浑江发电公司电气部分初步设计

1、毕业设计（论文）毕业设计（论文） 浑江发电公司电气部分初步设计浑江发电公司电气部分初步设计 Electrical part Design in Hunjiang Power Company 摘 要 本文主要阐述了浑江发电公司电气部分设计的全过程 首先，根据设计任务书提供的该厂原始资料和设计规程初步拟定方案，通 过可靠性、灵活性、经济性的比较确定最佳电气主接线方案；接着，根据发电 机型号和厂用电率选择主变压器；然后，计算短路电流并选择电气设备（包括 互感器、断路器、隔离开关等） ；最后，绘制主接线图，平面图，断面图。 关键词 电气主接线 短路电流 断路器 设备选择 配电装置 Abstrct Th

2、e article main illustrates the Hunjiang Power Company electrical part design in power plant. First of all,according to the task book, the original data and the design regulations, the best main electrical wire connection is made by comparing with the reliability, flexibility and economy. Then, accor

3、ding to the generator capacity and the load rate used by the power plant, the type and capacity of the main transformers are determined. the short-circuit current is calculated to select the main electric equipments(including mutual inductance machine, breakers and switches etc.). Finaly, the main w

4、iring diagram, floor plans, sections are drawed. Keywords: main electrical wire connection short-circuit electric current breakers equipment selection distribution equipments 目 录 引 言.1 1 电气主接线的确定和厂用电的设计.2 1.1 电气主接线的设计原则.2 1.2 厂用电的设计.5 2 短路电流计算.6 2.1 短路电流计算的目的和方法.6 2.2 原始数据.7 2.3 等值电抗的计算.7 2.4 短路电流的计

5、算过程.8 3 电气设备配置.18 3.1 隔离开关的配置.18 3.2 电压互感器的配置.18 3.3 电流互感器的配置.18 3.4 避雷器的配置.19 3.5 自动装置的配置.19 4 设备的选择与校验.19 4.1 断路器的选择.19 4.2 高压隔离开关的选择.20 4.3 电流互感器的选择.22 4.4 电压互感器的选择.24 4.5 避雷器的选择.24 4.6 导体设计.25 5 配电装置设计.27 5.1 配电装置概述.27 5.2 配电装置的选型.28 总 结.29 参考文献：.30 致 谢.31 引 言 浑江发电公司现装机容量 650MW，2 台 200MW、2 台 100

6、MW 和 2 台 25MW 机组。 部分机组已运营 20 多年，设备维护费用较大。随着国民经济的发展，按现在电力增长速度 计算，吉林省电力将会出现缺口，而浑江发电公司受小机组性能影响，难以满足社会发展 需要。 浑江发电公司五期工程的必要性： 1 浑江发电公司五期工程厂址位于吉林省白山市境内，是白山市集中供热的主要热 源； 2 优化发电结构，符合高参数、高效能、大容量的发展方向和发展要上规模； 3 实行热电联产，节能降耗，降低发电成本； 4 利润可在现有的基础上增加 6120 万元，并可分流部分职工。 5 该公司技术力量雄厚，具有丰富的电力基本建设，大型火力发电企业的运营和维 护经验，以该公司为

7、依托，充分利用老厂部分公用系统。具备投资省、见效快的优势； 6 该公司地处白山市，是吉林省的主要产煤区。充分利用当地煤炭资源优势，建设 坑口电厂，将煤炭就地转化为电能，可促进煤炭企业的发展，并拉动相关企业，促进白山 市的繁荣。 本期建设规模为 2300MW 机组每台发电机采用发电机-变压器组单元接线接入厂内 220kV 高压配电装置，发电机出口不装设断路器。厂内设有 220kV 一个电压等级配电装置， 采用双母线接线，2 回进线，2 回出线。 毕业设计是教学计划的重要组成部分，是衡量学校教学质量的主要技术指标。通过 毕业设计可以很好的检验学生在校的综合学习情况及基本能力，为将来毕业后从事本专业

8、 的工作打下良好的基础。 本次设计是在校期间的最后环节，是对大学期间所学知识的一次综合运用，通过这 次设计使我能更好地掌握专业知识，并锻炼自己独立思考的能力和培养团结协作的精神。 不论将来从事何种工作，这次设计对我们来说，都是一种知识的储存。 1 电气主接线的确定和厂用电的设计 电气主接线是发电厂、变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的主要环节。 它反映了各个设备的作用、连接方式和回路间的相互关系。主接线代表了发电厂或变电站 电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分，直接影响运行的可靠性、灵 活性并对电器选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的 关系

