凝气式火电厂一次部分

1、郑州航空工业管理学院发电厂电气部分课程设计2012 届 电气工程及其自动化 专业1206 班级题 目姓 名学号12指导教师 黄文力职称O三年十二月二十日内容摘要本设计是对2X 300MW总装机容量为600MW勺凝汽式区域性火电厂 进行电气一次部分及其厂用电高压部分的设计，它主要包括了五大部 分，分别为电气主接线勺选择、短路电流勺计算、电气设备勺选择、配 电装置勺选择、安全保护装置。其中详细描述了短路电流勺计算和电气 设备勺选择，从不同勺短路情况进行分析和计算，对不同勺短路参数来 进行不同种类设备勺选择，列出各设备选择结果表。并对设计进行了理 论分析。最后勺设计总图包括主接线，厂用电，断路器，隔

2、离开关等。关键词主接线；发电机；变压器；短路电流；厂用电；安全保护40目录第一章 电气主接线 41.1系统与负荷资料分析 41.2主接线方案的选择 61.3主变压器的选择与计算 91.4厂用电接线方式的选择 121.4.1 火力发电厂厂用电接线的设计原则 131.4.2 厂用电接线形式的拟定 14第二章 短路电流的计算 152.1 短路计算的一般规则 152.1.1短路电流计算中，采用以下假设条件和原则： 152.1.2短路计算的一般规定 162.2短路电流的计算 172.3短路电流计算表 18第三章 电气设备的选择 183.1电气设备选择的一般规则 183.2电气设备的选择条件 193.2.

3、1按正常工作条件选择电气设备 193.2.2按短路状态校验 213.3 电气设备的选择 213.3.1高压断路器和隔离开关的选择 213.3.2 电压互感器的选择 233.3.3电流互感器的选择 233.4电气设备选择结果表 253.5 主接线中设备配置的一般原则 263.5.1 隔离开关的配置 263.5.2 电压互感器的配置 273.5.3 电流互感受器的配置 28第四章 配电装置 284.1配电装置选择的一般原则 284.2配电装置的选择及依据 29第五章 安全保护装置 305.1 避雷器的选择 305.2 继电保护的配备 31附录I短路计算34附录H 电气设备的校验37第一章电气主接线

4、1.1系统与负荷资料分析(1) 工程情况由原始资料可知，本设计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1200MW的凝汽式火力发电厂，发电厂安装2台600MW机组，总容量占相联电力系统总容量的600MW *100 00 = 3.75。0,16000MW没有超过电力系统检修备用容量8。0 15。0和事故备用容量1000的要求，这说明了该火电厂在未来电力系统中的不占主导作用和地位，主要 是负责地区供电，而且年利用小时数为 6000ha5000h a,又为火电厂， 在电力系统中将主要承担基荷，因此该电厂的电气主接线要求有较高的 可靠性。该发电机端额定电压为 20KV，电厂建成后以6KV

5、电压供+给 本厂负荷，厂用电为8%。以220KV电压等级供给系统，架空线8回， 属于I级负荷，最大输送200MW, Tmax= 4000h/a并以110KV电压等级 供给负荷，架空线8回，也属于I级负荷，最大输送180MW, Tmax = 4000h/a。并且本设计需要做到的技术指标要求保证供电安全、可靠、经 济，且功率因数达到0.85。(2) 电力系统情况该发电厂在电力系统中的作用与地位为地区电厂，地区电厂靠近城 镇。电力系统总装机容量为16000 MVV短路容量为10000MVA该发电厂联入系统的电压等级为220KV(3) 负荷分析该发电厂有两个电压等级，其负荷分析分别如下：220KV电压

6、等级：有架空线8回，备用两回，即十回出线，负荷类型为一级负荷，最大输送 200 MV，最大负荷小时数为 4000 h/a，功率因数 为 0.85。110KV电压等级：有架空线8回，即8回出线，负荷类型为一级负荷， 最大输送180 MVy最大负荷小时数为4000 h/a，功率因数为0.85。由于两个电压等级所联负荷均为一级负荷，且最大负荷小时数为4000h/a，故对主接线的可靠性要求很高。(4) 环境情况由原始资料可知，当地海拔高50m,故可采用非高原型的电气设备； 当地年最高温度为40度，年最低温度为-6度，最热月平均最高温度为 28度，最热月平均最低温度为24度，气象条件无其他特殊要求。(5

