某小城市热电厂电气部分设计

1、题目：某小城市热电厂电气部分设计摘要：本次设计的主要内容包括电气一次部分设计和电气二次部分设计。其中电气一次部分包括电气主接线及高压厂用电接线设计、短路电流计算及主要电气设备选择、配电装置设计等，电气二次部分设计主要包括主要设备及输电线路的保护设计、变压器保护整定计算、110kv线路距离保护的整定计算，10kv线路保护的整定计算。关键词：电气设计、一次部分、二次部分、保护目 录前言3设计概述4第一篇 电气一次部分.6第一章 电气主接线设计6第一节 电厂总体分析与负荷分析.7第二节 主变压器配置方案的确定.8第三节 各电压等级接线方式的确定11第四节 高压厂用电接线设计.14第二章 短路电流计算

2、16第一节 电路元件参数的计算.17第二节 短路电流计算.19第三章 电气设备的选择.29第一节 最大长期工作电流的确定.30第二节 电气设备的选择.32第四章 屋内配电装置的设计.36第五章 层外配电装置的设计.38第二篇 电气二次部分.39第一章 继电保护的作用及基本要求.39第二章 保护配置方案设计40第三章 保护整定计算的注意事项.41第四章 110kv距离保护的整定计算.42第一节 距离保护定值配合的基本原则43第二节 距离保护的整定计算.43第三节 阻抗继电器二次动作阻抗的选择.47第五章10kv线路保护的整定计算.48第六章 发电机保护的整定计算.50第一节 发电机纵联差动保护的

3、整定计算.51第二节 复合电压起动过电流保护的整定计算.52第三节 过负荷保护的整定计算.54前 言 本次设计为一个总装机容量为150mw热电厂的电气一次、二次部分的初步设计，并以此次设计为契机，复习、回顾“电力系统自动化”专业所学的各专业课知识，结合电力系统的现场实际，理论联系实践，提高独立分析和解决电力实践问题的能力，从面更深刻的理解本专业所学知识，更好的服务于电力生产，为电力系统的发展做出自已的贡献！设计概述本次设计的项目为一个总装机容量为150mw热电厂，共有四台机组，其中装机容量为25mw的机组两台(型号：qf2-25-2)，装机容量为50mw的机组两台）型号：qfq-50-2）。2

4、5mw机组的厂用电率为10%,50mw机组的厂用电率为8%。该项目厂址位于主要电、热用户附近，其服务对象是一个以轻工业为主的新兴城市，交通方便、水源丰富、燃煤充足，属于地区电厂靠近城镇型。该地区年最高温度40度，年最低温度零下16度，最热月平均最高温度32度，海拔高度200m，地震烈度6度。厂区无严得污染，土壤热阻率t=120cm/w,土壤温度20度。厂址地理位置如附图所示。该项目采用1 条110kv输电线路（厂系线）直接与系统相联系；另一条110kv输电线路（厂甲线）经过变电站甲与系统成环网，该项目还设双回110kv线路（厂乙线i、厂乙线ii）向变电站乙供电。甲、乙变电站的主要用户是煤矿、化

5、肥厂、钢铁厂及一些乡镇工业、农副产品加工业、农业、居民用电等。另外该项目还有11条10kv线路负荷。该项目所接负荷主要资料详见附表1,该项目相关的电力系统接线简图如附图2所示。本次设计的主要内容包括电气一次部分设计和电气二次部分设计。其中电气一次部分包括电气主接线及高压厂用电接线设计、短路电流计算及主要电气设备选择、配电装置设计等，电气二次部分设计主要包括主要设备及输电线路的保护设计、变压器保护整定计算、110kv线路距离保护的整定计算，10kv线路保护的整定计算。本次设计成品包括：l 设计说明书一份（含电气一次和二次两部分）l 厂址地理位置图（附图1）l 该项目电力系统接线简图（附图2）l

6、电气主接线图1张（附图3）l 发电机保护原理图1张（附图4）第一篇 电气一次部分第一章 电气主接线设计电气主接线主要是指发电三、变电所、电力系统中，为满足预定的功率传送和运行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。电路中的高压电气设备包括发电机、变压器、母线、断路器、隔离刀闸、线路等。它们的连接方式对供电可靠性、运行灵活性及经济合理性等起着决定性作用。对一个电厂而言，电主接线在电厂设计时就根据机组容量、电厂规模及电厂在电力系统中的地位等，从供电的可靠性、运行的灵活性和方便性、经济性、发展和扩建的可能性等方面，经综合比较后确定。它的接线方式能反映正常和事故情况下的供送电