9、。因此，主接线的正确合理设计，必须综合处理各方面的因素，经过技术、经济论证 比较后方可确定。 1.1 电气主接线的设计原则13610 电气主接线设计的原则应根据发电厂在电力系统的地位和作用，首先应满足电力系统 的可靠运行、经济调度和调度灵活的要求。根据规划容量、本期建设规模、输送电压等级、 进出线回路数、供电负荷的重要性、保证供需平衡、电力系统线路容量、电气设备性能和 周围环境及自动化规划与要求等条件确定。应满足可靠性灵活性和经济性的要求。 1.1.1 方案论证 方案一：双母线带旁路接线方式 双母带旁路接线有以下特点： （1）母线可以轮流检修而不止使供电中断； （2）快速恢复供电； （3）当进

10、出线母线隔离开关需要检修时，只需该进线 和一组母线停电； （4）调度灵活； （5）扩建方便； （6）便于检验； （7）由于设有旁路母线，出线断路器需要间检修时可 用旁路断路器代，而线路可不停电； （8）双母线在我国具有丰富的运行和检修经验； （9）双母线进出线与保护为一对一方式，故保护方式比较简单； （10）布置清晰，便于运行人员记忆和控制。 带专用旁路母线的接线，多装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资，然而对于接 入的旁路的母线线路回数较多，且对供电可靠性有特殊的要求的场合，是十分必要的，不 F1 F2 图-1双母带旁路 图 1-1 双母带旁路 采用专用的旁路断路器的接线，虽然可以节约投资

11、，但是检修出线的断路器的倒闸操作十 分繁杂，极大的降低了可靠性，而且现在多采用六氟化硫断路器，逐渐的不采用该接线方 式。 方案二： 双母线接线方式 双母线接线有两组母线，并且可以互为备用。每一电源和出线回路，都有一台断路器， 有两组母线隔离开关，可分别与两组母线连接。其优 点如下： （1）供电可靠； （2）调度灵活。 当母联断路器断开，一组母线运行，另一组 母线备用， ，既相当于单母线运行； 两组母线同时工作，称之为固定连接方式运 行。它的母线继电保护比较简单； 有时为了系统的需要，两组母线同时运行； 相当于分裂为两个电厂各向系统送电，这种运行方式 常用于系统最大运行方式时，以限制短路电流；

12、扩建方便。 方案三 ： 双母线分段接线方式 其特点如下： （1）缩小母线故障的停电范围。 用分段断路器将工作母线分为 W1 和 W2 段，每段工作母线用各自的母联断路器与备用 母线相连，电源和出线均匀地分布在两段工作 母线上； （2）双母线分段接线比双母线接线的可靠 性更高； （3）但双母线分段接线不仅具有双母线接 线的各种优点，并且任何时候都有备用母线，有 图 1-3 双母分段 较高的可靠性和灵活性； （4）当一段工作母线发生故障后，这样，只是部分短时停电，而不必全部短期停电； F1 F2 图-2双母线接线 图 1-2 双母线 F 1F 2 图-3双母分段接线 图 1-3 双母线分段接线 （

13、5）增加了母联断路器和分段断路器数量，配电装置投资较大。 双母线分段接线被广泛应用于发电厂的发电机电压配电装置中，同时在 220500kV 大容量配电装置中，不仅常采用双母线三分段接线，也有采用双母线四分段接线的。 1.1.2 方案确定 以上三种方案的优点和缺点都已经有所比较，从可靠性上来说，双母线分段可靠性高， 对于供电的可靠性及供电质量有很好的保证，双母线接线可靠性不如前两个好但是经济性 好，因为断路器及隔离开关的数量少，双母线带旁路母线的接线方式可靠性较双母线好， 但是由于现在多采用六氟化硫断路器，基本上已经不需要旁路母线，故该接线方式在现在 的电厂设计中已经基本不再用了，所以此次设计的

14、主接线在双母线分段接线方式和双母线 接线方式中选取，从经济角度分析，显然双母线接线方式具有优越性，采用的断路器和隔 离开关少，投资少。 经过经济性和可靠性的分析比较，采用双母线接线在经济性，可靠性 和灵活性上有很大的优越性，且完全适合我的这次设计，方案二为最终的电气主接线方式。 1.1.3 主变压器与发电机的选择 （1）主变压器的确定 主变压器选择为三相双绕组电力变压器组： 其容量选择为： MVAS 4 . 3491 . 1 85 . 0 %)101 (300 选择主变压器型号为 SFP7-/220 ，参数见表 1-1 表 1-1 主变压器的参数 （2）发电机的选择 本次设计对象是两台 300