7、) 设备情况原始资料中给出了两台发电机的容量，这里对单台300 MW发电机设备的型号进行选择。根据原始资料中给出了发电机的容量，课选择出 发电机的型号，选择结果如表1.1发电机型号额定电压(KV)额定功率(MW)功率因数次暂态电抗G-1 G-2QFSN-300-2203000.90.062表1.1发电机型号及参数表中：型号含义：2 2极，200/300 额定容量，N氢内冷，F发电机，Q汽轮机，S水内1.2 主接线方案的选择(1) 主接线方案的拟定1) 110KV电压等级：出线为8回架空线路，I级负荷，最大输送180MWV为实现不停电检修出线断路器，可采用单母线分段带旁路或双母线带旁 路接线形式

8、。由于两台发电机组单机容量均为600MWV而110KV侧的最大负荷为180M，其全年平均负荷为 720 X 4300宁8760=353.43MW/若接 一台 600MW 机组，其容量远大于最大负荷 720MW 以及年平均负荷 353.43MVy若当联络变压器出现故障时，会造成发电机大量积压容量， 可能引起发电机出现甩负荷现象，并且在选择主变压器时有一定困难， 所以在110KV侧不接发电机，而通过两台联络变压器从 220KV侧引接来 给110KV侧负荷供电。而且，最大输送 200MW，同型号的发电机一般接 在同一电压等级，因此为使联络变容量竟可能小，对于110K V电压等级， 拟采用不接发电机组

9、的方式。2) 220KV电压等级：出线为12回架空线路，承担一级负荷，为使其检修出线断路器时不停电，可采用双母线或双母分段接线形式，以保证 供电的可靠性和灵活性。两台发电机的出口电压均为220KV单机容量均为600MW，其额定电流和短路电流都很大，发电机出口断路器制造困难，价格昂贵，并且600MV及以上机组对供电可靠性要求级高，拟采用 分相封闭母线直接与主变压器连接，并构成单元接线接至220KV母线上， 可减少出口断路器和隔离开关，大大限制短路电流，提高可靠性与经济 性，也减少事故的发生。综上所述，可拟定两种主接线方案：方案一： 发电机出口采用分相封闭母线； 110KV 电压等级采用单母分段带

10、旁路接线形式， 分段断路器兼作旁路断路器； 220KV 电压等级 采用双母接线形式， 两台发电机与分别与两台变压器接成发电机 -变压器 单元接线形式接至 220KV 电压母线上； 220KV 电压母线和 110KV 电压 母线之间设有两台联络变压器；通过这两台联络变压器由 220KV 电压 母线给 110KV 侧负荷供电。方案二：发电机出口采用分相封闭母线；110KV电压等级采用双母 线带接线形式。220KV电压等级采用双母线带接线形式。两台发电机与 分别与两台变压器接成发电机-变压器单元接线形式接至 220KV电压母 线上；220KV电压母线和110KV电压母线之间设有两台联络变压器；通 过

11、这两台联络变压器由220KV电压母线给110KV侧负荷供电。(2) 主接线方案的比较原则 对电气主接线的基本要求，概括的说应该包括可靠性、灵活性和经 济性三方面。可靠性 : 安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电气主 接线最基本的要求。通常定性分析和衡量主接线可靠性时，从以下几个 方面考虑：断路器检修时，是否影响连续供电；线路、断路器或母线故 障，以及在母线检修时，造成馈线停运的回路数多少和停电时间长短， 能否满足重要的一、二类负荷对供电的要求；本电厂有无全厂停电的可 能性；大型机组突然停电对电力系统稳定运行的影响与产生的后果等因 素。所以对大、中型发电厂电气主接线，除一般定性分析其可

12、靠性外， 还需进行可靠性定量计算。灵活性：电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换。灵活性包括以下几个方面：操作的方便性；调度的方便性； 扩建的方便性。经济性：在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性和经济性之 间。通常设计应在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。经济性 主要从以下几个方面考虑：节省一次投资；占地面积少；电能损耗少。（3）主接线方案的比较与选定方案一 110KV侧采用单母分段带旁路接线形式，220KV侧采用双母 接线形式；方案二110KV侧采用双母接线形式，220KV侧也采用双母接线形式，其对比如表1.2所示电压等级万案一万案二110KV单母分段带旁路双

13、母线接线220KV双母线接线双母线接线表1.2方案接线方式对比两个方案发电机出口端都采用分相封闭母线，厂用电均从发电机出 口端引接，所以不需要比较。对于110K V电压等级接线形式，方案一采 用的是单母线分段带旁路接线形式，方案二采用的是双母线接线形式。 从经济性方面看，两个方案中，方案二占地面积较大，但所用断路器数 量和方案样，因此，在投资上，两个方案基本相当；从可靠性方面看，方案一可靠性相对较差；从灵活性方面看，方案一运行方式单一， 灵活性最差。因此，110KV侧应选用双母线接线形式，对于 220K V电压 等级接线形式，方案一和方案二接线形式一样，可靠性高。因此，220KV 侧选用双母线