7、情况。电气主接线又称电气一次接线。电气主接线应满足以下几点要求：1）供电可靠性：主接线系统应保证对用户供电的可靠性，特别是保证对重要负荷的供电。2）运行的灵活性：主接线系统应能灵活地适应各种工作情况，特别当一部分设备检修或工作情况发生变化时，能够通过倒换开关的运行方式，做到调度灵活，不中断向用户的供电。在扩建时应能很方便的从初期建设至最终接线。3）主接线系统还应保证运行操作的方便以及在保证满足技术条件的要求下，做到经济合理，尽量减少占地面积，节省投资。第一节 电厂总体分析与负荷分析根据电气主接线设计原则，结合给寂静接电厂容量2x25mw+2x50mw,机组台数为4台，根据原始资料中给出的4回1

8、10kv及11回10kv线路回数，在主要负荷中，对于印染厂、纺机厂等一级负荷必须有两个独立电源供电，当任何一个电源失去后，保证对其不间断供电；对于棉一、二厂、食品厂、市区线等负荷只需一个电源供电，因此根据主要负荷性质和要求以及接入系统情况、交通环境情况，作以下综合分析：一、该项目的必要性分析：该电厂装机空量为225mw+250 mw,项目投产后将占系统总容量（1000mva）比重为：因此建设该热电厂很有必要性，该项目属于地区性质的中小规模的承担重要供电任务的热电厂。由于该项目所处城市交通便利，水源充足、煤炭资源丰富、相关资金可靠，因此该项目的建设可行。二、主要负荷分析：根据本项目所接带负荷的同

9、时率以及厂用电负荷,由于该项目出线回路较多,并且负荷性质不同,因此同时系数取较小值,kt=0.9.1、10kv母线综合最大负荷的计算:p10kvmax=ktpmaxi=0.9(3+3+3+2+2+2.5+2.5+3+3+2+3)=26.1mws10kvmax=p10kvmax/cosp=26.1/0.8=32.625mva2、10kv母线综合最小负荷的计算:p10kvmin=0.7p10kvmax=0.726.1=18.27mws10kvmin=p10kvmin/cosp=18.27/0.8=22.84mva3、110kv母线综合最大负荷的计算:p110kvmax=ktpmaxi=0.9(30

10、+20)=45.1mws110kvmax=p110kvmax/cosp=45.1/0.8=56.25mva4、110kv母线综合最小负荷的计算:p110kvmin=0.7p110kvmax=0.745.1=31.5mws110kvmin=p110kvmin/cosp=31.5/0.8=39.375mva第二节 主变压器配置方案的确定主变配置有以下两种备选方案:分别对以上两种方案进行技术经济分析：在方案a中：4台发电机组均连接于机端母线上，厂用负荷也同接于该母线上，通过两台升压变压器向系统送电，比较经济，投资较小，一台或两台机组停运，也不会造成多系统的危害，可以保证厂用电系统供电的可靠性。但该方

11、案中系统送电方式可靠性差，灵活性差，若一台主变检修，另一台一旦发生故障，此时该电厂与系统解列，将会影响系统安全。并且选择的主变压器容量较大，故障的短路电流也很大，对其它设备的选择要求较高，影响其经济性。在方案b中：据我国现行的火力发电厂设计技术规程规定，接在机端母线的主要变压器不能少于两台。因此采用两台25mw机组直接接在机端母线上，两台50mw机组采用单元接线方式，直接送入系统，保证供电可靠性，提高其灵活性。若#1、#2或#3、#4机组退出系统检修时，另外两台可以向其厂用部分送电，保证了机组的安全。并且主变压器的容量可以不必选择太大，短路时的电流并不是很大，便于选择配套装置。缺点是主变台数较

12、多，投资较大。由于本项目所带负荷较多，在系统中处于重要地位，一旦失去供电，将对社会产生较大影响，对企业造成很大损失，因此根据上述分析，主案b应为最佳方案。接地机端母线上主变压器的容量选择：根据电力工程电气设计手册规定，连接在发电机机端母线与系统之间的主变压器容量应满足以下要求：当发电机机端母线上负荷最小是，能将发电机机端母线上的剩余有功和无功容量送入系统，即：2sb2sg -(2s厂+ s10kvmin)-（*10%+22.84）33.41mva故：sb16.705mva2、发电机端母线与系统连接的变压器一般为两台，当其中一台主变压器退出运行时，别一台变压器应能承担70%的容量，即：sb0.7

