发电厂电气部分设计毕业论文

发电厂电气部分设计毕业论文发电厂电气部分设计毕业论文第一章电气主接线的设计1.1电气主接线的设计1.1.1电气主接线设计的要求电气主接线图是由各种电气元件如发电机、变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线、电缆、线路等，接照一定的要求和顺序接起来，并用国家统一规定图形的文字符号表示的发、变、供电的电路图。相关，并且对电气设备选择，配电装置布置，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。1.1.2基本接线及适用范围1.35kV及110kV母线采用单母分段接线（1）优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电；当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。（2）缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该母线的回路都要在检修期间内停电；当出线为回路时，常使架空线路出现交叉跨跃。（3）适用范围：35－63kV配电装置的出线回路数不超过4-8回；110－220kV配电装置的出线回路数不超过3-4回。2.10kV母线采用双母分段接线3.110kV母线采用内桥接线（1）35－110kV线路为两回及以下时，宜采用桥形、线路变压器组成或线路分支接线。（2）桥型接线：当只有两台主变压器和两回输电线路时，采用桥型接线。当只有两台变压器和两回输电线路时采用内桥形式（3）内桥使用范围：内桥接线适用于输电线路较长（则检修和故障机率大）或变压器不需经常投，切及穿越功率不大的小容量配电装置中。（4）外桥使用范围：外桥接线使用于输电线路较短或变压器需经常投，切及穿越功率较大的小容量配电装置中。1.2设计方案比较与确定1.2.1确定采用110kV内桥连接方式.图1-1接线方案的主接线图由图1-1可以看出该方案中：110kV侧选用内桥接线；35kV侧选用单母分段接线；10kV侧选用双母分段接线。变压器短路：变压器35kV,10kV侧QF110kV出线QF及联络QF跳闸。一回110kV出线暂停电，操作后可恢复送电。但有线路过负荷的可能性。桥开关一侧短路。一回110kV出线暂停电，出线开关变压器的开关均跳开，该侧出线停电至故障排除为止。变压器停运，需暂时使出出线停电，操作后才重新送电。经综合考虑，本方案完全符合要求，确定本方案为本设计的主接线方案。1.3主变压器容量的选择1.3.1主变压器选择原则1.对于中小型发电厂，主变压器应选用三相式。2.在发电机发电母线上的负荷为最小时，能将剩余功率送入电力系统。3.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。4.因系统经济运行而需要限制本厂出力时，亦应满足发电机电压的最大负荷用电。1.3.2三绕组变压器的选择原则1.由于次发电厂有三种电压，若采用双绕组变压器，则从6kV~110kV和6kV~35kV需要四台双绕组变压器。其经济性低于使用2台三绕组变压器，且占地面积大。2.在发电厂有两种升高电压的情况下，当机组容量为125MW及以下时，从经济上考虑，一般采用三绕组变压器。但每个绕组的通过功率应达到该变压器容量的15%以上。三绕组变压器一般不超过两台。1.3.3主变压器容量选择计算1.当10kV母线上负荷最小，且两台发电机满发时100-100×8%=100-8=92MW92-20=72MW72/0.8=90MVA90/2=45MVA=45000kVA(每台变压器的容量)又因为35KV恒定供电20MW，则每台承担10MW。10/=10/0.9=11.11MVA在发电厂有两种升高电压的情况下。当机组容量为125MW及以下时，一般采用三绕组变压器。但每个绕组的通过功率应达到该变压器容量的15%以上。（三绕组变压器一般不超过两台）∴35kV侧变压器绕组所占百分比：11.11/45=24.7%>15%∴满足要求。2.当10kV母线上负荷最小且T1T2之一退出时有：SN=〔100-100×8%/0.9-20/0.9〕×0.7=(115-22.22)×0.7=64900kVA根据上边的计算结果应选63000kVA变压器，但考虑变压器的事故过负荷能力，选用50000kVA的变压器。选用SFSL1-50000型变压器，其参数见下表：表1-1变压器型号及参数额定电压（KV）损耗（W）阻抗电压Ug%空载电流I%高中低空载短路高—中高—低中—低0.853.2高—中高—低中—低12138.51135030025517.510.56.53.当10kV母线上负荷最大且G1G2之一退出时，应满足系统倒送电能。由于10kV母线上负荷最大为25MW切除一台发电机剩余总容量为：50-50×8%=46MW则没有变压器从系统倒送功率可能性。由于所选变压器容量小于计算值需进行过负荷校验。变压器事故过负荷倍数K=64900/50000=1.3当事故过负荷倍数K为1.3时允许过负荷时间为120min。可见当考虑过负荷能力的情况下，所选SFSL1-50000型变压器满足本条要求。1.4发电机型号的选择本厂发电机的容量为50MW，选择型号有如下两种：表1-2容量为50MW发电机的型号选择表型号超瞬Xd″QFS-50-214.75%0.8SQF-50-214.9%0.8查表可知SQF-50-2的各项参数绝大部分大于QFS-50-2的参数，且重量，体积也比QFS-50-2大因此选择QFS-5-2型号的发电机。1.5电抗器的选择因为主接线设计中有母联电抗器和出线电抗器，据母联电抗器电抗百分数为12%，出线电抗器电抗百分数为6%，选择型号电抗器的选择（110kVNKL型铝电缆水泥电抗器技术数据）表1-2电抗器型号及参数表型号额定电流（A）额定电压(U)通过容量额定电抗NKL-10-200-6200103×8666NKL-10-3000-1230001012第二章短路电流的计算2.1总系统中电抗值计算与合并总系统的电抗图如下：图2-1总系统的电抗图由于计算短路电流时，此图中的发电机将给发电厂系统中输送能量，并作为一个电源点，因此需将这些发电机合并为一个电源点，图中各元件的电抗值合并为一个总电抗值。