14、接线形式。通过比较得出比较结果表1.3，两种方案中方案二是最优方案，所以选择方案二作为该凝汽式火电厂的主接线方案。万案项目万案一万案二可靠性较差较咼灵活性较差较咼经济性相对较咼相对较低表1.3比较结果1.3主变压器的选择与计算变压器的选择包括容量、台数、型式和结构的选择。(1) 单元接线的主变压器容量的确定原则单元接线时主变压器应按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%勺裕度来确定。采用扩大单元接线时，应尽可能采用分 裂绕组变压器，其容量亦应按单元接线的计算原则算出的两台机容量之 和来确定。两台主变压器的容量为600-600 X 6%=564M,W600MW发电机的功率因素为0.9

15、 ,所以这两台变压器的容量为564X (1+0.1) /0.9=689.3MVA(2) 连接两种升高电压母线的联络变压器的确定原则联络变压器容量应能满足两种电压网络在各种运行方式下，网络间 的有功功率和无功功率交换，一般不应小于接在两种电压母线上最大一 台机组的容量，以保证最大一台机组故障或检修时，通过联络变压器来 满足本侧负荷的要求；同时，也可在线路检修或故障时，通过联络变压 器将剩余容量送入另一系统。这里选择两台三绕组变压器(3) 变压器台数的确定原则发电厂或变电所主变压器的台数与电压等级、接线形式、传输容量 以及和系统的联系有密切关系。通常与系统具有强联系的大、中型发电 厂和重要变电所，

16、在一种电压等级下，主变压器应不少于2 台；而对弱联系的中、小型发电厂和低压侧电压为 6 10KV的变电所或与系统只是 备用性质时，可只装一台主变压器；对地区性孤立的一次变电所或大型 工业专用变电所，可设 3 台主变压器。(4) 主变压器型式和结构的确定原则 选择主变压器型式时，应从相数、绕组数、绕组接线组别、冷却方 式、调压方式等方面考虑， 通常只考虑相数和绕组数以及绕组接线组别。 在330KV及以下电力系统，一般都应选用三相变压器。因为单相变压器 组相对来讲投资大、 占地多、运行损耗也较大， 同时配电装置结构复杂， 增加了维修工作量。对于大型三相变压器，当受到制造条件和运输条件 的限制时，则

17、宜选用两台小容量的三相变压器来取代一台大容量三相变 压器，或者选用单相变压器。一般当最大机组容量为125MV及以下的发电厂多采用三绕组变压器，对于最大机组容量为200MV及以上的发电厂， 通常采用双绕组变压器加联络变压器，当采用扩大单元接线时，应优先 选用低压分裂绕组变压器，这样，可以大大限制短路电流。变压器三绕组的接线组别必须与系统电压相位一致， 否则，不能并 列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有星型“ Y”和三角形“D两 种。变压器三相绕组的连接方式应根据具体工程来确定。我国规定， 110KV及以上电压等级，变压器三绕组都采用“YN连接；35KV采用“Y 连接，其中性点通过消弧线圈接地；

18、35KV以下高压电压，变压器三绕 组都采用“ D连接。在发电厂和变电所中，一般考虑系统或机组的同步并列要求以及限制三次谐波对电源的影响因素， 根据以上绕组连接方 式的原则，主变压器接线组别一般选用 YN d11常规接线。由于厂用电 率为 6%，故厂用变压器的最大容量为：Smax=PN *6%/ cos =600*6%*1.1/0.9=44MVA另外，厂用备用电源可由联络变压器从 110KV和220KV的母线上所 取得，同时也可以在某台发电机检修时造成母线上功率供应不足时，也 可以起到功率传送的作用，查表可得 SFPF7-150000/220 变压器符合该 要求。具体参数如下综上所述，可分别选出

19、主变压器和联络变压器的型号如表 1.4 表所 示。变压器型号额定电压(KV)短路阻抗%额定容量(MVA)联结组咼压中/低压主变SSP 90000/220242 210.513.750900YN, d11压器X 2.5%联络121 4咼中2.58100/10YN,a0,变压器SFPSL0-240000/220242X 2.5%高低41.00/50d11/15.75中低6.07厂用SFF10- 31500/20206.3/1531.5/D,d12 , d12变压器6.32 X 20全穿越15.756.39.531.5/厂备用SFF7-31500/15.75 2 X半穿越2 X 20YIN y112