13、*sg1-(s厂g1+ s10kvmin)即sb0.7*（(25/0.8) -（(25/0.8)*10%+22.84）23.387mva3、发电机机端母线上最大一台发电机停用时，变压器能承担系统供给发电机机端母线的最大负荷容量，即：2sbs10kvmax+s厂g1-sg133.41-25/0.8=2.15mva故：两台主变可满足该条件。 根据上述计算结果，接于#1,#2机组的主变压器应选sfl7-25000/110型变压器两台。三、单元接线主变压器容量选择：由于#3、#4机组直接与110kv系统连接，具有单元接线的主变压器容量应满足以下要求：按照发电机的额定容量扣除厂用电负荷后，应留有10%的

14、裕度，即：sb1.1*(sg3-s厂)1.1*（-*8%）=63.25mva按照发电机的最大连续输出容量扣除本机组的厂用负荷后能输送容量，即：sbsgmax-s厂-*8%63.25mva注：上式中发电机最大连续输出容量按照过负荷10%考虑。根据上述计算，结合单元接线变压器与发电机配套原则，根据变压器的相关技术资料，选择sfl7-63000/110型变压器两台。第五节 各电压等级接线方式的确定一、110kv主母线接线方式的设计：根据“火力发电厂设计技术规程”的相关规定，高压配电装置的接线方式，决定于电压等级的出线回路数：1、110kv配电装置的出线回数小于两回，可采用单母线接线。2、110kv配

15、电装置的出线回数为34回时，可采用单母分段。3、110kv配电装置的出线回数为5回及以上，或110kv配电装置在系统中占重要地位，出线回数为4回及以上时，可采用双母线接线，如下图所示两种备选方案：双母线接线的优点：1、 供电可靠，通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。2、 调度灵活，各个电源和各回路负荷可以任意分配至某一组母线上，能灵活地适应系统中各个运行方式调度和潮流变化的需要。3、 扩建方便，向双一的左右任何一个反向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷分配，不会引起原有回路的停电。4、 便

16、于试验，当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至一条母线上。双母线接线的缺点：1、 与单母线相比，增加一组母线使每个回路增加一个母线隔离开关，使投资增大。2、 当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。为了辟免隔离开关误操作，需要在隔离开关和断路器之间装设联锁装置，增加了投资。上述两种方案的区别主要在于方案a增加了旁路母线，即出线开关故障检修时可以用旁母连续供电，但是，由于增加了旁母线及相关设备，使香操作复杂，投资增加。针对本设计中允许线路停电检修开关，没有必要增加旁路母线，故选择上述方案b,即110kv选择双母线接线方式。二、10kv电压等级母线接线方式的设计：

17、根据“为力发电厂设计技术规程”的相关规定，高压配电装置的接线方式，决定于电压等级的出线回路数：1、610kv配电装置的出线回路不超过5条，可采用单母接线。2、610kv配电装置的出线回路为6回以上时，可采用单母线分段接线。3、610kv配电装置，当短路电流大，出线需要带电抗器时可采用双母线接线。4、610kv配电装置，进出线回数为1014回时，在一组母线上用断路器分开，即采用双母线分段接线。根据以上原则，由于该项目的10kv线路负荷有11回，因此采用双母线分段，如下图所示：上述接线方式中，用分段断路器把i段母线分段，每段分别用母联断路器与备用母线ii相连。此种接线具有单母分段和双母线两者的优点

18、，具有很高可靠性、灵活性，适用于大中型发电厂610kv广泛采用。当每段母线上发电机总容量或负荷为25mw及以上时，都采用此接线方式。在10kv接线中，粗略估算其短路电流大小为：i=2225.27ka其中x为25mw发电机次暂态电抗。根据可供选择的10kv少油断路器参数，其开断电流一般仅为16ka，因此需要加装电抗器进行限流，根据给定的可供先选择的电抗器技术数据在分段开关处应选择nkl10-1500-10型，在各出线开关处应加装nkl-10-300-4型电抗器。根据以上综合分析，10kv接线方式应选择为双母分段带电抗器接线。第六节 高压厂用电接线设计一、 厂用电电压等级的确定现代发电厂的厂用电，

19、一般都是由主发电机通过厂用变压器或电抗器由电缆线路供电，因此厂用电系统电压等级要根据发电机额定电压、厂用电动机的额定电压和厂用电网络的运行可靠性等诸方面因素相互配合，经过技术、经济综合比较后确定。从厂用电动机方面来看，发电厂里拖动各种厂用机械设备的电动机其容量相差很大，从几瓦到几千千瓦，而电动机的电压与容量有关，因此只有一种电压等级的电动机是不能满足要求的，必须根据所拖动设备的功率以及电动机的生产情况来进行电压等级的选择。实践经验表明，电动机容量为75kw以下，采用380v电压等级；100200kw,采用6kv电压等极；1000kw以上应采用10kv电压等级是比较合理的。从厂用电供电网络方面来