具体计算如下：设基准容量为Sb=100MVA基准电压Ub=115kV(已知正序阻抗为X0=0.4Ω/km1.线路阻抗的换算168KM长线路XL1*=X0l1×Sb/Ub2=0.4×168×100/1152=67.2×0.00756=0.508(2)14KM长线路XL2*=X0l2×Sb/Ub2=0.4×14×100/1152=5.6×0.00756=0.0423(3)78KM长线路XL3*=X0l3×Sb/Ub2=0.4×78×100/1152=31.2×0.00756=0.236(4)26KM长线路XL4*=X0l4×Sb/Ub2=0.4×26×100/1152=10.4×0.00756=0.0786(5)18KM长线路XL5*=X0l5×Sb/Ub2=0.4×18×100/1152=7.2×0.00756=0.0544(6)2KM长线路XL6*=X0l6×Sb/Ub2=0.4×2×100/1152=0.8×0.00756=0.00605(7)12KM长线路XL7*=X0l7×Sb/Ub2=0.4×12×100/1152=4.8×0.00756=0.0363(8)5KM长线路XL8*=X0l8×Sb/Ub2=0.4×5×100/1152=2×0.00756=0.00512.系统中发电机阻抗标幺值（Xd″查表发电机型号与参数）（1）LQ:容量为25MW的发电机查表得：次暂态电抗XF1*=Xd″×/Sn=0.1215×4×0.8=0.486×0.8=0.3888容量为12MW的发电机查表得：次暂态电抗XF2*=Xd″×Sb/Sn=0.1133×8.3×0.8=0.7554（2）YM:同* （3）HLR:同*（4）YKSJ:容量为6MW的发电机查表得：次暂态电抗XF3*=Xd″×Sb/Sn=0.1239×100×0.8/6=2.065×0.8=1.652容量为1.5MW的发电机查表得：次暂态电抗XF4*=Xd″×Sb/Sn=0.184×100×0.8/1.5=12.26×0.8=9.81363.系统中变压器阻抗标幺值计算.双绕组:（1）T2容量为31.5MVA的变压器Xb2*=0.105×100/31.5=0.105×3.1746=0.3333（2）T4容量为31.5MVA的变压器Xb4*=0.105×100/15=0.105×6.66=0.7（3）T6容量为8MVA的变压器Xb6*=0.105×100/8=0.105×12.5=1.3125（4）T8容量为10MVA的变压器Xb8*=0.105×100/10=0.105×10=1.05三绕组：容量为31.5MVA的变压器总系统图化简为下图：图2-2总系统图化简图LQ:YM:HLR:YKS:系统图中，系统所给的电抗值转换为基准电抗：2.2发电厂中各元件阻抗标幺值的计算：1.容量为50MW的发电机XG1*=XG2*=××=0.1475×100/50×0.8=0.1475×2×0.8=0.295×0.8=0.2362.电抗器的标幺值。出线电抗器:电抗百分数UR1%=6%(2)母线电抗器:UR3%=12%（按该母线上事故切除最大一台发电机时，可能通过电抗器的电流计算。一般取该台发电机50~80%In）In查50MW发电机参数为3440A=3.44kA(按80%计算)∴选3000A得XR3*=0.2093.三绕组变压器电抗值计算三绕组变压器容量为50MVA2.3发电厂中的短路电流计算2.3.1短路电流计算步骤1.选择计算短路点画等值网络（次暂态网络）图，首先去掉系统中的所有负荷分支，线路电容、各元件的电阻，发电机电抗用次暂态电抗Xd"。选取基准容量Sb和基准电压Ub(一般取后级的平均电压),将各元件电抗换算为同一基准值的标么值。2.给出等值网络图，并将各元件电抗统一编号。3.化简等值网络，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心的辅射形等值网络，并求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗Xnd。4.计算无限大容量(或=3)的电源供给的短路电流周期分量。5.计算短路电流周期分量有名值和短路容量。6.计算短路电流冲击值。7.计算异步电动机供给的短路电流。8.绘制短路电流计算结果表。发电厂短路点的选择图:图2-3短路点的选择图2.3.2短路电流的计算各电源点的计算：SZ=133/0.8=166.25MVASS=500MVASG1=50/0.8=62.5MVASG2=50/0.8=62.5MVA2.当d1点发生短路时短路电抗图如下图2-4d1点短路电抗图图2-5d1点短路电抗化简图图2-6电源点到d1点转移电抗图X9=0.5572+0.215=0.7727X10=0.1+0.215=0.315X11=0.7727+0.135+0.7727×0.135/0.236=0.9077+0.442=1.3497X12=0.135+0.236+0.135×0.236/0.7727=0.371+0.0962=0.4672X13=0.315+0.135+0.315×0.135/0.236=0.45+0.1802=0.6302X14=0.135+0.236+0.135×0.236/0.315=0.371+0.1011=0.4721（1）①SZ→d1点的转移电抗Xnd=1.3497②计算电抗Xjs=1.3497×166.25/100=2.2439用等微分法：t=0S时t=0.2S时t=4S时④有名值⑤冲击电流d1点为发电厂高压侧母线Kch=1.85⑥短路全电流（2）SS→d1转移电抗①Xnd=0.6302Xjs=0.6302×500/100=3.1510S时=0.3210.2S时=0.3124S时=0.321⑤eq\o\ac(○,6)短路容量（3）SG1→d1Xnd=0.4672Xjs=0.4672×62.5/100=0.292④⑤⑥（4）SG2→d1Xnd=0.4721Xjs=0.4721×62.5/100=0.2923.