15、MW 的发电机组，两台升压主变压器，两条 220 千伏送电线 额定电压 kV 型 号 额定容 量 kVA高压低压 空 载 电 流 kA 空载 损耗 kW 负载 损 kW 阻抗 电压 （% ） 连接 组标 号 SFP7-/22024222.5%200.2819086014YNd11 路的火电厂的电气部分设计。 发电机采用哈尔滨电机厂生产的 QFSN3002 水氢冷汽轮发电机。见表 1-2 表 1-2 发电机参数 项 目单 位数 据 额定视在功率MVA353 额定有功功率MW300 额定电压kV20 额定电流A10190 转 速r/min3000 功率因素-0.85 效 率%98.6 定子接线-2

16、-Y 空载励磁电流A804 空载励磁电压V157.2 满载励磁电流A2178 满载励磁电压V1006 同步电抗%200 瞬变电抗%27 超瞬变电抗%16 1.2 厂用电的设计136910 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设备，用以保证机 组的主要设备（如锅炉、汽轮机或水轮机、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。 1.2.1 高压厂用变压器的选择 本次设计厂用高压工作电源从发电机电压出口 20kV 处直接引接，不装设断路器和隔 离开关，厂用高压变压器

17、采用分裂绕组供给 6kV 母线。 1）变压器副边额定电压必须与引接电压和厂用网络电压相一致。 2）对高压厂用变压器的容量按厂用电计算负荷的 110%与低压厂用电计算负荷之间进 行选择，而低压厂用工作的容量应留有 10%左右的余度。 3）厂用高压备用变压器或起动变压器应与最大一台高压厂用变压器的容量相同； 在本设计中，厂用负荷容量 MVA COS KP S 3 . 35 85 . 0 %10300 根据电压等级和计算出来的容量确定变压器的型号为 SFFZ-50000/20。参数见表 1-3 表 1-3 厂用工作变压器参数 额定电压 kV 型 号 额 定 容 量 kVA高 压 低 压 空载 电流

18、kA 空载 损耗 kW 负载 损耗 kW 阻抗 电压 （% ） 连接组标号 SFFZ-50000/20500002022.5%6.30.2331.1184.318.5YN,d11-d11 1.2.2 高压启动备用变压器的选择 本次设计高压厂用备用变压器的高压侧从 220kV 母线上引接，将变压器降至 6kV，有 两台高厂变，所以设置一台高备变。 综上所述，高压厂备用变压器选 SPF750000/220 型分裂绕组变压器。其参数见表 1-4 表 1-4 高压启动备用备变压器参数 2 短路电流计算 2.1 短路电流计算的目的和方法 短路电流计算的目的是为了正确的选择和校验电气设备，以及进行几点保护

19、装置的整 定计算。 进行短路电流计算，首先要绘制计算电路图。在计算电路图上，将短路计算所考虑的 额定电压 kV 型 号 额定 容量 kVA高压低压 空载 电流 kA 空载 损耗 kA 负载 损耗 kA 阻抗 电压 （% ） SFP7- 50000/220 5000023081.25%6.31.257.2165.419 歌原件的额定参数都表示出来，并将各个元件依次标号，然后确定短路计算点。短路计算 点要选择的使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。 接着，按所选择的短路计算点绘出等效电路图，并计算电路中各个主要元件的阻抗。 在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件

20、表示出来，并标明其序 号和阻抗值，然后将等效电路化简，对于工厂供电系统来说，由于将电力系统当作无限大 容量电源，而且短路电路也比较简单，因此只需采用阻抗串并联的方法即可将电路化简， 求出其等效总阻抗。最后计算短路电流和短路容量。 2.2 原始数据4 2.2.1 各原件的阻抗 a. 发电机的次暂态电抗为 16% b. 主变压器的阻抗为 14% c. 高压厂用变压器的阻抗为 18.5% d. 高压启动备用变压器的阻抗为 19% 2.2.2 系统阻抗 由系统提供的 220kV 系统阻抗如下，以 Sj=1000MVA 为基准： 220kV 系统的正序阻抗 Xs(1)=0.014 2.3 等值电抗的计算

