【《水电厂（5×100MW）电气部分设计计算书》4600字】

水电厂（5×100MW）电气部分设计计算书目录TOC\o"1-3"\h\u13137第1章变压器的选择 2228021.1主变压器的选择 2103841.1.1.双绕组变压器选择 2273351.1.2联络变压器的选择 3310401.2厂用变压器选择 4227581.2.1厂用电源接线方式 4147071.2.2厂用变压器的选择 430528第2章短路电流计算 5178372.1三相对称短路 541852.1.1发电机出口K1处发生三相短路 5261582.1.2110KV母线侧K2处发生三相短路 6317642.1.3220KV母线侧K3处发生三相短路 724072.2单相接地短路 8299002.2.1发电机出口处K1点发生单相接地短路 8141252.2.2110KV母线侧K2点发生单相接地短路 9261852.2.3220KV母线侧K3点发生单相接地短路 11108552.3两相短路 1233682.3.1发电机出口处K1点发生两相短路 12115932.3.2110KV母线侧K2点发生两相短路 13129712.3.3220KV母线侧K3点发生两相短路 15297932.4两相接地短路 16287022.4.1发电机出口处K1点发生两相接地短路 16222642.4.2110KV母线侧K2点发生两相接地短路 17322952.4.3220KV母线侧K3点发生两相接地短路 1930617第3章导体与电气设备选择 20306443.1发电机引出线的选择 20178563.1.1发电机基本数据 20300693.1.2初步选择导体 20189363.1.3热稳定校验 20199653.1.4共振校验 21307063.1.5动稳定校验 21266183.2110KV侧断路器的选择 22241593.2.1额定电压以及额定电流 22141193.2.2额定开断电流的选择 2227083.2.3稳定性校验 234923.3220KV侧断路器的选择 23261713.3.1额定电压以及额定电流 23155483.3.2额定开断电流的选择 24183353.3.3校验稳定性 24291113.4发电机侧隔离开关的选择 25290183.4.1额定电压以及额定电流 2577133.4.2校验稳定性 25257073.5110KV侧隔离开关的选择 26319033.5.1额定电压以及额定电流 26163813.5.2校验稳定性 27108513.6220KV侧隔离开关的选择 2711273.6.1额定电压以及额定电流 27180873.6.2校验稳定性 28315343.7电压互感器 29264183.7.1发电机出口的电压互感器 29215173.7.2升高电压等级电压互感器 29209143.7.3110KV侧电流互感器的选择 30182593.7.4220KV侧电流互感器的选择 31105423.7.5发电机电压等级电流互感器的选择 32第1章变压器的选择1.1主变压器的选择1.1.1.双绕组变压器选择在此次毕业设计中，采用的是单元接线，所以变压器的容量要留有10%的裕度，即—发电机的容量，MW；—发电机的额定功率因数；—厂用电率。110KV侧根据公式：计算出SN=121.6MW。因此本设计可选用和双绕组变压器。由此可选择双绕组变压器的型号及参数见表6-1。表8-1主变压器型号及其主要参数型号SN（kVA）UN（kV）P0（kW）I0（%）UK（%）连接组别高低空载短路SFP7-120000/220120000220±2×2.5%13.81183850.812.0YNd11SFP7-120000/110120000121±2×2.5%13.81064220.810.5YNd111.1.2联络变压器的选择选择三绕组自耦变压器，高压220KV，中压110KV，低压侧13.8KV。—电磁功率—自耦变压器的额定容量；MVA—高压侧、中压侧电压之比；选择的联络变压器型号及参数见表8-2。表8-2联络变压器的主要参数变压器型号SN（kVA）变压器额定容量比UN（kV）P0（kW）I0（%）UK（%）高压中压低压空载负载高-中高-低中-低SFPS7-240000240000240000/240000/120000242±2x2.5%12113.81758000.9251491.2厂用变压器选择1.2.1厂用电源接线方式所采用厂用电源的接线形式如图8-1所示。图8-1厂用电源接线形式1.2.2厂用变压器的选择厂用电总容量为：S厂用KPG/=0.5%×500/0.9=2778kVA选用两台厂用变压器来传递整个厂用电的容量，因此选择每台厂用变压器的容量kVA。所采用的厂用变压器的型号及参数见表8-3。