火电厂毕业设计讲述

1、毕业设计说明书重庆电力高等专科学校 题目：2×300MW凝汽式发电厂电气部分设计院 系 电力工程学院 专 业 发电厂及电力系统 班 级 学 生 姓 名 指 导 教 师 日 期 2015年6月15日 重庆电力高等专科学校 设计题目：2×300MW凝汽式发电厂电气部分设计院 系 电力工程学院 专 业 发电厂及电力系统 班 级 学 生 姓 名 指 导 教 师 日 期 2015年6月15日 重庆电力高等专科学校 毕业设计任务书 设计题目2×300MW凝气式发电厂电气部分设计 设计技术参数1、本厂有四回为108KM的220KV输电线路，将本厂电能送入系统某500KV枢纽变电

2、站，系统容量无穷大。（系统与母线220KV间的电抗标幺值为0.02其中，SB=100MVA）)2.本厂无其他电压等级：厂用电率5%-8%3.环境条件：海拔500m，最热月平均气温19.9OC，最热月最高平均气温23 OC，极限最高气温31.5 OC，极限最低气温-2 OC，最热月地面下0.8m处土壤平均温度21.5 OC，雷暴日数63日/年。参考资料发电厂电气部分课程设计参考资料 天津大学电力工程电气设计手册（电气一次部分） 西北电力设计院发电厂 变电站电气设备 重庆电专 黄益华主编电力系统 重庆电专 李霜主编电力工程电气设备手册（电气一次部分） 中国电力出版社一、 设计基础资料1、本厂有四回

3、为108KM的220KV输电线路，将本厂电能送入系统某500KV枢纽变电站，系统容量无穷大。（系统与母线220KV间的电抗标幺值为0.02其中，SB=100MVA2.本厂无其他电压等级：厂用电率5%-8%3.环境条件：海拔500m，最热月平均气温19.9OC，最热月最高平均气温23 OC，极限最高气温31.5 OC，极限最低气温-2 OC，最热月地面下0.8m处土21.5 OC，雷暴日数63日/年。 三、毕业设计计划书本次设计进程安排如下表：内容安排时间1下达、讲解设计任务及收集资料1天2发电机台数和容量选择1天3 主变压器台数和容量选择 2天4电气主接线选择5天5全厂电流、电压互感器选择2天

4、6短路电流计算5天7主要电气一次设备选择5天8 绘制主接线图4天9编辑设计说明书5天10成绩考核及答辩5天摘要能源是社会生产力的重要基础，随着社会生产的不断发展，人类使用能源不仅在数量上越来越多，而且种类也日渐繁多。电力是能源工业、基础工业，在国家建设和国民经济发展中占据十分重要的地位，电能也是发展国民经济的基础，是一种无形的、不能大量存储的二次能源。电能的发、变、送、配和用电，几乎是在同时瞬间完成的，须随时保持功率平衡。要满足国民经济发展的要求，电力工业必须超前发展。因此，做好电力规划，加强电网建设，就尤为重要。本设计讨论的是两台30万机组的发电厂向500kV枢纽变电站送电的电气部分的设计。

5、对原始资料进行分析，选择主变压器，在此基础上进行主接线设计，再进行短路计算，选择主要一次设备。关键词：发电机、变压器、电气主接线、短路电流、继电保护。目 录前言（7）第一章 发电机的选择（8）1.1 概述（8）1.2 发电机选择结果（8）第二章 主变压器的选择（8）2.1 概述（8）2.2 本厂主变压器的选择（8）第三章 电气主接线设计（10）3.1 概述（10）3.2 本厂主接线设计（11）3.3 厂用电系统的设计（12）第四章 短路电流的计算（14）4.1 短路电流计算目的（14）4.2 短路等值电抗电路及其参数计算（15）4.3 各短路点短路电流计算（16）第五章 电气设备的选择（21）