21、4 短路电流等值电路如图 2-1 所示： S 1 G 2 G 1 X 2 X 3 X 4 X 7 X 8 X 5 X 6 X 1 d 2 d 3 d 4 d 2-1 网络简化图 （1）发电机 1、2 0453 . 0 300 85 . 0 100 %16 21 N B d S S XXX （2）主变压器 038 . 0 370100 10014 100 % 43 N Bd S SU XX （3）高压厂用变 37 . 0 50100 100 5 . 18 100 % 65 N Bd S SU XX （4）高压启动备用变 38 . 0 50100 10019 100 % 7 N Bd S SU X

22、 （5）系统阻抗 018 . 0 8 X 2.4 短路电流的计算过程14 2.4.1 当 d1点发生短路时 （1）等值电路如图 2-2 所示： S 1 d 1 G 2 G 014. 0 8 X 0453. 0 1 X 0453. 0 2 X 038. 0 4 X 038. 0 3 X 图 2-2 （2）合并串联阻抗为： 0833 . 0 0453 . 0 038 . 0 319 XXX 0833 . 0 0453 . 0 038 . 0 4210 XXX （3）计算电抗如下： 294 . 0 10085 . 0 300 0833 . 0 9109 B N jsjs S S XXX （4）各电源

23、供给的短路电流标幺值如下：（查汽轮发电机计算曲线数字表） 系统： 429.71 014 . 0 1 4*2*0* III 发电机 1、2: 684 . 3 0* I 377 . 2 2* I 356 . 2 4* I （5）各电源短路电流周期分量有效值如下： 系统： kA U S IIII B B 93.17 2303 100 429.71 3 0*420 发电机 1、2： 886 . 0 230385 . 0 300 3 av N e U S I kAIII e 26 . 3 866 . 0 684 . 3 0*0 kAIII e 11 . 2 866 . 0 377 . 2 2*2 kAI

24、II e 09 . 2 866 . 0 356 . 2 4*4 （6）各秒短路电流总计： kAI46.2493.17226 . 3 0 kAI14.2293.17211 . 2 2 kAI11.2293.17209 . 2 4 表 2-1 为点短路时短路电流周期分量有效值： 1 d 表 2-1 点短路时的计算结果 1 d 短路电流（kA） 电源 0 I 2 I 4 I F13.262.112.09 F23.262.112.09 系统 C17.9317.9317.93 合 计24.4622.1422.11 （7）点短路时的冲击电流为 1 d kAKII imsh 6485 . 1 46.2422

25、 0 2.4.2 当 d2点发生短路时 （1）等值电路如图 2-3 所示： 利用法化简图 2-3 得： Y S 2 d 1 G 2 G 014. 0 8 X 0453. 0 1 X 0453. 0 2 X 038. 0 4 X 038. 0 3 X 图 2-3 0833 . 0 0453 . 0 038 . 0 4210 XXX 75.109 0833 . 0 1 014 . 0 1 038 . 0 1111 1083 XXX Y 系统： 058 . 0 75.109014 . 0 038 . 0 8311 YXXX 发电机 1： 0453 . 0 1 X 发电机 2： 347 . 0 75.

26、109038 . 0 0833 . 0 31012 YXXX 化简后的等值电路如图 2-4 所示： S 2 d 1 G 2 G 058. 0 11 X 0453. 0 1 X 347. 0 12 X 图 2-4 （2）计算电抗如下: 16 . 0 10085. 0 300 0453 . 0 11 B N js S S XX 22 . 1 10085 . 0 300 347 . 0 1212 B N js S S XX （3）各电源供给的短路电流标幺值如下：（查汽轮发电机计算曲线数字表） 系统： 241.17 058 . 0 1 4*2*0* III 发电机 1： 763 . 6 0* I 70

27、6 . 2 2* I 490 . 2 4* I 发电机 2： 846 . 0 0* I 899 . 0 2* I 899 . 0 4* I （4）各电源短路电流周期分量有效值如下： 系统： kA U S IIII B B 69.49 203 100 241.17 3 0*420 发电机 1： 19.10 20385 . 0 300 3 av N e U S I kAIII e 91.6819.10763 . 6 0*0 kAIII e 57.2719.10706 . 2 2*2 kAIII e 37.2519.10490 . 2 4*4 发电机 2： 19.10 20385 . 0 300 3

28、 av N e U S I kAIII e 62 . 8 19.10846 . 0 0*0 kAIII e 16 . 9 19.10899 . 0 2*2 kAIII e 16 . 9 19.10899 . 0 4*4 （5）各秒短路电流总计： kAI 3 . 12762 . 8 91.6869.49 0 kAI 5 . 8616 . 9 57.2769.49 2 kAI 3 . 8416 . 9 37.2569.49 4 表 2-2 为点短路时短路电流周期分量有效值： 2 d 表 2-2 点短路时的计算结果 2 d 短路电流（kA） 电源 0 I 2 I 4 I F168.9127.5725