当d2点发生短路时图2-7d2点短路电抗图图2-8电源点到d2点转移电抗图X7=0.215+0.236=0.451X8=0.215+0.236=0.451（1）SZ→d2Kch=1.85Un=110KVXnd=0.5577Xjs=0.5577×166.25/100=0.9272④⑤⑥（2）SS→d2Xnd=0.1Xjs=0.1×500/100=0.5⑤⑥（3）SG1→d2同SG2→d2Xnd=0.451Xjs=0.451×62.5/100=0.2819④⑤⑥⑦4.当d3点发生短路时图2-9d3点短路电抗图图2-10d3点短路电抗化简图图2-11电源点到转移电抗图X8=0.5577+0.215=0.7727X9=0.1+0.215=0.315X10=0.7727+0.209+0.7727×0.209/0.236=1.666X11=0.236+0.209+0.236×0.209/0.7727=0.5088（1）SZ→d3Xnd=1.666Xjs=1.666×166.25/100=2.8④⑤⑥（2）SS→d3Xnd=0.315Xjs=0.315×500/100=1.575④⑤⑥（3）SG1→d3Xnd=0.5088Xjs=0.5088×62.5/100=0.32④⑤⑥（4）SG2→d3同SG1→d3Xnd=0.236Xjs=0.236×62.5/100=0.1475④5.当d4点发生短路时图2-12d4点短路电抗图图2-13d4点短路电抗化简图图2-14电源点到d4点转移电抗图用分布系数法：Cm=Xn∑/Xm(2-1)C1=0.1/0.315=0.317C2=0.1/1.666=0.06C3=0.1/0.5088=0.197C4=0.1/0.236=0.424则:XZ=1.665/0.06=27.75XS=1.665/0.317=5.25XG1=1.665/0.197=8.45XG2=1.665/0.424=3.9当转移电抗Xnd>3.45时，取Xnd的倒数，即为0，0.2，4秒时电流的标幺值。故SZ→d4②SS→d4③SG1→d4④SG2→d46.d5点发生短路时Kch=1.9图2-15d5点短路电抗图图2-16d5点短路电抗化简图图2-17电源点到d5点转移电抗图X8=0.5577+0.215=0.7727X9=0.1+0.215=0.315进行Y—Δ变换得：（1）SZ→d5Xnd=0.7727Xjs=0.7727×166.25/100=1.28≈1.3④⑤⑥（2）SS→d5Xnd=0.8Xjs=0.8×500/100=4④⑤⑥（3）SG1→d5同XG2→d3①Xnd=0.236②Xjs=0.236×62.5/100=0.1475③④⑤⑥（4）SG2→d5Xnd=0.6Xjs=0.6×62.5/100=0.38③④⑤⑥7.当d6点发生短路时，最简电抗图与d3完全相同.图2-18d6点短路电抗图图2-19d6点短路电抗化简图图2-20电源点到d6点转移电抗图（1）SZ→d6①Xnd=1.666②Xjs=1.666×166.25/100=2.8③④⑤⑥（2）Ss→d6①Xnd=0.315②Xjs=0.315×500/100=1.575③④⑤⑥（3）SG1→d6①Xnd=0.5088②Xjs=0.5088×62.5/100=0.32③④⑤⑥（4）SG2→d6同SG1→d6①Xnd=0.236②Xjs=0.236×62.5/100=0.1475③④第三章设备的选择3.1设备选择原则：应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并要求考虑10到20年的发展。并按当地环境条件校核。应力求技术先进和经济合理，与整个工程的建设标准应协调一致。同类设备应尽量减少品种。选用的新产品均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格，在特殊情况下，用未经正式鉴定的新产品时，应经上级批准。选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压和过电流的情况下保持正常运行。3.2长期工作条件电压：选用的电器在允许最高工作电压Umax不低于该回路的最高运行电压Ug,即Umax≥Ug（3-1）电流：选用的电器额定电流In不得低于所在回路在各种可能方式下的持续工作电流Ig,即：In≥Ig（3-2）表3-1各回路持续工作电流Igmax计算总表发电机G1发电机G2110KV出线35KV出线10KV带电抗出线10KV母线分段带电抗器回路35KV母线10KV母线（联络线）110KV（内桥）Igmax=3207AIgmax=3207AIgmax=275.5A366.57A200A275.2A866.05A3031A275.5A3.3母线的选择1.10kV母线的选择表3-2矩形与导体参数表导体尺寸hb(mm)铝导体LMY三条12510竖放KS4243A1.8得j=0.65A/mm2Sj=/j=3207/0.65=4933.85(mm2)(1)=4243AKS=1.8Q=40℃∴满足长期允许发热条件。(2）热稳定校验(3)计算短路电流周期分量热效应为因tk>1S,所以不记非周期方量即(4)母线正常运行最高温度为查表6-3《发电厂电气部分》取C=87∴满足热稳定。(5)动稳定校验短路冲击电流Ich=28.5336(kA)相间应力:由b/h=6.3/100=0.063查《发电厂电气部分》图2-5得k12=0.28同相条间应力：即每垮内满足动稳定所必须的最小衬垫数为4个。实际衬垫跨距为Lb=L/4=1.5/4=0.375(m)<Lbmax临界跨距∴满足动稳定。