20、.5%16.6表1.4所选变压器的型号及参数1.4厂用电接线方式的选择厂用电接线除应满足正常运行安全、可靠、灵活、经济和检修、维护方便等一般要求外，尚应满足：(1) 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。(2) 尽量缩小厂用电系统的故障影响范围，并应尽量避免引起全厂 停电事故。对于200MV及以上的大型机组，厂用电应是独立的，以保证 一台机组故障停运或其辅助机械的电气故障，不应影响到另一台机组的 正常运行。(3) 便于分期扩建或连续施工，不致中断厂用电的供应。对公用厂 用负荷的供电，须结合远景规模统筹安排，尽量便于

21、过渡且少改变接线 和更换设备。(4) 对200MV及以上的大型机组应设置足够容量的交流事故保安电 源。(5) 积极慎重地采用经过试验鉴定的新技术和新设备，使厂用电系 统达到先进性、经济合理，保证机组安全满发地运行。1.4.1 火力发电厂厂用电接线的设计原则厂用电接线的设计原则基本上与主接线的设计原则相同。首先，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；其次，接线 应能灵活地适应正常、事故、检修等各种运行方式的要求；还应适当注 意其经济性和发展的可能性并积极慎重地采用新技术、新设备，使其具 有可行性和先进性。实践经验表明：对于火电厂，当发电机容量在60MV及以下，发电机 电压为10

22、.5KV时，可采用3KV作为厂用高压电压；当容量在 100MW 300MW时，宜选用6KV作为厂用高压电压；当容量在 300MW以上时，若 技术经济合理，可采用3KV和10KV两段电压。火电厂厂用电率较大， 为了保证厂用电系统的供电可靠性与经济性， 且便于运行、检修，一般都采用“按炉分段”的接线原则，即将厂用电 母线按锅炉的台数分成若干独立段，既便于运行、检修，又能使事故影 响范围局限在一机一炉， 不致影响正常运行的完好机炉。 低压 380/220V 厂用电的接线，对大型火电厂，一般采用单母分段接线，即按炉分段。142厂用电接线形式的拟定600MW汽轮发电机组高压厂用电系统常用的有两种供电方案

23、，见图1.4。方案1（图1.4 , a）为不设6KV公用负荷段，将全厂公用负荷分别接在各机组A、B段母线上，而方案II（图1.4 , b）为单独设置二段公用负荷母线，集中供全厂公用负荷用电,该公用负荷段正常由起动备用变压器供电。厂 用高 压变 压器200AMX(a)启 动备 用变 压器厂 用高 压变 压器200H !*6半八公用启 动备 用变 压器6公用（b）图1.4高压厂用电系统供电方案方案II的优点是公用负荷集中，无过渡问题，各单元机组独立性强,便于各机组厂用母线清扫。其缺点是由于公用负荷集中，并因起动备用 变压器要用工作变压器作备用（若无第二台起动备用变压器作备用时）,故工作变压器也要考

24、虑在起动备用变压器检修或故障时带公用段运行。因此，起动备用变压器均较方案I变压器分支的容量大，配电装备也增 多，投资较大。方案I的优点是公用负荷分接于不同机组变压器上， 供电可靠性高、 投资省，但也由于公用负荷接于各机组公用母线上，机组工作母线清扫 时，将影响公用负荷的备用。另外，由于公用负荷分接于两台机组的公 用母线上，因此，在 #1 机发电时，必须也安装好 #2 机的 6kV 厂用配电 装置，并用起动备用变压器供电。由于二种方案各有优、缺点，应经过 技术经济比较后选定。而本设计采用上述方案II，厂用电压共分两级，高压为 6kV，低压 为380/220kV，厂用高压设全厂6kV公用厂用母线。

25、第二章 短路电流的计算短路计算在设计发电厂主接线的过程中有着重要作用，它为电气设 备的选型、动稳定校正和热稳定校正提供依据。当短路发生时，对发电 厂供电的可靠性可能会产生很大影响，严重时，可能导致电力系统失去 稳定，甚至造成系统解列。因此，对短路事故的计算是非常有必要的， 而且是必须进行一项工作。2.1 短路计算的一般规则2.1.1 短路电流计算中，采用以下假设条件和原则：（1）正常工作时，三相系统对称运行。（ 2）所有电源的电动势相位角相同。（ 3）系统中的同步和异步电机均为理想电机，不考虑电机磁饱和、 磁滞、涡流及导体集肤效应等影响； 转子结构完全对称； 定子 三相绕组空间位置相差 120