29、.37 F28.629.169.16 系统 C49.6949.6949.69 合 计127.386.584.3 （6）点短路时的冲击电流为 2 d kAKII imsh 06.34290 . 1 3 .12722 0 2.4.3 当 d3点发生短路时 （1）等值电路如图 2-5 所示： 2 G 038. 0 4 X 0453. 0 2 X S 014. 0 8 X 37. 0 5 X 3 d 1 G 038. 0 3 X 0453. 0 1 X 图 2-5 利用法化简图 2-5 可得 Y 0833 . 0 0453 . 0 038 . 0 4210 XXX 75.109 0833 . 0 1

30、014 . 0 1 038 . 0 1111 1083 XXX Y 系统： 058 . 0 75.109014 . 0 038 . 0 8311 YXXX 发电机 1： 0453 . 0 1 X 发电机 2： 347 . 0 75.109038 . 0 0833 . 0 31012 YXXX 化简后的等值电路如图 2-6 所示： 0453. 0 1 X 1 G 347. 0 12 X 2 G 37. 0 5 X 3 d S 058. 0 11 X 图 2-6 利用法进一步化简图 2-6 得： Y 9 . 44 347 . 0 1 37 . 0 1 0453 . 0 1 058 . 0 1111

31、1 125111 XXXX Y 系统： 964 . 0 9 . 4437 . 0 058 . 0 51113 YXXX 发电机 1： 753 . 0 9 . 4437 . 0 0453 . 0 5114 YXXX 发电机 2： 765 . 5 9 . 4437 . 0 347. 0 51215 YXXX 化简后的等值电路如图 2-7 所示： S 1 G 2 G 964. 0 13 X 765. 5 . 0 15 X 753. 0 14 X 3 d 图 2-7 （2）计算电抗如下: 66 . 2 10085 . 0 300 753 . 0 1414 B N js S S XX 35.20 100

32、85 . 0 300 765 . 5 1515 B N js S S XX （3）各电源供给的短路电流标幺值如下：（查汽轮发电机计算曲线数字表） 系统： 037 . 1 964 . 0 1 4*2*0* III 发电机 1： 383 . 0 0* I 384 . 0 2* I 384 . 0 4* I 发电机 2： 049 . 0 35.20 1 4*2*0* III （4）各电源短路电流周期分量有效值如下： 系统： kA U S IIII B B 5 . 9 3 . 63 100 037 . 1 3 0*420 发电机 1： 35.32 3 . 6385 . 0 300 3 av N e U

33、 S I kAIII e 39.1235.32383 . 0 0*0 kAIII e 42.1225.32384 . 0 2*2 kAIII e 42.1225.32384 . 0 4*4 发电机 2： 35.32 3 . 6385 . 0 300 3 av N e U S I kAIIIII e 58 . 1 25.32049 . 0 0*420 （5）各秒短路电流总计： kAI48.2358 . 1 39.125 . 9 0 kAI51.2358 . 1 42.125 . 9 2 kAI51.2358 . 1 42.125 . 9 4 表 2-3 为点短路时短路电流周期分量有效值： 3 d

34、 表 2-3 点短路时的计算结果 3 d 短路电流（kA） 电源 0 I 2 I 4 I F112.3912.4212.42 F21.581.581.58 系统 C9.59.59.5 合 计23.4823.5123.51 （6）点短路时的冲击电流为 3 d kAKII imsh 43.6185 . 1 48.2322 0 2.4.4 当 d4点发生短路时 （1）等值电路如图 2-8 所示： S 014. 0 8 X 38. 0 7 X 4 d 0833. 0 9 X 1 G 0833. 0 10 X 2 G 图 2-8 利用法化简图 2-8： Y 0833 . 0 0453 . 0 038 .

35、 0 319 XXX 0833 . 0 0453 . 0 038 . 0 4210 XXX 07.98 0833 . 0 1 38 . 0 1 0833 . 0 1 014 . 0 11111 10798 XXXX Y 系统： 522 . 0 07.9838 . 0 014 . 0 7816 YXXX 发电机 1： 104 . 3 07.9838 . 0 0833 . 0 7917 YXXX 发电机 2： 104 . 3 07.9838 . 0 0833 . 0 71018 YXXX 化简后的等值电路如图 2-9 所示： （2）计算电抗如下: 96.10 10085 . 0 300 104 .