2.35kV母线的选择（1）（2）Tmax=6500h由图《发电厂电气部分》6-4查得J=0.9选择LGJ-1000型钢芯铝绞线C=873.110kV侧母线的选择（1）选择LGJ-300型钢芯铝绞线J=0.9（2）C=87则3.4断路器的选择1.110kV侧发电机出口=3207Ad3为短路点选用真空断路器ZN65A-12表3-3真空断路器ZN65A-12参数表额定电压额定电流开断关合动稳热稳10kV4000A105kA300kA5S/120kA(1)额定开断电流的选择Ik=58kAInbr=105kA则Inbr>Ik∴满足条件。在短路器产品目录中，部分产品未给出incl,而且给出的均有incl=ies故动稳校验包含了对incl的选择，即incl可省略。(2)热稳校验采用等值时间法计算的短路时间为5秒查《发电厂电气部分课程设计参考资料》得tz=4.055(S)∵β>1∴tdz=tz=4.055(S)∴则满足校验。(3)动稳校验ies=300kAich=152.5kA则ies>ich则满足校验。2.10kV馈线选用真空断路器ZN18-10d4为短路点表3-4真空断路器ZN18-10参数表额定电压额定电流开断关合动稳热稳10kV630A25kA63kA63kA3S/25kA(1)额定开断电流的选择Inbr=25kA则Inbr>Ik∴满足条件(2)额定关合电流的选择incl=63kAish=17.986kAincl>ish故满足校验。(3)热稳定校验查得∴则满足校验。(4)动稳校验ies=63kAich=17.986kA则ies>ich则满足校验。3.10kV母线电抗器回路选用真空断路器ZN12-10d5为短路点表3-5真空断路器ZN12-10参数表额定电压额定电流开断关合动稳热稳10kV630A25kA63kA63kA3S/25kA(1)额定开断电流的选择Inbr=50kA则Inbr>Ik∴满足条件。(2)额定关合电流的选择incl=125kAish=111.98kA此时，应考虑d5点在变压器低压侧的断路器QF8前短路还是在断路器后。若在断路器QF8前（XG1未通过d5）则ich=111.98KA。若在断路器QF8后（XZ未通过d5）则ich=111.4kA取较大的ich值校验incl>ish故满足校验。(3)热稳定校验tz=1.58查《发电厂电气部分课程设计参考资料》得∴则满足校验。(4)动稳校验ies=125kAich=111.98kA则ies>ich则满足校验4.10kV母线联络断路器d3为短路点表3-610KV母线联络断路器参数表额定电压额定电流开断关合动稳热稳10kV5000A105kA300kA5S/120kA(1)额定开断电流的选择Ik=58kAInbr=105kA则Inbr>Ik∴满足条件。在短路器产品目录中，部分产品未给出incl,而且给出的均有incl=ies故动稳校验包含了对incl的选择，即incl可省略。(2)热稳校验采用等值时间法计算的短路时间为5秒查《发电厂电气部分课程设计参考资料》得tz=4.055(S)∵β>1∴tdz=tz=4.055)∴则满足校验。(3)动稳校验ies=300kAich=152.5kA则ies>ich则满足校验。5.35kV馈线断路器选择40.5W-VAC真空断路器表3-740.5W-VAC真空断路器参数表额定电压额定电流开断关合动稳热稳10kV3150A50kA125kA125kA3S/50kA(1)额定开断电流的选择Inbr=50kA则Inbr>Ik∴满足条件。(2)额定关合电流的选择incl=63kAish=16.96kAincl>ish故满足校验。(3)热稳定校验当t=3s时查《发电厂电气部分课程设计参考资料》∴则满足校验。(4)动稳校验ies=63kAich=16.96kA则ies>ich故满足校验。6.35kV母线断路器（按变压器容量）选DW2-35真空断路器表3-8DW2-35真空断路器参数表额定电压额定电流开断关合动稳热稳35kV1000A16.5kA45kA45kA4S/16.5kA(1)额定开断电流的选择kAInbr=16.5kA则Inbr>Ik∴满足条件。(2)额定关合电流的选择incl=45kAish=16.96kAincl>ish故满足校验。(3)热稳定校验当t=4s时查得∴故满足校验。(4)动稳校验ies=45kAich=16.96kA则ies>ich故满足校验。7.110kV母联断路器选用KW1-110空气断路器表3-9KW1-110空气断路器参数表额定电压额定电流开断电流关合动稳热稳110kV800A21kA55kA5S/21kA(1)额定开断电流的选择Inbr=21kA则Inbr>Ik∴满足条件。(2)热稳定校验当t=5s时查《发电厂电气部分课程设计参考资料》∴故满足校验。(3)动稳校验ies=55kAich=22.86kA则ies>ich故满足校验。8.110kV出线断路器选用KW1-110空气断路器表3-10KW1-110空气断路器参数表额定电压额定电流开断电流关合动稳热稳110kV800A21kA55kA5S/21kA(1)额定开断电流的选择Inbr=21kA则Inbr>Ik∴满足条件。(2)热稳定校验当t=5s时查《发电厂电气部分课程设计参考资料》∴故满足校验。(3)动稳校验ies=55kAich=22.86kA则ies>ich故满足校验。3.5电流互感器的选择1.10kV侧发电机出口断路器处电流互感器选LAJ-10型电流互感器表3-11LAJ-10型电流互感器参数表额定电流比级次组合1S热稳定倍数动稳定2000~6000/5D/D5090kA2.10kV带电抗器出线断路器处电流互感器选LFZ1-10型电流互感器表3-12LFZ1-10型电流互感器参数表额定电流比级次组合1S热稳定倍数动稳定5~300/50.5/B90160kA3.10kV母联QF处电流互感器选LMZJ1-10型电流互感器表3-13LMZJ1-10型电流互感器参数表额定电流比级次组合1S热稳定倍数动稳定2000~3000/50.5/DD/D4.10kV母线联络QF处电流互感器选LAJ-10型电流互感器表3-14LAJ-10型电流互感器额定电流比级次组合1S热稳定倍数动稳定2000~6000/5D/D5090kA5.35kV馈线QF处电流互感器选L-35型电流互感器表3-15L-35型电流互感器额定电流比级次组合1S热稳定倍数动稳定400/50.5/B41.5105kA6.35kV母联QF处电流互感器选LCW-35型电流互感器表3-16LCW-35型电流互感器额定电流比级次组合1S热稳定倍数动稳定5~1000/50.5/365100kA7.110kV桥QF处电流互感器选L-110型电流互感器表3-17L-110型电流互感器额定电流比级次组合1S热稳定倍数动稳定Inl300/50.5/B701178A1.6kA热稳定校验：查得tdz=0.85则∴满足热稳定。