26、 电气角度。（4）电力系统中各元件的磁路不饱和， 即带铁芯的电气设备电抗值 不随电流大小发生变化。（5）电力系统中所有电源都在额定负荷下运行， 其中 50%负荷接在 高压母线上，50獗荷接在系统侧。（6） 同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）。（7）短路发生在短路电流为最大值的瞬间。（8）不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流。（9） 计算短路电流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。（10）元件的计算参数均取其额定值，不考虑参数的误差和调整 范围。（11）输电线路的电容略去不计。（12）用概率统计法则制定短路电流运算曲线。2.1.2短路计算的一般规定（1）

27、验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按本工程的设计规划内容计算，并考虑电力系统的远景发展规 划（一般为本工程建成后5至10年）。确定短路电流时，应按可能发生 最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列运行 的接线方式。短短路基准分支分支短路电流标么值路占平八、1电流分支线电抗额定占八、编均电压I B(KA)名称X js电流I N0s0.2s1s2s4s0s0.2s号(kv)(KA)系统C0.02010.2549.75149.7549.75149.751412.12.438G1,G20.27261.183.87212.4642.41594383.468d

28、12300.25小计2.9394.515.906769517.10072378系统C0.0200.505050505052525G1,G20.1412.367.7184.8783.2802.808012.11.512d21150.50小计221436.51237.521426图3.1短路电流计算表(2) 选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑 具体反馈作用对异步电机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。(3) 选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流最大的点。对带电抗器的6KV至10KV出线与厂用分支回路，除其母线与母线隔离开关之间隔离板前的

29、引线和套管 的计算短路点选择在电抗器前外，其余导体和电器的计算短路点选择在 电抗器后。(4) 导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流，一般按三 相短路验算。若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统以及自耦 变压器等回路中的两相短路严重时，则应按严重的情况计算。2.2短路电流的计算短路电流由于其值很大，在极短的时间内就能产生较大的损耗，由 于来不急散发热量而造成电气设备的温度急剧升高，引起设备的老化或 损坏，对供电的可靠性产生影响。当所选设备不能满足短路电流的限制 时，对供电的可靠性将产生极为严重的影响。为此，在设计主接线时，应计算短路电流短路电流计算的目的是为设备的选型提供依据；初步考

30、察短路事故对发电厂以及系统的可靠性和稳定性的影响，为电厂主接线形式的选 定、继电保护装置的选择和整定计算提供依据。此外，通过对短路电流 的计算，还可初步确定系统的损耗，为发电厂的经济运行提供依据。本次短路计算中，选取了两个短路计算点，110KV母线和220KV母线上各一个；短路类型定为对系统影响最为严重的三相短路。详细计算 过程见附录 I 。2.3 短路电流计算表短路电流计算的结果汇总在短路电流计算表中，如表 3.1 所示。第三章 电气设备的选择电气设备的选择是发电厂和变电所电气设计的主要内容之一。正确的选 择电气设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条 件。在进行电气设备选择时

31、，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， 并注意节省投资， 选择合适的电器。3.1 电气设备选择的一般规则(1) 所选设备应能满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要 求，并考虑远景发展；在满足可靠性要求的前提下，应尽可能的选用技 术先进和经济合理的设备，使其具有先进性；(2) 应按当地环境条件对设备进行校准；(3) 所选设备应予整个工程的建设标准协调一致；(4) 同类设备应尽量减少品种；(5) 选用新产品均应具有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格。在 特殊情况下，选用未经正式鉴定的新产品时，应经过上级批准。3.2 电气设备的选择条件 正确的选择电器是使电气主接

32、线和配电装置达到安全、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，在保证安全可靠 的前提下，积极而稳妥的采用新技术，并注意节省投资，选择合适的电 器。电器要能可靠的工作，必须按正常条件下进行选择，并按短路状态 来校验热稳定和动稳定。3.2.1 按正常工作条件选择电气设备( 1)额定电压和最高工作电压所选用的电器允许最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压，即 Ualmi Usm 般情况下，当额定 电压在220KV及以下时电器允许最高工作电压 Ualm是1.15UN;额定电 压是330KV-500KV时为1.1UN。而实际电网的最高运行电压 Usm不会超 过电网额定电压的 1.