20、看，厂用电系统的电压最好采用上述电动机的推荐电压，但电压等级也不宜过多。否则，将使厂用电供电网络接线复杂，导致运行、维修不方便，从而降低供电可靠性。经过分析比较，目前在大中型火力发电厂中，厂用电系统一般都用6kv和380/220v两种电压等级。当发电机电压为6kv时，厂用电高压系统也采用6kv，这是可以省去厂用高压变压器。同是尽可能将大容量厂用电动机都接于6kv母线上，以减少低压电动机的数目，节省大截面电缆，减少厂用低压变压器容量，使厂用电低压网络接线简化。当发电机电压为10.5kv及以上是，可采用厂用高压降压变压器来得到6kv厂用高压电源。综合以上分析，该热电厂项目的高压厂用电电压等级选择为

21、6kv，低压厂用电电压选择为380/220v。二、 高压厂用工作电源引接方式的确定。根所“火力发电厂电气设计”规范，发电厂高压厂用电源引接线方式主要根据以下要求选择：1、 当有发电机机端母线时，高压厂用工作电源由各母线段引接，供给接在该母线的机组的厂用负荷，25mw机组接在馈线不带电抗器的6kv主母线上时，采用轻型断路器（sn10-10）即能满足母线短路容量的要求。2、 当发电机与主变压器成单运连接时，高压厂用工作电源一般由主变压器低压侧分接，供给该机组的厂用负荷。3、 当兼有发电机机端母线和单元连接机组时，根据上述原则分接各自的高压厂用工作电源。根据上述原则，该项目中225mw两台机组高压厂

22、用工作电源由双母线分段中的一段母线引接，供给厂用负荷；另两台单元接线机组的高压工作电源由主变低压侧分接，供给该机组的厂用负荷。三、 高压厂用备用电源引接方式的确定根据火力发电厂设计技术规程规定，备用电源的引接应保证其独立性，避免与厂用工作电源由同一电源处引接，引接点电源数量应有两个以上，并有足够的供电容量。一般情况下当工作电源达到6个及以上时需要设置第二个备用电源，当有发电机机端母线时应从发电机的机端母线上引接备用电源。据上述原则，结合该项目实际情况，高压厂用备用电源只需设置一个即可，并且应在双母线分段处引接备用电源。四、 高压厂用母线的接线方式设计根据火力发电厂设计技术规程规定，对于蒸发量在

23、120220t/h的燃煤发电机组厂用电系统接线通常用单母线接线方式，为了保证厂用电系统的供电可靠性，一般都采用按炉分段、一炉一段的接线原则，即将厂用电母线按照锅炉的台数分成若干段，既便于运行、检修，又以使事故范围局限在一机一炉；，不致过多干扰正常运行机组。因此结合上述原则，该热电厂共有四台机组，因此6kv厂用电接线可分为四段，一台机组一段，别外设置一个6kv电源备用段母线，也采用单母线接线方式。第二章 短路电流计算电力系统设计中进行短路电流计算的主要目的有：1、 校验电气设备的机械稳定性和热稳定性。2、 校验开关的遮断容量。3、 确定继电保护及自动装置的定值。4、 为系统设计用选择电气主接线提

24、供依据。5、 进行故障分析6、 确定输电线路对相邻通信线路的电磁干扰。电气设备要能在实际运行中可靠的工作，必须按照正常工作条件下进行选择，并按照短路状态下来校验其性能。电力系统运行中三相短路产生的危害最大，因此在本章中只对三相短路电流进行计算，来校验电气设备。该项目的电力系统接线简图见附图2。第一节 电路元件参数的计算一、 基准容量取sb=100mva.基准电压取平均电压，即ub=uar(10.5kv,115kv)二、 各无件的电抗计算1、 发电机：xg1*xg2*=x=0.4352xg3*xg4*=x=0.18562、 变压器：xt1*xt2*=(10.5/100)(100/25)=0.42

25、xt3*xt4*=0.1673、 电抗器机端母线分段开关处电抗器：xk1*=0.3496kv机端母线各馈线开关处电抗器：xk2*=0.6984、 线路厂系线：xl1*x0l1=0.480=0.242厂甲线：xl2*x0l2=0.460=0.181甲系线：xl3*x0l3=0.450=0.1515、 系统xs*=x1=0.9=0.09三、 根据上述等效电抗画出等值计算网络电路图如下：（其中d1、d2、d3、d4为短路计算点）第二节 短路电流计算1、 设置d1点为短路点，则等值网络简化如下：x1xs+xl1/(xl2+xl3)=0.09+=0.23x2=(xt3+xg3)/(xt4+xg4)= =