6、5.1 电气设备选择的一般原则及短路校验（21）5.2 电气设备的整定计算（22）5.3 断路器的选择（23）5.4 6kV开关及开关柜的选择（24）5.5 隔离开关的选择v（25）5.6 电压互感器的选择（26）5.7 电流互感器的选择（28）5.8 母线的选择（29）5.9 避雷器选择 （31）第六章 继电保护的配置（32）6.1 概述（32）6.2 本厂个主要元件的保护（32）小结 （36）谢辞 （37）参考文献 （38）附录 （39）前 言毕业（课程）设计是对所学知识的一次综合性运用，能够加深我们对基础知识的理解，为以后的工作打下良好基础。本设计严格遵循发电厂电气部分的设计原则，主要介

7、绍了发电厂电气一次部分设计的基本知识，包括设计原则、步骤和计算方法等。通过对电气主接线的选择设计、厂用电的选择设计、短路电流的计算、电气设备的选择和校验等，简要完成了对所给（2×300MW）凝汽式发电厂的电气一次部分的设计。能源是社会生产力的重要基础，随着社会生产的不断发展，人类使用能源不仅在数量上越来越多，而且种类也日渐繁多。电力是能源工业、基础工业，在国家建设和国民经济发展中占据十分重要的地位，电能也是发展国民经济的基础，是一种无形的、不能大量存储的二次能源。电能的发、变、送、配和用电，几乎是在同时瞬间完成的，须随时保持功率平衡。要满足国民经济发展的要求，电力工业必须超前发展。因

8、此，做好电力规划，加强电网建设，就尤为重要。本设计讨论的是两台30万机组的发电厂向500kV枢纽变电站送电的电气部分的设计。对原始资料进行分析，选择主变压器，在此基础上进行主接线设计，再进行短路计算，选择主要一次设备。使我们综合能力有一个整体的提高。对于即将面对工作的我们，不但使我们巩固了本专业所学的专业知识，还使我们了解、熟悉了我们所学专业，以及让我们了解了我们以后工作的内容。它为我们以后的学习、工作打下良好的基础。第一章 发电机的选择1.1概述电力系统中的发电厂有大型主力电厂、中小型地区电厂及企业自备电厂三种类型。发电厂的分期和最终建设规模以及系统的备用容量都是需要根据实际情况进行计算选择

9、。当今，我国电机厂家在引进消化吸收外国先进技术的条件下，已经能制造国际先进水平的发电机组。按照本次课程设计的设计要求，选择出合适型号的发电机。1.2 发电机选择结果我选择了型号 QFS3002，具体参数见下：39型号 QFS3002 额定功率/MW 300 额定电压/kv 18额定电流/kA 11320功率因数/cos 0.85同步电抗/xd% 236.35接线方式/ YY定子开路时转子时间常数/s8.38 超瞬变电抗X"d% 17.1第二章 主变压器的选择与计算2.1 概述（变压器容量、台数和型式的确定原则）为节约投资及简化布置，主变应选用三相式。 单元接线时主变压器应按发电机的额

10、定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度来确定。按发电机的最大连续输出容量和扣除本机组的厂用负荷；为保证发电机电压出线供电可靠，接在发电机电压母线上的主变压器一般不少于两台；在计算通过主变压器的总容量时，至少应考虑5年内负荷的发展需要；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。2.2本厂主变压器的选择2.2.1 容量的确定 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%的裕度来确定。按发电机的最大连续输出容量和扣除本机组的厂用负荷来计算。该发电厂主接线采用两台容量为360000KVA

11、三相双绕组主变压器。两台主变压器分别和两台发电机组组成单元接线。S=( Pc Pt ) ×（1+10%）/cosST1 = ST2=（300-300×8%）×1.1/0.85=357.18MVA300MW的发电机选择最接近标准容量为360MVA的变压器即容量为360MVA的三相三绕组升压变压器，具体型号选择SFP7-360000/220，其参数见表。参数如下：2.2.2 主变压器台数的确定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。通常与系统具有较强联系的大、中型发电厂和重要变电所，在一种电压等级下，主变压器应不少于2台；

12、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。考虑到本电厂有2台300MW发电机，且电厂和系统有较强联系，且均采用发电机变压器单元接线，故选择220KV电压等级接两台主变压器。2.2.3 变压器相数的确定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。在不受运输条件的限制时，在330KV及以下电力系统，一般都应选用三相变压器。2.2.4 变压器绕组数的确定对于200MW及以上的机组，其升压变压器一般不采