动稳定校验：(1)ich=22.86(2)(3)则∴满足动稳定校验。3.6电抗器的选择校验1.10kV出线电抗器：查《发电厂电气部分课程设计参考资料》选NKL-10-3000-12型电抗器表3-18L-110型电流互感器参数表额定电流额定电压额定电抗动稳热温600A10kV6%22.5kA24.7kA(1)热稳定校验查得tz=0.8则则∴满足校验。(2)动稳定校验ies=22.5kAich=17.986kA则ies>ich∴满足校验。2.10kV母联电抗器：查《电气工程设计手册》选NKL-10-3000-12型电抗器表3-19NKL-10-3000-12型电抗器额定电压额定电流.XK%10kV3000A12%由于书中未给出动稳，热稳定电流值。故校验从略。3.7避雷器的选择1.110kV母线上所接避雷器：选择FZ-10普通阀型避雷器(1)灭弧电压工频放电电压：系统最高相电压：则(2)工频放电电压下限（内过电压水平，35~63kV取2.6710kV取3.5110~154kV取2.33则(3)工频放电电压上限（变压器内绝缘一分钟工频测验电压）2.35kV母线上避雷器的选择选择FZ-35普通阀型避雷器(1)灭弧电压系统最高相电压：则(2)工频放电电压：则(3)3.110kV侧接避雷器选型号为FZ-110型避雷器(1)灭弧电压则(2)工频放电电压：则(3)3.8电压互感器的选择1.额定电压的选择(1)10kV侧电压互感器的选择三相式电压互感器（用于3~15kV系统）其一二次绕组均接成星形，一次绕组三个引出端跨接于电网线电压上。10kV母线所连的电压互感器选择JSJW-10型电压互感器表3-20JSJW-10型电压互感器参数表型式额定变比在下列准确等级下的额定容量最大容量（VA）（屋内式）三相JSJW－1010000/100/100/30.513960120200480表3-21电压互感器各项负荷分配表名称及型号线圈电压（V）每相消耗功率线圈数目仪表电压线圈仪表数目AB相BC相PabQabPbcQbc有功功率表46D3－W1000.62131.81.8无功功率表46D3－AVR1000.52110.50.5有功电度表DS11001.520.380.925105.71.395.71.39电压表46L-V1000.32110.3频率表46L1_Hz1001.22111.2总计9.213.98.313.9电压互感器的校验：由于每相上尚接有绝缘监视电压表V（P′＝0.3，Q′＝0）故A相负荷为：B相的负荷为：显然B相负荷较大，故只须用B相负荷来进行校验：一般只要有电度表用0.5级，故准确等级取0.5级，对应容量为120VA。SB＝16.8VA＜120/3＝40VA，故所选型号满足要求。110kV,35kV侧电压互感器选择校验方法同上，110kV侧选择JDC6-110型单相户外电压互感器，35kV侧选择JD7-35型单相互外电压互感器，校验从略。(2)35kV侧电压互感器的选择单台使用或两台接成不完全星型。一次绕组两个引出端跨接于电网线电压上。（用于3~35kV系统）选择JD7-35型电压互感器表3-22JD7-35型电压互感器参数表额定电压（kV）次级绕组额定容量（VA）初级绕组次级绕组辅助绕组0.20.513350.180150250500(3)110kV侧电压互感器的选择三台单相互感器的一二次绕组分别接成星型。（用于3kV及以上系统）每台一次绕组接于电网相电压选择JDC6-110型电压互感器表3-23JDC6-110型电压互感器参数表额定电压（kV）次级绕组额定容量（VA）初级绕组次级绕组辅助绕组0.20.513110/0.1/0.130010005003.9熔断器的选择参数的选择：高压熔断器应按所列技术条件选择，并按使用环境条件校验。熔断器是最简单的保护电器，它用来保护电气设备免受过载电流的损害，屋内型高压熔断器在变电所中常用于保护电力电容器配电线路和配电变压器，而在电厂中多用于保护电压互感器。1.10KVPT用高压熔断器RN-2-102.35KVPT用高压熔断器Rwg-353.10隔离开关的选择1.10kV发电机QF两侧隔离开关额定电压额定电流选型号为GN10-10T的隔离开关表3-24GN10-10T的隔离开关参数表额定电压额定电流动稳热稳10kV4000A160kA5S/80kA(1)热稳校验:查《发电厂电气部分课程设计参考资料》得∵∴则∴满足热稳定。(2)动稳定校验则故满足校验。2.10kV馈线隔离开关选型号为GN19-10型的隔离开关表3-25GN19-10型的隔离开关参数表额定电压额定电流动稳热稳10kV400A31.5kA4S/12.5kA(1)热稳校验:查《发电厂电气部分课程设计参考资料》得则∴满足热稳定。(2)动稳定校验则故满足校验。10kV母线QF侧隔离开关选型号为GN10-10T型的隔离开关表3-26GN10-10T型的隔离开关参数表额定电压额定电流动稳热稳10kV3000A160kA75/5SkA(1)热稳校验:查得则∴满足热稳定。(2)动稳定校验则故满足校验。10kV母线联络QF侧的隔离开关额定电压额定电流选型号为GN10-10T的隔离开关表3-27GN10-10T的隔离开关参数表额定电压额定电流动稳热稳10kV4000A160kA5S/80kA(1)热稳校验:查《发电厂电气部分课程设计参考资料》得∵∴则∴满足热稳定。(2)动稳定校验则故满足校验。