表8-3厂用变压器参数型号SN（kVA）UN（kV）P0（kW）I0（%）UK（%）高低空载短路S9-1600/1016006.30.42.4514.01.04.5第2章短路电流计算2.1三相对称短路2.1.1发电机出口K1处发生三相短路发电机到短路点的转移电抗为：XG总=（0.0875+0.208+0.021875+0.0565）∗0.02260.0875+0.208+0.021875+0.0565+0.0226Xjs=0.141*1000.9∗100查运算曲线表可得0s，2s，4s的三相短路电流标幺值分别为：IK1*(3）（0s）=6.12IK1*(3）（2s）=3.3IK1*(3）（4s）=3.1有名值：IK1(3）（0s）=6.12*1003∗10.5=IK1(3）（2s）=3.3*1003∗10.5=IK1(3）（4s）=3.1*1003∗10.5=K1点三相短路冲击电流：，Ksh取1.85。2.1.2110KV母线侧K2处发生三相短路发电机到短路点的转移电抗为：XG总=（0.083+0.125+0.021875+0.0565）∗（0.226+0.0875）（0.083+0.125+0.021875+0.0565）+（0.226+0.0875）Xjs=0.15*1000.9∗100查运算曲线表可得0s，2s，4s的三相短路电流标幺值分别为：IK2*(3）（0s）=4.3IK2*(3）（2s）=3.13IK2*(3）（4s）=3.1有名值：IK2(3）（0s）=4.3*1003∗115=IK2(3）（2s）=3.13*1003∗115=IK2(3）（4s）=3.1*1003∗115=K1点三相短路冲击电流：，Ksh取1.85。2.1.3220KV母线侧K3处发生三相短路发电机到短路点的转移电抗为：XG总=（0.021875+0.0565）∗（0.083+0.125+0.226+0.0875）（0.021875+0.0565）+（0.083+0.125+0.226+0.0875）Xjs=0.068*1000.9∗100查运算曲线表可得0s，2s，4s的三相短路电流标幺值分别为：IK3*(3）（0s）=8.94IK3*(3）（2s）=2.5IK3*(3）（4s）=2.8有名值：IK3(3）（0s）=8.94*1003∗230=2.24IK3(3）（2s）=2.5*1003∗230=0.63IK3(3）（4s）=2.8*1003∗230K3点三相短路冲击电流：，Ksh取1.85。2.2单相接地短路2.2.1发电机出口处K1点发生单相接地短路正序电抗：X（1）=（0.0875+0.208+0.021875+0.0565）∗0.02260.0875+0.208+0.021875+0.0565+0.0226=负序电抗：X（2）=（0.0875+0.208+0.021875+0.0565）∗0.02260.0875+0.208+0.021875+0.0565+0.0226=零序电抗：X（0）=0.875+0.208+0.021875+0.0565=0.318三序串联，正序电流等于负序电流等于零序电流。标幺值：I*（1）（1）=I*（1）（2）=I*（1）（0）=1X(1)+X有名值：I(1)k1=(I*（1）（1）+I*（1）（2）+I*（1）（0）)*IB=5*1003∗10.52.2.2110KV母线侧K2点发生单相接地短路正序电抗：X（1）=（0.083+0.125+0.021875+0.0565）∗（0.226+0.0875）（0.083+0.125+0.021875+0.0565）+（0.226+0.0875）=负序电抗：X（2）=（0.083+0.125+0.021875+0.0565）∗（0.226+0.0875）（0.083+0.125+0.021875+0.0565）+（0.226+0.0875）=零序电抗：X（0）=（0.083+0.125+0.021875）∗0.0875（0.083+0.125+0.021875）+0.0875三序串联，正序电流等于负序电流等于零序电流。标幺值：I*（1）（1）=I*（1）（2）=I*（1）（0）=1X(1)+X有名值：I(1)k2=(I*（1）（1）+I*（1）（2）+I*（1）（0）)*IB=8.256*1003∗1152.2.3220KV母线侧K3点发生单相接地短路正序电抗：X（1）=（0.021875+0.0565）∗（0.083+0.125+0.0226+0.0875）（0.021875+0.0565）+（0.083+0.125+0.0226+0.0875）=负序电抗：X（2）=（0.021875+0.0565）∗（0.083+0.125+0.0226+0.0875）（0.021875+0.0565）+（0.083+0.125+0.0226+0.0875）=零序电抗：X（0）=0.021875∗（0.083+0.125+0.0875）0.021875+（0.083+0.125+0.0875）=三序串联，正序电流等于负序电流等于零序电流。