13、用三绕组变压器。因为发电机回路采用封闭母线，供电可靠性高，而大电流隔离开关发热问题比较突出也比较严重。此外三绕组的中压侧，由于制造上的原因一般不希望出现分接头，往往只制造死接头，从而对高、中压侧的调压及负荷分配不利。这样采用三绕组就不如采用双绕组变压器灵活。所以本次变压器选择双绕组变压器。2.2.5 绕组的接线方式的确定变压器绕组的接线方式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

14、圈接地；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。2.2.6、本厂主变压器的选择结果本厂主变压器选择参数如下：型号容量（KVA）台数相数绕组数接线方式SFP7-360000/2203600002三相双绕组YN，d11第三章 电气主接线设计 3.1 概述发电厂容量的确定与国家经济发展规划、电力负荷增长速度、系统规模和电网结构以及备用容量等因素有关。发电厂装机容量标志着发电厂的规模和在电力系统中的地位和作用。设计电厂为大型凝气式火

15、电厂，其容量为2×300=600MW,最大单机容量为300MW，即具有大中型容量的规模、大中型机组的特点。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。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

16、靠性外，还需进行可靠性定量计算。主接线还应具有足够的灵活性，能适应多种运行方式的变化，且在检修、事故等特殊状态下操作方便、调度灵活、检修安全，扩建、发展方便。主接线的可靠性与经济性应综合考虑，在满足技术要求前提下，尽可能投资省、占地面积少、电能损耗少、年费用为最小。220KV电压级：出线回路数大于4回且为I级负荷，应采用双母带旁路或一台半。3.2本厂主接线设计发电机和变压器容量相同，在发电机与变压器之间可以不装断路器。特别是200MW及以上的机组，由于发电机回路额定电流或短路电流过大，使得选择出口断路器时，受到制造条件或价格甚高等原因的影响，发电机是不装断路器的，采用分相封闭母线以减少发电机回

17、路故障的概率。由于采用封闭母线，不宜装设隔离开关。所以，发电机出口接线采用单元接线。3.2.1主接线方案的拟定第一种方案是：300MW发电机G-1，G-2采用单元接线通过双绕组的变压器与220KV母线相连，这样不仅使配电装置结构简化和造价降低，同时大大减小了故障可能性。220KV电压级出线为4回，因此其供电要充分考虑其可靠性，所以我们采用双母线接线。这样一来就避免了断路器检修时，不影响对系统的供电，断路器或母线故障以及母线检修时，减少停运的回路数和停运时间，保证了可靠的供电。发电机不与110KV的母线相连，故在220KV、110KV及厂用电6KV的三个等级上采用的联络变压器为三相三绕组变压器相

18、连，110KV母线采用双母接线。如图所示：方案一第二种方案是：由方案一，我们很容易想到220KV母线采用双母带旁路连接，110KV母线采用双母线连接，如图所示:方案二3.2.2主接线方案的比较与选择现对这两个方案进行综合比较：如表方案比较方案性能方案一方案二可靠性1）接线简单，设备本身故障率少；2）故障时，停电时间较长。1）可靠性较高；两台主变压器工作，保证了在变压器检修或故障时，不致使各级电压解列，提高了可靠性。灵活性1）运行方式相对简单，灵活性差；2）各种电压级接线都便于扩建和发展。1）倒闸操作复杂，容易产生误操作；2）不利于实现变电所无人值守；3)保护及二次回路接线复杂。经济性1）设备相

19、对少，投资小。1）设备相对多，占地面积大，投资较大。通过对两种主接线可靠性、灵活性和经济性的综合考虑，辨证统一，现确定第一方案为设计的最终方案。3.3 厂用电系统的设计3.3.1 概述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。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

20、，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300MW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，尽量便于过渡且少改变接线和更换设备。(4) 对300MW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。3.3.2 厂用电源电压等