5.35kV馈线隔离开关选型号为GN13-35型的隔离开关表3-28GN13-35型的隔离开关参数表额定电压额定电流动稳热稳35kV400A52kA5S/14kA(1)热稳校验:查《发电厂电气部分课程设计参考资料》得∵∴则∴满足热稳定。(2)动稳定校验则故满足校验。5kV母联QF两侧隔离开关选型号为GN6-35T型的隔离开关表3-29GN6-35T型的隔离开关参数表额定电压额定电流动稳热稳35kV1000A75kA5S/30kA(1)热稳校验:设t=5S时得则∴满足热稳定。(2)动稳定校验短路冲击电流则故满足校验。110kV桥隔离开关选型号为GW13-110型的隔离开关表3-30GW13-110型的隔离开关参数表额定电压额定电流动稳热稳110kV630A55kA4S/16kA(1)热稳校验:则∴满足热稳定。(2)动稳定校验则故满足校验。第四章配电装置设计4.1屋外配电装置的分类根据电器和母线布置的高度，屋外配电装置可分为中型半高型和高型。中型配电装置的所有电器都安装在同一水平面内，并装在一定高度的基础上，使带电部分对地保持必要高度，以便工作人员能在地面上安全活动；中型配电装置母线所在的水平面稍高于电器所在水平面。高型和半高型配电装置的母线和电器分别装在几个不同高度的水平面上，并且重叠布置。凡是将一组母线与另一组母线重叠不置的，称为高型配电装置。如果仅将母线与断路器，电流互感器等重叠布置，则称为半高型配电装置。由于高型和半高型配电装置可大量节省占地面积，因此，高型半高型布置得到较广泛应用。4.2屋外高压配电装置的组成4.2.1母线及构架屋外配电装置的母线有软母线和硬母线两种。软母线为钢芯铝铰线，扩径软管母线和分裂导线，三相成水平布置。用选式绝缘子悬挂在母线构架上。软母线可选用较大的挡距，但挡距较大，导线垂弧较大，因而导线相间及对地距离就要增加，母线及跨越线构架的宽度要增大。硬母线常用的有矩形，管形和组合管形。矩形应用于35kV及以下配电装置中，管形应用于60kV及以上的配电装置中。管形母线一般安装在柱式绝缘子上，母线不会摇摆，相间距离可缩小，与剪刀式隔离开关配合可以节省占地面积；管形母线直径大，表面光滑，可以提高电晕起始电压。但管形母线容易产生微风共振和存在端部效应，对基础不均匀下沉比较敏感，支柱绝缘子抗震能力较差，采用倾斜的V型绝缘子串将管形母线挂在母线构架上，可提高抗震力。屋外配电装置的构架，可又型钢或钢筋混凝土制成。钢构架机械强度大，抗震能力强，运输方便，但金属消耗量大，需要经常维护。钢筋混凝土环行杆可以在工厂成批生产，并可以分段制造，运输和安装尚比较方便，但不便于固定设备。以钢筋混凝土环行杆和镀锌钢梁组成的构架，兼有二者特点，目前，以在我国220kV及以下的各种配电装置中广泛应用。4.2.2电器的布置按照断路器在配电装置中所占据的位置，可分为单列，双列和三列布置。断路器的排列方式，必须根据主接线，场地地形条件，总体布置和出线方向等多种因素合理选择。4.2.3电缆沟和通道为了运输设备和消防的需要，应在主设备近旁铺设行车道路。大中型变电所内一般均应铺设宽3M的环形道。屋外配电装置内应设置0.81M的巡视小道，以便运行人员巡视设备，电缆沟盖板可作为部分巡视小道。第五章发电机和变压器的继电保护整定计算5.1纵差保护(对于1MW以上的发电机的定子绕组及其引出线的相间短路，应装设纵联差动保护)本厂为50MW发电机。1．BCH-2型发电机差动继电器构成的差动保护。（因有直流助磁特性，因而当非周期分量出现时，继电器的动作电流就大为增加。从而提高了躲外部短路时暂态不平衡电流的性能）2．整定计算：发电机容量50MW电流互感器变比：4000/5(1)原始参数计算：折合至100MVA。平均电压的发电机次暂态电抗值为：发电机为：(2)动保护整定：①按躲过外部故障最大不平衡电流整定即②按躲过电流互感器二次回路断线时整定取=4468（A）折合至二次侧为BCH-2工作线圈匝数为（匝）取11匝灵敏度校验：发电机出口两相金属性短路时则3.电流回路断线信号按躲过发电机正常运行情况下最大不平衡电流整定。但对继电器来讲，当电流互感器二次回路断线时，继电器还应满足热稳定要求。通常这是保护动作电流的决定条件，因此，一般选择为：△t=0.5S时动作时限应大于发电机后备保护时限。5.2横联差动保护发电机横差保护是定子绕组匝间短路的保护。当发电机定子绕组接成星型，而且每相有引出的并联支路时，宜采用横差保护。横差保护的整定计算：（1）保护装置动作电流：按躲过外部短路时流过保护装置的最大不平横电流整定，由于不平横电流数值难以确定，因此实用上按下式整定：电流互感器变比的选择：（2）横差保护动作死区的计算：当一个分支线圈发生匝间短路时，故障相两个并联分支电势平衡的条件遭到破坏，因此在故障相两个并联分支回路中，将有环路短路电流流过。死区故短路线匝分额小于时，保护装置不动作。（3）动作时间整定：在励磁回路未发生接地故障的情况下，横差保护瞬时动作于跳闸，当励磁回路发生一点接地时，应将横差保护切换到0.5~1.0S的时限跳闸，以防励磁回路发生偶然性的瞬间两点接地时而误动。5.3定时限负序过流保护1.负序过流保护：发电机由于负荷不平衡或外部不对称短路而产生的负序电流，将在转子的某些部分产生附加损失和额外温升，如不及时处理，就可能严重损害发电机。因此规程要求容量在50MW及以上者，应装设负序过流保护。一般用于小机组,作成两段式保护,其整定方法如下:（1）负荷部分:作用于信号,保护整定值按躲过发电机长期允许的负序电流值和最大负荷时负序滤过器的不平衡电流整定.对于汽轮发电机长期允许负序电流为6~8%额定电流。考虑到频率降低对负序滤过器的影响，其动作值为轮机取0.1动作时限：一般在5~10S给信号（2）过电流部分：动作于跳闸。一般冷却的发电机，保护装置可采用定时限特性，其动作电流按以下条件整定。①按转子发热条件:(5-1)动作电流相对值:（取8，取120S）(5-2)得对于非强迫冷却汽轮发电机（─发电机额定电流倍数表示的负序电流有效值A─发电机允许过热时间常数。