36、 3 1717 B N js S S XX 96.10 10085 . 0 300 104 . 3 1818 B N js S S XX S 1 G 2 G 522. 0 16 X 104. 3 18 X 104. 3 17 X 4 d 图 2-9 （3）各电源供给的短路电流标幺值如下： 由于当时，短路电流周期分量的大小已与时间 的增加无关，可用式45 . 3 js Xt 计算短路电流周期分量的标幺值， 则有： js P X I 1 系统： 916 . 1 522 . 0 1 4*2*0* III 发电机 1： 091 . 0 96.10 1 4*2*0* III 发电机 2： 091 . 0

37、 96.10 1 4*2*0* III （4）各电源短路电流周期分量有效值如下： 系统： kA U S IIII B B 56.17 3 . 63 100 196 . 1 3 0*420 发电机 1： 35.32 3 . 6385 . 0 300 3 av N e U S I kAIIIII e 94 . 2 25.32091 . 0 0*420 发电机 2： 35.32 3 . 6385 . 0 300 3 av N e U S I kAIIIII e 94 . 2 25.32091 . 0 0*420 （5）各秒短路电流总计： kAIII45.2394 . 2 94 . 2 56.17 4

38、20 表 2-4 为点短路时短路电流周期分量有效值： 4 d 表 2-4 点短路时的计算结果 4 d 短路电流（kA） 电源 0 I 2 I 4 I F12.942.942.94 F22.942.942.94 系统 C17.5617.5617.56 合 计23.4523.4523.45 （6）点短路时的冲击电流为 4 d kAKII imsh 35.6185 . 1 45.2322 0 3 电气设备配置 3.1 隔离开关的配置1310 （1）机组出口不装设隔离开关； （2）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。 3.2 电压互感器的配置 （1）主母线的三相上应装设电压互感

39、器； （2）出线侧的每一相上应装设电压互感器； （3）发电机出口一般装设三组电压互感器。 3.3 电流互感器的配置 （1）装设断路器的回路均应装设电流互感器； （2）发电机和变压器中性点，发电机和变压器出口。 3.4 避雷器的配置 （1）每组母线上装设一台避雷器； （2）两出线各装设一台避雷器； （3）发电机出线装设一组避雷器。 3.5 自动装置的配置15 （1）备用电源自动投入装置； （2）自动重合闸装置； （3）自动准同期装置； （4）自动调节励磁装置和自动灭磁装置； （5）故障录波装置。 4 设备的选择与校验 4.1 断路器的选择136 高压短路器主要功能是：正常运行倒换运行方式，把设备

40、或线路接入电网或推出运行， 起着控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切断故障回路，保证无故障部分正常运 行，起着保护作用。高压断路器是开关电器中最为完善的一种设备，其最大特点是能断开 电器中负荷电流和短路电流。 4.1.1 220kV 主变高压侧的断路器的选择 （1）参数选择 断路器长期持续工作最大电流： max I A U S I av N 25.975 2303 1000370 05 . 1 3 05 . 1 max 选择 SF6断路器的型号为：LW10B252W/CVT，型号参数见表 4-1 表 4-1 LW10B252W/CVT 型短路器的参数如下 型号 额定工 作电压 kV 最高

41、工 作电压 kV 额定频 率 Hz 额定电 流 A 额定开 断电流 kA 额定闭 合电流 kA 4 热稳 定电流 kA 额定动 稳定电 流 kA LW10B 252W/CVT 2202525031504010040100 （2）校验 热稳定校验： 短路电流引起的热效应（取四秒时的热效应）为： k Q )(31.19964 12 11.2214.221046.24 12 10 2 2222 4 2 2 2 0 SkAt III Qk 满足的要求。 kt QtI 2 动稳定的校验结果见表 4-2 显示： 表 4-2 断路器的校验结果 计算数据LW6-220 型断路器 N U220kV N U220

42、kV mas I975.25A N I3150A I 24.46kA nbr I40kA sh i64kA ncl I100kA k Q 1996.31(kA)s 2 tIt 2 6400 (kA)s 2 sh i64kA es i100kA 由上表可见所选择的断路器的各项条件均能满足要求，故所选择的断路器合格。母联、 高备变断路器均为上述型号的断路器。 4.2 高压隔离开关的选择136 4.2.1 母联、主变压器出口处、高备变隔离开关的选择 （1）参数选择 隔离开关长期持续工作最大电流为： max I A U S I av N 25.975 2303 1000370 05 . 1 3 05