21、级实践经验表明：对于火电厂，当发电机容量在60MW及以下，发电机电压为10.5KV时，可采用3KV作为厂用高压电压；当容量在100MW300MW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。该电厂发电机容量在100MW300MW之间，应选6KV作为厂用高压电压等级。3.3.3 厂用电引接线方式本厂发电机组的容量均大于125MW，其锅炉的容量亦较大，为了安全起见，每个锅炉用两段厂用母线供电，即共分为4段，并且保证厂用负荷在各段上尽可能分配均匀。本厂机组容量介于100MW-300MW之间，选用6KV作为厂用电的母线电压。厂用工作电源从发

22、电机出口端引接，通过分裂绕组厂用高压变压器给6KV厂用高压母线供电，厂用高压变压器两低压侧分别接在两段厂用母线上。厂用各高压和低压分段母线互为备用。依据对厂用电接线的基本要求，在本次设计中，厂用电接线采用单母线分段的接线方式。3.3.4 厂用工作变压器的选择200MW及以上的机组的主厂房内的低压厂用变压器宜采用干式变压器。本次设计厂用电系统主接线采用单母线分段接线方式，厂用电分别从两台发电机的出口端引接，因此，需要两台厂用变压器。由于两台发电机都属于大中型机组，为限制短路电流，提高可靠性，两台变压器均采用低压分裂绕组变压器，两低压侧分别接到两段母线上，达到相互备用的效果。3.3.5厂用变压器容

23、量的选择因为厂用电率为5%8%，通过计算可以得到S=357.18*0.08=28.57MVA，选择容量为40000KVA的变压器加大了设备的投资，不经济。所以选择容量为31500KVA的变压器作为厂用变压器，因为有载调压可以在一定成都上调节无功的平衡，更能保证供电的可靠性。3.3.6 厂用备用变压器的选择火力发电厂一般均设置备用电源。备用电源的接引应保证其独立性，避免与厂用工作电源由同一电源处接引。由于考虑到该厂的常用负荷的要求，用独立的柴油发电机提供备用/启动电源，需要很多的小型发电机组，占地面积较大，而且设备投资较大，不经济。备用电源从系统中获取，就需备用变压器将系统电压220KV变为6.

24、3KV，其变压器人采用三相双绕组变压器。备用变带动全厂的厂用负荷，及容量为S=2*31.5=63MVA，根据设备手册选出的型号如下，因为低压侧的电压等级要求，只有一个满足要求，具体参数如上所示。备用变压器：第四章 短路电流的计算4.1短路电流计算目的在发电厂电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节，其计算的目的主要有以下几个方面：1、电气主接线的比选；2、选择导体和电器；3、确定中性点接地方式； 4、确定分裂导线间隔棒的间距；5、验算接地装置的接触电压和跨步电压；6、选择继电保护装置和进行整定计算。4.2 短路等值电抗电路及其参数计算由2×300MW火电厂电气主接线图，和查的给出

25、的相关参数，可画出系统的等值电抗图如图所示：选取基准容量为SB=100MVA 基准电压为VB=VavSB 基准容量；Vav 所在线路的平均电压；系统容量可以看成是一个无穷大容量，4.2.1 电抗计算(1) 发电机电抗=X"d*Sb/Sn=Sb/(Pn/cos)=0.171*100/(300/0.85)=0.084 （2）主变压器电抗X1=Uk%/100*(Sb/Sn)=14.3*100/(360*100)=0.040(3)线路电抗=0.03（4）厂用变压器电抗全穿越阻抗：6.76%半穿越阻抗：13.71% X8=X10电抗值计算： X6-X8=13.71% X6-0.5 X8=6.7

26、6% X8=x8(Sb/Sn)=0.139*100/40=0.348X6=-0.19X8=13.9%4.3 各短路点短路电流计算短路点的选择应选择通过导体和电器的短路电流为最大的那些点作为短路计算点。 首先，应在两条电压等级的母线上选择两个短路计算点dl、d2。无限大功率系统的主要特征是：内阻抗x=o，端电压U=C，它所提供的短路电流周期分量的幅值恒定且不随时间改变。虽然非周期分量依指数率而衰减，但一般情况下只需计及他对冲击电流的影响。因此，在电力系统短路电流计算中，其主要任务是计算短路电流的周期分量。而在无限大功率系统的条件下，周期分量的计算就变得简单。4.3.1短路点kl的计算（220Kv