33、1 倍，因此在选择电器时一般可按电器额定电压 UN 不低于装置地点电网额定电压 UNs的条件选择，即UNUNs(2) 额定电流 电器的额定电流 IN 是指额定周围环境温度下，电器 的长期允许电流。IN应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续 工作电流Imax，即IN Imax。由于发电机、调相机和变压器在电压降 低5%时，出力保持不变，故其相应回路的Imax为发电机、调相机或变 压器的额定电流的 1.05 倍;若变压器有过负荷运行可能时， Imax 应按 过负荷确定( 1.3-2 倍变压器额定电流);母联断路器回路一般可取母线 上最大一台发电机或变压器的Imax;母线分段电抗器的Imax应

34、为母线 上最大一台发电机跳闸时，保证该段母线负荷所需的电流，或最大一台 发电机额定电流的50%80%;出线回路的Imax除考虑正常负荷电流 外，还应考虑事故时由其他回路转移过来的负荷。此外，还与电器的装 置地点、使用条件、检修和运行等要求， 对电器进行种类和形式的选择。 环境条件对电气设备选择的影响在选择电器时， 还应考虑电器安装地点的环境条件， 当气温、风速、 温度、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等环境条件超过一般 电器使用条件时，应采取措施。例如：当地区海拔高度超过制造部门的 规定值时，由于大气压力、空气密度和湿度相应减少，使空气间隙和外 绝缘的放电特性下降，一般当海拔在 1000

35、3500m范围内，若海拔比厂 家规定值每升高100m则电器允许最高工作电压要下降 1%当最高工 作电压不能满足要求时，应采取高原型电器，或采用外绝缘提高一级的 产品。对于110KV及以下电器，由于外绝缘裕度较大，可在海拔2000m以下使用。当污秽等级超过使用规定时，可选用有利于防污的电瓷产品，当经 济上合理时可采用屋内配电装置。我国目前生产的电器使用的额定环境温度为 40C,如周围环境温度 高于40C（但三60C）时，其允许电流一般可按每增高 1C,额定电流 减少1.8%进行修正，当环境温度低于+40C时，额定电流可增加0.5%, 但其最大电流不得超过额定电流的 20%。322按短路状态校验(

36、1)短路热稳定校验短路电流通过电器时，电器各部分的温度应不超过允许值 .满足热 稳定的条件为It X It X Tk Qk ;式中Qk为短路电流产生的热效应，It、 t分别为电器允许通过的热稳定电流和时间。(2)电动力稳定校验电动力稳定是电器承受短路电流机械效应的能力，亦称动稳定。满 足动稳定的条件为ies ish , Ies Ish ;式中ish、Ish分别为短路冲 击电流幅值和有效值，ies、Ies分别为电器允许的动稳定电流的幅值和 有效值。电气设备的具体选择与动稳定校验和热稳定校验过程见附录II。3.3电气设备的选择3.3.1高压断路器和隔离开关的选择(1) 断路器的种类和形式的选择因为

37、110KV侧有8回出线，220KV侧有12回出线，所以接入 110KV,220KV侧的高压断路器应选择 SF6断路器。额定电压的选择110KV侧：Un=Uns=1.1 X 110KV=121KV220KV侧:Un=Uns=1.1 X 220KV=242KV额定电流的选择110KV侧:In Imax = 1.05 X200X 1000/、3 X 110X0.85=1.373KA220KV侧:In Imax = 1.05 X200X 1000/ 3 X 220X0.9=0.686KA(4)开断电流的选择 高压断路器的额定开断电流I Nbr不应小于实际开断瞬间的短路电流周期分量Ipt ,为了简化计算

38、可应用此暂态电流I进行选择,即iNbr I。110KV侧：INbr l=37.214KA220KV侧:INbr I=17.007KA(5) 短路关合电流的选择为了保证断路器在关合短路时的安全，断路器的额定关合电流I Nel不 应小于短路电流最大冲击值Ish，即INel Ish。110KV侧:Inci Ish = 1.9、2 X 37.214=96.116KA220KV侧:Inci Ish = 1.9、2 X 17.007=45.698KA(6) 热稳定校验2It t Qk取tk(短路切除时间)=4s。110KV侧:I=37.214KA I 2 =31.627KA I 4=30.961KA周 期

39、分量 热效应 Qpt = (I 2+10l22+l42) X tk /12=3207.176(KA)2 s, t1s不计非周期分量 Qk = Qpt220KV侧:I=17.007KA I 2 =15.288KA I 4=15.244KA周 期分量热效应 Qpt = (I 2+10I22+I42) X tk /12=714.712(KA)2 s, t1s不计非周期分量 Qk = Qpt(7) 动稳定校验les Ish110KV侧:ies 96.116KA 220KV侧:ies 45.698KA 器件选择结果记入表 3.1 表 3.43.3.2 电压互感器的选择 电压互感器的选择和配置应按下列条件