43、. 1 max 由于在此安装的隔离开关与硬母线连接，故选用单柱垂直伸缩式的 GW16 系列的隔离 开关，型号为 GW16252DW（带接地刀闸） 。型号参数见表 4-3： 表 4-3 GW16-252DW 型隔离开关参数 型 号 额定电压 kV 最高电压 kV 额定电流 A 动稳定电流峰值 kA 4s 热稳定电流 kA GW16-252DW220252250012530 （2）校验 热稳定校验： 短路电流引起的热效应（取四秒时的热效应）为： k Q )(31.19964 12 11.2214.221046.24 12 10 2 2222 4 2 2 2 0 SkAt III Qk 满足的要求。

44、 kt QtI 2 动稳定的校验结果见表 4-4 显示： 表 4-4 隔离开关校验的结果 计算数据GW16-220DW N U220kV N U220kV mas I975.25A N I2500A k Q 1996.31(kA)S 2 tIt 2 skA 2 )(3600 sh i64kA es i125kA 由上表可见，所选的 GW16252DW 型隔离开关合格。 4.2.2 出线隔离开关的选择 （1）参数选择 隔离开关长期持续工作最大电流为： max I A U S I av N 25.975 2303 1000370 05 . 1 3 05 . 1 max 选择型号为 GW17252D

45、W 型隔离开关，型号参数见表 4-5： 表 4-5 GW17-220W 型隔离开关参数 型 号 额定电压 kV 最高电压 kV 额定电流 A 动稳定电流峰值 kA 4s 热稳定电流 kA GW17-252DW220252250010030 （2）校验 热稳定校验 短路电流引起的热效应（取四秒时的热效应）为： k Q )(31.19964 12 11.2214.221046.24 12 10 2 2222 4 2 2 2 0 SkAt III Qk 满足的要求。 kt QtI 2 动稳定的校验结果见表 4-6 显示： 表 4-6 隔离开关校验的结果 计算数据GW16-220DW N U220kV

46、 N U220kV mas I975.25A N I2500A k Q 1996.31 skA 2 )(tIt 2 3600skA 2 )( sh i64kA es i125kA 由上表可见，所选的 GW17252DW 型隔离开关合格。 4.3 电流互感器的选择136710 4.3.1 主变高压侧、出线、母联电流互感器的选择 （1）参数选择 最大持续工作电流为： A U S I av N 25.975 2303 1000370 05 . 1 3 05 . 1 max 选择的电流互感器的型号为 LVQB220W2 型，详细参数见表 4-7： 表 4-7 LVQB220W2 型电流互感器参数 10

47、%倍数 型 号 额定电流比 A 二次组合准确级二次 负荷 倍数 短时热 稳定电 流 kA 动稳定 电流 kA 5P/5P/5P/5P/0.25P 60V ALVQB 220W2 21250/5 5P/5P/5P/5P/5P/0.20.2 40V A 2050125 （2）校验 动稳定校验： 电流互感器的动稳定电流，短路点的最大冲击电流为 。满足KAies125kAIsh64 动稳定要求。 热稳定校验： 短路点的热效应（取四秒时的热效应）为 ： k Q )(31.19964 12 11.2214.221046.24 12 10 2 2222 4 2 2 2 0 SkAt III Qk 满足的热稳

48、定要求。 kt QtI 2 4.3.2 发电机出口电流互感器的选择 最大持续工作电流为： kA U S I av N 698.10 85 . 0 203 300 05 . 1 3 05 . 1 max 所选择的电流互感器的型号为 LMZB320 ，详细参数见表 4-8 表 4-8 LMZB3-220 型电流互感器参数 型 号额定电流比 二次级的组 合 准确级次 额定连续电 流 kA LMZB3-2015000/5 0.5/0.5 0.5/B 0.5/B 5P8 4.3.3 高压厂用变压器高压侧电流互感器的选择 最大持续工作电流为： kA U S I av N 516 . 1 203 05 .