27、母线侧） 图一：X5=0.03，X3=X4=0.048, X1=X2=0.040图二：X5=0.03，X12=0.020, X34=0.024图三：X5=0.03，X31=0.044对于无穷动系统Kim=1.8标幺值Ip*=1/X5=1/0.03=33.3有名值Isn=Sb/(Uau 3)=100/230*1.732=0.251KAIm =IP =IP* Isn=0.251*33.3=8.36Iim=I(1+2(Kim-1)2=8.36*(1+67*67)=12.62KAiim= I Kim 2 =8.36*1.88*1.414=21.30KA(2) 对于发电机：Kim=1.85标幺值：X31

28、*Sw/Sb =0.044*2*300 /(100*0.85)=0.31查发电机的运行曲线(电力系统p188) t=Os时，I=3.5 t=ls时1=2.32 t=2s时1=2.34有名值： t=Os时，I=6.202KA t=ls时I=4.111KA t=2s时1=4.146KA iim = I(1+2(Kim-1)2=9.704KA iim=I Kim*2=16.224KA对于短路点K1 t=Os时I=14.562KA t=ls时I=12.471KA4.3.2短路点k2的计算(发电机端18KV)等效电路图：图一：X5= 0.03, X1=X2=0.040, X3= X4 =0.048I图二

29、：X5= 0.03;X42=X4+X2=0.088 Xac：X5 +X1+（X5*X1/X42）=0.03+0.040+(0.03*0.0400/0.088)=0.084图三： Xbc=X1+X42+X1*X42/X5=0.040+0.088+0.088*0.040/0.03=0.245(1)对于无穷大系统：Kim=1.8标幺值：IP*=1/Xac=1/0.084=11.95有名值：Isn=Sb/（Uau*3）=100/(18*1.732)=3.21Im =IP =IP* Isn =11.905*3.21=38.22Iim=I（1+2（kim-1）2=38.22*1+(1.8-1)2=57.7

30、1KAiim=l Kim2=38.22*1.8*2=97.28KA(2)对于发电机G1: Kim=1.9标幺值：X3*Sw/Sb=0.048*300/(100*0.85) = 0.169查发电机的运行曲线(电力系统p187) t=Os时，I=6.4 t=ls时，1=2.96 t=2s时1=2.68有名值： t=Os时，I=72.448KA t=ls时1=33.5072KA t=2s时，1=30.3376KA Iim =I1+2(Kim-1)2=117.26KA iim= I*Kim*2=194.64KA(2)对于发电机G2: Kim=1.8标幺值：Xis=Xbc*Sw/Sb=0.245*300

31、/(100*0.85)=0.865查发电机的运行曲线(电力系统p187) t=Os时，I=1.1 t=ls时1=1.22 t=2s时1=1.31有名值： t=Os时，I=12.452KA t=ls时，1=13.8104KA t=2s时1=14.8292KA Iim =I(1+2(Kim-1)2=18.803KA iim=l*Kim*2=31.693KA对于短路点K2 t=Os时I=123.12KA t=ls时1=85.8104KA t=2s时1=83.8292KA Iim= 57.71+117.26+18.803=193.773KA Iim= 97.28+194.64+31.693=323.6

32、13KA4.3.3 短路点k3的计算等效电路图：图-: x5=0.03, x1=x2=0.040, x3=x4=0.048, x6=0, x8=0.348图二: x5=0.03, x1=0.040, x3=0.048, x68=x6+x8=0.348, x24=x2+x4=0.088图三: x5=0.03, x3=0.048, x68=0.348 xAC = x5 + x1+( x5*x1/X42)=0.03+0.04+(0.03*0.04/0.088) = 0.01 xBC=xl+X42+( xl*x42/X5)=0.04+0.088+(0.04*0.088/0.03)=0.245图四：x6

33、8=0.348，xAC=0.0836， xBCl= xB C * x3/( xB C+x3)= 0.245 x 0.048/( 0.245+0.048)=0.04xAD=xAC+x68+xAC*x68/Xbc1= 0.0836 + 0.348 + 0.0836 x 0.348/0.04=1.159图五：xED = x68 + xBCI + x68*xBC1/ xA C=0.348 + 0.04+0.348*0.04/0.0836 =0.555对于无穷大系统：Kim=1.8Ip*=1/Xad=1/1.159=0.863标幺值： Isn=Sb/(3*Uau)=100/(1.732*6.3)=9.1