26、0.1763x2=(xt1+xg1)/(xt2+xg2)= =0.4276则对应的计算电抗： =0.23=2.3 =0.1763=0.22 =0.4276=0.267查汽轮发电机运算曲线数字表，得：系统：0.4348 i0.2*0.4348 i*0.4348发电机g1、g2: 4.167 i0.2*3.1 i*2.403发电机g3、g4: 4.938 i0.2*3.487 i*2.444所以短路电流为：系统：i0.2*i*0.43482.1829ka发电机1、g2：=4.167=1.301kai0.2= i0.2*=3.1=0.973kai= i*=2.403=0.754ka发电机g3、g4：

27、=4.938=3.101kai0.2= i0.2*=3.487=2.189kai= i*=2.444=1.535kad1点总的短路电流为：2.1829+1.301+3.1016.5849kai0.22.1829+0.937+2.1895.3449kai2.1829+0.754+1.5354.4719kaiimp=2.55=2.556.5849=16.7915ka2、 设置d2点为短路点，则等值网络简化过程如下:x1=xs+xl1/(xl2+xl3)=0.09+=0.23x2=(xt3+xg3)/(xt4+xg4)= =0.1763x3=0.148x4=0.123x5=x4=0.123x7=x2

28、+x3+=0.1763+0.148+=0.435x8=x1+x3+=0.23+0.148+=0.571x9=x4+xg2=0.123+0.4352=0.5582使用系数分布法：x10=0.1712x11=x10+x5=0.1712+0.123=0.29421=0.3 1=0.3936 1=0.3067x12=0.981 x13=0.745 x14=0.959对应计算电抗：发电机g1:xg1js=xg1=0.4352=0.136发电机g1:xg2js=x14=0.959=0.3发电机g1:xg34js=x13=0.745=0.931系统:x系统js=x12=0.981=9.81查汽机发电机运行曲

29、线表得：系统：0.102 i0.2*0.102 i*0.102发电机g1: 7.718 i0.2*4.878 i*2.526发电机g2: 3.603 i0.2*2.785 i*2.347发电机g3、g4: 1.1146 i0.2*1.0221 i*1.23所以短路电流为：发电机1：=7.718=13.26kai0.2= i0.2*=4.878=8.39kai= i*=2.526=4.345ka发电机2：=3.603=6.197ai0.2= i0.2*=2.785=4.79kai= i*=2.347=4.04ka发电机g3、g4：=1.1146=4.904kai0.2= i0.2*=1.0221

30、=4.497kai= i*=1.23=5.412kad2点总的短路电流为：13.26+6.197+4.904+5.6129.971kai0.28.39+4.79+4.497+5.615.3449kai4.345+4.04+5.412+5.6119.407kaiimp=2.7=2.729.971=80.92ka3、设置d3点为短路点，则等值网络图如下：用系数分布法：x15=0.175x16=x15+xk2=0.175+0.698=0.8731=0.402 2=0.178 3=0.235 4=0.182x17=2.17 x18=4.89 x19=3.72 x20=4.78对应计算电抗：发电机g1:

31、xg1js=x17=2.17=0.7发电机g1:xg2js=x20=4.78=1.5发电机g1:xg34js=x19=3.72=4.65系统:x系统js=x18=4.89=48.9查汽机发电机运行曲线表得：系统：0.02 i0.2*0.02 i*0.02发电机g1: 1.492 i0.2*1.338 i*1.734发电机g2: 0.686 i0.2*0.644 i*0.713发电机g3、g4: 0.215 i0.2*0.215 i*0.215所以短路电流为：系统: i0.2*i*0.02=1.45ka发电机1：=1.492=2.57kai0.2= i0.2*=1.338=2.3kai= i*=

32、1.734=2.98ka发电机2：=0.686=1.18ai0.2= i0.2*=0.644=1.11kai= i*=0.713=1.23ka发电机g3、g4：=0.215=1.45kai0.2= i0.2*=0.215=1.45kai= i*=0.215=1.45kad2点总的短路电流为：2.57+1.18+1.45+1.16.3kai0.22.3+1.11+1.45+1.15.96kai2.98+1.23+1.45+1.16.76kaiimp=2.55=2.556.3=16.07ka4、设置d4点为短路点，则等值网络图简化过程如下：化简计算如下图:x1xs+xl1/(xl2+xl3)=0.