40、：（1）型式：620KV屋内互感器的型式应根据使用条件可以采用树脂胶 主绝缘结构的电压互感器；35K110KV配电装置一般采用油浸式结构 的电压互感器；220KV级以上的配电装置，当容量和准确等级满足要求, 一般采用电容式电压互器。在需要检查和监视一次回路单项接地时，应 选用三项五柱式电压互感器或具有第三绕组的单项电压互感器。（2）准确等级：电压互感器影子哪一准确等级下工作，需根据接入 的测量仪表，继电器和自动装置等设备对准确等级的要求确定，规定如 下：用于发电机、 变压器、调相机、厂用馈线、出线等回路中的电度表， 共所有计算的电度表，其准确等级要求为 0.5 级。供监视估算电能的电 度表，功

41、率表和电压继电器等，其准确等级，要求一般为1级。用于估 计被测量数值的标记，如电压表等，其准确等级要求较低，要求一般为3级即可。在电压互感器二次回路，同一回路接有几种不同型式和用途 的表计时，应按要求准确等级高的仪表，确定为电压互感器工作的最高 准确度等级。3.3.3 电流互感器的选择电流互感器的选择和配置应按下列条件：（1）型式：电流互感器的型时应根据使用环境条件和产品情况选择。对 于620KV屋内配电装置，可采用瓷绝缘结构和树脂浇注绝缘结构的电流 互感器。对于35KV及以上配电装置，一般采用油浸式瓷箱式绝缘结构的 独立式电流互感器。有条件时，应尽量采用套管式电流互感器。(2) 次回路电压：

42、Un Uns(3) 次回路电流：Iin Imax(4) 准确等级：要先知道电流互感器二次回路所接测量仪表的类型及对 准确等级的要求，并按准确等级要求高的表计来选择。(5) 二次负荷：互感器按选定准确级所规定的额定容量Sn应大于或等 于二次侧所接负荷I 22N Z2L，即S2N1 2N Z 2l Z2L = ra+re+L+rc( 3.1 )式中，ra、rre分别为二次侧回路中所接仪表和继电器的电流线圈电阻(忽略电抗)；rc为接触电阻，一般可取0.1? ;L为连接导线电阻。(6) 动稳定：内部动稳定校验式为：ies ish或2 I1N Kes ish( 3.2 )式中ies、Kes 电流互感器的

43、动稳定电流及动稳定电流倍数，有制造厂 提供。外部动稳定校验式为：Fa1 0.5 X 1.73 x 10-7i2sh L (N) (3.3 )a式中Fa1 作用于电流互感器瓷帽端部的允许力，有制造厂提供；L电流互感器出现端至最近的一个母线支柱绝缘子之间的跨距； a相间距离；0.5 系数，表示互感器瓷套端部承受该跨上电动力的一 半。(7) 热稳定：电流互感器热稳定能力常以1s允许通过的热稳定电流It 或一次额定电流I1N的倍数Kt来表示，热稳定校验式为：2 2I t Qk或(Kn) Qk(3.4 )3.4电气设备选择结果表110KV 侧计算值项目LW11 110U Ns110KVUn110KVIm

44、ax1297AIn16003150AI37.214KAI Nbr40/31.5KAI sh96.116KAI Nel100/80KAQk23207.176(KA) sIt2t402 X 3=4800(KA)2 sI sh56.554KAles100/80KA表3.1110 KV侧的断路器选择220KV 侧计算值项目LW6 220U Ns220KVUn220KVImax648.5AIn3150AI17.007KAI Nbr50KAI sh45.698KAI Nel125KAQk714.712(KA) 2 sIt2t7500(KA)2 sI sh26.531KAies125KA表3.2 220 K

45、V 侧的断路器选择110KV 侧计算值项目GW4 110DU Ns110KVUn110KVImax1297AIn2.0KAQk23207.176(KA) sIt2t26400(KA) sI sh56.554KAies100KA表3.3 110 KV 侧的隔离开关选择220KV 侧计算值项目GW6 220DU Ns220KVUn220KVImax648.5AIn1.0KAQk2714.712(KA) sIt2t21764(KA) sI sh26.531KAies50KA表3.4 220 KV 侧的隔离开关选择项目型号一次 /KV二次N剩余电压绕组NImaxA110KVJCC1M-110._0.5

46、110/3._ _0.5100/31001297A220KVJCC5-2200.5220/30.5100/3100648.5A主变压器侧JDZ8-3535100100/发电机出口端JDZ6-2020100100/表3.5各部分电压互感器的选择项目型号额定电流比/A短时热稳电流/KA额定动稳电流/KA满匝额定输出/VA准确级110KVLCWB6-1102X 300/531.580500.2220KVLCWB7-2202X 600/12 X 212 X 55400.2主变压器LZZB7-35800/531.580500.2发电机出口LDZJ1-101500/580163400.2表3.6各部分电流