34、65 Iw = IP = Ip * ISN = 0.863 x 9.165 = 7.909KA有名值： Iim=Ip*(1+2(Kim-1)2 = 1.943KA iim =Ip*Kim *2= 7.909 x1.8 x2; = 20.130KA(2)对于发电机G2: Kim=1.8Xjs=XDE×Sn/Sb=0.555*600/(100*0.85)=3.92标幺值：I=1/Xjs=1/3.92=0.255In=SG/(3*Uau*cos)=600/(1.732*0.85*6.3)=64.691KAIw=IP = Ip* Isn = 0.255 x 64.691 =16.496KA有

35、名值Iim = It=01=2(Kim-1)2=16.496*1+2（1.85-1）2=25.793KA itm = It=o*Kim*2 = 16.496 x1.85 x2 = 43.152KA对于短了点K3: I=7.909+16.496=24.405KAIim=793 KAilm= 152K短路电流计算结果：电压系数(KA)短路点短路电流同期分量有效值(KA)短路全电流最大有效值（KA）短路冲击电流（KA）T=0.5sT=1sT=2s220220W母线K114.56212.47112.50622.32437.52418发电机端K2123.1285.537683.3868193.77332

36、3.61366k厂用导线24.40524.40524.40537.73663.282第五章 电气设备的选择5.1 电气设备选择的一般原则及短路校验5.1.1、设备选择的一般原则1、（1）应力求技术先进，安全适用，经济合理。（2）应满足正常运行、检修和过电压情况下的要求，并考虑远景发展。（3）应与整个工程的建设标准协调一致。(4)选择的导体品种不应太多。2、选用的电器最高允许工作电压，不得低于该回路最高运行电压。3、选用导体的长期允许电流不得小于该回路的持续工作电流。由于高压开断电器设有持续过载能力，在选择其额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路 持续工作电流的要求。4、验算导体和电器的动稳定

37、、热稳定以及电器开断电流作用的短路电流时，应按具体工作的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景规划。5、验算导体和电器的短路电流，按下列情况计算：（1）除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络电流外，元件电阻都应略去不计。（2）对不带电抗器回路的计算，短路点应选择在正常接线方式短路电流最大的点。6、导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流按发生短路最严重情况计算。7、验算裸导体短路热效应应计算时间，应采用主保护动作时间和相应的断路器全分闸时间，继电器的短路热效应计算时间，宜采用后备保护动作时间和相应的断路器全分闸时间。8、在正常运行时，电气引线的最大作用力不应大于电器端子允许的负载。5.1.

38、2、 按短路条件进行校验电气设备按最大可能的短路故障（通常为三相短路故障）时的动、热稳定度进行校验。在电力系统中尽管各种电气设备的作用不一样，但选择的要求和条件有诸多是相同的。为保证设备安全、可靠的运行，各种设备均按正常工作的条件下的额定电压和额定电流选择，并按短路故障条件校验其动稳定度和热稳定度。（1）热稳定校验校验电气设备的热稳定性，就是校验设备的载流部分在短路电流的作用下，其金属导电部分的温度不应超过最高允许值。如果满足这一条件，则选出的电气设备符合热稳定的要求。做热稳定校验时，通过电气设备的三相短路电流为依据，工程计算中常用下式校验所选的电气设备是否满足热稳定的要求，即：式中 ，三相短

39、路电流周期分量的稳定值（KA）； 等值时间（亦称假想时间s）； 制造厂规定在ts内电器的热稳定电流（KA）；t为与相对应的时间（s）。短路计算时间：校验短路热稳定的短路计算时间应为继电保护动作时间top和断路器全开断时间toc之和，即式中 ， 保护动作时间，主要有主保护动作时间和后备保护动作时间，当为主保护动作时间时一般取0.05s；当为后备保护时间时一般取2.5s； 断路器全开断时间（包括固有分闸时间和燃弧时间），如果缺乏断路器分闸时间数据，对快速及中速动作的断路器，取toc=0.1-0.5s,对低速动作的断路器，取toc=0.2。（2）动稳定校验当电气设备中有短路电流通过时，将产生很大的电