33、09+=0.23x2=(xt1+xg1+xt2+xg2)=0.42+0.4325=0.8552x3=xt3+xg3=0.167+0.1865=0.3535使用系数分布法：x4=0.1198x5=x4+xt4=0.1198+0.167=0.28681=0.521 2=0.14 3=0.339x6=0.55 x7=2.05 x8=0.85对应计算电抗：发电机g1g2:xg12js=x7=2.05=1.3发电机g3:xg3js=x8=0.85=0.53发电机g4:xg4js=xg4=0.1865=0.12系统:x系统js=x6=0.55=5.5查汽机发电机运行曲线表得：系统：0.182 i0.2*0

34、.182 i*0.182发电机g12: 0.793 i0.2*0.74 i*0.836发电机g3: 2.011 i0.2*1.736 i*1.985发电机g3、g4: 8.963 i0.2*5.220 i*2.512所以短路电流为：系统: i0.2*i*0.182=10ka发电机12：=0.793=2.275kai0.2= i0.2*=0.74=2.543kai= i*=0.836=2.873ka发电机3：=2.011=6.911kai0.2= i0.2*=1.736=5.966kai= i*=1.985=6.822ka发电机g4：=8.963=30.8kai0.2= i0.2*=5.22=1

35、7.94kai= i*=2.512=8.633kad4点总的短路电流为：2.725+6.911+30.8+1050.436kai0.22.543+5.966+17.94+1036.449kai2.873+6.822+8.633+1028.328kaiimp=2.7=2.750.436=136.1772ka短路计算结果列表如下：短路点i0.2iiimpd16.585.354.4716.79d229.9723.2819.4180.92d36.35.966.7616.07d450.4636.4528.328136.1772第三章 电气设备的选择正确地选择高备是电气主接线和配电装置达到安全经济运行的重

36、要条件。在进行设备选择时，应根据工程实际性况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，注意节约投资，选择合适的电气设备。在具体进行设备选型及技术参数的先择时应保证发电厂的安全运行和供电可靠性，并留有适当的发展裕度，尽量选用轻型设备和常用产品。在同一发电厂中，应量减少设备和材料的种类。根据电力工程电气设计手册相关规定，要保证所选择的电气设备能够可靠工作，必须按照正常工作条件进行选择，并按照短路状态来校验其短路的热稳定和动稳定性。即：1、 所选择的电气设备和电缆的最高允许工作电压，不得低于装设回路的最高运行电压。ueuew2、 所选择的电气设备的额定电流ie或载流导体的长期允许电流iy不

37、得小于装设回路的最大持续工作电流imax，即ie(或ig) imax3、 所选择的电气设备必须通过短路状态校验，即热稳定校验：qdqy或qdit;动稳定校验：ichidw或ichidw4、 短路校验时短路电流的计算条件：必须使用电路可能发生的最大短路电流的接线方式计算，一般按照电路三相短路来校验。第一节 最大长期工作电流的确定1、 发电机：g1和g2:ig1max=ig2max=1.8kag3和g4:ig3max=ig4max=3.6ka2、 变压器:t1和t2：igt1max=igt2max=1.44kat3和t4：igt3max=igt4max=3.64ka3、10kv主母线及母联、分段回

38、路：10kv主母线及母联回路：igmax=ig1max=1.8ka母线分段回路：igmax=0.8ie=0.8=1.37ka4、110kv系统联络线：igmax=0.547ka5、 用户线路：1） 单回路线路：厂甲线：igmax=棉一厂线、棉二厂线、农机厂线、市区i线、市区ii线、食品厂线：igmax=市区iii线：igmax=2)双回路线线路:厂乙线:igmax=印染厂线路：igmax=纺机厂线路：igmax=第二节 电气设备的选择一、10.5kv机端母线的选择：10.5kv机端母线为汇流母线，一般按照长期发热允许电流选择截面。1、已知当地平均温度为32度则温度修正系数0.92因 则1.96

39、ka故选择单片矩形铝导体，单条竖放，导体尺寸125*8mm2,集肤系数kf=1.08,额定电流ie=2087a2、热稳定校验：用最小截面法校验smin=而tb=0.03s,tgf=0.06s,则tkd=0.03+0.06=0.09stb=tb1=0.05s,tr=tb1+tkd=0.05+0.09=0.14s则tfz=0.05=0.12s查曲线tz=f(,tr)得tz=0.25s故tdz=tz+tfz=0.25+0.12=0.37ssmin=821.131258mm2因此选择该类型母线符合热稳定要求3、短路动稳定校验：icj=80.9271ka相间电动力：fx=1.7310-7最大旁矩：mw相