47、互感器的选择表中：J-电压互感器（油浸式） L-电流互感器 C-瓷绝缘（串级式） W-户外 B-保护3.5主接线中设备配置的一般原则3.5.1隔离开关的配置（1）中小型发电机出口一般应装设隔离开关；容量为200MV及以上大机组与双绕组变压器的单元连接时，其出口不装设隔离开关，但应有 可拆连接点。（2）在出线上装设电抗器的610KV配电装置中，当向不同用户供电的两回线共用一台断路器和一组电抗器时，每回线上应各装设一组出 线隔离开关。（3）接在发电机、变压器引出线或中性点上的避雷器可不装设隔离 开关。（4）一台半断路器接线中，视发变电工程的具体情况，进出线可装 设隔离开关也可不装设隔离开关。（5）

48、断路器的两侧均应配置隔离开关，以便在断路器检修时隔离电 源。（6）中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地；自耦 变压器的中性点则不必装设隔离开关。3.5.2 电压互感器的配置（1）电压互感器的数量和配置与主接线方式有关，并应满足测量、 保护同期和自动装置的要求。电压互感器的配置应能保证在运行方式改 变时，保护装置不得失压，同期点的两侧都能提取到电压。（2）6220KV电压等级的每组主母线的三相上应装设电压互感器。旁路母线上是否需要装设电压互感器，应视各回出线外侧装设电压互感 顺的情况和需要确定。（3）当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设 电压互感器。（4）当需要在3

49、30KV及以下主变压器回路中提取电压时，可尽量利 用变压器电容式套管上的电压抽取装置。（5）发电机出口一般装设两组电压互感器，供测量、保护和自动电 压调整装置需要。当发电机配有双套自动电压调整装置，且采用零序电 压式匝间保护时，可再增设一组电压互感器。3.5.3 电流互感受器的配置（1）凡装有断路器的回路均应装设电流互感器，其数量应满足测量 仪表、保护和自动装置要求。（2）在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器；发电机和变压 器的中性点、发电机和变压器的出口、桥形接线的跨条上等。（3）对直接接地系统，一般按三相配置。对非直接接地系统，依具 体要求按两相或三相配置。（4）一台半断路器接线中，线

50、路一线路串可装设四组电流互感器， 在能满足保护和测量要求的条件下也可装设三组电流互感器可以利用 时，可装设三组电流互感器。第四章 配电装置配电装置是发电厂和变电所的重要组成部分。它是根据主接线的连 接方式，由开关电器、保护和测量电器、母线和必要的辅助设备组建而 成，用来接受和分配电能的装置。按电器装设的地点不同，配电装置可 分为屋内型和屋外型。4.1 配电装置选择的一般原则高压配电装置的设计必须认真贯彻国家的技术经济政策，遵循上级 颁发的有关规程、规范及技术规定，并根据电力系统条件、自然环境特 点和运行、检修以及施工方面的要求，合理指定布置方案和选用设备，积极慎重的采用新的布置、新设备、新材料

51、、新结构，使配电装置设计不断创新，做到技术先进、经济合理运行可靠、维护方便。火力发电厂及变电所的培植形式的选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜，节约用地，并结合运行、检修和安装要求，通过技术经济比 较予以确定。配电装置应满足以下四点要求：(1) 节约用地：我国人口众多，但耕地不多，因此节约用地是我国 现代化建设的一项带战略性的方针。(2) 运行安全和操作巡逻方便：配电装置要整齐清晰，并能在运行中满足对人身和设备的安全要求。使配电装置在一旦发生事故时，也能 将事故限制在最小范围和最低程度，并使运行人员在正常的操作和处理 事故中不致发生意外，以及在维修维护中不致损害设备。(3) 便于

52、检修和安装：对各种形式的配电装置，都要妥善考虑检修 和安装的条件。(4) 节约材料，降低造价：在保证安全的前提下，配电装置应采用布置紧凑，力求节约材料和降低造价。4.2 配电装置的选择及依据 配电装置的型式的选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜、节约用地，并结合运行及检修要求通过技术经济比较确定。一般情况下，在大、中型发电厂和变电所中，35KV及以下的配电装置宜采用屋内式；110KV及以上多为屋外式。普通中型配电装置国内采用比 较多，广泛用于110500KV电压级，在这方面我国已经有丰富的经验。本设计的地理环境较好，没有地震，雷暴日也很少，且没有明显的环境污染，所以综合所有条件和技术，选用屋外式中型配电装置。第五章安全保护装置在电力系统中，一定的保护装置是必要的，主要是防雷保护和继电保护5.1避雷器的选择避雷器应按下列条件选择：（1）型式：选择避雷器型式时，应考虑被保