40、动力，可能对电气设备产生严重的破坏作用。因此，各制造厂所生产的电器，都用最大允许的电流的值imax或最大有效值Imax 表示其电动力稳定的程度，它表明电器通过上述电流时，不至因电动力的作用而损害。满足动态稳定的条件为 ish imax或Ish Imax 式中ish及Ish三相短路时的冲击电流及最大有效值电流。电气设备的选择除了要满足上述技术数据要求外，尚应根据工程的自然环境（位置、气候条件、化学污染、海拔高度、地震等）、电气主接线、短路电流水平、配电装置的布置及工程建设标准等因素考虑。5.2电气设备的整定计算220KV侧各个回路的最大工作电流 (1)出线回路 INl =360000/1.732

41、*Un.=0. 308KA IMAXl =1. 05 In1 =0. 324KA(2)母线侧 IN2 =2*360000/1.732*Un=1000/(3*220*0. 85) =3. 082KA IMxi =1. 05* IN2=3. 236KA (3)双绕组变压器回路IN3 =300/（3UN cos)=0. 926KAIMAX3 =1. 05*IN3 =0. 973KA（4）发电机侧回路的最大工作电流： IMAX =1.05 I N =1.05×11320=11886A5.3断路器的选择断路器是在电力系统正常运行和故障情况下用作断开或接通电路中的正常工作电流及开断故障电流的设备

42、。SF6断路器和真空断路器目前应用广泛，少油断路器因其成本低，结构简单，依然被广泛应用于不需要频繁操作及要求不高的各级高压电网中，压缩空气断路器和多油断路器已基本淘汰。SF6断路器的特点是：（1）灭弧能力强，介质强度高，单元灭弧室的工作电压高，开断电流大，时间短；（2）开断电容电流或电感电流时，无重燃，过电压低；（3）电气寿命长，检修周期长，适于频繁操作；（4）操作率小，机械特性稳定，操作噪音小。 1、主变压器回路最大工作持续电流： IMAX =1.05 IN =948.7A UNs =1.1×220KV=242KV UN UNs拟选型号为LW2220（W）系列六氟化硫断路器，参数如

43、表所示:表 LW2220（W）系列六氟化硫断路器技术数据额定工作电压（KV）最高工作电压（KV）额定电流（A）3s 热稳定电流（KA）额定动稳定电流峰值（KA）固有分闸时间（S）额定频率（HZ）220252250031.5800.0350 1) 动稳定校验： IMAX IIM 动稳定电流IMAX=80KA，220KV侧短 路冲击电流为IIM =14.743KA 即： IMAX IIM 满足动稳定条件 2) 热稳定校验： LW2220（W）系列六氟化硫断路器的固有分闸时间0.03s，全分闸时间为0.15s。周期分量热效应计算，非周期分量热效应不计，短路电流的热效应： 71.46 ×3=

44、2976.76满足热稳定条件。3）三绕组变压器回路最大工作持续电流： IMAX =1.05 IN =632.6A UNs =1.1×220KV=242KV UN UNs拟选型号为LW2220（W）系列六氟化硫断路器5.4 6kV开关及开关柜的选择高压开关柜以空气作为绝缘介质，柜内各项导体的相间距离与对地距离应满足下列要求：3KV>=7.5;6KV>=10CM;10KV>=12.5cm.高压开关柜应实现电气和机械的“五防连锁”防止误操作，提高安全可靠性。选择结果：名称参数名称参数额度电压（KV）3、6、10额定热稳定时间（s）4最高工作电压（KV）3.6、7.2、12

45、额定电流（A）630-1000、1250-3000额定关合电流（KA）80母线系统单母线额度动稳定电流（KV）80额定热稳定电流（KV）31.5使用条件：（1）环境温度：上限+40，下限-5（2）海拔高度：不超过1000米（3）相对湿度：不大于90%（+25）（4）地震列度：不超过8（5）没有火灾 爆炸危险、严重污染，化学腐蚀及剧烈震动的场所5.5隔离开关的选择 隔离开关是电力系统中应用最多的一种高压电器，它的主要功能是：（1）建立明显的绝缘间隙，保证线路或电气设备修理时人身安全；（2）转换线路、增加线路连接的灵活性。 在电网运行时，为保证检修工作安全进行，除了使工作点与带电部分隔离外，还必须