标幺值：I*（1）（1）=I*（1）（2）=I*（1）（0）=1X(1)+X有名值：I(1)k2=（I*（1）（1）+I*（1）（2）+I*（1）（0））*IB=12.182*1003∗2302.3两相短路2.3.1发电机出口处K1点发生两相短路正序电抗：X（1）=（0.0875+0.208+0.021875+0.0565）∗0.02260.0875+0.208+0.021875+0.0565+0.0226=负序电抗：X（2）=（0.0875+0.208+0.021875+0.0565）∗0.02260.0875+0.208+0.021875+0.0565+0.0226=零序电抗：X（0）=0.875+0.208+0.021875+0.0565=0.318两序串联，正序电流等于负值的负序电流。标幺值：I*（2）（1）=-I*（2）（2）=1X(1)+X有名值：I(2)k1=3*I*（2）（1）*IB=3*3.546*1003∗10.52.3.2110KV母线侧K2点发生两相短路正序电抗：X（1）=（0.083+0.125+0.021875+0.0565）∗（0.226+0.0875）（0.083+0.125+0.021875+0.0565）+（0.226+0.0875）=负序电抗：X（2）=（0.083+0.125+0.021875+0.0565）∗（0.226+0.0875）（0.083+0.125+0.021875+0.0565）+（0.226+0.0875）=零序电抗：X（0）=（0.083+0.125+0.021875）∗0.0875（0.083+0.125+0.021875）+0.0875两序串联，正序电流等于负值的负序电流。标幺值：I*（2）（1）=-I*（2）（2）=1X(1)+X有名值：I(2)k2=3*I*（2）（1）*IB=3*3.333*1003∗1152.3.3220KV母线侧K3点发生两相短路正序电抗：X（1）=（0.021875+0.0565）∗（0.083+0.125+0.0226+0.0875）（0.021875+0.0565）+（0.083+0.125+0.0226+0.0875）=负序电抗：X（2）=（0.021875+0.0565）∗（0.083+0.125+0.0226+0.0875）（0.021875+0.0565）+（0.083+0.125+0.0226+0.0875）=零序电抗：X（0）=0.021875∗（0.083+0.125+0.0875）0.021875+（0.083+0.125+0.0875）=两序串联，正序电流等于负值的负序电流。标幺值：I*（2）（1）=-I*（2）（2）=1X(1)+X有名值：I(2)k3=3*I*（2）（1）*IB=3*7.353*1003∗2302.4两相接地短路2.4.1发电机出口处K1点发生两相接地短路正序电抗：X（1）=（0.0875+0.208+0.021875+0.0565）∗0.02260.0875+0.208+0.021875+0.0565+0.0226=负序电抗：X（2）=（0.0875+0.208+0.021875+0.0565）∗0.02260.0875+0.208+0.021875+0.0565+0.0226=零序电抗：X（0）=0.875+0.208+0.021875+0.0565=0.318三序并联，正序电流等于负序电流与零序电流之和。标幺值：I*（1,1）（1）==1X(1)+X有名值：I(1,1)k1=3*1−X(2)∗X(0)(X(2)+4.190*1003∗10.52.4.2110KV母线侧K2点发生两相接地短路正序电抗：X（1）=（0.083+0.125+0.021875+0.0565）∗（0.226+0.0875）（0.083+0.125+0.021875+0.0565）+（0.226+0.0875）=负序电抗：X（2）=（0.083+0.125+0.021875+0.0565）∗（0.226+0.0875）（0.083+0.125+0.021875+0.0565）+（0.226+0.0875）=零序电抗：X（0）=（0.083+0.125+0.021875）∗0.0875（0.083+0.125+0.021875）+0.0875三序并联，正序电流等于负序电流与零序电流之和。标幺值：I*（1,1）（1）==1X(1)+X有名值：I(1,1)k1=3*1−X(2)∗X(0)(X(2)+5.14*1003∗1152.4.3220KV母线侧K3点发生两相接地短路正序电抗：X（1）=（0.021875+0.0565）∗（0.083+0.125+0.0226+0.0875）（0.021875+0.0565）+（0.083+0.125+0.0226+0.0875）=负序电抗：X（2）=（0.021875+0.0565）∗（0.083+0.125+0.0226+0.0875）（0.021875+0.0565）+（0.083+0.125+0.0226+0.0875）=零序电抗：X（0）=0.021875∗（0.083+0.125+0.0875）0.021875+（0.083+0.125+0.0875）=三序并联，正序电流等于负序电流与零序电流之和。