40、间应力：因此选择该类型母线符合动稳定要求。二、110kv主母线的选择：已知当地平均温度为32度则温度修正系数0.92因 则0.595ka故选择lgj-240型刚芯铝绞线，kf=1因110kv软母线可不进行电晕校验的最小导体型叼为lgj-70,因此该选择不需要进行电晕校验。校验短路稳定：有前述计算可得tdz=0.37s 则：smin=30.72mm2igmax=1.8kaiekd=40kai=20.971kaqy=402tqd=29.9712t所以选择sn10-110iii型断路器满足要求。2、隔离开关选择：gn2-10/2000型，其ue=10kv,ie=2000a, i动稳85ka ，i热稳

41、51ka，操作机构为cs6-2校验：ue=10kv=uewie=2kaigmax=1.8kaqy=512tqd=29.9712ti动稳85kaich=80.927ka所以选择gn2-10/2000型隔离开关满足要求。四、10kv棉一线回路中断路器与隔离开关选择：故断路器选为sn10-10i型，其ie=630a,iekd=16ka,i动稳=40ka, i热稳16ka ，t固分0.06s，t固合0.2s校验：ue=10kv=uewie=630aigmax=220aiekd=16kai=6.3kaqy=162tqd=6.32tidf40kaich=16.07ka所以选择sn10-10i型断路器满足要

42、求。2、隔离开关选择：gn6-10t/600型，其ue=10kv,ie=600a, i动稳52ka ，i热稳20ka校验：ue=10kv=uewie=600aigmax=220aqy=202tqd=6.32tidf52kaich=16.07ka所以选择gn6-10t/600型隔离开关满足要求。五、110kv系统联络线回路中断路器与隔离开关选择：1、因厂甲线igmax=0.2ka,ue=110kv,厂乙线igmax=0.22ka,ue=110kv故均选择sw6-110型断路器，其其ue=110kv,ie=1200a, iekd=21ka i动稳53ka ，i热稳21ka校验：ue=110kv=u

43、ewie=1200aigmax=200aqy=212tqd=6.58392tidf53kaich=16.7915ka所以选择sw6-110型断路器满足要求。2、隔离开关选择：gw4-110g(d)/1000型，其ue=110kv,ie=1000a, i动稳50ka ，i热稳14ka校验：ue=110kv=uewie=1000aigmax=200aqy=142tqd=6.58392tidf50kaich=16.7915ka所以选择gw4-110g(d)/1000型隔离开关满足要求。第四章 屋内配电装置的设计屋内配电装置的机构型式与电气主接一和电压等级，母线容量、断路器型式、出线回数和方式，在无电

44、抗器等有着密切的关系。此外，还与施工、检修条件、运行经验等因素有关。随着新设备和新技术的采用，运行、检修经验的不断丰富，配电装置的结构和型式将会不断发展。发电厂和变电所中610kv屋内配电装置，按照其布置型式的不同，一般可分为三层、二层和单层式。三层式是将所有电气设备按照轻重和接线顺序分别布置于三层中，具有安全、可靠、占地面积小等优点，但其结构复杂、施工时间长、造价较高、检修和运行不大方便。二层式是将所有电气设备布置在二层中，与三层相比，它的造价较低，运行和检修方便，但点地面积有所增加。三层式和二层式均用于出线有电抗器的情况。单层式是将所有的设备布置在一层，适用于出线无电抗器的情况。单层式占地

45、面积较大，如容量不太大，通常采用成套配电装置以减少占地面积。35220kv的屋内配电装置，只有二层和单层式。屋内配电装置的总体布置原则是：1、 既要考虑设备的重量，把最重的设备（如电抗器）放在底层，以减轻楼板荷重和方便安装，又需要按照主接线图的顺序来考虑设备的连接，做至进出线方便。2、 同一回路的电气和导体应布置在同一个间隔（小间）内，而各回路的间隔则相互隔离以保证检修时的安全及限制故障范围。3、 在母线分段处要用墙把各段母线隔开，以防止母线事故的蔓延，并保证检修安全。4、 布置要尽量对称，以便利操作。5、 充分利用各间隔的空间。6、 容易扩建。屋内配电装置通常包括下列间隔：1）发电机。2）变

46、压器。3）线路。4）母线联络断路器。5）电压互感器和避雷器。此次设计项目中，因10kv系统有出线电抗器，故设计采用屋内两层式，母线和隔离开关装在母线下面的敞开小室内，用隔板隔开，防止事故蔓延。断路器和电抗器较笨重，设置在第一层，按双列布置，中间为操作通道，断路器和隔离开关的操作机构集中在第一层打操作通道内操作，操作比较方便，出线电抗器布置在小室内，设有通风道改善冷却条件。这种两层通道式配电装置，操作地点集中，巡视路线短。断路器布置在一层，对检修、运行维护比较方便；母线单列布置，可增加配电装置的总长度。第五章 层外配电装置的设计屋外配电装置的结构型式与电气主接线、电压等级、容量、重要性及所采用的