国产空冷汽轮发电机均取A=30t─通过负序电流时间。=120S.当时，允许跳闸）对于该动作电流值，当三相电流互感器式的滤过器一相发生断线时，出现不平衡电流均为0.5时也可躲过。与相邻元件配合整定即(5-3)式中：─相邻元件的负序过流保护动作值─负序电流分支系数─可靠系数。取1.2当相邻设备没有负序过流保护时，则与相邻元件其他相间后备保护配合。即发电机出口两相金属性短路有灵敏度整定，即(5-4)则动作时间整定：按于相邻元件后备保护时间配合。也可取于发电机对称过电流保护相同值，一般均为3~5S跳闸。5.4电压元件闭锁的过负荷保护为了能够很好的区别是正常过负荷还是事故过电流，过电流保护通常需要加装低电压元件作为判别用。过负荷保护整定：对于中小型容量的发电机，过负荷保护动作于信号保护装置的动作电流整定为动作时限应比发电机过电流保护动作时限大（1~2）△t5.5发电机失磁保护整定计算：配置为5JSL-2型阻抗图构成的失磁保护主判别阻抗图整定为闭锁圆整定：取圆直径比主判别圆大1.2倍即低压闭锁元件：按躲系统最低运行电压整定即时限元件整定：t1=1.5S时主判别圆动作跳闸t2=7S时闭锁圆动作发信号5.6强行励磁和强行减磁保护整定计算电压继电器的整定：按正常运行之最低电压整定：强行减磁：5.7变压器的主保护变压器作为电力设备的重要部分，一旦发生故障必将产生严重的后果。因此，在变压器上须装设灵敏，快速，可靠和选择性好的保护装置。变压器常见的故障有：单向线圈的匝间短路，线圈的多项短路，线圈和铁芯间绝缘破坏面引起的接地短路，高压和低压线圈之间的击穿短路，变压器油箱，套管的漏油和线圈引出线可能故障等。变压器的不正常运行状态有：过负荷，由外部故障引起的过电流，油箱漏油引起的油位降低，外部接地故障引起的中性点过电压，变压器油温升高和冷却系统故障等。为了保证电力系统安全可靠的运行，根据变压器容量，重要程度和可能发生的故障和不正常运行状态装设下列继电保护：1瓦斯保护2电流速断保护或者纵联差动保护3相间短路的后备保护4接地保护5过负荷保护选用PST-1260系列变压器保护。结论通过这次设计,使我们重新复习巩固了四年来所学到的理论知识，并将理论知识综合应用于设计当中。在本次设计当中，设计的主要内容是主接线设计、短路点计算、电气设备的选择与校验，配电装置的设计,以及发电机，变压器的继电保护。本次设计主接线采用10kV双母三分段接线，经两台三绕组升压变压器至35kV（单母分段），110kV（内桥接线），有可靠性高，经济性好等优点，基本能满足原则。短路点的计算也是基本准确的，电气设备的选择和效验也严格按照规程进行。具有较高的供电可靠性和运行安全性。完成了2×50MW凝汽式发电厂电气部分的设计。本设计存在的问题有,变压器容量的选择偏大。10kV母线处短路时，短路电流较大。以上问题可以修改部分原始资料得以改善。致谢经过俩个多月的忙碌，毕业设计总算结束。在这段时间里，王老师孜孜不倦细心辅导，每一个问题都很细心的帮我提出来指正修改。其中老师用她渊博的学识给我提出了好多宝贵的意见和建议，使我受益匪浅，毕生难忘。对老师诚恳的态度和诲人不倦的精神以及执著的学识作风表达我深深的敬意。老师的学识和为人的正直坦率风格将是我人生的楷模。再次向老师表达我最深刻的敬意！参考文献[1]水利水电部西北设计院.电力工程电气设计手册（1.2）.水利电力出社.1990：241-243[2]周泽存，方瑜，沈其工，王大忠.高电压技术.中国电力出版社.2004，7：280-286[3]黄纯华.发电厂电气部分课程设计参考资料.中国电力出版社.2001:66-80[4]何仰赞，温增银.电力系统分析.华中科技大学出版社.2002，3：154-155[5]刘学军.继电保护原理.中国电力出版社.2004：326-345[6]于长顺.发电厂电气设备.水利电力出版社.1989：162-184[7]姚春球.发电厂电气部分.中国电力出版社.2004，10月：56-75[8]金炜.SF6高压断路器开断短路电流性能的分析.嘉兴市电力局.2004，6，8[9]崔家佩，孟庆炎，陈永芳，熊炳耀.电力系统继电保护与安全自动装置整定计算.水利电力出版社.1993，3：46-55[10]T.J.E.Miller.ReactivePowerControlinElectricSystem..NewYork:JohnWiley＆Sons,1982年[11]CranbergL．Theinitionofelectricalbreakdowninvacuum[J]．JournalofAppliedPhysics，1952，23(5)：518—522[12]SenderP，KarnerHC．Doublebreaksinvacuum：tech．nicalbenefitandflashovermechanism[Z]．IEEESymposiumonElectricalInsulation，Montreal，Quebec，1996．附录二电气设备总表电压等级名称位置型号110KV侧电压互感器110kV母线JDC6-110单相串级绝缘式电流互感器110kV桥QF处L-110普通型避雷器110kV侧FZ-110普通阀型母线110kV侧LJG-300型钢芯铝绞线断路器110kV桥处KW1-110空气断路器隔离开关110kV桥处GW13-110双柱式35KV侧电压互感器35kV母线JD7-35单相式电流互感器35kV馈线QF处L-35普通型35kV母联QF处LCW-35屋外瓷绝缘型避雷器35kV母线处FZ-35普通阀型母线35kV侧LGJ-1000型钢芯铝绞线熔断器35kV用RWG-35限流式断路器35kV馈线40.5W-VAC型真空断路器35kV母联QF处ZN-35型真空断路器隔离开关35kV馈线处GN13-35穿墙结构型35kV母联QF两侧GN6-35T穿墙结构型10KV侧电压互感器10kV母线JSJW-10三相油浸式五柱三绕组型电流互感器10kV发电机出口QF处LAJ-10穿墙式接地保护用型10kV带电抗器出线QF处LFZ1-10复匝式浇注绝缘型10kV母联QF处LMZJ1