标幺值：I*（1,1）（1）==1X(1)+X有名值：I(1,1)k3=3*1−X(2)∗X(0)(X(2)+11.949*1003∗230第3章导体与电气设备选择3.1发电机引出线的选择3.1.1发电机基本数据PN=100MWUN=13.8KVcos∂=0.9其引出母线三相水平布置，相间距离a=0.35m，环境温度月最高32.4度，年最高温度42.7度。3.1.2初步选择导体按经济电流密度选择截面。母线最大持续电流为：Imax=1.05∗1000003采用槽型铝导体，由图可查当Tmax=4300（h），j=0.87（mm2），根据式有SJ=Imaxj=4300槽型铝导体：h=175mmb=80mmc=8mmr=12mm双槽导体面积=4880mm2双槽导体载流量=6600AIal=0.149*70−32.4*6600=6030A>4881A满足长期允许发热条件3.1.3热稳定校验QP=t12*（I”+10It22+It42）=412*（28.52+10*15.32+14.3因tK>1s，所以不计非周期分量，即Qk=QP=1119.21（KA*S）Θw=32.4+（70-32.4）*（4881/6030）2=57℃查表得C=92，可得Smin=Qk∗Ks/C=1.195∗1119.21∗106/92=397.5mm2<3.1.4共振校验M=2*0.175*0.08*2700=75.6（kg/m）J=0.08*0.1753/6=7.146*10-5（m4）取NF=3.56f1=160Hz，得Lmax=3.56160取L=1.5m<Lmax，则β=13.1.5动稳定校验Ish=2.69*29.5=76.67（KA）相间应力：Fph=1.73*10-7*10.35*（76.67*103）2=2905.55（N/Wph=0.08*0.1752/3=8.167*10-4(m2)σ=FphL210W由bh=80175=0.462b−bb+h=80同相条间应力：Fb=0.25*10-7*766702Lbmax=0.08∗2∗0.175∗（70−0.8）∗L/Lbmax=1.5/0.36=4.17即每跨内满足动稳定所必需的最少衬垫数为5个，实际衬垫跨距为Lb=1.55=0.3<L临界跨距为Lcr=λb4h/F满足Lbc<Lbmax<Lcr，满足动稳定。3.2110KV侧断路器的选择3.2.1额定电压以及额定电流额定电压：，额定电流：K--温度修正系数：时，时，取2.7，Imax=，选择的断路器型号为，其参数见表10-2。表10-2SW11-110III断路器及其参数型号UN（kV)IN(A)INbr(kA)Ies(kA)热稳定电流(kA)（3s）SW4-110III110100031.58031.53.2.2额定开断电流的选择110kv侧以K1为短路点进行计算和校验，因为再此点短路时，流过的电流最大。≈=12.667(kA)3.2.3稳定性校验取即可保证动、热稳定性。3.3220KV侧断路器的选择3.3.1额定电压以及额定电流额定电压：，额定电流：K--温度修正系数：时，时，取。Imax=，所采用的的断路器型号为，其参数见表10-3。表10-3SW-220III断路器及其参数型号UN（kV)IN(A)INbr(kA)Ies(kA)热稳定电流(kA)（3s）SW-220III220125031.58031.53.3.2额定开断电流的选择220kv侧以K1为短路点进行计算和校验，因为再此点短路时，流过的电流最大。≈=20.983(kA)即满足要求。3.3.3校验稳定性取即可保证动、热稳定性。3.4发电机侧隔离开关的选择3.4.1额定电压以及额定电流额定电压：，额定电流：K--温度修正系数：时，时，取44，，所采用的隔离开关型号为，其参数见表10-4。表10-4GN10-20隔离开关及其参数型号UN（kV)IN(A)Ies(kA)热稳定电流(kA)（3s）GN10-20206000224743.4.2校验稳定性取即可保证动、热稳定性。3.5110KV侧隔离开关的选择3.5.1额定电压以及额定电流额定电压：，额定电流：K--温度修正系数：时，时，取2.7，所采用的断路器选择结果见表10-5。表10-5110kV隔离开关技术参数表电压等级型号UN（kV)IN(A)Ies(kA)热稳定电流(kA)（3s）110kVGW7-110（D）11012508031.53.5.2校验稳定性取即可保证动、热稳定性。3.6220KV侧隔离开关的选择3.6.1额定电压以及额定电流额定电压：额定电流：K--温度修正系数：时，时，取2.7，，所采用的断路器选择结果见表10-6。表10-6220kV隔离开关技术参数表电压等级型号UN（kV)IN(A)Ies(kA)热稳定电流(kA)（3s）220kVGW4-220（D）2206305020GW7-2203.6.2校验稳定性取即可保证动、热稳定性。3.7电压互感器3.7.1发电机出口的电压互感器1.额定电压：UNUNS13.8kV单相双绕组应该接于线电压，它的额定电压比为13.8/0.1；而单相三绕组接于相电压，它的额定电压比为