46、采取检修接地措施防止意外带电。为此，要求在高压配电装置的母线侧和线路侧装设带专门接地刀闸的隔离开关，以便在检修母线和线路断路器时，使之可靠接地。这种带接地刀闸的隔离开关的工作方式为：正常运行时，主刀闸闭合，接地刀闸断开；检修时，主刀闸断开，接地刀闸闭合。这种工作方式由操作机构之间具有机械闭锁的装置来实现。5.5.1. 220KV侧隔离开关的选择(1)主变压器回路最大工作持续电流：IMAX =948.7AUNs =1.1×220KV=242KVUN UNs拟选型号为GW46220（D）系列隔离开关，参数如表所示。 表GW46220（D）系列隔离开关技术数据额定工作电压（KV）额定电流（

47、A）3s 热稳定电流（KA）额定动稳定电流峰值（KA）额定频率（HZ）22025003012550GW46220W系列隔离开关是三相交流50HZ高压开关设备，供在有电压五无负载的情况下，断开或闭合线路之用。该系列隔离开关的主刀闸和接地刀闸可分配各类电动型或手动型操作机构进行三相联动操作，主刀闸和接地刀闸有机械连锁装置。1)动稳定校验： IMAX IIM 动稳定电流IMAX=125KA，220KV侧短路冲击电流为IIM =14.732KA 即： IMAX IIM 满足动稳定条件 2) 热稳定校验： LW2220（W）系列断路器的固有分闸时间0.03s，全分闸时间为0.15s。周期分量热效应计算，

48、非周期分量热效应不计，短路电流的热效应： 71.46 ×3=2700 满足热稳定条件。（2）三绕组变压器回路最大工作持续电流： IMAX =1.05 IN =632.6A UNs =1.1×220KV=242KV UN UNs拟选型号为GW46220W系列隔离开关5.6电压互感器的选择电压互感器的配置原则应满足测量、保护、同期和自动装置的要求,保证在运行方式改变时，保护装置不失压,同期点两侧都能方便的取压。通常如下配置： （1）母线:6220KV电压级的每组母线的三相上应装设电压互感器，旁母线侧视各回路出线外侧装设电压互感器的需要而定； （2）线路:当需要检测线路断路器外侧

49、有无电压，共同期和自动重合闸使用，该侧装一台单相电压互感器； （3）发电机:一般在出口处装两组，一组（/Y）用于自动重合闸，一组供测量仪表、同期和继电保护使用。各种互感器的使用范围： （1）6220KV配电装置一般采用油浸绝缘结构,在高压开关柜或在布置地位狭窄的地方，可采用树脂浇柱式绝缘结构； （2）35110KV配电装置一般采用油浸绝缘结构电磁式电压互感器； （3）220KV以上配电装置，当容量和准确基满足要求时，一般采用电容式电压互感器； （4）接在110KV及 以上线路侧的电压互感器，当线路上装有载波通讯时，应尽量与耦合电容器结合，统一选用电容式电压互感器。5.6.1. 220KV母线侧电压互感器 拟选型号为JCC5-220系列电压互感器,具体参数表所示。表 JCC5-220系列电压互感器技术数据额定工作电压（KV）二次负荷连接组标号初级绕组次级绕组剩余电压绕组1级3级220/0.1500VA500VA 型号含义： J电压互感器 C串级绝缘 C瓷箱式 220/额定电压油浸式电压互感器为串级式全密封结构，由金属膨胀器、套管、器身、基座及其他部件组成。铁心采用优质硅钢片加工而成，叠成口字形，铁心上柱套有平衡绕组、一次绕组，下柱套有平衡绕组、一次绕组、测量绕组、保护绕组及剩余电压绕组，器身经真空处理后由低介质损耗绝缘材料固定在用钢板焊成的基座上，装在充满变压