-10接地保护用母线式浇注绝缘型10kV母线联络QF处LAJ-10穿墙式接地保护用型电抗器10kV母联处NKL-10-3000-12型铝电缆水泥电抗器10kV出线处NKL-10-600-6型铝电缆水泥电抗器避雷器10kV母线处FZ-10普通阀型熔断器10kV用RN-2-10限流式母线10kV侧矩形铝导体LMY断路器10kV发电机出口处ZN65A-12型真空断路器10kV馈线ZN10-10型真空断路器10kV母联电抗器处ZN12-10型真空断路器10kV母线联络线处SN4-10G型少油断路器隔离开关10kV发电机出口QF处GN10-10T穿墙结构型10kV馈线GN19-10穿墙结构型10kV母联QF处GN10-10T穿墙结构型10kV母线联络线处GN10-10T穿墙结构型附录二短路电流计算总表短路点编号基值电压(KV)基值电流(KA)支路名称支路计算电抗(标幺值)额定电流（KA）短路电流周期分量稳态短路电流短路电流短路电流冲击值(KA)全电流最大有效值(KA)标幺值(KA)有名值(KA)标幺值有名值标幺值有名值公式2.55~2.71.52~1.62d1371.561#50MW发电机0.290.97533.73753.64522.36252.30412.8622.79139.58695.69962#50MW发电机0.30.97533.6033.5142.3472.2892.7852.71629.24185.4945XZ系统2.242.59420.4571.18550.46121.19640.4351.12853.11791.8536XS系统3.157.8020.3212.50440.3212.50440.3122.43426.5873.9159小记5.9812.34688.118510.84915.49178.29396.3949.070228.533616.9634d21150.5021#50MW发电机0.280.31383.8721.21492.3780.74622.9390.92233.19521.89962#50MW发电机0.280.31383.8721.21492.3780.74622.9390.92233.19521.8996XZ系统0.90.83461.1530.96231.2791.06751.0550.88052.53081.5047XS系统0.52.51022.1115.2992.0275.0881.8134.55113.93648.2855短路电流计算总表短路点编号基值电压(KV)基值电流(KA)支路名称支路计算电抗(标幺值)额定电流（KA）短路电流周期分量稳态短路电流短路电流短路电流冲击值(KA)全电流最大有效值(KA)标幺值(KA)有名值(KA)标幺值有名值标幺值有名值公式2.55~2.71.52~1.62d310.55.51#50MW发电机0.323.43663.36811.572.3167.962.6469.0930.4318.092#50MW发电机0.153.43667.24124.88442.5088.6194.60715.832465.44638.9092XZ系统2.89.14140.3633.3180.3643.3270.353.1998.7265.188XS系统1.5527.49290.66318.22780.68718.88760.62317.128147.939128.501小记4.8243.507511.654585.79238.798.22645.25152.590.69d410.55.51#50MW发电机8.453.43660.1180.4060.1180.4060.1180.4061.0680.6352#50MW发电机3.93.43660.2560.880.2560.880.2560.882.3141.376XZ系统27.759.14140.0360.3290.0360.3290.0360.3290.8650.514XS系统5.2527.49290.195.2240.195.2240.195.22413.7398.168小记45.3543.50750.66.8390.66.8390.66.83917.98610.693短路电流计算总表短路点编号基值电压(KV)基值电流(KA)支路名称支路计算电抗(标幺值)额定电流（KA）短路电流周期分量稳态短路电流短路电流短路电流冲击值(KA)全电流最大有效值(KA)标幺值(KA)有名值(KA)标幺值有名值标幺值有名值公式2.55~2.71.52~1.62d510.55.51#50MW发电机0.153.43667.24124.88442.5088.6194.60715.832466.93940.27792#50MW发电机0.383.43662.8119.662.2177.6192.2977.89425.9815.636XZ系统1.39.14140.7937.24910.8367.64220.746.764619.065111.3347XS系统427.49290.256.870.256.870.256.8718.4811.12小记5.8343.507511.09548.665.81130.757.89437.361130.4678.37d610.55.51#50MW发电机0.323.43663.36811.572.3167.962.6469.0930.4318.092#50MW发电机0.153.43667.24124.88442.5088.6194.60715.832465.44638.9092XZ系统2.89.14140.3633.3180.3643.3270.353.1998.7265.188XS系统1.5527.49290.66318.22780.68718.88760.62317.128147.939128.501小记4.8243.507511.654585.79238.798.22645.25152.590.69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\t"_b