47、断路器、隔离开关、母线和构架的型式等都有密切关系。屋外配电装置根据电气设备和母线的布置高度和重叠情况，分为低型、中型、半高型和高型等几种类型。低型和中型屋外配电装置的特点是把所有电气设备都装设在同一水平面内较低的基础上。低型的主母线一般由硬母线组成，而母线与隔离开关基本布置在同一水平面上。中型配电装置是把所有电气设备都安装在地面基础上，或安装在设备支架上，以保持带电部分与地之间必要的高度，这样使各种电气设备基本处在同一水平面内。母线布置在比电气设备较高的水平面内，母线和各种电气设备均不上下重叠布置。所以无认在施工、运行和检修方面都比较方便，而且可靠，但占地面积较大。中型配电装置大都采用悬挂式软

48、母线，近几年来硬母线的采用也日益增多。在半高型和高型屋外配电装置中，电气设备分别装在几个水平面内。高型布置中母线隔离开关位于断路器之上，主母线又在母线隔离开关之上，整个配电装置的电气设备形成了三层布置。半高型的高度则处于中型和高型之间。我国目前采用最多的是中型配电装置，近几年来半高型配电装置的采用也有所增加，而高型配电装置由于运行、维护检修都不方便，只是在山区及丘陵地带，当布置受到地形条件的限制时才采用。低型配电装置由于占地面积太大，目前基本上不采用。本项目中110kv系统屋外配电装置采用中型方案。第二篇 电气二次部分第一章 继电保护的作用及基本要求继电保护装置，就是指能反应电力系统中电气元件

49、发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。电力系统在运行过程中，出现不正常运行状态和短路故障是难以避免的，特别是大系统中的一些严重短路故障，可能使电气设备由于遭到短路电流的热效应和电动力作用而损坏，甚至使电力系统失去稳定运行而造成系统崩溃。采用继电保护装置、借助于断路器，自动地、迅速地、有选择地切除故障元件是防止电气设备损坏和事故扩大的最为有效的方法。故障切除后可使非故障部分正常运行，同时也使故障元件免于继续受到损坏。当系统中发生了不正常运行情况时，继电保护装置能给出信号，以便及时处理，防止了事态扩大。继电保护是电力系统的重要组成部分，对保证电力系统的安全经济运行、

50、防止事故发生或扩大起重要做用。继电保护对电力系统安全运行起着重要作用，担负如此重要任务的继电保护必须满足四点基本要求：1、 选择性：有选择地将故障元件从电力系统中切除。2、 速动生：保护动作力求迅速，快速切除故障，减少故障对电气设备和系统的影响。3、 可靠性：保护该动作时不能拒动，不该动作时不能误动。4、 灵敏性：对于保护装置保护范围内发生的任何故障，均应能敏锐地感觉出并保证动作，将故障切除。第二章 保护配置方案设计1、发电机保护配置：1）防御定子线圈相间短咱的保护。2）防御定子线圈单相接地的保护。3）定子线圈有并联分支时，防御定子线圈匝间短路的保护。4）防御外部短路的保护，同时又作为防御发电

51、机内部短路的后备保护。5)对称过负荷保护。6）励磁回路一点及两点接地保护。2、主变压器保护配置：1）防御绕组及其引了线的相间短路和中性点直接接地侧的单相接地保护。2）防御变压器油箱内部短路和油面降低的保护。3）防御外部相间短路并作为瓦斯保护和纵差保护后备的过电流保护。4）防御中性点直接接地电力网中外部接地短路的零序电流保护。5）防御过负荷的保护。3、110kv输电线路保护设置： 1） 反应接地短路的保护。2）反应相间短路的保护。4、10kv线路保护：1）反应相间短路的过电流保护。2）反应单相接地故障的保护（只发信号）。第三章 保护整定计算的注意事项一、保护方式的选择：采用什么样的保护，主要视其能否满足保护规程及题目给定的要求来决定。所采用的保护能满足规程及题目要求时，就算合格；不满足要求时必须采取措施使其符合要求，或改用其它保护方式。当灵敏度不满足要求时，在满足速运性的前提下，可考虑采用保护的相继动作以提高保护的灵敏性。后备保护的动作必须相互配合，要保证上一元件保护的动作值大于下一元件保护的动作值，且要留有一定裕度，以保证选择性。二、系统运行方式的确定继电保护整定计算中用到最大运行方式和最小运行方式，在确定系统的最大、最小运行方式时，不考虑极少的特