容量12、侧主要电气设备：设备名称型号主要参数设备台数断路器（）额定开断电流极限通过电流峰值、热稳定电流4断路器（）OFPT(B)—110/1250额定开断电流极限通过电流峰值、热稳定电流3隔离开关（）极限通过电流峰值热稳定电流11母线直径为50/45的管型母线Imin=850A，2电压互感器（）一次绕组额定电压,二次绕组额定电压最大容量2电流互感器（）额定电流比4110kv避雷器FCZ-110额定电压110kv3、侧主要电气设备：设备名称型号主要参数设备台数断路器（）额定开断电流极限通过电流峰值热稳定电流4隔离开关（）极限通过电流峰值热稳定电流7母线直径40/35管型导体，1电压互感器（）一次绕组额定电压二次绕组额定电压1电流互感器（）额定电流比（）2220kv避雷器FCZ-220额定电压220kv第六章：心得体会：课程设计培养了我综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题的能力,是锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.对我们学工科的同学来说尤为重要！回顾起此次发电厂电气部分课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从分组、选题到定稿，从理论到实践，在整整两星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说变压器不懂怎么去选，不懂怎么去选互感器，对电气主接线图的选择掌握得不好……通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多专业知识问题，最后在马老师和庄老师的辛勤指导下，终于游逆而解。同时，在老师的身上我们学也到很多实用的知识，在次我们表示感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！参考文献[1]王锡凡.电气工程基础[M].西安：西安交通大学出版社，2009年10月第2版[2]黄纯华.发电厂电气部分课程设计参考资料[M].北京：中国电力出版社，1987.[3]姚春球.发电厂电气部分[M].北京：中国电力出版社，3004.[4]戈东方.电力工程电气设计手册（一次部分）[M].北京：中国电力出版社，3004[5]SDJ161—85电力系统设计技术规程[S].北京：中华人民共和国水利部1985[6]何仰赞，温增银.电力系统分析[M].武汉：华中科技大学出版社，3002.[7]傅知兰.电力系统电气设备选择与实用计算[M].北京：中国电力出版社，3004.[8]GoldR.H.雷电保护(上卷)[M].北京：水利电力出版社，1982.[9]周泽存，沈其工.高电压技术[M].北京：中国电力出版社，3004.主接线图

学位论文原创性声明学位论文作者（本人签名）：年月日学位论文出版授权书论文密级：□公开 □保密（___年__月至__年__月）(作者签名：_______导师签名：______________年_____月_____日_______年_____月_____日

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作者签名:二〇一〇年九月二十日

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作者签名:二〇一〇年九月二十日

致谢时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。首先非常感谢学校开设这个课题，为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验，奠定了基础。本次毕业设计大概持续了半年，现在终于到结尾了。本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。这期间凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。首先，我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导，在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导，为我理清了设计思路和操作方法，并对我所做的课题提出了有效的改进方案。郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。从他身上，我学到了许多能受益终生的东西。再次对周巍老师表示衷心的感谢。其次，我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求，感谢他们对我学习上和生活上的帮助，使我了解了许多专业知识和为人的道理，能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。另外，我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持，与他们一起学习、生活，让我在大学期间生活的很充实，给我留下了很多难忘的回忆。最后，我要感谢我的父母对我的关系和理解，如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。学友情深，情同兄妹。四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。最后，我要特别感谢我的导师赵达睿老师、和研究生助教熊伟丽老师。是他们在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励，给了我很多解决问题的思路，在此表示衷心的感激。老师们认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢他耐心的辅导。在论文的撰写过程中老师们给予我很大的帮助，帮助解决了不少的难点，使得论文能够及时完成，这里一并表示真诚的感谢。基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统