49、1 50 3 05 . 1 max 所选择的电流互感器的型号为 LRD1500/5A LR1500/5A LR1500/5A LRD1500/5A 4.4 电压互感器的选择 4.4.1 220kV 母线、出线以及高备变电压互感器的选择 电压互感器的型号选择为：TYD220/0.005 ，参数见表 4-93 表 4-9 TYD220/0.005 型电压互感器参数3 额定电压比二级负荷 VA 初级绕组二级绕组 剩余电压 绕组 0.2 级0.5 级1 级3 级 最大容量 VA 分压电容 量 VA 200/30.1/3 0.11503000.005 4.4.2 发电机出口处电压互感器的选择 电压互感器

50、的型号选择为：RN220 ，参数见表 4-10 表 4-10 JDZX820 参数 额定电压比剩余电压负荷额定容量（VA） 初级绕组次级绕组辅助绕组准确级额定输出 极限负荷 VA0.2 级0.5 级1 级 20/30.1/30.1/3 6P100VA40030100 4.5 避雷器的选择 本次设计 220kV 侧采用的避雷器都选用金属氧化锌避雷器，其主要特点为：金属氧化 物避雷器具有优异的非线性伏安特性，残压随冲击电流波头时间的变化特性平稳，随波响 应特别好，没有间隙的击穿特性和无弧问题，其电阻片单位体积吸收能量大，还可以异联 使用，所以在保护超高压长距离输电系统和大容量电容器组时特别有利。

51、4.5.1 220 kV 侧避雷器的选择 型号选则 Y10W5204/530，参数见表 4-11 表 4-11 Y10W5204/530 型避雷器参数 波头 1us 陡波中残压 峰值不大于 8/20us 雷电冲击波冲 击残压峰值不大于额定 电压 有效 值 系统 额定 电压 有效 值 持续 运行 电压 有效 值 直流 1mA 参考 电压 不小 于 2kA 操作 波残 压峰 值不 大于 20 kA 10 kA 5 kA 20 kA 10 kA 5 kA 方波 通流 容量 峰值 2ms 20 次 爬电 距离 最小 值 220 kV 220 kV 146 kV 290 kV 442 kV 582 kV

52、 520 kV 800 A 1.99 cm/ kV 4.5.2 发电机出口 20kV 侧避雷器的选择 型号选择 Y5W120/45，参数见表 4-12 表 4-12 Y5W120/45 参数 波头 1us 陡波中残压 峰值不大于 8/20us 雷电冲击波冲 击残压峰值不大于额定 电压 有效 值 系统 额定 电压 有效 值 持续 运行 电压 有效 值 直流 1mA 参考 电压 不小 于 2kA 操作 波残 压峰 值不 大于 20 kA 10 kA 5 kA 20 kA 10 kA 5 kA 方波 通流 容量 峰值 2ms 20 次 爬电 距离 最小 值 20 kV 20 kV 23.4 kV 7

53、2 kV 120 kV 300 A 750 mm 4.6 导体设计 导体的选择 （1）导体形式，本次设计采用管形导线。 （2）按回路持续工作电流选择： （3）按经济电流密度选择： 导体截面的校验 （1）按电晕条件校验： （2）按短路热稳定校验： 4.6.1 主母线选择 根据以上原则，母线选择硬导体，选用铝锰合金管形导体。 （1）导体截面的选择 主母线导体截面按回路持续工作电流和经济电流密度选择： A U S I N N 1950 3230 237005 . 1 3 05 . 1 2 max 修正系数 K=0.81 所以选择导体最小长期允许的载流量为 AAKIIxu240781 . 0 /195

54、0/ max 选择导体型号为 LF21Y130/116，参数见下表： 表 4-14 LF21Y130/116 参数 倒替最高允许温度下的 载流量（A） 导体截面 2 mm 7080 截面系数 3 cm 惯性半径 4 cm 惯性矩 4 cm 质量 mkg / 最大允许 应力 2 /cmN 58442569221741.43.72228458820 （1）导体截面的校验： 热稳定校验： 铝锰合金在 70 度时 C 值为 87。 )(31.19964 12 11.2214.221046.24 12 10 2 2222 4 2 2 2 0 SkAt III Qk 所以由热稳定决定的导体最小截面为： 2

55、6 min 2 . 479087/1031.1996mm C Q S d 因为选择的导线截面为大于，故选择的导线型号满足热稳定条 2 5844mm 2 2 . 4790 mm 件。 4.6.2 220kV 主变压器进线回路导体的选择 A U S I N N 24.975 3230 1000370 05 . 1 3 05 . 1 max 查曲线得，经济电流密度为： 2 /08 . 1 mmAJ 所以经济截面为： 2max 903mm J I S j 因此选择导体的型号为：2（LGJ-400/50） 4.6.3 220kV 启动备用回路导体选择 A U S I N N 79.131 3230 100050 05 . 1 3 05 . 1 max 查曲线得，经济电流密度为： 2 /08 . 1 mmAJ 所以经济截面为： 2max 02.122mm J I S j 因此